JP2007281603A - Antenna element, method for manufacturing the same and antenna unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、MEMSスイッチを使用して動作周波数を可変するアンテナ素子、そのアンテナ素子を用いたアンテナ装置、および、アンテナ素子の製造方法に関するものである。 The present invention relates to an antenna element whose operating frequency is varied using a MEMS switch, an antenna device using the antenna element, and a method for manufacturing the antenna element.
半導体微細加工技術を用いて電気的或いは機械的なデバイスを製造する技術であるMicro Electro Mechanical Systems(MEMS)技術は、近年高周波の分野にも適用されつつある。高周波の分野においてMEMS技術を用いて形成される素子の例としてMEMSスイッチがある。MEMSスイッチの特徴は非常に広い周波数帯にわたり低損失と高アイソレーションとを同時に実現できることである。 Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) technology, which is a technology for manufacturing electrical or mechanical devices using semiconductor microfabrication technology, has recently been applied to the field of high frequencies. An example of an element formed using MEMS technology in the field of high frequency is a MEMS switch. The feature of the MEMS switch is that it can simultaneously realize low loss and high isolation over a very wide frequency band.
このような特徴を有するMEMSスイッチは、高周波機器のフロントエンドで好適に用いられる。たとえば米国特許第6198438号明細書(特許文献1)には、アンテナ上に複数のMEMSスイッチを装荷し、それらのオン(導通)/オフ(遮断)によりアンテナの動作周波数を切換える構成が開示される。 A MEMS switch having such characteristics is preferably used in the front end of a high-frequency device. For example, US Pat. No. 6,1984,438 (Patent Document 1) discloses a configuration in which a plurality of MEMS switches are loaded on an antenna and the operating frequency of the antenna is switched by turning them on (conducting) / off (cutting off). .
なお、MEMSスイッチの種類は様々である。一例を示すと、たとえば片持ち梁を静電駆動させるスイッチや、メンブレン(膜)を静電駆動して引っ張ることで通電させるスイッチ等がある。
図27は、米国特許第6198438号明細書(特許文献1)に開示されるアンテナ装置の構成を示す図である。 FIG. 27 is a diagram showing a configuration of an antenna device disclosed in US Pat. No. 6,1984,438 (Patent Document 1).
図27を参照して、アンテナ装置110はマトリックス状に配置された複数の放射導体素子130を備える。同一行または同一列において隣り合う2つの放射導体素子130は接続導体132により接続される。接続導体132の途中にMEMSスイッチ131が配置される。
Referring to FIG. 27,
1個の放射導体素子130に給電した場合には共振長が放射導体素子130の一辺の長さに等しくなる電波が放射される。アンテナ装置110に含まれるすべてのMEMSスイッチ131をオフした状態では、複数の放射導体素子130の各々から共振長が放射導体素子130の一辺の長さと等しい電波が放射される。
When power is supplied to one
一方、すべてのMEMSスイッチ131がオンした状態では複数の放射導体素子130が互いに接続される。これにより複数の放射導体素子130は全体として矩形状の一個の放射導体となる。この場合の共振長は全てのMEMSスイッチ131がオフした状態での共振長に比べて長くなるので、アンテナ装置110はより低い周波数の電波を放射する。このようにアンテナ装置110は、MEMSスイッチのオンとオフとを切換えることで動作周波数を切換えることが可能となる。
On the other hand, when all the
しかしながらアンテナ装置110では動作周波数が高い場合と低い場合との両方において特性インピーダンスの整合を取る必要がある。動作周波数が高い場合のアンテナ装置110の給電点は給電点133となり、動作周波数が高い場合のアンテナ装置110の給電点は給電点134となる。このようにアンテナ装置110では動作周波数が高い場合と低い場合とで給電点の位置を変える必要がある。
However, in the
米国特許第6198438号明細書(特許文献1)ではこのような複数箇所への給電方法について特に開示されていない。しかし異なる複数の場所に給電点が設けられると、一般的に給電線の配置が複雑化する上に給電効率が低下するという問題が生じる。 US Pat. No. 6,1984,438 (Patent Document 1) does not particularly disclose such a method for supplying power to a plurality of locations. However, when feeding points are provided at a plurality of different locations, there are generally problems that the arrangement of the feeding lines is complicated and the feeding efficiency is lowered.
また、米国特許第6198438号明細書(特許文献1)では複数のMEMSスイッチの制御方法について開示されていない。しかしながら図27に示す構成に基づいて検討した場合、その制御方法は複雑化することが容易に想像される。 In addition, US Pat. No. 6,1984,438 (Patent Document 1) does not disclose a method for controlling a plurality of MEMS switches. However, when considering based on the configuration shown in FIG. 27, it is easily imagined that the control method becomes complicated.
また、米国特許第6198438号明細書(特許文献1)では図27に示すように、2つの放射導体素子130の間にはMEMSスイッチ131が1個しか設けられていない。このためMEMSスイッチがオンすると給電に伴う電流がMEMSスイッチ131に集中して流れることになる。MEMSスイッチ131の許容電流を上回る電流がMEMSスイッチ131に流れる場合にはMEMSスイッチ131の接点が融着(スティッキング)するなどの問題が発生して、アンテナ装置110の動作に不具合が生じる。
In US Pat. No. 6,1984,438 (Patent Document 1), as shown in FIG. 27, only one
本発明は上記の課題を解決するために成されたものであり、簡単な制御によりアンテナの動作周波数帯を変えることができ、かつ、安定に動作可能なアンテナ素子を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an antenna element that can change the operating frequency band of an antenna by simple control and can operate stably. .
また、本発明の目的は、上述のアンテナ素子を搭載するアンテナ装置および、アンテナ素子の製造方法を提供することである。 Moreover, the objective of this invention is providing the antenna device which mounts the above-mentioned antenna element, and the manufacturing method of an antenna element.
本発明は要約すれば、アンテナ素子であって、第1および第2の主表面を有する基板と、第1の主表面に形成される第1の放射導体と、第1の主表面に形成され、第1の放射導体を挟むように位置する第2および第3の放射導体と、第1の放射導体と第2の放射導体との間に並列に設けられる複数の第1のMEMSスイッチと、第1の放射導体と第3の放射導体との間に並列に設けられる複数の第2のMEMSスイッチと、第2の主表面に形成される接地導体と、基板を貫通して第1の放射導体の中心と接地導体とを接続する貫通導体とを備える。 In summary, the present invention is an antenna element formed on a substrate having first and second main surfaces, a first radiation conductor formed on the first main surface, and a first main surface. A second and third radiation conductors positioned so as to sandwich the first radiation conductor, and a plurality of first MEMS switches provided in parallel between the first radiation conductor and the second radiation conductor; A plurality of second MEMS switches provided in parallel between the first radiation conductor and the third radiation conductor, a ground conductor formed on the second main surface, and the first radiation penetrating the substrate A through conductor connecting the center of the conductor and the ground conductor;
本発明の他の局面に従うと、アンテナ素子の製造方法であって、第1および第2の主表面を有する半導体基板の第1の主表面上に第1の放射導体を形成するとともに、第1の主表面上に、第1の放射導体を挟むように第2および第3の放射導体を形成する工程と、第1の放射導体を選択的に加工して、第1の放射導体と第2の放射導体との間に並列に設けられる複数の第1のMEMSスイッチと、第1の放射導体と第3の放射導体との間に並列に設けられる複数の第2のMEMSスイッチとを形成する工程と、第2の主表面に接地導体を形成する工程と、半導体基板を貫通して第1の放射導体の中心と接地導体とを接続する貫通導体を形成する工程とを備える。 According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an antenna element, wherein a first radiation conductor is formed on a first main surface of a semiconductor substrate having first and second main surfaces, and the first Forming a second radiation conductor and a third radiation conductor on the main surface of the first radiation conductor so as to sandwich the first radiation conductor; selectively processing the first radiation conductor; A plurality of first MEMS switches provided in parallel with the first radiation conductor and a plurality of second MEMS switches provided in parallel between the first radiation conductor and the third radiation conductor. Forming a ground conductor on the second main surface; and forming a through conductor that penetrates the semiconductor substrate and connects the center of the first radiation conductor and the ground conductor.
本発明のアンテナ素子およびアンテナ装置によれば簡単な制御により動作周波数帯を変えることができる。 According to the antenna element and the antenna device of the present invention, the operating frequency band can be changed by simple control.
また、本発明のアンテナ素子の製造方法によれば、このようなアンテナ素子を製造することが可能になる。 Moreover, according to the method for manufacturing an antenna element of the present invention, it is possible to manufacture such an antenna element.
以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
[実施の形態1]
図1は、実施の形態1に従うアンテナ素子の構成を示す斜視図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an antenna element according to the first embodiment.
図2は、図1のII−II線に沿った断面図である。
図3は、図1のアンテナ素子の裏面を示す平面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
FIG. 3 is a plan view showing the back surface of the antenna element of FIG.
図1〜図3を参照して、アンテナ素子100は、表面1Aおよび裏面1Bを有する基板1を備える。基板1は、たとえば誘電体基板、あるいは高抵抗のシリコン基板等である。
1 to 3,
アンテナ素子100は、さらに、基本放射導体2と、延伸用放射導体3A,3Bと、複数のMEMSスイッチ4A1と、複数のMEMSスイッチ4B1とを備える。基本放射導体2と、延伸用放射導体3A,3Bと、複数のMEMSスイッチ4A1と、複数のMEMSスイッチ4B1とは基板1の表面1Aに形成される。
The
基本放射導体2の形状は矩形である。延伸用放射導体3A,3Bは基本放射導体2に対して対称に配置される。基本放射導体2と延伸用放射導体3Aとの間には複数のMEMSスイッチ4A1が並列に配置される。基本放射導体2と延伸用放射導体3Bとの間には複数のMEMSスイッチ4B1が並列に配置される。
The shape of the
複数のMEMSスイッチ4A1および複数のMEMSスイッチ4B1の各々は片持ち梁構造の可動切片と制御電極とを有する。片持ち梁とは一方端が固定支持され、他方端が自由な状態の梁である。 Each of the plurality of MEMS switches 4A1 and the plurality of MEMS switches 4B1 includes a movable piece having a cantilever structure and a control electrode. A cantilever is a beam that is fixedly supported at one end and free at the other end.
複数のMEMSスイッチ4A1の各々の構成について説明すると、可動切片4Aの一方端は基本放射導体2に接続されることで固定され、可動切片4Aの他方端は延伸用放射導体3A側に延びる。可動切片4Aの他方端は、表面1Aの上方に位置する。
The configuration of each of the plurality of MEMS switches 4A1 will be described. One end of the
制御電極に所定の電圧を印加すると、MEMSスイッチ4A1が動作する(オンする)。MEMSスイッチ4A1の動作時には可動切片4Aの他方端が延伸用放射導体3Aに接触する。この制御電極は可動切片4Aの下方に設けられる。なお、本実施の形態では複数のMEMSスイッチ4A1の各々の制御電極は互いに接続されて制御配線5Aとして形成される。よって複数の可動切片4Aは同時に動作する。
When a predetermined voltage is applied to the control electrode, the MEMS switch 4A1 operates (turns on). During operation of the MEMS switch 4A1, the other end of the
複数のMEMSスイッチ4B1の各々の構成について説明すると、可動切片4Bの一方端は基本放射導体2に接続されることで固定され、可動切片4Bの他方端は延伸用放射導体3B側に延びる。可動切片4Bの他方端は、表面1Aの上方に位置する。
The configuration of each of the plurality of MEMS switches 4B1 will be described. One end of the
MEMSスイッチ4A1と同様に、制御電極に所定の電圧を印加すると、MEMSスイッチ4B1が動作する(オンする)。MEMSスイッチ4B1の動作時には可動切片4Bの他方端が延伸用放射導体3Bに接触する。この制御電極は可動切片4Bの下方に設けられる。なお、本実施の形態では複数のMEMSスイッチ4B1の各々の制御電極は互いに接続されて制御配線5Bとして形成される。よって複数の可動切片4Bは同時に動作する。
Similarly to the MEMS switch 4A1, when a predetermined voltage is applied to the control electrode, the MEMS switch 4B1 operates (turns on). During the operation of the MEMS switch 4B1, the other end of the
アンテナ素子100は、さらに、接地導体6と、貫通導体7とを備える。接地導体6は基板1の裏面1Bに形成される。貫通導体7は基板1を貫通し、かつ、基本放射導体2の中心と接地導体6とを接続する。
The
基本放射導体2の中心とは、放射導体の幾何学的な中心であるとともに、マイクロストリップアンテナの動作時に放射導体と裏面接地導体との間に発生する電界振幅の基準電位となる位置を意味する。
The center of the
基板1には、基板1を貫通する給電用貫通孔8が形成される。給電用貫通孔8にはたとえば基本放射導体2に給電するための装置(たとえば同軸コネクタや給電ケーブル等)が通される。接地導体6には給電用貫通孔8を囲み、かつ、給電用貫通孔8よりも径が大きい開口部6Bが形成される。これにより給電用貫通孔8に通される装置と接地導体との間の絶縁を確保することが可能になる。
In the
アンテナ素子100はいわゆるマイクロストリップアンテナとして機能する。アンテナ素子100の動作原理を以下に述べる。なお、以下に説明する直流電圧は接地導体6の電位を基準としたときの電位差を意味する。
The
図1において、基本放射導体2は貫通導体7を介して接地導体6に接続される。また制御配線5A,5Bには図示しない制御回路によって直流電圧V(制御電圧)が印加される。これにより複数のMEMSスイッチ4A1,4B1がオンする。
In FIG. 1, the
図4は、複数のMEMSスイッチ4A1,4B1がオン状態であるときのアンテナ素子100を示す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing the
図4を参照して、複数の可動切片4Aの各々の先端部(上述の他方端)は延伸用放射導体3Aに接触する。複数の可動切片4Bの各々の先端部(上述の他方端)は延伸用放射導体3Bに接触する。これによって基本放射導体2と延伸用放射導体3Aとが接続されるとともに基本放射導体2と延伸用放射導体3Bとが接続される。
Referring to FIG. 4, the distal end portions (the other end described above) of each of the plurality of
図5は、図4のV−V線に沿った断面図である。
図5を参照して、可動切片4Aは基本放射導体2と接続されることにより直流の基準電位が与えられているので、制御配線5Aの電位を電位Vに設定すると可動切片4Aと制御配線5Aとの間には直流電圧Vに応じた静電力が生じる。可動切片4Aは静電力によって下方に吸引されるので可動切片4Aの先端部が延伸用放射導体3Aに接触する。
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
Referring to FIG. 5, since the
MEMSスイッチ4B1についても同様であり、制御配線5Bの電位を電位Vに設定すると可動切片4Bと制御配線5Bとの間には直流電圧Vに応じた静電力が生じる。可動切片4Bは静電力によって下方に吸引されるので可動切片4Bの先端部が延伸用放射導体3Bに接触する。
The same applies to the MEMS switch 4B1, and when the potential of the
このように本実施の形態では基本放射導体2の電位を基準電位として制御配線5A,5Bに直流電圧Vを印加することでMEMSスイッチをオンさせる。
As described above, in this embodiment, the MEMS switch is turned on by applying the DC voltage V to the
このようなMEMSスイッチの制御方法は、基本放射導体2の中心が高周波的に接地されている(振幅の基準電位となっている)ために基本放射導体2の中心を直流の0電位に設定しても何ら問題がないことを利用している。
In such a MEMS switch control method, since the center of the
接地導体6と基本放射導体2とはマイクロストリップ線路を構成する。基本放射導体2をアンテナとして機能させるためには基本放射導体2に大きな電流を流す必要がある。このためには基本放射導体2の長さを半波長に設定する等により共振現象を利用することによって実現できる。ここで「基本放射導体2の長さ」とは可動切片4Aの根元と可動切片4Bの根元との間の長さを意味する。
The
接地導体6の上にアンテナがある場合にはアンテナの給電には同軸線路が適する。アンテナ素子100においても接地導体6の下側から同軸線路により給電される。なお給電の際には同軸線路の外部導体は接地導体6に接続されて、同軸線路の内部導体は給電用貫通孔8を通り基本放射導体2に接続される。
When there is an antenna on the
ここで、アンテナを動作させるには同軸線路の内部導体を基本放射導体2の中心(貫通導体7の位置)に接続しないことが重要となる。基本放射導体2の両端は開放されているために基本放射導体2の両端での電流は0にならなければならない。しかも基本放射導体2の長さは半波長に設定されているので、基本放射導体2における電流分布は正弦波状になる。
Here, in order to operate the antenna, it is important not to connect the inner conductor of the coaxial line to the center of the basic radiation conductor 2 (position of the through conductor 7). Since both ends of the
共振によって定在波の電流が生じるときには電圧波形は電流波形に対して位相が90度だけずれることが広く知られている。つまり基本放射導体2における電圧の大きさは両端で最大になり、中央では接地導体6の電位と等しく0になる。
It is widely known that when a standing wave current is generated by resonance, the voltage waveform is shifted in phase by 90 degrees with respect to the current waveform. That is, the magnitude of the voltage in the
以上の説明から分かるように、基本放射導体2の中心の電磁界は0になるので、基本放射導体2の中心と接地導体6とを貫通導体7により接続しても、基本放射導体2の中心の電磁界には影響が生じない。仮に基本放射導体2の中心以外の場所と接地導体6とを貫通導体7により接続した場合には、基本放射導体2と接地導体6との間の電磁界が乱されることになるために、放射パターンが乱れたり、放射効率の劣化が生じたりする等の問題が発生する。
As can be seen from the above description, the electromagnetic field at the center of the
また本実施の形態では片持ち梁構造を有するMEMSスイッチにおいて可動切片(片持ち梁)の電位を直流の0Vに設定する。可動切片と制御配線との間に所望の電圧を印加することによって、可動切片と制御配線との間に静電力が発生する。これにより可動切片の先端部を下方に吸引させることが可能になる。仮に可動切片の根元(片持ち梁の固定端)が延伸用放射導体に接続されている場合は、上記のような簡便な方法でMEMSスイッチを駆動することはできない。その理由は可動切片の電位がフロートになるために制御配線と可動切片との間で所望の電圧を生じさせるように制御することが困難なためである。 In this embodiment, in the MEMS switch having a cantilever structure, the potential of the movable piece (cantilever) is set to 0 V of direct current. By applying a desired voltage between the movable piece and the control wiring, an electrostatic force is generated between the movable piece and the control wiring. This makes it possible to suck the tip of the movable section downward. If the base of the movable section (the fixed end of the cantilever beam) is connected to the extending radiation conductor, the MEMS switch cannot be driven by the simple method as described above. The reason is that it is difficult to control so as to generate a desired voltage between the control wiring and the movable piece because the potential of the movable piece becomes a float.
続いて、給電用貫通孔8を介して基本放射導体2に高周波電力を給電した際に放射導体上を流れる電流の経路を説明する。
Next, the path of the current that flows on the radiation conductor when high-frequency power is fed to the
図6は、複数のMEMSスイッチ4A1,4B1がすべてオフ状態のときの放射導体を流れる電流の経路を示す図である。 FIG. 6 is a diagram illustrating a path of a current flowing through the radiation conductor when all of the plurality of MEMS switches 4A1 and 4B1 are in the OFF state.
図6を参照して、破線の枠は可動切片4A,4Bが延伸用放射導体3A,3Bにそれぞれ接続していない状態であること、すなわち複数のMEMSスイッチ4A1,4B1がすべてオフ状態であることを示す。ただし、図6では説明を簡単にするために制御配線5A,5Bは示していない。複数のMEMSスイッチ4A1,4B1がすべてオフ状態のときには、矢印で示すように基本放射導体2上を延伸用放射導体3Aから延伸用放射導体3Bの向きに電流9が流れる。このときの電流経路の長さは基本放射導体2の長さLに等しい。
Referring to FIG. 6, the broken-line frames indicate that the
図7は、複数のMEMSスイッチ4A1,4B1がすべてオン状態のときの放射導体を流れる電流の経路を示す図である。 FIG. 7 is a diagram illustrating a path of current flowing through the radiation conductor when all of the plurality of MEMS switches 4A1 and 4B1 are in the on state.
図7を参照して、複数のMEMSスイッチ4A1,4B1がすべてオン状態のときには、延伸用放射導体3A,3Bと複数のMEMSスイッチ4A1,4B1と基本放射導体2とに電流10が流れる。ただし、図7では図6と同様に、説明を簡単にするために制御配線5A,5Bは示していない。
Referring to FIG. 7, when all of the plurality of MEMS switches 4A1 and 4B1 are in the ON state, a current 10 flows through the extending
矢印に示すように、電流10の流れる向きは延伸用放射導体3Aから延伸用放射導体3Bの向きである。延伸用放射導体3A,3Bの導体長をそれぞれL1,L2とし、可動切片4A,4Bのそれぞれの長さをS1,S2とする。複数のMEMSスイッチ4A1,4B1がすべてオン状態であるときの電流経路の長さは(L+L1+L2+S1+S2)となる。
As indicated by the arrows, the direction in which the current 10 flows is from the extending
図7からわかるように基本放射導体と延伸用放射導体との間に流れる電流は複数のMEMSスイッチの各々に分散される。これによりMEMSスイッチに許容電流を上回る電流が流れることにより生じるMEMSスイッチの接点が溶着する等の問題を防ぐことができる。 As can be seen from FIG. 7, the current flowing between the basic radiating conductor and the extending radiating conductor is distributed to each of the plurality of MEMS switches. As a result, it is possible to prevent problems such as welding of the contacts of the MEMS switch caused by a current exceeding the allowable current flowing through the MEMS switch.
このように本実施の形態では、制御配線5Aによって複数の可動切片4Aを一括して動作させるとともに制御配線5Bによって複数の可動切片4Bを一括して動作させる。これにより本実施の形態では、MEMSスイッチの信頼性を確保することができる。
Thus, in the present embodiment, the plurality of
図6と図7とを比較すれば分かるように、複数のMEMSスイッチ4A1,4B1をオンしたときの電流経路長は複数のMEMSスイッチ4A1,4B1をオフしたときの電流経路長よりも延伸用放射導体3A,3Bの導体長、および可動切片4A,4Bの長さだけ増えることがわかる。よって放射導体の共振長は複数のMEMSスイッチ4A1,4B1をオンしたときのほうが複数のMEMSスイッチ4A1,4B1をオフしたときよりも長くなる。これによりアンテナ素子100が放射する電波の周波数も複数のMEMSスイッチ4A1,4B1をオンしたときのほうが複数のMEMSスイッチ4A1,4B1をオフしたときよりも低くなる。
As can be seen by comparing FIG. 6 and FIG. 7, the current path length when the plurality of MEMS switches 4A1 and 4B1 are turned on is longer than the current path length when the plurality of MEMS switches 4A1 and 4B1 are turned off. It can be seen that the conductor lengths of the
本実施の形態のアンテナ素子では、延伸用放射導体3A,3Bが基本放射導体2に対して対称に配置されている。よって本実施の形態のアンテナ素子では、動作周波数を変化させる際に給電点の位置を変えることなくインピーダンス整合が行なうことができる。よって本実施の形態のアンテナ素子では給電線の配置が複雑化するのを防ぐことができるとともに給電効率が低下するのを抑えることができる。
In the antenna element of the present embodiment, the extending
図8は、実施の形態1のアンテナ素子の反射特性を電磁界シミュレーションにより計算した結果を示す図である。なおシミュレーションではアンテナ素子100が放射する電波の中心波長をλgとしたときに基本放射導体2の縦横幅を略0.4λgに設定し、MEMSスイッチの長さ及び延伸用放射導体の長さを略0.06λgに設定し、給電点と基本導体の中心との間の距離を略0.07λgに設定した。
FIG. 8 is a diagram illustrating a result of calculating the reflection characteristics of the antenna element according to the first embodiment by electromagnetic field simulation. In the simulation, when the center wavelength of the radio wave radiated from the
図8において、グラフの横軸はアンテナ素子100から放射される電波の周波数を基本放射導体2のみから電波が放射されるときの共振周波数で規格化した値を示す。グラフの縦軸はアンテナからの反射電力を表す。
In FIG. 8, the horizontal axis of the graph represents a value obtained by normalizing the frequency of the radio wave radiated from the
曲線C1は複数のMEMSスイッチ4A1,4B1がオンしたときのアンテナ素子100の反射特性を示し、曲線C2は複数のMEMSスイッチ4A1,4B1がオフしたときのアンテナ素子100の反射特性を示す。
A curve C1 shows the reflection characteristics of the
曲線C1,C2のピークとなる規格周波数においてアンテナからの反射電力が少ないこと、言うなればアンテナから効率良く電磁波が放射されていることを示す。図8からMEMSスイッチをオンまたはオフさせることでアンテナの動作周波数が変化することが分かる。 It shows that the reflected power from the antenna is small at the standard frequency at the peaks of the curves C1 and C2, that is, electromagnetic waves are efficiently radiated from the antenna. It can be seen from FIG. 8 that the operating frequency of the antenna changes when the MEMS switch is turned on or off.
以上のように実施の形態1のアンテナ素子は、基本放射導体と延伸用放射導体との間に複数のMEMSスイッチを備える。複数のMEMSスイッチの各々は片持ち梁構造を有する可動切片と、この可動切片を駆動する制御電極とを有する。可動切片の一方端は基本放射導体に接続される。さらに実施の形態1のアンテナ素子は接地導体と基本放射導体の中心とを接続する貫通導体を備える。
As described above, the antenna element of
これにより、実施の形態1のアンテナ素子は複数の可動切片の下方をくぐるように形成された制御配線と貫通導体との間に所望の電圧を印加することで、複数の可動切片を同時に動作させることが可能になる。さらに実施の形態1によればアンテナ素子の特性に影響を与えずにMEMSスイッチの可動切片を動かすことができる。 As a result, the antenna element according to the first embodiment simultaneously operates the plurality of movable segments by applying a desired voltage between the control wiring formed so as to pass under the plurality of movable segments and the through conductor. It becomes possible. Furthermore, according to the first embodiment, the movable piece of the MEMS switch can be moved without affecting the characteristics of the antenna element.
また、実施の形態1によれば、延伸用放射導体が基本放射導体の左右にかつ対称に配置されている。MEMSスイッチの切換えにより放射導体の全体の大きさが変わっても、それぞれの動作周波数で整合が取れる給電点の位置が一定となるので給電点が1個で済む。これにより実施の形態1によればMEMSスイッチの制御とアンテナ素子への給電が簡便な方法により実現できる。
Moreover, according to
さらに、実施の形態1によれば、基本放射導体と延伸用放射導体との間に複数のMEMSスイッチを並列に配置することで各スイッチに流れる電流を少なくすることができるので、スイッチの故障を防ぐことができる。よって実施の形態1によればアンテナ素子の動作の信頼性を確保することができる。 Furthermore, according to the first embodiment, by arranging a plurality of MEMS switches in parallel between the basic radiating conductor and the extending radiating conductor, the current flowing through each switch can be reduced. Can be prevented. Therefore, according to the first embodiment, the reliability of the operation of the antenna element can be ensured.
[実施の形態2]
図9は、実施の形態2に従うアンテナ装置を示す斜視図である。
[Embodiment 2]
FIG. 9 is a perspective view showing an antenna device according to the second embodiment.
図10は、実施の形態2に従うアンテナ装置の断面図である。
図9および図10を参照して、実施の形態2に従うアンテナ装置100Aは、実施の形態1のアンテナ素子100を備える。アンテナ素子100の構成については以後の説明を繰り返さない。
FIG. 10 is a cross-sectional view of the antenna device according to the second embodiment.
With reference to FIG. 9 and FIG. 10,
アンテナ装置100Aはさらに、同軸コネクタ11と金属板13とを備える。同軸コネクタ11は本発明の「給電装置」に対応する。本発明の給電装置は少なくとも一部分が基板に設けられた貫通孔を通り基本放射2に接続されている。これにより、基板の裏面から放射導体に給電することが容易になる。
The
なお金属板13はアンテナ装置100Aの接地に用いられる。
基板1の裏面1B側から、金属板13、同軸コネクタ11の順番で張り合わせることでアンテナ装置100Aが形成される。このとき同軸コネクタ11の絶縁部11Cは、金属板13に設けた開口部13Bの中に収められる。これにより芯線11A(内部導体)がアンテナ素子100の給電用貫通孔8の中に収められる。なお絶縁部11Cは不導体により形成されて、同軸コネクタの芯線11Aと外部導体11Bとを絶縁する。
The
The
芯線11Aは基本放射導体2と電気的に接続される。芯線11Aと基本放射導体2と電気的な接続を確実にするために、給電用貫通孔8はハンダあるいは導電性樹脂等の溶融性導体12で蓋がされる。
The
さらに、アンテナ素子100の接地導体6は金属板13を介して、同軸コネクタ11の外部導体11Bと接続される。これにより接地導体6の電位と同軸コネクタ11の外部導体11Bの電位とが等しく0となる。
Furthermore, the
同軸コネクタ11にはたとえばMMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)に搭載される発振器等から高周波電力が供給される。これにより基本放射導体2への給電が容易になる。同軸コネクタ11はアンテナとアンテナに給電を行なう装置とを接続するために一般的に用いられる。よって、アンテナ装置100Aに同軸コネクタ11を備えることで、上述の発振器以外にも各種の給電装置がアンテナ100Aに接続可能となる。
The
実施の形態2に従うアンテナ装置100Aにおける動作原理は、実施の形態1に従うアンテナ素子100の動作原理と同様である。すなわち複数の可動切片4Aを動作させるため制御配線5Aと同軸コネクタ11の外部導体11Bとの間に直流電圧Vを印加する。複数の可動切片4Bを動作させるため制御配線5Bと同軸コネクタ11の外部導体11Bとの間に直流電圧Vを印加する。外部導体11Bは金属板13、接地導体6、貫通導体7、および基本放射導体2を介して複数の可動切片4A,4Bに接続される。可動切片4Aと制御配線5Aとの間、および可動切片4Bと制御配線5Bとの間には所望の静電力が働く。これにより複数のMEMSスイッチ4A1,4B1をオンしたりオフしたりすることができる。
The operating principle of
以上のように、実施の形態2のアンテナ装置は実施の形態1のアンテナ素子の裏面に接地用の金属板を設けるとともに、アンテナ素子に給電を行なうための同軸コネクタを設ける。同軸コネクタの芯線(内部導体)は給電用貫通孔を通り、基本放射導体に接続される。これにより実施の形態2によればアンテナ素子の基本放射導体に効率よく高周波電力を給電することが可能となる。 As described above, the antenna device of the second embodiment is provided with the grounding metal plate on the back surface of the antenna element of the first embodiment and the coaxial connector for feeding power to the antenna element. The core wire (inner conductor) of the coaxial connector passes through the feed through hole and is connected to the basic radiation conductor. As a result, according to the second embodiment, it is possible to efficiently supply high-frequency power to the basic radiation conductor of the antenna element.
[実施の形態3]
図11は、実施の形態3に従うアンテナ装置の断面図である。
[Embodiment 3]
FIG. 11 is a cross-sectional view of the antenna device according to the third embodiment.
図11を参照して、実施の形態3に従うアンテナ装置100Bは、実施の形態1のアンテナ素子100を備える。アンテナ素子100の構成については以後の説明を繰り返さない。
Referring to FIG. 11,
アンテナ装置100Bは、さらに、金属導体14と給電回路15とを備える。金属導体14は給電用貫通孔8に埋め込まれた状態になる。
The
給電回路15は金属導体14を介してアンテナ素子100に高周波電力を給電する。給電回路の一方の端子は貫通導体7に接続されるとともに接地される。給電回路の他方の端子は金属導体14に接続される。給電回路15は基板1上(たとえば表面1A)に形成される。給電回路15は本発明のアンテナ装置における「給電装置」に対応する。
The
実施の形態3によれば給電回路15とアンテナ素子100とを集積化することが可能になる。具体例を示すと、給電回路15とアンテナ素子100とは1つの半導体基板に形成することができる。これにより実施の形態3のアンテナ装置は実施の形態2のアンテナ装置よりも部品点数を少なくすることが可能になる。
According to the third embodiment, the
[実施の形態4]
図12〜図26は、図1のアンテナ素子100の製造方法を示す図である。なお以下の図12〜図26(図16を除く)に示す断面は図2に示すアンテナ素子100の破線枠で示す部分に対応する。
[Embodiment 4]
12 to 26 are views showing a method of manufacturing the
図12は、図1のアンテナ素子100の製造方法の第1の工程を示す図である。
図12を参照して、高抵抗シリコン基板を基板1に用いる。高周波特性等を考慮すれば基板1としては誘電体基板が好ましい。しかし貫通孔を形成する等の加工にMEMS技術を活用するために基板1に高抵抗シリコンを用いる。シリコンの比抵抗は、例えば1000Ω・cm以上である。
FIG. 12 is a diagram showing a first step of the method for manufacturing the
Referring to FIG. 12, a high resistance silicon substrate is used for
表面配線間の絶縁のため基板1の表面1Aには絶縁膜16が形成される。絶縁膜16には、たとえばシリコン熱酸化膜を用いる。
An insulating
図13は、図1のアンテナ素子100の製造方法の第2の工程を示す図である。
図13を参照して、基板1の裏面1Bに接地導体6を形成する。接地導体6は、低抵抗層17Aと、密着強化層17Bとを含む。低抵抗層17Aはたとえば金(Au)の膜である。密着強化層17Bは、たとえばクロム(Cr)の膜であり、低抵抗層17Aがはがれるのを防ぐために低抵抗層17Aと裏面1Bとの間に形成される。続いてパターニング処理(フォトリソグラフィおよびエッチング)を行ない、裏面1Bにおいて給電用貫通孔8を形成する場所に存在する接地導体6を除去して開口部A1を形成する。
FIG. 13 is a diagram showing a second step of the method for manufacturing the
Referring to FIG. 13,
図14は、図1のアンテナ素子100の製造方法の第3の工程を示す図である。
図14を参照して、表面1Aにおいて給電用貫通孔8が形成される領域に存在する絶縁膜16を除去して開口部A2を形成する。このときのパターニング処理により、開口部A2の径は、後に形成される給電用貫通孔8の径(図22を参照)よりも一回り大きく形成される。製造プロセスにおいて開口部A2の中心と給電用貫通孔8の中心とは若干ずれて形成されることがある。このようなときには、後述するように基板1にダメージが生じる。開口部A2の径を開口部A1の径よりも一回り程度大きくすることで給電用貫通孔8の形成時における基板1へのダメージを防ぐことができる。
FIG. 14 is a diagram showing a third step of the method for manufacturing the
Referring to FIG. 14, the insulating
図15は、図1のアンテナ素子100の製造方法の第4の工程を示す図である。
図15を参照して、表面1Aに下地配線層18を形成する。下地配線層18は、制御配線5A,5Bと、MEMSスイッチおよび放射導体(基本放射導体2および延伸用放射導体3A,3B)を形成する際のメッキ下地膜との両方の役割を果たす。
FIG. 15 is a diagram showing a fourth step of the method for manufacturing the
Referring to FIG. 15,
下地配線層18は、低抵抗層18Aと、密着強化層18Bとを含む。低抵抗層18Aはたとえば金(Au)の膜である。密着強化層18Bは、たとえばチタン(Ti)の膜のような高抵抗性を有する金属の膜であり、低抵抗層18Aがはがれるのを防ぐために低抵抗層18Aと表面1Aとの間に形成される。
The
図16は、図1のアンテナ素子100の製造方法の第5の工程を示す図である。なお図16は、MEMSスイッチを通らず、かつ、図2の破線の枠に示す断面と平行な断面を示す。
FIG. 16 is a diagram showing a fifth step of the method for manufacturing the
図16を参照して、下地配線層18の加工が行なわれることでMEMSスイッチの下方以外の箇所では下地配線層18は低抵抗層18Aが除去されて密着強化層18Bのみとなる。
Referring to FIG. 16, by processing
MEMSスイッチをオンしたときにMEMSスイッチを流れる高周波電流は、その一部がMEMSスイッチと制御電極との間のギャップを通って制御電極に流れ込もうとする。このため通過率の劣化を招く(通過損失が増える)。しかし制御電極が抵抗体であれば高周波電流の流れ込みを阻止できる。このため制御配線5A,5Bは、MEMSスイッチの下方以外の箇所を除いては高抵抗性を有する密着強化層18Bのみにするのが好ましい。
When the MEMS switch is turned on, a part of the high-frequency current flowing through the MEMS switch flows into the control electrode through the gap between the MEMS switch and the control electrode. For this reason, the pass rate is deteriorated (passage loss increases). However, if the control electrode is a resistor, high-frequency current can be prevented from flowing. For this reason, it is preferable that the
図17は、図1のアンテナ素子100の製造方法の第6の工程を示す図である。
図17を参照して、表面1Aに犠牲層19を形成し、MEMSスイッチの接点部に相当する位置に、接点の鋳型となる微小凹部19Aをパターニング処理により形成する。犠牲層19は、たとえばニッケル(Ni)膜である。
FIG. 17 is a diagram showing a sixth step in the method for manufacturing
Referring to FIG. 17,
図18は、図1のアンテナ素子100の製造方法の第7の工程を示す図である。
図18を参照して、犠牲層19をパターニング処理することにより犠牲層19B,19Cを形成する。犠牲層19Bは、MEMSスイッチのギャップを形成するための部分となる。犠牲層19Cは給電用貫通孔8を形成する工程において給電用貫通孔8の蓋の役目を果たす。
FIG. 18 is a diagram showing a seventh step in the method for manufacturing
Referring to FIG. 18,
図19は、図1のアンテナ素子100の製造方法の第8の工程を示す図である。
図19を参照して、延伸用放射導体3B、可動切片4B、基本放射導体2をメッキ膜により形成する。メッキ膜を形成する際にメッキされて欲しくない箇所をレジストマスク20で覆う。メッキ膜は、高周波の導体損失を極力抑制するために良導体である必要がある。このためにメッキ膜の材質には、たとえば金(Au)や銅(Cu)などが用いられる。なお図19には示さないが、第8の工程では延伸用放射導体3A、MEMSスイッチ4A1の可動切片もメッキ膜により形成される。
FIG. 19 is a diagram showing an eighth step of the method for manufacturing the
Referring to FIG. 19, the extending
図20は、図1のアンテナ素子100の製造方法の第9の工程を示す図である。
図20を参照して、レジストマスク20が除去される。このように主として第8および第9の工程によって基本放射導体2および延伸用放射導体3A,3Bが形成される。なお、第9の工程が終了した時点では可動切片4A,4Bは基本放射導体2とは明確に分離がなされていない状態になっている。
FIG. 20 is a diagram showing a ninth step of the method for manufacturing the
Referring to FIG. 20, resist
図21は、図1のアンテナ素子100の製造方法の第10の工程を示す図である。
図21を参照して、基板1の裏面1Bにレジストを塗布してパターニングを行なう。これにより裏面1Bにレジストマスク21を形成する。なおレジストマスク21には開口部A1の位置に開口部が形成される。この開口部は基板1に給電用貫通孔8を形成するために設けられる。また、後の工程で貫通導体7を埋め込むための貫通孔を基板1に形成するため、開口部A3がレジストマスク21に設けられる。
FIG. 21 is a diagram showing a tenth step of the method for manufacturing the
Referring to FIG. 21, a resist is applied to back
図22は、図1のアンテナ素子100の製造方法の第11の工程を示す図である。
図22を参照して、基板1の裏面1Bにおいて、ICP−RIE(Inductively Coupled Plasma Reactive Ion Etching)によって、貫通導体7を埋め込むための貫通孔22と給電用貫通孔8とを基板1Bに形成する。給電用貫通孔8を形成する際に犠牲層19CがICP−RIEのエッチングストップ材となる。同様に貫通孔22を形成する際に密着強化層18BがICP−RIEのエッチングストップ材となる。
FIG. 22 is a diagram showing an eleventh step of the method for manufacturing the
Referring to FIG. 22, on the
上述のように位置合わせの精度を考慮して開口部A2の径は給電用貫通孔8の径よりも一回り程度大きく形成される。開口部A2の中心位置と給電用貫通孔8の中心位置とがずれる場合には表面1Aまで基板1のエッチングが進むと、犠牲層19Cおよび絶縁膜16が現われる。この状態で給電用貫通孔8にイオン種を導入すると絶縁膜16が帯電する。そうすると給電用貫通孔8に次々に導入されるイオン種は帯電した絶縁膜16によって基板1側に反射する。このため基板1がエッチングされてダメージ(ノッチ)が生じる。
As described above, in consideration of alignment accuracy, the diameter of the opening A2 is formed to be slightly larger than the diameter of the power supply through
この結果、給電用貫通孔8では表面1A側の径が広がるという問題が発生する。また、絶縁膜16の絶縁破壊が生じる可能性がある。
As a result, the power supply through-
開口部A1は開口部A2よりも一回り程度大きく形成される。ICP−RIEによって表面1Aまで基板1のエッチングが進んでも、犠牲層19Cしか現われない。イオン種が犠牲層19Cに達すると電荷が犠牲層19C側に逃げるので犠牲層19Cの表面は帯電しない。この結果、基板1におけるノッチを防ぐことができる。
The opening A1 is formed to be slightly larger than the opening A2. Even if the etching of the
図23は、図1のアンテナ素子100の製造方法の第12の工程を示す図である。
図23を参照して、貫通孔22の内壁をたとえばCr/Ni/Auから構成される、はんだ下地膜23でメタライズする。
FIG. 23 is a diagram showing a twelfth process of the method for manufacturing the
Referring to FIG. 23, the inner wall of through
図24は、図1のアンテナ素子100の製造方法の第13の工程を示す図である。
図24を参照して、はんだ下地膜23に覆われた貫通孔22に貫通導体7を挿入する。貫通導体7はたとえば、はんだである。貫通導体7は溶融はんだ吐出法等により形成される。このように主として第11〜第13の工程によって貫通導体7が形成される。
FIG. 24 is a diagram showing a thirteenth step of the method for manufacturing the
Referring to FIG. 24, through
図25は、図1のアンテナ素子100の製造方法の第14の工程を示す図である。
図26は、図1のアンテナ素子100の製造方法の第14の工程を示す別の図である。
FIG. 25 is a diagram showing a fourteenth step of the method for manufacturing the
FIG. 26 is another diagram showing a fourteenth step of the method of
図25および図26を参照して、犠牲層19B,19Cをエッチングにより除去することで実施の形態1に従うアンテナ素子100が完成する。なお図24は、図2の破線枠で示す部分に対応する。図25に示す部分は図16に示す部分に対応する。
Referring to FIGS. 25 and 26,
図25に示すように、犠牲層19Bを除去することで基本放射導体2の先端部の下方にはギャップが形成される。すなわち基本放射導体2の両端部の一方がMEMSスイッチ4B1の可動切片4Bとなる。なお図25には示していないが、このとき基本放射導体2の両端部の一方がMEMSスイッチ4A1の可動切片4Aとなる。第14の工程ではいわば基本放射導体2の両端部を選択し、この両端部に対して複数のMEMSスイッチ4A1,4B1をそれぞれ形成するための加工処理が行なわれる。
As shown in FIG. 25, a gap is formed below the tip of the
以上のように実施の形態4によれば、実施の形態1に従うアンテナ素子を製造することが可能になる。 As described above, according to the fourth embodiment, the antenna element according to the first embodiment can be manufactured.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 基板、1A 表面、1B 裏面、2 基本放射導体、3A,3B 延伸用放射導体、4A,4B 可動切片、4A1,4B1 MEMSスイッチ、5A,5B 制御配線、6 接地導体、6B,13B,A1〜A3 開口部、7 貫通導体、8 給電用貫通孔、9,10 電流、11 同軸コネクタ、11A 芯線、11B 外部導体、11C 絶縁部、12 溶融性導体、13 金属板、14 金属導体、15 給電回路、16 絶縁膜、17A,18A 低抵抗層、17B,18B 密着強化層、18 下地配線層、19 犠牲層、19A 微小凹部、19B,19C 犠牲層、20,21 レジストマスク、22 貫通孔、23 下地膜、100 アンテナ素子、100A,100B,110 アンテナ装置、130 放射導体素子、131 MEMSスイッチ、132 接続導体、133,134 給電点。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記第1の主表面に形成される第1の放射導体と、
前記第1の主表面に形成され、前記第1の放射導体を挟むように位置する第2および第3の放射導体と、
前記第1の放射導体と前記第2の放射導体との間に並列に設けられる複数の第1のMEMSスイッチと、
前記第1の放射導体と前記第3の放射導体との間に並列に設けられる複数の第2のMEMSスイッチと、
前記第2の主表面に形成される接地導体と、
前記基板を貫通して前記第1の放射導体の中心と前記接地導体とを接続する貫通導体とを備える、アンテナ素子。 A substrate having first and second major surfaces;
A first radiation conductor formed on the first main surface;
Second and third radiation conductors formed on the first main surface and positioned so as to sandwich the first radiation conductor;
A plurality of first MEMS switches provided in parallel between the first radiation conductor and the second radiation conductor;
A plurality of second MEMS switches provided in parallel between the first radiation conductor and the third radiation conductor;
A ground conductor formed on the second main surface;
An antenna element comprising a through conductor that penetrates through the substrate and connects the center of the first radiation conductor and the ground conductor.
一方端が前記第1の放射導体に接続され、他方端が前記第2の放射導体に向けて延びるとともに、前記第1の主表面よりも上方に位置する第1の可動切片と、
前記可動切片の下方に設けられる第1の制御電極とを含み、
前記複数の第1のMEMSスイッチの各々の前記第1の制御電極は互いに接続され、
前記複数の第2のMEMSスイッチの各々は、
一方端が前記第1の放射導体に接続され、他方端が前記第3の放射導体に向けて延びるとともに前記第1の主表面よりも上方に位置する第2の可動切片と、
前記可動切片の下方に設けられる第2の制御電極とを含み、
前記複数の第2のMEMSスイッチの各々の前記第2の制御電極は互いに接続される、請求項2に記載のアンテナ素子。 Each of the plurality of first MEMS switches includes:
A first movable piece having one end connected to the first radiating conductor and the other end extending toward the second radiating conductor and positioned above the first main surface;
A first control electrode provided below the movable section,
The first control electrodes of each of the plurality of first MEMS switches are connected to each other;
Each of the plurality of second MEMS switches includes:
A second movable piece having one end connected to the first radiation conductor and the other end extending toward the third radiation conductor and positioned above the first main surface;
A second control electrode provided below the movable section,
The antenna element according to claim 2, wherein the second control electrodes of each of the plurality of second MEMS switches are connected to each other.
請求項1に記載のアンテナ素子を備え、
前記アンテナ素子には、前記基板と前記第1の放射導体とを貫通し、かつ、前記第1の放射導体において前記第1の放射導体の中心と異なる位置に開口される貫通孔が形成され、
前記アンテナ装置は、
少なくとも一部分が前記貫通孔を通り前記第1の放射導体に電気的に接続される給電装置をさらに備える、アンテナ装置。 An antenna device,
An antenna element according to claim 1,
The antenna element is formed with a through-hole penetrating the substrate and the first radiating conductor and opened at a position different from the center of the first radiating conductor in the first radiating conductor,
The antenna device is
An antenna device, further comprising: a power feeding device at least partially passing through the through hole and electrically connected to the first radiation conductor.
前記貫通孔を通って前記第1の放射導体に電気的に接続される内部導体と、前記接地導体と電気的に接続される外部導体とを有する同軸コネクタを含む、請求項4に記載のアンテナ装置。 The power supply device
The antenna according to claim 4, comprising a coaxial connector having an inner conductor electrically connected to the first radiation conductor through the through hole and an outer conductor electrically connected to the ground conductor. apparatus.
前記貫通孔に挿入される金属導体と、
前記金属導体に接続される電力供給回路とを含む、請求項4に記載のアンテナ装置。 The power supply device
A metal conductor inserted into the through hole;
The antenna device according to claim 4, further comprising a power supply circuit connected to the metal conductor.
第1および第2の主表面を有する半導体基板の前記第1の主表面上に第1の放射導体を形成するとともに、前記第1の主表面上に、前記第1の放射導体を挟むように第2および第3の放射導体を形成する工程と、
前記第1の放射導体を選択的に加工して、前記第1の放射導体と前記第2の放射導体との間に並列に設けられる複数の第1のMEMSスイッチと、前記第1の放射導体と前記第3の放射導体との間に並列に設けられる複数の第2のMEMSスイッチとを形成する工程と、
前記第2の主表面に接地導体を形成する工程と、
前記半導体基板を貫通して前記第1の放射導体の中心と前記接地導体とを接続する貫通導体を形成する工程とを備える、アンテナ素子の製造方法。 A method for manufacturing an antenna element, comprising:
A first radiating conductor is formed on the first main surface of the semiconductor substrate having the first and second main surfaces, and the first radiating conductor is sandwiched between the first main surfaces. Forming second and third radiation conductors;
A plurality of first MEMS switches provided in parallel between the first radiation conductor and the second radiation conductor by selectively processing the first radiation conductor; and the first radiation conductor. Forming a plurality of second MEMS switches provided in parallel between the first radiation conductor and the third radiation conductor;
Forming a ground conductor on the second main surface;
Forming a through conductor that penetrates the semiconductor substrate and connects the center of the first radiation conductor and the ground conductor.
一方端が前記第1の放射導体に接続され、他方端が前記第2の放射導体に向けて延びるとともに、前記第1の主表面よりも上方に位置する第1の可動切片と、
前記可動切片の下方に設けられる第1の制御電極とを含み、
前記複数の第1のMEMSスイッチの各々の前記第1の制御電極は、互いに接続され、
前記複数の第2のMEMSスイッチの各々は、
一方端が前記第1の放射導体に接続され、他方端が前記第3の放射導体に向けて延びるとともに前記第1の主表面よりも上方に位置する第2の可動切片と、
前記可動切片の下方に設けられる第2の制御電極とを含み、
前記複数の第2のMEMSスイッチの各々の前記第2の制御電極は、互いに接続される、請求項8に記載のアンテナ素子の製造方法。 Each of the plurality of first MEMS switches includes:
A first movable piece having one end connected to the first radiating conductor and the other end extending toward the second radiating conductor and positioned above the first main surface;
A first control electrode provided below the movable section,
The first control electrodes of each of the plurality of first MEMS switches are connected to each other;
Each of the plurality of second MEMS switches includes:
A second movable piece having one end connected to the first radiation conductor and the other end extending toward the third radiation conductor and positioned above the first main surface;
A second control electrode provided below the movable section,
The method for manufacturing an antenna element according to claim 8, wherein the second control electrodes of each of the plurality of second MEMS switches are connected to each other.
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- 2006-04-03 JP JP2006102182A patent/JP2007281603A/en not_active Withdrawn
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