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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-05-15
(45)【発行日】2025-05-23
(54)【発明の名称】多層基板
(51)【国際特許分類】
H05K 3/46 20060101AFI20250516BHJP
H01P 1/207 20060101ALI20250516BHJP
【ＦＩ】
H05K3/46 Q
H01P1/207 B
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2025501249
(86)(22)【出願日】2023-07-07
(86)【国際出願番号】 JP2023025214
【審査請求日】2025-01-10
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003166
【氏名又は名称】弁理士法人山王内外特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】杉山 勇太
【審査官】中島 昭浩
(56)【参考文献】
【文献】特開２００６－２１００６１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００５－５２７９６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－２４３６９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１６－５３８１４８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０５Ｋ １／００ － ３／４６
Ｈ０１Ｌ ２１／００ － ２５／１８
Ｈ０１Ｐ １／００ － １１／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
樹脂又はセラミックスで形成される基板本体と、前記基板本体の内部に設けられる中空部と、
前記中空部の内部に設けられ、導体又は磁性体で形成される可動部と、
前記基板本体における前記中空部の周囲に設けられるコイルと、
前記可動部の下面に設けられ、導電性材料から形成される突起部と、
前記基板本体に設けられる導波管と、
前記導波管の途中部分に設けられ、前記突起部が出し入れされる空洞共振器とを備える
ことを特徴とする多層基板。
【請求項2】
樹脂又はセラミックスで形成される基板本体と、
前記基板本体の内部に設けられる中空部と、
前記中空部の内部に設けられ、導体又は磁性体で形成される可動部と、
前記中空部の底面を形成し、前記可動部と接触する一対のスイッチ導体パターンと、
前記基板本体における前記中空部の天面及び底面を取り囲むように設けられるコイルと、
前記基板本体における前記中空部の上方及び下方のうちの少なくともいずれか一方に設けられるストリップ線路用パターンとを備える
ことを特徴とする多層基板。
【請求項3】
前記基板本体における前記コイルの内側に設けられる磁性体を備える
ことを特徴とする請求項２記載の多層基板。
【請求項4】
前記可動部の側面に設けられる誘電体を備える
ことを特徴とする請求項２記載の多層基板。
【請求項5】
前記基板本体における前記中空部の天面及び底面を取り囲むように設けられる信号用コイルを備える
ことを特徴とする請求項２から請求項４のうちのいずれか１項記載の多層基板。
【請求項6】
樹脂又はセラミックスで形成される基板本体と、
前記基板本体の内部に設けられる中空部と、
前記中空部の内部に設けられ、導体又は磁性体で形成される可動部と、
前記中空部の底面を形成し、前記可動部と接触する一対のスイッチ導体パターンと、
前記基板本体における前記中空部の天面及び底面を取り囲むように設けられるコイルと、
前記可動部の側面に設けられ、導電性材料から形成される突起部と、
前記基板本体に設けられる導波管と、
前記導波管の途中部分に設けられ、前記突起部が出し入れされる空洞共振器とを備える
ことを特徴とする多層基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、可動部を内蔵する多層基板に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、多層基板を中空構造とし、その中空部内に電子部品を実装する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００４－１７９５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に開示された多層基板は、中空部内に電子部品を実装するものであり、その電子部品を中空部内において移動させるものではない。
【0005】
本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、可動部を中空部の内部において移動させることができる多層基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示に係る多層基板は、樹脂又はセラミックスで形成される基板本体と、基板本体の内部に設けられる中空部と、中空部の内部に設けられ、導体又は磁性体で形成される可動部と、基板本体における中空部の周囲に設けられるコイルと、可動部の下面に設けられ、導電性材料から形成される突起部と、基板本体に設けられる導波管と、導波管の途中部分に設けられ、突起部が出し入れされる空洞共振器とを備えるものである。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、可動部を中空部の内部において移動させることができる。このとき、本開示は、半導体製造技術及びＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いることなく、中空部を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図6】実施の形態１に係る多層基板の変形例６の縦断面図である。
【図10】実施の形態３に係る多層基板の縦断面図である。
【図12】実施の形態３に係る多層基板の変形例１の縦断面図である。
【図14】実施の形態３に係る多層基板の変形例２の縦断面図である。
【図15】実施の形態４に係る多層基板の縦断面図である。
【図19】実施の形態５に係る多層基板の横断面図である。図１９Ａは、図１８ＡのＭ－Ｍ矢視断面図である。図１９Ｂは、図１８ＡのＮ－Ｎ矢視断面図である。図１９Ｃは、図１８ＡのＯ－Ｏ矢視断面図である。図１９Ｄは、図１８ＡのＰ－Ｐ矢視断面図である。
【図20】実施の形態５に係る多層基板の変形例１－４の縦断面図である。
【図21】実施の形態６に係る多層基板の縦断面図である。
【図22】実施の形態７に係る多層基板の縦断面図である。
【図23】実施の形態７に係る多層基板の変形例１の縦断面図である。
【図24】実施の形態７に係る多層基板の変形例２の縦断面図である。
【図29】実施の形態１０に係る多層基板の縦断面図である。
【図31】実施の形態１２に係る多層基板の構成を示す図である。図３１Ａは、実施の形態１２に係る多層基板の縦断面図である。図３１Ｂは、図３１ＡのＶ－Ｖ矢視断面図である。図３１Ｃは、図３１ＡのＷ－Ｗ矢視断面図である。
【図32】実施の形態１２に係る多層基板の変形例１の構成を示す図である。図３２Ａは、変形例１の縦断面図である。図３２Ｂは、図３２ＡのＸ－Ｘ矢視断面図である。図３２Ｃは、図３２ＡのＹ－Ｙ矢視断面図である。
【図33】実施の形態１２に係る多層基板の変形例２の縦断面図である。
【図34】実施の形態１３に係る多層基板の縦断面図である。
【図35】実施の形態１４に係る多層基板の構成を示す図である。図３５Ａは、実施の形態１４に係る多層基板の縦断面図である。図３５Ｂは、図３５ＡのＺ－Ｚ矢視断面図である。図３５Ｃは、突起部が下方に向けて移動したときの図である。
【図36】実施の形態１４に係る多層基板の変形例を示す図である。図３６Ａは、実施の形態１４に係る多層基板の変形例１の縦断面図である。図３６Ｂは、実施の形態１４に係る多層基板の変形例２の縦断面図である。図３６Ｃは、実施の形態１４に係る多層基板の変形例３の縦断面図である。
【図37】実施の形態１５に係る多層基板の構成を示す図である。図３７Ａは、実施の形態１５に係る多層基板の縦断面図である。図３７Ｂは、図３７ＡのＡ１－Ａ１矢視断面図である。図３７Ｃは、突起部が右側に向けて移動したときの図である。
【図38】実施の形態１５に係る多層基板の変形例１の縦断面図である。
【図39】実施の形態１６に係る多層基板の縦断面図である。
【図41】実施の形態１８に係る多層基板の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本開示をより詳細に説明するために、本開示を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。なお、先の実施の形態で説明した構成と同様の機能を有する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0010】
【0011】
【0012】
図１及び図２に示すように、実施の形態１に係る多層基板は、基板本体１１、中空部１２、可動部となる磁石１３、第１スイッチ導体パターン１４、第２スイッチ導体パターン１５、コイル１６を備えている。なお、多層基板の厚さ方向と、多層基板の上下方向とは、同じ方向である。
【0013】
基板本体１１は、例えば、樹脂又はセラミックスで形成されている。即ち、実施の形態１に係る多層基板は、樹脂製の多層基板又はセラミックス製の多層基板である。そして、基板本体１１の内部には、中空部１２が形成されている。この中空部１２の縦、横、高さ（厚さ）は、数十μｍ～数十ｍｍの寸法でそれぞれ形成されている。
【0014】
磁石１３は、中空部１２の内部において、上下方向に移動可能に設けられている。ここで、磁性体となる磁石１３の上半分の磁極は、Ｓ極であり、当該磁石１３の下半分の磁極は、Ｎ極となっている。また、磁石１３の表面全域には、導体によるめっきが施されている。この導体でめっきした部分は、以下、導体めっき１３ａと称す。なお、磁石１３は、例えば、フェライト磁石、サマコバ磁石、及び、ネオジム磁石等である。導体層となる導体めっき１３ａは、例えば、ニッケル金めっきである。この導体めっき１３ａは、磁石１３が良導体の磁石である場合、無くても良い。
【0015】
一対の第１スイッチ導体パターン１４及び第２スイッチ導体パターン１５は、中空部１２の天面における左側及び右側にそれぞれ設けられている。左側に配置される第１スイッチ導体パターン１４と、右側に配置される第２スイッチ導体パターン１５とは、基板本体１１の厚さ方向において、互いに重なり合っていない。第１スイッチ導体パターン１４と第２スイッチ導体パターン１５とは、基板本体１１の幅方向において、所定量の隙間を有して配置されている。第１スイッチ導体パターン１４の幅狭部分は、基板本体１１の左側内部に設けられている。また、その幅広部分は、中空部１２の内部に露出しており、磁石１３の上面と対向している。一方、第２スイッチ導体パターン１５の幅狭基板は、基板本体１１の右側内部に設けられている。また、その幅広部分は、中空部１２の内部に露出しており、磁石１３の上面と対向している。
【0016】
コイル１６は、基板本体１１における第１スイッチ導体パターン１４及び第２スイッチ導体パターン１５の上部に設けられている。このコイル１６は、可動部となる磁石１３を動かすための磁界を発生するものである。また、コイル１６は、下層コイル導体パターン１６ａ、上層コイル導体パターン１６ｂ、及び、ビア１６ｃを有している。
【0017】
下層コイル導体パターン１６ａ及び上層コイル導体パターン１６ｂは、コイル状に形成されている。下層コイル導体パターン１６ａは、上層コイル導体パターン１６ｂよりも下方に配置されている。下層コイル導体パターン１６ａの巻き方向と上層コイル導体パターン１６ｂの巻き方向とは、互いに逆向きとなっている。ビア１６ｃは、コイル１６の中心軸を形成するものである。このビア１６ｃは、下層コイル導体パターン１６ａの中心端と、上層コイル導体パターン１６ｂの中心端との間を、接続するものである。
【0018】
従って、下層コイル導体パターン１６ａの外端と、上層コイル導体パターン１６ｂの外端との間に、電圧を印加すると、当該下層コイル導体パターン１６ａ、上層コイル導体パターン１６ｂ、及び、ビア１６ｃに電流が流れる。このため、コイル１６の厚さ方向に、磁極が形成される。このとき、コイル１６に流れる電流の向きを変えることで、コイル１６に形成される磁極が、切り替わる。
【0019】
図１Ａに示すように、磁石１３が中空部１２の底面に配置される状態で、コイル１６の下側にＮ極が形成される一方、コイル１６の上側にＳが形成されるように、当該コイル１６に電流を流すと、磁石１３のＳ極は、コイル１６に形成されるＮ極に引き寄せられる。このため、図１Ｂに示すように、磁石１３は、中空部１２の底面から浮き上がり、第１スイッチ導体パターン１４及び第２スイッチ導体パターン１５に接触する。このとき、磁石１３の表面には、導体めっき１３ａが施されているため、第１スイッチ導体パターン１４と第２スイッチ導体パターン１５とは、導通する。即ち、第１スイッチ導体パターン１４及び第２スイッチ導体パターン１５は、スイッチがＯＮ状態となる。
【0020】
また、上述した図１Ｂの状態から、コイル１６に流れる電流の向きを変えることで、コイル１６の下側にＳ極が形成される一方、コイル１６の上側にＮが形成される。このため、磁石１３のＳ極と、コイル１６に形成されるＳ極とは、互いに反発し合う。この結果、図１Ａに示すように、磁石１３は、第１スイッチ導体パターン１４及び第２スイッチ導体パターン１５から離れて落下し、中空部１２の底面に着座する。よって、第１スイッチ導体パターン１４と第２スイッチ導体パターン１５とは、非導通となる。即ち、第１スイッチ導体パターン１４及び第２スイッチ導体パターン１５は、スイッチがＯＦＦ状態となる。
【0021】
よって、実施の形態１に係る多層基板は、一辺が数十μｍ～数十ｍｍで形成される中空部１２の内部において、可動部となる磁石１３をその中空部１２の上下方向に移動させることができる。このような、中空部１２及び磁石１３は、半導体製造技術及びＭＥＭＳ技術を用いても、製造が困難である。また、実施の形態１に係る多層基板は、中空部１２に周囲に、複雑な立体構造をしたコイル１６を、容易に形成することができる。これに対して、コイル１６は、半導体製造技術及びＭＥＭＳ技術を用いても、製造が困難である。
【0022】
【0023】
図３は、実施の形態１に係る多層基板の変形例１の構成を示す図である。この図３に示すように、実施の形態１に係る多層基板は、２層のコイル１６に替えて、１層のコイル１７を備えても良い。コイル１７は、コイル導体パターン１７ａ、引き出し導体パターン１７ｂ、及び、ビア１７ｃを有している。コイル導体パターン１７ａは、中空部１２の上方に設けられている。引き出し導体パターン１７ｂは、基板本体１１の中心部から側部に向けて一直線状に形成されている。引き出し導体パターン１７ｂの一端は、基板本体１１の中心部に配置されている。引き出し導体パターン１７ｂの他端は、基板本体１１の側面から露出している。ビア１７ｃは、コイル１７の中心軸である。このビア１７ｃは、コイル導体パターン１７ａの中心端と引き出し導体パターン１７ｂの一端との間を、接続している。
【0024】
図４は、実施の形態１に係る多層基板の変形例２，３の構成を示す図である。図４Ａに示すように、実施の形態１に係る多層基板は、２層のコイル１６に替えて、３層のコイル１８を備えても良い。また、図４Ｂに示すように、実施の形態１に係る多層基板は、２層のコイル１６に替えて、９層のコイル１９を備えても良い。但し、引き出し導体パターン１７ｂが、磁力を増やす効果が乏しい場合、当該引き出し導体パターン１７ｂは、偶数層のコイルの方が奇数層のコイルよりも基板面積を活用できるため、当該偶数層のコイルに適用することが好適である。
【0025】
図５は、実施の形態１に係る多層基板の変形例４，５の構成を示す図である。図５Ａに示すように、実施の形態１に係る多層基板は、第１スイッチ導体パターン１４及び第２スイッチ導体パターン１５を、中空部１２の底面における左側及び右側にそれぞれ設けても良い。また、図５Ｂに示すように、実施の形態１に係る多層基板は、第３スイッチ導体パターン２０及び第４スイッチ導体パターン２１を、中空部１２の底面における左側及び右側にそれぞれ設けても良い。この場合、第１スイッチ導体パターン１４及び第２スイッチ導体パターン１５の組みと、第３スイッチ導体パターン２０及び第４スイッチ導体パターン２１の組みとのうち、一方の組みをスイッチＯＮ状態で使用し、他方の組みをスイッチＯＦＦ状態で使用すれば良い。
【0026】
図６は、実施の形態１に係る多層基板の変形例６の縦断面図である。この図６に示すように、実施の形態１に係る多層基板は、中空部１２の上方に、コイル（上側コイル）１６を設けるだけでなく、中空部１２の下方に、更に、コイル（下側コイル）１６を設けても良い。
【0027】
なお、中空部１２の表面に潤滑材を塗布しても構わない。この場合、実施の形態１に係る多層基板は、磁石１３の移動時に発生する摩擦力及び摩耗を抑えることができる。
【0028】
【0029】
図７は、実施の形態２に係る多層基板の縦断面図である。この図７に示すように、実施の形態２に係る多層基板は、図１に示す実施の形態１に係る多層基板の構成に加えて、上側ヨーク２２及び下側ヨーク２３を備えたものである。
【0030】
上側ヨーク２２は、基板本体１１の上面に設けられている。下側ヨーク２３は、基板本体１１の下面に設けられている。上側ヨーク２２及び下側ヨーク２３は、例えば、ＳＵＳ４３０等の軟磁性体である。軟磁性体とは、磁場の影響下では強く磁化され、磁場が存在しない場合には磁力を持たないものであり、磁場を集める役割を有するものである。
【0031】
上側ヨーク２２及び下側ヨーク２３は、磁石１３とコイル１６との間で発生する吸引力が、磁石１３とヨーク２２，２３との間で発生する吸引力よりも大きくなるように、設計されている。磁石１３とヨーク２２，２３との間で発生する吸引力が、磁石１３とコイル１６との間で発生する吸引力よりも大きくなる場合には、ヨーク２２，２３の厚さ及び基板本体１１との接触面積を小さくする、又は、ヨーク２２，２３のコイル１６からの距離を長くすれば良い。
【0032】
図７は、コイル１６から遠く配置された下側ヨーク２３における基板本体１１との接触面積が、コイル１６に近く配置された上側ヨーク２２における基板本体１１との接触面積よりも小さくなる例である。磁石１３が中空部１２の底面に配置される場合、当該磁石１３は、コイル１６から遠い分、当該磁石１３とコイル１６との間で発生する吸引力が小さくなるからである。
【0033】
また、磁石１３が上側ヨーク２２に最も近づいた位置での当該磁石１３と上側ヨーク２２との間で発生する吸引力は、その位置での磁石１３と下側ヨーク２３との間で発生する吸引力よりも大きくする。一方、磁石１３が下側ヨーク２３に最も近づいた位置での当該磁石１３と下側ヨーク２３との間で発生する吸引力は、その位置での磁石１３と上側ヨーク２２との間で発生する吸引力よりも大きくする。
【0034】
更に、磁石１３が上側ヨーク２２に最も近づいた位置での当該磁石１３と上側ヨーク２２との間で発生する吸引力と、磁石１３が下側ヨーク２３に最も近づいた位置での当該磁石１３と下側ヨーク２３との間で発生する吸引力とは、磁石１３に働く重力よりも大きくする。
【0035】
従って、図７Ａに示すように、磁石１３は、当該磁石１３と下側ヨーク２３との間で発生する吸引力によって、中空部１２の底面に配置される。そして、磁石１３とコイル１６との間で発生する吸引力が、磁石１３と下側ヨーク２３との間で発生する吸引力よいも大きくなるように、コイル１６に電流を流す。このため、図７Ｂに示すように、磁石１３は、中空部１２の底面から浮き上がり、第１スイッチ導体パターン１４及び第２スイッチ導体パターン１５に接触する。この結果、第１スイッチ導体パターン１４と第２スイッチ導体パターン１５とは、導通する。
【0036】
このとき、磁石１３は、コイル１６に流す電流が止められても、当該磁石１３と上側ヨーク２２との間で発生する吸引力によって、第１スイッチ導体パターン１４及び第２スイッチ導体パターン１５との間の接触が保持される。このため、スイッチがＯＮ状態で維持される。
【0037】
よって、実施の形態２に係る多層基板は、コイル１６に電流を流さなくても、第１スイッチ導体パターン１４及び第２スイッチ導体パターン１５に対して、磁石１３を接触し続けることができる。このため、実施の形態２に係る多層基板は、消費電力及び発熱量を抑えることができる。
【0038】
【0039】
図８は、実施の形態２に係る多層基板の変形例１，２の構成を示す図である。図８Ａに示しように、実施の形態２に係る多層基板は、上側ヨーク２２及び下側ヨーク２３を、基板本体１１の内部に埋め込んでも良い。また、図８Ｂに示すように、実施の形態２に係る多層基板は、上側ヨークパターン２４及び下側ヨークパターン２５を、基板本体１１の内部に埋め込んでも良い。上側ヨークパターン２４及び下側ヨークパターン２５は、例えば、軟磁性体となるＳＵＳ４３０から形成したステンレス箔を、ステンレスエッチング技術を用いて、基板本体１１に設けられたものである。
【0040】
図９は、実施の形態２に係る多層基板の変形例３，４の構成を示す図である。図９Ａに示すように、実施の形態２に係る多層基板は、下側ヨーク２３に対して、厚さ方向に貫通孔となる調整孔２３ａを設けることで、磁石１３と下側ヨーク２３との間で発生する吸引力の大きさを調整しても良い。また、図９Ｂに示すように、実施の形態２に係る多層基板は、上側ヨーク２２及び下側ヨーク２３のうち、いずれか一方のヨークを備えても良い。この場合、磁石１３を保持する時間が長い側のヨークを設けることが好適である。
【0041】
【0042】
図１０は、実施の形態３に係る多層基板の縦断面図である。図１１は、実施の形態３に係る多層基板の横断面図である。なお、図１１においては、磁石１３が省略されている。図１０及び図１１に示すように、実施の形態３に係る多層基板は、図１に示す実施の形態１に係る多層基板のコイル１６に替えて、３層のコイル２６を備えたものである。
【0043】
コイル２６は、中空部１２の側面の周囲を取り囲むように設けられている。このコイル２６は、下層コイル導体パターン２６ａ、中層コイル導体パターン２６ｂ、上層コイル導体パターン２６ｃ、及び、ビア２６ｄ，２６ｅを有している。下層コイル導体パターン２６ａ、中層コイル導体パターン２６ｂ、及び、上層コイル導体パターン２６ｃは、下方から上方に向けて、順に配置されている。また、これらは、１巻きのコイル状に形成されている。
【0044】
下層コイル導体パターン２６ａの一端は、基板本体１１の側面から露出している。下層コイル導体パターン２６ａの他端と、中層コイル導体パターン２６ｂの一端とは、ビア２６ｄによって接続されている。中層コイル導体パターン２６ｂの他端と、上層コイル導体パターン２６ｃの一端とは、ビア２６ｅによって接続されている。上層コイル導体パターン２６ｃの他端は、基板本体１１の側面から露出している。
【0045】
従って、下層コイル導体パターン２６ａの一端と、上層コイル導体パターン２６ｃの他端との間に、電圧を印加すると、下層コイル導体パターン２６ａ、中層コイル導体パターン２６ｂ、上層コイル導体パターン２６ｃ、及び、ビア２６ｄ，２６ｅに電流が流れる。このため、コイル２６の厚さ方向に、磁極が形成される。このとき、コイル２６に流れる電流の向きを変えることで、コイル２６に形成される磁極が、切り替わる。
【0046】
よって、実施の形態３に係る多層基板は、コイル２６を中空部１２の側面の周囲を取り囲むように設けることで、コイル２６の巻き数を少ない巻き数で、磁石１３とコイル２６との間で発生する吸引力を得ることができる。
【0047】
【0048】
図１２は、実施の形態３に係る多層基板の変形例１の縦断面図である。図１３は、実施の形態３に係る多層基板の変形例１の横断面図である。なお、図１３においては、磁石１３が省略されている。図１２及び図１３に示すように、実施の形態３に係る多層基板は、３層のコイル２６に替えて、３層のコイル２７を備えるものである。コイル２７は、下層コイル導体パターン２７ａ、中層コイル導体パターン２７ｂ、上層コイル導体パターン２７ｃ、及び、ビアを有している。これらは、２巻きのコイル状に形成されている。
【0049】
図１４は、実施の形態３に係る多層基板の変形例２の縦断面図である。この図１４に示すように、実施の形態３に係る多層基板は、実施の形態１に係る多層基板における下側コイルを構成するコイル１６が追加されたものである。
【0050】
【0051】
図１５は、実施の形態４に係る多層基板の縦断面図である。この図１５に示すように、実施の形態４に係る多層基板は、図６に示す実施の形態１に係る多層基板の変形例６の磁石１３に替えて、可動部となるヨーク３１を備えるものである。ヨーク３１は、中空部１２の内部に設けられている。また、ヨーク３１の表面全域には、導体によるめっきが施されている。この導体でめっきした部分は、以下、導体めっき３１ａと称す。
【0052】
図１５に示すように、ヨーク３１が中空部１２の底面に配置される場合、上側のコイル１６に電流を流す一方、下側のコイル１６には電流を流さない。ヨーク３１は、中空部１２の底面から浮き上がり、第１スイッチ導体パターン１４及び第２スイッチ導体パターン１５に接触する。このとき、ヨーク３１の表面には、導体めっき３１ａが施されているため、第１スイッチ導体パターン１４と第２スイッチ導体パターン１５とは、導通する。即ち、第１スイッチ導体パターン１４及び第２スイッチ導体パターン１５は、スイッチがＯＮ状態となる。
【0053】
よって、実施の形態４に係る多層基板は、可動部として、ヨーク３１を備えるため、磁石１３に比べて、割れ難く、且つ、小型化を図ることができる。
【0054】
【0055】
図１６は、実施の形態４に係る多層基板の変形例１，２の構成を示す図である。図１６Ａに示すように、実施の形態４に係る多層基板の変形例１は、上記実施の形態４に係る多層基板の構成に、上側磁石３２及び下側磁石３３を加えたものである。上側磁石３２は、基板本体１１の上面に設けられている。下側磁石３３は、基板本体１１の下面に設けられている。
【0056】
従って、ヨーク３１は、上側のコイル１６に流す電流が止められても、当該ヨーク３１と上側磁石３２との間で発生する吸引力によって、第１スイッチ導体パターン１４及び第２スイッチ導体パターン１５との間の接触が保持される。このため、スイッチがＯＮ状態で維持される。
【0057】
よって、実施の形態４に係る多層基板は、上側のコイル１６に電流を流さなくても、第１スイッチ導体パターン１４及び第２スイッチ導体パターン１５に対して、ヨーク３１を接触し続けることができる。このため、実施の形態４に係る多層基板は、消費電力及び発熱量を抑えることができる。
【0058】
また、図１６Ｂに示すように、実施の形態４に係る多層基板は、下側のコイル１６及び上側磁石３２の組み、及び、上側のコイル１６及び下側磁石３３の組みのうち、いずれか一方の組みを設けても構わない。
【0059】
図１７は、実施の形態４に係る多層基板の変形例３の構成を示す図である。なお、図１７Ｂ及び図１７Ｃにおいては、ヨーク３１が省略されている。図１７に示すように、実施の形態４に係る多層基板は、コイル１６に替えて、コイル３４を備えても良い。コイル３４は、中空部１２の側面の周囲を取り囲むように設けられている。このコイル３４は、２層からなり、各層は、１巻きで形成されている。
【0060】
よって、実施の形態４に係る多層基板は、コイル３４を中空部１２の側面の周囲を取り囲むように設けることで、コイル３４の巻き数を少ない巻き数で、ヨーク３１とコイル３４との間で発生する吸引力を得ることができる。
【0061】
【0062】
【0063】
【0064】
磁石４１は、中空部１２の内部において、幅方向に移動可能に設けられている。ここで、磁性体となる磁石４１の幅方向左側の磁極は、Ｎ極であり、当該磁石４１の幅方向右側の磁極は、Ｓ極となっている。また、磁石４１の表面全域には、導体によるめっきが施されている。この導体でめっきした部分は、以下、導体めっき４１ａと称す。
【0065】
一対の第１スイッチ導体パターン４２及び第２スイッチ導体パターン４３は、中空部１２の底面における左側及び右側にそれぞれ設けられている。左側に配置される第１スイッチ導体パターン４２と、右側に配置される第２スイッチ導体パターン４３とは、基板本体１１の幅方向において、互いに重なり合っていない。第１スイッチ導体パターン４２と第２スイッチ導体パターン４３とは、基板本体１１の幅方向において、所定量の隙間を有して配置されている。
【0066】
コイル４４は、中空部１２の天面及び底面、更には、第１スイッチ導体パターン４２の上面及び下面の周囲を取り囲むように設けられている。具体的には、コイル４４は、複数のコイル導体パターン４４ａ、及び、それらを接続する複数のビア４４ｂから構成されている。複数のコイル導体パターン４４ａは、中空部１２の天面及び底面と、第１スイッチ導体パターン４２の上面及び下面とに対して、略平行となっている。また、複数のビア４４ｂは、基板本体１１の上下方向に延びるように配置されている。
【0067】
従って、コイル４４の一端と他端との間に、電圧を印加すると、当該コイル４４に電流が流れる。このため、コイル４４の軸方向（言い換えれば、基板本体１１の幅方向）において、磁極が形成される。即ち、コイル４４の左側と右側とに、磁極が形成される。
【0068】
図１８Ａに示すように、磁石４１が、中空部１２の右側に位置して、第２スイッチ導体パターン４３に接触している状態で、コイル４４の右側がＳ極となるように、当該コイル４４に電流を流すと、磁石４１のＮ極は、コイル４４のＳ極に引き寄せられる。このため、図１８Ｂに示すように、磁石４１は、中空部１２を左側に向けて移動し、第２スイッチ導体パターン４３に接触しつつ、第１スイッチ導体パターン４２にも接触する。この結果、第１スイッチ導体パターン４２と第２スイッチ導体パターン４３とは、導通する。即ち、第１スイッチ導体パターン４２及び第２スイッチ導体パターン４３は、スイッチがＯＮ状態となる。
【0069】
これに対して、コイル４４に流す電流の向きを変えることで、コイル４４の右側がＮ極となり、磁石４１のＮ極と、コイル４４に形成されるＮ極とは、互いに反発し合う。この結果、図１８Ａに示すように、磁石４１は、中空部１２を右側に向けて移動し、第１スイッチ導体パターン４２から離れて、第２スイッチ導体パターン４３のみに接触する。よって、第１スイッチ導体パターン４２と第２スイッチ導体パターン４３とは、非導通となる。即ち、第１スイッチ導体パターン４２及び第２スイッチ導体パターン４３は、スイッチがＯＦＦ状態となる。
【0070】
よって、実施の形態５に係る多層基板は、一辺が数十μｍ～数十ｍｍで形成される中空部１２の内部において、可動部となる磁石４１をその中空部１２の幅方向に移動させることができる。このような、中空部１２及び磁石４１は、半導体製造技術及びＭＥＭＳ技術を用いても、製造が困難である。また、実施の形態５に係る多層基板は、中空部１２に周囲に、複雑な立体構造をしたコイル４４を、容易に形成することができる。これに対して、コイル４４は、半導体製造技術及びＭＥＭＳ技術を用いても、製造が困難である。
【0071】
【0072】
図２０Ａに示すように、実施の形態５に係る多層基板は、中空部１２の右側にもコイル４４を設けても良い。このため、実施の形態５に係る多層基板は、一方のコイル４４を、磁石４１の吸引用として使用し、他方のコイル４４を磁石４１の反発用として使用することができる。
【0073】
また、図２０Ｂに示すように、実施の形態５に係る多層基板は、中空部１２の中央部にもコイル４４を設けても良い。
【0074】
また、図２０Ｃに示すように、実施の形態５に係る多層基板は、中空部１２の側方にコイル４４を設けても良い。
【0075】
更に、図２０Ｄに示すように、実施の形態５に係る多層基板は、コイル４４の内側に磁性体４５を設けても良い。このため、実施の形態５に係る多層基板は、コイル４４に電流が流れていない場合でも、その移動位置を保持することができる。
【0076】
【0077】
図２１に示すように、実施の形態６に係る多層基板は、図２０Ａに示す実施の形態５に係る多層基板の変形例１の磁石４１に替えて、ヨーク３１を備えるものである。よって、実施の形態６に係る多層基板は、可動部として、ヨーク３１を備えるため、磁石４１に比べて、割れ難く、且つ、小型化を図ることができる。
【0078】
なお、実施の形態６においては、中空部１２の左側及び右側のうち、いずれか一方にコイルを設けると共に、中空部１２の左側及び右側のうち、いずれか一方に磁性体を設けても良い。
【0079】
【0080】
図２２は、実施の形態７に係る多層基板の縦断面図である。この図２２に示すように、実施の形態７に係る多層基板は、基板本体１１、中空部１２、磁石１３、コイル１６、第１ストリップ線路用パターン５１、第２ストリップ線路用パターン５２、第１グランドパターン５３、第２グランドパターン５４、第３グランドパターン５５、及び、複数のビア５６を備えている。第１ストリップ線路用パターン５１、第２ストリップ線路用パターン５２、第１グランドパターン５３、第２グランドパターン５４、第３グランドパターン５５、及び、複数のビア５６は、基板本体１１の内部に設けられている。
【0081】
第１ストリップ線路用パターン５１及び第２ストリップ線路用パターン５２は、中空部１２の下方に設けられている。第１ストリップ線路用パターン５１は、中空部１２の左側に配置されている。第２ストリップ線路用パターン５２は、中空部１２の右側に配置されている。また、第１グランドパターン５３は、基板本体１１の下部に配置されている。第２グランドパターン５４は、中空部１２の側面の周囲に配置されている。第１ストリップ線路用パターン５１及び第２ストリップ線路用パターン５２は、上下方向において、第１グランドパターン５３と第２グランドパターン５４との間に配置されている。
【0082】
第３グランドパターン５５は、第２グランドパターン５４の上方に配置されている。この第３グランドパターン５５は、中空部１２の天面を形成するように設けられている。複数のビア５６は、第２グランドパターン５４と第３グランドパターン５５との間を接続している。このビア５６は、上下方向に延びており、中空部１２の側面の周囲を取り囲むように配置されている。ビア５６の設置間隔は、第１ストリップ線路用パターン５１及び第２ストリップ線路用パターン５２を通過する高周波信号の半波長の長さ未満となっている。
【0083】
従って、磁石１３が、当該磁石１３とコイル１６との間で発生する吸引力によって、上方に向けて移動すると、磁石１３と、第１ストリップ線路用パターン５１及び第２ストリップ線路用パターン５２との間の距離が長くなる。このため、それらの間の静電容量は、減少する。これに対して、磁石１３が下方に向けて移動すると、磁石１３と、第１ストリップ線路用パターン５１及び第２ストリップ線路用パターン５２との間の距離が短くなる。このため、それらの間の静電容量は、増加する。
【0084】
よって、実施の形態７に係る多層基板は、上述した構成をなすことにより、可変容量コンデンサとして動作することができる。
【0085】
【0086】
図２３は、実施の形態７に係る多層基板の変形例１の縦断面図である。この図２３に示すように、実施の形態７に係る多層基板においては、第１ストリップ線路用パターン５１及び第２ストリップ線路用パターン５２が、中空部１２の底面に露出し、磁石１３が絶縁膜１３ｂで覆われている。
【0087】
図２４は、実施の形態７に係る多層基板の変形例２の縦断面図である。この図２４に示すように、第３グランドパターン５５が、コイル１６よりも上方に配置されている。このため、複数のビア５６は、中空部１２に加えて、コイル１６の周囲を取り囲むように配置される。
【0088】
なお、実施の形態７に係る多層基板は、磁石１３に替えて、ヨーク３１を備えても良い。
【0089】
実施の形態８．
実施の形態８に係る多層基板について、図２５及び図２６を用いて説明する。図２５は、実施の形態８に係る多層基板において、磁石４１が中空部１２を右側に移動したときの図である。図２６は、実施の形態８に係る多層基板において、磁石４１が中空部１２を左側に移動したときの図である。
実施の形態８に係る多層基板について、図２５及び図２６を用いて説明する。図２５は、実施の形態８に係る多層基板において、磁石４１が中空部１２を右側に移動したときの図である。図２６は、実施の形態８に係る多層基板において、磁石４１が中空部１２を左側に移動したときの図である。
【0090】
図２５及び図２６に示すように、実施の形態８に係る多層基板は、基板本体１１、中空部１２、磁石４１、コイル４４、第１ストリップ線路用パターン６１、第２ストリップ線路用パターン６２、複数のグランドパターン６３ａ～６３ｄ、及び、複数のビア６４ａ～６４ｄを備えている。
【0091】
第１ストリップ線路用パターン６１及び第２ストリップ線路用パターン６２は、中空部１２の右下下方に配置されている。それらは、磁石４１の移動方向に対して直交する方向において、並んで配置されている。互いに対向する、第１ストリップ線路用パターン６１及び第２ストリップ線路用パターン６２の一端同士は、中空部１２の直下に位置している。また、中空部１２、第１ストリップ線路用パターン６１、及び、第２ストリップ線路用パターン６２の周囲は、複数のグランドパターン６３ａ～６３ｄ、及び、複数のビア６４ａ～６４ｄによって取り囲まれている。
【0092】
従って、図２５に示すように、磁石４１は、中空部１２を右側に向けて移動する程、第１ストリップ線路用パターン６１及び第２ストリップ線路用パターン６２と重なり合う面積が大きくなる。このように、多層基板は、磁石４１と第１ストリップ線路用パターン６１及び第２ストリップ線路用パターン６２とが重なり合う面積が大きくなる程、静電容量が増大する。
【0093】
これに対して、図２６に示すように、磁石４１は、中空部１２を左側に向けて移動する程、第１ストリップ線路用パターン６１及び第２ストリップ線路用パターン６２と重なり合う面積が小さくなる。このように、多層基板は、磁石４１と第１ストリップ線路用パターン６１及び第２ストリップ線路用パターン６２とが重なり合う面積が小さくなる程、静電容量が減少する。
【0094】
よって、実施の形態８に係る多層基板は、上述した構成をなすことにより、可変容量コンデンサとして動作することができる。
【0095】
実施の形態９．
実施の形態９に係る多層基板について、図２７及び図２８を用いて説明する。図２７は、実施の形態９に係る多層基板において、磁石４１が中空部１２を右側に移動したときの図である。図２８は、実施の形態９に係る多層基板において、磁石４１が中空部１２を左側に移動したときの図である。
実施の形態９に係る多層基板について、図２７及び図２８を用いて説明する。図２７は、実施の形態９に係る多層基板において、磁石４１が中空部１２を右側に移動したときの図である。図２８は、実施の形態９に係る多層基板において、磁石４１が中空部１２を左側に移動したときの図である。
【0096】
図２７及び図２８に示すように、実施の形態９に係る多層基板は、基板本体１１、中空部１２、磁石４１、コイル４４、第１ストリップ線路用パターン６１、第２ストリップ線路用パターン６２、誘電体６５、複数のグランドパターン６６ａ～６６ｆ、及び、複数のビア６７ａ～６７ｆを備えている。
【0097】
誘電体６５は、磁石４１の右側に設けられている。第１ストリップ線路用パターン６１は、中空部１２の右下に配置されている。第２ストリップ線路用パターン６２は、中空部１２の右上に配置されている。また、中空部１２、第１ストリップ線路用パターン６１、及び、第２ストリップ線路用パターン６２の周囲は、複数のグランドパターン６６ａ～６６ｆ、及び、複数のビア６７ａ～６７ｆによって取り囲まれている。
【0098】
従って、図２７に示すように、誘電体６５は、磁石４１が中空部１２を右側に向けて移動する程、第１ストリップ線路用パターン６１及び第２ストリップ線路用パターン６２と重なり合う面積が大きくなる。このように、多層基板は、誘電体６５と第１ストリップ線路用パターン６１及び第２ストリップ線路用パターン６２とが重なり合う面積が大きくなる程、静電容量が増大する。
【0099】
これに対して、図２８に示すように、誘電体６５は、磁石４１が中空部１２を左側に向けて移動する程、第１ストリップ線路用パターン６１及び第２ストリップ線路用パターン６２と重なり合う面積が小さくなる。このように、多層基板は、誘電体６５と第１ストリップ線路用パターン６１及び第２ストリップ線路用パターン６２とが重なり合う面積が小さくなる程、静電容量が減少する。
【0100】
よって、実施の形態９に係る多層基板は、上述した構成をなすことにより、可変容量コンデンサとして動作することができる。
【0101】
【0102】
図２９に示すように、実施の形態１０に係る多層基板は、図２２に示す実施の形態７に係る多層基板の第１ストリップ線路用パターン５１及び第２ストリップ線路用パターン５２に替えて、誘電体７１及びストリップ線路用パターン７２を備えたものである。誘電体７１は、磁石１３の下面に設けられている。ストリップ線路用パターン７２は、中空部１２の底面に露出するように設けられている。
【0103】
従って、磁石１３が、当該磁石１３とコイル１６との間で発生する吸引力によって、上方に向けて移動すると、その磁石１３に設けられた誘電体７１と、ストリップ線路用パターン７２との間の距離は、長くなる。このため、ストリップ線路用パターン７２の実効誘電率は減少するので、電気長は短くなる。これに対して、磁石１３が、当該磁石１３とコイル１６との間で発生する反発力によって、下方に向けて移動すると、その磁石１３に設けられた誘電体７１と、ストリップ線路用パターン７２との間の距離は、短くなる。このため、ストリップ線路用パターン７２の実効誘電率は増加するので、電気長は長くなる。
【0104】
よって、実施の形態１０に係る多層基板は、上述した構成をなすことにより、可変位相器として動作することができる。
【0105】
【0106】
図３０に示すように、実施の形態１１に係る多層基板は、図２７及び図２８に示す実施の形態９に係る多層基板の第１ストリップ線路用パターン６１及び第２ストリップ線路用パターン６２に替えて、ストリップ線路用パターン７２を備えるものである。このストリップ線路用パターン７２は、中空部１２の右側底面を形成するように配置されている。
【0107】
従って、誘電体６５は、磁石４１が中空部１２を右側に向けて移動する程、ストリップ線路用パターン７２と重なり合う面積が大きくなる。このように、多層基板は、誘電体６５とストリップ線路用パターン７２とが重なり合う面積が大きくなる程、ストリップ線路用パターン７２の実効誘電率を増加させることができる。このため、多層基板は、電気長を長くすることができる。
これに対して、誘電体６５は、磁石４１が中空部１２を左側に向けて移動する程、ストリップ線路用パターン７２と重なり合う面積が小さくなる。このように、多層基板は、誘電体６５とストリップ線路用パターン７２とが重なり合う面積が小さくなる程、ストリップ線路用パターン７２の実効誘電率を減少させることができる。このため、多層基板は、電気長を短くすることができる。
これに対して、誘電体６５は、磁石４１が中空部１２を左側に向けて移動する程、ストリップ線路用パターン７２と重なり合う面積が小さくなる。このように、多層基板は、誘電体６５とストリップ線路用パターン７２とが重なり合う面積が小さくなる程、ストリップ線路用パターン７２の実効誘電率を減少させることができる。このため、多層基板は、電気長を短くすることができる。
【0108】
よって、実施の形態１１に係る多層基板は、上述した構成をなすことにより、可変位相器として動作することができる。
【0109】
【0110】
図３１は、実施の形態１２に係る多層基板の構成を示す図である。この図３１に示すように、実施の形態１２に係る多層基板は、図２９に示す実施の形態１０に係る多層基板の誘電体７１及び誘電体７１及びストリップ線路用パターン７２に替えて、軟磁性体７６及び第１信号用コイル７３を備えるものである。
【0111】
軟磁性体７６は、磁石１３の下面に設けられている。この軟磁性体７６は、磁場を集める役割を有している。第１信号用コイル７３は、基板本体１１における中空部１２の下方に設けられている。この第１信号用コイル７３は、インダクタンスが可変となるものである。第１信号用コイル７３は、コイル導体パターン７３ａ、引き出し導体パターン７３ｂ、及び、ビア７３ｃを有している。
【0112】
従って、磁石１３が、当該磁石１３とコイル１６との間で発生する吸引力によって、上方に向けて移動すると、その磁石１３に設けられた軟磁性体７６と、第１信号用コイル７３との間の距離は、長くなる。このため、第１信号用コイル７３のインダクタンスは、減少する。これに対して、磁石１３が、当該磁石１３とコイル１６との間で発生する反発力によって、下方に向けて移動すると、その磁石１３に設けられた軟磁性体７６と、第１信号用コイル７３との間の距離は、短くなる。このため、第１信号用コイル７３のインダクタンスは、増加する。
【0113】
よって、実施の形態１２に係る多層基板は、上述した構成をなすことにより、可変インダクタンスとして動作することができる。
【0114】
【0115】
図３２は、実施の形態１２に係る多層基板の変形例１の構成を示す図である。この図３２に示すように、実施の形態１２に係る多層基板は、基板本体１１における中空部１２の下方において、第１信号用コイル７３及び第２信号用コイル７４を備えている。第２信号用コイル７４は、コイル導体パターン７４ａ、引き出し導体パターン７４ｂ、及び、ビア７４ｃを有している。
【0116】
従って、磁石１３が、当該磁石１３とコイル１６との間で発生する吸引力によって、上方に向けて移動すると、その磁石１３に設けられた軟磁性体７６と、第１信号用コイル７３及び第２信号用コイル７４との間の距離は、長くなる。このため、第１信号用コイル７３と第２信号用コイル７４との結合係数は、減少する。この結果、第１信号用コイル７３及び第２信号用コイル７４のインダクタンスは、減少する。
【0117】
これに対して、磁石１３が、当該磁石１３とコイル１６との間で発生する反発力によって、下方に向けて移動すると、その磁石１３に設けられた軟磁性体７６と、第１信号用コイル７３及び第２信号用コイル７４との間の距離は、短くなる。このため、第１信号用コイル７３と第２信号用コイル７４との結合係数は、増加する。この結果、第１信号用コイル７３及び第２信号用コイル７４のインダクタンスは、増加する。
【0118】
図３３は、実施の形態１２に係る多層基板の変形例２の縦断面図である。この図３３に示ように、実施の形態１２に係る多層基板は、軟磁性体７６に替えて、第２基板７５を備えている。第１信号用コイル７３は、基板本体１１における中空部１２の下方に設けられている。第２信号用コイル７４は、第２基板７５に設けられている。
【0119】
従って、磁石１３が、当該磁石１３とコイル１６との間で発生する吸引力によって、上方に向けて移動すると、その磁石１３に設けられた第２信号用コイル７４と、第１信号用コイル７３との間の距離は、長くなる。このため、第１信号用コイル７３と第２信号用コイル７４との結合係数は、減少する。この結果、第１信号用コイル７３及び第２信号用コイル７４のインダクタンスは、減少する。
【0120】
これに対して、磁石１３が、当該磁石１３とコイル１６との間で発生する反発力によって、下方に向けて移動すると、その磁石１３に設けられた第２信号用コイル７４と、第１信号用コイル７３との間の距離は、短くなる。このため、第１信号用コイル７３と第２信号用コイル７４との結合係数は、増加する。この結果、第１信号用コイル７３及び第２信号用コイル７４のインダクタンスは、増加する。
【0121】
【0122】
図３４に示すように、実施の形態１３に係る多層基板は、基板本体１１、中空部１２、磁石４１，コイル４４、軟磁性体７７、及び、信号用コイル７８を備えている。 軟磁性体７７は、磁石４１の右側に設けられている。コイル４４は、中空部１２の左側に配置されている。信号用コイル７８は、中空部１２の右側に配置されている。
【0123】
従って、軟磁性体７７は、磁石４１が中空部１２を右側に向けて移動する程、信号用コイル７８と重なり合う長さが長くなる。このため、信号用コイル７８のインダクタンスは、増加する。これに対して、軟磁性体７７は、磁石４１が中空部１２を左側に向けて移動する程、信号用コイル７８と重なり合う長さが短くなる。このため、信号用コイル７８のインダクタンスは、減少する。
【0124】
よって、実施の形態１３に係る多層基板は、上述した構成をなすことにより、可変インダクタンスとして動作することができる。
【0125】
【0126】
【0127】
突起部８１は、磁石１３の下面に設けられている。この突起部８１は、磁石１３の下面から下方に向けて突出するように形成されている。突起部８１は、例えば、導電性材料で形成されている。
【0128】
中空部１２の下方には、導波管８２及び空洞共振器８３が設けられている。導波管８２及び空洞共振器８３は、複数の導体パターン及び複数のビアから構成されている。空洞共振器８３は、導波管８２の途中部分に設けられており、中空部１２の直下に位置している。中空部１２の下部には、突起部８１が挿通可能な連通孔が形成されている。この連通孔は、中空部１２と空洞共振器８３との間を連通している。なお、中空部１２の各辺の長さは、導波管８２を伝わる高周波信号の２分の１波長の長さよりも短い長さとなっている。
【0129】
従って、磁石１３が上下動すると、その磁石１３に設けられた突起部８１は、空洞共振器８３に対して、出し入れされる。このように、導電性材料で形成された突起部８１が、空洞共振器８３に対して出し入れされることで、当該空洞共振器８３の内部における高周波電磁界分布は、変化する。
【0130】
即ち、導体となる突起部８１が、空洞共振器８３の電界内に挿入されることで、当該電界はほぼ存在することができなくなる。このとき、空洞共振器８３は、突起部８１の挿入長の分だけ拡がったのと同じように扱える。このため、空洞共振器８３の共振周波数は、低下する。よって、空洞共振器８３の共振周波数は、突起部８１の挿入長を調整することで制御でき、当該空洞共振器８３は、導波管８２を伝わる高周波信号の可変フィルタの役割を果たす。
【0131】
よって、実施の形態１４に係る多層基板は、空洞共振器８３を通過する高周波信号の特性を変化させることができる。なお、突起部８１は、誘電体又は磁性体でも良い。突起部８１を磁性体とする場合、当該突起部８１は、空洞共振器８３の内部における磁界が強い部分に対して、出し入れされる。
【0132】
【0133】
図３６Ａに示すように、導波管８２及び空洞共振器８３の内部は、突起部８１の可動範囲以外が、誘電体材料で充填されていても良い。図３６Ｂに示すように、突起部８１は、大径部８１ａを有しても良い。この大径部８１ａは、平板状に形成されており、上記連通孔の開口断面積よりも広い面積を有している。大径部８１ａは、当該連通孔の外側、即ち、空洞共振器８３の内部に配置されている。図３６Ｃに示すように、多層基板は、突起部８１を空洞共振器８３に対して出し入れするのではなく、空洞共振器８３に形成されたスタブの電気長を変化させても良い。
【0134】
【0135】
【0136】
突起部８５は、磁石１３の右側面に設けられている。この突起部８５は、磁石１３の右側面から外側に向けて突出するように形成されている。突起部８５は、例えば、導電性材料で形成されている。
【0137】
中空部１２の右側には、導波管８６及び空洞共振器８７が設けられている。導波管８６及び空洞共振器８７は、複数の導体パターン及び複数のビアから構成されている。空洞共振器８７は、導波管８６の途中部分に設けられており、中空部１２の真横に位置している。中空部１２の側部には、突起部８５が挿通可能な連通孔が形成されている。この連通孔は、中空部１２と空洞共振器８７との間を連通している。
【0138】
従って、磁石１３が左右に移動すると、その磁石１３に設けられた突起部８５は、空洞共振器８７に対して、出し入れされる。このように、導電性材料で形成された突起部８５が、空洞共振器８７に対して出し入れされることで、当該空洞共振器８７の内部における高周波電磁界分布は、変化する。
【0139】
よって、実施の形態１５に係る多層基板は、空洞共振器８７を通過する高周波信号の特性を変化させることができる。
【0140】
なお、突起部８５は、誘電体又は磁性体でも良い。突起部８５を磁性体とする場合、当該突起部８１は、空洞共振器８３の内部における磁界が強い部分に対して、出し入れされる。また、導波管８６及び空洞共振器８７の内部は、突起部８５の可動範囲以外が、誘電体材料で充填されていても良い。更に、多層基板は、突起部８５を空洞共振器８７に対して出し入れするのではなく、空洞共振器８７に形成されたスタブの電気長を変化させても良い。
【0141】
【0142】
図３８に示すように、突起部８５は、大径部８５ａを有しても良い。この大径部８５ａは、平板状に形成されており、上記連通孔の開口断面積よりも広い面積を有している。大径部８５ａは、当該連通孔の外側、即ち、空洞共振器８７の内部に配置されている。
【0143】
【0144】
図３９に示すように、実施の形態１６に係る多層基板は、第１高周波回路パターン９１、第２高周波回路パターン９２、及び、第２基板９３を備えている。第１高周波回路パターン９１は、中空部１２の下部に設けられている。この第１高周波回路パターン９１は、中空部１２の底面を形成するように配置されている。第２基板９３は、磁石１３の下面に設けられている。この第２基板９３には、第２高周波回路パターン９２が設けられている。なお、第２高周波回路パターン９２は、第１高周波回路パターン９１を通過する高周波信号の周波数の４分の１波長の電気長を有する回路である。
【0145】
従って、磁石１３を上下動すると、第１高周波回路パターン９１と第２高周波回路パターン９２との間の距離が変化し、それらの結合係数が変化する。この結果、実施の形態１６に係る多層基板は、第１高周波回路パターン９１の高周波信号特性を、第２高周波回路パターン９２との間の距離に応じて変化させることで、可変共振器、可変フィルタ、及び、可変アッテネーター等の可変機能を持った高周波回路を形成することができる。
【0146】
【0147】
図４０に示すように、実施の形態１７に係る多層基板は、基板本体１１、中空部１２、片持ち梁部１０１、コイル１０２、及び、磁石１０３を備えている。可動部となる片持ち梁部１０１は、中空部１２の側面に片持ち支持されている。片持ち梁部１０１と中空部１２の天面及び底面との間には、それぞれ隙間が形成されている。コイル１０２は、片持ち梁部１０１に設けられている。磁石１０３は、基板本体１１の下面に設けられている。
【0148】
従って、コイル１０２に電流を流すと、当該コイル１０２に発生する磁界と、磁石１０３の磁界との間の、相互作用によって、コイル１０２と磁石１０３との間に、吸引力又は反発力が発生する。このため、片持ち梁部１０１は、上下方向に撓む。
【0149】
なお、コイル１０２の設置位置と、磁石１０３の設置位置とは、逆であっても良い。また、実施の形態１７に係る多層基板は、磁石１０３に替えて、軟磁性体のヨークを用いても良い。
【0150】
【0151】
【0152】
従って、導体１０４が中空部１２の左側にある状態で、左側のコイル４４に対して、短い時間だけ電流を流すと、誘導磁界によって、導体１０４の内部に渦電流が生じる。そして、導体１０４の内部に渦電流が生じている間に、当該導体１０４の内部の渦電流による磁界と逆向きの磁界が発生するように、右側のコイル４４に電流を流すと、右側のコイル４４における磁界と、導体１０４の内部における過電流との間の、相互作用によって、当該導体１０４が、中空部１２を右側に向けて移動する。なお、導体１０４を中空部１２の右側から左側に移動させる場合には、上述した動作の逆の動作を行えば良い。
【0153】
なお、本開示は、その開示の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、或いは、各実施の形態における任意の構成要素の変形、若しくは、各実施の形態における任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【0154】
本開示に係る多層基板は、中空部の周囲にコイルを設けることで、可動部を中空部内で移動させることができ、多層基板等に用いるのに適している。
【符号の説明】
【0155】
１１ 基板本体、１２ 中空部、１３ 磁石、１３ａ 導体めっき、１３ｂ 絶縁膜、１４ 第１スイッチ導体パターン、１５ 第２スイッチ導体パターン、１６ コイル、１６ａ 下層コイル導体パターン、１６ｂ 上層コイル導体パターン、１６ｃ ビア、１７ コイル、１７ａ コイル導体パターン、１７ｂ 引き出し導体パターン、１７ｃ ビア、１８，１９ コイル、２０ 第３スイッチ導体パターン、２１ 第４スイッチ導体パターン、２２ 上側ヨーク、２３ 下側ヨーク、２３ａ 調整孔、２４ 上側ヨークパターン、２５ 下側ヨークパターン、２６ コイル、２６ａ 下層コイル導体パターン、２６ｂ 中層コイル導体パターン、２６ｃ 上層コイル導体パターン、２６ｄ，２６ｅ ビア、２７ コイル、２７ａ 下層コイル導体パターン、２７ｂ 中層コイル導体パターン、２７ｃ 上層コイル導体パターン、３１ ヨーク、３１ａ 導体めっき、３２ 上側磁石、３３ 下側磁石、３４ コイル、４１ 磁石、４１ａ 導体めっき、４２ 第１スイッチ導体パターン、４３ 第２スイッチ導体パターン、４４ コイル、４４ａ コイル導体パターン、４４ｂ ビア、４５ 磁性体、５１ 第１ストリップ線路用パターン、５２ 第２ストリップ線路用パターン、５３ 第１グランドパターン、５４ 第２グランドパターン、５５ 第３グランドパターン、５６ ビア、６１ 第１ストリップ線路用パターン、６２ 第２ストリップ線路用パターン、６３ａ～６３ｄ グランドパターン、６４ａ～６４ｄ ビア、６５ 誘電体、６６ａ～６６ｆ グランドパターン、６７ａ～６７ｆ ビア、７１ 誘電体、７２ ストリップ線路用パターン、７３ 第１信号用コイル、７３ａ コイル導体パターン、７３ｂ 引き出し導体パターン、７３ｃ ビア、７４ 第２信号用コイル、７４ａ コイル導体パターン、７４ｂ 引き出し導体パターン、７４ｃ ビア、７５ 第２基板、７６，７７ 軟磁性体、７８ 信号用コイル、８１ 突起部、８１ａ 大径部、８２ 導波管、８３ 空洞共振器、８４ スタブ、８５ 突起部、８５ａ 大径部、８６ 導波管、８７ 空洞共振器、９１ 第１高周波回路パターン、９２ 第２高周波回路パターン、９３ 第２基板、１０１ 片持ち梁部、１０２ コイル、１０３ 磁石、１０４ 導体。
【要約】
多層基板は、樹脂又はセラミックスで形成される基板本体（１１）と、基板本体１１の内部に設けられる中空部（１２）と、中空部（１２）の内部に設けられる磁石（１３）と、基板本体（１１）における中空部（１２）の周囲に設けられるコイル（１６）とを備える。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】