WO2006033271A1 - 高周波回路装置 - Google Patents

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WO2006033271A1
WO2006033271A1 PCT/JP2005/017014 JP2005017014W WO2006033271A1 WO 2006033271 A1 WO2006033271 A1 WO 2006033271A1 JP 2005017014 W JP2005017014 W JP 2005017014W WO 2006033271 A1 WO2006033271 A1 WO 2006033271A1
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feedthrough
pair
circuit board
signal
wiring
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PCT/JP2005/017014
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Kiyoto Nakamura
Masazumi Yasuoka
Hirokazu Sanpei
Yoshiaki Moro
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Advantest Corporation
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    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49105—Switch making

Definitions

  • the present invention relates to a high frequency circuit device.
  • the present invention relates to a high-frequency circuit device that handles high-frequency signals of GHz or higher.
  • Non-Patent Document 1 MWE2003 Microwave Workshop Digest pp.375-378
  • the conventional contact relay has a problem that it cannot cope with high-speed signal switching required in a semiconductor test apparatus or the like.
  • a glass substrate is usually used.
  • the hole diameter is about 300 m. Therefore, the diameters of the high-frequency signal line and the feedthrough wiring are about the same.
  • electromagnetic waves are radiated at the joint between the feedthrough wiring and the signal path. Therefore, especially in the case of a coplanar type wiring, when the distance between the feedthrough wiring and the ground is close, the ground picks up electromagnetic waves from the above-mentioned coupling portion, resulting in a problem that the signal power is reduced.
  • a pair of first feedthrough wirings are high-frequency circuit devices, and electrically connect the front surface and the back surface of the circuit board. And a pair of first signal lines disposed on the surface of the circuit board with a gap therebetween, A first movable part disposed opposite to the gap; and a first ground pattern and a second ground pattern disposed on a surface of the circuit board with the pair of first signal lines interposed therebetween.
  • the first movable part is configured to be able to switch between contacting and separating from the pair of first signal lines.
  • the pair of first signal lines is electrically connected to each of the pair of first feedthrough wirings.
  • the first ground pattern and the second ground pattern are extended to the vicinity with a gap with respect to the pair of first signal lines to form a coplanar line for the pair of first signal lines.
  • Each of the first ground pattern and the second ground pattern has a shape separated from the first feedthrough wiring in the vicinity of the first feedthrough wiring.
  • each of the first and second grounds can be separated from the first feedthrough to a degree that does not interfere with the electromagnetic wave generated between the first feedthrough and the first signal path. I like it!
  • the diameter of the first feedthrough wiring may be larger than the width of the first signal line. In this case, it is preferable to separate the feedthrough and ground so that the impedance force is about 0 ⁇ ! /.
  • the high-frequency circuit device has a second feedthrough wiring that electrically connects the front surface and the back surface of the circuit board, and a gap with respect to one of the first signal lines on the surface of the circuit board.
  • a second signal line arranged in this manner and a second movable part arranged facing the gap may be further provided.
  • the second signal line is electrically connected to the second feedthrough wiring.
  • the second movable part is configured to be able to switch independently of the first movable part whether to contact or separate from one of the first signal lines and the second signal line.
  • the first ground pattern and the second ground pattern are extended to the vicinity while having a gap with respect to the second signal line to form a coplanar route with respect to the second signal line.
  • Each of the first ground pattern and the second ground pattern has a shape in the vicinity of the second feedthrough wiring and spaced from the second feedthrough wiring.
  • the diameter of the second feedthrough wiring may be larger than the width of the second signal line.
  • a pair of electric signals input to one of the pair of first feed-through wirings is obtained by bringing the first movable part into contact with the surface of the circuit board. Output to the other one of the first feedthrough wirings, and the second movable part is brought into contact with the surface of the circuit board, whereby an electric signal input to one of the pair of first feedthrough wirings is You may output to the other of 2 feedthrough wiring.
  • each of the first and second movable parts may include a bimorph part, a movable contact, and a heater.
  • the bimorph portion is fixed to the circuit board, and is fixed to the circuit board and stretched by a fixed end force. When heated, the bimorph section is bent to contact or separate from the surface of the circuit board. And a free end to switch.
  • the heater is arranged near the tip of the free end of the bimorph part, and when the free end of the nanomorph part contacts the surface of the circuit board, the pair of first or second signal lines are electrically connected. And the bimorph part is heated.
  • the high-frequency circuit device may further include a pair of third feedthrough wires and a fourth feedthrough wire.
  • the pair of third feedthrough wirings are arranged apart from each other on the circuit board, electrically connect the front and back surfaces of the circuit board, respectively, and power to the heater of the first movable part on the surface of the circuit board.
  • the fourth feedthrough wiring is spaced apart from the third feedthrough wiring cable on the circuit board, and electrically connects the front and back surfaces of the circuit board and the third feedthrough wiring. In between, power is supplied to the heater of the second movable part on the surface of the circuit board. Moreover, the whole may be sealed in one package.
  • FIG. 1 is a top view of a microswitch 500 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state where a microswitch 500 is mounted on an external substrate 600. Explanation of symbols
  • 102 movable contact, 104 fixed contact, 106 silicon oxide layer, 108 bimorph part, 110 support part, 120 movable part, 126 substrate, 128 heater, 129 heater electrode, 130 metal layer, 132 fixed contact electrode, 150 deformation Prevention layer, 500 microswitch, 502 reference potential feedthrough, 502a reference potential feedthrough, 502b reference potential feedthrough 502c Reference potential feedthrough, 502d Reference potential feedthrough, 502e Reference potential feedthrough, 502f Reference potential feedthrough, 504 Heater feedthrough, 5 04a Heater feedthrough, 504b Heater feedthrough, 504c Heater feedthrough , 506 signal feedthrough, 506a signal feedthrough, 506b signal feedthrough, 506c signal feedthrough, 508 ground, 508a ground, 5 08c ground, 520 signal line, 520a first signal line, 520b first signal Signal line, 520c Second signal line, 550 circuit board, 560 solder ball, 600 external board
  • FIG. 1 is a top view of a microswitch 500 that is an example of the high-frequency circuit device of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state where the microswitch 500 is mounted on the external substrate 600. The cross-sectional position in FIG. 2 is the position indicated by AA in FIG.
  • the micro switch 500 is an example of a single input double output SPDT (Single Pole Double Throw) switch.
  • the microswitch 500 includes a circuit board 550, a pair of movable parts 120, and a support part 110.
  • the movable part 120 is, for example, a cantilever switch, that is, a cantilever switch.
  • the support unit 110 is fixed to the circuit board 550 and supports one end of the movable unit 120.
  • the circuit board 550 is a glass substrate, for example.
  • the circuit board 550 may be a silicon board.
  • the microswitch 500 of the present embodiment is characterized in that the signal path of the high frequency signal is switched at high speed and with high accuracy.
  • An example of the size of the circuit board 550 is a planar size of, for example, 4 mm ⁇ 5 mm, and a thickness of about 0.3 mm.
  • the movable part 120 can be in contact with or separated from the surface of the circuit board 550.
  • the movable part 120 has a bimorph part 108 and a heater 128 as an actuator.
  • the nomorph section 108 has a fixed end supported by the support section 110 and a free end spaced apart from the circuit board 550 and having a fixed end force extended.
  • the fixed end force is also warped upward as the free end is directed.
  • the free end of the bimorph 108 is heated To bend in the direction of the circuit board 550 to switch between contacting and leaving the surface of the circuit board 550.
  • the bimorph portion 108 includes an oxide silicon layer 106 and a metal layer 130 formed on the oxide silicon layer 106 and having a thermal expansion coefficient higher than that of the silicon oxide layer 106.
  • the metal layer 130 also has a metal force such as copper or aluminum.
  • the heater 128 is a conductor that is formed in a pattern that efficiently heats the metal layer 130 and the silicon oxide layer 106.
  • the heater 128 is provided substantially in parallel between the metal layer 130 and the oxide silicon layer 106.
  • the heater 128 and the metal layer 130 are insulated by covering the periphery of the heater 128 with an insulator such as silicon oxide.
  • the movable part 120 further has a movable contact 102.
  • the movable contact 102 is provided on the lower surface at the tip of the bimorph section 108, that is, on the surface facing the circuit board 550.
  • the circuit board 550 has a fixed contact 104 at a position facing the movable contact 102.
  • the bimorph section 108 holds the movable contact 102 away from the fixed contact 104 by a certain distance.
  • the bimorph portion 108 has a length of about 600 m, and the height of the central portion of the movable contact 102 from the fixed contact 104 is about 50 ⁇ m.
  • the heater electrode 129 is a metal electrode that is electrically connected to the heater 128.
  • the metal layer 130 and the silicon oxide layer 106 are heated almost simultaneously.
  • the metal layer 130 extends larger than the oxide silicon layer 106 and is deformed so as to reduce the amount of warpage of the nanomorph portion 108.
  • the bimorph section 108 brings the movable contact 102 into contact with the fixed contact 104.
  • the movable contact 102 and the fixed contact 104 are electrically connected.
  • the movable contact 102 and the fixed contact 104 are made of a metal such as platinum, for example.
  • Support unit 110 is an oxide silicon layer formed on the surface of circuit board 550.
  • the support part 110 supports only one end of the nomorph part 108.
  • the support part 110 may support both ends of the bimorph part 108.
  • the movable part movable part 120 may have a piezoelectric element as an actuator, or may have an electrostatic electrode that drives the movable part 120 by electrostatic force.
  • the circuit board 550 includes two movable parts 120a and 120b, and three signal feedthroughs 506a, 506b, and 506c. Signal feed snorries 506a, 506b, 506c are separated from each other!
  • the circuit board 550 is electrically connected to the front surface and the back surface.
  • the signal feedthroughs 506a and 506b are examples of the first feedthrough wiring of the present invention
  • the signal feedthrough 506c is an example of the second feedthrough wiring of the present invention.
  • a pair of first signal lines 520a and 520b are formed on a straight line connecting the pair of signal feedthroughs 506a and 506b.
  • the pair of signal lines 520a and 520b are electrically connected to the pair of signal feedthroughs 506a and 506b, respectively.
  • the pair of signal lines 520a and 520b are arranged to face each other with a gap.
  • a fixed contact 104 is disposed at each end of the pair of first signal lines 520a and 520b facing each other.
  • the signal feed-through 506a and the signal feed-through 506b pass through the first signal lines 520a and 520b and the fixed contact 104. Are electrically connected.
  • the first signal line 520a and the second signal line 520c form a pair on a straight line connecting the pair of signal feedthroughs 506a and 506c. Formed.
  • the second signal line 520c is electrically connected to the signal feedthrough 506c.
  • the first signal line 520a and the second signal line 520c are arranged to face each other with a gap.
  • a fixed contact 104 is arranged at each end of the first signal line 520a and the second signal line 520c facing each other.
  • the signal feedthrough 506a and the signal feedthrough 506c are connected to the first signal line 520a and the second signal line 520c. Electrical connection is made via line 520c and fixed contact 104.
  • the signal feedthrough 506 is connected to the external substrate 600 by a solder ball 560 as shown in FIG.
  • each of the movable parts 120 is individually brought into contact with or separated from the surface of the circuit board 550.
  • the force can be switched at high speed. As a result, it is possible to individually determine whether or not the force to output the high-frequency signal input to the signal feedthrough 506a to each of the signal feedthrough 506b is high speed.
  • the microswitch 500 is arranged from the back surface of the circuit board 550.
  • the line length is short.
  • the movable part 120 of the microswitch 500 is arranged so as to be in contact with or separated from the circuit board 550, the line length on the surface of the circuit board 550 can be shortened.
  • the bimorph section 108 as a microswitch, the entire switch can be made smaller, whereby the line length on the circuit board 550 can be further shortened. Since the wiring length is short, the inductance of the entire switch is reduced, and even if a high-frequency signal is input, the signal is not attenuated. Furthermore, mounting efficiency can be increased because 600 external boards can be surface-mounted by solder balls 560.
  • the movable part 120 includes the bimorph part 108 and the heater 128 as an actuator, the movable part 120 can be operated at high speed by switching the power supply to the heater 128. Thereby, the response speed of the microswitch 500 can be increased. Since the bimorph section 108 is provided as the driving means for the movable section 120, the area of the movable section 120 can be made smaller than when electrostatic attraction is used for the driving means.
  • the circuit board 550 has a pair of heater feedthroughs 504a and 504b for the movable portion 120a, and a pair of heater feedthroughs 504a and 504c for the movable portion 120b.
  • Heater feed snorries 504a, 504b, 504ci, and the surface of the circuit board 550 are supplied via the heater electrode 129.
  • the three heater feed snorries 504a, 504b, and 504c are spaced apart from each other on the circuit board 550, and electrically connect the front surface and the back surface of the circuit board 550, respectively.
  • the heater feedthroughs 504a and 504b are examples of the second feedthrough wiring of the present invention.
  • the circuit board 550 includes the heater feedthroughs 504a, 504b, and 504c, so that power can be supplied to the heater 128 with a short wiring. Therefore, the temperature of the heater 128 can be quickly raised during power supply, and the movable part 120 can be quickly moved. Thereby, the response speed of the microswitch 500 can be increased.
  • the circuit board 550 includes three reference potential feedthroughs 502a, 502b, and 502c on one side centered on the first signal line 520a. These three reference potential feeds 502a, 502b, 502c are spaced apart from each other and electrically connect the front and back surfaces of the circuit board 550, respectively.
  • the reference potential feedthroughs 502a, 502b and 502c form the reference potential of the micro switch 500.
  • the reference potential feedthroughs 502a and 502b are examples of the first reference potential feedthrough wiring in the present invention.
  • Circuit board 550 On the surface of the road substrate 550, there is a ground 508a extending to the vicinity of the first signal lines 520a and 520b and the second signal line 520c while having a gap with respect to the signal line 520.
  • the ground 508a is electrically connected to each of the reference potential feedthroughs 502a, 502b, and 502c.
  • the ground 508a is an example of the first ground pattern of the present invention.
  • the circuit board 550 has three reference potential feedthroughs 502d, 502e, and 502f on the other side centered on the first signal line 520a. These three reference potential feeds 502d, 502e, and 502f are separated from each other and electrically connect the front surface and the back surface of the circuit board 550, respectively.
  • the reference potential feedthroughs 502d, 502e, and 502f form the reference potential of the micro switch 500.
  • the reference potential feedthroughs 502d and 502e are examples of the second reference potential feedthrough wiring in the present invention.
  • the circuit board 550 further has a gap with respect to the first signal line 520a and the second signal line 520c on the surface of the circuit board 550 on the side opposite to the ground 508a centering on the first signal line 520a. However, it has a ground 508c extending to the vicinity of the first signal line 520a and the second signal line 520c.
  • the ground 508c is electrically connected to each of the reference potential feedthroughs 502d, 502e, and 502f.
  • the ground 508c is an example of the second ground pattern of the present invention.
  • the reference potential feedthrough 502, the heater feedthrough 504, and the signal feedthrough 506 are all about 0.35 mm in diameter.
  • the first signal lines 520a and 520b and the second signal line 520c each have a length of about 600 m and a width of about 200 m. Further, the gap between the fixed contacts 104 of the first signal lines 520a and 520b and the second signal line 520c is about 50 m. Further, the distance between the first signal lines 520a and 520b and the second signal line 520c and the grounds 508a and 508c is set to about 30 m from the width of the signal lines and the dielectric constant of the circuit board.
  • the ground 508a has a slope 511 spaced from the signal feedthrough 506a in the vicinity of the signal feedthrough 506a.
  • the ground 508a has a slope 510 that is separated from the signal feedthrough 506b in the vicinity of the signal feedthrough 506b, and a slope that is separated from the signal feedthrough 506c in the vicinity of the signal feedthrough 506c.
  • the ground 508c is a signal fi In the vicinity of one of the signal sensors 506a, 506b, and 506c, the signal feed snorries 506a, 506b, and 506c have slopes 513, 514, and 515 that are separated from each other respectively.
  • these slopes 510, 511, 512, 513, 514, 515 allow the ground 508a, 508c force, S large diameter signal feedthrough 506a, 506b, 506c and the first and second signal lines 520a. It is preferable that the force of the coupling part with 520b, 52 Oc should be far enough away without interfering with the radiated electromagnetic wave.
  • the signals flowing in the first and second signal lines 520a, 520b, 520c are far away from the signal feed snorries 506a, 506b, 506c, which have higher frequencies, such as HF, ground 508a, 508d. Is preferred.
  • the signal feedthroughs 506a, 506b, and 506c have a force of about 100 m away from the ground 508a and 508c. Is preferably
  • the microswitch 500 forms a coplanar line having the grounds 508a and 508c in the vicinity of the first signal lines 520a and 520b and the second signal line 520c.
  • the inductance of the microswitch 500 can be reduced.
  • the slopes 510, 511, 512, 513, 514, 515 allow the ground 508a, 508b force S, and the signal feedthrough 506a for the signal having a diameter larger than the width of the first signal line 520a, 520b and the second signal line 520c, It is possible to prevent short circuit due to contact with 506b and 506c.
  • slopes 510, 511, 512, 513, 514, 515 allow the ground 508a, 508c force S signal feed snorrel 50 6a, 506b, 506c and the first and second signal lines 520a, 520b, 520c to be connected. It is possible to prevent the signal power from being lowered by picking up the electromagnetic wave radiated from the combined repulsion.
  • the metal layer 130 may be a precipitation hardening type alloy such as titanium copper and beryllium copper.
  • Precipitation hardening type copper alloys such as titanium copper and beryllium copper are excellent in stress relaxation characteristics, and therefore have little distortion when the bimorph portion 108 is operated. Therefore, the shape of the bimorph portion 108 is less likely to change with time, and thus has the effect of being.
  • the bimorph section 108 covers the surface of the silicon oxide layer 106, has a moisture and oxygen permeability smaller than that of the oxide silicon layer 106, and further includes a deformation prevention layer 150.
  • the deformation preventing layer 150 is, for example, a silicon nitride film. Silicon nitride forms a denser film than silicon oxide and can more reliably block moisture and oxygen. Alternatively, the deformation preventing layer 150 is The silicon oxide film formed with higher energy than the case where the silicon oxide layer 106 is formed may be used. By increasing the energy in forming the silicon oxide film, the density of the silicon oxide film is increased, and moisture and oxygen can be blocked more reliably.
  • the deformation preventing layer 150 can be formed with the same material as the oxide silicon layer 106, the bimorph portion 108 can be easily manufactured.
  • the bimorph portion 108 includes the deformation preventing layer 150, thereby preventing the oxide silicon layer 106 from expanding due to a change with time. Therefore, the shape of the bimorph portion 108 can be maintained with higher accuracy.
  • the method for manufacturing the movable part 120 includes a metal layer forming step, an annealing step, a heater forming step, a silicon oxide layer forming step, a deformation preventing layer forming step, a movable contact forming step, and a sacrificial layer removing step.
  • a metal layer 130 is formed by sputtering and depositing a metal such as copper or aluminum at a room temperature on a sacrificial layer having an oxide silicon power.
  • the metal layer 130 formed on the sacrificial layer is annealed.
  • the annealing temperature is higher than the recrystallization temperature of the metal forming the metal layer 130 and the temperature of plasma CVD described later.
  • the annealing temperature is about 400 ° C.
  • the annealing temperature is about 350 ° C.
  • An appropriate annealing time is about 15 minutes.
  • an insulating layer is first formed on the surface of the metal layer 130. Absolute The edge layer is formed, for example, by depositing silicon oxide by CVD. Then, a heater 128 is formed by depositing a metal such as copper or gold by sputtering at room temperature. Next, silicon oxide is deposited on the insulating layer formed in the heater formation stage and the upper surface of the heater 128 by plasma CVD using TEOS (tetraethoxysilane) in the oxide silicon layer formation stage. In the step of forming the oxide silicon layer in this embodiment, the oxide silicon layer 106 is formed by depositing the oxide silicon with the plasma CVD output adjusted to, for example, 130 watts and 300 ° C. It is desirable to form a chromium layer and a titanium layer in this order on the metal layer 130 and to form the oxide silicon layer 106 thereon. Thereby, the adhesion strength between the silicon oxide layer 106 and the metal layer 130 is improved.
  • the deformation preventing layer 150 is formed by depositing silicon nitride by plasma CVD on the surface of the silicon oxide layer 106.
  • the deformation prevention layer 150 may be formed by depositing silicon oxide by plasma CVD with higher energy than in the silicon oxide layer formation step.
  • the deformation prevention layer 150 is formed of oxide silicon
  • the deformation prevention layer 150 is formed by depositing oxide silicon in a state where the output of the plasma CVD is adjusted to, for example, 150 watts.
  • the silicon oxide of the deformation prevention layer 150 is denser than the silicon oxide of the silicon oxide layer 106. A thick film is formed.
  • the amount of warpage generated at this time is determined by the energy level of plasma CVD in the stage of forming the silicon oxide layer, that is, the wattage.
  • an appropriate amount of warpage for the bimorph portion 108 of this embodiment can be obtained by adjusting the output of the plasma CVD in the silicon oxide layer formation stage to about 130 watts.
  • the bimorph part 108 obtained in this way is turned upside down so that the bimorph in the posture shown in FIG. Get part 108.
  • the deformation preventing layer 150 having a silicon nitride force forms a denser film than that of silicon oxide, and can more reliably block water and oxygen.
  • the deformation prevention layer 150 formed by depositing oxide silicon by plasma CVD of energy higher than the silicon oxide layer formation stage is formed with a denser film than the oxide silicon layer of the oxide silicon layer 106. Therefore, moisture and oxygen are blocked from the silicon oxide layer 106. In this case, since the deformation preventing layer 150 can be formed with the same material as the silicon oxide layer 106, the manufacturing is easy.
  • the microswitch 500 can prevent the silicon oxide layer 106 from expanding over time by having the deformation preventing layer 150.
  • the shape of the bimorph portion 108 is accurately maintained, and the contact gap between the fixed contact 104 and the movable contact 102 is stabilized. Therefore, there is an effect that both the electric power input to the heater 128 for switching the switch and the response speed of the switching are stabilized.
  • the bimorph element of the present invention may be a micromachine such as a microsensor! /.
  • a microswitch 500 that has a short wiring length on the back surface of a circuit board and can be surface-mounted on an external board by solder balls.
  • the length of the stub line can be suppressed to less than 0.6 mm by making the feedthrough and land diameters less than 0.6 mm. Since the microswitch 500 has a short wiring length, the inductance of the entire switch is reduced and the signal is not attenuated in a wide band.
  • the bimorph section 108 as a microswitch, the entire switch can be reduced, and the line length on the circuit can be further shortened.
  • mounting efficiency can be increased because it can be surface-mounted on an external substrate.
  • Microswitch 500 may further constitute an attenuator by including a resistor.

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Abstract

　高周波信号の信号路を切り替えるマイクロスイッチを提供する。回路基板と、回路基板において互いに離間して配され、それぞれ回路基板の表面と裏面を電気的に接続する一対の第１のフィードスルー配線と、回路基板の表面において一対の第１のフィードスルー配線を結ぶ直線上に、ギャップを有して互いに向かい合って配され、一対の第１のフィードスルー配線のそれぞれに電気的に接続される一対の信号線と、回路基板の表面に対して接触するか離間するかを切り替え可能に構成され、表面に接触した場合に、一対の信号線を電気的に接続する可動部とを備えるマイクロスイッチ。

Description

明 細 書
高周波回路装置
技術分野
[0001] 本発明は、高周波回路装置に関する。特に本発明は、 GHz以上の高周波の信号 を扱う高周波回路装置に関する。
特願 2004— 275088 出願曰 2004年 9月 22曰
背景技術
[0002] 従来、 GHz以上の高周波の信号を扱う高周波回路装置の一例として、 MEMS技 術で製作されるスイッチングデバイスが各種提案されている。例えば、静電引力によ つて可動接点を駆動して RF信号のスイッチングを行う有接点リレーが提案されている (例えば、非特許文献 1参照)。
非特許文献 1 :MWE2003 Microwave Workshop Digest pp.375- 378
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] し力しながら、従来の有接点リレーは、半導体試験装置等で要求される高速信号の スイッチングに対応できないという課題があった。また、 MEMS技術で作られるスイツ チングデバイスの場合ガラス基板が通常使われるが、基板を貫通するフィードスルー 配線を設けるためにガラス基板にドリルで孔を開ける場合に、孔の径が約 300 mと なるので、高周波信号線とフィードスルー配線の径も同程度となる。ここで、フィードス ルー配線と信号路との結合部分において、電磁波の放射が起こる。よって、特にコプ レーナ型配線の場合、フィードスルー配線とグランドとの間が近くなると、グランドが上 記結合部からの電磁波を拾うことにより、信号のパワーが低下するという不具合があ つた o
課題を解決するための手段
[0004] 上記課題を解決するために、本発明の第 1の形態においては、高周波回路装置で あって、回路基板の表面と裏面とを電気的に接続する一対の第 1のフィードスルー配 線と、回路基板の表面に、互いにギャップを有して配された一対の第 1の信号線と、 ギャップに対向して配された第 1の可動部と、一対の第 1の信号線を挟んで回路基板 の表面に配された第 1のグランドパターンおよび第 2のグランドパターンとを備える。 第 1の可動部は、一対の第 1の信号線に接触するか離間するかを切り替え可能に構 成される。一対の第 1の信号線は、一対の第 1のフィードスルー配線のそれぞれと電 気的に接続される。第 1のグランドパターンおよび第 2のグランドパターンは、一対の 第 1の信号線に対してギャップを有しつつ近傍まで延伸されて、一対の第 1の信号線 に対するコプレーナ線路を形成する。第 1のグランドパターンおよび第 2のグランドパ ターンのそれぞれは、第 1のフィードスルー配線の近傍において、第 1のフィードスル 一配線から離間する形状を有する。ここで、第 1および第 2のグランドのそれぞれは第 1フィードスルーから、第 1のフィードスルーと第 1の信号路との間に生じる電磁波と干 渉しな 、程度に離れて 、ることが好まし!/、。
[0005] 上記高周波回路装置において、第 1の信号線の幅よりも第 1のフィードスルー配線 の径が大きくてもよい。この場合、フィードスルーとグランドの距離は、インピーダンス 力 0 Ω程度となるように離すことが好まし!/、。
[0006] 上記高周波回路装置は、回路基板の表面と裏面とを電気的に接続する第 2のフィ 一ドスルー配線と、回路基板の表面において、第 1の信号線の一方に対してギャップ を有して配された第 2の信号線と、ギャップに対向して配された第 2の可動部とをさら に備えてもよい。第 2の信号線は、第 2のフィードスルー配線と電気的に接続される。 第 2の可動部は、第 1の信号線の一方および第 2の信号線に接触するか離間するか を第 1の可動部と独立して切り替え可能に構成される。 第 1のグランドパターンおよ び第 2のグランドパターンは、第 2の信号線に対してギャップを有しつつ近傍まで延 伸されて、第 2の信号線に対してコプレーナ路線を形成する。第 1のグランドパターン および第 2のグランドパターンのそれぞれは、第 2のフィードスルー配線の近傍にお V、て、第 2のフィードスルー配線から離間する形状を有する。
[0007] 上記高周波回路装置において、第 2の信号線の幅よりも第 2のフィードスルー配線 の径が大きくてもよい。
[0008] 上記高周波回路装置において、第 1の可動部を回路基板の表面に対して接触させ ることにより、一対の第 1のフィードスルー配線の一方に入力される電気信号を一対 の第 1のフィードスルー配線の他方に出力し、第 2の可動部を回路基板の表面に対 して接触させることにより、一対の第 1のフィードスルー配線の一方に入力される電気 信号を第 2のフィードスルー配線の他方に出力してもよい。
[0009] 上記高周波回路装置において、第 1及び第 2の可動部のそれぞれは、バイモルフ 部と、可動接点と、ヒータとを有してもよい。バイモルフ部は、回路基板に対して固定 された固定端と、回路基板と離間して固定端力 延伸され、加熱されることにより湾曲 して回路基板の表面に対して接触するか離間するかを切り替える自由端とを有する。 ヒータは、バイモルフ部の自由端の先端近傍に配され、ノ ィモルフ部の自由端が回 路基板の表面に接触した場合に一対の第 1又は第 2の信号線を電気的に接続する 可動接点と、バイモルフ部を加熱する。
[0010] 上記高周波回路装置は、一対の第 3のフィードスルー配線と、第 4のフィードスルー 配線とを更に備えてもよい。一対の第 3のフィードスルー配線は、回路基板において 互いに離間して配され、それぞれ回路基板の表面と裏面を電気的に接続すると共に 、回路基板の表面において第 1の可動部が有するヒータに電力を供給する。第 4のフ イードスルー配線は、回路基板にお ヽて第 3のフィードスルー配線カゝら離間して配さ れ、回路基板の表面と裏面を電気的に接続すると共に、第 3のフィードスルー配線と の間で回路基板の表面において第 2の可動部が有するヒータに電力を供給する。ま た、全体が一つのパッケージ内に封止されてもよい。
[0011] 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ぐ 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。
図面の簡単な説明
[0012] [図 1]本実施形態に係るマイクロスィッチ 500の上面図である。
[図 2]マイクロスィッチ 500を外部基板 600に実装した状態を示す断面図である。 符号の説明
[0013] 102 可動接点、 104 固定接点、 106 酸化シリコン層、 108 バイモルフ部、 11 0 支持部、 120 可動部、 126 基板、 128 ヒータ、 129 ヒータ電極、 130 金属 層、 132 固定接点電極、 150 変形防止層、 500 マイクロスィッチ、 502 基準電 位フィードスルー、 502a 基準電位フィードスルー、 502b 基準電位フィードスルー 、 502c 基準電位フィードスルー、 502d 基準電位フィードスルー、 502e 基準電 位フィードスルー、 502f 基準電位フィードスルー、 504 ヒータ用フィードスルー、 5 04a ヒータ用フィードスルー、 504b ヒータ用フィードスルー、 504c ヒータ用フィー ドスルー、 506 信号用フィードスルー、 506a 信号用フィードスルー、 506b 信号 用フィードスルー、 506c 信号用フィードスルー、 508 グランド、 508a グランド、 5 08c グランド、 520 信号線、 520a 第 1の信号線、 520b 第 1の信号線、 520c 第 2の信号線、 550 回路基板、 560 半田ボール、 600 外部基板
発明を実施するための最良の形態
[0014] 以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の 範隨こかかる発明を限定するものではなぐ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。
実施例 1
[0015] 図 1は、本実施形態の高周波回路装置の一例であるマイクロスィッチ 500の上面図 である。また、図 2は、マイクロスィッチ 500を外部基板 600に実装した状態を示す断 面図である。図 2の断面位置は、図 1の A— Aに示す位置である。マイクロスィッチ 50 0は、マイクロスィッチ 500は、 1入力 2出力の SPDT (Single Pole Double Thro w)スィッチの一例である。マイクロスィッチ 500は、回路基板 550、一対の可動部 12 0、及び支持部 110を備える。可動部 120は、例えばカンチレバー状、すなわち片持 ち梁状のスィッチである。支持部 110は、回路基板 550に固定され、可動部 120の一 端を支持する。回路基板 550は、例えばガラス基板である。回路基板 550は、シリコ ン基板であってもよい。本実施形態のマイクロスィッチ 500は、高周波信号の信号経 路を高速、高精度に切り替えることを特徴とする。回路基板 550の大きさの一例は、 平面サイズが例えば 4mm X 5mmであり、厚さが約 0. 3mmである。
[0016] 可動部 120は、回路基板 550の表面に対して接触または離間することができる。例 えば、可動部 120はァクチユエータとしてバイモルフ部 108及びヒータ 128を有する。 ノ ィモルフ部 108は、支持部 110に支持された固定端と、回路基板 550と離間して 固定端力も延伸された自由端とを有する。バイモルフ部 108は、固定端力も自由端 に向力 につれて上方に反っている。バイモルフ部 108の自由端は、加熱されること により回路基板 550の方向に湾曲して回路基板 550の表面に対して接触するか離 間するかを切り替える。バイモルフ部 108は、酸ィ匕シリコン層 106と、酸ィ匕シリコン層 1 06上に形成され、酸化シリコン層 106の熱膨張率よりも高い熱膨張率を有する金属 層 130を備える。金属層 130は、例えば銅又はアルミニウム等の金属力もなる。
[0017] ヒータ 128は、金属層 130及び酸化シリコン層 106を効率よく加熱するパターンで 形成されている導電体である。例えば、ヒータ 128は、金属層 130と酸ィ匕シリコン層 1 06の間に略平行に設けられる。この場合、ヒータ 128の周囲を酸ィ匕シリコンなどの絶 縁体で覆うことによりヒータ 128と金属層 130とを絶縁する。可動部 120はさらに、可 動接点 102を有する。可動接点 102は、バイモルフ部 108の先端における下面、す なわち回路基板 550に対向する面に設けられている。一方、回路基板 550は、可動 接点 102と対向する位置に固定接点 104を有する。常温において、バイモルフ部 10 8は、可動接点 102を固定接点 104から一定の距離で離間させて保持する。本実施 例のバイモルフ部 108の長さは約 600 m、可動接点 102の中央部分の固定接点 1 04からの高さは約 50 μ mである。
[0018] ヒータ電極 129は、ヒ一タ 128と電気的に接続された金属電極である。ヒータ電極 1 29を介してヒータ 128に電力を供給すると、金属層 130及び酸ィ匕シリコン層 106がほ ぼ同時に加熱される。これにより、金属層 130は酸ィ匕シリコン層 106よりも大きく伸び 、 ノ ィモルフ部 108の反り量を減らす方向に変形させる。この結果、バイモルフ部 10 8は、可動接点 102を固定接点 104に接触させる。これにより、可動接点 102と固定 接点 104とは電気的に接続される。可動接点 102及び固定接点 104は、例えば白金 などの金属で形成される。
[0019] 支持部 110は、回路基板 550の表面に形成された酸ィ匕シリコン層である。本実施 例において、支持部 110は、ノ ィモルフ部 108の一端のみを支持する。他の実施例 において、支持部 110は、バイモルフ部 108の両端を支持してもよい。また、可動部 可動部 120は、ァクチユエータとして圧電素子を有してもよいし、静電力により可動部 120を駆動する静電電極を有してもょ ヽ。
[0020] 回路基板 550は、二つの可動部 120a、 120bと、三つの信号用フィードスルー 506 a、 506b, 506cとを有する。信号用フィードスノレー 506a、 506b, 506cは、互!/、に離 間して配され、それぞれ回路基板 550の表面と裏面を電気的に接続する。ここで、信 号用フィードスルー 506a、 506bは、本発明の第 1のフィードスルー配線の一例であ り、信号用フィードスルー 506cは、本発明の第 2のフィードスルー配線の一例である
[0021] 回路基板 550の表面において、一対の信号用フィードスルー 506a、 506bを結ぶ 直線上には、一対の第 1の信号線 520a、 520bが形成される。一対の信号線 520a、 520bは、一対の信号用フィードスルー 506a、 506bのそれぞれに電気的に接続さ れる。一対の信号線 520a、 520bは、ギャップを有して互いに向かい合って配される 。一対の第 1の信号線 520a、 520bの互いに向かい合う先端にはそれぞれ固定接点 104が配されている。可動部 120aが、一対の第 1の信号線 520a、 520bの固定接点 104に接触すると、信号用フィードスルー 506aと信号用フィードスルー 506bは、第 1 の信号線 520a、 520b及び固定接点 104を介して電気的に接続される。
[0022] 同様に、回路基板 550の表面において、一対の信号用フィードスルー 506a、 506 cを結ぶ直線上には、上記第 1の信号線 520aと第 2の信号線 520cとが対を成して形 成される。第 2の信号線 520cは、信号用フィードスルー 506cに電気的に接続される 。第 1の信号線 520aと第 2の信号線 520cとは、ギャップを有して互いに向かい合つ て配される。第 1の信号線 520aと第 2の信号線 520cの互いに向かい合う先端にはそ れぞれ固定接点 104が配されている。可動部 120bが、第 1の信号線 520aおよび第 2の信号線 520cの固定接点 104に接触すると、信号用フィードスルー 506aと信号 用フィードスルー 506cは、第 1の信号線 520a、第 2の信号線 520c及び固定接点 10 4を介して電気的に接続される。なお、信号用フィードスルー 506は、図 2に示すよう に、外部基板 600と半田ボール 560で接続される。
[0023] 一対のヒータ用フィードスルー 504bのそれぞれに電力を供給するか否かを独立し て切り替えることにより、可動部 120のそれぞれを回路基板 550の表面に対して接触 させるか離間させるかを個別に、し力も高速に切り替えることができる。これにより、信 号用フィードスルー 506aに入力される高周波信号を信号用フィードスルー 506bの それぞれに出力する力否かを個別にし力も高速に切り替えることができる。
[0024] また、上記の構成によれば、マイクロスィッチ 500は、回路基板 550の裏面からの配 線長が短い。また、マイクロスィッチ 500の可動部 120は、回路基板 550上に接触ま たは離間するように配されるので、回路基板 550の表面上の線路長を短くすることが できる。また、マイクロスイッチとしてバイモルフ部 108を用いることにより、スィッチ全 体を小さくすることができ、これにより、回路基板 550上の線路長をより短くすることが できる。配線長が短いことにより、スィッチ全体のインダクタンスが小さくなり、高周波 信号が入力されても信号が減衰しないという効果を奏する。さらに、外部基板 600〖こ 対して半田ボール 560により表面実装できるので、実装効率を高めることができる。
[0025] 可動部 120はァクチユエータとしてバイモルフ部 108とヒータ 128を有するので、ヒ ータ 128への電力供給を切り替えることにより、可動部 120を高速に動作させることが できる。これにより、マイクロスィッチ 500の応答速度を高めることができる。可動部 12 0の駆動手段としてバイモルフ部 108を備えるので、静電引力を駆動手段に用いる 場合よりも可動部 120の面積を小さくできるという効果を有する。また、回路基板 550 は、可動部 120aに対して一対のヒータ用フィードスルー 504a、 504bを有し、可動部 120bに対して一対のヒータ用フィードスルー 504a、 504cを有する。ヒータ用フィード スノレー 504a、 504b, 504ciま、回路基板 550の表面【こお!ヽてヒータ電極 129を介し てヒータ 128【こ電力を供給する。三つのヒータ用フィードスノレー 504a、 504b, 504c は、回路基板 550において互いに離間して配され、それぞれ回路基板 550の表面と 裏面を電気的に接続する。ヒータ用フィードスルー 504a、 504bは、本発明の第 2の フィードスルー配線の一例である。回路基板 550は、ヒータ用フィードスルー 504a、 5 04b、 504cを有することにより、ヒータ 128に対して短い配線で電力を供給できる。従 つて、電力供給時にヒータ 128の温度を素早く上昇させ、可動部 120を素早く動かす ことができる。これにより、マイクロスィッチ 500の応答速度を高めることができる。
[0026] また、回路基板 550は、第 1の信号線 520aを中心とした一方の側に、三つの基準 電位フィードスルー 502a、 502b, 502cを有する。これら三つの基準電位フィードス ノレ一 502a、 502b, 502cは互!/、に離間して酉己され、それぞれ回路基板 550の表面と 裏面を電気的に接続する。基準電位フィードスルー 502a、 502b, 502cは、マイクロ スィッチ 500の基準電位をなす。基準電位フィードスルー 502a、 502bは、本発明に おける第 1の基準電位フィードスルー配線の一例である。回路基板 550はさらに、回 路基板 550の表面において、信号線 520に対してギャップを有しつつ第 1の信号線 520a, 520b及び第 2の信号線 520cの近傍まで延伸されたグランド 508aを有する。 グランド 508aは、基準電位フィードスルー 502a、 502b, 502cのそれぞれに電気的 に接続されている。グランド 508aは、本発明の第 1のグランドパターンの一例である。
[0027] また、回路基板 550は、第 1の信号線 520aを中心とした他方の側に、三つの基準 電位フィードスルー 502d、 502e、 502fを有する。これら三つの基準電位フィードス ノレ一 502d、 502e、 502fは互いに離間して酉己され、それぞれ回路基板 550の表面と 裏面を電気的に接続する。基準電位フィードスルー 502d、 502e、 502fは、マイクロ スィッチ 500の基準電位をなす。基準電位フィードスルー 502d、 502eは、本発明に おける第 2の基準電位フィードスルー配線の一例である。回路基板 550はさらに、回 路基板 550の表面において、第 1の信号線 520aを中心としたグランド 508aと反対側 において、第 1の信号線 520aおよび第 2の信号線 520cに対してギャップを有しつつ 第 1の信号線 520aおよび第 2の信号線 520cの近傍まで延伸されたグランド 508cを 有する。グランド 508cは、基準電位フィードスルー 502d、 502e、 502fのそれぞれに 電気的に接続されている。グランド 508cは、本発明の第 2のグランドパターンの一例 である。
[0028] なお、基準電位フィードスルー 502、ヒータ用フィードスルー 504、及び信号用フィ 一ドスルー 506はいずれも、直径 0. 35mm程度の大きさである。また、第 1の信号線 520a, 520bおよび第 2の信号線 520cの長さはそれぞれ 600 m程度であり、幅は それぞれ 200 m程度である。さらに、第 1の信号線 520a、 520bおよび第 2の信号 線 520cの固定接点 104の間のギャップは 50 m程度である。さらに、第 1の信号線 520a, 520bおよび第 2の信号線 520cとグランド 508a、 508cとの間隔は、信号線の 幅および回路基板の誘電率等から、約 30 mに設定される。
[0029] また、グランド 508aは、信号用フィードスルー 506aの近傍において、この信号用フ イードスルー 506aから離間する斜面 511を有する。同様に、グランド 508aは、信号 用フィードスルー 506bの近傍において、この信号用フィードスルー 506bから離間す る斜面 510、および、信号用フィードスルー 506cの近傍において、この信号用フィー ドスルー 506cから離間する斜面 512を有する。同様に、グランド 508cは、信号用フィ 一ドスノレ一 506a、 506b, 506cの近傍【こお!ヽて、これら信号用フィードスノレー 506a 、 506b, 506c力らそれぞれ離 f¾する斜面 513、 514、 515を有する。この場合に、こ れら斜面 510、 511、 512、 513、 514、 515により、グランド 508a、 508c力 S大径の信 号用フィードスルー 506a、 506b, 506cと第 1および第 2の信号線 520a、 520b, 52 Ocとの結合部力も放射される電磁波に干渉しな 、程度に離れて 、ることが好ま U、。 特に、第 1および第 2の信号線 520a、 520b, 520cに流れる信号がより高周波である ίまど、グランド 508a、 508dま信号用フィードスノレー 506a、 506b, 506c力ら遠くに 離れていることが好ましい。例えば、数十 GHzの信号を扱う本実施形態において、グ ランド 508a、 508cは信号用フィードスルー 506a、 506b, 506c力も 100 m程度離 れていることが好ましぐこれにより、インピーダンスが 50 Ω程度となることが好ましい
[0030] 以上の構成により、マイクロスィッチ 500は、第 1の信号線 520a、 520bおよび第 2 の信号線 520cの近傍にグランド 508a、 508cを有するコプレーナ線路を形成して!/ヽ る。これにより、マイクロスィッチ 500のインダクタンスを小さくすることができる。また、 斜面 510、 511、 512、 513、 514、 515により、グランド 508a、 508b力 S第 1の信号線 520a, 520bおよび第 2の信号線 520cの幅よりも大径の信号用フィードスルー 506a 、 506b, 506cに接触して短絡することを防ぐことができる。さらに、これら斜面 510、 511、 512、 513、 514、 515により、グランド 508a、 508c力 S信号用フィードスノレー 50 6a、 506b, 506cと第 1および第 2の信号線 520a、 520b, 520cとの結合咅力ら放射 される電磁波を拾って信号のパワーが低下することを防ぐことができる。
[0031] なお、金属層 130はチタン銅及びベリリウム銅等の析出硬化型の合金であってもよ い。チタン銅及びベリリウム銅等の析出硬化型の銅合金は、応力緩和特性に優れて いるので、バイモルフ部 108を動作させるときの歪みが小さい。従ってバイモルフ部 1 08の形状が経時変化しにく 、と 、う効果を有する。
[0032] バイモルフ部 108は、酸化シリコン層 106の表面を覆い、水分及び酸素の透過率 が酸ィ匕シリコン層 106よりも小さ 、変形防止層 150を更に有する。変形防止層 150は 、例えば窒化シリコンの膜である。窒化シリコンは、酸ィ匕シリコンよりも緻密な膜を形成 し、水分及び酸素をより確実に遮断することができる。あるいは、変形防止層 150は、 酸ィ匕シリコン層 106を形成する場合よりも高いエネルギーで成膜される酸ィ匕シリコン であってもよい。酸ィ匕シリコンを成膜する場合のエネルギーを高めることにより、成膜 される酸ィ匕シリコンの緻密さが高まり、水分及び酸素をより確実に遮断することができ る。この場合には、酸ィ匕シリコン層 106と同一の材料で変形防止層 150を成膜するこ とができるのでバイモルフ部 108の製造が容易である。このように、バイモルフ部 108 は変形防止層 150を有することにより、酸ィ匕シリコン層 106が経時変化により膨張す ることを防止することができる。従って、バイモルフ部 108の形状をより精度よく維持で きる。
[0033] 可動部 120の製造方法の一例を以下に説明する。可動部 120の製造方法は、金 属層形成段階、焼き鈍し段階、ヒータ形成段階、酸化シリコン層形成段階、変形防止 層形成段階、可動接点形成段階、及び犠牲層除去段階を含む。まず、金属層形成 段階において、例えば酸ィ匕シリコン力もなる犠牲層の上に、銅やアルミニウムなどの 金属を常温でスパッタリングして堆積させることにより金属層 130を形成する。
[0034] 次に、焼き鈍し段階において、犠牲層の上に形成された金属層 130を焼き鈍しする 。犠牲層の上に形成された金属層 130には、スパッタリングによる堆積時に生じた内 部応力が残留している。そこで、この内部応力を焼き鈍しにより緩和させる。焼き鈍し の温度は、金属層 130を形成する金属の再結晶温度及び後述するプラズマ CVDの 温度よりも高い温度とする。例えば、金属層 130の材料に銅を用いる場合、焼き鈍し 温度は 400°C程度とする。また、金属層 130の材料にアルミニウムを用いる場合、焼 き鈍し温度は 350°C程度とする。焼き鈍しの時間は、 15分程度が適当である。
[0035] この焼き鈍しによって、金属層 130の原子の再結晶が起き、格子間の欠陥が減少 する。これにより、金属層 130の内部応力が緩和され、バイモルフ部 108の形状が経 時変化する要因を一つ取り除くことができる。また、当該焼き鈍し段階で金属層 130 の内部応力が緩和されることにより、後の酸ィ匕シリコン層形成段階におけるプラズマ CVDで 300°C程度の温度にさらされる場合に、金属層 130の変形を防止することが できる。従ってバイモルフ部 108を製造する場合の初期の反り量を、酸ィ匕シリコン層 1 06を CVDで積層するときのワット数で精度よく管理することができる。
[0036] 次に、ヒータ形成段階において、金属層 130の表面にまず絶縁層を形成する。絶 縁層は、例えば CVDで酸ィ匕シリコンを堆積させることにより形成する。そして、銅又は 金などの金属を常温でスパッタリングして堆積させることによりヒータ 128を形成する。 次に、酸ィ匕シリコン層形成段階において、 TEOS (テトラエトキシシラン)を用いたブラ ズマ CVDにより、ヒータ形成段階で形成した絶縁層及びヒータ 128の上面に酸化シ リコンを堆積させる。本実施例の酸ィ匕シリコン層形成段階は、プラズマ CVDの出力を 例えば 130ワット、 300°Cに調節した状態で酸ィ匕シリコンを堆積させて酸ィ匕シリコン層 106を形成する。なお、金属層 130の上にクロム層及びチタン層をこの順序で形成し 、その上に酸ィ匕シリコン層 106を形成することが望ましい。これにより、酸化シリコン層 106と金属層 130の密着強度が向上する。
[0037] 次に、変形防止層形成段階において、酸ィ匕シリコン層 106の表面にプラズマ CVD で窒化シリコンを堆積させることより変形防止層 150を形成する。あるいは、酸化シリ コン層形成段階よりも高いエネルギーのプラズマ CVDで酸ィ匕シリコンを堆積させるこ とによって変形防止層 150を形成してもよ 、。酸ィ匕シリコンで変形防止層 150を形成 する場合、プラズマ CVDの出力を例えば 150ワットに調節した状態で酸ィ匕シリコンを 堆積させて変形防止層 150を形成する。酸ィ匕シリコン層形成段階よりも高いエネルギ 一のプラズマ CVDで酸ィ匕シリコンを堆積させることにより、変形防止層 150の酸化シ リコンは、酸ィ匕シリコン層 106の酸ィ匕シリコンよりも緻密な膜を形成する。
[0038] 次に可動接点形成段階に於!、て、金などの耐食性の高!、金属を例えばスパッタリ ングで変形防止層 150の表面に堆積させ、可動接点 102以外の範囲の金属をエツ チングで除去することにより可動接点 102を形成する。最後に、犠牲層除去段階に 於いて、金属層 130を支持する犠牲層をエッチングにより除去する。すると、酸化シリ コン層 106と金属層 130との内部応力の差に応じてバイモルフ部 108に金属層 130 側への反りが生じる。このとき生じる反りの大きさは、酸ィ匕シリコン層形成段階におけ るプラズマ CVDのエネルギーの大きさ、すなわちワット数の大きさによって決まる。プ ラズマ CVDのワット数を高めるほど、バイモルフ部 108の反り量は大きくなる。本実施 例のバイモルフ部 108に適切な反り量は、前述の通り、酸化シリコン層形成段階にお けるプラズマ CVDの出力を 130ワット程度に調節することによって得られる。こうして 得られたバイモルフ部 108を上下反転させることにより図 2に示す姿勢のバイモルフ 部 108を得る。
[0039] 窒化シリコン力もなる変形防止層 150は、酸ィ匕シリコンよりも緻密な膜を形成し、水 分及び酸素をより確実に遮断することができる。また、酸化シリコン層形成段階よりも 高 、エネルギーのプラズマ CVDで酸ィ匕シリコンを堆積させて形成した変形防止層 1 50は、酸ィ匕シリコン層 106の酸ィ匕シリコンよりも緻密な膜を有するので、水分及び酸 素を酸化シリコン層 106から遮断する。この場合、酸ィ匕シリコン層 106と同一の材料 で変形防止層 150を成膜することができるので製造が容易である。
[0040] すなわち、マイクロスィッチ 500は、変形防止層 150を有することにより、酸化シリコ ン層 106が経時変化で膨張することを防止することができる。これにより、バイモルフ 部 108の形状が精度よく維持され、固定接点 104と可動接点 102の接点ギャップが 安定する。従って、スィッチを切り替えるためにヒータ 128に入力する電力と、スィッチ ングの応答速度がいずれも安定するという効果を奏する。なお、本発明のバイモルフ 素子は、マイクロセンサ等のマイクロマシンであってもよ！/、。
[0041] 以上の説明から明らかなように、本実施形態によれば、回路基板の裏面力もの配線 長が短ぐかつ半田ボールにより外部基板に表面実装できるマイクロスィッチ 500が 提供される。例えば、本実施例のマイクロスィッチ 500は、フィードスルー及びランド の直径を 0. 6mm未満とすることにより、スタブとなる線路長を 0. 6mm未満に抑える ことができる。マイクロスィッチ 500は、配線長が短いことにより、スィッチ全体のインダ クタンスが小さくなり、広帯域で信号が減衰しないという効果を奏する。特に、マイクロ スィッチとしてバイモルフ部 108を用いることにより、スィッチ全体を小さくすることがで き、これにより、回路上の線路長をより短くすることができる。また、外部基板に表面実 装できるので、実装効率を高めることができる。なお、マイクロスィッチ 500は、さらに 抵抗を含むことによりアツテネータを構成してもよい。
[0042] 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、請求の範囲の記載から 明らかである。

Claims

請求の範囲
[1] 回路基板に配された一対の第 1のフィードスルー配線と、
前記回路基板の表面にギャップを有して配された一対の第 1の信号線と、 前記ギャップに対向して配された第 1の可動部と、
前記一対の第 1の信号線の両側に配された第 1および第 2のグランドパターンと を備え、
前記第 1の可動部は、前記一対の第 1の信号線に対して接触および離間可能であ り、
前記一対の第 1の信号線は、前記一対の第 1のフィードスルー配線のそれぞれと電 気的に接続され、
前記第 1および前記第 2のグランドパターンは、前記一対の第 1の信号線の近傍ま で延伸して前記一対の第 1の信号線に対するコプレーナ線路を形成し、
前記第 1および前記第 2のグランドパターンのそれぞれは、前記第 1のフィードスル 一配線の近傍にぉ 、て、前記第 1のフィードスルー配線力も離間する形状を有する 高周波回路装置。
[2] 前記第 1の信号線の幅よりも前記一対の第 1のフィードスルー配線の径が大き!/、請 求項 1に記載の高周波回路装置。
[3] 前記回路基板の表面と裏面とを電気的に接続する第 2のフィードスルー配線と、 前記回路基板の前記表面において、前記第 1の信号線の一方に対してギャップを 有して配された第 2の信号線と、
前記ギャップに対向して配された第 2の可動部と
をさらに備え、
前記第 2の信号線は、前記第 2のフィードスルー配線と電気的に接続され、 前記第 2の可動部は、前記第 1の信号線の前記一方および前記第 2の信号線に接 触するか離間するかを前記第 1の可動部と独立して切り替え可能に構成され、 前記第 1のグランドパターンおよび前記第 2のグランドパターンは、前記第 2の信号 線に対してギャップを有しつつ近傍まで延伸されて、前記第 2の信号線に対してコプ レーナ路線を形成し、 前記第 1のグランドパターンおよび前記第 2のグランドパターンのそれぞれは、前記 第 2のフィードスルー配線の近傍にお!、て、前記第 2のフィードスルー配線から離間 する形状を有する請求項 2に記載の高周波回路装置。
[4] 前記第 2の信号線の幅よりも前記第 2のフィードスルー配線の径が大き 、請求項 3 に記載の高周波回路装置。
[5] 前記第 1の可動部を前記回路基板の前記表面に対して接触させることにより、前記 一対の第 1のフィードスルー配線の一方に入力される電気信号を前記一対の第 1の フィードスルー配線の他方に出力し、
前記第 2の可動部を前記回路基板の前記表面に対して接触させることにより、前記 一対の第 1のフィードスルー配線の前記一方に入力される電気信号を前記第 2のフィ 一ドスルー配線の他方に出力する、請求項 4に記載の高周波回路装置。
[6] 前記第 1および第 2の可動部のそれぞれは、
前記回路基板に対して固定された固定端、および、前記固定端から延伸された自 由端を有するバイモルフ部と、
前記バイモルフ部の前記自由端の先端近傍に配され、前記バイモルフ部の前記自 由端が前記回路基板の前記表面に接触した場合に前記一対の第 1又は第 2の信号 線を電気的に接続する可動接点と、
前記バイモルフ部を加熱するヒータと
を有する請求項 5に記載の高周波回路装置。
[7] 前記回路基板の表面にお 、て前記第 1の可動部が有する前記ヒータに電力を供 給する一対の第 3のフィードスルー配線と、
前記第 3のフィードスルー配線の一方との間で前記回路基板の表面において前記 第 2の可動部が有する前記ヒータに電力を供給する第 4のフィードスルー配線と を更に備える請求項 6に記載の高周波回路装置。
[8] 全体が一つのパッケージ内に封止される請求項 7に記載の高周波回路装置。
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