(57)【要約】【課題】二方向への動作を行い、スイッチの小型化を実現できる駆動装置およびこれを備えたスイッチを提供する。【解決手段】第２の駆動部２Ｂにより、第１可動電極５２の初期位置を、第１初期位置Ｐ１と第２初期位置Ｐ２とに設定可能とする。オフ動作時には第１可動電極５２が第１初期位置Ｐ１にある。第２固定電極６１の電位を５Ｖとすると、静電力により第２可動電極６２が第２固定電極６１側に吸引されて杆４０が左へ小さく移動し、第１可動電極５２が第２初期位置Ｐ２に変位する。更に、第１固定電極５１および第２固定電極６１の電位を５Ｖとすると、第１可動電極５２が第１固定電極５１Ａ側に吸引されて杆４０が左へ大きく移動する。一方、オフ状態で第１固定電極５１の電位を５Ｖとすると、静電力により第１可動電極５２が第１固定電極５１Ｂ側に吸引され、杆４０が右へ大きく移動する。【選択図】図７
2011040304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの第１固定電極と、初期位置として前記第１固定電極の一方に近い第１位置および前記第１固定電極の他方に近い第２位置を有し、前記第１位置または第２位置から前記第１固定電極方向への変位を開始する第１可動電極とを含み、前記第１可動電極の変位により接点を駆動する第１の駆動部と、
前記第１可動電極の初期位置を前記第１位置または第２位置に切り替えるための第２の駆動部と
を備えた駆動装置。
【請求項２】
前記第１可動電極は、前記第１固定電極との間に生じる静電力により変位する
請求項１記載の駆動装置。
【請求項３】
前記第２の駆動部は、前記第１可動電極に連結された第２可動電極と、前記第２可動電極に対向配置された第２固定電極とを有し、
前記第２可動電極は前記第２固定電極との間に生じる静電力により変位する
請求項２記載の駆動装置。
【請求項４】
前記第１の駆動部および前記第２の駆動部の少なくとも一方は、ＭＥＭＳにより構成されたものである
請求項３記載の駆動装置。
【請求項５】
前記第１固定電極および前記第１可動電極と、前記第２固定電極および前記第２可動電極とは、平坦な表面を有する基板を加工することにより形成されたものであり、
前記第１可動電極および前記第２可動電極は、前記基板の表面に対して水平な方向に変位する
請求項４記載の駆動装置。
【請求項６】
前記接点は、
前記第１可動電極に杆を介して連結され、前記第１可動電極の変位に連動して変位する可動部と、
前記可動部の変位方向に対向する２つの側面に設けられた一対の可動接点電極と、
前記可動接点電極を介して互いに異なる信号経路を構成する２組の固定接点電極対と
を備え、
前記第１可動電極の初期位置の変更により前記異なる信号経路のいずれかへの切り替えが選択される
請求項１記載の駆動装置。
【請求項７】
前記杆の延長方向における一部の領域に前記第１の駆動部、前記杆の延長方向における前記第１の駆動部以外の領域に前記第２の駆動部をそれぞれ有する
請求項６記載の駆動装置。
【請求項８】
前記第２の駆動部を前記杆の端部に有する
請求項７記載の駆動装置。
【請求項９】
２つの信号経路を有する接点、および前記接点を駆動すると共に前記信号経路の切り替えを行う駆動装置を有し、
前記駆動装置は、
少なくとも２つの第１固定電極と、初期位置として前記第１固定電極の一方に近い第１位置および前記第１固定電極の他方に近い第２位置を有し、前記第１位置または第２位置から前記第１固定電極方向への変位を開始する第１可動電極とを含み、前記第１可動電極の変位により前記接点を駆動する第１の駆動部と、
前記第１可動電極の初期位置を第１位置または第２位置に切り替えるための第２の駆動部と
を備えたスイッチ。
【請求項１０】
前記接点は、
前記第１可動電極に杆を介して連結され、前記第１可動電極の変位に連動して変位する可動部と、
前記可動部の変位方向に対向する２つの側面に設けられた一対の可動接点電極と、
前記可動接点電極を介して互いに異なる信号経路を構成する２組の固定接点電極対と
を有し、
前記第１可動電極の初期位置の変更により前記異なる信号経路のいずれかへの切り替えが選択される
請求項９記載のスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）を用いた、スイッチ用の駆動装置、およびその駆動装置を備えたスイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳは、シリコンプロセス技術により、マイクロな機械的要素と電子回路要素とを融合したシステムであり、日本では主にマイクロマシンと称されるものである。ＭＥＭＳ技術は、その精密加工性などの優れた特徴から、高機能化に対応しつつ、小型で低価格なＳｏＣ（System on a Chip) を実現することができ、スイッチの駆動装置（アクチュエータ）として利用されている。
【０００３】
従来、ＭＥＭＳにより作製された駆動装置は、例えば、シリコン基板に、両持ち梁構造の上部電極を設けると共に、この上部電極の下方に引き下げ電極を設けたものである（例えば、非特許文献１参照。）。このような従来の駆動装置では、上部電極と引き下げ電極との間に電位差による静電引力を与えると、上部電極が引き下げ電極に向かって撓み変形し、この変形に伴って接点の継断がなされるようになっている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】大和田邦樹、「ＲＦＭＥＭＳとその応用」、ケイラボ出版、ｐ．２０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような従来の駆動装置は、上部電極が引き下げ電極に向かって撓み変形したのち、元の位置に復帰するという単一方向の動作を行うものであり、スイッチとしては接点を閉じるか開くかのみを制御する単極単投となっていた。
【０００６】
しかしながら、例えばＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）回路で用いられるスイッチは、入力信号の種類に合わせて信号を適切な回路へと接続するために、複数の接点のうち任意の接点だけを継断する単極多投または多極多投の機能が必要となる。従来の単極単投スイッチを用いて単極多投スイッチを構成するには、単極単投スイッチを並列化して一つのパッケージに収納し、外観上は一つのスイッチとして扱えるようにする方法が採られていた。
【０００７】
この従来方法の問題点は、スイッチのサイズが大きくなることであった。一つのＭＥＭＳスイッチで最も大きな容積を占めるのは駆動装置である。従来の駆動装置は単一方向の動作しかできないので、複数の接点の中で任意の接点だけを継断するためには接点の数だけ駆動装置が必要となる。そのため、単極複投なら２倍、単極３投なら３倍というようにスイッチのサイズが増えていき、ＭＥＭＳスイッチが本来有する小型という利点が失われてしまっていた。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、二方向への動作が可能であり、スイッチの小型化を図ることが可能な駆動装置、およびこれを備えたスイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による駆動装置は、以下の（Ａ），（Ｂ）の構成要素を備えたものである。
（Ａ）少なくとも２つの第１固定電極と、初期位置として前記第１固定電極の一方に近い第１位置および前記第１固定電極の他方に近い第２位置を有し、前記第１位置または第２位置から前記第１固定電極方向への変位を開始する第１可動電極とを含み、前記第１可動電極の変位により接点を駆動する第１の駆動部
（Ｂ）前記第１可動電極の初期位置を前記第１位置または第２位置に切り替えるための第２の駆動部
【００１０】
本発明のスイッチは、２つの信号経路を有する接点、および前記接点を駆動すると共に信号経路の切り替えを行う駆動装置を有するものであり、駆動装置として上記本発明の駆動装置を備えたものである。
【００１１】
本発明の駆動装置または本発明のスイッチでは、第２の駆動部によって、第１可動電極の初期位置が第１位置または第２位置に設定され、この第１位置または第２位置から第１可動電極がより近い側の第１固定電極方向へ変位し、これにより接点が駆動される。
すなわち、第１可動電極は、第１位置から第１固定電極の一方に向かって変位して接点を駆動し、そののち第１位置に復帰する。初期位置が第２位置に設定された場合には、第１可動電極は第２位置から第１固定電極の他方に向かって変位し接点を駆動したのちに第２位置に復帰する。これにより第１可動電極の二方向の動作が行われ、接点における信号経路の切り替えが可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の駆動装置によれば、第２の駆動部により、接点駆動のための第１可動電極の初期位置を２つの位置に設定可能としたので、第１可動電極を二方向へ動作させることが可能となる。よって、この駆動装置を用いたスイッチでは、一つの駆動装置で単極多投接点の継断を行うことが可能となり、スイッチの小型化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態に係るスイッチの全体構成を表す平面図である。
【図２】図１に示した接点の構成を表す平面図および断面図である。
【図３】図１に示した第１の駆動部および第２の駆動部の構成を表す斜視図である。
【図４】第１の駆動部および第２の駆動部の他の構成を表す斜視図である。
【図５】図２に示した接点を含むスイッチの製造方法を工程順に表す平面図および断面図である。
【図６】図５に続く工程を表す平面図および断面図である。
【図７】図６に続く工程を表す平面図および断面図である。
【図８】第１の駆動部および第２の駆動部の動作を説明するための図である。
【図９】図８に対応する接点の動作を説明するための図である。
【図１０】第１の駆動部および第２の駆動部の他の動作を説明するための図である。
【図１１】図１０に対応する接点の動作を説明するための図である。
【図１２】変形例１に係るスイッチの全体構成を表す平面図である。
【図１３】変形例２に係るスイッチの全体構成を表す平面図である。
【図１４】変形例３に係る駆動装置の構成を表す断面図および平面図である。
【図１５】図１４に示した駆動装置の構成を説明するための図である。
【図１６】図１５に示した第１可動電極および第２可動電極の構成を表す平面図である。
【図１７】第１の駆動部および第２の駆動部の動作を説明するための図である。
【図１８】第１の駆動部および第２の駆動部の他の動作を説明するための図である。
【図１９】変形例４に係る駆動装置の構成を表す断面図である。
【図２０】図１９に示した第１の駆動部および第２の駆動部の動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
（１）実施の形態（第２の駆動部が第１の駆動部の一部に設けられており、水平動作を行う例）
（２）変形例１（第２の駆動部が杆の一端部に設けられている例）
（３）変形例２（第２の駆動部が杆の両端部に設けられている例）
（４）変形例３（垂直動作を行う例）
（５）変形例４（バイメタルを用いた例）
【００１５】
図１は、本発明の一実施の形態に係るスイッチの全体構成を表したものである。このスイッチは、例えばＭＩＭＯ回路に用いられる単極二投スイッチであり、接点１と、この接点１を駆動する駆動装置（アクチュエータ）２とを有している。
【００１６】
図２（Ａ）は、接点１の平面構成を表し、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＩＩＡ−ＩＩＡ線における断面構成、図２（Ｃ）は図２（Ａ）のＩＩＣ−ＩＩＣ線における断面構成をそれぞれ表したものである。この接点１は、可動部１０上の可動接点電極２１，２２と、基板１０Ａ上の固定接点電極３１，３２，３３とを有している。可動部１０は、杆４０および杆４０から分岐した補助杆４０Ａ（以下の説明では単に杆４０という。）を介して、駆動装置２（図２には図示せず、図１参照。）に連結されている。
【００１７】
可動部１０は、基板１０ＡをＭＥＭＳ技術を用いて加工することにより形成されたものであり、杆４０により基板１０Ａに対して中空に保持されている。基板１０Ａとしては、例えば、シリコン（Ｓｉ）、シリコン・カーバイト（ＳｉＣ）、シリコン・ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）およびシリコン・ゲルマニウム・カーボン（ＳｉＧｅＣ）などのＳｉ系半導体よりなる基板が挙げられる。基板１０Ａとしては、また、ガラス、樹脂およびプラスチックなどの非Ｓｉ系基板を用いてもよい。基板１０Ａおよび可動部１０の表面（上面および側面）には、酸化ケイ素（ＳｉＯ２  ）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）またはＳｉＮ膜とＳｉＯ２  膜との積層膜などよりなる絶縁膜１１が設けられている。
【００１８】
基板１０Ａは、一方向に延長された杆４０を間にして二つの領域に分けられており、杆４０の一方の側には固定接点電極３１、杆４０の他方の側には固定接点電極３２，３３が配置されている。固定接点電極３２，３３は絶縁膜１１により互いに電気的に分離されている。固定接点電極３１には入力ポート３１Ａが接続されている。固定接点電極３２には第１出力ポート３２Ａが接続されている。固定接点電極３３には第２出力ポート３３Ａが接続されている。入力ポート３１Ａ，第１出力ポート３２Ａおよび第２出力ポート３３Ａは、それぞれ、例えば、基板１０Ａ内に設けられた貫通配線（図示せず）と、基板１０Ａ裏面の電極パッド（図示せず）とを有していてもよい。
【００１９】
可動接点電極２１，２２は可動部１０の異なる２つの側面、すなわち杆４０の延長方向において対向する二つの側面１２Ａ，１２Ｂに設けられている。杆４０を延長方向に移動させることにより、可動接点電極２１，２２のいずれかを固定接点電極３１，３２または固定接点電極３１，３３に接触させることが可能となるからである。
【００２０】
具体的には、可動接点電極２１は、可動部１０の側面１２Ａに、固定接点電極３１，３２に対向して配置され、固定接点電極３１，可動接点電極２１および固定接点電極３２が一方の信号経路１Ａ（第１信号経路）を構成している。可動接点電極２２は、可動部１０の側面１２Ｂに、固定接点電極３１，３３に対向して配置され、固定接点電極３１，可動接点電極２２および固定接点電極３２が他方の信号経路１Ｂ（第２信号線路）を構成している。可動接点電極２１，２２は、絶縁膜１１により互いに電気的に分離されている。可動接点電極２１，２２および固定接点電極３１〜３３は、例えば、基板１０Ａ側から、厚み０．１μｍのチタン（Ｔｉ）膜と厚み２μｍの金（Ａｕ）膜とを順に積層した構造を有している。また、金（Ａｕ）またはＡｕを母材とした合金、Ａｌ−Ｃｕ合金などにより構成してもよい。
【００２１】
杆４０は、可動部１０と同様に、基板１０ＡをＭＥＭＳ技術を用いて加工することにより形成されたものである。杆４０の両端は、復帰ばね４１を介してアンカー４２により基板１０Ａに固定されている。杆４０の表面には、可動部１０と同様に、絶縁膜１１が設けられており、杆４０は可動部１０上の可動接点電極２１，２２とは電気的に分離されている。
【００２２】
杆４０は、例えばプッシュプルロッド、すなわち延長方向に沿って往復移動が可能な押し引き棒であることが好ましい。プッシュプルロッドは絶縁物で構成することができると共に、駆動のための電気回路を杆４０から遠いところに配置することができるので、信号が杆４０に流れて周波数特性を劣化させるおそれを小さくすることが可能となるからである。
【００２３】
駆動装置２は、第１の駆動部２Ａと、第２の駆動部２Ｂとを有している。第２の駆動部２Ｂは、例えば、第１の駆動部２Ａの一部に設けられている。第２の駆動部２Ｂは、杆４０の移動軸（杆４０の延長方向）に対し対称に配置されていることが好ましい。第１の駆動部２Ａおよび第２の駆動部２Ｂの動作を安定させることが可能となるからである。
【００２４】
図３（Ａ）は、第１の駆動部２Ａの一部を拡大して表した斜視図である。第１の駆動部２Ａは、第１固定電極５１および第１可動電極５２を交互に配列した構成を有している。第１固定電極５１および第１可動電極５２は、例えば、互いに噛み合せられた櫛歯電極により構成されたＭＥＭＳアクチュエータである。第１固定電極５１は基板１０Ａに固定されている。第１可動電極５２は、二枚の第１固定電極５１の間に設けられると共に、杆４０に連結されている。第１固定電極５１および第１可動電極５２の櫛歯部分の対向面には電極層（図示せず）が設けられている。
【００２５】
図３（Ｂ）は、第２の駆動部２Ｂの一部を拡大して表した斜視図である。第２の駆動部２Ｂは、第１の駆動部２Ａと同様に、第２固定電極６１および第２固定電極６２を交互に配列した構成を有し、第２固定電極６１および第２可動電極６２は、互いに噛み合せられた櫛歯電極により構成されたＭＥＭＳアクチュエータである。第２固定電極６１は基板１０Ａに固定されている。第２可動電極６２は、杆４０を介して第１可動電極５２に連結されている。第２固定電極６１および第２可動電極６２の櫛歯部分の対向面には電極層（図示せず）が設けられている。
【００２６】
第１固定電極５１および第１可動電極５２と、第２固定電極６１および第２可動電極６２とは、可動部１０と同様に、平坦な表面を有する基板１０Ａの素材例えばシリコン（Ｓｉ）を、公知のリソグラフィー技術を用いて３次元加工することにより形成されたものである。第１可動電極５２および第２可動電極６２は、第１固定電極５１の配列方向Ａに平行に、基板１０Ａの表面に対して水平な方向に変位可能であり、これにより接点１において可動部１０を基板１０Ａの表面に対して水平な方向に変位させるようになっている。すなわち、このスイッチは、接点１において可動接点電極２１，２２および固定接点電極３１〜３３が同一水平面内に設けられ、可動部１０上の可動接点電極２１，２２が水平方向に変位する、いわゆるラテラルスイッチに分類されるものである。
【００２７】
第２の駆動部２Ｂは、第１可動電極５２の初期位置を、両側の二枚の第１固定電極５１の一方に近い第１初期位置および二枚の第１固定電極５１の他方に近い第２初期位置のいずれか一方に設定するためのものである。これにより、このスイッチでは、二方向への動作が可能であり、スイッチの小型化を図ることが可能となっている。
【００２８】
すなわち、第１可動電極５２は単一方向への動作を行うものであるが、その動作方向は、駆動開始時の第１可動電極５２と第１固定電極５１との相対位置によって決まる力のベクトルに依存し、両側の二枚の第１固定電極５１のうち近い方の側へ変位する。よって、後述するように、第１可動電極が第１初期位置にある場合と第２初期位置にある場合とでは、第１可動電極の変位方向が反対になり、二方向の動作が可能となる。従って、第１可動電極５２の初期位置の変更により、接点１における信号経路１Ａと信号経路１Ｂとのいずれかへの切り替えを選択することが可能となる。
【００２９】
第２の駆動部２Ｂは、図３（Ｂ）に示したように、第１の駆動部２Ａよりも電極面積が小さいことが好ましい。すなわち、第１固定電極５１および第１可動電極５２の重なり幅Ｗ１よりも第２固定電極６１および第２可動電極６２の重なり幅Ｗ２のほうが小さいことが好ましい。
【００３０】
その理由は以下の通りである。表１に示したように、第１の駆動部２Ａは、杆４０を移
動させて接点１を駆動するために大きい（強い）力を発生させる必要があるのに対して、第２の駆動部２Ｂは、第１可動電極５２の初期位置を変更するためのものである。よって、第２の駆動部２Ｂは、第１の駆動部２Ａに比べて小さい（弱い）力を発生させれば足り、第１の駆動部２Ａよりも電極面積は小さくてすむ。従って、初期位置の変更のために第１駆動部２Ａと同じ駆動部をもう一つ設ける場合に比べて、第２の駆動部２Ｂの占有面積を小さくすることができ、駆動装置２全体の占有面積の点で圧倒的に有利となる。
【００３１】
【表１】
2011040304.tif 000003
【００３２】
第２の駆動部２Ｂの構成は、図３（Ｂ）に示したように第１の駆動部２Ａよりも電極面
積すなわち重なり幅Ｗ２を小さくすることに限られない。例えば、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示したように、第２固定電極６１および第２可動電極６２の枚数を、第１固定電極５１および第１可動電極５２の枚数よりも少なくしてもよい。あるいは、第２固定電極６１および第２可動電極６２の間の隙間を、第１固定電極５１および第１可動電極５２の間の隙間よりも狭くしてもよい。第２の駆動部２Ｂで発生させる力は第１の駆動部２Ａよりも小さいので、第２可動電極６２のストローク（変位距離）も小さくてすむからである。
【００３３】
このスイッチは、例えば、次のようにして製造することができる。
【００３４】
図５ないし図７は、このスイッチの製造方法を工程順に表したものである。まず、図５に示したように、上述した材料、例えばシリコン（Ｓｉ）よりなる基板１０Ａを用意する。なお、基板１０Ａには、入力ポート３１Ａ，第１出力ポート３２Ａおよび第２出力ポート３３Ａとして、例えばリソグラフィー技術および高アスペクト比加工、例えばＭＥＭＳ技術を用いて、基板１０Ａ裏面への貫通配線（図示せず）を設け、ＴＳＶ（Through Silicon Via）を形成してもよい。
【００３５】
次いで、図６に示したように、例えばＭＥＭＳ技術を用いて、ＲＩＥ(Reactive Ion Etching ；反応性イオンエッチング）により基板１０Ａを垂直に加工し、可動部１０および杆４０を形成する。このとき、第１駆動部２Ａの第１固定電極５１および第１可動電極５２、並びに第２駆動部２Ｂの第２固定電極６１および第２可動電極６２も同時に形成する。
【００３６】
続いて、図７に示したように、基板１０Ａ，可動部１０および杆４０の表面に、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ；化学気相成長）法またはＰＶＤ（Physical Vapor Deposition ；物理蒸着）法により、上述した材料よりなる絶縁膜１１を形成する。このとき、第１駆動部２Ａの第１固定電極５１および第１可動電極５２、並びに第２駆動部２Ｂの第２固定電極６１および第２可動電極６２の表面にも、絶縁膜１１を同時に形成する。
【００３７】
そののち、図２に示したように、スパッタ法または蒸着法により、基板１０Ａ上に固定電極３１〜３３を形成すると共に、可動部１０の側面１２Ａ，１２Ｂに可動電極２１，２２を形成する。このとき、第１駆動部２Ａの第１固定電極５１および第１可動電極５２、並びに第２駆動部２Ｂの第２固定電極６１および第２可動電極６２の表面にも、電極膜  （図示せず）を同時に形成する。以上により、図１に示したスイッチが完成する。
【００３８】
このスイッチでは、３つの制御電位が印加される。第１可動電極５２および第２可動電極６２に接続されるＧＮＤ電位（常時ＧＮＤ）と、第２の駆動部２Ｂの制御電圧で、第２固定電極６１に接続されるＳＥＬ電位（５ＶまたはＧＮＤ）と、第１の駆動部２Ａの制御電圧で、第１固定電極５１に接続されるＶａｃｔ電位（５ＶまたはＧＮＤ）である。まず、図８（Ａ）に示したように、オフ動作時において、第１固定電極５１（Ｖａｃｔ）、第１可動電極５２および第２可動電極６２（ＧＮＤ）、第２固定電極６１（ＳＥＬ）は、いずれも接地電位（ＧＮＤ）とされている。このとき、第１可動電極５２は第１初期位置Ｐ１にあり、両側の二枚の第１固定電極５１Ａ，５１Ｂのうち一方の第１固定電極５１Ｂに近い。すなわち、第１可動電極５２と第１固定電極５１Ａとの間の距離Ｄ１は、第１可動電極５２と第１固定電極５１Ｂとの間の距離Ｄ２よりも大きい。
【００３９】
ここで、図８（Ｂ）に示したように、オン動作時において、第１固定電極５１の電位（Ｖａｃｔ）を例えば５Ｖとし、第１可動電極５２および第２可動電極６２（ＧＮＤ）、第２固定電極６１（ＳＥＬ）は、いずれも接地電位（ＧＮＤ）とする。これにより、第１可動電極５２と第１固定電極５１Ｂとの間に駆動力として静電力が発生し、第１可動電極５２が、第１固定電極５１Ｂ側に吸引されて、第１固定電極５１の配列方向Ａに平行に変位する。それに連動して杆４０がその延長方向に矢印Ｂ１方向へ（図８（Ｂ）において右へ）大きく移動する。
【００４０】
この杆４０の移動に伴って、図９（Ｂ）に示したように、接点１において可動部１０が
固定接点電極３１，３２側に水平に移動し、可動接点電極２１と固定接点電極３１，３２とが接触する。これにより、図９（Ａ）に示したように、固定接点電極３１，可動接点電極２１および固定接点電極３２よりなる信号経路１Ａが閉じられた状態となり、入力ポート３１Ａから入力された信号は第１出力ポート３２Ａに出力される。
【００４１】
一方、図１０（Ａ）に示したオフ動作時、すなわち第１可動電極５２が第１初期位置Ｐ１にある場合に、図１０（Ｂ）に示したように、第２固定電極６１の電位（ＳＥＬ）を例えば５Ｖとし、第１可動電極５２および第２可動電極６２（ＧＮＤ）、第１固定電極５１（Ｖａｃｔ）は、いずれも接地電位（ＧＮＤ）とする。これにより、第２可動電極６２と第２固定電極６１との間に駆動力として静電力が発生し、第２可動電極６２が、第２固定電極６１側に吸引されて、第２固定電極６１の配列方向Ａに平行に変位する。それに連動して杆４０がその延長方向に矢印Ｂ２方向へ（図１０（Ｂ）において左へ）小さく移動する。
【００４２】
この杆４０の移動に伴って、第１可動電極５２が第２初期位置Ｐ２に移動し、両側の二
枚の第１固定電極５１Ａ，５１Ｂのうち他方の第１固定電極５１Ａに近くなる。すなわち、第１可動電極５２と第１固定電極５１Ｂとの間の距離Ｄ２は、第１可動電極５２と第１固定電極５１Ａとの間の距離Ｄ１よりも大きくなる。
【００４３】
ここで、図１０（Ｃ）に示したように、オン動作時において、第１固定電極５１（Ｖａｃｔ）および第２固定電極６１（ＳＥＬ）の電位を例えば５Ｖとし、第１可動電極５２および第２可動電極６２（ＧＮＤ）を接地電位（ＧＮＤ）とする。これにより、第１可動電極５２と第１固定電極５１Ａとの間に駆動力として静電力が発生し、第１可動電極５２が、第１固定電極５１Ａ側に吸引されて、第１固定電極５１の配列方向Ａに平行に変位する。それに連動して杆４０がその延長方向に矢印Ｂ２方向へ（図５（Ｂ）において左へ）大きく移動する。
【００４４】
この杆４０の移動に伴って、図１１（Ｂ）に示したように、接点１において可動部１０
が固定接点電極３１，３３側に水平に移動し、可動接点電極２１と固定接点電極３１，３３とが接触する。これにより、図１１（Ａ）に示したように、固定接点電極３１，可動接点電極２１および固定接点電極３３よりなる信号経路１Ｂが閉じられた状態となり、入力ポート３１Ａから入力された信号は第２出力ポート３３Ａに出力される。
【００４５】
このように本実施の形態では、第２の駆動部２Ｂにより、第１可動電極５１を二つの初期位置、すなわち第１固定電極５１Ｂに近い第１初期位置Ｐ１と、第１固定電極５１Ａに近い第２初期位置Ｐ２とに設定可能としたので、第１可動電極５１を矢印Ｂ１，Ｂ２の二方向へ動作させることが可能となり、一つの駆動装置２で二つの信号経路１Ａ，１Ｂを含む接点１の継断が可能となる。
【００４６】
以下，変形例を説明する。なお、上記実施の形態と同一の構成要素については同一符号を付してその説明を適宜省略する。
【００４７】
（変形例１）
図１２は、変形例１に係るスイッチの平面構成を表したものである。上記実施の形態では、第１の駆動部２Ａの一部に第２の駆動部２Ｂを設けた場合について説明したが、本変形例１は、杆４０の延長方向における一部の領域（例えば杆４０の中央部）に第１の駆動部２Ａを配置し、杆４０の延長方向における第１の駆動部２Ａ以外の領域（例えば杆４０の端部）に第２の駆動部２Ｂを配置したものである。上記実施の形態では、第１の駆動部２Ａの一部に第２の駆動部２Ｂを設けているので、小型化の観点で優れていることは明らかである。一方、本変形例１では、第１の駆動部２Ａの領域と第２の駆動部２Ｂの領域とが明確に分離されるので、制御回路（図示せず）のための配線スペースが確保され、配線の取り回しの容易さが向上する。
【００４８】
（変形例２）
図１３は、変形例２に係るスイッチの平面構成を表したものである。本変形例２は、杆
４０の中央部に第１の駆動部２Ａを、杆４０の両端部に第２の駆動部２Ｂを配置したものである。これにより、本変形例２では、杆４０の動作精度を向上させることが可能となる。なお、上記変形例１，２のいずれも、上記実施の形態と同様に、第２の駆動部２Ｂは、杆４０の移動軸（杆４０の延長方向）に対し対称に配置されていることが好ましい。第１の駆動部２Ａおよび第２の駆動部２Ｂの動作を安定させることが可能となるからである。
【００４９】
（変形例３）
図１４は、変形例３に係る駆動装置２の構成を表したものであり、図１５は、図１４に示した駆動装置２の構成を模式的に表したものである。本変形例３は、第１可動電極５２および第２可動電極６２を基板１０Ａの表面に対して垂直な方向に変位させるようにしたことを除いては、上記実施の形態と同様の構成を有している。
【００５０】
第１固定電極５１Ａは第１可動電極５２の上方に、第１固定電極５１Ｂは第１可動電極
５２の下方に配置されている。図１４においては、第１可動電極５２が、例えば、第１固定電極５１Ｂに近い第１初期位置Ｐ１にある状態を示している。第１可動電極５２および第２可動電極６２は、図１６に示したように、それぞれ平行平板電極により構成されていると共に、板ばね７１，７２，７３により連結されている。板ばね７３は基板１０Ａに連結され、板ばね７１は、接点の可動電極（図示せず）に連結されている。第２固定電極６１は、第２可動電極６２の上方に第２可動電極６１に対向して配置されている。
【００５１】
この駆動装置２は、例えば、金属よりなる層をスパッタ法あるいはめっき法、またはその両方により形成したのち、リソグラフィおよびドライエッチングにより高精度に加工することにより製造することができる。
【００５２】
この駆動装置２では、図１７（Ａ）に示したように、オフ動作時において、第１固定電極５１（Ｖａｃｔ）、第１可動電極５２および第２可動電極６２（ＧＮＤ）、第２固定電極６１（ＳＥＬ）は、いずれも接地電位（ＧＮＤ）とされている。このとき、第１可動電極５２は第１初期位置Ｐ１にあり、両側の二枚の第１固定電極５１Ａ，５１Ｂのうち一方の第１固定電極５１Ｂに近い。すなわち、第１可動電極５２と第１固定電極５１Ａとの間の距離Ｄ１は、第１可動電極５２と第１固定電極５１Ｂとの間の距離Ｄ２よりも大きい。
【００５３】
ここで、図１７（Ｂ）に示したように、オン動作時において、第１固定電極５１の電位（Ｖａｃｔ）を例えば５Ｖとし、第１可動電極５２および第２可動電極６２（ＧＮＤ）、第２固定電極６１（ＳＥＬ）は、いずれも接地電位とする。これにより、第１可動電極５２と第１固定電極５１Ｂとの間に駆動力として静電力が発生し、第１可動電極５２が、第１固定電極５１Ｂ側に吸引されて、第１固定電極５１の配列方向Ａに平行に下方へ大きく変位する。それに連動して板ばね７１に連結された接点の可動電極（図示せず）が下方へ大きく移動し、接点１の二つの接点部のうち一つが閉じられた状態となる。
【００５４】
一方、図１８（Ａ）に示したオフ動作時、すなわち第１可動電極５２が第１初期位置Ｐ１にある場合に、図１８（Ｂ）に示したように、第２固定電極６１の電位（ＳＥＬ）を例えば５Ｖとし、第１可動電極５２および第２可動電極６２（ＧＮＤ）、第１固定電極５１（Ｖａｃｔ）は、いずれも接地電位（ＧＮＤ）とする。これにより、第２可動電極６２と第２固定電極６１との間に駆動力として静電力が発生し、第２可動電極６２が、第２固定電極６１側に吸引されて、第２固定電極６１の配列方向Ａに平行に変位する。
【００５５】
この第２可動電極５２の変位に伴って、第１可動電極５２が第２初期位置Ｐ２に移動し
、両側の二枚の第１固定電極５１Ａ，５１Ｂのうち他方の第１固定電極５１Ａに近くなる。すなわち、第１可動電極５２と第１固定電極５１Ｂとの間の距離Ｄ２は、第１可動電極５２と第１固定電極５１Ａとの間の距離Ｄ１よりも大きくなる。
【００５６】
ここで、図１８（Ｃ）に示したように、オン動作時において、第１固定電極５１（Ｖａｃｔ）および第２固定電極６１（ＳＥＬ）の電位を例えば５Ｖとし、第１可動電極５２および第２可動電極６２（ＧＮＤ）を接地電位（ＧＮＤ）とする。これにより、第１可動電極５２と第１固定電極５１Ａとの間に駆動力として静電力が発生し、第１可動電極５２が、第１固定電極５１Ａ側に吸引されて、第１固定電極５１の配列方向Ａに平行に変位する。それに連動して板ばね７１に連結された接点の可動電極（図示せず）が上方へ大きく移動し、接点１の二つの接点部のうちもう一つが閉じられた状態となる。
【００５７】
（変形例４）
図１９は、変形例４に係る駆動装置２の構成を表したものである。本変形例４は、第２の駆動部２Ｂをバイモルフにより構成し、第１可動電極５２を基板１０Ａの表面に対して垂直な方向に変位させるようにしたことを除いては、上記変形例３と同様の構成を有している。ここにバイメタルとは、温度による膨張係数の違う２種類の薄片を貼り合わせた構造体である。
【００５８】
第２の駆動部２Ｂは、低膨張率材料よりなる板状の第１層８１の下面に、発熱体として高膨張率材料よりなる第２層８２を有している。このように第２の駆動部２Ｂをバイメタルにより構成することにより、第２の駆動部２Ｂ自身の伸縮あるいは屈曲を利用して第１可動電極５２を第１初期位置Ｐ１から第２初期位置Ｐ２へ変位させることが可能である。
【００５９】
第１層８１の一端は基板１０Ａに固定された固定端であり、他端はバイメタルにより上下に伸縮あるいは屈曲可能な可動端となっている。第１層８１は、例えば、シリコン（Ｓｉ）、多結晶シリコン（ポリシリコン）、ポリイミドあるいはＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）などの樹脂材料、ＳｉＮあるいはＳｉＯ２などの誘電膜により構成されている。
【００６０】
第１層８１は第２層８２よりも可動端側に延長されている。第１層８１の可動端側の延
長部分の上面および下面には、第１可動電極５２としての電極膜（図示せず）が設けられている。また、第１層８１自体が導電性材料により構成されている場合には、第１層８１自体が第１可動電極５２となる。第１固定電極５１Ａは第１可動電極５２の上方に、第１固定電極５１Ｂは第１可動電極５２の下方に配置されている。図１９においては、第１可動電極５２が、例えば、第１固定電極５１Ｂに近い第１初期位置Ｐ１にある状態を示している。
【００６１】
第２層８２は、例えば、アルミニウム（Ａｌ），銅（Ｃｕ）あるいは金（Ａｕ）、またはそれらを母材とする合金により構成されていることが好ましい。加工が低コストであり、大量生産に適しているからである。
【００６２】
この駆動装置２は、例えば、第２層８２などの金属よりなる層をスパッタ法あるいはめっき法、またはその両方により形成したのち、リソグラフィおよびドライエッチングにより高精度に加工することにより製造することができる。
【００６３】
この駆動装置２では、室温においてバイメタルよりなる第２の駆動部２Ｂは図２０（Ａ）に示したようにまっすぐな状態にあり、第１可動電極５２は第１初期位置Ｐ１にあり、両側の二枚の第１固定電極５１Ａ，５１Ｂのうち一方の第１固定電極５１Ｂに近い。すなわち、第１可動電極５２と第１固定電極５１Ａとの間の距離Ｄ１は、第１可動電極５２と第１固定電極５１Ｂとの間の距離Ｄ２よりも大きい。
【００６４】
一方、バイメタルよりなる第２の駆動部２Ｂに温度を加えると、高膨張率材料よりなる
第２層８２の方が、低膨張率材料よりなる第１層８１よりも膨張量が大きいので、図２０（Ｂ）に示したように第２の駆動部２Ｂは反り上がった状態になる。これにより、第１可動電極５２が第２初期位置Ｐ２に移動し、両側の二枚の第１固定電極５１Ａ，５１Ｂのうち他方の第１固定電極５１Ａに近くなる。すなわち、第１可動電極５２と第１固定電極５１Ｂとの間の距離Ｄ２は、第１可動電極５２と第１固定電極５１Ａとの間の距離Ｄ１よりも大きくなる。
【００６５】
なお、本変形例は、バイメタルのような熱駆動の他、圧電駆動、静電駆動、電磁駆動によって第２の駆動部２Ｂを変形させる場合にも適用可能であることは自明である。
【００６６】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態において説明した各層の材料および厚み、または成膜方法などは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の成膜方法としてもよい。
【００６７】
また、第１の駆動部２Ａおよび第２の駆動部２Ｂの駆動方式は、上記実施の形態で説明した静電駆動および熱駆動のほか、電磁駆動、圧電駆動など、他の方法でもよい。本発明と相性が良い技術は、一般にＭＥＭＳと呼ばれる分野に属するアクチュエータ（駆動装置）およびその製造方法である。ＭＥＭＳは電気信号を高効率で機械動作に変換できる技術であり、本発明のように、制御信号に基づいて杆４０（プッシュプルロッド）を機械的に駆動させる素子に適した技術であるといえる。上記実施の形態で説明した櫛歯電極型の静電アクチュエータもＭＥＭＳアクチュエータの一種であり、また、変形例４で説明した熱駆動バイモルフアクチュエータもＭＥＭＳアクチュエータの一種であるということが可能である。他に、圧電、電磁駆動のＭＥＭＳアクチュエータがよく知られているが、それらを本発明と組み合わせることにより同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００６８】
更に、上記実施の形態では、接点１および駆動装置２の構成を具体的に挙げて説明したが、全ての構成要素を備える必要はなく、また、他の構成要素を更に備えていてもよい。加えて、第１可動電極５２および第２可動電極６２は、図８および図１０に示したように、杆４０を挟んで物理的に隣接して配置されている場合に限られず、例えば変形例１，２で説明したように、杆４０を介して間接的に連結されていてもよい。
【００６９】
本発明の駆動装置およびスイッチは、ＭＩＭＯ回路を有するＭＩＭＯ対応モバイル機器のほか、ＡＴＥ（Automatic Test Equipment；自動テスト装置）、高周波測定器、など、回路に多くのスイッチを必要とする用途に広く適用可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１…接点、２…駆動装置、２Ａ…第１の駆動部、２Ｂ…第２の駆動部、１０…可動部、１０Ａ…基板、１１…絶縁膜、２１，２２…可動接点電極、３１，３２，３３…固定接点電極、３１Ａ…入力ポート、３２Ａ…第１出力ポート、３３Ａ…第２出力ポート、４０…杆（プッシュプルロッド）、５１…第１固定電極、５２…第１可動電極、６１…第２固定電極、６２…第２可動電極、７１〜７３…板ばね、８１…第１層、８２…第２層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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