JP5466674B2 - Switch device, transmission line switching device, and test device - Google Patents

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Description

本発明は、スイッチ装置、伝送路切替装置、および試験装置に関する。   The present invention relates to a switch device, a transmission line switching device, and a test device.

従来、圧電膜と当該圧電膜に電圧を印加する電極とを設け、当該圧電膜に電圧が印加されて当該圧電膜が伸縮することによって、伸縮に応じた動作をするアクチュエータが知られていた(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1 特開2001−191300号公報
Conventionally, there has been known an actuator that is provided with a piezoelectric film and an electrode for applying a voltage to the piezoelectric film, and that operates according to expansion and contraction when the voltage is applied to the piezoelectric film and the piezoelectric film expands and contracts ( For example, see Patent Document 1).
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-191300

しかしながら、このようなアクチュエータは、圧電膜を伸縮させて動作して接点を接触または離間させるスイッチとして用いた場合、接点同士が凝着して接点を離間させることができなくなることがあった。また、このようなアクチュエータは、異なる材料を積層させて形成するので、電圧を印加しない初期状態においても圧電膜の応力等によりそりが生じていた。また、圧電膜は、伸縮動作を繰り返すことによって、寿命が短くなることがあった。   However, when such an actuator is used as a switch that operates by expanding and contracting a piezoelectric film to contact or separate the contacts, the contacts may adhere to each other and the contacts cannot be separated. In addition, since such an actuator is formed by stacking different materials, warpage occurs due to stress of the piezoelectric film or the like even in an initial state where no voltage is applied. In addition, the life of the piezoelectric film may be shortened by repeating the expansion and contraction operation.

本発明の第1の態様においては、第1接点が設けられた基体と、第2接点を移動させて第1接点と接触または離間させるアクチュエータと、を備え、アクチュエータは、支持層と、支持層の上面に形成される第1圧電膜と、支持層を介して第1圧電膜に対向して、支持層の第1圧電膜が形成される面とは反対側の面に設けられ、駆動電圧に応じて伸縮してアクチュエータのそり量を変化させる第2圧電膜と、第1圧電膜および第2圧電膜のそれぞれの上面と下面とに、それぞれの駆動電圧を印加する電極層と、第2圧電膜と第2圧電膜の支持層側とは反対側の電極層との間に形成された導電性酸化物を含む第2導電性酸化物膜と、を有するスイッチ装置を提供する。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a base provided with a first contact, and an actuator that moves or moves the second contact to or away from the first contact. The actuator includes a support layer and a support layer. The first piezoelectric film formed on the upper surface of the support layer is opposed to the first piezoelectric film with the support layer interposed therebetween, and is provided on a surface opposite to the surface on which the first piezoelectric film is formed. A second piezoelectric film that expands and contracts in response to the amount of warpage of the actuator, an electrode layer that applies a driving voltage to each of the upper and lower surfaces of the first and second piezoelectric films, and a second There is provided a switch device having a second conductive oxide film containing a conductive oxide formed between a piezoelectric film and an electrode layer opposite to the support layer side of the second piezoelectric film.

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。   It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.

本実施形態に係るスイッチ装置100の構成例を示す。The structural example of the switch apparatus 100 which concerns on this embodiment is shown. 本実施形態に係るスイッチ装置100の側面図を示す。The side view of the switch apparatus 100 which concerns on this embodiment is shown. 本実施形態に係るスイッチ装置100の変形例を示す。The modification of the switch apparatus 100 which concerns on this embodiment is shown. 本実施形態に係る試験装置410の構成例を被試験デバイス400と共に示す。A configuration example of a test apparatus 410 according to this embodiment is shown together with a device under test 400. 本実施形態に係る伝送路切替装置500の構成例を示す。The structural example of the transmission path switching apparatus 500 which concerns on this embodiment is shown. 本実施形態に係るループバック試験する試験装置の構成例を被試験デバイス400と共に示す。A configuration example of a test apparatus that performs a loopback test according to the present embodiment is shown together with a device under test 400.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。   Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.

図1は、本実施形態に係るスイッチ装置100の構成例を示す。本実施形態に係るスイッチ装置100の構成例を示す。図2は、本実施形態に係るスイッチ装置100の側面図を示す。スイッチ装置100は、圧電膜と圧電膜に電圧を印加する電極との間に導電性酸化膜を備え、圧電膜を長寿命化させる。また、スイッチ装置100は、アクチュエータ130の剛性を高めつつ、アクチュエータ130の割れ、欠け、またはヒビ等の物理的な破壊を防ぐ。   FIG. 1 shows a configuration example of a switch device 100 according to the present embodiment. The structural example of the switch apparatus 100 which concerns on this embodiment is shown. FIG. 2 shows a side view of the switch device 100 according to the present embodiment. The switch device 100 includes a conductive oxide film between the piezoelectric film and an electrode for applying a voltage to the piezoelectric film, thereby extending the life of the piezoelectric film. In addition, the switch device 100 prevents physical destruction such as cracking, chipping, or cracking of the actuator 130 while increasing the rigidity of the actuator 130.

スイッチ装置100は、基体下部に設けられた固定接点である第1接点122と、アクチュエータに設けられた可動接点である第2接点134とを接触または離間させることにより、固定接点および可動接点間の電気的導通または非導通を切り換える。スイッチ装置100は、パッケージ等に密封されて収容された装置であってよい。スイッチ装置100は、基体下部110と、アクチュエータ130と、第1電源部180と、第2電源部182と、基準電圧184と、制御部190と、キャビティ部310と、台座部320と、基体上部330とを備える。   The switch device 100 makes contact between a fixed contact and a movable contact by contacting or separating a first contact 122 that is a fixed contact provided at a lower portion of a base and a second contact 134 that is a movable contact provided on an actuator. Switch between electrical conduction and non-conduction. The switch apparatus 100 may be an apparatus sealed and accommodated in a package or the like. The switch apparatus 100 includes a base lower part 110, an actuator 130, a first power supply part 180, a second power supply part 182, a reference voltage 184, a control part 190, a cavity part 310, a pedestal part 320, and a base upper part. 330.

基体下部110は、固定接点が設けられる平坦な第1面を有する。また、基体下部110は、第1面とは異なる第2面に、外部と電気信号および電源等を授受する配線部を有してよい。基体下部110は、ガラス基板等の絶縁体であってよく、これに代えてシリコン等の半導体基板等であってよい。基体下部110は、ビア112と、配線部114と、グランド線116と、グランド線118と、第1信号線120と、第1接点122aと、第1接点122bと、第2信号線124とを有する。   The base lower part 110 has a flat first surface on which a fixed contact is provided. In addition, the base lower part 110 may have a wiring part that transmits and receives an electric signal, a power source, and the like to the outside on a second surface different from the first surface. The base lower part 110 may be an insulator such as a glass substrate, or may be a semiconductor substrate such as silicon instead. The lower portion 110 of the base includes a via 112, a wiring portion 114, a ground line 116, a ground line 118, a first signal line 120, a first contact 122a, a first contact 122b, and a second signal line 124. Have.

ビア112は、基体下部110を貫通して金属で被覆されることで、第1面に形成される電気配線と第2面に形成される電気配線とを電気的に接続する。一例として、ビア112は、第1接点122と第2面に形成された配線部114とを電気的に接続する。また、ビア112は、導電性材料が充填されて、貫通孔が形成される基体下部110の上面と下面の密閉性を保つように形成されてよい。ビア112は、基体下部110に設けられる第1接点122の数およびアクチュエータ130に供給する電気信号および電源等の数に応じて、基体下部110に複数設けられてよい。   The via 112 penetrates through the lower portion 110 of the base and is covered with metal, thereby electrically connecting the electrical wiring formed on the first surface and the electrical wiring formed on the second surface. As an example, the via 112 electrically connects the first contact 122 and the wiring part 114 formed on the second surface. In addition, the via 112 may be formed so as to keep the upper surface and the lower surface of the base lower portion 110 filled with a conductive material and having a through hole formed therein. A plurality of vias 112 may be provided in the base lower part 110 according to the number of first contacts 122 provided in the base lower part 110 and the number of electric signals and power supplies supplied to the actuator 130.

配線部114は、スイッチ装置100を通過させる信号、アクチュエータ130に供給する電気信号、または電源電圧等を伝送する。配線部114は、少なくとも1つのビア112に対して信号を送信または受信させるべく、基体下部110の第1面または第2面に設けられる導電性の配線パターンであってよい。これに代えて、配線部114は、基体上部330の第1面または第2面に設けられてもよい。配線部114は、ランド、コネクタ、および/またはアンテナ等を含み、外部からスイッチ装置100に通過させる信号を送受信してよい。   The wiring unit 114 transmits a signal that allows the switch device 100 to pass through, an electrical signal that is supplied to the actuator 130, a power supply voltage, and the like. The wiring part 114 may be a conductive wiring pattern provided on the first surface or the second surface of the lower portion 110 of the base body so as to transmit or receive a signal to at least one via 112. Instead of this, the wiring portion 114 may be provided on the first surface or the second surface of the base upper portion 330. The wiring unit 114 may include a land, a connector, and / or an antenna, and may transmit and receive a signal that passes from the outside to the switch device 100.

グランド線116およびグランド線118は、基体下部110の第1面に設けられ、ビア112および配線部114を介して基準電圧184に接続される。グランド線116およびグランド線118は、導電性の配線パターンであってよい。   The ground line 116 and the ground line 118 are provided on the first surface of the base lower part 110 and are connected to the reference voltage 184 via the via 112 and the wiring part 114. The ground line 116 and the ground line 118 may be conductive wiring patterns.

第1信号線120および第2信号線124は、基体下部110の第1面の、グランド線116およびグランド線118の間に設けられる。第1信号線120および第2信号線124は、導電性の配線パターンであってよい。   The first signal line 120 and the second signal line 124 are provided between the ground line 116 and the ground line 118 on the first surface of the lower portion 110 of the substrate. The first signal line 120 and the second signal line 124 may be conductive wiring patterns.

ここで、グランド線116、グランド線118、第1信号線120、および第2信号線124は、コプレーナ伝送線路を形成してよい。即ち、第1信号線120および第2信号線124の線幅、第1信号線120および第2信号線124とグランド線116との間隔、ならびに第1信号線120および第2信号線124とグランド線118との間隔は、第1信号線120および第2信号線124の特性インピーダンスに応じて予め定められた値で形成される。これによって、第1信号線120および第2信号線124は、数十GHzに至る高周波信号を伝送することができる。   Here, the ground line 116, the ground line 118, the first signal line 120, and the second signal line 124 may form a coplanar transmission line. That is, the line width of the first signal line 120 and the second signal line 124, the distance between the first signal line 120 and the second signal line 124 and the ground line 116, and the first signal line 120 and the second signal line 124 and the ground. The distance from the line 118 is formed with a value determined in advance according to the characteristic impedance of the first signal line 120 and the second signal line 124. Thereby, the first signal line 120 and the second signal line 124 can transmit a high-frequency signal reaching several tens of GHz.

なお、スイッチ装置100を通過させる電気信号が、コプレーナ伝送線路を形成しなくても伝送できる程度の低周波信号の場合、グランド線116およびグランド線118は無くてもよい。   Note that the ground line 116 and the ground line 118 may be omitted when the electrical signal that passes through the switch device 100 is a low-frequency signal that can be transmitted without forming a coplanar transmission line.

第1信号線120には、第1接点122aが、第2信号線124には、第1接点122bが、それぞれ設けられる。第1接点122は、突部のない平面状のパッドであってよい。第1接点122は、アルミニウム、タングステン、パラジウム、ロジウム、金、白金、ルテニウム、インジウム、イリジウム、オスミウム、モリブデン、および/またはニッケルを含んでよい。ここで、第1接点122は、これらの材料を含む2以上の材料の合金であってよい。また、第1信号線120および第2信号線124は、第1接点122と略同一の材質で形成されてよい。   The first signal line 120 is provided with a first contact 122a, and the second signal line 124 is provided with a first contact 122b. The first contact 122 may be a planar pad without a protrusion. The first contact 122 may include aluminum, tungsten, palladium, rhodium, gold, platinum, ruthenium, indium, iridium, osmium, molybdenum, and / or nickel. Here, the first contact 122 may be an alloy of two or more materials including these materials. Further, the first signal line 120 and the second signal line 124 may be formed of substantially the same material as the first contact 122.

アクチュエータ130は、第2接点134を有し、第2接点134を移動させて第1接点122と接触または離間させる。アクチュエータ130は、ゾルゲル法およびCVD(Chemical Vapor Deposition:化学気相成長)法等を用いる半導体製造装置等によって成膜されてよい。アクチュエータ130は、第2接点部132と、第1圧電膜136と、第2圧電膜138と、支持層150と、突出部156と、第1圧電膜136の電極層162および電極層164と、第2圧電膜138の電極層166および電極層168と、第1導電性酸化物膜210と、第2導電性酸化物膜220とを有する。   The actuator 130 has a second contact 134 and moves the second contact 134 to contact or separate from the first contact 122. The actuator 130 may be formed by a semiconductor manufacturing apparatus using a sol-gel method, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, or the like. The actuator 130 includes a second contact portion 132, a first piezoelectric film 136, a second piezoelectric film 138, a support layer 150, a protruding portion 156, an electrode layer 162 and an electrode layer 164 of the first piezoelectric film 136, The electrode layer 166 and the electrode layer 168 of the second piezoelectric film 138, the first conductive oxide film 210, and the second conductive oxide film 220 are included.

第2接点部132には、第2接点134が設けられる。第2接点部132は、第1接点122と同様の金属を含んでよい。第2接点134は、突起を有する形状であってよい。これに代えて、第2接点134は、突部のない平面であってもよい。   The second contact part 132 is provided with a second contact 134. The second contact portion 132 may include the same metal as the first contact 122. The second contact 134 may have a shape having a protrusion. Alternatively, the second contact 134 may be a flat surface without a protrusion.

第2接点134は、第1接点122の破壊または劣化を防ぐように、半球状の形状であってよく、これに代えて先端を丸めた針状の形状であってもよい。一例として、第2接点134は、第1接点122と接触して伝送線路を形成する場合に、伝送する信号の周波数に応じた伝送線路幅等を形成するように、予め定められた形状で設けられてよい。   The second contact 134 may have a hemispherical shape so as to prevent the destruction or deterioration of the first contact 122, and may instead have a needle shape with a rounded tip. As an example, when the second contact 134 is in contact with the first contact 122 to form a transmission line, the second contact 134 is provided in a predetermined shape so as to form a transmission line width or the like according to the frequency of the signal to be transmitted. May be.

本実施例において、スイッチ装置100は、第1接点122aおよび第1接点122bが基体下部110に設けられ、1つの第2接点134と接触または離間する。これにより、スイッチ装置100は、第2接点134を介して第1接点122aと第1接点122bとの間の電気的導通または非導通を切り換える。一例として、配線部114は、外部からの電気信号を第1接点122aへと伝送し、スイッチ装置100がONの場合に当該電気信号を第1接点122bから外部へと伝送する。   In the present embodiment, the switch device 100 includes a first contact 122 a and a first contact 122 b provided on the base lower part 110, and contacts or separates from one second contact 134. As a result, the switch device 100 switches electrical conduction or non-conduction between the first contact 122a and the first contact 122b via the second contact 134. As an example, the wiring unit 114 transmits an electrical signal from the outside to the first contact 122a, and transmits the electrical signal from the first contact 122b to the outside when the switch device 100 is ON.

これに代えて、スイッチ装置100は、基体下部110に1つの第1接点122を有し、アクチュエータ130に外部からの電気信号を第2接点134へと伝送する配線を有してもよい。また、当該配線は、第1接点122に伝送される外部からの電気信号を、第2接点134を介して受け取り、外部へと伝送してもよい。このように、スイッチ装置100は、第1接点122から第2接点134への信号伝送をON/OFFし、ONの場合に、外部から入力された信号を第1接点122から第2接点134を介して外部へと伝送してよい。   Instead of this, the switch device 100 may have one first contact 122 in the base lower part 110, and may have wiring for transmitting an electric signal from the outside to the second contact 134 in the actuator 130. In addition, the wiring may receive an external electrical signal transmitted to the first contact 122 via the second contact 134 and transmit the electrical signal to the outside. In this way, the switch device 100 turns on / off the signal transmission from the first contact 122 to the second contact 134, and when it is turned on, the signal input from the outside is transferred from the first contact 122 to the second contact 134. May be transmitted to the outside.

第1圧電膜136は、支持層150の上面に形成される。第1圧電膜136は、第1駆動電圧に応じて伸縮してよい。この場合、第1圧電膜136は、第1駆動電圧を印加された場合に、アクチュエータ130の長さ方向に伸縮して、第1接点122と第2接点134との距離が変化する方向にアクチュエータ130を湾曲させるように配される。   The first piezoelectric film 136 is formed on the upper surface of the support layer 150. The first piezoelectric film 136 may expand and contract according to the first drive voltage. In this case, the first piezoelectric film 136 expands and contracts in the length direction of the actuator 130 when the first driving voltage is applied, and the actuator moves in the direction in which the distance between the first contact 122 and the second contact 134 changes. It arrange | positions so that 130 may be curved.

第1圧電膜136は、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、チタン酸ジルコン酸ランタン鉛(PLZT)、窒化アルミニウム(AlN)、酸化亜鉛(ZnO)のウルツ鉱型の結晶、またはチタン酸バリウム(BTO)等のペロブスカイト系強誘電体等により形成されてよい。   The first piezoelectric film 136 is formed of wurtzite crystal of lead zirconate titanate (PZT), lead lanthanum zirconate titanate (PLZT), aluminum nitride (AlN), zinc oxide (ZnO), or barium titanate (BTO). ) Etc. may be formed of a perovskite ferroelectric.

第2圧電膜138は、支持層150を介して第1圧電膜136に対向して、支持層150の第1圧電膜136が形成される面とは反対側の面に設けられ、第2駆動電圧に応じて伸縮してアクチュエータ130のそり量を変化させる。第2圧電膜138は、第2駆動電圧を印加された場合に、アクチュエータ130の長さ方向に伸縮して、第1接点122と第2接点134との距離が変化する方向にアクチュエータ130を湾曲させるように配される。   The second piezoelectric film 138 is provided on the surface of the support layer 150 opposite to the surface on which the first piezoelectric film 136 is formed so as to face the first piezoelectric film 136 with the support layer 150 interposed therebetween. The amount of warpage of the actuator 130 is changed by expanding and contracting according to the voltage. When the second driving voltage is applied, the second piezoelectric film 138 expands and contracts in the length direction of the actuator 130 and bends the actuator 130 in the direction in which the distance between the first contact 122 and the second contact 134 changes. To be arranged.

第2圧電膜138は、第1圧電膜136と同様に、ペロブスカイト系強誘電体等を用いてよい。第2圧電膜138は、第1圧電膜136と略同一の材料で、かつ、第1圧電膜136と略同一の形状で形成されることが望ましい。また、第1圧電膜136および第2圧電膜138の膜厚は、0.1μm〜5μmの範囲で形成されてよい。ここで、第1圧電膜136および第2圧電膜138としてPZTを成膜する場合、チタン酸鉛(PT)を成膜してからPZTを成膜してよい。これによって、PZTは、結晶性良く成膜することができる。   Similar to the first piezoelectric film 136, the second piezoelectric film 138 may use a perovskite ferroelectric or the like. The second piezoelectric film 138 is desirably formed of substantially the same material as the first piezoelectric film 136 and substantially the same shape as the first piezoelectric film 136. The film thicknesses of the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138 may be formed in the range of 0.1 μm to 5 μm. Here, in the case where PZT is formed as the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138, PZT may be formed after the formation of lead titanate (PT). Thereby, PZT can be formed with good crystallinity.

ここで、第1圧電膜136は、第2圧電膜138に第2駆動電圧を印加しない状態におけるアクチュエータ130のそりを抑える。第1圧電膜136および第2圧電膜138は、アクチュエータ130の厚さ方向の中心面の両側に設けられる。これによって、第1圧電膜136は、第2圧電膜138の応力により生じるアクチュエータ130のそりを抑える。アクチュエータ130を湾曲させる第2圧電膜138は、本実施例のように異なる材質の膜の面上に積層されるので、加工形成された後に残留応力によって変形し、アクチュエータ130にそりを生じさせる。   Here, the first piezoelectric film 136 suppresses the warp of the actuator 130 in a state where the second driving voltage is not applied to the second piezoelectric film 138. The first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138 are provided on both sides of the center plane in the thickness direction of the actuator 130. As a result, the first piezoelectric film 136 suppresses the warp of the actuator 130 caused by the stress of the second piezoelectric film 138. Since the second piezoelectric film 138 that bends the actuator 130 is laminated on the surface of a film made of a different material as in this embodiment, the second piezoelectric film 138 is deformed by the residual stress after being formed by processing and causes the actuator 130 to warp.

第1圧電膜136は、第2圧電膜138と略同一の材料で、かつ、第2圧電膜138と略同一の形状で形成され、アクチュエータ130の第2圧電膜138が形成される面と反対側に設けられるので、第2圧電膜138によって生じるそりと反対方向にそるように応力が働き、アクチュエータ130のそりを抑えることができる。   The first piezoelectric film 136 is formed of substantially the same material as the second piezoelectric film 138 and has substantially the same shape as the second piezoelectric film 138, and is opposite to the surface on which the second piezoelectric film 138 of the actuator 130 is formed. Since it is provided on the side, stress acts so as to be deflected in the direction opposite to the warp caused by the second piezoelectric film 138, and the warp of the actuator 130 can be suppressed.

また、第1圧電膜136は、第2圧電膜138の温度変化に伴う伸縮により生じるアクチュエータ130のそりを抑える。第2圧電膜138は、異なる熱膨張係数の材質の膜の面上に積層されるので、温度変化に伴って熱応力によって変形し、アクチュエータ130にそりを生じさせる。第1圧電膜136は、第2圧電膜138と略同一の材料で、かつ、第2圧電膜138と略同一の形状で形成され、アクチュエータ130の第2圧電膜138が形成される面と反対側に設けられるので、温度変化によって生じるそりに対しても反対方向にそるように応力が働き、アクチュエータ130の温度変化に伴うそりを抑えることができる。   Further, the first piezoelectric film 136 suppresses the warp of the actuator 130 caused by the expansion and contraction accompanying the temperature change of the second piezoelectric film 138. Since the second piezoelectric film 138 is laminated on the surface of the film made of a material having a different thermal expansion coefficient, the second piezoelectric film 138 is deformed by a thermal stress as the temperature changes, and causes the actuator 130 to warp. The first piezoelectric film 136 is formed of substantially the same material as the second piezoelectric film 138 and has substantially the same shape as the second piezoelectric film 138, and is opposite to the surface on which the second piezoelectric film 138 of the actuator 130 is formed. Since it is provided on the side, the stress acts so as to warp in the opposite direction to the warp caused by the temperature change, and the warp accompanying the temperature change of the actuator 130 can be suppressed.

支持層150は、第1圧電膜136および第2圧電膜138の間に設けられる。支持層150は、力の印加によって変形する弾性を有し、第1圧電膜136および/または第2圧電膜138が伸縮して力を印加することによって、湾曲される。また、支持層150は、アクチュエータ130が撓みすぎるのを抑制する剛性を有し、第1圧電膜136および第2圧電膜138の電界の印加が停止すると、アクチュエータ130は初期位置に戻る。   The support layer 150 is provided between the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138. The support layer 150 has elasticity that is deformed by application of force, and is bent when the first piezoelectric film 136 and / or the second piezoelectric film 138 expands and contracts and applies force. Further, the support layer 150 has a rigidity that suppresses the actuator 130 from being bent excessively, and when the application of the electric field to the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138 is stopped, the actuator 130 returns to the initial position.

支持層150は、第1圧電膜136または第2圧電膜138が形成される場合に、当該圧電膜と共に焼成温度に加熱される。即ち、第1圧電膜136および第2圧電膜138は、第1圧電膜136および第2圧電膜138の焼成温度に加熱されて、支持層150上の異なる面にそれぞれ形成され、支持層150は、第1圧電膜136および/または第2圧電膜138と共に焼成温度に加熱される。   When the first piezoelectric film 136 or the second piezoelectric film 138 is formed, the support layer 150 is heated to the firing temperature together with the piezoelectric film. That is, the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138 are respectively formed on different surfaces on the support layer 150 by being heated to the firing temperature of the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138. The first piezoelectric film 136 and / or the second piezoelectric film 138 are heated to the firing temperature.

そこで支持層150は、第1圧電膜136および第2圧電膜138の焼成温度に加熱しても破壊されない材質で形成される。第1圧電膜136および第2圧電膜138をPZT等で形成する場合、焼成温度は、略700℃以上に達する場合もある。したがって、支持層150は、第1圧電膜136および第2圧電膜138の焼成温度に加熱しても、割れ、欠け、またはヒビ等の物理的な破壊が生じない材質で形成することが望ましい。   Therefore, the support layer 150 is formed of a material that is not destroyed even when heated to the firing temperature of the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138. When the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138 are formed of PZT or the like, the firing temperature may reach approximately 700 ° C. or higher. Therefore, it is desirable that the support layer 150 be formed of a material that does not cause physical destruction such as cracking, chipping, or cracking even when heated to the firing temperature of the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138.

また、支持層150は、第1圧電膜136および第2圧電膜138の焼成温度に加熱しても圧電膜または電極層と化学反応を生じ難い材質で形成されることが望ましい。第1支持層150は、圧電膜の焼成温度の加熱によって、圧電膜または電極層と化合物を形成して、割れ、欠け、またはヒビ等の物理的な破壊が生じない材質で形成することが望ましい。また、この場合、支持層150は、圧電膜の焼成温度の加熱によって、第1圧電膜136および第2圧電膜138の圧電定数等の膜特性を劣化させない材質で形成することが望ましい。   The support layer 150 is preferably formed of a material that does not easily cause a chemical reaction with the piezoelectric film or the electrode layer even when heated to the firing temperature of the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138. The first support layer 150 is preferably formed of a material that forms a compound with the piezoelectric film or the electrode layer by heating at the firing temperature of the piezoelectric film, and does not cause physical destruction such as cracking, chipping, or cracking. . In this case, the support layer 150 is preferably formed of a material that does not deteriorate film characteristics such as the piezoelectric constants of the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138 by heating at the firing temperature of the piezoelectric film.

支持層は、絶縁材料で形成される。支持層150は、絶縁材料で形成されることで、例えば700℃程度の圧電膜の焼成温度に耐え、金属膜よりも安価なCVD等の製造方法により短時間で形成することができる。   The support layer is formed of an insulating material. Since the support layer 150 is formed of an insulating material, it can withstand a baking temperature of a piezoelectric film of, for example, about 700 ° C. and can be formed in a short time by a manufacturing method such as CVD that is cheaper than a metal film.

支持層150は、例えば、酸化シリコン(SiO)または窒化シリコン(SiN)を含む。これに代えて、支持層150は、アルミニウム、金、白金等の導電体、ガラス等の絶縁体、またはシリコン等の半導体を用いてよい。また、支持層150の膜厚は、0.1μm〜50μmの範囲で形成されてよい。 The support layer 150 includes, for example, silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiN). Instead, the support layer 150 may use a conductor such as aluminum, gold, or platinum, an insulator such as glass, or a semiconductor such as silicon. Moreover, the film thickness of the support layer 150 may be formed in the range of 0.1 μm to 50 μm.

突出部156は、アクチュエータ130の可動端である先端部において、第1圧電膜136および第2圧電膜138が設けられていない支持層150の部分である。第2接点部132は、突出部156上に設けられてよい。これによって、第2接点134は、電極層162、電極層164、電極層166、および電極層168と離間された位置に形成することができ、それぞれの電極層に供給される電気信号の影響を低減させることができる。   The protruding portion 156 is a portion of the support layer 150 where the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138 are not provided at the distal end that is the movable end of the actuator 130. The second contact part 132 may be provided on the protruding part 156. Accordingly, the second contact 134 can be formed at a position separated from the electrode layer 162, the electrode layer 164, the electrode layer 166, and the electrode layer 168, and the influence of the electric signal supplied to each electrode layer can be reduced. Can be reduced.

また、突出部156は、第1接点122と第2接点134とが接触してON状態になった場合に、第1信号線120から第2信号線124までの伝送線路から、電極層162、電極層164、電極層166、および電極層168の4つの電極を離間させた配置にすることができる。これによって、突出部156は、コプレーナ伝送線路に対して、それぞれの電極層に供給される電気信号に起因する雑音等の影響を低減させることができる。   Further, when the first contact 122 and the second contact 134 are brought into an ON state, the protruding portion 156 is connected to the electrode layer 162 from the transmission line from the first signal line 120 to the second signal line 124. The four electrodes of the electrode layer 164, the electrode layer 166, and the electrode layer 168 can be arranged apart from each other. Thereby, the protrusion 156 can reduce the influence of noise and the like due to the electrical signal supplied to each electrode layer on the coplanar transmission line.

電極層162および電極層164は、第1圧電膜136の上面および下面に設けられ、第1圧電膜136に第1駆動電圧を印加する。ここで、第1駆動電圧は、正または負の予め定められた電圧でよい。   The electrode layer 162 and the electrode layer 164 are provided on the upper and lower surfaces of the first piezoelectric film 136 and apply a first drive voltage to the first piezoelectric film 136. Here, the first drive voltage may be a positive or negative predetermined voltage.

電極層162および電極層164は、アクチュエータ130の長さ方向Lに延伸する平板形状を有してよい。電極層162および電極層164は、アルミニウム、金、白金、銅、インジウム、タングステン、モリブデン、ルテニウム、イリジウム等の低抵抗で加工が容易な金属であってよく、ルテニウムオキサイド(RuO)、イリジウムオキサイド(IrO)等酸化物電極、セラミック電極、または、シリコン等の半導体を用いてもよい。 The electrode layer 162 and the electrode layer 164 may have a flat plate shape extending in the length direction L of the actuator 130. The electrode layer 162 and the electrode layer 164 may be a low-resistance metal that can be easily processed, such as aluminum, gold, platinum, copper, indium, tungsten, molybdenum, ruthenium, and iridium, and may be ruthenium oxide (RuO 2 ) or iridium oxide. An oxide electrode such as (IrO 2 ), a ceramic electrode, or a semiconductor such as silicon may be used.

電極材料としてシリコンを用いる場合には、不純物を高濃度にドープしたシリコンを用いることが好ましい。本実施例の電極層162および電極層164は、白金である。ここで、白金を成膜する場合、チタン、タンタル、クロム等を成膜してから白金を成膜してよい。   When silicon is used as the electrode material, it is preferable to use silicon doped with impurities at a high concentration. The electrode layer 162 and the electrode layer 164 of this example are platinum. Here, in the case where a platinum film is formed, the platinum film may be formed after titanium, tantalum, chromium, or the like is formed.

電極層166および電極層168は、第2圧電膜138の上面および下面に設けられ、第2圧電膜に第2駆動電圧を印加する。ここで、第2駆動電圧は、正または負の予め定められた電圧でよい。電極層166および電極層168は、アクチュエータ130の長さ方向Lに延伸する平板形状を有してよい。電極層166および電極層168は、電極層162および電極層164と略同一の形状、および略同一の材質でよい。   The electrode layer 166 and the electrode layer 168 are provided on the upper and lower surfaces of the second piezoelectric film 138, and apply a second drive voltage to the second piezoelectric film. Here, the second drive voltage may be a positive or negative predetermined voltage. The electrode layer 166 and the electrode layer 168 may have a flat plate shape extending in the length direction L of the actuator 130. The electrode layer 166 and the electrode layer 168 may have substantially the same shape and the same material as the electrode layer 162 and the electrode layer 164.

また、電極層166は、電極層164と略同一の形状および略同一の材質でよく、電極層168は、電極層162と略同一の形状および略同一の材質でよい。これらの電極層162、電極層164、電極層166および電極層168の膜厚は、0.05μm〜1μmの範囲で形成されてよい。   The electrode layer 166 may have substantially the same shape and material as the electrode layer 164, and the electrode layer 168 may have approximately the same shape and material as the electrode layer 162. The film thicknesses of these electrode layer 162, electrode layer 164, electrode layer 166, and electrode layer 168 may be formed in the range of 0.05 μm to 1 μm.

第1導電性酸化物膜210は、第1圧電膜136と第1圧電膜136の支持層150側の電極層164との間に形成される。第1導電性酸化物膜は、導電性酸化物を含む。第1導電性酸化物膜210は、Ir系酸化物(例えばIrO)、Ru系酸化物(例えばRuO、SRO)、またはLSCO、LNO等の酸化物を主成分としてよい。 The first conductive oxide film 210 is formed between the first piezoelectric film 136 and the electrode layer 164 on the support layer 150 side of the first piezoelectric film 136. The first conductive oxide film includes a conductive oxide. The first conductive oxide film 210 may be mainly composed of an Ir-based oxide (for example, IrO 2 ), a Ru-based oxide (for example, RuO 2 , SRO), or an oxide such as LSCO or LNO.

第1導電性酸化物膜210は、第1圧電膜136上に形成され、第1圧電膜136の伸縮による疲労を低減させる。第1圧電膜136は、伸縮を繰り返すことによって、圧電膜に含まれる酸素を放出して疲労が蓄積し、寿命が短くなると考えられている。そこで、第1導電性酸化物膜210は、酸化物を含み第1圧電膜136に接して形成されるので、第1圧電膜136からの酸素の放出を防ぐことができる。   The first conductive oxide film 210 is formed on the first piezoelectric film 136 and reduces fatigue due to expansion and contraction of the first piezoelectric film 136. It is considered that the first piezoelectric film 136 is repeatedly expanded and contracted to release oxygen contained in the piezoelectric film, accumulate fatigue, and shorten the life. Therefore, since the first conductive oxide film 210 includes an oxide and is formed in contact with the first piezoelectric film 136, release of oxygen from the first piezoelectric film 136 can be prevented.

また、第1導電性酸化物膜210は、第1圧電膜136の酸素を放出した部分に酸素を供給することができる。以上のように、第1導電性酸化物膜210は、第1圧電膜136の酸素の欠乏領域が形成されることを防ぎ、第1圧電膜136を長寿命化することができる。   The first conductive oxide film 210 can supply oxygen to the portion of the first piezoelectric film 136 from which oxygen has been released. As described above, the first conductive oxide film 210 can prevent the oxygen-deficient region of the first piezoelectric film 136 from being formed, and can extend the life of the first piezoelectric film 136.

第2導電性酸化物膜220は、第2圧電膜138と第2圧電膜138の支持層150とは反対側の電極層168との間に形成される。第2導電性酸化物膜220は、導電性酸化物を含む。第2導電性酸化物膜220は、Ir系酸化物(例えばIrO)、Ru系酸化物(例えばRuO、SRO)、またはLSCO、LNO等の酸化物を主成分としてよく、第1導電性酸化物膜210と略同一の物質で形成されてよい。 The second conductive oxide film 220 is formed between the second piezoelectric film 138 and the electrode layer 168 opposite to the support layer 150 of the second piezoelectric film 138. The second conductive oxide film 220 includes a conductive oxide. The second conductive oxide film 220 may be mainly composed of an Ir-based oxide (for example, IrO 2 ), a Ru-based oxide (for example, RuO 2 , SRO), or an oxide such as LSCO or LNO. The oxide film 210 may be formed using substantially the same material.

第2導電性酸化物膜220は、第2圧電膜138上に形成され、第2圧電膜138の伸縮による疲労を低減させる。即ち、第2導電性酸化物膜220は、第1導電性酸化物膜210と同様に、第2圧電膜138の酸素の欠乏領域が形成されることを防ぎ、第2圧電膜138を長寿命化することができる。   The second conductive oxide film 220 is formed on the second piezoelectric film 138 and reduces fatigue due to expansion and contraction of the second piezoelectric film 138. That is, like the first conductive oxide film 210, the second conductive oxide film 220 prevents the oxygen-deficient region of the second piezoelectric film 138 from being formed, and makes the second piezoelectric film 138 have a long lifetime. Can be

第1電源部180は、第1圧電膜136に第1駆動電圧を印加する。第1電源部180は、制御部190の制御信号を受信して、制御信号に応じた駆動電圧を第1駆動電圧として第1圧電膜136に印加する。第2電源部182は、第2圧電膜138に第2駆動電圧を印加する。第2電源部182は、制御部190の制御信号を受信して、制御信号に応じた駆動電圧を第2駆動電圧として第2圧電膜138に印加する。   The first power supply unit 180 applies a first drive voltage to the first piezoelectric film 136. The first power supply unit 180 receives a control signal from the control unit 190 and applies a driving voltage corresponding to the control signal to the first piezoelectric film 136 as a first driving voltage. The second power supply unit 182 applies a second drive voltage to the second piezoelectric film 138. The second power supply unit 182 receives a control signal from the control unit 190 and applies a drive voltage corresponding to the control signal to the second piezoelectric film 138 as a second drive voltage.

基準電圧184は、予め定められた電圧を供給する。本実施例において、基準電圧184は、GND(0V)電圧である。   The reference voltage 184 supplies a predetermined voltage. In this embodiment, the reference voltage 184 is a GND (0 V) voltage.

制御部190は、第1電源部180および/または第2電源部182に制御信号を送信して、第1圧電膜136および/または第2圧電膜138を伸縮させる駆動電圧の印加または遮断を指示する。例えば、制御部190は、第1接点122と第2接点134とを接触させてスイッチ装置100をON状態にする場合に、第2圧電膜138に第2駆動電圧を印加して第2圧電膜138を縮める制御信号を第2電源部182に送信する。また、制御部190は、第1接点122と第2接点134とを離間させてスイッチ装置100をOFF状態にする場合に、第2圧電膜138への第2駆動電圧の供給を停止する制御信号を第2電源部182に送信する。   The control unit 190 transmits a control signal to the first power supply unit 180 and / or the second power supply unit 182 to instruct to apply or cut off the drive voltage that causes the first piezoelectric film 136 and / or the second piezoelectric film 138 to expand and contract. To do. For example, the control unit 190 applies the second drive voltage to the second piezoelectric film 138 and applies the second piezoelectric film when the switch device 100 is turned on by bringing the first contact 122 and the second contact 134 into contact with each other. A control signal for reducing 138 is transmitted to the second power supply unit 182. Further, the control unit 190 stops the supply of the second drive voltage to the second piezoelectric film 138 when the switch device 100 is turned off by separating the first contact 122 and the second contact 134. Is transmitted to the second power supply unit 182.

これに代えて制御部190は、第1接点122と第2接点134とを接触させてスイッチ装置100をON状態にする場合に、第1圧電膜136に第1駆動電圧を印加して第1圧電膜136を伸ばす制御信号を第1電源部180に送信してもよい。また、制御部190は、第1接点122と第2接点134とを離間させてスイッチ装置100をOFF状態にする場合に、第1圧電膜136への第1駆動電圧の供給を停止する制御信号を第1電源部180に送信してよい。   Instead, the control unit 190 applies the first drive voltage to the first piezoelectric film 136 when the first contact 122 and the second contact 134 are brought into contact with each other to turn the switch device 100 on. A control signal for extending the piezoelectric film 136 may be transmitted to the first power supply unit 180. The control unit 190 also stops the supply of the first drive voltage to the first piezoelectric film 136 when the switch device 100 is turned off by separating the first contact 122 and the second contact 134. May be transmitted to the first power supply unit 180.

また、制御部190は、第1接点122と第2接点134とを接触させてスイッチ装置100をON状態にする場合に、第1圧電膜136に第1駆動電圧を印加して第1圧電膜136を伸ばし、第2圧電膜138に第2駆動電圧を印加して第2圧電膜138を縮めてもよい。制御部190は、第1接点122と第2接点134とを離間させてスイッチ装置100をOFF状態にする場合に、第1圧電膜136および第2圧電膜138への駆動電圧の供給を停止してよい。   The control unit 190 applies the first driving voltage to the first piezoelectric film 136 when the switch device 100 is turned on by bringing the first contact 122 and the second contact 134 into contact with each other. The second piezoelectric film 138 may be contracted by extending 136 and applying a second driving voltage to the second piezoelectric film 138. The controller 190 stops supplying the drive voltage to the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138 when the switch device 100 is turned off by separating the first contact 122 and the second contact 134. It's okay.

また、制御部190は、第1接点122と第2接点134とを離間させてスイッチ装置100をOFF状態にする場合に、第1圧電膜136を縮めてアクチュエータ130の戻りを付勢してもよい。同様に、制御部190は、スイッチ装置100をOFF状態にする場合に、第2圧電膜138を伸ばしてアクチュエータ130の戻りを付勢してもよい。   In addition, when the control unit 190 separates the first contact 122 and the second contact 134 to turn off the switch device 100, the control unit 190 may contract the first piezoelectric film 136 and bias the return of the actuator 130. Good. Similarly, the control unit 190 may stretch the second piezoelectric film 138 and urge the actuator 130 to return when the switch device 100 is turned off.

制御部190は、第1駆動電圧および第2駆動電圧として、予め定められた値を、対応する第1圧電膜136および第2圧電膜138にそれぞれ供給してよい。制御部190は、電子回路等のハードウェアであってよく、これに代えて、プログラム等により動作するソフトウェアであってもよい。   The control unit 190 may supply predetermined values as the first drive voltage and the second drive voltage to the corresponding first piezoelectric film 136 and second piezoelectric film 138, respectively. The control unit 190 may be hardware such as an electronic circuit, or may be software that operates according to a program or the like instead.

キャビティ部310は、基体下部110上に設けられ、スイッチ装置100の側壁の一部としてアクチュエータ130を収容するように四方を覆う。キャビティ部310は、基体下部110と略同一の材質で形成されてよい。   The cavity part 310 is provided on the base lower part 110 and covers the four sides so as to accommodate the actuator 130 as a part of the side wall of the switch device 100. The cavity part 310 may be formed of substantially the same material as the base lower part 110.

台座部320は、キャビティ部310上に設けられ、一部がアクチュエータ130の一端を固定してアクチュエータ130の固定端となる。台座部320とキャビティ部310とが接合されることにより、第1接点122と第2接点134との間の距離は、アクチュエータ130の最大変位量と同等もしくはそれ以下となる。即ち、台座部320と基体下部110との間の距離となるキャビティ部310の高さは、第1接点122と第2接点134との間の距離を調節する。   The pedestal portion 320 is provided on the cavity portion 310, and a part thereof fixes one end of the actuator 130 to become a fixed end of the actuator 130. By joining the base part 320 and the cavity part 310, the distance between the first contact 122 and the second contact 134 is equal to or less than the maximum displacement amount of the actuator 130. That is, the height of the cavity 310 that is the distance between the pedestal 320 and the base lower part 110 adjusts the distance between the first contact 122 and the second contact 134.

ここで、アクチュエータ130の最大変位量とは、第1圧電膜136および/または第2圧電膜138に印加できる最大の駆動電圧を印加した場合における、アクチュエータ130の変位量を意味してよい。台座部320は、半導体材料をエッチングすることで形成されてよい。台座部320は、一例として、シリコン基板から形成される。この場合、台座部320は、キャビティ部310と陽極接合によって接合されてよい。   Here, the maximum amount of displacement of the actuator 130 may mean the amount of displacement of the actuator 130 when the maximum drive voltage that can be applied to the first piezoelectric film 136 and / or the second piezoelectric film 138 is applied. The pedestal portion 320 may be formed by etching a semiconductor material. The pedestal 320 is formed from a silicon substrate as an example. In this case, the base part 320 may be joined to the cavity part 310 by anodic bonding.

このように、アクチュエータ130は、長さ方向Lの一方の端部で台座部320に支持される。第1圧電膜136または第2圧電膜138に電圧を印加すると、アクチュエータ130において台座部320に支持されていない第2接点部132側の端部は、厚さ方向に屈曲する(図中、下向きに変位する)、若しくは、反り返る(図中、上向きに変位する)ことができる。   Thus, the actuator 130 is supported by the pedestal 320 at one end in the length direction L. When a voltage is applied to the first piezoelectric film 136 or the second piezoelectric film 138, the end portion on the second contact portion 132 side that is not supported by the pedestal portion 320 in the actuator 130 is bent in the thickness direction (downward in the figure). Or can be warped (displaced upward in the figure).

基体上部330は、台座部320上に設けられ、基体下部110、キャビティ部310、および台座部320で形成されるスイッチ装置100のパッケージの蓋部となる。基体上部330は、ガラス等で形成される基板でよい。この場合、基体上部330は、台座部320と陽極接合によって接合されてよい。   The base upper portion 330 is provided on the pedestal portion 320 and serves as a lid portion of the package of the switch device 100 formed by the base lower portion 110, the cavity portion 310, and the pedestal portion 320. The base upper portion 330 may be a substrate formed of glass or the like. In this case, the base upper portion 330 may be bonded to the pedestal portion 320 by anodic bonding.

本実施例において、台座部320は、アクチュエータ130を基体上部330に固定することを説明したが、これに代えて、アクチュエータ130は、基体下部110またはキャビティ部310に固定されてもよい。   In the present embodiment, it has been described that the pedestal 320 fixes the actuator 130 to the base upper part 330, but instead, the actuator 130 may be fixed to the base lower part 110 or the cavity part 310.

以上の本実施形態に係るスイッチ装置100によれば、アクチュエータ130の厚さ方向の中心面からの距離および厚さが略同一の第1圧電膜136および第2圧電膜138を備えるので、第1圧電膜136がそりを生じさせる応力と、第2圧電膜138がそりを抑える応力とを、略同一にさせることができる。また、アクチュエータ130は、厚さ方向の中心面に対し略対称に複数の膜を有しているので、複数の膜によって生じるアクチュエータ130がそる方向に働く残留応力および熱応力等と、そりを抑える方向に働く残留応力および熱応力等とを、略同一にさせてアクチュエータ130のそりを抑えることができる。   According to the above switch device 100 according to the present embodiment, the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138 having substantially the same distance and thickness from the center plane in the thickness direction of the actuator 130 are provided. The stress that causes warpage of the piezoelectric film 136 and the stress that suppresses warpage of the second piezoelectric film 138 can be made substantially the same. In addition, since the actuator 130 has a plurality of films that are substantially symmetrical with respect to the center plane in the thickness direction, the warpage caused by residual stress and thermal stress, etc. acting in the direction in which the actuator 130 is deflected by the plurality of films is suppressed. The residual stress acting in the direction, the thermal stress, and the like can be made substantially the same to suppress warping of the actuator 130.

このように、アクチュエータ130は、熱応力によるそりを抑えることができるので、様々な環境温度においてもスイッチング動作を実行することができる。また、アクチュエータ130は、第1圧電膜136および第2圧電膜138のそれぞれの上面に第1導電性酸化物膜および第2導電性酸化物膜を有するので、圧電膜を長寿命化することができる。   Thus, since the actuator 130 can suppress warping due to thermal stress, the switching operation can be executed even at various environmental temperatures. In addition, since the actuator 130 has the first conductive oxide film and the second conductive oxide film on the upper surfaces of the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138, the life of the piezoelectric film can be extended. it can.

ここで、本実施例において、アクチュエータ130は、第1圧電膜136および第2圧電膜138のそれぞれの上面に第1導電性酸化物膜および第2導電性酸化物膜を有することを説明した。これに代えて、アクチュエータ130は、更に多層構造に形成できる場合は、第1圧電膜136および第2圧電膜138のそれぞれの下面にも導電性酸化物膜を有してよい。   Here, in the present embodiment, it has been described that the actuator 130 has the first conductive oxide film and the second conductive oxide film on the upper surfaces of the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138, respectively. Alternatively, the actuator 130 may have a conductive oxide film on the lower surface of each of the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138 if the actuator 130 can be formed in a multilayer structure.

また、本実施例において、アクチュエータ130は、厚さ方向の中心面からの距離および厚さが略同一の第1圧電膜136および第2圧電膜138を有することを説明した。これに代えて、第2圧電膜138の膜厚は、第1圧電膜136の膜厚よりも薄く形成されてよい。例えば、第1圧電膜136の側から第2圧電膜138の側へと複数の膜を積層してアクチュエータ130が形成される場合、第1圧電膜136には第2圧電膜138よりも多くの層が積層されるので、第1圧電膜136に生じる応力は、第2圧電膜138に生じる応力とは異なる場合がある。   Further, in the present embodiment, it has been described that the actuator 130 includes the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138 that have substantially the same distance and thickness from the center plane in the thickness direction. Alternatively, the film thickness of the second piezoelectric film 138 may be formed thinner than the film thickness of the first piezoelectric film 136. For example, when the actuator 130 is formed by laminating a plurality of films from the first piezoelectric film 136 side to the second piezoelectric film 138 side, the first piezoelectric film 136 has a larger amount than the second piezoelectric film 138. Since the layers are stacked, the stress generated in the first piezoelectric film 136 may be different from the stress generated in the second piezoelectric film 138.

したがって、アクチュエータ130は、厚さ方向の中心面からの距離および厚さを略同一にして複数の材料を積層しても、材料毎に発生する応力のバランスが異なり、そりを生じさせる場合がある。また、アクチュエータ130は、積層される各材料を、厚さ方向の中心面からの距離および厚さを略同一にして積層することができず、支持層150の上方および下方に発生する応力の絶対値が異なってそりを生じさせる場合もある。   Therefore, even if the actuator 130 is laminated with a plurality of materials having substantially the same distance and thickness from the center plane in the thickness direction, the balance of the stress generated for each material is different and may cause warpage. . In addition, the actuator 130 cannot stack the materials to be stacked with the distance from the center plane in the thickness direction and the thickness being substantially the same, and the absolute stress generated above and below the support layer 150 cannot be obtained. In some cases, the values may be different and cause warping.

そこで、アクチュエータ130は、第1圧電膜136の膜厚と第2圧電膜の膜厚とを異ならせて、支持層150の上方および下方に発生する応力の絶対値を略同一にさせてそりを抑える。例えば、アクチュエータ130は、先に形成される第1圧電膜136の厚さに比べて、後に形成される第2圧電膜138の厚さを薄くする。   Therefore, the actuator 130 varies the film thickness of the first piezoelectric film 136 and the film thickness of the second piezoelectric film so that the absolute values of stresses generated above and below the support layer 150 are substantially the same, and the warp is performed. suppress. For example, the actuator 130 makes the thickness of the second piezoelectric film 138 formed later thinner than the thickness of the first piezoelectric film 136 formed first.

ここで、第1圧電膜136および第2圧電膜138の厚さの比は、アクチュエータ130に発生するそりの量に応じて決められてよい。第1圧電膜136および第2圧電膜138の厚さの比は、1:1から1:0.5の範囲で決められてよい。より望ましくは、厚さの比を、1:1から1:0.8の範囲で決めてよい。   Here, the ratio of the thicknesses of the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138 may be determined according to the amount of warp generated in the actuator 130. The ratio of the thicknesses of the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138 may be determined in the range of 1: 1 to 1: 0.5. More desirably, the thickness ratio may be determined in the range of 1: 1 to 1: 0.8.

また、アクチュエータ130は、発生するそりの方向に応じて、先に形成される第1圧電膜136の厚さに比べて、後に形成される第2圧電膜138の厚さを厚くしてもよい。以上のように、アクチュエータ130は、第1圧電膜136および第2圧電膜138の厚さの比を調節して、支持層150の上方および下方に発生する応力の絶対値を略同一にするので、発生する応力を打ち消してそりを抑えることができる。   In addition, the actuator 130 may increase the thickness of the second piezoelectric film 138 formed later in comparison with the thickness of the first piezoelectric film 136 formed earlier, depending on the direction of the generated warp. . As described above, the actuator 130 adjusts the ratio of the thicknesses of the first piezoelectric film 136 and the second piezoelectric film 138 so that the absolute value of the stress generated above and below the support layer 150 is substantially the same. The warping can be suppressed by canceling the generated stress.

本実施例において、第2接点部132は、突出部156上に設けられることを説明した。これに代えて、第2接点部132は、保護膜を介して電極層168の下方に設けられてよい。この場合、アクチュエータ130は、突出部156が無くてもよい。   In the present embodiment, it has been described that the second contact portion 132 is provided on the protruding portion 156. Instead, the second contact portion 132 may be provided below the electrode layer 168 via a protective film. In this case, the actuator 130 may not have the protrusion 156.

図3は、本実施形態に係るスイッチ装置100の変形例を示す。本変形例のスイッチ装置100において、図1および図2に示された本実施形態に係るスイッチ装置100の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。本変形例のアクチュエータ130は、第1保護膜152と、第2保護膜154とを有する。   FIG. 3 shows a modification of the switch device 100 according to the present embodiment. In the switch device 100 of the present modification, the same reference numerals are given to substantially the same operations as those of the switch device 100 according to the present embodiment shown in FIGS. 1 and 2, and the description thereof is omitted. The actuator 130 according to this modification includes a first protective film 152 and a second protective film 154.

第1保護膜152は、絶縁材料で形成され、第1圧電膜136における支持層150とは反対側から第1圧電膜136の少なくとも一部を覆い、かつ、第1圧電膜136の端部の少なくとも一部において支持層150と接する。第1保護膜152および支持層150は、第1圧電膜136、電極層162および電極層164が露出しないように各層を覆うように形成されてよい。ここで、第1保護膜152および支持層150は、電極層162および電極層164がそれぞれ配線部114と接続される接続部を露出させて形成されてよい。   The first protective film 152 is made of an insulating material, covers at least a part of the first piezoelectric film 136 from the opposite side of the first piezoelectric film 136 from the support layer 150, and is formed at the end of the first piezoelectric film 136. At least a part of the contact layer 150 is in contact with the support layer 150. The first protective film 152 and the support layer 150 may be formed so as to cover each layer so that the first piezoelectric film 136, the electrode layer 162, and the electrode layer 164 are not exposed. Here, the first protective film 152 and the support layer 150 may be formed by exposing a connection portion where the electrode layer 162 and the electrode layer 164 are connected to the wiring portion 114, respectively.

ここで、第1保護膜152および支持層150は、第1圧電膜136、電極層162および電極層164の一部を覆って形成されてよい。例えば、第1保護膜152および支持層150は、各層の側部を覆う。即ち、第1保護膜152および支持層150は、アクチュエータ130の側部において覆う。また、第1保護膜152および支持層150は、アクチュエータ130の側部の支持層150側を覆ってもよい。   Here, the first protective film 152 and the support layer 150 may be formed to cover a part of the first piezoelectric film 136, the electrode layer 162, and the electrode layer 164. For example, the 1st protective film 152 and the support layer 150 cover the side part of each layer. That is, the first protective film 152 and the support layer 150 are covered on the side portion of the actuator 130. Further, the first protective film 152 and the support layer 150 may cover the support layer 150 side of the side portion of the actuator 130.

第2保護膜154は、絶縁材料で形成され、第2圧電膜138における支持層150とは反対側から第2圧電膜138の少なくとも一部を覆い、かつ、第2圧電膜138の端部の少なくとも一部において支持層150と接する。第2保護膜154および支持層150は、第2圧電膜138、電極層168および電極層166が露出しないように各層を覆うように形成されてよい。ここで、第2保護膜154および支持層150は、電極層162、電極層164、電極層168および電極層166がそれぞれ配線部114と接続される接続部を露出させて形成されてよい。   The second protective film 154 is formed of an insulating material, covers at least a part of the second piezoelectric film 138 from the side opposite to the support layer 150 in the second piezoelectric film 138, and covers the end of the second piezoelectric film 138. At least a part of the contact layer 150 is in contact with the support layer 150. The second protective film 154 and the support layer 150 may be formed so as to cover each layer so that the second piezoelectric film 138, the electrode layer 168, and the electrode layer 166 are not exposed. Here, the second protective film 154 and the support layer 150 may be formed by exposing the connection portions where the electrode layer 162, the electrode layer 164, the electrode layer 168, and the electrode layer 166 are connected to the wiring portion 114, respectively.

ここで、第2保護膜154および支持層150は、第2圧電膜138、電極層168および電極層166の一部を覆って形成されてよい。例えば、第2保護膜154および支持層150は、各層の側部を覆う。即ち、第2保護膜154および支持層150は、アクチュエータ130の側部において覆う。また、第2保護膜154および支持層150は、アクチュエータ130の側部の支持層150側を覆ってもよい。   Here, the second protective film 154 and the support layer 150 may be formed so as to cover a part of the second piezoelectric film 138, the electrode layer 168, and the electrode layer 166. For example, the second protective film 154 and the support layer 150 cover the side portion of each layer. That is, the second protective film 154 and the support layer 150 are covered on the side portion of the actuator 130. Further, the second protective film 154 and the support layer 150 may cover the support layer 150 side of the side portion of the actuator 130.

第1保護膜152および第2保護膜154は、酸化シリコンまたは窒化シリコンで形成されてよい。第1保護膜152および第2保護膜154は、支持層150と同種の絶縁材料で形成されてよく、望ましくは、支持層150と略同一の絶縁材料で形成される。即ち、第1保護膜152および第2保護膜154は、支持層150と同様に、弾性および剛性を有し、支持層150と密着性よく、強く結合して形成される。   The first protective film 152 and the second protective film 154 may be formed of silicon oxide or silicon nitride. The first protective film 152 and the second protective film 154 may be formed of the same insulating material as the support layer 150, and are preferably formed of substantially the same insulating material as the support layer 150. That is, the first protective film 152 and the second protective film 154 have elasticity and rigidity, and are formed by being strongly bonded to the support layer 150 with good adhesion, like the support layer 150.

これによって、略同一の弾性および剛性を有する第1保護膜152、第2保護膜154、および支持層150は、第1圧電膜136、第2圧電膜138、電極層162、電極層164、電極層166、および電極層168を包み込むので、アクチュエータ130を製造する過程またはアクチュエータ130を湾曲させる場合において、各層の割れ、欠け、またはヒビ等の物理的な破壊を防ぐことができる。また、第1保護膜152および第2保護膜154は、剛性を有するので、アクチュエータ130の剛性を高めることができる。これによって、アクチュエータ130は、接点同士の凝着を防ぐことができる。   As a result, the first protective film 152, the second protective film 154, and the support layer 150 having substantially the same elasticity and rigidity are the first piezoelectric film 136, the second piezoelectric film 138, the electrode layer 162, the electrode layer 164, and the electrode. Since the layer 166 and the electrode layer 168 are wrapped, physical destruction such as cracking, chipping, or cracking of each layer can be prevented in the process of manufacturing the actuator 130 or when the actuator 130 is bent. Further, since the first protective film 152 and the second protective film 154 have rigidity, the rigidity of the actuator 130 can be increased. As a result, the actuator 130 can prevent adhesion between the contacts.

また、第1保護膜152および第2保護膜154は、支持層150と略同一の材料で形成されるので、支持層150と略同一の剛性および弾性を持つことができる。したがって、第1保護膜152および第2保護膜154は、アクチュエータ130が変位した場合に、アクチュエータ130内部の剛性および弾性の不一致に起因する応力の発生を抑えることができる。   In addition, since the first protective film 152 and the second protective film 154 are formed of substantially the same material as the support layer 150, they can have substantially the same rigidity and elasticity as the support layer 150. Therefore, when the actuator 130 is displaced, the first protective film 152 and the second protective film 154 can suppress the generation of stress due to the mismatch in rigidity and elasticity inside the actuator 130.

また、アクチュエータ130に電圧を印加しない初期状態においてアクチュエータ130が変位する場合、第1保護膜152と第2保護膜154の厚さを変えて形成され、第1保護膜152および第2保護膜154は、当該変位と逆方向に変位させる応力を発生させてよい。即ち、第1保護膜152と第2保護膜154の厚さの比で、アクチュエータの反りを制御することができる。ここで、当該厚さの比は、1:1から1:0.5の範囲であってよい。   Further, when the actuator 130 is displaced in an initial state where no voltage is applied to the actuator 130, the first protective film 152 and the second protective film 154 are formed by changing the thicknesses of the first protective film 152 and the second protective film 154. May generate a stress that is displaced in a direction opposite to the displacement. That is, the warpage of the actuator can be controlled by the ratio of the thicknesses of the first protective film 152 and the second protective film 154. Here, the thickness ratio may range from 1: 1 to 1: 0.5.

また、複数の膜が積層されたことによって生じるアクチュエータ130がそる方向に働く残留応力および熱応力等と、そりを抑える方向に働く残留応力および熱応力等とを、略同一にさせて打ち消し合わせることによりアクチュエータ130のそりを抑えることができる。また、第1保護膜152、第2保護膜154、および支持層150は、第2圧電膜138、電極層162、電極層164、電極層166、および電極層168を外部へ露出させないので、これらの層を酸化等から防ぐこともできる。   Also, the residual stress and thermal stress, etc., acting in the direction in which the actuator 130 is deflected due to the lamination of a plurality of films, and the residual stress, thermal stress, etc., acting in the direction to suppress warpage are made substantially the same and cancel each other out. Accordingly, warping of the actuator 130 can be suppressed. The first protective film 152, the second protective film 154, and the support layer 150 do not expose the second piezoelectric film 138, the electrode layer 162, the electrode layer 164, the electrode layer 166, and the electrode layer 168 to the outside. This layer can also be prevented from oxidation and the like.

図4は、本実施形態に係る試験装置410の構成例を被試験デバイス400と共に示す。試験装置410は、アナログ回路、デジタル回路、アナログ/デジタル混載回路、メモリ、およびシステム・オン・チップ(SOC)等の少なくとも1つの被試験デバイス400を試験する。試験装置410は、被試験デバイス400を試験するための試験パターンに基づく試験信号を被試験デバイス400に入力して、試験信号に応じて被試験デバイス400が出力する出力信号に基づいて被試験デバイス400の良否を判定する。   FIG. 4 shows a configuration example of the test apparatus 410 according to this embodiment together with the device under test 400. The test apparatus 410 tests at least one device under test 400 such as an analog circuit, a digital circuit, an analog / digital mixed circuit, a memory, and a system on chip (SOC). The test apparatus 410 inputs a test signal based on a test pattern for testing the device under test 400 to the device under test 400, and the device under test based on an output signal output from the device under test 400 according to the test signal. The quality of 400 is judged.

試験装置410は、試験部420と、信号入出力部430と、制御装置440とを備える。試験部420は、被試験デバイス400との間で電気信号を授受して被試験デバイス400を試験する。試験部420は、試験信号発生部423と、期待値比較部426とを有する。   The test apparatus 410 includes a test unit 420, a signal input / output unit 430, and a control device 440. The test unit 420 tests the device under test 400 by exchanging electrical signals with the device under test 400. The test unit 420 includes a test signal generation unit 423 and an expected value comparison unit 426.

試験信号発生部423は、信号入出力部430を介して1または複数の被試験デバイス400に接続されて、被試験デバイス400へ供給する複数の試験信号を発生する。試験信号発生部423は、試験信号に応じて被試験デバイス400が出力する応答信号の期待値を生成してよい。   The test signal generator 423 is connected to one or a plurality of devices under test 400 via the signal input / output unit 430 and generates a plurality of test signals to be supplied to the device under test 400. The test signal generator 423 may generate an expected value of the response signal output from the device under test 400 according to the test signal.

期待値比較部426は、信号入出力部430から受信した被試験デバイス400の応答信号に含まれるデータ値と試験信号発生部423が生成する期待値とを比較する。期待値比較部426は、比較結果に基づき、被試験デバイス400の良否を判定する。   The expected value comparison unit 426 compares the data value included in the response signal of the device under test 400 received from the signal input / output unit 430 with the expected value generated by the test signal generation unit 423. The expected value comparison unit 426 determines pass / fail of the device under test 400 based on the comparison result.

信号入出力部430は、試験すべき被試験デバイス400と試験部420との間を電気的に接続して、試験信号発生部423が発生した試験信号を当該被試験デバイス400に送信する。また、信号入出力部430は、試験信号に応じて当該被試験デバイス400が出力する応答信号を受信する。信号入出力部430は、受信した被試験デバイス400の応答信号を期待値比較部426へと送信する。信号入出力部430は、複数の被試験デバイス400を搭載するパフォーマンスボードであってよい。信号入出力部430は、スイッチ装置100を有する。   The signal input / output unit 430 electrically connects the device under test 400 to be tested and the test unit 420, and transmits the test signal generated by the test signal generation unit 423 to the device under test 400. The signal input / output unit 430 receives a response signal output from the device under test 400 in accordance with the test signal. The signal input / output unit 430 transmits the received response signal of the device under test 400 to the expected value comparison unit 426. The signal input / output unit 430 may be a performance board on which a plurality of devices under test 400 are mounted. The signal input / output unit 430 includes the switch device 100.

スイッチ装置100は、試験部420および被試験デバイス400の間に設けられ、試験部420および被試験デバイス400の間を電気的に接続または切断する。試験装置410は、本実施形態に係るスイッチ装置100によって電気的な接続または切断を実行してよい。   The switch device 100 is provided between the test unit 420 and the device under test 400 and electrically connects or disconnects between the test unit 420 and the device under test 400. The test apparatus 410 may perform electrical connection or disconnection by the switch apparatus 100 according to the present embodiment.

本例において、信号入出力部430は1つの被試験デバイス400に接続され、スイッチ装置100は、1つの被試験デバイス400の入力信号ラインおよび出力信号ラインにそれぞれ1つ設けられる例を説明した。これに代えて信号入出力部430は、複数の被試験デバイス400に接続され、スイッチ装置100は、複数の被試験デバイス400の入力信号ラインおよび出力信号ラインのそれぞれに1つ設けられてよい。また、信号入出力部430から1つの被試験デバイス400へ接続される信号入出力ラインが1つの場合、1つの入出力ラインに1つのスイッチ装置100が設けられてよい。   In this example, the example in which the signal input / output unit 430 is connected to one device under test 400 and one switch apparatus 100 is provided for each of the input signal line and the output signal line of one device under test 400 has been described. Instead, the signal input / output unit 430 may be connected to a plurality of devices under test 400, and one switch device 100 may be provided for each of the input signal lines and the output signal lines of the plurality of devices under test 400. Further, when one signal input / output line is connected from the signal input / output unit 430 to one device under test 400, one switch device 100 may be provided in one input / output line.

制御装置440は、試験装置410の試験を実行すべく、試験部420および信号入出力部430に制御信号を送信する。制御装置440は、試験プログラムに応じて、試験部420に、試験信号の発生または応答信号と期待値との比較等を実行させる制御信号を送信する。また、制御装置440は、試験プログラムに応じて、接続すべき信号入出力ラインに設けられたスイッチ装置100の接続の指示、および切断すべき信号入出力ラインに設けられたスイッチ装置100の切断の指示等を、信号入出力部430に送信する。   The control device 440 transmits a control signal to the test unit 420 and the signal input / output unit 430 in order to execute the test of the test device 410. The control device 440 transmits a control signal for causing the test unit 420 to generate a test signal or compare a response signal with an expected value in accordance with a test program. Further, the control device 440 instructs connection of the switch device 100 provided in the signal input / output line to be connected and disconnection of the switch device 100 provided in the signal input / output line to be disconnected according to the test program. An instruction or the like is transmitted to the signal input / output unit 430.

以上の本実施形態に係る試験装置410は、剛性を高めつつ、割れ、欠け、またはヒビ等の物理的な破壊を防ぐことができるアクチュエータ130を備えたスイッチ装置100を用いて試験を実行することができる。また、試験装置410は、電圧制御による低消費電力のスイッチング制御で、かつ、長寿命化させたスイッチ装置100を用いて試験を実行することができる。また、試験装置410は、接点間の凝着を低減させたスイッチ装置100を用いて試験を実行することができる。   The test apparatus 410 according to the present embodiment described above executes a test using the switch apparatus 100 including the actuator 130 that can prevent physical destruction such as cracking, chipping, or cracking while increasing rigidity. Can do. In addition, the test apparatus 410 can perform a test by using the switch apparatus 100 which has low power consumption switching control by voltage control and has a long life. Moreover, the test apparatus 410 can perform a test using the switch apparatus 100 in which adhesion between the contacts is reduced.

図5は、本実施形態に係る伝送路切替装置500の構成例を示す。伝送路切替装置500は、入力端と複数の出力端のそれぞれの間に各々接続された複数のスイッチ装置100を備える。本実施例の伝送路切替装置500は、入力端Aと出力端BおよびCのそれぞれの間に各々接続された複数のスイッチ装置100aおよびスイッチ装置100bを備える。   FIG. 5 shows a configuration example of the transmission path switching apparatus 500 according to the present embodiment. The transmission path switching device 500 includes a plurality of switch devices 100 respectively connected between an input end and a plurality of output ends. The transmission path switching apparatus 500 of this embodiment includes a plurality of switch devices 100a and 100b that are respectively connected between the input terminal A and the output terminals B and C.

伝送路切替装置500は、スイッチ装置100aをON状態にし、かつ、スイッチ装置100bをOFF状態にすることで、入力端Aと出力端Bとを電気的に接続し、かつ、入力端Aと出力端Cとを電気的に切断する。また、伝送路切替装置500は、スイッチ装置100aをOFF状態にし、かつ、スイッチ装置100bをON状態にすることで、入力端Aと出力端Bおよび出力端Cとを電気的に切断し、かつ、出力端Bと出力端Cとを電気的に接続する。   The transmission path switching device 500 electrically connects the input end A and the output end B by turning the switch device 100a on and the switch device 100b off, and the input end A and the output The end C is electrically disconnected. Further, the transmission line switching device 500 electrically disconnects the input terminal A, the output terminal B, and the output terminal C by setting the switch device 100a to the OFF state and turning the switch device 100b to the ON state, and The output terminal B and the output terminal C are electrically connected.

このように、伝送路切替装置500は、複数のスイッチ装置をそれぞれON/OFFすることで、入力端と複数の出力端との伝送路を切り換える。伝送路切替装置500は、複数のスイッチ装置が1つのパッケージ等に密封されて収容された装置であってよい。   As described above, the transmission path switching device 500 switches the transmission path between the input end and the plurality of output ends by turning ON / OFF the plurality of switch devices, respectively. The transmission line switching device 500 may be a device in which a plurality of switch devices are sealed and accommodated in one package or the like.

図6は、本実施形態に係るループバック試験する試験装置の構成例を被試験デバイス400と共に示す。本実施形態のループバック試験する試験装置は、図4で説明した試験装置410と、図5で説明した伝送路切替装置500の組み合わせで構成される。そこで、図4、5に示された本実施形態に係る試験装置410および伝送路切替装置500の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。   FIG. 6 shows a configuration example of a test apparatus for performing a loopback test according to the present embodiment, together with a device under test 400. The test apparatus for performing a loopback test according to the present embodiment includes a combination of the test apparatus 410 described with reference to FIG. 4 and the transmission path switching apparatus 500 described with reference to FIG. Therefore, the same reference numerals are given to the same operations as those of the test apparatus 410 and the transmission path switching apparatus 500 according to the present embodiment shown in FIGS.

本試験装置は、試験装置410からの試験信号を被試験デバイス400に供給する場合に、伝送路切替装置500のスイッチ装置100aをON状態にし、かつ、スイッチ装置100bをOFF状態にする。また、本試験装置は、被試験デバイス400から出力される信号を当該被試験デバイス400にループバックする場合に、伝送路切替装置500のスイッチ装置100aをOFF状態にし、かつ、スイッチ装置100bをON状態にする。   When supplying a test signal from the test apparatus 410 to the device under test 400, the test apparatus turns on the switch apparatus 100a of the transmission path switching apparatus 500 and turns off the switch apparatus 100b. Further, when the signal output from the device under test 400 is looped back to the device under test 400, the test apparatus turns off the switch device 100a of the transmission path switching device 500 and turns on the switch device 100b. Put it in a state.

これによって、本試験装置は、試験装置410から被試験デバイス400を試験するための試験信号を被試験デバイス400に入力させる伝送路と、被試験デバイス400からの信号をループバックさせて当該被試験デバイス400に入力させる伝送路とを切り換えることができる。本実施形態に係るループバック試験する試験装置は、1つの伝送路切替装置500を備える例を説明したが、これに代えて、2以上の伝送路切替装置500を備え、試験装置410と被試験デバイス400との複数の伝送路を切り換えることによって、試験信号による被試験デバイス400の試験とループバック試験とを切り換えてよい。   As a result, the test apparatus causes the test apparatus 410 to input a test signal for testing the device under test 400 to the device under test 400 and loops back the signal from the device under test 400 to perform the test. The transmission path to be input to the device 400 can be switched. The test apparatus for performing the loopback test according to the present embodiment has been described as an example including one transmission path switching apparatus 500. Instead, the test apparatus 410 includes two or more transmission path switching apparatuses 500, the test apparatus 410, and the device under test. By switching a plurality of transmission paths with the device 400, the test of the device under test 400 and the loopback test using the test signal may be switched.

以上の本実施形態に係るループバック試験する試験装置によれば、剛性を高めつつ、割れ、欠け、またはヒビ等の物理的な破壊を防ぐことができるアクチュエータ130を備えたスイッチ装置100を用いて試験信号による試験とループバック試験とを切り換えることができる。また、本試験装置は、電圧制御による低消費電力のスイッチング制御で、かつ、長寿命化させたスイッチ装置100を用いて2つの試験を切り換えることができる。また、本試験装置は、接点間の凝着を低減させたスイッチ装置100を用いて2つの試験を切り換えることができる。   According to the test apparatus for performing the loopback test according to the above-described embodiment, the switch apparatus 100 including the actuator 130 that can prevent physical destruction such as cracking, chipping, or cracking while increasing rigidity is used. The test by the test signal and the loopback test can be switched. In addition, the present test apparatus can switch between two tests by using the switch apparatus 100 which has low power consumption switching control by voltage control and has a long life. In addition, this test apparatus can switch between two tests using the switch device 100 in which adhesion between the contacts is reduced.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。   The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.

100 スイッチ装置、110 基体下部、112 ビア、114 配線部、116 グランド線、118 グランド線、120 第1信号線、122 第1接点、124 第2信号線、130 アクチュエータ、132 第2接点部、134 第2接点、136 第1圧電膜、138 第2圧電膜、150 支持層、152 第1保護膜、154 第2保護膜、156 突出部、162 電極層、164 電極層、166 電極層、168 電極層、180 第1電源部、182 第2電源部、184 基準電圧、190 制御部、210 第1導電性酸化物膜、220 第2導電性酸化物膜、310 キャビティ部、320 台座部、330 基体上部、400 被試験デバイス、410 試験装置、420 試験部、423 試験信号発生部、426 期待値比較部、430 信号入出力部、440 制御装置、500 伝送路切替装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Switch apparatus, 110 Base | substrate lower part, 112 Via, 114 Wiring part, 116 Ground line, 118 Ground line, 120 1st signal line, 122 1st contact, 124 2nd signal line, 130 Actuator, 132 2nd contact part, 134 Second contact point, 136 first piezoelectric film, 138 second piezoelectric film, 150 support layer, 152 first protective film, 154 second protective film, 156 protruding portion, 162 electrode layer, 164 electrode layer, 166 electrode layer, 168 electrode Layer, 180 first power supply unit, 182 second power supply unit, 184 reference voltage, 190 control unit, 210 first conductive oxide film, 220 second conductive oxide film, 310 cavity unit, 320 pedestal unit, 330 base Upper part, 400 device under test, 410 test apparatus, 420 test part, 423 test signal generation part, 426 expected value ratio Department, 430 signal input and output unit, 440 control unit, 500 transmission path switching device

Claims (21)

第1接点が設けられた基体と、
第2接点を移動させて前記第1接点と接触または離間させるアクチュエータと、
を備え、
前記アクチュエータは、
支持層と、
前記支持層の上面に形成される第1圧電膜と、
前記支持層を介して前記第1圧電膜に対向して、前記支持層の前記第1圧電膜が形成される面とは反対側の面に設けられ、駆動電圧に応じて伸縮して前記アクチュエータのそり量を変化させる第2圧電膜と、
前記第1圧電膜および前記第2圧電膜のそれぞれの上面と下面とに、それぞれの駆動電圧を印加する電極層と、
前記第2圧電膜と前記第2圧電膜の前記支持層側とは反対側の電極層との間において前記第2圧電膜に接して形成され、導電性酸化物を含む第2導電性酸化物膜と、
を有するスイッチ装置。
A substrate provided with a first contact;
An actuator that moves a second contact to contact or separate from the first contact;
With
The actuator is
A support layer;
A first piezoelectric film formed on the upper surface of the support layer;
The actuator is provided on a surface of the support layer opposite to the surface on which the first piezoelectric film is formed, facing the first piezoelectric film through the support layer, and expands and contracts according to a driving voltage. A second piezoelectric film that changes the amount of warpage of
An electrode layer for applying a driving voltage to each of an upper surface and a lower surface of each of the first piezoelectric film and the second piezoelectric film;
A second conductive oxide formed between and in contact with the second piezoelectric film between the second piezoelectric film and an electrode layer opposite to the support layer side of the second piezoelectric film, and including a conductive oxide A membrane,
A switch device.
前記アクチュエータは、前記第1圧電膜と前記第1圧電膜の前記支持層側の電極層との間において前記第1圧電膜に接して形成され、導電性酸化物を含む第1導電性酸化物膜を更に有する請求項1に記載のスイッチ装置。   The actuator is formed between and in contact with the first piezoelectric film between the first piezoelectric film and the electrode layer on the support layer side of the first piezoelectric film, and includes a conductive oxide. The switch device according to claim 1, further comprising a membrane. 前記アクチュエータは、
前記第1圧電膜と前記第1圧電膜の前記支持層側とは反対側の電極層との間において前記第1圧電膜に接して形成され、導電性酸化物を含む第3導電性酸化物膜と、
前記第2圧電膜と前記第2圧電膜の前記支持層側の電極層との間において前記第2圧電膜に接して形成され、導電性酸化物を含む第4導電性酸化物膜と
を更に有する請求項1または2に記載のスイッチ装置。
The actuator is
A third conductive oxide formed between and in contact with the first piezoelectric film between the first piezoelectric film and an electrode layer opposite to the support layer side of the first piezoelectric film, and including a conductive oxide A membrane,
A fourth conductive oxide film formed between and in contact with the second piezoelectric film between the second piezoelectric film and the electrode layer on the support layer side of the second piezoelectric film, and including a conductive oxide; The switch device according to claim 1 or 2.
前記第1圧電膜は、前記第2圧電膜に駆動電圧を印加しない状態における前記アクチュエータのそりを抑える請求項1から3のいずれか1項に記載のスイッチ装置。   4. The switch device according to claim 1, wherein the first piezoelectric film suppresses warping of the actuator in a state where a driving voltage is not applied to the second piezoelectric film. 5. 前記第1圧電膜は、駆動電圧に応じて伸縮する請求項1から4のいずれか1項に記載のスイッチ装置。   The switch device according to claim 1, wherein the first piezoelectric film expands and contracts according to a driving voltage. 前記アクチュエータの先端部において、前記第1圧電膜および前記第2圧電膜が設けられていない前記支持層の突出部があり、
前記第2接点は、前記突出部上に設けられる請求項1から5のいずれか1項に記載のスイッチ装置。
At the tip of the actuator, there is a protrusion of the support layer where the first piezoelectric film and the second piezoelectric film are not provided,
The switch device according to claim 1, wherein the second contact is provided on the protruding portion.
前記第2圧電膜の膜厚は、前記第1圧電膜の膜厚よりも薄く形成される請求項1から6のいずれか1項に記載のスイッチ装置。   7. The switch device according to claim 1, wherein a film thickness of the second piezoelectric film is formed thinner than a film thickness of the first piezoelectric film. 前記第1圧電膜および前記第2圧電膜は、PZT膜である請求項1から7のいずれか1項に記載のスイッチ装置。   The switch device according to claim 1, wherein the first piezoelectric film and the second piezoelectric film are PZT films. 前記導電性酸化物、Ir系酸化物、Ru系酸化物、SCOの酸化物またはLNO酸化物を主成分とする請求項1から8のいずれか1項に記載のスイッチ装置。 The conductive oxide, Ir-based oxide, Ru based oxide, the switch device according to any one of the oxide of L SCO, or oxides of LNO claims 1 mainly 8. 前記支持層は、絶縁材料で形成される請求項1から9のいずれか1項に記載のスイッチ装置。   The switch device according to claim 1, wherein the support layer is formed of an insulating material. 前記絶縁材料は、SiOまたはSiNを含む請求項10に記載のスイッチ装置。 The switch device according to claim 10, wherein the insulating material includes SiO 2 or SiN. 前記第1圧電膜および前記第2圧電膜は、前記第1圧電膜および前記第2圧電膜の焼成温度に加熱されて、前記支持層上の異なる面にそれぞれ形成され、
前記支持層は、前記第1圧電膜および/または前記第2圧電膜と共に焼成温度に加熱される請求項1から11のいずれか1項に記載のスイッチ装置。
The first piezoelectric film and the second piezoelectric film are heated to the firing temperature of the first piezoelectric film and the second piezoelectric film, and are formed on different surfaces on the support layer, respectively.
The switch device according to claim 1, wherein the support layer is heated to a firing temperature together with the first piezoelectric film and / or the second piezoelectric film.
前記第1圧電膜および前記第2圧電膜の膜厚は、0.1μm〜5μmの範囲で形成される請求項1から12のいずれか1項に記載のスイッチ装置。   13. The switch device according to claim 1, wherein the first piezoelectric film and the second piezoelectric film have a film thickness in a range of 0.1 μm to 5 μm. 前記支持層の膜厚は、0.1μm〜50μmの範囲で形成される請求項1から13のいずれか1項に記載のスイッチ装置。   14. The switch device according to claim 1, wherein a film thickness of the support layer is formed in a range of 0.1 μm to 50 μm. 前記電極層の膜厚は、0.05μm〜1μmの範囲で形成される請求項1から14のいずれか1項に記載のスイッチ装置。   The switch device according to any one of claims 1 to 14, wherein a film thickness of the electrode layer is formed in a range of 0.05 µm to 1 µm. 前記アクチュエータは、
絶縁材料で形成され、前記第1圧電膜における前記支持層とは反対側から前記第1圧電膜の少なくとも一部を覆い、かつ、前記第1圧電膜の端部の少なくとも一部において前記支持層と接する第1保護膜と、
絶縁材料で形成され、前記第2圧電膜における前記支持層とは反対側から前記第2圧電膜の少なくとも一部を覆い、かつ、前記第2圧電膜の端部の少なくとも一部において前記支持層と接する第2保護膜と、
を更に有する請求項1から15のいずれか1項に記載のスイッチ装置。
The actuator is
The support layer is formed of an insulating material, covers at least a part of the first piezoelectric film from the side opposite to the support layer in the first piezoelectric film, and covers the support layer at least at a part of the end of the first piezoelectric film. A first protective film in contact with
The support layer is formed of an insulating material, covers at least part of the second piezoelectric film from the side opposite to the support layer in the second piezoelectric film, and covers at least part of the end of the second piezoelectric film. A second protective film in contact with
The switch device according to any one of claims 1 to 15, further comprising:
前記第1保護膜および前記第2保護膜は、前記支持層と同種の絶縁材料で形成される請求項16に記載のスイッチ装置。   The switch device according to claim 16, wherein the first protective film and the second protective film are formed of an insulating material of the same type as the support layer. 前記第1保護膜および前記第2保護膜の膜厚は、0.1μm〜1μmの範囲で形成される請求項16または17に記載のスイッチ装置。   The switch device according to claim 16 or 17, wherein a film thickness of the first protective film and the second protective film is formed in a range of 0.1 µm to 1 µm. 入力端と複数の出力端のそれぞれの間に各々接続された複数の請求項1から18のいずれか1項に記載のスイッチ装置を備える伝送路切替装置。   A transmission line switching device comprising a plurality of switch devices according to any one of claims 1 to 18, each connected between an input end and each of a plurality of output ends. 被試験デバイスをループバック試験する試験装置であって、
前記被試験デバイスとの間で電気信号を授受して前記被試験デバイスを試験する試験部と、
前記試験部および前記被試験デバイスの間に設けられ、前記試験部からの信号を前記被試験デバイスに供給するか、前記被試験デバイスからの信号を前記被試験デバイスにループバックさせるかを切り換える請求項19に記載の伝送路切替装置と、
を備える試験装置。
A test apparatus for performing a loopback test on a device under test,
A test unit for exchanging electrical signals with the device under test to test the device under test;
A switch that is provided between the test unit and the device under test and switches between supplying a signal from the test unit to the device under test or looping back a signal from the device under test to the device under test. Item 20. The transmission line switching device according to Item 19,
A test apparatus comprising:
被試験デバイスを試験する試験装置であって、
前記被試験デバイスとの間で電気信号を授受して前記被試験デバイスを試験する試験部と、
前記試験部および前記被試験デバイスの間に設けられ、前記試験部および前記被試験デバイスの間を電気的に接続または切断する請求項1から18のいずれか1項に記載のスイッチ装置と、
を備える試験装置。
A test apparatus for testing a device under test,
A test unit for exchanging electrical signals with the device under test to test the device under test;
The switch device according to any one of claims 1 to 18, which is provided between the test unit and the device under test, and electrically connects or disconnects between the test unit and the device under test.
A test apparatus comprising:
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