射频微机电系统 ( Radio Frequency MEMS, RF MEMS) 开关(简称射频微机电开关)是MEMS 领域最重要的器件之一。IBM 研发中心的彼得森(K. E. Petersen)1979 年首次提出并制作了 RF MEMS 开关。由于当时 MEMS工艺水平不成熟,该开关的性能并不高。随着 MEMS 加工工艺水平的不断提高,RF MEMS 开关器件得到了快速发展。RF MEMS 开关的基本结构如图 2-115所示,通过在驱动电极和固定电极之间外加电压,电极之间会产生静电引力,使驱动电极向着固定电极运动,带动硅梁中间的可移动接触点运动,直到移动触点与信号线的固定接触点接触,开关闭合实现信号线的导通。如使电压断开,则静电吸引力消失,通过硅梁的弹性恢复力带动可移动接触点自动与信号线固定接触点分离,从而信号线处于断开状态。
RF MEMS 开关较传统开关具有更优的开关性能,当与应用系统中其他不同类型组件集成后,可形成多种新的功能模块,大大拓展了 MEMS 开关的应用范围。RF MEMS 开关具有功耗低、隔离度高、插入损耗小、线性度高、体积小等优点,其应用领域包括无线通信系统、国防雷达系统、汽车雷达、卫星通信系统等。RF MEMS 开关在实现商业化时,往往会面临可靠性不高、成本高、封装困难、驱动电压高等实际问题,目前部分问题已得到初步解决。2009年日本欧姆龙(Omron)公司推出一款高可靠性能的 RF MEMS 双位选择开关 ,并成功进入商业化应用。随着技术的进步,其他 RF MEMS 产品也将逐步走向成熟。现在美、法、德、韩等国家的多家企业,以及国内相关公司均在积极推进 RF MEMS 开关领域的技术研发。