JP4893112B2 - 高周波回路コンポーネント - Google Patents

Description

本発明は、無線周波数（ＲＦ）などの高周波の回路に用いられる高周波回路コンポーネントに関するものである。なお、本願の特許請求の範囲及び明細書において、高周波回路コンポーネントは、高周波回路の一部の構成要素でもよいし、高周波回路の全体であってもよい。

携帯電話で代表される携帯機器などの無線通信技術では、日増しに通信速度が高速化し、用いられる周波数も数百ＭＨｚからＧＨｚと高速化するとともに、海外ローミングサービスなどの場合は一つの機器で複数の周波数を切り替えて用いられている。

従来、このような機器の高周波回路で用いられるコイル（インダクタ）を有する物品として、シリコン基板等の基板、導電性ループ及び２個の導電性サポートからなる物品（下記特許文献１の図１）や、シリコン基板等の基板、導電性スパイラル、２個の導電性サポート及び２個の導電性ヒンジ付きプレートからなる物品（下記特許文献１の図５）が、提案されている。前記導電性ループや前記導電性スパイラルが、コイル（インダクタ）を構成している。

特許文献１の図１に開示された物品では、導電性ループの一端と基板との間が一方の導電性サポートで機械的に接続されるとともに、導電性ループの他端と基板との間が他方の導電性サポートで機械的に接続されている。これにより、導電性ループは、２個の導電性サポートによって、基板から浮いた状態に支持されている。この物品では、導電性ループに対する機械的な接続は、前記導電性ループの両端が２個の導電性サポートの端部にそれぞれ機械的に接続されることのみによって、行われている。

また、特許文献１の図５に開示された物品では、基板にヒンジ結合された一方の導電性ヒンジ付きプレートと導電性スパイラルの一端との間が一方の導電性サポートで機械的に接続されるとともに、基板にヒンジ結合された他方の導電性ヒンジ付きプレートと導電性スパイラルの他端との間が他方の導電性サポートで機械的に接続されている。これにより、前記導電性スパイラルは、２個の導電性サポート及び２個の導電性ヒンジ付きプレートによって、基板から浮いた状態に支持されている。この物品では、導電性スパイラルに対する機械的な接続は、導電性スパイラルの両端が２個の導電性サポートの端部にそれぞれ機械的に接続されることのみによって、行われている。

このような従来の物品では、コイル（導電性ループ、導電性スパイラル）が基板から浮いた状態に支持されているので、基板としてシリコン基板などの導電性基板を用いた場合であっても、コイルと基板との間の寄生容量が低減され、ひいては、電気損失が低減されるなどの利点が得られる。

また、下記特許文献２には、薄膜で構成されたミラー板を基板に対して垂直などの非平行に支持する種々の構造が開示されている。
特開２０００−１５０２５１号公報 国際公開第０３／０６０５９２号パンフレット

しかしながら、特許文献１に開示された従来の物品では、コイルに対する機械的な接続が、導電性スパイラルの両端が２個の導電性サポートの端部にそれぞれ機械的に接続されることのみによって行われているので、コイルの機械的な強度が低かった。したがって、例えば、製造後の検査時に発生する空気の流れなどによって、コイルが破損してしまうおそれがあった。

また、高周波回路を構成する素子（高周波回路素子）としては、コイル以外にも、コンデンサ、抵抗、信号経路の切り替え等を行うスイッチ、特定の周波数成分だけを取り出すためのメカニカルフィルタなどがあるが、従来は、これらに関する寄生容量については、全く看過されており、コイルのように基板から浮いた状態に支持するような発想は全く存在しなかった。したがって、コイル以外の他の高周波回路素子については、当該素子と基板との間の寄生容量が大きく、その寄生容量によって電気損失が生じていた。

さらに、特許文献１に開示された従来の物品では、コイルに対する機械的な接続が、導電性スパイラルの両端が２個の導電性サポートの端部にそれぞれ機械的に接続されることのみによって行われているので、高周波回路において２つ以上のコイルを用いる場合には、各コイルをそれぞれ別々の２組の導電性サポートで支持してそれぞれ独立して基板から浮かすことになる。その場合において、２つ以上のコイル間を電気的に接続するには、両者の間の接続経路の一部は、基板上に形成された配線パターンとせざるを得ない。したがって、その配線パターンと基板との間に比較的大きな浮遊容量が生じてしまう。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、高周波回路素子と基板との間の寄生容量を低減することができ、しかも機械的な強度を高めることができる高周波回路コンポーネントを提供することを目的とする。

また、本発明は、コイル以外の高周波回路素子について基板との間の寄生容量を低減することができるとともに、機械的な強度を高めることができる高周波回路コンポーネントを提供することを目的とする。

さらに、本発明は、高周波回路素子と基板との間の寄生容量のみならず複数の高周波回路素子間の接続経路と基板との間の寄生容量も低減することができるとともに、機械的な強度を高めることができる高周波回路コンポーネントを提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明の第１の態様による高周波回路コンポーネントは、基板と、１つ以上の高周波回路素子と、誘電体からなる薄膜で構成され前記１つ以上の高周波回路素子を搭載した搭載板と、前記基板と前記搭載板との間を機械的に接続して前記搭載板を前記基板から浮いた状態に支持する支持部と、を備えたものである。

本発明の第２の態様による高周波回路コンポーネントは、前記第１の態様において、前記基板が導電性を有するものである。

本発明の第３の態様による高周波回路コンポーネントは、前記第１又は第２の態様において、前記１つ以上の高周波回路素子及び前記支持部が薄膜で構成されたものである。

本発明の第４の態様による高周波回路コンポーネントは、前記第１乃至第３のいずれかの態様において、前記搭載板の周縁部の全体又は一部に沿って段差が形成されたことものである。

本発明の第５の態様による高周波回路コンポーネントは、前記第１乃至第４のいずれかの態様において、前記１つ以上の高周波回路素子の数が２つ以上であり、前記１つ以上の高周波回路素子のうちの少なくとも２つの高周波回路素子の間が、前記搭載板上において電気的に接続されたものである。

本発明の第６の態様による高周波回路コンポーネントは、前記第１乃至第５のいずれかの態様において、前記１つ以上の高周波回路素子のうちの少なくとも１つの高周波回路素子は、コイルであるものである。

本発明の第７の態様による高周波回路コンポーネントは、前記第１乃至第６のいずれかの態様において、前記１つ以上の高周波回路素子のうちの少なくとも１つの高周波回路素子は、固定又は可変のコンデンサであるものである。ここで、固定とは当該コンデンサの容量値が固定である意味であり、可変とは当該コンデンサの容量値が可変である意味である。

本発明の第８の態様による高周波回路コンポーネントは、前記第１乃至第７のいずれかの態様において、前記１つ以上の高周波回路素子のうちの少なくとも１つの高周波回路素子は、メカニカルスイッチであるものである。

前記第６乃至第８の態様は、高周波回路素子の例を挙げたものであるが、本発明ではこれらの例に限定されるものではない。本発明では、高周波回路素子は、例えば、抵抗やメカニカルフィルタなどでもよい。

本発明によれば、基板との間の寄生容量を低減することができ、しかも機械的な強度を高めることができる高周波回路コンポーネントを提供することができる。

また、本発明によれば、コイル以外の高周波回路素子について基板との間の寄生容量を低減することができるとともに、機械的な強度を高めることができる高周波回路コンポーネントを提供することができる。

さらに、本発明によれば、高周波回路素子と基板との間の寄生容量のみならず複数の高周波回路素子間の接続経路と基板との間の寄生容量も低減することができるとともに、機械的な強度を高めることができる高周波回路コンポーネントを提供することができる。

以下、本発明による高周波回路コンポーネントについて、図面を参照して説明する。

［第１の実施形態］

図１は、本発明の第１の実施の形態による高周波回路コンポーネントを模式的に示す概略斜視図である。図２は、本実施の形態による高周波回路コンポーネントを示す概略平面図である。図３は、図２中のＡ−Ａ’線に沿った概略断面図である。図４は、図２中のＢ−Ｂ’線に沿った概略断面図である。図５は、図２中のＣ−Ｃ’線に沿った概略断面図である。ただし、図２乃至図５は、本実施の形態による高周波回路コンポーネントの製造途中において、犠牲層２１〜２３を除去する前の状態を示している。なお、図２では、犠牲層２１〜２３の図示は省略している。

説明の便宜上、図１乃至図５に示すように、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を定義する（後述する図についても同様である。）。基板１の面がＸＹ平面と平行となっている。また、Ｚ軸方向のうち矢印の向きを＋Ｚ方向又は＋Ｚ側、その反対の向きを−Ｚ方向又は−Ｚ側と呼び、Ｘ軸方向及びＹ軸方向についても同様とする。なお、Ｚ軸方向の＋側を上側、Ｚ軸方向の−側を下側という場合がある。なお、以下に説明する材料等は例示であり、これに限定されるものではない。

本実施の形態による高周波回路コンポーネントは、導電性を有する基板としてのシリコン基板（例えば、ＧａＡｓ基板等でもよい。）１と、高周波回路素子としてのコイル（インダクタ）２と、誘電体からなる薄膜で構成されコイル２を搭載した搭載板３と、基板１と搭載板３との間を機械的に接続して搭載板３を基板１から浮いた状態に支持する支持板４と、を備えている。

本実施の形態では、搭載板３及び支持板４は、それぞれ長方形状とされている。搭載板３の−Ｙ側の端部と支持板４の＋Ｙ側の端部とが一体的に機械的に接続されている。支持板４の−Ｙ側の端部には、２つの脚部５，６が設けられている。脚部５，６はいずれも基板１に固定されており、搭載板３及び支持板４は、脚部５，６を固定端として、図１に示すように、搭載板３側が持ち上がるようになっている。

搭載板３は、誘電体からなる薄膜としての窒化珪素膜１１で構成されている。搭載板３の周縁部の３辺（＋Ｘ側の辺、−Ｘ側の辺、＋Ｙ側の辺）に沿って段差３ａが形成されている。この段差３ａが搭載板３の主面部を補強する補強部となり、窒化珪素膜１１の内部応力による搭載板３の湾曲が抑制され、搭載板３の主面部の平面性が維持されている。

本実施の形態では、コイル２は、搭載板３の上面に形成され渦巻き状にパターンニングされた薄膜のアルミニウム膜によって、構成されている。もっとも、コイル２は、必ずしも渦巻き状に形成する必要はなく、１ターンのみでもよい。

支持板４は、搭載板３を構成する窒化珪素膜１１がそのまま延びることによって構成されている。支持板４には、段差が形成されていない。したがって、本実施の形態による高周波回路コンポーネントを完成させるべく犠牲層２１〜２３が除去されると、支持板４は、窒化珪素膜１１の内部応力によって、図１に示すように上方に湾曲する。これにより、図１に示すように、支持板４が脚部５，６を固定端として搭載板３側が持ち上がり、搭載板３が支持板４によって基板１から浮いた状態に非平行に支持される。

なお、図面には示していないが、窒化珪素膜１１は、それぞれ窒化珪素からなる上層及び下層の２層膜となっている。この場合、上層と下層の成膜条件等を適宜変えることで、上方へ湾曲する応力を持たせることができる。膜１１として２層膜を用いる場合、上層と下層とで材料を変えてもよい。もっとも、膜１１として単層膜を用いても、上方へ湾曲するような応力を持たせることは可能である。

搭載板３及び支持板４上には、コイル２の両端にそれぞれ接続された配線７，８が形成されている。配線７は、アルミニウム膜で構成され、アルミニウム膜からなるアーチ状の立体配線９を介してコイル２の一端に接続されている。配線７は、コイル２を構成するアルミニウム膜がそのまま延びることによって構成されている。

本実施の形態では、脚部５，６は、支持板４を構成する窒化珪素膜１１及び配線７又は８を構成するアルミニウム膜がそのまま延びることによって構成されている。配線７，８を構成するアルミニウム膜は、それぞれ脚部５，６において、アルミニウム膜からなる配線１４，１５にそれぞれ接続されている。基板１上には、基板１側から順に酸化珪素膜や窒化珪素膜などの絶縁膜１２，１３が積層され、配線１４，１５は、絶縁膜１２，１３間に形成されている。配線１４，１５の先端部は、それぞれ信号接点１４ａ及びグランド接点１５ａとなっている。これらの接点１４ａ，１５ａは、絶縁膜１２，１３にそれぞれ形成された開口から外部に露出している。先の説明からわかるように、接点１４ａ，１５ａは、コイル２の両端にそれぞれ電気的に接続されている。したがって、これらの接点１４ａ，１５ａを利用して、コイル２を高周波回路の一部として用いることができる。なお、グランド接点１５ａを２つ設け、特許文献１に開示されているような公知のグランド−信号−グランド配置を採用してもよい。

ここで、本実施の形態による高周波回路コンポーネントの製造方法の一例について、簡単に説明する。

まず、シリコン基板上１に、酸化珪素膜等の絶縁膜１２を成膜する。次いで、アルミニウム膜を成膜し、フォトリソエッチング法により、そのアルミニウム膜を、配線１４，１５及び接点１４ａ，１５ａの形状にパターニングする。

次に、絶縁膜１３を成膜した後、フォトリソエッチング法により、絶縁膜１３における脚部５，６を形成すべき位置に開口を形成する。このとき、絶縁膜１３には、接点１４ａ，１５ａを露出させる開口も形成する。次いで、フォトレジスト等の犠牲層２１，２２を順次形成する。このとき、犠牲層２１，２２には、脚部５，６を形成すべき位置に開口を形成しておく。また、犠牲層２２は、搭載板３及び支持板４の形状に合わせて島状に形成しておく。

その後、窒化珪素膜１１の下層及び上層を順次成膜する。このとき、その成膜条件等は、犠牲層２１〜２３を除去した後に支持板４が上方へ湾曲するように設定する。引き続いて、フォトリソエッチング法により、窒化珪素膜１１を搭載板３及び支持板４の形状にパターニングする。このとき、窒化珪素膜１１には、脚部５，６においてコンタクトホールを形成しておく。

次いで、アルミニウム膜を成膜し、そのアルミニウム膜を、フォトリソエッチング法により、コイル２及び配線７，８の形状にパターニングする。引き続いて、立体配線９に相当する箇所に、フォトレジスト等の犠牲層２３を島状に形成する。その後、アルミニウム膜を成膜し、そのアルミニウム膜を、フォトリソエッチング法により、立体配線９の形状にパターニングする。この状態が、図２乃至図５に示す状態である。

最後に、アッシング等により、犠牲層２１〜２３を除去する。これにより、図１に示すように支持板４が上方へ湾曲して搭載板３が持ち上がり、本実施の形態による高周波回路コンポーネントが完成する。

本実施の形態によれば、図１に示すように、コイル２が基板１から浮いた状態に支持されているので、コイル２と基板１との間の寄生容量が低減され、ひいては、電気損失が低減されるなどの利点が得られる。

そして、本実施の形態によれば、前述した特許文献１に開示された物品と異なり、自立したコイル２に対する機械的な接続がコイル２の両端のみで行われるわけではなく、搭載板３が用いられ、コイル２が搭載板３に搭載され搭載板３によって保持されているので、コイル２の機械的な強度が格段に高まる。したがって、本実施の形態によれば、製造後の検査時に発生する空気の流れなどによって、コイル２が破損してしまうおそれを低減することができる。

ここで、本実施の形態の変形例について、図６及び図７を参照して説明する。本発明では、本実施の形態を、図６及び図７にそれぞれ示すように変形してもよい。図６は、本実施の形態の変形例による高周波回路コンポーネントを示す概略断面図である。図７は、本実施の形態の他の変形例による高周波回路コンポーネントを示す概略断面図である。図６及び図７は、図５に対応しており、製造途中において犠牲層２１〜２３を除去する前の状態を示している。図６及び図７において、図５中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。

これらの変形例では、本実施の形態に対して、搭載板３の補強構造を変更している。図６に示す例では、搭載板３の周縁部に沿って、凸部３ｂを形成することによって段差３ａを形成している。図７に示す例では、搭載板３の周縁部に沿って、凹部３ｃを形成することによって段差３ａを形成している。

なお、このような変形は、後述する各実施の形態についても同様に適用することができる。

［第２の実施形態］

図８は、本発明の第２の実施の形態による高周波回路コンポーネントを模式的に示す概略斜視図であり、図１に対応している。図９は、本実施の形態による高周波回路コンポーネントを示す概略断面図である。図９は、図４に対応しており、本実施の形態による高周波回路コンポーネントの製造途中において、犠牲層２１，２２を除去する前の状態を示している。

図８及び図９において、図１乃至図５中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。

本実施の形態が前記第１の実施の形態と異なる所は、高周波回路素子として、コイル２に代えて、固定のコンデンサ３１が搭載板３に搭載されている点のみである。

コンデンサ３１は、搭載板３上に形成された第１の電極３２と、第１の電極３２上に形成された窒化珪素膜又は酸化珪素膜等の誘電体層３３と、誘電体層３３上に形成され誘電体層３３を介して第１の電極３２と対向する第２の電極３４と、から構成されている。本実施の形態では、第１の電極３２は、配線８を構成するＡｌ膜がそのまま延びることによって構成されている。第２の電極３４は、配線７を構成するＡｌ膜がそのまま延びることによって構成されている。

本実施の形態による高周波回路コンポーネントも、前記第１の実施の形態による高周波回路コンポーネントと同様の製造方法により製造することができる。

本実施の形態によれば、図８に示すように、コンデンサ３１が基板１から浮いた状態に支持されているので、コンデンサ３１と基板１との間の寄生容量が低減され、ひいては、電気損失が低減されるなどの利点が得られる。特に、コンデンサ３１では、第１及び第２の電極３２，３４の面積が比較的大きくなるので、本実施の形態による寄生容量低減効果は大きい。なお、コンデンサ３１を基板１から浮かせる点については、従来は全く看過されていたものである。

また、本実施の形態によれば、搭載板３が用いられ、コンデンサ３１が搭載板３に搭載されているので、その機械的強度を高めることができる。

［第３の実施の形態］

図１０は、本発明の第３の実施の形態による高周波回路コンポーネントを模式的に示す概略斜視図である。図１１は、本実施の形態による高周波回路コンポーネントを示す概略平面図である。図１２は、図１１中のＤ−Ｄ’線に沿った概略断面図である。図１３は、図１１中のＥ−Ｅ’線に沿った概略断面図である。図１４は、図１１中のＦ−Ｆ’線に沿った概略断面図である。ただし、図１１乃至図１４は、本実施の形態による高周波回路コンポーネントの製造途中において、犠牲層７１〜７３を除去する前の状態を示している。なお、理解を容易にするため、図１０及び図１１において、一部の要素にはハッチングを付している。また、図１１では、犠牲層７１〜７３の図示は省略している。

本実施の形態による高周波回路コンポーネントは、導電性を有する基板としてのシリコン基板（例えば、ＧａＡｓ基板等でもよい。）４１と、高周波回路素子としてのメカニカルスイッチ４２と、誘電体からなる薄膜で構成されメカニカルスイッチ４２を搭載した搭載板４３と、基板４１と搭載板４３との間を機械的に接続して搭載板４３を基板４１から浮いた状態に支持する２本の帯板状の支持板４４，４５と、を備えている。

本実施の形態では、搭載板４３は、長方形状に対して両側（＋Ｘ側及び−Ｘ側）に突出した突出部４３ａ，４３ｂを有するような形状とされている。搭載板４３の＋Ｘ側の突出部４３ａと支持板４４の＋Ｙ側の端部とが、一体的に機械的に接続されている。搭載板４３の−Ｘ側の突出部４３ｂと支持板４５の＋Ｙ側の端部とが、一体的に機械的に接続されている。支持板４４の−Ｙ側の端部には、２つの脚部４６，４７が設けられている。支持板４５の−Ｙ側の端部には、２つの脚部４８，４９が設けられている。脚部４６〜４９はいずれも基板４１に固定されており、搭載板４３及び支持板４４，４５は、脚部４６〜４９を固定端として、図１０に示すように、搭載板４３側が持ち上がるようになっている。

搭載板４３は、誘電体からなる薄膜としての窒化珪素膜５１で構成されている。搭載板４３の周縁部の全体に沿って段差４３ｃが形成されている。この段差４３ｃが搭載板４３の主面部を補強する補強部となり、窒化珪素膜５１の内部応力による搭載板４３の湾曲が抑制され、搭載板４３の主面部の平面性が維持されている。

本実施の形態では、メカニカルスイッチ４２は、搭載板４３の下面（犠牲層７１〜７３除去前の−Ｚ側の面）に形成された第１の駆動電極５２と、搭載板４３の上面に形成された第１及び第２の信号接点５３，５４と、搭載板４３の上面に脚部５５を介して一端が固定された片持ち梁をなす可動板５６と、可動板５６の上面に形成された第２の駆動電極５７と、可動板５６の下面に形成された可動接点５８と、を備えている。

第１及び第２の駆動電極５２，５７、第１及び第２の信号接点５３，５４、並びに可動接点５８は、アルミニウム膜で構成されている。第１の駆動電極５２と第２の駆動電極５７とは、対向している。第１及び第２の信号接点５３，５４は、互いに分離されているが、両方とも可動接点５８と対面している。

脚部５５及び可動板５６は、酸化珪素膜６１によって連続して構成されている。第１及び第２の駆動電極５２，５７間に静電力が作用していない場合は、可動板５６は、酸化珪素膜６１の内部応力によって、図１に示すように、搭載板４３から遠ざかる方向に湾曲するようになっている。この状態では、可動接点５８が第１及び第２の信号接点５３，５４から離れ、第１及び第２の信号接点５３，５４間は電気的に開く。一方、第１及び第２の駆動電極５２，５７間に所定値以上の電圧を印加して両者の間に静電力を作用させると、可動板５６は、搭載板４３側へ移動して、可動接点５８が第１及び第２の信号接点５３，５４に接触する。その結果、第１及び第２の信号接点５３，５４間は、可動接点５８によって短絡され、電気的に閉じる。

なお、図面には示していないが、酸化珪素膜６１は、それぞれ酸化珪素からなる上層及び下層の２層膜となっている。この場合、上層と下層の成膜条件等を適宜変えることで、上方へ湾曲する応力を持たせることができる。膜６１として２層膜を用いる場合、上層と下層とで材料を変えてもよい。もっとも、膜６１として単層膜を用いても、搭載板４３から遠ざかる方向に湾曲するような応力を持たせることは可能である。また、本実施の形態では、可動板５６は、前述したように片持ち梁となっているが、例えば、両持ち梁として構成することも可能である。

支持板４４，４５は、搭載板４３を構成する窒化珪素膜５１がそのまま延びることによって構成されている。支持板４４，４５には、段差が形成されていない。したがって、本実施の形態による高周波回路コンポーネントを完成させるべく犠牲層７１〜７３が除去されると、支持板４４，４５は、窒化珪素膜５１の内部応力によって、図１０に示すように上方に湾曲する。これにより、図１０に示すように、支持板４４，４５が脚部４６〜４９を固定端として搭載板４３側が持ち上がり、搭載板４３が支持板４４，４５によって基板４１から浮いた状態に非平行に支持される。本実施の形態では、搭載板４３は基板４１に対してほぼ垂直に支持されている。

搭載板４３をより安定してほぼ垂直に支持するためには、支持板４４，４５を９０度よりも大きい角度に湾曲するような内部応力を持つように構成し、搭載板４３が垂直になった所で搭載板４３に当接して搭載板４３を保持するストッパを、基板４１上に設けることが、好ましい。このようなストッパの例は、前記特許文献２の図１０に開示されている。

なお、図面には示していないが、窒化珪素膜５１は、それぞれ窒化珪素からなる上層及び下層の２層膜となっている。この場合、上層と下層の成膜条件等を適宜変えることで、上方へ湾曲する応力を持たせることができる。

搭載板４３及び支持板４４上には、第２の駆動電極５７に接続された配線６２が形成されている。配線６２は、第２の駆動電極５７を構成するアルミニウム膜がそのまま延びることによって構成されている。搭載板４３及び支持板４４下には、第１の駆動電極５２に接続された配線６３が形成されている。配線６３は、第１の駆動電極５２を構成するアルミニウム膜がそのまま延びることによって構成されている。搭載板４３及び支持板４５上には、第１及び第２の信号接点５３，５４にそれぞれ接続された配線６４，６５が形成されている。配線６４，６５は、第１の信号接点５３を構成するアルミニウム膜及び第２の信号接点５４を構成するアルミニウム膜がそのまま延びることによってそれぞれ構成されている。

本実施の形態では、脚部４６〜４９は、支持板４３を構成する窒化珪素膜５１及び配線６２，６３，６４又は６５を構成するアルミニウム膜がそのまま延びることによって構成されている。配線６２〜６５を構成するアルミニウム膜は、それぞれ脚部６２〜６５において、アルミニウム膜からなる配線６６〜６９にそれぞれ接続されている。基板４１上には、基板４１側から順に酸化珪素膜や窒化珪素膜などの絶縁膜７８，７９が積層され、配線６２〜６５は、絶縁膜７８，７９間に形成されている。

先の説明からわかるように、配線６７，６６がそれぞれ第１及び第２の駆動電極５２，５７に接続され、配線６８，６９は第１及び第２の信号接点５３，５４に接続されている。配線６７，６６は、第１及び第２の駆動電極５２，５７間に印加する電圧を制御する駆動回路（図示せず）に接続される。配線６８，６９は、高周波回路の他の所要箇所に接続される。

本実施の形態による高周波回路コンポーネントは、前記第１の実施の形態による高周波回路コンポーネントと同様に、膜の形成及びパターニング、エッチング、犠牲層の形成・除去などの半導体製造技術を利用して、図１１乃至図１４に示す状態とする。最後に、アッシング等により、犠牲層７１〜７３を除去する。これにより、図１０に示すように支持板４４，４５が上方へ湾曲して搭載板４３が持ち上がり、本実施の形態による高周波回路コンポーネントが完成する。

本実施の形態によれば、図１１に示すように、メカニカルスイッチ４２が基板４１から浮いた状態に支持されているので、メカニカルスイッチ４２と基板４１との間の寄生容量が低減され、ひいては、電気損失が低減されるなどの利点が得られる。なお、メカニカルスイッチ４２を基板４１から浮かせる点については、従来は全く看過されていたものである。

また、本実施の形態によれば、搭載板４３が用いられ、メカニカルスイッチ４２が搭載板４３に搭載されているので、その機械的強度を高めることができる。

［第４の実施形態］

図１５は、本発明の第４の実施の形態による高周波回路コンポーネントを模式的に示す概略正面図である。図１６は、本実施の形態による高周波回路コンポーネントを模式的に示す概略斜視図である。図１７は、本実施の形態による高周波回路コンポーネントを示す概略断面図である。図１８は、図１５中のＧ−Ｇ’線に沿った概略断面図である。図１９は、搭載板８１に搭載された回路を示す回路図である。

なお、図１６及び図１７では、搭載板８１に搭載されている高周波回路素子９１〜９５の図示は省略している。また、図１５乃至図１７では、配線等の図示も省略している。さらに、図１５乃至図１８では、各１本の支持部８２の一端に１つの脚部８２ｃが設けられているものとして簡略化して示しているが、実際には、図１９に示すような基板８０上への電気的な接続を実現できるように、各１本の支持部８２の一端には４つの脚部８２ｃが設けられている。

本実施の形態による高周波回路コンポーネントは、導電性を有する基板としてのシリコン基板８０と、複数の高周波回路素子としての、２つのメカニカルスイッチ９１，９２、互いにインダクタンス値の異なる２つのコイル９３，９４及び１つの可変コンデンサ９５と、誘電体からなる薄膜で構成されメカニカルスイッチ９１，９２、コイル９３，９４及び可変コンデンサ９５を搭載した搭載板８１と、基板８０と搭載板８１との間を機械的に接続して搭載板８１を基板８０から浮いた状態に支持する支持機構１００と、を備えている。

搭載板８１は、窒化珪素膜で構成され、その周縁部の全体に沿って段差８１ａが形成されている。

本実施の形態では、支持機構１００は、図１５乃至図１７に示すように、２本の支持部（第１の膜部材）８２と、２つの接続部８４と、２本の支持部（第２の膜部材）８３と、搭載板８１を直接的に支持する搭載板支持部８５とを有している。支持部８２と支持部８３は、例えば、帯状に形成され、いずれも長手方向に円弧状に湾曲している。また、接続部８４と搭載板支持部８５と搭載板８１には、剛性を高めるために、縁に段差８４ａ，８５ａ，８１ａが形成されている。２本の支持部８２の一方の端部は、脚部８２ｃにより基板８０に固定されている。２本の支持部８２の先端には、それぞれ接続部８４を介して支持部８３の上端が接続されている。２本の支持部８３は下向きに垂れ下がり、それらの先端は、搭載板支持部８５の両端を支持している。搭載板支持部８５には、搭載板８１が搭載されている。これにより、搭載板８１を搭載した搭載板支持部８５は、２本の支持部８３によって吊り下げられた構成となっている。搭載板８１に一体に形成された接続部８５ｂによって、搭載板８１が搭載板支持部８５に固定されている。

湾曲した支持部８２は、図１７に示すように窒化珪素膜８２ａと酸化珪素膜８２ｂとを積層した２層膜である。一方、支持部８３は、酸化珪素膜８３ａと窒化珪素膜８３ｂとを積層した２層膜である。支持部８２，８３は、いずれも、酸化珪素膜と窒化珪素膜との熱膨張係数の差異によって生じる応力並びに成膜時に生じる応力によって円弧状に湾曲している。このとき、図１６及び図１７に示すように、支持部８２は、基板８０に突出する様に湾曲しているのに対して、支持部８３は、支持部８２とは逆向きに湾曲している。このような湾曲を実現するために、支持部８２は、基板８０側から窒化珪素膜８２ａ、酸化珪素膜８２ｂの順に積層され、支持部８３は、基板８０側から酸化珪素膜８３ａ、窒化珪素膜８３ｂの順に積層されている。

さらに、基板８０上には、図１６に示すように、搭載板支持部８５の片面側（脚部８２ｃが配置されている側とは逆の側）に、２つの薄膜立体構造体９０がストッパとして搭載されている。薄膜立体構造体９０は、その突起部９０ａが搭載板支持部８５の両脇を図２１中の−Ｙ方向に押して支える位置に配置されている。このように薄膜立体構造体６５が光学膜支持部８５を図１６の−Ｙ方向に支えることにより、温度変化により支持部８２，８３の湾曲状態が変化しても、搭載板８１の位置及び向きを安定して一定に維持することができる。

基板８０上には、基板８０側から順に酸化珪素膜や窒化珪素膜などの絶縁膜９８，９９が積層され、図１９中の８本の配線にそれぞれ接続される図示しない配線が絶縁膜９８，９９間に形成されている。搭載板８１の各部から絶縁膜９８，９９間の配線に至る配線が、支持機構１００の各部に形成されるが、その具体的な説明及び図示は省略する。

前述した支持機構１００及び薄膜立体構造体９０は、基本的に、特許文献２の図２６に開示されているミラーの支持機構及び薄膜立体構造体と同様であり、それらの製造方法と同様に、膜の形成及びパターニング、エッチング、犠牲層の形成・除去などの半導体製造技術を利用して、製造することができる。

メカニカルスイッチ９１，９２は、図１５では簡略化して示しているが、前述した図１０乃至図１４に示すメカニカルスイッチ４２と同様に構成されている。図１９に示すメカニカルスイッチ９１，９２のスイッチ部９１ａ，９２ａは、メカニカルスイッチ４２の接点５３，５４，５８に相当し、メカニカルスイッチ９１，９２の駆動部９１ｂ，９２ｂはメカニカルスイッチ４２の第１及び第２の駆動電極５２，５８に相当している。

コイル９３，９４は、図１５では簡略化して示しているが、前述した図１乃至図５に示すコイル２と同様に構成されている。

可変コンデンサ９５は、図１８に示すように、搭載板８１の−Ｙ側の面に形成された第１の駆動電極１０１ａ，１０１ｂ及びそれらの間の第１の容量電極１０２と、これらを覆う酸化珪素膜等の絶縁膜１０３と、搭載板８１の−Ｙ側の面に脚部１０４，１０５を介して両端が固定された両持ち梁をなす可動板１０６と、可動板１０６の＋Ｙ側の面に形成された第２の駆動電極１０７ａ，１０７ｂ及び第２の容量電極１０８と、を備えている。

電極１０１ａ，１０１ｂ，１０２と電極１０７ａ，１０７ｂ，１０８とはそれぞれ対向している。これらの電極は、アルミニウム膜で構成されている。可動板１０６は、酸化珪素膜等の絶縁膜で構成されている。第１の駆動電極１０１ａ，１０１ｂ間は電気的に接続され、第２の駆動電極１０７ａ，１０７ｂ間は電気的に接続されている。

第１の駆動電極１０１ａ，１０１ｂと第２の駆動電極１０７ａ，１０７ｂとの間に印加する電圧値に応じて両者の間の静電力の大きさが決定され、これに応じて、第１の駆動電極１０１ａ，１０１ｂと第２の駆動電極１０７ａ，１０７ｂとの間の間隔が決定され、ひいては、第１及び第２の容量電極１０２，１０８間の間隔が決定されて両者の間の容量値が定まる。よって、第１の駆動電極１０１ａ，１０１ｂと第２の駆動電極１０７ａ，１０７ｂとの間に印加する電圧値を変えることで、第１及び第２の容量電極１０２，１０８間の容量値を変えることができる。

図１９に示す可変コンデンサ９５の可変容量部９５ａが図１８中の第１及び第２の容量電極１０２，１０８に相当し、可変コンデンサ９５の駆動部９５ｂが第１及び第２の駆動電極１０１ａ，１０１ｂ，１０７ａ，１０７ｂに相当している。

そして、搭載板８１において、図示しない配線によって、図１９に示す電気的な接続がなされている。図１９に示す例では、２種類のＬＣ共振回路が選択できる構成となっている。

本実施の形態によれば、複数の高周波回路素子９１〜９５が基板１から浮いた状態に支持されているので、コイル２と基板１との間の寄生容量が低減され、ひいては、電気損失が低減されるなどの利点が得られる。

また、本実施の形態によれば、搭載板８１において図１９に示すような電気的な接続が行われているので、搭載板８１において接続されている高周波回路素子９１〜９５間の配線と基板８０との間の寄生容量が低減され、ひいては、より一層電気損失が低減されるなどの利点が得られる。

さらに、本実施の形態によれば、搭載板８１が用いられ、高周波回路素子９１〜９５が搭載板８１に搭載されているので、その機械的強度を高めることができる。

以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。

例えば、搭載板に搭載する高周波回路素子としては、例えば、抵抗やメカニカルフィルタなどでもよい。

本発明の第１の実施の形態による高周波回路コンポーネントを模式的に示す概略斜視図である。 図２は、本発明の第１の実施の形態による高周波回路コンポーネントの犠牲層の除去前の状態を示す概略平面図である。 図２中のＡ−Ａ’線に沿った概略断面図である。 図２中のＢ−Ｂ’線に沿った概略断面図である。 図２中のＣ−Ｃ’線に沿った概略断面図である。 本発明の第１の実施の形態の変形例を示す概略断面図である。 本発明の第１の実施の形態の他の変形例を示す概略断面図である。 本発明の第２の実施の形態による高周波回路コンポーネントを模式的に示す概略斜視図である。 本発明の第２の実施の形態による高周波回路コンポーネントを示す概略断面図である。 本発明の第３の実施の形態による高周波回路コンポーネントを模式的に示す概略斜視図である。 本発明の第３の実施の形態による高周波回路コンポーネントを示す概略平面図である。 図１１中のＤ−Ｄ’線に沿った概略断面図である。 図１１中のＥ−Ｅ’線に沿った概略断面図である。 図１１中のＦ−Ｆ’線に沿った概略断面図である。 本発明の第４の実施の形態による高周波回路コンポーネントを模式的に示す概略正面図である。 本発明の第４の実施の形態による高周波回路コンポーネントを模式的に示す概略斜視図である。 本発明の第４の実施の形態による高周波回路コンポーネントを示す概略断面図である。 図１５中のＧ−Ｇ’線に沿った概略断面図である。 図１５中の搭載板に搭載された回路を示す回路図である。

符号の説明

１，４１ 基板
２，９３，９４ コイル
３，４３ 搭載板
４ 支持板
３１ コンデンサ
４２，９１，９２ メカニカルスイッチ
９５ 可変コンデンサ

Claims (8)

1. 基板と、１つ以上の高周波回路素子と、誘電体からなる薄膜で構成され前記１つ以上の高周波回路素子を搭載した搭載板と、前記基板と前記搭載板との間を機械的に接続して前記搭載板を前記基板から浮いた状態に支持する支持部と、を備えたことを特徴とする高周波回路コンポーネント。
2. 前記基板が導電性を有することを特徴とする請求項１記載の高周波回路コンポーネント。
3. 前記１つ以上の高周波回路素子及び前記支持部が薄膜で構成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の高周波回路コンポーネント。
4. 前記搭載板の周縁部の全体又は一部に沿って段差が形成されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の高周波回路コンポーネント。
5. 前記１つ以上の高周波回路素子の数が２つ以上であり、前記１つ以上の高周波回路素子のうちの少なくとも２つの高周波回路素子の間が、前記搭載板上において電気的に接続されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の高周波回路コンポーネント。
6. 前記１つ以上の高周波回路素子のうちの少なくとも１つの高周波回路素子は、コイルであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の高周波回路コンポーネント。
7. 前記１つ以上の高周波回路素子のうちの少なくとも１つの高周波回路素子は、固定又は可変のコンデンサであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の高周波回路コンポーネント。
8. 前記１つ以上の高周波回路素子のうちの少なくとも１つの高周波回路素子は、メカニカルスイッチであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の高周波回路コンポーネント。

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