JP2001076605A - 集積型マイクロスイッチおよびその製造方法 - Google Patents
集積型マイクロスイッチおよびその製造方法Info
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- H01H50/005—Details of electromagnetic relays using micromechanics
Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐久性の高い集積型マイクロスイッチを提供
する。 【解決手段】 可動板をシーソー運動可能な状態に支持
し、この可動板を静電気力または磁気力によってシーソ
ー運動させ、可動板の両方の遊端に装着した可動接点に
よって固定接点間を電気的に断続制御する構造とした集
積型マイクロスイッチ。
する。 【解決手段】 可動板をシーソー運動可能な状態に支持
し、この可動板を静電気力または磁気力によってシーソ
ー運動させ、可動板の両方の遊端に装着した可動接点に
よって固定接点間を電気的に断続制御する構造とした集
積型マイクロスイッチ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は例えば半導体集積
回路の製造技術によって作ることができる集積型マイク
ロスイッチに関し、特に静電気による吸引力或いは電磁
力によって可動板を回動操作し、この可動板の回動遊端
に装着した可動接点を基板に形成した固定接点に接離さ
せる構造の集積型マイクロスイッチとその製造方法を提
案するものである。
回路の製造技術によって作ることができる集積型マイク
ロスイッチに関し、特に静電気による吸引力或いは電磁
力によって可動板を回動操作し、この可動板の回動遊端
に装着した可動接点を基板に形成した固定接点に接離さ
せる構造の集積型マイクロスイッチとその製造方法を提
案するものである。
【０００２】
【従来の技術】測定器或いは各種のテストシステムの高
機能化に伴って直流から超高周波まで使える高性能な小
型スイッチが大量に使われるようになって来た。また、
マイクロ波或いはミリ波までの信号を扱った集積回路
（以下ＭＭＩＣと称す）の回路部品にも高性能の小型ス
イッチの組み込みが要求されている。この要求のために
従来はシリコン或いはガリウム・ヒ素半導体のＦＥＴ或
いはダイオードを用いた固体スイッチ素子が多用されて
いる。固体スイッチ素子は機械的な駆動部分がないので
信頼度が高く、またホトリソグラフィ技術を用いるの
で、小型で均一な特性のものを大量に形成できる特徴を
有している。
機能化に伴って直流から超高周波まで使える高性能な小
型スイッチが大量に使われるようになって来た。また、
マイクロ波或いはミリ波までの信号を扱った集積回路
（以下ＭＭＩＣと称す）の回路部品にも高性能の小型ス
イッチの組み込みが要求されている。この要求のために
従来はシリコン或いはガリウム・ヒ素半導体のＦＥＴ或
いはダイオードを用いた固体スイッチ素子が多用されて
いる。固体スイッチ素子は機械的な駆動部分がないので
信頼度が高く、またホトリソグラフィ技術を用いるの
で、小型で均一な特性のものを大量に形成できる特徴を
有している。
【０００３】しかしながら、その反面スイッチがオンの
状態におけるオン抵抗を充分に小さくすることができな
いため、挿入損失が大きい欠点がある。またスイッチが
オフの状態における静電容量を充分に小さくすることが
できないため、分離特性が悪い欠点もある。この点機械
式接点構造のスイッチは損入損失が小さく、また分離度
も高い特徴を有する。このため、半導体集積回路の製造
技術を応用した集積型マイクロスイッチの製造方法が各
種試みられている。
状態におけるオン抵抗を充分に小さくすることができな
いため、挿入損失が大きい欠点がある。またスイッチが
オフの状態における静電容量を充分に小さくすることが
できないため、分離特性が悪い欠点もある。この点機械
式接点構造のスイッチは損入損失が小さく、また分離度
も高い特徴を有する。このため、半導体集積回路の製造
技術を応用した集積型マイクロスイッチの製造方法が各
種試みられている。
【０００４】図４９，図５０に従来提案されている集積
型マイクロスイッチの構造を示す。従来考えられている
集積型マイクロスイッチは、例えばシリコンのような半
導体基板１に凹部２を形成し、この凹部２の底面に下部
電極３を形成すると共に、凹部２の開口面に片持梁４を
架設し、片持梁４の上面に上部電極５を形成し、これら
下部電極３と上部電極５の間に正と負の異極電圧を印加
することにより、下部電極３と上部電極５との間に静電
的な吸引力を発生させ、この吸引力により片持梁４の遊
端を凹部２の底面に向かって移動させ、この移動によっ
て遊端に装着した可動接点６を固定接点７と８に接触さ
せ、固定接点７と８の間を導通させて接点信号を発信さ
せる構造とされる。
型マイクロスイッチの構造を示す。従来考えられている
集積型マイクロスイッチは、例えばシリコンのような半
導体基板１に凹部２を形成し、この凹部２の底面に下部
電極３を形成すると共に、凹部２の開口面に片持梁４を
架設し、片持梁４の上面に上部電極５を形成し、これら
下部電極３と上部電極５の間に正と負の異極電圧を印加
することにより、下部電極３と上部電極５との間に静電
的な吸引力を発生させ、この吸引力により片持梁４の遊
端を凹部２の底面に向かって移動させ、この移動によっ
て遊端に装着した可動接点６を固定接点７と８に接触さ
せ、固定接点７と８の間を導通させて接点信号を発信さ
せる構造とされる。
【０００５】なお、片持梁４は凹部２に犠牲層（特に図
示しない）を形成し、この犠牲層の上面と半導体基板１
の上面に跨がって、例えば適当な弾性を持つ樹脂層を形
成し、この樹脂層にコ字状の切溝９（図４９参照）を形
成し、この切溝９を通して凹部２に形成した犠牲層をエ
ッチング等により除去して片持梁４を形成することがで
きる。
示しない）を形成し、この犠牲層の上面と半導体基板１
の上面に跨がって、例えば適当な弾性を持つ樹脂層を形
成し、この樹脂層にコ字状の切溝９（図４９参照）を形
成し、この切溝９を通して凹部２に形成した犠牲層をエ
ッチング等により除去して片持梁４を形成することがで
きる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来は
片持梁４に可動接点６を装着し、片持梁４を弾性変形さ
せて可動接点６を固定接点７と８に接触させる構造であ
るから、片持梁４の耐久性に問題があり、片持梁の戻り
の力が弱くなったり、片持梁４が折損し、固定接点７と
８の間がオンの状態のままになってしまう事故が起きる
率が高い。片持梁４の耐久性を高めるために、片持梁４
の厚みを厚く採ることも考えられるが、片持梁４の厚み
を厚く採ると、静電気力による吸引力によって片持梁を
弾性変形させることがむずかしくなる不都合が生じる。
また可動接点６と固定接点７および８への接触圧も小さ
くなり、接触の安定性が悪くなる欠点も生じる。
片持梁４に可動接点６を装着し、片持梁４を弾性変形さ
せて可動接点６を固定接点７と８に接触させる構造であ
るから、片持梁４の耐久性に問題があり、片持梁の戻り
の力が弱くなったり、片持梁４が折損し、固定接点７と
８の間がオンの状態のままになってしまう事故が起きる
率が高い。片持梁４の耐久性を高めるために、片持梁４
の厚みを厚く採ることも考えられるが、片持梁４の厚み
を厚く採ると、静電気力による吸引力によって片持梁を
弾性変形させることがむずかしくなる不都合が生じる。
また可動接点６と固定接点７および８への接触圧も小さ
くなり、接触の安定性が悪くなる欠点も生じる。
【０００７】この発明の目的は、可動板の折損事故が発
生することがなく、しかも小さな吸引力でも確実にオ
ン、オフの接点信号を発信することができ、また接触圧
も大きく得ることができる集積型マイクロスイッチを提
供しようとするものである。
生することがなく、しかも小さな吸引力でも確実にオ
ン、オフの接点信号を発信することができ、また接触圧
も大きく得ることができる集積型マイクロスイッチを提
供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１で提
案する集積型マイクロスイッチは、基板の一方の面に突
出して形成された支柱と、この支柱によってシーソー運
動可能な状態に支持された可動板と、この可動板の一方
と基板との間に力を発生させ可動板をシーソー運動させ
る駆動手段と、可動板の遊端に装着した可動接点と、可
動接点によって電気的に接離される固定接点と、によっ
て構成した集積型マイクロスイッチを提案するものであ
る。
案する集積型マイクロスイッチは、基板の一方の面に突
出して形成された支柱と、この支柱によってシーソー運
動可能な状態に支持された可動板と、この可動板の一方
と基板との間に力を発生させ可動板をシーソー運動させ
る駆動手段と、可動板の遊端に装着した可動接点と、可
動接点によって電気的に接離される固定接点と、によっ
て構成した集積型マイクロスイッチを提案するものであ
る。
【０００９】この発明の請求項２乃至９で提案する集積
型マイクロスイッチは請求項１で提案した集積型マイク
ロスイッチの駆動手段を各形式別に請求するものであ
る。請求項２では基板に形成した下部電極と、導電体に
よって構成した可動板とによって駆動手段を構成した点
を請求する。つまり、可動板に一定の例えば正電位を印
加し、下部電極の一方と他方に交互に負電位を印加する
ことにより、可動板は静電気力によってシーソー運動
し、固定接点が可動接点により電気的に接離される。
型マイクロスイッチは請求項１で提案した集積型マイク
ロスイッチの駆動手段を各形式別に請求するものであ
る。請求項２では基板に形成した下部電極と、導電体に
よって構成した可動板とによって駆動手段を構成した点
を請求する。つまり、可動板に一定の例えば正電位を印
加し、下部電極の一方と他方に交互に負電位を印加する
ことにより、可動板は静電気力によってシーソー運動
し、固定接点が可動接点により電気的に接離される。
【００１０】請求項３では可動板を絶縁体によって構成
すると共に、この可動板の回動支点を境に対称位置に上
部電極を形成し、基板側にも支柱を境に対称位置に固定
電極を形成する。上部電極と下部電極の間に異極性の電
位を印加することにより、可動板をシーソー運動させる
ことができ、このシーソー運動により固定接点間を電気
的に接離させることができる。請求項４では可動板の一
方と他方の各回動遊端の双方と対向して基板に複数の下
部電極を形成し、この複数の下部電極と可動板との間に
静電容量を形成し、この静電容量に電荷を充電すること
により、静電的な吸引力を発生させる構成とした静電駆
動型の集積型マイクロスイッチを提案したものである。
すると共に、この可動板の回動支点を境に対称位置に上
部電極を形成し、基板側にも支柱を境に対称位置に固定
電極を形成する。上部電極と下部電極の間に異極性の電
位を印加することにより、可動板をシーソー運動させる
ことができ、このシーソー運動により固定接点間を電気
的に接離させることができる。請求項４では可動板の一
方と他方の各回動遊端の双方と対向して基板に複数の下
部電極を形成し、この複数の下部電極と可動板との間に
静電容量を形成し、この静電容量に電荷を充電すること
により、静電的な吸引力を発生させる構成とした静電駆
動型の集積型マイクロスイッチを提案したものである。
【００１１】この発明の請求項５で提案する駆動手段は
可動板の回動支点を境に対称位置に形成した平面コイル
と、この平面コイルが発生する磁界と平行する磁界を発
生する永久磁石とによって構成した点を請求するもので
ある。磁界発生手段として永久磁石を用いることにより
平面コイルから発生する磁界が微小であっても、大きな
吸引力および反発力を得ることができる。この結果とし
て固定接点と可動接点との接触状態が安定した集積型マ
イクロスイッチを提供することができる。
可動板の回動支点を境に対称位置に形成した平面コイル
と、この平面コイルが発生する磁界と平行する磁界を発
生する永久磁石とによって構成した点を請求するもので
ある。磁界発生手段として永久磁石を用いることにより
平面コイルから発生する磁界が微小であっても、大きな
吸引力および反発力を得ることができる。この結果とし
て固定接点と可動接点との接触状態が安定した集積型マ
イクロスイッチを提供することができる。
【００１２】この発明の請求項６で提案する駆動手段は
磁性体によって構成した可動板と、線材を筒状に巻回し
て構成した励磁コイルとによって構成した集積型マイク
ロスイッチを請求するものである。線材を筒状に巻回す
ることにより、その巻回数を多く採ることができる。こ
の結果として強い磁気的な吸引力または反発力を得るこ
とができるため、この場合も可動接点と固定接点との間
の接触状態が安定して集積型マイクロスイッチを提供す
ることができる。
磁性体によって構成した可動板と、線材を筒状に巻回し
て構成した励磁コイルとによって構成した集積型マイク
ロスイッチを請求するものである。線材を筒状に巻回す
ることにより、その巻回数を多く採ることができる。こ
の結果として強い磁気的な吸引力または反発力を得るこ
とができるため、この場合も可動接点と固定接点との間
の接触状態が安定して集積型マイクロスイッチを提供す
ることができる。
【００１３】この発明の請求項７で提案する駆動手段は
線材を筒状に巻回して構成した励磁コイルを可動板の上
部側に架設した補助板に支持させ、可動板の上部側から
吸引力を与える構成とした集積型マイクロスイッチを提
案するものである。この発明の請求項８で提案する集積
型マイクロスイッチは、可動板を非磁性体によって形成
すると共に、可動板に磁性体から成る磁気吸着片を装着
し、この磁気吸着片によって励磁コイルから発生する磁
界により磁気的吸着力を発生させる駆動手段を構成した
点を提案するものである。
線材を筒状に巻回して構成した励磁コイルを可動板の上
部側に架設した補助板に支持させ、可動板の上部側から
吸引力を与える構成とした集積型マイクロスイッチを提
案するものである。この発明の請求項８で提案する集積
型マイクロスイッチは、可動板を非磁性体によって形成
すると共に、可動板に磁性体から成る磁気吸着片を装着
し、この磁気吸着片によって励磁コイルから発生する磁
界により磁気的吸着力を発生させる駆動手段を構成した
点を提案するものである。
【００１４】この発明の請求項９では請求項８で提案し
た磁気吸着片に可動板の厚み方向の磁極を着磁し、磁気
吸着片の磁界と励磁コイルの磁界との相乗作用によって
強力な接触圧（可動接点と固定接点間に与える接触圧）
を得る構造とした駆動手段を提案するものである。この
発明の請求項１０と１１は可動板の位置を保持する位置
保持手段の構成を提案するものである。請求項１０では
可動板の回動支点位置の両側辺と基板の板面から突出さ
せて形成した台との間を弾性変形が可能なヒンジによっ
て連結し、このヒンジによって可動板をシーソー運動が
可能でしかも位置ずれを発生させない構造とした位置保
持手段を提案するものである。
た磁気吸着片に可動板の厚み方向の磁極を着磁し、磁気
吸着片の磁界と励磁コイルの磁界との相乗作用によって
強力な接触圧（可動接点と固定接点間に与える接触圧）
を得る構造とした駆動手段を提案するものである。この
発明の請求項１０と１１は可動板の位置を保持する位置
保持手段の構成を提案するものである。請求項１０では
可動板の回動支点位置の両側辺と基板の板面から突出さ
せて形成した台との間を弾性変形が可能なヒンジによっ
て連結し、このヒンジによって可動板をシーソー運動が
可能でしかも位置ずれを発生させない構造とした位置保
持手段を提案するものである。
【００１５】この請求項１１では可動板の回動支点位置
の両側辺から支持軸を突出して形成し、この支持軸を基
板の板面から突出させて形成した台の上に形成した軸受
に貫通させて保持させる構造とした位置保持手段を提案
するものである。この発明の請求項１２乃至１７では固
定接点と可動接点の構造に関して提案している。請求項
１２では可動接点を可動板の回動遊端部の下面側に被着
形成し、固定接点を基板の板面上に形成し、可動接点に
より固定接点の相互間を電気的に切離する構成とした集
積型マイクロスイッチを提案するものである。
の両側辺から支持軸を突出して形成し、この支持軸を基
板の板面から突出させて形成した台の上に形成した軸受
に貫通させて保持させる構造とした位置保持手段を提案
するものである。この発明の請求項１２乃至１７では固
定接点と可動接点の構造に関して提案している。請求項
１２では可動接点を可動板の回動遊端部の下面側に被着
形成し、固定接点を基板の板面上に形成し、可動接点に
より固定接点の相互間を電気的に切離する構成とした集
積型マイクロスイッチを提案するものである。
【００１６】請求項１３では可動接点に弾性変形可能な
バネ性を与え、このバネ性によって可動接点と固定接点
間にセルフクリーニング作用を施す構造とした集積型マ
イクロスイッチを提案したものである。請求項１４では
可動板の回動遊端の上面側に形成し、固定接点を基板の
板面から離れた位置に架設した梁に装着した構造の集積
型マイクロスイッチを提案するものである。
バネ性を与え、このバネ性によって可動接点と固定接点
間にセルフクリーニング作用を施す構造とした集積型マ
イクロスイッチを提案したものである。請求項１４では
可動板の回動遊端の上面側に形成し、固定接点を基板の
板面から離れた位置に架設した梁に装着した構造の集積
型マイクロスイッチを提案するものである。
【００１７】請求項１５では固定接点を所定のインピー
ダンスに整合された信号伝送線路を構成する導電体によ
って構成した集積型マイクロスイッチを提案する。請求
項１６では所定のインピーダンスに整合された信号伝送
線路の具体的な構成としてマイクロストリップラインに
限定した構成を提案する。また、請求項１７では固定接
点をコプレナ型マイクロストリップラインによって構成
した集積型マイクロスイッチを提案するものである。
ダンスに整合された信号伝送線路を構成する導電体によ
って構成した集積型マイクロスイッチを提案する。請求
項１６では所定のインピーダンスに整合された信号伝送
線路の具体的な構成としてマイクロストリップラインに
限定した構成を提案する。また、請求項１７では固定接
点をコプレナ型マイクロストリップラインによって構成
した集積型マイクロスイッチを提案するものである。
【００１８】これら請求項１５乃至１７で提案した集積
型マイクロスイッチによれば、固定接点をインピーダン
ス整合された信号伝送線路で構成したことにより、高周
波信号でも波形の品質を低下させることなく、継続制御
することができる利点が得られる。この発明の請求項１
８では基板の一方の面に形成した固定接点と、この固定
接点と対向して回動遊端が配置され、他端側が基板に対
して固定され導電体によって形成された片持梁と、この
片持梁の回動遊端と対向して配置され、線材を筒状に巻
回して構成した励磁コイルと、によって構成した集積型
マイクロスイッチを提案する。
型マイクロスイッチによれば、固定接点をインピーダン
ス整合された信号伝送線路で構成したことにより、高周
波信号でも波形の品質を低下させることなく、継続制御
することができる利点が得られる。この発明の請求項１
８では基板の一方の面に形成した固定接点と、この固定
接点と対向して回動遊端が配置され、他端側が基板に対
して固定され導電体によって形成された片持梁と、この
片持梁の回動遊端と対向して配置され、線材を筒状に巻
回して構成した励磁コイルと、によって構成した集積型
マイクロスイッチを提案する。
【００１９】この発明の請求項１９では、導電性を有す
る磁性材によって形成され、基板の一方の面に片持梁の
構造で支持された可動板と、この可動板の回動遊端と対
向し、可動板の回動遊端からわずかに離れた位置に固定
接点を支持する非磁性の導電体によって形成した固定接
点支持用の片持梁と、可動板の回動遊端と対向して配置
され、線材を筒状に巻回して構成した励磁コイルと、に
よって構成した集積型マイクロスイッチを提案する。
る磁性材によって形成され、基板の一方の面に片持梁の
構造で支持された可動板と、この可動板の回動遊端と対
向し、可動板の回動遊端からわずかに離れた位置に固定
接点を支持する非磁性の導電体によって形成した固定接
点支持用の片持梁と、可動板の回動遊端と対向して配置
され、線材を筒状に巻回して構成した励磁コイルと、に
よって構成した集積型マイクロスイッチを提案する。
【００２０】この発明の請求項２０では、多角形の可動
板の中心部を支柱によって支持すると共に、この可動板
と対向して基板の下部に下部電極を配置し、可動板の各
隅に可動接点を形成し、可動板の各隅の各上面側に上部
電極を形成し、この上部電極と上記下部電極間に電圧を
印加して、上記可動板の隅の部分を基板に向かって変移
させ、各隅に形成した可動接点を基板に形成した固定接
点に接触させて固定接点を接離させる構造とした集積型
マイクロスイッチを提案する。
板の中心部を支柱によって支持すると共に、この可動板
と対向して基板の下部に下部電極を配置し、可動板の各
隅に可動接点を形成し、可動板の各隅の各上面側に上部
電極を形成し、この上部電極と上記下部電極間に電圧を
印加して、上記可動板の隅の部分を基板に向かって変移
させ、各隅に形成した可動接点を基板に形成した固定接
点に接触させて固定接点を接離させる構造とした集積型
マイクロスイッチを提案する。
【００２１】請求項２１では共通の基板に複数の集積型
マイクロスイッチを形成し、複合化された集積型マイク
ロスイッチを提案するものである。請求項２２では集積
型マイクロスイッチを密封容器に封入し、密封容器内に
不活性ガスを充填して構成した集積型マイクロスイッチ
を提案する。この発明の請求項２３乃至２７は上記した
各種の構造の集積型マイクロスイッチの製造方法を提案
するものである。
マイクロスイッチを形成し、複合化された集積型マイク
ロスイッチを提案するものである。請求項２２では集積
型マイクロスイッチを密封容器に封入し、密封容器内に
不活性ガスを充填して構成した集積型マイクロスイッチ
を提案する。この発明の請求項２３乃至２７は上記した
各種の構造の集積型マイクロスイッチの製造方法を提案
するものである。
【００２２】請求項２３では図５に示した製造方法を提
案するものである。請求項２４では図２５乃至図２８に
示した位置保持手段として軸受を用いた構造の集積型マ
イクロスイッチの製造方法を提案するものである。請求
項２５では図１７に示した弾性変形が可能な可動接点を
具備した集積型マイクロスイッチの製造方法を提案する
ものである。請求項２６では図３０乃至図３２に示した
平面コイルを具備した集積型マイクロスイッチの製造方
法を提案するものである。
案するものである。請求項２４では図２５乃至図２８に
示した位置保持手段として軸受を用いた構造の集積型マ
イクロスイッチの製造方法を提案するものである。請求
項２５では図１７に示した弾性変形が可能な可動接点を
具備した集積型マイクロスイッチの製造方法を提案する
ものである。請求項２６では図３０乃至図３２に示した
平面コイルを具備した集積型マイクロスイッチの製造方
法を提案するものである。
【００２３】請求項２７では図３８および図３９に示し
た励磁コイルを装備した集積型マイクロスイッチの製造
方法を提案するものである。
た励磁コイルを装備した集積型マイクロスイッチの製造
方法を提案するものである。
【００２４】
【作 用】以上説明したように、この発明による集積型
マイクロスイッチによれば静電気の吸引力或いは電磁気
力によって実際に可動接点を駆動し、固定接点間を電気
的に断続操作するから、導通時のオン抵抗が小さく、開
極時のオフ抵抗が大きい良質の接点信号を得ることがで
きる。また、例えばホトリソグラフィの技術を用いて微
細加工して可動接点を駆動する構造としたから、可動接
点の動きを高速化することができる。この結果、応答の
速い集積型マイクロスイッチを提供することができる利
点が得られる。
マイクロスイッチによれば静電気の吸引力或いは電磁気
力によって実際に可動接点を駆動し、固定接点間を電気
的に断続操作するから、導通時のオン抵抗が小さく、開
極時のオフ抵抗が大きい良質の接点信号を得ることがで
きる。また、例えばホトリソグラフィの技術を用いて微
細加工して可動接点を駆動する構造としたから、可動接
点の動きを高速化することができる。この結果、応答の
速い集積型マイクロスイッチを提供することができる利
点が得られる。
【００２５】更に、この発明による集積型マイクロスイ
ッチは微細構造にすることができるため、小さいスペー
ス内に多くの数のスイッチを実装することができる。こ
の結果、複雑な切替回路を半導体デバイス程度の形状に
集積化することができ、その用途は広く考えられよう。
ッチは微細構造にすることができるため、小さいスペー
ス内に多くの数のスイッチを実装することができる。こ
の結果、複雑な切替回路を半導体デバイス程度の形状に
集積化することができ、その用途は広く考えられよう。
【００２６】
【発明の実施の形態】図１乃至図４に、この発明の請求
項１，２，１０，１２で提案する集積型マイクロスイッ
チの一実施例を示す。図中１１は例えばシリコンやガリ
ウム・ヒ素等の半導体から成る基板を示す。この発明に
よる集積型マイクロスイッチは基板１１の絶縁層１２上
に設けた固定接点１３Ａ，１３Ｂ，１４Ａ，１４Ｂの開
放部を可動接点１６Ａ，１６Ｂによってそれぞれを電気
的に開閉する構造とするものである。可動接点１６Ａ，
１６Ｂは可動板１８と一体になっており、絶縁層２６
（図２参照）によって導電性の可動板１８から電気的に
絶縁して設けられている。
項１，２，１０，１２で提案する集積型マイクロスイッ
チの一実施例を示す。図中１１は例えばシリコンやガリ
ウム・ヒ素等の半導体から成る基板を示す。この発明に
よる集積型マイクロスイッチは基板１１の絶縁層１２上
に設けた固定接点１３Ａ，１３Ｂ，１４Ａ，１４Ｂの開
放部を可動接点１６Ａ，１６Ｂによってそれぞれを電気
的に開閉する構造とするものである。可動接点１６Ａ，
１６Ｂは可動板１８と一体になっており、絶縁層２６
（図２参照）によって導電性の可動板１８から電気的に
絶縁して設けられている。
【００２７】基板１１の上面の中央部には支柱１５が設
けられる。この支柱１５によって可動板１８がシーソー
運動可能な状態に支持される。可動板１８の両側には可
動板１８を構成する例えばポリシリコンのような導電性
材料によって一体に基板１１に対する可動板１８の相対
的な位置を維持するための位置保持手段１９が突出して
形成される。この実施例では位置保持手段１９を弾性変
形可能なヒンジによって構成した場合を示す。位置保持
手段１９の先端は基板１１の絶縁層１２に例えば金属メ
ッキ層等によって形成した電極部２１に電気的機械的に
接続される。位置保持手段１９は可及的に長く形成して
弾性変形が容易なように、図１に示す例では蛇行させて
形成した場合を示す。可動板１８は位置保持手段１９に
よって支柱１５の上部に支持され位置ずれが生じない状
態に維持される。位置保持手段１９は可動板１８に対し
て弾性的な偏倚力を与える必要はなく、可動板１８の位
置ずれを阻止するだけでよい。このために、位置保持手
段１９は細線状に形成すればよく強度を必要としない。
けられる。この支柱１５によって可動板１８がシーソー
運動可能な状態に支持される。可動板１８の両側には可
動板１８を構成する例えばポリシリコンのような導電性
材料によって一体に基板１１に対する可動板１８の相対
的な位置を維持するための位置保持手段１９が突出して
形成される。この実施例では位置保持手段１９を弾性変
形可能なヒンジによって構成した場合を示す。位置保持
手段１９の先端は基板１１の絶縁層１２に例えば金属メ
ッキ層等によって形成した電極部２１に電気的機械的に
接続される。位置保持手段１９は可及的に長く形成して
弾性変形が容易なように、図１に示す例では蛇行させて
形成した場合を示す。可動板１８は位置保持手段１９に
よって支柱１５の上部に支持され位置ずれが生じない状
態に維持される。位置保持手段１９は可動板１８に対し
て弾性的な偏倚力を与える必要はなく、可動板１８の位
置ずれを阻止するだけでよい。このために、位置保持手
段１９は細線状に形成すればよく強度を必要としない。
【００２８】可動板１８の下面と対向して基板１１の絶
縁層１２上に下部電極２２Ａと２２Ｂが設けられる。こ
の下部電極２２Ａと２２Ｂは支柱１５を境に対称位置に
配置され、端子部２３Ａ，２３Ｂから選択的に電圧信号
を印加できる構造とされる。可動板１８と下部電極２２
Ａに電圧（正と負の異極電圧）を印加すると、可動板１
８の可動接点１６Ａ側に静電気によって吸引力が発生
し、可動接点１６Ａが固定接点１３Ａと１３Ｂに接触す
る。従って、端子１３Ａ−１と１３Ｂ−１の間が導通状
態となる。反対に可動板１８と下部電極２２Ｂに電圧を
印加すると、今度は可動板１８の可動接点１６Ｂ側に吸
引力が発生し、可動接点１６Ｂが固定接点１４Ａと１４
Ｂに接触する。従って、この場合は端子１４Ａ−１と１
４Ｂ−１の間が導通状態となる。図３に図１および図２
に示した集積型マイクロスイッチの電気的等価回路を示
す。
縁層１２上に下部電極２２Ａと２２Ｂが設けられる。こ
の下部電極２２Ａと２２Ｂは支柱１５を境に対称位置に
配置され、端子部２３Ａ，２３Ｂから選択的に電圧信号
を印加できる構造とされる。可動板１８と下部電極２２
Ａに電圧（正と負の異極電圧）を印加すると、可動板１
８の可動接点１６Ａ側に静電気によって吸引力が発生
し、可動接点１６Ａが固定接点１３Ａと１３Ｂに接触す
る。従って、端子１３Ａ−１と１３Ｂ−１の間が導通状
態となる。反対に可動板１８と下部電極２２Ｂに電圧を
印加すると、今度は可動板１８の可動接点１６Ｂ側に吸
引力が発生し、可動接点１６Ｂが固定接点１４Ａと１４
Ｂに接触する。従って、この場合は端子１４Ａ−１と１
４Ｂ−１の間が導通状態となる。図３に図１および図２
に示した集積型マイクロスイッチの電気的等価回路を示
す。
【００２９】なお、この実施例では請求項１５で提案す
る固定接点をインピーダンス整合された信号伝送線路を
構成する導体によって構成した場合を示す。つまり、固
定接点１３Ａ，１３Ｂと１４Ａ，１４Ｂはそれぞれ基板
１１の裏側に形成した共通電位層２４によりマイクロス
トリップラインを構成した場合を示す。従って、固定接
点１３Ａ，１３Ｂと１４Ａ，１４Ｂは高周波伝送路とし
て用いることができ、高周波信号の断続制御に用いるこ
とができる。また可動板１８には、図１および図４に示
すように多数の貫通孔１８Ａが形成される。この貫通孔
１８Ａは図５で説明する製造方法で用いられる貫通孔で
ある。図５を用いて、この発明による集積型マイクロス
イッチの製造方法を説明する。
る固定接点をインピーダンス整合された信号伝送線路を
構成する導体によって構成した場合を示す。つまり、固
定接点１３Ａ，１３Ｂと１４Ａ，１４Ｂはそれぞれ基板
１１の裏側に形成した共通電位層２４によりマイクロス
トリップラインを構成した場合を示す。従って、固定接
点１３Ａ，１３Ｂと１４Ａ，１４Ｂは高周波伝送路とし
て用いることができ、高周波信号の断続制御に用いるこ
とができる。また可動板１８には、図１および図４に示
すように多数の貫通孔１８Ａが形成される。この貫通孔
１８Ａは図５で説明する製造方法で用いられる貫通孔で
ある。図５を用いて、この発明による集積型マイクロス
イッチの製造方法を説明する。
【００３０】例えばシリコンやガリウム・ヒ素のような
半導体の基板１１の上面にＳi Ｏ2のような絶縁層１２
を形成する（図５Ａ）。更に、基板１１の裏側にはマイ
クロストリップラインを構成する共通電位層２４を形成
する。絶縁層１２の上面に、例えばスパッタリング法等
によって固定接点１３Ａ，１３Ｂと１４Ａ，１４Ｂ，下
部電極２２Ａ，２２Ｂと端子１３Ａ−１，１３Ｂ−１お
よび１４Ａ−１，１４Ｂ−１，２３Ａ，２３Ｂを形成す
る。更にメッキ等の方法により支柱１５と電極部２１と
なる基台２１Ａを形成する（図５Ｂ参照）。
半導体の基板１１の上面にＳi Ｏ2のような絶縁層１２
を形成する（図５Ａ）。更に、基板１１の裏側にはマイ
クロストリップラインを構成する共通電位層２４を形成
する。絶縁層１２の上面に、例えばスパッタリング法等
によって固定接点１３Ａ，１３Ｂと１４Ａ，１４Ｂ，下
部電極２２Ａ，２２Ｂと端子１３Ａ−１，１３Ｂ−１お
よび１４Ａ−１，１４Ｂ−１，２３Ａ，２３Ｂを形成す
る。更にメッキ等の方法により支柱１５と電極部２１と
なる基台２１Ａを形成する（図５Ｂ参照）。
【００３１】次に固定接点１３Ａ，１３Ｂと１４Ａ，１
４Ｂおよび下部電極２２Ａ，２２Ｂと支柱１５，基台２
１Ａの形成面に例えばポリイミド等の樹脂層２５を塗布
して形成する。樹脂層２５は支柱および基台２１Ａの高
さよりわずかに厚い程度に塗布し、エッチングによって
支柱１５Ａおよび基台２１Ａの表面を露出させ、平坦面
を形成する。更に、この平坦面に可動接点１６Ａ，１６
Ｂとなる導体を形成する（図５Ｃ参照）。
４Ｂおよび下部電極２２Ａ，２２Ｂと支柱１５，基台２
１Ａの形成面に例えばポリイミド等の樹脂層２５を塗布
して形成する。樹脂層２５は支柱および基台２１Ａの高
さよりわずかに厚い程度に塗布し、エッチングによって
支柱１５Ａおよび基台２１Ａの表面を露出させ、平坦面
を形成する。更に、この平坦面に可動接点１６Ａ，１６
Ｂとなる導体を形成する（図５Ｃ参照）。
【００３２】次に絶縁層２６を樹脂層２５の全面に形成
し、更にその上に可動板１８となるべき例えばポリシリ
コンとアルミＡｌを交互にスパッタにより積層し、導電
層を絶縁層２６の全面に形成する。導電層の上面に例え
ばフォトレジストを塗布し、可動板１８の形状と、位置
保持手段１９および電極部２１となるべき部分にフォト
レジストパターンを形成し、フォトレジストが除去され
た部分の導電層を、ウエットエッチング或いはイオンミ
リング等により除去して可動板１８と位置保持手段１９
および電極部２１を形成する。なお、このエッチング工
程において、可動板１８となるべき部分に貫通孔１８Ａ
（図４参照）も形成する。可動板１８と位置保持手段１
９と電極部２１を形成した状態で、可動板１８，位置保
持手段１９，電極部２１以外の部分に露出された絶縁層
２６を除去する（図５Ｄ参照）。
し、更にその上に可動板１８となるべき例えばポリシリ
コンとアルミＡｌを交互にスパッタにより積層し、導電
層を絶縁層２６の全面に形成する。導電層の上面に例え
ばフォトレジストを塗布し、可動板１８の形状と、位置
保持手段１９および電極部２１となるべき部分にフォト
レジストパターンを形成し、フォトレジストが除去され
た部分の導電層を、ウエットエッチング或いはイオンミ
リング等により除去して可動板１８と位置保持手段１９
および電極部２１を形成する。なお、このエッチング工
程において、可動板１８となるべき部分に貫通孔１８Ａ
（図４参照）も形成する。可動板１８と位置保持手段１
９と電極部２１を形成した状態で、可動板１８，位置保
持手段１９，電極部２１以外の部分に露出された絶縁層
２６を除去する（図５Ｄ参照）。
【００３３】次に、可動板１８の中央部分を除いて他の
部分に図５Ｅに示すようにマスクＭ１を被せ、可動板１
８に形成した貫通孔１８Ａを通してウエットエッチング
あるいはドライエッチングにより、絶縁層２６をエッチ
ングし、支柱１５の上面と可動板１８との間に空隙Ｇ１
を形成する（図５Ｅ）。次に、マスクＭ１を除去し、可
動板１８と位置保持手段１９および電極部２１の部分を
マスクにして樹脂層２５のみをエッチング除去して、可
動板１８と基板１１との間に図５Ｆに示す空洞Ｇ２を形
成する。この空洞Ｇ２が形成されることにより、図１乃
至図４に示した集積型マイクロスイッチが得られる。こ
のように、集積型マイクロスイッチは半導体集積回路の
製造技術によって作られるから、全体として極めて小さ
く共通の基板上に多数の集積型マイクロスイッチを一括
して作ることができる。因みにチップ状に切断して基板
１１の大きさは図４に示すように幅Ｗが0.５mm，長さＬ
が1.０mm, 厚みＴが0.３mm程度となる。なお、空洞Ｇ２
を形成するために用いられた樹脂層２５を一般に犠牲層
と呼んでいる。
部分に図５Ｅに示すようにマスクＭ１を被せ、可動板１
８に形成した貫通孔１８Ａを通してウエットエッチング
あるいはドライエッチングにより、絶縁層２６をエッチ
ングし、支柱１５の上面と可動板１８との間に空隙Ｇ１
を形成する（図５Ｅ）。次に、マスクＭ１を除去し、可
動板１８と位置保持手段１９および電極部２１の部分を
マスクにして樹脂層２５のみをエッチング除去して、可
動板１８と基板１１との間に図５Ｆに示す空洞Ｇ２を形
成する。この空洞Ｇ２が形成されることにより、図１乃
至図４に示した集積型マイクロスイッチが得られる。こ
のように、集積型マイクロスイッチは半導体集積回路の
製造技術によって作られるから、全体として極めて小さ
く共通の基板上に多数の集積型マイクロスイッチを一括
して作ることができる。因みにチップ状に切断して基板
１１の大きさは図４に示すように幅Ｗが0.５mm，長さＬ
が1.０mm, 厚みＴが0.３mm程度となる。なお、空洞Ｇ２
を形成するために用いられた樹脂層２５を一般に犠牲層
と呼んでいる。
【００３４】図６および図７は、この発明の請求項１お
よび２で提案した集積型マイクロスイッチの変形実施例
を示す。この例では図８に示す回路構造の集積型マイク
ロスイッチを構成した場合を示す。図１乃至図５と対応
する部分には同一符号を付して示す。つまり、この実施
例では固定接点１３Ａと１４Ａは連続した信号線で構成
し、可動板１８を導体によって構成、可動板１８を電極
部２１を通じて共通電位点ＣＭ（図８参照）に接続して
おくことにより、可動板１８を固定接点１３Ａに接触さ
せると固定接点１３Ａが共通電位点ＣＭに接続されて信
号の伝送が遮断され、可動板１８を固定接点１４Ａに接
触させると、固定接点１４Ａが共通電位点ＣＭに接続さ
れて信号の伝送が遮断される切り換えを行う。
よび２で提案した集積型マイクロスイッチの変形実施例
を示す。この例では図８に示す回路構造の集積型マイク
ロスイッチを構成した場合を示す。図１乃至図５と対応
する部分には同一符号を付して示す。つまり、この実施
例では固定接点１３Ａと１４Ａは連続した信号線で構成
し、可動板１８を導体によって構成、可動板１８を電極
部２１を通じて共通電位点ＣＭ（図８参照）に接続して
おくことにより、可動板１８を固定接点１３Ａに接触さ
せると固定接点１３Ａが共通電位点ＣＭに接続されて信
号の伝送が遮断され、可動板１８を固定接点１４Ａに接
触させると、固定接点１４Ａが共通電位点ＣＭに接続さ
れて信号の伝送が遮断される切り換えを行う。
【００３５】このため、可動板１８は金属の多層膜で形
成される。先ず、図５Ｃに示した樹脂層２５を形成した
状態で樹脂層２５の全面にスパッタリングによりＴｉ，
Ｐｄ，Ａｕの順に金属の多層膜を形成し、更にその上
に、例えばＮｉ合金メッキを約２０μm 程度厚く形成す
る。この厚いＮｉ合金メッキ層をマスクにしてＴｉ，Ｐ
ｄ，Ａｕ層から成る金属層の不要部分を例えばイオンミ
リングにより除去し、可動板１８とヒンジ１９と電極部
２１を形成する。なお、可動板の可動接点は交流を通す
金属・絶縁膜のキャパシタ構造であってもよい。
成される。先ず、図５Ｃに示した樹脂層２５を形成した
状態で樹脂層２５の全面にスパッタリングによりＴｉ，
Ｐｄ，Ａｕの順に金属の多層膜を形成し、更にその上
に、例えばＮｉ合金メッキを約２０μm 程度厚く形成す
る。この厚いＮｉ合金メッキ層をマスクにしてＴｉ，Ｐ
ｄ，Ａｕ層から成る金属層の不要部分を例えばイオンミ
リングにより除去し、可動板１８とヒンジ１９と電極部
２１を形成する。なお、可動板の可動接点は交流を通す
金属・絶縁膜のキャパシタ構造であってもよい。
【００３６】Ｔｉ層はＨＦ系の化学エッチングで容易に
除去できるので、このＴｉ層をエッチング除去し、支柱
１５と可動板１８とを分離する。また可動板１８の接点
部分もＰｄが好ましいので、この部分のＴｉ層も除去す
る。なお、支柱１５と可動板１８との分離層としては、
この他にホトレジストのような樹脂を挟んで使ってもよ
い。図９乃至図１１は、この発明の請求項１及び２で提
案した集積型マイクロスイッチの更に他の実施例を示
す。この実施例では図１１に示す切換回路を構成するに
適した集積型マイクロスイッチの構造を示す。つまり、
端子１３Ｂ−１に信号源ＳＵを接続し、端子１４Ａ−１
から信号源ＳＵの信号を取り出すか、遮断する切り換え
を行う切換回路の場合を示す。端子１４Ｂ−１を共通電
位点ＣＭに接続しておくことにより、信号を遮断した状
態では端子１４Ａ−１を可動接点１６Ｂによって共通電
位点ＣＭに接続し、信号源ＳＵの信号が端子１４Ａ−１
にわずかでも漏れることを阻止する構成とした回路であ
る。
除去できるので、このＴｉ層をエッチング除去し、支柱
１５と可動板１８とを分離する。また可動板１８の接点
部分もＰｄが好ましいので、この部分のＴｉ層も除去す
る。なお、支柱１５と可動板１８との分離層としては、
この他にホトレジストのような樹脂を挟んで使ってもよ
い。図９乃至図１１は、この発明の請求項１及び２で提
案した集積型マイクロスイッチの更に他の実施例を示
す。この実施例では図１１に示す切換回路を構成するに
適した集積型マイクロスイッチの構造を示す。つまり、
端子１３Ｂ−１に信号源ＳＵを接続し、端子１４Ａ−１
から信号源ＳＵの信号を取り出すか、遮断する切り換え
を行う切換回路の場合を示す。端子１４Ｂ−１を共通電
位点ＣＭに接続しておくことにより、信号を遮断した状
態では端子１４Ａ−１を可動接点１６Ｂによって共通電
位点ＣＭに接続し、信号源ＳＵの信号が端子１４Ａ−１
にわずかでも漏れることを阻止する構成とした回路であ
る。
【００３７】このために、固定接点１３Ａと１４Ａの間
を配線１７（図９参照）で接続し、可動板１８のシーソ
ー運動により固定接点１３Ａと１３Ｂの間を１４Ａと１
４Ｂの間を交互にオンとオフの状態に切り換えることに
より、図１１に示した回路において、信号源ＳＵの信号
を端子１４Ａ−１に出力する状態と遮断する状態に切り
換えることができる。この図９乃至図１１に示す実施例
は、配線１７を設けることによって多機能化され、図５
で説明したと同じ製造方法により集積型マイクロスイッ
チを作ることができる。なお、これと同様に抵抗やキャ
パシタの素子を同一基板上に設け、これらを集積化した
スイッチであってもよい。
を配線１７（図９参照）で接続し、可動板１８のシーソ
ー運動により固定接点１３Ａと１３Ｂの間を１４Ａと１
４Ｂの間を交互にオンとオフの状態に切り換えることに
より、図１１に示した回路において、信号源ＳＵの信号
を端子１４Ａ−１に出力する状態と遮断する状態に切り
換えることができる。この図９乃至図１１に示す実施例
は、配線１７を設けることによって多機能化され、図５
で説明したと同じ製造方法により集積型マイクロスイッ
チを作ることができる。なお、これと同様に抵抗やキャ
パシタの素子を同一基板上に設け、これらを集積化した
スイッチであってもよい。
【００３８】図１２および図１３は請求項１５乃至１７
で提案する固定接点を所定のインピーダンス整合された
信号伝送線路によって構成した集積型マイクロスイッチ
の実施例を示す。つまり、この実施例では固定接点１３
Ａ，１３Ｂおよび１４Ａ，１４Ｂをスリップラインの一
つの型式であるコプレナ型信号線路によって構成した場
合を示す。つまり、固定接点１３Ａ，１３Ｂと１４Ａ，
１４Ｂのそれぞれの両側に共通電位を持つ導電体２７
Ａ，２７Ｂを配置することによりコプレナ型信号線路を
構成することができる。この場合には、基板１１の裏面
に被着した共通電位層２４は必ずしも存在しなくてもよ
い。
で提案する固定接点を所定のインピーダンス整合された
信号伝送線路によって構成した集積型マイクロスイッチ
の実施例を示す。つまり、この実施例では固定接点１３
Ａ，１３Ｂおよび１４Ａ，１４Ｂをスリップラインの一
つの型式であるコプレナ型信号線路によって構成した場
合を示す。つまり、固定接点１３Ａ，１３Ｂと１４Ａ，
１４Ｂのそれぞれの両側に共通電位を持つ導電体２７
Ａ，２７Ｂを配置することによりコプレナ型信号線路を
構成することができる。この場合には、基板１１の裏面
に被着した共通電位層２４は必ずしも存在しなくてもよ
い。
【００３９】なお、この実施例では基板１１の絶縁層１
２の上面に更に厚みが有る絶縁層１２′（図１３）を形
成し、この絶縁層１２′の上面に固定接点１３Ａ，１３
Ｂと１４Ａ，１４Ｂおよび共通電位導電体２７Ａ，２７
Ｂを形成してコプレナ型マイクロストリップラインを形
成した場合を示す。また、支柱１５はこの絶縁層１２′
の上部に形成され、下部電極２２Ａと２２Ｂはこの絶縁
層１２′に凹部１２′Ａを形成し、この凹部１２′Ａに
よって露出した絶縁層１２に被着形成した場合を示す。
２の上面に更に厚みが有る絶縁層１２′（図１３）を形
成し、この絶縁層１２′の上面に固定接点１３Ａ，１３
Ｂと１４Ａ，１４Ｂおよび共通電位導電体２７Ａ，２７
Ｂを形成してコプレナ型マイクロストリップラインを形
成した場合を示す。また、支柱１５はこの絶縁層１２′
の上部に形成され、下部電極２２Ａと２２Ｂはこの絶縁
層１２′に凹部１２′Ａを形成し、この凹部１２′Ａに
よって露出した絶縁層１２に被着形成した場合を示す。
【００４０】図１４乃至図１６は、この発明の請求項３
で提案する上部電極２８Ａ，２８Ｂを具備した集積型マ
イクロスイッチと、請求項１３で提案する可動接点１６
Ａと１６Ｂを弾性変形が可能な形状とした集積型マイク
ロスイッチの実施例を示す。この実施例では可動板１８
の上面に上部電極２８Ａと２８Ｂを形成し、この上部電
極２８Ａと２８Ｂのそれぞれに電極部２１とヒンジ１９
を通じて別々に電圧信号を供給することにより、下部電
極２２Ａ，２２Ｂとの間で反発力または吸引力を発生さ
せることができ、可動板１８を何れの方向にもシーソー
運動させることができる。なお、図１４では可動板１８
に形成される貫通孔１８Ａを省略しているが、実際には
貫通孔１８Ａは図１と同様に多数形成される。
で提案する上部電極２８Ａ，２８Ｂを具備した集積型マ
イクロスイッチと、請求項１３で提案する可動接点１６
Ａと１６Ｂを弾性変形が可能な形状とした集積型マイク
ロスイッチの実施例を示す。この実施例では可動板１８
の上面に上部電極２８Ａと２８Ｂを形成し、この上部電
極２８Ａと２８Ｂのそれぞれに電極部２１とヒンジ１９
を通じて別々に電圧信号を供給することにより、下部電
極２２Ａ，２２Ｂとの間で反発力または吸引力を発生さ
せることができ、可動板１８を何れの方向にもシーソー
運動させることができる。なお、図１４では可動板１８
に形成される貫通孔１８Ａを省略しているが、実際には
貫通孔１８Ａは図１と同様に多数形成される。
【００４１】更に、この実施例の特徴とする構造は図１
５および図１６に示すように、可動接点１６Ａと１６Ｂ
を可動板１８の端部から突出させて形成し、この突出さ
せた部分を固定接点１３Ａ，１３Ｂと１４Ａ，１４Ｂに
接触させる構造とした点である。可動接点１６Ａ，１６
Ｂを可動板１８の端部から突出させたことにより、可動
接点１６Ａ，１６Ｂには可撓性が与えられる。従って、
この可撓性によって可動接点１６Ａ，１６Ｂが固定接点
１３Ａ，１３Ｂおよび１４Ａ，１４Ｂに接触する際に、
可動接点１６Ａ，１６Ｂが弾性変形して接触するから、
可動接点１６Ａ，１６Ｂは固定接点１３Ａ，１３Ｂおよ
び１４Ａ，１４Ｂの上で多少摺動動作を行うことにな
り、この摺動動作によって、いわゆるセルフクリーニン
グ作用が得られることを期待した構造としたものであ
る。図１５は可動板１８の上面から直線状に突出させた
構造とした場合を示し、図１６は可動板１８の上面から
端面を巡って可動板１８の下面側から突出させた構造と
した場合を示す。
５および図１６に示すように、可動接点１６Ａと１６Ｂ
を可動板１８の端部から突出させて形成し、この突出さ
せた部分を固定接点１３Ａ，１３Ｂと１４Ａ，１４Ｂに
接触させる構造とした点である。可動接点１６Ａ，１６
Ｂを可動板１８の端部から突出させたことにより、可動
接点１６Ａ，１６Ｂには可撓性が与えられる。従って、
この可撓性によって可動接点１６Ａ，１６Ｂが固定接点
１３Ａ，１３Ｂおよび１４Ａ，１４Ｂに接触する際に、
可動接点１６Ａ，１６Ｂが弾性変形して接触するから、
可動接点１６Ａ，１６Ｂは固定接点１３Ａ，１３Ｂおよ
び１４Ａ，１４Ｂの上で多少摺動動作を行うことにな
り、この摺動動作によって、いわゆるセルフクリーニン
グ作用が得られることを期待した構造としたものであ
る。図１５は可動板１８の上面から直線状に突出させた
構造とした場合を示し、図１６は可動板１８の上面から
端面を巡って可動板１８の下面側から突出させた構造と
した場合を示す。
【００４２】図１７を用いて図１５に示した構造の集積
型マイクロスイッチの製造方法を説明する。Ｓi Ｎから
成る絶縁層１２を具備した半導体基板１１の上に、例え
ばＳ i Ｏ2 から成る絶縁層１２′を成膜し、この絶縁層
１２′の上に固定接点１３Ａ，１３Ｂと１４Ａ，１４Ｂ
を形成すると共に、絶縁層１２′に凹部１２′Ａを形成
し、この凹部１２′Ａの底面に絶縁層１２を露出させ
る。絶縁層１２の露出面に下部電極２２Ａ，２２Ｂと支
柱１５を形成する（図１７Ａ）。
型マイクロスイッチの製造方法を説明する。Ｓi Ｎから
成る絶縁層１２を具備した半導体基板１１の上に、例え
ばＳ i Ｏ2 から成る絶縁層１２′を成膜し、この絶縁層
１２′の上に固定接点１３Ａ，１３Ｂと１４Ａ，１４Ｂ
を形成すると共に、絶縁層１２′に凹部１２′Ａを形成
し、この凹部１２′Ａの底面に絶縁層１２を露出させ
る。絶縁層１２の露出面に下部電極２２Ａ，２２Ｂと支
柱１５を形成する（図１７Ａ）。
【００４３】この表面に例えばポリイミド等の樹脂層２
５を塗布し、平坦な表面を形成し、支柱１５の上面が露
出する程度に樹脂層２５をエッチバックし、第１犠牲層
となる樹脂層２５および絶縁層１２′の上にエッチング
が容易な例えばポリＳi から成る絶縁層２６を形成す
る。絶縁層２６の表面にはPolyＳi −Ｓi Ｎ−Ｓi Ｏ2
−Ｓi Ｎの順番に絶縁性多層膜をスパッタで積層形成
し、この絶縁性多層膜にホトレジストパターンをマスク
として被せて、ドライエッチングにより可動板１８と位
置保持手段１９および電極部２１の基台２１Ａ（図４参
照）を形成する。この積層構造は応力のバランスによ
り、反りが小さく、強度の強い可動板１８が得られる。
なお、このドライエッチングにより可動板１８には図４
に示したように貫通孔１８Ａが多数形成されるものとす
る（図１７Ｂ）。
５を塗布し、平坦な表面を形成し、支柱１５の上面が露
出する程度に樹脂層２５をエッチバックし、第１犠牲層
となる樹脂層２５および絶縁層１２′の上にエッチング
が容易な例えばポリＳi から成る絶縁層２６を形成す
る。絶縁層２６の表面にはPolyＳi −Ｓi Ｎ−Ｓi Ｏ2
−Ｓi Ｎの順番に絶縁性多層膜をスパッタで積層形成
し、この絶縁性多層膜にホトレジストパターンをマスク
として被せて、ドライエッチングにより可動板１８と位
置保持手段１９および電極部２１の基台２１Ａ（図４参
照）を形成する。この積層構造は応力のバランスによ
り、反りが小さく、強度の強い可動板１８が得られる。
なお、このドライエッチングにより可動板１８には図４
に示したように貫通孔１８Ａが多数形成されるものとす
る（図１７Ｂ）。
【００４４】次に可動板１８の裏側の中央部および位置
保持手段１９（図１７には表示されない）の裏側にある
絶縁層２６を可動板１８に形成した貫通孔１８Ａ（図４
参照）通じてエッチングし、可動板１８と支柱１５の間
に空隙Ｇ１を形成する。この空隙Ｇ１の形成により支柱
１５と可動板１８は分離される。この表面に例えばホト
レジスト等の樹脂層から成る第２犠牲層２９を塗布し、
平坦な表面を形成し、更に可動板１８の上面が露出する
まで樹脂層２９をエッチバックする（図１７Ｃ）。
保持手段１９（図１７には表示されない）の裏側にある
絶縁層２６を可動板１８に形成した貫通孔１８Ａ（図４
参照）通じてエッチングし、可動板１８と支柱１５の間
に空隙Ｇ１を形成する。この空隙Ｇ１の形成により支柱
１５と可動板１８は分離される。この表面に例えばホト
レジスト等の樹脂層から成る第２犠牲層２９を塗布し、
平坦な表面を形成し、更に可動板１８の上面が露出する
まで樹脂層２９をエッチバックする（図１７Ｃ）。
【００４５】可動板１８の表面にＰｄ−Ｍｏ−Ａｕの順
番に金属を積層し、ホトレジストパターンをマスクにス
イッチ用の可動接点１６Ａ，１６Ｂと、上部電極２８
Ａ，２８ＢをＮｉメッキで形成する。このＮｉメッキ層
をマスクにして不要な金属層は例えばイオンミリングで
除去する（図１７Ｄ）。次に、樹脂層２５と２９をエッ
チングにより除去することにより空洞Ｇ２が得られ、図
１５に示した集積型マイクロスイッチが得られる（図１
７Ｅ）。
番に金属を積層し、ホトレジストパターンをマスクにス
イッチ用の可動接点１６Ａ，１６Ｂと、上部電極２８
Ａ，２８ＢをＮｉメッキで形成する。このＮｉメッキ層
をマスクにして不要な金属層は例えばイオンミリングで
除去する（図１７Ｄ）。次に、樹脂層２５と２９をエッ
チングにより除去することにより空洞Ｇ２が得られ、図
１５に示した集積型マイクロスイッチが得られる（図１
７Ｅ）。
【００４６】図１８と図１９に図１４乃至図１６に示し
た実施例の変形実施例を示す。図１８に示す実施例で
は、基板１１の平坦面に絶縁層１２を介して支柱１５と
固定接点１３Ａ，１３Ｂおよび１４Ａ，１４Ｂと、下部
電極２２Ａ，２２Ｂを形成し、可動板１８に上部電極２
８Ａ，２８Ｂと可動接点１６Ａと１６Ｂを装着した構造
の集積型マイクロスイッチを示す。可動板１８の駆動は
下部電極２２Ａ，２２Ｂと上部電極２８Ａ，２８Ｂに電
圧を印加し、静電駆動によって行われる。この実施例の
構造によれば、基板１１が導体、半導体、絶縁体の何れ
であっても、集積型マイクロスイッチを構成できる特徴
を持っている。支柱１５および可動板１８は絶縁体で形
成される。
た実施例の変形実施例を示す。図１８に示す実施例で
は、基板１１の平坦面に絶縁層１２を介して支柱１５と
固定接点１３Ａ，１３Ｂおよび１４Ａ，１４Ｂと、下部
電極２２Ａ，２２Ｂを形成し、可動板１８に上部電極２
８Ａ，２８Ｂと可動接点１６Ａと１６Ｂを装着した構造
の集積型マイクロスイッチを示す。可動板１８の駆動は
下部電極２２Ａ，２２Ｂと上部電極２８Ａ，２８Ｂに電
圧を印加し、静電駆動によって行われる。この実施例の
構造によれば、基板１１が導体、半導体、絶縁体の何れ
であっても、集積型マイクロスイッチを構成できる特徴
を持っている。支柱１５および可動板１８は絶縁体で形
成される。
【００４７】図１９は基板１１自体で支柱１５を形成し
た実施例を示す。つまり、この場合には基板１１として
Ｓi 或いはＧa Ａa のような半導体基板を使用し、この
基板自体をエッチング処理して支柱１５を形成する。支
柱１５を形成した後で絶縁層１２を形成し、絶縁層１２
の上に固定接点１３Ａ，１３Ｂと１４Ａ，１４Ｂおよび
下部電極２２Ａ，２２Ｂを形成する。可動板１８側の構
造は図１８と同様である。
た実施例を示す。つまり、この場合には基板１１として
Ｓi 或いはＧa Ａa のような半導体基板を使用し、この
基板自体をエッチング処理して支柱１５を形成する。支
柱１５を形成した後で絶縁層１２を形成し、絶縁層１２
の上に固定接点１３Ａ，１３Ｂと１４Ａ，１４Ｂおよび
下部電極２２Ａ，２２Ｂを形成する。可動板１８側の構
造は図１８と同様である。
【００４８】図２０および図２１は、この発明の請求項
４で提案する集積型マイクロスイッチの実施例を示す。
請求項４で提案する集積型マイクロスイッチは可動板１
８を駆動する駆動手段の構造に特徴を有するものであ
る。その特徴とする構成としては、基板１１の一方の回
動遊端側および他方の回動遊端側の双方にそれぞれと対
向して複数の下部電極２２Ａ−１，２２Ａ−２および２
２Ｂ−１，２２Ｂ−２を設け、これら複数の下部電極２
２Ａ−１，２２Ａ−２と２２Ｂ−１，２２Ｂ−２のそれ
ぞれに異極電圧を印加することにより可動板１８に吸引
力を与え、シーソー運動させる構造とした点にある。
４で提案する集積型マイクロスイッチの実施例を示す。
請求項４で提案する集積型マイクロスイッチは可動板１
８を駆動する駆動手段の構造に特徴を有するものであ
る。その特徴とする構成としては、基板１１の一方の回
動遊端側および他方の回動遊端側の双方にそれぞれと対
向して複数の下部電極２２Ａ−１，２２Ａ−２および２
２Ｂ−１，２２Ｂ−２を設け、これら複数の下部電極２
２Ａ−１，２２Ａ−２と２２Ｂ−１，２２Ｂ−２のそれ
ぞれに異極電圧を印加することにより可動板１８に吸引
力を与え、シーソー運動させる構造とした点にある。
【００４９】図２１を用いて可動板１８に吸引力を与え
る動作について説明する。図２１は図２０に示すＦ−Ｆ
線上の断面を示す。下部電極２２Ｂ−１と２２Ｂ−２に
対向して可動板１８が配置される。可動板１８が導電性
を持つものとすると、下部電極２２Ｂ−１と可動板１８
との間および下部電極２２Ｂ−２と可動板１８との間に
静電容量Ｃ１とＣ２が形成される。下部電極２２Ｂ−１
と２２Ｂ−２との間に正と負の電圧ＶDCを印加すると、
これらの静電容量Ｃ１とＣ２に電荷が蓄積され、可動板
１８の電位は下部電極２２Ｂ−１と２２Ｂ−２との間に
印加した電圧ＶDCのほぼ中央の電位に安定する。
る動作について説明する。図２１は図２０に示すＦ−Ｆ
線上の断面を示す。下部電極２２Ｂ−１と２２Ｂ−２に
対向して可動板１８が配置される。可動板１８が導電性
を持つものとすると、下部電極２２Ｂ−１と可動板１８
との間および下部電極２２Ｂ−２と可動板１８との間に
静電容量Ｃ１とＣ２が形成される。下部電極２２Ｂ−１
と２２Ｂ−２との間に正と負の電圧ＶDCを印加すると、
これらの静電容量Ｃ１とＣ２に電荷が蓄積され、可動板
１８の電位は下部電極２２Ｂ−１と２２Ｂ−２との間に
印加した電圧ＶDCのほぼ中央の電位に安定する。
【００５０】静電容量Ｃ１とＣ２に電荷が充電されるこ
とにより、下部電極２２Ｂ−１と可動板１８との間およ
び下部電極２２Ｂ−２と可動板１８との間に静電気によ
る吸引力が発生する。従って、下部電極２２Ａ−１と２
２Ａ−２および２２Ｂ−１と２２Ｂ−２の各下部電極対
に交互に電圧ＶDCを印加することにより、可動板１８を
シーソー運動させることができる。なお、可動板１８の
材質としては上述では導電材料として説明したが、特に
その限定は必要なく、絶縁材で形成された可動板でもシ
ーソー運動させることができる。詳しくは（計測と制御
第３８巻第２号１９９９年２月号１０１〜１０４頁参
照）。
とにより、下部電極２２Ｂ−１と可動板１８との間およ
び下部電極２２Ｂ−２と可動板１８との間に静電気によ
る吸引力が発生する。従って、下部電極２２Ａ−１と２
２Ａ−２および２２Ｂ−１と２２Ｂ−２の各下部電極対
に交互に電圧ＶDCを印加することにより、可動板１８を
シーソー運動させることができる。なお、可動板１８の
材質としては上述では導電材料として説明したが、特に
その限定は必要なく、絶縁材で形成された可動板でもシ
ーソー運動させることができる。詳しくは（計測と制御
第３８巻第２号１９９９年２月号１０１〜１０４頁参
照）。
【００５１】また、図２０に示した実施例では可動板１
８の一方と他方の回動端側にそれぞれ一対の下部電極２
２Ａ−１と２２Ａ−２および２２Ｂ−１と２２Ｂ−２を
設けた例を示したが、一対に限らず例えば３枚乃至それ
以上の枚数の下部電極を形成し、これら複数の下部電極
に異極電圧を選択的に印加して可動板１８をシーソー運
動させることもできる。図２０に示した集積型マイクロ
スイッチによれば、図１または図６に示した実施例のよ
うに可動板１８に電圧を供給する必要がなく、位置保持
手段１９の部分に電気配線を施す必要がない。従って、
図１または図６に示した集積型マイクロスイッチより製
造を簡素化することができる利点が得られる。また位置
保持手段１９を構成するヒンジに電気配線を形成しない
から、耐久性も向上できる利点が得られる。
８の一方と他方の回動端側にそれぞれ一対の下部電極２
２Ａ−１と２２Ａ−２および２２Ｂ−１と２２Ｂ−２を
設けた例を示したが、一対に限らず例えば３枚乃至それ
以上の枚数の下部電極を形成し、これら複数の下部電極
に異極電圧を選択的に印加して可動板１８をシーソー運
動させることもできる。図２０に示した集積型マイクロ
スイッチによれば、図１または図６に示した実施例のよ
うに可動板１８に電圧を供給する必要がなく、位置保持
手段１９の部分に電気配線を施す必要がない。従って、
図１または図６に示した集積型マイクロスイッチより製
造を簡素化することができる利点が得られる。また位置
保持手段１９を構成するヒンジに電気配線を形成しない
から、耐久性も向上できる利点が得られる。
【００５２】図２２乃至図２９は請求項１１で提案する
集積型マイクロスイッチの実施例を示す。請求項１１で
提案する集積型マイクロスイッチは、位置保持手段１９
として可動板１８と一体に形成した支持軸１８Ｂと、こ
の支持軸１８Ｂを貫通させて支持する軸受３０とによっ
て構成した構造を特徴とするものである。軸受３０は基
板１１の板面に突設した台３１と、この台３１の上部に
形成したアーチ３２（図２３）とによって構成され、ア
ーチ３２と台３１で囲まれた中空孔に支持軸１８Ｂを貫
通させて可動板１８の位置を維持させる構造とする。支
持軸１８Ｂと台３１と、アーチ３２の各製造方法につい
ては後で説明することにするが、ここでは台３１および
アーチ３２が導電材で形成され、更に可動板１８と支持
軸１８Ｂも導電材で形成した場合を示す。
集積型マイクロスイッチの実施例を示す。請求項１１で
提案する集積型マイクロスイッチは、位置保持手段１９
として可動板１８と一体に形成した支持軸１８Ｂと、こ
の支持軸１８Ｂを貫通させて支持する軸受３０とによっ
て構成した構造を特徴とするものである。軸受３０は基
板１１の板面に突設した台３１と、この台３１の上部に
形成したアーチ３２（図２３）とによって構成され、ア
ーチ３２と台３１で囲まれた中空孔に支持軸１８Ｂを貫
通させて可動板１８の位置を維持させる構造とする。支
持軸１８Ｂと台３１と、アーチ３２の各製造方法につい
ては後で説明することにするが、ここでは台３１および
アーチ３２が導電材で形成され、更に可動板１８と支持
軸１８Ｂも導電材で形成した場合を示す。
【００５３】従って、台３１を通じて可動板１８に電圧
を印加することができる。下部電極２２Ａと２２Ｂには
可動板１８に印加した電圧とは異なる極性の電圧を交互
に印加することにより可動板１８をシーソー運動させる
ことができる。図２２および図２３の実施例では可動板
１８および支持軸１８Ｂを導電材料で形成し、可動板１
８と下部電極２２Ａまたは２２Ｂとの間に電界を印加し
て吸引力を発生させる構造とした場合を説明したが、図
２４に示すように、シーソー運動する可動板１８の一方
の回動遊端側および他方の回動遊端側のそれぞれに対し
て一対の下部電極２２Ａ−１，２２Ａ−２と２２Ｂ−
１，２２Ｂ−２を設け、これらの下部電極２２Ａ−１，
２２Ａ−２と、２２Ｂ−１，２２Ｂ−２のそれぞれの対
に電圧を印加して可動板１８をシーソー運動させること
もできる。
を印加することができる。下部電極２２Ａと２２Ｂには
可動板１８に印加した電圧とは異なる極性の電圧を交互
に印加することにより可動板１８をシーソー運動させる
ことができる。図２２および図２３の実施例では可動板
１８および支持軸１８Ｂを導電材料で形成し、可動板１
８と下部電極２２Ａまたは２２Ｂとの間に電界を印加し
て吸引力を発生させる構造とした場合を説明したが、図
２４に示すように、シーソー運動する可動板１８の一方
の回動遊端側および他方の回動遊端側のそれぞれに対し
て一対の下部電極２２Ａ−１，２２Ａ−２と２２Ｂ−
１，２２Ｂ−２を設け、これらの下部電極２２Ａ−１，
２２Ａ−２と、２２Ｂ−１，２２Ｂ−２のそれぞれの対
に電圧を印加して可動板１８をシーソー運動させること
もできる。
【００５４】図２４に示す駆動構造を採る場合には可動
板１８側に電圧を印加しなくて済むから、可動板１８の
材質は特に金属でなくともよく、絶縁体、或いは半導体
等のあらゆる材料で構成することができる利点が得られ
る。この図２２乃至図２４に示した実施構造によれば、
可動板１８は主に支柱１５によってシーソー運動できる
ように支持され、更に支持軸１８Ｂが軸受３０によって
位置ずれが発生しないように支持されるから、可動板１
８は外部からの反力を受けることはなく、従って、わず
かな吸引力によってシーソー運動させることができる。
また、可動接点１６Ａ，１６Ｂと固定接点１３Ａ，１３
Ｂおよび１４Ａ，１４Ｂとの接触状態でも、その接触状
態を引き離そうとする反力が与えられないから安定した
接触状態を維持することができる。
板１８側に電圧を印加しなくて済むから、可動板１８の
材質は特に金属でなくともよく、絶縁体、或いは半導体
等のあらゆる材料で構成することができる利点が得られ
る。この図２２乃至図２４に示した実施構造によれば、
可動板１８は主に支柱１５によってシーソー運動できる
ように支持され、更に支持軸１８Ｂが軸受３０によって
位置ずれが発生しないように支持されるから、可動板１
８は外部からの反力を受けることはなく、従って、わず
かな吸引力によってシーソー運動させることができる。
また、可動接点１６Ａ，１６Ｂと固定接点１３Ａ，１３
Ｂおよび１４Ａ，１４Ｂとの接触状態でも、その接触状
態を引き離そうとする反力が与えられないから安定した
接触状態を維持することができる。
【００５５】図２５乃至図２９を用いて図２２乃至図２
４に示した集積型マイクロスイッチの製造方法（請求項
２４）を説明する。ここでは特に支持軸１８Ｂと軸受３
０の製造方法について詳しく説明することにする。例え
ば、シリコンから成る基板１１を用意し、この基板１１
の下面側にアース導体となる共通電位層２４を形成する
と共に、上面側に絶縁層１２を形成する（図２５Ａ）。
４に示した集積型マイクロスイッチの製造方法（請求項
２４）を説明する。ここでは特に支持軸１８Ｂと軸受３
０の製造方法について詳しく説明することにする。例え
ば、シリコンから成る基板１１を用意し、この基板１１
の下面側にアース導体となる共通電位層２４を形成する
と共に、上面側に絶縁層１２を形成する（図２５Ａ）。
【００５６】絶縁層１２の上面に例えば蒸着等により金
属層を被着形成し、フォトマスクとエッチング等の工程
を経て台３１（図２３および図２４参照）を形成すべき
位置に導電層３３を形成すると共に、下部電極２２Ａ，
２２Ｂと、固定接点１３Ａ，１３Ｂおよび１４Ａ，１４
Ｂを形成する（図２５Ｂ）。なお、図２５Ｂにおいて導
電層３３の背後に支柱１５を形成するための導電層も形
成する。導電層３３および支柱１５を形成するための導
電層のみを露出した状態に例えばフォトレジスト層等に
よってマスクを形成し、導電層３３と支柱１５を形成す
べき導電層の上にメッキ層を形成する。このメッキ層が
軸受３０を構成する台３１および支柱１５となる（図２
５Ｃ）。
属層を被着形成し、フォトマスクとエッチング等の工程
を経て台３１（図２３および図２４参照）を形成すべき
位置に導電層３３を形成すると共に、下部電極２２Ａ，
２２Ｂと、固定接点１３Ａ，１３Ｂおよび１４Ａ，１４
Ｂを形成する（図２５Ｂ）。なお、図２５Ｂにおいて導
電層３３の背後に支柱１５を形成するための導電層も形
成する。導電層３３および支柱１５を形成するための導
電層のみを露出した状態に例えばフォトレジスト層等に
よってマスクを形成し、導電層３３と支柱１５を形成す
べき導電層の上にメッキ層を形成する。このメッキ層が
軸受３０を構成する台３１および支柱１５となる（図２
５Ｃ）。
【００５７】台３１および支柱１５と同一の高さにレジ
スト層から成る第１犠牲層３４を形成し、この第１犠牲
層３４の全面に蒸着等により金属層を形成し、この金属
層をエッチングにより所定のパターンに残し、可動接点
１６Ａ，１６Ｂを形成する（図２５Ｄ）。可動接点１６
Ａ，１６Ｂを形成した後、可動接点１６Ａ，１６Ｂの厚
みに等しい第２犠牲層３５を形成し、この第２犠牲層３
５の上面の全体に金属層３６を形成する。この金属層３
６には台３１と対向する位置（図２５Ｄと図２８参照）
に孔３６Ａを形成する。
スト層から成る第１犠牲層３４を形成し、この第１犠牲
層３４の全面に蒸着等により金属層を形成し、この金属
層をエッチングにより所定のパターンに残し、可動接点
１６Ａ，１６Ｂを形成する（図２５Ｄ）。可動接点１６
Ａ，１６Ｂを形成した後、可動接点１６Ａ，１６Ｂの厚
みに等しい第２犠牲層３５を形成し、この第２犠牲層３
５の上面の全体に金属層３６を形成する。この金属層３
６には台３１と対向する位置（図２５Ｄと図２８参照）
に孔３６Ａを形成する。
【００５８】金属層３６をマスクにして第２犠牲層３５
にも孔３６Ｂを形成する（図２６Ａ）。従って、孔３６
Ａおよび３６Ｂの底面に台３１が露出した状態となる
（図２６Ａ）。次に金属層３６の上面にマスクを施し、
例えばイオンミリングにより金属層３６の可動板１８と
支持軸１８Ａを形成すべき部分を除く他の部分を除去
し、金属層３６により可動板１８と、支持軸１８Ｂの形
状を形成する（図２６Ａ，図２９）。
にも孔３６Ｂを形成する（図２６Ａ）。従って、孔３６
Ａおよび３６Ｂの底面に台３１が露出した状態となる
（図２６Ａ）。次に金属層３６の上面にマスクを施し、
例えばイオンミリングにより金属層３６の可動板１８と
支持軸１８Ａを形成すべき部分を除く他の部分を除去
し、金属層３６により可動板１８と、支持軸１８Ｂの形
状を形成する（図２６Ａ，図２９）。
【００５９】図２６Ａの状態で再びフォトレジスト層３
７を全面に被着する。このフォトレジスト層３７の厚み
は可動板１８の厚みにほぼ等しい程度の厚みに形成する
（図２６Ｂ）。フォトレジスト層３７に金属層３６と同
一形状のパターン（可動板１８と支持軸１８Ｂの形状）
を露光し、金属層３６の上部に位置するフォトレジスト
層３７を除去する。従って、フォトレジスト層３７で囲
まれた内部には金属層３６が露出した状態となる（図２
６Ｃ）。
７を全面に被着する。このフォトレジスト層３７の厚み
は可動板１８の厚みにほぼ等しい程度の厚みに形成する
（図２６Ｂ）。フォトレジスト層３７に金属層３６と同
一形状のパターン（可動板１８と支持軸１８Ｂの形状）
を露光し、金属層３６の上部に位置するフォトレジスト
層３７を除去する。従って、フォトレジスト層３７で囲
まれた内部には金属層３６が露出した状態となる（図２
６Ｃ）。
【００６０】金属層３６を露出させた状態で金属層３６
の上面にメッキを施し、可動板１８の厚みにほぼ等しい
メッキ層３８を形成する。このメッキ層３８と金属層３
６とによって可動板１８と支持軸１８Ｂが形成され、更
に孔３６Ａ，３６Ｂの内部に台３１に接触してアーチの
柱３８Ａが形成される（図２６Ｄ）。フォトレジスト層
３７とメッキ層３８の上面に再びフォトレジスト層から
成る第３犠牲層３９を被着し、この第３犠牲層３９に図
２８および図２９に示した孔３６Ａと対向して孔３９Ａ
を形成し、第３犠牲層３９の上面に例えば蒸着等の方法
で金属層４１を形成する（図２７Ａ）。
の上面にメッキを施し、可動板１８の厚みにほぼ等しい
メッキ層３８を形成する。このメッキ層３８と金属層３
６とによって可動板１８と支持軸１８Ｂが形成され、更
に孔３６Ａ，３６Ｂの内部に台３１に接触してアーチの
柱３８Ａが形成される（図２６Ｄ）。フォトレジスト層
３７とメッキ層３８の上面に再びフォトレジスト層から
成る第３犠牲層３９を被着し、この第３犠牲層３９に図
２８および図２９に示した孔３６Ａと対向して孔３９Ａ
を形成し、第３犠牲層３９の上面に例えば蒸着等の方法
で金属層４１を形成する（図２７Ａ）。
【００６１】金属層４１の上面に更にフォトレジスト層
から成る第４犠牲層４２を被着し、この第４犠牲層４２
に孔３９Ａの部分を連結した長孔４２Ａを形成する（図
２７Ｂ）。長孔４２Ａを形成することにより、長孔４２
Ａの底面に金属層４１を露出させる。この状態で長孔４
２Ａ内の金属層４１にメッキを施し、メッキ層４３を形
成する（図２７Ｂ）。
から成る第４犠牲層４２を被着し、この第４犠牲層４２
に孔３９Ａの部分を連結した長孔４２Ａを形成する（図
２７Ｂ）。長孔４２Ａを形成することにより、長孔４２
Ａの底面に金属層４１を露出させる。この状態で長孔４
２Ａ内の金属層４１にメッキを施し、メッキ層４３を形
成する（図２７Ｂ）。
【００６２】メッキ層４３を形成した状態で第４犠牲層
４２を除去すると共に、金属層４１をイオンミリングに
より除去する。この場合、メッキ層４３がマスクとして
作用し、金属層４１はメッキ層４３を形成した部分以外
が除去される。更に、第３犠牲層３９とフォトレジスト
層３７および第２犠牲層３５，第１犠牲層３４をエッチ
ング等の方法により除去することにより、図２７Ｃに示
す可動板１８と、支持軸１８Ａと、アーチ３２とが形成
される。つまり、可動板１８と支持軸１８Ａはメッキ層
３８と金属層３６とによって構成され、アーチ３２はメ
ッキ層３８で形成された柱３８Ａと、金属層４１と、メ
ッキ層４２とによって構成される。更にアーチ３２と台
３１とによって軸受３０が構成され、アーチ３２で形成
される中空部分を支持軸１８Ｂが貫通した状態に形成さ
れる。
４２を除去すると共に、金属層４１をイオンミリングに
より除去する。この場合、メッキ層４３がマスクとして
作用し、金属層４１はメッキ層４３を形成した部分以外
が除去される。更に、第３犠牲層３９とフォトレジスト
層３７および第２犠牲層３５，第１犠牲層３４をエッチ
ング等の方法により除去することにより、図２７Ｃに示
す可動板１８と、支持軸１８Ａと、アーチ３２とが形成
される。つまり、可動板１８と支持軸１８Ａはメッキ層
３８と金属層３６とによって構成され、アーチ３２はメ
ッキ層３８で形成された柱３８Ａと、金属層４１と、メ
ッキ層４２とによって構成される。更にアーチ３２と台
３１とによって軸受３０が構成され、アーチ３２で形成
される中空部分を支持軸１８Ｂが貫通した状態に形成さ
れる。
【００６３】以上説明した製造方法により明らかなよう
に、可動板１８の自重は主に支柱１５によって支持さ
れ、更に支持軸１８Ｂが軸受３０に貫通しているから、
可動板１８の位置がずれてしまうことはなく、また基板
１１から外れてしまうことはない。更に台３１と支持軸
１８Ｂと可動板１８が導電性を持つ主にメッキ層で形成
したから、台３１に一方の極性の電圧を印加し、下部電
極２２Ａと２２Ｂに他方の極性の電圧を交互に印加する
ことにより静電気により可動板と、各下部電極２２Ａま
たは２２Ｂとの間に吸引力が発生し、可動板１８をシー
ソー運動させることができる。
に、可動板１８の自重は主に支柱１５によって支持さ
れ、更に支持軸１８Ｂが軸受３０に貫通しているから、
可動板１８の位置がずれてしまうことはなく、また基板
１１から外れてしまうことはない。更に台３１と支持軸
１８Ｂと可動板１８が導電性を持つ主にメッキ層で形成
したから、台３１に一方の極性の電圧を印加し、下部電
極２２Ａと２２Ｂに他方の極性の電圧を交互に印加する
ことにより静電気により可動板と、各下部電極２２Ａま
たは２２Ｂとの間に吸引力が発生し、可動板１８をシー
ソー運動させることができる。
【００６４】図３０乃至図３２は、この発明の請求項５
で提案する集積型マイクロスイッチの実施例を示す。請
求項５で提案する集積型マイクロスイッチは可動板１８
の駆動を平面コイルで発生する磁力で行う構造とした集
積型マイクロスイッチを提案するものである。このため
に、図３１に示すように、可動板１８の上面に支点を境
として対称位置に平面コイル４５Ａ，４５Ｂを形成し、
この平面コイル４５Ａと４５Ｂに選択的に励磁電流を流
すことにより、図３１に示す永久磁石４６Ａ，４６Ｂで
与えられている磁界によって反発力および吸引力を発生
させ、可動接点１６Ａと１６Ｂを固定接点１３Ａ，１３
Ｂおよび１４Ａ，１４Ｂに接触させる構造としたもので
ある。
で提案する集積型マイクロスイッチの実施例を示す。請
求項５で提案する集積型マイクロスイッチは可動板１８
の駆動を平面コイルで発生する磁力で行う構造とした集
積型マイクロスイッチを提案するものである。このため
に、図３１に示すように、可動板１８の上面に支点を境
として対称位置に平面コイル４５Ａ，４５Ｂを形成し、
この平面コイル４５Ａと４５Ｂに選択的に励磁電流を流
すことにより、図３１に示す永久磁石４６Ａ，４６Ｂで
与えられている磁界によって反発力および吸引力を発生
させ、可動接点１６Ａと１６Ｂを固定接点１３Ａ，１３
Ｂおよび１４Ａ，１４Ｂに接触させる構造としたもので
ある。
【００６５】図３１に示す例では、平面コイル４５Ａと
４５Ｂに別々に励磁電流を供給する構造とした場合を示
したが、図３２に示すように平面コイル４５Ａと４５Ｂ
を互いに逆巻きの関係に巻回して形成し、これらを直列
接続し、一対の端子２１Ａ−１と２１Ａ−２から励磁電
流を供給すれば、一対の平面コイル４５Ａと４５Ｂは互
いに逆向きの磁界を発生する。従って、一方と他方は常
に永久磁石４６Ａと４６Ｂに対して吸引力と反発力を発
生するから、２倍のトルクを発生させることができる。
４５Ｂに別々に励磁電流を供給する構造とした場合を示
したが、図３２に示すように平面コイル４５Ａと４５Ｂ
を互いに逆巻きの関係に巻回して形成し、これらを直列
接続し、一対の端子２１Ａ−１と２１Ａ−２から励磁電
流を供給すれば、一対の平面コイル４５Ａと４５Ｂは互
いに逆向きの磁界を発生する。従って、一方と他方は常
に永久磁石４６Ａと４６Ｂに対して吸引力と反発力を発
生するから、２倍のトルクを発生させることができる。
【００６６】このように構成すれば、端子２１Ａ−１と
２１Ａ−２から供給する電流の向きを反転させれば可動
板１８の回動方向を正転方向および逆転方向の任意の方
向に制御することができる。従って、この図３２に示す
構造を採る場合は平面コイル４５Ａと４５Ｂに電流を供
給する配線は可動板１８の両側に１本ずつ形成すればよ
く、従って位置保持手段１９も１本ずつ形成すればよい
ため構造を簡素化することができる。
２１Ａ−２から供給する電流の向きを反転させれば可動
板１８の回動方向を正転方向および逆転方向の任意の方
向に制御することができる。従って、この図３２に示す
構造を採る場合は平面コイル４５Ａと４５Ｂに電流を供
給する配線は可動板１８の両側に１本ずつ形成すればよ
く、従って位置保持手段１９も１本ずつ形成すればよい
ため構造を簡素化することができる。
【００６７】図３３および図３４はこの発明の請求項６
で提案する集積型マイクロスイッチの実施例を示す。こ
の図３３および図３４に示す集積型マイクロスイッチは
図３０乃至図３２に示した平面コイル駆動型の集積型マ
イクロスイッチの変形実施例を示す。この実施例の構造
上の特徴は、磁界の発生強度を高めるために励磁コイル
を独立して筒状に巻回して製造し、この励磁コイルを基
板に形成した孔に装填して樹脂材によって固定し、励磁
コイルを埋設した状態で基板の表面を平滑化処理し、平
滑化した基板の表面に固定接点を形成し、更に可動板１
８をシーソー運動可能な状態に形成して磁気駆動型の集
積型マイクロスイッチを構成した点にある。
で提案する集積型マイクロスイッチの実施例を示す。こ
の図３３および図３４に示す集積型マイクロスイッチは
図３０乃至図３２に示した平面コイル駆動型の集積型マ
イクロスイッチの変形実施例を示す。この実施例の構造
上の特徴は、磁界の発生強度を高めるために励磁コイル
を独立して筒状に巻回して製造し、この励磁コイルを基
板に形成した孔に装填して樹脂材によって固定し、励磁
コイルを埋設した状態で基板の表面を平滑化処理し、平
滑化した基板の表面に固定接点を形成し、更に可動板１
８をシーソー運動可能な状態に形成して磁気駆動型の集
積型マイクロスイッチを構成した点にある。
【００６８】図３３および図３４に示す例では、可動板
１８を磁性体によって形成した場合を示すが、その他に
図３８および図３９に示す例のように可動板１８に磁性
体、特に強磁性体を貼着して磁気的な吸着力を発生させ
る構成を採ることもできる。図３５乃至図３７を用いて
図３３および図３４に示した集積型マイクロスイッチの
製造方法について説明する。図３５Ａに示す補助基板１
１Ａを用意する。この補助基板１１Ａは絶縁板であって
も、また銅のような導電板であってもよい。
１８を磁性体によって形成した場合を示すが、その他に
図３８および図３９に示す例のように可動板１８に磁性
体、特に強磁性体を貼着して磁気的な吸着力を発生させ
る構成を採ることもできる。図３５乃至図３７を用いて
図３３および図３４に示した集積型マイクロスイッチの
製造方法について説明する。図３５Ａに示す補助基板１
１Ａを用意する。この補助基板１１Ａは絶縁板であって
も、また銅のような導電板であってもよい。
【００６９】補助基板１１Ａの一方の面に中間板１１Ｂ
を被着形成し、これら補助基板１１Ａと中間板１１Ｂと
によって基板１１を構成する。中間板１１Ｂも絶縁板で
あっても、また導電板であってもよい。基板１１Ａは適
度の強度が得られればよく、特に厚みに制限が付されな
いが、中間板１１Ｂの厚みは後で説明する励磁コイル６
２のコイル長（磁気コア６２Ａの長さ）よりわずかでも
大きい寸法に選定する。例えば磁気コア６２Ａの長さを
0.６mmに選定する場合は0.７〜0.８mm程度に選定する。
を被着形成し、これら補助基板１１Ａと中間板１１Ｂと
によって基板１１を構成する。中間板１１Ｂも絶縁板で
あっても、また導電板であってもよい。基板１１Ａは適
度の強度が得られればよく、特に厚みに制限が付されな
いが、中間板１１Ｂの厚みは後で説明する励磁コイル６
２のコイル長（磁気コア６２Ａの長さ）よりわずかでも
大きい寸法に選定する。例えば磁気コア６２Ａの長さを
0.６mmに選定する場合は0.７〜0.８mm程度に選定する。
【００７０】中間板１１Ｂには所定の間隔（可動板１８
の長さによって決められる）を保持して孔６３を形成す
る。図では１個の集積型マイクロスイッチを製造する工
程を示しているが、実際には孔６３を多数組形成し、一
度に多数の集積型マイクロスイッチを製造する。孔６３
は例えば中間板１１Ｂに予めプレス或いはエッチング等
によって形成しておき、孔６３が形成された状態の中間
板１１Ｂを補助基板１１Ａに接着剤によって被着する
か、または補助基板１１Ａに銅を使用し、この銅によっ
て形成した補助基板１１Ａの一方の面に同様に銅層を例
えばメッキ等の方法で0.６５〜0.７０mm程度の厚みに形
成してもよい。
の長さによって決められる）を保持して孔６３を形成す
る。図では１個の集積型マイクロスイッチを製造する工
程を示しているが、実際には孔６３を多数組形成し、一
度に多数の集積型マイクロスイッチを製造する。孔６３
は例えば中間板１１Ｂに予めプレス或いはエッチング等
によって形成しておき、孔６３が形成された状態の中間
板１１Ｂを補助基板１１Ａに接着剤によって被着する
か、または補助基板１１Ａに銅を使用し、この銅によっ
て形成した補助基板１１Ａの一方の面に同様に銅層を例
えばメッキ等の方法で0.６５〜0.７０mm程度の厚みに形
成してもよい。
【００７１】中間板１１Ｂをメッキで形成した場合は、
この中間板１１Ｂにホトリソグラフィの技術により孔６
３を形成する。孔６３の直径は励磁コイル６２の外周と
孔６３の内壁との間に多少すき間が形成される程度に大
きく形成する。励磁コイル６２を孔６３に挿入した状態
で孔６３の内部、特に励磁コイル６２の外周面と孔６３
の内壁面との間に形成されるすき間６３Ａ（図３７参
照）に樹脂材を充填し、更に中間板１１Ｂの表面にも同
一の樹脂材を塗布して所望の厚みを持つ樹脂層６４を形
成する（図３５Ｂ）。
この中間板１１Ｂにホトリソグラフィの技術により孔６
３を形成する。孔６３の直径は励磁コイル６２の外周と
孔６３の内壁との間に多少すき間が形成される程度に大
きく形成する。励磁コイル６２を孔６３に挿入した状態
で孔６３の内部、特に励磁コイル６２の外周面と孔６３
の内壁面との間に形成されるすき間６３Ａ（図３７参
照）に樹脂材を充填し、更に中間板１１Ｂの表面にも同
一の樹脂材を塗布して所望の厚みを持つ樹脂層６４を形
成する（図３５Ｂ）。
【００７２】樹脂層６４が固化した状態で電極６２Ｃの
突出部分と、更に樹脂層６４の表面を切削加工し、樹脂
層６４の表面を鏡面仕上げする（図３５Ｃ）。鏡面仕上
げされた樹脂層６４の面には電極６２Ｃが樹脂層６４と
面一の状態で露出した状態となる。この電極６２Ｃに接
触させて配線６５と電極６６（図３３）を形成し、励磁
コイル６２の電流供給路を形成する。これと同時に固定
接点１３Ａ，１３Ｂと１４Ａ，１４Ｂおよび端子部１３
Ａ−１，１３Ｂ−１，１４Ａ−１，１４Ｂ−１と支柱１
５と台３１を形成すべき部分に、例えばホトリソグラフ
ィの技術により導電層を形成する。
突出部分と、更に樹脂層６４の表面を切削加工し、樹脂
層６４の表面を鏡面仕上げする（図３５Ｃ）。鏡面仕上
げされた樹脂層６４の面には電極６２Ｃが樹脂層６４と
面一の状態で露出した状態となる。この電極６２Ｃに接
触させて配線６５と電極６６（図３３）を形成し、励磁
コイル６２の電流供給路を形成する。これと同時に固定
接点１３Ａ，１３Ｂと１４Ａ，１４Ｂおよび端子部１３
Ａ−１，１３Ｂ−１，１４Ａ−１，１４Ｂ−１と支柱１
５と台３１を形成すべき部分に、例えばホトリソグラフ
ィの技術により導電層を形成する。
【００７３】次に配線１５，電極６６，固定接点１３
Ａ，１３Ｂ，１４Ａ，１４Ｂおよび端子部１３Ａ−１，
１３Ｂ−１，１４Ａ−１，１４Ｂ−１に例えばホトレジ
ストのようなマスクを形成し、このマスクに支柱１５と
台３１を形成すべき部分に孔を形成して、この孔の部分
に導電層を露出させ、この露出した導電層に例えばメッ
キ等の手段によって支柱１５と台３１を被着形成する
（図３５Ｄ）。支柱１５と台３１を形成した後の工程は
図２５乃至図２９で説明したと同じ工程で可動板１８と
可動板１８の支持軸１８Ａを形成し、可動板１８の回動
遊端部に可動接点１６Ａ，１６Ｂを形成し、更に台３１
の上部にアーチ３２を形成して図３８および図３９に示
す磁気駆動型の集積型マイクロスイッチを完成する。
Ａ，１３Ｂ，１４Ａ，１４Ｂおよび端子部１３Ａ−１，
１３Ｂ−１，１４Ａ−１，１４Ｂ−１に例えばホトレジ
ストのようなマスクを形成し、このマスクに支柱１５と
台３１を形成すべき部分に孔を形成して、この孔の部分
に導電層を露出させ、この露出した導電層に例えばメッ
キ等の手段によって支柱１５と台３１を被着形成する
（図３５Ｄ）。支柱１５と台３１を形成した後の工程は
図２５乃至図２９で説明したと同じ工程で可動板１８と
可動板１８の支持軸１８Ａを形成し、可動板１８の回動
遊端部に可動接点１６Ａ，１６Ｂを形成し、更に台３１
の上部にアーチ３２を形成して図３８および図３９に示
す磁気駆動型の集積型マイクロスイッチを完成する。
【００７４】こゝで図２５乃至図２９で説明した製造工
程との違いは可動板１８の材質を磁性材料に選定する点
である。磁性材料としては、例えば鉄−ニッケル等を用
いればよい。図３３および図３４に示した磁気駆動型の
集積型マイクロスイッチの構造によれば、励磁コイル６
２のいずれか一方に励磁電流を印加することにより、磁
界が発生し、この磁界によって可動板１８の一方の回動
遊端が励磁コイル６２に吸引され、可動接点１６Ａまた
は１６Ｂが固定接点１３Ａ．１３Ｂまたは１４Ａ，１４
Ｂの何れか一方を導通させる。
程との違いは可動板１８の材質を磁性材料に選定する点
である。磁性材料としては、例えば鉄−ニッケル等を用
いればよい。図３３および図３４に示した磁気駆動型の
集積型マイクロスイッチの構造によれば、励磁コイル６
２のいずれか一方に励磁電流を印加することにより、磁
界が発生し、この磁界によって可動板１８の一方の回動
遊端が励磁コイル６２に吸引され、可動接点１６Ａまた
は１６Ｂが固定接点１３Ａ．１３Ｂまたは１４Ａ，１４
Ｂの何れか一方を導通させる。
【００７５】励磁コイル６２を巻線によって形成し、更
に磁気コア６２Ａを配置したから、図３０乃至図３２に
示した平面コイルの場合と比較して強い磁界が発生す
る。この結果、可動接点１６Ａまたは１６Ｂが固定接点
１３Ａ．１３Ｂおよび１４Ａ，１４Ｂに接触する接触圧
を強く得ることができ、安定な接触状態を維持すること
ができる利点が得られる。図３８および図３９は可動板
１８を非磁性材料で形成し、この可動板１８の上面に磁
性材から成る磁気吸着片６７を貼着した実施例を示す。
このように可動板１８と磁気吸着片６７を別体に分離し
た場合には、磁気吸着片６７としては例えばスパッタリ
ング等によって可動板１８として形成することができな
い材質であって使用することができ、特に透磁率の高い
材料を選定することができ、これにより磁気的な吸着力
の強い集積型マイクロスイッチを得ることができる利点
が得られる。
に磁気コア６２Ａを配置したから、図３０乃至図３２に
示した平面コイルの場合と比較して強い磁界が発生す
る。この結果、可動接点１６Ａまたは１６Ｂが固定接点
１３Ａ．１３Ｂおよび１４Ａ，１４Ｂに接触する接触圧
を強く得ることができ、安定な接触状態を維持すること
ができる利点が得られる。図３８および図３９は可動板
１８を非磁性材料で形成し、この可動板１８の上面に磁
性材から成る磁気吸着片６７を貼着した実施例を示す。
このように可動板１８と磁気吸着片６７を別体に分離し
た場合には、磁気吸着片６７としては例えばスパッタリ
ング等によって可動板１８として形成することができな
い材質であって使用することができ、特に透磁率の高い
材料を選定することができ、これにより磁気的な吸着力
の強い集積型マイクロスイッチを得ることができる利点
が得られる。
【００７６】また、磁気吸着片６７に予め厚み方向にＮ
−Ｓ極を着磁させることにより、更に一層接点間の接触
圧を高めることができる。つまり、磁気吸着片６７の表
側を共にＮ極に揃えて配置し、２個の励磁コイル６２を
差動的に励磁して異極を発生させることにより、可動板
１８の一方の回動端側には吸着力を発生し、他方の回動
端側には反発力を発生させることができる。よって吸着
力と反発力によって図３３および図３４の場合と比較し
て約２倍の接触圧を得ることができる。
−Ｓ極を着磁させることにより、更に一層接点間の接触
圧を高めることができる。つまり、磁気吸着片６７の表
側を共にＮ極に揃えて配置し、２個の励磁コイル６２を
差動的に励磁して異極を発生させることにより、可動板
１８の一方の回動端側には吸着力を発生し、他方の回動
端側には反発力を発生させることができる。よって吸着
力と反発力によって図３３および図３４の場合と比較し
て約２倍の接触圧を得ることができる。
【００７７】図４０はこの発明の請求項１８で提案する
集積型マイクロスイッチの実施例を示す。この実施例で
は可動板１８を片持梁構造で支持すると共に、可動板１
８の回動遊端部と対向して図３６に示した構造の励磁コ
イル６２を埋設した構造とした場合を示す。この実施例
では可動板１８として導電性を持つ磁性材によって形成
し、可動板１８の回動遊端が固定接点１３に接触するこ
とにより電極部１３Ａ−１，１４Ａ−１との間を電気的
に接離させる構造とした場合を示す。
集積型マイクロスイッチの実施例を示す。この実施例で
は可動板１８を片持梁構造で支持すると共に、可動板１
８の回動遊端部と対向して図３６に示した構造の励磁コ
イル６２を埋設した構造とした場合を示す。この実施例
では可動板１８として導電性を持つ磁性材によって形成
し、可動板１８の回動遊端が固定接点１３に接触するこ
とにより電極部１３Ａ−１，１４Ａ−１との間を電気的
に接離させる構造とした場合を示す。
【００７８】この実施例によれば構造が簡素であること
から、製造が容易であることと、この場合も励磁コイル
６２は磁気コア６２Ａと、この磁気コア６２Ａに巻回し
たコイル６２Ｂとによって構成したから磁気的な吸着力
を強く得ることができる。この結果、片持梁構造の可動
板１８は強度を強くしても充分彎曲させることができる
ため、図４９および図５０で説明した従来の技術の欠点
は解消される。図４１はこの発明の請求項１９で提案し
た集積型マイクロスイッチの実施例を示す。この実施例
では固定接点１３を片持梁構造の固定接点支持片６８で
支持させた構造とした場合を示す。この場合、固定接点
支持片６８は非磁性材から成る導電体とし、可動板１８
が固定接点１３に接触するときに、可動板１８の押圧力
によって固定接点支持片６８をわずかに彎曲させ、この
彎曲時に可動板１８と固定接点１３との間を摺動させて
接点間にセルフクリーニング動作を行わせるように構成
したものである。
から、製造が容易であることと、この場合も励磁コイル
６２は磁気コア６２Ａと、この磁気コア６２Ａに巻回し
たコイル６２Ｂとによって構成したから磁気的な吸着力
を強く得ることができる。この結果、片持梁構造の可動
板１８は強度を強くしても充分彎曲させることができる
ため、図４９および図５０で説明した従来の技術の欠点
は解消される。図４１はこの発明の請求項１９で提案し
た集積型マイクロスイッチの実施例を示す。この実施例
では固定接点１３を片持梁構造の固定接点支持片６８で
支持させた構造とした場合を示す。この場合、固定接点
支持片６８は非磁性材から成る導電体とし、可動板１８
が固定接点１３に接触するときに、可動板１８の押圧力
によって固定接点支持片６８をわずかに彎曲させ、この
彎曲時に可動板１８と固定接点１３との間を摺動させて
接点間にセルフクリーニング動作を行わせるように構成
したものである。
【００７９】図４２および図４３は、この発明の請求項
７で提案する集積型マイクロスイッチの実施例を示す。
この請求項７で提案する集積型マイクロスイッチは励磁
コイル６２を可動板１８の上面側に配置した構成を提案
するものである。基板１１には図２２および図２３に示
したと同様の集積型マイクロスイッチを形成し、基板１
１の上部に柱７１によって基板７２を支持する。基板７
２は図３３と図３４で説明した構造と同様に強度を得る
ための補助基板７２Ａと、励磁コイル６２を格納するた
めの中間板７２Ｂとによって構成される。中間板７２Ｂ
には孔７３を形成し、この孔７３に励磁コイル６２を挿
入し、励磁コイル６２と孔７３との間に形成されるすき
間に樹脂材を充填し、励磁コイル６２を基板７２に固定
する。これと共に励磁コイル６２の上面および中間板７
２Ｂの上面に樹脂層７４を形成し、樹脂層７４の表面を
鏡面仕上げし、この鏡面仕上げした樹脂層７４の表面に
配線６５（図４３参照）を形成する。
７で提案する集積型マイクロスイッチの実施例を示す。
この請求項７で提案する集積型マイクロスイッチは励磁
コイル６２を可動板１８の上面側に配置した構成を提案
するものである。基板１１には図２２および図２３に示
したと同様の集積型マイクロスイッチを形成し、基板１
１の上部に柱７１によって基板７２を支持する。基板７
２は図３３と図３４で説明した構造と同様に強度を得る
ための補助基板７２Ａと、励磁コイル６２を格納するた
めの中間板７２Ｂとによって構成される。中間板７２Ｂ
には孔７３を形成し、この孔７３に励磁コイル６２を挿
入し、励磁コイル６２と孔７３との間に形成されるすき
間に樹脂材を充填し、励磁コイル６２を基板７２に固定
する。これと共に励磁コイル６２の上面および中間板７
２Ｂの上面に樹脂層７４を形成し、樹脂層７４の表面を
鏡面仕上げし、この鏡面仕上げした樹脂層７４の表面に
配線６５（図４３参照）を形成する。
【００８０】柱７１を導電体によって構成し、この導電
体によって形成した柱７１に配線６５を接続し、柱７１
を通じて励磁コイル６２の励磁回路を基板１１の表面に
設けた電極６６に電気的に接続する。図４２および図４
３に示したように、励磁コイル６２を可動板１８の上面
側に配置することにより、可動板１８を装備した基板１
１と、励磁コイル６２を装備した基板７２を別々に作
り、基板７２には予め柱７１を突出して用意することに
より、両者を合体して集積型マイクロスイッチを作るこ
とができるから製造を容易に行える利点が得られる。
体によって形成した柱７１に配線６５を接続し、柱７１
を通じて励磁コイル６２の励磁回路を基板１１の表面に
設けた電極６６に電気的に接続する。図４２および図４
３に示したように、励磁コイル６２を可動板１８の上面
側に配置することにより、可動板１８を装備した基板１
１と、励磁コイル６２を装備した基板７２を別々に作
り、基板７２には予め柱７１を突出して用意することに
より、両者を合体して集積型マイクロスイッチを作るこ
とができるから製造を容易に行える利点が得られる。
【００８１】図４４はこの発明の請求項２０で提案する
集積型マイクロスイッチの構造を示す。この発明の請求
項２０では多極スイッチを提案するものである。この実
施例では可動板１８を正四角形の多角形状とし、この多
角形状の可動板１８のほぼ中心部に支柱１５を配置し、
各四辺のほぼ中央部分に位置保持手段１９を配置する。
可動板１８の各四隅に三角形状の上部電極２８Ａ，２８
Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄを形成する。可動板１８の四隅の下
面側に可動接点１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄを形成
し、この可動接点１６Ａ〜１６Ｄによって固定接点１３
Ａ，１３Ｂ，１３Ａ′，１３Ｂ′および１４Ａ，１４Ｂ
をそれぞれ断続操作する。なお、固定接点１４Ａ′と１
４Ｂ′は予め接続されて一体化されており、可動接点１
６Ａ，１６Ｃ，１６Ｄの何れかが固定接点１３Ａ，１３
Ｂ，１３Ａ′，１３Ｂ′，１４Ａ，１４Ｂに接触するこ
とにより、固定接点１３Ａ，１３Ａ′１４Ａに入力した
信号を固定接点１４Ａ′に取り出すことができる。可動
接点１６Ｄは可動板１８の裏側の面に形成した配線によ
り支柱１５に電気的に接続され、支柱１５を通じて共通
電位ＣＭに接続される。
集積型マイクロスイッチの構造を示す。この発明の請求
項２０では多極スイッチを提案するものである。この実
施例では可動板１８を正四角形の多角形状とし、この多
角形状の可動板１８のほぼ中心部に支柱１５を配置し、
各四辺のほぼ中央部分に位置保持手段１９を配置する。
可動板１８の各四隅に三角形状の上部電極２８Ａ，２８
Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄを形成する。可動板１８の四隅の下
面側に可動接点１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄを形成
し、この可動接点１６Ａ〜１６Ｄによって固定接点１３
Ａ，１３Ｂ，１３Ａ′，１３Ｂ′および１４Ａ，１４Ｂ
をそれぞれ断続操作する。なお、固定接点１４Ａ′と１
４Ｂ′は予め接続されて一体化されており、可動接点１
６Ａ，１６Ｃ，１６Ｄの何れかが固定接点１３Ａ，１３
Ｂ，１３Ａ′，１３Ｂ′，１４Ａ，１４Ｂに接触するこ
とにより、固定接点１３Ａ，１３Ａ′１４Ａに入力した
信号を固定接点１４Ａ′に取り出すことができる。可動
接点１６Ｄは可動板１８の裏側の面に形成した配線によ
り支柱１５に電気的に接続され、支柱１５を通じて共通
電位ＣＭに接続される。
【００８２】また、この実施例では固定接点１３Ａ，１
３Ｂ，１３Ａ′，１３Ｂ′，１４Ａ，１４Ｂ，１４
Ａ′，１４Ｂ′が形成された層より下側の層に少なくと
も可動板１８の形状と同等の面積を持つ導電層（特に図
示しない）を形成し、この導電層を下部電極とする。こ
の下部電極に端子部２３Ａまたは２３Ｂを通じて電圧信
号を入力することにより、この下部電極と上部電極２８
Ａ〜２８Ｄにより可動板１８を任意の方向に傾けること
ができる。
３Ｂ，１３Ａ′，１３Ｂ′，１４Ａ，１４Ｂ，１４
Ａ′，１４Ｂ′が形成された層より下側の層に少なくと
も可動板１８の形状と同等の面積を持つ導電層（特に図
示しない）を形成し、この導電層を下部電極とする。こ
の下部電極に端子部２３Ａまたは２３Ｂを通じて電圧信
号を入力することにより、この下部電極と上部電極２８
Ａ〜２８Ｄにより可動板１８を任意の方向に傾けること
ができる。
【００８３】図４４に示した集積型マイクロスイッチの
構造によれば、図４５に示す回路構造が得られる。つま
り、固定接点１３Ａ，１３Ａ′，１４Ａの何れかに入力
した信号を固定接点１４Ａ′に取り出すことができる回
路である。可動接点１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃの全てが開
放されている場合に可動接点１６Ｄを固定接点１４Ａ′
に接触させることにより、固定接点１４Ａ′を可動接点
１６Ｄを通じて共通電位ＣＭに接続し、信号の漏れを阻
止する構成とされる。
構造によれば、図４５に示す回路構造が得られる。つま
り、固定接点１３Ａ，１３Ａ′，１４Ａの何れかに入力
した信号を固定接点１４Ａ′に取り出すことができる回
路である。可動接点１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃの全てが開
放されている場合に可動接点１６Ｄを固定接点１４Ａ′
に接触させることにより、固定接点１４Ａ′を可動接点
１６Ｄを通じて共通電位ＣＭに接続し、信号の漏れを阻
止する構成とされる。
【００８４】図４６はこの発明の請求項２１で提案する
集積型マイクロスイッチの実施例を示す。この実施例で
は共通の基板１１に複数の集積型マイクロスイッチＳＷ
１，ＳＷ２…ＳＷ４を形成した場合を示す。個々のマイ
クロスイッチは配線パターンによって所望の回路構成に
結線される（図中省略）。図４７はこの発明の請求項２
２で提案する集積型マイクロスイッチの実施例を示す。
この実施例では実際の実装構造を示す。基板１１と可動
板１８とから成る集積型マイクロスイッチＳＷを密封容
器５０に格納し、密封容器５０から端子５１，５２を導
出し、この端子５１，５２を通じて転換信号を供給して
切換制御する。密封容器５０の内部には、例えばＮ2 或
いはＡr 等の酸化防止用不活性ガスを封入して実用に供
せられる。また固定接点１３Ａ，１３Ｂ，１４Ａ，１４
Ｂと可動接点１６Ａ，１６Ｂの材料によってはＮ2 とＯ
2 の混合ガスを用いることも考えられる。
集積型マイクロスイッチの実施例を示す。この実施例で
は共通の基板１１に複数の集積型マイクロスイッチＳＷ
１，ＳＷ２…ＳＷ４を形成した場合を示す。個々のマイ
クロスイッチは配線パターンによって所望の回路構成に
結線される（図中省略）。図４７はこの発明の請求項２
２で提案する集積型マイクロスイッチの実施例を示す。
この実施例では実際の実装構造を示す。基板１１と可動
板１８とから成る集積型マイクロスイッチＳＷを密封容
器５０に格納し、密封容器５０から端子５１，５２を導
出し、この端子５１，５２を通じて転換信号を供給して
切換制御する。密封容器５０の内部には、例えばＮ2 或
いはＡr 等の酸化防止用不活性ガスを封入して実用に供
せられる。また固定接点１３Ａ，１３Ｂ，１４Ａ，１４
Ｂと可動接点１６Ａ，１６Ｂの材料によってはＮ2 とＯ
2 の混合ガスを用いることも考えられる。
【００８５】以上説明した実施例では、下部電極２２
Ａ，２２Ｂと上部電極２８Ａ，２８Ｂをそれぞれ金属膜
で形成した場合を説明したが、高濃度の不純物領域を形
成し、この不純物領域を導電層としてこれを下部電極２
２Ａ，２２Ｂ或いは上部電極２８Ａ，２８Ｂとして利用
することも考えられる。また、位置保持手段１９を構成
するヒンジの形状も上述した実施例の形状に限定される
ものでないことも容易に理解できよう。
Ａ，２２Ｂと上部電極２８Ａ，２８Ｂをそれぞれ金属膜
で形成した場合を説明したが、高濃度の不純物領域を形
成し、この不純物領域を導電層としてこれを下部電極２
２Ａ，２２Ｂ或いは上部電極２８Ａ，２８Ｂとして利用
することも考えられる。また、位置保持手段１９を構成
するヒンジの形状も上述した実施例の形状に限定される
ものでないことも容易に理解できよう。
【００８６】図４８はこの発明の請求項１４で提案した
集積型マイクロスイッチの実施例を示す。この実施例で
は可動接点１６Ａ，１６Ｂと固定接点１３Ａ，１３Ｂお
よび１４Ａ，１４Ｂの変形実施例を示す。この実施例で
は可動板１８の回動遊端のそれぞれに上向きに突出した
一対の可動接点１６Ａと１６Ｂを形成し、この可動接点
１６Ａと１６Ｂを基板１１から離れて設けた梁６０に形
成した固定接点１３Ａ，１３Ｂおよび１４Ａ，１４Ｂに
接離させる構成とした場合を示す。
集積型マイクロスイッチの実施例を示す。この実施例で
は可動接点１６Ａ，１６Ｂと固定接点１３Ａ，１３Ｂお
よび１４Ａ，１４Ｂの変形実施例を示す。この実施例で
は可動板１８の回動遊端のそれぞれに上向きに突出した
一対の可動接点１６Ａと１６Ｂを形成し、この可動接点
１６Ａと１６Ｂを基板１１から離れて設けた梁６０に形
成した固定接点１３Ａ，１３Ｂおよび１４Ａ，１４Ｂに
接離させる構成とした場合を示す。
【００８７】可動接点１６Ａ，１６Ｂは円錐形状とされ
るが、上端は平坦面とされ、接触する固定接点１３Ａ，
１３Ｂおよび１４Ａ，１４Ｂに対して傷を付けない形状
とされる。図４８の実施例では可動板１８が導電性であ
り可動板１８の上面に可動接点１６Ａ，１６Ｂを直接形
成し、可動板１８の導電性を利用して固定接点１３Ａ，
１３Ｂ間及び１４Ａ，１４Ｂのそれぞれの間を電気的に
接離させる構成とした場合を示す。尚、可動接点１６Ａ
と１６Ｂを可動板１８から電気的に絶縁する必要がある
場合には絶縁層を介して導電層を形成し、この導電層の
上に電気的に導通状態にある各一対の可動接点１６Ａ，
１６Ｂを形成すればよい。
るが、上端は平坦面とされ、接触する固定接点１３Ａ，
１３Ｂおよび１４Ａ，１４Ｂに対して傷を付けない形状
とされる。図４８の実施例では可動板１８が導電性であ
り可動板１８の上面に可動接点１６Ａ，１６Ｂを直接形
成し、可動板１８の導電性を利用して固定接点１３Ａ，
１３Ｂ間及び１４Ａ，１４Ｂのそれぞれの間を電気的に
接離させる構成とした場合を示す。尚、可動接点１６Ａ
と１６Ｂを可動板１８から電気的に絶縁する必要がある
場合には絶縁層を介して導電層を形成し、この導電層の
上に電気的に導通状態にある各一対の可動接点１６Ａ，
１６Ｂを形成すればよい。
【００８８】可動板１８が絶縁材で形成した場合には、
可動板１８の上面に直接導電層を形成し、この導電層の
上に電気的に導通状態にある各一対の可動接点１６Ａ，
１６Ｂを形成する。この固定接点１３Ａ，１３Ｂ，１４
Ａ，１４Ｂは梁６０を形成する前の工程で、例えばメッ
キによって形成することができる。梁６０は図２５乃至
図２９で説明したアーチ３２を形成する製造方法によっ
て形成する。梁６０は主に導電材料で形成されるが、中
央部分において絶縁体６１を介挿し、この絶縁体６１に
よって梁６０は電気的に２分割され、この２分割された
梁６０が一方が固定接点１３Ａ，１４Ａとされ、他方が
固定接点１３Ｂ，１４Ｂとされる。
可動板１８の上面に直接導電層を形成し、この導電層の
上に電気的に導通状態にある各一対の可動接点１６Ａ，
１６Ｂを形成する。この固定接点１３Ａ，１３Ｂ，１４
Ａ，１４Ｂは梁６０を形成する前の工程で、例えばメッ
キによって形成することができる。梁６０は図２５乃至
図２９で説明したアーチ３２を形成する製造方法によっ
て形成する。梁６０は主に導電材料で形成されるが、中
央部分において絶縁体６１を介挿し、この絶縁体６１に
よって梁６０は電気的に２分割され、この２分割された
梁６０が一方が固定接点１３Ａ，１４Ａとされ、他方が
固定接点１３Ｂ，１４Ｂとされる。
【００８９】これらの固定接点１３Ａ，１３Ｂと１４
Ａ，１４Ｂはそれぞれ端子１３Ａ−１，１３Ｂ−１およ
び１４Ａ−１，１４Ｂ−１にそれぞれ電気的に接続され
る。このように、可動板１８の上面側に可動接点１６
Ａ，１６Ｂを形成する構造とした場合には、可動板１８
の裏側に可動接点１６Ａ，１６Ｂを形成する製造方法と
比較して製造方法を簡素化できる利点が得られる。な
お、図４８に示した実施例は可動板１８の上面側に可動
接点１６Ａ，１６Ｂを形成する実施例を例示するもので
あり、可動板１８を支持する構造が図示する支持軸１８
Ｂと軸受３０で位置保持手段を構成する構造であるこ
と、および可動板１８をシーソー運動させる駆動手段を
基板１１上に並設した一対の下部電極２２Ａ−１，２２
Ａ−２および２２Ｂ−１，２２Ｂ−２で構成した点との
組み合わせを限定するものではない。つまり、図４８に
示した可動接点１６Ａ，１６Ｂの構造は上述した全ての
構造の集積型マイクロスイッチに適用できることは容易
に理解できよう。
Ａ，１４Ｂはそれぞれ端子１３Ａ−１，１３Ｂ−１およ
び１４Ａ−１，１４Ｂ−１にそれぞれ電気的に接続され
る。このように、可動板１８の上面側に可動接点１６
Ａ，１６Ｂを形成する構造とした場合には、可動板１８
の裏側に可動接点１６Ａ，１６Ｂを形成する製造方法と
比較して製造方法を簡素化できる利点が得られる。な
お、図４８に示した実施例は可動板１８の上面側に可動
接点１６Ａ，１６Ｂを形成する実施例を例示するもので
あり、可動板１８を支持する構造が図示する支持軸１８
Ｂと軸受３０で位置保持手段を構成する構造であるこ
と、および可動板１８をシーソー運動させる駆動手段を
基板１１上に並設した一対の下部電極２２Ａ−１，２２
Ａ−２および２２Ｂ−１，２２Ｂ−２で構成した点との
組み合わせを限定するものではない。つまり、図４８に
示した可動接点１６Ａ，１６Ｂの構造は上述した全ての
構造の集積型マイクロスイッチに適用できることは容易
に理解できよう。
【００９０】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
可動板１８はシーソー運動して固定接点１３Ａ，１３Ｂ
間および１４Ａ，１４Ｂ間を電気的に接離させる構造で
あり、可動板１８自体が弾性変形することはない。この
ために可動板１８が折損事故に遇うおそれはなく、耐久
性の高い集積型マイクロスイッチを提供できる利点が得
られる。また、可動板１８はその重量は主に支柱１５に
よって支持されているから可動板１８の位置保持手段１
９としてヒンジを用いる場合には、ヒンジは可動板１８
の位置を維持するだけでよい。従って、ヒンジには強度
を要求しないため弾性変形が容易な形状に作ることがで
きる。また、静電気の力によって可動板１８を可動させ
たとしても、ヒンジによるバネ力を小さくできるため、
固定接点１３Ａ，１３Ｂ，１４Ａ，１４Ｂに対して大き
な接触圧を与えることができ、安定な接触状態を得るこ
とができる。
可動板１８はシーソー運動して固定接点１３Ａ，１３Ｂ
間および１４Ａ，１４Ｂ間を電気的に接離させる構造で
あり、可動板１８自体が弾性変形することはない。この
ために可動板１８が折損事故に遇うおそれはなく、耐久
性の高い集積型マイクロスイッチを提供できる利点が得
られる。また、可動板１８はその重量は主に支柱１５に
よって支持されているから可動板１８の位置保持手段１
９としてヒンジを用いる場合には、ヒンジは可動板１８
の位置を維持するだけでよい。従って、ヒンジには強度
を要求しないため弾性変形が容易な形状に作ることがで
きる。また、静電気の力によって可動板１８を可動させ
たとしても、ヒンジによるバネ力を小さくできるため、
固定接点１３Ａ，１３Ｂ，１４Ａ，１４Ｂに対して大き
な接触圧を与えることができ、安定な接触状態を得るこ
とができる。
【００９１】また、この発明では可動板１８の位置保持
手段１９として支持軸１８Ｂと軸受３０を用いた構成を
提案した。この軸受３０を用いる構成とした場合には、
可動板１８のシーソー運動に対して反力が全く発生しな
いから、静電気の力でシーソー運動させる場合に、更に
小さい吸引力によって動作させることができる。また固
定接点に対して接触した状態を安定に維持することがで
きる利点が得られる。また、この発明による電磁駆動型
のマイクロスイッチによれば、可動板１８の駆動トルク
を大きく得ることができるため、この場合には更に安定
した接触状態を得ることができる。
手段１９として支持軸１８Ｂと軸受３０を用いた構成を
提案した。この軸受３０を用いる構成とした場合には、
可動板１８のシーソー運動に対して反力が全く発生しな
いから、静電気の力でシーソー運動させる場合に、更に
小さい吸引力によって動作させることができる。また固
定接点に対して接触した状態を安定に維持することがで
きる利点が得られる。また、この発明による電磁駆動型
のマイクロスイッチによれば、可動板１８の駆動トルク
を大きく得ることができるため、この場合には更に安定
した接触状態を得ることができる。
【００９２】特に図３３乃至図４３に示したように励磁
コイル６２を用いる構造とした場合には、更に一層吸着
力を強くすることができるため、スイッチの接触状態を
安定化することができる大きな利点が得られる。更に、
この発明では固定接点１３Ａ，１３Ｂ，１４Ａ，１４Ｂ
をインピーダンス整合が採れたマイクロストリップライ
ン構造としたから、高周波信号でも波形品質を劣化させ
ることなく安定して伝送することができ、高周波信号を
低損失、高分離損失で断続制御できる利点が得られる。
コイル６２を用いる構造とした場合には、更に一層吸着
力を強くすることができるため、スイッチの接触状態を
安定化することができる大きな利点が得られる。更に、
この発明では固定接点１３Ａ，１３Ｂ，１４Ａ，１４Ｂ
をインピーダンス整合が採れたマイクロストリップライ
ン構造としたから、高周波信号でも波形品質を劣化させ
ることなく安定して伝送することができ、高周波信号を
低損失、高分離損失で断続制御できる利点が得られる。
【００９３】また、この発明による集積型マイクロスイ
ッチはマイクロマシーン技術で製造できるから、小型で
高品質の製品を多量にしかも安価に作ることができる利
点も得られる。
ッチはマイクロマシーン技術で製造できるから、小型で
高品質の製品を多量にしかも安価に作ることができる利
点も得られる。
【図１】この発明の請求項１または２で提案した集積型
マイクロスイッチの一実施例を説明するための平面図。
マイクロスイッチの一実施例を説明するための平面図。
【図２】図１に示すＡ−Ａ線上の断面図。
【図３】図１および図２に示した構造の集積型マイクロ
スイッチの電気的な等価回路図。
スイッチの電気的な等価回路図。
【図４】図１および図２に示した集積型マイクロスイッ
チの全体の構造を説明するための斜視図。
チの全体の構造を説明するための斜視図。
【図５】図１および図２に示した集積型マイクロスイッ
チの製造方法を説明するための工程図。
チの製造方法を説明するための工程図。
【図６】図１および図２に示した集積型マイクロスイッ
チの変形実施例を説明するための平面図。
チの変形実施例を説明するための平面図。
【図７】図６のＢ−Ｂ線上の断面図。
【図８】図６および図７に示した集積型マイクロスイッ
チの等価回路図。
チの等価回路図。
【図９】図１および図２に示した集積型マイクロスイッ
チの更に他の変形実施例を説明するための平面図。
チの更に他の変形実施例を説明するための平面図。
【図１０】図９に示すＣ−Ｃ線上の断面図。
【図１１】図９および図１０に示した集積型マイクロス
イッチの等価回路図。
イッチの等価回路図。
【図１２】図１および図２に示した集積型マイクロスイ
ッチの更に他の実施例を説明するための平面図。
ッチの更に他の実施例を説明するための平面図。
【図１３】図１２に示したＤ−Ｄ線上の断面図。
【図１４】この発明の請求項３で提案する集積型マイク
ロスイッチの実施例を説明するための平面図。
ロスイッチの実施例を説明するための平面図。
【図１５】図１４に示すＥ−Ｅ線上の断面図。
【図１６】図１４に示す実施例の変形実施例を示す断面
図。
図。
【図１７】図１４および図１５に示した集積型マイクロ
スイッチの製造方法を説明するための工程図。
スイッチの製造方法を説明するための工程図。
【図１８】図１４に示した集積型マイクロスイッチの変
形実施例を示す断面図。
形実施例を示す断面図。
【図１９】図１４に示した集積型マイクロスイッチの更
に他の変形実施例を示す断面図。
に他の変形実施例を示す断面図。
【図２０】この発明の請求項４で提案した集積型マイク
ロスイッチの実施例を説明するための平面図。
ロスイッチの実施例を説明するための平面図。
【図２１】図２０に示したＦ−Ｆ線上の断面図。
【図２２】この発明の請求項１１で提案した集積型マイ
クロスイッチの実施例を説明するための平面図。
クロスイッチの実施例を説明するための平面図。
【図２３】図２２に示したＧ−Ｇ線上の断面図。
【図２４】図２２に示した実施例と図２０に示した実施
例とを組み合わせた実施例を示す平面図。
例とを組み合わせた実施例を示す平面図。
【図２５】図２２に示した実施例の製造方法を説明する
ための断面図。
ための断面図。
【図２６】図２５に示した製造方法の続きを説明するた
めの断面図。
めの断面図。
【図２７】図２５および図２６に示した製造方法の続き
を説明するための断面図。
を説明するための断面図。
【図２８】図２６Ａに示した工程を補足説明するための
平面図。
平面図。
【図２９】図２６Ａに示した工程を補足説明するための
平面図。
平面図。
【図３０】この発明の請求項５で提案する集積型マイク
ロスイッチの実施例を説明するための平面図。
ロスイッチの実施例を説明するための平面図。
【図３１】図３０に示すＨ−Ｈ線上の断面図。
【図３２】図３０に示した集積型マイクロスイッチの変
形実施例を説明するための平面図。
形実施例を説明するための平面図。
【図３３】この発明の請求項６で提案する集積型マイク
ロスイッチの実施例を説明するための平面図。
ロスイッチの実施例を説明するための平面図。
【図３４】図３３を側部から見た断面図。
【図３５】図３３および３４に示した集積型マイクロス
イッチの製造方法を説明するための工程図。
イッチの製造方法を説明するための工程図。
【図３６】図３３および図３４に示した集積型マイクロ
スイッチに用いた励磁コイルの一例を示す斜視図。
スイッチに用いた励磁コイルの一例を示す斜視図。
【図３７】図３６に示した励磁コイルを基板に形成した
孔に装填した状態を説明するための平面図。
孔に装填した状態を説明するための平面図。
【図３８】図３３および図３４に示した集積型マイクロ
スイッチの変形実施例を説明するための平面図。
スイッチの変形実施例を説明するための平面図。
【図３９】図３８に示した集積型マイクロスイッチの構
造を説明するための断面図。
造を説明するための断面図。
【図４０】この発明の請求項１８で提案した集積型マイ
クロスイッチの実施例を説明するための断面図。
クロスイッチの実施例を説明するための断面図。
【図４１】この発明の請求項１９で提案した集積型マイ
クロスイッチの実施例を示す断面図。
クロスイッチの実施例を示す断面図。
【図４２】図３３および図３４に示した実施例の更にそ
の実施例を説明するための断面図。
の実施例を説明するための断面図。
【図４３】図４２を上部から見た平面図。
【図４４】この発明の請求項１で提案した集積型マイク
ロスイッチの実施例を説明するための平面図。
ロスイッチの実施例を説明するための平面図。
【図４５】図３３に示したスイッチ等価回路図。
【図４６】この発明の集積型マイクロスイッチの実施例
を説明するための平面図。
を説明するための平面図。
【図４７】この発明の集積型マイクロスイッチの実施例
を説明するための断面図。
を説明するための断面図。
【図４８】この発明の更に他の変形実施例を説明するた
めの斜視図。
めの斜視図。
【図４９】従来の技術を説明するための斜視図。
【図５０】図４９に示したＩ−Ｉ線上の断面図。
１１ 基板 １２，１２′ 絶縁層 １３Ａ，１３Ｂ 固定接点 １４Ａ，１４Ｂ 固定接点 １５ 支柱 １６Ａ，１６Ｂ 可動接点 １７ 配線 １８ 可動板 １８Ａ 貫通孔 １８Ｂ 支持軸 １９ 位置保持手段 ２１ 電極部 ２１Ａ 基台 ２２Ａ，２２Ｂ 下部電極 ２３Ａ，２３Ｂ 端子部 ２４ 共通電位層 ２５ 樹脂層（第１犠牲層） ２６ 絶縁層 ２８Ａ，２８Ｂ 上部電極 ２９ 樹脂層（第２犠牲層） ３０ 軸受 ３１ 台 ３２ アーチ ６２ 励磁コイル ６２Ａ 磁気コア ６２Ｂ コイル ６２Ｃ コイル電極 ６４ 樹脂層 ６５ 配線 ６６ 電極
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｈ 23/16 Ｈ０１Ｈ 23/16 Ｚ 49/00 49/00 Ｊ 50/00 50/00 Ｚ 51/06 51/06 Ｓ 51/12 51/12 Ｊ (72)発明者 蛸島 武尚 東京都練馬区旭町１丁目32番１号 株式会 社アドバンテスト内 Ｆターム(参考） 5G023 AA01 AA11 CA25 CA29 CA30
Claims (27)
- 【請求項１】 Ａ．基板の一方の面に突出して形成され
た支柱と、 Ｂ．この支柱によってシーソー運動可能な状態に支持さ
れた可動板と、 Ｃ．この可動板の回動支点の両側辺と基板との間を回動
自在に連結する位置保持手段と、 Ｄ．上記可動板の一方の回動端側と上記基板との間およ
び上記基板の他方の回動端側と上記基板との間の何れか
一方に力を発生させ、上記可動板をシーソー運動させる
駆動手段と、 Ｅ．上記可動板の遊端に装着した可動接点と、 Ｆ．上記可動接点によって電気的に接離される固定接点
と、によって構成された集積型マイクロスイッチ。 - 【請求項２】 請求項１記載の集積型マイクロスイッチ
において、上記駆動手段を、上記基板の板面上において
上記支柱を境とする対称位置に配置した下部電極と、導
電性を持ち所定の電位が与えられる可動板とによって構
成したことを特徴とする集積型マイクロスイッチ。 - 【請求項３】 請求項１記載の集積型マイクロスイッチ
において、上記駆動手段を、上記基板の板面上において
上記支柱を境とする対称位置に配置した下部電極と、上
記可動板に形成され上記電極と対向して配置された上部
電極とによって構成したことを特徴とする集積型マイク
ロスイッチ。 - 【請求項４】 請求項１記載の集積型マイクロスイッチ
において、上記駆動手段を、上記基板の板面上において
上記支柱を境とする対称位置のそれぞれに配置した複数
の下部電極と、可動板とによって構成したことを特徴と
する集積型マイクロスイッチ。 - 【請求項５】 請求項１記載の集積型マイクロスイッチ
において、上記駆動手段を、上記可動板の板面において
上記可動板の回動支点位置を境として対称位置に形成し
た偏平な平面コイルと、この平面コイルが発生する磁界
と平行する方向の磁界を与える永久磁石とによって構成
したことを特徴とする集積型マイクロスイッチ。 - 【請求項６】 請求項１記載の集積型マイクロスイッチ
において、上記駆動手段を、磁性材で形成した可動板
と、この可動板の一方と他方の回動端側の双方に対向し
て上記基板に埋設され、線材を筒状に巻回して構成した
コイルとによって構成したことを特徴とする集積型マイ
クロスイッチ。 - 【請求項７】 請求項１記載の集積型マイクロスイッチ
において、上記駆動手段を、磁性材で形成した可動板
と、この可動板の一方と他方の回動端側の双方に対向し
て上記可動板の上面に架設された補助板に保持され、線
材を筒状に巻回して構成した励磁コイルとによって構成
したことを特徴とする集積型マイクロスイッチ。 - 【請求項８】 請求項１記載の集積型マイクロスイッチ
において、上記駆動手段を、上記可動板の回動支点位置
を境に対称位置に装着した一対の磁性体で形成した磁気
吸着片と、この一対の磁気吸着片と対向して配置した線
材を筒状に巻回して構成した一対の励磁コイルとによっ
て構成したことを特徴とする集積型マイクロスイッチ。 - 【請求項９】 請求項１記載の集積型マイクロスイッチ
において、上記駆動手段を、上記可動板の回動支点位置
を境に対称位置に装着され上記可動板の厚み方向に磁極
が着磁された一対の磁気吸着片と、この一対の磁気吸着
片と対向して上記基板に埋設された線材を筒状に巻回し
て構成した一対の励磁コイルとによって構成したことを
特徴とする集積型マイクロスイッチ。 - 【請求項１０】 請求項１記載の集積型マイクロスイッ
チにおいて、上記位置保持手段を、上記可動板の回動支
点位置の両側辺から外向きに上記基板の板面に突出して
形成した台との間を連結する弾性変形可能なヒンジによ
って構成したことを特徴とする集積型マイクロスイッ
チ。 - 【請求項１１】 請求項１記載の集積型マイクロスイッ
チにおいて、上記位置保持手段を、上記可動板の回動支
点位置の両側辺から外向きに突出して形成した支持軸
と、この支持軸を貫通させて係合し、上記基板の板面か
ら突出して形成した台の上に形成した軸受とによって構
成したことを特徴とする集積型マイクロスイッチ。 - 【請求項１２】 請求項１記載の集積型マイクロスイッ
チにおいて、上記可動接点は上記可動板の回動遊端の下
面側に被着形成し、上記固定接点は上記基板上の上記可
動接点と対向する位置に形成した構造としたことを特徴
とする集積型マイクロスイッチ。 - 【請求項１３】 請求項１記載の集積型マイクロスイッ
チにおいて、上記可動接点に弾性変形可能なバネ性を付
与し、バネ性によって上記可動接点と、固定接点との間
の相互間にセルフクリーニング作用を施すことを特徴と
する集積型マイクロスイッチ。 - 【請求項１４】 請求項１記載の集積型マイクロスイッ
チにおいて、上記可動接点を上記可動板の回動遊端の上
面側に形成し、上記固定接点を上記基板の板面から離れ
た位置に架設した梁に装着した構造を特徴とする集積型
マイクロスイッチ。 - 【請求項１５】 請求項１記載の集積型マイクロスイッ
チにおいて、上記固定接点に所定のインピーダンスに整
合された信号伝送線路を構成する導電体によって構成し
た構造を特徴とする集積型マイクロスイッチ。 - 【請求項１６】 請求項１記載の集積型マイクロスイッ
チにおいて、上記固定接点をマイクロストリップライン
によって構成した構造を特徴とする集積型マイクロスイ
ッチ。 - 【請求項１７】 請求項１記載の集積型マイクロスイッ
チにおいて、上記固定接点をコプレナ型マイクロストリ
ップラインによって構成した構造を特徴とする集積型マ
イクロスイッチ。 - 【請求項１８】 Ａ．基板の一方の面に形成した固定接
点と、 Ｂ．この固定接点と対向して回動遊端が配置され、他端
側が基板に対して固定され導電体によって形成された片
持梁と、 Ｃ．この片持梁の上記回動遊端と対向して配置され、線
材を筒状に巻回して構成した励磁コイルと、によって構
成したことを特徴とする集積型マイクロスイッチ。 - 【請求項１９】 Ａ．導電性を有する磁性材によって形
成され、基板の一方の面に片持梁の構造で支持された可
動板と、 Ｂ．この可動板の回動遊端と対向し、可動板の回動遊端
からわずかに離れた位置に固定接点を支持する非磁性体
によって形成した固定接点支持用の片持梁と、 Ｃ．上記可動板の回動遊端と対向して配置され、線材を
筒状に巻回して構成した励磁コイルと、によって構成し
たことを特徴とする集積型マイクロスイッチ。 - 【請求項２０】 多角形の可動板の中心部を支柱によっ
て支持すると共に、この可動板と対向して基板の下部に
下部電極を配置し、可動板の各隅に可動接点を形成し、
可動板の各隅の各上面側に上部電極を形成し、この上部
電極と上記下部電極間に電圧を印加して、上記可動板の
隅の部分を基板に向かって変位させ、各隅に形成した可
動接点を基板に形成した固定接点に接触させて固定接点
を接離させる構造としたことを特徴とする集積型マイク
ロスイッチ。 - 【請求項２１】 請求項１記載の集積型マイクロスイッ
チにおいて、共通の基板に複数の集積型マイクロスイッ
チを形成した構造を特徴とする集積型マイクロスイッ
チ。 - 【請求項２２】 請求項１，１８，１９，２０記載の集
積型マイクロスイッチの何れかにおいて、上記集積型マ
イクロスイッチを密封容器に封入し、密封容器内に不活
性ガスを充填して構成したことを特徴とする集積型マイ
クロスイッチ。 - 【請求項２３】 Ａ．基板の一方の面に一対の下部電極
と、固定接点とを形成する工程と、 Ｂ．この一対の下部電極の互いに対向する間隙内に支柱
を形成する工程と、 Ｃ．上記支柱の高さにほぼ等しい厚みを持ち、エッチン
グ液によって除去することができる材質で形成した犠牲
層と、 Ｄ．この犠牲層の表面に可動板の遊端に装着すべき可動
接点を形成する工程と、 Ｅ．可動接点と可動板との間を絶縁するための絶縁層を
形成する工程と、 Ｆ．この絶縁層の上面に導電性材料で構成される可動板
とヒンジおよびエッチング用孔を形成する工程と、 Ｇ．上記可動板に形成したエッチング用孔を通して上記
可動板と犠牲層との間で上記支柱と可動板との間に形成
した絶縁層を除去する工程と、 Ｈ．上記犠牲層を除去するエッチング工程と、によって
製造することを特徴とする集積型マイクロスイッチの製
造方法。 - 【請求項２４】 Ａ．基板の一方の面に一対の下部電極
を形成すべき部分と、支柱を形成すべき部分と、軸受と
なる台を形成すべき部分と、固定電極を形成すべき部分
に金属層を形成する工程と、 Ｂ．上記支柱を形成すべき部分と台を形成すべき部分に
所定の厚みを持つメッキ層を形成し、支柱と台を形成す
る工程と、 Ｃ．上記支柱および台と同等の厚みを持ち、上記支柱と
台の表面を露出させて形成した第１犠牲層と、 Ｄ．この第１犠牲層の表面に上記固定電極の位置にほぼ
対向して可動接点を被着形成する工程と、 Ｅ．この可動接点の表面を露出させた状態で上記第１犠
牲層の表面を平坦面に形成する第２犠牲層を形成する工
程と、 Ｆ．この第２犠牲層および可動接点が形成する面上に導
電層を形成する工程と、 Ｇ．この導電層および上記第２犠牲層のそれぞれに対
し、上記台の位置において軸受を形成するための一対の
孔を形成する工程と、 Ｈ．上記導電層を可動板とこの可動板から突出させて形
成する支持軸の形状に残して他を除去する工程と、 Ｉ．上記導電層が除去された部分に可動板の厚みにほぼ
等しい厚みを持つレジスト層を被着形成する工程と、 Ｊ．上記レジスト層で囲まれた領域に露出した上記導電
層の表面および上記孔を通じて露出した上記台の表面に
所定の厚みを持つメッキ層を形成し、可動板と支持軸お
よび軸受の柱部分とを形成する工程と、 Ｋ．上記レジスト層と可動板、支持軸および軸受の柱部
分の表面で形成された平面上に第３犠牲層を形成する工
程と、 Ｌ．この第３犠牲層に形成され上記軸受の柱部分の表面
を露出させる孔を形成する工程と、 Ｍ．この孔の内部と上記第３犠牲層の表面に導電層を形
成する工程と、 Ｎ．この導電層の上面に所定の厚みを持つ第４犠牲層を
形成する工程と、 Ｏ．この第４犠牲層に上記軸受の柱部分を連結する長孔
を形成する工程と、 Ｐ．この長孔の内部に露出して導電層の表面に所望の厚
みを持つメッキ層を形成し、軸受を完成する工程と、 Ｑ．上記軸受の完成後に、第４犠牲層を除去する工程、
およびこの第４犠牲層が除去されて露出された上記導電
層を除去する工程、導電層を除去することにより、可動
板および支持軸、軸受の柱部分を取り囲んで形成したレ
ジスト層を除去する工程、可動板と基板との間に形成し
た第２犠牲層および第１犠牲層を除去する工程と、を含
むことを特徴とする集積型マイクロスイッチの製造方
法。 - 【請求項２５】 Ａ．基板の一方の面に一対の下部電極
を形成する工程と、 Ｂ．この一対の下部電極の互いに対向する間隙内に支柱
を形成する工程と、 Ｃ．上記支柱を挟んで互いに対称位置に上記支柱の高さ
にほぼ等しい厚みを有する絶縁層を形成する工程と、 Ｄ．この絶縁層の上面に一対の固定接点を形成する工程
と、 Ｅ．上記絶縁層の相互間に上記支柱の高さにほぼ等しい
厚みを有する第１犠牲層を形成する工程と、 Ｆ．この第１犠牲層の上面にエッチング可能な樹脂層を
形成する工程と、 Ｇ．この樹脂層の上面に可動板およびこの可動板の上記
支柱と対向する両側位置から外向きに延長されるヒンジ
とを形成する工程と、 Ｈ．上記第１犠牲層と可動板との間に形成した樹脂層を
除去し、上記支柱と可動板の間に空隙を形成する工程
と、 Ｉ．上記固定接点を形成した絶縁層の上面に、上記可動
板の厚みにほぼ等しい第２犠牲層を形成する工程と、 Ｊ．上記可動板の上面に、上記支柱から互いに等しい対
称位置に一対の上部電極を形成する工程と、この上部電
極に電圧信号を供給する配線を上記ヒンジの上面に形成
する工程および上記可動板の端部と、上記第２犠牲層に
跨がって可動接点を形成する工程と、 Ｋ．上記第１犠牲層および第２犠牲層を除去する工程
と、から成ることを特徴とする集積型マイクロスイッチ
の製造方法。 - 【請求項２６】 Ａ．基板の一方の面に支柱を形成する
工程と、 Ｂ．この支柱を挟んで対称位置に配置した一対の固定接
点を形成する工程と、 Ｃ．上記支柱の高さにほぼ等しい厚みを具備した犠牲層
を形成する工程と、 Ｄ．この犠牲層の上にエッチング可能な材料で除去層を
形成する工程と、 Ｅ．この除去層の上に重ねて可動板およびヒンジを形成
する工程と、 Ｆ．上記固定接点を形成した位置に可動板にほぼ等しい
厚みを具備した第２犠牲層を形成する工程と、 Ｇ．上記可動板の上面の上記支柱を挟んで対称位置に平
面コイルを形成する工程およびこの一対の平面コイルの
それぞれに電流を供給する配線を形成する工程および上
記可動板の両方の遊端と上記第２犠牲層に跨がって可動
接点を形成する工程と、 Ｈ．上記除去層を除去し、上記支柱と可動板とを分離す
る工程と、 Ｉ．上記第１犠牲層および第２犠牲層を除去する工程
と、より成ることを特徴とする集積型マイクロスイッチ
の製造方法。 - 【請求項２７】 Ａ．基板の一方の面に孔を形成する工
程と、 Ｂ．この孔に線材を筒状に巻回して構成され、線材の両
方の端末に電極が装着され、この電極を筒状に巻回した
コイルの一方の端面に配置した励磁コイルを上記電極が
後記可動板の長手方向と直交する向きに配列させて装填
する工程と、 Ｃ．この励磁コイルの上面および上記基板の上面に樹脂
材を塗布して樹脂層を形成し、この樹脂層を固化させて
上記励磁コイルを上記孔の内部に固定する工程と、 Ｄ．上記樹脂層の表面および上記励磁コイルに装着した
電極を切削加工し、樹脂層の表面を鏡面仕上げする工程
と、 Ｅ．鏡面仕上げされた樹脂層の表面に上記励磁コイルの
電極に接触する配線と、この配線に電流を印加するため
の電極、固定接点、後記可動板をシーソー運動させるた
めの支柱を形成すべき部分と、軸受となる台を突出形成
すべき部分に金属層を形成する工程と、 Ｆ．上記支柱を形成すべき部分と台を形成すべき部分に
所定の厚みを持つメッキ層を形成し、支柱と台を形成す
る工程と、 Ｇ．上記支柱および台と同等の厚みを持ち、上記支柱と
台の表面を露出させて形成した第１犠牲層と、 Ｈ．この第１犠牲層の表面に上記固定電極の位置にほぼ
対向して可動接点を被着形成する工程と、 Ｉ．この可動接点の表面を露出させた状態で上記第１犠
牲層の表面を平坦面に形成する第２犠牲層を形成する工
程と、 Ｊ．この第２犠牲層および可動接点が形成する面上に導
電層を形成する工程と、 Ｋ．この導電層および上記第２犠牲層のそれぞれに対
し、上記台の位置において軸受を形成するための一対の
孔を形成する工程と、 Ｌ．上記導電層を可動板とこの可動板から突出させて形
成する支持軸の形状に残して他を除去する工程と、 Ｍ．上記導電層が除去された部分に可動板の厚みにほぼ
等しい厚みを持つレジスト層を被着形成する工程と、 Ｎ．上記レジスト層で囲まれた領域に露出した上記導電
層の表面および上記孔を通じて露出した上記台の表面に
所定の厚みを持つメッキ層を形成し、可動板と支持軸お
よび軸受の柱部分とを形成する工程と、 Ｏ．上記レジスト層と可動板、支持軸および軸受の柱部
分の表面で形成された平面上に第３犠牲層を形成する工
程と、 Ｐ．この第３犠牲層に形成され上記軸受の柱部分の表面
を露出させる孔を形成する工程と、 Ｑ．この孔の内部と上記第３犠牲層の表面に導電層を形
成する工程と、 Ｒ．この導電層の上面に所定の厚みを持つ第４犠牲層を
形成する工程と、 Ｓ．この第４犠牲層に上記軸受の柱部分を連結する長孔
を形成する工程と、 Ｔ．この長孔の内部に露出して導電層の表面に所望の厚
みを持つメッキ層を形成し、軸受を完成する工程と、 Ｕ．上記軸受の完成後に、第４犠牲層を除去する工程、
およびこの第４犠牲層が除去されて露出された上記導電
層を除去する工程、導電層を除去することにより、可動
板および支持軸、軸受の柱部分を取り囲んで形成したレ
ジスト層を除去する工程、可動板と基板との間に形成し
た第２犠牲層および第１犠牲層を除去する工程と、を含
むことを特徴とする集積型マイクロスイッチの製造方
法。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP2000003631A JP2001076605A (ja) | 1999-07-01 | 2000-01-12 | 集積型マイクロスイッチおよびその製造方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18731499 | 1999-07-01 | ||
| JP11-187314 | 1999-07-01 | ||
| JP2000003631A JP2001076605A (ja) | 1999-07-01 | 2000-01-12 | 集積型マイクロスイッチおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|---|---|
| JP2000003631A Pending JP2001076605A (ja) | 1999-07-01 | 2000-01-12 | 集積型マイクロスイッチおよびその製造方法 |
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