专利名称：低电压射频微机电系统开关及其封装结构的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及一种低电压射频微机电系统开关及其封装结构。
背景技术：
射频微机电系统开关是一种通过机械移动在射频电路中来实现短路或者开路的 器件。射频微机电系统开关具体而言是可以用于射频到微波频段(0. 1至lj 100GHz)的微机械 开关，实现机械移动的驱动力可以通过静电作用，静磁作用，压电作用或者热作用来实现。 目前只有静电类型的开关可以实现高可靠性(高达1000亿次开关寿命)，并且可以使用晶
圆级制造方法。图i为传统的静电型射频微机电系统开关，开关包括一对底层电极(r、
2')，一个顶层可移动电极(3')，底层电极(2')上面有一层介电材料薄膜(4')，顶层可移 动电极(3')和介电材料(4')之间是空气，空气的厚度大约是几微米。这种开关可以提供 高电容和低电容两种情况当顶层可移动电极在上面时候，由于比较厚的空气层介于上下 电极之间，因而在上下电极间形成低电容，高频下低电容在电路中相当于开路；当在两个电 极间施加直流电压时候，在电场的作用下，电荷将聚集在电极上并在电极间形成静电吸引 力。当电压达到一定值的时候，可移动的顶层电极将和下面介电材料薄膜接触如图2所示 形成闭合，此时将在电极间形成高电容，高频下高电容相当于短路。为了实现微机电系统 开关在集成电路中的广泛应用，开关的工作电压选择非常关键，传统的开关电压在20伏以 上，这远远高于CMOS器件的工作电压。 微机电系统是一种利用微制造技术在同一衬底上集成了电学和非电学部件的微 小系统。由于他们能提供各种新功能，他们是未来智能器件的不可缺少的部分。除非已经 封装，晶圆上的微机电系统通常对环境都特别敏感。微机电系统通常含有一些很脆弱的部 件，这些部件在后端制造过程如切割，取放，连线和焊接中受灰尘粒子玷污而遭到破坏。所 以实际应用中，微机电系统和纳米机电系统需要密封封装以防止来自外部环境的污染。和 集成电路封装类似，微机电系统的封装也需要达到提供环境保护，提供电学连接，提供机械 支持，和提供有效的热学传输的要求。但由于微机电系统的多样化，以及由于许多微机电系 统器件和环境长期紧密接触，这就给微机电系统的封装带来了比集成电路封装更多的要求 和独特的挑战。因此，微机电系统封装必须需要许多特殊的技术和材料，而这些都不是标准 集成电路封装方案的一部分，这就使得微机电系统的封装成本常常达到其总成本的70%。 为了提供有效的封装方案，微机电系统行业正面临着开发可适用于更广泛范围器件的封装 方法的挑战。低成本和小尺寸的要求是目前推动微机电系统封装朝晶圆级技术发展的主要 加罩封装是微机电系统和纳米机电系统器件中的关键技术，裸芯和裸芯间键合以 及表面微机电是目前使用的实现微机电系统加罩封装的三大方法。目前最通用的密封技术 包括阳极键合密封，熔接密封和玻璃料密封。封装材料包括陶瓷，金属和塑料。混合封装如 多芯片模块和倒装芯片技术(例如，微机电系统和微电子器件在同一个衬底)也在被使 。 这些方法都需要额外的工艺步骤，通常需要比较高的处理温度，而且其有限的表面粗糙度也限制了信号线的引连。最有效的方法是用微机械方法制造的薄膜层罩来进行真空密封。
实用新型内容本实用新型的目的在于改进上述现有技术中的不足而提供一种低电压射频微机 电系统开关及其封装结构。
本实用新型的目的通过以下措施来达到 —种低电压射频微机电系统开关及其封装结构，包括 —射频微机电系统开关，其包括依次交替水平设置于衬底材料上的一对用于射
频信号输入和输出的底层电极， 一对用于提供驱动电压的底层驱动电极，底层电极及底层
驱动电极的上方设有一可上下弯曲的顶层电极，顶层电极和一底层电极之间通过一个竖立
的侧柱相连，另一底层电极上设有一层介电材料薄膜，其中两个底层驱动电极上各设有防
止顶层电极与其相接触的绝缘隔离块； —加盖层，覆盖于所述的射频机电系统开关上； —密封层，覆盖于所述的加盖层上。 其中，加盖层上可开有腐蚀通道或者可为一层气相可渗透高分子加盖层。 介电材料薄膜和绝缘隔离块的材料可为二氧化硅或氮化硅，介电材料薄膜的厚度
为小于1微米。 顶层电极与底层驱动电极及底层电极之间为空气层，且其厚度大于1微米。 工作时，工作电压加在底层驱动电极和射频信号输入的底层电极之间，顶层电极 和底层电极之间有一层空气层，顶层电极在驱动电极电压的作用下可以和介电材料薄膜接 触或不接触形成开关开合或关闭状态。 本实用新型的优点在于 第一，开关设计含有多个驱动电极，增加了驱动面积大大地降低了开关需要的工 作电压，增强了和传统集成电路集成的可能性；第二，本实用新型中的开关设计可以提供更 大的开关接触力，增强了开关的稳定性；第三，本实用新型也提供了一种新型气相可渗透高 分子保护层概念，不要在保护层上开孔或者通道，简化了工艺；第四，保护罩通过通常的光 刻技术制成，消除了由于对准保护罩和微机电系统带来的误差；第五，封装大小可以调节， 根据器件的几何尺寸，形状和应用，牺牲层和保护层的厚度可以相应适当调节；第六，由于 微机电系统的制造和封装在一批工艺中完成，这就减小了微机电系统在制造中被损毁的机 率，提高了成品率。
图1为传统的微机电系统开关的断开状态示意图； 图2为传统的微机电系统开关的闭合状态示意图； 图3为本实用新型的一种装结构； 图4为本实用新型的另一种封装结构； 图5为本实用新型微机电系统开关结构示意图。
具体实施方式
如图3、4、5所示，本实用新型一种低电压射频微机电系统开关及其封装结构，包 括一射频微机电系统开关，其包括依次交替水平设置于衬底材料1上的的用于射频信号 输入的底层电极2、用于提供驱动电压的底层驱动电极3、用于射频信号输出的底层电极4、 用于提供驱动电压的底层驱动电极5，所述的底层电极2、4及底层驱动电极3、5的上方设 有一可上下弯曲的顶层电极6，所述的顶层电极6和底层电极2之间通过一个竖立的侧柱7 相连，所述的底层电极4上设有一层介电材料薄膜8，所述的底层驱动电极3、5上各设有防 止顶层电极与其相接触的绝缘隔离块9。 —加盖层IO，覆盖于所述的射频机电系统开关上；用于作为射频微机电系统封装 结构的主要组成部分，提供机械支持。 —密封层ll，覆盖于所述的加盖层10上。用于保护射频微机电系统免受外界空气 和细小颗粒的腐蚀。 加盖层10上可开有腐蚀通道12或者加盖层10为一层气相可渗透高分子加盖层。 本实用新型中的低电压射频微机电系统开关可以是其它的电子元器件，如集成电 路等。
权利要求一种低电压射频微机电系统开关及其封装结构，其特征在于，包括一射频微机电系统开关，其包括依次交替水平设置于衬底材料(1)上的用于射频信号输入的底层电极(2)、用于提供驱动电压的底层驱动电极(3)、用于射频信号输出的底层电极(4)、用于提供驱动电压的底层驱动电极(5)，所述的底层电极(2、4)及底层驱动电极(3、5)的上方设有一可上下弯曲的顶层电极(6)，所述的顶层电极(6)和底层电极(2)之间通过一个竖立的侧柱(7)相连，所述的底层电极(4)上设有一层介电材料薄膜(8)，所述的底层驱动电极(3、5)上各设有防止顶层电极与其相接触的绝缘隔离块(9)；一加盖层(10)，覆盖于所述的射频机电系统开关上；一密封层(11)，覆盖于所述的加盖层(10)上。
2. 根据权利要求1所述的一种低电压射频微机电系统开关及其封装结构，其特征在 于，所述的加盖层(10)上开有腐蚀通道(12)。
3. 根据权利要求1所述的一种低电压射频微机电系统开关及其封装结构，其特征在 于，所述的加盖层(10)可以为一层气相可渗透高分子加盖层。
4. 根据权利要求1所述的一种低电压射频微机电系统开关及其封装结构，其特征在 于，所述的介电材料薄膜(8)和绝缘隔离块(9)的材料为二氧化硅或氮化硅。
5. 根据权利要求1或4所述的一种低电压射频微机电系统开关及其封装结构，其特征 在于，所述的介电材料薄膜(8)的厚度为小于l微米。
6. 根据权利要求1所述的一种低电压射频微机电系统开关及其封装结构，其特征在 于，所述的顶层电极(6)与底层驱动电极(3、5)及底层电极(2)之间为空气层，且其厚度大 于1微米。
专利摘要本实用新型涉及一种低电压射频微机电系统开关及其封装结构，包括一射频微机电系统开关；一加盖层，覆盖于所述的射频机电系统开关上；一密封层，覆盖于所述的加盖层上。其中加盖层上可开有腐蚀通道。加盖层还可为一层高分子加盖层。本实用新型中的系统开关含有多个驱动电极，增强了和传统集成电路集成的可能性，本实用新型提供了一种新型气相可渗透高分子保护层概念，不在保护层上开孔或者通道，简化了工艺。同时采用本实用新型的封装结构，减小了微机电系统在制造中被损毁的机率，提高了成品率。
文档编号H01P1/10GK201490302SQ20092016017
公开日2010年5月26日 申请日期2009年6月19日 优先权日2009年6月19日
发明者党兵, 王国安 申请人:党兵;王国安