JP2000208944A - 実装基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外付けの電子部品を実装することなく、同等
の機能を備えた実装基板とその製造方法を提供する。 【解決手段】 実装基板の一部を構成する微小機械素子
を備えた実装基板が提供される。この微小機械素子は、
可動接点型スイッチ、１素子で論理演算が可能な可動接
点型スイッチ又は可動型可変容量コンデンサを構成して
いる。また、これらの微小機械素子により構成された回
路を備えた実装基板が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、実装基板に関し、
特に実装基板の一部として一体で形成される微小機械素
子から構成された回路を備えた実装基板とその製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯機器等の普及に伴い、実装基
板の高性能化、高密度化が要求されている。従来の実装
基板は、電子部品をリード線やボンディングワイヤによ
り実装基板に接続するという形式を採用していた。これ
らの手法を図９に示す。同図で（ａ）は、リード線によ
る実装形態を示したものであり、実装基板４０にスルー
ホールを設けて、電子部品４１から出たリード線４２を
このスルーホールにはめ込み、はんだ付けして接続した
ものである。また、同図で（ｂ）は、ボンディングワイ
ヤによる実装形態を示したものであり、実装基板４５上
と電子部品４６上にそれぞれボンディング用パッド４
７，４８を設け、実装基板４５に電子部品４６を接着し
て固定し、実装基板４５上のボンディング用パッド４７
と電子部品４６上の対応するボンディング用パッド４８
をボンディングワイヤ４９で接続したものである。

【０００３】しかし、これらの手法では、接続用のボン
ディングワイヤ、リード線、ボンディング用パッドが占
める面積が妨げとなり、実装の高密度化ができないとい
う問題がある。また、これらの電子部品は、信頼性の向
上及び取り扱い時の容易さの確保のために、セラミック
等の材料によりパッケージされた状態で実装される。こ
のため、パッケージ化に必要な面積分だけ、高密度化を
達成できないという問題もある。また、現在のようにＬ
ＳＩが高性能化、高速化してくると、パッケージやボン
ディングワイヤ部分での実装遅延による信号の遅れやク
ロストーク等による雑音が生じるようになる。この結
果、システム全体としての高速化が実現できないという
問題が生じている。

【０００４】これらの問題を解決するために、目的とす
る機能を実現するために必要な素子をすべて１つのＬＳ
Ｉ上に集積化するという手法が検討されている。実際
に、メモリとプロセッサ等、従来は別チップで形成して
いた２つのＬＳＩを同一チップで形成することにより、
システムとしての高速化、高機能化を実現したシステム
ＬＳＩは既に実用段階に達している。しかし、すべての
素子を１つのＬＳＩ上に搭載するには以下の問題があ
る。まず、基準振動子や可変容量コンデンサ等、ＬＳＩ
上に集積することが困難な電子部品が存在する。また、
ＬＳＩの設計及び製造には、費用及び時間を多く必要と
するため、簡単には機能変更ができない。また、すべて
の素子をＬＳＩ上に集積するとチップ面積が増大して、
生産歩留まりが急激に低下する等の理由により、製造コ
ストが上昇する。これらの問題があるため、すべての素
子をＬＳＩ上に集積するのは現実的ではない。

【０００５】これらの問題を解決し、高速、高性能シス
テムを実現する実装形態として、現在最も注目されてい
るのが、マルチチップモジュール（以下、ＭＣＭとい
う）である。ＭＣＭは、図１０に示すようにＬＳＩチッ
プ５０を裸の状態（ベアチップ）でバンプ５１により高
密度実装基板５２上に直接搭載して、高密度実装基板５
２内の積層配線で各ＬＳＩチップ５０間及び各Ｉ／Ｏピ
ン５３間を接続し、１つの機能単位としてモジュールを
構成するものである。このような実装形態をとることに
より、ＬＳＩチップ間の信号の遅れを最小にすると同時
に、ＬＳＩをベアチップ状態で搭載するため、基板上で
のＬＳＩの実装密度を著しく向上させることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＭＣＭ
には以下の問題がある。まず、動作検証等でＭＣＭ上に
搭載された各ＬＳＩを個別に制御しようとする場合に
は、実装基板上に信号や供給電力を振り分けるためのス
イッチを設ける必要があるが、このスイッチを電子部品
として実装した場合には、実装密度が低下するという問
題がある。また、実装密度の低下を防ぐため、各ＬＳＩ
内にスイッチを設けると、ＬＳＩ内で形成されるトラン
ジスタには高オン抵抗やオフ時のリーク電流という問題
があるため、消費電力が増加するという問題がある。ま
た、高周波回路では、基準振動子や可変容量コンデンサ
等、ＬＳＩ上に１チップで形成するのが困難な素子があ
るため、これらの素子を電子部品として外付けで実装す
ることによる、実装密度の低下という問題がある。ま
た、同一のＬＳＩを使用して多様な機能を実現するた
め、ＭＣＭ上に論理回路を形成しようとすると、論理演
算素子を多数実装する必要があるため、実装基板の面積
が増加するという問題がある。本発明の目的は、上記課
題を解決するため、外付けの電子部品を実装することな
く、同等の機能を備えた実装基板とその製造方法を提供
することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の実装基板は、多層配線層からなり、多
層配線層の一部と可動部品とによって構成された微小機
械素子を有している。この場合、微小機械素子は、可動
接点型スイッチ、１素子で論理演算が可能な可動接点型
スイッチ又は可動型可変容量コンデンサを構成してい
る。また、可動接点型スイッチの接点は、貴金属で構成
されている。この場合、貴金属の構成例として、金、白
金及びルテニウムの中から選択された１種類が用いられ
る。また、前述した実装基板は、前述した微小機械素子
により構成された回路を備えている。この場合、回路
は、実装基板上に実装されるＬＳＩへの電力供給制御回
路、実装基板上に実装されるＬＳＩへの検証用入出力回
路又は論理回路が提供される。また、前述した実装基板
は、半導体基板で構成してもよい。また、前述した実装
基板の製造方法は、半導体基板上に積層構造の配線を形
成する工程と、配線に接続された微小機械素子の下部構
造体を形成する工程と、半導体基板上及び微小機械素子
の下部構造体上に犠牲膜を形成する工程と、犠牲膜に微
小機械素子の下部構造体又は配線の一部を露出させる開
口部を形成する工程と、開口部を通して微小機械素子の
下部構造体又は配線に接続された微小機械素子の上部構
造体を形成する工程と、犠牲膜を選択的に除去する工程
とを有している。この場合、犠牲膜の一構成例では、ポ
リイミドが用いられる。また、前述した犠牲膜を選択的
に除去する工程の一構成例では、ＣＦ₄・Ｏ₂プラズマ又
はＯ₂プラズマを用いた等方性ドライエッチング処理が
用いられる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に図を用いてこの発明の実施
の形態を説明する。はじめに、この発明の第１の実施の
形態について説明する。図１は、この発明の第１の実施
の形態を示す、微小機械素子が実装基板の一部として一
体で形成された実装基板の斜視図である。この発明の第
１の実施の形態では、微小機械素子として６０μｍ角程
度の大きさの可動接点型スイッチ２が実装基板１上に一
体で形成されている。

【０００９】この第１の実施の形態の実装基板では、実
装基板１の第１絶縁膜１２上に固定接点電極３ａ，３ｂ
と固定吸引電極４と接続用電極９が設けられている。ま
た、接続用電極９の上には支持梁７が設けられ、この支
持梁７の一方が接続用電極９に固定されている。支持梁
７の他方には、微小空隙を隔てて固定吸引電極４と対向
するように可動吸引電極６が設けられている。また、可
動吸引電極６には微小空隙を隔てて固定接点電極３ａ，
３ｂと対向するように設けられた可動接点電極５が第２
絶縁膜１３を介して取り付けられている。ここで、固定
接点電極３ａ，３ｂと可動接点電極５の間の空隙は、固
定吸引電極４と可動吸引電極６の間の空隙よりも小さく
なるように構成されている。

【００１０】このような構成において、実装基板１には
積層構造のＭＣＭ用配線が形成されたシリコン基板を用
い、その表面の第１絶縁膜１２をシリコン酸化膜で構成
した。また、可動接点型スイッチ２を構成する、固定接
点電極３ａ，３ｂ及び可動接点電極５を金で構成し、固
定吸引電極４、可動吸引電極６、支持梁７及び接続用電
極９を銅で構成し、第２絶縁膜１３をシリコン酸化膜で
構成した。

【００１１】ここで、この可動接点型スイッチ２の動作
を説明する。固定吸引電極４と接続用電極９の間に電圧
を印加すると、対向する固定吸引電極４と可動吸引電極
６の間に静電引力が発生して両電極が引き合う。この結
果、支持梁７がたわみ、固定接点電極３ａ，３ｂと可動
接点電極５が接触して接点が閉じる。電圧印加を停止す
ると、支持梁７の弾性力で可動接点電極５が元の位置に
戻り、接点が開放される。このように、この可動接点型
スイッチ２は、電圧印加の有無によりスイッチング動作
を行うことができる。

【００１２】次に、この発明の微小機械素子が実装基板
の一部として一体で形成されている実装基板の製造方法
を、第１の実施の形態である可動接点型スイッチの製造
方法を例にして説明する。図２は、可動接点型スイッチ
の製作プロセスを示す断面図である。

【００１３】第１工程は微小機械素子の下部構造体を形
成する工程で、（ａ）に示すように、シリコン基板１１
上に第１絶縁膜１２として、シリコン酸化膜をＣＶＤ法
により形成した後、第１絶縁膜１２上に金メッキ処理に
より固定接点電極３ａ，３ｂを形成し、さらに同じ第１
絶縁膜１２上に銅メッキ処理により固定吸引電極４及び
接続用電極９を形成する。なお、固定接点電極３ａ，３
ｂは、固定吸引電極４より厚く形成する。

【００１４】第２工程は犠牲膜形成工程で、（ｂ）に示
すように、シリコン基板１１上に犠牲膜１６としてポリ
イミド膜をスピンコートで形成する。なお、犠牲膜１６
の膜厚は、固定接点電極３ａ，３ｂの膜厚に微小空隙を
加えた厚さにする。

【００１５】第３工程は犠牲膜に開口部を形成する工程
で、（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィーとドラ
イエッチングによって、接続用電極９上の犠牲膜１６に
開口部１７を形成する。

【００１６】以下の第４〜第６工程は、微小機械素子の
上部構造体を形成する工程である。第４工程は支持梁７
及び可動吸引電極６を形成する工程で、（ｄ）に示すよ
うに、犠牲膜１６の開口部１７を通して接続用電極９上
から支持梁７と可動吸引電極６を銅メッキ処理により一
体形成する。

【００１７】第５工程は可動吸引電極６上に第２絶縁膜
１３を形成する工程で、（ｅ）に示すように、ＣＶＤ法
により犠牲膜１６及び可動吸引電極６上にシリコン酸化
膜を成膜した後、フォトリソグラフィーとドライエッチ
ングによって、可動吸引電極６上の必要箇所のみにシリ
コン酸化膜を残して第２絶縁膜１３を形成する。

【００１８】第６工程は可動接点電極５を形成する工程
で、（ｆ）に示すように、第２絶縁膜１３を介して可動
吸引電極６に固定されるように、第２絶縁膜１３上から
固定接点電極３ａ，３ｂの上にある犠牲膜１６上までの
間に可動接点電極５を金メッキ処理により形成する。

【００１９】第７工程は犠牲膜を選択的に除去する工程
で、（ｇ）に示すように、エッチング処理により犠牲膜
１６を除去することにより、可動吸引電極６及び可動接
点電極５が支持梁７によって空中に支持される。なお、
犠牲膜除去のためのエッチング処理には、ＣＦ₄／Ｏ₂プ
ラズマによる等方性ドライエッチングを用いる。

【００２０】上記説明のように、この微小機械素子の製
作プロセスは、金属膜及び層間膜の形成とそれらの加工
から成り立っている。このため、ＭＣＭ用シリコン基板
等の実装基板製作プロセスと整合性がよく、実装基板と
一体の微小機械素子の製作が実現できる。よって、ＭＣ
Ｍ用実装基板の通常の製造方法により、半導体基板上に
積層構造の配線を形成し、犠牲膜を用いた上記微小機械
素子の製作プロセスにより、固定吸引電極４、固定接点
電極３ａ，３ｂ及び接続用電極９等の微小機械素子の下
部構造体と、支持梁７、可動吸引電極６及び可動接点電
極５等の微小機械素子の上部構造体とを形成することが
できる。この結果、微小機械素子と同等の機能を実現す
る電子部品を実装する場合と比較して、素子自身の微細
化が可能であり、また、ボンディングワイヤ等の接続用
配線及びパッケージが占める面積が不要となるため、実
装基板の実装密度の大幅な向上が実現できる。

【００２１】なお、この第１の実施の形態では、固定接
点電極３ａ，３ｂ及び可動接点電極５を金により形成し
たが、他の貴金属、例えば白金やルテニウムを用いても
よい。同様に、固定吸引電極４、可動吸引電極６及び接
続用電極９を銅により形成したが、導電体であれば他の
材料であっても構わない。また、支持梁７を銅により形
成したが、弾力性のある導電体であれば他の材料であっ
ても構わない。また、第１絶縁膜１２及び第２絶縁膜１
３をシリコン酸化膜により形成したが、絶縁体であり、
電極材料との密着性があれば他の材料であっても構わな
い。

【００２２】また、犠牲膜１６にポリイミドを用いた
が、電極形成時に相互に影響されず、選択的に除去する
ことができれば他の材料であっても構わない。また、犠
牲膜１６の除去にＣＦ₄／Ｏ₂プラズマによる等方性ドラ
イエッチングを用いたが、Ｏ₂プラズマによる等方性ド
ライエッチングでもよく、選択的に除去できる方法であ
れば、ウェットエッチングや溶剤等を用いてもよい。ま
た、実装基板１にシリコン基板を用いたが、上記微小機
械素子の製造方法と整合性のよい方法で積層構造のＭＣ
Ｍ用配線が形成可能な実装基板であれば、例えば、他の
半導体基板、セラミック基板又はガラス基板等の実装基
板でも構わないことは言うまでもない。

【００２３】次に、この発明の第２の実施の形態につい
て説明する。図３は、この発明の第２の実施の形態を示
す、微小機械素子により構成された電力供給制御回路を
備えた実装基板の斜視図である。この発明の第２の実施
の形態では、実装基板上に実装されるＬＳＩへの電力供
給を行う電力供給制御回路が、可動接点型スイッチを用
いて実装基板上に一体で形成されている。

【００２４】この第２の実施の形態では、積層構造のＭ
ＣＭ用配線６１を備えた実装基板２２上にデジタルシグ
ナルプロセッサ２４（以下、ＤＳＰという）及びＣＰＵ
２５が他のＬＳＩと共にベアチップで配置され、バンプ
６０を通してＭＣＭ用配線６１に接続されている。ＭＣ
Ｍ用配線６１の内、ＤＳＰ２４の電源入力線６２上に
は、第１の実施の形態で示した可動接点型スイッチ２が
形成されている。この電源入力線６２は、電源側が可動
接点型スイッチ２の固定接点電極３ａに接続され、ＤＳ
Ｐ２４側が固定接点電極３ｂに接続されている。また、
ＣＰＵ２５の制御信号線６３が、可動接点型スイッチ２
の接続用電極９に接続され、電源回路の電源線６４が固
定吸引電極４に接続されている。

【００２５】このような構成において、ＣＰＵ２５の制
御信号がオンすると、固定吸引電極４と接続用電極９の
間に電圧が印加されて、固定吸引電極４と可動吸引電極
６が引き合い、固定接点電極３ａ，３ｂと可動接点電極
５が接触して接点が閉じ、ＤＳＰ２４に電源が供給され
る。また、ＣＰＵ２５の制御信号がオフすると、固定吸
引電極４と接続用電極９の間の電圧印加が停止され、支
持梁７の弾性力で可動接点電極５が元の位置に戻り、接
点が開放されてＤＳＰ２４への電源供給が絶たれる。こ
れにより、ＣＰＵ２５からＤＳＰ２４への電力供給を制
御することができるので、携帯電話の待ち受け時のよう
にＤＳＰ２４が動作する必要がない場合は、ＤＳＰ２４
の電源をオフして消費電力を減らすことができる。

【００２６】また、この可動接点型スイッチ２は、低オ
ン抵抗及び高オフ抵抗という特徴を有するため、ＬＳＩ
内に設けられたトランジスタスイッチにより電力供給制
御を行う場合と比較して、消費電力を少なくすることが
できる。また、リレー等の電子部品を実装して電力供給
制御を行う場合と比べても、消費電力や実装面積を大幅
に削減することができる。

【００２７】次に、この発明の第３の実施の形態につい
て説明する。図４は、この発明の第３の実施の形態を示
す、微小機械素子により構成された検証用入出力回路を
備えた実装基板の斜視図である。この発明の第３の実施
の形態では、実装基板上に実装された複数のＬＳＩの中
から１つを選択して独立に検証するための検証用入出力
回路が、複数の可動接点型スイッチを用いて実装基板上
に一体で形成されている。

【００２８】この第３の実施の形態では、積層構造のＭ
ＣＭ用配線７１を備えた実装基板２６上に、複数のＬＳ
Ｉがベアチップで配置され、バンプ７０を通してＭＣＭ
用配線７１に接続されている。これらのＬＳＩの中で、
検証対象のＬＳＩ２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄの各
検証用入出力端子に接続される検証用入出力配線７２
ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄ上には、第１の実施の形態
で示した可動接点型スイッチ２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，
２７ｄがそれぞれ形成されている。検証用入出力配線７
２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄは、可動接点型スイッチ
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄを通った後、１つの配
線にまとめられて検証用入出力配線７２となり、検証回
路（図示せず）に接続されている。これら検証用入出力
配線は、可動接点型スイッチの固定接点電極に接続され
ている。また、検証回路からの制御信号が、ＭＣＭ用配
線により可動接点型スイッチ２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，
２７ｄの各固定吸引電極と接続用電極にそれぞれ接続さ
れている。

【００２９】このような構成により、検証回路は、検証
しようとするＬＳＩの検証用入出力配線に対応した可動
接点型スイッチをオンすることにより、複数のＬＳＩの
中から１つを選択して実装基板に実装したまま独立に検
証を行うことが可能となる。また、可動接点型スイッチ
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄを用いることにより、
実装基板の検証用の入出力端子数を削減できる。

【００３０】次に、この発明の第４の実施の形態につい
て説明する。図５は、この発明の第４の実施の形態の一
構成例を示す、微小機械素子により構成された論理回路
を備えた実装基板の斜視図である。この発明の第４の実
施の形態では、図６に一構成例を示す、１素子で論理演
算が可能な微小機械素子を用いた論理回路が実装基板上
に一体で形成されている。

【００３１】この第４の実施の形態では、積層構造のＭ
ＣＭ用配線８１を備えた実装基板２９の第１絶縁膜１２
上に固定接点電極３ａ，３ｂと固定吸引電極４ａ，４ｂ
と接続用電極９が設けられ、ＭＣＭ用配線８１に接続さ
れている。ここで、固定吸引電極４ａ，４ｂは、固定接
点電極３ａ，３ｂに平行して設けられている。また、接
続用電極９の上には支持梁７が設けられ、この支持梁７
の一方が接続用電極９に固定されている。支持梁７の他
方には、微小空隙を隔てて固定吸引電極４ａ，４ｂと対
向するように可動吸引電極６が設けられている。また、
可動吸引電極６には微小空隙を隔てて固定接点電極３
ａ，３ｂと対向するように設けられた可動接点電極５が
第２絶縁膜１３を介して取り付けられている。ここで、
固定接点電極３ａ，３ｂと可動接点電極５の間の空隙
は、固定吸引電極４ａ，４ｂと可動吸引電極６の間の空
隙よりも小さくなるように構成されている。

【００３２】このような構成において、実装基板２９に
は積層構造のＭＣＭ用配線８１が形成されたシリコン基
板を用い、その表面の第１絶縁膜１２をシリコン酸化膜
で構成した。また、固定接点電極３ａ，３ｂ及び可動接
点電極５を金で構成し、固定吸引電極４ａ，４ｂ、可動
吸引電極６、支持梁７及び接続用電極９を銅で構成し、
第２絶縁膜１３をシリコン酸化膜で構成した。

【００３３】ここで、１素子で論理演算が可能な可動接
点型スイッチ３０の動作を説明する。固定吸引電極４
ａ，４ｂのいずれか１つと接続用電極９の間に電圧を印
加した場合、あるいは電圧を印加しない場合には、支持
梁７をたわませるのに必要な静電引力が得られないた
め、固定接点電極３ａ，３ｂと可動接点電極５は接触せ
ず、接点は閉じない。固定吸引電極４ａ，４ｂの両方と
接続用電極９の間に電圧を印加すると支持梁７をたわま
せるのに必要な静電引力が得られて、固定接点電極３
ａ，３ｂと可動接点電極５が接触して、接点が閉じる。

【００３４】このように構成された可動接点型スイッチ
３０ａ，３０ｂが備えられた実装基板２９上に、ＬＳＩ
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆ，３
１ｇがベアチップで配置され、バンプ８０を通してＭＣ
Ｍ用配線８１に接続されている。ここでは、可動接点型
スイッチ３０ａの固定吸引電極４ａにＬＳＩ３１ｄの出
力信号線８２が接続され、固定吸引電極４ｂにＬＳＩ３
１ｆの出力信号線８３が接続されている。また、可動接
点型スイッチ３０ａの固定接点電極３ａに電源線８７が
接続されており、固定接点電極３ｂから出力信号線８４
が可動接点型スイッチ３０ｂの固定吸引電極４ａに接続
されている。また、可動接点型スイッチ３０ｂには、固
定吸引電極４ｂにＬＳＩ３１ａの出力信号線８５が接続
され、固定接点電極３ａに電源線８７が接続され、固定
接点電極３ｂにＬＳＩ３１ｂの入力に接続された出力信
号線８６が接続されている。また、可動接点型スイッチ
３０ａ，３０ｂの各接続用電極９には、ＧＮＤ線８８が
接続されている。このように接続された可動接点型スイ
ッチ３０ａ，３０ｂにより、ＬＳＩ３１ｄとＬＳＩ３１
ｆの各出力のＡＮＤをとり、その結果とＬＳＩ３１ａの
出力のＡＮＤをとって、ＬＳＩ３１ｂの入力とする論理
回路が構成される。

【００３５】以上説明したように、この第４の実施の形
態の可動接点型スイッチ３０は、ＡＮＤ論理を実現する
ことができる。また、この可動接点型スイッチ３０は、
固定吸引電極４ａ，４ｂの面積を増やすか又は印加する
電圧を上げることによりＯＲ論理を実現することができ
る。また、固定接点電極の一方を接地し、他方を抵抗を
通して電源に接続してプルアップすることにより、ＮＡ
ＮＤ論理やＮＯＲ論理も実現することができる。

【００３６】電子部品のスイッチを使用してＮＡＮＤや
ＮＯＲの論理演算を行うためには、少なくとも２個以上
のスイッチが必要であるが、この第４の実施の形態によ
れば、１素子で論理演算が可能な可動接点型スイッチ３
０の使用により、実装基板２９上に微小な論理回路を構
成することができ、実装面積を大幅に削減することがで
きる。また、ＬＳＩを使用することなく、実装基板と一
体に論理回路を構成できるため、設計変更が容易で、安
価に製造できる。

【００３７】次に、この発明の第５の実施の形態につい
て説明する。図７は、この発明の第５の実施の形態を示
す、微小機械素子により構成された可動型可変容量コン
デンサを備えた実装基板の斜視図である。この発明の第
５の実施の形態では、図８に示すように、実装基板上に
実装されるインダクタと実装基板上に一体で形成される
可動型可変容量コンデンサとにより、高周波フィルタ回
路が形成されている。

【００３８】この第５の実施の形態では、積層構造のＭ
ＣＭ用配線９１を備えた実装基板３２上の第１絶縁膜１
２上に固定電極３７が設けられている。また、接続用電
極３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄが、固定電極３７の
周囲に設けられている。この接続用電極３９ａと３９ｃ
の上には支持梁３５ａが固定電極３７と平行に設けら
れ、接続用電極３９ｂと３９ｄの上には支持梁３５ｂが
固定電極３７と平行に設けられている。また、この支持
梁３５ａと３５ｂの間に微小空隙を隔てて固定電極３７
と対向するように可動電極３６が設けられている。この
ように構成された可動型可変容量コンデンサ３３が備え
られた実装基板３２上にインダクタ３４が配置され、可
動型可変容量コンデンサ３３と接続されて高周波フィル
タ回路が構成されている。また、複数のＬＳＩがベアチ
ップで配置され、バンプ９０を通してＭＣＭ用配線９１
に接続されている。

【００３９】このような構成において、実装基板３２に
は積層構造のＭＣＭ用配線９１が形成されたシリコン基
板を用い、その表面の第１絶縁膜１２をシリコン酸化膜
により構成した。また、固定電極３７、可動電極３６、
支持梁３５ａ，３５ｂ及び接続用電極３９ａ，３９ｂ，
３９ｃ，３９ｄを銅により構成した。

【００４０】ここで、この可動型可変容量コンデンサ３
３の動作を説明する。固定電極３７と接続用電極３９
ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄの間に電圧を印加すること
により、対向する固定電極３７と可動電極３６の間に静
電引力が発生して両電極が引き合う。この結果、支持梁
３５ａ，３５ｂがたわみ、固定電極３７と可動電極３６
の距離が変化して、固定電極３７と可動電極３６により
形成される静電容量を調整することができる。これによ
り、高周波フィルタ回路を通過する周波数の調整が可能
となる。

【００４１】この第５の実施の形態による可動型可変容
量コンデンサによれば、従来用いられたバラクタダイオ
ードに比べて容量の変化量を大きくできるので、調整範
囲を大きくとれる高周波フィルタ回路が得られる。ま
た、外付けの電子部品が減らせるので、実装面積も削減
できる。

【００４２】この発明の実施の形態では、実装基板と一
体で形成する微小機械素子として、スイッチ及び可変容
量コンデンサについて説明したが、基準振動子や可変コ
ンダクタ等の実装基板に機能を付加することが可能な機
能素子であり、かつ実装基板製作プロセスにより形成可
能な素子であれば、他の微小機械素子でもよいことは言
うまでもない。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
実装基板の一部を構成する微小機械素子を備えた実装基
板を実現することができる。これにより、電子部品を実
装しなくても、実装基板上にスイッチや可変容量コンデ
ンサ等の機能素子から構成される回路を形成することが
できる。その結果、本発明によれば以下の効果が得られ
る。 （１）スイッチや可変容量コンデンサ等の機能素子から
構成される回路を一体で形成することにより、実装基板
自体を高機能化することができる。 （２）同じ機能を有する電子部品を実装する場合と比較
して、実装基板の面積を大幅に縮小することができる。 （３）実装基板上に形成した回路の設計を変更すること
により、実装するＬＳＩの設計を変更することなく、実
装基板の実現する機能を変更することが可能となる。 （４）ＬＳＩと比較して、実装基板の設計及び製作は低
価格かつ短期間で行えるため、実装基板が実現する機能
の変更が低コストかつ容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態である可動接点型
スイッチの構成を示す斜視図である。

【図２】 図１の製造方法を示す工程断面図である。

【図３】 本発明の第２の実施の形態である電力供給制
御回路を備えた実装基板の構成を示す斜視図である。

【図４】 本発明の第３の実施の形態である検証用入出
力回路を備えた実装基板の構成を示す斜視図である。

【図５】 本発明の第４の実施の形態である論理回路を
備えた実装基板の構成を示す斜視図である。

【図６】 １素子で論理演算が可能な微小機械素子の一
構成例を示す斜視図である。

【図７】 本発明の第５の実施の形態である可動型可変
容量コンデンサの構成を示す斜視図である。

【図８】 可動型可変容量コンデンサを使用した高周波
フィルタ回路を備えた実装基板の構成を示す斜視図であ
る。

【図９】 従来の実装基板の構成例を示す説明図であ
る。

【図１０】 従来のＭＣＭ用実装基板の構成例を示す斜
視図である。

【符号の説明】

１，２２，２６，２９，３２，４０，４５…実装基板、
２，２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，３０，３０ａ，
３０ｂ…可動接点型スイッチ、３ａ，３ｂ…固定接点電
極、４，４ａ，４ｂ…固定吸引電極、５…可動接点電
極、６…可動吸引電極、７，３５ａ，３５ｂ…支持梁、
９，３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ…接続用電極、１
１…シリコン基板、１２…第１絶縁膜、１３…第２絶縁
膜、１６…犠牲膜、１７…開口部、２４…デジタルシグ
ナルプロセッサ、２５…ＣＰＵ、２８ａ，２８ｂ，２８
ｃ，２８ｄ，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１
ｅ，３１ｆ，３１ｇ…ＬＳＩ、３３…可動型可変容量コ
ンデンサ、３４…インダクタ、３７…固定電極、３８…
可動電極、４１，４６…電子部品、４２…リード線、４
７，４８…ボンディング用パッド、４９…ボンディング
ワイヤ、５０…ＬＳＩチップ、５１，６０，７０，８
０，９０…バンプ、５２…高密度実装基板、５３…Ｉ／
Ｏピン、６１，７１，８１，９１…ＭＣＭ用配線、６２
…電力入力線、６３…制御信号線、７２，７２ａ，７２
ｂ，７２ｃ，７２ｄ…検証用入出力配線、８２，８３，
８４，８５，８６…出力信号線、８７…電源線、８８…
ＧＮＤ線。

フロントページの続き (72)発明者 前田 正彦 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 久良木 億 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5E336 AA04 AA11 BB03 BB14 BB17 BC32 BC34 CC32 CC36 CC51 GG14 5E346 AA02 AA12 AA15 BB03 BB11 BB16 BB17 BB20 CC16 CC31 CC38 CC58 DD05 DD22 EE33 FF45 GG01 GG17 GG22 HH21 HH22 HH31

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多層配線層からなり、前記多層配線層の
   一部と可動部品とによって構成された微小機械素子を有
   することを特徴とする実装基板。
2. 【請求項２】 前記微小機械素子は、可動接点型スイッ
   チであることを特徴とする請求項１記載の実装基板。
3. 【請求項３】 前記微小機械素子は、１素子で論理演算
   が可能な可動接点型スイッチであることを特徴とする請
   求項１記載の実装基板。
4. 【請求項４】 前記可動接点型スイッチは、接点が貴金
   属で構成されていることを特徴とする請求項２又は３記
   載の実装基板。
5. 【請求項５】 前記貴金属には、金、白金及びルテニウ
   ムの中から選択された１種類を用いることを特徴とする
   請求項４記載の実装基板。
6. 【請求項６】 前記微小機械素子は、可動型可変容量コ
   ンデンサであることを特徴とする請求項１記載の実装基
   板。
7. 【請求項７】 前記微小機械素子により構成された回路
   を備えていることを特徴とする請求項１〜６記載の実装
   基板。
8. 【請求項８】 前記回路は、実装基板上に実装されるＬ
   ＳＩへの電力供給制御回路であることを特徴とする請求
   項７記載の実装基板。
9. 【請求項９】 前記回路は、実装基板上に実装されるＬ
   ＳＩへの検証用入出力回路であることを特徴とする請求
   項７記載の実装基板。
10. 【請求項１０】 前記回路は、論理回路であることを特
    徴とする請求項７記載の実装基板。
11. 【請求項１１】 前記実装基板は、半導体基板であるこ
    とを特徴とする請求項１〜１０記載の実装基板。
12. 【請求項１２】 半導体基板上に積層構造の配線を形成
    する工程と、 前記配線に接続された微小機械素子の下部構造体を形成
    する工程と、 前記半導体基板上及び前記微小機械素子の下部構造体上
    に犠牲膜を形成する工程と、 前記犠牲膜に前記微小機械素子の下部構造体又は前記配
    線の一部を露出させる開口部を形成する工程と、 前記開口部を通して前記微小機械素子の下部構造体又は
    前記配線に接続された微小機械素子の上部構造体を形成
    する工程と、 前記犠牲膜を選択的に除去する工程とを有することを特
    徴とする実装基板製造方法。
13. 【請求項１３】 前記犠牲膜は、ポリイミドであること
    を特徴とする請求項１２記載の実装基板製造方法。
14. 【請求項１４】 前記犠牲膜を選択的に除去する工程
    は、ＣＦ₄・Ｏ₂プラズマ又はＯ₂プラズマを用いた等方
    性ドライエッチング処理を用いることを特徴とする請求
    項１２又は１３記載の実装基板製造方法。