CN102194613A - 开关及其制造方法以及静电继电器 - Google Patents

Abstract

一种开关及其制造方法以及继电器，使用硬度高的触点材料形成对置面积大的触点。可动触点部(34)移动方向的端面与固定触点部(33)的端面对置。固定触点部(33)在固定触点基板(41)的上方通过蒸镀、溅射、电镀等交互层叠多层缓冲层(44)和导电层(45)。导电层(45)的与可动触点部(34)对置的端部比缓冲层(44)的端面更突出，导电层(45)的端面成为固定触点(46)(接触面)。可动触点部(34)在可动触点基板(51)上通过蒸镀、溅射、电镀等交互层叠多层缓冲层(54)和导电层(55)。导电层(55)的与固定触点部(33)对置的端部比缓冲层(54)的端面更突出，导电层(55)的端面成为可动触点(56)(接触面)。

Description

开关及其制造方法以及静电继电器

技术领域

本发明涉及开关及其制造方法以及静电继电器。具体而言是涉及以与可动触点部的移动方向垂直的面作为触点的开关及其制造方法和使用该开关结构的静电继电器。

背景技术

在开关及继电器中，由于在将触点彼此之间熔敷时，开关及继电器不能工作，因此，触点的熔敷对策至为重要。用于避免触点的熔敷的对策之一是使用硬度尽可能高的触点材料。

另外，为了在触点有加工误差或者在可动触点每次动作的移动中有偏差的情况下能使各触点稳定地接触，而不得不增大触点彼此之间的对置面积。在以成膜于基板表面的导电层的侧面为触点的情况下，为了增大触点彼此之之间的对置面积，只要增大导电层的厚度即可。因此，在这样的触点结构中，为了使触点彼此之间稳定地接触，只要增大成膜于基板上的导电层的厚度即可。

但是，当使用硬度高的触点材料形成厚度大的导电层(触点)时，导电层的内部应力变大，另外，由于因温度变化等而在基板与导电层之间产生的热应力变大，因此，易于将导电层从基板剥离。另外，当导电层变厚时，难以对导电层成膜。因此，以往使用硬度高的触点材料形成对置面积大的触点是困难的。

另外，作为以与可动触点部的移动方向垂直的面为触点(接触面)的MEMS开关，有公示于专利文献1的技术。在MEMS开关中，从形成于基板上表面的绝缘层的上表面至端面通过电镀形成导电层，以导电层的突出部分为可动触点。但是，这样的触点结构中难以增大硬度高的导电层的厚度，另外，在增大硬度高的导电层的厚度时，容易造成导电层的剥离。

专利文献1：(日本)特表2006-526267号公报

发明内容

本发明是鉴于上述的技术课题而设立的，其目的在于，提供一种可使用硬度高的触点材料形成对置面积大的触点的开关及其制造方法和使用了该开关结构的静电继电器。

本发明提供一种开关，其特征在于，具备：在第一基板的上方层叠有多层导电层的第一触点部、和在第二基板的上方层叠有多层导电层的第二触点部，所述第一触点部中的所述导电层的端面分别作为第一触点部的触点，所述第二触点部中的所述导电层的端面分别作为第二触点部的触点，使所述第一触点部的各触点与所述第二触点部的各触点对置并使两触点相互接触或者分离。

本发明的开关中，由于通过层叠多层导电层而形成第一触点部，通过层叠多层导电层而形成第二触点部，因此，通过增加第一触点部中的导电层的层数可增大第一触点部的触点面积，另外，通过增加第二触点部中的导电层的层数可增大第二触点部的触点面积。另外，即使每次使触点进行开闭动作时有动作偏差，也可使触点的接触稳定性稳定，另外，还因触点的接触位置分散而不易引起触点的破坏。因此，触点彼此之间的对置面积增大，使第一触点部的触点和第二触点部的触点的接触位置分散，不易引起触点接触部的破坏。另外，还可减小第一触点部和第二触点部中的导电层(配线部分)的配线电阻。

而且，如果增加层叠有导电层的层数，则为了增大第一触点部及第二触点部的各触点面积而不需要增大各导电层的厚度，因此，可以减小第一触点部及第二触点部中的内部应力。因此，即使在作为导电层(触点)的材料使用不易引起熔敷(粘附)的高硬度的材料的情况下，也能够减小因在制造工序中产生的内部应力及温度变化而产生的热应力致使各导电层从基板剥离的担忧。特别是由于通过在第一基板的上方层叠多层导电层而形成第一触点部，通过在第二基板的上方层叠多层导电层而形成第二触点部，所以通过经由比导电层软且比电阻小的层、及由加工性好的材料构成的层及密合性好的层等层叠各导电层彼此之间，更不易引起剥离。

本发明的开关的某实施方式的特征在于，在所述第一触点部及所述第二触点部，所述导电层和硬度比所述导电层小的缓冲层交互层叠。根据该实施方式，由于可用硬度高的材料形成具有触点的导电层，因而触点彼此之间难以引起熔敷，触点的寿命延长。另外，由于在导电层间设有硬度比较低的缓冲层，因而可通过缓冲层缓和各触点接触时的冲击。另外，由于通过缓冲层可缓和导电层的变形，因而可使导电层更难以从基板剥离。另外，由于按总计可增大触点彼此之间的对置面积(导电层端面的总计厚度)，因而可提高触点彼此之间的接触稳定性。另外，由于作为缓冲层可选择与硬度无关的比电阻低的材料，因而可降低配线电阻。

另外，本发明的开关的其它实施方式的特征在于，在所述第一触点部及所述第二触点部，所述导电层的成为所述触点的端面比所述缓冲层的端面更突出。根据该实施方式，由于两触点部的导电层端面比缓冲层的端面更突出，因而通过第一触点部的缓冲层和第二导电层的缓冲层接触，可防止第一触点部的触点和第二触点部的触点引起的接触不良。另外，由于可防止在第一触点部和第二触点部之间的缓冲层彼此之间的接触及导电层与缓冲层的接触，所以可防止缓冲层彼此之间的粘附及缓冲层与导电层的粘附。

本发明的开关再其它实施方式的特征在于，构成所述第一触点部的所述导电层的厚度大于构成所述第二触点部的所述缓冲层的厚度。根据该实施方式，可防止第一触点部的导电层嵌入到第二触点部的导电层间而引起第一触点部和第二触点部的粘附。

本发明的开关的再其它实施方式的特征在于，构成所述第二触点部的所述导电层的厚度大于构成所述第一触点部的所述缓冲层的厚度。根据该实施方式，可防止第二触点部的导电层嵌入到第一触点部的导电层间而引起第一触点部和第二触点部的粘附。

本发明的开关的再其它实施方式的特征在于，所述第一触点部及所述第二触点部中的所述导电层由Pt、Pd、Ir、Ru、Rh、Re、Ta、Ag、Ni、Au或者它们的合金构成。根据该实施方式，由于可减小导电层的比电阻，因而可进一步减小各触点之间的接触电阻。

本发明的开关的第一制造方法的特征在于，具备：在基板的上方形成规定图案的模制部的工序；通过在所述基板的上方的除形成有所述模制部的区域之外的多个区域、使缓冲层和导电层在基板的厚度方向成长，在所述基板的上方交互层叠缓冲层和导电层的工序；除去所述模制部，利用所述导电层的与所述模制部侧面相接的面形成作为触点的面的工序；对应层叠有所述缓冲层和所述导电层的多个区域、将所述基板分割成多个的工序。

在本发明的第一制造方法中，由于通过模制部可将作为触点的导电层的端面平滑地成形，从而可降低触点彼此之间的接触电阻。另外，由于第一触点部的触点和第二触点部的触点的间隔距离可通过模制部的宽度进行控制，因而可缩小触点间的间隔距离的偏差，可使触点间距离狭小化。

本发明的开关的第二制造方法的特征在于，具备：通过在基板的上方使缓冲层和导电层在所述基板的厚度方向成长，在所述基板的上方交互层叠缓冲层和导电层的工序；在层叠后的所述缓冲层及所述导电层上形成多个区域的模制部的工序；通过以所述模制部为掩模对所述缓冲层和所述导电层进行蚀刻，将所述缓冲层和所述导电层分割为多个区域，而且，利用对所述导电层进行了蚀刻的面形成作为触点的面的工序；对应分割后的所述缓冲层和所述导电层的区域，将所述基板分割成多个的工序。

在本发明的第二制造方法中，可通过对层叠后的导电层和缓冲层进行蚀刻而平滑地成形作为触点的导电层的端面，从而可减小触点彼此之间的接触电阻。另外，由于第一触点部的触点和第二触点部的触点的间隔距离可通过从模制部的露出部分的宽度进行控制，因而可缩小触点间的间隔距离，可使触点间距离狭小化。

本发明的静电继电器的特征在于，具备：本发明的的开关；促动器，其用于使所述第一触点部和所述第二触点部中的至少一触点部向与该触点垂直的方向移动，而使第一触点部的触点和第二触点部的触点相互接触或者分离。在本发明的静电继电器中，触点可使用硬度高的材料，难以引起触点彼此之间的熔敷。而且，即使增大触点的总计接触面积也不易引起触点彼此的剥离。另外，通过增大触点的对置面积，得到触点彼此的接触稳定性。

另外，用于解决本发明中的上述课题的方法具有适当组合以上说明的构成要素的特征，本发明可进行组合这样的构成要素带来的许多的变更。

根据本发明，通过将硬度高的材料用作触点，可难以引起熔敷。而且，由于夹持缓冲层层叠导电层而增大触点的对置面积，因而即使触点使用硬度高的材料也难以引起导电层从基板的剥离及导电层彼此之间的剥离，从而可增大由硬度高的材料构成的触点的对置面积。而且，通过增大触点的对应面积，即使触点每次开闭动作时有动作偏差，也能够使触点的接触稳定性稳定，另外，还使触点的接触位置分散而不易引起触点的破坏。另外，作为缓冲层使用比电阻小的材料，由此，还可减小第一及第二触点部的配线电阻。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1的开关的结构的剖面图；

图2(a)～(d)是说明实施方式1的开关的制造方法的概略剖面图；

图3(a)～(d)是表示接续于图2(d)的工序的概略剖面图；

图4(a)～(d)是说明实施方式1的开关的另一制造方法的概略剖面图；

图5(a)～(c)是说明实施方式1的开关的另一制造方法的概略剖面图，表示接续于图4(d)的工序；

图6(a)～(c)是说明实施方式1的开关的另一制造方法的概略剖面图，表示接续于图5(c)的工序；

图7是表示本发明实施方式2的开关的结构的剖面图；

图8(a)～(d)是说明实施方式2的开关的制造方法的概略剖面图；

图9(a)～(c)是表示接续于图8(d)的工序的概略剖面图；

图10(a)～(c)是表示接续于图9(c)的工序的概略剖面图；

图11是表示本发明实施方式3的静电继电器的俯视图；

图12是将图11的A部放大表示的立体图；

图13是将实施方式3的静电继电器的可动电极部及固定电极部放大表示的立体图；

图14是沿图11的B-B线的概略剖面图。

附图标记说明

31、31A：开关

31B：静电继电器

32：基体基板

33：固定触点部

34：可动触点部

35：固定电极部

36：可动电极部

37：弹簧

41：固定触点基板

43：基底层

44：缓冲层

45、45a、45b：导电层

46、46a、46b：固定触点

48、48a、48b：配线图案部

51：可动触点基板

53：基底层

54：缓冲层

55：导电层

56：可动触点

58：配线图案部

61：固定电极基板

63：固定电极

66：焊盘部

67：枝状电极部

71：可动电极基板

74：梳齿状电极部

75：梳齿部

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的最佳实施方式。但是，本发明并不局限于以下的实施方式，在不超出本发明的要旨的范围可进行各种设计变更。

(第一实施方式)

(结构)

图1是表示实施方式1的开关的结构的剖面图。该开关31具备固定触点部33和可动触点部34。固定触点部33经由绝缘膜42将其下表面固定于基体基板32的上表面，可动触点部34从基体基板32的上表面浮起并通过驱动机构或者促动器在与基体基板32的上表面平行的方向(用白箭头表示的方向)移动。例如，本发明的开关也可使用专利文献1所公示的结构的MEMS开关。

固定触点部33在由绝缘层40覆盖其表面的固定触点基板41的上表面设有配线图案部48。配线图案部48由位于绝缘层40的上表面的基底层43、和交互层叠于其上的多组导电层45及缓冲层44构成。另外，可动触点部34在由绝缘层50覆盖其表面的可动触点基板51的上表面设有配线图案部58。配线图案部58由位于绝缘层50的上表面的基底层53和交互层叠于其上的多组导电层55及缓冲层54构成。基底层43、53为金属材料层即、通过蒸镀、溅射、无电解电镀等进行成膜。缓冲层44、54通过电解电镀及无电解电镀、蒸镀、溅射等并通过使导电性材料在厚度方向成长而形成。导电层45、55通过电解电镀及无电解电镀、蒸镀、溅射等并通过使金属材料在厚度方向(图1的箭头方法)成长而形成。

导电层45、55的彼此对置的一侧的端部分别从缓冲层44、54及基底层43、53的端面突出。导电层45、55的对置面分别成为固定触点46(电接触面)和可动触点56(电接触面)，都平滑地形成。各固定触点46处于与固定触点基板41的上表面垂直的同一平面上，另外，各可动触点56处于与可动触点基板51的上表面垂直的同一平面上，固定触点46和可动触点56相互之间平行地形成。另外，各固定触点46和各可动触点56位于同一高度，在使可动触点部34平行移动而关闭两触点46、56时，两触点46、56分别在大致整个面进行面接触。但是，固定触点46和可动触点56不一定必须是平面，即使是弯曲面也无妨。

由于优选固定触点部33及可动触点部34的接触电阻及配线电阻尽可能小，因而希望缓冲层44、45及导电层45、55的材料的比电阻小。另外，由于固定触点46及可动触点56为硬的材质时，在接触时难以引起粘附(附着)，开关31的寿命延长，因此，优选导电层45、55的材料的硬度高。与此相对，由于在缓冲层44、54有一定程度的柔软度(但是，不因固定触点46和可动触点56的接触力而发生变形的程度的柔软度)，可缓和触点彼此接触时的导电层45、55的变形，因而优选一定程度的柔软度的材料。因此，作为导电层45、55的材料可使用比电阻小、硬度比缓冲层44、54高的材料，例如可使用Pt、Pd、Tr、Ru、Rh、Re、Ta、Ag、Ni、Au或者它们的合金等。作为缓冲层44、54的材料可使用比电阻小、硬度比导电层45、55低的材料，例如可使用Au、Ag、Al或者它们的合金等。另外，作为缓冲层44、54优选金属材料，但是即使是多晶硅等非金属导电性材料也无妨。

具体而言，优选导电层45、55的比电阻为20μΩ·cm(at20℃)以下，但更优先在该范围内比电阻尽可能小。优选缓冲层44、54的比电阻为50μΩ·cm(at20℃)以下，更优选在该范围内比电阻尽可能小。

优选导电层45、55的硬度为30以上且2000以下。另外，优选缓冲层44、54的硬度为10以上且1500以下。另外，该硬度为(株)岛津制造厂的动态超微小硬度计中的硬度单位即动态硬度H表示。

在当导电层45的厚度T2比缓冲层54的厚度T1′薄、或者导电层55的厚度T2′比缓冲层44的厚度T1薄时，可动触点部34与固定触点部33接触时彼此的高度有偏差的情况下，导电层45的前端部嵌入到导电层55间、或者导电层55的前端部嵌入到导电层45间，引起导电层45和导电层55的粘附，有可能缩短开关31的寿命。为防止这样的现象，只要使导电层45的厚度T2大于缓冲层54的厚度T1′(T2＞T1′)，且使导电层55的厚度T2′大于缓冲层44的厚度T1(T2′＞T1)即可。

另外，为减小固定触点46与可动触点56的接触电阻及固定触点部33与可动触点部34的配线电阻，只要增大导电层45、55及缓冲层44、54的厚度即可，但是，若它们的厚度太厚，则由于因制造时的内部应力及温度变化(线膨胀系数差)而产生的热应力等而有可能使导电层45、55及缓冲层44、54剥离。因此，只要导电层45、55及缓冲层44、54一层一层的厚度T2、T2′、T1、T1′都小于10μm左右，或者通过增加它们的层数而增大导电层45、55及缓冲层44、54整体的厚度(总厚度)，减小电阻即可。导电层45、55的层数及缓冲层44、54的层数只要是在制造工序上或者成本上无妨碍的范围就不存在特别的上限。

在开关31中，由于导电层45、55分别从缓冲层44、54及基底层43、53的端面突出，因而在固定触点46和可动触点56接触前，通过缓冲层44、54彼此之间抵接，或者基底层43、53彼此之间抵接，不会妨碍固定触点46和可动触点56的接触。另外，由于通过固定触点46和可动触点56的抵接而妨碍缓冲层44、54彼此的接触，因而即使在缓冲层使用硬度比较低的材料及比较柔软的材料的情况下，缓冲层44、54彼此也不会粘附，不会对触点寿命造成影响。

因此，优选导电层45、55的突出长度e尽可能大，但是，若太长则有可能难以加工或者强度成为问题。因此，导电层45、55的突出长度e只要考虑导电层45、55的磨损量和强度、可加工性等来决定即可。由于重复开关动作时的导电层45、55的磨损量小于0.1μm，因而只要导电层45、55的突出量e为0.1μm以上即可。

另外，固定触点46和可动触点56分别从固定触点基板41和绝缘层40的各端面及可动触点基板51和绝缘层50的各端面突出，固定触点基板41和可动触点基板51的对置面都以越靠下侧面越伸向后方的方式倾斜。因此，在使可动触点部34动作而使各可动触点56与各固定触点46接触时，固定触点基板41和可动触点基板51接触，或者绝缘层40和绝缘层50接触，不会妨碍可动触点56和固定触点46的接触。

(第一制造方法)

开关31使用MEMS(Micro Electrical-Mechanical System)技术进行制造。图2(a)～(d)及图3(a)～(d)表示开关31的制造工序之一例，通过电解电镀而制造导电层45、55。

图2(a)为在由Si构成的基板A1的上表面形成绝缘层A0，进而，在其上形成电镀基底层A3的图。电镀基底层A3为通过蒸镀及溅射、无电解电镀等方法将金属材料成膜于绝缘层A0的上表面。电镀基底层A3为电镀电极，例如成为由底层Cr/上层Au构成的双层结构。

接着，如图2(b)所示，在要形成配线图案部48及58的区域以外的区域，在基板A1的上表面设置模制部A2。模制部A2对电镀液具有耐性，且使用在其后的模制部除去工序不腐蚀导电层A5及缓冲层A4、电镀基底层A3、绝缘层A0而是有选择地被蚀刻除去的材料。在制作模制部A2时，例如通过曝光用掩模从电镀基底层A3上对涂敷于基板A1上面的光致抗蚀剂曝光而进行蚀刻，由此只要进行构图即可。这样进行了构图的模制部A2在形成配线图案部48的区域的电镀基底层A3和形成配线图案部58的区域的电镀基底层A3中间的区域，使其两侧面彼此平行且平滑。另外，模制部A2具有比形成于基板A1上的配线图案部48、58的厚度足够大的高度。

对形成有模制部A2的基板A1以下述方式实施电镀处理。将基板A1浸渍于电镀液，当以电镀基底层A3为电镀电极进行电解电镀时，如图2(c)所示，在电镀基底层A3的表面析出Pt等电镀金属粒子，使导电层A5在基板A1的厚度方向成长。在被模制部A2覆盖的区域不析出电镀金属粒子。

接着，如图2(d)所示，在导电层A5上层叠缓冲层A4。作为层叠缓冲层A4的方法，既可以是浸渍于不同的电镀液，以导电层A5为电镀电极而在导电层A5上析出缓冲层A4的方法，或者也可以是也可以是通过蒸镀及溅射等而在导电层A5上对缓冲层A4成膜的方法。

多次重复图2(c)的工序和图2(d)的工序，如图3(a)所示，若在模制部A2以外的区域分别形成完配线图案部48和配线图案部58之后，则如图3(b)所示，通过蚀刻除去模制部A2。其结果是，可在基板A1的上表面形成由导电层45(A5)、缓冲层44(A4)及基底层A3构成的配线图案部48、和由导电层55(A5)、缓冲层44(A4)及基底层A3(其中，在该阶段不将电镀基底层A3分割为基底层43和基底层53。)构成的配线图案部58。另外，与模制部A2相接的导电层45、55的端面平滑且彼此平行地形成。

其后，对空间A6内的电镀基底层A3和绝缘层A0进行蚀刻分别分割为基底层43和基底层53及绝缘层40和绝缘层50。另外，从下面侧对基板A1进行蚀刻，如图3(c)所示，分割为固定触点基板41和可动触点基板51。接着，若通过侵入除去了模制部A2的痕迹的空间A6内的蚀刻液有选择地对缓冲层44的端部进行蚀刻，则如图3(d)所示，对缓冲层44进行蚀刻而使导电层45、55的端部突出，在其端面形成固定触点46和可动触点56。另外，在此，将电镀基底层A3和绝缘层A0和基板A1分割后，对缓冲层44进行深蚀刻(エツチバツク)，但与此相反，也可以在对缓冲层进行深蚀刻之后，将电镀基底层A3、绝缘层A0和基板A1分割。

这样，一个块成为层叠有绝缘层40、固定触点基板41、基底层43、缓冲层44及导电层45的固定触点部33。该固定触点部33经由绝缘膜42固定于基体基板32的上表面。另外，另一个块成为层叠有绝缘层50、可动触点基板51、基底层53、缓冲层54及导电层55的可动触点部34。该可动触点部34最后通过蚀刻除去下面的绝缘膜而与基体基板分离。其结果可制作开关31(MEMS开关)。

(第二制造方法)

另外，开关31也可通过如图4(a)～(d)、图5(a)～(c)及图6(a)～(c)所示的工序制作。在第二制造方法中，如图4(a)所示，也是开始在由绝缘层A0覆盖其表面的基板A1上形成电镀基底层A3。

接着，如图4(b)所示，在电镀基底层A3的上表面，在要形成配线图案部48、58的区域以外的区域设置模制部A2。如图4(c)所示，通过电镀工序在从电镀基底层A3的模制部A2露出的区域形成导电层A5后，如图4(d)所示，暂时除去模制部A2。

另外，如图5(a)所示，在电镀基底层A3露出的区域新设置模制部A2，如图5(b)所示，通过电镀工序在导电层A5上层叠缓冲层A4。接着，如图5(c)所示，再次除去模制部A2。

而且，通过交互多次重复如图4(a)～(d)所示制作新的模制部A2而对导电层A5进行成膜的工序、和如图5(a)～(c)所示制作新的A2而对缓冲层A4进行成膜的工序，如图6(a)所示，在基板A1上形成配线图案部48、58。

之后，从空间A6蚀刻除去电镀基底层A3和绝缘层A0的露出部分，进而，从下面侧对基板A1进行蚀刻，如图6(b)所示，分割为固定触点基板41和可动触点基板51。接着，若通过侵入配线图案部48及58之间的空间A6的蚀刻液有选择地蚀刻缓冲层44的端部，则如图6(c)所示，通过深蚀刻缓冲层44，使导电层45、55的端部突出，在其端面形成固定触点46和可动触点56。另外，在此，将电镀基底层A3、绝缘层A0和基板A1分割之后，对缓冲层44进行深蚀刻，但与此相反，也可以在对缓冲层44进行深蚀刻之后，将电镀基底层A3、绝缘层A0和基板A1分割。

在第二制造方法中，除去因蚀刻液等而损伤的模制部A2，制作新的模制部A2，每次使用新的模制部A2对导电层A5进行成膜，因此，可以更平滑地形成各层的导电层A5的端面。

(作用效果)

在本发明的开关31中，由于固定触点46的接触面和可动触点56的接触面与导电层A5的成长方向平行，因而可通过模制部的侧面平滑地形成各触点46、56的接触面。另外，两触点46、56的接触面的平行度也提高。因此，可减小两触点45、56彼此之间接触时的接触电阻。

另外，以形成触点46、56的导电层45、55为多层结构，在导电层45、55间设有硬度比导电层45、55低的缓冲层44、54，因此，即使由硬度高的材料形成导电层45、55，也难以引起剥离。因此，通过用硬度高的材料形成导电层45、55，可防止触点46、56彼此之间的熔敷。另外，将导电层45、55做成多层可增大两触点46、56的对置面积，从而触点彼此之间的接触位置分散，难以引起触点接触部的破坏。因此，开关31的开闭寿命增加，可使触点间距离狭小化。另外，由于触点46、56的对置面积增大，所以即使可动触点部34的动作上有偏差，也能够提高了触点的接触稳定性。

另外，由于层叠多层导电层45使各导电层45的端面成为固定触点46，因此，通过增加导电层45的层数，可增大固定触点46的合计面积。同样，由于层叠多层导电层55使各导电层55的端面成为可动触点56，因此，通过增加导电层55的层数，可增大固定触点56的合计面积。另外，由于增大了与导电层45和导电层55的长度方向垂直的截面的合计截面面积，因而配线图案部48及配线图案部58的配线电阻也减小。而且，由于配线图案部48及58分别通过交互层叠导电层45、55和缓冲层44、54而形成，因此，相比只设有一层与导电层44、55的合计厚度同厚度的导电层的情况，能够抑制内部应力等引起的翘曲，使导电层44、55难以从基板41、51剥离。

另外，通过用硬度高的材质形成导电层45、55，可防止触点46、56彼此之间的粘附。另外，通过用硬度比导电层45、55低的材质形成缓冲层44、55，可利用缓冲层44、45缓和触点46、56彼此之间接触时的冲击，同时可缓和导电层45、55的应力而减小变形，可防止导电层45、55的剥离。

另外，由于固定触点46和可动触点56从缓冲层44、54及基底层43、53等的端面突出，因而可不对缓冲层44、54及基底层43、53造成妨碍地使固定触点46和可动触点56可靠地接触。另外，由于缓冲层44不与缓冲层64接触、或缓冲层44不与导电层55接触、或缓冲层54不与导电层45接触，故而可防止它们的粘附。

而且，若将导电层45、55的厚度设为大于缓冲层44、54的厚度，则即使在触点46、56彼此之间的位置偏移的情况下，也能够防止导电层45的端部进入导电层55间的间隙、或导电层55的端部进入导电层45间的间隙而使固定触点部33和可动触点部34粘连。

另外，由于使用MEMS技术成形导电层45、55，因而可缩小固定触点46与可动触点56的间隔距离的偏差，可使触点间距离狭小化。

(第二实施方式)

图7是表示本发明实施方式2的开关31A的结构的剖面图。在该开关31A中，不使用基底层43，而从缓冲层44、54起开始在绝缘层40及绝缘层50的上表面分别交互层叠缓冲层44、54和导电层45、55。

图8(a)～(d)、图9(a)～(c)及图10(a)～(c)是表示开关31A的制造工序的剖面图。该制造方法也是通过蒸镀及溅射等制作配线图案部48、58。

首先，如图8(a)所示，用绝缘层A0覆盖基板A1的上表面，在绝缘层A0的上表面通过蒸镀、溅射、无电解电镀等方法成膜缓冲层A4，接着，如图8(b)所示，在缓冲层A4的上表面通过蒸镀、溅射、电解电镀等成膜导电层A5。进而，重复图8(a)的工序(此时，也可以进行电解电镀。)和图8(b)的工序，如图8(c)所示，层叠规定层数的缓冲层A4和导电层A5。

另外，也可以不是如上所述在绝缘层A0的上表面直接设置最下层的缓冲层A4，而是在绝缘层A0与缓冲层A4之间形成用于提高绝缘层A0和缓冲层A4的密合强度(剥离强度)的密合层(例如，由下层Cr/上层Au构成的双层结构)。或者，也可以取代最下层的缓冲层A4，在绝缘层A0与最下层的导电层A5之间形成用于提高绝缘层A0和导电层A5的密合强度(剥离强度)的密合层(例如，由下层Cr/上层Au构成的双层结构)。

之后，如图8(d)所示，在最上层的缓冲层A4上涂敷光致抗蚀剂进行构图，在要形成配线图案部48及58的区域形成模制部A2。

接着，如图9(a)所示，在从模制部A2的露出区域A8蚀刻除去最上层的缓冲层A4，另外，如图9(b)所示，在从最上层的缓冲层A4露出的区域A8蚀刻除去导电层A5。通过重复该图9(a)的工序和图9(b)的工序，如图9(c)所示，在要形成配线图案部48及58的区域以外除去所有的缓冲层A4及导电层A5，使绝缘层A0露出。

若这样在基板A1的上方形成配线图案部48及58，则如图10(a)所示，通过蚀刻除去其上的模制部A2。

其后，从空间A6蚀刻除去绝缘层A0的露出区域，将A0分割为绝缘层40和绝缘层50。另外，从下面侧对基板A1进行蚀刻，如图10(b)所示，将其分割为固定触点基板41和可动触点基板51。接着，若通过侵入到配线图案部48和配线图案部58之间的空间A6的蚀刻液有选择地蚀刻缓冲层44、54的端部，则如图10(b)所示，通过蚀刻缓冲层44、54使导电层45、55的端部突出，在其端面形成固定触点46和可动触点56。另外，在此，将绝缘层A0和基板A1分割后，对缓冲层44进行深蚀刻，但也可以与此相反，在对缓冲层44进行深蚀刻之后，将绝缘层A0和基板A1分割。

这样，一个块成为在用绝缘层40覆盖其表面的固定触点基板40上交互层叠有缓冲层44和导电层45的固定触点部33。该固定触点部33经由绝缘膜42固定于基体基板32的上表面。另外，另一个块成为在用绝缘层50覆盖其表面的可动触点基板51上交互层叠有缓冲层54和导电层55的可动触点部34。该可动触点部34最后通过蚀刻除去下面的绝缘膜而从基体基板32分离，制作出开关31A。

(第三实施方式)

下面，说明本发明实施方式3的高频用的静电继电器31B的结构。图11是表示静电继电器31B的结构的俯视图。图12是将图11的A部放大表示的立体图，图13是将该固定触点部33及可动触点部34放大表示的立体图。图14是沿图11的B-B线的概略剖面图。

该静电继电器31B在由Si基板及玻璃基板等构成的基体基板32的上表面设有固定触点部33、可动触点部34、固定电极部35、支承可动触点部34的可动电极部36、弹簧37、支承弹簧37的支承部38。

如图14所示，固定触点部33通过绝缘膜42(SiO₂)将由Si构成的固定触点基板41的下表面固定于基体基板32的上表面。如图13所示，固定触点基板41的表面由绝缘层40覆盖，其上表面形成有由下层Cr/上层Au构成的基底层43，在基底层43上交互层叠有Pt等的缓冲层44和导电层45a、45b。

另外，如图11及图12所示，固定触点基板41在基体基板32的上面端部沿宽度方向(X方向)延伸，在中央部形成有向可动触点部34侧突出的伸出部41a，两端分别形成有焊盘支承部41b、41b。配线图案部48a、48b沿固定触点基板41的上表面进行配线，配线图案部48a、48b的一端部在伸出部41a的上表面彼此平行地配置，从伸出部41a的端面突出的导电层45a、45b的前端面位于同一平面内，分别成为固定触点46a、46b(电接触面)。另外，在配线图案部48a、48b的另一端部，在上述焊盘支承部41b、41b的上表面形成有金属焊盘部47a、47b。

可动触点部34设于与伸出部41a对置的位置。如图14所示，可动触点部34由绝缘层50覆盖由Si构成的可动触点基板51的表面，其上表面形成有由下层Cr/上层Au构成的基底层53，在基底层53上交互层叠有Pt等的缓冲层54和导电层55。如图13所示，与导电层45a、45b对置的导电层55的端面从可动触点基板51的前面突出，而且与固定触点46a、46b平行地形成，该端面成为可动触点56(电接触面)。可动触点56从固定触点46a的外侧的边缘至固定触点46b的外侧的边缘的距离具有大致相等的宽度。

另外，可动触点基板51通过从可动电极部36突出的支承梁57被悬臂地支承。可动基底基板51及支承梁57的下表面从基体基板32的上表面浮起，可以与可动电极部36一起与基体基板32的长度方向(Y方向)平行地移动。

在该静电继电器31b中，在固定触点部33的金属焊盘部47a、47b连接有主电路(未图示)，通过使可动触点56与固定触点46a、48b接触，可将主电路闭合，通过使可动触点56从固定触点46a、46b分离，可使主电路打开。另外，由于伸出部41a和可动触点基板51的对置面分别以越向下方越后退的方式倾斜，另外，固定触点46a、46b从伸出部41a突出，并且可动触点56也从可动触点基板51突出，因此，防止在闭合触点间时伸出部41a和可动触点基板51接触而引起可动触点56和固定触点46a、46b接触不良。

用于使可动触点部34动作的促动器由固定电极部35、可动电极部36、弹簧37及支承部38构成。

如图11所示，在基体基板32的上表面彼此平行地配置有多条固定电极部35。固定电极部35俯视为从矩形状的焊盘部66的两面向Y方向分别延伸出成枝状的枝状电极部67。枝状电极部67分别以左右对称的方式使枝部68突出，枝部68在Y方向按一定间距排列。

如图14所示，在固定电极部35，通过绝缘膜62将固定电极基板61的下表面固定于基体基板32的上表面。另外，在焊盘部66，在固定电极基板61的上表面通过Cu、Al等形成有固定电极63，在固定电极63上设有电极焊盘层65。

如图11所示，可动电极部36以包围各固定电极部35的方式形成。在可动电极部36以从两侧夹持各固定电极部35的方式形成梳齿状电极部74(在固定电极部35间由一对梳齿状电极部74构成枝状)。梳齿状电极部74以各固定电极部35为中心左右对称，梳齿部75从各梳齿状电极部74向枝部68间的空隙部延伸。而且，对于各梳齿部75，与邻接该梳齿部75且位于靠近可动触点部34一侧的枝部68的距离、比邻接该梳齿部75且位于远离可动触点部34侧的枝部68的距离短。

可动电极部36由Si的可动电极基板71构成，可动电极基板71的下表面从基体基板32的上表面浮起。另外，在可动电极部36的可动触点侧端面的中央突设有支承梁57，在支承梁57的前端保持可动触点部34。

支承部38由Si构成，在基体基板32的另一端部沿X方向延伸得更长。支承部38的下表面通过绝缘膜39固定于基体基板32的上表面。支承部38的两端部和可动电极部36(可动电极基板71)通过由Si左右对称地形成的一对弹簧37连接，可动电极部36经由弹簧37由支承部38水平支承。另外，可动电极部36通过使弹簧37发生弹性形变而可在Y方向移动。

在具有上述的结构的静电继电器31B中，在固定电极部35和可动电极部36之间连接直流电压源，通过控制电路等将直流电压接通、断开。在固定电极部35，直流电压源的一端子与电极焊盘部65连接。直流电压源的另一端子与支承部38连接。由于支承部38及弹簧37具有导电性，将支承部38、弹簧37及可动电极部36电导通，因而可将施加于支承部38的电压作用于可动电极部36。

若通过直流电压源在固定电极部35与可动电极部36之间施加直流电压，则在枝状电极部67的枝部68与梳齿状电极部74的梳齿部75之间产生静电引力。但是，由于固定电极部35及可动电极部36的结构以各固定电极部35的中心线对称地形成，因此，对可动电极部36作用的X方向的静电引力平衡，可动电极部36不在X方向移动。另一方面，由于各梳齿部75与邻接梳齿部75且位于靠近可动触点部34一侧的枝部68的距离、比该梳齿部75与邻接该梳齿部75且位于远离可动触点部34一侧的枝部68的距离短，所以，各梳齿部75被吸引到可动触点部侧，使弹簧37发生挠曲的同时，使可动电极部36在Y方向移动。其结果是，可动触点部34向固定触点部33侧移动，可动触点56与固定触点46a、46b接触，将固定触点46与固定触点46之间(主电路)电闭合。

另外，由于在解除施加于固定电极部35与可动电极部36之间的直流电压时，枝部68与梳齿部75之间的静电引力消失，因此，可动电极部36通过弹簧37的弹性复原力在Y方向后退，可动触点56从固定触点46a、46b分离，将固定触点46a与固定触点46b之间(主电路)打开。

这样的静电继电器31B通过下面的工序制作。首先，在表面整体被绝缘膜覆盖的基体基板32(Si晶片、SOI晶片等)的上表面接合Si基板(具有导电性的其它Si晶片)，在该Si基板的上表面蒸镀金属材料形成电极膜。接着，通过光刻技术对该电极膜进行构图，通过电极膜在焊盘部66在固定电极61的上表面形成固定电极63。

其后，从电极膜上到Si基板的上表面形成绝缘层和基底层，且在其上交互层叠规定层数的缓冲层和导电层。接着，对导电层和缓冲层进行构图，形成固定触点部33的配线图案部48和可动触点部34的配线图案部58。另外，在焊盘部66，在固定电极63上形成电极焊盘部65。另外，残留配线图案部48、58的下表面的基底层和绝缘层而进行蚀刻除去，利用残留的基底层形成基底层43、53，利用残留的绝缘层形成绝缘层40、50。

其后，在配线图案部48a、48b、配线图案部58、固定电极63等上涂敷光致抗蚀剂形成抗蚀剂掩模，通过该抗蚀剂掩模对Si基板进行蚀刻，通过残留于各区域的Si基板制作固定触点部33的固定触点基板41、可动触点部34的可动触点基板51、固定电极部35的固定电极基板61、可动电极部36的可动电极基板71、弹簧37、支承部38。

最后，通过蚀刻除去从Si基板露出的区域的绝缘膜和可动电极部34及可动电极部36的下表面的绝缘膜，切割成各个静电继电器31B。

由于在这样的静电继电器31B的制造工序中，可动触点部34和固定触点部35通过与图2及图3或者图4～图6所示的工序同样的工序制作，因此，固定触点部33的固定触点46a、46b和可动触点部34的可动触点56成为与导电层的成长方向平行的侧面，可以不进行研磨等而得到平滑性和平行性良好的触点。因此，在该静电继电器31B中，也可得到与实施方式1的开关31同样的作用效果。

Claims (9)

1.一种开关，其特征在于，

具备：在第一基板的上方层叠有多层导电层的第一触点部、和在第二基板的上方层叠有多层导电层的第二触点部，

所述第一触点部中的所述导电层的端面分别作为第一触点部的触点，

所述第二触点部中的所述导电层的端面分别作为第二触点部的触点，

使所述第一触点部的各触点与所述第二触点部的各触点对置并使两触点相互接触或者分离。

2.如权利要求1所述的开关，其特征在于，

在所述第一触点部及所述第二触点部，所述导电层和硬度比所述导电层小的缓冲层交互层叠。

3.如权利要求2所述的开关，其特征在于，

在所述第一触点部及所述第二触点部，所述导电层的成为所述触点的端面比所述缓冲层的端面更突出。

4.如权利要求2所述的开关，其特征在于，

构成所述第一触点部的所述导电层的厚度大于构成所述第二触点部的所述缓冲层的厚度。

5.如权利要求2所述的开关，其特征在于，

构成所述第二触点部的所述导电层的厚度大于构成所述第一触点部的所述缓冲层的厚度。

6.如权利要求1所述的开关，其特征在于，

所述第一触点部及所述第二触点部中的所述导电层由Pt、Pd、Ir、Ru、Rh、Re、Ta、Ag、Ni、Au或者它们的合金构成。

7.一种开关的制造方法，其特征在于，具备：

在基板的上方形成规定图案的模制部的工序；

通过在所述基板的上方的除形成有所述模制部的区域之外的多个区域、使缓冲层和导电层在基板的厚度方向成长，在所述基板的上方交互层叠缓冲层和导电层的工序；

除去所述模制部，利用所述导电层的与所述模制部侧面相接的面形成作为触点的面的工序；

对应层叠有所述缓冲层和所述导电层的多个区域、将所述基板分割成多个的工序。

8.一种开关的制造方法，其特征在于，具备：

通过在基板的上方使缓冲层和导电层在所述基板的厚度方向成长，在所述基板的上方交互层叠缓冲层和导电层的工序；

在层叠后的所述缓冲层及所述导电层上形成多个区域的模制部的工序；

通过以所述模制部为掩模对所述缓冲层和所述导电层进行蚀刻，将所述缓冲层和所述导电层分割为多个区域，而且，利用对所述导电层进行了蚀刻的面形成作为触点的面的工序；

对应分割后的所述缓冲层和所述导电层的区域，将所述基板分割成多个的工序。

9.一种静电继电器，其特征在于，具备：

权利要求1所述的开关；

促动器，其用于使所述第一触点部和所述第二触点部中的至少一触点部向与该触点垂直的方向移动，而使第一触点部的触点和第二触点部的触点相互接触或者分离。

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