一种热驱动rf mems开关的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明是利用LCP材料工艺实现的热驱动RF MEMS开关，属于微电子器件技术领域。
【背景技术】
[0002]在微波技术研宄中，RF MEMS器件凭借其优良的微波性能而受到了射频领域的广泛关注，尤其是RF MEMS开关，因其低插入损耗、高隔离度、高线性度和低功耗的特点，成为替代传统射频开关的首选器件。在微波系统中，开关有着大量的应用，其用来实现微波信号的导通和关断，例如射频器件的可重构性一般都以射频开关为基础。
[0003]绝大多数RF MEMS开关制造在硅基板或砷化镓基板上，但由于硅基板与砷化镓基板的加工工艺与传统IC电路工艺兼容性差，以及硅基板或砷化镓基板加工工艺成本很高，很容易导致整体电路的良率过低和高成本，而以LCP材料工艺制作的开关可以通过多层封装的方式与传统IC电路集成。LCP基板的介质损耗非常小，且其具有与硅基板和砷化镓基板相当的微波特性，另外LCP基板为柔性基板且其成本低廉，这些都显示其适用于制造高频器件。LCP的柔性使得以它为基板加工的高频器件具有保形特性，适用于航空航天等对空间利用有较高要求的领域。目前，国内外对于基于LCP基板的RF MEMS开关的研宄还主要为静电驱动开关，双端固支梁和悬臂梁结构的静电驱动开关都为纵向开关，在LCP基板加工工艺中容易产生纵向尺寸的误差和引入应力等问题，导致开关一致性的劣化和性能的下降，另外，由于LCP为柔性材料，在发生弯曲的情况下会使得纵向RF MEMS开关出现可靠性和驱动的问题。针对以上问题，本文提出采用横向的热驱动开关，以降低LCP基板工艺误差，并提高开关在基板发生弯曲情况下的可靠性、一致性和性能稳定性。
【发明内容】
[0004]技术问题:本发明的目的是提供一种基于LCP材料工艺的热驱动RF MEMS开关，该热驱动RF MEMS开关采用LCP材料工艺制造，LCP为柔性材料且其微波特性好、成本低廉，所以可以实现柔性的微波特性优良的低成本的RF MEMS开关，并解决在材料、工艺、可靠性、可重复性和生产成本等诸多方面的问题，从而为实现基于微电子技术的热驱动RF MEMS开关在微波集成系统中的产业化应用提供了支持和保证。
[0005]技术方案:为解决上述技术问题，本发明提供了一种热驱动RF MEMS开关，包括衬底，在所述衬底上设有锁扣开关结构；所述锁扣开关结构包括悬臂梁3a、4a，所述悬臂梁3a,4a尾端设置有相互配合的锁钩；在所述悬臂梁3a侧面设置有用于驱动所述悬臂锁3a的V形梁锁扣热驱动器I，在所述悬臂梁4a侧面设置有用于驱动所述悬臂梁4a的V形梁解锁热驱动器2。
[0006]所述V形梁锁扣热驱动器I驱动所述悬臂梁3a时，所述悬臂梁3a尾端的锁钩与所述悬臂梁4a尾端的锁钩相互配合发生锁扣，开关处于导通状态；所述V形梁锁扣热驱动器2驱动所述悬臂梁4a时，所述悬臂梁4a尾端的锁钩与所述悬臂梁3a尾端的锁钩相互配合发生锁扣，开关处于断开状态。
[0007]所述V形梁锁扣热驱动器I和所述V形梁解锁热驱动器2均包括驱动杆、由所述驱动杆两侧延伸出的V形梁以及设置在所述V形梁两侧的锚区；
所述V形梁锁扣热驱动器I驱动所述悬臂梁3a产生位移，使得其尾端的锁钩与所述悬臂梁4a尾端的锁钩相互配合发生锁扣；所述V形梁解锁热驱动器2驱动所述悬臂梁4a产生位移，使得其尾端的锁钩与所述悬臂梁3a尾端的锁钩脱开解锁。
[0008]在所述悬臂梁3a和所述V形梁锁扣热驱动器I之间、在所述悬臂梁4a和所述V形梁解锁热驱动器2之间均设有用于隔离的空气隙。
[0009]所述开关采用微电子工艺，制作于LCP基板上。
[0010]所述开关采用全金属结构。
[0011]有益效果:绝大多数RF MEMS开关制造在硅基板或砷化镓基板上，但由于硅基板与砷化镓基板的加工工艺与传统IC集成电路工艺兼容性差，以及硅基板或砷化镓基板加工工艺成本很高，很容易导致整体电路的良率过低和高成本，而以LCP材料工艺制作的开关可以通过多层封装的方式与传统IC电路集成。LCP基板的介质损耗非常小，其具有与硅基板和砷化镓基板相当的微波特性，另外LCP基板为柔性基板且其成本低廉，这些都显示其适用于制造高频器件。LCP的柔性使得以它为基板加工的高频器件具有保形特性，适用于航空航天等对空间利用有较高要求的领域。目前，国内外对于基于LCP基板的RF MEMS开关的研宄还主要为静电驱动开关，双端固支梁和悬臂梁结构的静电驱动开关都为纵向开关，在LCP基板加工工艺中容易产生纵向尺寸的误差和引入应力等问题，导致开关一致性的劣化和性能的下降，另外，由于LCP为柔性材料，在发生弯曲的情况下会使得纵向RF MEMS开关出现可靠性和驱动的问题。针对以上问题，本文提出采用横向的热驱动开关，以降低LCP基板工艺误差，并提高开关在基板发生弯曲情况下的可靠性、一致性和性能稳定性。
【附图说明】
[0012]图1是本发明的热驱动RF MEMS开关结构示意图。
[0013]其中有:衬底、V形梁锁扣热驱动器(1)、V形梁解锁热驱动器(2)、共面波导地(6a、6b、6c、6d)和共面波导地之间的键合线(5a、5b);其中V形梁锁扣热驱动器(I)包括驱动杆(la)、V形梁(Ib)和锚区(lc、ld) ;V形梁解锁热驱动器(2)包括驱动杆(2a)、V形梁(2b)和锚区(2c、2d);锁扣开关结构包括悬臂梁(3a、4a)、悬臂梁锚区(3b、4b)和悬臂梁与驱动杆之间的空气隙(3c、4c )。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本发明做进一步说明。
[0015]参见图1，本发明提供了一种热驱动RF MEMS开关，该热驱动RF MEMS开关包括衬底、V形梁锁扣热驱动器1、V形梁解锁热驱动器2、锁扣开关结构、共面波导地6a、6b、6c、6d和共面波导地之间的键合线5a、5b ;其中锁扣开关结构设置在衬底上，V形梁锁扣热驱动器I包括驱动杆la、V形梁Ib和锚区lc、ld ;V形梁解锁热驱动器2包括驱动杆2a、V形梁2b和锚区2c、2d ;锁扣开关结构包括悬臂梁3a、4a，悬臂梁锚区3b、4b，和悬臂梁与驱动杆之间的空气隙3c、4c ;在悬臂梁3a、4a尾端设置有相互配合的锁钩。V形梁锁扣热驱动器I和V形梁解锁热驱动器2分别设置在悬臂梁3a、4a的侧面。
[0016]实际上锁扣开关结构的悬臂梁即为共面波导的信号线，该开关处于不工作状态时，锁扣开关结构的两根悬臂梁尾端的锁扣没有锁扣，信号线断开，微波信号无法通过，该开关处于截止状态。当该开关处于工作状态时，在V形梁锁扣热驱动器I的锚区lc、ld之间加适当电流，电流通过V形梁Ib时产生焦耳热而发生热膨胀，推动驱动杆Ia沿驱动杆方向产生位移，当位移量超过悬臂梁与驱动杆之间的空气隙3c并达到一定量时，推动悬臂梁3a运动，使得悬臂梁3a尾端的锁钩与悬臂梁4a尾端的锁钩相互配合发生锁扣，共面波导信号线接通，微波信号可以近似无损耗的通过该开关，实现该开关的导通状态。当V形梁解锁热驱动器2的锚区2c、2d之间加适当电流，电流通过V形梁2b时产生焦耳热而发生热膨胀，推动驱动杆2a沿驱动杆方向产生位移，当位移量超过悬臂梁与驱动杆之间的空气隙4c并达到一定量时，推动悬臂梁4a运动，使得悬臂梁4a尾端的锁钩与悬臂梁3a尾端的锁钩脱开，共面波导信号线断开，微波信号无法通过该开关，回到截止状态。
[0017]本发明中的热驱动RF MEMS开关不同于传统的开关结构，该外力驱动开关具有以下主要特点:一、该开关采用微电子工艺，制作与LCP基板上，由于LCP基板的优良微波性能和机械性能以及其低廉的成本，使该开关有巨大的应用前景；二、该热驱动RF MEMS开关通过微电子工艺制作与LCP基板上，整个开关采用锁扣式开关结构，采用空气隙隔离开关与驱动结构，实现全金属结构，克服了 LCP材料工艺不易做绝缘层的问题；三、由于LCP基板为柔性材料，使得该开关适用于，对于空间要求比较严格的微波集成系统中。
[0018]以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
【主权项】
1.一种热驱动RF MEMS开关，包括衬底，其特征在于:在所述衬底上设有锁扣开关结构；所述锁扣开关结构包括悬臂梁(3a、4a)，所述悬臂梁(3a、4a)尾端设置有相互配合的锁钩；在所述悬臂梁(3a)侧面设置有用于驱动所述悬臂锁(3a)的V形梁锁扣热驱动器(1)，在所述悬臂梁(4a)侧面设置有用于驱动所述悬臂梁(4a)的V形梁解锁热驱动器(2)。2.根据权利要求1所述热驱动RFMEMS开关，其特征在于:所述V形梁锁扣热驱动器(O驱动所述悬臂梁(3a)时，所述悬臂梁(3a)尾端的锁钩与所述悬臂梁(4a)尾端的锁钩相互配合发生锁扣，开关处于导通状态；所述V形梁锁扣热驱动器(2)驱动所述悬臂梁(4a)时，所述悬臂梁(4a)尾端的锁钩与所述悬臂梁(3a)尾端的锁钩相互配合发生锁扣，开关处于断开状态。3.根据权利要求1所述热驱动RFMEMS开关，其特征在于:所述V形梁锁扣热驱动器(I)和所述V形梁解锁热驱动器(2)均包括驱动杆、由所述驱动杆两侧延伸出的V形梁以及设置在所述V形梁两侧的锚区； 所述V形梁锁扣热驱动器(I)驱动所述悬臂梁(3a)产生位移，使得其尾端的锁钩与所述悬臂梁(4a)尾端的锁钩相互配合发生锁扣；所述V形梁解锁热驱动器(2)驱动所述悬臂梁(4a)产生位移，使得其尾端的锁钩与所述悬臂梁(3a)尾端的锁钩脱开解锁。4.根据权利要求1所述热驱动RFMEMS开关，其特征在于:在所述悬臂梁(3a)和所述V形梁锁扣热驱动器(I)之间、在所述悬臂梁(4a)和所述V形梁解锁热驱动器(2)之间均设有用于隔离的空气隙。5.根据权利要求1所述热驱动RFMEMS开关，其特征在于:所述开关采用微电子工艺，制作于LCP基板上。6.根据权利要求1所述热驱动RFMEMS开关，其特征在于:所述开关采用全金属结构。
【专利摘要】本发明提供了一种热驱动RF MEMS开关，包括衬底，在所述衬底上设有锁扣开关结构；所述锁扣开关结构包括悬臂梁（3a、4a），所述悬臂梁（3a、4a）尾端设置有相互配合的锁钩；在所述悬臂梁（3a）侧面设置有用于驱动所述悬臂锁（3a）的V形梁锁扣热驱动器（1），在所述悬臂梁（4a）侧面设置有用于驱动所述悬臂梁（4a）的V形梁解锁热驱动器（2）。本发明采用横向的热驱动开关，降低了LCP基板工艺误差，并提高开关在基板发生弯曲情况下的可靠性、一致性和性能稳定性。
【IPC分类】H01P1/12, H01P1/15, B81B3/00
【公开号】CN104993192
【申请号】CN201510453346
【发明人】韩磊, 高晓峰
【申请人】东南大学
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年7月29日