RF-MEMS

RF-MEMS

Messergebnisse von Isolation und Einfügedämpfung

Elektrostatisch aktuierte HF-Schalter mit Ohmschen Kontakten in SPST Konfiguration für Signalfrequenzen bis 4 GHz (< 0,5 dB Einfügedämpfung, 35 dB Isolation) und für Signalfrequenzen bis 75 GHz (< 1,2 dB Einfügedämpfung, 20 dB Isolation) wurden entwickelt. Dazu wurden eine neuartige High Aspect Ratio MEMS-Technologie und Waferlevelpackaging eingesetzt. Somit wurde es möglich, eine verhältnismäßig große Antriebselektrode herzustellen,  die bei Ansteuerspannungen von 5 Volt genügend mechanische Kraft für sicheres Schließen und Öffnen des Kontaktes erzeugt. Dabei erreicht der Schalter Schaltzeiten von weniger als 10 µs.

Weiterhin wurde durch ein spezielles Design der mechanischen Struktur eine zusätzliche Bewegung der Antriebselektroden gewährleistet, die eine Kraftverstärkung im aktuierten Zustand und eine dynamische Krafterhöhung beim Öffnen der Kontakte ermöglicht, so dass Sticking-Problemen entgegengewirkt wird. Die Kontaktoberflächen sind mit Edelmetall versehen und werden in einem der letzten Herstellungsschritte beschichtet. Das beugt Kontaminationen der Kontakte durch den Herstellungsprozess vor, die andernfalls zu frühzeitigem Ausfall führen könnten. Die Schalter werden hermetisch in einem Waferbondprozess verschlossen, wobei ein definierter Vakuumdruck eingestellt wird.  Dadurch wird bei minimaler Schaltzeit ein Kontaktprellen verhindert. Bei Lebensdauertests wurden 10e9 Schaltzyklen erreicht. Lebensdaueruntersuchungen zeigten weiterhin, dass Aufladungs- und Polarisationseffekte der Aktuierungselektroden nicht stattfinden.