KR101230284B1 - 가요성이고 자유로운 스위치 멤브레인의 무선 주파수 미세전자기계 시스템 스위치 - Google Patents

가요성이고 자유로운 스위치 멤브레인의 무선 주파수 미세전자기계 시스템 스위치 Download PDF

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Abstract

RF MEMS 스위치는 기판(1)에 보유되고 제1 위치(오프 상태/도 1)와 제2 위치(온 상태)의 두 위치 사이에서 작동 가능한 미세기계 스위칭 수단과, 스위칭 수단의 위치를 작동시키기 위한 작동 수단을 포함한다. 미세기계 스위칭 수단은 지지 수단(3)에 의해 자유롭게 지지되고, 작동 수단(7)의 작동 하에서 굴곡 가능하고, 굴곡 이동 동안 지지 수단(3)에 대해 자유롭게 활주 가능한 가요성 멤브레인(6)을 포함한다.

Description

가요성이고 자유로운 스위치 멤브레인의 무선 주파수 미세 전자기계 시스템 스위치{RF MEMS SWITCH A FLEXIBLE AND FREE SWITCH MEMBRANE}
본 발명은 미세 전자기계 시스템(MEMS)을 채용한 무선 주파수(RF) 스위치의 기술 분야에 관한 것이다.
미세 전자기계 시스템(MEMS) 스위치는 예를 들어 위상 배열 안테나, 위상 시프터, 절환 가능한 튜닝 컴포넌트 등과 같은 무선 주파수(RF) 통신 시스템에서 널리 사용된다.
RF MEMS 스위치는 기본적으로 RF 전송 라인의 단축 회로 또는 개방 회로를 달성하기 위해 전기적으로 작동되는 기계적인 운동을 이용하는 미소한 장치이다. 따라서 RF MEMS 스위치는 두 가지 구별되는 수단을 포함하고, 이는,
- 일반적으로 "스위칭 수단"으로 지칭되고, 스위치의 오프 상태, 즉 전송 라인이 개방되고 RF 신호의 전송에 이용할 수 없는 상태에 대응하는 오프 위치와 스위치의 개방 상태, 즉 전송 라인이 "폐쇄"되고 RF 신호의 전송에 이용할 수 있는 상태에 대응하는 온 위치의 두 가지 상이한 위치로 이동될 수 있는 미세기계 수단과,
- 일반적으로 "작동 수단"으로 지칭되고, 일반적으로 그 온 위치 및/또는 오 프 위치로 이동시키기 위해 기계 스위칭 수단에 인가되는 힘을 발생시키기 위해 사용되는 전자 수단이다.
MEMS RF 스위치는 전기적인 작동 수단, 즉 정전, 전자기, 압전 또는 열전 작동 수단에 따라서 몇 가지 카테고리로 분류될 수 있다. 정전 작동은 짧은 스위칭 시간(통상적으로 200 ㎲ 이하)에 도달할 수 있고, 사실상 0의 전력 소모를 갖기 때문에 현재까지 일반적인 기술이다. 또한, RF MEMS 스위치 설계에서, 상이한 작동 기술이 합체될 수 있다(예를 들어, 정전 전압 홀드가 열 작동과 커플링될 수 있음).
MEMS RF 스위치는 또한 전송 라인을 스위칭하기 위해 사용되는 접점에 기초하여 두 가지 카테고리, 즉 "금속 대 금속 접촉 스위치" 또는 "용량성 접촉 스위치"로 분류될 수 있다. 소위 금속 대 금속 접촉 스위치(또한 "오옴 접촉 스위치"로도 지칭됨)는 통상적으로 DC에서부터 60 ㎓까지의 스위칭 신호용으로 사용된다. 용량성 스위치는 특히 6 ㎓ 내지 120 ㎓ 사이의 RF 신호를 스위칭하도록 사용된다.
현재까지, MEMS RF 스위치는 또한 그 미세기계 스위칭 수단의 구조에 기초하여 두 가지 주요한 카테고리로 분류될 수 있다.
제1 주요 카테고리는 RF MEMS 스위치를 포함하고, 미세기계 스위칭 수단은 스위치의 기판 상에 고정된 가요성 멤브레인을 포함한다. 제2 카테고리는 RF MEMS 스위치를 포함하고, 미세기계 스위칭 수단은 스위치의 기판 상에 자유롭게 장착된 응력이 없는 강성 비임을 포함한다.
가요성의 고정된 멤브레인을 갖는 RF MEMS
제1 구성에서, 가요성 멤브레인은 두 말단에서 기판 상에 고정되어 브리지를 형성한다. 절환 소자로써 가요성 브리지를 이용하는 MEMS 스위치는 예를 들어, 미국 특허 출원 제2004/0091203호, 미국 특허 제6,621,387호, 유럽 특허 출원 EP 1 343 189호, PCT 출원 WO2004/076341호의 공보들에 개시된다.
제2 구성에서, 가요성 멤브레인은 하나의 말단에서만 기판 상에 고정되고, 따라서 외팔보를 형성한다. 스위칭 소자로써 가요성 외팔보 멤브레인을 이용하는 MEMS 스위치는 예를 들어 미국 특허 제5,638,946호에 개시된다.
절환 소자로써 가요성의 고정된 멤브레인(브리지 또는 외팔보)을 갖는 RF MEMS 스위치의 이용은 이하의 주요한 단점에 직면한다. 이들 스위치는 온도 변화와 기판의 기계적 및/또는 열적 변형에 매우 민감하다(제1 주요 단점). 작동 동안, 고정된 스위치 멤브레인이 작동 수단에 의해 발생된 힘 하에서 변형되면, 멤브레인은 높은 기계적인 응력을 받고, 이에 따라 RF MEMS 스위치의 수명이 급격하게 감소된다(제2 주요 단점).
응력이 없고 강성인 비임을 갖는 RF MEMS 스위치
응력이 없고 강성인 비임을 갖는 RF MEMS 스위치는 예를 들어 유럽 특허 출원 EP 1489 639호에 개시되었다. 이 공보에서, 스위치 소자는 기판에 평행한 편에서 온 위치와 오프 위치 사이에서 자유롭게 이동 가능한 강성 비임이다. 다른 변형으로, 강성 비임은 기판에 직각인 방향으로 온 위치와 오프 위치 사이에서 자유롭게 이동 가능한 플로팅 비임일 수 있다.
이러한 형식의 스위치는 유리하게는 부착된 스위칭 멤브레인을 갖는 RF MEMS 스위치의 전술한 단점을 극복한다. 대신에, 이들 응력이 없고 강성 스위치 비임을 갖는 RF MEMS 스위치는 긴 스위칭 시간(예를 들어, 온 위치와 오프 위치 사이에서 스위치 비임을 이동시키는데 필요한 시간)을 갖는다. 또한, 이들은 기계적인 충격 또는 진동에 보다 민감하다.
본 발명의 목적은 RF MEMS 스위치용의 신규한 구조를 제안하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 고정된 스위치 멤브레인을 이용하는 RF MEMS 스위치의 전술한 단점을 극복하는 신규한 RF MEMS 스위치를 제안하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 응력이 없고 강성인 스위치 비임을 갖는 RF MEMS 스위치에 비해 짧은 스위칭 시간을 갖는 신규한 RF MEMS 스위치를 제안하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 전술한 응력이 없고 강성인 스위치 비임을 갖는 RF MEMS 스위치와 비교하여 기계적인 충격 또는 진동에 덜 민감한 신규한 RF MEMS를 제안하는 것이다.
적어도 전술한 주요한 목적은 본원 청구항 제1항의 RF MEMS 스위치에 의해 달성된다.
본 발명의 RF MEMS 스위치는,
- 제1 위치(오프 상태)와 제2 위치(온 상태)의 두 위치 사이에서 작동 가능한 미세기계 스위칭 수단과,
- 상기 스위칭 수단의 위치를 작동시키기 위한 작동 수단을 포함한다.
본 발명의 주요한 하나의 신규한 특성에 따라, 미세기계 스위칭 수단은 지지 수단에 의해 자유롭게 지지되고, 작동 수단의 작동 하에서 굴곡 가능하고, 굴곡 운동 중에 지지 수단(3)에 대해 자유롭게 활주할 수 있는 가요성 멤브레인을 포함한다.
본원(명세서 및 청구범위)에서 사용된 용어 "자유롭게 지지"는 오프 위치와 온 위치 사이의 멤브레인의 스위칭 운동 동안 스위치 멤브레인이 지지 수단에 대해 자유롭게 활주할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 모두를 포함하지 않고 비제한적인 예로 이루어진 이하의 상세한 설명을 읽고 첨부된 도면을 참조함으로써 보다 명료하게 나타날 것이다.
도 1은 스위치가 오프 상태인 본 발명의 용량성 RF MEMS 스위치의 단면도(도 3의 면 I-I의 단면도임).
도 2는 스위치가 온 상태인 도 1의 스위치의 단면도.
도 3은 도면의 용량성 RF MEMS 스위치의 평면도.
도 4는 제조 프로세스 동안의 최종 해제 단계 직전의 스위치의 단면도.
도 1 내지 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 용량성 RF MEMS 스위치를 도시한다. 그러나 명확하게 하기 위해, 본 발명의 범주는 용량성 RF MEMS 스위치에 제한되지 않고 오옴 접촉 RF MEMS 스위치 또한 포함하는 것에 주의하여야 한다. 도 1 내지 3의 용량성 RF MEMS 스위치는 앞으로 상세하게 설명되는 신규한 구조를 갖고, 종래의 표면 미세기계가공 기술을 이용하여 제조될 수 있다.
도 1을 참조하면, RF MEMS 스위치는 스위치의 기판을 형성하는 웨이퍼(1)(예를 들어 실리콘으로 제조됨)를 포함한다. 박형 유전체층(2)이 웨이퍼(1)의 표면 상에 증착된다. 유전층(2)에는 스위치가,
- 도 1의 횡방향으로 연장하는 두 개의 이격되고 평행한 측방향 지지 부재(3)(방향 Y, 도 3 참조)와,
- 측방향 지지 부재(3)의 주 방향에 사실상 평행한 방향(즉, 도 1의 횡방향, 도 3 참조)으로 연장하고 두 개의 측방향 지지 부재(3) 사이에 배치되고 바람직하게는 측방향 지지 부재(3) 사이에서 중심에 있는 하나의 중심 지지 부재(4)를 포함한다.
측방향 지지 부재(3)에 반해, 중심 지지 부재(4)의 상부 표면은 박형 유전체층(5)으로 커버된다.
두 개의 측방향 지지 부재(3)와 유전층(2)은 공면 도파관(CPW)을 형성하고, 두 개의 측방향 지지 부재(3)는 접지 라인에 해당된다. 중심 지지 부재(4)는 공면 도파관(CPW) 내에서 RF 전기 신호의 전송을 위한 신호 라인을 형성한다.
측방향 및 중심 지지 부재(3, 4)는 예를 들어 금과 같은 금속으로 제조된다. 층(2, 5)용의 유전성 재료는 임의의 재료, 주로 매우 낮은 도전성을 갖는 중합체일 수 있다. 예를 들어, 유전층(2, 5)은 질화 실리콘으로 제조된다.
RF MEMS 스위치는 또한 예를 들어 알루미늄, 금 또는 임의의 도전성 합금과 같은 금속으로 제조된 박형 가요성 멤브레인(6)으로 구성된 용량성 스위치 소자를 포함한다. 가요성 스위치 멤브레인(6)은 적어도 측방향 지지 부재(3)에 의해 자유롭게 지지된다.
도 3을 참조하면, 가요성 스위치 멤브레인(6)은 주요 중심부(6a)와 플레이트(6b) 형상의 두 개의 대향 말단을 갖는다. 도면의 특정 실시예에서, 중심부(6a)는 직사각형이고, 측방향 지지 부재(3) 상에서 측방향(X)으로 연장한다. 플레이트(6b)는 직사각형부(6a)의 폭(e)보다 큰 지지 부재(3)의 종방향(Y)에서 취한 치수(E)를 갖는다. 가요성 멤브레인(6)의 형상은 본 발명에서 중요하지 않다.
각각의 지지 부재(3)는 상부에 멤브레인의 중심부(6a)가 자유롭게 위치되는 통로를 형성하는 브리지부(3a)를 더 포함한다. 브리지부(3a)와 조합된 멤브레인의 플레이트(6b)는 지지 부재(3) 상에 멤브레인을 유지하지만 스위치의 정상 사용 동안 멤브레인(6)의 지지 부재(3)에 대한 자유로운 이동을 방해하지 않는 고정 수단으로써 이용된다.
RF MEMS 스위치는 또한 멤브레인(6)을 굴곡시키기 위해 이용되고 두 개의 측방향 매립된 전극(7)에 의해 형성된 정전 작동 수단을 포함한다. 도 1 내지 3의 바람직한 실시예에서, 매립된 전극은 유리하게는 스위치 멤브레인(6)의 두 개의 플레이트(6b) 하에서 공면 도파관(CPW)의 외측에 배치된다. 각각의 전극(7)의 상부 표면은 멤브레인 플레이트(6b)와 전극(7) 사이의 임의의 오옴 접촉을 방지하기 위해 유전층(8)에 의해 커버된다. 유전층(8)은 멤브레인 플레이트(6b)와 전극(7) 사이의 오옴 접촉을 방지할 수 있는 임의의 다른 대응 수단으로 대체될 수 있다.
오프 상태
도 1은 RF MEMS 스위치의 오프 상태의 구성을 도시한다. 이러한 오프 상태의 구성에서, 전극(7)에 전기 작동 신호가 인가되지 않는다.
오프 상태에서, 스위치 멤브레인(6)은 휴지 상태이고, 유전층(5)과 접촉한다. 신호 라인(4)은 개방되고 공면 도파관(CPW) 내에서 임의의 RF 신호를 전송할 수 없다.
바람직하게는, DC 신호가 멤브레인(6)에 작은 정전력(F1)을 가하기 위해 중심 지지 부재(4)에 인가되고, 멤브레인(6)과 유전층(5) 사이에 완전한 접촉이 유지된다. 이러한 오프 상태 DC 전압은 유리하게는 매우 낮을 수 있다(낮은 소비).
이러한 바이어스 DC 신호는 또한 멤브레인이 휴지시에 유전층(5)과 멤브레인(6) 사이의 매우 작은 초기 간극이 있는 경우에 유용하다. 이러한 경우, 바이어싱 DC 신호의 전압은 멤브레인의 대향 휴지력보다 높게 멤브레인(6)의 중심부에 접촉력(F1)(도 1)을 가하기 위해 충분하다.
오프 상태의 위치에서, 멤브레인(6)은 유리하게는 3개의 지지 부재(3, 4)에 의해 안정 위치에서 지지되고, 따라서 응력이 없는 강성 스위치 비임(EP 제1 489 639호 공보)을 이용하는 RF MEMS에 비해 기계적인 진동이나 충격에 덜 민감하다.
바람직하게는, 멤브레인(6)이 오프 상태일 때, 플레이트(6b)와 측방향 지지 부재(3)의 브리지부(3a) 사이에는 작은 갭이 있다[도 3-치수(d)]. 따라서, 지지 부재(3)는 멤브레인(6)을 수직으로만 지지하고[도 1의 방향(Z)], 평면(X, Y)으로 멤브레인 상에 어떠한 기계적인 힘도 가하지 않는다.
따라서 멤브레인(6)이 오프 상태 위치에 있을 때 측방향 지지 부재(3)에 의해 멤브레인(6)에 야기되는 기계적인 응력은 없다.
온 상태
도 2는 RF MEMS 스위치의 온 상태의 구성을 도시한다. 이러한 온 상태의 구성에서 멤브레인(6)은 기판(1)으로부터 굴곡되고 유전층(5)과 더 이상 접촉하지 않고, RF 신호 라인은 RF 신호를 전송하기 위해 사용될 수 있다.
이러한 굴곡 상태에서, 면 방향 외측의 멤브레인 강성은 증가되고, 이는 진동이나 충격에 대해 스위치 멤브레인(6)의 저항성을 증가시킨다.
오프 상태로부터 온 상태
온 상태 구성을 달성하기 위해, 전극(7)과 멤브레인 플레이트(6b) 사이의 정전력(F2)을 생성하도록 DC 신호가 전극(7)에 인가된다. 측방향 지지 부재(3)와 조합하여 이러한 정전력(F2)은 멤브레인(6)의 중심부(6a)가 유전층(5)으로부터 이격되도록(RF 신호 라인을 폐쇄) 이동하는 방식으로 멤브레인을 굴곡시킨다(도 2).
멤브레인(6)의 이러한 스위칭 이동 동안(또한 온 상태로부터 오프 상태로의 역 스위칭 이동 동안), 멤브레인(6)은 전체적으로 지지 부재(3)의 통로(3b) 내에서 지지 부재(3)에 대한 활주가 자유롭다는 것에 주의하여야 한다.
스위칭 작동 동안의 멤브레인(6)의 이러한 자유로운 이동 때문에, 멤브레인(브리지 또는 외팔보)이 지지 구조에 클램핑되는 종래 기술의 RF 스위치에 비해 지지 부재(3)에 의해 멤브레인(6)에 야기되는 기계적인 응력이 적다. 멤브레인(6)의 말단에서의 주기적인 응력에 의한 기계적인 피로 및 크리프는 방지되고, 따라서 멤 브레인 수명은 유리하게는 기판에 클램핑된 멤브레인을 이용하는 종래 기술의 RF MEMS 스위치에 비해 증가된다.
멤브레인(6)이 지지 부재에 비해 자유롭게 이동된다는 사실 때문에, RF MEMS 스위치가 온도 변화를 겪을 때 스위치 멤브레인(6)의 팽창 및 수축은 멤브레인의 부가의 굴곡을 야기하지 않는다. 따라서 본 발명의 RF MEMS 스위치는 유리하게는 기판에 클램핑된 멤브레인을 이용하는 종래 기술의 RF MEMS 스위치에 비해 온도 종속적이지 않다.
또한, 전체적으로 자유로운 멤브레인(6)의 사용 덕분에, 구조는 기판(웨이퍼) 곡률에 종속적이지 않다. 특히 예를 들어 열 변형 또는 다른 기계적인 압력 하에서 또는 제조 프로세스 동안 스위칭 작동에 영향이 없는 기판(1)의 작은 변형이 발생할 수 있다. 따라서 본 발명의 RF MEMS 스위치는 유리하게는 기판에 클램핑된 멤브레인을 이용하는 종래 기술의 RF MEMS 스위치에 비해 기판 변형에 덜 민감하다.
일반적으로, 용량성 RF MEMS 스위치에서, 유전층의 습윤 또는 정전 대전 때문에, 오프 상태에서 유전층에 스위치 소자가 달라붙는 현상이 종종 발생한다. 본 발명의 스위치에서는, 온 상태 위치 쪽으로의 멤브레인(6)의 이동을 위해 작동력[정전력(F2)]을 이용하기 때문에, 유전층(5)에 멤브레인이 달라붙는 문제는 해결된다.
온 상태로부터 오프 상태
전극(7)의 DC 온 상태 작동 신호가 소정의 임계치(풀 아웃 전압)보다 낮을 때, 정전 작동력(F2)은 멤브레인(6)의 말단[플레이트(6b)에 더 이상 인가되지 않고, 멤브레인(6)은 도 1의 오프 상태로 다시 굴곡된다. 온 상태 위치(도 2)로부터 오프 상태 위치(도 1)로의 멤브레인(6)의 이동은 멤브레인(6)의 자체 강성에 의해 멤브레인(6)의 복원력에 의해 야기된다.
멤브레인의 자체 강성의 이용 덕분에, 온 상태 위치로부터 오프 상태 위치로의 이동은 높은 전기 에너지를 이용하지 않고 매우 신속하다. 따라서, 본 발명의 RF MEMS 스위치의 스위칭 시간(도 1 내지 3의 특정 실시예에서 온 상태로부터 오프 상태로)은 매우 짧고 응력이 없는 강성 스위치 비임을 이용하는 RF MEMS 스위치(EP 제1 489 639호 공보)에 비해 전기 에너지를 요구하지 않는다.
도 4/제조 프로세스
도 1 내지 3의 RF MEMS 스위치는 종래의 표면 미세기계가공 기술(예를 들어, 웨이퍼 상에 몇 개의 층을 증착하고 패터닝함으로써)을 이용하여 제조될 수 있다.
도 4는 제조 프로세스 직후의 해제 단계 전의 RF MEMS 스위치를 도시한다. 세 개의 희생층(9, 10 및 11)이 사용된다. 이들 희생층은 임의의 재료(금속, 중합체, 유전성 재료)로 제조될 수 있다.
하나의 제1 희생층(9)이 유전층(2) 상에 멤브레인(6)을 증착시키기 위해 사용된다. 최종 해제 단계에서 희생층(9)이 제거되면, 멤브레인(6)의 두 개의 플레이트(6b)와 측방향 지지 부재(3) 사이에서 연장하는 멤브레인(6)의 일부가 해제된다. 다른 희생층(10, 11)은 유전층(5)으로부터, 그리고 측방향 지지 부재(3)(접지 라인)로부터 멤브레인(6)을 해제하기 위해 사용된다.
제조 프로세스 동안, 멤브레인(6)과 유전층(5) 사이의 거리[즉, 희생층(10)의 두께]는 매우 짧다. 통상적으로, 이러한 거리는 0.1 ㎛ 미만이다. 이는 유리하게는 멤브레인(6)과 유전층(5)의 프로파일이 동일하게 한다. 오프 상태에서 멤브레인(6)이 휴지되고 변형되지 않고 멤브레인(6)의 프로파일이 유전층(5)의 프로파일과 동일하기 때문에, 멤브레인(6)의 오프 상태 위치에서의 멤브레인과 유전층(5) 사이의 완전한 표면 대 표면 접촉이 얻어진다.
본 발명은 도 1 내지 3의 바람직한 실시예에 제한되지 않고, 지지 부재 등에 의해 기판 상에 자유롭게 지지되고 작동 수단의 작동 하에 굴곡되는 가요성 스위치 멤브레인을 포함하는 모든 RF MEMS 스위치로 확장될 수 있다.
작동 수단은 바람직하게는 반드시 정전 수단은 아니다.
본 발명은 매우 낮은 작동 매개변수와, 매우 빠른 스위칭 및 개선된 RF 성능을 갖는 용량성 RF MEMS 스위치를 제조할 수 있다. 본 발명은 보다 상세히는, 그리고 주로 매우 고속의, 주로 25 ㎓를 초과하는 RF 신호 주파수용으로 연구된다.
그러나, 본 발명은 용량성 RF MEMS 스위치에 제한되지 않고, 또한 오옴 접촉 RF MEMS 스위치(또한 일반적으로 "금속 대 금속 접촉 RF MEMS 스위치"로 지칭됨)를 제조하기 위해 사용될 수 있다. 본 발명의 오옴 접촉 RF MEMS 스위치에서, 가요성이고 자유롭게 지지된 멤브레인(6)은 예를 들어 측방향 지지 부재(3) 사이에 위치된 하나의 제1 금속 접접과, 예를 들어 멤브레인(6)과 영구적으로 접촉할 수 있는 제2 금속 접점 사이에서 온 상태 위치로 짧은 회로를 제조하도록 설계된다. 오프 상태 위치에서, 멤브레인은 제1 금속 접점과 더 이상 접촉하지 않는다.
용량성 RF MEMS 스위치의 경우에, 유전층(5)은 멤브레인(6)에 의해 수행될 수 있고 신호 라인(4)에 의해 필수적이지는 않다. 선택적으로, 유전층은 신호 라인(4)과 멤브레인(6)에 의해 모두 수행될 수 있다.
도 1 내지 3의 바람직한 실시예에서, 작동 전극(7)은 멤브레인(6) 아래에 위치되고[즉, 유전층(2)과 멤브레인(6) 사이], 측방향 지지 부재(3)에 의해 형성된 공면 도파관(CPW) 외측에 있다. 전극의 이러한 특정 위치는 다음의 장점을 야기한다. 온 상태 구성 동안, 유리하게는 멤브레인(6)의 위치를 작동시키기 위해 이용되는 정전력(F2)과 공면 도파관 내에서 전송된 RF 신호 사이에 상호 작용의 위험이 없다. 따라서, 전극(7)의 표면은 크고, 전극(7)에 인가된 "온 상태 전압"은 유리하게는 매우 낮을 수 있다. 그러나, 전극(7)의 이러한 특정 위치는 본 발명의 바람직한 특징일 뿐이다. 본 발명의 다른 변형에서, RF MEMS 스위치는 예를 들어 작동 전극(7)이 멤브레인(6) 상에 위치되도록 설계될 수 있다.

Claims (12)

  1. 제1 위치(오프 상태)와 제2 위치(온 상태)의 2 위치 사이에서 작동 가능한 미세기계 스위칭 수단과 상기 스위칭 수단의 위치를 작동시키기 위한 작동 수단을 포함하는 RF MEMS 스위치에 있어서,
    상기 미세기계 스위칭 수단은 지지 수단(3)에 의해 자유롭게 지지되고 상기 작동 수단(7)의 작동 하에서 굴곡 가능하고 굴곡 이동 중에 상기 지지 수단(3)에 대해 자유롭게 활주 가능한 가요성 멤브레인(6)을 포함하는 것을 특징으로 하는 RF MEMS 스위치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가요성 멤브레인(6)은 제1 및 제2 위치 중 하나에서 휴지되는 것을 특징으로 하는 RF MEMS 스위치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 휴지 위치에서 멤브레인(6)을 유지시키기 위한 정전 수단(4)을 포함하는 것을 특징으로 하는 RF MEMS 스위치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 멤브레인(6)은 용량성 스위치 소자를 형성하는 것을 특징으로 하는 RF MEMS 스위치.
  5. 제4항에 있어서, 기판(1)의 표면에 제1 유전층(2)이 증착되고, 상기 제1 유전층(2)을 갖는 공면 도파관을 형성하는 두 개의 금속 지지 부재(3)를 더 포함하고, 상기 멤브레인(6)은 상기 두 개의 지지 부재(3)에 의해 자유롭게 지지되는 것을 특징으로 하는 용량성 RF MEMS 스위치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 지지 부재(3) 각각은 상기 스위치 멤브레인(6)이 자유롭게 위치되는 통로(3b)를 포함하고, 상기 멤브레인(6)은 상기 지지 부재(3)에 대해 멤브레인(6)을 고정시키고 멤브레인의 스위칭 이동 동안 지지 부재(3)에 대해 멤브레인(6)이 자유롭게 활주하는 것을 방해하지 않기 위해 두 말단에 두 개의 큰 치수를 갖는 부분(6b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 용량성 RF MEMS 스위치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 두 개의 금속 지지 부재(3) 사이에 위치되고 RF 신호용 신호 라인으로써 사용되는 제3 금속 지지 부재(4)를 더 포함하고, 적어도 하나의 제2 유전층(5)이 상기 멤브레인(6)과 제3 금속 지지 부재(4) 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 용량성 RF MEMS 스위치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2 유전층(5)은 상기 제3 금속 지지 부재(4)에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 용량성 RF MEMS 스위치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 멤브레인(6)은 멤브레인(6)이 휴지 상태일 때 제2 유전층(5)과 접촉하는 것을 특징으로 하는 용량성 RF MEMS 스위치.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작동 수단은 정전 수단인 것을 특징으로 하는 용량성 RF MEMS 스위치.
  11. 제5항에 있어서, 상기 작동 수단은 기판(1)으로부터 이격되도록 멤브레인(6)을 굴곡시키기 위한 두 개의 전극(7)을 포함하는 정전 수단이고, 상기 두 개의 전극(7)은 공면 도파관의 외측에서 기판(1)에 위치되는 것을 특징으로 하는 용량성 RF MEMS 스위치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 가요성 멤브레인(6)은 스위치가 개방되는 상기 제1 위치(오프 상태)에서 휴지되는 것을 특징으로 하는 RF MEMS 스위치.
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