JP2006331742A - Electromechanical switch - Google Patents

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JP2006331742A JP2005151278A JP2005151278A JP2006331742A JP 2006331742 A JP2006331742 A JP 2006331742A JP 2005151278 A JP2005151278 A JP 2005151278A JP 2005151278 A JP2005151278 A JP 2005151278A JP 2006331742 A JP2006331742 A JP 2006331742A
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Yoshito Nakanishi
淑人 中西
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electromechanical switch capable of responding to switching at a high speed with a low drive voltage. <P>SOLUTION: An electromechanical switch body 10, which is a MEMS switch has a first movable electrode 14 and a second movable electrode 16 having both ends fixed and installed by a first anchor 12 and a second anchor 13 formed on a silicon substrate 2, and a fixed electrode 18 facing these movable electrodes. A first electromechanical switch 22, drivable by a low voltage, is composed of the first movable electrode 14 and the fixed electrode 18. A second electromechanical switch 24 capable of latching by low voltage is constituted of the second movable electrode 16 and the fixed electrode 18. By connecting them in parallel with each other and by alternately driving them, the first electromechanical switch waits in an off-state when the first electromechanical switch is in an on-state; and the second electromechanical switch is brought into the on-state, after the first electromechanical switch goes into the off-state by displacement of a first beam, whereby a signal can be switched over rapidly. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、マイクロ・エレクトロメカニカル・システムズ・スイッチ(以下、「MEMSスイッチ」という)に関し、特に低駆動電圧で高速な応答を可能にするための電気機械スイッチに関するものである。   The present invention relates to a micro electromechanical systems switch (hereinafter referred to as “MEMS switch”), and more particularly to an electromechanical switch for enabling a high-speed response at a low driving voltage.

RFスイッチ( Radio Frequency Switch)は、現在GaAs基板を利用したHEMT、MESFET、PINダイオードなどの半導体RFスイッチが主力である。
しかし無線端末のさらなる高性能化、低消費電力化を図るため、従来の半導体素子だけではなく、微小な電気機械素子を用いたデバイスを活用することが提案されている。
The main RF switch (Radio Frequency Switch) is currently a semiconductor RF switch such as a HEMT, MESFET, or PIN diode using a GaAs substrate.
However, in order to achieve higher performance and lower power consumption of wireless terminals, it has been proposed to use not only conventional semiconductor elements but also devices using minute electromechanical elements.

これは微小な電極を静電力等で駆動させ、電極間の相対距離をメカニカルに制御することで、信号のオン、オフを行う電気機械スイッチである。オン時には電極が電気的に接触しているため、電極間の損失は極めて微小となるため、低損失のスイッチを実現することができる。   This is an electromechanical switch that turns signals on and off by driving minute electrodes with an electrostatic force or the like and mechanically controlling the relative distance between the electrodes. Since the electrodes are in electrical contact when they are on, the loss between the electrodes is extremely small, and a low-loss switch can be realized.

特に無線端末のフロントエンド部に適用されるRFスイッチは、低損失及び低消費電力が要求されるため、このような微小な電気機械素子を用いたデバイスは、有用な解決手法として期待されている。
従来の電気機械素子を用いたスイッチとしては、多くの種類のスイッチが考案されており、非特許文献1に大半が網羅されている。
In particular, RF switches applied to the front end of wireless terminals are required to have low loss and low power consumption. Therefore, devices using such micro electromechanical elements are expected as useful solutions. .
Many types of switches have been devised as switches using conventional electromechanical elements, and most of them are covered in Non-Patent Document 1.

例えば、非特許文献1に記載のRFMEMS(Radio Frequency Microelectoromechanical Systems)を使用したスイッチは、一つの可動電極と、一つの固定電極で構成されており、可動電極と固定電極間に駆動制御電圧としてDC電圧を印加すれば、静電力が発生し、その静電力を駆動力として可動電極が固定電極に引き込まれ、物理的に電極が接触し、可動電極側の入力端子からの入力信号が固定電極側の出力端子へと出力し、信号が結合する。   For example, a switch using RFMEMS (Radio Frequency Microelectoromechanical Systems) described in Non-Patent Document 1 includes one movable electrode and one fixed electrode, and a DC is used as a drive control voltage between the movable electrode and the fixed electrode. When a voltage is applied, an electrostatic force is generated, and the movable electrode is drawn into the fixed electrode using the electrostatic force as a driving force. The electrode comes into physical contact with the input signal from the input terminal on the movable electrode side. The signal is coupled to the output terminal.

結合の方法として、メタルとメタルを直接接触させる抵抗結合方式と、絶縁体を介して、容量的に結合させる容量結合方式があるが、何れも低損失の結合を可能としている。
電極間に印加した駆動制御電圧を0にすれば静電力が解消され、可動電極がもつばね力を駆動力として、可動電極は元の位置に復帰する。このとき、可動電極と固定電極間の距離は十分離れているため、電極間の容量値も小さく、容量結合しないため、電極間で結合する信号を遮蔽することが可能となる。
As a coupling method, there are a resistance coupling method in which metal and metal are in direct contact and a capacitive coupling method in which a metal is capacitively coupled through an insulator, both of which enable low-loss coupling.
When the drive control voltage applied between the electrodes is set to 0, the electrostatic force is eliminated, and the movable electrode returns to the original position using the spring force of the movable electrode as a driving force. At this time, since the distance between the movable electrode and the fixed electrode is sufficiently large, the capacitance value between the electrodes is also small, and since capacitive coupling is not performed, signals coupled between the electrodes can be shielded.

このように、電極間距離を十分にとればアイソレーションを十分確保でき、かつ、損失も極めて小さくなるため、従来の半導体を用いたRFスイッチと比べて、電気的な特性は大変優れている。   Thus, if the distance between the electrodes is sufficient, sufficient isolation can be ensured and the loss can be extremely reduced. Therefore, the electrical characteristics are very excellent as compared with the conventional RF switch using a semiconductor.

またこの種のMEMSスイッチとして特許文献1の提案がある。
特許文献1記載のMEMSスイッチでは、応答時間及び印加電圧の低電圧化等を目的として、互いに僅かに離れた間隔で配置された第1、第2及び第3の梁と、これらの梁に静電力を印加させるための電圧印加手段とを備え、静電力によって各梁の位置すなわち梁間の容量を変化させるように構成されており、第1の梁及び第2の梁の両方とも可動させることで、梁がより高速で電気的に結合することができ、かつ、高速でオフさせるために、第2の梁に対面する第3の梁に静電力を発生させ、第1及び第2の梁に予め近づけておくことで、第2と第3の梁間に強い静電力を印加でき、より高速に応答することが示されている。
Further, there is a proposal of Patent Document 1 as this type of MEMS switch.
In the MEMS switch described in Patent Document 1, the first, second, and third beams arranged at slightly spaced intervals from each other for the purpose of reducing the response time and the applied voltage, and the like. Voltage application means for applying electric power, and is configured to change the position of each beam, that is, the capacitance between the beams by electrostatic force, and by moving both the first beam and the second beam. In order to enable the beams to be electrically coupled at a higher speed and to be turned off at a higher speed, an electrostatic force is generated in the third beam facing the second beam, and the first and second beams are It is shown that a strong electrostatic force can be applied between the second and third beams by approaching in advance, and the response is faster.

さらに梁に同形状の湾曲を設けることで、梁の内部応力変化に対応するプルイン電圧の変化を緩和させ、梁の歪みによる梁間の静電容量変化も緩和させることができることが示されている。   Furthermore, it has been shown that by providing the beam with the same shape, the change in the pull-in voltage corresponding to the change in the internal stress of the beam can be reduced, and the capacitance change between the beams due to the distortion of the beam can also be reduced.

Gabriel M.Rebeiz著、"RF MEMS THEORY、 DESIGN、 AND、 TECHNOLOGY"、 John Wiley & Sons刊、 2003年2月1日、p.122Gabriel M. Rebeiz, "RF MEMS THEORY, DESIGN, AND, TECHNOLOGY", published by John Wiley & Sons, February 1, 2003, p.122 特開2004-111360号公報 (第5頁から第6頁、第1図、第3図及び第3図)JP 2004-111360 A (pages 5 to 6, FIG. 1, FIG. 3 and FIG. 3)

しかしながら、非特許文献1に示すMEMSスイッチでは、有限の質量を持った可動電極を静電力を駆動力として動かすため、強い静電力が必要となり、またスイッチがオン・オフする応答時間についても、従来の半導体素子を用いたスイッチでは、ナノセカン ド(ns)オーダーであるのに比べ、MEMSスイッチの応答時間は数10μs以上であり、応答時間が極めて遅いという問題がある。   However, in the MEMS switch shown in Non-Patent Document 1, since a movable electrode having a finite mass is moved using an electrostatic force as a driving force, a strong electrostatic force is required, and the response time when the switch is turned on / off is also conventionally known. In the switch using the semiconductor element, the response time of the MEMS switch is several tens of μs or more compared to the nanosecond (ns) order, and there is a problem that the response time is extremely slow.

例えば非特許文献1には既に公表されている電気機械スイッチの駆動電圧と応答時間がまとめられている。最も早い応答時間は4μsであるが、それを実現するためには40V以上の極めて高い電圧を印加している(非特許文献1、p.16)。   For example, Non-Patent Document 1 summarizes the drive voltage and response time of electromechanical switches that have already been published. The earliest response time is 4 μs, but an extremely high voltage of 40 V or more is applied to realize this (Non-Patent Document 1, p. 16).

MEMSスイッチを無線通信端末に適用する場合、駆動電圧が制限され、数ボルト以下で駆動させなければならない。また適用する無線システムにもよるが、例えば無線LANシステムなどでは、0.2μsの極めて短い時間でオン・オフすることが要求される場合もあるが、非特許文献1に示す例では4μs程度に止まっている。   When a MEMS switch is applied to a wireless communication terminal, the driving voltage is limited and must be driven at several volts or less. Depending on the wireless system to be applied, for example, in a wireless LAN system or the like, it may be required to turn on and off in an extremely short time of 0.2 μs, but in the example shown in Non-Patent Document 1, it is about 4 μs. At rest.

これは、低電力動作が求められる無線通信端末の駆動電圧の制限に加え、所望のアイソレーションを確保するためには、電極間距離を大きくする必要があるが、電極間距離が大きいと必然的に応答時間が遅くなることに基づくものである。   In addition to limiting the drive voltage of a wireless communication terminal that requires low power operation, it is necessary to increase the distance between the electrodes in order to ensure the desired isolation, but it is inevitable that the distance between the electrodes is large. This is based on the slow response time.

さらに、MEMSスイッチの可動電極を固定電極に引き込む際には静電力を用いているが、可動電極を引き離す場合には、可動電極が有するばね力を駆動力としているため、オンとオフの応答時間を同じにしようとすれば、可動電極のばね力をある一定以上の大きさにする必要がある。駆動力としてのばね力を強くすると、可動電極を引き込む際には、このばね力に抗して静電力を印加しなければならないので、更に大きな駆動電圧が必然的に要することになる。
したがって、非特許文献1に示すMEMSスイッチでは、駆動電圧が極めて高いという問題がある。
Furthermore, the electrostatic force is used when the movable electrode of the MEMS switch is pulled into the fixed electrode. However, when the movable electrode is pulled away, the spring force of the movable electrode is used as the driving force. If it is going to be made the same, it is necessary to make the spring force of a movable electrode into a magnitude beyond a certain level. If the spring force as the driving force is increased, an electrostatic force must be applied against the spring force when the movable electrode is pulled in, so that a larger driving voltage is inevitably required.
Therefore, the MEMS switch shown in Non-Patent Document 1 has a problem that the drive voltage is extremely high.

また特許文献1に示す例では、各梁を全て可動にすることにより高速にスイッチングかつ低駆動電圧での動作を可能にしているが、さらに、より高速にスイッチングかつ低駆動電圧を持つスイッチへの要求が高まっている。   Moreover, in the example shown in Patent Document 1, all the beams are made movable to enable high-speed switching and operation with a low drive voltage. The demand is growing.

本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、低駆動電圧で高速スイッチング応答の可能な電気機械スイッチを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an electromechanical switch capable of high-speed switching response with a low driving voltage.

上記目的を達成するために、本発明の電気機械スイッチは、MEMSスイッチにおいて、高速で駆動可能なスイッチを並列に繋ぎ、1つが駆動状態にあるとき、他を待機状態にし順次駆動することにより高速駆動を可能にしている。
すなわち、梁の変位に基づいてオン・オフする複数の電気機械スイッチが並列接続されており、前記電気機械スイッチの少なくともひとつがオン状態であるとき、前記電気機械スイッチ農地の残りはオフ状態で待機し、前記梁の変位により前記オン状態であった電気機械スイッチがオフ状態となった後、オフ状態で待機していた前記電気機械スイッチがオン状態となるようにしている。
例えば、第1の梁の変位に基づいてオン・オフする第1の電気機械スイッチと、第2の梁の変位に基づいてオン・オフする第2の電気機械スイッチとが並列接続されており、
前記第1の電気機械スイッチがオン状態であるとき、前記第2の電気機械スイッチはオフ状態で待機し、前記第1の梁の変位により前記第1の電気機械スイッチがオフ状態となった後、前記第2の電気機械スイッチがオン状態となるようにしている。
In order to achieve the above object, the electromechanical switch of the present invention is a MEMS switch that is connected to a switch that can be driven at high speed in parallel, and when one is in a driving state, the other is in a standby state and sequentially driven. Driving is possible.
That is, a plurality of electromechanical switches that are turned on / off based on the displacement of the beam are connected in parallel, and when at least one of the electromechanical switches is in an on state, the rest of the electromechanical switch farm is on standby in an off state Then, after the electromechanical switch that is in the on state is turned off due to the displacement of the beam, the electromechanical switch that has been waiting in the off state is turned on.
For example, a first electromechanical switch that is turned on / off based on the displacement of the first beam and a second electromechanical switch that is turned on / off based on the displacement of the second beam are connected in parallel.
When the first electromechanical switch is in the on state, the second electromechanical switch waits in the off state, and after the first electromechanical switch is in the off state due to the displacement of the first beam The second electromechanical switch is turned on.

この構成により、複数の電気機械スイッチ(例えば第1の電気機械スイッチと、第2の電気機械スイッチが)交互に高速にスイッチング応答するようにしたことで、高速駆動が可能な電気機械スイッチを提供することができる。
さらにメカニカルなスイッチング動作をするので、低損失で、高いアイソレーションを確保することができる。
With this configuration, an electromechanical switch capable of high-speed driving is provided by a plurality of electromechanical switches (for example, the first electromechanical switch and the second electromechanical switch) alternately switching at high speed. can do.
Furthermore, since mechanical switching operation is performed, high isolation can be ensured with low loss.

さらに本発明の電気機械スイッチは、前記電気機械スイッチが、相互に並列接続され、順次異なるタイミングでオン・オフする複数の電気機械スイッチで構成されており、1つの電気機械スイッチがオン状態であるとき他はオフ状態で待機し、順次オン状態になるように構成したものを含む。
この構成により、常に1個以上の電気機械スイッチを待機状態にし、順次駆動することにより、高速駆動を可能にする。
Furthermore, the electromechanical switch of the present invention includes a plurality of electromechanical switches that are connected in parallel to each other and sequentially turned on and off at different timings, and one electromechanical switch is in an on state. Others include those configured to wait in an off state and sequentially turn on.
With this configuration, one or more electromechanical switches are always in a standby state and sequentially driven to enable high-speed driving.

さらに本発明の電気機械スイッチは、初期状態から、駆動力の印加及び解除のいずれかにより梁が高速に変位して電気機械スイッチが高速応答してオンになることにより、高速にオン状態となるものを含む。
この構成により、メカニカルなスイッチングのオン応答を高速にすることができる。
Furthermore, the electromechanical switch of the present invention is turned on at high speed from the initial state when the beam is displaced at high speed by applying or releasing the driving force and the electromechanical switch is turned on in response to high speed. Including things.
With this configuration, the on-response of mechanical switching can be speeded up.

また本発明の電気機械スイッチは、前記梁の変位の少なくとも一つが、静電力に基づくものを含む。
また本発明の電気機械スイッチは、前記梁の変位及の少なくとも一つが、電磁力に基づくものを含む。
また本発明の電気機械スイッチは、前記梁の変位の少なくとも一つが、圧電気に基づくものを含む。
また本発明の電気機械スイッチは、前記梁の変位の少なくとも一方が、熱膨張に基づくものを含む。
この構成により、低電力動作で梁を変位させることができる。
In the electromechanical switch of the present invention, at least one of the displacements of the beam is based on an electrostatic force.
The electromechanical switch of the present invention includes one in which at least one of the displacement of the beam is based on electromagnetic force.
In the electromechanical switch of the present invention, at least one of the displacements of the beam is based on piezoelectricity.
The electromechanical switch of the present invention includes one in which at least one of the displacements of the beam is based on thermal expansion.
With this configuration, the beam can be displaced with low power operation.

さらに本発明の電気機械スイッチは、第1の梁を持つ第1の電気機械スイッチと、第2の梁を持つ第2の電気機械スイッチとで構成されており、前記第1の梁及び第2の梁のいずれもが空隙を介して平行に対面する共通の固定電極を有しており、固定電極と第1の梁とで第1の電気機械スイッチを構成し、固定電極と第2の梁とで第2の電気機械スイッチを構成したものを含む。
この構成により、第1の梁及び第2の梁が固定電極と電気的に結合する動作速度を異なるものに調節でき、双極双投のスイッチングが可能になる。
Furthermore, the electromechanical switch of the present invention includes a first electromechanical switch having a first beam and a second electromechanical switch having a second beam, and the first beam and the second beam. Each of the beams has a common fixed electrode facing in parallel through a gap, and the fixed electrode and the first beam constitute a first electromechanical switch, and the fixed electrode and the second beam And those constituting the second electromechanical switch.
With this configuration, the operating speed at which the first beam and the second beam are electrically coupled to the fixed electrode can be adjusted to different ones, and double pole double throw switching is possible.

また本発明の電気機械スイッチは、第1の梁及び第2の梁の各固有振動の最大振幅に基づいて固定電極との空隙を設けたものを含む。
この構成により、第1の電気機械スイッチ及び第2の電気機械スイッチの動作速度を異なるものに設定することができ、アイソレーションの確保が可能になる。
The electromechanical switch of the present invention includes a switch provided with a gap with the fixed electrode based on the maximum amplitude of each natural vibration of the first beam and the second beam.
With this configuration, the operating speeds of the first electromechanical switch and the second electromechanical switch can be set differently, and isolation can be ensured.

また本発明の電気機械スイッチは、第1の電気機械スイッチがオンかつ第2の電気機械スイッチがオンであるときのみオン状態となるものを含む。
この構成により、初期状態から第1の梁が高速に変位して第1の電気機械スイッチをオンするだけで電気機械スイッチがオン状態になるため、高速にオン応答をすることができる。
The electromechanical switch of the present invention includes one that is turned on only when the first electromechanical switch is on and the second electromechanical switch is on.
With this configuration, the electromechanical switch is turned on only by turning on the first electromechanical switch when the first beam is displaced at high speed from the initial state, so that an on-response can be made at high speed.

また本発明の電気機械スイッチは、梁が圧電素子、形状記憶合金、バイモルフ素子及び電磁歪素子のいずれか、或いは複数の梁がこれらの組合せであるものを含む。
この構成により、各梁が低電力で動作し、動作電圧を低くすることができる。
The electromechanical switch of the present invention includes one in which the beam is any one of a piezoelectric element, a shape memory alloy, a bimorph element, and an electrostrictive element, or a plurality of beams are a combination thereof.
With this configuration, each beam can be operated with low power, and the operating voltage can be lowered.

また本発明の電気機械スイッチは、第1の梁、第2の梁及び第3の梁のいずれの変位もが解消しているとき、メカニカルプローブにより第2の梁を第3の梁に近づけるとともに、駆動力の印加及び解除のいずれかにより第3の梁を変位させて第2の梁をラッチするものを含む。
この構成により、電圧印加することなく第2の梁が変位して第3の梁に近づくので、第3の梁を低電力で動作することができる。
Further, the electromechanical switch of the present invention brings the second beam closer to the third beam by the mechanical probe when any displacement of the first beam, the second beam, and the third beam is eliminated. In this case, the third beam is displaced by latching the second beam by applying or releasing the driving force.
With this configuration, the second beam is displaced and approaches the third beam without applying a voltage, so that the third beam can be operated with low power.

また本発明の電気機械スイッチは、気圧が大気圧と異なる環境下及び乾燥したヘリウムを充填した環境下のいずれかに置かれているものを含む。
この構成により、高速な動作をする梁に対する空気などの流体の影響を抑え、ダンピング効果を低減することができる。
Further, the electromechanical switch of the present invention includes one that is placed in either an environment where the atmospheric pressure is different from the atmospheric pressure or an environment filled with dry helium.
With this configuration, it is possible to suppress the influence of a fluid such as air on the beam that operates at high speed and reduce the damping effect.

本発明の電気機械スイッチでは、高速駆動可能な複数のスイッチを並列接続し、1つが駆動状態にあるとき、他を待機状態とすることにより、順次高速駆動することにより、低駆動電圧で動作することができかつ高速にオン・オフすることができるという効果を有する。   In the electromechanical switch of the present invention, a plurality of switches that can be driven at a high speed are connected in parallel, and when one is in a driving state, the other is in a standby state, thereby operating at a low driving voltage by sequentially driving at a high speed. And can be turned on / off at high speed.

本発明の電気機械スイッチは、空気の粘性などのダンピング効果が十分に弱くなる環境下として減圧下またはヘリウムガス雰囲気下に設置された電気機械スイッチで、可動電極が固定電極に高速で引き込まれる第1および第2の電気機械スイッチを並列接続して構成されるもので、第1の電気機械スイッチがオン状態であるとき、前記第2の電気機械スイッチはオフ状態で待機し、前記第1の梁の変位により前記第1の電気機械スイッチがオフ状態となった後、前記第2の電気機械スイッチがオン状態となるようにし、信号を高速で切り替えることができるようにしたものである。   The electromechanical switch of the present invention is an electromechanical switch installed under reduced pressure or in a helium gas atmosphere as an environment in which a damping effect such as air viscosity is sufficiently weakened. The first and second electromechanical switches are connected in parallel. When the first electromechanical switch is in the on state, the second electromechanical switch waits in the off state, and the first electromechanical switch After the first electromechanical switch is turned off due to the displacement of the beam, the second electromechanical switch is turned on so that signals can be switched at high speed.

また第1および第2の電気機械スイッチは、信号を遮蔽する場合、一瞬だけ、可動電極が引き離されるが、強いばね力と弱いダンピング効果により、可動電極は固有振動で振動するため、可動電極は再び、初期位置付近に戻る。このため微小な電圧で、強いばね力の可動電極を有する第2の電気機械スイッチをラッチすることができる。   In the first and second electromechanical switches, when the signal is shielded, the movable electrode is separated for a moment, but the movable electrode vibrates with natural vibration due to strong spring force and weak damping effect. Again, it returns to the vicinity of the initial position. Therefore, the second electromechanical switch having a movable electrode having a strong spring force can be latched with a minute voltage.

このように本発明の電気機械スイッチは、微小な電気機械素子を用いたスイッチにおいて、第1および第2の電気機械スイッチを一方の駆動時に他方が待機状態になるようにし、組み合わせることで、低駆動電圧で、高速に信号をオン・オフすることができる。   As described above, the electromechanical switch of the present invention is a switch using minute electromechanical elements, and the first and second electromechanical switches are placed in a standby state when one is driven and combined with each other. Signals can be turned on and off at high speed with the drive voltage.

以下、図面を参照しつつ本発明による電気機械スイッチの好適な実施の形態を詳細に説明する。なお図中、実質的に同一又は対応する部材には同一符号を用いる。   Hereinafter, preferred embodiments of an electromechanical switch according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals are used for substantially the same or corresponding members.

(実施の形態1)
図1は実施の形態1における電気機械スイッチの一単位素子を示す外観構成図である。
図2は実施の形態1の第1の電気機械スイッチ及び第2の電気機械スイッチの要部構成一部断面図である。
図1及び図2において、実施の形態1の電気機械スイッチ1は、シリコン基板2上に形成され封止カバーガラス3で覆われた電気機械スイッチ本体10と、入出力端子となる第1電極端子4、第2電極端子5、第3電極端子6、第4電極端子7、第5電極端子8及び第6電極端子9とを備えている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an external configuration diagram showing one unit element of an electromechanical switch according to the first embodiment.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a main part configuration of the first electromechanical switch and the second electromechanical switch according to the first embodiment.
1 and 2, the electromechanical switch 1 according to the first embodiment includes an electromechanical switch body 10 formed on a silicon substrate 2 and covered with a sealing cover glass 3, and a first electrode terminal serving as an input / output terminal. 4, a second electrode terminal 5, a third electrode terminal 6, a fourth electrode terminal 7, a fifth electrode terminal 8, and a sixth electrode terminal 9.

図2において電気機械スイッチ本体10は、シリコン基板2上に形成された第1アンカー12及び第2アンカー13にて両端を固定かつ装架された第1可動電極14及び第2可動電極16と、第1可動電極14および第2可動電極16を第1アンカーおよび第1アンカー上で信号を接続する接続線路21、22と、接続線路21,22と第1可動電極14、第2可動電極16が直流的に接続することを防止するための絶縁膜(図示せず)と、これら第1可動電極14および第2可動電極16と所定の空隙を設けて対面して形成された固定電極18とを有している。このとき、絶縁膜20,23を介して可動電極と接続線路間で形成される容量は、スイッチに入力する信号の周波数に対してインピーダンスが十分小さくなるように、面積、絶縁膜の厚さ決められている。   In FIG. 2, the electromechanical switch body 10 includes a first movable electrode 14 and a second movable electrode 16 that are fixed and mounted at both ends by a first anchor 12 and a second anchor 13 formed on the silicon substrate 2. Connection lines 21 and 22 for connecting signals between the first movable electrode 14 and the second movable electrode 16 on the first anchor and the first anchor, and connection lines 21 and 22, the first movable electrode 14, and the second movable electrode 16 are provided. An insulating film (not shown) for preventing DC connection, and a fixed electrode 18 formed by facing the first movable electrode 14 and the second movable electrode 16 with a predetermined gap therebetween. Have. At this time, the area and the thickness of the insulating film are determined so that the capacitance formed between the movable electrode and the connection line via the insulating films 20 and 23 has a sufficiently small impedance with respect to the frequency of the signal input to the switch. It has been.

また、各可動電極は端子(7,8,4,5)を介して、独立に制御信号を印加できるようになっており、第1の可動電極に印加する制御信号を第1の制御信号、第2の可動電極に印加する制御信号を第2の制御信号とする。
また接続線路と可動電極間に形成される絶縁膜は、どちらか一方の可動電極に対して設けられていればよく、両方の可動電極に対して設けなくてはならないわけではない。
Each movable electrode can be independently applied with a control signal via terminals (7, 8, 4, 5), and the control signal to be applied to the first movable electrode is the first control signal, A control signal applied to the second movable electrode is a second control signal.
Further, the insulating film formed between the connection line and the movable electrode may be provided for either one of the movable electrodes, and is not necessarily provided for both of the movable electrodes.

本実施の形態1では、第1可動電極14及び第2可動電極16が両持ち梁として構成されている。
第1可動電極14と固定電極18とにより第1の電気機械スイッチ501が構成され、第2可動電極16と固定電極18とにより第2の電気機械スイッチ502が構成され、これらは並列接続されている。
In the first embodiment, the first movable electrode 14 and the second movable electrode 16 are configured as doubly supported beams.
The first movable electrode 14 and the fixed electrode 18 constitute a first electromechanical switch 501, and the second movable electrode 16 and the fixed electrode 18 constitute a second electromechanical switch 502, which are connected in parallel. Yes.

第1可動電極14及び第2可動電極16は印加された電圧に基づく静電力と、これら可動電極自体の弾性力とにより固有振動するが、その最大振幅以上の空隙が確保されている。
この空隙には、ダンピング効果を低減するために乾燥したヘリウムが充填され、又は、真空に保持されている。
The first movable electrode 14 and the second movable electrode 16 inherently vibrate due to the electrostatic force based on the applied voltage and the elastic force of these movable electrodes themselves, but a gap having a maximum amplitude or more is secured.
The air gap is filled with dry helium in order to reduce the damping effect, or kept in a vacuum.

なお、第1可動電極14の入出力端子となるのが第1電極端子4と第5電極端子8であり、第2可動電極16の入出力端子となるのが第2電極端子5と第4電極端子7であり、固定電極18の入出力端子となるのが第3電極端子6と第6電極端子9である。
例えば、第1可動電極14の第5電極端子8を入力端子とすれば、固定電極18の端子6および9が出力端子となる。
当然、第1可動電極と第2可動電極は接続線路21、22で電気的に接続されているため第1可動電極端子8に入力した信号は第2可動電極16の端子7にも印加される。
つまり、二つのスイッチが並列に接続された状態となっている。
また各電極端子には、第1可動電極14及び第2可動電極16と固定電極18との間に静電力を印加するための制御電圧源が接続可能になっている。
The input / output terminals of the first movable electrode 14 are the first electrode terminal 4 and the fifth electrode terminal 8, and the input / output terminals of the second movable electrode 16 are the second electrode terminal 5 and the fourth electrode terminal 4. The third electrode terminal 6 and the sixth electrode terminal 9 are the electrode terminals 7 and the input / output terminals of the fixed electrode 18.
For example, if the fifth electrode terminal 8 of the first movable electrode 14 is an input terminal, the terminals 6 and 9 of the fixed electrode 18 are output terminals.
Naturally, since the first movable electrode and the second movable electrode are electrically connected by the connection lines 21 and 22, the signal input to the first movable electrode terminal 8 is also applied to the terminal 7 of the second movable electrode 16. .
That is, the two switches are connected in parallel.
A control voltage source for applying an electrostatic force between the first movable electrode 14 and the second movable electrode 16 and the fixed electrode 18 can be connected to each electrode terminal.

図3は図2に示すA-A断面図である。
図2及び図3において、第1可動電極14及び第2可動電極16の長さ Lが400μm、幅Wは5μm、厚さDは0.4μm、固定電極18との電極間ギャップは0.2μm、アンカー上で形成される可動電極と接続線路間の容量面積は100μm角と、それぞれ設定されている。
3 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG.
2 and 3, the length L of the first movable electrode 14 and the second movable electrode 16 is 400 μm, the width W is 5 μm, the thickness D is 0.4 μm, and the gap between the fixed electrode 18 and the electrode is 0.2 μm. The capacitance area between the movable electrode formed on the anchor and the connection line is set to 100 μm square, respectively.

図4は本発明の電気機械スイッチの等価回路図である。
図4に示すように、本発明の電気機械スイッチ50は、第1の電気機械スイッチ501と、第2の電気機械スイッチ502とを備え、可動電極は強いバネ力を有し高速で変位する。すなわち電気機械スイッチ50は二つの並列の第1の電気機械スイッチ501と第2の電気機械スイッチ502とで構成されており、第1の電気機械スイッチ501もしくは第2の電気機械スイッチがオン状態であれば、スイッチ50はオン状態となり、第1の電気機械スイッチと第2の電気機械スイッチの両方がオフ状態の場合、スイッチ50はオフ状態となる。
FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the electromechanical switch of the present invention.
As shown in FIG. 4, an electromechanical switch 50 according to the present invention includes a first electromechanical switch 501 and a second electromechanical switch 502, and the movable electrode has a strong spring force and is displaced at a high speed. That is, the electromechanical switch 50 is composed of two parallel first electromechanical switches 501 and 502, and the first electromechanical switch 501 or the second electromechanical switch is in the ON state. If there is, the switch 50 is turned on. When both the first electromechanical switch and the second electromechanical switch are turned off, the switch 50 is turned off.

図5に基づいて、動作方法を説明する。
図5はスイッチ501、502の電極位置と、出力信号の関係をそれぞれ示している。出力信号は図面上、上にあるほうがオン状態、電極位置は下方向にある場合がオフ状態をそれぞれ示している。
The operation method will be described with reference to FIG.
FIG. 5 shows the relationship between the electrode positions of the switches 501 and 502 and the output signal. In the drawing, the output signal is in the on state when it is at the top, and the output signal is in the off state when the electrode position is in the downward direction.

図5に示すような出力信号を得るためのスイッチング動作について説明を行う。
オン状態からオフ状態への切り換え動作について示す。時刻0において、スイッチ50はオン状態とする。スイッチ50を構成する2つの電気機械スイッチである第1の電気機械スイッ501はオフ状態、第2の電気機械スイッチ502はオン状態とする。時刻0で第1の電気機械スイッチ501に制御信号1を印加すれば、第1の電気機械スイッチ501の可動電極14は固定電極18方向に変位し、時刻t1で固定電極と接触し、静電力によりラッチされる。信号をOFFさせる間(時刻t2−時刻t1)間は、制御信号1は印加された状態である。また第1の電気機械スイッチの可動電極14が接触した瞬間に、第2の電気機械スイッチの制御信号を0にして、第2の可動電極12をリリースする。可動電極12は自らのばね力により、時刻t2までにOFF状態へ変位する。
時刻t2において、第2の電気機械スイッチの第2制御信号を印加し、可動電極12を固定電極18に変位させるとともに、第1の電気機械スイッチの可動電極14の制御信号1を0にして、可動電極14をリリースする。時刻t3で可動電極14はオフ状態になり、可動電極12は固定電極にラッチされ、スイッチ50は再びON状態になる。
A switching operation for obtaining an output signal as shown in FIG. 5 will be described.
The switching operation from the on state to the off state will be described. At time 0, the switch 50 is turned on. The first electromechanical switch 501 that is the two electromechanical switches constituting the switch 50 is turned off, and the second electromechanical switch 502 is turned on. If the control signal 1 is applied to the first electromechanical switch 501 at time 0, the movable electrode 14 of the first electromechanical switch 501 is displaced in the direction of the fixed electrode 18, contacts the fixed electrode at time t1, and the electrostatic force Is latched by. While the signal is turned off (time t2−time t1), the control signal 1 is applied. Further, at the moment when the movable electrode 14 of the first electromechanical switch comes into contact, the control signal of the second electromechanical switch is set to 0 and the second movable electrode 12 is released. The movable electrode 12 is displaced to the OFF state by time t2 by its own spring force.
At time t2, the second control signal of the second electromechanical switch is applied to displace the movable electrode 12 to the fixed electrode 18, and the control signal 1 of the movable electrode 14 of the first electromechanical switch is set to 0, The movable electrode 14 is released. At time t3, the movable electrode 14 is turned off, the movable electrode 12 is latched by the fixed electrode, and the switch 50 is turned on again.

このようにオン状態を保つためには、どちらか一つのスイッチがオン状態になっていれば良いため、次の切り換えに備えて、1つだけオン状態の位置で保持し、それ以外のスイッチはオフ状態で待機しておく。   In order to keep the on state in this way, it is sufficient that either one of the switches is in the on state. Therefore, in preparation for the next switching, only one switch is held in the on state, and the other switches are not used. Wait in the off state.

以上説明した電気機械スイッチは必ずしも静電力で駆動させる必要はなく、例えば電磁力、熱源を用いた加熱、圧電素子などを駆動力としてもよい。
また特に高速で切り換えを要求する無線LANなどのアンテナダイバーシティ用DPDT(Dual Pole Double Throw、双極双投)スイッチに用いることができる。
The electromechanical switch described above does not necessarily need to be driven by an electrostatic force, and for example, electromagnetic force, heating using a heat source, a piezoelectric element, or the like may be used as the driving force.
It can also be used for DPDT (Dual Pole Double Throw) switches for antenna diversity such as wireless LANs that require switching at high speed.

次に実施の形態1の電気機械スイッチの製造方法について説明する。
図6は電気機械スイッチの一単位素子を形成するシリコン基板の外観図である。
図6に示すシリコン基板2は、シリコン基板に、レジスト膜を塗布し、所定マスクパターンで露光し、現像エッチング後、レジスト膜を除去し、所定形状に形成したものである。
Next, a method for manufacturing the electromechanical switch of the first embodiment will be described.
FIG. 6 is an external view of a silicon substrate forming one unit element of an electromechanical switch.
A silicon substrate 2 shown in FIG. 6 is formed by applying a resist film to a silicon substrate, exposing with a predetermined mask pattern, developing etching, removing the resist film, and forming a predetermined shape.

シリコン基板2には、第1可動電極を固定かつ装架するための一対の第1凹部82と、第2可動電極16を固定かつ装架するための一対の第2凹部84と、固定電極端子を取り出すための一対の第3凹部86と、固定電極18を形成するための第4凹部88とが形成されている。   The silicon substrate 2 has a pair of first recesses 82 for fixing and mounting the first movable electrode, a pair of second recesses 84 for fixing and mounting the second movable electrode 16, and a fixed electrode terminal. A pair of third recesses 86 for taking out and a fourth recess 88 for forming the fixed electrode 18 are formed.

図7は封止カバーガラスの外観図である。
封止カバーガラス3は板状であり、シリコン基板2の第1凹部82、第2凹部84及び第3凹部86に対応したそれぞれ一対の突起部92,94,96を有している。
FIG. 7 is an external view of the sealing cover glass.
The sealing cover glass 3 is plate-shaped and has a pair of protrusions 92, 94, and 96 corresponding to the first recess 82, the second recess 84, and the third recess 86 of the silicon substrate 2.

図8(a)乃至(e)はこの電気機械スイッチの製造工程図であり、(a)は図6のBーB線に対応する断面図であり、各製造工程は(a)と同一の断面を示す断面図である。
先ず、シリコン基板2上にAl層を真空蒸着又はスパッタリングにより堆積し、所定パターンのレジスト膜を塗布し、このレジスト膜をマスクとしてAl層をウエットエッチング又はドライエッチングし、固定電極18、第3電極端子6及び第6電極端子9を形成する(図2及び図8(b)参照)。
FIGS. 8A to 8E are manufacturing process diagrams of this electromechanical switch, and FIG. 8A is a cross-sectional view corresponding to the line B-B in FIG. 6, and each manufacturing process is the same as (a). It is sectional drawing which shows a cross section.
First, an Al layer is deposited on the silicon substrate 2 by vacuum evaporation or sputtering, a resist film having a predetermined pattern is applied, and the Al layer is wet-etched or dry-etched using the resist film as a mask, and the fixed electrode 18 and the third electrode Terminal 6 and sixth electrode terminal 9 are formed (see FIGS. 2 and 8B).

次に、レジストで犠牲層102を形成し(図8(c)参照)、この上層にAl層をスパッタリングにより堆積後、所定パターンのレジスト膜104をマスクとしてAl層をECRプラズマによりドライエッチングし、第1可動電極14及び第2可動電極16を形成する(図8(d)参照)。   Next, a sacrificial layer 102 is formed with a resist (see FIG. 8C), an Al layer is deposited thereon by sputtering, and then the Al layer is dry-etched by ECR plasma using the resist film 104 having a predetermined pattern as a mask. The first movable electrode 14 and the second movable electrode 16 are formed (see FIG. 8D).

そして、レジスト膜104及び犠牲層102をプラズマアッシングにより除去し、第1可動電極14及び第2可動電極16の梁構造を形成し、減圧装置内又はヘリウム充填装置内において、封止カバーガラス3の突起部でシリコン基板2との位置合わせをした後、封止カバーガラス3とシリコン基板2とを陽極接合する(図8(e)参照)。   Then, the resist film 104 and the sacrificial layer 102 are removed by plasma ashing to form a beam structure of the first movable electrode 14 and the second movable electrode 16, and the sealing cover glass 3 is formed in the decompression device or the helium filling device. After the alignment with the silicon substrate 2 at the protrusion, the sealing cover glass 3 and the silicon substrate 2 are anodically bonded (see FIG. 8 (e)).

このようにして、第1可動電極14及び第2可動電極16のような薄膜状の梁構造体を形成することができるとともに、高速動作をする各可動電極の周囲の空隙を減圧あるいは乾燥したヘリウムで充填した電気機械スイッチを製造することができる。
さらに可動電極としてアルミニウムを例に挙げたが、Alでなくとも他の金属材料、例えばMo、Ti、Au、Cuでもよく、また導電性材料を用いてもよい。
また可動電極として、板状シリコンの表面にナノメータサイズで金属を堆積させた梁構造体であってもよく、さらに圧電素子、形状記憶合金、電磁歪素子及びバイモルフ効果を利用したバイモルフ素子でもよい。
In this way, a thin beam-like beam structure such as the first movable electrode 14 and the second movable electrode 16 can be formed, and the gap around each movable electrode that operates at high speed is decompressed or dried helium. Electromechanical switches filled with can be manufactured.
Further, although aluminum is taken as an example of the movable electrode, other metal materials such as Mo, Ti, Au, and Cu may be used instead of Al, and conductive materials may be used.
Further, the movable electrode may be a beam structure in which a metal is deposited on the surface of a plate-like silicon with a nanometer size, and may further be a piezoelectric element, a shape memory alloy, an electromagnetic strain element, or a bimorph element utilizing a bimorph effect.

この平行平板型及び櫛歯型では、可動電極が基板に形成された固定電極側に静電力により引き込まれるが、基板に対して水平方向に動作する構造でもよい。   In the parallel plate type and the comb type, the movable electrode is drawn into the fixed electrode side formed on the substrate by the electrostatic force, but may be structured to operate in the horizontal direction with respect to the substrate.

(実施の形態2)
次に実施の形態2について説明する。
前記実施の形態1では2個の電気機械スイッチを並列接続した例について説明したが、本実施の形態では4個の電気機械スイッチを並列接続した例について説明する。
ここでは、ton_min=toff_min=0.5μSとして、その際のスイッチ単体の切換時間tsが2μSであり、4個並列にこの電気機械スイッチを配置することにより、0.5μSでの応答を可能としたものである。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment will be described.
In the first embodiment, an example in which two electromechanical switches are connected in parallel has been described. In the present embodiment, an example in which four electromechanical switches are connected in parallel will be described.
Here, t on _min = t off _min = 0.5 μS, and the switching time ts of the single switch at that time is 2 μS. By arranging four electromechanical switches in parallel, the response at 0.5 μS is obtained. Is possible.

図9を用いて動作を説明する。図9はスイッチの概略構成図で、503,504,505,506の4個のスイッチで構成されている。各スイッチの動作切換時間、すなわちオン側からオフ側に電極が移動しラッチされるまでの時間は2μSを要する。しかし所望のアイソレーションを得るために必要なギャップ0.5μS内に移動している。   The operation will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a switch, which includes four switches 503, 504, 505, and 506. The operation switching time of each switch, that is, the time until the electrode moves and is latched from the on side to the off side requires 2 μs. However, it moves within the gap 0.5 μS required to obtain the desired isolation.

いま、図9において、時刻0でオン状態となり、時刻1でオフ状態に、時刻2で再びオン状態となるとする。時刻1から時刻2までは最小のオン時間、時刻2から時刻3までは最小のオフ時間とする。時刻1では、スイッチ504のみがオン状態となり、オン側でラッチされているが、スイッチ503、505、506はオン側でもオフ側でもラッチされておらず、次のオン状態に備えそれぞれ移動を行っている。時刻2でスイッチ504のオン側のラッチを解放し、電極をオフ側へ移動させ、時刻3でスイッチ505の電極がオン側に来るように予めオフ側のラッチを解放しておけば、時刻3でスイッチ505の電極がオン側にラッチされ、スイッチがオン状態となる。この動作をスイッチ503、506を使って同様に行えば、ton_min、toff_minでのスイッチング動作が可能となる。
このようにして高速動作が可能となる。
In FIG. 9, it is assumed that the device is turned on at time 0, turned off at time 1, and turned on again at time 2. Time 1 to time 2 is the minimum on-time, and time 2 to time 3 is the minimum off-time. At time 1, only the switch 504 is in the on state and is latched on the on side, but the switches 503, 505, and 506 are not latched on either the on side or the off side, and each moves in preparation for the next on state. ing. If the ON-side latch of the switch 504 is released at time 2 and the electrode is moved to the OFF side, and the OFF-side latch is released in advance so that the electrode of the switch 505 is on the ON side at time 3, the time 3 Thus, the electrode of the switch 505 is latched to the on side, and the switch is turned on. By performing this operation in the same manner using the switch 503,506, t on _min, the switching operation at t off _min possible.
In this way, high speed operation is possible.

本発明の電気機械スイッチは、複数の電気機械スイッチを並列接続し、一方の駆動時に他方が待機状態となるように、駆動タイミングを調整することにより低駆動電圧で動作かつ高速にオン・オフすることができ、RFMEMSスイッチに有用である。   The electromechanical switch of the present invention is connected to a plurality of electromechanical switches in parallel, and operates at a low driving voltage and is turned on and off at high speed by adjusting the driving timing so that the other is in a standby state when one is driven. Can be useful for RFMEMS switches.

実施の形態1における電気機械スイッチの一単位素子を示す外観構成図である。2 is an external configuration diagram showing one unit element of the electromechanical switch in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の第1の電気機械スイッチ及び第2の電気機械スイッチの要部構成一部断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a main part configuration of a first electromechanical switch and a second electromechanical switch according to Embodiment 1. 図2に示すA-A断面図である。It is AA sectional drawing shown in FIG. 実施の形態1にかかる電気機械スイッチの等価回路図である。FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the electromechanical switch according to the first embodiment. 実施の形態1の電気機械スイッチの動作を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an operation of the electromechanical switch according to the first embodiment. 電気機械スイッチの一単位素子を形成するシリコン基板の外観図である。It is an external view of the silicon substrate which forms one unit element of an electromechanical switch. 封止カバーガラスの外観図である。It is an external view of a sealing cover glass. 実施の形態1にかかる電気機械スイッチの製造工程図であり、各製造工程は図9のB−B線に対応する断面図である。FIG. 10 is a manufacturing process diagram of the electromechanical switch according to the first embodiment, and each manufacturing process is a cross-sectional view corresponding to the line BB in FIG. 9; 実施の形態2にかかる電気機械スイッチの等価回路図である。6 is an equivalent circuit diagram of an electromechanical switch according to a second embodiment. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1、40、70、200 電気機械スイッチ
2 シリコン基板
3 封止カバーガラス
4 第1電極端子
5 第2電極端子
6 第3電極端子
7 第4電極端子
8 第5電極端子
9 第6電極端子
10 電気機械スイッチ本体
12、72 第1アンカー
13、73 第2アンカー
14、74 第1可動電極
16、76 第2可動電極
18、62、66、78 固定電極
501 第1の電気機械スイッチ
502 第2の電気機械スイッチ
60 平行平板型
64、68 可動電極
69 櫛歯型
82 第1凹部
84 第2凹部
86 第3凹部
88 第4凹部
92、94、96 突起部
102 犠牲層
104 レジスト膜
206 第2可動電極
1, 40, 70, 200 Electromechanical switch 2 Silicon substrate 3 Sealing cover glass 4 First electrode terminal 5 Second electrode terminal 6 Third electrode terminal 7 Fourth electrode terminal 8 Fifth electrode terminal 9 Sixth electrode terminal 10 Electricity Mechanical switch body 12, 72 First anchor 13, 73 Second anchor 14, 74 First movable electrode 16, 76 Second movable electrode 18, 62, 66, 78 Fixed electrode 501 First electromechanical switch 502 Second electric Mechanical switch 60 Parallel plate type 64, 68 Movable electrode 69 Comb die 82 First recess 84 Second recess 86 Third recess 88 Fourth recess 92, 94, 96 Protrusion 102 Sacrificial layer 104 Resist film 206 Second movable electrode

Claims (8)

梁の変位に基づいてオン・オフする複数の電気機械スイッチが並列接続されており、
前記電気機械スイッチの少なくともひとつがオン状態であるとき、前記電気機械スイッチのうちの残りはオフ状態で待機し、前記梁の変位により前記オン状態であった電気機械スイッチがオフ状態となった後、オフ状態で待機していた前記電気機械スイッチがオン状態となるようにした電気機械スイッチ。
A plurality of electromechanical switches that are turned on and off based on the displacement of the beam are connected in parallel.
When at least one of the electromechanical switches is in an on state, the rest of the electromechanical switches wait in an off state, and after the electromechanical switch that has been in the on state is turned off due to displacement of the beam An electromechanical switch in which the electromechanical switch waiting in an off state is turned on.
請求項1記載の電気機械スイッチであって、
前記電気機械スイッチは、相互に並列接続され、順次異なるタイミングでオン・オフする複数の電気機械スイッチで構成されており、1つの電気機械スイッチがオン状態であるとき他はオフ状態で待機し、順次オン状態になるように構成した電気機械スイッチ。
The electromechanical switch according to claim 1,
The electromechanical switch is composed of a plurality of electromechanical switches connected in parallel to each other and sequentially turned on and off at different timings. When one electromechanical switch is on, the other waits in the off state, An electromechanical switch configured to turn on sequentially.
請求項1記載の電気機械スイッチであって、
前記電気機械スイッチのひとつが、初期状態から、駆動力の印加及び解除のいずれかにより前記梁が高速に変位して前記電気機械スイッチが高速応答してオンになることにより、高速にオン状態となるように構成した電気機械スイッチ。
The electromechanical switch according to claim 1,
One of the electromechanical switches is turned on at high speed from the initial state when the beam is displaced at high speed by applying or releasing driving force and the electromechanical switch is turned on in response to high speed. An electromechanical switch configured to be
請求項1記載の電気機械スイッチであって、
前記第1の梁の変位及び前記第2の梁の変位の少なくとも一方が、静電力に基づくものである電気機械スイッチ。
The electromechanical switch according to claim 1,
An electromechanical switch, wherein at least one of the displacement of the first beam and the displacement of the second beam is based on an electrostatic force.
請求項1記載の電気機械スイッチであって、
前記第1の梁の変位及び前記第2の梁の変位の少なくとも一方が、電磁力に基づくものである電気機械スイッチ。
The electromechanical switch according to claim 1,
An electromechanical switch, wherein at least one of the displacement of the first beam and the displacement of the second beam is based on electromagnetic force.
請求項1記載の電気機械スイッチであって、
前記第1の梁の変位及び前記第2の梁の変位の少なくとも一方が、圧電効果によるものである電気機械スイッチ。
The electromechanical switch according to claim 1,
An electromechanical switch, wherein at least one of the displacement of the first beam and the displacement of the second beam is due to a piezoelectric effect.
請求項1記載の電気機械スイッチであって、
少なくとも一つの前記第梁の変位が、熱膨張によるものである電気機械スイッチ。
The electromechanical switch according to claim 1,
An electromechanical switch, wherein the displacement of the at least one second beam is due to thermal expansion.
請求項1記載の電気機械スイッチであって、
前記電気機械スイッチは第1の梁を持つ第1の電気機械スイッチと、第2の梁を持つ第2の電気機械スイッチで構成され、第1の梁及び前記第2の梁が空隙を介して平行に対面する共通の固定電極を有しており、この固定電極と前記第1の梁とで前記第1の電気機械スイッチを構成し、この固定電極と前記第2の梁とで前記第2の電気機械スイッチを構成する電気機械スイッチ。
The electromechanical switch according to claim 1,
The electromechanical switch includes a first electromechanical switch having a first beam and a second electromechanical switch having a second beam, and the first beam and the second beam are interposed via a gap. A common fixed electrode facing in parallel is provided, the fixed electrode and the first beam constitute the first electromechanical switch, and the fixed electrode and the second beam constitute the second electrode. Electromechanical switch that constitutes the electromechanical switch.
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