(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に所定の間隔に離隔して備えられた接地線と、
前記接地線間に備えられているが、所定の間隔に離隔された信号伝送線と、
前記信号伝送線間に備えられたアンカーと、
前記アンカー、信号伝送線及び接地線と非接触状態に備えられ、前記アンカーを取囲む駆動電極と、
前記駆動電極上に備えられ、前記信号伝送線の一部とオーバーラップされ、かつ前記アンカーと弾力的に連結された運動板とを備えることを特徴とするマイクロ電子機械システムスイッチ。
【請求項２】
前記運動板はバネを通じて前記アンカーに連結されたことを特徴とする請求項１に記載のマイクロ電子機械システムスイッチ。
【請求項３】
前記運動板は前記アンカーを取囲む形に備えられていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ電子機械システムスイッチ。
【請求項４】
前記運動板及びアンカーは、４つの板状バネによって連結されていることを特徴とする請求項２に記載のマイクロ電子機械システムスイッチ。
【請求項５】
前記運動板の前記接地線に垂直な方向の幅は前記信号伝送線の幅と同一であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ電子機械システムスイッチ。
【請求項６】
前記駆動電極は前記運動板と同一な幾何学的形態を有することを特徴とする請求項１に記載のマイクロ電子機械システムスイッチ。
【請求項７】
前記４つの板バネのそれぞれの一端は前記アンカーの４つの角部に連結されているが、角部を構成する二面のうち何れか一面に連結されており、それぞれの他端は前記一端の連結面に沿って拡張されて前記一端の連結面に隣接したアンカーの他面と対向する運動板の内側面に連結されていることを特徴とする請求項４に記載のマイクロ電子機械システムスイッチ。
【請求項８】
前記アンカーは前記基板上に形成されたベース及び前記ベース上に備えられた支持部より構成されたことを特徴とする請求項１に記載のマイクロ電子機械システムスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高周波マイクロ電子機械システムスイッチ(Micro Electro Mechanical System；以下、MEMSスイッチと称する)に係り、特に単一アンカーを備えるMEMSスイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
MEMSスイッチはマイクロ波やミリメータ波を用いる無線通信システムにおいて信号の選別伝送(signal routing)やインピーダンス整合回路(impedance matching networks)等に広く使われる応用素子である。
【０００３】
既存のMMIC(Monolithic microwave integrated circuits)回路においてRFスイッチを具現するために主にGaAs FETやピンダイオード(pin diode)などを主に用いたが、このような素子を用いてスイッチを具現した場合、オン状態で挿入損失が大きく、オフ状態で信号分離特性が低下する問題が生じる。
【０００４】
このような問題点を改善するために多様なMEMSスイッチに関する研究が活発に進行されつつあり、最近では移動通信端末機市場の爆発的な増加によってMEMSスイッチの重要性はさらに増加されている。これにより、多様な形態のMEMSスイッチが提示されている。
【０００５】
図1は従来の技術によるMEMSスイッチの平面図であり、これを参照すれば、振動板10が入出力伝送線12、14及び接地線16上を横切る形に備えられており、対称的に備えられたことが分かる。
【０００６】
図2を参照すれば、入出力伝送線12、14は基板S上に所定間隔に離隔された状態で備えられており、このような入出力伝送線12、14上に振動板10が備えられたことが分かる。
【０００７】
図1において、18及び20は各々運動板10を支持する第1及び第2アンカーを示す。第1及び第2アンカー18、20は入出力伝送線12、14を中心に対称的な位置に備えられている。また、第1及び第2アンカー18、20は対称的に備えられた運動板10の両側にそれぞれ連結されているが、第1及び第2バネ22、24を通じて連結されている。こうして、第1及び第2アンカー18、20を支持点として運動板10は駆動電極(図示せず)により入出力伝送線12、14と接触された後、駆動力が除去されつつ原位置に戻る。
【０００８】
一方、図1を3-3'方向に切断した図3を参照すれば、第1及び第2アンカー18、20の間に入出力伝送線12、14と接触されるように運動板10を駆動させる第1及び第2駆動電極26、28が備えられている。第1及び第2駆動電極26、28は所定間隔だけ離隔されている。
【０００９】
切断面に位置していないために図示されていないが、第1及び第2駆動電極26、28が所定間隔に離隔された所に、即ち第1及び第2駆動電極26、28間に入出力伝送線12、14及び接地線16が位置する。
【００１０】
前記従来の技術によるMEMSスイッチは、図1及び図2から分かるように、運動板10が入出力伝送線12、14及び接地線16を横切るように備えられているために、運動板10の駆動過程で運動板10と接地線16との接触により伝送信号が漏れる問題があり、運動板10の両側が各々第1及び第2アンカー18、20に固定されているために熱膨張により運動板10が上下方向に変形されてしまう問題がある。このような変形が生じる場合、駆動電圧が上昇され、スイッチがオンの時に電力損失を招く恐れがある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記問題点を解決するために創案されたものであって、その技術的課題は、伝送信号の漏れ及び振動板の変形による駆動電圧の上昇とスイッチオン状態の電力損失を防止しうるMEMSスイッチを提供する点にある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記技術的課題を達成するために本発明は、基板と、前記基板上に所定の間隔に離隔して備えられた接地線と、前記接地線間に備えられているが、所定の間隔に離隔された信号伝送線と、前記信号伝送線間に備えられたアンカーと、前記アンカー、信号伝送線及び接地線と非接触状態に備えられ、前記アンカーを取囲む駆動電極と、前記駆動電極上に備えられ、前記信号伝送線の一部とオーバーラップされ、かつ前記アンカーと弾力的に連結された運動板とを備えることを特徴とするMEMSスイッチを提供する。この際、前記運動板はバネを通じて前記アンカーに弾力的に連結されている。前記運動板とアンカーは４つの板バネによって連結されている。
【００１３】
前記運動板の前記接地線に垂直な方向の幅は前記信号伝送線の幅と同一であることが望ましい。
前記駆動電極は前記運動板と同一な幾何学的形態を有することが望ましい。
【００１４】
前記４つの板バネのそれぞれの一端は前記アンカーの４つの角部に連結されているが、角部を構成する二面のうち何れか一面に連結されており、それぞれの他端は前記一端の連結面に沿って拡張されて前記一端の連結面に隣接したアンカーの他面と対向する運動板の内側角部に連結されている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例による単一アンカーを備えるMEMSスイッチを添付した図面に基づいて詳細に説明する。
図4を参照すれば、第1及び第2接地線40、42は相互所定間隔だけ離隔されており、相互平行に備えられている。このような第1及び第2接地線40、42の間に第1及び第2信号伝送線44、46が備えられている。第1及び第2信号伝送線44、46は第1及び第2接地線40、42と非接触となっている。第1及び第2信号伝送線44、46は各々入力及び出力信号伝送線を示す。第1及び第2信号伝送線44、46は相互所定間隔だけ離隔されている。第1及び第2信号伝送線44、46の間にアンカー48が備えられている。アンカー48は単一アンカーであって、第1及び第2信号伝送線44、46だけでなく第1及び第2接地線40、42とも離隔されており、平面形態は四角形である。アンカー48は多様な平面形態を有しうる。例えば、四角形の代わりに円形であっても、三角形、五角形または六角形のように多角形であっても良い。このようなアンカー48の回りに運動板50が備えられている。運動板50はアンカー48を取囲む所定の幅を有する四角形の帯である。運動板50の形態はアンカー48の形によって変わる。例えば、アンカー48の平面形態が四角形でない円形や、前記多角形であれば、運動板50の形も円形や多角形になる。
【００１６】
一方、運動板50は第1及び第2信号伝送線44、46の一部とオーバーラップされているが、これは運動板50の駆動時、第1及び第2信号伝送線44、46と接触させるためである。運動板50の縦方向、即ち第1及び第2接地線40、42に垂直な方向への全体幅は第1及び第2信号伝送線44、46の幅Wと同一であることが望ましいが、第1及び第2接地線40、42と接触されない範囲内で第1及び第2信号伝送線44、46の幅Wより狭くても、広くても良い。
【００１７】
運動板50及びアンカー48は弾性的に連結されている。アンカー48と運動板50とを弾力的に連結するための手段として、運動板50とアンカー48との間に４つの板バネ52が備えられている。４つの板バネ52により運動板50とアンカー48は連結されている。４つの板バネ52のそれぞれの一端はアンカー48の４つの角部に連結されているが、各角部をなす二面のうち何れか一面に連結されている。そして、他端は前記一端が連結されたアンカー48の面に沿って拡張されて前記一端が連結された面に隣接したアンカー48の他面と対向する運動板50の内側面に連結されている。即ち、板バネ52の連結形態はアンカー48の角部をなす二面のうち一面とこれに対応する運動板50の内面とを一対一に連結した後、アンカー48を逆時計回り方向にまたは運動板50を時計回り方向に90°回転させた形態と同一である。このような板バネ52が持つ弾力(弾性力)により運動板50が昇降駆動されても運動板50は原位置に戻る。
【００１８】
一方、駆動電極54は運動板50を駆動させる駆動電極であって、第1及び第2信号伝送線44、46、第1及び第2接地線40、42と離隔されている。駆動電極54はアンカー48を取囲む形に備えられている。しかし、アンカー48及び駆動電極54は非接触状態である。駆動電極54は運動板50を駆動させて第1及び第2信号伝送線44、46と接触させるためのものである。したがって、駆動電極54はできるだけ駆動力が運動板50の広い領域に及ぶ形に備えられたことが望ましい。したがって、駆動電極54は運動板50と同一な幾何学的形態を有することが望ましいが、必要な場合に運動板50と異なる幾何学的形態を有しても良い。
【００１９】
このような駆動電極54、運動板50、第1及び第2信号伝送線44、46、第1及び第2接地線40、42間の位置関係は、図5及び図6を参照することによって明確になる。
【００２０】
まず、図5を参照すれば、駆動電極54はアンカー48と第1及び第2信号伝送線44、46との間の基板60上に備えられているが、前記のように両者と非接触となっていることが分かる。また、アンカー48は基板60上に形成されたベース48aと、ベース48a上に備えられた支持部48bとで構成されることが分かる。支持部48bは羽根状である。図4と共に考慮すれば、支持部48bが板バネ52と連結されることは容易に分かる。また、運動板50が駆動電極54上に備えられる一方、一部が第1及び第2信号伝送線44、46上に拡張されていることが分かる。このように、運動板50の一部と第1及び第2信号伝送線44、46の一部とがオーバーラップされているので、駆動電極54により運動板50が駆動される場合に運動板50と第1及び第2信号伝送線44、46とが接触されるということがわかる。
【００２１】
引続き、図6を参照すれば、駆動電極54が第1及び第2接地線40、42と非接触となるという点と、運動板50が第1及び第2接地線40、42とオーバーラップされないという点とが分かる。
【００２２】
前記説明に多くの事項が具体的に記載されているが、これらは発明の範囲を限定するものではなく、望ましい実施例の例示として解釈せねばならない。例えば、当業者であれば、本発明の単一アンカーを備えるMEMSスイッチから異なる形態のMEMSスイッチを具現できる。即ち、板バネ数を減らすか、連結形態を異ならせるか、または運動板や板バネの材質を変えたMEMSスイッチを考慮しうる。また、信号伝送に障害にならない範囲内で第1及び第2信号伝送線44、46と運動板50とのオーバーラップ領域を最小化しうる。
【００２３】
【発明の効果】
前述したように、本発明は運動板が接地線間に備えられており、接地線と非接触状態で駆動可能な形に備えられている。したがって、接地線と運動板との接触や接地線が中間で切れたり、狭くなることによる伝送信号の損失を改善しうる。また、運動板が入出力信号伝送線と接地線との中心部に非接触とされた単一アンカーにより支持されるために、外部から熱が加えられて構造物が熱膨脹しても、基板に垂直な方向に運動板が変形されることを防止しうる。したがって、駆動電圧の上昇と、スイッチオン状態の電力の損失を防止しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来の技術によるMEMSスイッチの平面図である。
【図２】  図１を２−２’方向に切断した断面図である。
【図３】  図１を３−３’方向に切断した断面図である。
【図４】  本発明の実施例による単一アンカーを備えるMEMSスイッチの平面図である。
【図５】  図４を５−５’方向に切断した断面図である。
【図６】  図４を６−６’方向に切断した断面図である。
【符号の説明】
４０・４２    第１及び第２接地線
４４・４６    第１及び第２信号伝送線
４８          アンカー
５０          運動板
【図１】
0003986881.tif 000002
【図２】
0003986881.tif 000003
【図３】
0003986881.tif 000004
【図４】
0003986881.tif 000005
【図５】
0003986881.tif 000006
【図６】
0003986881.tif 000007