[發明專利]堅固的微機電開關

有效

• 申請號: 201580057186.7
• 申請日: 2015-10-19
• 公開（公告）號: CN107078000B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 皮埃爾·布隆迪;羅曼·斯特凡尼尼;L·Y·張;阿貝杜勒·哈利姆·察爾
• 申請（專利權）人: 埃爾曼斯公司
• 主分類號: H01H59/00
• 分類號: H01H59/00
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 董科

本發明涉及一種微機電系統開關(1)，包括信號輸入線(4)，信號輸出線(5)，電連接到線路(5)的可變形導電膜(2)，并包括面對線(4)的接觸凹部(9)，膜(2)的致動電極(3)，其特征在于，膜(2)具有平面的圓形的形狀，在信號輸入線(4)的方向上具有徑向開口(2a)，其從膜(2)的外周朝向中心變窄，接觸凹部(9)形成在膜(2)的中心區域中，致動電極(3)具有與膜(2)相同的形狀，并且膜(2)和致動電極(3)之間的間隙僅為氣隙，其中膜(2)面向致動電極(3)。

技術領域

本發明涉及微機電系統(MEMS)領域，特別涉及一種微機電開關。

背景技術

國際專利申請WO2006/023724，WO2006/023809，WO2007/022500和WO2007/022500以及美國專利申請US 2012/031744A1和US2010/181631A1描述了根據現有技術的MEMS開關。

射頻微機電系統(RF MEMS)允許對覆蓋大范圍頻率(DC-100GHz)的應用執行切換操作。依據在它們的性能，和關于它們尺寸的低功耗，它們的競爭優勢使得它們成為系統制造商非常贊賞的組件。

然而，為了將這些組分并入電子系統中，它們必須提供一些機械和熱穩定性。

例如，組件的延長致動不應該產生機械膜的永久變形，這可能導致不可逆的故障。

此外，重復的致動不應該加速接觸區域的磨損，并導致性能的降低或導致由于“粘附”接觸引起的組件的固定。

最后，在封裝或PCB焊接階段期間經歷的高溫不應產生永久性改變機械和電氣特性的變形。

發明內容

本發明涉及一種堅固的微機電開關，其結構確保了降低的溫度靈敏度，并且在確保RF MEMS技術固有的性能的同時，能夠以有限的粘附現象進行穩定的電接觸。

因此，本發明涉及一種微機電(MEMS)開關，包括：

-一基板，

-一形成在基板上的信號輸入線，

-一形成在基板上的信號輸出線，

-一可變形導電膜，電連接到信號輸出線，所述可變形導電膜通過布置在基板上的錨懸置在平行于所述基板平面的平面中，所述可變形導電膜包括一面向所述信號輸入線的接觸凹部，使得在可變形導電膜的未變形狀態下，接觸凹部不與信號輸入線接觸，在可變形導電膜的變形狀態下，所述接觸凹部與信號輸出線接觸，用于從信號輸入線傳輸信號至信號輸出線，

-一致動電極，形成在可變形導電膜下面的基底上，所述致動電極用于使所述可變形導電膜變形，以使可變形導電膜的接觸凹部與信號輸入線之間形成電接觸，

其特征在于：

-可變形導電膜具有平坦的圓形形狀，錨設置在其周邊，以便在可變形導電膜的中心區域集中較低的剛度，并具有一徑向開口，徑向開口在信號輸入線的方向上形成一銳角，使可變形導電膜的周邊朝向中心變窄，接觸凹部形成在可變形導電膜的中心區域中，使得信號輸入線的端部與接觸凹部相對，

-致動電極具有與可變形導電膜相同的形狀，在基板上包圍信號輸入線的端部，以及

-可變形導電膜的下表面和致動電極之間的間隙僅為氣隙，其中可變形導電膜的下表面面向致動電極。

與接觸凹部相對的信號輸入線的端部，意味著信號輸入線稍微延伸到可變形導電膜的下方，超出接觸凹部，使得當可變形導電膜正在變形時，接觸凹部可以與信號輸入線接觸。

具有相同形狀或基本上相同形狀的致動電極和可變形導電膜，意味著突出到基板的平面中可變形導電膜的形狀，與致動電極的突出部分相同或幾乎相同，除了基于如下事實的調整，既致動電極不應與錨或信號輸入線接觸。