[發明專利]一種抗粘附的射頻機械開關及其制備方法

有效

• 申請號: 202010058134.4
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111180837B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 姜理利;王雷;李杰
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十五研究所
• 主分類號: H01P1/10
• 分類號: H01P1/10;H01P11/00;H01H59/00;H01H11/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

本發明提供了一種抗粘附的射頻機械開關及其制備方法，所述抗粘附的射頻機械開關包括襯底；共面波導結構，設置于所述襯底上，用于傳輸射頻以及微波信號；懸臂梁結構，包括懸臂梁、電感陣列以及觸點；所述懸臂梁一端通過支架與所述共面波導結構連接，所述懸臂梁另一端設有觸點；所述電感陣列設于所述懸臂梁上；驅動結構，包括電感以及焊盤，所述電感設置于所述襯底上；所述電感通過金屬絲與所述焊盤連接。本發明通過懸臂梁結構實現了所述射頻機械開關主動脫離粘附狀態，避免了所述射頻機械開關在使用的過程中隨著功率的增大觸點粘附問題造成的開關失效問題。

技術領域

本發明涉及電子器件技術領域，具體涉及一種抗粘附的射頻機械開關及其制備方法。

背景技術

國際上對于射頻微機械開關的研究已有二十多年。從開關方式上，射頻微機械開關大致可以分為兩類，(1)接觸式開關的一般結構是：采用靜電或其它驅動方式控制信號線的接觸或斷開，達到控制開關通斷的效果，其隔離度決定于斷開部分的寄生電容。接觸式開關的寄生電容隨著頻率的上升，迅速增大，導致開關的隔離度隨之迅速惡化；(2)電容式開關的一般結構是：采用靜電驅動方式控制膜橋的運動，達到改變跨接在信號線和地線之間的電容的大小的效果，來控制信號的通斷。與一般接觸式開關相比電容式開關在某個頻率范圍表現出較高的隔離度，其隔離度決定于膜橋的寄生電阻。且由于趨膚效應，隨著頻率的上升，寄生電阻迅速惡化導致其隔離度下降。

因此，射頻微機械開關的一個重要可靠性問題是觸點的粘附問題。觸點的表面態，接觸疲勞和大電流等都容易導致觸點的粘附，使開關失效。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種抗粘附的射頻機械開關，通過懸臂梁結構實現了所述射頻機械開關主動脫離粘附狀態，避免了所述射頻機械開關在使用的過程中隨著功率的增大觸點粘附問題造成的開關失效問題。

為了實現以上目的，本發明采取的一種技術方案是：

一種抗粘附的射頻機械開關，包括：襯底；共面波導結構，設置于所述襯底上，用于傳輸射頻以及微波信號；懸臂梁結構，包括懸臂梁、電感陣列以及觸點；所述懸臂梁一端通過支架與所述共面波導結構連接，所述懸臂梁另一端設有觸點；所述電感陣列設于所述懸臂梁上；驅動結構，包括電感以及焊盤，所述電感設置于所述襯底上，所述電感位于所述懸臂梁下方；所述焊盤設置在所述襯底上；所述電感通過金屬絲與所述焊盤連接。

進一步地，所述共面波導結構包括設置于所述襯底上的輸入信號線、輸出信號線以及地線，所述輸入信號線通過支架與所述懸臂梁連接；所述輸出信號線位于所述觸點下方；所述地線具有兩條，所述輸入信號線以及所述輸出信號線位于兩條地線之間，所述輸入信號線、所述輸出信號線以及所述地線相互平行。

本發明還提供了一種抗粘附的射頻機械開關的制備方法，包括如下步驟：S10在襯底上濺射金屬并刻蝕形成共面波導結構和驅動結構；S20在所述共面波導結構和所述驅動結構上涂覆一層犧牲層并在犧牲層上刻出觸點的位置；S30在犧牲層上濺射一層金屬并刻蝕出懸臂梁結構，然后電鍍增厚；以及S40采用濕法腐蝕的方法去除犧牲層，釋放結構，獲得所述抗粘附的射頻機械開關；其中，所述懸臂梁結構包括懸臂梁、電感陣列以及觸點；所述懸臂梁一端通過支架與所述共面波導結構連接，所述懸臂梁另一端設有觸點；所述電感陣列設于所述懸臂梁上。

進一步地，所述驅動結構，包括電感以及焊盤，所述電感設置于所述襯底上，所述電感位于所述懸臂梁下方；所述焊盤設置在所述襯底上；所述電感通過金屬絲與所述焊盤連接。

進一步地，所述共面波導結構包括設置于所述襯底上的輸入信號線、輸出信號線以及地線，所述輸入信號線通過支架與所述懸臂梁連接；所述輸出信號線位于所述觸點下方；所述地線具有兩條，所述輸入信號線以及所述輸出信號線位于兩條地線之間，所述輸入信號線、所述輸出信號線以及所述地線相互平行。

進一步地，所述犧牲層的材質為耐高溫性能、絕緣性能和化學性質穩定的有機高分子材料。