一种十字型单刀三掷开关制造技术

一种十字型的单刀三掷开关，主要结构由衬底、微波传输线、驱动电极、上电极、下电极、固定锚点和空气桥组成，微波传输线和驱动电极设置在衬底上，上电极为T型直板型结构，下电极采用带弹性梁的单触点、双触点、三触点，从力学方面讲，可以减小上电极因静电力作用快速下拉时对下电极产生的撞击力，起到缓冲作用，从而保护触点和上电极，从电学方面讲，可以增强有效接触，避免弱接触带来的烧蚀和粘连，当在第一驱动电极上施加驱动电压时，上电极在静电力的作用下发生下拉至与触点接触，此时开关处于导通状态，第二驱动电极上方的上电极翘起，既增大了开关的隔离度，防止了上下电极之间的自吸合，同时也增强了开关寿命和微波性能。

A cross type single knife three throw switch

A cross type single pole three throw switch, the main structure is composed of substrate, microwave transmission line, a driving electrode, an upper electrode, a lower electrode, composed of fixed anchor and air bridge, microwave transmission line and a driving electrode disposed on the substrate electrode for T type plate type structure, the lower electrode with single, double contact, contact three contact with elastic beam, from the mechanical aspect, can reduce the impact force on the electrode due to electrostatic force on the lower electrode produces rapid drop, cushion, so as to protect the contacts and the electrodes, from electrical aspect, can effectively enhance the contact, avoid contact caused by erosion and weak adhesion, when on the first drive electrode when a driving voltage is applied on the electrode, the static electric effect occurs and down to the contact point, the switch is conducted, the second driving electrode on top of the tilt It not only increases the isolation of the switch, prevents the self - absorption between the upper and lower electrodes, but also enhances the switching life and microwave performance.

【技术实现步骤摘要】
一种十字型单刀三掷开关
本专利技术属于射频MEMS
，具体涉及一种十字型单刀三掷开关。
技术介绍
射频MEMS开关是二十世纪九十年代以来MEMS领域的研究热点，射频MEMS单刀单掷开关是微波电路控制电路的基本器件，作用是控制传输系统中微波信号的通断，主要应用于微波信号源用的脉冲调制器、衰减器、移相器、T/R组件中。目前，对射频MEMS开关开展研究的机构主要有中电集团十三所、中电集团五十五所、清华大学微电子所、东南大学、中科院电子所、中北大学等单位。如中国电子科技集团公司第四十研究所公开了一种射频同轴单刀三掷开关，主要由射频接口、射频传输结构、推动系统、电磁系统和输入控制系统组成，当不加电状态时，J1-J2常闭，因此当J1-J3通或者J1-J4通时必须给控制J1-J2的线圈和J1-J3(J1-J4)的线圈同时供电来保证J1-J4通，J1-J2断，此开关结构复杂，工艺加工难度大，降低了开关的成品率。十字型单刀三掷开关上电极采用T型直板型结构，在上电极开孔，形成释放孔阵列，结构简单，方便阻抗匹配，在工艺加工中容易实现，适用于批量化生产，进而提高了开关的成品率，下电极采用带弹性梁的单触点、双触点、三触点，从力学方面讲，可以减小上电极在静电力作用下快速下拉对下电极产生的撞击力，起到缓冲作用，从而保护触点和上电极，从电学方面讲，可以增强有效接触，避免弱接触带来的烧蚀和粘连，当在第一驱动电极上施加驱动电压时，上电极在静电力的作用下发生下拉至与触点接触，此时开关处于导通状态，第二驱动电极上方的上电极翘起，既增大了开关的隔离度，防止了上下电极之间的自吸合，同时也增强了开关寿命和微波性能。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对传统单刀单掷开关的不足，设计了一种十字型单刀三掷开关既可以增大开关的隔离度，防止上下电极之间的自吸合，又可以实现开关三路切换功能。本专利技术的具体技术方案如下：本专利技术主要结构由：衬底、微波传输线、驱动电极、上电极、下电极、固定锚点和空气桥组成；输入信号线2，第一输出信号线3、第二输出信号线4、第三输出信号线5，第一地线6、第二地线7、第三地线8、第四地线9、第一驱动电极10、第二驱动电极11、第三驱动电极12固定在衬底1上，在输入信号线2与第一输出信号线3、第二输出信号线4、第三输出信号线5的交叉处设置第一固定锚点13，在第一固定锚点13的上面设置上电极21，在上电极21开释放孔22，在上电极21的自由端下面对称设置第一触点23、第二触点24、第三触点25，在第一输出信号线3的上面设置第三固定锚点15，在第三固定锚点15的上面设置第一悬臂梁27，在第二输出信号线4的上面设置第二固定锚点14，在第二固定锚点14的上面设置第二悬臂梁26，在第三输出信号线5的上面设置第四固定锚点16，在第四固定锚点16的上面设置第三悬臂梁28，在第一地线6上设置第六固定锚点18、第七固定锚点19、第八固定锚点20、第十二固定锚点42，在第二地线7的上面设置第十三固定锚点43、第十四固定锚点44，在第三地线8的上面设置第十五固定锚点45、第十六固定锚点46、第十七固定锚点47、第十八固定锚点48，在第四地线上设置第十九固定锚点49、第二十固定锚点50、第二十一固定锚点51，在第五固定锚点17、第六固定锚点18之间设置空气桥28，在第七固定锚点19、第八固定锚点20设置空气桥33，在第十二固定锚点42、第十三固定锚点43之间设置空气桥29，在第十四固定锚点44、第十五固定锚点45之间设置空气桥30，在第十六固定锚点46、第十七固定锚点47之间设置空气桥34，在第十八固定锚点48、第十九固定锚点49之间设置空气桥31，在第二十固定锚点50、第二十一固定锚点51之间设置空气桥32，在所述第一驱动电极10上施加驱动电压时，所述上电极21与所述第一驱动电极10之间产生静电力，使得上电极下拉至与第一触点23接触，此时，所述射频MEMS开关处于导通状态，在所述第一驱动电极21上未施加驱动电压时，所述上电极21与所述第一触点23相互断开，此时，所述射频MEMS开关处于断开状态。所述的第一固定锚点13、第二固定锚点14、第三固定锚点15、第四固定锚点16、第五固定锚点17、第六固定锚点18、第七固定锚点19、第八固定锚点20、第十二锚点42、第十三锚点43、第十四锚点44、第十五锚点45、第十六锚点46、第十七锚点47、第十八锚点48、第十九锚点49、第二十锚点50、第二十一锚点51设置在微波传输线上，为立方体结构。所述上电极21为T型直板型结构，在上电极21的下面对称设置第一驱动电极10、第二驱动电极11、第三驱动电极12，在上电极21自由端的下面对称设置第一触点23、第二触点24、第三触点25，在第一触点23的下面设置第一悬臂梁27，在第二触点24的下面设置第二悬臂梁26，在第三触点25的下面设置第三悬臂梁28。所述第一地线6、第四地线9等距分布在输入信号线2的两侧，第二地线7、第三地线8等距分布在第二输出信号线4的两侧。所述第一驱动电极10、第二驱动电极11、第三驱动电极12设置在上电极21的下方。所述第一引线55与第一驱动电极10相连，第二引线56与第二驱动电极11相连，第三引线57与第三驱动电极12相连。所述第一悬臂梁26、第二悬臂梁27、第三悬臂梁28为金属结构，设置在触点的下方。所述第一空气桥29、第二空气桥30、第三空气桥31、第四空气桥32、第五空气桥52、第六空气桥53、第七空气桥54为直板型结构，通过固定锚点所固定，起到平衡地线阻抗和允许引线通过的作用。有益效果本专利技术与传统的单刀单掷开关相比具有明显的优势，所述射频MEMS开关，其下电极采用带有弹性梁的单触点、双触点、三触点，弹性梁通过固定锚点固定在微波传输线上，弹性梁上分别设有触点，从力学方面讲，可以减小上电极因静电力作用快速下拉时对下电极产生的撞击力，起到缓冲作用，从而保护触点和上电极，从电学方面讲，可以增强有效接触，避免弱接触带来的烧蚀和粘连，本专利技术有效地改善了传统双触点虚接引起的可靠性问题，当在第一驱动电极上施加驱动电压时，上电极在静电力的作用下发生下拉至与触点接触，此时开关处于导通状态，第二驱动电极上方的上电极翘起，既增大了开关的隔离度，防止了上下电极之间的自吸合，同时也增强了开关寿命和微波性能。附图说明图1为本专利技术实施例所述单刀三掷开关整体结构图；图2为本专利技术实施例所述单刀三掷开关整体结构俯视图；图3为本专利技术实施例所述单刀三掷开关整体结构侧视图；图4为本专利技术实施例所述开关组件结构图；图5为本专利技术实施例所述开关组件结构俯视图；图6为本专利技术实施例所述开关组件结构侧视图；图7为本专利技术实施例微波传输线结构图；图8为本专利技术实施例微波传输线结构侧视图；图9为本专利技术实施例所述带弹性梁的长方体单触点结构图；图10为本专利技术实施例所述带弹性梁的长方体单触点结构俯视图；图11为本专利技术实施例所述带弹性梁的半球体单触点结构图；图12为本专利技术实施例所述带弹性梁的半球体单触点结构俯视图；图13为本专利技术实施例所述带弹性梁的圆锥体单触点结构图；图14为本专利技术实施例所述带弹性梁的圆锥体单触点结构俯视图；图15为本专利技术实施例所述带双弹性梁的长方体双触点结构图；图16为本专利技术实施例所述带双弹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种十字型的单刀三掷开关，其特征在于，所述单刀三掷开关包括：衬底，所述衬底为具有微波传输线的基座承载体，所述微波传输线包括输入信号线、输出信号线及地线；上电极，所述上电极具有三个沿水平方向的延伸端，三个所述延伸端整体呈“T”型布置，并任意一个所述延伸端为直板型结构，所述上电极固定端通过固定锚点设置在所述微波传输线上，三个所述延伸端延伸于所述衬底水平上方；三个下电极，任意所述下电极均包括至少一个带有弹性梁的触点结构，所述触点分别置于所述上电极延伸端的下方；三个驱动电极，三个所述驱动电极分别置于输入信号线与输出信号线之间；所述上、下电极固定端均通过固定锚点固定在所述微波传输线上。

【技术特征摘要】
1.一种十字型的单刀三掷开关，其特征在于，所述单刀三掷开关包括：衬底，所述衬底为具有微波传输线的基座承载体，所述微波传输线包括输入信号线、输出信号线及地线；上电极，所述上电极具有三个沿水平方向的延伸端，三个所述延伸端整体呈“T”型布置，并任意一个所述延伸端为直板型结构，所述上电极固定端通过固定锚点设置在所述微波传输线上，三个所述延伸端延伸于所述衬底水平上方；三个下电极，任意所述下电极均包括至少一个带有弹性梁的触点结构，所述触点分别置于所述上电极延伸端的下方；三个驱动电极，三个所述驱动电极分别置于输入信号线与输出信号线之间；所述上、下电极固定端均通过固定锚点固定在所述微波传输线上。2.根据权利要求1所述的一种十字型的单刀三掷开关，其特征在于，任意所述下电极的弹性梁结构数量为至少两个时，同一下电极的悬臂梁相互并行排列；所述弹性梁的个数与触点的个数一致；所述悬臂梁一端通过固定锚点固定在所述微波传输线上，另一端面向上电极的表面上设置有所述触点。3.根据权利要求1所述的一种十字型的单刀三掷...

【专利技术属性】
技术研发人员：李孟委，王楠，刘秋慧，张一飞，王威，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西,14