(57)【要約】【課題】マイクロマシン・スイッチの制御端子に印加される直流電圧によるイオン・マイグレーションの発生を抑えた、高周波スイッチ装置。【解決手段】マイクロマシン・スイッチと、前記マイクロマシン・スイッチを制御するための端子と制御回路を接続する制御用線路を有する高周波スイッチ装置において、前記高周波スイッチ装置をセラミックスで構成された多層基板上に作成し、前記制御用線路の少なくとも一部を１層の厚みが２５μｍを超える多層基板の少なくとも２層以上をもって内部に配置する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロマシン・スイッチと、前記マイクロマシン・スイッチを制御するための端子と制御回路を接続する制御用線路を有する高周波スイッチ装置であって、前記高周波スイッチ装置は多層基板上に作成され、前記制御用線路の少なくとも一部が前記多層基板の内部に配置されたことを特徴とする高周波スイッチ装置。
【請求項２】
請求項１記載の高周波スイッチ装置であって、前記制御用線路の少なくとも一部は、前記多層基板の少なくとも絶縁層２層以上をもって内部に配置されたことを特徴とする高周波スイッチ装置。
【請求項３】
請求項１もしくは請求項２記載の高周波スイッチ装置であって、前記多層基板がセラミックスで構成されていることを特徴とする高周波スイッチ装置。
【請求項４】
請求項３記載の高周波スイッチ装置であって、前記セラミックスの１層の厚みが２５μｍを超えることを特徴とする高周波スイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高湿環境で用いる可能性のある、携帯電話などの無線通信機器において、複数の回路の接続を切替えるために用いる高周波スイッチ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高周波の無線通信機器における無線インターネット高周波スイッチ装置としては、従来ダイオードを用いたスイッチが広く用いられている。これは、ダイオードにＤＣ電流を流した場合には、高周波帯で導通した状態となり、電流を流さない場合には絶縁状態となる性質を利用したものである。ところがＤＣ電流を流すということは、電力を消費するという事であり、携帯電話などのバッテリーで駆動する通信機器では低消費電力のスイッチが求められている。
【０００３】
そこで、マイクロマシン・スイッチをダイオードの代わりに用いる方法が現在検討されている。マイクロマシン・スイッチについては例えば特許文献１に報告されている。マイクロマシン・スイッチはＤＣ電流を必要とせず、またスイッチの導通・不通の切替えに要するエネルギーも極わずかですむ。加えてマイクロマシン・スイッチを用いた場合には、導通時には高周波信号の挿入損失も小さく、不通時にはアイソレーションが高いという、スイッチとして理想的な性質を持つ。
【０００４】
ところが、特許文献１によれば、マイクロマシン・スイッチのオン・オフを制御するためには２０Ｖ以上の直流電圧が必要であると報告されている。また、非特許文献１に載せられた米国Ｄｏｗｋｅｙ社ホームページによれば、Ｄｏｗｋｅｙ社製マイクロマシン・スイッチＤＫＭ−８１２の制御には６０Ｖの直流電圧が必要とされている。
【０００５】
このような高電圧を、高湿条件下で長期間に渡って印加すると、高周波線路としてよく用いられる銀あるいは銅などの金属成分がイオン化して移動するイオン・マイグレーションを起こし、最終的には線路間をショートするという事態を招きかねない。このような事例としては、例えば非特許文献２などに詳しく報告されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１４３５９５号公報
【非特許文献１】
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄｏｗｋｅｙ．ｃｏｍ／ｄｋ／ｐｄｆ／ＤＫＭ８１２＿ＤａｔａＳｈｅｅｔ．ｐｄｆ
【非特許文献２】
日経エレクトロニクス第８３３号，Ｐ１１０
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
したがってマイクロマシン・スイッチを使用した高周波スイッチ装置を、携帯電話などの、野外などの高湿となる可能性のある環境下で使用する無線通信機器に用いて、十分な信頼性を確保するには、上記のイオン・マイグレーション対策が不可欠になる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の高周波スイッチ装置は、マイクロマシン・スイッチと、前記マイクロマシン・スイッチを制御するための端子と制御回路を接続する制御用線路を有する高周波スイッチ装置であって、前記高周波スイッチ装置は多層基板上に作成され、前記制御用線路の少なくとも一部が前記多層基板の内部に配置されたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の第２の高周波スイッチ装置は、前記第１の高周波スイッチ装置であって、前記制御用線路の少なくとも一部は、前記多層基板の少なくとも絶縁層２層以上をもって内部に配置されたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の第３の高周波スイッチ装置は、前記第１または第２の高周波スイッチ装置であって、前記多層基板がセラミックスで構成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第４の高周波スイッチ装置は、前記第３の高周波スイッチ装置であって、前記セラミックスの１層の厚みが２５μｍを超えることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の高周波スイッチ装置の動作を一実施例に基づき、説明する。
（実施例１）
図１は本発明による高周波スイッチ装置のブロック図であり、セラミックスなどを積層して作成した多層基板１上に、マイクロマシン・スイッチ１１を実装してある。セラミックによる多層基板の作成方法については、特開平１１−１９１５１６公報などに記載されているので、ここでは詳細は省略する。
【００１３】
マイクロマシン・スイッチの制御には、先ほど記述したとおり高電圧が必要とされるので、バッテリー駆動型の端末機器では、バッテリー電圧を昇圧する昇圧回路が制御回路に必要となる。図中の１０は、この制御回路の一部品を示したものであり、マイクロマシン・スイッチ１１と直接接続される部品である。部品１０とマイクロマシン・スイッチ１１間は、制御用線路３及びビア２により接続されている。これらは制御用の直流電圧が印加される部分であり、イオン・マイグレーションの発生確率を抑えるには、接地電位あるいはそれに近い電位を印加された電極部をこれらから離して配置することにより、近接電界を下げればよいが、制御用線路３は部品の配置状況によって長くなる場合が多く、このような方法が困難となる場合が多い。したがってイオン・マイグレーションの発生確率を下げるには、この制御用線路３に、上記以外の対策を施す必要がある。
【００１４】
本発明においては、イオン・マイグレーションの発生には水分の存在も重要な役割を果たすことに着目し、水分との接触をさけることによりイオン・マイグレーションを避けることにした。その方法としては、樹脂によるコーティングなどが考えられるが、コストが増加するという欠点がある。そこで本発明者は、積層基板の製造時において、制御用線路３を内部に配置することにより、外部環境の湿度の影響を抑える事ができることに着目した。その際、特にセラミックスを積層した場合においては、比較的頻繁にマイクロクラックによるピンホールが発生するため、単純に内層に配置するだけでは十分ではなく、絶縁層を２層以上もって外部環境と隔離することにより効果が高まることを知見した。このことを図１において説明する。
【００１５】
積層基板１を構成する絶縁層１ａ及び１ｂにおいてそれぞれにピンホール５ａ、５ｂが発生したとする。しかしながらピンホール５ａ及び５ｂの発生箇所が重なり合わなければ、これらが制御用線路３と外部環境を接続するピンホールとはならない。このような理由により、制御用線路３は、絶縁層１層を持って外部環境と隔離されている場合にくらべ、湿度の影響をさらに受けにくくなり、イオン・マイグレーションの発生確率をより効果的に抑えることができる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、マイクロマシン・スイッチを用いた高周波スイッチ装置において、イオン・マイグレーションの発生を抑え、信頼性を高めた高周波スイッチ装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマイクロマシン・スイッチを用いた高周波スイッチ装置の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１：積層基板
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ：絶縁層
２：ビア
３：制御用線路
４：高周波線路
５ａ，５ｂ：ピンホール
１０：マイクロマシン・スイッチ制御用回路の一部品
１１：マイクロマシン・スイッチ
【図１】
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