JP4887466B2 - Memsスイッチおよびそれを用いた通信装置 - Google Patents
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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Description
前記可動電極に対向し、かつ前記可動電極から離間して形成された信号電極と、
前記可動電極に対向し、かつ前記可動電極から離間して形成された対向電極とを有し、
前記可動電極と、対向電極との間に発生させた静電気力によって、前記可動電極と前記信号電極との間で電気的接点を形成し得る、MEMSスイッチであって、
前記可動電極と前記対向電極との間で静電気力を発生させるための電圧を、前記可動電極および前記対向電極のいずれか一方に印加するようになっており、
前記電圧が印加される電極が、複数に分割されており、
分割されたそれぞれの電極に電圧を印加することが時間差をもって行われる、
MEMSスイッチを提供する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1におけるMEMSスイッチの構成を示す上面図であり、図2は、図1におけるA−A’断面を示しており、MEMS素子のOFF状態の構成を示す横断面図であり、図3は、図1におけるA−A’断面を示しており、MEMSスイッチのON状態の構成を示す横断面図である。
スイッチがOFFの状態においては、可動電極101と駆動電極1021、1022との間に駆動電圧Vd1およびVd2は印加しない。可動電極101は変位していない初期位置にあり、接触電極103は信号電極104と接触していない状態にある。したがって、入力ポート側(IN)と出力ポート側(OUT)の信号電極104の間には信号の導通経路は形成されない。より具体的には、信号電極104と接触電極103の間にエアーギャップを介して形成された静電容量Ccは小さい値となるので、高周波信号が伝播する場合、交流的にインピーダンスの高い状態となる。このため、高周波信号の電力は大きく減衰し、入力ポート側と出力ポート側の信号電極104の間を高周波信号が伝播できない状態となる。
本発明のさらに別の実施の形態においては、実施の形態1において可動電極側に設けられていた凸部を駆動電極側に設けてよい。
本発明のさらに別の実施の形態においては、凸部を絶縁体で構成してよい。その場合には、駆動電極内に浮き島電極を設けなくても、可動電極と駆動電極とが同電位となることを避けることができる。
実施の形態1では、対向電極が分割されて、第3および第4の電極として、駆動電極1021および1022を構成している形態を説明した。実施の形態2として、可動電極が2つに分割されて、分割された可動電極に、電圧の印加を時間差をもって行う形態を説明する。図9は、実施の形態2のMEMSスイッチの構成を示す横断面図である。このMEMSスイッチの上面図は、実施の形態1のそれと略同じ(即ち、図1)であり、図9は、図1のA−A’断面を示している。
実施の形態1および2は、可動電極に凸部を設けた形態である。しかし、このような凸部は必ずしも必要ではない。実施の形態3として、凸部を設けない形態を説明する。
図10は、本発明の実施の形態3におけるMEMSスイッチの構成を示す上面図である。図11は、図10におけるA−A’断面を示しており、MEMS素子のOFF状態の構成を示す横断面図である。図12は、図10におけるA−A’断面を示しており、MEMSスイッチのON状態の構成を示す横断面図である。
実施の形態1〜3では、可動電極が両持ち梁型であるスイッチを説明した。実施の形態4として、可動電極が片持ち梁型である形態を説明する。図13に示すMEMSスイッチ300においては、基板310上に層間絶縁膜となる絶縁層309が設けられ、絶縁層309の上に、駆動電極3021および3022、ならびに信号の伝送路となる信号電極304が形成されている。これらの電極と対向し、これらの電極から離間するように、支持部305により支持された、接触電極303を有する可動電極301が設けられている。
101、201、301 可動電極
1020 スリット
1021、1022、3021、3022 駆動電極
1026 浮き島電極
103、303 接触電極
104、304 信号電極
105、305 支持部
106、106A、106B 凸部
109、309 絶縁層
110、310 基板
201A 架橋層
2021、2022 駆動電極層
1121、1122 対向電極
301、501 可動電極
502 駆動電極
503 接触電極
505 支持部
509 絶縁層
Claims (17)
- 可動電極と、
前記可動電極に対向し、かつ前記可動電極から離間して形成された信号電極と、
前記可動電極に対向し、かつ前記可動電極から離間して形成された対向電極とを有し、前記可動電極と、前記対向電極との間に発生させた静電気力によって、前記可動電極と前記信号電極との間で電気的接点を形成し得る、MEMSスイッチであって、
前記可動電極と前記対向電極との間で静電気力を発生させるための電圧を、前記可動電極および前記対向電極のいずれか一方に印加するようになっており、
前記電圧が印加される電極が、複数に分割されており、
分割されたそれぞれの電極に電圧を印加することが時間差をもって行われる、
MEMSスイッチ。 - 前記時間差が、スイッチの応答時間と略同じである、請求項1に記載のMEMSスイッチ。
- 前記複数に分割された電極が、前記電気的接点に対して対称となるように配置されている、請求項1または2に記載のMEMSスイッチ。
- 前記可動電極を第1の電極、前記信号電極を第2の電極とした場合に、前記対向電極が2つに分割されて、第3の電極と第4の電極を形成している、請求項1〜3のいずれか1項に記載のMEMSスイッチ。
- 前記第1の電極と前記第3の電極および/または前記第4の電極との間で接点を形成し得る凸部が、前記第1の電極、前記第3の電極および前記第4の電極から選択される一または複数の電極に設けられており、
前記第1の電極と前記第2の電極との間で電気的接点が形成されたときに、前記第1の電極と、前記第3の電極および/または前記第4の電極との間にギャップが形成される、請求項4に記載のMEMSスイッチ。 - 前記凸部の数および位置が、前記電気的接点が形成されているときに、前記第1の電極と、前記第3の電極および/または前記第4の電極とが直接接触しないように、選択されている、請求項5に記載のMEMSスイッチ。
- 前記凸部が複数個設けられており、前記複数個の凸部が、前記電気的接点から延びる複数の放射線上にそれぞれ1つずつ設けられている、請求項5または6に記載のMEMSスイッチ。
- 前記複数の凸部が、各凸部と前記電気的接点との距離が等しくなり、かつ前記複数の凸部の位置が互いに異なるように、配置されている、請求項7に記載のMEMSスイッチ。
- 前記凸部が、前記第1の電極と前記第3の電極との間で複数個設けられており、前記凸部の数および位置が、前記電気的接点と前記凸部とによって囲まれる領域の面積が、前記第1の電極と前記第3の電極との間で静電気力が作用する面積の20%以上となるように、選択されている、請求項5〜8のいずれか1項に記載のMEMSスイッチ。
- 前記凸部が、前記第1の電極と前記第4の電極との間で複数個設けられており、前記凸部の数および位置が、前記電気的接点と前記凸部とによって囲まれる領域が、前記第1の電極と前記第4の電極との間で静電気力が作用する面積の20%以上となるように、選択されている、請求項5〜9のいずれか1項に記載のMEMSスイッチ。
- 前記凸部が、前記第3の電極および/または前記第4の電極内に形成された浮き島電極と接点を形成し得る、請求項5〜10のいずれか1項に記載のMEMSスイッチ。
- 前記凸部が、絶縁体である、請求項5〜11のいずれか1項に記載のMEMSスイッチ。
- 前記電気的接点における前記第1の電極が、前記凸部における前記第1の電極よりも高い位置にある、請求項5〜12のいずれか1項に記載のMEMSスイッチ。
- 前記電気的接点において、前記第1の電極に接触電極が形成され、接触電極の高さが、前記凸部の高さよりも大きい、請求項13に記載のMEMSスイッチ。
- 前記第3の電極および前記第4の電極が、上から見たときに前記電気的接点を挟むように配置されている、請求項4〜14のいずれか1項に記載のMEMSスイッチ。
- 前記可動電極が両持ち梁である、請求項1〜15のいずれか1項に記載のMEMSスイッチ。
- 請求項1〜16のいずれか1項に記載のMEMSスイッチを有する通信用機器。
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