JP5394436B2 - Switch device, transmission line switching device, manufacturing method, and test device - Google Patents

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Description

本発明は、スイッチ装置、伝送路切り替え装置、製造方法、および試験装置に関する。   The present invention relates to a switch device, a transmission line switching device, a manufacturing method, and a test device.

従来、圧電膜と当該圧電膜に電圧を印加する電極とを設け、当該圧電膜に電圧が印加されて当該圧電膜が伸縮することによって、伸縮に応じた動作をするアクチュエータが知られていた(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1 特開2001−191300
Conventionally, there has been known an actuator that is provided with a piezoelectric film and an electrode for applying a voltage to the piezoelectric film, and that operates according to expansion and contraction when the voltage is applied to the piezoelectric film and the piezoelectric film expands and contracts ( For example, see Patent Document 1).
Patent Document 1 JP 2001-191300 A

しかしながら、このようなアクチュエータは、圧電膜を伸縮させて動作して接点を接触または離間させるスイッチとして用いた場合、接点同士が凝着して接点を離間させることができなくなることがあった。また、支持層上に圧電膜を成膜してアクチュエータを形成する場合、圧電膜を支持層ごと圧電膜の焼成温度まで熱処理することになる。したがって、このようなアクチュエータを製造する過程で、当該アクチュエータに割れ、欠け、またはヒビ等の物理的な破壊が生じる場合があった。   However, when such an actuator is used as a switch that operates by expanding and contracting a piezoelectric film to contact or separate the contacts, the contacts may adhere to each other and the contacts cannot be separated. Further, when an actuator is formed by forming a piezoelectric film on the support layer, the piezoelectric film is heat-treated to the firing temperature of the piezoelectric film together with the support layer. Therefore, in the process of manufacturing such an actuator, physical destruction such as cracks, chips, or cracks may occur in the actuator.

本発明の第1の態様においては、第1接点が設けられた基体と、第2接点を移動させて第1接点と接触または離間させるアクチュエータと、を備え、アクチュエータは、支持層と、支持層上に形成され、第1駆動電圧に応じて伸縮する第1圧電膜と、第1圧電膜上に絶縁材料で形成され、第1圧電膜の端部の少なくとも一部において支持層と接して当該端部を覆う第1保護膜と、を有するスイッチ装置を提供する。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a base provided with a first contact, and an actuator that moves or moves the second contact to or away from the first contact. The actuator includes a support layer and a support layer. A first piezoelectric film formed on the first piezoelectric film and extending and contracting according to a first drive voltage; and an insulating material formed on the first piezoelectric film, and in contact with the support layer at least at a part of the end of the first piezoelectric film. Provided is a switch device having a first protective film covering an end portion.

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。   It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.

本実施形態に係るスイッチ装置100の構成例を示す。The structural example of the switch apparatus 100 which concerns on this embodiment is shown. 本実施形態に係るスイッチ装置100の側面図を示す。The side view of the switch apparatus 100 which concerns on this embodiment is shown. 本実施形態に係るスイッチ装置100を形成する製造方法の一例を示す。An example of the manufacturing method which forms the switch apparatus 100 which concerns on this embodiment is shown. 本実施形態に係る台座部140となる基板上に第1保護膜152を形成した段階の断面を示す。The cross section of the stage in which the 1st protective film 152 was formed on the board | substrate used as the base part 140 which concerns on this embodiment is shown. 本実施形態に係る第1保護膜152上に電極層162、第1圧電膜136、および電極層164を形成した段階の断面を示す。The cross section at the stage where the electrode layer 162, the first piezoelectric film 136, and the electrode layer 164 are formed on the first protective film 152 according to this embodiment is shown. 本実施形態に係る電極層162、第1圧電膜136、および電極層164を加工した段階の断面を示す。The cross section of the stage which processed the electrode layer 162, the 1st piezoelectric film 136, and the electrode layer 164 which concern on this embodiment is shown. 本実施形態に係る電極層164上に支持層150、電極層166、第2圧電膜138、および電極層168を形成した段階の断面を示す。A cross section at a stage where the support layer 150, the electrode layer 166, the second piezoelectric film 138, and the electrode layer 168 are formed on the electrode layer 164 according to the present embodiment is shown. 本実施形態に係る電極層166、第2圧電膜138、および電極層168を加工した段階の断面を示す。The cross section of the stage which processed the electrode layer 166, the 2nd piezoelectric film 138, and the electrode layer 168 which concern on this embodiment is shown. 本実施形態に係る電極層166、第2圧電膜138、および電極層168を加工した段階の上面図を示す。The top view of the stage which processed the electrode layer 166, the 2nd piezoelectric film 138, and the electrode layer 168 which concern on this embodiment is shown. 本実施形態に係る電極層168上に第2保護膜154を形成した段階の断面を示す。A cross section at a stage where the second protective film 154 is formed on the electrode layer 168 according to the present embodiment is shown. 本実施形態に係る支持層150、第2保護膜154、および第1保護膜152を加工して、第2接点部132を形成した段階の断面を示す。A cross-section at a stage where the second contact portion 132 is formed by processing the support layer 150, the second protective film 154, and the first protective film 152 according to the present embodiment is shown. 本実施形態に係る支持層150、第2保護膜154、および第1保護膜152を加工して、第2接点部132を形成した段階の上面図を示す。A top view of the stage where the support layer 150, the second protective film 154, and the first protective film 152 according to the present embodiment are processed to form the second contact portion 132 is shown. 本実施形態に係る基板を加工して、台座部140を形成した段階の断面を示す。The cross section of the stage which processed the board | substrate which concerns on this embodiment, and formed the base part 140 is shown. 本実施形態に係る基板を加工して、台座部140を形成した段階の下面図を示す。The bottom view of the stage which processed the board | substrate which concerns on this embodiment, and formed the base part 140 is shown. 本実施形態に係る台座部140と、基体下部110とを接続した段階の断面を示す。The cross section in the stage which connected the base part 140 which concerns on this embodiment, and the base | substrate lower part 110 is shown. 本実施形態に係る台座部140と、基体上部170とを接続した段階の断面を示す。The cross section in the stage which connected the base part 140 which concerns on this embodiment, and the base | substrate upper part 170 is shown. 本実施形態に係る試験装置410の構成例を被試験デバイス400と共に示す。A configuration example of a test apparatus 410 according to this embodiment is shown together with a device under test 400. 本実施形態に係る伝送路切り替え装置500の構成例を示す。The structural example of the transmission path switching apparatus 500 which concerns on this embodiment is shown. 本実施形態に係るループバック試験する試験装置の構成例を被試験デバイス400と共に示す。A configuration example of a test apparatus that performs a loopback test according to the present embodiment is shown together with a device under test 400.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。   Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.

図1は、本実施形態に係るスイッチ装置100の構成例を示す。図2は、本実施形態に係るスイッチ装置100の側面図を示す。スイッチ装置100は、圧電膜と、圧電膜に電圧を印加する電極とを、絶縁膜で覆ったアクチュエータ130を備える。スイッチ装置100は、アクチュエータ130の剛性を高めつつ、アクチュエータ130の割れ、欠け、またはヒビ等の物理的な破壊を防ぐ。   FIG. 1 shows a configuration example of a switch device 100 according to the present embodiment. FIG. 2 shows a side view of the switch device 100 according to the present embodiment. The switch device 100 includes an actuator 130 in which a piezoelectric film and an electrode that applies a voltage to the piezoelectric film are covered with an insulating film. The switch device 100 prevents physical destruction such as cracking, chipping, or cracking of the actuator 130 while increasing the rigidity of the actuator 130.

スイッチ装置100は、第1接点122と、第2接点134とを接触または離間させることにより、第1接点122および第2接点134の間の電気的導通または非導通を切り換える。スイッチ装置100は、パッケージ等に密封されて収容された装置であってよい。スイッチ装置100は、基体下部110と、第1接点部120と、アクチュエータ130と、台座部140と、基体上部170と、制御部180とを備える。   The switch device 100 switches electrical conduction or non-conduction between the first contact 122 and the second contact 134 by contacting or separating the first contact 122 and the second contact 134. The switch apparatus 100 may be an apparatus sealed and accommodated in a package or the like. The switch device 100 includes a base lower part 110, a first contact part 120, an actuator 130, a base part 140, a base upper part 170, and a control part 180.

基体下部110は、第1接点部120が設けられる平坦な第1面を有する。基体下部110は、ガラス基板等の絶縁体であってよく、これに代えてシリコン等の半導体基板等であってよい。基体下部110は、ビア112と、配線部114とをさらに有してよい。また、基体下部110は、第1接点部120が設けられる第1面と、第1面とは異なる第2面とに、配線部114を有してよい。   The base lower part 110 has a flat first surface on which the first contact part 120 is provided. The base lower part 110 may be an insulator such as a glass substrate, or may be a semiconductor substrate such as silicon instead. The base lower part 110 may further include a via 112 and a wiring part 114. Moreover, the base | substrate lower part 110 may have the wiring part 114 on the 1st surface in which the 1st contact part 120 is provided, and the 2nd surface different from a 1st surface.

ビア112は、基体下部110の第1面および第2面を貫通し、第1接点部120と配線部114とを電気的に接続する金属で被服される。また、ビア112は、基体下部110の第1面の配線部114と、第2面の配線部114とを電気的に接続する金属で形成されてもよい。ビア112は、導電性材料が充填されて、貫通孔が形成される基体下部110の上面と下面の密閉性を保つように形成されてよい。ビア112は、基体下部110に設けられる第1接点部120の数およびアクチュエータ130に供給する電気信号の数に応じて、基体下部110に複数設けられてもよい。   The via 112 penetrates the first surface and the second surface of the base lower portion 110 and is coated with a metal that electrically connects the first contact portion 120 and the wiring portion 114. The via 112 may be formed of a metal that electrically connects the wiring portion 114 on the first surface of the lower portion 110 of the substrate and the wiring portion 114 on the second surface. The via 112 may be formed so as to maintain the hermeticity of the upper surface and the lower surface of the base lower portion 110 in which the through hole is formed by being filled with a conductive material. A plurality of vias 112 may be provided in the base lower part 110 according to the number of first contact portions 120 provided in the base lower part 110 and the number of electrical signals supplied to the actuator 130.

配線部114は、スイッチ装置100を通過させる信号またはアクチュエータ130に供給する電気信号を伝送する。配線部114は、少なくとも1つのビア112に対して信号を送信または受信させるべく、基体下部110の第1面または第2面に設けられる配線パターンであってよい。配線部114は、ランド、コネクタ、および/またはアンテナ等を含み、外部からスイッチ装置100に通過させる信号を送受信してよい。   The wiring unit 114 transmits a signal for passing the switch device 100 or an electric signal supplied to the actuator 130. The wiring portion 114 may be a wiring pattern provided on the first surface or the second surface of the lower portion 110 of the base body so as to transmit or receive signals to at least one via 112. The wiring unit 114 may include a land, a connector, and / or an antenna, and may transmit and receive a signal that passes from the outside to the switch device 100.

第1接点部120には、第1接点122が設けられる。第1接点部120は、複数設けられてよい。第1接点122は、突部のない平面状のパッドであってよい。第1接点部120は、アルミニウム、タングステン、パラジウム、ロジウム、金、白金、ルテニウム、インジウム、イリジウム、オスミウム、モリブデン、および/またはニッケルを含んでよい。ここで、第1接点122は、これらの材料を含む2以上の材料の合金であってよい。   The first contact portion 120 is provided with a first contact 122. A plurality of first contact portions 120 may be provided. The first contact 122 may be a planar pad without a protrusion. The first contact portion 120 may include aluminum, tungsten, palladium, rhodium, gold, platinum, ruthenium, indium, iridium, osmium, molybdenum, and / or nickel. Here, the first contact 122 may be an alloy of two or more materials including these materials.

アクチュエータ130は、第2接点134を有し、第2接点134を移動させて第1接点122と接触または離間させる。アクチュエータ130は、CVD(Chemical Vapor Deposition:化学気相成長)法を用いる半導体製造装置等によって成膜されてよい。アクチュエータ130は、第2接点部132と、第1圧電膜136と、第2圧電膜138と、支持層150と、第1保護膜152と、第2保護膜154と、突出部156と、第1圧電膜136の電極層162および電極層164と、第2圧電膜138の電極層166および電極層168と、を有する。   The actuator 130 has a second contact 134 and moves the second contact 134 to contact or separate from the first contact 122. The actuator 130 may be formed by a semiconductor manufacturing apparatus using a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. The actuator 130 includes a second contact portion 132, a first piezoelectric film 136, a second piezoelectric film 138, a support layer 150, a first protective film 152, a second protective film 154, a protrusion 156, The electrode layer 162 and the electrode layer 164 of the first piezoelectric film 136 and the electrode layer 166 and the electrode layer 168 of the second piezoelectric film 138 are included.

第2接点部132には、第2接点134が設けられる。第2接点部132は、第1接点部120と同様の金属を含んでよい。第2接点134は、第1接点122に面で接触するように、突部のない平面であってもよい。これに代えて、第2接点134は、突起を有する形状であってよい。   The second contact part 132 is provided with a second contact 134. The second contact portion 132 may include the same metal as the first contact portion 120. The second contact 134 may be a flat surface without a protrusion so as to contact the first contact 122 with a surface. Alternatively, the second contact 134 may have a shape having a protrusion.

第2接点134は、第1接点122の破壊または劣化を防ぐように、半球状の形状であってよく、これに代えて先端を丸めた針状の形状であってもよい。一例として、第2接点134は、第1接点122と接触して伝送線路を形成する場合に、伝送する信号の周波数に応じた伝送線路幅等を形成するように、予め定められた形状で設けられてよい。   The second contact 134 may have a hemispherical shape so as to prevent the destruction or deterioration of the first contact 122, and may instead have a needle shape with a rounded tip. As an example, when the second contact 134 is in contact with the first contact 122 to form a transmission line, the second contact 134 is provided in a predetermined shape so as to form a transmission line width or the like according to the frequency of the signal to be transmitted. May be.

本実施例において、スイッチ装置100は、2つの第1接点部120が基体下部110に設けられ、2つの第1接点122と1つの第2接点134とを接触/離間する。これにより、スイッチ装置100は、第2接点134を介して第1接点122aと第1接点122bとの間の電気的導通または非導通を切り換える。配線部114は、外部からの電気信号を第1接点122aへと伝送し、スイッチ装置100がONの場合に当該電気信号を第1接点122bから外部へと伝送してよい。   In the present embodiment, in the switch device 100, two first contact portions 120 are provided in the base lower part 110, and the two first contacts 122 and one second contact 134 are contacted / separated. As a result, the switch device 100 switches electrical conduction or non-conduction between the first contact 122a and the first contact 122b via the second contact 134. The wiring unit 114 may transmit an electrical signal from the outside to the first contact 122a, and transmit the electrical signal from the first contact 122b to the outside when the switch device 100 is ON.

これに代えて、スイッチ装置100は、基体下部110に第1接点部120を有し、アクチュエータ130に外部からの電気信号を第2接点134へと伝送する配線を有してもよい。また、当該配線は、外部からの電気信号が第1接点部120に伝送され、第2接点134を介して受け取り、外部へと伝送してもよい。スイッチ装置100は、第2接点134から第1接点122への信号伝送をON/OFFし、ONの場合に外部から入力された信号を第2接点134から第1接点122を介して外部へと伝送してよい。   Instead of this, the switch device 100 may have the first contact part 120 in the base lower part 110, and the actuator 130 may have a wiring for transmitting an electric signal from the outside to the second contact 134. In addition, an electrical signal from the outside may be transmitted to the first contact portion 120, received via the second contact 134, and transmitted to the outside. The switch device 100 turns on / off signal transmission from the second contact 134 to the first contact 122, and in the case of ON, the signal input from the outside is transmitted from the second contact 134 to the outside via the first contact 122. May be transmitted.

第1圧電膜136は、支持層150上に形成され、第1駆動電圧に応じて伸縮する。第1圧電膜136は、第1駆動電圧を印加された場合に、アクチュエータ130の長さ方向に伸縮して、第1接点122と第2接点134との距離が変化する方向にアクチュエータ130を湾曲させるように配される。   The first piezoelectric film 136 is formed on the support layer 150 and expands and contracts according to the first drive voltage. The first piezoelectric film 136 expands and contracts in the length direction of the actuator 130 when the first driving voltage is applied, and the actuator 130 is bent in a direction in which the distance between the first contact 122 and the second contact 134 changes. To be arranged.

第1圧電膜136は、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、チタン酸ジルコン酸ランタン鉛(PLZT)、窒化アルミニウム(AlN)、酸化亜鉛(ZnO)のウルツ鉱型の結晶、またはチタン酸バリウム(BTO)等のペロブスカイト系強誘電体等により形成されてよい。第1圧電膜136は、例えば、幅方向Wに90μm、長さ方向Lに750μm、厚さ方向Hに0.5μmのPZTの圧電膜である。   The first piezoelectric film 136 is formed of wurtzite crystal of lead zirconate titanate (PZT), lead lanthanum zirconate titanate (PLZT), aluminum nitride (AlN), zinc oxide (ZnO), or barium titanate (BTO). ) Etc. may be formed of a perovskite ferroelectric. The first piezoelectric film 136 is, for example, a PZT piezoelectric film of 90 μm in the width direction W, 750 μm in the length direction L, and 0.5 μm in the thickness direction H.

第2圧電膜138は、支持層150の第2圧電膜138が形成される面とは異なる面上に、支持層150を介して第1圧電膜136に対向して設けられ、第2駆動電圧に応じて伸縮する。第2圧電膜138は、第1圧電膜136と同様に、ペロブスカイト系強誘電体等を用いてよい。また、第2圧電膜138は、第2駆動電圧を印加された場合に、アクチュエータ130の長さ方向に伸縮して、第1接点122と第2接点134との距離が変化する方向にアクチュエータ130を湾曲させるように配される。   The second piezoelectric film 138 is provided on a surface different from the surface on which the second piezoelectric film 138 of the support layer 150 is formed so as to face the first piezoelectric film 136 with the support layer 150 interposed therebetween. It expands and contracts according to. Similar to the first piezoelectric film 136, the second piezoelectric film 138 may use a perovskite ferroelectric or the like. The second piezoelectric film 138 expands and contracts in the length direction of the actuator 130 when a second drive voltage is applied, and the actuator 130 moves in the direction in which the distance between the first contact 122 and the second contact 134 changes. Is arranged to bend.

第2圧電膜138は、第1圧電膜136と略同一の材料で、かつ、第1圧電膜136と略同一の形状で形成されることが望ましい。第2圧電膜138は、例えば、幅方向Wに90μm、長さ方向Lに750μm、厚さ方向Hに0.5μmのPZTの圧電膜である。   The second piezoelectric film 138 is desirably formed of substantially the same material as the first piezoelectric film 136 and substantially the same shape as the first piezoelectric film 136. The second piezoelectric film 138 is, for example, a PZT piezoelectric film of 90 μm in the width direction W, 750 μm in the length direction L, and 0.5 μm in the thickness direction H.

アクチュエータ130は、第1圧電膜136および第2圧電膜138の伸縮に伴い第2接点134を移動させて第1接点122と接触または離間させる。ここで、第1圧電膜136および第2圧電膜138は、アクチュエータ130の厚さ方向の中心面の両側に設けられてよい。また、第1圧電膜136および第2圧電膜138は、アクチュエータ130の厚さ方向の中心面からの距離および厚さが略同一であってよい。また、アクチュエータ130は、厚さ方向の中心面に対し略対称に積層された複数の膜を有してよい。ここで、図中の一点鎖線が、アクチュエータ130の厚さ方向の中心面を示す。   The actuator 130 moves the second contact 134 with the expansion and contraction of the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138 so as to contact or separate from the first contact 122. Here, the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138 may be provided on both sides of the central surface of the actuator 130 in the thickness direction. Further, the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138 may have substantially the same distance and thickness from the center plane in the thickness direction of the actuator 130. The actuator 130 may have a plurality of films stacked substantially symmetrically with respect to the center plane in the thickness direction. Here, the alternate long and short dash line in the figure indicates the center plane of the actuator 130 in the thickness direction.

支持層150は、第1圧電膜136および第2圧電膜138の間に設けられる。支持層150は、力の印加によって変形する弾性を有し、第1圧電膜136および/または第2圧電膜138が伸縮して力を印加することによって、湾曲される。また、支持層150は、アクチュエータ130が撓みすぎるのを抑制する剛性を有し、第1圧電膜136および第2圧電膜138の電界の印加が停止すると、アクチュエータ130は初期位置に戻る。   The support layer 150 is provided between the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138. The support layer 150 has elasticity that is deformed by application of force, and is bent when the first piezoelectric film 136 and / or the second piezoelectric film 138 expands and contracts and applies force. Further, the support layer 150 has a rigidity that suppresses the actuator 130 from being bent excessively, and when the application of the electric field to the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138 is stopped, the actuator 130 returns to the initial position.

支持層150は、第1圧電膜136または第2圧電膜138が形成される場合に、当該圧電膜と共に焼成温度に加熱される。そこで支持層150は、第1圧電膜136および第2圧電膜138の焼成温度に加熱しても破壊されない材質で形成される。第1圧電膜136および第2圧電膜138をPZT等で形成する場合、焼成温度は、略700℃以上に達する場合もある。したがって、支持層150は、第1圧電膜136および第2圧電膜138の焼成温度に加熱しても、割れ、欠け、またはヒビ等の物理的な破壊が生じない材質で形成することが望ましい。   When the first piezoelectric film 136 or the second piezoelectric film 138 is formed, the support layer 150 is heated to the firing temperature together with the piezoelectric film. Therefore, the support layer 150 is formed of a material that is not destroyed even when heated to the firing temperature of the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138. When the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138 are formed of PZT or the like, the firing temperature may reach approximately 700 ° C. or higher. Therefore, it is desirable that the support layer 150 be formed of a material that does not cause physical destruction such as cracking, chipping, or cracking even when heated to the firing temperature of the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138.

また、支持層150は、第1圧電膜136および第2圧電膜138の焼成温度に加熱しても圧電膜または電極層と化学反応を生じ難い材質で形成されることが望ましい。第1支持層150は、圧電膜の焼成温度の加熱によって、圧電膜または電極層と化合物を形成して、割れ、欠け、またはヒビ等の物理的な破壊が生じない材質で形成することが望ましい。また、この場合、支持層150は、圧電膜の焼成温度の加熱によって、第1圧電膜136および第2圧電膜138の圧電定数等の膜特性を劣化させない材質で形成することが望ましい。   The support layer 150 is preferably formed of a material that does not easily cause a chemical reaction with the piezoelectric film or the electrode layer even when heated to the firing temperature of the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138. The first support layer 150 is preferably formed of a material that forms a compound with the piezoelectric film or the electrode layer by heating at the firing temperature of the piezoelectric film, and does not cause physical destruction such as cracking, chipping, or cracking. . In this case, the support layer 150 is preferably formed of a material that does not deteriorate film characteristics such as the piezoelectric constants of the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138 by heating at the firing temperature of the piezoelectric film.

また、支持層150は、絶縁層でよい。支持層150は、絶縁層で形成されることで、例えば700℃程度の圧電膜の焼成温度に耐え、金属膜よりも安価なCVD等の製造方法により短時間で形成することができる。   The support layer 150 may be an insulating layer. Since the support layer 150 is formed of an insulating layer, it can withstand a baking temperature of a piezoelectric film of, for example, about 700 ° C. and can be formed in a short time by a manufacturing method such as CVD that is cheaper than a metal film.

支持層150は、例えば、酸化シリコン(SiO)である。これに代えて、支持層150は、窒化シリコン(SiN)でよい。支持層150は、一例として、幅方向Wに90μm、長さ方向Lに750μm、厚さ方向Hに4μmの酸化シリコン(SiO)である。これに代えて、支持層150は、アルミニウム、金、白金等の導電体、ガラス等の絶縁体、またはシリコン等の半導体を用いてよい。 The support layer 150 is, for example, silicon oxide (SiO 2 ). Alternatively, the support layer 150 may be silicon nitride (SiN). The support layer 150 is, for example, silicon oxide (SiO 2 ) of 90 μm in the width direction W, 750 μm in the length direction L, and 4 μm in the thickness direction H. Instead, the support layer 150 may use a conductor such as aluminum, gold, or platinum, an insulator such as glass, or a semiconductor such as silicon.

突出部156は、アクチュエータ130の可動端である先端部において、第1圧電膜136および第2圧電膜138が設けられていない支持層150の部分である。第2接点部132は、突出部156上に設けられてよい。これによって、第2接点134は、電極層162、電極層164、電極層166、および電極層168と離間された位置に形成することができ、それぞれの電極層に供給される電気信号の影響を低減させることができる。   The protruding portion 156 is a portion of the support layer 150 where the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138 are not provided at the distal end that is the movable end of the actuator 130. The second contact part 132 may be provided on the protruding part 156. Accordingly, the second contact 134 can be formed at a position separated from the electrode layer 162, the electrode layer 164, the electrode layer 166, and the electrode layer 168, and the influence of the electric signal supplied to each electrode layer can be reduced. Can be reduced.

電極層162および電極層164は、第1圧電膜136の上面および下面に設けられ、第1圧電膜136に第1駆動電圧を印加する。ここで、第1駆動電圧は、正または負の一定電圧でよい。電極層162および電極層164は、アクチュエータ130の長さ方向Lに延伸する平板形状を有してよい。電極層162および電極層164は、アルミニウム、金、白金、銅、インジウム、タングステン、モリブデン、ルテニウム、イリジウム等の低抵抗で加工が容易な金属であってよく、ルテニウムオキサイド(RuO)、イリジウムオキサイド(IrO)等酸化物電極、セラミック電極、または、シリコン等の半導体を用いてもよい。 The electrode layer 162 and the electrode layer 164 are provided on the upper and lower surfaces of the first piezoelectric film 136 and apply a first drive voltage to the first piezoelectric film 136. Here, the first drive voltage may be a positive or negative constant voltage. The electrode layer 162 and the electrode layer 164 may have a flat plate shape extending in the length direction L of the actuator 130. The electrode layer 162 and the electrode layer 164 may be a low-resistance metal that can be easily processed, such as aluminum, gold, platinum, copper, indium, tungsten, molybdenum, ruthenium, and iridium, and may be ruthenium oxide (RuO 2 ) or iridium oxide. An oxide electrode such as (IrO 2 ), a ceramic electrode, or a semiconductor such as silicon may be used.

電極材料としてシリコンを用いる場合には、不純物を高濃度にドープしたシリコンを用いることが好ましい。本実施例の電極層162および電極層164は、厚さ方向Hの厚さが0.2μmの白金である。ここで、白金を成膜する場合、チタン、タンタル、クロム等を成膜してから白金を成膜してよい。   When silicon is used as the electrode material, it is preferable to use silicon doped with impurities at a high concentration. The electrode layer 162 and the electrode layer 164 of this example are platinum having a thickness in the thickness direction H of 0.2 μm. Here, in the case where a platinum film is formed, the platinum film may be formed after titanium, tantalum, chromium, or the like is formed.

電極層166および電極層168は、第2圧電膜138の上面および下面に設けられ、第2圧電膜に第2駆動電圧を印加する。電極層166および電極層168は、アクチュエータ130の長さ方向Lに延伸する平板形状を有してよい。電極層166および電極層168は、電極層162および電極層164と略同一の形状、および略同一の材質でよい。また、電極層166は、電極層164と略同一の形状および略同一の材質でよく、電極層168は、電極層162と略同一の形状および略同一の材質でよい。   The electrode layer 166 and the electrode layer 168 are provided on the upper and lower surfaces of the second piezoelectric film 138, and apply a second drive voltage to the second piezoelectric film. The electrode layer 166 and the electrode layer 168 may have a flat plate shape extending in the length direction L of the actuator 130. The electrode layer 166 and the electrode layer 168 may have substantially the same shape and the same material as the electrode layer 162 and the electrode layer 164. The electrode layer 166 may have substantially the same shape and material as the electrode layer 164, and the electrode layer 168 may have approximately the same shape and material as the electrode layer 162.

第1保護膜152は、第1圧電膜136上に絶縁材料で形成され、第1圧電膜136の端部の少なくとも一部において支持層150と接して当該端部を覆う。第1保護膜152および支持層150は、第1圧電膜136、電極層162および電極層164が露出しないように各層を覆うように形成されてよい。一例として、第1保護膜152および支持層150は、各層を完全に覆う。ここで、第1保護膜152および支持層150は、電極層162および電極層164がそれぞれ配線部114と接続される接続部を露出させて形成されてよい。   The first protective film 152 is formed of an insulating material on the first piezoelectric film 136 and covers at least a part of the end portion of the first piezoelectric film 136 in contact with the support layer 150. The first protective film 152 and the support layer 150 may be formed so as to cover each layer so that the first piezoelectric film 136, the electrode layer 162, and the electrode layer 164 are not exposed. As an example, the first protective film 152 and the support layer 150 completely cover each layer. Here, the first protective film 152 and the support layer 150 may be formed by exposing a connection portion where the electrode layer 162 and the electrode layer 164 are connected to the wiring portion 114, respectively.

ここで、第1保護膜152および支持層150は、第1圧電膜136、電極層162および電極層164の一部を覆って形成されてよい。例えば、第1保護膜152および支持層150は、各層の側部を覆う。即ち、第1保護膜152および支持層150は、アクチュエータ130の側部において覆う。また、第1保護膜152および支持層150は、アクチュエータ130の側部の支持層150側を覆ってもよい。   Here, the first protective film 152 and the support layer 150 may be formed to cover a part of the first piezoelectric film 136, the electrode layer 162, and the electrode layer 164. For example, the 1st protective film 152 and the support layer 150 cover the side part of each layer. That is, the first protective film 152 and the support layer 150 are covered on the side portion of the actuator 130. Further, the first protective film 152 and the support layer 150 may cover the support layer 150 side of the side portion of the actuator 130.

第2保護膜154は、第2圧電膜138上に絶縁材料で形成され、第2圧電膜138の端部の少なくとも一部において支持層150と接して当該端部を覆う。第2保護膜154および支持層150は、第2圧電膜138、電極層168および電極層166が露出しないように各層を覆うように形成されてよい。一例として、第2保護膜154および支持層150は、各層を完全に覆う。ここで、第2保護膜154および支持層150は、電極層162、電極層164、電極層168および電極層166がそれぞれ配線部114と接続される接続部を露出させて形成されてよい。   The second protective film 154 is formed of an insulating material on the second piezoelectric film 138 and covers at least a part of the end portion of the second piezoelectric film 138 in contact with the support layer 150. The second protective film 154 and the support layer 150 may be formed so as to cover each layer so that the second piezoelectric film 138, the electrode layer 168, and the electrode layer 166 are not exposed. As an example, the second protective film 154 and the support layer 150 completely cover each layer. Here, the second protective film 154 and the support layer 150 may be formed by exposing the connection portions where the electrode layer 162, the electrode layer 164, the electrode layer 168, and the electrode layer 166 are connected to the wiring portion 114, respectively.

ここで、第2保護膜154および支持層150は、第2圧電膜138、電極層168および電極層166の一部を覆って形成されてよい。例えば、第2保護膜154および支持層150は、各層の側部を覆う。即ち、第2保護膜154および支持層150は、アクチュエータ130の側部において覆う。また、第2保護膜154および支持層150は、アクチュエータ130の側部の支持層150側を覆ってもよい。   Here, the second protective film 154 and the support layer 150 may be formed so as to cover a part of the second piezoelectric film 138, the electrode layer 168, and the electrode layer 166. For example, the second protective film 154 and the support layer 150 cover the side portion of each layer. That is, the second protective film 154 and the support layer 150 are covered on the side portion of the actuator 130. Further, the second protective film 154 and the support layer 150 may cover the support layer 150 side of the side portion of the actuator 130.

第1保護膜152および第2保護膜154は、酸化シリコンまたは窒化シリコン(SiN)で形成されてよい。第1保護膜152および第2保護膜154は、支持層150と同種の絶縁材料で形成されてよく、望ましくは、支持層150と略同一の絶縁材料で形成される。即ち、第1保護膜152および第2保護膜154は、支持層150と同様に、弾性および剛性を有し、支持層150と密着性よく、強く結合して形成される。   The first protective film 152 and the second protective film 154 may be formed of silicon oxide or silicon nitride (SiN). The first protective film 152 and the second protective film 154 may be formed of the same insulating material as the support layer 150, and are preferably formed of substantially the same insulating material as the support layer 150. That is, the first protective film 152 and the second protective film 154 have elasticity and rigidity, and are formed by being strongly bonded to the support layer 150 with good adhesion, like the support layer 150.

これによって、略同一の弾性および剛性を有する第1保護膜152、第2保護膜154、および支持層150は、第1圧電膜136、第2圧電膜138、電極層162、電極層164、電極層166、および電極層168を包み込むので、アクチュエータ130を製造する過程またはアクチュエータ130を湾曲させる場合において、各層の割れ、欠け、またはヒビ等の物理的な破壊を防ぐことができる。また、第1保護膜152および第2保護膜154は、剛性を有するので、アクチュエータ130の剛性を高めることができる。   As a result, the first protective film 152, the second protective film 154, and the support layer 150 having substantially the same elasticity and rigidity are the first piezoelectric film 136, the second piezoelectric film 138, the electrode layer 162, the electrode layer 164, and the electrode. Since the layer 166 and the electrode layer 168 are wrapped, physical destruction such as cracking, chipping, or cracking of each layer can be prevented in the process of manufacturing the actuator 130 or when the actuator 130 is bent. Further, since the first protective film 152 and the second protective film 154 have rigidity, the rigidity of the actuator 130 can be increased.

また、第1保護膜152および第2保護膜154は、支持層150と略同一の材料で形成されるので、支持層150と略同一の剛性および弾性を持つことができる。したがって、第1保護膜152および第2保護膜154は、アクチュエータ130が変位した場合に、アクチュエータ130内部の剛性および弾性の不一致に起因する応力の発生を抑えることができる。また、複数の膜が積層されたことによって生じるアクチュエータ130がそる方向に働く残留応力および熱応力等と、そりを抑える方向に働く残留応力および熱応力等とを、略同一にさせて打ち消し合わせることによりアクチュエータ130のそりを抑えることができる。   In addition, since the first protective film 152 and the second protective film 154 are formed of substantially the same material as the support layer 150, they can have substantially the same rigidity and elasticity as the support layer 150. Therefore, when the actuator 130 is displaced, the first protective film 152 and the second protective film 154 can suppress the generation of stress due to the mismatch in rigidity and elasticity inside the actuator 130. Also, the residual stress and thermal stress, etc., acting in the direction in which the actuator 130 is deflected due to the lamination of a plurality of films, and the residual stress, thermal stress, etc., acting in the direction to suppress warpage are made substantially the same and cancel each other out. Accordingly, warping of the actuator 130 can be suppressed.

これによって、アクチュエータ130は、接点同士の凝着を防ぐことができる。また、第1保護膜152、第2保護膜154、および支持層150は、第2圧電膜138、電極層162、電極層164、電極層166、および電極層168を外部へ露出させないので、これらの層を酸化等から防ぐこともできる。   As a result, the actuator 130 can prevent adhesion between the contacts. The first protective film 152, the second protective film 154, and the support layer 150 do not expose the second piezoelectric film 138, the electrode layer 162, the electrode layer 164, the electrode layer 166, and the electrode layer 168 to the outside. This layer can also be prevented from oxidation and the like.

台座部140は、アクチュエータ130の固定端を基体上部170に固定し、半導体材料で形成される。台座部140は、半導体材料をエッチングして形成される。台座部140は、一例として、シリコン基板から形成されてよい。アクチュエータ130は、一例として、台座部140を介して基体上部170に固定される。   The pedestal portion 140 is formed of a semiconductor material by fixing the fixed end of the actuator 130 to the base upper portion 170. The pedestal portion 140 is formed by etching a semiconductor material. As an example, the pedestal part 140 may be formed of a silicon substrate. As an example, the actuator 130 is fixed to the base body 170 via the pedestal part 140.

本実施例において、台座部140は、アクチュエータ130を基体上部170に固定することを説明したが、これに代えて、基体下部110において、第1接点部120の近傍で第1接点部120と離間した位置に配されてよい。この場合、台座部140の厚みは、アクチュエータ130の最大変位量と同等もしくはそれ以下であってよい。ここで、アクチュエータ130の最大変位量とは、第1圧電膜136および/または第2圧電膜138に印加できる最大の駆動電圧を印加した場合における、アクチュエータ130の変位量を意味してよい。   In the present embodiment, it has been described that the pedestal part 140 fixes the actuator 130 to the upper part 170 of the base body. Instead, the lower part 110 of the base part is separated from the first contact part 120 in the vicinity of the first contact part 120. It may be arranged at the position. In this case, the thickness of the pedestal portion 140 may be equal to or less than the maximum displacement amount of the actuator 130. Here, the maximum amount of displacement of the actuator 130 may mean the amount of displacement of the actuator 130 when the maximum drive voltage that can be applied to the first piezoelectric film 136 and / or the second piezoelectric film 138 is applied.

アクチュエータ130は、長さ方向Lの一方の端部で台座部140に支持される。第1圧電膜136または第2圧電膜138に電圧を印加すると、アクチュエータ130において台座部140に支持されていない第2接点部132側の端部は、厚さ方向に屈曲する(図中、下向きに変位する)、若しくは、反り返る(図中、上向きに変位する)ことができる。   The actuator 130 is supported by the pedestal 140 at one end in the length direction L. When a voltage is applied to the first piezoelectric film 136 or the second piezoelectric film 138, the end portion on the second contact portion 132 side that is not supported by the pedestal portion 140 in the actuator 130 is bent in the thickness direction (downward in the figure). Or can be warped (displaced upward in the figure).

制御部180は、第1駆動電圧を第1圧電膜136に、第2駆動電圧を第2圧電膜138にそれぞれ供給する。制御部180は、第1接点122と第2接点134とを接触させてスイッチ装置100をON状態にする場合に、第2圧電膜138に第2駆動電圧を印加して第2圧電膜138を縮める。また、制御部180は、第1接点122と第2接点134とを離間させてスイッチ装置100をOFF状態にする場合に、第2圧電膜138への第2駆動電圧の供給を停止する。   The controller 180 supplies the first drive voltage to the first piezoelectric film 136 and the second drive voltage to the second piezoelectric film 138, respectively. When the switch device 100 is turned on by bringing the first contact 122 and the second contact 134 into contact with each other, the control unit 180 applies a second driving voltage to the second piezoelectric film 138 to cause the second piezoelectric film 138 to move. Shrink. In addition, the controller 180 stops the supply of the second drive voltage to the second piezoelectric film 138 when the switch device 100 is turned off by separating the first contact 122 and the second contact 134.

ここで、本実施例の第1圧電膜136および第2圧電膜138は、アクチュエータ130の厚さ方向の中心面からの距離および厚さが略同一なので、第1圧電膜136がそりを生じさせる応力と、第2圧電膜138がそりを抑える応力とを、略同一にさせることができる。また、アクチュエータ130は、厚さ方向の中心面に対し略対称に積層された複数の膜を有しているので、複数の膜が積層されたことによって生じるアクチュエータ130がそる方向に働く残留応力および熱応力等と、そりを抑える方向に働く残留応力および熱応力等とを、略同一にさせてアクチュエータ130のそりを抑えることができる。このように、アクチュエータ130は、熱応力によるそりを抑えることができるので、様々な環境温度においてもスイッチング動作を実行することができる。   Here, since the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138 of the present embodiment have substantially the same distance and thickness from the center plane in the thickness direction of the actuator 130, the first piezoelectric film 136 causes warpage. The stress and the stress at which the second piezoelectric film 138 suppresses warpage can be made substantially the same. In addition, since the actuator 130 has a plurality of films laminated substantially symmetrically with respect to the center plane in the thickness direction, the residual stress acting in the direction in which the actuator 130 is deflected due to the lamination of the plurality of films, and The warp of the actuator 130 can be suppressed by making the thermal stress and the like, the residual stress and the thermal stress acting in the direction of suppressing warpage substantially the same. Thus, since the actuator 130 can suppress warping due to thermal stress, the switching operation can be executed even at various environmental temperatures.

また、制御部180は、第1接点122と第2接点134とを接触させてスイッチ装置100をON状態にする場合に、第2圧電膜138に第2駆動電圧を印加して第2圧電膜を縮めてもよい。また、制御部180は、第1接点122と第2接点134とを離間させてスイッチ装置100をOFF状態にする場合に、第2圧電膜138への第2駆動電圧の供給を停止してよい。   The control unit 180 applies the second drive voltage to the second piezoelectric film 138 when the switch device 100 is turned on by bringing the first contact 122 and the second contact 134 into contact with each other. May be shortened. In addition, the controller 180 may stop the supply of the second drive voltage to the second piezoelectric film 138 when the switch device 100 is turned off by separating the first contact 122 and the second contact 134. .

これに代えて制御部180は、第1接点122と第2接点134とを接触させてスイッチ装置100をON状態にする場合に、第1圧電膜136に第1駆動電圧を印加して第1圧電膜136を伸ばしてもよい。また、制御部180は、第1接点122と第2接点134とを離間させてスイッチ装置100をOFF状態にする場合に、第1圧電膜136への第1駆動電圧の供給を停止してよい。   Instead, the control unit 180 applies the first driving voltage to the first piezoelectric film 136 when the first contact 122 and the second contact 134 are brought into contact with each other to turn on the switch device 100. The piezoelectric film 136 may be stretched. The controller 180 may stop supplying the first drive voltage to the first piezoelectric film 136 when the switch device 100 is turned off by separating the first contact 122 and the second contact 134. .

また、制御部180は、第1接点122と第2接点134とを接触させてスイッチ装置100をON状態にする場合に、第1圧電膜136に第1駆動電圧を印加して第1圧電膜136を伸ばし、第2圧電膜138に第2駆動電圧を印加して第2圧電膜138を縮めてもよい。制御部180は、第1接点122と第2接点134とを離間させてスイッチ装置100をOFF状態にする場合に、第1圧電膜136および第2圧電膜138への駆動電圧の供給を停止してよい。   In addition, the controller 180 applies the first driving voltage to the first piezoelectric film 136 when the switch device 100 is turned on by bringing the first contact 122 and the second contact 134 into contact with each other. The second piezoelectric film 138 may be contracted by extending 136 and applying a second driving voltage to the second piezoelectric film 138. The controller 180 stops supplying the drive voltage to the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138 when the switch device 100 is turned off by separating the first contact 122 and the second contact 134. It's okay.

また、制御部180は、第1接点122と第2接点134とを離間させてスイッチ装置100をOFF状態にする場合に、第1圧電膜136に第1駆動電圧とは正負の異なる電圧を印加してアクチュエータ130の戻りを付勢してもよい。同様に、制御部180は、スイッチ装置100をOFF状態にする場合に、第2圧電膜138に第2駆動電圧とは正負の異なる電圧を印加してアクチュエータ130の戻りを付勢してもよい。   In addition, when the control unit 180 separates the first contact 122 and the second contact 134 to turn off the switch device 100, the control unit 180 applies a voltage that is different from the first drive voltage in positive and negative directions to the first piezoelectric film 136. Then, the return of the actuator 130 may be urged. Similarly, when the switch device 100 is turned off, the control unit 180 may apply a voltage that is different from the second drive voltage to the second piezoelectric film 138 to bias the return of the actuator 130. .

制御部180は、第1駆動電圧および第2駆動電圧として、予め定められた値を、対応する第1圧電膜136および第2圧電膜138にそれぞれ供給してよい。制御部180は、電子回路等のハードウェアであってよく、これに代えて、プログラム等により動作するソフトウェアであってもよい。   The controller 180 may supply predetermined values to the corresponding first piezoelectric film 136 and second piezoelectric film 138 as the first drive voltage and the second drive voltage, respectively. The control unit 180 may be hardware such as an electronic circuit, or may be software that operates according to a program or the like instead.

本実施例において、第2接点部132は、突出部156上に設けられることを説明したが、これに代えて、第2保護膜154上の可動端側に設けられてもよい。この場合、アクチュエータ130は、突出部156は無くてもよい。   In the present embodiment, it has been described that the second contact portion 132 is provided on the protruding portion 156, but instead, it may be provided on the movable end side on the second protective film 154. In this case, the actuator 130 may not have the protrusion 156.

図3は、本実施形態に係るスイッチ装置100を形成する製造方法の一例を示す。また、図4から図16は、本実施形態に係るスイッチ装置100が形成される過程におけるスイッチ装置100の断面を示す。   FIG. 3 shows an example of a manufacturing method for forming the switch device 100 according to the present embodiment. 4 to 16 show cross sections of the switch device 100 in the process of forming the switch device 100 according to the present embodiment.

まず、台座部140となる基板上に、第1保護膜152を形成する(S300)。本実施例において、基板はシリコン基板であり、第1保護膜152は酸化シリコンである。第1保護膜152は、CVD法で形成されてよい。一例として、酸化シリコンの第1保護膜152は、TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate)を原料として、酸素またはオゾンと反応することで形成される。図4は、本実施形態に係る台座部140となる基板上に第1保護膜152を形成した段階の断面を示す。   First, the 1st protective film 152 is formed on the board | substrate used as the base part 140 (S300). In this embodiment, the substrate is a silicon substrate, and the first protective film 152 is silicon oxide. The first protective film 152 may be formed by a CVD method. As an example, the first protective film 152 made of silicon oxide is formed by reacting with oxygen or ozone using TEOS (Tetra Ethyl Ortho Silicate) as a raw material. FIG. 4 shows a cross section at a stage where the first protective film 152 is formed on the substrate to be the pedestal portion 140 according to the present embodiment.

次に、第1保護膜152上に電極層162、第1圧電膜136、および電極層164を形成する(S310)。電極層162および電極層164は、白金(Pt)を含み、蒸着またはスパッタによって形成されてよい。第1圧電膜136は、ゾルゲル液を塗布して熱処理することで成膜するゾルゲル法によって形成されてよい。本実施例において、第1圧電膜136は、PZTゾルゲル液を塗布して形成されるPZT膜である。   Next, the electrode layer 162, the first piezoelectric film 136, and the electrode layer 164 are formed on the first protective film 152 (S310). The electrode layer 162 and the electrode layer 164 include platinum (Pt) and may be formed by vapor deposition or sputtering. The first piezoelectric film 136 may be formed by a sol-gel method in which a sol-gel solution is applied and heat-treated. In this embodiment, the first piezoelectric film 136 is a PZT film formed by applying a PZT sol-gel solution.

図5は、本実施形態に係る第1保護膜152上に電極層162、第1圧電膜136、および電極層164を形成した段階の断面を示す。ここで、電極層164は、フォトリソグラフィによって、第1圧電膜136上に予め定められた形状で形成されてよい。   FIG. 5 shows a cross section at a stage where the electrode layer 162, the first piezoelectric film 136, and the electrode layer 164 are formed on the first protective film 152 according to the present embodiment. Here, the electrode layer 164 may be formed in a predetermined shape on the first piezoelectric film 136 by photolithography.

次に、電極層162、第1圧電膜136、および電極層164を加工する(S320)。電極層162、第1圧電膜136、および電極層164は、後に加工して形成される支持層150の表面積よりも小さくなるように、表面形状をエッチング等によって加工される。ここで、第1保護膜152は、エッチングストップ層として用いられてよい。ここで、電極層164が予め定められた形状で形成されている場合は、電極層162および第1圧電膜136を加工して、電極層164と略同一の形状に加工してもよい。   Next, the electrode layer 162, the first piezoelectric film 136, and the electrode layer 164 are processed (S320). The electrode layer 162, the first piezoelectric film 136, and the electrode layer 164 have their surface shapes processed by etching or the like so as to be smaller than the surface area of the support layer 150 to be formed later. Here, the first protective film 152 may be used as an etching stop layer. Here, when the electrode layer 164 is formed in a predetermined shape, the electrode layer 162 and the first piezoelectric film 136 may be processed into a shape substantially the same as the electrode layer 164.

図6は、本実施形態に係る電極層162、第1圧電膜136、および電極層164を加工した段階の断面を示す。ここで、第1圧電膜136および電極層164は、電極層162が有する後に配線部114と接続される接続部を、基板の上面方向に露出するように形成されてよい。   FIG. 6 shows a cross-section at a stage where the electrode layer 162, the first piezoelectric film 136, and the electrode layer 164 according to this embodiment are processed. Here, the first piezoelectric film 136 and the electrode layer 164 may be formed so that a connection portion connected to the wiring portion 114 after the electrode layer 162 has is exposed in the upper surface direction of the substrate.

次に、電極層164上に支持層150を形成する(S330)。本実施例において、支持層150は、酸化シリコンであり、電極層162、第1圧電膜136、および電極層164を覆って形成される。支持層150は、第1保護膜152と同様にCVD法で形成されてよい。支持層150および第1保護膜152は、同一の材料で形成されるので、両者で形成される酸化シリコン層の内部に、電極層162、第1圧電膜136、および電極層164が配置されるように形成される。   Next, the support layer 150 is formed on the electrode layer 164 (S330). In this embodiment, the support layer 150 is made of silicon oxide and is formed so as to cover the electrode layer 162, the first piezoelectric film 136, and the electrode layer 164. The support layer 150 may be formed by a CVD method as with the first protective film 152. Since the support layer 150 and the first protective film 152 are formed of the same material, the electrode layer 162, the first piezoelectric film 136, and the electrode layer 164 are disposed inside the silicon oxide layer formed by both. Formed as follows.

次に、支持層150上に、電極層166、第2圧電膜138、および電極層168を形成する(S340)。電極層166、第2圧電膜138、および電極層168は、第1保護膜152上に電極層162、第1圧電膜136、および電極層164を形成するステップS310と同様に形成されてよい。図7は、本実施形態に係る電極層164上に支持層150、電極層166、第2圧電膜138、および電極層168を形成した段階の断面を示す。ここで、電極層168は、フォトリソグラフィによって、第2圧電膜138上に予め定められた形状で形成されてよい。   Next, the electrode layer 166, the second piezoelectric film 138, and the electrode layer 168 are formed on the support layer 150 (S340). The electrode layer 166, the second piezoelectric film 138, and the electrode layer 168 may be formed in the same manner as Step S310 in which the electrode layer 162, the first piezoelectric film 136, and the electrode layer 164 are formed on the first protective film 152. FIG. 7 shows a cross section at a stage where the support layer 150, the electrode layer 166, the second piezoelectric film 138, and the electrode layer 168 are formed on the electrode layer 164 according to the present embodiment. Here, the electrode layer 168 may be formed in a predetermined shape on the second piezoelectric film 138 by photolithography.

次に、電極層166、第2圧電膜138、および電極層168を加工する(S350)。電極層166、第2圧電膜138、および電極層168は、電極層162、第1圧電膜136、および電極層164を加工するステップS320と同様に加工されてよい。図8は、本実施形態に係る電極層166、第2圧電膜138、および電極層168を加工した段階の断面を示す。   Next, the electrode layer 166, the second piezoelectric film 138, and the electrode layer 168 are processed (S350). The electrode layer 166, the second piezoelectric film 138, and the electrode layer 168 may be processed in the same manner as step S320 of processing the electrode layer 162, the first piezoelectric film 136, and the electrode layer 164. FIG. 8 shows a cross-section at a stage where the electrode layer 166, the second piezoelectric film 138, and the electrode layer 168 according to this embodiment are processed.

ここで、電極層166は、電極層162および電極層164が有する後に配線部114と接続されるそれぞれの接続部を、基板の上面方向に露出するように形成されてよい。また、第2圧電膜138および電極層168は、電極層162、電極層164、および電極層166が有する後に配線部114と接続されるそれぞれの接続部を、基板の上面方向に露出するように形成されてよい。   Here, the electrode layer 166 may be formed so that each connection portion connected to the wiring portion 114 after the electrode layer 162 and the electrode layer 164 have is exposed in the upper surface direction of the substrate. In addition, the second piezoelectric film 138 and the electrode layer 168 are exposed so that respective connection portions connected to the wiring portion 114 after the electrode layer 162, the electrode layer 164, and the electrode layer 166 are provided are exposed in the upper surface direction of the substrate. May be formed.

図9は、本実施形態に係る電極層166、第2圧電膜138、および電極層168を加工した段階の上面図を示す。本図において、複数の電極層および圧電膜で形成され1つのアクチュエータ130が、基板上に形成されている例を示す。ここで、製造に用いる基板の直径は、2インチ以上の基板を用いてよく、この場合、複数のアクチュエータ130が当該基板上に形成される。   FIG. 9 is a top view of a stage where the electrode layer 166, the second piezoelectric film 138, and the electrode layer 168 according to the present embodiment are processed. This figure shows an example in which one actuator 130 formed of a plurality of electrode layers and a piezoelectric film is formed on a substrate. Here, a substrate having a diameter of 2 inches or more may be used for manufacturing, and in this case, a plurality of actuators 130 are formed on the substrate.

本段階において、電極層166、第2圧電膜138、および電極層168は、後に加工される支持層150の表面形状よりも小さくなるように加工されているので、基板上の一部は、支持層150が露出している。また、電極層162、電極層164、および電極層166と、対応する配線部114とがそれぞれ接続される各電極層の接続部は、上方から露出するように形成される。   At this stage, since the electrode layer 166, the second piezoelectric film 138, and the electrode layer 168 are processed so as to be smaller than the surface shape of the support layer 150 to be processed later, a part of the substrate is supported. Layer 150 is exposed. In addition, the electrode layer 162, the electrode layer 164, the electrode layer 166, and the connection part of each electrode layer to which the corresponding wiring part 114 is connected are formed so as to be exposed from above.

次に、電極層168上に第2保護膜154を形成する(S360)。本実施例において、第2保護膜154は、酸化シリコンであり、支持層150と共に、電極層168、第2圧電膜138、および電極層166を覆って形成される。第2保護膜154は、支持層150および第1保護膜152と同様に、CVD法で形成されてよい。第2保護膜154および支持層150は、同一の材料で形成されるので、両者で形成される酸化シリコン層の内部に、電極層168、第2圧電膜138、および電極層166が配置されるように形成される。図10は、本実施形態に係る電極層168上に第2保護膜154を形成した段階の断面を示す。   Next, the second protective film 154 is formed on the electrode layer 168 (S360). In the present embodiment, the second protective film 154 is made of silicon oxide and is formed so as to cover the electrode layer 168, the second piezoelectric film 138, and the electrode layer 166 together with the support layer 150. Similar to the support layer 150 and the first protective film 152, the second protective film 154 may be formed by a CVD method. Since the second protective film 154 and the support layer 150 are formed of the same material, the electrode layer 168, the second piezoelectric film 138, and the electrode layer 166 are disposed inside the silicon oxide layer formed by both. Formed as follows. FIG. 10 shows a cross section at a stage where the second protective film 154 is formed on the electrode layer 168 according to the present embodiment.

次に、支持層150、第1保護膜152、および第2保護膜154を加工する(S370)。ここで、支持層150、第2保護膜154、および第1保護膜152は、第1圧電膜136、第2圧電膜138、電極層162、電極層164、電極層166、および電極層168を覆ったまま、アクチュエータ130の形状に加工される。   Next, the support layer 150, the first protective film 152, and the second protective film 154 are processed (S370). Here, the support layer 150, the second protective film 154, and the first protective film 152 include the first piezoelectric film 136, the second piezoelectric film 138, the electrode layer 162, the electrode layer 164, the electrode layer 166, and the electrode layer 168. The shape of the actuator 130 is processed while being covered.

また、支持層150、第1保護膜152、および第2保護膜154は、アクチュエータ130の可動端である先端部において、第2圧電膜138および第1圧電膜136が設けられていない突出部156を残して形成される。支持層150、第1保護膜152、および第2保護膜154は、エッチングによって形成されてよい。   In addition, the support layer 150, the first protective film 152, and the second protective film 154 are protruding portions 156 where the second piezoelectric film 138 and the first piezoelectric film 136 are not provided at the distal end that is the movable end of the actuator 130. Formed leaving. The support layer 150, the first protective film 152, and the second protective film 154 may be formed by etching.

次に、突出部156上に、第2接点部132を形成する(S380)。図11は、本実施形態に係る支持層150、第1保護膜152、および第2保護膜154を加工して、第2接点部132を形成した段階の断面を示す。ここで、支持層150および第2保護膜154は、各電極の接続部が露出するように形成される。   Next, the second contact portion 132 is formed on the protruding portion 156 (S380). FIG. 11 shows a cross section at a stage where the support layer 150, the first protective film 152, and the second protective film 154 according to the present embodiment are processed to form the second contact portion 132. Here, the support layer 150 and the second protective film 154 are formed so that the connection portions of the electrodes are exposed.

図12は、本実施形態に係る支持層150、第1保護膜152、および第2保護膜154を加工して、第2接点部132を形成した段階の上面図を示す。本段階において、支持層150、第1保護膜152、および第2保護膜154は、アクチュエータ130の表面形状に加工されているので、基板上の一部は、台座部140となる基板が露出している。また、電極層162、電極層164、電極層166、および電極層168の接続部は、上方から露出する。   FIG. 12 is a top view of the stage where the second contact portion 132 is formed by processing the support layer 150, the first protective film 152, and the second protective film 154 according to the present embodiment. At this stage, since the support layer 150, the first protective film 152, and the second protective film 154 are processed into the surface shape of the actuator 130, a portion of the substrate that becomes the base portion 140 is exposed on a part of the substrate. ing. Further, the connection portions of the electrode layer 162, the electrode layer 164, the electrode layer 166, and the electrode layer 168 are exposed from above.

次に、基板を加工して、台座部140を形成する(S390)。ここで、台座部140は、半導体基板のアクチュエータ130が形成される面と反対の他方の面から、第1保護膜152をエッチングストップ層として、半導体基板の一部がエッチングされて除去されて形成される。本段階において、アクチュエータ130は、基板と分離され、台座部140を固定端として自立する。図13は、本実施形態に係る基板を加工して、台座部140を形成した段階の断面を示す。   Next, the base plate 140 is formed by processing the substrate (S390). Here, the pedestal portion 140 is formed by etching and removing a part of the semiconductor substrate from the other surface opposite to the surface on which the actuator 130 of the semiconductor substrate is formed, using the first protective film 152 as an etching stop layer. Is done. At this stage, the actuator 130 is separated from the substrate and is self-supporting with the pedestal portion 140 as a fixed end. FIG. 13 shows a cross section at a stage where the base portion 140 is formed by processing the substrate according to the present embodiment.

図14は、本実施形態に係る基板を加工して、台座部140を形成した段階の下面図を示す。即ち、本図は、台座部140側から見たアクチュエータ130を示す。アクチュエータ130の台座部140側は、第1保護膜152が露出する。ここで、台座部140は、開口部142が設けられてよい。開口部142は、アクチュエータ130と電気信号をやりとりする電気配線の接続作業に用いられてよい。   FIG. 14 is a bottom view of the stage where the base portion 140 is formed by processing the substrate according to the present embodiment. That is, this figure shows the actuator 130 viewed from the pedestal 140 side. The first protective film 152 is exposed on the pedestal 140 side of the actuator 130. Here, the base part 140 may be provided with an opening 142. The opening 142 may be used for connection work of electrical wiring for exchanging electrical signals with the actuator 130.

次に、台座部140は、基体下部110および基体上部170と、それぞれ接続される。本実施例の基体下部110および基体上部170は、それぞれガラス基板で形成され、台座部140とは、電圧を印加しつつ加熱して接合する陽極接合によってそれぞれ接合されてよい。   Next, the base part 140 is connected to the base lower part 110 and the base upper part 170, respectively. The substrate lower portion 110 and the substrate upper portion 170 of this embodiment are each formed of a glass substrate, and may be bonded to the pedestal portion 140 by anodic bonding that is heated and bonded while applying a voltage.

図15は、本実施形態に係る台座部140と、基体下部110とを接続した段階の断面を示す。電極層162、電極層164、電極層166、および電極層168の接続部は、基体下部110に設けられた配線部114とそれぞれ接続されてよい。ここで、接続部と配線部114とは、圧着によって接続されてよい。また、当該接続の作業は、台座部140の開口部142から実行してよい。   FIG. 15 shows a cross section at a stage where the pedestal part 140 according to the present embodiment and the base lower part 110 are connected. The connection portions of the electrode layer 162, the electrode layer 164, the electrode layer 166, and the electrode layer 168 may be connected to the wiring portion 114 provided in the lower portion 110 of the base body. Here, the connection portion and the wiring portion 114 may be connected by pressure bonding. The connection work may be performed from the opening 142 of the pedestal 140.

図16は、本実施形態に係る台座部140と、基体上部170とを接続した段階の断面を示す。このようにして形成したスイッチ装置100は、基体の外部に設けられた制御部180からの制御信号に応じて、アクチュエータ130が駆動され、第1接点122と第2接点134が接触または離間する。   FIG. 16 shows a cross section at a stage where the pedestal 140 according to this embodiment is connected to the base upper portion 170. In the switch device 100 formed as described above, the actuator 130 is driven in accordance with a control signal from the control unit 180 provided outside the base, and the first contact 122 and the second contact 134 are brought into contact with or separated from each other.

以上のように、本実施形態によるスイッチ装置100は、第1圧電膜136、第2圧電膜138、電極層162、電極層164、電極層166、および電極層168を、支持層150と略同一の弾性および剛性を有する第1保護膜152および第2保護膜154で包み込んで形成されるアクチュエータを備えることができる。以上の本実施形態のスイッチ装置100は、第1圧電膜136および第2圧電膜138を有するアクチュエータ130を備えることを説明したが、これに代えて、3以上の圧電膜を積層させたアクチュエータ130を備えてもよい。この場合、アクチュエータ130は、本例の第1圧電膜136上および/または第2圧電膜138上に、圧電膜と電極を多層に積層させてよい。   As described above, in the switch device 100 according to the present embodiment, the first piezoelectric film 136, the second piezoelectric film 138, the electrode layer 162, the electrode layer 164, the electrode layer 166, and the electrode layer 168 are substantially the same as the support layer 150. It is possible to provide an actuator formed by being wrapped with a first protective film 152 and a second protective film 154 having the elasticity and rigidity described above. The switch device 100 according to the present embodiment has been described as including the actuator 130 having the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138. Instead of this, the actuator 130 in which three or more piezoelectric films are stacked. May be provided. In this case, the actuator 130 may stack a plurality of piezoelectric films and electrodes on the first piezoelectric film 136 and / or the second piezoelectric film 138 of this example.

これに代えて、スイッチ装置100は、第2圧電膜138または第1圧電膜136のどちらか一方の圧電膜を有するアクチュエータ130を備えてもよい。ここで、アクチュエータ130が第2圧電膜138を有する場合、台座部140となる基板上に、第1保護膜152を形成する代わりに、支持層150を形成してよい。支持層150は、第1保護膜152と同様の絶縁材料を用いているので、台座部をエッチングする場合にエッチングストップ層として用いることができる。   Instead of this, the switch device 100 may include an actuator 130 having one of the second piezoelectric film 138 and the first piezoelectric film 136. Here, when the actuator 130 includes the second piezoelectric film 138, the support layer 150 may be formed on the substrate serving as the pedestal portion 140 instead of forming the first protective film 152. Since the support layer 150 uses the same insulating material as that of the first protective film 152, the support layer 150 can be used as an etching stop layer when the pedestal portion is etched.

図17は、本実施形態に係る試験装置410の構成例を被試験デバイス400と共に示す。試験装置410は、アナログ回路、デジタル回路、アナログ/デジタル混載回路、メモリ、およびシステム・オン・チップ(SOC)等の少なくとも1つの被試験デバイス400を試験する。試験装置410は、被試験デバイス400を試験するための試験パターンに基づく試験信号を被試験デバイス400に入力して、試験信号に応じて被試験デバイス400が出力する出力信号に基づいて被試験デバイス400の良否を判定する。   FIG. 17 shows a configuration example of the test apparatus 410 according to this embodiment together with the device under test 400. The test apparatus 410 tests at least one device under test 400 such as an analog circuit, a digital circuit, an analog / digital mixed circuit, a memory, and a system on chip (SOC). The test apparatus 410 inputs a test signal based on a test pattern for testing the device under test 400 to the device under test 400, and the device under test based on an output signal output from the device under test 400 according to the test signal. The quality of 400 is judged.

試験装置410は、試験部420と、信号入出力部430と、制御装置440とを備える。試験部420は、被試験デバイス400との間で電気信号を授受して被試験デバイス400を試験する。試験部420は、試験信号発生部423と、期待値比較部426とを有する。   The test apparatus 410 includes a test unit 420, a signal input / output unit 430, and a control device 440. The test unit 420 tests the device under test 400 by exchanging electrical signals with the device under test 400. The test unit 420 includes a test signal generation unit 423 and an expected value comparison unit 426.

試験信号発生部423は、信号入出力部430を介して1または複数の被試験デバイス400に接続されて、被試験デバイス400へ供給する複数の試験信号を発生する。試験信号発生部423は、試験信号に応じて被試験デバイス400が出力する応答信号の期待値を生成してよい。   The test signal generator 423 is connected to one or a plurality of devices under test 400 via the signal input / output unit 430 and generates a plurality of test signals to be supplied to the device under test 400. The test signal generator 423 may generate an expected value of the response signal output from the device under test 400 according to the test signal.

期待値比較部426は、信号入出力部430から受信した被試験デバイス400の応答信号に含まれるデータ値と試験信号発生部423が生成する期待値とを比較する。期待値比較部426は、比較結果に基づき、被試験デバイス400の良否を判定する。   The expected value comparison unit 426 compares the data value included in the response signal of the device under test 400 received from the signal input / output unit 430 with the expected value generated by the test signal generation unit 423. The expected value comparison unit 426 determines pass / fail of the device under test 400 based on the comparison result.

信号入出力部430は、試験すべき被試験デバイス400と試験部420との間を電気的に接続して、試験信号発生部423が発生した試験信号を当該被試験デバイス400に送信する。また、信号入出力部430は、試験信号に応じて当該被試験デバイス400が出力する応答信号を受信する。信号入出力部430は、受信した被試験デバイス400の応答信号を期待値比較部426へと送信する。信号入出力部430は、複数の被試験デバイス400を搭載するパフォーマンスボードであってよい。信号入出力部430は、スイッチ装置100を有する。   The signal input / output unit 430 electrically connects the device under test 400 to be tested and the test unit 420, and transmits the test signal generated by the test signal generation unit 423 to the device under test 400. The signal input / output unit 430 receives a response signal output from the device under test 400 in accordance with the test signal. The signal input / output unit 430 transmits the received response signal of the device under test 400 to the expected value comparison unit 426. The signal input / output unit 430 may be a performance board on which a plurality of devices under test 400 are mounted. The signal input / output unit 430 includes the switch device 100.

スイッチ装置100は、試験部420および被試験デバイス400の間に設けられ、試験部420および被試験デバイス400の間を電気的に接続または切断する。試験装置410は、本実施形態に係るスイッチ装置100によって電気的な接続または切断を実行してよい。   The switch device 100 is provided between the test unit 420 and the device under test 400 and electrically connects or disconnects between the test unit 420 and the device under test 400. The test apparatus 410 may perform electrical connection or disconnection by the switch apparatus 100 according to the present embodiment.

本例において、信号入出力部430は1つの被試験デバイス400に接続され、スイッチ装置100は、1つの被試験デバイス400の入力信号ラインおよび出力信号ラインにそれぞれ1つ設けられる例を説明した。これに代えて信号入出力部430は、複数の被試験デバイス400に接続され、スイッチ装置100は、複数の被試験デバイス400の入力信号ラインおよび出力信号ラインのそれぞれに1つ設けられてよい。また、信号入出力部430から1つの被試験デバイス400へ接続される信号入出力ラインが1つの場合、1つの入出力ラインに1つのスイッチ装置100が設けられてよい。   In this example, the example in which the signal input / output unit 430 is connected to one device under test 400 and one switch apparatus 100 is provided for each of the input signal line and the output signal line of one device under test 400 has been described. Instead, the signal input / output unit 430 may be connected to a plurality of devices under test 400, and one switch device 100 may be provided for each of the input signal lines and the output signal lines of the plurality of devices under test 400. Further, when one signal input / output line is connected from the signal input / output unit 430 to one device under test 400, one switch device 100 may be provided in one input / output line.

制御装置440は、試験装置410の試験を実行すべく、試験部420および信号入出力部430に制御信号を送信する。制御装置440は、試験プログラムに応じて、試験部420に、試験信号の発生または応答信号と期待値との比較等を実行させる制御信号を送信する。また、制御装置440は、試験プログラムに応じて、接続すべき信号入出力ラインに設けられたスイッチ装置100の接続の指示、および切断すべき信号入出力ラインに設けられたスイッチ装置100の切断の指示等を、信号入出力部430に送信する。   The control device 440 transmits a control signal to the test unit 420 and the signal input / output unit 430 in order to execute the test of the test device 410. The control device 440 transmits a control signal for causing the test unit 420 to generate a test signal or compare a response signal with an expected value in accordance with a test program. Further, the control device 440 instructs connection of the switch device 100 provided in the signal input / output line to be connected and disconnection of the switch device 100 provided in the signal input / output line to be disconnected according to the test program. An instruction or the like is transmitted to the signal input / output unit 430.

以上の本実施形態に係る試験装置410は、剛性を高めつつ、割れ、欠け、またはヒビ等の物理的な破壊を防ぐことができるアクチュエータ130を備えたスイッチ装置100を用いて試験を実行することができる。また、試験装置410は、電圧制御による低消費電力のスイッチング制御で、かつ、長寿命化させたスイッチ装置100を用いて試験を実行することができる。また、試験装置410は、接点間の凝着を低減させたスイッチ装置100を用いて試験を実行することができる。   The test apparatus 410 according to the present embodiment described above executes a test using the switch apparatus 100 including the actuator 130 that can prevent physical destruction such as cracking, chipping, or cracking while increasing rigidity. Can do. In addition, the test apparatus 410 can perform a test by using the switch apparatus 100 which has low power consumption switching control by voltage control and has a long life. Moreover, the test apparatus 410 can perform a test using the switch apparatus 100 in which adhesion between the contacts is reduced.

図18は、本実施形態に係る伝送路切り替え装置500の構成例を示す。伝送路切り替え装置500は、入力端と複数の出力端のそれぞれの間に各々接続された複数のスイッチ装置100を備える。本実施例の伝送路切り替え装置500は、入力端Aと出力端BおよびCのそれぞれの間に各々接続された複数のスイッチ装置100aおよびスイッチ装置100bを備える。   FIG. 18 shows a configuration example of a transmission path switching device 500 according to the present embodiment. The transmission path switching device 500 includes a plurality of switch devices 100 respectively connected between an input end and a plurality of output ends. The transmission line switching apparatus 500 of this embodiment includes a plurality of switch devices 100a and 100b that are respectively connected between the input terminal A and the output terminals B and C.

伝送路切り替え装置500は、スイッチ装置100aをON状態にし、かつ、スイッチ装置100bをOFF状態にすることで、入力端Aと出力端Bとを電気的に接続し、かつ、入力端Aと出力端Cとを電気的に切断する。また、伝送路切り替え装置500は、スイッチ装置100aをOFF状態にし、かつ、スイッチ装置100bをON状態にすることで、入力端Aと出力端Bおよび出力端Cとを電気的に切断し、かつ、出力端Bと出力端Cとを電気的に接続する。   The transmission path switching device 500 electrically connects the input terminal A and the output terminal B by setting the switch device 100a to the ON state and the switch device 100b to the OFF state, and also connects the input terminal A and the output device. The end C is electrically disconnected. Further, the transmission path switching device 500 electrically disconnects the input end A, the output end B, and the output end C by turning the switch device 100a OFF and the switch device 100b ON. The output terminal B and the output terminal C are electrically connected.

このように、伝送路切り替え装置500は、複数のスイッチ装置をそれぞれON/OFFすることで、入力端と複数の出力端との伝送路を切り換える。伝送路切り替え装置500は、複数のスイッチ装置が1つのパッケージ等に密封されて収容された装置であってよい。   As described above, the transmission path switching device 500 switches the transmission path between the input end and the plurality of output ends by turning ON / OFF the plurality of switch devices, respectively. The transmission path switching device 500 may be a device in which a plurality of switch devices are sealed and accommodated in one package or the like.

図19は、本実施形態に係るループバック試験する試験装置の構成例を被試験デバイス400と共に示す。本実施形態のループバック試験する試験装置は、図17で説明した試験装置410と、図18で説明した伝送路切り替え装置500の組み合わせで構成される。そこで、図17、18に示された本実施形態に係る試験装置410および伝送路切り替え装置500の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。   FIG. 19 shows a configuration example of a test apparatus for performing a loopback test according to the present embodiment, together with a device under test 400. The test apparatus for performing a loopback test according to the present embodiment includes a combination of the test apparatus 410 described with reference to FIG. 17 and the transmission path switching apparatus 500 described with reference to FIG. Therefore, the same reference numerals are given to the substantially same operations as those of the test apparatus 410 and the transmission path switching apparatus 500 according to the present embodiment shown in FIGS.

本試験装置は、試験装置410からの試験信号を被試験デバイス400に供給する場合に、伝送路切り替え装置500のスイッチ装置100aをON状態にし、かつ、スイッチ装置100bをOFF状態にする。また、本試験装置は、被試験デバイス400から出力される信号を当該被試験デバイス400にループバックする場合に、伝送路切り替え装置500のスイッチ装置100aをOFF状態にし、かつ、スイッチ装置100bをON状態にする。   When supplying a test signal from the test apparatus 410 to the device under test 400, the test apparatus turns on the switch apparatus 100a of the transmission path switching apparatus 500 and turns off the switch apparatus 100b. Further, when the signal output from the device under test 400 is looped back to the device under test 400, the test apparatus turns off the switch device 100a of the transmission path switching device 500 and turns on the switch device 100b. Put it in a state.

これによって、本試験装置は、試験装置410から被試験デバイス400を試験するための試験信号を被試験デバイス400に入力させる伝送路と、被試験デバイス400からの信号をループバックさせて当該被試験デバイス400に入力させる伝送路とを切り換えることができる。本実施形態に係るループバック試験する試験装置は、1つの伝送路切り替え装置500を備える例を説明したが、これに代えて、2以上の伝送路切り替え装置500を備え、試験装置410と被試験デバイス400との複数の伝送路を切り換えることによって、試験信号による被試験デバイス400の試験とループバック試験とを切り換えてよい。   As a result, the test apparatus causes the test apparatus 410 to input a test signal for testing the device under test 400 to the device under test 400 and loops back the signal from the device under test 400 to perform the test. The transmission path to be input to the device 400 can be switched. The test apparatus for performing the loopback test according to the present embodiment has been described as including the single transmission line switching apparatus 500. Instead, the test apparatus includes two or more transmission line switching apparatuses 500, the test apparatus 410, and the device under test. By switching a plurality of transmission paths with the device 400, the test of the device under test 400 and the loopback test using the test signal may be switched.

以上の本実施形態に係るループバック試験する試験装置によれば、剛性を高めつつ、割れ、欠け、またはヒビ等の物理的な破壊を防ぐことができるアクチュエータ130を備えたスイッチ装置100を用いて試験信号による試験とループバック試験とを切り換えることができる。また、本試験装置は、電圧制御による低消費電力のスイッチング制御で、かつ、長寿命化させたスイッチ装置100を用いて2つの試験を切り換えることができる。また、本試験装置は、接点間の凝着を低減させたスイッチ装置100を用いて2つの試験を切り換えることができる。   According to the test apparatus for performing the loopback test according to the above-described embodiment, the switch apparatus 100 including the actuator 130 that can prevent physical destruction such as cracking, chipping, or cracking while increasing rigidity is used. The test by the test signal and the loopback test can be switched. In addition, the present test apparatus can switch between two tests by using the switch apparatus 100 which has low power consumption switching control by voltage control and has a long life. In addition, this test apparatus can switch between two tests using the switch device 100 in which adhesion between the contacts is reduced.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。   The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.

100 スイッチ装置、110 基体下部、112 ビア、114 配線部、120 第1接点部、122 第1接点、130 アクチュエータ、132 第2接点部、134 第2接点、136 第1圧電膜、138 第2圧電膜、140 台座部、142 開口部、150 支持層、152 第1保護膜、154 第2保護膜、156 突出部、162 電極層、164 電極層、166 電極層、168 電極層、170 基体上部、180 制御部、400 被試験デバイス、410 試験装置、420 試験部、423 試験信号発生部、426 期待値比較部、430 信号入出力部、440 制御装置、500 伝送路切り替え装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Switch apparatus, 110 Base | substrate lower part, 112 Via, 114 Wiring part, 120 1st contact part, 122 1st contact, 130 Actuator, 132 2nd contact part, 134 2nd contact, 136 1st piezoelectric film, 138 2nd piezoelectric Membrane, 140 pedestal portion, 142 opening portion, 150 support layer, 152 first protective film, 154 second protective film, 156 protruding portion, 162 electrode layer, 164 electrode layer, 166 electrode layer, 168 electrode layer, 170 upper part of substrate, 180 control unit, 400 device under test, 410 test device, 420 test unit, 423 test signal generation unit, 426 expected value comparison unit, 430 signal input / output unit, 440 control device, 500 transmission path switching device

Claims (16)

第1接点が設けられた基体と、
第2接点を移動させて前記第1接点と接触または離間させるアクチュエータと、
を備え、
前記アクチュエータは、
支持層と、
前記支持層上に、表面積が前記支持層の表面積よりも小さくなるように加工されて形成され、第1駆動電圧に応じて伸縮する第1圧電膜と、
前記第1圧電膜上に絶縁材料で形成され、前記第1圧電膜の端部の少なくとも一部において前記支持層と接して当該端部を覆う第1保護膜と、
を有するスイッチ装置。
A substrate provided with a first contact;
An actuator that moves a second contact to contact or separate from the first contact;
With
The actuator is
A support layer;
A first piezoelectric film formed on the support layer by being processed so that a surface area thereof is smaller than a surface area of the support layer, and extending and contracting according to a first drive voltage;
A first protective film formed of an insulating material on the first piezoelectric film and covering the end portion in contact with the support layer in at least a part of the end portion of the first piezoelectric film;
A switch device.
前記アクチュエータは、前記支持層の前記第1圧電膜が形成される面とは異なる面上に、前記支持層を介して前記第1圧電膜に対向して設けられる第2圧電膜を更に有し、
前記第2圧電膜上に絶縁材料で形成され、前記第2圧電膜の端部の少なくとも一部において前記支持層と接して当該端部を覆う第2保護膜と、
を有する請求項1に記載のスイッチ装置。
The actuator further includes a second piezoelectric film provided on the surface of the support layer different from the surface on which the first piezoelectric film is formed, facing the first piezoelectric film via the support layer. ,
A second protective film formed of an insulating material on the second piezoelectric film and covering the end portion in contact with the support layer in at least a part of the end portion of the second piezoelectric film;
The switch device according to claim 1, comprising:
前記第1保護膜、前記支持層、および前記第2保護膜は、前記第1圧電膜および前記第2圧電膜を覆ったまま加工されて、前記アクチュエータの形状に形成される請求項2に記載のスイッチ装置。  The said 1st protective film, the said support layer, and the said 2nd protective film are processed while covering the said 1st piezoelectric film and the said 2nd piezoelectric film, and are formed in the shape of the said actuator. Switch device. 前記第2圧電膜は、第2駆動電圧に応じて伸縮する請求項2または3に記載のスイッチ装置。 The second piezoelectric film, the switch device according to claim 2 or 3 expands and contracts in response to the second driving voltage. 前記支持層は、前記第1圧電膜および前記第2圧電膜が設けられていない突出部を、前記アクチュエータの可動端部となる端部に有し、
前記第2接点は、前記突出部に設けられる請求項2から4のいずれか1項に記載のスイッチ装置。
The support layer has a protruding portion on which the first piezoelectric film and the second piezoelectric film are not provided at an end portion that becomes a movable end portion of the actuator,
It said second contact switch device according to any one of claims 2 to 4 provided in the protruding portion.
前記第1圧電膜および前記第2圧電膜は、前記アクチュエータの厚さ方向の中心面の両側に設けられ、前記アクチュエータの厚さ方向の中心面からの距離および厚さが略同一である請求項2からのいずれか1項に記載のスイッチ装置。 The first piezoelectric film and the second piezoelectric film are provided on both sides of a center plane in the thickness direction of the actuator, and the distance and thickness from the center plane in the thickness direction of the actuator are substantially the same. The switch device according to any one of 2 to 5 . 前記アクチュエータは、厚さ方向の中心面に対し略対称に積層された複数の膜を有する請求項に記載のスイッチ装置。 The switch device according to claim 6 , wherein the actuator includes a plurality of films stacked substantially symmetrically with respect to a center plane in a thickness direction. 前記第1圧電膜および前記第2圧電膜は、PZT膜である請求項2からのいずれか1項に記載のスイッチ装置。 The first piezoelectric film and the second piezoelectric film, the switch device according to any one of claims 2 7 is PZT film. 前記支持層は、絶縁材料で形成される請求項1からのいずれか1項に記載のスイッチ装置。 The support layer, the switch device according to any one of claims 1 to 8, which is formed of an insulating material. 前記絶縁材料は、SiOまたはSiNである請求項1からのいずれか1項に記載のスイッチ装置。 It said insulating material, the switch device according to any one of claims 1 a SiO 2 or SiN 9. 前記アクチュエータの固定端を前記基体に固定し、半導体材料で形成される台座部を更に備える請求項1から10のいずれか1項に記載のスイッチ装置。 The switch device according to any one of claims 1 to 10 , further comprising a pedestal portion formed of a semiconductor material, wherein a fixed end of the actuator is fixed to the base. 半導体基板の一方の面上に、剛性を有する支持層と、前記支持層上に形成される第1圧電膜と、前記第1圧電膜上に絶縁材料で形成され、前記第1圧電膜の端部の少なくとも一部において前記支持層と接して当該端部を覆う保護膜と、を有するアクチュエータを形成するアクチュエータ形成段階と、
前記支持層上に接点を形成する接点形成段階と、
前記半導体基板の他方の面から、前記保護膜または前記支持層をエッチングストップ層として、前記半導体基板の一部がエッチングされて除去されるエッチング段階と、
を備え
前記アクチュエータ形成段階は、前記第1圧電膜を加工して、前記第1圧電膜の表面積を前記支持層の表面積よりも小さくする加工段階を有するスイッチ装置の製造方法。
A rigid support layer on one surface of the semiconductor substrate, a first piezoelectric film formed on the support layer, an insulating material formed on the first piezoelectric film, and an end of the first piezoelectric film An actuator forming step of forming an actuator having a protective film that covers the end portion in contact with the support layer in at least a part of the portion;
Forming a contact on the support layer; and
An etching stage in which a part of the semiconductor substrate is etched and removed from the other surface of the semiconductor substrate, using the protective film or the support layer as an etching stop layer,
Equipped with a,
The actuator forming step, the first by working the piezoelectric film, the manufacturing method of the switch apparatus that the surface area of the first piezoelectric film having a machining step to be smaller than the surface area of the support layer.
前記アクチュエータ形成段階は、
前記半導体基板の一方の面上に、前記支持層を形成する支持層形成段階と、
前記第1圧電膜を形成する第1圧電膜形成段階と、
前記加工段階の後に前記保護膜を形成する保護膜形成段階と、
を有する請求項12に記載のスイッチ装置の製造方法。
The actuator forming step includes
A support layer forming step of forming the support layer on one surface of the semiconductor substrate;
A first piezoelectric film forming step of forming the first piezoelectric film;
A protective film forming step of forming the protective film after the processing step ;
The manufacturing method of the switch apparatus of Claim 12 which has these.
入力端と複数の出力端のそれぞれの間に各々接続された複数の請求項1から11のいずれか1項に記載のスイッチ装置を備える伝送路切り替え装置。 A transmission line switching device comprising a plurality of switch devices according to any one of claims 1 to 11 , each connected between an input end and a plurality of output ends. 被試験デバイスをループバック試験する試験装置であって、
前記被試験デバイスとの間で電気信号を授受して前記被試験デバイスを試験する試験部と、
前記試験部および前記被試験デバイスの間に設けられ、前記試験部からの信号を前記被試験デバイスに供給するか、前記被試験デバイスからの信号を前記被試験デバイスにループバックさせるかを切り換える請求項14に記載の伝送路切り替え装置と、
を備える試験装置。
A test apparatus for performing a loopback test on a device under test,
A test unit for exchanging electrical signals with the device under test to test the device under test;
A switch that is provided between the test unit and the device under test and switches between supplying a signal from the test unit to the device under test or looping back a signal from the device under test to the device under test. Item 14. The transmission line switching device according to Item 14 ,
A test apparatus comprising:
被試験デバイスを試験する試験装置であって、
前記被試験デバイスとの間で電気信号を授受して前記被試験デバイスを試験する試験部と、
前記試験部および前記被試験デバイスの間に設けられ、前記試験部および前記被試験デバイスの間を電気的に接続または切断する請求項1から11のいずれか1項に記載のスイッチ装置と、
を備える試験装置。
A test apparatus for testing a device under test,
A test unit for exchanging electrical signals with the device under test to test the device under test;
The switch device according to any one of claims 1 to 11 , which is provided between the test unit and the device under test and electrically connects or disconnects between the test unit and the device under test.
A test apparatus comprising:
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