专利摘要

本实用新型提供了一种MEMS电容式开关，包括衬底，设置于衬底表面的介质层、通过锚点架设在介质层上方的金属梁、设置于介质层表面并与金属梁相对的有效电极、设置于有效电极周侧的驱动电极以及设置于驱动电极和金属梁之间的介质柱，介质柱为柔性材质。本实用新型的金属梁在静电力作用下被拉至有效电容运动的过程中，碰到介质柱，由于介质柱为柔性材质，介质柱会被压缩，从而使得金属梁下表面与有效电容的上表面完全接触，提高了关态电容。

权利要求

1.一种MEMS电容式开关，包括衬底，设置于所述衬底表面的介质层、通过锚点架设在所述介质层上方的金属梁、设置于所述介质层表面并与所述金属梁相对的有效电极、设置于所述有效电极周侧的驱动电极以及设置于所述驱动电极和所述金属梁之间的介质柱，其特征在于，所述介质柱设置于所述有效电极的周侧，所述介质柱为柔性材质。

2.根据权利要求1所述的MEMS电容式开关，其特征在于：所述介质柱设置于所述驱动电极朝向所述金属梁的表面。

3.根据权利要求1所述的MEMS电容式开关，其特征在于：所述驱动电极包括设置于所述有效电极两侧的第一驱动电极和第二驱动电极，所述介质柱包括设置于所述第一驱动电极朝向所述金属梁表面的第一介质柱和设置于所述第二驱动电极朝向所述金属梁表面的第二介质柱。

4.根据权利要求1-3任一项所述的MEMS电容式开关，其特征在于：所述介质柱的杨氏模量为1×105Pa-1×106Pa。

5.根据权利要求1-3任一项所述的MEMS电容式开关，其特征在于：所述介质柱为有机材料聚二甲基硅氧烷。

6.根据权利要求1-3任一项所述的MEMS电容式开关，其特征在于：所述介质层为氧化硅或氮化硅材质。

7.根据权利要求3所述的MEMS电容式开关，其特征在于：所述金属梁呈平板状，在所述第一驱动电极与所述第二驱动电极的驱动下可抵压所述介质柱并使所述介质柱形变。

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及射频技术领域，尤其涉及一种MEMS电容式开关。

【背景技术】

在RF MEMS(RF：射频，MEMS：微机电系统)电容式开关的结构设计中，关/开态电容比和电容密度是评估其RF性能的两项重要指标。现有技术的RF MEMS电容式开关通常采用两种技术方案：一种是金属膜桥与电容上极板之间的正对面积可调节，故可根据需要单独对开态和关态电容值进行调节，但该方案需要反复调节才能够得到高关态电容；另一种是将电容开关的RF有效电极及活动梁中与有效电极正对的下表面，均设计成弧形，此时二者在关态时能完全接触，电容值具有最大值，提高了关态电容，但该方案中的弧形面在加工过程中工艺相对平面工艺更复杂，且较难控制，对工艺的一致性要求较高。

因此，有必要提供一种在加工工艺相对简单且较好控制的基础上，依旧有高关态电容RF MEMS电容式开关。

【发明内容】

本实用新型的目的在于提供一种加工工艺相对简单且较好控制而且具有高关态电容RF MEMS电容式开关。

本实用新型的技术方案如下：

本实施例提供一种MEMS电容式开关，包括衬底，设置于所述衬底表面的介质层、通过锚点架设在所述介质层上方的金属梁、设置于所述介质层表面并与所述金属梁相对的有效电极、设置于所述有效电极周侧的驱动电极以及设置于所述驱动电极和所述金属梁之间的介质柱，所述介质柱设置于所述有效电极的周侧，所述介质柱为柔性材质。

优选地，所述介质柱设置于所述驱动电极朝向所述金属梁的表面。

优选地，所述驱动电极包括设置于所述有效电极两侧的第一驱动电极和第二驱动电极，所述介质柱包括设置于所述第一驱动电极朝向所述金属梁表面的第一介质柱和设置于所述第二驱动电极朝向所述金属梁表面的第二介质柱。

优选地，所述介质柱的杨氏模量为1×105Pa-1×106Pa。

优选地，所述介质柱为有机材料聚二甲基硅氧烷。

优选地，所述介质层为氧化硅或氮化硅材质。

优选地，所述金属梁呈平板状，在所述第一驱动电极与所述第二驱动电极的驱动下可抵压所述介质柱并使所述介质柱形变。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型在驱动电极端施加电压时，金属梁在静电力作用下被拉至有效电极的过程中，碰到介质柱，由于介质柱为柔性材质材料，介质柱会被压缩，从而使得金属梁下表面与有效电容的上表面完全接触，提高了关态电容，从而提高关/开态电容比和电容密度，提高其射频性能。

【附图说明】

图1为本实用新型实施例中MEMS电容式开关的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中MEMS电容式开关沿图1中A-A线的剖视图；

图3为本实用新型实施例中MEMS电容式开关的爆炸视图；

图4为本实用新型实施例中MEMS电容式开关的关态示意图；

图5为传统MEMS电容式开关在关态下，金属梁与有效电极的接触状态示意图；

图6为图4中局部结构的放大示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。

请参阅图1、图2及图3，图1为本实用新型实施例中MEMS电容式开关的结构示意图；图2为本实用新型实施例中MEMS电容式开关沿图1中A-A线的剖视图；图3为本实用新型实施例中MEMS电容式开关的爆炸视图。

本实用新型提供了一种MEMS电容式开关，包括衬底1，设置于衬底1表面的介质层2、通过锚点5架设在介质层2上方的金属梁6、设置于介质层2表面并与金属梁6相对的有效电极3、设置于有效电极3周侧的驱动电极4以及设置于驱动电极4和金属梁6之间的介质柱7，介质柱7设置于有效电极3的周侧，介质柱7为柔性材质，其中，锚点5可以为金属，也可以为其他材质。当驱动电极4端不施加电压时，MEMS电容式开关处于开状态，而当驱动电极4端施加电压时，金属梁6在静电力的作用下被拉至有效电极3的上表面，形成MEMS电容式开关的关状态。

相较于现有技术，本实用新型采用的金属梁6为单独一个整体，而非两个或者多个组成，可以避免需要单独对开态或者关态电容值进行调节；相较于现有技术，本实用新型中金属梁6与有效电极3正对的下表面无需采用弧形结构，结构工艺相对简单且较好控制；相较于现有使用的不可压缩的材料，本实用新型中介质柱7采用高弹性的软材料，当驱动电极4施加驱动电压时，金属梁6由于静电力的作用，被拉至有效电容3的上表面时，避免了出现金属梁6与有效电容3不完全接触的状态，从而提高关态电容。

本实施例中，介质柱7设置于驱动电极4朝向金属梁6的表面，防止金属梁6和驱动电极4粘接，起到限位作用。

本实施例中，驱动电极4包括设置于有效电极3两侧的第一驱动电极41和第二驱动电极42，介质柱7包括设置于第一驱动电极41朝向金属梁6表面的第一介质柱71和设置于第二驱动电极42朝向金属梁6表面的第二介质柱72。

请进一步参阅图4、图5及图6，图4为本实用新型实施例中MEMS电容式开关的关态示意图，图5为传统MEMS电容式开关在关态下，金属梁与有效电极的接触状态示意图；图6为本实用新型实施例中MEMS电容式开关在关态下，金属梁与有效电极的接触状态示意图。

现有的技术，介质柱7的材质一般为氧化硅或氮化硅，其杨氏模量E＝7×1010Pa，该材料为不可压缩的材料，当有效电极两侧的金属梁6’在加工或设计过程中不对称，以导致两端刚度不对称；或者第一驱动电极41和第二驱动电极42在加工或设计过程中不对称；或者第一介质柱71和第二介质柱72在加工或设计过程中不对称时，容易出现关态时金属梁6’与设置于介质层2’上的有效电极3’发生不完全接触的状态，从而导致关态电容值比完全接触时的小，因此降低了其关/开态电容比和电容密度。而本实施例的介质柱7选用杨氏模量为1×105Pa-1×106Pa的材质，优选为杨氏模量为7.5×105Pa的有机材料。因此本实施例采用的介质柱7材料的杨氏模量相对低，介质柱7具有高弹性的特点，即便出现上述的三种情形，当第一驱动电极41和第二驱动电极42端加驱动电压时，金属梁6在被拉至往有效电极3运动的过程中，会碰到介质柱7，并压缩介质柱7，从而使得金属梁6的下表面与有效电极3的上表面完全接触，提高了关态电容。

本实施例中，介质柱7采用有机材料PDMS(聚二甲基硅氧烷)制成，相较于现有的介质柱7使用的材料，PDMS具有惰性和疏水性的特点，因此在RF MEMS电容式开关工作过程中不易与金属梁6反应，发生材料转移，且可有效防止粘附，从而提高RF MEMS电容式开关的可靠性。

本实施例中，介质层2采用氧化硅或氮化硅，起到良好的绝缘性。

本实施例中，金属梁6呈平板状，在第一驱动电极41与第二驱动电极42的驱动下可抵压介质柱并使介质柱7形变，使金属梁6的与有效电极3达到完全接触状态。

以上所述的仅是本实用新型的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本实用新型的保护范围。

一种MEMS电容式开关专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。