[發(fā)明專利]一種雙穩(wěn)態(tài)單晶硅梁射頻微機電系統(tǒng)開關

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710064876.2
• 申請日: 2007-03-28
• 公開（公告）號: CN101276705A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發(fā)明（設計）人: 李全寶;景玉鵬;陳大鵬;歐毅;葉甜春
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01H51/01
• 分類號: H01H51/01;H01H51/22
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 周國城

1.?一種雙穩(wěn)態(tài)單晶硅梁射頻微機電系統(tǒng)開關，其特征在于，該射頻微機電系統(tǒng)開關包括電磁驅(qū)動部分和懸臂梁可動部分，電磁驅(qū)動部分和懸臂梁可動部分采用對準鍵合方式結(jié)合在一起；電磁驅(qū)動部分具有鐵心鐵殼和永磁體，通過在平面線圈加電流產(chǎn)生的磁場與永磁體的磁場相疊加來改變整體磁場的方向，從而使懸臂梁可動部分動作，實現(xiàn)觸點通斷。

2.?根據(jù)權利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)單晶硅梁射頻微機電系統(tǒng)開關，其特征在于，所述電磁驅(qū)動部分包括硅襯底(12)，電磁線圈(13)，鎳鐵合金的鐵心和鐵殼(11)和永磁體(14)，電磁線圈(13)位于鎳鐵合金鐵心和鐵殼(11)之間，通過多層電鍍金形成方形結(jié)構；兩個鎳鐵合金的鐵心和鐵殼(11)分別位于電磁驅(qū)動部分的左右兩邊，鐵心和鐵殼通過電鍍形成；永磁體(14)裝配在硅襯底(12)的背面。

3.?根據(jù)權利要求2所述的雙穩(wěn)態(tài)單晶硅梁射頻微機電系統(tǒng)開關，其特征在于，所述電磁驅(qū)動部分上表面的兩端分別進一步包括一射頻傳輸單元(10)，采用電鍍金形成共面波導傳輸線，減少高頻信號的干擾，而且電磁驅(qū)動部分與共面波導傳輸線隔離，避免驅(qū)動部分的電磁信號對高頻信號的干擾。

4.?根據(jù)權利要求2所述的雙穩(wěn)態(tài)單晶硅梁射頻微機電系統(tǒng)開關，其特征在于，

所述電磁線圈(13)為采用電鍍方式形成的雙層平面驅(qū)動線圈，被鎳鐵合金的鐵心和鐵殼(11)包圍，減少漏磁，增加電磁吸力，使懸臂梁動作幅度大，從而提高開關的隔離度；

所述電磁線圈(13)的形狀為方形，厚度為10微米，寬度為10微米；

所述鎳鐵合金的鐵心和鐵殼(11)采用電鍍方式形成，其厚度為30微米；

所述永磁體(14)為永磁鐵。

5.?根據(jù)權利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)單晶硅梁射頻微機電系統(tǒng)開關，其特征在于，所述懸臂梁可動部分包括扭擺梁(7)，鎳鐵合金層(6)和金觸點(5)，扭擺梁(7)為單晶硅制作成的蹺蹺板結(jié)構，在扭擺梁(7)的一側(cè)對稱的淀積有兩個鎳鐵合金層(6)，在鎳鐵合金層(6)靠近蹺蹺板結(jié)構兩端的部分對稱的淀積有兩個金觸點(5)，當扭擺梁(7)動作時通過金觸點(5)與傳輸線觸點的接觸來實現(xiàn)信號的接通。

6.?根據(jù)權利要求5所述的雙穩(wěn)態(tài)單晶硅梁射頻微機電系統(tǒng)開關，其特征在于，

所述由單晶硅制作成的蹺蹺板結(jié)構的扭擺梁(7)厚度為20微米，在減小驅(qū)動電壓的情況下增加恢復力，提高開關壽命；

所述鎳鐵合金層(6)淀積在扭擺梁(7)上，保證電磁驅(qū)動部分的磁感線通過鎳鐵合金層(6)形成磁通路，從而吸引扭擺梁動作。

7.?根據(jù)權利要求3或5所述的雙穩(wěn)態(tài)單晶硅梁射頻微機電系統(tǒng)開關，其特征在于，所述金觸點(5)與所述射頻傳輸單元(10)在電磁驅(qū)動部分和懸臂梁可動部分對準鍵合時位置對應。

8.?根據(jù)權利要求2或5所述的雙穩(wěn)態(tài)單晶硅梁射頻微機電系統(tǒng)開關，其特征在于，

所述鎳鐵合金層(6)與所述鎳鐵合金的鐵心和鐵殼(11)在電磁驅(qū)動部分和懸臂梁可動部分對準鍵合時位置對應；

所述金觸點(5)淀積在扭擺梁(7)上表面的兩端，當扭擺梁(7)動作時通過金觸點(5)與射頻傳輸單元(10)中共面波導傳輸線觸點的接觸來實現(xiàn)信號的接通。

9.?根據(jù)權利要求2或5所述的雙穩(wěn)態(tài)單晶硅梁射頻微機電系統(tǒng)開關，其特征在于，所述鎳鐵合金的鐵心和鐵殼(11)與所述鎳鐵合金層(6)形成左右兩個磁回路，所述永磁體(14)提供一定的磁動勢，兩個鐵心電磁線圈(13)繞向相反；

通電流后，電磁線圈(13)產(chǎn)生的磁場與永磁體(14)的磁場相疊加，從而改變產(chǎn)生的電磁力的大小；

當通入的控制電流使左側(cè)的電磁線圈(13)產(chǎn)生的磁場與永磁體(14)產(chǎn)生的磁場正向疊加時，使左側(cè)氣隙處磁通增大，吸引力增大，吸引扭擺梁(7)上鎳鐵合金層(6)下移，而右側(cè)情況相反，結(jié)果使左端拉下右端翹起從而左側(cè)傳輸線導通，右側(cè)斷開；

斷電后，靠永磁體(14)產(chǎn)生的磁通維持此狀態(tài)；

電磁線圈(13)通入相反方向的電流后，將會使左端翹起右端下移，右側(cè)傳輸線導通，左側(cè)斷開。