ＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ、ＲＦ−ＭＥＭＳスイッチの製造方法、アンテナ切り替え装置、携帯電話機、携帯用情報端末機器、ＩＣテスト用機器
【課題】構造が簡易で製造がしやすく、コンパクトな構成にでき、かつ情報信号や電流のオン、オフがノイズに影響されにくく、確実にオン、オフ切り替えを行えるＲＦ−ＭＥＭＳスイッチとする。
【解決手段】カンチレバー部２を取り付ける下部基板３と固定側ＲＦ入、出力信号伝送路４、５があるカバー側の上部基板を組み立ててなるスイッチである。下部基板３が備えるカンチレバー部２は圧電アクチュエータを構成し、一端を下部基板３に固定し、コンタクト部６を上面に備えた他端が上下方向に揺動可能である。カンチレバー部２が上方へ曲がるとコンタクト部６も上方へ移動し、上部基板にあるＲＦ入力信号伝送路４と出力信号伝送路５の双方へ当接し、両伝送路４、５を導通させる。またカンチレバー部２の揺動部分の下側には下部基板３が存在せず、空間となる構造とする。
【解決手段】カンチレバー部２を取り付ける下部基板３と固定側ＲＦ入、出力信号伝送路４、５があるカバー側の上部基板を組み立ててなるスイッチである。下部基板３が備えるカンチレバー部２は圧電アクチュエータを構成し、一端を下部基板３に固定し、コンタクト部６を上面に備えた他端が上下方向に揺動可能である。カンチレバー部２が上方へ曲がるとコンタクト部６も上方へ移動し、上部基板にあるＲＦ入力信号伝送路４と出力信号伝送路５の双方へ当接し、両伝送路４、５を導通させる。またカンチレバー部２の揺動部分の下側には下部基板３が存在せず、空間となる構造とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明はＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ（ＭＥＭＳ：Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）及びその製造方法、該ＲＦ−ＭＥＭＳスイッチを用いたアンテナ切り替え装置、携帯電話機、携帯用情報端末機器、ＩＣテスト用機器に関し、より詳細には、圧電体を用いてスイッチ駆動する圧電型ＭＥＭＳスイッチ及びその製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、圧電アクチュエータを用いた圧電型ＭＥＭＳスイッチは、ＭＥＭＳ技術を利用したＲＦ素子を利用したＲＦスイッチとして、マイクロ波やミリメートル波帯域の無線通信端末機や通信システムにおいてよく利用されている。これは、低電力で駆動でき、極めて微小なサイズで形成できることに起因しており、具体的には携帯電話や、マイクロマシンに搭載されるスイッチ等がその用途として挙げ得る。
【０００３】
特にＭＥＭＳ技術を用いたＲＦスイッチに使われる駆動メカニズムとしては、圧電アクチュエータのカンチレバー（スイッチ部材として作動する片持ち状の要素）を積層して薄膜化したもの（例えば特許文献１参照）がある。
【０００４】
この特許文献１のＲＦスイッチの駆動メカニズムは、カンチレバーの駆動域が大きく、オン、オフ動作が良好に行え、固定端子（ＲＦ入、出力信号端子）に対するカンチレバー側の接触子であるコンタクト部の接触圧も良好なものにできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２７３４５１号公報
【特許文献２】特開２００７−１８８８６６号公報
【特許文献３】特開２００７−１４１８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら特許文献１の圧電アクチュエータを用いた圧電型ＭＥＭＳスイッチは、同一の基板上に二つの固定信号伝送路部とカンチレバー部とを一直線上に並べて形成し、カンチレバーとともに固定信号伝送路部のいずれか一方も作動し、他方の固定信号伝送路部と接離する構成となっているため、製造工程が非常に複雑になり、構造物としての均一性が落ち、歩留まりが低下するという問題がある。
【０００７】
また特許文献２、３の圧電型ＭＥＭＳスイッチは、カンチレバーも信号導通路の一部をなす構成となっているため、微小な空間内に様々な機器、デバイスを装備する携帯電話やマイクロマシン等では、カンチレバーに流れる信号にノイズが載りやすく、伝達される情報信号に影響が出やすいという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は上記従来の問題点にかんがみ、構造が簡易で製造がしやすく、コンパクトな構成とすることができ、かつ情報信号や電流のオン、オフがノイズに影響されにくく、かつ確実にオン、オフ切り替えを行い得るＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ、ＲＦ−ＭＥＭＳスイッチの製造方法、アンテナ切り替え装置と、これを用いてなる携帯電話機、携帯用情報端末機器、ＩＣテスト用機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のＲＦ−ＭＥＭＳスイッチのうち請求項１に係るものは、上記目的を達成するために、圧電アクチュエータを備える第１の基板と、固定側ＲＦ入、出力信号の伝送路を備える第２の基板とからなるＲＦ−ＭＥＭＳスイッチであって、上記圧電アクチュエータが、所望の一方向で揺動可能なカンチレバー部と、該カンチレバー部を動作させるための電極部を備え、上記第２の基板が、ＲＦ入力信号伝送路及びＲＦ出力信号伝送路を適宜間隔だけ離して備え、上記カンチレバー部の揺動端に、該カンチレバー部の揺動時の当接によって上記第２の基板が備える上記ＲＦ入力信号伝送路と上記ＲＦ出力信号伝送路間を導通させ得るコンタクト部を配してなり、上記圧電アクチュエータは、支持部かつ一の電極層となるメンブレン層、該メンブレン層上に設けて圧電層とする上記コンタクト部、上記カンチレバー部の駆動部となる圧電駆動層を順に複数積層してなることを特徴とする。
【００１０】
同請求項２に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１のＲＦ−ＭＥＭＳスイッチにおいて、上記カンチレバー部の一端を上記第１の基板に固定し、他端を揺動可能とするように、上記第１の基板との間に空間を設けてなることを特徴とする。
【００１１】
同請求項３に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１または２のＲＦ−ＭＥＭＳスイッチにおいて、上記カンチレバー部が、上記コンタクト部よりも固定端側に、上記コンタクト部を設けた揺動端側の揺動量を増加させるための凹部または溝部を設けてなることを特徴とする。
【００１２】
同請求項４に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１ないし３のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチにおいて、上記第２の基板は、上記ＲＦ入力信号伝送路と、上記ＲＦ出力信号伝送路ヘ導通させるビアホールと、上記第１の基板のカンチレバー部の駆動部の電極と接続するビアホールを備えることを特徴とする。
【００１３】
同請求項５に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１ないし４のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチにおいて、上記カンチレバー部を、単一のビームから構成することを特徴とする。
【００１４】
同請求項６に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１ないし４のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチにおいて、上記カンチレバー部を、一対のビームから構成することを特徴とする。
【００１５】
同請求項７に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１ないし６のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチにおいて、上記圧電駆動層と近接させては上記ＲＦ入、出力信号伝送路を配置しない構成とすることを特徴とする。
【００１６】
同請求項８に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１ないし７のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチにおいて、上記圧電駆動層の積層構造間に空間を設けて柔構造としてなることを特徴とする。
【００１７】
同請求項９に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１ないし８のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチにおいて、上記メンブレン層と上記圧電駆動層とを同構造としてなることを特徴とする。
【００１８】
本発明のＲＦ−ＭＥＭＳスイッチの製造方法のうち請求項１０に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１ないし９のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチを製造する方法であって、上記第２の基板は、上記ＲＦ入、出力信号伝送路を成膜する前に、信号伝送路部の基板をエッチングすることにより、上記第１の基板のカンチレバー部にある上記コンタクト部とのギャップを大きく形成することを特徴とする。
【００１９】
同請求項１１に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１ないし９のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチを製造する方法であって、上記ＲＦ入、出力信号伝送路を成膜する前に、信号伝送路部分以外の基板の部分をエッチングすることにより、上記カンチレバー部の動作に影響を与えない空間を形成してなることを特徴とする。
【００２０】
本発明の請求項１２に係るアンテナ切り替え装置は、上記目的を達成するために、請求項１ないし９のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチを用いたことを特徴とする。
【００２１】
本発明の請求項１３に係る携帯電話機は、請求項１２のアンテナ切り替え装置を用いたことを特徴とする。
【００２２】
本発明の請求項１４に係る携帯用情報端末機器は、請求項１２のアンテナ切り替え装置を用いたことを特徴とする。
【００２３】
同請求項１５に係るＩＣテスト用機器は、請求項１２のアンテナ切り替え装置を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、構造が従来のＲＦ−ＭＥＭＳスイッチに比べて簡易になり、したがって製造がしやすく、コンパクトな構成でありながらカンチレバー部の動作空間を大きく形成することが可能になる。
【００２５】
また本発明によれば、カンチレバー部がノイズを拾っても固定側の信号伝送路に伝わりにくく、確実に情報信号や電流のオン、オフが行い得るため携帯電話やマイクロマシン等々で使用するのに適したものになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係るＲＦ−ＭＥＭＳスイッチの実施形態の特徴を示す斜視図（Ａ）と、圧電アクチュエータ及びその基板部分の拡大断面図（Ｂ）
【図２】上部基板の上面（Ａ）、下部基板の上面図（Ｂ）、上部基板と下部基板を組み立てた状態でのＦ−Ｆ’断面図（Ｃ）
【図３】同じく上部基板のＤ−Ｄ’断面図（Ａ）とＥ−Ｅ’断面図（Ｂ）
【図４】下部基板完成状態での平面図（Ａ）とそのＢ−Ｂ’断面図（Ｂ）
【図５】下部基板１２０の製造ステップを示す図
【図６】上部基板の製造ステップを示す図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。なお以下に説明する実施例では特にそれを使用する機器を説明し、あるいは図示しないが、本発明は上述したような種々の機器、装置に適用可能であることは勿論である。また以下の説明では上下方向にカンチレバーが揺動し、上側に揺動するように変形した際にコンタクト部が固定側信号伝送路間を接続する例のみ説明するが、本発明はこれに限定されず、カンチレバーの揺動方向、固定側信号伝送路の配置などは請求項として記載した本願発明の範囲内で種々の変形例が考えられる。
【００２８】
図１は本発明に係るＲＦ−ＭＥＭＳスイッチの実施形態の特徴を示す斜視図（Ａ）と、圧電アクチュエータ及びその基板部分の拡大断面図（Ｂ）である。図示のように本実施形態のＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ１は、カンチレバー部２を取り付ける下部基板３と固定側ＲＦ入、出力信号伝送路４、５があるカバー側の上部基板（図示を省略してあるが、図１（Ａ）で固定側ＲＦ入力信号伝送路４、固定側ＲＦ出力信号伝送路５の上側に配置する）の組み立てによるスイッチである。
【００２９】
下部基板３が備えるカンチレバー部２は圧電アクチュエータの主要な要素であり、上下方向に揺動可能とするために、一端を下部基板３に固定し、コンタクト部６を上面に備えた他端が図の上下方向に揺動できるようにしてあり、カンチレバー部２が上方へ曲がると（図１（Ｂ）参照）、コンタクト部６も上方へ移動し、上部基板にあるＲＦ入力信号伝送路４と出力信号伝送路５の双方へ当接し、両伝送路４、５を導通させる。またカンチレバー部２の揺動部分の下側には下部基板３が存在せず、空間となる構造としてある（これも図１（Ｂ）参照）。
【００３０】
またカンチレバー部２の下部基板３への固定部分上には圧電駆動部７が配してあり、下部基板３は、圧電駆動部７へ給電してカンチレバー部２を動作させるための駆動用電極８、８を備えている。
【００３１】
上部基板は、後述する実施例で詳細に説明するように、ＲＦ入力信号伝送路４、ＲＦ出力信号伝送路５ヘ導通させるビアホールと、カンチレバー部２の駆動用電極８と接続するビアホールを備える。
【００３２】
カンチレバー２は、図１では一枚の板状あるいはビーム状の部材であるが、一対の板状あるいはビーム状の部材から構成することもできる。
【００３３】
圧電アクチュエータを構成するカンチレバー部２は、支持部となるメンブレン層２ａの上に、既述のコンタクト部６と、カンチレバー部２の駆動部となる圧電駆動層２ｂ（下部電極層２ｂ１、圧電層２ｂ２、上部電極層２ｂ３の積層構造）を配置して構成する。カンチレバーのメンブレン層２ａも、図１（Ｂ）に示すように、圧電駆動層２ｂと同様な構造とすることも可能である。また、圧電駆動層２ｂの積層構造間に空間を設けることにより、柔構造とすることが可能である。
【００３４】
すなわち圧電駆動層２ｂを薄膜化することで、低電圧駆動が可能とし、圧電駆動層２ｂを積層構造とすることで、単層時における低電圧駆動時のコンタクト部６の接触庄力より大きくすることを可能としている。
【００３５】
またカンチレバー部２の圧電駆動層２ｂの上方にＲＦ入、出力信号伝送路４、５を配置しない（図１（Ａ）参照）ことにより、カンチレバー部２がＲＦ入、出力信号伝送路４、５を伝送されるＲＦ信号に影響を及ぼさないようにしている。
【００３６】
ＲＦ入、出力信号伝送路４、５を設ける上部側基板は、ＲＦ入、出力信号伝送路４、５を成膜等により形成する前に、信号伝送路を形成する基板をエッチングしておくことにより、下部基板３のカンチレバー部２にあるＲＦ入、出力信号伝送路４、５短絡用のコンタクト部６とのギャップを大きくすることが可能である。この空間は、カンチレバー部２の動作に影響を与えないことはもちろんである。
【実施例１】
【００３７】
次にＲＦ−ＭＥＭＳスイッチの製造方法について図２以下を参照して説明する。
図２（Ａ）上部基板の上面図、同（Ｂ）は下部基板の上面図、そして同（Ｃ）は、同（Ａ）、（Ｂ）中の、すなわち上部基板と下部基板を組み立てた状態でのＦ−Ｆ’断面図である。また図３は、同じくＤ−Ｄ’断面図（Ａ）とＥ−Ｅ’断面図（Ｂ）、図４は下部基板完成状態での平面図（Ａ）とそのＢ−Ｂ’断面図（Ｂ）である。この例では、ＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ１００は、ＲＦ入力信号ラインおよび出力信号ラインを備えた上部基板１１０と、圧電アクチュエータ１２２の一端が固定され、他端が揺動可能なように空間１３１を設けた下部基板１２０を組み合わせて製作する。圧電アクチュエータ１２２の揺動可能端先端部には、ＲＦ入力信号ライン１１３ａと、ＲＦ出力信号ライン１１３ｂとを電気的に接続する接続パッド（図１の実施形態でいうコンタクト部）１３０を備える。接続パッド１３０は、圧電アクチュエータ１２２が上方に揺動する、即ち一端が固定され、先端側が湾曲することによって、ＲＦ入力信号ライン１１３ａと、ＲＦ出力信号ライン１１３ｂとを電気的に接続する。
【００３８】
ＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ１００は、上述した上部基板１１０と下部基板１２０をそれぞれ製作した後、互いに組み立てを行って製作する。すなわち、ＲＦ−ＭＥＭＳスイッチを一つのパッケージとして製作する。
【００３９】
その製造方法について詳述する。以下では、成膜〜エッチングをパターニングという。
【００４０】
下部基板１２０の製造ステップは図５に示す通りである。なお図５は図４（Ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
ステップ０１：下部基板１２０ａに絶縁層１２１を成膜し、エッチングによりパターニングする。なお、下部基板１２０ａはＳｉからなり、絶縁層１２１はＳｉＯ２からなる。
ステップＳ０２：摺動部となる圧電アクチュエータ１２２としてＰｔ層１２２ａとＰＺＴ層１２２ｂをパターニングすることにより、メンブレン層を形成する。以上図５（Ａ）に記載。
【００４１】
ステップ０３：上述のメンブレン層の上に、下部電極１２３ａ、圧電層１２４ａ、上部電極１２５ａをパターニングにより形成する。下部電極１２３ａはＰｔ層、圧電層１２４ａはＰＺＴ層、上部電極１２５ａはＰｔ層とする。以上図５（Ｂ）に記載。
ステップ０４：圧電層１２４ａの積層を行う場合は、上述したステップ０３で形成した圧電層１２４ａの上にさらに圧電駆動層を積層する。
ステップ０５：すなわち、上部電極１２５ａの上にさらに圧電層１２４ｂ、上部電極１２５ｂをパターニングにより形成する。これを所要積層分だけ行う。以上図５（Ｃ）に記載。
【００４２】
ステップ０６：なお圧電駆動層の剛性が大きい場合、圧電駆動層を積層するごとに圧電アクチュエータ１２２の変位が小さくなる可能性がある。このため、圧電駆動層間に空間を設けて柔構造とした方がよい場合がある。空間を設けて圧電駆動層を柔構造とする場合、上部電極１２５ａの上に犠牲層をパターニングし、その上に下部電極１２３ｂ、圧電層１２４ａ、上部電極１２５ａをパターニングにより形成する。犠牲層はＡｌ層とするとよい。これを所要積層分行う。なおこのステップは図示を省略してある。
ステップ０７：圧電アクチュエータ１２２の摺動側端部に絶縁層１２７をパターニングにより形成する。絶縁層１２７はＳｉＯ２で形成するが、この絶縁層１２７は必要が無い場合もある。
ステップ０８：圧電アクチュエータ１２２の外形をエッチングを行って形成する。
ステップ０９：積層した圧電駆動層を動作させるため、上部電極１２５ｂと上部電極１２５ａ、下部電極１２４ｂ、下部電極１２３ｂを電気的に接続させるためのビアホール１２８をエッチングにより形成する。以上図５（Ｄ）に記載。
ステップ１０：形成したビアホール１２８に上部電極１２５ａ、１２５ｂ、下部電極１２４ａ、１２３ｂを電気的に導通させるための金属材料１２９を形成する。金属材料１２９にはＡｕ＋Ｃｒ合金を用い得る。以上図５（Ｅ）に記載。
ステップ１１：圧電アクチュエータ１２２の揺動側端部にＲＦ入力信号ライン１１３ａと、ＲＦ出力信号ライン１１３ｂを電気的に接続する接続パッド１３０をパターニングにより形成する。絶縁層１２７がある場合はその上に接続パッド１３０を形成する。接続パッド１３０にもＡｕ＋Ｃｒ合金を用い得る。
ステップ１２：ステップ０６で説明した柔構造を採用した場合、犠牲層１２６をエッチングにより除去して空間１３１を設ける。
ステップ１３：圧電アクチュエータ１２２の下部に空間１３１を設ける。空間１３１は、下部基板１２０ａ及び絶縁層１２１をエッチングして設ける。
ステップ１４：下部基板１２０ａの下側にガラス製の下部基板１２０ｂを接合することにより下部基板１２０を完成させる。以上図５（Ｆ）に記載。
【００４３】
上部基板１１０の製造ステップは図６に示す通りである。なお図６は図２（Ａ）のＣ−Ｃ’断面図である。
ステップ０１：上部基板１１０ａに、エッチングにより空間１１１ａを設ける。以上図６（Ａ）、（Ｂ）に記載。
ステップ０２：空間１１１ａのうち、圧電アクチュエータ１２２の揺動する空間１１１ｂをエッチングにより設ける。以上図６（Ｃ）に記載。
ステップ０３：ビアホール１１２ａ、１１２ｂをエッチングにより形成する。以上図６（Ｄ）に記載。
ステップ０４：ＲＦ入力信号ライン１１３ａ、ＲＦ出力信号ライン１１３ｂをパターニングにより形成する。以上図６（Ｅ）、（Ｆ）に記載。なお図６（Ｇ）はこの状態での平面図である。
【００４４】
次に図３を参照して上部基板１１０ａと下部基板１２０ａを接合してＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ１００を完成させる工程を説明する。
ステップ０１：上部基板１１０ａと下部基板１２０ａを接合する。図３（Ａ）記載。
ステップ０２：上部基板１１０ａと下部基板１２０ａとの接合後、ビアホール１１２ａに金属材料１１４ａを埋め込み、上部基板１１０ａの表側とＲＦ−入出力信号ライン１１３ａ、１１３ｂを電気的に接続させ、ビアホール１１２ｂに金属材料１１４ｂを埋め込み、下部基板の上部電極１２５ｂと上部基板１１０ａの表側を電気的に接続させる。金属材料１１４ａ、１１４ｂは導電性接着剤を用い得る。
ステップ０７：上部基板１１０ａの表側にパッド１１５をパターニングすることにより、金属材料１１４ａ、１１４ｂと電気的に接続させる。以上図３（Ｂ）に記載。
ステップ０８：以上のステップにより図３（Ｃ）に示す本発明のＲＦ−ＭＥＭＳスイッチが完成する。
【００４５】
なおカンチレバー部２の動作量は、たとえばカンチレバー長５００μｍにおいて、印加電圧５Ｖで約１０μｍ、１０Ｖで約２０μｍの変位とし得るが、使用する機器の構造に応じて設計すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明に係るＲＦ−ＭＥＭＳスイッチの用途としては、例えば
携帯電話機のアンテナ切り替え、携帯用情報端末機器のアンテナ切り替え、ＩＣのテスト用機器等を挙げ得るが、本発明はこれらの装着、機器以外にも、この種のマイクロスイッチを必要とする種々の装置、機器において採用され得る。
【符号の説明】
【００４７】
１：ＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ
２：カンチレバー部
２ａ：メンブレン層
２ｂ：圧電駆動層
２ｂ１：下部電極層
２ｂ２：圧電層
２ｂ３：上部電極層
３：下部基板
４：固定側ＲＦ入力信号伝送路
５：固定側ＲＦ出力信号伝送路
６：コンタクト部
７：圧電駆動部
８：駆動用電極
１００：ＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ
１１０：上部基板
１１０ａ：上部基板
１１１ａ、１１１ｂ：空間
１１２ａ、１１２ｂ：ビアホール
１１３ａ：ＲＦ入力信号ライン
１１３ｂ：ＲＦ出力信号ライン
１１４ａ、１１４ｂ：金属材料
１１５：パッド
１２０、１２０ａ、１２０ｂ：下部基板
１２１：絶縁層
１２２：圧電アクチュエータ
１２２ａ：Ｐｔ層
１２２ｂ：ＰＺＴ層
１２３ａ、１２３ｂ：下部電極
１２４ａ、１２４ｂ：圧電層
１２５ａ、１２５ｂ：上部電極
１２７：絶縁層
１２８：ビアホール
１２９：金属材料
１３０：接続パッド
１３１：空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明はＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ（ＭＥＭＳ：Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）及びその製造方法、該ＲＦ−ＭＥＭＳスイッチを用いたアンテナ切り替え装置、携帯電話機、携帯用情報端末機器、ＩＣテスト用機器に関し、より詳細には、圧電体を用いてスイッチ駆動する圧電型ＭＥＭＳスイッチ及びその製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、圧電アクチュエータを用いた圧電型ＭＥＭＳスイッチは、ＭＥＭＳ技術を利用したＲＦ素子を利用したＲＦスイッチとして、マイクロ波やミリメートル波帯域の無線通信端末機や通信システムにおいてよく利用されている。これは、低電力で駆動でき、極めて微小なサイズで形成できることに起因しており、具体的には携帯電話や、マイクロマシンに搭載されるスイッチ等がその用途として挙げ得る。
【０００３】
特にＭＥＭＳ技術を用いたＲＦスイッチに使われる駆動メカニズムとしては、圧電アクチュエータのカンチレバー（スイッチ部材として作動する片持ち状の要素）を積層して薄膜化したもの（例えば特許文献１参照）がある。
【０００４】
この特許文献１のＲＦスイッチの駆動メカニズムは、カンチレバーの駆動域が大きく、オン、オフ動作が良好に行え、固定端子（ＲＦ入、出力信号端子）に対するカンチレバー側の接触子であるコンタクト部の接触圧も良好なものにできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２７３４５１号公報
【特許文献２】特開２００７−１８８８６６号公報
【特許文献３】特開２００７−１４１８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら特許文献１の圧電アクチュエータを用いた圧電型ＭＥＭＳスイッチは、同一の基板上に二つの固定信号伝送路部とカンチレバー部とを一直線上に並べて形成し、カンチレバーとともに固定信号伝送路部のいずれか一方も作動し、他方の固定信号伝送路部と接離する構成となっているため、製造工程が非常に複雑になり、構造物としての均一性が落ち、歩留まりが低下するという問題がある。
【０００７】
また特許文献２、３の圧電型ＭＥＭＳスイッチは、カンチレバーも信号導通路の一部をなす構成となっているため、微小な空間内に様々な機器、デバイスを装備する携帯電話やマイクロマシン等では、カンチレバーに流れる信号にノイズが載りやすく、伝達される情報信号に影響が出やすいという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は上記従来の問題点にかんがみ、構造が簡易で製造がしやすく、コンパクトな構成とすることができ、かつ情報信号や電流のオン、オフがノイズに影響されにくく、かつ確実にオン、オフ切り替えを行い得るＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ、ＲＦ−ＭＥＭＳスイッチの製造方法、アンテナ切り替え装置と、これを用いてなる携帯電話機、携帯用情報端末機器、ＩＣテスト用機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のＲＦ−ＭＥＭＳスイッチのうち請求項１に係るものは、上記目的を達成するために、圧電アクチュエータを備える第１の基板と、固定側ＲＦ入、出力信号の伝送路を備える第２の基板とからなるＲＦ−ＭＥＭＳスイッチであって、上記圧電アクチュエータが、所望の一方向で揺動可能なカンチレバー部と、該カンチレバー部を動作させるための電極部を備え、上記第２の基板が、ＲＦ入力信号伝送路及びＲＦ出力信号伝送路を適宜間隔だけ離して備え、上記カンチレバー部の揺動端に、該カンチレバー部の揺動時の当接によって上記第２の基板が備える上記ＲＦ入力信号伝送路と上記ＲＦ出力信号伝送路間を導通させ得るコンタクト部を配してなり、上記圧電アクチュエータは、支持部かつ一の電極層となるメンブレン層、該メンブレン層上に設けて圧電層とする上記コンタクト部、上記カンチレバー部の駆動部となる圧電駆動層を順に複数積層してなることを特徴とする。
【００１０】
同請求項２に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１のＲＦ−ＭＥＭＳスイッチにおいて、上記カンチレバー部の一端を上記第１の基板に固定し、他端を揺動可能とするように、上記第１の基板との間に空間を設けてなることを特徴とする。
【００１１】
同請求項３に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１または２のＲＦ−ＭＥＭＳスイッチにおいて、上記カンチレバー部が、上記コンタクト部よりも固定端側に、上記コンタクト部を設けた揺動端側の揺動量を増加させるための凹部または溝部を設けてなることを特徴とする。
【００１２】
同請求項４に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１ないし３のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチにおいて、上記第２の基板は、上記ＲＦ入力信号伝送路と、上記ＲＦ出力信号伝送路ヘ導通させるビアホールと、上記第１の基板のカンチレバー部の駆動部の電極と接続するビアホールを備えることを特徴とする。
【００１３】
同請求項５に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１ないし４のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチにおいて、上記カンチレバー部を、単一のビームから構成することを特徴とする。
【００１４】
同請求項６に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１ないし４のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチにおいて、上記カンチレバー部を、一対のビームから構成することを特徴とする。
【００１５】
同請求項７に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１ないし６のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチにおいて、上記圧電駆動層と近接させては上記ＲＦ入、出力信号伝送路を配置しない構成とすることを特徴とする。
【００１６】
同請求項８に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１ないし７のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチにおいて、上記圧電駆動層の積層構造間に空間を設けて柔構造としてなることを特徴とする。
【００１７】
同請求項９に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１ないし８のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチにおいて、上記メンブレン層と上記圧電駆動層とを同構造としてなることを特徴とする。
【００１８】
本発明のＲＦ−ＭＥＭＳスイッチの製造方法のうち請求項１０に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１ないし９のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチを製造する方法であって、上記第２の基板は、上記ＲＦ入、出力信号伝送路を成膜する前に、信号伝送路部の基板をエッチングすることにより、上記第１の基板のカンチレバー部にある上記コンタクト部とのギャップを大きく形成することを特徴とする。
【００１９】
同請求項１１に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１ないし９のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチを製造する方法であって、上記ＲＦ入、出力信号伝送路を成膜する前に、信号伝送路部分以外の基板の部分をエッチングすることにより、上記カンチレバー部の動作に影響を与えない空間を形成してなることを特徴とする。
【００２０】
本発明の請求項１２に係るアンテナ切り替え装置は、上記目的を達成するために、請求項１ないし９のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチを用いたことを特徴とする。
【００２１】
本発明の請求項１３に係る携帯電話機は、請求項１２のアンテナ切り替え装置を用いたことを特徴とする。
【００２２】
本発明の請求項１４に係る携帯用情報端末機器は、請求項１２のアンテナ切り替え装置を用いたことを特徴とする。
【００２３】
同請求項１５に係るＩＣテスト用機器は、請求項１２のアンテナ切り替え装置を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、構造が従来のＲＦ−ＭＥＭＳスイッチに比べて簡易になり、したがって製造がしやすく、コンパクトな構成でありながらカンチレバー部の動作空間を大きく形成することが可能になる。
【００２５】
また本発明によれば、カンチレバー部がノイズを拾っても固定側の信号伝送路に伝わりにくく、確実に情報信号や電流のオン、オフが行い得るため携帯電話やマイクロマシン等々で使用するのに適したものになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係るＲＦ−ＭＥＭＳスイッチの実施形態の特徴を示す斜視図（Ａ）と、圧電アクチュエータ及びその基板部分の拡大断面図（Ｂ）
【図２】上部基板の上面（Ａ）、下部基板の上面図（Ｂ）、上部基板と下部基板を組み立てた状態でのＦ−Ｆ’断面図（Ｃ）
【図３】同じく上部基板のＤ−Ｄ’断面図（Ａ）とＥ−Ｅ’断面図（Ｂ）
【図４】下部基板完成状態での平面図（Ａ）とそのＢ−Ｂ’断面図（Ｂ）
【図５】下部基板１２０の製造ステップを示す図
【図６】上部基板の製造ステップを示す図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。なお以下に説明する実施例では特にそれを使用する機器を説明し、あるいは図示しないが、本発明は上述したような種々の機器、装置に適用可能であることは勿論である。また以下の説明では上下方向にカンチレバーが揺動し、上側に揺動するように変形した際にコンタクト部が固定側信号伝送路間を接続する例のみ説明するが、本発明はこれに限定されず、カンチレバーの揺動方向、固定側信号伝送路の配置などは請求項として記載した本願発明の範囲内で種々の変形例が考えられる。
【００２８】
図１は本発明に係るＲＦ−ＭＥＭＳスイッチの実施形態の特徴を示す斜視図（Ａ）と、圧電アクチュエータ及びその基板部分の拡大断面図（Ｂ）である。図示のように本実施形態のＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ１は、カンチレバー部２を取り付ける下部基板３と固定側ＲＦ入、出力信号伝送路４、５があるカバー側の上部基板（図示を省略してあるが、図１（Ａ）で固定側ＲＦ入力信号伝送路４、固定側ＲＦ出力信号伝送路５の上側に配置する）の組み立てによるスイッチである。
【００２９】
下部基板３が備えるカンチレバー部２は圧電アクチュエータの主要な要素であり、上下方向に揺動可能とするために、一端を下部基板３に固定し、コンタクト部６を上面に備えた他端が図の上下方向に揺動できるようにしてあり、カンチレバー部２が上方へ曲がると（図１（Ｂ）参照）、コンタクト部６も上方へ移動し、上部基板にあるＲＦ入力信号伝送路４と出力信号伝送路５の双方へ当接し、両伝送路４、５を導通させる。またカンチレバー部２の揺動部分の下側には下部基板３が存在せず、空間となる構造としてある（これも図１（Ｂ）参照）。
【００３０】
またカンチレバー部２の下部基板３への固定部分上には圧電駆動部７が配してあり、下部基板３は、圧電駆動部７へ給電してカンチレバー部２を動作させるための駆動用電極８、８を備えている。
【００３１】
上部基板は、後述する実施例で詳細に説明するように、ＲＦ入力信号伝送路４、ＲＦ出力信号伝送路５ヘ導通させるビアホールと、カンチレバー部２の駆動用電極８と接続するビアホールを備える。
【００３２】
カンチレバー２は、図１では一枚の板状あるいはビーム状の部材であるが、一対の板状あるいはビーム状の部材から構成することもできる。
【００３３】
圧電アクチュエータを構成するカンチレバー部２は、支持部となるメンブレン層２ａの上に、既述のコンタクト部６と、カンチレバー部２の駆動部となる圧電駆動層２ｂ（下部電極層２ｂ１、圧電層２ｂ２、上部電極層２ｂ３の積層構造）を配置して構成する。カンチレバーのメンブレン層２ａも、図１（Ｂ）に示すように、圧電駆動層２ｂと同様な構造とすることも可能である。また、圧電駆動層２ｂの積層構造間に空間を設けることにより、柔構造とすることが可能である。
【００３４】
すなわち圧電駆動層２ｂを薄膜化することで、低電圧駆動が可能とし、圧電駆動層２ｂを積層構造とすることで、単層時における低電圧駆動時のコンタクト部６の接触庄力より大きくすることを可能としている。
【００３５】
またカンチレバー部２の圧電駆動層２ｂの上方にＲＦ入、出力信号伝送路４、５を配置しない（図１（Ａ）参照）ことにより、カンチレバー部２がＲＦ入、出力信号伝送路４、５を伝送されるＲＦ信号に影響を及ぼさないようにしている。
【００３６】
ＲＦ入、出力信号伝送路４、５を設ける上部側基板は、ＲＦ入、出力信号伝送路４、５を成膜等により形成する前に、信号伝送路を形成する基板をエッチングしておくことにより、下部基板３のカンチレバー部２にあるＲＦ入、出力信号伝送路４、５短絡用のコンタクト部６とのギャップを大きくすることが可能である。この空間は、カンチレバー部２の動作に影響を与えないことはもちろんである。
【実施例１】
【００３７】
次にＲＦ−ＭＥＭＳスイッチの製造方法について図２以下を参照して説明する。
図２（Ａ）上部基板の上面図、同（Ｂ）は下部基板の上面図、そして同（Ｃ）は、同（Ａ）、（Ｂ）中の、すなわち上部基板と下部基板を組み立てた状態でのＦ−Ｆ’断面図である。また図３は、同じくＤ−Ｄ’断面図（Ａ）とＥ−Ｅ’断面図（Ｂ）、図４は下部基板完成状態での平面図（Ａ）とそのＢ−Ｂ’断面図（Ｂ）である。この例では、ＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ１００は、ＲＦ入力信号ラインおよび出力信号ラインを備えた上部基板１１０と、圧電アクチュエータ１２２の一端が固定され、他端が揺動可能なように空間１３１を設けた下部基板１２０を組み合わせて製作する。圧電アクチュエータ１２２の揺動可能端先端部には、ＲＦ入力信号ライン１１３ａと、ＲＦ出力信号ライン１１３ｂとを電気的に接続する接続パッド（図１の実施形態でいうコンタクト部）１３０を備える。接続パッド１３０は、圧電アクチュエータ１２２が上方に揺動する、即ち一端が固定され、先端側が湾曲することによって、ＲＦ入力信号ライン１１３ａと、ＲＦ出力信号ライン１１３ｂとを電気的に接続する。
【００３８】
ＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ１００は、上述した上部基板１１０と下部基板１２０をそれぞれ製作した後、互いに組み立てを行って製作する。すなわち、ＲＦ−ＭＥＭＳスイッチを一つのパッケージとして製作する。
【００３９】
その製造方法について詳述する。以下では、成膜〜エッチングをパターニングという。
【００４０】
下部基板１２０の製造ステップは図５に示す通りである。なお図５は図４（Ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
ステップ０１：下部基板１２０ａに絶縁層１２１を成膜し、エッチングによりパターニングする。なお、下部基板１２０ａはＳｉからなり、絶縁層１２１はＳｉＯ２からなる。
ステップＳ０２：摺動部となる圧電アクチュエータ１２２としてＰｔ層１２２ａとＰＺＴ層１２２ｂをパターニングすることにより、メンブレン層を形成する。以上図５（Ａ）に記載。
【００４１】
ステップ０３：上述のメンブレン層の上に、下部電極１２３ａ、圧電層１２４ａ、上部電極１２５ａをパターニングにより形成する。下部電極１２３ａはＰｔ層、圧電層１２４ａはＰＺＴ層、上部電極１２５ａはＰｔ層とする。以上図５（Ｂ）に記載。
ステップ０４：圧電層１２４ａの積層を行う場合は、上述したステップ０３で形成した圧電層１２４ａの上にさらに圧電駆動層を積層する。
ステップ０５：すなわち、上部電極１２５ａの上にさらに圧電層１２４ｂ、上部電極１２５ｂをパターニングにより形成する。これを所要積層分だけ行う。以上図５（Ｃ）に記載。
【００４２】
ステップ０６：なお圧電駆動層の剛性が大きい場合、圧電駆動層を積層するごとに圧電アクチュエータ１２２の変位が小さくなる可能性がある。このため、圧電駆動層間に空間を設けて柔構造とした方がよい場合がある。空間を設けて圧電駆動層を柔構造とする場合、上部電極１２５ａの上に犠牲層をパターニングし、その上に下部電極１２３ｂ、圧電層１２４ａ、上部電極１２５ａをパターニングにより形成する。犠牲層はＡｌ層とするとよい。これを所要積層分行う。なおこのステップは図示を省略してある。
ステップ０７：圧電アクチュエータ１２２の摺動側端部に絶縁層１２７をパターニングにより形成する。絶縁層１２７はＳｉＯ２で形成するが、この絶縁層１２７は必要が無い場合もある。
ステップ０８：圧電アクチュエータ１２２の外形をエッチングを行って形成する。
ステップ０９：積層した圧電駆動層を動作させるため、上部電極１２５ｂと上部電極１２５ａ、下部電極１２４ｂ、下部電極１２３ｂを電気的に接続させるためのビアホール１２８をエッチングにより形成する。以上図５（Ｄ）に記載。
ステップ１０：形成したビアホール１２８に上部電極１２５ａ、１２５ｂ、下部電極１２４ａ、１２３ｂを電気的に導通させるための金属材料１２９を形成する。金属材料１２９にはＡｕ＋Ｃｒ合金を用い得る。以上図５（Ｅ）に記載。
ステップ１１：圧電アクチュエータ１２２の揺動側端部にＲＦ入力信号ライン１１３ａと、ＲＦ出力信号ライン１１３ｂを電気的に接続する接続パッド１３０をパターニングにより形成する。絶縁層１２７がある場合はその上に接続パッド１３０を形成する。接続パッド１３０にもＡｕ＋Ｃｒ合金を用い得る。
ステップ１２：ステップ０６で説明した柔構造を採用した場合、犠牲層１２６をエッチングにより除去して空間１３１を設ける。
ステップ１３：圧電アクチュエータ１２２の下部に空間１３１を設ける。空間１３１は、下部基板１２０ａ及び絶縁層１２１をエッチングして設ける。
ステップ１４：下部基板１２０ａの下側にガラス製の下部基板１２０ｂを接合することにより下部基板１２０を完成させる。以上図５（Ｆ）に記載。
【００４３】
上部基板１１０の製造ステップは図６に示す通りである。なお図６は図２（Ａ）のＣ−Ｃ’断面図である。
ステップ０１：上部基板１１０ａに、エッチングにより空間１１１ａを設ける。以上図６（Ａ）、（Ｂ）に記載。
ステップ０２：空間１１１ａのうち、圧電アクチュエータ１２２の揺動する空間１１１ｂをエッチングにより設ける。以上図６（Ｃ）に記載。
ステップ０３：ビアホール１１２ａ、１１２ｂをエッチングにより形成する。以上図６（Ｄ）に記載。
ステップ０４：ＲＦ入力信号ライン１１３ａ、ＲＦ出力信号ライン１１３ｂをパターニングにより形成する。以上図６（Ｅ）、（Ｆ）に記載。なお図６（Ｇ）はこの状態での平面図である。
【００４４】
次に図３を参照して上部基板１１０ａと下部基板１２０ａを接合してＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ１００を完成させる工程を説明する。
ステップ０１：上部基板１１０ａと下部基板１２０ａを接合する。図３（Ａ）記載。
ステップ０２：上部基板１１０ａと下部基板１２０ａとの接合後、ビアホール１１２ａに金属材料１１４ａを埋め込み、上部基板１１０ａの表側とＲＦ−入出力信号ライン１１３ａ、１１３ｂを電気的に接続させ、ビアホール１１２ｂに金属材料１１４ｂを埋め込み、下部基板の上部電極１２５ｂと上部基板１１０ａの表側を電気的に接続させる。金属材料１１４ａ、１１４ｂは導電性接着剤を用い得る。
ステップ０７：上部基板１１０ａの表側にパッド１１５をパターニングすることにより、金属材料１１４ａ、１１４ｂと電気的に接続させる。以上図３（Ｂ）に記載。
ステップ０８：以上のステップにより図３（Ｃ）に示す本発明のＲＦ−ＭＥＭＳスイッチが完成する。
【００４５】
なおカンチレバー部２の動作量は、たとえばカンチレバー長５００μｍにおいて、印加電圧５Ｖで約１０μｍ、１０Ｖで約２０μｍの変位とし得るが、使用する機器の構造に応じて設計すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明に係るＲＦ−ＭＥＭＳスイッチの用途としては、例えば
携帯電話機のアンテナ切り替え、携帯用情報端末機器のアンテナ切り替え、ＩＣのテスト用機器等を挙げ得るが、本発明はこれらの装着、機器以外にも、この種のマイクロスイッチを必要とする種々の装置、機器において採用され得る。
【符号の説明】
【００４７】
１：ＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ
２：カンチレバー部
２ａ：メンブレン層
２ｂ：圧電駆動層
２ｂ１：下部電極層
２ｂ２：圧電層
２ｂ３：上部電極層
３：下部基板
４：固定側ＲＦ入力信号伝送路
５：固定側ＲＦ出力信号伝送路
６：コンタクト部
７：圧電駆動部
８：駆動用電極
１００：ＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ
１１０：上部基板
１１０ａ：上部基板
１１１ａ、１１１ｂ：空間
１１２ａ、１１２ｂ：ビアホール
１１３ａ：ＲＦ入力信号ライン
１１３ｂ：ＲＦ出力信号ライン
１１４ａ、１１４ｂ：金属材料
１１５：パッド
１２０、１２０ａ、１２０ｂ：下部基板
１２１：絶縁層
１２２：圧電アクチュエータ
１２２ａ：Ｐｔ層
１２２ｂ：ＰＺＴ層
１２３ａ、１２３ｂ：下部電極
１２４ａ、１２４ｂ：圧電層
１２５ａ、１２５ｂ：上部電極
１２７：絶縁層
１２８：ビアホール
１２９：金属材料
１３０：接続パッド
１３１：空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電アクチュエータを備える第１の基板と、固定側ＲＦ入、出力信号の伝送路を備える第２の基板とからなるＲＦ−ＭＥＭＳスイッチであって、
上記圧電アクチュエータが、所望の一方向で揺動可能なカンチレバー部と、該カンチレバー部を動作させるための電極部を備え、
上記第２の基板が、ＲＦ入力信号伝送路及びＲＦ出力信号伝送路を適宜間隔だけ離して備え、
上記カンチレバー部の揺動端に、該カンチレバー部の揺動時の当接によって上記第２の基板が備える上記ＲＦ入力信号伝送路と上記ＲＦ出力信号伝送路間を導通させ得るコンタクト部を配してなり、
上記圧電アクチュエータは、支持部かつ一の電極層となるメンブレン層、該メンブレン層上に設けて圧電層とする上記コンタクト部、上記カンチレバー部の駆動部となる圧電駆動層を順に複数積層してなる
ことを特徴とするＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ。
【請求項２】
請求項１のＲＦ−ＭＥＭＳスイッチにおいて、上記カンチレバー部の一端を上記第１の基板に固定し、他端を揺動可能とするように、上記第１の基板との間に空間を設けてなることを特徴とするＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ。
【請求項３】
請求項１または２のＲＦ−ＭＥＭＳスイッチにおいて、上記カンチレバー部が、上記コンタクト部よりも固定端側に、上記コンタクト部を設けた揺動端側の揺動量を増加させるための凹部または溝部を設けてなることを特徴とするＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチにおいて、上記第２の基板は、上記ＲＦ入力信号伝送路と、上記ＲＦ出力信号伝送路ヘ導通させるビアホールと、上記第１の基板のカンチレバー部の駆動部の電極と接続するビアホールを備えることを特徴とするＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチにおいて、上記カンチレバー部を、単一のビームから構成することを特徴とするＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチにおいて、上記カンチレバー部を、一対のビームから構成することを特徴とするＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチにおいて、上記圧電駆動層と近接させては上記ＲＦ入、出力信号伝送路を配置しない構成とすることを特徴とするＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチにおいて、上記圧電駆動層の積層構造間に空間を設けて柔構造としてなることを特徴とするＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチにおいて、上記メンブレン層と上記圧電駆動層とを同構造としてなることを特徴とするＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチを製造する方法であって、上記第２の基板は、上記ＲＦ入、出力信号伝送路を成膜する前に、信号伝送路部の基板をエッチングすることにより、上記第１の基板のカンチレバー部にある上記コンタクト部とのギャップを大きく形成することを特徴とするＲＦ−ＭＥＭＳスイッチの製造方法。
【請求項１１】
請求項１ないし９のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチを製造する方法であって、上記ＲＦ入、出力信号伝送路を成膜する前に、信号伝送路部分以外の基板の部分をエッチングすることにより、上記カンチレバー部の動作に影響を与えない空間を形成してなることを特徴とするＲＦ−ＭＥＭＳスイッチの製造方法。
【請求項１２】
請求項１ないし９のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチを用いたことを特徴とするアンテナ切り替え装置。
【請求項１３】
請求項１２のアンテナ切り替え装置を用いたことを特徴とする携帯電話機。
【請求項１４】
請求項１２のアンテナ切り替え装置を用いたことを特徴とする携帯用情報端末機器。
【請求項１５】
請求項１２のアンテナ切り替え装置を用いたことを特徴とするＩＣテスト用機器。
【請求項１】
圧電アクチュエータを備える第１の基板と、固定側ＲＦ入、出力信号の伝送路を備える第２の基板とからなるＲＦ−ＭＥＭＳスイッチであって、
上記圧電アクチュエータが、所望の一方向で揺動可能なカンチレバー部と、該カンチレバー部を動作させるための電極部を備え、
上記第２の基板が、ＲＦ入力信号伝送路及びＲＦ出力信号伝送路を適宜間隔だけ離して備え、
上記カンチレバー部の揺動端に、該カンチレバー部の揺動時の当接によって上記第２の基板が備える上記ＲＦ入力信号伝送路と上記ＲＦ出力信号伝送路間を導通させ得るコンタクト部を配してなり、
上記圧電アクチュエータは、支持部かつ一の電極層となるメンブレン層、該メンブレン層上に設けて圧電層とする上記コンタクト部、上記カンチレバー部の駆動部となる圧電駆動層を順に複数積層してなる
ことを特徴とするＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ。
【請求項２】
請求項１のＲＦ−ＭＥＭＳスイッチにおいて、上記カンチレバー部の一端を上記第１の基板に固定し、他端を揺動可能とするように、上記第１の基板との間に空間を設けてなることを特徴とするＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ。
【請求項３】
請求項１または２のＲＦ−ＭＥＭＳスイッチにおいて、上記カンチレバー部が、上記コンタクト部よりも固定端側に、上記コンタクト部を設けた揺動端側の揺動量を増加させるための凹部または溝部を設けてなることを特徴とするＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチにおいて、上記第２の基板は、上記ＲＦ入力信号伝送路と、上記ＲＦ出力信号伝送路ヘ導通させるビアホールと、上記第１の基板のカンチレバー部の駆動部の電極と接続するビアホールを備えることを特徴とするＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチにおいて、上記カンチレバー部を、単一のビームから構成することを特徴とするＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチにおいて、上記カンチレバー部を、一対のビームから構成することを特徴とするＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチにおいて、上記圧電駆動層と近接させては上記ＲＦ入、出力信号伝送路を配置しない構成とすることを特徴とするＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチにおいて、上記圧電駆動層の積層構造間に空間を設けて柔構造としてなることを特徴とするＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチにおいて、上記メンブレン層と上記圧電駆動層とを同構造としてなることを特徴とするＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチを製造する方法であって、上記第２の基板は、上記ＲＦ入、出力信号伝送路を成膜する前に、信号伝送路部の基板をエッチングすることにより、上記第１の基板のカンチレバー部にある上記コンタクト部とのギャップを大きく形成することを特徴とするＲＦ−ＭＥＭＳスイッチの製造方法。
【請求項１１】
請求項１ないし９のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチを製造する方法であって、上記ＲＦ入、出力信号伝送路を成膜する前に、信号伝送路部分以外の基板の部分をエッチングすることにより、上記カンチレバー部の動作に影響を与えない空間を形成してなることを特徴とするＲＦ−ＭＥＭＳスイッチの製造方法。
【請求項１２】
請求項１ないし９のいずれかのＲＦ−ＭＥＭＳスイッチを用いたことを特徴とするアンテナ切り替え装置。
【請求項１３】
請求項１２のアンテナ切り替え装置を用いたことを特徴とする携帯電話機。
【請求項１４】
請求項１２のアンテナ切り替え装置を用いたことを特徴とする携帯用情報端末機器。
【請求項１５】
請求項１２のアンテナ切り替え装置を用いたことを特徴とするＩＣテスト用機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２３２１１３（Ｐ２０１０−２３２１１３Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８０７８３（Ｐ２００９−８０７８３）
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（０００１０３４９３）オータックス株式会社 (14)
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（０００１０３４９３）オータックス株式会社 (14)
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【Ｆターム（参考）】
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