JP2006351297A - Movable element, module with the same incorporated therein and electronic apparatus - Google Patents

Movable element, module with the same incorporated therein and electronic apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a movable element composed by reducing voltage/power consumption to an extent allowing itself to be formed integrally with a low voltage/low power consumption-based element; to provide a module with the movable element incorporated therein; and to provide an electronic apparatus. <P>SOLUTION: This movable element is provided, on a semiconductor substrate 10, with: a signal line 11 for transmitting a signal; a connection/disconnection means 12 for mechanically connecting and disconnecting the signal line 11; switching means 13 each composed by including either of a thermal actuator or a piezoelectric actuator for switching the connection/disconnection means 12; and a holding means 14 formed of a material having latching capability for holding a state after the switching of the connection/disconnection means 12. By selecting such a circuit configuration, the reduction of voltage and the reduction of power consumption to an extent allowing itself to endure practical use can be reconciled with each other. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems；マイクロマシン）の要素技術を応用したスイッチング素子や容量素子などの可動素子、ならびにその可動素子を内蔵するモジュールおよび電子機器に関する。   The present invention relates to a movable element such as a switching element or a capacitive element to which an element technology of MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) is applied, and a module and an electronic apparatus incorporating the movable element.

近年の集積化技術の向上に伴い、電子機器の小型・軽量化、低電圧動作・低消費電力化、高周波動作化が急速に進んでいる。特に、携帯電話などの移動通信端末装置の技術分野では、上記の要求が厳しい上に、高機能化も求められており、これらの対立する課題を解決する技術の一つとして、ＭＥＭＳが注目されている。このＭＥＭＳは、シリコンプロセス技術により、マイクロな機械的要素と電子回路要素とを融合したシステムであり、日本では主にマイクロマシンと称されるものである。ＭＥＭＳ技術は、その精密加工性などの優れた特徴から、高機能化に対応しつつ、小型で低価格なＳｏＣ（System on a Chip) を実現することができる。   With recent improvements in integration technology, electronic devices are rapidly becoming smaller and lighter, operating at lower voltage, lowering power consumption, and operating at higher frequencies. In particular, in the technical field of mobile communication terminal devices such as mobile phones, the above requirements are severe, and higher functionality is also demanded. MEMS is attracting attention as one of the technologies for solving these conflicting problems. ing. This MEMS is a system in which micro mechanical elements and electronic circuit elements are fused by silicon process technology, and is mainly called a micro machine in Japan. The MEMS technology can realize a small and low-cost SoC (System on a Chip) while supporting high functionality due to its excellent features such as precision workability.

そのため、移動通信端末装置の技術分野では、このＭＥＭＳ技術を利用した様々な半導体素子、例えば、非特許文献１（熱スイッチ），特許文献１（電磁スイッチ），特許文献２（静電スイッチ），特許文献３（圧電スイッチ）にそれぞれ記載されたスイッチング素子などが開発されている。   Therefore, in the technical field of mobile communication terminal devices, various semiconductor elements using this MEMS technology, such as Non-Patent Document 1 (thermal switch), Patent Document 1 (electromagnetic switch), Patent Document 2 (electrostatic switch), Switching elements described in Patent Document 3 (piezoelectric switches) have been developed.

松下電工技報 ２００１年５月号 「シリコンバイメタルを使った熱駆動型マイクロリレー」Matsushita Electric Works Technical Report May 2001 “Thermal Driven Micro Relay Using Silicon Bimetal” 米国特許第０１９６１１０号明細書等US Patent No. 0196110, etc. 米国特許第００９８６１３号明細書等US Pat. No. 0098613, etc. 特開２００４−１５８７６９号公報JP 2004-158769 A

しかしながら、上記のいずれのスイッチング素子においても、消費電力が例えば数百ｍＷ程度まで高くなるか、駆動電圧が例えば２０Ｖを超える程に大きくなってしまうため、上記のスイッチング素子を、例えば駆動電圧が数Ｖレベル，消費電力が数ｍＷレベルの低電圧・低消費電力系の素子と一体的に形成することが事実上不可能であるという問題がある。   However, in any of the above switching elements, the power consumption increases to, for example, several hundred mW, or the driving voltage increases to, for example, more than 20 V. There is a problem that it is practically impossible to form integrally with a low voltage / low power consumption element having a V level and power consumption of several mW level.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、低電圧・低消費電力系の素子と一体的に形成することが可能な程度に低電圧化・低消費電力化した可動素子、ならびにその可動素子を内蔵するモジュールおよび電子機器を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a movable element that has low voltage and low power consumption to such an extent that it can be integrally formed with a low voltage and low power consumption element. And providing a module and an electronic device incorporating the movable element.

本発明の可動素子は、半導体基板上に、信号を伝送するための信号線路と、信号線路を機械的に継断するための継断手段と、熱アクチュエータまたは圧電アクチュエータのいずれか一つを含んで構成された、継断手段を切り替えるための切替手段と、ラッチ性を有する材料により構成された、継断手段の切り替え後の状態を保持するための保持手段とを備えたものである。   The movable element of the present invention includes, on a semiconductor substrate, a signal line for transmitting a signal, a disconnecting means for mechanically disconnecting the signal line, and any one of a thermal actuator and a piezoelectric actuator. Switching means for switching the connection means, and holding means for holding the state after switching of the connection means, which is made of a material having a latching property.

ここで、「ラッチ性を有する」とは、具体的には、外部からの力と、この力により変位した形状から生じる内部応力とが釣り合って、その変位した形状を維持し続けることが可能であることを意味している。   Here, “having a latching property” specifically means that the external force and the internal stress resulting from the shape displaced by this force are balanced and the displaced shape can be maintained. It means that there is.

本発明のモジュールおよび電子機器は、上記の可動素子を内蔵したものである。   The module and electronic device of the present invention incorporate the above-described movable element.

本発明の可動素子、モジュールおよび電子機器では、継断手段の継断と、継断手段の切り替え後の状態の保持とが、弾性部を介した切替手段と保持手段との協調動作（２元駆動）によって行われる。   In the movable element, the module, and the electronic device of the present invention, the connection of the switching means and the holding of the state after the switching of the switching means are coordinated by the switching means and the holding means via the elastic portion (two elements). Drive).

上記切替手段は、具体的には、熱アクチュエータおよび圧電アクチュエータのいずれか一つにより構成されており、上記保持手段は、具体的には、バックルアクチュエータにより構成されている。ここで、熱アクチュエータは、例えば、互いに異なる熱膨張係数を有する材料を複数積層させてなる可動子に熱エネルギーが供給されることにより生じる歪みを利用して可動子を駆動させるものである。圧電アクチュエータは、例えば、圧電体からなる可動子に電圧が印加されることにより生じる歪み（圧電効果）を利用して可動子を駆動させるものである。これらのアクチュエータは、低電圧で可動子を大きくストロークさせることが可能である。バックルアクチュエータは、例えば、外部から刺激（入力）が与えられることにより生じる内部応力を利用して可動子を駆動させるものであり、電力を消費することなく可動子をストロークさせたり保持（ラッチ）したりすることが可能である。   Specifically, the switching means is configured by any one of a thermal actuator and a piezoelectric actuator, and the holding means is specifically configured by a buckle actuator. Here, the thermal actuator drives the mover using, for example, distortion generated by supplying thermal energy to the mover formed by laminating a plurality of materials having different thermal expansion coefficients. The piezoelectric actuator, for example, drives the mover by using distortion (piezoelectric effect) generated by applying a voltage to the mover made of a piezoelectric body. These actuators can make a stroke of the mover with a low voltage. The buckle actuator, for example, drives the mover using internal stress generated by applying external stimulus (input), and strokes or holds (latches) the mover without consuming electric power. It is possible to

本発明の可動素子、モジュールおよび電子機器によれば、継断手段の継断と、継断手段の切り替え後の状態の保持とが、弾性部を介した切替手段と保持手段との協調動作によって行われるようにしたので、目的・用途に応じて最適な回路構成を選択することができる。例えば信号線路の継断の際に大きな力が必要な場合に、熱アクチュエータまたは圧電アクチュエータのような大きな力で駆動できる回路構成を選択し、一方、継断手段の切り替え後の状態を保持する場合に、ラッチ性を有するバックルアクチュエータのような、電力を全く消費しない構成を選択することができる。このように、用途に応じて最適な構成を選択することにより、低電圧・低消費電力系の素子と一体的に形成することが可能な程度の低電圧化と低消費電力とを両立させることができる。   According to the movable element, the module, and the electronic device of the present invention, the connection of the connection means and the holding of the state after the connection of the connection means are performed by the cooperative operation of the switching means and the holding means via the elastic portion. Since this is performed, an optimum circuit configuration can be selected according to the purpose and application. For example, when a large force is required when the signal line is disconnected, a circuit configuration that can be driven with a large force, such as a thermal actuator or a piezoelectric actuator, is selected, while the state after switching the switching means is maintained In addition, a configuration that does not consume power at all, such as a buckle actuator having a latching property, can be selected. In this way, by selecting the optimal configuration according to the application, it is possible to achieve both low voltage and low power consumption that can be integrally formed with low voltage and low power consumption elements. Can do.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

［第１の実施の形態］
まず、図１〜図４を参照して、本発明の第１の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係るスイッチング素子（可動素子）の構成要素を機能ブロックごとに表したものである。図２は、このスイッチング素子の平面構成の一例を、図３は、図２のＡ−Ａ矢視方向の断面構成の一例を、図４は、図２のＢ−Ｂ矢視方向の断面構成の一例をそれぞれ表したものである [First Embodiment]
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows constituent elements of a switching element (movable element) according to the present embodiment for each functional block. 2 is an example of a planar configuration of the switching element, FIG. 3 is an example of a sectional configuration in the direction of arrows AA in FIG. 2, and FIG. 4 is a sectional configuration in the direction of arrows BB in FIG. Each example of

このスイッチング素子は、一の素子（図示せず）から他の素子（図示せず）へ信号を伝送する伝送路中に実装される微小構造物（いわゆるマイクロマシン）であり、好適には他の素子と同一のパッケージ内に形成されるものであり、より好適にはＳｏＣなどの集積回路に実装されるものである。このスイッチング素子は、半導体基板１上にスイッチング構造体１０を備えている。   This switching element is a minute structure (so-called micromachine) mounted in a transmission path for transmitting a signal from one element (not shown) to another element (not shown), and preferably another element. And is preferably mounted on an integrated circuit such as SoC. The switching element includes a switching structure 10 on a semiconductor substrate 1.

半導体基板１は、主にスイッチング素子を構成する要素を支持するものであり、例えば、シリコン（Ｓｉ）、シリコン・カーバイト（ＳｉＣ）、シリコン・ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）およびシリコン・ゲルマニウム・カーボン（ＳｉＧｅＣ）などのＳｉ系基板や、ガラス、樹脂およびプラスチックなどの非Ｓｉ系基板により構成されている。この半導体基板１の表面には、絶縁層２が設けられている。この絶縁層２は、コンデンサ構造体１０を基板１０から電気的に分離するものであり、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）または窒化ケイ素（ＳｉＮ）などの絶縁性材料により構成されている。 The semiconductor substrate 1 mainly supports elements constituting the switching element. For example, silicon (Si), silicon carbide (SiC), silicon germanium (SiGe), and silicon germanium carbon (SiGeC). Or a non-Si substrate such as glass, resin and plastic. An insulating layer 2 is provided on the surface of the semiconductor substrate 1. The insulating layer 2 electrically isolates the capacitor structure 10 from the substrate 10 and is made of, for example, an insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiN).

スイッチング構造体１０は、図３および図４に示したように、表面マイクロマシンニング技術を使用して形成された複数の微小構造物が配列されることにより構成された集合構造体である。このスイッチング構造体１０は、信号線路１１、継断部１２（継断手段）、切替部１３（切替手段）、保持部１４（保持手段）、弾性部１５、支持部１６および素子駆動部１７（駆動回路）（図１参照）を備えている。信号線路１１は、Ｙ軸方向に延在すると共に、継断部１２に接続されている。継断部１２は保持部１４に、保持部１４は弾性部１５を介して切替部１３に、切替部１３は支持部１６にそれぞれ接続されている。ここで、継断部１２は保持部１４の中心付近の位置に、切替部１３は継断部１２および保持部１４を介する２つの位置に、支持部１６は継断部１２、切替部１３および保持部１４を介する２つの位置にそれぞれ配置されている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the switching structure 10 is an aggregate structure configured by arranging a plurality of microstructures formed using surface micromachining technology. The switching structure 10 includes a signal line 11, a connection part 12 (connection means), a switching part 13 (switching means), a holding part 14 (holding means), an elastic part 15, a support part 16, and an element driving part 17 ( Drive circuit) (see FIG. 1). The signal line 11 extends in the Y-axis direction and is connected to the connection part 12. The connecting part 12 is connected to the holding part 14, the holding part 14 is connected to the switching part 13 via the elastic part 15, and the switching part 13 is connected to the support part 16. Here, the connection part 12 is at a position near the center of the holding part 14, the switching part 13 is at two positions via the connection part 12 and the holding part 14, and the support part 16 is at the connection part 12, the switching part 13 and They are respectively arranged at two positions via the holding part 14.

継断部１２は、一組の固定子１２Ａおよび可動子１２Ｂ（第３可動子）により構成されている。この固定子１２Ａおよび可動子１２Ｂは、導電性材料、例えばアルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）などのＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor)プロセスと整合する材料、または誘電体材料からなる平板により構成されている。   The connection part 12 is comprised by a set of stator 12A and the needle | mover 12B (3rd needle | mover). The stator 12A and the mover 12B are made of a conductive material, for example, a flat plate made of a material that is compatible with a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) process such as aluminum (Al) or copper (Cu), or a dielectric material. Yes.

信号線路１１は、継断部１２と同様の導電性材料により構成されており、固定子１２Ａと直接接続されている。この信号線路１１は、図３および図４に示したように、継断部１２がオフ状態（切替部１３に対して電力が印加されていない状態）の場合には、可動子１２Ｂと電気的に絶縁されている。一方、継断部１２がオン状態（切替部１３に対して電力が印加されている状態）の場合には、固定子１２Ａを介して可動子１２Ｂと電気的に導通している。   The signal line 11 is made of a conductive material similar to that of the connecting portion 12 and is directly connected to the stator 12A. As shown in FIGS. 3 and 4, the signal line 11 is electrically connected to the mover 12 </ b> B when the connection portion 12 is in an off state (a state where no power is applied to the switching portion 13). Is insulated. On the other hand, when the connection part 12 is in an ON state (a state where electric power is applied to the switching part 13), it is electrically connected to the mover 12B via the stator 12A.

すなわち、継断部１２は、信号線路１１を機械的に継断することができるようになっている。ここで、「機械的に継断する」とは、機械的なスイッチがオン／オフ動作することを意味している。ここで、オン動作は、切替部１３および保持部１４に対して電力を印加することにより、継断部１２の固定子１２Ａおよび可動子１２Ｂを接触させる動作を意味している。オフ動作は、切替部１３および保持部１４に対して電力の供給を停止することにより、継断部１２の固定子１２Ａおよび可動子１２Ｂの接触を開放させる動作を意味している。また、機械的なスイッチの接点の方式としては、例えばシリーズ方式（図５（Ａ））やシャント方式（図５（Ｂ））が挙げられるが、本実施の形態では何れの方式であってもよい。なお、図５（Ａ）は、シリーズ方式における、オン状態（一の素子からの信号が継断部１２を介して他の素子へ伝送されている状態）の断面構成を、図５（Ｂ）は、シャント方式における、オン状態（一の素子からの信号が継断部１２を介して他の素子へ伝送されていない状態）の断面構成を表したものである。   That is, the connection part 12 can connect the signal line 11 mechanically. Here, “mechanically connecting / disconnecting” means that a mechanical switch is turned on / off. Here, the on-operation means an operation of bringing the stator 12A and the movable element 12B of the connecting portion 12 into contact with each other by applying electric power to the switching portion 13 and the holding portion 14. The off operation means an operation of releasing the contact between the stator 12A and the mover 12B of the connecting portion 12 by stopping the supply of power to the switching portion 13 and the holding portion 14. In addition, examples of a mechanical switch contact method include a series method (FIG. 5A) and a shunt method (FIG. 5B). In this embodiment, any method may be used. Good. 5A illustrates a cross-sectional configuration in an on state (a state in which a signal from one element is transmitted to another element through the connection portion 12) in the series system. These represent the cross-sectional structure of an ON state (state in which the signal from one element is not transmitted to another element via the connection part 12) in a shunt system.

切替部１３は、Ｘ軸方向に延在する第１膨張層１３Ａ−１および第２膨張層１３Ａ−２を支持部１６上にこの順に積層してなる可動子１３Ａ（第１可動子）と、Ｘ軸方向に延在する第１膨張層１３Ｂ−１および第２膨張層１３Ｂ−２を支持部１６上にこの順に積層してなる可動子１３Ｂ（第２可動子）とにより構成されている。第１膨張層１３Ａ−１，１３Ｂ−１は、第２膨張層１３Ａ−２，１３Ｂ−２よりも小さな熱膨張率の材料により構成されている。これら第１膨張層１３Ａ−１，１３Ｂ−１と第２膨張層１３Ａ−２，１３Ｂ−２の組み合わせとしては、例えば、（ａ）ポリシリコン（熱膨張率：０．４ｘ１０5 ／Ｋ）とニッケル（熱膨張率：１２．８ｘ１０5 ／Ｋ）、（ｂ）ポリシリコンと銅（熱膨張率：１３．６ｘ１０5 ／Ｋ）、（ｃ）ポリシリコンとアルミニウム（熱膨張率：２３．０ｘ１０5 ／Ｋ）、（ｄ）ニッケルと銅、（ｅ）ニッケルとアルミニウム、（ｆ）銅とアルミニウムなどが挙げられる。なお、可動子１３Ａおよび可動子１３Ｂは、第１膨張層１３Ａ−１，１３Ｂ−１と第２膨張層１３Ａ−２，１３Ｂ−２の積層の順番が互いに異なるように構成されていることから、互いに異なる方向に変位（ストローク）するようになっている。具体的には、可動子１３ＡはＺ軸の負方向、可動子１３ＢはＺ軸の正方向に変位（ストローク）するようになっている。このように、この切替部１３は、低電圧で可動子１３Ａおよび可動子１３Ｂを大きくストロークさせることが可能な熱アクチュエータとしての機能を有している。従って、仮に継断部１２の固定子１２Ａと可動子１２Ｂとの間隙が例えば１μｍ程度あったとしても、継断部１２の可動子１２Ｂを固定子１２Ａに押圧することができる。 The switching unit 13 includes a movable element 13A (first movable element) formed by laminating a first expansion layer 13A-1 and a second expansion layer 13A-2 extending in the X-axis direction on the support unit 16 in this order. A movable element 13B (second movable element) is formed by laminating a first expansion layer 13B-1 and a second expansion layer 13B-2 extending in the X-axis direction on the support portion 16 in this order. The first expansion layers 13A-1 and 13B-1 are made of a material having a smaller coefficient of thermal expansion than the second expansion layers 13A-2 and 13B-2. As a combination of the first expansion layers 13A-1 and 13B-1 and the second expansion layers 13A-2 and 13B-2, for example, (a) polysilicon (thermal expansion coefficient: 0.4 × 10 5 / K) and nickel (coefficient of thermal expansion: 12.8x10 5 / K), ( b) poly-silicon and copper (thermal expansion coefficient: 13.6x10 5 / K), ( c) polysilicon and aluminum (coefficient of thermal expansion: 23.0x10 5 / K), (d) nickel and copper, (e) nickel and aluminum, and (f) copper and aluminum. Since the mover 13A and the mover 13B are configured so that the order of stacking the first expansion layers 13A-1 and 13B-1 and the second expansion layers 13A-2 and 13B-2 is different from each other, They are displaced (stroked) in different directions. Specifically, the mover 13A is displaced (stroked) in the negative direction of the Z axis, and the movable element 13B is displaced in the positive direction of the Z axis. As described above, the switching unit 13 has a function as a thermal actuator capable of greatly moving the mover 13A and the mover 13B with a low voltage. Accordingly, even if the gap between the stator 12A and the movable element 12B of the connecting portion 12 is about 1 μm, for example, the movable element 12B of the connecting portion 12 can be pressed against the stator 12A.

保持部１４は、例えば、図２に示したような、一対の端部１４Ｂ−１，１４Ｂ−１および一対の端部１４Ｂ−２，１４Ｂ−２を有する十字状の形状からなる可動子１４Ｂ（第４可動子）により構成されている。この一対の端部１４Ｂ−１は、弾性部１５を介して一対の可動子１３Ａにそれぞれ接続されると共に、一対の端部１４Ｂ−２は、弾性部１５を介して一対の可動子１３Ｂにそれぞれ接続されている。また、可動子１４Ｂは、中央部分、具体的には十字が交わる部分の空間Ｓ側に、継断部１２の可動子１２Ｂと接続されている。   The holding part 14 is, for example, a movable element 14B (as shown in FIG. 2) having a pair of end parts 14B-1, 14B-1 and a pair of end parts 14B-2, 14B-2. 4th mover). The pair of end portions 14B-1 are connected to the pair of movers 13A via the elastic portions 15, respectively, and the pair of end portions 14B-2 are respectively connected to the pair of movers 13B via the elastic portions 15. It is connected. Further, the movable element 14B is connected to the movable element 12B of the connecting portion 12 on the space S side of the central portion, specifically, the portion where the cross crosses.

また、可動子１４Ｂは、ラッチ性を有する材料、例えば、単結晶シリコンまたはポリシリコンにより構成されている。「ラッチ性を有する」とは、具体的には、外部からの力と、この力により変位した形状から生じる内部応力とが釣り合って、その変位した形状を維持し続けることが可能であることを意味している。このように、可動子１４Ｂは、バックルアクチュエータとしての機能を有している。なお、上記の釣り合いの状態については、スイッチング素子の動作を説明する際に合わせて詳述する。   The mover 14B is made of a latching material, for example, single crystal silicon or polysilicon. Specifically, “having a latching property” means that it is possible to balance the external force and the internal stress generated by the shape displaced by this force and maintain the displaced shape. I mean. Thus, the mover 14B has a function as a buckle actuator. The balance state will be described in detail when the operation of the switching element is described.

弾性部１５は、例えば、単結晶シリコンまたはポリシリコンにより構成されている。この弾性部１５は、例えば、図６に示したように、平面上を蛇行した形状を有するミアンダ(meander) ばねであり、このミアンダばねには、蛇行路の折り返し付近に突起が設けられている。この突起はバネの縮む方向に突き出ているため、バネが縮む際に隣接する蛇行路と接触し、バネが縮むのを阻害するようになっている。そのため、このミアンダばねは、伸びるときのばね定数が縮むときのばね定数より小さくなるようになっている。これにより、切替部１３および保持部１４の応答速度を向上させることができる。   The elastic portion 15 is made of, for example, single crystal silicon or polysilicon. For example, as shown in FIG. 6, the elastic portion 15 is a meander spring having a meandering shape on a plane. The meander spring is provided with a protrusion in the vicinity of the return of the meandering path. . Since the protrusion protrudes in the direction in which the spring contracts, the protrusion comes into contact with an adjacent meandering path when the spring contracts, and inhibits the spring from contracting. For this reason, the meander spring is configured such that the spring constant when it expands is smaller than the spring constant when it contracts. Thereby, the response speed of the switching part 13 and the holding | maintenance part 14 can be improved.

支持部１６は、例えば、単結晶シリコンまたはポリシリコンにより構成されており、絶縁層１６Ａと絶縁層１６Ｂとをこの順に積層した構造を有している。この支持部１６は、継断部１２、切替部１３および保持部１４の可動子１２Ｂ，１３Ｂ，１４Ｂからなる梁をその両端で支持すると共に、スイッチング構造体１０内部に所定の空間Ｇを構成するようになっている。   The support portion 16 is made of, for example, single crystal silicon or polysilicon, and has a structure in which an insulating layer 16A and an insulating layer 16B are stacked in this order. The support portion 16 supports the beam composed of the movers 12B, 13B, and 14B of the connecting portion 12, the switching portion 13, and the holding portion 14 at both ends, and forms a predetermined space G inside the switching structure 10. It is like that.

素子駆動部１７は、切替部１３に対してオン動作またはオフ動作をさせるためのものである。   The element driving unit 17 is for causing the switching unit 13 to perform an on operation or an off operation.

このような構成を有するスイッチング素子は、例えば次のようにして製造することができる。図７（Ａ）〜（Ｂ）および図８（Ａ）〜（Ｂ）は、スイッチング素子の製造工程を説明するためのものである。   A switching element having such a configuration can be manufactured, for example, as follows. 7A to 7B and FIGS. 8A to 8B are for explaining the manufacturing process of the switching element.

スイッチング素子を製造する際には、まず、図７（Ａ）に示したように、Ｓｉからなる半導体基板１上に、例えば減圧ＣＶＤ（Chemical Vapor Depositon）法を使用して、ＳｉＮなどの絶縁性材料を成膜することにより絶縁層２を形成する。続いて、例えば減圧ＣＶＤ法を使用して、絶縁層２上に、Ｃｕなどの導電性材料を成膜したのち、フォトリソグラフィ処理およびドライエッチング処理を使用して導電性材料をパターニングすることにより、固定子１２Ａを形成する。なお、以下では、上記したフォトリソグラフィ処理およびドライエッチング処理を使用したパターニング処理を、単に「パターニング」と称する。   When manufacturing a switching element, first, as shown in FIG. 7A, an insulating property such as SiN is formed on a semiconductor substrate 1 made of Si by using, for example, a low pressure CVD (Chemical Vapor Depositon) method. The insulating layer 2 is formed by depositing a material. Subsequently, by depositing a conductive material such as Cu on the insulating layer 2 using, for example, a low pressure CVD method, and patterning the conductive material using a photolithography process and a dry etching process, A stator 12A is formed. Hereinafter, the patterning process using the photolithography process and the dry etching process described above is simply referred to as “patterning”.

次に、例えば減圧ＣＶＤ法を使用して、後工程において空間Ｇが形成されることとなる領域を埋め込むように、例えばＬＰ−ＴＥＯＳ（Low Pressure TEtraethyl ORthosilicate)を成膜することにより犠牲層Ｔ１を形成する。続いて、パターニングにより、絶縁層１６Ａを形成することとなる領域に孔を形成したのち、例えば減圧ＣＶＤ法を使用して、その孔に例えばポリシリコンなどの絶縁性材料を埋め込むことにより絶縁層１６Ａを形成する。その後、例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing:化学的機械的研磨）により、犠牲層Ｔ１および絶縁層１６Ａの表面全体を平坦化する。   Next, the sacrificial layer T1 is formed by depositing, for example, LP-TEOS (Low Pressure TEtraethyl ORthosilicate) so as to embed a region where the space G is to be formed in a subsequent process by using, for example, a low pressure CVD method. Form. Subsequently, after forming a hole in a region where the insulating layer 16A is to be formed by patterning, an insulating material such as polysilicon is embedded in the hole by using, for example, a low pressure CVD method. Form. Thereafter, the entire surfaces of the sacrificial layer T1 and the insulating layer 16A are planarized by, for example, CMP (Chemical Mechanical Polishing).

続いて、例えば減圧ＣＶＤ法を使用して犠牲層Ｔ１および絶縁層１６Ａ上に、Ｃｕなどの導電性材料を成膜したのち、パターニングすることにより、図７（Ｂ）に示したように、犠牲層Ｔ１の表面のうち固定子１２Ａと対向する領域に可動子１２Ｂを形成する。また、同様の方法により、犠牲層Ｔ１の表面の一部および支持部１６上に、第１膨張層１３Ａ−１および第２膨張層１３Ａ−２をこの順に積層してなる可動子１３Ａと、第１膨張層１３Ｂ−１および第２膨張層１３Ｂ−２をこの順に積層してなる可動子１３Ｂをそれぞれ形成する。なお、図７（Ｂ）には、可動子１３Ａのみが例示されている。   Subsequently, a conductive material such as Cu is formed on the sacrificial layer T1 and the insulating layer 16A by using, for example, a low pressure CVD method, and then patterned to form a sacrificial material as shown in FIG. A mover 12B is formed in a region facing the stator 12A on the surface of the layer T1. Further, by a similar method, a movable element 13A in which a first expansion layer 13A-1 and a second expansion layer 13A-2 are stacked in this order on a part of the surface of the sacrificial layer T1 and the support portion 16, and the first A mover 13B is formed by laminating the first expansion layer 13B-1 and the second expansion layer 13B-2 in this order. FIG. 7B illustrates only the mover 13A.

次に、例えば減圧ＣＶＤ法を使用して、図８（Ａ）に示したように、露出している犠牲層Ｔ１の表面全体を覆うように、例えばＬＰ−ＴＥＯＳを成膜することにより犠牲層Ｔ２を形成する。続いて、犠牲層Ｔ２および可動子１２Ｂ上に、ポリシリコンなどの優れた機械的特性を有する材料を成膜することにより、前躯体１４Ｄを形成する。さらに、例えば減圧ＣＶＤ法を使用して、半導体基板１上の表面全体を覆うように、例えばＬＰ−ＴＥＯＳを成膜したのち、パターニングすることにより、後工程において弾性部１５が形成されることとなる領域と対向する領域に開口部を有する犠牲層Ｔ３を形成する。   Next, as shown in FIG. 8A, for example, by using a low pressure CVD method, a sacrificial layer is formed by depositing, for example, LP-TEOS so as to cover the entire surface of the exposed sacrificial layer T1. T2 is formed. Subsequently, a precursor 14D is formed by depositing a material having excellent mechanical properties such as polysilicon on the sacrificial layer T2 and the movable element 12B. Further, for example, LP-TEOS is formed to cover the entire surface of the semiconductor substrate 1 by using, for example, a low pressure CVD method, and then the elastic portion 15 is formed in a later process by patterning. A sacrificial layer T3 having an opening is formed in a region facing the region to be formed.

次に、可動子１２Ｂ、可動子１３Ａおよび可動子１３Ｂが互いに接続されることとなるようにパターニングすることにより、図８（Ｂ）に示したように、例えばミアンダばねからなる弾性部１５を複数形成する。   Next, by patterning the movable element 12B, the movable element 13A and the movable element 13B to be connected to each other, as shown in FIG. 8B, a plurality of elastic portions 15 made of, for example, meander springs are provided. Form.

続いて、例えば希フッ化水素（ＤＨＦ；Diluted Hydrogen Fluorede ）溶液などの溶解液を使用して犠牲層Ｔ１、犠牲層Ｔ２および犠牲層Ｔ３を溶解させることにより、これらの犠牲層を選択的に除去する。これにより、図８（Ｂ）に示したように、犠牲層Ｔ１が設けられていた箇所に、空間Ｇが構成されるので、間隙を介して固定子１２Ａと可動子１２Ｂとが互いに対向配置される。このようにして、スイッチング素子が形成される。   Subsequently, the sacrificial layer T1, the sacrificial layer T2, and the sacrificial layer T3 are dissolved by using a solution such as a dilute hydrogen fluoride (DHF) solution to selectively remove the sacrificial layers. To do. As a result, as shown in FIG. 8B, the space G is formed at the location where the sacrificial layer T1 was provided, so that the stator 12A and the mover 12B are arranged to face each other via a gap. The In this way, a switching element is formed.

次に、図３および図４および図９（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、本実施の形態のスイッチング素子の作用について説明する。図１は、オフ状態の様子を、図９（Ａ）〜（Ｃ）は、オフ状態からオン状態に移行する様子をそれぞれ表したものである。   Next, the operation of the switching element according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3, 4, and 9 </ b> A to 9 </ b> C. FIG. 1 shows the state of the off state, and FIGS. 9A to 9C show the state of shifting from the off state to the on state.

本実施の形態のスイッチング素子は、オン状態およびオフ状態のツーステートを有しており、素子駆動部１７から切替部１３および保持部１４に対してオン動作の指令が送られると、切替部１３および保持部１４はオフ状態からオン状態へ、逆に、オフ動作の指令が送られると、切替部１３および保持部１４はオン状態からオフ状態へそれぞれ移行する。また、素子駆動部１７から切替部１３および保持部１４に対して状態の変更を求める何らかの指令が送られて来ない限り、切替部１３よび保持部１４は、オン状態およびオフ状態のいずれか一方の状態を維持する。なお、オン状態は図９（Ｂ）に示された状態、オフ状態は図３および図４に示された状態をそれぞれ指している。   The switching element of the present embodiment has a two-state of an on state and an off state, and when an on operation command is sent from the element driving unit 17 to the switching unit 13 and the holding unit 14, the switching unit 13 When the off operation command is sent, the switching unit 13 and the holding unit 14 shift from the on state to the off state, respectively. In addition, unless any command for changing the state is sent from the element driving unit 17 to the switching unit 13 and the holding unit 14, the switching unit 13 and the holding unit 14 are in either the on state or the off state. Maintain the state. The on state indicates the state shown in FIG. 9B, and the off state indicates the state shown in FIGS.

オン動作について具体的に説明すると、まず、素子駆動部１７は、切替部１３の可動子１３Ａに対して電力供給を開始する。すると、切替部１３の可動子１３Ａは、弾性部１５および可動子１４Ｂの端部１４Ｂ−１を介して継断部１２の可動子１２Ｂに接続されているので、可動子１３Ａおよび可動子１２ＢがＺ軸の負方向に変位する。その結果、図９（Ａ）に示したように、可動子１２Ｂが固定子１２Ａと接触する。その後、可動子１３Ａの駆動を停止し、可動子１３Ａを元の位置に戻すことにより、オン状態となる。   The on-operation will be specifically described. First, the element driving unit 17 starts supplying power to the mover 13 </ b> A of the switching unit 13. Then, since the movable element 13A of the switching unit 13 is connected to the movable element 12B of the connection part 12 via the elastic part 15 and the end part 14B-1 of the movable element 14B, the movable element 13A and the movable element 12B are connected. Displacement in the negative direction of the Z-axis. As a result, as shown in FIG. 9A, the mover 12B comes into contact with the stator 12A. Thereafter, the driving of the movable element 13A is stopped, and the movable element 13A is returned to the original position to be turned on.

このとき、保持部１４の可動子１４Ｂは、Ｕ字状に変形しているので、外部から何らかの力が加えられていない場合には、図３および図４に示したような平面状の形状に戻ってしまう。ところが、本実施の形態では、可動子１４Ｂに接続されているそれぞれの弾性部１５から可動子１４Ｂへ力が加えられているため、可動子１４ＢはＵ字状の形状を維持することができる。これにより、上記のように、切替部１３を何ら駆動していない状態であっても、継断部１２の固定子１２Ａと可動子１２Ｂとの接触を維持することができる。このように、オン状態において、電力を消費することがないので、低電圧化・低消費電力化を同時に実現することができる。   At this time, since the movable element 14B of the holding portion 14 is deformed in a U shape, when no force is applied from the outside, the movable element 14B has a planar shape as shown in FIGS. I will return. However, in the present embodiment, since force is applied from the respective elastic portions 15 connected to the movable element 14B to the movable element 14B, the movable element 14B can maintain a U-shaped shape. Thereby, even if it is the state which has not driven the switching part 13 at all as mentioned above, the contact with the stator 12A of the connection part 12 and the needle | mover 12B can be maintained. In this way, since no power is consumed in the on state, low voltage and low power consumption can be realized at the same time.

一方、オフ動作について具体的に説明すると、まず、素子駆動部１７は、切替部１３の可動子１３Ｂに対して電力供給を開始する。すると、切替部１３の可動子１３Ｂは、弾性部１５および可動子１４Ｂの端部１４Ｂ−２を介して継断部１２の可動子１２Ｂに接続されているので、可動子１３Ｂおよび可動子１２ＢがＺ軸の正方向に変位する。その結果、図９（Ｃ）に示したように、可動子１２Ｂが固定子１２Ａと分離される。その後、可動子１３Ｂの駆動を停止し、可動子１３Ｂを元の位置に戻すことにより、図３および図４に示したように、オフ状態となる。このように、オフ状態において、電力を消費することがないので、低電圧化・低消費電力化を同時に実現することができる。     On the other hand, specifically describing the off operation, first, the element driving unit 17 starts supplying power to the movable element 13 </ b> B of the switching unit 13. Then, since the movable element 13B of the switching unit 13 is connected to the movable element 12B of the connection part 12 via the elastic part 15 and the end part 14B-2 of the movable element 14B, the movable element 13B and the movable element 12B are connected. Displacement in the positive direction of the Z-axis. As a result, as shown in FIG. 9C, the mover 12B is separated from the stator 12A. Thereafter, the driving of the mover 13B is stopped, and the mover 13B is returned to the original position, thereby turning off as shown in FIG. 3 and FIG. Thus, since no power is consumed in the off state, a reduction in voltage and a reduction in power consumption can be realized simultaneously.

このように、本実施の形態のスイッチング素子では、継断部１２の継断と、継断部１２の切り替え後の状態の保持とが、弾性部１５を介した切替部１３と保持部１４との協調動作（２元駆動）によって行われる。   Thus, in the switching element of the present embodiment, the connection of the connection part 12 and the holding of the state after the connection of the connection part 12 are switched between the switching part 13 and the holding part 14 via the elastic part 15. This is performed by cooperative operation (two-way drive).

次に、本実施の形態のスイッチング素子の効果について説明する。   Next, the effect of the switching element of this embodiment will be described.

上記製造方法の説明の際に詳述したように、本実施の形態のスイッチング素子は、減圧ＣＶＤ法や、パターニング法など、通常の製造プロセスで使用される方法を用いて製造することが可能なものである。そのため、他の回路素子との製造プロセスの整合性が高く、他の回路素子と同一の基板上に形成することが可能となるので、他の回路素子と共に同一パッケージ内に実装することができる。また、特異な製法を必要としないので、製造プロセスを複雑化する虞もない。したがって、本実施の形態のスイッチング素子は、容易に製造することができる。   As described in detail in the description of the manufacturing method, the switching element of the present embodiment can be manufactured using a method used in a normal manufacturing process such as a low pressure CVD method or a patterning method. Is. Therefore, the consistency of the manufacturing process with other circuit elements is high, and it can be formed on the same substrate as the other circuit elements, so that it can be mounted together with other circuit elements in the same package. In addition, since a specific manufacturing method is not required, there is no possibility of complicating the manufacturing process. Therefore, the switching element of the present embodiment can be easily manufactured.

次に、高周波特性の観点から素子駆動電圧および消費電力について言及する。高周波特性における主なパラメータとしては、アイソレーション（クロストーク）と、インサーション・ロス（挿入損失）が挙げられる。前者は、一般的なスイッチング素子（シリーズ方式）の絶縁抵抗に相当し、絶縁抵抗が大きいほど漏れが小さいことを意味するが、スイッチング素子のアイソレーションを大きくするには、継断部１２の固定子１２Ａと可動子１２Ｂとの間隙ｇ１をある程度大きくすることが必要となる。しかしながら、間隙ｇ１を大きくすると、継断部１２の可動子１２Ｂのストロークも大きくなるので、従来のように、単一のアクチュエータからなるスイッチング素子（本実施の形態の保持部１４がない場合に相当する）を用いただけでは、充分なストロークが得られたとしても、素子駆動電圧がストロークの２乗に比例して大きくなることから、消費電力が例えば数百ｍＷ、または駆動電圧が例えば２０Ｖを超える程に大きくなってしまう。その結果、特に、低電圧動作・低消費電力化が常識となっている電子機器の技術分野では、このようなスイッチング素子を使用することは困難である。   Next, element drive voltage and power consumption will be mentioned from the viewpoint of high frequency characteristics. Main parameters in the high-frequency characteristics include isolation (crosstalk) and insertion loss (insertion loss). The former corresponds to the insulation resistance of a general switching element (series system), and means that the larger the insulation resistance, the smaller the leakage. However, in order to increase the isolation of the switching element, the joint portion 12 is fixed. It is necessary to increase the gap g1 between the child 12A and the mover 12B to some extent. However, if the gap g1 is increased, the stroke of the mover 12B of the connecting portion 12 is also increased, which is equivalent to the case where there is no switching element made of a single actuator (the holding portion 14 of the present embodiment is not provided) as in the prior art. Even if a sufficient stroke is obtained, the element drive voltage increases in proportion to the square of the stroke, so that the power consumption is several hundred mW or the drive voltage exceeds 20 V, for example. It will become so big. As a result, it is difficult to use such a switching element, particularly in the technical field of electronic equipment where low voltage operation and low power consumption are common sense.

また、後者は、一般的なスイッチング素子（シリーズ方式）の接触抵抗に相当し、接触抵抗が小さいほど接点間での信号の損失が小さくなり、正確な信号伝達をすることができ、また、発熱を小さくできることを意味するが、スイッチング素子のインサーション・ロスを小さくするには、継断部１２の固定子１２Ａと可動子１２Ｂとの接触抵抗を下げることが必要となる。しかしながら、接触抵抗を下げるには、可動子１２から固定子１２Ａに対して押圧することが必要となるので、単一のアクチュエータからなる従来のスイッチング素子を用いた場合には、アクチュエータの間隙を継断部のそれより大きくするか、または、アクチュエータの固定子の厚さを継断部の固定子のそれより薄くすることが必要となる。その結果、アクチュエータのストロークが大きくなり、上記と同様の問題が生じてしまうので、このようなスイッチング素子を使用することは、インサーション・ロスの観点からも困難である。   The latter corresponds to the contact resistance of a general switching element (series system). The smaller the contact resistance, the smaller the signal loss between the contacts, and the more accurate signal transmission can be achieved. However, in order to reduce the insertion loss of the switching element, it is necessary to reduce the contact resistance between the stator 12A and the mover 12B of the connecting portion 12. However, in order to reduce the contact resistance, it is necessary to press the movable element 12 against the stator 12A. Therefore, when a conventional switching element composed of a single actuator is used, the gap between the actuators is connected. It is necessary to make it larger than that of the cut portion or make the thickness of the actuator stator thinner than that of the stator of the cut portion. As a result, the stroke of the actuator becomes large and the same problem as described above occurs, so it is difficult to use such a switching element from the viewpoint of insertion loss.

一方、本実施の形態のスイッチング素子では、上記したように、継断部１２の継断と、継断部１２の切り替え後の状態の保持とが、弾性部１５を介した切替部１３と保持部１４との協調動作によって行われるので、充分なストロークを得ることができると共に、継断部１２の接触抵抗を下げることができる。   On the other hand, in the switching element of the present embodiment, as described above, the connection of the connection part 12 and the holding of the state after the connection of the connection part 12 are maintained with the switching part 13 via the elastic part 15. Since it is performed by the cooperative operation with the portion 14, a sufficient stroke can be obtained and the contact resistance of the joint portion 12 can be lowered.

これにより、インサーション・ロスや、アイソレーションなどの高周波特性を非常によくすることができ、高周波特性が良いとされているＭＭＩＣ（Monolithic Microwave Integrated Circuit ；モノリシック・マイクロ波集積回路）と比べても、勝るとも劣らない優れた高周波特性を有している。なお、このＭＭＩＣは、トランジスタなどの能動素子のほか、抵抗やコンデンサなどの受動素子、さらには信号分配や合成回路などを一体化して一つの化合物半導体基板（主としてＧａＡｓ（ガリウム砒素）など) 上に形成した集積回路のことであり、主にマイクロ波・ミリ波の帯域で用いられるものである。このＭＭＩＣは携帯電話をはじめ、アンプ、ミキサー、アンテナ・スイッチなどにも使われている。   As a result, high frequency characteristics such as insertion loss and isolation can be greatly improved, compared with MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit), which is considered to have good high frequency characteristics. It has excellent high frequency characteristics that are not inferior. The MMIC is integrated on a single compound semiconductor substrate (mainly GaAs (gallium arsenide), etc.) by integrating active elements such as transistors, passive elements such as resistors and capacitors, and signal distribution and synthesis circuits. This is an integrated circuit formed, and is mainly used in the microwave and millimeter wave bands. This MMIC is also used in mobile phones, amplifiers, mixers, antenna switches, etc.

また、本実施の形態では、上記した協調動作により、例えば信号線路の継断の際に大きな力が必要な場合に、熱アクチュエータのような大きな力で駆動できる回路構成を選択し、一方、継断手段の切り替え後の状態を保持する場合に、ラッチ性を有するバックルアクチュエータのような、電力を全く消費しない構成を選択することができる。このように、用途に応じて最適な構成を選択することにより、低電圧・低消費電力系の素子と一体的に形成することが可能な程度の低電圧化と低消費電力とを両立させることができる。   In the present embodiment, the above-described cooperative operation selects a circuit configuration that can be driven with a large force, such as a thermal actuator, when a large force is required, for example, when the signal line is cut off. When the state after switching of the disconnecting means is maintained, a configuration that does not consume power at all, such as a buckle actuator having a latching property, can be selected. In this way, by selecting the optimal configuration according to the application, it is possible to achieve both low voltage and low power consumption that can be integrally formed with low voltage and low power consumption elements. Can do.

以上のことから、本実施の形態のスイッチング素子によれば、製造プロセスが容易で、しかも低電圧・低消費電力系の素子と一体的に形成することができる。   From the above, according to the switching element of the present embodiment, the manufacturing process is easy, and it can be formed integrally with a low voltage / low power consumption element.

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図１０および図１１は、本実施の形態に係るスイッチング素子（可動素子）の断面構成の一例を表したものである。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. 10 and 11 illustrate an example of a cross-sectional configuration of the switching element (movable element) according to the present embodiment.

本実施の形態に係るスイッチング素子は、切替部１３の代わりに切替部２３を備える以外は、上記第１の実施の形態と同一の構成を備えている。そこで、以下、上記第１の実施の形態と同一の構成・作用・効果については適宜省略する。   The switching element according to the present embodiment has the same configuration as that of the first embodiment except that a switching unit 23 is provided instead of the switching unit 13. Therefore, hereinafter, the same configuration, operation, and effect as those in the first embodiment are appropriately omitted.

切替部２３は、図１０および図１１に示したように、Ｘ軸方向に延在する圧電体からなる可動子２３Ａおよび可動子２３Ｂにより構成されている。ここで、圧電体とは、例えば、母材としてのＳｉと、結晶制御を兼ねた配線としてのメタル層（例えばＰｔ）と、圧電層（例えばＡｌＮ、ＰＺＴ、ＢａＴｉＯｘ）とを含んで構成されたものである。この可動子２３Ａは、電圧が印加されると、圧電効果による歪みを生じ、この歪みにより、弾性部１５の接続された一端がＺ軸の負方向に変位するようになっている。一方、可動子２３Ｂは、電圧が印加されると、可動子２３Ａとは逆に、Ｚ軸の正方向に変位するようになっている。このように、この切替部３３は、圧電アクチュエータとしての機能を有している。なお、本実施の形態に係るスイッチング素子の動作は、上記第１の実施の形態と同様である。   As shown in FIGS. 10 and 11, the switching unit 23 includes a mover 23 </ b> A and a mover 23 </ b> B made of a piezoelectric body extending in the X-axis direction. Here, the piezoelectric body includes, for example, Si as a base material, a metal layer (for example, Pt) as a wiring also serving as crystal control, and a piezoelectric layer (for example, AlN, PZT, BaTiOx). Is. When a voltage is applied to the movable element 23A, the movable element 23A is distorted by the piezoelectric effect, and due to this distortion, one end to which the elastic portion 15 is connected is displaced in the negative direction of the Z axis. On the other hand, when a voltage is applied, the mover 23B is displaced in the positive direction of the Z axis, contrary to the mover 23A. Thus, the switching unit 33 has a function as a piezoelectric actuator. The operation of the switching element according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment.

本実施の形態に係るスイッチング素子によれば、上記実施の形態と同様、継断部１２の継断と、継断部１２の切り替え後の状態の保持とが、弾性部１５を介した切替部２３と保持部１４との協調動作によって行われるので、充分なストロークを得ることができると共に、継断部１２の接触抵抗を下げることができる。これにより、インサーション・ロスや、アイソレーションなどの高周波特性を非常によくすることができ、高周波特性が良いとされているＭＭＩＣと比べても、勝るとも劣らない優れた高周波特性を有している。   According to the switching element according to the present embodiment, as in the above-described embodiment, the connection of the connection part 12 and the maintenance of the state after the connection of the connection part 12 are switched via the elastic part 15. 23 and the holding part 14 are performed in a coordinated manner, so that a sufficient stroke can be obtained and the contact resistance of the joint part 12 can be lowered. This makes it possible to improve the high-frequency characteristics such as insertion loss and isolation, and has excellent high-frequency characteristics that are not inferior to those of MMIC, which is considered to have good high-frequency characteristics. Yes.

また、本実施の形態では、上記した協調動作により、上記した協調動作により、例えば信号線路の継断の際に大きな力が必要な場合に、圧電アクチュエータのような大きな力で駆動できる回路構成を選択し、一方、継断手段の切り替え後の状態を保持する場合に、ラッチ性を有するバックルアクチュエータのような、電力を全く消費しない構成を選択することができる。このように、用途に応じて最適な構成を選択することにより、低電圧・低消費電力系の素子と一体的に形成することが可能な程度の低電圧化と低消費電力とを両立させることができる。   Further, in the present embodiment, a circuit configuration that can be driven with a large force, such as a piezoelectric actuator, when a large force is required, for example, when the signal line is disconnected, by the above-described cooperative operation. On the other hand, when the state after switching of the switching means is maintained, a configuration that does not consume power at all, such as a buckle actuator having a latching property, can be selected. In this way, by selecting the optimal configuration according to the application, it is possible to achieve both low voltage and low power consumption that can be integrally formed with low voltage and low power consumption elements. Can do.

以上のことから、本実施の形態のスイッチング素子によれば、製造プロセスが容易で、かつパッケージサイズの縮小化を妨げることがなく、しかも低電圧・低消費電力系の素子と一体的に形成することができる。   From the above, according to the switching element of the present embodiment, the manufacturing process is easy, the reduction of the package size is not hindered, and it is formed integrally with the low voltage / low power consumption element. be able to.

［適用例］
次に、図１２を参照して、本発明のスイッチング素子を搭載した通信装置の構成について説明する。図１２は、電子機器としての通信装置のブロック構成を表している。なお、本発明のスイッチング素子を搭載した半導体デバイスおよびモジュールは、上記通信装置により具現化されるので、以下、合わせて説明する。 [Application example]
Next, with reference to FIG. 12, the structure of the communication apparatus carrying the switching element of this invention is demonstrated. FIG. 12 illustrates a block configuration of a communication device as an electronic device. In addition, since the semiconductor device and module which mount the switching element of this invention are embodied by the said communication apparatus, it demonstrates collectively below.

図１２に示した通信装置は、上記各実施の形態において説明したスイッチング素子を送受信切替器３０１として搭載したものであり、例えば、携帯電話器、情報携帯端末（ＰＤＡ）、無線ＬＡＮ機器などである。なお、上記送受信切替器３０１は、ＳｏＣからなる半導体デバイス内に形成されている。この通信装置は、例えば、図１２に示したように、送信系回路３００Ａ（モジュール）と、受信系回路３００Ｂ（モジュール）と、送受信経路を切り替える送受信切換器３０１と、高周波フィルタ３０２と、送受信用のアンテナ３０３とを備えている。   The communication apparatus shown in FIG. 12 includes the switching element described in each of the above embodiments as a transmission / reception switch 301, such as a mobile phone, a personal digital assistant (PDA), and a wireless LAN device. . The transmission / reception switch 301 is formed in a semiconductor device made of SoC. For example, as shown in FIG. 12, the communication apparatus includes a transmission system circuit 300A (module), a reception system circuit 300B (module), a transmission / reception switch 301 that switches transmission / reception paths, a high-frequency filter 302, and a transmission / reception circuit. The antenna 303 is provided.

送信系回路３００Ａは、Ｉチャンネルの送信データおよびＱチャンネルの送信データに対応した２つのデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ；Digital/Analogue Converter）３１１Ｉ，３１１Ｑおよび２つのバンドパスフィルタ３１２Ｉ，３１２Ｑと、変調器３２０および送信用ＰＬＬ（Phase-Locked Loop ）回路３１３と、電力増幅器３１４とを備えている。この変調器３２０は、上記した２つのバンドパスフィルタ３１２Ｉ，３１２Ｑに対応した２つのバッファアンプ３２１Ｉ，３２１Ｑおよび２つのミキサ３２２Ｉ，３２２Ｑと、移相器３２３と、加算器３２４と、バッファアンプ３２５とを含んで構成されている。   The transmission system circuit 300A includes two digital / analog converters (DACs) 311I and 311Q and two band-pass filters 312I and 312Q corresponding to I-channel transmission data and Q-channel transmission data, and modulation. 320, a transmission PLL (Phase-Locked Loop) circuit 313, and a power amplifier 314. The modulator 320 includes two buffer amplifiers 321I and 321Q and two mixers 322I and 322Q corresponding to the two bandpass filters 312I and 312Q, a phase shifter 323, an adder 324, and a buffer amplifier 325. It is comprised including.

受信系回路３００Ｂは、高周波部３３０、バンドパスフィルタ３４１およびチャンネル選択用ＰＬＬ回路３４２と、中間周波回路３５０およびバンドパスフィルタ３４３と、復調器３６０および中間周波用ＰＬＬ回路３４４と、Ｉチャンネルの受信データおよびＱチャンネルの受信データに対応した２つのバンドパスフィルタ３４５Ｉ，３４５Ｑおよび２つのアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ；Analogue/Digital Converter）３４６Ｉ，３４６Ｑとを備えている。高周波部３３０は、低ノイズアンプ３３１と、バッファアンプ３３２，３３４と、ミキサ３３３とを含んで構成されており、中間周波回路３５０は、バッファアンプ３５１，３５３と、自動ゲイン調整（ＡＧＣ；Auto Gain Controller）回路３５２とを含んで構成されている。復調器３６０は、バッファアンプ３６１と、上記した２つのバンドパスフィルタ３４５Ｉ，３４５Ｑに対応した２つのミキサ３６２Ｉ，３６２Ｑおよび２つのバッファアンプ３６３Ｉ，３６３Ｑと、移相器３６４とを含んで構成されている。   The reception system circuit 300B includes a high frequency unit 330, a band pass filter 341, a channel selection PLL circuit 342, an intermediate frequency circuit 350, a band pass filter 343, a demodulator 360, an intermediate frequency PLL circuit 344, and an I channel reception. Two band-pass filters 345I and 345Q and two analog / digital converters (ADC) 346I and 346Q corresponding to the data and Q-channel received data are provided. The high frequency unit 330 includes a low noise amplifier 331, buffer amplifiers 332 and 334, and a mixer 333. The intermediate frequency circuit 350 includes buffer amplifiers 351 and 353, and automatic gain adjustment (AGC; Auto Gain). Controller) circuit 352. The demodulator 360 includes a buffer amplifier 361, two mixers 362I and 362Q corresponding to the two band-pass filters 345I and 345Q, two buffer amplifiers 363I and 363Q, and a phase shifter 364. Yes.

この通信装置では、送信系回路３００ＡにＩチャンネルの送信データおよびＱチャンネルの送信データが入力されると、それぞれの送信データを以下の手順で処理する。すなわち、まず、ＤＡＣ３１１Ｉ、３１１Ｑにおいてアナログ信号に変換し、引き続きバンドパスフィルタ３１２Ｉ，３１２Ｑにおいて送信信号の帯域以外の信号成分を除去したのち、変調器３２０に供給する。続いて、変調器３２０において、バッファアンプ３２１Ｉ，３２１Ｑを介してミキサ３２２Ｉ，３２２Ｑに供給し、引き続き送信用ＰＬＬ回路３１３から供給される送信周波数に対応した周波数信号を混合して変調したのち、両混合信号を加算器３２４において加算することにより１系統の送信信号とする。この際、ミキサ３２２Ｉに供給する周波数信号に関しては、移相器３２３において信号移相を９０°シフトさせることにより、Ｉチャンネルの信号とＱチャンネルの信号とが互いに直交変調されるようにする。最後に、バッファアンプ３２５を介して電力増幅器３１４に供給することにより、所定の送信電力となるように増幅する。この電力増幅器３１４において増幅された信号は、送受信切換器３０１および高周波フィルタ３０２を介してアンテナ３０３に供給されることにより、そのアンテナ３０３を介して無線送信される。この高周波フィルタ３０２は、通信装置において送信または受信する信号のうちの周波数帯域以外の信号成分を除去するバンドパスフィルタとして機能する。   In this communication apparatus, when I-channel transmission data and Q-channel transmission data are input to the transmission system circuit 300A, each transmission data is processed in the following procedure. That is, first, analog signals are converted by the DACs 311I and 311Q, signal components other than the band of the transmission signal are subsequently removed by the bandpass filters 312I and 312Q, and then supplied to the modulator 320. Subsequently, the modulator 320 supplies the signals to the mixers 322I and 322Q via the buffer amplifiers 321I and 321Q, and subsequently mixes and modulates the frequency signal corresponding to the transmission frequency supplied from the transmission PLL circuit 313, The mixed signal is added in the adder 324 to obtain one transmission signal. At this time, with respect to the frequency signal supplied to the mixer 322I, the phase shifter 323 shifts the signal phase by 90 ° so that the I channel signal and the Q channel signal are orthogonally modulated. Finally, the signal is supplied to the power amplifier 314 via the buffer amplifier 325 to be amplified so as to have a predetermined transmission power. The signal amplified in the power amplifier 314 is supplied to the antenna 303 via the transmission / reception switch 301 and the high frequency filter 302, so that it is wirelessly transmitted via the antenna 303. The high-frequency filter 302 functions as a band-pass filter that removes signal components other than the frequency band of signals transmitted or received in the communication apparatus.

一方、アンテナ３０３から高周波フィルタ３０２および送受信切換器３０１を介して受信系回路３００Ｂに信号が受信されると、その信号を以下の手順で処理する。すなわち、まず、高周波部３３０において、受信信号を低ノイズアンプ３３１で増幅し、引き続きバンドパスフィルタ３４１で受信周波数帯域以外の信号成分を除去したのち、バッファアンプ３３２を介してミキサ３３３に供給する。続いて、チャンネル選択用ＰＰＬ回路３４２から供給される周波数信号を混合し、所定の送信チャンネルの信号を中間周波信号とすることにより、バッファアンプ３３４を介して中間周波回路３５０に供給する。続いて、中間周波回路３５０において、バッファアンプ３５１を介してバンドパスフィルタ３４３に供給することにより中間周波信号の帯域以外の信号成分を除去し、引き続きＡＧＣ回路３５２でほぼ一定のゲイン信号としたのち、バッファアンプ３５３を介して復調器３６０に供給する。続いて、復調器３６０において、バッファアンプ３６１を介してミキサ３６２Ｉ，３６２Ｑに供給したのち、中間周波用ＰＰＬ回路３４４から供給される周波数信号を混合し、Ｉチャンネルの信号成分とＱチャンネルの信号成分とを復調する。この際、ミキサ３６２Ｉに供給する周波数信号に関しては、移相器３６４において信号移相を９０°シフトさせることにより、互いに直交変調されたＩチャンネルの信号成分とＱチャンネルの信号成分とを復調する。最後に、Ｉチャンネルの信号およびＱチャンネルの信号をそれぞれバンドパスフィルタ３４５Ｉ，３４５Ｑに供給することによりＩチャンネルの信号およびＱチャンネルの信号以外の信号成分を除去したのち、ＡＤＣ３４６Ｉ，３４６Ｑに供給してデジタルデータとする。これにより、Ｉチャンネルの受信データおよびＱチャンネルの受信データが得られる。   On the other hand, when a signal is received from the antenna 303 via the high frequency filter 302 and the transmission / reception switch 301 to the reception system circuit 300B, the signal is processed in the following procedure. That is, first, in the high frequency unit 330, the received signal is amplified by the low noise amplifier 331, and subsequently, signal components other than the received frequency band are removed by the band pass filter 341, and then supplied to the mixer 333 via the buffer amplifier 332. Subsequently, the frequency signals supplied from the channel selection PPL circuit 342 are mixed, and a signal of a predetermined transmission channel is used as an intermediate frequency signal, which is supplied to the intermediate frequency circuit 350 via the buffer amplifier 334. Subsequently, in the intermediate frequency circuit 350, signal components other than the band of the intermediate frequency signal are removed by supplying the band pass filter 343 via the buffer amplifier 351, and then the AGC circuit 352 generates a substantially constant gain signal. And supplied to the demodulator 360 via the buffer amplifier 353. Subsequently, in the demodulator 360, the frequency signals supplied from the intermediate frequency PPL circuit 344 are mixed after being supplied to the mixers 362I and 362Q via the buffer amplifier 361, and the I-channel signal component and the Q-channel signal component are mixed. And demodulate. At this time, with respect to the frequency signal supplied to the mixer 362I, the phase shifter 364 shifts the signal phase by 90 ° to demodulate the I-channel signal component and the Q-channel signal component that are orthogonally modulated with each other. Finally, by removing the signal components other than the I channel signal and the Q channel signal by supplying the I channel signal and the Q channel signal to the band pass filters 345I and 345Q, respectively, the signals are supplied to the ADCs 346I and 346Q. Digital data. Thereby, I-channel received data and Q-channel received data are obtained.

この通信装置は、上記各実施の形態において説明したスイッチング素子を受信切替器３０１として搭載しているため、上記各実施の形態において説明した作用により、インサーション・ロスや、アイソレーションなどの高周波特性を非常によくすることができ、高周波特性が良いとされているＭＭＩＣと比べても、勝るとも劣らない優れた高周波特性を有する。   Since this communication device is equipped with the switching element described in each of the above embodiments as the reception switching device 301, high frequency characteristics such as insertion loss and isolation are obtained by the operation described in each of the above embodiments. Compared to MMIC, which is considered to have good high frequency characteristics, it has excellent high frequency characteristics that are not inferior to those of MMIC.

また、上記実施の形態と同様、低電圧・低消費電力系の素子と一体的に形成することが可能な程度の低電圧・低消費電力で可動素子を駆動させることが可能である。その結果、低電圧動作・低消費電力化が常識となっている移動通信端末装置の技術分野においても実用に耐えることができる。   Similarly to the above-described embodiment, the movable element can be driven with a low voltage and low power consumption that can be formed integrally with a low voltage and low power consumption element. As a result, it can withstand practical use even in the technical field of mobile communication terminal devices where low voltage operation and low power consumption are common sense.

なお、図１２に示した通信装置では、上記各実施の形態において説明したスイッチング素子を受信切替器３０１に適用する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、スイッチング素子を送信系回路３００Ａおよび受信系回路３００Ｂ（モジュール）内のミキサ３３２Ｉ，３３２Ｑ，３３３，３６２Ｉ，３６２Ｑや、バンドパスフィルタ３１２Ｉ，３１２Ｑ，３４１，３４３，３４６Ｉ，３４６Ｑ、または、高周波フィルタ３０２に適用してもよい。この場合においても、上記と同様の効果を得ることができる   In the communication apparatus shown in FIG. 12, the case where the switching element described in each of the above embodiments is applied to the reception switch 301 has been described. However, the present invention is not necessarily limited to this. For example, the switching element is transmitted. Even when applied to the mixers 332I, 332Q, 333, 362I, 362Q, the bandpass filters 312I, 312Q, 341, 343, 346I, 346Q or the high frequency filter 302 in the system circuit 300A and the reception system circuit 300B (module). Good. Even in this case, the same effect as described above can be obtained.

以上、いくつかの実施の形態を挙げて本発明のスイッチング素子について説明したが、本発明は上記各実施の形態に限定されず、本発明のスイッチング素子の構成やその製造方法に関する手順などは、上記各実施の形態と同様の効果を得ることが可能な限りにおいて自由に変形可能である。   As described above, the switching element of the present invention has been described with reference to some embodiments, but the present invention is not limited to each of the above embodiments, and the configuration of the switching element of the present invention and the procedure relating to the manufacturing method thereof are It can be freely modified as long as the same effects as those of the above embodiments can be obtained.

また、上記各実施の形態では、本発明の可動素子を携帯電話機などの通信装置に代表される電子機器に適用する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、通信装置以外の電子機器に適用することも可能である。これらのいずれの場合においても、上記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。   In each of the above embodiments, the case where the movable element of the present invention is applied to an electronic device typified by a communication device such as a mobile phone has been described. It can also be applied to equipment. In any of these cases, the same effects as those of the above embodiments can be obtained.

本発明の第１の実施の形態に係るスイッチング素子の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a switching element concerning a 1st embodiment of the present invention. 図１のスイッチング素子の平面構成図である。It is a plane block diagram of the switching element of FIG. 図２のスイッチング素子のＡ−Ａ矢視方向の断面構成図である。It is a cross-sectional block diagram of the AA arrow direction of the switching element of FIG. 図２のスイッチング素子のＢ−Ｂ矢視方向の断面構成図である。It is a cross-sectional block diagram of the BB arrow direction of the switching element of FIG. 継断部を例示して説明するための断面構成図である。It is a section lineblock diagram for illustrating and explaining a joint part. 図２の弾性部の平面構成図である。It is a plane block diagram of the elastic part of FIG. 図１のスイッチング素子の製造工程を説明するための断面構成図である。FIG. 2 is a cross-sectional configuration diagram for explaining a manufacturing process of the switching element of FIG. 1. 図７に続く行程を説明するための断面構成図である。It is a cross-sectional block diagram for demonstrating the process following FIG. 図１のスイッチング素子の動作を説明するための断面構成図である。FIG. 2 is a cross-sectional configuration diagram for explaining an operation of the switching element of FIG. 1. 本発明の第２の実施の形態に係るスイッチング素子の断面構成図である。It is a section lineblock diagram of a switching element concerning a 2nd embodiment of the present invention. 図１０のスイッチング素子の他の断面構成図である。FIG. 11 is another cross-sectional configuration diagram of the switching element of FIG. 10. 図１および図１０のスイッチング素子の適用例に係る電子機器の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the electronic device which concerns on the application example of the switching element of FIG. 1 and FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１…半導体基板、２…絶縁層、１０…スイッチング構造体、１１…信号線路、１２…継断部、１２Ａ…固定子、１２Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ，１４Ｂ…可動子、１３，２３…切替部、１３Ａ−１，１３Ｂ−１…第１熱膨張層、１３Ａ−２，１３Ｂ−２…第２熱膨張層、１４…保持部、１４Ｂ−１，１４Ｂ−２…端部、１５…弾性部、１６，２６…支持部、１７…素子駆動部、２３Ａ…第１膨張層，２３Ｂ…第２膨張層、Ｇ…空間。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor substrate, 2 ... Insulating layer, 10 ... Switching structure, 11 ... Signal line, 12 ... Connection part, 12A ... Stator, 12B, 13A, 13B, 14B ... Movable element, 13, 23 ... Switching part, 13A-1, 13B-1 ... 1st thermal expansion layer, 13A-2, 13B-2 ... 2nd thermal expansion layer, 14 ... Holding part, 14B-1, 14B-2 ... End part, 15 ... Elastic part, 16 , 26 ... support section, 17 ... element drive section, 23A ... first expansion layer, 23B ... second expansion layer, G ... space.

Claims (11)

半導体基板上に、
信号を伝送するための信号線路と、
前記信号線路を機械的に継断するための継断手段と、
熱アクチュエータまたは圧電アクチュエータのいずれか一つを含んで構成され、前記継断手段を切り替えるための切替手段と、
ラッチ性を有する材料により構成され、前記継断手段の切り替え後の状態を保持するための保持手段と
を備えたことを特徴とする可動素子。 On the semiconductor substrate,
A signal line for transmitting signals;
A disconnecting means for mechanically disconnecting the signal line;
A switching means configured to include any one of a thermal actuator or a piezoelectric actuator, and to switch the connection means;
A movable element comprising a holding means for holding a state after switching of the connection means, which is made of a material having a latching property. 前記切替手段は、互いに異なる変位方向を有する第１可動子および第２可動子を有し、
前記継断手段は、互いに対向配置された一組の第３可動子および固定子を有し、
前記保持手段は、前記第３可動子に接続されると共に、弾性部材を介して前記第１可動子および第２可動子に接続された第４可動子を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の可動素子。 The switching means includes a first mover and a second mover having different displacement directions,
The splicing means has a set of third movers and stators arranged to face each other,
The holding means includes a fourth movable element connected to the third movable element and connected to the first movable element and the second movable element via an elastic member. The movable element described. 前記第１可動子へ電力を供給して前記第４可動子をラッチさせたのち前記第１可動子への電力供給を停止し、前記第２可動子へ電力を供給して前記第４可動子のラッチを解除する駆動回路
をさらに備えたことを特徴とする請求項２に記載の可動素子。 After power is supplied to the first mover to latch the fourth mover, power supply to the first mover is stopped, and power is supplied to the second mover to supply the fourth mover. The movable element according to claim 2, further comprising: a drive circuit that releases the latch. 一の素子と他の素子とに接続された可動素子を内蔵するモジュールであって、
前記可動素子は、半導体基板上に、前記一の素子から前記他の素子へ信号を伝送するための信号線路と、前記信号線路を機械的に継断するための継断手段と、熱アクチュエータまたは圧電アクチュエータのいずれか一つを含んで構成され、前記継断手段を切り替えるための切替手段と、ラッチ性を有する材料により構成され、前記継断手段の切り替え後の状態を保持するための保持手段とを有する
ことを特徴とするモジュール。 A module containing a movable element connected to one element and another element,
The movable element includes, on a semiconductor substrate, a signal line for transmitting a signal from the one element to the other element, a disconnecting unit for mechanically disconnecting the signal line, a thermal actuator, A switching unit configured to include any one of the piezoelectric actuators, and a switching unit configured to switch the connecting / disconnecting unit, and a holding unit configured to hold a state after switching of the connecting / disconnecting unit configured by a material having a latching property. And a module characterized by comprising: 前記切替手段は、互いに異なる変位方向を有する第１可動子および第２可動子を有し、
前記継断手段は、互いに対向配置された一組の第３可動子および固定子を有し、
前記保持手段は、前記第３可動子に接続されると共に、弾性部材を介して前記第１可動子および第２可動子に接続された第４可動子を有する
ことを特徴とする請求項４に記載のモジュール。 The switching means includes a first mover and a second mover having different displacement directions,
The splicing means has a set of third movers and stators arranged to face each other,
The holding means includes a fourth mover connected to the third mover and connected to the first mover and the second mover via an elastic member. The listed module. 前記第１可動子へ電力を供給して前記第４可動子をラッチさせたのち前記第１可動子への電力供給を停止し、前記第２可動子へ電力を供給して前記第４可動子のラッチを解除するように構成された駆動回路
をさらに備えたことを特徴とする請求項５に記載のモジュール。 After power is supplied to the first mover to latch the fourth mover, power supply to the first mover is stopped, and power is supplied to the second mover to supply the fourth mover. 6. The module of claim 5, further comprising a drive circuit configured to release the latch. 前記一の素子、他の素子、および可動素子は、同一パッケージ内に形成されている
ことを特徴とする請求項４に記載のモジュール。 The module according to claim 4, wherein the one element, the other element, and the movable element are formed in the same package. 一の素子と他の素子とに接続された可動素子を内蔵する電子機器であって、
前記可動素子は、半導体基板上に、前記一の素子から前記他の素子へ信号を伝送するための信号線路と、前記信号線路を機械的に継断するための継断手段と、熱アクチュエータまたは圧電アクチュエータのいずれか一つを含んで構成され、前記継断手段を切り替えるための切替手段と、ラッチ性を有する材料により構成され、前記継断手段の切り替え後の状態を保持するための保持手段とを有する
ことを特徴とする電子機器。 An electronic device incorporating a movable element connected to one element and another element,
The movable element includes, on a semiconductor substrate, a signal line for transmitting a signal from the one element to the other element, a disconnecting unit for mechanically disconnecting the signal line, a thermal actuator, A switching unit configured to include any one of the piezoelectric actuators, and a switching unit configured to switch the connecting / disconnecting unit, and a holding unit configured to hold a state after switching of the connecting / disconnecting unit configured by a material having a latching property. An electronic device characterized by comprising: 前記切替手段は、互いに異なる変位方向を有する第１可動子および第２可動子を有し、
前記継断手段は、互いに対向配置された一組の第３可動子および固定子を有し、
前記保持手段は、前記第３可動子に接続されると共に、弾性部材を介して前記第１可動子および第２可動子に接続された第４可動子を有する
ことを特徴とする請求項８に記載の電子機器。 The switching means includes a first mover and a second mover having different displacement directions,
The splicing means has a set of third movers and stators arranged to face each other,
The holding means includes a fourth mover connected to the third mover and connected to the first mover and the second mover via an elastic member. The electronic device described. 前記第１可動子へ電力を供給して前記第４可動子をラッチさせたのち前記第１可動子への電力供給を停止し、前記第２可動子へ電力を供給して前記第４可動子のラッチを解除するように構成された駆動回路
をさらに備えたことを特徴とする請求項９に記載の電子機器。 After power is supplied to the first mover to latch the fourth mover, power supply to the first mover is stopped, and power is supplied to the second mover to supply the fourth mover. The electronic device according to claim 9, further comprising a drive circuit configured to release the latch. 前記一の素子、他の素子、および可動素子は、同一パッケージ内に形成されている
ことを特徴とする請求項８に記載の電子機器。
The electronic device according to claim 8, wherein the one element, the other element, and the movable element are formed in the same package.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014217798A1 (en) * 2014-09-05 2016-03-10 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Micromechanical piezoelectric actuators for realizing high forces and deflections

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10162713A (en) * 1996-11-29 1998-06-19 Omron Corp Micro relay
WO2003020633A1 (en) * 2001-08-30 2003-03-13 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Micro device and its manufacturing method
JP2003315701A (en) * 2002-04-25 2003-11-06 Hitachi Ltd Mirror device and optical switch equipped with the mirror device
JP2004328561A (en) * 2003-04-28 2004-11-18 Hitachi Ltd Microswitch and transmitting/receiving apparatus
JP2004538507A (en) * 2001-07-05 2004-12-24 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション Micro system switch
JP2005142982A (en) * 2003-11-10 2005-06-02 Hitachi Ltd High-frequency mems switch and its manufacturing method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10162713A (en) * 1996-11-29 1998-06-19 Omron Corp Micro relay
JP2004538507A (en) * 2001-07-05 2004-12-24 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション Micro system switch
WO2003020633A1 (en) * 2001-08-30 2003-03-13 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Micro device and its manufacturing method
JP2003315701A (en) * 2002-04-25 2003-11-06 Hitachi Ltd Mirror device and optical switch equipped with the mirror device
JP2004328561A (en) * 2003-04-28 2004-11-18 Hitachi Ltd Microswitch and transmitting/receiving apparatus
JP2005142982A (en) * 2003-11-10 2005-06-02 Hitachi Ltd High-frequency mems switch and its manufacturing method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014217798A1 (en) * 2014-09-05 2016-03-10 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Micromechanical piezoelectric actuators for realizing high forces and deflections
US10349182B2 (en) 2014-09-05 2019-07-09 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Micromechanical piezoelectric actuators for implementing large forces and deflections

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