JP3112001B2 - マイクロマシンスイッチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ミリ波帯ないしマ
イクロ波帯で使用されるマイクロマシンスイッチに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ミリ波帯ないしマイクロ波帯で使用され
るスイッチ素子には、ＰＩＮダイオードスイッチ、ＨＥ
ＭＴスイッチ、マイクロマシンスイッチなどがある。な
かでもマイクロマシンスイッチは、他の素子に比べて損
失が少なく、小型化・高集積化が容易であるという特徴
を有している。

【０００３】図２１は、従来のマイクロマシンスイッチ
の構造を示す斜視図である。また、図２２は、図２１に
示されたマイクロマシンスイッチの平面図である。マイ
クロマシンスイッチ１０１は、スイッチ可動子１１１と
支持手段１０５とスイッチ電極１０４とにより構成され
ている。そして、このマイクロマシンスイッチ１０１
は、２本のＲＦマイクロストリップ線路１２１ａ，１２
１ｂとともに、誘電体基板１０２上に形成されている。
この誘電体基板１０２の背面には、グランド板１０３が
配置されている。マイクロストリップ線路１２１ａと１
２１ｂは、ギャップＧを隔てて近接配置されている。そ
して、これらマイクロストリップ線路１２１ａと１２１
ｂとの間の誘電体基板１０２上に、スイッチ電極１０４
が配置されている。スイッチ電極１０４は、マイクロス
トリップ線路１２１ａ，１２１ｂよりも低く形成されて
いる。

【０００４】このスイッチ電極１０４の上方にはスイッ
チ可動子１１１が配置されている。スイッチ電極１０４
とスイッチ可動子１１１とにより、コンデンサ構造が形
成される。図２２に示されるように、スイッチ可動子１
１１の長さＬはギャップＧより長い。このため、スイッ
チ可動子１１１の両端がマイクロストリップ線路１２１
ａ，１２１ｂそれぞれの端部と対向している。スイッチ
可動子１１１の幅ｇは、マイクロストリップ線路１２１
ａ，１２１ｂの幅Ｗと同じ幅に形成されている。スイッ
チ可動子１１１は、誘電体基板１０２上に固定された支
持手段１０５により片持ち支持されている。

【０００５】図２１に示されるように、通常、スイッチ
可動子１１１はマイクロストリップ線路１２１ａ，１２
１ｂの上方にある。このため、スイッチ可動子１１１は
マイクロストリップ線路１２１ａ，１２１ｂのいずれと
も接触しないので、マイクロマシンスイッチ１０１はオ
フ状態になる。このとき、マイクロストリップ線路１２
１ａからマイクロストリップ線路１２１ｂに伝達される
高周波エネルギーは少ない。

【０００６】しかし、スイッチ電極１０４に制御電圧が
印加されると、静電力によりスイッチ可動子１１１が引
き下げられる。そして、スイッチ可動子１１１がマイク
ロストリップ線路１２１ａ，１２１ｂのそれぞれと接触
すると、マイクロマシンスイッチ１０１はオン状態にな
る。このとき、マイクロストリップ線路１２１ａからの
高周波エネルギーは、スイッチ可動子１１１を経由し
て、マイクロストリップ線路１２１ｂに伝達される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したようにスイッ
チ可動子１１１の両端はマイクロストリップ線路１２１
ａ，１２１ｂのそれぞれと対向している。このため、ス
イッチ可動子１１１とマイクロストリップ線路１２１
ａ，１２１ｂのそれぞれとの間にもコンデンサ構造が形
成される。このため、マイクロマシンスイッチ１０１が
オフ状態であっても、スイッチ可動子１１１と各マイク
ロストリップ線路１２１ａ，１２１ｂとの容量結合によ
り、マイクロストリップ線路１２１ａからの高周波エネ
ルギーがマイクロストリップ線路１２１ｂ側に漏れてし
まう。すなわち、従来のマイクロマシンスイッチ１０１
はオフ時のアイソレーション特性が悪いという問題があ
った。

【０００８】スイッチ可動子１１１と各マイクロストリ
ップ線路１２１ａ，１２１ｂとの容量は、両者の対向面
積に比例する。したがって、対向面積が大きいほどエネ
ルギー漏れが多くなり、アイソレーション特性が劣化す
る。逆に、対向面積を小さくすることにより、アイソレ
ーション特性を改善できると考えられる。したがって、
スイッチ可動子１１１の幅ｇを狭めることにより、アイ
ソレーション特性を改善できる。

【０００９】ところが、高周波に対する線路の特性イン
ピーダンスは線路の表面積に関係し、線路の幅が狭いほ
ど特性インピーダンスが高くなる。このため、スイッチ
可動子１１１の幅ｇを狭くすると、マイクロマシンスイ
ッチ１１１のオン時におけるギャップＧ上の特性インピ
ーダンスが高くなってしまう。線路に不連続部分がある
と、そこで高周波エネルギーの反射が起こる。ギャップ
Ｇ上の特性インピーダンスが高くなると、インピーダン
ス不整合が生じる。このため、マイクロマシンスイッチ
１０１のオン時の反射が大きくなるので、オン時の反射
特性が劣化してしまう。例えば、マイクロ波スイッチン
グ回路では、概ね１５ｄＢ以上のアイソレーション特性
と、概ね−２０ｄＢ以下の反射特性が必要である。

【００１０】本発明はこのような課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、、マイクロマシンス
イッチのオン時の反射特性の劣化を抑制しつつ、オフ時
のアイソレーション特性を向上させることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、互いに近接配置された少な
くとも２本の分布定数線路と、これらの分布定数線路の
それぞれと先端部が対向するように各分布定数線路の上
方に配置されかつ各分布定数線路と接触したときに各分
布定数線路を高周波的に接続する可動子と、静電力によ
り可動子を変位させて各分布定数線路に接触させる駆動
手段とを備え、可動子は、この可動子の端縁が切り欠か
れて形成された突起部を分布定数線路の少なくとも１本
の側に少なくとも２個ずつ備え、各突起部は、対応する
各分布定数線路と対向している。また、請求項２記載の
発明は、請求項１記載の発明において、可動子の突起部
を除く部分である可動子本体は、各分布定数線路の幅方
向と平行な方向の長さである幅が各分布定数線路の幅と
同じであり、可動子は、この可動子の端縁の両端部を除
く部分が切り欠かれている。また、請求項３記載の発明
は、請求項１記載の発明において、可動子の突起部を除
く部分である可動子本体は、各分布定数線路の幅方向と
平行な方向の長さである幅が各分布定数線路の幅よりも
狭く、可動子は、この可動子の端縁の両端部を除く部分
が切り欠かれている。また、請求項４記載の発明は、請
求項１記載の発明において、可動子の各突起部が形成さ
れている部分は、分布定数線路の幅方向と平行な方向の
長さである幅が分布定数線路の幅よりも狭くなるように
可動子の端縁の両端部が切り欠かれて形成されている。
また、請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明にお
いて、可動子の突起部を除く部分である可動子本体の幅
は、各分布定数線路の幅と同じである。また、請求項６
記載の発明は、請求項１〜５いずれか１項記載の発明に
おいて、各突起部は、矩形をしている。また、請求項７
記載の発明は、請求項１〜５いずれか１項記載の発明に
おいて、各突起部の幅である分布定数線路の幅方向と平
行な方向の長さは、可動子の突起部を除く部分である可
動子本体に近い側が可動子本体から遠い側よりも広い。
また、請求項８記載の発明は、請求項１〜７いずれか１
項記載の発明において、可動子は、各突起部それぞれの
先端を接続する接続部を備えている。また、請求項９記
載の発明は、請求項１〜８いずれか１項記載の発明にお
いて、可動子の突起部と対向する分布定数線路は、可動
子の突起部を除く部分である可動子本体とは対向してい
ない。また、請求項１０記載の発明は、請求項１〜８い
ずれか１項記載の発明において、可動子の突起部と対向
する分布定数線路は、可動子の突起部を除く部分である
可動子本体とも対向している。また、請求項１１記載の
発明は、互いに近接配置された少なくとも２本の分布定
数線路と、これらの分布定数線路のそれぞれと先端部が
対向するように各分布定数線路の上方に配置されかつ導
電体を含む可動子と、静電力により可動子を変位させて
各分布定数線路に接触させる駆動手段とを備え、少なく
とも１本の分布定数線路は、この分布定数線路の端縁が
切り欠かれて形成された突起部を少なくとも２個ずつを
備え、各突起部は、可動子と対向しており、可動子は、
各分布定数線路の幅方向と平行な方向の長さである幅
が、各分布定数線路の各突起部を除く部分である各分布
定数線路本体の幅と同じであり、突起部が形成されてい
る分布定数線路は、この分布定数線路の端縁の両端部を
除く部分が切り欠かれている。また、請求項１２記載の
発明は、互いに近接配置された少なくとも２本の分布定
数線路と、これらの分布定数線路のそれぞれと先端部が
対向するように各分布定数線路の上方に配置されかつ導
電体を含む可動子と、静電力により可動子を変位させて
各分布定数線路に接触させる駆動手段とを備え、少なく
とも１本の分布定数線路は、この分布定数線路の端縁が
切り欠かれて形成された突起部を少なくとも２個ずつを
備え、各突起部は、可動子と対向しており、突起部が形
成されている分布定数線路は、各突起部が形成されてい
る部分の幅が可動子の幅である分布定数線路の幅方向と
平行な方向の長さよりも狭くなるように分布定数線路の
可動子側の端縁の両端部が切り欠かれており、可動子の
幅は、各分布定数線路の各突起部を除く部分である各分
布定数線路本体の幅と同じである。また、請求項１３記
載の発明は、請求項１１または１２記載の発明におい
て、各突起部は、矩形をしている。また、請求項１４記
載の発明は、互いに近接配置された少なくとも２本の分
布定数線路と、これらの分布定数線路のそれぞれと先端
部が対向するように各分布定数線路の上方に配置されか
つ導電体を含む可動子と、静電力により可動子を変位さ
せて各分布定数線路に接触させる駆動手段とを備え、少
なくとも１本の分布定数線路は、この分布定数線路の端
縁が切り欠かれて形成された突起部を少なくとも２個ず
つを備え、各突起部は、可動子と対向しており、可動子
は、突起部が形成されている分布定数線路の突起部を除
く部分である分布定数線路本体と対向していない。ま
た、請求項１５記載の発明は、請求項１１〜１３いずれ
か１項記載の発明において、可動子は、突起部が形成さ
れている分布定数線路の突起部を除く部分である分布定
数線路本体の一部と対向している。また、請求項１６記
載の発明は、互いに近接配置された少なくとも２本の分
布定数線路と、これらの分布定数線路のそれぞれと先端
部が対向するように各分布定数線路の上方に配置されか
つ各分布定数線路と接触したときに各分布定数線路を高
周波的に接続する可動子と、静電力により可動子を変位
させて各分布定数線路に接触させる駆動手段とを備え、
少なくとも１本の分布定数線路は、この分布定数線路の
端縁が切り欠かれて形成された第１の突起部を少なくと
も２個ずつ備え、可動子は、分布定数線路の各第１の突
起部にそれぞれ対向するように可動子の端縁が切り欠か
れて形成された少なくとも２個の第２の突起部を備えて
いる。また、請求項１７記載の発明は、請求項１〜１６
いずれか１項記載の発明において、可動子は、少なくと
も可動子の下面の全面が導体で形成されている。また、
請求項１８記載の発明は、請求項１〜１６いずれか１項
記載の発明において、可動子は、導体部材と、この導体
部材の下面の全面に形成された絶縁体薄膜とからなる。

【００１２】可動子の端縁を切り欠いて、少なくとも１
本の分布定数線路の側に突起部を少なくとも２個ずつ形
成する。これにより、可動子と分布定数線路との対向面
積が小さくなる。したがって、可動子の幅を狭めること
なく、可動子と分布定数線路との容量結合を弱められ
る。また、突起部の幅が可動子本体の幅の１／ｎ（ｎは
実数）である場合、突起部の高周波に対する特性インピ
ーダンスは、可動子本体の特性インピーダンスのｎ倍よ
りもはるかに小さくなる。一方、可動子の端部の特性イ
ンピーダンスは、並列に形成された各突起部の合成イン
ピーダンスで表される。したがって、可動子の端部でも
可動子本体と同程度の特性インピーダンスが得られる。
分布定数線路の可動子側の端縁を切り欠いて、少なくと
も２個の突起部を形成した場合についても同様である。
また、可動子および分布定数線路の両方に突起部を形成
した場合も同様である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を詳細に説明する。なお、マイクロストリッ
プ線路（分布定数線路）において、マイクロストリップ
線路の長手方向の長さを「長さ」といい、マイクロスト
リップ線路の長手方向と直交する幅方向の長さを「幅」
という。また、可動子において、マイクロストリップ線
路の長手方向と平行な方向の長さを「長さ」といい、マ
イクロストリップ線路の幅方向と平行な方向の長さを
「幅」という。 （第１の実施の形態） 図１は、本発明によるマイクロマシンスイッチの第１の
実施の形態の構造を示す斜視図である。また、図２は、
図１に示されたマイクロマシンスイッチの平面図であ
る。また、図３は、図１に示されたマイクロマシンスイ
ッチの要部を示す平面図であり、図３（Ａ）はスイッチ
可動子の平面図、図３（Ｂ）はマイクロストリップ線路
の平面図である。

【００１４】図１に示されるように、マイクロマシンス
イッチ１は、スイッチ可動子１１と支持手段５とスイッ
チ電極（駆動手段）４とにより構成されている。そし
て、このマイクロマシンスイッチ１は、２本のＲＦマイ
クロストリップ線路（分布定数線路）２１ａ，２１ｂと
ともに、誘電体基板２上に形成されている。この誘電体
基板２の背面には、グランド板３が配置されている。マ
イクロストリップ線路２１ａと２１ｂは、ギャップＧを
隔てて近接配置されている。マイクロストリップ線路２
１ａ，２１ｂの幅は共にＷである。そして、マイクロス
トリップ線路２１ａと２１ｂとの間の誘電体基板２上
に、スイッチ電極４が配置されている。スイッチ電極４
は、マイクロストリップ線路２１ａ，２１ｂよりも低く
形成されている。このスイッチ電極４には、電気信号に
基づいて、駆動電圧が選択的に印加される。

【００１５】このスイッチ電極４の上方にはスイッチ可
動子１１が配置されている。スイッチ可動子１１は、２
本のマイクロストリップ線路２１ａと２１ｂとを高周波
的に接続する導電体を含んでいる。一方、支持手段５
は、ポスト部５ａとアーム部５ｂとからなる。ポスト部
５ａは、各マイクロストリップ線路２１ａ，２１ｂ間の
ギャップＧから所定距離を隔てて、誘電体基板２上に固
定されている。また、アーム部５ｂは、ポスト部５ａの
上面の一端から、ギャップＧ上まで伸びている。支持手
段５は誘電体、半導体、または導体により形成される。
この支持手段５のアーム部５ｂの先端にスイッチ可動子
１１が固定されている。

【００１６】次に、図２および図３を参照して、図１に
示されたスイッチ可動子１１の形状を説明する。スイッ
チ可動子１１の長さＬは、マイクロストリップ線路２１
ａと２１ｂとの間のギャップＧよりも長い。このため、
スイッチ可動子１１は、両端からそれぞれ（Ｌ−Ｇ）／
２（＝Ｓ）の部分が、マイクロストリップ線路２１ａま
たは２１ｂと対向する。同じく、マイクロストリップ線
路２１ａ，２１ｂはそれぞれ、端から（Ｌ−Ｇ）／２
（＝Ｓ）の部分が、スイッチ可動子１１と対向する。

【００１７】スイッチ可動子１１は、スイッチ可動子１
１の周縁のうち、マイクロストリップ線路２１ａ側の部
分の両端部を除き、幅ｂにわたって矩形に切り欠かれて
いる（以下、スイッチ可動子１１，１８の周縁のうち、
マイクロストリップ線路２１ａ，２１ｂ側の部分のこと
を、スイッチ可動子１１，１８の端縁という）。このた
め、マイクロストリップ線路２１ａ側の一辺の両端に、
矩形の突起部（第２の突起部）３２ａ，３２ｂが形成さ
れている。同様にして、マイクロストリップ線路２１ｂ
側にも、矩形の突起部（第２の突起部）３２ｃ，３２ｄ
が形成されている。ここで、スイッチ可動子１１の切り
欠きの及ばない部分を可動子本体３１という。したがっ
て、突起部３２ａ〜３２ｄは可動子本体３１に含まれ
ず、スイッチ可動子１１の突起部３２ａ〜３２ｄを除く
部分が可動子本体３１である。スイッチ可動子１１の可
動子本体３１の幅ａは、各マイクロストリップ線路２１
ａ，２１ｂの幅Ｗと同じである。

【００１８】可動子本体３１の長さｃは、ギャップＧよ
りも短い。このため、可動子本体３１はマイクロストリ
ップ線路２１ａ，２１ｂのいずれとも対向していない。
すなわち、突起部３２ａ〜３２ｄそれぞれの先端部分の
みが、マイクロストリップ線路２１ａ，２１ｂと対向し
ている。したがって、マイクロマシンスイッチ１がオン
状態のとき、スイッチ可動子１１の各突起部３２ａ〜３
２ｄの基部は、各マイクロストリップ線路２１ａ，２１
ｂと接触しない。この場合、太い線路に対して、２本の
細い線路が並列に接続された状態になる。

【００１９】線路に異なる特性インピーダンスの線路を
接続すると、その接続点でエネルギーの一部が反射を起
こす。このため、マイクロストリップ線路２１ａ，２１
ｂとスイッチ可動子１１の各突起部３２ａ〜３２ｄとの
インピーダンス整合を考える必要がある。

【００２０】図４は、マイクロストリップ線路の幅Ｗと
特性インピーダンスＺ₀ との関係を示す図である。この
例では、誘電体基板２の厚さＨ＝０．５ｍｍ、この誘電
体基板２の比誘電率εｒ＝４．６である。図４から明ら
かなように、マイクロストリップ線路では、幅Ｗが小さ
くなるにしたがって、特性インピーダンスＺ₀ が大きく
なる。しかし、特性インピーダンスＺ₀ は幅Ｗに反比例
しない。すなわち、特性インピーダンスＺ₀ が２倍とな
るマイクロストリップ線路の幅Ｗは、１／２よりもはる
かに小さい。したがって、太いマイクロストリップ線路
２１ａ（または２１ｂ）と、２本の細い突起部３２ａ，
３２ｂ（または３２ｃ，３２ｄ）とにより、インピーダ
ンス整合をとることができる。

【００２１】例えば、図４において、幅Ｗが４００μｍ
のマイクロストリップ線路の特性インピーダンスＺ₀ は
７５Ωである。この場合、スイッチ可動子１１の各突起
部３２ａ〜３２ｄの特性インピーダンスがそれぞれ１５
０Ωとなるように、各突起部３２ａ〜３２ｄの幅を設定
すればよい。すなわち、各突起部３２ａ〜３２ｄの幅を
５０μｍとすればよい。なお、ここで例示した数値は、
スイッチ可動子１１の突起部３２ａ〜３２ｄの幅の決定
方法を簡単に説明するためのものであり、最適値を示し
たものではない。

【００２２】次に、図１に示されたマイクロマシンスイ
ッチ１の動作について説明する。図５は、図２における
マイクロマシンスイッチ１のＶ−Ｖ′線断面を示す断面
図であり、図５（Ａ）はマイクロマシンスイッチ１のオ
フ状態、図５（Ｂ）はオン状態をそれぞれ示している。
図５（Ａ）に示されるように、通常、スイッチ可動子１
１はマイクロストリップ線路２１ａ，２１ｂから高さｈ
のところにある。ここで、高さｈは数μｍ程度である。
したがって、スイッチ電極４に駆動電圧が印加されてい
ない場合、スイッチ可動子１１はマイクロストリップ線
路２１ａ，２１ｂのそれぞれと接触しない。

【００２３】しかし、スイッチ可動子１１にはマイクロ
ストリップ線路２１ａ，２１ｂと対向する部分がある。
この部分でコンデンサ構造が形成されるので、マイクロ
ストリップ線路２１ａと２１ｂとはスイッチ可動子１１
を介して相互結合される。スイッチ可動子１１と各マイ
クロストリップ線路２１ａ，２１ｂとの間の容量は、ス
イッチ可動子１１と各マイクロストリップ線路２１ａ，
２１ｂとの対向面積に比例する。図２１に示された従来
のマイクロマシンスイッチ１０１の場合、スイッチ可動
子１１１が矩形をしている。スイッチ可動子１１１の幅
ｇはマイクロストリップ線路１２１ａ，１２１ｂの幅Ｗ
と同じである。したがって、スイッチ可動子１１１と各
マイクロストリップ線路１２１ａ，１２１ｂとの対向面
積は、（Ｌ−Ｇ）×Ｗとなる。

【００２４】これに対して、図１に示されたマイクロマ
シンスイッチ１の場合、上述したように、スイッチ可動
子１１は、各突起部３２ａ〜３２ｄの先端部分のみがマ
イクロストリップ線路２１ａ，２１ｂと対向している。
したがって、スイッチ可動子１１と各マイクロストリッ
プ線路２１ａ，２１ｂとの対向面積は、（Ｌ−Ｇ）×
（Ｗ−ｂ）となる。このように、スイッチ可動子１１の
端縁を切り欠くことにより、対向面積を小さくできるの
で、スイッチ可動子１１と各マイクロストリップ線路２
１ａ，２１ｂとの間に形成される容量を小さくできる。
これにより、マイクロストリップ線路２１ａと２１ｂと
の相互結合が弱まるので、マイクロマシンスイッチ１が
オフ状態のときのエネルギー漏れが抑制される。

【００２５】一方、制御電圧として例えば正の電圧がス
イッチ電極４に印加されたとする。このとき、スイッチ
電極４の表面には正電荷が現れる。また、スイッチ電極
４に対向するスイッチ可動子１１の表面には、静電誘導
により負電荷が現れる。そして、スイッチ電極４の正電
荷とスイッチ可動子１１の負電荷との静電力により、吸
引力が発生する。この吸引力により、スイッチ可動子１
１は、図５（ｂ）に示されるように、スイッチ電極４の
方に引き下げらる。そして、スイッチ可動子１１の各突
起部３２ａ〜３２ｄがマイクロストリップ線路２１ａ，
２１ｂのそれぞれと接触すると、マイクロマシンスイッ
チ１はオン状態になる。このとき、マイクロストリップ
線路２１ａからの高周波エネルギーは、スイッチ可動子
１１を経由して、マイクロストリップ線路２１ｂに伝達
される。

【００２６】上述したように、スイッチ可動子１１は、
突起部３２ａと３２ｂ（または３２ｃと３２ｄ）との合
成インピーダンスが、マイクロストリップ線路２１ａ
（または２１ｂ）と同程度になるように形成されてい
る。これにより、線路の不連続部分は、スイッチ可動子
１１と各マイクロストリップ線路２１ａ，２１ｂとの接
触部分のみとなる。したがって、マイクロストリップ線
路２１ａからの高周波エネルギーの反射は少ない。

【００２７】次に、図１におけるスイッチ可動子１１の
変形例を示す。図６〜図１０は、スイッチ可動子１１の
他の形状を示す平面図である。図６におけるスイッチ可
動子１２は、図１におけるスイッチ可動子１１の可動子
本体３１の幅ａをマイクロストリップ線路２１ａ，２１
ｂの幅Ｗよりも狭くしたものである。

【００２８】マイクロマシンスイッチ１の製造過程にお
いて、スイッチ可動子１２の幅方向に位置決め誤差が生
じる場合がある。スイッチ可動子１２の可動子本体３１
の幅ａは、この位置決め誤差を考慮して設定される。こ
れにより、幅方向に位置決め誤差が生じても、スイッチ
可動子１２のすべての突起部３２ａ〜３２ｄを各マイク
ロストリップ線路２１ａ，２１ｂに対向させることがで
きる。したがって、位置決め誤差によるマイクロマシン
スイッチ１の反射特性の劣化を防止できる。

【００２９】次に、図７に示されるスイッチ可動子１３
は、スイッチ可動子１３の周縁のうち、マイクロストリ
ップ線路２１ａ側の端縁の両端部および両端間が矩形に
切り欠かれている。このため、マイクロストリップ線路
２１ａ側の一辺の両端間に、矩形の突起部３２ａ，３２
ｂが形成されている。同様にして、マイクロストリップ
線路２１ｂ側にも、矩形の突起部３２ｃ，３２ｄが形成
されている。これにより、スイッチ可動子１３の突起部
３２ａ〜３２ｄが形成されている部分の幅ｄを、マイク
ロストリップ線路２１ａ，２１ｂの幅Ｗよりも狭くでき
る。したがって、スイッチ可動子１３の幅方向の位置決
め誤差によるマイクロマシンスイッチ１の反射特性の劣
化を防止できる。

【００３０】また、図６におけるスイッチ可動子１２で
は、幅ａが各マイクロストリップ線路２１ａ，２１ｂの
幅Ｗよりも狭いので、可動子本体３１部分の特性インピ
ーダンスが各マイクロストリップ線路２１ａ，２１ｂの
特性インピーダンスよりも小さくなる。このため、反射
特性が多少劣化する。これに対して、図７におけるスイ
ッチ可動子１３では、幅ａを各マイクロストリップ線路
２１ａ，２１ｂの幅Ｗと同じにできる。したがって、ス
イッチ可動子１３を用いれば、スイッチ可動子１２より
も更に良好な反射特性が得られる。なお、スイッチ可動
子１３の可動子本体３１の幅ａを各マイクロストリップ
線路２１ａ，２１ｂの幅Ｗよりも広く、あるいは狭くす
る場合もあり得る。

【００３１】次に、図８（Ａ）におけるスイッチ可動子
１４は、スイッチ可動子１４の周縁のうち、マイクロス
トリップ線路２１ａ側の端縁の両端部を除き、三角形に
切り欠かれている。このため、マイクロストリップ線路
２１ａ側の一辺の両端に、突起部（第２の突起部）３２
ｅ，３２ｆが形成されている。同様にして、マイクロス
トリップ線路２１ｂ側にも、突起部（第２の突起部）３
２ｇ，３２ｈが形成されている。また、図８（Ｂ）にお
けるスイッチ可動子１５は、同様にスイッチ可動子１５
の両側が楕円形に切り欠かれている。これにより、突起
部（第２の突起部）３２ｉ，３２ｊ，３２ｋ，３２ｌが
形成されている。

【００３２】これらの突起部３２ｅ〜３２ｌはいずれ
も、可動子本体３１に近い側が可動子本体３１から遠い
側よりも広い形状をしている。したがって、図８（Ａ）
および（Ｂ）における突起部３２ｅ〜３２ｌは、図１に
おける矩形の突起部３２ａ〜３２ｄよりも機械的強度が
高い。

【００３３】次に、図９におけるスイッチ可動子１６
は、可動子本体３１の両側にそれぞれ３個の突起部（第
２の突起部）３２ａ，３２ｂ，３２ｍおよび３２ｃ，３
２ｄ，３２ｎが形成されている。３個の突起部３２ａ，
３２ｂ，３２ｍの合成インピーダンスは、マイクロスト
リップ線路２１ａの特性インピーダンスとほぼ同じであ
る。３個の突起部３２ｃ，３２ｄ，３２ｎの合成インピ
ーダンスも、マイクロストリップ線路２１ｂの特性イン
ピーダンスとほぼ同じである。同様に、可動子本体３１
の両側にそれぞれ４個以上の突起部が形成されてもよ
い。

【００３４】また、図１０におけるスイッチ可動子１７
は、図９におけるスイッチ可動子１６の３個の突起部３
２ａ，３２ｂ，３２ｍそれぞれの先端を接続部３５ａで
接続し、３個の突起部３２ｃ，３２ｄ，３２ｎそれぞれ
の先端を接続部３５ｂで接続したものである。図９にお
けるスイッチ可動子１６の各突起部３２ａ〜３２ｄ，３
２ｍ，３２ｎの幅は狭い。このため、各突起部３２ａ〜
３２ｄ，３２ｍ，３２ｎの先端が上下方向に歪む恐れが
ある。例えば、突起部３２ａの先端に上方向の歪みが生
じると、マイクロマシンスイッチ１がオン状態のときで
も、突起部３２ａがマイクロストリップ線路２１ａと接
触しなくなる。これにより、マイクロマシンスイッチ１
のオン時の反射特性が劣化する。

【００３５】図１０における各接続部３５ａ，３５ｂ
は、各突起部３２ａ〜３２ｄ，３２ｍ，３２ｎの歪みを
防止するものである。各接続部３５ａ，３５ｂで各突起
部３２ａ〜３２ｄ，３２ｍ，３２ｎそれぞれの先端を接
続することにより、マイクロマシンスイッチ１の反射特
性の劣化を防止できる。

【００３６】次に、図１および図６に示された本発明に
よるマイクロマシンスイッチ１と、図２１に示された従
来のマイクロマシンスイッチ１０１それぞれのオフ時の
アイソレーション特性と、オン時の反射特性とを示す。
表１は、以下に示すようにパラメータを設定したときに
得られたオフ時アイソレーション特性と、オン時反射特
性の計算結果を示す表である。すなわち、誘電体基板
２，１０２の厚さＨ＝２００μｍ、誘電体基板２，１０
２の比誘電率εｒ＝４．６、マイクロストリップ線路２
１ａ，２１ｂ，１２１ａ，１２１ｂの幅Ｗ＝３７０μ
ｍ、ギャップＧ＝２００μｍ、オフ時のスイッチ可動子
１１，１１１の高さｈ＝５μｍ、スイッチ可動子１１，
１１１の長さＬ＝２６０μｍ、高周波エネルギーの周波
数は３０ＧＨｚである。また、可動子本体３１の幅ａ、
切り欠き幅ｂ、可動子本体３１の長さｃ、およびスイッ
チ可動子１１１の幅ｇについては、表１に示すとおりで
ある。

【００３７】

【表１】

【００３８】ここで、マイクロストリップ線路２１ａ，
１２１ａからスイッチ可動子１１，１２，１１１への入
力エネルギーをＥin、スイッチ可動子１１，１２，１１
１からマイクロストリップ線路２１ｂ，１２１ｂへの出
力エネルギーをＥout とすると、アイソレーション特性
は式により求められる。 （アイソレーション特性）＝−１０ｌｏｇ（Ｅout／Ｅin） ・・・ 式から明らかなように、アイソレーション特性の値が
大きいほど、高隔離を実現できる。

【００３９】さらに、スイッチ可動子１１，１２，１１
１からマイクロストリップ線路２１ａ，１２１ａへの反
射エネルギーをＥreとすると、反射特性は式により求
められる。 （反射特性）＝１０ｌｏｇ（Ｅre／Ｅin） ・・・ 式から明らかなように、反射特性の値が小さいほど、
エネルギー損失が小さくなる。

【００４０】表１に示されるように、従来のマイクロマ
シンスイッチ１０１の場合、スイッチ可動子１１１の幅
ｇが狭いほど、オフ時のアイソレーション特性がよくな
る。しかし、その一方、オン時の反射特性は悪くなる。
これに対して、図１に示されたマイクロマシンスイッチ
１の場合、スイッチ可動子１１のパラメータａ〜ｃを表
１に示されるように設定すると、オフ時のアイソレーシ
ョン特性の値が１８ｄＢとなる。すなわち、従来のマイ
クロマシンスイッチ１０１で、スイッチ可動子１１１の
幅ｇを１００μｍとしたときと同等のアイソレーション
特性が得られる。

【００４１】一方、図１に示されたマイクロマシンスイ
ッチ１のオン時の反射特性の値は−４０ｄＢとなる。す
なわち、スイッチ可動子１１１の幅ｇを３００〜３７０
μｍとしたときと同等の反射特性が得られる。このよう
に、図１に示されたマイクロマシンスイッチ１を用いる
ことにより、オン時の反射特性の劣化を抑制しつつ、オ
フ時のアイソレーション特性を向上させることができ
る。すなわち、オフ時の高隔離と、オン時の低損失とを
同時に実現できる。また、図６に示されたマイクロマシ
ンスイッチ１の場合、スイッチ可動子１２の可動子本体
３１の幅ａが狭くなるので、オン時の反射特性が多少悪
くなる。しかしながら、図１に示されたマイクロマシン
スイッチ１と同程度のアイソレーション特性が得られ
る。

【００４２】図１，図６〜図１０に示されたマイクロマ
シンスイッチ１は、マイクロ波スイッチング回路、移相
器、可変フィルタなどに用いられる。例えば、マイクロ
波スイッチング回路では、概ね１５ｄＢ以上のアイソレ
ーション特性と、概ね−２０ｄＢ以下の反射特性が必要
である。したがって、図１に示されたマイクロマシンス
イッチ１をマイクロ波スイッチング回路に適用すること
により、良好なスイッチング特性を得ることができる。
なお、要求されるアイソレーション特性と反射特性と
は、マイクロマシンスイッチ１が適用されるマイクロ波
回路およびミリ波回路ごとに異なる。しかし、このマイ
クロマシンスイッチ１では、マイクロストリップ線路２
１ａ，２１ｂの諸寸法Ｗ，Ｇを基に、スイッチ可動子１
１，１２の諸寸法Ｌ，ａ，ｂ，ｃを設定することによ
り、所望のアイソレーション特性と反射特性とを選択で
きる。

【００４３】（第２の実施の形態） 図１１は、本発明によるマイクロマシンスイッチの第２
の実施の形態の平面図である。また、図１２は、図１１
におけるスイッチ可動子１８の平面図である。図１１に
おいて、図２と同一部分には同一符号を付しており、そ
の説明を適宜省略する。後掲する図１３，図１５および
図１６についても同じである。図１１におけるスイッチ
可動子１８は、可動子本体３３の長さｃがギャップＧよ
りも長い点で、図１におけるスイッチ可動子１１と異な
る。ここで、スイッチ可動子１８の切り欠きの及ばない
部分を可動子本体３３という。したがって、各突起部
（第２の突起部）３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄは可
動子本体３３に含まれず、スイッチ可動子１８の突起部
３４ａ〜３４ｄを除く部分が可動子本体３３である。

【００４４】可動子本体３３の長さｃがギャップＧより
も長いので、スイッチ可動子１８の各突起部３４ａ〜３
４ｄだけでなく、可動子本体３３の一部がマイクロスト
リップ線路２１ａ，２１ｂのそれぞれと対向する。この
ため、図１１におけるスイッチ可動子１８と各マイクロ
ストリップ線路２１ａ，２１ｂとの対向面積は、図１に
おけるスイッチ可動子１１との対向面積よりも大きくな
る。したがって、図１１におけるスイッチ可動子１８を
用いると、図１におけるスイッチ可動子１１を用いたと
きよりも、オフ時のアイソレーション特性が悪くなる。
それでも、従来よりは良いアイソレーション特性が得ら
れることはいうまでもない。

【００４５】しかしながら、可動子本体３３の長さｃが
ギャップＧよりも長いので、スイッチ可動子１８の各突
起部３４ａ〜３４ｄはギャップＧ上に存在しない。しか
も、可動子本体３３の幅ａはマイクロストリップ線路２
１ａ，２１ｂの幅Ｗと等しい。このため、図１１に示さ
れたマイクロマシンスイッチ１のオン時の不連続部分
は、スイッチ可動子１８と各マイクロストリップ線路２
１ａ，２１ｂとの接触部分のみとなる。したがって、図
１１におけるスイッチ可動子１８を用いることにより、
従来のマイクロマシンスイッチ１０１と同等のオン時の
反射特性を得られる。

【００４６】なお、可動子本体３３の幅ａはマイクロス
トリップ線路２１ａ，２１ｂの幅Ｗと等しいとした。し
かし、反射特性が著しく劣化しない範囲で、可動子本体
３３の幅ａを変えることもできる。また、図１１におけ
るスイッチ可動子１８に、図７〜図１０におけるスイッ
チ可動子１３〜１７の特徴を与えてもよい。

【００４７】（第３の実施の形態）図１３は、本発明に
よるマイクロマシンスイッチの第３の実施の形態の平面
図である。また、図１４は、図１３に示されたマイクロ
マシンスイッチの要部を示す平面図であり、図１４
（Ａ）はスイッチ可動子の平面図、図１４（Ｂ）はマイ
クロストリップ線路の平面図である。図１３に示される
ように、スイッチ可動子１９は矩形をしている。スイッ
チ可動子１９の長さＬは、ギャップＧよりも長い。

【００４８】マイクロストリップ線路２２ａは、マイク
ロストリップ線路２２ａの周縁のうち、スイッチ可動子
１９側の部分の両端部を除き、幅ｆにわたって矩形に切
り欠かれている（以下、マイクロストリップ線路２２
ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂの周縁のうち、スイッチ可
動子１９側の部分のことを、マイクロストリップ線路２
２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂの端縁という）。このた
め、スイッチ可動子１９側の一辺の両端に、矩形の突起
部（第１の突起部）４２ａ，４２ｂが形成されている。
同じく、マイクロストリップ線路２２ｂは、線路本体４
１ｂのスイッチ可動子１９側の一辺の両端に、矩形の突
起部（第１の突起部）４２ｃ，４２ｄが形成されてい
る。

【００４９】ここで、マイクロストリップ線路２２ａ，
２２ｂの切り欠きの及ばない部分をそれぞれ線路本体４
１ａ，４１ｂという。したがって、各突起部４２ａ〜４
２ｄは線路本体４１ａ，４１ｂに含まれず、マイクロス
トリップ線路２２ａ，２２ｂの突起部４２ａ〜４２ｄを
除く部分が線路本体４１ａ，４１ｂである。スイッチ可
動子１９の幅ｅは、マイクロストリップ線路２２ａ，２
２ｂの線路本体４１ａ，４１ｂの幅Ｗと同じである。

【００５０】線路本体４１ａと４１ｂとの間の距離Ｄ
は、スイッチ可動子１９の長さＬよりも長い。このた
め、線路本体４１ａ，４１ｂのいずれも、スイッチ可動
子１９と対向していない。すなわち、突起部４２ａ〜４
２ｄそれぞれの先端部分のみが、スイッチ可動子１９と
対向している。このように、図１３に示されたマイクロ
マシンスイッチ１は、図１に示されたマイクロマシンス
イッチ１でスイッチ可動子１１に突起部３２ａ〜３２ｄ
を形成する代わりに、マイクロストリップ線路２２ａ，
２２ｂに突起部４２ａ〜４２ｄを形成したものである。
その他の部分については、図１に示されたマイクロマシ
ンスイッチ１と同様である。

【００５１】したがって、図１５に示されるように、マ
イクロストリップ線路２３ａのスイッチ可動子１９側の
一辺の両端間に突起部４２ａ，４２ｂを形成し、マイク
ロストリップ線路２３ｂのスイッチ可動子１９側の一辺
の両端間に突起部４２ｃ，４２ｄを形成してもよい。ま
た、図１３におけるマイクロストリップ線路２２ａ，２
２ｂのそれぞれに、図８〜図１０におけるスイッチ可動
子１３〜１７の特徴を与えてもよい。また、スイッチ可
動子１９の幅ｅは線路本体４１ａ，４１ｂの幅Ｗと等し
いとしたが、マイクロストリップ線路２２ａ，２２ｂの
切り欠き幅ｆより広くてもよい。

【００５２】（第４の実施の形態） 図１６は、本発明によるマイクロマシンスイッチの第４
の実施の形態の平面図である。また、図１７は、図１６
におけるマイクロストリップ線路の平面図である。図１
６におけるマイクロストリップ線路２４ａ，２４ｂは、
線路本体４３ａと４３ｂとの間の距離Ｄがスイッチ可動
子１９の長さＬよりも短い点で、図１３におけるマイク
ロストリップ線路２２ａ，２２ｂと異なる。ここで、マ
イクロストリップ線路２４ａ，２４ｂの切り欠きの及ば
ない部分をそれぞれ線路本体４３ａ，４３ｂという。し
たがって、各突起部４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄは
線路本体４３ａ，４３ｂに含まれず、マイクロストリッ
プ線路２４ａ，２４ｂの突起部４４ａ〜４４ｄを除く部
分が線路本体４３ａ，４３ｂである。

【００５３】距離Ｄが長さＬよりも短いので、マイクロ
ストリップ線路２４ａ，２４ｂの各突起部４４ａ〜４４
ｄだけでなく、線路本体４３ａ，４３ｂのそれぞれ一部
がスイッチ可動子１９と対向する。その他の部分につい
ては、図１３に示されたマイクロマシンスイッチ１と同
じである。

【００５４】（第５の実施の形態）図１８は、本発明に
よるマイクロマシンスイッチの第５の実施の形態の平面
図である。図１８に示されたマイクロマシンスイッチ１
は、図１におけるスイッチ可動子１１と、図１３におけ
るマイクロストリップ線路２２ａ，２２ｂとを組み合わ
せたものである。ここで、スイッチ可動子１１の突起部
３２ａ，３２ｂは、マイクロストリップ線路２２ａの突
起部４２ａ，４２ｂとそれぞれ対向している。また、ス
イッチ可動子１１の突起部３２ｃ，３２ｄは、マイクロ
ストリップ線路２２ｂの突起部４２ｃ，４２ｄとそれぞ
れ対向している。

【００５５】このようにスイッチ可動子１１およびマイ
クロストリップ線路２２ａ，２２ｂの両方を切り欠いて
も、スイッチ可動子１１とマイクロストリップ線路２２
ａ，２２ｂとの対向面積を小さくできる。したがって、
マイクロマシンスイッチ１のオフ時のアイソレーション
特性を高められる。なお、スイッチ可動子１１の切り欠
き幅ｂと、マイクロストリップ線路２２ａ，２２ｂの切
り欠き幅ｆとは、同じであっても、異なっていてもよ
い。また、スイッチ可動子１１の代わりにスイッチ可動
子１２〜１８を用いてもよく、マイクロストリップ線路
２２ａ，２２ｂの代わりにマイクロストリップ線路２３
ａ，２３ｂまたは２４ａ，２４ｂを用いてもよい。

【００５６】以上、ギャップＧ上にスイッチ電極４が配
置されている構成のマイクロマシンスイッチ１を用い
て、本発明の実施の形態を説明した。しかし、本発明
は、図１９に示されるような側面形状をもつマイクロマ
シンスイッチ６にも適用できる。すなわち、図１９に示
されるマイクロマシンスイッチ６は、スイッチ電極（駆
動手段）として上部電極４ａと下部電極４ｂとをもつ。
下部電極４ｂは、支持手段５のアーム部５ｂの下方であ
って、マイクロストリップ線路２１ａ，２１ｂ（または
２２ａ，２２ｂ、または２３ａ，２３ｂ、または２４
ａ，２４ｂ）間ではない誘電体基板２上に形成されてい
る。また、上部電極４ａはアーム部５ｂの上面に密着形
成されている。これら上部電極４ａと下部電極４ｂと
は、アーム部５ｂを挟んで対向している。アーム部５ｂ
は、絶縁部材により形成されている。

【００５７】上部電極４ａおよび下部電極４ｂの少なく
とも一方に駆動電圧が印加される。そして、静電力によ
りアーム部５ｂが引き下げられ、スイッチ可動子１１
（または１２〜１９）がマイクロストリップ線路２１
ａ，２１ｂ（または２２ａ，２２ｂ、または２３ａ，２
３ｂ、または２４ａ，２４ｂ）のそれぞれと接触する。
このようなマイクロマシンスイッチ６に本発明を適用し
ても、上述したものと同じ効果が得られる。

【００５８】また、上記したスイッチ可動子１１〜１８
はいずれも、スイッチ可動子１１〜１８の両側が切り欠
かれて、突起部３２ａ〜３２ｎ，３４ａ〜３４ｄが形成
されている。しかし、スイッチ可動子１１〜１８それぞ
れの一方の側のみに突起部を形成した場合でも、効果は
得られる。上記したマイクロストリップ線路２２ａ，２
２ｂ，２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂについても同様
である。すなわち、一方のマイクロストリップ線路２２
ａ〜２４ａ（または２２ｂ〜２４ｂ）のみに突起部を形
成した場合でも、効果は得られる。

【００５９】また、図１および図１９に示されたマイク
ロマシンスイッチ１，６は、２本のマイクロストリップ
線路２１ａ，２１ｂ（または２２ａ，２２ｂ、または２
３ａ，２３ｂ、または２４ａ，２４ｂ）を接・断するも
のである。しかし、本発明は３本以上のマイクロストリ
ップ線路を接・断するマイクロマシンスイッチ１，６に
も適用できる。また、本発明の実施の形態を説明するに
あたり、分布定数線路としてマイクロストリップ線路２
１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ，２４
ａ，２４ｂを用いた。しかし、分布定数線路として、コ
プレーナ線路、トリプレート線路、またはスロット線路
を用いても、同様の効果が得られる。

【００６０】また、上述したマイクロマシンスイッチ
１，６は、オーム接触形でも、容量結合形でもよい。図
２０は、スイッチ可動子１１〜１９の断面を示す断面図
である。オーム接触形のマイクロマシンスイッチ１，６
の場合、スイッチ可動子１１〜１９の全体が導体部材で
形成されていてもよい。また、スイッチ可動子１１〜１
９は、図２０（ａ）に示されるように、半導体または絶
縁体の部材５１と、この部材５１の下面（すなわち、マ
イクロストリップ線路２１ａ，２１ｂ等に対向する面）
の全面に形成された導体膜５２とにより構成されていて
もよい。すなわち、スイッチ可動子１１〜１９は、少な
くともスイッチ可動子１１〜１９の下面の全面が導体で
形成されていればよい。このようなオーム接触形のマイ
クロマシンスイッチ１，６は、ＤＣからミリ波帯までの
広い周波数範囲で使用される。

【００６１】また、容量結合形のマイクロマシンスイッ
チ１，６の場合、図２０（ｂ）に示されるように、導体
部材５３と、この導体部材５３の下面（すなわち、マイ
クロストリップ線路２１ａ，２１ｂ等に対向する面）に
形成された絶縁体薄膜５４とにより構成されている。容
量結合形のマイクロマシンスイッチ１，６の使用可能周
波数範囲は、絶縁体薄膜５４の厚さに依存するが、概ね
５ＧＨｚないし１０ＧＨｚ以上の周波数帯に限られる。
したがって、容量結合形の使用可能周波数範囲は、オー
ム接触形と比べると狭くなる。

【００６２】しかし、オーム接触形では、マイクロスト
リップ線路２１ａ，２１ｂ等とスイッチ可動子１１等と
の間の接触抵抗により、損失が発生する。これに対し
て、容量結合形の接点は導体による直接接触でないの
で、接触抵抗損失が発生しない。このため、高周波数帯
（絶縁体薄膜５４の厚さによるが、概ね１０ＧＨｚ以
上）では、容量結合形の方がオーム接触形よりも損失が
小さくなることがある。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明では、可動子の端縁を切り欠いて、少なくとも１本の
分布定数線路の側に突起部を少なくとも２個ずつ形成す
る。これにより、可動子の幅を狭めることなく、可動子
と分布定数線路との容量結合を弱められる。また、可動
子の端部でも可動子本体と同程度の特性インピーダンス
が得られる。したがって、マイクロマシンスイッチのオ
ン時の反射特性の劣化を抑制しつつ、オフ時のアイソレ
ーション特性を向上させることができる。

【００６４】また、請求項２記載の発明では、可動子本
体の幅を各分布定数線路と同じ幅とし、可動子の端縁の
うち両端部を除く部分を切り欠いて突起部を形成する。
これにより、ギャップ上の特性インピーダンスが各分布
定数線路の特性インピーダンスと同程度になる。このた
め、マイクロマシンスイッチのオン時の反射特性の劣化
を防止しつつ、オフ時のアイソレーション特性を向上さ
せることができる。また、請求項３記載の発明では、可
動子本体の幅を各分布定数線路よりも狭くし、可動子の
端縁のうち両端部を除く部分を切り欠いて突起部を形成
する。これにより、可動子の幅方向に位置決め誤差が生
じても、すべての突起部を分布定数線路に対向させるこ
とができる。したがって、上記のような場合のマイクロ
マシンスイッチのオン時の反射特性の劣化の抑制を図る
ことができる。

【００６５】また、請求項４記載の発明では、可動子の
端縁のうち両端部を切り欠く。これにより、可動子の突
起部が形成されている部分の幅が分布定数線路の幅より
も狭くなる。したがって、請求項３記載の発明と同じ効
果が得られる。さらに、請求項５記載の発明では、可動
子本体の幅を各分布定数線路と同じ幅とする。これによ
り、ギャップ上の特性インピーダンスが各分布定数線路
の特性インピーダンスと同程度になる。したがって、請
求項２記載の発明の効果と請求項３記載の発明の効果と
を合わせた効果が得られる。

【００６６】また、請求項６記載の発明では、可動子の
突起部を矩形に形成する。これにより、可動子の長さ方
向に位置決め誤差が生じても、可動子と分布定数線路と
の対向面積が一定となる。したがって、上記のような場
合でも、所望のアイソレーション特性が得られる。ま
た、請求項７記載の発明では、可動子の突起部を、可動
子本体に近い側を可動子本体から遠い側よりも広く形成
する。これにより、突起部の機械的強度が高くなる。ま
た、請求項８記載の発明では、各突起部の先端を接続す
る接続部を形成する。これにより、マイクロマシンスイ
ッチのオン時には、すべての突起部が同時に分布定数線
路に接触する。これにより、オン時の反射特性が向上す
る。

【００６７】また、請求項９記載の発明では、可動子の
各突起部の先端部分のみが分布定数線路と対向する。こ
れにより、可動子と分布定数線路との対向面積を極めて
小さくできる。このため、良好なオフ時のアイソレーシ
ョン特性が得られる。また、請求項１０記載の発明で
は、可動子の各突起部とともに、可動子本体の一部が分
布定数線路と対向する。これにより、マイクロマシンス
イッチのオン時の不連続部分が可動子と各分布定数線路
との接触部分のみとなる。このため、良好なオフ時の反
射特性が得られる。

【００６８】また、請求項１１記載の発明では、分布定
数線路の端縁を切り欠いて、少なくとも２個の突起部を
形成する。このとき、可動子の幅を各分布定数線路本体
と同じ幅とし、分布定数線路の端縁のうち両端部を除く
部分を切り欠いて突起部を形成する。これにより、請求
項２記載の発明と同様の効果が得られる。

【００６９】また、請求項１２記載の発明では、分布定
数線路の端縁のうち両端部を切り欠く。このとき、可動
子の幅を各分布定数線路本体と同じ幅とする。これによ
り、請求項５記載の発明と同様の効果が得られる。ま
た、請求項１３記載の発明では、分布定数線路の突起部
を矩形に形成する。これにより、請求項６記載の発明と
同様の効果が得られる。

【００７０】また、請求項１４記載の発明では、分布定
数線路の各突起部の先端部分のみが可動子と対向する。
これにより、請求項９記載の発明と同様の効果が得られ
る。また、請求項１５記載の発明では、各突起部ととも
に、分布定数線路本体の一部が可動子と対向する。これ
により、請求項１０記載の発明と同様の効果が得られ
る。また、請求項１６記載の発明では、分布定数線路の
第１の突起部と、可動子の第２の突起部とを、それぞれ
対向するように形成する。これにより、請求項１記載の
発明と同様の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるマイクロマシンスイッチの第１
の実施の形態の構造を示す斜視図である。

【図２】 図１に示されたマイクロマシンスイッチの平
面図である。

【図３】 図１に示されたマイクロマシンスイッチの要
部を示す平面図である。

【図４】 マイクロストリップ線路の幅と特性インピー
ダンスとの関係を示す図である。

【図５】 図２におけるマイクロマシンスイッチのＶ−
Ｖ′線断面を示す断面図である。

【図６】 図１におけるスイッチ可動子の他の形状を示
す平面図である。

【図７】 図１におけるスイッチ可動子の他の形状を示
す平面図である。

【図８】 図１におけるスイッチ可動子の他の形状を示
す平面図である。

【図９】 図１におけるスイッチ可動子の他の形状を示
す平面図である。

【図１０】 図１におけるスイッチ可動子の他の形状を
示す平面図である。

【図１１】 本発明によるマイクロマシンスイッチの第
２の実施の形態の平面図である。

【図１２】 図１１におけるスイッチ可動子の平面図で
ある。

【図１３】 本発明によるマイクロマシンスイッチの第
３の実施の形態の平面図である。

【図１４】 図１３に示されたマイクロマシンスイッチ
の要部を示す平面図である。

【図１５】 図１３におけるマイクロストリップ線路の
他の形状を示す平面図である。

【図１６】 本発明によるマイクロマシンスイッチの第
４の実施の形態の平面図である。

【図１７】 図１６におけるマイクロストリップ線路の
平面図である。

【図１８】 本発明によるマイクロマシンスイッチの第
５の実施の形態の平面図である。

【図１９】 他の構成をもつマイクロマシンスイッチの
側面を示す側面図である。

【図２０】 スイッチ可動子の断面を示す断面図であ
る。

【図２１】 従来のマイクロマシンスイッチの構造を示
す斜視図である。

【図２２】 図２１に示されたマイクロマシンスイッチ
の平面図である。

【符号の説明】

１，６…マイクロマシンスイッチ、２…誘電体基板、３
…グランド板、４…スイッチ電極、４ａ…上部電極、４
ｂ…下部電極、５…支持手段、５ａ…ポスト部、５ｂ…
アーム部、１１〜１９…スイッチ可動子、２１ａ，２１
ｂ，２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ
…マイクロストリップ線路、３１，３３…可動子本体、
３２ａ〜３２ｎ，３４ａ〜３４ｄ，４２ａ〜４２ｄ，４
４ａ〜４４ｄ…突起部、３５ａ，３５ｂ…接続部、４１
ａ，４１ｂ，４３ａ，４３ｂ…線路本体、５１…半導体
または絶縁体の部材、５２…導体膜、５３…導体部材、
５４…絶縁体薄膜、ａ…可動子本体の幅、ｂ，ｆ…切り
欠き幅、ｃ…可動子本体の長さ、ｄ…スイッチ可動子の
突起部が形成されている部分の幅、Ｄ…線路本体間の距
離、ｅ…スイッチ可動子の幅、Ｇ…ギャップ、ｈ…スイ
ッチ可動子の高さ、Ｈ…誘電体基板の厚さ、Ｌ…スイッ
チ可動子の長さ、Ｗ…マイクロストリップ線路の幅。

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに近接配置された少なくとも２本の
   分布定数線路と、 これらの分布定数線路のそれぞれと先端部が対向するよ
   うに前記各分布定数線路の上方に配置されかつ前記各分
   布定数線路と接触したときに前記各分布定数線路を高周
   波的に接続する可動子と、 静電力により前記可動子を変位させて前記各分布定数線
   路に接触させる駆動手段とを備え、 前記可動子は、この可動子の端縁が切り欠かれて形成さ
   れた突起部を前記分布定数線路の少なくとも１本の側に
   少なくとも２個ずつ備え、 前記各突起部は、対応する前記各分布定数線路と対向し
   ていることを特徴とするマイクロマシンスイッチ。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記可動子の前記突起部を除く部分である可動子本体
   は、前記各分布定数線路の幅方向と平行な方向の長さで
   ある幅が前記各分布定数線路の幅と同じであり、 前記可動子は、この可動子の端縁の両端部を除く部分が
   切り欠かれていることを特徴とするマイクロマシンスイ
   ッチ。
3. 【請求項３】 請求項１において、 前記可動子の前記突起部を除く部分である可動子本体
   は、前記各分布定数線路の幅方向と平行な方向の長さで
   ある幅が前記各分布定数線路の幅よりも狭く、 前記可動子は、この可動子の端縁の両端部を除く部分が
   切り欠かれていることを特徴とするマイクロマシンスイ
   ッチ。
4. 【請求項４】 請求項１において、 前記可動子の前記各突起部が形成されている部分は、前
   記分布定数線路の幅方向と平行な方向の長さである幅が
   前記分布定数線路の幅よりも狭くなるように前記可動子
   の端縁の両端部が切り欠かれて形成されていることを特
   徴とするマイクロマシンスイッチ。
5. 【請求項５】 請求項４において、 前記可動子の前記突起部を除く部分である可動子本体の
   幅は、前記各分布定数線路の幅と同じであることを特徴
   とするマイクロマシンスイッチ。
6. 【請求項６】 請求項１〜５いずれか１項において、 前記各突起部は、矩形をしていることを特徴とするマイ
   クロマシンスイッチ。
7. 【請求項７】 請求項１〜５いずれか１項において、 前記各突起部の幅である前記分布定数線路の幅方向と平
   行な方向の長さは、前記可動子の前記突起部を除く部分
   である可動子本体に近い側が前記可動子本体から遠い側
   よりも広いことを特徴とするマイクロマシンスイッチ。
8. 【請求項８】 請求項１〜７いずれか１項において、 前記可動子は、前記各突起部それぞれの先端を接続する
   接続部を備えたことを特徴とするマイクロマシンスイッ
   チ。
9. 【請求項９】 請求項１〜８いずれか１項において、 前記可動子の突起部と対向する前記分布定数線路は、前
   記可動子の前記突起部を除く部分である可動子本体とは
   対向していないことを特徴とするマイクロマシンスイッ
   チ。
10. 【請求項１０】 請求項１〜８いずれか１項において、 前記可動子の突起部と対向する前記分布定数線路は、前
    記可動子の前記突起部を除く部分である可動子本体とも
    対向していることを特徴とするマイクロマシンスイッ
    チ。
11. 【請求項１１】 互いに近接配置された少なくとも２本
    の分布定数線路と、 これらの分布定数線路のそれぞれと先端部が対向するよ
    うに前記各分布定数線路の上方に配置されかつ導電体を
    含む可動子と、 静電力により前記可動子を変位させて前記各分布定数線
    路に接触させる駆動手段とを備え、 少なくとも１本の前記分布定数線路は、この分布定数線
    路の端縁が切り欠かれて形成された突起部を少なくとも
    ２個ずつを備え、 前記各突起部は、前記可動子と対向しており、 前記可動子は、前記各分布定数線路の幅方向と平行な方
    向の長さである幅が、前記各分布定数線路の前記各突起
    部を除く部分である各分布定数線路本体の幅と同じであ
    り、 前記突起部が形成されている前記分布定数線路は、この
    分布定数線路の端縁の 両端部を除く部分が切り欠かれて
    いることを特徴とするマイクロマシンスイッチ。
12. 【請求項１２】 互いに近接配置された少なくとも２本
    の分布定数線路と、 これらの分布定数線路のそれぞれと先端部が対向するよ
    うに前記各分布定数線路の上方に配置されかつ導電体を
    含む可動子と、 静電力により前記可動子を変位させて前記各分布定数線
    路に接触させる駆動手段とを備え、 少なくとも１本の前記分布定数線路は、この分布定数線
    路の端縁が切り欠かれて形成された突起部を少なくとも
    ２個ずつを備え、 前記各突起部は、前記可動子と対向しており、 前記突起部が形成されている前記分布定数線路は、前記
    各突起部が形成されている部分の幅が前記可動子の幅で
    ある前記分布定数線路の幅方向と平行な方向の長さより
    も狭くなるように前記分布定数線路の前記可動子側の端
    縁の両端部が切り欠かれており、 前記可動子の幅は、前記各分布定数線路の前記各突起部
    を除く部分である各分布定数線路本体の幅と同じである
    ことを特徴とするマイクロマシンスイッチ。
13. 【請求項１３】 請求項１１または１２において、前記各突起部は、矩形をして いることを特徴とするマイ
    クロマシンスイッチ。
14. 【請求項１４】 互いに近接配置された少なくとも２本
    の分布定数線路と、 これらの分布定数線路のそれぞれと先端部が対向するよ
    うに前記各分布定数線路の上方に配置されかつ導電体を
    含む可動子と、 静電力により前記可動子を変位させて前記各分布定数線
    路に接触させる駆動手段とを備え、 少なくとも１本の前記分布定数線路は、この分布定数線
    路の端縁が切り欠かれて形成された突起部を少なくとも
    ２個ずつを備え、 前記各突起部は、前記可動子と対向しており、 前記可動子は、前記突起部が形成されている前記分布定
    数線路の前記突起部を除く部分である分布定数線路本体
    と対向していない ことを特徴とするマイクロマシンスイ
    ッチ。
15. 【請求項１５】 請求項１１〜１３いずれか１項におい
    て、 前記可動子は、前記突起部が形成されている前記分布定
    数線路の前記突起部を除く部分である分布定数線路本体
    の一部と対向していることを特徴とするマイクロマシン
    スイッチ。
16. 【請求項１６】 互いに近接配置された少なくとも２本
    の分布定数線路と、 これらの分布定数線路のそれぞれと先端部が対向するよ
    うに前記各分布定数線路の上方に配置されかつ前記各分
    布定数線路と接触したときに前記各分布定数線路を高周
    波的に接続する可動子と、 静電力により前記可動子を変位させて前記各分布定数線
    路に接触させる駆動手段とを備え、 少なくとも１本の前記分布定数線路は、この分布定数線
    路の端縁が切り欠かれて形成された第１の突起部を少な
    くとも２個ずつ備え、 前記可動子は、前記分布定数線路の前記各第１の突起部
    にそれぞれ対向するように前記可動子の端縁が切り欠か
    れて形成された少なくとも２個の第２の突起部を備えた
    ことを特徴とするマイクロマシンスイッチ。
17. 【請求項１７】 請求項１〜１６いずれか１項におい
    て、 前記可動子は、少なくとも前記可動子の下面の全面が導
    体で形成されていることを特徴とするマイクロマシンス
    イッチ。
18. 【請求項１８】 請求項１〜１６いずれか１項におい
    て、 前記可動子は、導体部材と、 この導体部材の下面の全面に形成された絶縁体薄膜とか
    らなる ことを特徴とするマイクロマシンスイッチ。