スイッチ装置、信号伝送回路装置及びスイッチング方法
【課題】信号伝送回路での損失が少なく、かつ、カットオフ時のアイソレーションが十分に取れると共にインピーダンス整合がとり易く、製造コストを低減できるスイッチ装置、そのスイッチ装置を用いた信号伝送回路装置、そのスイッチング方法を提供すること。
【解決手段】光源５から出射された光を受け、その光の熱エネルギーにより変形することで、導電部材としての接触電極９を配線１０、１１に接触させ、または、離間させる可動部材７を具備することとした。従って、完全にスイッチ制御回路と信号伝送回路としての信号線路に電気的に接続された配線等とを空間的、電気的に分離した状態でスイッチングできる。これにより、スイッチング時のアイソレーションを十分とることが可能となると共に、高周波信号成分がスイッチ制御回路側へ漏れてしまうことがなくなる。
【解決手段】光源５から出射された光を受け、その光の熱エネルギーにより変形することで、導電部材としての接触電極９を配線１０、１１に接触させ、または、離間させる可動部材７を具備することとした。従って、完全にスイッチ制御回路と信号伝送回路としての信号線路に電気的に接続された配線等とを空間的、電気的に分離した状態でスイッチングできる。これにより、スイッチング時のアイソレーションを十分とることが可能となると共に、高周波信号成分がスイッチ制御回路側へ漏れてしまうことがなくなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチ装置、そのスイッチ装置が用いられた信号伝送回路装置及びスイッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高周波伝送回路、とりわけ３０ＧＨｚを越えるようなミリ波体の周波数で電力、信号伝送する場合、通常のＦＥＴ(Field Effect Transistor)を用いるようなスイッチでは一般に損失が大きくなる。また、カットオフ時のアイソレーションが十分に取れない等の理由により実質半導体デバイスとしてディスクリートですら行なうことが困難という問題があった。
【０００３】
その問題を改善するものとして、ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)デバイスとしてのスイッチ装置（スイッチ素子）の開発が進められ、静電力を利用してスイッチングすることも提案されている。しかし、静電アクチュエーター式のスイッチでは、動作電圧が実質２０Ｖ以上になってしまい、既存の高周波回路に組み込むことが困難である等の問題があった。
【０００４】
そこで、例えば発光素子を含み光を出射する発光回路と、その発光回路から出射された光を受け電圧を発生する受光素子が複数個直列に接続された直列回路を有する受光回路と、その受光回路によって発生された電圧によって駆動されるＲＦ(Radio Frequency)−ＭＥＭＳスイッチと、を備えたＭＥＭＳ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−１０３５５９号公報（段落[０００９]、[００２１]、図２、図１３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の装置等では、入出力端子に電気的に接続された接点の近くに静電電極が配置されることから、スイッチ制御回路と信号伝送回路とが電気的に完全には分離できない。従って、高周波信号成分がスイッチ素子制御回路側へ漏れてしまい、回路系が複雑となりインピーダンス整合が取りにくい等の問題が考えられる。
【０００６】
また、上記特許文献１に記載の装置等では、発光回路から出射された光を受け電圧を発生する受光素子が複数個直列に接続された直列回路を有する受光回路を必要とするため、部品点数が増え、製造コストを軽減できない等の問題もある。
【０００７】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、信号伝送回路での損失が少なく、かつ、カットオフ時のアイソレーションが十分に取れると共にインピーダンス整合がとり易く、製造コストを低減できるスイッチ装置、そのスイッチ装置を用いた信号伝送回路装置、そのスイッチング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係るスイッチ装置は、機能素子をスイッチングするスイッチ装置において、光源と、前記機能素子に電気的に接続可能な配線と、導電部材を有し、前記光源から出射された光を受け、その光の熱エネルギーにより変形することで、前記導電部材を前記配線に接触させ、または、離間させる可動部材とを具備することを特徴とする。ここで、「機能素子」とは、高周波回路のＣＰＷ(Coplanar Waveguide)やアンテナ、コイル等を含むものであり、「配線」とは、端部を有する導線等をいう。
【０００９】
例えば従来の静電容量型では、高電圧（一般に２０Ｖ以上）を印加して結線に必要なスイッチ動作を行う点や、容量結合型のスイッチでは信号線路を交流的に設置する原理から、どうしてもカットオフのアイソレーションを取る際に静電ギャップを大きく取らなければならず、そうする事によってより高い電圧をスイッチ駆動に必要になる等の避けがたい問題が残っていた。
【００１０】
本発明では、光源から出射された光を受け、その光の熱エネルギーにより変形することで、導電部材を配線に接触させ、または、離間させる可動部材を具備することとした。従って、完全にスイッチ制御回路と信号伝送回路としてのＣＰＷの信号線路やアンテナ等とを空間的、電気的に分離した状態でスイッチングできる。
【００１１】
これにより、スイッチング時のアイソレーションを十分とることが可能となると共に、高周波信号成分がスイッチ制御回路側へ漏れてしまうことがなく、回路系を単純にでき、インピーダンス整合が取りやすくなる。
【００１２】
更に、光の熱エネルギーにより変形し、スイッチングさせるので、光を受け電圧を発生する受光素子が複数個直列に接続された直列回路を有する受光回路を必要とせず、製造コストの低減を図れる。
【００１３】
本発明の一の形態によれば、前記可動部材は、第１の熱膨張係数を有する第１の部材とその熱膨張係数と異なる第２の熱膨張係数を有する第２の部材とを有することを特徴とする。これにより、受けた光の熱エネルギーで可動部材が、熱膨張係数の小さい方に曲がるように変形し、きわめて容易に導電部材を配線に接触させ、または離間させることができる。
【００１４】
本発明の一の形態によれば、前記可動部材は、第１の熱膨張係数を有する第１の部材と、その熱膨張係数と異なる第２の熱膨張係数を有する第２の部材と、前記第１の熱膨張係数と異なる第３の熱膨張係数を有する第３の部材とを有し、前記第１の部材は、前記第２の部材と前記第３の部材との間に挟まれていることを特徴とする。これにより、可動部材がその材質や薄さにより光を受ける前に変形してしまうことを、そのサンドイッチ構造によりその初期応力をキャンセルし、防ぐことができる。
【００１５】
本発明の一の形態によれば、前記第３の部材は、前記第２の部材と同じ材料で形成され、かつ、その大きさが異なることを特徴とする。ここで「大きさ」とは、第３の部材の形状は勿論、例えば第３の部材が板材であるときに、その厚さ等も含むものとする。これにより、第３の部材による応力のキャンセル量を制御し、光照射時の可動部材の変形が必要以上抑制されることを防ぐことができる。例えば、第３の部材の厚さを第２の部材の厚さより薄くすることで、第１及び第２の部材による初期応力をキャンセルすると共に、光照射時の可動部材全体の変形としては、確実に配線に接触させ、または、離間させることができるようになる。
【００１６】
本発明の一の形態によれば、前記光源は、半導体レーザ、発光ダイオードまたは、エレクトロルミネセンスパネルであることを特徴とする。これにより、光の熱効率を高くして、よりスイッチングを確実にさせることができる。また、半導体レーザ（例えば面発光レーザ）を用いることでより正確に光を可動部材に照射できる。
【００１７】
本発明の一の形態によれば、前記可動部材は、第１の光吸収率を有する第１の領域と、前記第１の光吸収率より高い第２の光吸収率を有し、前記光を受ける第２の領域とを有することを特徴とする。これにより、可動部材の熱効率を高くできるので、低めの光エネルギーでも十分スイッチングさせることができるようになる。
【００１８】
本発明の一の形態によれば、前記配線が設けられた基板と、その基板上に固定され、前記可動部材を収容し、前記光源が外側に実装されると共に当該光源から出射される光が前記可動部材に到達するように、光透過性を有するカバー部材とを更に具備することを特徴とする。ここで、「基板」とは、例えば低誘電率ガラス基板（石英、パイレックス（登録商標）、液晶用基板等）等であり、「光透過性」とは、１００％近く光を透過する場合に限られず、例えば５０％近く光を透過する半透過程度のものでも良い。また、「光透過性を有するカバー部材」とは、カバー部材の全体が光透過性を有する場合に限られず、部分的に光透過性を有している場合も含む。少なくとも光が進む領域が、光透過性を有していれば良い。
【００１９】
これにより、光源をカバー部材の外側に配置でき、よりスイッチ制御回路と信号伝送回路としてのＣＰＷの信号線路やアンテナ等とを空間的、電気的に分離できる。
【００２０】
本発明の一の形態によれば、前記カバー部材は、光透過性を有し、その外側に前記光源が実装される光透過性基板と、前記光透過性基板と前記基板との間に設けられ、前記可動部材と前記配線の少なくとも一部とが収容される中空部を有する中間基板とを有することを特徴とする。ここで、「中空部」とは、例えば中間基板を貫通するように空けられた部分をいうが、これに限られるものではなく例えば貫通しておらず、基板側の面に形成された凹部のようなものも含むものとする。
【００２１】
これにより、例えばカバー部材の光源を実装する部分とそのほかの部分とを別基板としたので、光源を実装する部分をより薄く形成することが容易となり、スイッチ装置の製造コストの低減と光源から出射された光の減衰をより小さくさせることができる。
【００２２】
本発明の他の形態に係る信号伝送回路装置は、基板と、前記基板に設けられた機能素子と、光源を有し、その光源から出射された光を受け、その光の熱エネルギーにより変形して、前記機能素子をスイッチングするスイッチ素子とを具備することを特徴とする。
【００２３】
本発明では、光源から出射された光を受け、その光の熱エネルギーにより変形して、機能素子例えばアンテナをスイッチングするスイッチ素子を具備することとした。従って、完全にスイッチ制御回路と信号伝送回路としてのＣＰＷの信号線路やアンテナ等とを空間的、電気的に分離した状態でスイッチ素子を駆動できる。これにより、スイッチ素子のカットオフ時のアイソレーションを十分とることが可能となると共に、高周波信号成分がスイッチ制御回路側へ漏れてしまうことがなく、回路系を単純にでき、インピーダンス整合が取りやすくなる。
【００２４】
更に、光の熱エネルギーにより変形し、スイッチ操作させるので、光を受け電圧を発生する受光素子が複数個直列に接続された直列回路を有する受光回路を必要とせず、製造コストの低減を図れる。
【００２５】
本発明の一の形態によれば、前記機能素子は、アンテナであることを特徴とする。これにより、例えば周波数帯の違う電波向けアンテナを低コストで、かつ、アイソレーションを十分とって適宜切り替えることができることとなる。
【００２６】
本発明の一の形態によれば、前記機能素子は、高周波信号伝送回路であることを特徴とする。ここで、「高周波信号」とは、例えば３０ＧＨｚを超えるような周波数を持つ信号であって、所謂マイクロ波やミリ波も含む信号である。これにより、マイクロ波、ミリ波で例えばＣＰＷ中に信号を伝送する場合もその損失を少なくさせることができる。
【００２７】
本発明の他の形態に係るスイッチング方法は、機能素子をスイッチングするスイッチング方法において、出射された光を可動部材に受けるステップと、前記受けた光の熱エネルギーにより前記可動部材を変形させ、前記機能素子をスイッチングするステップとを具備することを特徴とする。
【００２８】
本発明では、光の熱エネルギーにより可動部材を変形させ、機能素子をスイッチングすることとしたので、完全にスイッチ制御回路と信号伝送回路としてのＣＰＷの信号線路やアンテナ等とを空間的、電気的に分離した状態でスイッチングできる。これにより、スイッチング時のアイソレーションを十分とることが可能となると共に、高周波信号成分がスイッチ制御回路側へ漏れてしまうことがなく、回路系を単純にでき、インピーダンス整合が取りやすくなる。
【発明の効果】
【００２９】
以上のように、本発明によれば、信号伝送回路での損失が少なく、かつ、カットオフ時のアイソレーションが十分に取れると共に製造コストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づきスイッチ装置及びそのスイッチ装置を備えた信号伝送回路装置（以下単に「回路装置」という。）について説明する。
【００３１】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るスイッチ装置の斜視図及び図２は、図１の分解斜視図である。
【００３２】
スイッチ装置１は、図１及び図２に示すように基板２、その基板上に設けられたカンチレバー型のスイッチ本体３、そのスイッチ本体をカバーするように当該基板上に設けられたカバー部材４、そのカバー部材上にスイッチ本体に光を供給する光源５及び光源用配線６等を有する。
【００３３】
ここで、基板２は例えば略矩形の低誘電率ガラス基板であり、石英（比誘電率εｒ＝３．９ａｔ１ＭＨｚ）、パイレックス（登録商標）（比誘電率εｒ＝４．６ａｔ１ＭＨｚ）、液晶用基板（比誘電率εｒ＝５．７ａｔ１ＭＨｚ）等が用いられる。例えばその厚さ（図１中のＺ方向長さ）は、液晶用基板で約５００μｍである。
【００３４】
スイッチ本体３は、図１のＡ−Ａ線断面図である図３に示すように光源５からの光を受ける可動部材７、その可動部材７を支えるアンカー８、当該可動部材７のアンカー８と反対側に設けられた導電部材としての接触電極９及びその接触電極９に接触または、離間する配線１０、１１を有する。
【００３５】
可動部材７は、図３に示すように略矩形状を有し、光源側（図３中のＺ軸方向）に第１の部材１２、その裏側に第２の部材１３となるように薄膜が積層されてバイメタルを形成している。第１の部材１２としては、第１の熱膨張係数、例えば熱膨張係数２５ｐｐｍ／℃のＡｌで２００ｎｍ程度の厚さに形成されている。勿論これに限られるものではなく一般的な金属、及びその合金でもよく、具体的にはＡｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｐｄ、Ｂｉ、Ｓｉ、Ｃ等でもよい。
【００３６】
また、第２の部材１３としては、第２の熱膨張係数、例えば熱膨張係数０．５ｐｐｍ／℃のＳｉＮｘで２００ｎｍ程度の厚さに形成されている。勿論これに限られるものではなく例えばＳｉＯ２またはＳｉＮｘやＳｉＯ２の組成比を含むＳｉＯｘＮｙで形成してもよい。その他、絶縁性の高いＡｉ２Ｏ３やＳｉＣ等のセラミック材に加え、例えば絶縁性の高い材料で形成することが性能を良好にできるが、一般的は金属、及びその合金でもよく、具体的にはＡｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｐｄ、Ｂｉ、Ｓｉ、Ｃ等でもよい。
【００３７】
更に上述の第１及び第２の熱膨張係数も２５ｐｐｍ／℃や０．５ｐｐｍ／℃に限られるものではなく、それより小さくても良い。
【００３８】
アンカー８は、図３に示すように略矩形状の可動部材７の一方端を基板２に固定しており、当該一方端の基板からの高さが例えば約７μｍとなるようにＡｌ等で形成されている。これにより、後述する接触電極９と配線１０、１１とは所定の間隔で離間することとなる。
【００３９】
また、接触電極９は、可動部材７のアンカー８と反対側開放端の基板２に対向する面に、厚さが例えば５０ｎｍで略矩形状に設けられている。尚、厚さは５０ｎｍに限られるものではなく、少なくとも１ｎｍから配線１０、１１と同じ厚さ、好適には６０ＧＨｚでの表皮効果が４００ｎｍであるところから１０ｎｍ〜４００ｎｍと予想される。
【００４０】
更に接触電極９の材料は、例えばＡｕ−Ｇｅ合金により形成されるがこれに限られるものではなく、Ａｕの他、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｐｄ、Ｂｉ、Ｓｉ、Ｃ等の金属を組成比として持つ合金が良い。
【００４１】
配線１０、１１は、例えば図１のＢ−Ｂ線断面図である図４に示すように丁度、可動部材７に平面的に重なるように基板２に設けられている。また、配線１０、１１は図３に示すように接触電極９の中央部付近で左右に分離して形成されており、接触電極９とその配線の一部が平面的に重なるように形成されている。これにより、後述するように可動部材７の変形により接触電極９が例えば下降すると、二つの配線の端部１０a、１１aに接触し、電気的に絶縁されていた配線１０，１１は互いに接触電極９を介して電気的に接続されることとなる。すなわち、スイッチ装置１は、電気的にオンされることとなる。尚、当該配線１０、１１は、後述するように例えば基板２を貫通する導通部材により他の基板上に形成された信号伝送回路の信号線路等に電気的接続可能である。
【００４２】
次に、カバー部材４は例えば図２及び図３に示すように光源５が設けられる平板状の光透過性基板１４及びその光透過性基板１４とスイッチ本体３が形成された基板２との間に配置された中間基板１５を有する。
【００４３】
ここで、光透過性基板１４は厚さが例えば２００ｎｍのガラス基板である。また、中間基板１５は、例えば厚さが１００μｍのＳｉ基板により形成されており、図２に示すようにその中央部には、略矩形状に貫通された中空部１６が設けられている。この中空部１６にスイッチ本体３が収まっている。尚、当該基板２と中間基板１５、光透過性基板１４とは夫々陽極接合されている。
【００４４】
また、光源５は、スイッチ本体（可動部材）に光を供給する、例えば半導体レーザである。半導体レーザは、例えば面発光レーザで図３及び図４に示すように丁度、可動部材である第１及び第２の部材１０、１１の真上に光透過性基板１４を介して配置されている。具体的には、出射された光の光軸が、第１の部材表面の略中央に来るように配置されている。これにより、半導体レーザから出射された光が光透過性基板１４を透過し、第１及び第２の部材１０、１１に照射され、その光の熱エネルギーにより夫々を加熱することとなる。
尚、半導体レーザの波長は、３２５ｎｍ〜１５５０ｎｍ帯で第１及び第２の部材１０、１１の光吸収率の良好な範囲で選択できる。更に、光源は半導体レーザに限られるものではなく、例えばＬＥＤ(Light Emitting Diode)、ＥＬ(Electronic Luminescence)素子等が可能である。
【００４５】
光源用配線６は、例えば図１に示すように光透過性基板上に半導体レーザの電極に電気的に接続されており、一部ワイヤーボンドとなっている。
【００４６】
以上のように構成されたスイッチ装置１の動作について説明する。図５は、スイッチ装置の動作を説明する図である。
【００４７】
まず、図示しないスイッチ制御回路により光源５である半導体レーザの電極に電流が供給されると、半導体レーザの光出射側から可動部材方向に、例えば６７０ｎｍの波長の光が出射される。そして、出射された光は光透過性基板１４に入射し、略直下に進み図５中の白抜き矢印Ｃに示すように光透過性基板１４の中間基板１５の中空部側から出射し、第１の部材表面に到達する。これにより、第２の部材１３に積層されている第１の部材１２は勿論、当該第２の部材１３も照射された光による熱エネルギーを受け、温度が上昇し、組成変形を起こす。
【００４８】
すなわち、第１及び第２の部材はそれぞれの熱膨張係数に基づき例えば図５中の矢印Ｄ、Ｅ方向に膨張する。このとき、第１の部材１２は第２の部材１３より膨張係数が大きいので、可動部材７の基板２に遠い側である第１の部材１２がその裏側（基板２に近い側）の第２の部材１３より大きく伸びようとする。この結果、可動部材７は図５に示すようにアンカー８の反対側が基板２側に曲がるように変形し、その可動部材７の基板側に形成された接触電極９が、配線１０、１１に接触するまで下降することとなる。
【００４９】
そして、接触電極９が配線１０、１１に接触すると図５に示すように電気的に切断された配線１０、１１が接触電極９を介して電気的に接続されることとなる。これにより、例えば配線１０、１１と電気的に接続された他の基板上の信号伝送回路等のスイッチングがなされる。
【００５０】
次に、スイッチ装置の製造方法について説明する。図６は、スイッチ装置の製造方法を説明するフローチャート、図７は接触電極を形成するまでの製造工程を説明する説明図及び図８は第２の部材を形成するところからパッケージするまでの製造工程を説明する説明図である。尚、図７及び図８は図１のＡ−Ａ線断面図に基づき説明したものである。
【００５１】
まず、液晶用基板例えば比誘電率εｒ＝５．７ａｔ１ＭＨｚのものを厚さ約５００μｍで略矩形状に形成したものの表面にＴｉ等をスパッタ等により成膜し、エッチング等によりパターニングして図７（ａ）に示すように配線１０、１１を形成する（ＳＴ６０１）。具体的には、配線１０と配線１１とは、接触電極９の幅（図３中のＸ軸方向）より狭い距離で離間して形成されている。勿論、スパッタに限られるものではなく、真空蒸着やメッキ等でもよい。このとき、表皮効果を考慮して配線１０、１１の厚さが４００ｎｍ、より好ましくは４００ｎｍの２、３倍程度となるように形成する。また、配線１０、１１の材料もＡｌ，Ａｕ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｐｔ，Ａｇでもよく、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ等の合金でもよい。
【００５２】
次に、例えば図７（ｂ）に示すように犠牲層１７としてのＳｉをスパッタ或いは真空蒸着により配線１０、１１を覆うように成膜する（ＳＴ６０２）。勿論、Ｓｉに限られるものでなく、有機レジスト、その他樹脂をスピンコートで形成してもよい。具体的には、犠牲層１７の配線側の端面１７ａが配線１０の端面と揃うように、また、当該犠牲層１７の反対側の端面１７ｂは、例えば図７（ｂ）に示すように配線１１の端面より外側に来るように形成される。これにより、犠牲層１７の一端は基板上に直接形成され、当該犠牲層を除去したときに配線１１とアンカー８とが離間することとなる。
【００５３】
その後、例えば図７（ｃ）に示すようにＡｌをスパッタで成膜し、エッチング等によりパターニングして犠牲層１７の端面１７ｂに隣接するアンカー８を形成する（ＳＴ６０３）。そのアンカー８の厚さは、理想的には配線１０、１１の厚さに犠牲層１７の厚さを加えたものであるが、後で成膜する第１及び第２の部材に機械的ストレスが影響しなければそれ以下でもよい。また、アンカー８の材料としては、Ａｌに限られるものではなくＴｉ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｇの他、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ等の合金でもよく、更に成膜方法もスパッタに限られず、真空蒸着やメッキ等でもよい。
【００５４】
そして、犠牲層１７に例えばＡｕ−Ｇｅ合金をスパッタにより成膜し、エッチング等により略矩形にパターニングして接触電極９を形成する（ＳＴ６０４）。この際、接触電極９が配線１０の端部１０ａと配線１１の端部１１ａとに丁度、平面的に重なるように形成する。接触電極９の材料としては、Ａｕの他、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｐｄ、Ｂｉ、Ｓｉ、Ｃ等の金属を組成比として持つ合金がよい。厚さは少なくとも１ｎｍ以上で配線１０、１１と同じ厚さ、６０ＧＨｚでの表皮効果が４００ｎｍであるところから好ましくは１０ｎｍ〜４００ｎｍであると考えられる。成膜方法は、勿論スパッタに限られるものではなく、真空蒸着等でもよい。
【００５５】
なお、図７（ｄ）のように予め犠牲層１７の表面に凹部を形成して、その凹部に接触電極９を形成するようにしてもよい。
【００５６】
次に、例えば図８（ａ）に示すように犠牲層１７及び接触電極９、アンカー８の上にＳｉＮｘを厚さ約２００ｎｍとなるようにスパッタ等により成膜し、略矩形状でアンカー８にその端が重なるようにエッチングしてパターニングし、第２の部材１３を形成する（ＳＴ６０５）。第２の部材の材料はＳｉＮｘに限られるわけではなく、例えばＳｉＯ２またはそれらの組成比を含むＳｉＯｘＮｙで形成できる。また、その他絶縁性の高いＡｉ２Ｏ３やＳｉＣ等のセラミック材に加え、より好ましくは絶縁性の高い材料で形成することであるが、一般的な金属（例えばＡｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｐｄ、Ｂｉ、Ｓｉ、Ｃ等）、及びその合金でも構わない。
【００５７】
その後、形成された第２の部材１３の上に例えば図８（ｂ）に示すようにＡｌを厚さ２００ｎｍとなるようにスパッタ等により成膜し、第２の部材１３と丁度重なるようにエッチングしてパターニングし、第１の部材１２を形成する（ＳＴ６０６）。第１の部材１２の材料としては、Ａｌに限られるものではなく例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｐｄ、Ｂｉ、Ｓｉ、Ｃ等でもよい。
【００５８】
更に犠牲層１７をＸｅＦ２プラズマによるドライエッチングにより図８（ｃ）に示すように除去する（ＳＴ６０７）。また、犠牲層１７が有機レジストや樹脂であればＯ２プラズマの他、アセトン、ＩＰＡ、レジスト剥離液等のウエットエッチングとの組み合わせ等を用いて行う。
【００５９】
また、例えばガラス基板を厚さ２００ｎｍで略基板２と同じ大きさに形成した光透過性基板１４に、その光透過性基板１４と略同じ大きさで厚さが１００μｍに形成されたＳｉ基板を陽極接合する（ＳＴ６０８）。
【００６０】
そして、陽極接合されたＳｉ基板を例えば図８（ｄ）に示すように中央部分を略矩形状にプラズマエッチングして中空部１６を形成し（ＳＴ６０９）、中間基板１５を形成する。ここで中空部１６は、少なくともスイッチ本体３が収まる大きさに形成されている。尚、光透過性基板１４に陽極接合される中間基板１５の厚さは、１００μｍに限られるものではなく、当該中間基板１５の中空部１６にスイッチ本体３がスイッチング可能なように収容される厚さであればよく、スイッチ本体３の大きさ等により例えば１０〜５００μｍであってもよい。
【００６１】
更に例えば図８（ｅ）に示すように、スイッチ本体３が形成された基板２にそのスイッチ本体３を、中空部１６に収納するように中間基板１５を陽極接合する（ＳＴ６１０）。
【００６２】
次に、中間基板１５に陽極接合された光透過性基板１４の外側表面に例えばＡｌ等によりパターン形成して光源用配線６を形成する（ＳＴ６１１）。そして光源５、例えば６７０ｎｍの波長の光線を出射する半導体レーザを図１のように光透過性基板１４等に実装し、光源用配線６にワイヤーボンディングやダイボンドで電気的に接続する（ＳＴ６１２）。
【００６３】
ここで、図示しないスイッチ制御回路、例えば光源用制御回路を光源用配線６の形成と同時に光透過性基板１４に形成しても良いし、他の基板等に形成して電気的に接続しても良い。
【００６４】
以上でスイッチ装置１が完成する（ＳＴ６１３）。
【００６５】
尚、光透過性基板１４と中間基板１５との接合及び中空部の形成は、ＳＴ６０７の後の工程に限られるものではなく、予め製造しておいても良いし、スイッチ本体３の製造と同時に製造しても良い。
【００６６】
このように本実施形態によれば、光源５から出射された光を受け、その光の熱エネルギーにより変形することで、導電部材としての接触電極９を配線１０、１１に接触させ、または、離間させる可動部材７を具備することとした。従って、完全にスイッチ制御回路と信号伝送回路としての信号線路に電気的に接続された配線等とを空間的、電気的に分離した状態でスイッチングできる。これにより、スイッチング時のアイソレーションを十分とることが可能となると共に、高周波信号成分がスイッチ制御回路側へ漏れてしまうことがなくなる。また、回路系を単純にでき、インピーダンス整合が取りやすくなる。
【００６７】
更に、光の熱エネルギーにより変形し、スイッチングさせるので、光を受け電圧を発生する受光素子が複数個直列に接続された直列回路を有する受光回路を必要とせず、製造コストの低減を図れる。
【００６８】
また、可動部材７は、第１の熱膨張係数を有する第１の部材１２とその熱膨張係数と異なる第２の熱膨張係数を有する第２の部材１３とを有するので、受けた光の熱エネルギーで可動部材７が、熱膨張係数の小さい方に曲がるように変形する。従って、きわめて容易に接触電極９を配線１０、１１に接触させ、または離間させることができ、配線１０、１１相互を、接触電極９を介して電気的にカットオフが可能となる。
【００６９】
更に光源５を半導体レーザとしたので、光の熱効率を高くして、よりスイッチングを確実にさせることができる。また、半導体レーザを用いることでより正確に光を可動部材７に照射できる。
【００７０】
また、光源５が外側に実装されると共に当該光源５から出射される光が可動部材７に到達するように、光透過性を有するカバー部材４を具備することとしたので、よりスイッチ制御回路の信号と配線１０、１１に流れ込む信号とを空間的、電気的に分離できる。尚、光透過性基板１４は、１００％近く光を透過する場合に限られず、例えば５０％近く光を透過する半透過程度のものでも良い。
【００７１】
尚、光透過性基板１４は、全体が光透過性を有する場合に限られず、部分的に光透過性を有している場合も含む。少なくとも光が進む領域が、光透過性を有していれば良い。
【００７２】
図９は、本発明の第２の実施形態に係るスイッチ装置の図１のＡ−Ａ線断面図である。尚、これ以降の発明の説明では、上述した実施形態に係るスイッチ装置の部材や機能等について同様なものは説明を簡略または省略して、異なる点を中心に説明する。
【００７３】
図９に示すようにスイッチ本体３は、可動部材１０７、アンカー８、接触電極９及び配線１０、１１を有する。可動部材１０７は、例えば第１及び第２の部材１１２、１１３を有し、当該第１及び第２の部材は、第１の光吸収率を有する第１の領域Ｆ（図９中のＦ）とその第１の光吸収率より高い光吸収率を有する第２の領域Ｇ（図９中のＧ）を有する。
【００７４】
ここで、第２の領域Ｇは、光源５から出射される光（図９中の矢印Ｈ）を受ける部分でもあり、例えば黒色のシリコン薄膜１２１やカーボン等がその部分に配置されている。これにより、当該可動部材１０７は、光を受ける第２の領域Ｇが他の第１の領域Ｆより光吸収率が高くなることとなる。
【００７５】
このように本実施形態によれば、可動部材１０７は、第１の光吸収率を有する第１の領域Ｆと、第１の光吸収率より高い光吸収率を有し、光源５からの光を受ける第２の領域Ｇとを有することとしたので、可動部材１０７の熱効率を高くすることができる。これにより、低めの光エネルギーでも十分スイッチングさせることができる他、同じ光エネルギーでもより確実なスイッチングが可能となる。
【００７６】
図１０は、本発明の第３の実施形態に係るスイッチ装置の図１のＡ−Ａ線断面図である。
【００７７】
図１０に示すようにスイッチ本体３は、可動部材７、アンカー２０８ａ、２０８ｂ、接触電極２０９及び配線２１０、２１１を有する。アンカー２０８ａ、２０８ｂは略矩形状の可動部材７の両端を基板２に固定しており、基板からの高さはアンカー２０８ａ、２０８ｂの両方とも例えば７μｍとなるようにＡｌ等により形成されている。
【００７８】
具体的には、アンカー２０８ａ、２０８ｂは第２の部材１３の左右両端と基板２との間に略矩形状に形成されており、接触電極２０９は第２の部材１３の図１０中Ｘ軸方向略中央に形成されている。また、接触電極２０９は、配置場所を除けば第１の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【００７９】
更に配線２１０、２１１は、アンカー２０８ａ、２０８ｂの間に夫々離間して形成されており、配線２１０、２１１の離間した夫々の端部が接触電極２０９に平面的に重なっている。配線２１０、２１１も厚さや材料は、第１の実施形態と同様である。
【００８０】
このように本実施形態によれば、光の熱エネルギーによる可動部材７の変形は、接触電極２０９が略垂直に下降するようになるので、配線２１０、２１１の表面に接触電極２０９の表面がより平行に接触し、接触面積を大きくすることができる。これにより、スイッチ装置１のスイッチングをより確実にすることが可能となる。
【００８１】
図１１は、本発明の第４の実施形態に係るスイッチ装置の図１のＡ−Ａ線断面図である。
【００８２】
図１１に示すようにスイッチ本体３は、可動部材７、アンカー８、接触電極３０９ａ、３０９ｂ、及び配線３１０、３１１を有しており、例えば上述の実施形態と異なり配線３１０は光透過性基板１４に、配線３１１は基板２に形成されている。従って、スイッチ装置１は、配線３１０と配線３１１とを電気的に接続または、切り離すものではなく、接触電極、可動部材及びアンカーを介して図示しない配線に、配線３１０、３１１のいずれかを電気的に接続させるものである。例えば図１１では、接触電極は配線３１０に電気的に接続されており、配線３１１には電気的に接続されていない。
【００８３】
具体的には、可動部材７に形成されている接触電極３０９ａ、３０９ｂは、例えば図１１に示すように接触電極３０９ａが第１の部材１２のアンカー側と反対側端部付近に、接触電極３０９ｂは第２の部材１３のアンカー側と反対側端部付近に夫々形成されている。その厚さや材料については接触電極９と同様である。
【００８４】
また、配線３１０は、例えば一部が接触電極３０９ａに平面的に重なるように光透過性基板１４の内側面に形成されており、スイッチ装置１の外側のアンテナ等の機能素子に電気的に接続可能とされている。
【００８５】
更に配線３１１は、一部が接触電極３０９ｂに平面的に重なるように基板２の光透過性基板側の面に形成されており、スイッチ装置１の外側のアンテナ等の機能素子に電気的に接続可能とされている。尚、配線３１０、３１１の厚さや材料については配線１０、１１と同様である。
【００８６】
一方、第１及び第２の部材１１、１２の厚さや材料については第１の実施形態と同様であるが、両方とも導電性を有することが好ましい。夫々の接触電極３０９ａ、３０９ｂから図示しない配線まで電気的接続を図るための部品点数等が少なく済み、コスト的に有利である。
【００８７】
このように本実施形態によれば、配線３１０、３１１を可動部材７の開放端付近を挟むように配置することとしたので、光の熱エネルギーにより可動部材７を変形させ、例えば配線３１０から配線３１１選択させることができる。勿論、その逆も可能であり、更には光を可動部材７が受ける前は、配線３１０、３１１のいずれにも電気的に接続していない状態から、光を受け、配線３１０、３１１のいずれかを選択させるようにもできる。これにより、スイッチ装置自体の数やそれらを電気的に接続する配線等の機能素子も少なくすることが可能となる。
【００８８】
図１２は、本発明の第５の実施形態に係るスイッチ装置の図１のＡ−Ａ線断面図である。
【００８９】
図１２に示すようにスイッチ本体３は、可動部材４０７、アンカー８、接触電極９及び配線１０、１１を有している。
【００９０】
ここで、可動部材４０７は、上述の実施形態と異なり第１の部材１２の配線側面に第２の部材１３が形成されている他、その第１の部材１２の光源側面には、第３の部材４２０が形成されている。これにより、第１の部材１２は、第２の部材１３と第３の部材４２０との間に挟まれることとなる。
【００９１】
第３の部材４２０は、例えば２００ｎｍより薄い膜厚のＳｉＮｘであり、その熱膨張係数は０．５ｐｐｍ／℃である。これは、第１の部材１２の配線側面に積層される第２の部材１３とその材料が同様であるが、勿論これに限られるものではなく、例えば第２の部材と第３の部材とでその厚さを同じにしてその材料を変えてもよい。更には第２の部材１３と第３の部材とで形状を異ならしめてもよい。
【００９２】
尚、第３の部材４２０の２００ｎｍより薄い膜厚は、光を受ける前に変形させる応力をキャンセルする程度の応力が生じる膜厚とするもので、光を照射しないときの応力を緩和しつつ、光照射時には確実に可動部材４０７を配線１０，１１に接触させることができるような厚さである。
【００９３】
また、第３の部材４２０に第２の部材１３と異なる材料を用いる場合は、その厚さを同じにすることに限られるものではなく、その材料のヤング率やポアソン比等を含め膜設計を行い、光を照射しないときの応力を緩和しつつ、光照射時には確実に可動部材４０７を配線１０，１１に接触させることができるような形状、厚さ等とする。
【００９４】
このように本実施形態によれば、可動部材４０７は、第１の熱膨張係数を有する第１の部材１２と、その熱膨張係数と異なる第２の熱膨張係数を有する第２の部材１３と、第１の熱膨張係数と異なる第３の熱膨張係数を有する第３の部材４２０とを有し、第１の部材１２は、第２の部材１３と第３の部材４２０との間に挟まれていることとした。従って、可動部材４０７がその材質や薄さにより光を受ける前に変形してしまうことを、そのサンドイッチ構造により上下で逆方向の応力を生じさせ、当該初期応力をキャンセルし、光照射前の当該可動部材の反りを防ぐことができる。
【００９５】
また、第３の部材４２０は、第２の部材１３と同じ材料で形成され、かつ、その大きさが異なることとしたので、第３の部材４２０による応力のキャンセル量を制御し、光照射時の可動部材の変形が必要以上抑制されることを防ぐことができる。例えば、第３の部材４２０の厚さを第２の部材１３の厚さより薄くすることで、第１及び第２の部材１２，１３による初期応力をキャンセルすると共に、光照射時の可動部材４０７全体の変形としては、確実に配線１０，１１に接触させることができるようになる。
【００９６】
図１３は、本発明の第６の実施形態に係るスイッチ装置の断面図である。
【００９７】
図１３に示すようにスイッチ装置１は、基板２、スイッチ本体３、カバー部材５０４、光源５及び光源用配線６等を有する。
【００９８】
ここで、カバー部材５０４は、上述の実施形態と異なり例えば図１３に示すように中間基板１５の代わりに光透過性基板５１４が中間基板分の厚さも有し、スイッチ本体３を収容する中空部５１６を備えている。また、当該光透過性基板５１４と基板２との接合は、間にＡｕまたは、Ｓｉの薄膜５２１、例えば厚さ１ｎｍ〜５００ｎｍ、より好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍを介して、Ａｕには金接し、Ｓｉには陽極接合されている。
【００９９】
また、中空部５１６は中間基板１５の中空部のように貫通されたものではなく、基板２側に開口した略矩形状の凹形状を有している。この凹形状にスイッチ本体３が収納されることとなる。
【０１００】
このように本実施形態によれば、中間基板１５の代わりに光透過性基板５１４が中間基板分の厚さも有し、スイッチ本体３を収容する中空部５１６を備えることとしたので、部品点数を少なくすることができる。
【０１０１】
図１４は、本発明の第７の実施形態に係る回路装置のブロック図、図１５は回路装置の斜視図及び図１６は図１５のＩ−Ｉ線断面図である。尚、図１５の斜視図では、機能素子のうちの信号線路の一部を表しその他のアンテナや回路等を省略している。
【０１０２】
回路装置７２１は、例えば図１４に示すように機能素子としてのアンテナ７２２、７２３、そのアンテナを切替えるスイッチ素子としてのアンテナ切替えスイッチ７２４、そのアンテナ切替えスイッチ７２４に電気的に接続された送受信切替えスイッチ７２５、その送受信切替えスイッチ７２５に電気的に接続されたＬＮＡ(Low Noise Amplifier)７２６、ＰＡ(Power Amplifier)７２７、ＬＮＡ７２６に電気的に接続されたＢＰＦ(Band-Pass Filter)７２８、ＰＡ７２７に電気的に接続されたＢＰＦ(Band-Pass Filter)７２９、ＢＰＦ(Band-Pass Filter)７２８、７２９に電気的に接続されたトランシーバーＩＣ(Integrated Circuit)７３０及びそのトランシーバーＩＣ７３０に電気的接続された受信回路７３１、送信回路７３２、ＶＣＯ(Voltage Controlled Oscillator)７３３及びそれらを電気的に結ぶ信号線路７３４等を有している。
【０１０３】
ここでアンテナ７２２、７２３は、例えばアンテナ切替えスイッチ７２４等と共に基板７０２に形成されており、互いに周波数帯が異なるアンテナであり、アンテナ切替えスイッチ７２４によってアンテナを切替え、周波数帯を選択できる。
【０１０４】
基板７０２は、例えば略矩形の低誘電率ガラス基板であり、石英（比誘電率εｒ＝３．９ａｔ１ＭＨｚ）、パイレックス（登録商標）（比誘電率εｒ＝４．６ａｔ１ＭＨｚ）、液晶用基板（比誘電率εｒ＝４．６ａｔ１ＭＨｚ）等が用いられる。
【０１０５】
また、基板７０２には、図１５に示すように基板上に設けられた機能素子の例である信号線路７３４（７３４ａ、７３４ｂ、７３４ｃ）及びスイッチ素子としてのアンテナ切替えスイッチ７２４を備えている。
【０１０６】
信号線路７３４は、アンテナ切替えスイッチ７２４の後述する配線３１０、３１１等に電気的に接続されており、例えばＡｌ、Ｔｉ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｇの他、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ等の合金により形成されている。信号線路７３４の厚さは、信号線路７３４を流れる信号が６０ＧＨｚ設計の場合、表面効果を考慮して４００ｎｍ前後、より好ましくはその２、３倍程度である。
【０１０７】
また、例えば図１５に示すように信号線路７３４ａは、配線３１０とアンテナ７２２とを電気的に接続し、信号線路７３４ｂは、配線３１１とアンテナ７２３とを電気的に接続している。更に信号線路７３４ｃは、アンカーからの図示しない配線と送受信切替えスイッチ７２５とを電気的に接続している。
【０１０８】
アンテナ切替えスイッチ７２４は、例えば図１６に示すようにカンチレバー型のスイッチ本体３、そのスイッチ本体３をカバーするカバー部材４及び当該スイッチ本体３に光を照射する光源５等を有する。
【０１０９】
ここで、スイッチ本体３は、可動部材７、アンカー８、接触電極３０９ａ、３０９ｂ、及び配線３１０、３１１を有しており、配線３１０は光透過性基板１４に、配線３１１は基板７０２に形成されている。
【０１１０】
また、送受信切替えスイッチ７２５もアンテナ切替えスイッチ７２４と略同様であるのでその説明を省略する。
【０１１１】
このように本実施形態によれば、回路装置７２１は、光源５を有し、その光源５から出射された光を受け、その光の熱エネルギーにより変形して、スイッチングするアンテナ切替えスイッチ７２４、送受信切替えスイッチ７２５を備えることとした。従って、例えば周波数の異なるアンテナの選択を完全にスイッチ制御回路と信号伝送回路としてのＣＰＷの信号線路やアンテナ等とを空間的、電気的に分離した状態でできる。
【０１１２】
これにより、アンテナ切替えスイッチ等のカットオフ時のアイソレーションを十分とることが可能となると共に、高周波信号成分がスイッチ制御回路側へ漏れてしまうことがなく、回路系を単純にでき、インピーダンス整合が取りやすくなる。
【０１１３】
また、特に３０ＧＨｚを超えるようなミリ波帯の高周波伝送のスイッチングを低損失で実現することが可能となる。
【０１１４】
更に、光の熱エネルギーにより変形し、スイッチ操作させるので、光を受け電圧を発生する受光素子が複数個直列に接続された直列回路を有する受光回路を必要とせず、製造コストの低減を図れる。
【０１１５】
また、高周波回路上に挿入される切替えスイッチ素子において、電気回路的に完全に分離した形態で制御可能となるため、信号損失を最小化できる。また、高電圧の回路が不要となり、設計の自由度が上がる。不要輻射の問題を解消できる他、現実的なマルチバンドアンテナ、アンテナアレイモジュールを実現できる。
【０１１６】
図１７は、本発明の第８の実施形態に係る回路装置の説明図、図１８は回路装置の斜視図及び図１９は図１８のＪ−Ｊ線断面図である。尚、図１８の斜視図では、機能素子のうちの信号線路の一部を表しその他のアンテナ等を省略している。
【０１１７】
回路装置８２１は、例えば図１７及び図１８に示すように基板８０２上に機能素子としてのアンテナ８２２、８２３、８２４、８２５、その各アンテナを夫々オンオフするスイッチ素子としてのスイッチ装置８２６、８２７、８２８、８２９及びそれらを電気的に結ぶ信号線路８３４等を有している。
【０１１８】
ここでアンテナ８２２、８２３、８２４、８２５は、例えば図１７に示すように夫々アンテナの向いている方向が異なり、スイッチ装置８２６、８２７、８２８、８２９を次々とスイッチングすることにより、一番受信した信号の強いアンテナを選択できるようにしたものである。尚、図１７では、スイッチ装置８２６がスイッチオンされており、アンテナ８２２が選択されている。
【０１１９】
また、スイッチ装置８２６、８２７、８２８、８２９は夫々同じ構造で、例えばスイッチ装置８２６は、図１８及び図１９に示すように基板２、その基板上に設けられたカンチレバー型のスイッチ本体３、そのスイッチ本体３をカバーするように当該基板上に設けられたカバー部材４、そのカバー部材上にスイッチ本体３に光を供給する光源５及び光源用配線６等を有する。
【０１２０】
スイッチ本体３は、光源５からの光を受ける可動部材７、その可動部材７を支えるアンカー８、当該可動部材のアンカーと反対側に設けられた導電部材としての接触電極９及びその接触電極９に接触または、離間する配線１０、１１を有する。
【０１２１】
更に配線１０、１１は例えば図１９に示すように基板２を貫通する導通部材８３５により基板８０２の信号線路８３４に電気的に接続されている。
【０１２２】
このように本実施形態によれば、回路装置８２１は、光源５を有し、その光源５から出射された光を受け、その光の熱エネルギーにより変形して、スイッチングするスイッチ装置８２６等と、それらのスイッチ装置に電気的に接続され、夫々の方向の異なるアンテナ８２２等を備えることとした。従って、複数のアンテナのうちで最も感度のよいものの選択を、完全にスイッチ制御回路と信号伝送回路としての信号線路やアンテナ等とを空間的、電気的に分離した状態でできる。
【０１２３】
これにより、スイッチ装置のカットオフ時のアイソレーションを十分とることが可能となると共に、高周波信号成分がスイッチ制御回路側へ漏れてしまうことがなく、回路系を単純にでき、インピーダンス整合が取りやすくなる。
【０１２４】
また、特に３０ＧＨｚを超えるようなミリ波帯の高周波伝送のスイッチングを低損失で実現することが可能となる。
【０１２５】
更に、光の熱エネルギーにより変形し、スイッチ操作させるので、光を受け電圧を発生する受光素子が複数個直列に接続された直列回路を有する受光回路を必要とせず、製造コストの低減を図れる。
【０１２６】
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述したいずれの実施形態にも限定されず、本発明の技術思想の範囲内で適宜変更し或は上述した各実施形態を組み合わせて実施できるものである。
【０１２７】
例えば上述の実施形態では、配線１０，１１を可動部材７の長手方向（例えば図３中のＸ軸方向）に並設したがこれに限られるものではなく、例えば可動部材７の長手方向に交差する方向に配線１０，１１を並設してもよい。これにより、多種多様な配線設計が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】第１の実施形態に係る回路装置の一部を示す斜視図である。
【図２】図１の分解斜視図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】スイッチ装置の動作を説明する図である。
【図６】スイッチ装置の製造方法を説明するフローチャートである。
【図７】接触電極を形成するまでの製造工程を説明する説明図
【図８】第２の部材を形成するところからパッケージまでの製造工程の説明図である。
【図９】第２の実施形態に係るスイッチ装置の図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図１０】第３の実施形態に係るスイッチ装置の図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図１１】第４の実施形態に係るスイッチ装置の図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図１２】第５の実施形態に係るスイッチ装置の図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図１３】第６の実施形態に係るスイッチ装置の断面図である。
【図１４】第７の実施形態に係る回路装置のブロック図である。
【図１５】第７の実施形態に係る回路装置の斜視図である。
【図１６】図１５のＩ−Ｉ線断面図である。
【図１７】第８の実施形態に係る回路装置の説明図である。
【図１８】第８の実施形態に係る回路装置の斜視図である。
【図１９】図１８のＪ−Ｊ線断面図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１…スイッチ装置
２…基板
４…カバー部材
５…光源
７…可動部材
１０、１１…配線
１２…第１の部材
１３…第２の部材
１４…光透過性基板
１５…中間基板
１６…中空部
４２０…第３の部材
７２１、８２１…回路装置
７２２、７２３、８２２、８２３、８２４、８２５…アンテナ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチ装置、そのスイッチ装置が用いられた信号伝送回路装置及びスイッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高周波伝送回路、とりわけ３０ＧＨｚを越えるようなミリ波体の周波数で電力、信号伝送する場合、通常のＦＥＴ(Field Effect Transistor)を用いるようなスイッチでは一般に損失が大きくなる。また、カットオフ時のアイソレーションが十分に取れない等の理由により実質半導体デバイスとしてディスクリートですら行なうことが困難という問題があった。
【０００３】
その問題を改善するものとして、ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)デバイスとしてのスイッチ装置（スイッチ素子）の開発が進められ、静電力を利用してスイッチングすることも提案されている。しかし、静電アクチュエーター式のスイッチでは、動作電圧が実質２０Ｖ以上になってしまい、既存の高周波回路に組み込むことが困難である等の問題があった。
【０００４】
そこで、例えば発光素子を含み光を出射する発光回路と、その発光回路から出射された光を受け電圧を発生する受光素子が複数個直列に接続された直列回路を有する受光回路と、その受光回路によって発生された電圧によって駆動されるＲＦ(Radio Frequency)−ＭＥＭＳスイッチと、を備えたＭＥＭＳ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−１０３５５９号公報（段落[０００９]、[００２１]、図２、図１３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の装置等では、入出力端子に電気的に接続された接点の近くに静電電極が配置されることから、スイッチ制御回路と信号伝送回路とが電気的に完全には分離できない。従って、高周波信号成分がスイッチ素子制御回路側へ漏れてしまい、回路系が複雑となりインピーダンス整合が取りにくい等の問題が考えられる。
【０００６】
また、上記特許文献１に記載の装置等では、発光回路から出射された光を受け電圧を発生する受光素子が複数個直列に接続された直列回路を有する受光回路を必要とするため、部品点数が増え、製造コストを軽減できない等の問題もある。
【０００７】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、信号伝送回路での損失が少なく、かつ、カットオフ時のアイソレーションが十分に取れると共にインピーダンス整合がとり易く、製造コストを低減できるスイッチ装置、そのスイッチ装置を用いた信号伝送回路装置、そのスイッチング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係るスイッチ装置は、機能素子をスイッチングするスイッチ装置において、光源と、前記機能素子に電気的に接続可能な配線と、導電部材を有し、前記光源から出射された光を受け、その光の熱エネルギーにより変形することで、前記導電部材を前記配線に接触させ、または、離間させる可動部材とを具備することを特徴とする。ここで、「機能素子」とは、高周波回路のＣＰＷ(Coplanar Waveguide)やアンテナ、コイル等を含むものであり、「配線」とは、端部を有する導線等をいう。
【０００９】
例えば従来の静電容量型では、高電圧（一般に２０Ｖ以上）を印加して結線に必要なスイッチ動作を行う点や、容量結合型のスイッチでは信号線路を交流的に設置する原理から、どうしてもカットオフのアイソレーションを取る際に静電ギャップを大きく取らなければならず、そうする事によってより高い電圧をスイッチ駆動に必要になる等の避けがたい問題が残っていた。
【００１０】
本発明では、光源から出射された光を受け、その光の熱エネルギーにより変形することで、導電部材を配線に接触させ、または、離間させる可動部材を具備することとした。従って、完全にスイッチ制御回路と信号伝送回路としてのＣＰＷの信号線路やアンテナ等とを空間的、電気的に分離した状態でスイッチングできる。
【００１１】
これにより、スイッチング時のアイソレーションを十分とることが可能となると共に、高周波信号成分がスイッチ制御回路側へ漏れてしまうことがなく、回路系を単純にでき、インピーダンス整合が取りやすくなる。
【００１２】
更に、光の熱エネルギーにより変形し、スイッチングさせるので、光を受け電圧を発生する受光素子が複数個直列に接続された直列回路を有する受光回路を必要とせず、製造コストの低減を図れる。
【００１３】
本発明の一の形態によれば、前記可動部材は、第１の熱膨張係数を有する第１の部材とその熱膨張係数と異なる第２の熱膨張係数を有する第２の部材とを有することを特徴とする。これにより、受けた光の熱エネルギーで可動部材が、熱膨張係数の小さい方に曲がるように変形し、きわめて容易に導電部材を配線に接触させ、または離間させることができる。
【００１４】
本発明の一の形態によれば、前記可動部材は、第１の熱膨張係数を有する第１の部材と、その熱膨張係数と異なる第２の熱膨張係数を有する第２の部材と、前記第１の熱膨張係数と異なる第３の熱膨張係数を有する第３の部材とを有し、前記第１の部材は、前記第２の部材と前記第３の部材との間に挟まれていることを特徴とする。これにより、可動部材がその材質や薄さにより光を受ける前に変形してしまうことを、そのサンドイッチ構造によりその初期応力をキャンセルし、防ぐことができる。
【００１５】
本発明の一の形態によれば、前記第３の部材は、前記第２の部材と同じ材料で形成され、かつ、その大きさが異なることを特徴とする。ここで「大きさ」とは、第３の部材の形状は勿論、例えば第３の部材が板材であるときに、その厚さ等も含むものとする。これにより、第３の部材による応力のキャンセル量を制御し、光照射時の可動部材の変形が必要以上抑制されることを防ぐことができる。例えば、第３の部材の厚さを第２の部材の厚さより薄くすることで、第１及び第２の部材による初期応力をキャンセルすると共に、光照射時の可動部材全体の変形としては、確実に配線に接触させ、または、離間させることができるようになる。
【００１６】
本発明の一の形態によれば、前記光源は、半導体レーザ、発光ダイオードまたは、エレクトロルミネセンスパネルであることを特徴とする。これにより、光の熱効率を高くして、よりスイッチングを確実にさせることができる。また、半導体レーザ（例えば面発光レーザ）を用いることでより正確に光を可動部材に照射できる。
【００１７】
本発明の一の形態によれば、前記可動部材は、第１の光吸収率を有する第１の領域と、前記第１の光吸収率より高い第２の光吸収率を有し、前記光を受ける第２の領域とを有することを特徴とする。これにより、可動部材の熱効率を高くできるので、低めの光エネルギーでも十分スイッチングさせることができるようになる。
【００１８】
本発明の一の形態によれば、前記配線が設けられた基板と、その基板上に固定され、前記可動部材を収容し、前記光源が外側に実装されると共に当該光源から出射される光が前記可動部材に到達するように、光透過性を有するカバー部材とを更に具備することを特徴とする。ここで、「基板」とは、例えば低誘電率ガラス基板（石英、パイレックス（登録商標）、液晶用基板等）等であり、「光透過性」とは、１００％近く光を透過する場合に限られず、例えば５０％近く光を透過する半透過程度のものでも良い。また、「光透過性を有するカバー部材」とは、カバー部材の全体が光透過性を有する場合に限られず、部分的に光透過性を有している場合も含む。少なくとも光が進む領域が、光透過性を有していれば良い。
【００１９】
これにより、光源をカバー部材の外側に配置でき、よりスイッチ制御回路と信号伝送回路としてのＣＰＷの信号線路やアンテナ等とを空間的、電気的に分離できる。
【００２０】
本発明の一の形態によれば、前記カバー部材は、光透過性を有し、その外側に前記光源が実装される光透過性基板と、前記光透過性基板と前記基板との間に設けられ、前記可動部材と前記配線の少なくとも一部とが収容される中空部を有する中間基板とを有することを特徴とする。ここで、「中空部」とは、例えば中間基板を貫通するように空けられた部分をいうが、これに限られるものではなく例えば貫通しておらず、基板側の面に形成された凹部のようなものも含むものとする。
【００２１】
これにより、例えばカバー部材の光源を実装する部分とそのほかの部分とを別基板としたので、光源を実装する部分をより薄く形成することが容易となり、スイッチ装置の製造コストの低減と光源から出射された光の減衰をより小さくさせることができる。
【００２２】
本発明の他の形態に係る信号伝送回路装置は、基板と、前記基板に設けられた機能素子と、光源を有し、その光源から出射された光を受け、その光の熱エネルギーにより変形して、前記機能素子をスイッチングするスイッチ素子とを具備することを特徴とする。
【００２３】
本発明では、光源から出射された光を受け、その光の熱エネルギーにより変形して、機能素子例えばアンテナをスイッチングするスイッチ素子を具備することとした。従って、完全にスイッチ制御回路と信号伝送回路としてのＣＰＷの信号線路やアンテナ等とを空間的、電気的に分離した状態でスイッチ素子を駆動できる。これにより、スイッチ素子のカットオフ時のアイソレーションを十分とることが可能となると共に、高周波信号成分がスイッチ制御回路側へ漏れてしまうことがなく、回路系を単純にでき、インピーダンス整合が取りやすくなる。
【００２４】
更に、光の熱エネルギーにより変形し、スイッチ操作させるので、光を受け電圧を発生する受光素子が複数個直列に接続された直列回路を有する受光回路を必要とせず、製造コストの低減を図れる。
【００２５】
本発明の一の形態によれば、前記機能素子は、アンテナであることを特徴とする。これにより、例えば周波数帯の違う電波向けアンテナを低コストで、かつ、アイソレーションを十分とって適宜切り替えることができることとなる。
【００２６】
本発明の一の形態によれば、前記機能素子は、高周波信号伝送回路であることを特徴とする。ここで、「高周波信号」とは、例えば３０ＧＨｚを超えるような周波数を持つ信号であって、所謂マイクロ波やミリ波も含む信号である。これにより、マイクロ波、ミリ波で例えばＣＰＷ中に信号を伝送する場合もその損失を少なくさせることができる。
【００２７】
本発明の他の形態に係るスイッチング方法は、機能素子をスイッチングするスイッチング方法において、出射された光を可動部材に受けるステップと、前記受けた光の熱エネルギーにより前記可動部材を変形させ、前記機能素子をスイッチングするステップとを具備することを特徴とする。
【００２８】
本発明では、光の熱エネルギーにより可動部材を変形させ、機能素子をスイッチングすることとしたので、完全にスイッチ制御回路と信号伝送回路としてのＣＰＷの信号線路やアンテナ等とを空間的、電気的に分離した状態でスイッチングできる。これにより、スイッチング時のアイソレーションを十分とることが可能となると共に、高周波信号成分がスイッチ制御回路側へ漏れてしまうことがなく、回路系を単純にでき、インピーダンス整合が取りやすくなる。
【発明の効果】
【００２９】
以上のように、本発明によれば、信号伝送回路での損失が少なく、かつ、カットオフ時のアイソレーションが十分に取れると共に製造コストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づきスイッチ装置及びそのスイッチ装置を備えた信号伝送回路装置（以下単に「回路装置」という。）について説明する。
【００３１】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るスイッチ装置の斜視図及び図２は、図１の分解斜視図である。
【００３２】
スイッチ装置１は、図１及び図２に示すように基板２、その基板上に設けられたカンチレバー型のスイッチ本体３、そのスイッチ本体をカバーするように当該基板上に設けられたカバー部材４、そのカバー部材上にスイッチ本体に光を供給する光源５及び光源用配線６等を有する。
【００３３】
ここで、基板２は例えば略矩形の低誘電率ガラス基板であり、石英（比誘電率εｒ＝３．９ａｔ１ＭＨｚ）、パイレックス（登録商標）（比誘電率εｒ＝４．６ａｔ１ＭＨｚ）、液晶用基板（比誘電率εｒ＝５．７ａｔ１ＭＨｚ）等が用いられる。例えばその厚さ（図１中のＺ方向長さ）は、液晶用基板で約５００μｍである。
【００３４】
スイッチ本体３は、図１のＡ−Ａ線断面図である図３に示すように光源５からの光を受ける可動部材７、その可動部材７を支えるアンカー８、当該可動部材７のアンカー８と反対側に設けられた導電部材としての接触電極９及びその接触電極９に接触または、離間する配線１０、１１を有する。
【００３５】
可動部材７は、図３に示すように略矩形状を有し、光源側（図３中のＺ軸方向）に第１の部材１２、その裏側に第２の部材１３となるように薄膜が積層されてバイメタルを形成している。第１の部材１２としては、第１の熱膨張係数、例えば熱膨張係数２５ｐｐｍ／℃のＡｌで２００ｎｍ程度の厚さに形成されている。勿論これに限られるものではなく一般的な金属、及びその合金でもよく、具体的にはＡｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｐｄ、Ｂｉ、Ｓｉ、Ｃ等でもよい。
【００３６】
また、第２の部材１３としては、第２の熱膨張係数、例えば熱膨張係数０．５ｐｐｍ／℃のＳｉＮｘで２００ｎｍ程度の厚さに形成されている。勿論これに限られるものではなく例えばＳｉＯ２またはＳｉＮｘやＳｉＯ２の組成比を含むＳｉＯｘＮｙで形成してもよい。その他、絶縁性の高いＡｉ２Ｏ３やＳｉＣ等のセラミック材に加え、例えば絶縁性の高い材料で形成することが性能を良好にできるが、一般的は金属、及びその合金でもよく、具体的にはＡｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｐｄ、Ｂｉ、Ｓｉ、Ｃ等でもよい。
【００３７】
更に上述の第１及び第２の熱膨張係数も２５ｐｐｍ／℃や０．５ｐｐｍ／℃に限られるものではなく、それより小さくても良い。
【００３８】
アンカー８は、図３に示すように略矩形状の可動部材７の一方端を基板２に固定しており、当該一方端の基板からの高さが例えば約７μｍとなるようにＡｌ等で形成されている。これにより、後述する接触電極９と配線１０、１１とは所定の間隔で離間することとなる。
【００３９】
また、接触電極９は、可動部材７のアンカー８と反対側開放端の基板２に対向する面に、厚さが例えば５０ｎｍで略矩形状に設けられている。尚、厚さは５０ｎｍに限られるものではなく、少なくとも１ｎｍから配線１０、１１と同じ厚さ、好適には６０ＧＨｚでの表皮効果が４００ｎｍであるところから１０ｎｍ〜４００ｎｍと予想される。
【００４０】
更に接触電極９の材料は、例えばＡｕ−Ｇｅ合金により形成されるがこれに限られるものではなく、Ａｕの他、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｐｄ、Ｂｉ、Ｓｉ、Ｃ等の金属を組成比として持つ合金が良い。
【００４１】
配線１０、１１は、例えば図１のＢ−Ｂ線断面図である図４に示すように丁度、可動部材７に平面的に重なるように基板２に設けられている。また、配線１０、１１は図３に示すように接触電極９の中央部付近で左右に分離して形成されており、接触電極９とその配線の一部が平面的に重なるように形成されている。これにより、後述するように可動部材７の変形により接触電極９が例えば下降すると、二つの配線の端部１０a、１１aに接触し、電気的に絶縁されていた配線１０，１１は互いに接触電極９を介して電気的に接続されることとなる。すなわち、スイッチ装置１は、電気的にオンされることとなる。尚、当該配線１０、１１は、後述するように例えば基板２を貫通する導通部材により他の基板上に形成された信号伝送回路の信号線路等に電気的接続可能である。
【００４２】
次に、カバー部材４は例えば図２及び図３に示すように光源５が設けられる平板状の光透過性基板１４及びその光透過性基板１４とスイッチ本体３が形成された基板２との間に配置された中間基板１５を有する。
【００４３】
ここで、光透過性基板１４は厚さが例えば２００ｎｍのガラス基板である。また、中間基板１５は、例えば厚さが１００μｍのＳｉ基板により形成されており、図２に示すようにその中央部には、略矩形状に貫通された中空部１６が設けられている。この中空部１６にスイッチ本体３が収まっている。尚、当該基板２と中間基板１５、光透過性基板１４とは夫々陽極接合されている。
【００４４】
また、光源５は、スイッチ本体（可動部材）に光を供給する、例えば半導体レーザである。半導体レーザは、例えば面発光レーザで図３及び図４に示すように丁度、可動部材である第１及び第２の部材１０、１１の真上に光透過性基板１４を介して配置されている。具体的には、出射された光の光軸が、第１の部材表面の略中央に来るように配置されている。これにより、半導体レーザから出射された光が光透過性基板１４を透過し、第１及び第２の部材１０、１１に照射され、その光の熱エネルギーにより夫々を加熱することとなる。
尚、半導体レーザの波長は、３２５ｎｍ〜１５５０ｎｍ帯で第１及び第２の部材１０、１１の光吸収率の良好な範囲で選択できる。更に、光源は半導体レーザに限られるものではなく、例えばＬＥＤ(Light Emitting Diode)、ＥＬ(Electronic Luminescence)素子等が可能である。
【００４５】
光源用配線６は、例えば図１に示すように光透過性基板上に半導体レーザの電極に電気的に接続されており、一部ワイヤーボンドとなっている。
【００４６】
以上のように構成されたスイッチ装置１の動作について説明する。図５は、スイッチ装置の動作を説明する図である。
【００４７】
まず、図示しないスイッチ制御回路により光源５である半導体レーザの電極に電流が供給されると、半導体レーザの光出射側から可動部材方向に、例えば６７０ｎｍの波長の光が出射される。そして、出射された光は光透過性基板１４に入射し、略直下に進み図５中の白抜き矢印Ｃに示すように光透過性基板１４の中間基板１５の中空部側から出射し、第１の部材表面に到達する。これにより、第２の部材１３に積層されている第１の部材１２は勿論、当該第２の部材１３も照射された光による熱エネルギーを受け、温度が上昇し、組成変形を起こす。
【００４８】
すなわち、第１及び第２の部材はそれぞれの熱膨張係数に基づき例えば図５中の矢印Ｄ、Ｅ方向に膨張する。このとき、第１の部材１２は第２の部材１３より膨張係数が大きいので、可動部材７の基板２に遠い側である第１の部材１２がその裏側（基板２に近い側）の第２の部材１３より大きく伸びようとする。この結果、可動部材７は図５に示すようにアンカー８の反対側が基板２側に曲がるように変形し、その可動部材７の基板側に形成された接触電極９が、配線１０、１１に接触するまで下降することとなる。
【００４９】
そして、接触電極９が配線１０、１１に接触すると図５に示すように電気的に切断された配線１０、１１が接触電極９を介して電気的に接続されることとなる。これにより、例えば配線１０、１１と電気的に接続された他の基板上の信号伝送回路等のスイッチングがなされる。
【００５０】
次に、スイッチ装置の製造方法について説明する。図６は、スイッチ装置の製造方法を説明するフローチャート、図７は接触電極を形成するまでの製造工程を説明する説明図及び図８は第２の部材を形成するところからパッケージするまでの製造工程を説明する説明図である。尚、図７及び図８は図１のＡ−Ａ線断面図に基づき説明したものである。
【００５１】
まず、液晶用基板例えば比誘電率εｒ＝５．７ａｔ１ＭＨｚのものを厚さ約５００μｍで略矩形状に形成したものの表面にＴｉ等をスパッタ等により成膜し、エッチング等によりパターニングして図７（ａ）に示すように配線１０、１１を形成する（ＳＴ６０１）。具体的には、配線１０と配線１１とは、接触電極９の幅（図３中のＸ軸方向）より狭い距離で離間して形成されている。勿論、スパッタに限られるものではなく、真空蒸着やメッキ等でもよい。このとき、表皮効果を考慮して配線１０、１１の厚さが４００ｎｍ、より好ましくは４００ｎｍの２、３倍程度となるように形成する。また、配線１０、１１の材料もＡｌ，Ａｕ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｐｔ，Ａｇでもよく、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ等の合金でもよい。
【００５２】
次に、例えば図７（ｂ）に示すように犠牲層１７としてのＳｉをスパッタ或いは真空蒸着により配線１０、１１を覆うように成膜する（ＳＴ６０２）。勿論、Ｓｉに限られるものでなく、有機レジスト、その他樹脂をスピンコートで形成してもよい。具体的には、犠牲層１７の配線側の端面１７ａが配線１０の端面と揃うように、また、当該犠牲層１７の反対側の端面１７ｂは、例えば図７（ｂ）に示すように配線１１の端面より外側に来るように形成される。これにより、犠牲層１７の一端は基板上に直接形成され、当該犠牲層を除去したときに配線１１とアンカー８とが離間することとなる。
【００５３】
その後、例えば図７（ｃ）に示すようにＡｌをスパッタで成膜し、エッチング等によりパターニングして犠牲層１７の端面１７ｂに隣接するアンカー８を形成する（ＳＴ６０３）。そのアンカー８の厚さは、理想的には配線１０、１１の厚さに犠牲層１７の厚さを加えたものであるが、後で成膜する第１及び第２の部材に機械的ストレスが影響しなければそれ以下でもよい。また、アンカー８の材料としては、Ａｌに限られるものではなくＴｉ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｇの他、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ等の合金でもよく、更に成膜方法もスパッタに限られず、真空蒸着やメッキ等でもよい。
【００５４】
そして、犠牲層１７に例えばＡｕ−Ｇｅ合金をスパッタにより成膜し、エッチング等により略矩形にパターニングして接触電極９を形成する（ＳＴ６０４）。この際、接触電極９が配線１０の端部１０ａと配線１１の端部１１ａとに丁度、平面的に重なるように形成する。接触電極９の材料としては、Ａｕの他、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｐｄ、Ｂｉ、Ｓｉ、Ｃ等の金属を組成比として持つ合金がよい。厚さは少なくとも１ｎｍ以上で配線１０、１１と同じ厚さ、６０ＧＨｚでの表皮効果が４００ｎｍであるところから好ましくは１０ｎｍ〜４００ｎｍであると考えられる。成膜方法は、勿論スパッタに限られるものではなく、真空蒸着等でもよい。
【００５５】
なお、図７（ｄ）のように予め犠牲層１７の表面に凹部を形成して、その凹部に接触電極９を形成するようにしてもよい。
【００５６】
次に、例えば図８（ａ）に示すように犠牲層１７及び接触電極９、アンカー８の上にＳｉＮｘを厚さ約２００ｎｍとなるようにスパッタ等により成膜し、略矩形状でアンカー８にその端が重なるようにエッチングしてパターニングし、第２の部材１３を形成する（ＳＴ６０５）。第２の部材の材料はＳｉＮｘに限られるわけではなく、例えばＳｉＯ２またはそれらの組成比を含むＳｉＯｘＮｙで形成できる。また、その他絶縁性の高いＡｉ２Ｏ３やＳｉＣ等のセラミック材に加え、より好ましくは絶縁性の高い材料で形成することであるが、一般的な金属（例えばＡｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｐｄ、Ｂｉ、Ｓｉ、Ｃ等）、及びその合金でも構わない。
【００５７】
その後、形成された第２の部材１３の上に例えば図８（ｂ）に示すようにＡｌを厚さ２００ｎｍとなるようにスパッタ等により成膜し、第２の部材１３と丁度重なるようにエッチングしてパターニングし、第１の部材１２を形成する（ＳＴ６０６）。第１の部材１２の材料としては、Ａｌに限られるものではなく例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｐｄ、Ｂｉ、Ｓｉ、Ｃ等でもよい。
【００５８】
更に犠牲層１７をＸｅＦ２プラズマによるドライエッチングにより図８（ｃ）に示すように除去する（ＳＴ６０７）。また、犠牲層１７が有機レジストや樹脂であればＯ２プラズマの他、アセトン、ＩＰＡ、レジスト剥離液等のウエットエッチングとの組み合わせ等を用いて行う。
【００５９】
また、例えばガラス基板を厚さ２００ｎｍで略基板２と同じ大きさに形成した光透過性基板１４に、その光透過性基板１４と略同じ大きさで厚さが１００μｍに形成されたＳｉ基板を陽極接合する（ＳＴ６０８）。
【００６０】
そして、陽極接合されたＳｉ基板を例えば図８（ｄ）に示すように中央部分を略矩形状にプラズマエッチングして中空部１６を形成し（ＳＴ６０９）、中間基板１５を形成する。ここで中空部１６は、少なくともスイッチ本体３が収まる大きさに形成されている。尚、光透過性基板１４に陽極接合される中間基板１５の厚さは、１００μｍに限られるものではなく、当該中間基板１５の中空部１６にスイッチ本体３がスイッチング可能なように収容される厚さであればよく、スイッチ本体３の大きさ等により例えば１０〜５００μｍであってもよい。
【００６１】
更に例えば図８（ｅ）に示すように、スイッチ本体３が形成された基板２にそのスイッチ本体３を、中空部１６に収納するように中間基板１５を陽極接合する（ＳＴ６１０）。
【００６２】
次に、中間基板１５に陽極接合された光透過性基板１４の外側表面に例えばＡｌ等によりパターン形成して光源用配線６を形成する（ＳＴ６１１）。そして光源５、例えば６７０ｎｍの波長の光線を出射する半導体レーザを図１のように光透過性基板１４等に実装し、光源用配線６にワイヤーボンディングやダイボンドで電気的に接続する（ＳＴ６１２）。
【００６３】
ここで、図示しないスイッチ制御回路、例えば光源用制御回路を光源用配線６の形成と同時に光透過性基板１４に形成しても良いし、他の基板等に形成して電気的に接続しても良い。
【００６４】
以上でスイッチ装置１が完成する（ＳＴ６１３）。
【００６５】
尚、光透過性基板１４と中間基板１５との接合及び中空部の形成は、ＳＴ６０７の後の工程に限られるものではなく、予め製造しておいても良いし、スイッチ本体３の製造と同時に製造しても良い。
【００６６】
このように本実施形態によれば、光源５から出射された光を受け、その光の熱エネルギーにより変形することで、導電部材としての接触電極９を配線１０、１１に接触させ、または、離間させる可動部材７を具備することとした。従って、完全にスイッチ制御回路と信号伝送回路としての信号線路に電気的に接続された配線等とを空間的、電気的に分離した状態でスイッチングできる。これにより、スイッチング時のアイソレーションを十分とることが可能となると共に、高周波信号成分がスイッチ制御回路側へ漏れてしまうことがなくなる。また、回路系を単純にでき、インピーダンス整合が取りやすくなる。
【００６７】
更に、光の熱エネルギーにより変形し、スイッチングさせるので、光を受け電圧を発生する受光素子が複数個直列に接続された直列回路を有する受光回路を必要とせず、製造コストの低減を図れる。
【００６８】
また、可動部材７は、第１の熱膨張係数を有する第１の部材１２とその熱膨張係数と異なる第２の熱膨張係数を有する第２の部材１３とを有するので、受けた光の熱エネルギーで可動部材７が、熱膨張係数の小さい方に曲がるように変形する。従って、きわめて容易に接触電極９を配線１０、１１に接触させ、または離間させることができ、配線１０、１１相互を、接触電極９を介して電気的にカットオフが可能となる。
【００６９】
更に光源５を半導体レーザとしたので、光の熱効率を高くして、よりスイッチングを確実にさせることができる。また、半導体レーザを用いることでより正確に光を可動部材７に照射できる。
【００７０】
また、光源５が外側に実装されると共に当該光源５から出射される光が可動部材７に到達するように、光透過性を有するカバー部材４を具備することとしたので、よりスイッチ制御回路の信号と配線１０、１１に流れ込む信号とを空間的、電気的に分離できる。尚、光透過性基板１４は、１００％近く光を透過する場合に限られず、例えば５０％近く光を透過する半透過程度のものでも良い。
【００７１】
尚、光透過性基板１４は、全体が光透過性を有する場合に限られず、部分的に光透過性を有している場合も含む。少なくとも光が進む領域が、光透過性を有していれば良い。
【００７２】
図９は、本発明の第２の実施形態に係るスイッチ装置の図１のＡ−Ａ線断面図である。尚、これ以降の発明の説明では、上述した実施形態に係るスイッチ装置の部材や機能等について同様なものは説明を簡略または省略して、異なる点を中心に説明する。
【００７３】
図９に示すようにスイッチ本体３は、可動部材１０７、アンカー８、接触電極９及び配線１０、１１を有する。可動部材１０７は、例えば第１及び第２の部材１１２、１１３を有し、当該第１及び第２の部材は、第１の光吸収率を有する第１の領域Ｆ（図９中のＦ）とその第１の光吸収率より高い光吸収率を有する第２の領域Ｇ（図９中のＧ）を有する。
【００７４】
ここで、第２の領域Ｇは、光源５から出射される光（図９中の矢印Ｈ）を受ける部分でもあり、例えば黒色のシリコン薄膜１２１やカーボン等がその部分に配置されている。これにより、当該可動部材１０７は、光を受ける第２の領域Ｇが他の第１の領域Ｆより光吸収率が高くなることとなる。
【００７５】
このように本実施形態によれば、可動部材１０７は、第１の光吸収率を有する第１の領域Ｆと、第１の光吸収率より高い光吸収率を有し、光源５からの光を受ける第２の領域Ｇとを有することとしたので、可動部材１０７の熱効率を高くすることができる。これにより、低めの光エネルギーでも十分スイッチングさせることができる他、同じ光エネルギーでもより確実なスイッチングが可能となる。
【００７６】
図１０は、本発明の第３の実施形態に係るスイッチ装置の図１のＡ−Ａ線断面図である。
【００７７】
図１０に示すようにスイッチ本体３は、可動部材７、アンカー２０８ａ、２０８ｂ、接触電極２０９及び配線２１０、２１１を有する。アンカー２０８ａ、２０８ｂは略矩形状の可動部材７の両端を基板２に固定しており、基板からの高さはアンカー２０８ａ、２０８ｂの両方とも例えば７μｍとなるようにＡｌ等により形成されている。
【００７８】
具体的には、アンカー２０８ａ、２０８ｂは第２の部材１３の左右両端と基板２との間に略矩形状に形成されており、接触電極２０９は第２の部材１３の図１０中Ｘ軸方向略中央に形成されている。また、接触電極２０９は、配置場所を除けば第１の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【００７９】
更に配線２１０、２１１は、アンカー２０８ａ、２０８ｂの間に夫々離間して形成されており、配線２１０、２１１の離間した夫々の端部が接触電極２０９に平面的に重なっている。配線２１０、２１１も厚さや材料は、第１の実施形態と同様である。
【００８０】
このように本実施形態によれば、光の熱エネルギーによる可動部材７の変形は、接触電極２０９が略垂直に下降するようになるので、配線２１０、２１１の表面に接触電極２０９の表面がより平行に接触し、接触面積を大きくすることができる。これにより、スイッチ装置１のスイッチングをより確実にすることが可能となる。
【００８１】
図１１は、本発明の第４の実施形態に係るスイッチ装置の図１のＡ−Ａ線断面図である。
【００８２】
図１１に示すようにスイッチ本体３は、可動部材７、アンカー８、接触電極３０９ａ、３０９ｂ、及び配線３１０、３１１を有しており、例えば上述の実施形態と異なり配線３１０は光透過性基板１４に、配線３１１は基板２に形成されている。従って、スイッチ装置１は、配線３１０と配線３１１とを電気的に接続または、切り離すものではなく、接触電極、可動部材及びアンカーを介して図示しない配線に、配線３１０、３１１のいずれかを電気的に接続させるものである。例えば図１１では、接触電極は配線３１０に電気的に接続されており、配線３１１には電気的に接続されていない。
【００８３】
具体的には、可動部材７に形成されている接触電極３０９ａ、３０９ｂは、例えば図１１に示すように接触電極３０９ａが第１の部材１２のアンカー側と反対側端部付近に、接触電極３０９ｂは第２の部材１３のアンカー側と反対側端部付近に夫々形成されている。その厚さや材料については接触電極９と同様である。
【００８４】
また、配線３１０は、例えば一部が接触電極３０９ａに平面的に重なるように光透過性基板１４の内側面に形成されており、スイッチ装置１の外側のアンテナ等の機能素子に電気的に接続可能とされている。
【００８５】
更に配線３１１は、一部が接触電極３０９ｂに平面的に重なるように基板２の光透過性基板側の面に形成されており、スイッチ装置１の外側のアンテナ等の機能素子に電気的に接続可能とされている。尚、配線３１０、３１１の厚さや材料については配線１０、１１と同様である。
【００８６】
一方、第１及び第２の部材１１、１２の厚さや材料については第１の実施形態と同様であるが、両方とも導電性を有することが好ましい。夫々の接触電極３０９ａ、３０９ｂから図示しない配線まで電気的接続を図るための部品点数等が少なく済み、コスト的に有利である。
【００８７】
このように本実施形態によれば、配線３１０、３１１を可動部材７の開放端付近を挟むように配置することとしたので、光の熱エネルギーにより可動部材７を変形させ、例えば配線３１０から配線３１１選択させることができる。勿論、その逆も可能であり、更には光を可動部材７が受ける前は、配線３１０、３１１のいずれにも電気的に接続していない状態から、光を受け、配線３１０、３１１のいずれかを選択させるようにもできる。これにより、スイッチ装置自体の数やそれらを電気的に接続する配線等の機能素子も少なくすることが可能となる。
【００８８】
図１２は、本発明の第５の実施形態に係るスイッチ装置の図１のＡ−Ａ線断面図である。
【００８９】
図１２に示すようにスイッチ本体３は、可動部材４０７、アンカー８、接触電極９及び配線１０、１１を有している。
【００９０】
ここで、可動部材４０７は、上述の実施形態と異なり第１の部材１２の配線側面に第２の部材１３が形成されている他、その第１の部材１２の光源側面には、第３の部材４２０が形成されている。これにより、第１の部材１２は、第２の部材１３と第３の部材４２０との間に挟まれることとなる。
【００９１】
第３の部材４２０は、例えば２００ｎｍより薄い膜厚のＳｉＮｘであり、その熱膨張係数は０．５ｐｐｍ／℃である。これは、第１の部材１２の配線側面に積層される第２の部材１３とその材料が同様であるが、勿論これに限られるものではなく、例えば第２の部材と第３の部材とでその厚さを同じにしてその材料を変えてもよい。更には第２の部材１３と第３の部材とで形状を異ならしめてもよい。
【００９２】
尚、第３の部材４２０の２００ｎｍより薄い膜厚は、光を受ける前に変形させる応力をキャンセルする程度の応力が生じる膜厚とするもので、光を照射しないときの応力を緩和しつつ、光照射時には確実に可動部材４０７を配線１０，１１に接触させることができるような厚さである。
【００９３】
また、第３の部材４２０に第２の部材１３と異なる材料を用いる場合は、その厚さを同じにすることに限られるものではなく、その材料のヤング率やポアソン比等を含め膜設計を行い、光を照射しないときの応力を緩和しつつ、光照射時には確実に可動部材４０７を配線１０，１１に接触させることができるような形状、厚さ等とする。
【００９４】
このように本実施形態によれば、可動部材４０７は、第１の熱膨張係数を有する第１の部材１２と、その熱膨張係数と異なる第２の熱膨張係数を有する第２の部材１３と、第１の熱膨張係数と異なる第３の熱膨張係数を有する第３の部材４２０とを有し、第１の部材１２は、第２の部材１３と第３の部材４２０との間に挟まれていることとした。従って、可動部材４０７がその材質や薄さにより光を受ける前に変形してしまうことを、そのサンドイッチ構造により上下で逆方向の応力を生じさせ、当該初期応力をキャンセルし、光照射前の当該可動部材の反りを防ぐことができる。
【００９５】
また、第３の部材４２０は、第２の部材１３と同じ材料で形成され、かつ、その大きさが異なることとしたので、第３の部材４２０による応力のキャンセル量を制御し、光照射時の可動部材の変形が必要以上抑制されることを防ぐことができる。例えば、第３の部材４２０の厚さを第２の部材１３の厚さより薄くすることで、第１及び第２の部材１２，１３による初期応力をキャンセルすると共に、光照射時の可動部材４０７全体の変形としては、確実に配線１０，１１に接触させることができるようになる。
【００９６】
図１３は、本発明の第６の実施形態に係るスイッチ装置の断面図である。
【００９７】
図１３に示すようにスイッチ装置１は、基板２、スイッチ本体３、カバー部材５０４、光源５及び光源用配線６等を有する。
【００９８】
ここで、カバー部材５０４は、上述の実施形態と異なり例えば図１３に示すように中間基板１５の代わりに光透過性基板５１４が中間基板分の厚さも有し、スイッチ本体３を収容する中空部５１６を備えている。また、当該光透過性基板５１４と基板２との接合は、間にＡｕまたは、Ｓｉの薄膜５２１、例えば厚さ１ｎｍ〜５００ｎｍ、より好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍを介して、Ａｕには金接し、Ｓｉには陽極接合されている。
【００９９】
また、中空部５１６は中間基板１５の中空部のように貫通されたものではなく、基板２側に開口した略矩形状の凹形状を有している。この凹形状にスイッチ本体３が収納されることとなる。
【０１００】
このように本実施形態によれば、中間基板１５の代わりに光透過性基板５１４が中間基板分の厚さも有し、スイッチ本体３を収容する中空部５１６を備えることとしたので、部品点数を少なくすることができる。
【０１０１】
図１４は、本発明の第７の実施形態に係る回路装置のブロック図、図１５は回路装置の斜視図及び図１６は図１５のＩ−Ｉ線断面図である。尚、図１５の斜視図では、機能素子のうちの信号線路の一部を表しその他のアンテナや回路等を省略している。
【０１０２】
回路装置７２１は、例えば図１４に示すように機能素子としてのアンテナ７２２、７２３、そのアンテナを切替えるスイッチ素子としてのアンテナ切替えスイッチ７２４、そのアンテナ切替えスイッチ７２４に電気的に接続された送受信切替えスイッチ７２５、その送受信切替えスイッチ７２５に電気的に接続されたＬＮＡ(Low Noise Amplifier)７２６、ＰＡ(Power Amplifier)７２７、ＬＮＡ７２６に電気的に接続されたＢＰＦ(Band-Pass Filter)７２８、ＰＡ７２７に電気的に接続されたＢＰＦ(Band-Pass Filter)７２９、ＢＰＦ(Band-Pass Filter)７２８、７２９に電気的に接続されたトランシーバーＩＣ(Integrated Circuit)７３０及びそのトランシーバーＩＣ７３０に電気的接続された受信回路７３１、送信回路７３２、ＶＣＯ(Voltage Controlled Oscillator)７３３及びそれらを電気的に結ぶ信号線路７３４等を有している。
【０１０３】
ここでアンテナ７２２、７２３は、例えばアンテナ切替えスイッチ７２４等と共に基板７０２に形成されており、互いに周波数帯が異なるアンテナであり、アンテナ切替えスイッチ７２４によってアンテナを切替え、周波数帯を選択できる。
【０１０４】
基板７０２は、例えば略矩形の低誘電率ガラス基板であり、石英（比誘電率εｒ＝３．９ａｔ１ＭＨｚ）、パイレックス（登録商標）（比誘電率εｒ＝４．６ａｔ１ＭＨｚ）、液晶用基板（比誘電率εｒ＝４．６ａｔ１ＭＨｚ）等が用いられる。
【０１０５】
また、基板７０２には、図１５に示すように基板上に設けられた機能素子の例である信号線路７３４（７３４ａ、７３４ｂ、７３４ｃ）及びスイッチ素子としてのアンテナ切替えスイッチ７２４を備えている。
【０１０６】
信号線路７３４は、アンテナ切替えスイッチ７２４の後述する配線３１０、３１１等に電気的に接続されており、例えばＡｌ、Ｔｉ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｇの他、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ等の合金により形成されている。信号線路７３４の厚さは、信号線路７３４を流れる信号が６０ＧＨｚ設計の場合、表面効果を考慮して４００ｎｍ前後、より好ましくはその２、３倍程度である。
【０１０７】
また、例えば図１５に示すように信号線路７３４ａは、配線３１０とアンテナ７２２とを電気的に接続し、信号線路７３４ｂは、配線３１１とアンテナ７２３とを電気的に接続している。更に信号線路７３４ｃは、アンカーからの図示しない配線と送受信切替えスイッチ７２５とを電気的に接続している。
【０１０８】
アンテナ切替えスイッチ７２４は、例えば図１６に示すようにカンチレバー型のスイッチ本体３、そのスイッチ本体３をカバーするカバー部材４及び当該スイッチ本体３に光を照射する光源５等を有する。
【０１０９】
ここで、スイッチ本体３は、可動部材７、アンカー８、接触電極３０９ａ、３０９ｂ、及び配線３１０、３１１を有しており、配線３１０は光透過性基板１４に、配線３１１は基板７０２に形成されている。
【０１１０】
また、送受信切替えスイッチ７２５もアンテナ切替えスイッチ７２４と略同様であるのでその説明を省略する。
【０１１１】
このように本実施形態によれば、回路装置７２１は、光源５を有し、その光源５から出射された光を受け、その光の熱エネルギーにより変形して、スイッチングするアンテナ切替えスイッチ７２４、送受信切替えスイッチ７２５を備えることとした。従って、例えば周波数の異なるアンテナの選択を完全にスイッチ制御回路と信号伝送回路としてのＣＰＷの信号線路やアンテナ等とを空間的、電気的に分離した状態でできる。
【０１１２】
これにより、アンテナ切替えスイッチ等のカットオフ時のアイソレーションを十分とることが可能となると共に、高周波信号成分がスイッチ制御回路側へ漏れてしまうことがなく、回路系を単純にでき、インピーダンス整合が取りやすくなる。
【０１１３】
また、特に３０ＧＨｚを超えるようなミリ波帯の高周波伝送のスイッチングを低損失で実現することが可能となる。
【０１１４】
更に、光の熱エネルギーにより変形し、スイッチ操作させるので、光を受け電圧を発生する受光素子が複数個直列に接続された直列回路を有する受光回路を必要とせず、製造コストの低減を図れる。
【０１１５】
また、高周波回路上に挿入される切替えスイッチ素子において、電気回路的に完全に分離した形態で制御可能となるため、信号損失を最小化できる。また、高電圧の回路が不要となり、設計の自由度が上がる。不要輻射の問題を解消できる他、現実的なマルチバンドアンテナ、アンテナアレイモジュールを実現できる。
【０１１６】
図１７は、本発明の第８の実施形態に係る回路装置の説明図、図１８は回路装置の斜視図及び図１９は図１８のＪ−Ｊ線断面図である。尚、図１８の斜視図では、機能素子のうちの信号線路の一部を表しその他のアンテナ等を省略している。
【０１１７】
回路装置８２１は、例えば図１７及び図１８に示すように基板８０２上に機能素子としてのアンテナ８２２、８２３、８２４、８２５、その各アンテナを夫々オンオフするスイッチ素子としてのスイッチ装置８２６、８２７、８２８、８２９及びそれらを電気的に結ぶ信号線路８３４等を有している。
【０１１８】
ここでアンテナ８２２、８２３、８２４、８２５は、例えば図１７に示すように夫々アンテナの向いている方向が異なり、スイッチ装置８２６、８２７、８２８、８２９を次々とスイッチングすることにより、一番受信した信号の強いアンテナを選択できるようにしたものである。尚、図１７では、スイッチ装置８２６がスイッチオンされており、アンテナ８２２が選択されている。
【０１１９】
また、スイッチ装置８２６、８２７、８２８、８２９は夫々同じ構造で、例えばスイッチ装置８２６は、図１８及び図１９に示すように基板２、その基板上に設けられたカンチレバー型のスイッチ本体３、そのスイッチ本体３をカバーするように当該基板上に設けられたカバー部材４、そのカバー部材上にスイッチ本体３に光を供給する光源５及び光源用配線６等を有する。
【０１２０】
スイッチ本体３は、光源５からの光を受ける可動部材７、その可動部材７を支えるアンカー８、当該可動部材のアンカーと反対側に設けられた導電部材としての接触電極９及びその接触電極９に接触または、離間する配線１０、１１を有する。
【０１２１】
更に配線１０、１１は例えば図１９に示すように基板２を貫通する導通部材８３５により基板８０２の信号線路８３４に電気的に接続されている。
【０１２２】
このように本実施形態によれば、回路装置８２１は、光源５を有し、その光源５から出射された光を受け、その光の熱エネルギーにより変形して、スイッチングするスイッチ装置８２６等と、それらのスイッチ装置に電気的に接続され、夫々の方向の異なるアンテナ８２２等を備えることとした。従って、複数のアンテナのうちで最も感度のよいものの選択を、完全にスイッチ制御回路と信号伝送回路としての信号線路やアンテナ等とを空間的、電気的に分離した状態でできる。
【０１２３】
これにより、スイッチ装置のカットオフ時のアイソレーションを十分とることが可能となると共に、高周波信号成分がスイッチ制御回路側へ漏れてしまうことがなく、回路系を単純にでき、インピーダンス整合が取りやすくなる。
【０１２４】
また、特に３０ＧＨｚを超えるようなミリ波帯の高周波伝送のスイッチングを低損失で実現することが可能となる。
【０１２５】
更に、光の熱エネルギーにより変形し、スイッチ操作させるので、光を受け電圧を発生する受光素子が複数個直列に接続された直列回路を有する受光回路を必要とせず、製造コストの低減を図れる。
【０１２６】
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述したいずれの実施形態にも限定されず、本発明の技術思想の範囲内で適宜変更し或は上述した各実施形態を組み合わせて実施できるものである。
【０１２７】
例えば上述の実施形態では、配線１０，１１を可動部材７の長手方向（例えば図３中のＸ軸方向）に並設したがこれに限られるものではなく、例えば可動部材７の長手方向に交差する方向に配線１０，１１を並設してもよい。これにより、多種多様な配線設計が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】第１の実施形態に係る回路装置の一部を示す斜視図である。
【図２】図１の分解斜視図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】スイッチ装置の動作を説明する図である。
【図６】スイッチ装置の製造方法を説明するフローチャートである。
【図７】接触電極を形成するまでの製造工程を説明する説明図
【図８】第２の部材を形成するところからパッケージまでの製造工程の説明図である。
【図９】第２の実施形態に係るスイッチ装置の図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図１０】第３の実施形態に係るスイッチ装置の図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図１１】第４の実施形態に係るスイッチ装置の図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図１２】第５の実施形態に係るスイッチ装置の図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図１３】第６の実施形態に係るスイッチ装置の断面図である。
【図１４】第７の実施形態に係る回路装置のブロック図である。
【図１５】第７の実施形態に係る回路装置の斜視図である。
【図１６】図１５のＩ−Ｉ線断面図である。
【図１７】第８の実施形態に係る回路装置の説明図である。
【図１８】第８の実施形態に係る回路装置の斜視図である。
【図１９】図１８のＪ−Ｊ線断面図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１…スイッチ装置
２…基板
４…カバー部材
５…光源
７…可動部材
１０、１１…配線
１２…第１の部材
１３…第２の部材
１４…光透過性基板
１５…中間基板
１６…中空部
４２０…第３の部材
７２１、８２１…回路装置
７２２、７２３、８２２、８２３、８２４、８２５…アンテナ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機能素子をスイッチングするスイッチ装置において、
光源と、
前記機能素子に電気的に接続可能な配線と、
導電部材を有し、前記光源から出射された光を受け、その光の熱エネルギーにより変形することで、前記導電部材を前記配線に接触させ、または、離間させる可動部材と
を具備することを特徴とするスイッチ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスイッチ装置であって、
前記可動部材は、第１の熱膨張係数を有する第１の部材とその熱膨張係数と異なる第２の熱膨張係数を有する第２の部材とを有することを特徴とするスイッチ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のスイッチ装置であって、
前記可動部材は、第１の熱膨張係数を有する第１の部材と、その熱膨張係数と異なる第２の熱膨張係数を有する第２の部材と、前記第１の熱膨張係数と異なる第３の熱膨張係数を有する第３の部材とを有し、前記第１の部材は、前記第２の部材と前記第３の部材との間に挟まれていることを特徴とするスイッチ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のスイッチ装置であって、
前記第３の部材は、前記第２の部材と同じ材料で形成され、かつ、その大きさが異なることを特徴とするスイッチ装置。
【請求項５】
請求項１に記載のスイッチ装置であって、
前記光源は、半導体レーザ、発光ダイオードまたは、エレクトロルミネセンスパネルであることを特徴とするスイッチ装置。
【請求項６】
請求項１に記載のスイッチ装置であって、
前記可動部材は、第１の光吸収率を有する第１の領域と、前記第１の光吸収率より高い第２の光吸収率を有し、前記光を受ける第２の領域とを有することを特徴とするスイッチ装置。
【請求項７】
請求項１に記載のスイッチ装置であって、
前記配線が設けられた基板と、その基板上に固定され、前記可動部材を収容し、前記光源が外側に実装されると共に当該光源から出射される光が前記可動部材に到達するように、光透過性を有するカバー部材とを更に具備することを特徴とするスイッチ装置。
【請求項８】
請求項７に記載のスイッチ装置であって、
前記カバー部材は、
光透過性を有し、その外側に前記光源が実装される光透過性基板と、
前記光透過性基板と前記基板との間に設けられ、前記可動部材と前記配線の少なくとも一部とが収容される中空部を有する中間基板と
を有することを特徴とするスイッチ装置。
【請求項９】
基板と、
前記基板に設けられた機能素子と、
光源を有し、その光源から出射された光を受け、その光の熱エネルギーにより変形して、前記機能素子をスイッチングするスイッチ素子と
を具備することを特徴とする信号伝送回路装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の信号伝送回路装置であって、
前記機能素子は、アンテナであることを特徴とする信号伝送回路装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の信号伝送回路装置であって、
前記機能素子は、高周波信号伝送回路であることを特徴とする信号伝送回路装置。
【請求項１２】
機能素子をスイッチングするスイッチング方法において、
出射された光を可動部材に受けるステップと、
前記受けた光の熱エネルギーにより前記可動部材を変形させ、前記機能素子をスイッチングするステップと
を具備することを特徴とするスイッチング方法。
【請求項１】
機能素子をスイッチングするスイッチ装置において、
光源と、
前記機能素子に電気的に接続可能な配線と、
導電部材を有し、前記光源から出射された光を受け、その光の熱エネルギーにより変形することで、前記導電部材を前記配線に接触させ、または、離間させる可動部材と
を具備することを特徴とするスイッチ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスイッチ装置であって、
前記可動部材は、第１の熱膨張係数を有する第１の部材とその熱膨張係数と異なる第２の熱膨張係数を有する第２の部材とを有することを特徴とするスイッチ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のスイッチ装置であって、
前記可動部材は、第１の熱膨張係数を有する第１の部材と、その熱膨張係数と異なる第２の熱膨張係数を有する第２の部材と、前記第１の熱膨張係数と異なる第３の熱膨張係数を有する第３の部材とを有し、前記第１の部材は、前記第２の部材と前記第３の部材との間に挟まれていることを特徴とするスイッチ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のスイッチ装置であって、
前記第３の部材は、前記第２の部材と同じ材料で形成され、かつ、その大きさが異なることを特徴とするスイッチ装置。
【請求項５】
請求項１に記載のスイッチ装置であって、
前記光源は、半導体レーザ、発光ダイオードまたは、エレクトロルミネセンスパネルであることを特徴とするスイッチ装置。
【請求項６】
請求項１に記載のスイッチ装置であって、
前記可動部材は、第１の光吸収率を有する第１の領域と、前記第１の光吸収率より高い第２の光吸収率を有し、前記光を受ける第２の領域とを有することを特徴とするスイッチ装置。
【請求項７】
請求項１に記載のスイッチ装置であって、
前記配線が設けられた基板と、その基板上に固定され、前記可動部材を収容し、前記光源が外側に実装されると共に当該光源から出射される光が前記可動部材に到達するように、光透過性を有するカバー部材とを更に具備することを特徴とするスイッチ装置。
【請求項８】
請求項７に記載のスイッチ装置であって、
前記カバー部材は、
光透過性を有し、その外側に前記光源が実装される光透過性基板と、
前記光透過性基板と前記基板との間に設けられ、前記可動部材と前記配線の少なくとも一部とが収容される中空部を有する中間基板と
を有することを特徴とするスイッチ装置。
【請求項９】
基板と、
前記基板に設けられた機能素子と、
光源を有し、その光源から出射された光を受け、その光の熱エネルギーにより変形して、前記機能素子をスイッチングするスイッチ素子と
を具備することを特徴とする信号伝送回路装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の信号伝送回路装置であって、
前記機能素子は、アンテナであることを特徴とする信号伝送回路装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の信号伝送回路装置であって、
前記機能素子は、高周波信号伝送回路であることを特徴とする信号伝送回路装置。
【請求項１２】
機能素子をスイッチングするスイッチング方法において、
出射された光を可動部材に受けるステップと、
前記受けた光の熱エネルギーにより前記可動部材を変形させ、前記機能素子をスイッチングするステップと
を具備することを特徴とするスイッチング方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００７−１８０６４３（Ｐ２００７−１８０６４３Ａ）
【公開日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３７３８４９（Ｐ２００５−３７３８４９）
【出願日】平成１７年１２月２７日（２００５．１２．２７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２７日（２００５．１２．２７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]