MEMSでバリコン、2mm3のリードスイッチを実現・商化するベンチャーと鬩F
かつて、バリアブルコンデンサと}ばれる、ラジオチューナの可変キャパシタがあった。空気を絶縁としてい、向かい合わせた金關の片Cだけを機械的にv転させることで金關が向かい合うC積を変え容量を変えるというもの。MEMSを使って金關間の{`を変えて可変キャパシタを実現する企業が現れた。リードスイッチ企業もMEMSで小型にした。

図1 LTEの周S数帯に渡って来のアンテナよりも効率の高い性をuる
出Z:Cavendish Kinetics
盜報会社Globalpress Connection主のE-Summit 2013では、MEMSバリコンを2008Q創業のベンチャー、Cavendish Kinetics(キャベンディッシュ・カイネティクス)社が、MEMSリードスイッチを創立90周Q以屬Coto Technology(コト・テクノロジー)社が、それぞれ発表した。企業の歴史として款氾なベンチャーと鬩FがMEMSデバイスを開発しているのである。
CavendishのMEMSバリコンは、高周Sチューニングするための可変キャパシタである。スイッチング接点をなくすと同時に失をらし、アンテナ効率の高いチューナを作ることが狙いである(図1)。例えばLTEの送信とp信の周S数帯を700MHz〜800MHzとして、失がjきければ使える周S数のRFパワーが下がってしまい、つながりにくくなる。2Gのデジタル携帯電Bから2.5G、3G、4G、高機Δ淵好沺璽肇侫ンとさまざまな周S数を使う機Δ高まるにつれ、つながりにくくなる向は顕著になる(図2)。
図2 携帯電Bの高機Σ修砲弔譽▲鵐謄弊Δ離ャップは拡j
出Z:Cavendish Kinetics
これまでCMOS\術を使ったスイッチトキャパシタフィルタやいろいろな負荷を要とするアンテナ設では、失がjきく、図2のような理[と現実とのかい`が進んできた。そこで、誘電率が1になる空気を絶縁としてMEMSのキャパシタを開発している(図3)。金關を向かい合わせてその{`に応じて容量を変えて行くため、ロスが少なく、スイッチも少ない。このためキャパシタのQ値はRFに数あるという。変えられる電容量は5:1度だとしている。
図3 峅偲填亡屬燐{`を変えて容量を変える 出Z:Cavendish Kinetics
盜颪LTEスマートフォンに使ったアンテナ(B17)実xでは、700MHz、725MHz、750MHzに渡り、平均1.3dBWuが高まった。これは、+35%改したことに相当する(図4)。
図4 アンテナのWuは平均1.3dB屬った 出Z:Cavendish Kinetics
k機∩篭90QをえるCotoは、ガラス封Vのリードスイッチを攵してきた。このほどMEMS\術を使うことによって、最も小さなリードスイッチを開発した。リードスイッチは、磁cを検出すると接点がつながることでスイッチ動作を行うデバイスである。来と同様な接点動作をさせるためにMEMSで喙Ю接点を形成した。
リードスイッチは、磁cがかかるiまでは接点がオープンになっているため、電流はく流れない。待機時の消J電はゼロである。磁cが加わって初めて接点が閉じる。
これまでのリードスイッチは小型のガラス封Vリレーでも、長さは5mm度あり、さらにリード線がPびている。MEMSを使った新RedRockは長さ2mm、幅1mm、厚さ1mmと極めて小さい(図5)。
図5 ガラス封Vのリードスイッチは今2mm3と小さくなった 出Z:Coto Technology
小型化を実現できたため、聴_や内カプセル、ハンディタイプのインシュリン供給システム、クルマの圧システムのオイル量検出などにも使えるようになる。
図6 セラミックウェーハによるMEMSとウェーハレベルパッケージング
出Z:Coto Technology
Cotoが使ったMEMS\術はシリコンをベースにはしていない。基となるウェーハはセラミックである。その屬喙ЮとなるNi、Fe、Co Rdなどのメタルからなる磁性材料を電解メッキで成長させる。ここにMEMS\術でアスペクト比の高い深いエッチングを行い、接点霾を形成する(図6)。スイッチの周囲には銅の壁を形成しておく。
接点陲鮴澆韻織札薀潺奪ウェーハ基の屬ら別のセラミックウェーハを、真空中で_ねることで、ハーメティックシール(気密封V)を行う。シリコンに当てはめればまさにウェーハレベルパッケージングである。
小型化することで、これまでにはないGMR(giant magneto resistive)素子やホール素子のような磁気センサも可Δ砲覆襦新しい応が開けると、同社\術担当VPのStephen Dayは述べる。