等离子体集成开关器件制造技术

本申请公开了等离子体集成开关器件。一种开关器件包括至少部分布置在密封室(314)内的第一电极(316)。密封室(314)封入等离子体相变材料。开关器件(300)包括至少部分布置在密封室(314)内的第二电极(318)。第二电极(318)与第一电极(316)物理分离。当经受满足阈值的信号(360/361)时，等离子体相变材料在密封室(314)内形成等离子体。当形成等离子体时，第一电极(316)经由等离子体电耦接至第二电极(318)。当没有形成等离子体时，第一电极(316)与第二电极(318)电隔离。开关器件包括电耦接至第一电极的第一连接器(404)以及电耦接至第二电极的第二连接器(406)。第一连接器、第二连接器、或者第一连接器和第二连接器均被配置为接收信号。

【技术实现步骤摘要】

本公开内容涉及等离子体集成开关器件。
技术介绍
诸如天线和到达方向估计系统中的低噪声放大器的部件可能易受到来自位于该部件附近的其他装置的高功率微波攻击或者干扰。在相控阵天线系统和某些其他通信系统中，基于碳化硅(SiC)、砷化镓(GaAs)或者氮化镓(GaN)的限制器可直接插入式放置以提供针对高功率信号的保护。例如，基于SiC的限制器可放置在天线和低噪声放大器之间以减少通过低噪声放大器的功率量。基于SiC的限制器可集成在相控阵天线的各个元件中。因为相控阵天线可包括成千上万的元件，所以将限制器放置在各个元件中可引入重大成本和复杂性。此外，限制器产生明显的插入损耗。防止电子装置(诸如，低噪声放大器)暴露于高功率电磁辐射(例如，高功率微波辐射)的另一种方法可以将可切换的晶体管化网格系统放置在天线阵前面。可切换的晶体管化网格系统可包括布置在具有间断点的网格中的导体。晶体管可以位于各个间断点处。当晶体管断开(例如，像打开开关)时，电磁能量可穿过网格。当晶体管接通(例如，像闭合的开关)时，该网格是有效连续的，并且电磁能量可自网格反射。因为各个晶体管设置有用于切换的功率，通过使用此种可切换的晶体管化网格系统可增加明显的复杂性。进一步地，威胁检测、控制信号的传送、以及晶体管的切换时间会增加不可接受的延迟。
技术实现思路
本文公开的具体实施方式包括采用等离子体相变材料的开关器件。等离子体相变材料在第一相中可以基本上是非导电的并且在第二相中基本上是导电的。开关器件可包括位于封入等离子体相变材料的密封室内的电极。电极可以彼此物理分离。至少部分基于施加到一个或多个电极的信号特性，等离子体相变材料的相位可以转换。因此，当等离子体相变材料在第一相时，开关器件可选择性地禁止信号通过开关器件传输，但是当等离子体相变材料在第二相时，允许信号通过开关器件传输。在具体实施方式中，开关器件包括至少部分布置在密封室内的第一电极。密封室封入一定量的等离子体相变材料(例如，气体)。开关器件包括至少部分布置在密封室内的第二电极。第二电极与第一电极物理分离。当气体经受满足阈值的信号(例如，通过将信号施加到第一电极或第二电极中的一个或多个)时，该气体在密封室内形成等离子体。当形成等离子体时，第一电极经由等离子体电耦接至第二电极。当没有形成等离子体时，第一电极与第二电极电隔离。开关器件包括电耦接至第一电极的第一连接器以及电耦接至第二电极的第二连接器。第一连接器、第二连接器、或者第一连接器和第二连接器两者被配置为接收信号。在具体实施方式中，一种方法包括：将信号施加到开关器件的第一电极。开关器件包括至少部分布置在密封室内的第一电极。密封室封入一定量的等离子体相变材料(例如，气体)。开关器件包括至少部分布置在密封室内的第二电极。第二电极与第一电极物理分离。该方法包括当信号满足阈值时在气体中形成等离子体。当形成等离子体时，第一电极经由等离子体电耦接至第二电极。当没有形成等离子体时，第一电极与第二电极电隔离。在另一具体实施方式中，一种系统包括：射频(RF)电路、天线接口和开关器件。开关器件包括耦接至RF电路并且至少部分布置在密封室内的第一电极。密封室封入一定量的等离子体相变材料(例如，气体)。开关器件包括耦接至天线接口并且至少部分布置在密封室内的第二电极。第二电极与第一电极物理分离。当气体经受满足阈值的信号(例如，通过将信号施加到第一电极或第二电极中的一个或多个)时，该气体在密封室内形成等离子体。当形成等离子体时，第一电极经由等离子体电耦接至第二电极。当没有形成等离子体时，第一电极与第二电极电隔离。已经描述的特征、功能以及优点可以在各个实施方式中独立地实现或者也可以结合在其他实施方式中，将参考以下说明和附图公开更多细节。附图说明图1是示出了包括等离子体集成开关器件的具体实施方式的通信系统的具体实施方式的框图；图2是示出了包括一个或多个偏置连接器的开关器件的具体实施方式的印刷电路板的具体实施方式的框图；图3示出了包括耦接至图2的印刷电路板的具体实施方式的芯片封装件的具体实施方式的开关器件的具体实施方式；图4示出了芯片封装件的具体实施方式的底座的立体图；图5示出了芯片封装件的具体实施方式的盖的立体图；图6示出了未组装的芯片封装件的具体实施方式的截面图；图7示出了组装的芯片封装件的具体实施方式的截面图；图8示出了组装的芯片封装件的具体实施方式的立体图；图9示出了组装的芯片封装件的具体实施方式的立体图；图10示出了晶片芯片封装件的具体实施方式的截面图；图11是切换方法的具体实施方式的流程图；图12是示出包括通信系统的具体实施方式的飞机的寿命周期的流程图，该通信系统包括开关器件的具体实施方式；以及图13是包括通信系统的具体实施方式的飞机的示例性实施方式的框图，该通信系统包括开关器件的具体实施方式。具体实施方式以下将参考附图描述本公开内容的具体实施方式。在描述中，贯穿附图，共同特征通过共同的参考标号指出。本文公开的实施方式包括采用等离子体相变材料的开关器件。等离子体相变材料可以在第一相中基本上是非导电的并且在第二相中基本上是导电的，或者反之亦然。如本文中使用的，基本上非导电材料是指几乎没有移动的带电载流子的材料，诸如，绝缘体或者电介质。因此，基本上非导电材料具有高介电常数。相反，本文中的基本上导电材料是指具有许多移动的带电载流子的材料，诸如，等离子体。为了说明，等离子体相变材料可以是经过气体到等离子体相变的气体。响应于电能(例如，电场或者电磁场)施加到气体，可以引发从第一相到第二相的相变。在具体实施方式中，当等离子体形成在导电元件之间时，等离子体可以是冷等离子体。冷等离子体可仅被部分电离。例如，在冷等离子体中，仅可以电离约1％的气体。这与热的或者热等离子体相反，其中，可以电离更高比例的气体。在一些实施方式中，开关器件包括芯片封装件，该芯片封装件包括封入等离子体相变材料的密封室(例如，气密密封的腔)。在一些实施方式中，开关器件包括至少部分布置在密封室内的电极。该电极彼此物理分离，并且电极之间的间隙由等离子体相变材料占据。例如，电极之间的区域可包括通过等离子体相变材料填充的一个或多个间断。如上所述，响应于电能(例如，电场或者电磁场)施加到等离子体相变材料，可以引发从第一相到第二相的相变。至少部分地响应于信号(例如，直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关器件(300)，包括：第一电极(316)，至少部分布置在密封室(314)内，所述密封室(314)封入一些气体；第二电极(318)，至少部分布置在所述密封室(314)内，所述第二电极(318)与所述第一电极(316)物理分离，其中，当所述气体经受满足阈值的信号(360/361)时，所述气体在所述密封室(314)内形成等离子体，其中，当形成所述等离子体时，所述第一电极(316)经由所述等离子体电耦接至所述第二电极(318)，并且其中，当没有形成所述等离子体时，所述第一电极(316)与所述第二电极(318)电隔离；以及电耦接至所述第一电极(316)的第一连接器(404)以及电耦接至所述第二电极(318)的第二连接器(406)，其中，所述第一连接器(404)被配置为将所述信号(360/361)提供给所述第一电极或者所述第二连接器(406)被配置为将所述信号(360/361)提供给所述第二电极。

【技术特征摘要】
2014.11.20 US 14/549,2301.一种开关器件(300)，包括：
第一电极(316)，至少部分布置在密封室(314)内，所述密
封室(314)封入一些气体；
第二电极(318)，至少部分布置在所述密封室(314)内，所
述第二电极(318)与所述第一电极(316)物理分离，其中，当所
述气体经受满足阈值的信号(360/361)时，所述气体在所述密封室
(314)内形成等离子体，其中，当形成所述等离子体时，所述第一
电极(316)经由所述等离子体电耦接至所述第二电极(318)，并且
其中，当没有形成所述等离子体时，所述第一电极(316)与所述第
二电极(318)电隔离；以及
电耦接至所述第一电极(316)的第一连接器(404)以及电耦
接至所述第二电极(318)的第二连接器(406)，其中，所述第一连
接器(404)被配置为将所述信号(360/361)提供给所述第一电极
或者所述第二连接器(406)被配置为将所述信号(360/361)提供
给所述第二电极。
2.根据权利要求1所述的开关器件(300)，进一步包括电耦接至所述
第一电极(316)、所述第二电极(318)、或者所述第一电极(316)
和所述第二电极(318)两者的至少一个偏置连接器(120/123)，其
中，所述阈值基于施加到所述偏置连接器(120/123)的偏置信号
(142/144)是能调整的。
3.根据权利要求2所述的开关器件(300)，其中，所述偏置信号
(142/144)是直流信号或者射频信号，并且提供给所述第一电极的
所述信号(360/361)或提供给所述第二电极的所述信号(360/361)
是直流信号或者射频信号。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的开关器件(300)，其中，所述
阈值包括功率阈值、频率阈值、或者功率阈值和频率阈值两者。
5.根据权利要求1所述的开关器件(300)，其中，所述密封室(314)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：塔伊·A·兰，朱利奥·纳瓦罗，克劳迪奥·G·帕拉佐利，本杰明·E·科尔滕巴赫，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US