JP2002534770A - 機械式マイクロスイッチを動作させるための装置及び方法 - Google Patents
機械式マイクロスイッチを動作させるための装置及び方法Info
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- H01H2036/0093—Micromechanical switches actuated by a change of the magnetic field
Abstract
(57)【要約】
マイクロメカニカルスイッチ（２０）、及び磁石（５０）を二つの位置の間で移動することによってマイクロメカニカルスイッチを開位置と閉位置との間で作動するための方法を提供する。磁石は磁束を発生し、この磁束は磁気的に伝導性の層（３０、４０、２０７、２０９）を通って移動する。磁気的に伝導性の層内の磁束は、接触エレメント（６０）を強く引っ張って導電層（２７、２８、２９、２２１、２２３）と接触させ、開放した電気接点を電気的に短絡する。
Description
【０００１】
本発明は、マイクロメカニカルスイッチ、及びマイクロメカニカルスイッチが
常開の位置とマイクロメカニカルスイッチが常閉の位置の二つの位置の間で永久
磁石を移動するマイクロメカニカルスイッチを作動するための方法に関する。
常開の位置とマイクロメカニカルスイッチが常閉の位置の二つの位置の間で永久
磁石を移動するマイクロメカニカルスイッチを作動するための方法に関する。
【０００２】
開位置と閉位置との間で作動する従来のマイクロスイッチは、静電力、弾性力
、又は熱によって誘導された力を使用してマイクロスイッチを作動する。従来の
静電作動式スイッチ及びリレーには過剰な電荷が発生し、これによりマイクロス
イッチを作動するのに必要な閉鎖力の大きさを経時的に変化する。
、又は熱によって誘導された力を使用してマイクロスイッチを作動する。従来の
静電作動式スイッチ及びリレーには過剰な電荷が発生し、これによりマイクロス
イッチを作動するのに必要な閉鎖力の大きさを経時的に変化する。
【０００３】
本発明の目的は、永久磁石を一つの位置の間で移動することによって常閉位置
と常開位置との間で作動するマイクロメカニカルスイッチを提供することである
。
と常開位置との間で作動するマイクロメカニカルスイッチを提供することである
。
【０００４】 本発明の別の目的は、カンチレバーアームの自由単を第１導電層又は第２導電
層に向かって電磁的に引っ張って常開導電経路又は常閉導電経路を形成するマイ
クロメカニカルスイッチを提供することである。
層に向かって電磁的に引っ張って常開導電経路又は常閉導電経路を形成するマイ
クロメカニカルスイッチを提供することである。
【０００５】 本発明の更に別の目的は、マイクロメカニカルスイッチの開閉に必要な外部か
ら作用する力を伝達するために磁力を使用するマイクロメカニカルスイッチを提
供することである。
ら作用する力を伝達するために磁力を使用するマイクロメカニカルスイッチを提
供することである。
【０００６】 本発明の他の目的は、従来の集積回路加工技術を使用して製造できるマイクロ
メカニカルスイッチを提供することである。 本発明の更に他の目的は、スイッチ本体が置かれた外部環境から、導電経路を
完成する接触面が気密封止され且つ絶縁されたマイクロメカニカルスイッチを提
供することである。
メカニカルスイッチを提供することである。 本発明の更に他の目的は、スイッチ本体が置かれた外部環境から、導電経路を
完成する接触面が気密封止され且つ絶縁されたマイクロメカニカルスイッチを提
供することである。
【０００７】
本発明の以上の及び他の目的は、マイクロメカニカルスイッチを常閉位置又は
常開位置に設定するために二つの位置の間で移動される磁石を持つマイクロメカ
ニカルスイッチによって達成される。本発明の一つの好ましい実施例では、磁石
は、第１導電層の一次開口部及び第２導電層の一次開口部によって少なくとも部
分的に形成されたスロット内で移動する。しかしながら、幾つかの他の様々な磁
石形体、経路形体、及び／又は機械的エレメントを使用して磁石を二つの位置の
間で移動できる。
常開位置に設定するために二つの位置の間で移動される磁石を持つマイクロメカ
ニカルスイッチによって達成される。本発明の一つの好ましい実施例では、磁石
は、第１導電層の一次開口部及び第２導電層の一次開口部によって少なくとも部
分的に形成されたスロット内で移動する。しかしながら、幾つかの他の様々な磁
石形体、経路形体、及び／又は機械的エレメントを使用して磁石を二つの位置の
間で移動できる。
【０００８】 磁石を二つの位置の間で選択的に移動するためにアクチュエータが使用される
。このアクチュエータは、押しボタンスイッチであってもよいし、磁石を二つの
位置の間で移動するのに使用される任意の他の機械的スイッチであってもよい。
アクチュエータは、自動的に又は手動で作動できる。
。このアクチュエータは、押しボタンスイッチであってもよいし、磁石を二つの
位置の間で移動するのに使用される任意の他の機械的スイッチであってもよい。
アクチュエータは、自動的に又は手動で作動できる。
【０００９】 接触エレメントは、二つの異なる位置の間に移動自在に取り付けられている。
二つの異なる位置は、第１導電層の一つの二次開口部内の一つの位置、及び第２
導電層の別の二次開口部内の別の位置である。本発明の一つの好ましい実施例で
は、磁石が第１位置にある場合には、接触エレメントは第１導電層の二次開口部
内に位置決めされており、即ち架橋し、磁石が第２位置にある場合には、接触エ
レメントは第２導電層の二次開口部内に位置決めされており、即ち架橋する。
二つの異なる位置は、第１導電層の一つの二次開口部内の一つの位置、及び第２
導電層の別の二次開口部内の別の位置である。本発明の一つの好ましい実施例で
は、磁石が第１位置にある場合には、接触エレメントは第１導電層の二次開口部
内に位置決めされており、即ち架橋し、磁石が第２位置にある場合には、接触エ
レメントは第２導電層の二次開口部内に位置決めされており、即ち架橋する。
【００１０】 接触エレメントは、カンチレバーアームの自由端に取り付けることができ、又
はカンチレバーアームの自由端と一体である。カンチレバーアームは、好ましく
は、第１導電層及び／又は第２導電層が支持された基材と同じ基材に固定された
固定端を有する。接触エレメントを第１導電層の二次開口部と第２導電層の二次
開口部との間で移動できるようにする適当な機械的構成を使用できるということ
は明らかである。
はカンチレバーアームの自由端と一体である。カンチレバーアームは、好ましく
は、第１導電層及び／又は第２導電層が支持された基材と同じ基材に固定された
固定端を有する。接触エレメントを第１導電層の二次開口部と第２導電層の二次
開口部との間で移動できるようにする適当な機械的構成を使用できるということ
は明らかである。
【００１１】 本発明のマイクロメカニカルスイッチの開閉に使用される磁力は、他の従来の
マイクロメカニカルスイッチを作動するのに必要な他の従来の静電力、弾性力、
又は重力よりも数桁強い。マイクロメカニカルスイッチを常開位置と常閉位置と
の間で作動するのに移動自在の磁石を使用するマイクロメカニカルスイッチを提
供することが必要とされているということは明らかである。本発明の一つの好ま
しい実施例は、電磁力からの電磁的要求が第１導電層又は第２導電層を通して作
用する際、カンチレバーアームの自由端の接触エレメントを使用して第１導電層
又は第２導電層のいずれかに向かって移動することによって、このような必要を
満たす上で特に適している。
マイクロメカニカルスイッチを作動するのに必要な他の従来の静電力、弾性力、
又は重力よりも数桁強い。マイクロメカニカルスイッチを常開位置と常閉位置と
の間で作動するのに移動自在の磁石を使用するマイクロメカニカルスイッチを提
供することが必要とされているということは明らかである。本発明の一つの好ま
しい実施例は、電磁力からの電磁的要求が第１導電層又は第２導電層を通して作
用する際、カンチレバーアームの自由端の接触エレメントを使用して第１導電層
又は第２導電層のいずれかに向かって移動することによって、このような必要を
満たす上で特に適している。
【００１２】 本発明の目的及び本明細書中に亘って論じた本発明によるマイクロメカニカル
スイッチの特徴は、添付図面を参照して読むと更によく理解されるであろう。
スイッチの特徴は、添付図面を参照して読むと更によく理解されるであろう。
【００１３】
図１乃至図３に概略に示すように、本発明の一つの好ましい実施例では、マイ
クロメカニカルスイッチ２０は、好ましくは互いから絶縁された導電層３０及び
導電層４０を含む。以下に更に詳細に説明するように、磁石５０を磁石第１部分
と磁石第２部分との間で移動し、マイクロメカニカルスイッチ２０を常閉位置と
常開位置との間で作動する。
クロメカニカルスイッチ２０は、好ましくは互いから絶縁された導電層３０及び
導電層４０を含む。以下に更に詳細に説明するように、磁石５０を磁石第１部分
と磁石第２部分との間で移動し、マイクロメカニカルスイッチ２０を常閉位置と
常開位置との間で作動する。
【００１４】 導電層３０は、図１及び図５に示すように、一次開口部３５及び二次開口部３
７を持つ閉鎖経路３１を形成する。導電層４０は、図１及び図５に示すように、
一次開口部４５及び二次開口部４７を持つ閉鎖経路４１を形成する。本発明の一
つの好ましい実施例では、一次開口部３５及び二次開口部４５は、スロット５１
の少なくとも一部を形成する。磁石５０は、導電層３０及び導電層４０に関して
移動自在に取り付けられている。磁石５０は、図１に示すように、スロット５１
内に移動自在に取り付けられているが、一次開口部３５及び／又は一次開口部４
５の任意の他の適当な形状を使用して、磁石５０が第１磁石位置と第２磁石位置
との間で移動する経路を形成できる。図１はスロット５１を磁石５０が移動する
直線状の経路として示すが、任意の他の適当な形状の経路を使用して磁石５０を
その第１位置と第２位置との間で移動できるということは明らかである。更に、
磁石５０、一次開口部３５及び／又は一次開口部４５の形状は、導電層３０及び
／又は導電層４０の異なるレイアウト及び設計の各々に合わせて変更できる。
７を持つ閉鎖経路３１を形成する。導電層４０は、図１及び図５に示すように、
一次開口部４５及び二次開口部４７を持つ閉鎖経路４１を形成する。本発明の一
つの好ましい実施例では、一次開口部３５及び二次開口部４５は、スロット５１
の少なくとも一部を形成する。磁石５０は、導電層３０及び導電層４０に関して
移動自在に取り付けられている。磁石５０は、図１に示すように、スロット５１
内に移動自在に取り付けられているが、一次開口部３５及び／又は一次開口部４
５の任意の他の適当な形状を使用して、磁石５０が第１磁石位置と第２磁石位置
との間で移動する経路を形成できる。図１はスロット５１を磁石５０が移動する
直線状の経路として示すが、任意の他の適当な形状の経路を使用して磁石５０を
その第１位置と第２位置との間で移動できるということは明らかである。更に、
磁石５０、一次開口部３５及び／又は一次開口部４５の形状は、導電層３０及び
／又は導電層４０の異なるレイアウト及び設計の各々に合わせて変更できる。
【００１５】 好ましくは、アクチュエータ５５を使用して磁石５０を第１磁石位置と第２磁
石位置との間で選択的に移動する。本発明による一つの好ましい実施例では、ア
クチュエータ５５は、図１に破線で概略に示すように、プッシュロッド５６を含
む。プッシュロッド５６は、磁石５０を導電層３０及び／又は導電層４０に関し
て移動するのに使用される任意の適当な機械的構造を有する。
石位置との間で選択的に移動する。本発明による一つの好ましい実施例では、ア
クチュエータ５５は、図１に破線で概略に示すように、プッシュロッド５６を含
む。プッシュロッド５６は、磁石５０を導電層３０及び／又は導電層４０に関し
て移動するのに使用される任意の適当な機械的構造を有する。
【００１６】 本発明による別の好ましい実施例では、アクチュエータ５５は、磁石５０に連
結された任意の適当な機械的装置を含む。独立した電気的、電気機械的、又は電
磁的装置を使用して磁石５０を移動できるということもから明らかである。
結された任意の適当な機械的装置を含む。独立した電気的、電気機械的、又は電
磁的装置を使用して磁石５０を移動できるということもから明らかである。
【００１７】 図１乃至図３に示すように、接触エレメント６０が導電層３０及び／又は導電
層４０に関して移動自在に取り付けられている。接触エレメント６０は、第１エ
レメント位置と第２エレメント位置との間で移動する。本発明の一つの好ましい
実施例では、接触エレメント６０は、第１エレメント位置にある場合には、導電
層３０を二次開口部３５に亘って電気的に短絡し、接触エレメント６０は、第２
エレメント位置にある場合には、導電層４０を二次開口部４７に亘って電気的に
短絡する。図２の矢印は、本発明の好ましい実施例による接触エレメント６０の
移動方向を示す。
層４０に関して移動自在に取り付けられている。接触エレメント６０は、第１エ
レメント位置と第２エレメント位置との間で移動する。本発明の一つの好ましい
実施例では、接触エレメント６０は、第１エレメント位置にある場合には、導電
層３０を二次開口部３５に亘って電気的に短絡し、接触エレメント６０は、第２
エレメント位置にある場合には、導電層４０を二次開口部４７に亘って電気的に
短絡する。図２の矢印は、本発明の好ましい実施例による接触エレメント６０の
移動方向を示す。
【００１８】 図２に示すように、接触エレメント６０は、上方に移動したとき、導電層３０
を二次開口部３７に亘って接触し、即ち架橋する。更に、図２に示すように、接
触エレメント６０は、下方に移動したとき、導電層４０を二次開口部４７に亘っ
て接触し、即ち架橋する。閉鎖体経路３１又は閉鎖体経路４１を閉じる目的のた
め、導電層３０、導電層４０、二次開口部３７、二次開口部４７、及び／又は接
触エレメント６０のこの他の適当な形状を使用して、導電層３０を二次開口部３
７に亘って電気的に架橋し及びかくして短絡し、又は導電層４０を二次開口部４
７に亘って電気的に架橋し及びかくして電気的短絡する同じ結果を得ることがで
きるということは明らかである。
を二次開口部３７に亘って接触し、即ち架橋する。更に、図２に示すように、接
触エレメント６０は、下方に移動したとき、導電層４０を二次開口部４７に亘っ
て接触し、即ち架橋する。閉鎖体経路３１又は閉鎖体経路４１を閉じる目的のた
め、導電層３０、導電層４０、二次開口部３７、二次開口部４７、及び／又は接
触エレメント６０のこの他の適当な形状を使用して、導電層３０を二次開口部３
７に亘って電気的に架橋し及びかくして短絡し、又は導電層４０を二次開口部４
７に亘って電気的に架橋し及びかくして電気的短絡する同じ結果を得ることがで
きるということは明らかである。
【００１９】 図１、図２、及び図５に示すように、本発明の一つの好ましい実施例では、導
電層３０の少なくとも一次部分３２が平面２１内に位置決めされている。図１は
、導電層３０の二次部分３３を示す。図１乃至図３及び図５に示す実施例では、
メッキプロセスを使用して導電体を形成し、導電層３０の一次部分３２と二次部
分３３との間を電気的に短絡することができる。図示のように、二次部分３３は
、平面２１から所定距離に離間された平面２２内に位置決めされている。他の適
当な形状及び構成を使用して導電層３０及び／又は導電層４０を形成できるけれ
ども、接触エレメント６０が第１エレメント位置と第２エレメント位置との間で
移動できる限り、図１乃至図３に示す実施例、又は任意の他の構造的に等価の適
当なレイアウト及び設計を使用できる。
電層３０の少なくとも一次部分３２が平面２１内に位置決めされている。図１は
、導電層３０の二次部分３３を示す。図１乃至図３及び図５に示す実施例では、
メッキプロセスを使用して導電体を形成し、導電層３０の一次部分３２と二次部
分３３との間を電気的に短絡することができる。図示のように、二次部分３３は
、平面２１から所定距離に離間された平面２２内に位置決めされている。他の適
当な形状及び構成を使用して導電層３０及び／又は導電層４０を形成できるけれ
ども、接触エレメント６０が第１エレメント位置と第２エレメント位置との間で
移動できる限り、図１乃至図３に示す実施例、又は任意の他の構造的に等価の適
当なレイアウト及び設計を使用できる。
【００２０】 図１乃至図３に示すように、導電層３０の一次部分３２が一次開口部３５を形
成し、導電層３０の第２部分３３が二次開口部３７を形成する。更に、図１乃至
図３に示すように、スロット５１は矩形形状であり、そのため一次開口部３５及
び一次開口部４５が互いに整合する。
成し、導電層３０の第２部分３３が二次開口部３７を形成する。更に、図１乃至
図３に示すように、スロット５１は矩形形状であり、そのため一次開口部３５及
び一次開口部４５が互いに整合する。
【００２１】 図１乃至図３に示す実施例では、接触エレメント６０が第１エレメント位置に
ある場合には、接触エレメント６０は少なくとも部分的に平面２１内に位置決め
されており、接触エレメント６０が第２エレメント位置にある場合には、接触エ
レメント６０は少なくとも部分的に平面２２内に位置決めされている。本明細書
中及び特許請求の範囲で使用されているように、接触エレメント６０が少なくと
も部分的に平面２１又は平面２２内に位置決めされているというのは、接触エレ
メント６０が第１エレメント位置にある場合には、導電層３０を二次開口部３７
に亘って接触し又は架橋し、及びかくして電気的に短絡すると同時に、接触エレ
メント６０が導電層４０の接触又は架橋、及びかくして電気的短絡を行わないと
いうことを意味する。同様に、このことは、接触エレメント６０は第２位置にあ
る場合には導電層４０を二次開口部４７に亘って接触し又は架橋し、及びかくし
て電気的に短絡するが、導電層３０の接触又は架橋、及びかくして電気的短絡を
行わないということを意味する。
ある場合には、接触エレメント６０は少なくとも部分的に平面２１内に位置決め
されており、接触エレメント６０が第２エレメント位置にある場合には、接触エ
レメント６０は少なくとも部分的に平面２２内に位置決めされている。本明細書
中及び特許請求の範囲で使用されているように、接触エレメント６０が少なくと
も部分的に平面２１又は平面２２内に位置決めされているというのは、接触エレ
メント６０が第１エレメント位置にある場合には、導電層３０を二次開口部３７
に亘って接触し又は架橋し、及びかくして電気的に短絡すると同時に、接触エレ
メント６０が導電層４０の接触又は架橋、及びかくして電気的短絡を行わないと
いうことを意味する。同様に、このことは、接触エレメント６０は第２位置にあ
る場合には導電層４０を二次開口部４７に亘って接触し又は架橋し、及びかくし
て電気的に短絡するが、導電層３０の接触又は架橋、及びかくして電気的短絡を
行わないということを意味する。
【００２２】 本発明による一つの好ましい実施例では、接触エレメント６０は、カンチレバ
ーアーム６５の自由端６６に位置決めされたヘッド６１を含む。自由端６６とは
反対側のカンチレバーアーム６５の固定端６７は、好ましくは、基材２５と直接
接触するように、導電層３０及び／又は導電層４０に関して固定されている。ヘ
ッド６１は、二次開口部３７に亘って導電層３０と又は二次開口部４７に亘って
導電層４０と十分に接触する任意の適当な形状を備えているのがよい。カンチレ
バーアーム６５により、接触エレメント６０のヘッド６１を図２に矢印で示すよ
うに垂直方向に第１エレメント位置と第２エレメント位置との間で移動できる。
ーアーム６５の自由端６６に位置決めされたヘッド６１を含む。自由端６６とは
反対側のカンチレバーアーム６５の固定端６７は、好ましくは、基材２５と直接
接触するように、導電層３０及び／又は導電層４０に関して固定されている。ヘ
ッド６１は、二次開口部３７に亘って導電層３０と又は二次開口部４７に亘って
導電層４０と十分に接触する任意の適当な形状を備えているのがよい。カンチレ
バーアーム６５により、接触エレメント６０のヘッド６１を図２に矢印で示すよ
うに垂直方向に第１エレメント位置と第２エレメント位置との間で移動できる。
【００２３】 磁石５０が第１磁石位置にある場合には、磁石５０からの磁束が導電層３０を
通って一次部分３２から二次部分３３まで移動する際に磁路を形成し、次いで二
次開口部３３を横切る磁力を発生し、これにより、接触エレメント６０を、導電
層に向かって、例えば図２に示すように上方に引っ張る。接触エレメント６０が
導電層３０と接触すると、二次開口部３７に亘って電気的接触が生じる。磁石５
０が第２磁石位置にある場合には、磁石５０からの磁束が導電層４０を通って移
動する際に磁路を形成し、接触エレメント６０を導電層４０に向かって例えば図
２に示すように下方に引っ張る磁力を発生する。接触エレメント６０が導電層４
０と接触すると、導電層４０が二次開口部４７に亘って電気的に短絡される。
通って一次部分３２から二次部分３３まで移動する際に磁路を形成し、次いで二
次開口部３３を横切る磁力を発生し、これにより、接触エレメント６０を、導電
層に向かって、例えば図２に示すように上方に引っ張る。接触エレメント６０が
導電層３０と接触すると、二次開口部３７に亘って電気的接触が生じる。磁石５
０が第２磁石位置にある場合には、磁石５０からの磁束が導電層４０を通って移
動する際に磁路を形成し、接触エレメント６０を導電層４０に向かって例えば図
２に示すように下方に引っ張る磁力を発生する。接触エレメント６０が導電層４
０と接触すると、導電層４０が二次開口部４７に亘って電気的に短絡される。
【００２４】 磁石５０が第１磁石位置にあり、接触エレメント６０が閉鎖体経路３１を閉じ
ている場合には、導電層３０が共通の接点２７と常閉の接点２９との間を電気的
に連通する。磁石５０が第２磁石位置にあり、接触エレメント６０が閉鎖体経路
４１を閉じている場合には、導電層４０が共通の接点２７と常開の接点２８との
間を電気的に連通する。かくして、磁石５０を第１磁石位置と第２磁石位置との
間で移動することによって、及びこれと対応して接触エレメント６０を移動する
ことによって、マイクロメカニカルスイッチ２０を常開位置又は常閉位置のいず
れかで作動できる。磁石５０の磁力は、マイクロメカニカルスイッチの作動に静
電力、弾力、又は重力を使用する従来のマイクロメカニカルスイッチよりも数桁
強くできる。導電層３０の二次部分３３を、平面２１内の導電層４０から所定距
離のところにある平面２２内に位置決めすることにより、強い双方向開閉力を確
保するためにカンチレバーアーム６５を使用でき、これによって、本発明のマイ
クロメカニカルスイッチ２０は双投スイッチに特に適している。
ている場合には、導電層３０が共通の接点２７と常閉の接点２９との間を電気的
に連通する。磁石５０が第２磁石位置にあり、接触エレメント６０が閉鎖体経路
４１を閉じている場合には、導電層４０が共通の接点２７と常開の接点２８との
間を電気的に連通する。かくして、磁石５０を第１磁石位置と第２磁石位置との
間で移動することによって、及びこれと対応して接触エレメント６０を移動する
ことによって、マイクロメカニカルスイッチ２０を常開位置又は常閉位置のいず
れかで作動できる。磁石５０の磁力は、マイクロメカニカルスイッチの作動に静
電力、弾力、又は重力を使用する従来のマイクロメカニカルスイッチよりも数桁
強くできる。導電層３０の二次部分３３を、平面２１内の導電層４０から所定距
離のところにある平面２２内に位置決めすることにより、強い双方向開閉力を確
保するためにカンチレバーアーム６５を使用でき、これによって、本発明のマイ
クロメカニカルスイッチ２０は双投スイッチに特に適している。
【００２５】 カンチレバーアーム６５のカンチレバー設計により、カンチレバーアーム６５
の長さに沿った熱膨張が、マイクロメカニカルスイッチ２０を閉じる度毎に、特
に接触エレメント６０のヘッド６１が導電層３０又は導電層４０に当たって跳ね
返る場合に、電流のインラッシュ（ｉｎ−ｒｕｓｈ）を適当に吸収する。図１乃
至図３に示すように、接触面積を減少し、及びこれによって固着力及び／又は静
電引っ張り力を減少するため、接触エレメント６０のヘッド６１に丸味が付けて
ある。
の長さに沿った熱膨張が、マイクロメカニカルスイッチ２０を閉じる度毎に、特
に接触エレメント６０のヘッド６１が導電層３０又は導電層４０に当たって跳ね
返る場合に、電流のインラッシュ（ｉｎ−ｒｕｓｈ）を適当に吸収する。図１乃
至図３に示すように、接触面積を減少し、及びこれによって固着力及び／又は静
電引っ張り力を減少するため、接触エレメント６０のヘッド６１に丸味が付けて
ある。
【００２６】 本発明のマイクロメカニカルスイッチ２０は、シリコンチップ設計の技術の当
業者に周知の従来の集積回路加工技術を使用して製造できる。図４乃至図１１は
、本発明のマイクロメカニカルスイッチ２０の製造に使用される様々な工程を示
す。
業者に周知の従来の集積回路加工技術を使用して製造できる。図４乃至図１１は
、本発明のマイクロメカニカルスイッチ２０の製造に使用される様々な工程を示
す。
【００２７】 図４に示すように、導電層３０及び４０は基材２５上に取り付けられ、支持さ
れ、又は形成される。基材２５は、任意の適当な従来のシリコンウェーハ材料で
できているのがよい。導電層３０及び／又は導電層４０は、二つのチタニウム（
Ｔｉ）層間に挟まれた金（Ａｕ）層でできているのがよい。図５は、導電層３０
の一次部分３２、導電層４０、共通の接点２７、常開接点２８、及び常閉接点２
９のレイアウトの概略平面図を示す。
れ、又は形成される。基材２５は、任意の適当な従来のシリコンウェーハ材料で
できているのがよい。導電層３０及び／又は導電層４０は、二つのチタニウム（
Ｔｉ）層間に挟まれた金（Ａｕ）層でできているのがよい。図５は、導電層３０
の一次部分３２、導電層４０、共通の接点２７、常開接点２８、及び常閉接点２
９のレイアウトの概略平面図を示す。
【００２８】 図６は、一層のポリイミドを付着し、切断及び蝕刻、好ましくは傾斜蝕刻を行
った概略側面図を示す。 図７は、付着、切断、及び蝕刻を更に行い、カンチレバーアーム６５及び接触
エレメント６０を形成した後、更に蝕刻を行ってポリイミド及びＴｉ及びＡｕの
部分を除去した、図２の構造の概略図を示す。図８は、図７に示す構造の概略平
面図を示す。次いで、この構造をＮｉＦｅ等で及び次いでロジウム（Ｒｈ）で電
気メッキする。
った概略側面図を示す。 図７は、付着、切断、及び蝕刻を更に行い、カンチレバーアーム６５及び接触
エレメント６０を形成した後、更に蝕刻を行ってポリイミド及びＴｉ及びＡｕの
部分を除去した、図２の構造の概略図を示す。図８は、図７に示す構造の概略平
面図を示す。次いで、この構造をＮｉＦｅ等で及び次いでロジウム（Ｒｈ）で電
気メッキする。
【００２９】 図９に示すように、構造を次いで光切断（ｐｈｏｔｏｃｕｔ）し、カンチレバ
ーアーム６５上のメッキバー及び金属を湿式蝕刻し、その結果カンチレバーアー
ム６５は部分的に自由である。ＳｉＯ2 をカットし、蝕刻を施してカンチレバー
アーム６５のチップ部分を自由にする。この段階で、基材２５を形成する第１ウ
ェーハ構造を完成する。
ーアーム６５上のメッキバー及び金属を湿式蝕刻し、その結果カンチレバーアー
ム６５は部分的に自由である。ＳｉＯ2 をカットし、蝕刻を施してカンチレバー
アーム６５のチップ部分を自由にする。この段階で、基材２５を形成する第１ウ
ェーハ構造を完成する。
【００３０】 次いで図１０に示す上キャップ構造を製造する。ここでは、Ｔｉ及びＡｕを基
材２６にメッキベースとしてブラケット付着させる。基材２６は、薄いガラスウ
ェーハでできているのがよい。次いで、ＮｉＦｅ及びＲｈを電気メッキする。次
いで構造をストリップし、図１１に示す形態にする。図２は、支持体７０を使用
して基材２５を基材２６に関して構造的に支持する、結合された構造を示す。支
持体７０は、任意の適当なハンダ、エポキシ、接着剤、又は当業者に周知の他の
適当なシーリング材料でできているのがよい。
材２６にメッキベースとしてブラケット付着させる。基材２６は、薄いガラスウ
ェーハでできているのがよい。次いで、ＮｉＦｅ及びＲｈを電気メッキする。次
いで構造をストリップし、図１１に示す形態にする。図２は、支持体７０を使用
して基材２５を基材２６に関して構造的に支持する、結合された構造を示す。支
持体７０は、任意の適当なハンダ、エポキシ、接着剤、又は当業者に周知の他の
適当なシーリング材料でできているのがよい。
【００３１】 本発明の一つの好ましい実施例では、図１に示すように、マイクロメカニカル
スイッチ２０の少なくとも一部の周囲に亘ってシール８０を形成できる。このシ
ール８０は、基材２５及び基材２６に結合して気密シールを形成できる適当なハ
ンダ、適当なエポキシ、又は任意の他の適当な接着剤でできているのがよい。本
発明の一つの好ましい実施例では、支持体７０がシール８０の少なくとも一部を
形成できる。シール８０の形成に使用される材料は、好ましくは、マイクロメカ
ニカルスイッチ２０の任意の必要な温度制限及びガス抜きの必要を満たす更に、
シール８０の材料は、プッシュロッド５６又は磁石５０を機械的に移動する任意
の他の移動自在のエレメントを密封をなして取り囲むことができ、更にこれらを
移動できるようにする。シール８０の特定の設計に応じて、導電層３０及び／又
は導電層４０を通る磁束は、気密シールを貫通でき、接触エレメント６０を作動
できる。
スイッチ２０の少なくとも一部の周囲に亘ってシール８０を形成できる。このシ
ール８０は、基材２５及び基材２６に結合して気密シールを形成できる適当なハ
ンダ、適当なエポキシ、又は任意の他の適当な接着剤でできているのがよい。本
発明の一つの好ましい実施例では、支持体７０がシール８０の少なくとも一部を
形成できる。シール８０の形成に使用される材料は、好ましくは、マイクロメカ
ニカルスイッチ２０の任意の必要な温度制限及びガス抜きの必要を満たす更に、
シール８０の材料は、プッシュロッド５６又は磁石５０を機械的に移動する任意
の他の移動自在のエレメントを密封をなして取り囲むことができ、更にこれらを
移動できるようにする。シール８０の特定の設計に応じて、導電層３０及び／又
は導電層４０を通る磁束は、気密シールを貫通でき、接触エレメント６０を作動
できる。
【００３２】 図１２は、マイクロメカニカルスイッチ２０の概略断面図である。図１２では
、ヘッド６１は中立位置で、例えば図１に示す位置で示してあり、この位置では
、接触エレメント６０は、導電層３０又は導電層４０のいずれとも接触しない。
、ヘッド６１は中立位置で、例えば図１に示す位置で示してあり、この位置では
、接触エレメント６０は、導電層３０又は導電層４０のいずれとも接触しない。
【００３３】 図１３は、本発明の別の好ましい実施例によるマイクロメカニカルスイッチ２
０のレイアウトを示す概略平面図である。 本発明のマイクロメカニカルスイッチ２０を製造するための上文中に説明した
プロセス工程の代わりに又はこれらのプロセス工程に加えて、シリコン製マイク
ロ構造設計の当業者に周知の任意の他の適当な方法を使用できるということは明
らかである。
０のレイアウトを示す概略平面図である。 本発明のマイクロメカニカルスイッチ２０を製造するための上文中に説明した
プロセス工程の代わりに又はこれらのプロセス工程に加えて、シリコン製マイク
ロ構造設計の当業者に周知の任意の他の適当な方法を使用できるということは明
らかである。
【００３４】 本発明の一つの好ましい実施例によるマイクロメカニカルスイッチ２０を作動
するための方法では、磁石５０を第１磁石位置と第２磁石位置との間で選択的に
移動する。磁石５０が第１磁石位置にある場合には、磁石５０は、導電層３０を
電磁的に短絡する磁束を発生し、これによって接触エレメント６０を第１エレメ
ント位置に引き込むか或いはこの位置に位置決めする。この位置では、接触エレ
メント６０が導電層３０を二次開口部３７に亘って電磁的に短絡し、導電層３０
、共通接点２７、及び常閉接点２９を電気的に短絡する。磁石５０が第２磁石位
置にある場合には、磁石５０は、導電層４０を電磁的に短絡する磁束を発生し、
これによって接触エレメント６０を第２エレメント位置に引き込むか或いはこの
位置に位置決めする。この位置では、接触エレメント６０が導電層４０を二次開
口部４７に亘って電磁的に短絡し、導電層４０、共通接点２７、及び常開接点２
８を電気的に短絡する。
するための方法では、磁石５０を第１磁石位置と第２磁石位置との間で選択的に
移動する。磁石５０が第１磁石位置にある場合には、磁石５０は、導電層３０を
電磁的に短絡する磁束を発生し、これによって接触エレメント６０を第１エレメ
ント位置に引き込むか或いはこの位置に位置決めする。この位置では、接触エレ
メント６０が導電層３０を二次開口部３７に亘って電磁的に短絡し、導電層３０
、共通接点２７、及び常閉接点２９を電気的に短絡する。磁石５０が第２磁石位
置にある場合には、磁石５０は、導電層４０を電磁的に短絡する磁束を発生し、
これによって接触エレメント６０を第２エレメント位置に引き込むか或いはこの
位置に位置決めする。この位置では、接触エレメント６０が導電層４０を二次開
口部４７に亘って電磁的に短絡し、導電層４０、共通接点２７、及び常開接点２
８を電気的に短絡する。
【００３５】 図１４でわかるように、マイクロマシーンドスイッチ２０１の変形例は、ベー
ス層２０３から製造される。ベース層からカンチレバー６５を蝕刻しカンチレバ
ー６５及びそのヘッド６０の上面２０５を図１４のｙ軸方向で約０．０２５４ｍ
ｍ（１／１０００インチ）即ち１ミル除去する。次いで、第１及び第２の穴を、
ベース層２０３を通してｙ軸方向にベース層２０３の上面２０５からカンチレバ
ーチップの下のその底面２１１まで蝕刻し、軟質磁性体製の第１及び第２のプラ
グ２０７、２０９で充填する。磁性体は、好ましくは、必然的ではないが、導電
製も備えている、例えばパーマロイである。図１７から推論できるように単一の
プラグ２４５を使用できるが、磁束の戻り経路がないため、磁気の作用が幾分弱
い。第１及び第２のプラグは、夫々、底面２１１と隣接したその作動位置決めに
配置された場合、永久磁石５０から磁束をそらすための磁気分路子として役立つ
。添付図面におけるエレメントの縮尺及び位置は一定ではないということは理解
されよう。これは、本発明の例示及び理解を容易にするための一助として行った
。
ス層２０３から製造される。ベース層からカンチレバー６５を蝕刻しカンチレバ
ー６５及びそのヘッド６０の上面２０５を図１４のｙ軸方向で約０．０２５４ｍ
ｍ（１／１０００インチ）即ち１ミル除去する。次いで、第１及び第２の穴を、
ベース層２０３を通してｙ軸方向にベース層２０３の上面２０５からカンチレバ
ーチップの下のその底面２１１まで蝕刻し、軟質磁性体製の第１及び第２のプラ
グ２０７、２０９で充填する。磁性体は、好ましくは、必然的ではないが、導電
製も備えている、例えばパーマロイである。図１７から推論できるように単一の
プラグ２４５を使用できるが、磁束の戻り経路がないため、磁気の作用が幾分弱
い。第１及び第２のプラグは、夫々、底面２１１と隣接したその作動位置決めに
配置された場合、永久磁石５０から磁束をそらすための磁気分路子として役立つ
。添付図面におけるエレメントの縮尺及び位置は一定ではないということは理解
されよう。これは、本発明の例示及び理解を容易にするための一助として行った
。
【００３６】 プラグ２０７、２０９は、これらの間のＺ軸方向空間により電気的に絶縁され
ているが、カンチレバーヘッド６０が磁気引力の作用によって移動してプラグ２
０７、２０９と接触したとき、カンチレバーヘッド６０の第１横側２１７及び第
２横側２１９によってそのＺ軸に沿って接触されるように離間されている。図１
５を更に参照すると、第１及び第２の電気リード２２１、２２３が第１及び第２
のプラグ２０７、２０９に夫々取り付けられており、カンチレバーヘッド６０が
閉じた、開いた電気回路を表す。
ているが、カンチレバーヘッド６０が磁気引力の作用によって移動してプラグ２
０７、２０９と接触したとき、カンチレバーヘッド６０の第１横側２１７及び第
２横側２１９によってそのＺ軸に沿って接触されるように離間されている。図１
５を更に参照すると、第１及び第２の電気リード２２１、２２３が第１及び第２
のプラグ２０７、２０９に夫々取り付けられており、カンチレバーヘッド６０が
閉じた、開いた電気回路を表す。
【００３７】 プラグは必ずしも導電性でなくてもよく、エレメントの適当な構造及び構成が
磁気回路をカンチレバーチップに作用する原動力について、及びカンチレバーチ
ップが架橋する電気回路を、図１５に示すように物理的に別体の存在として位置
決めできるということは理解されよう。
磁気回路をカンチレバーチップに作用する原動力について、及びカンチレバーチ
ップが架橋する電気回路を、図１５に示すように物理的に別体の存在として位置
決めできるということは理解されよう。
【００３８】 磁石５０はプランジャー即ちプッシュロッド５６上に配置されており、ばね２
３７等で好ましくはベース層２０３の底面２１１から遠ざかる方向に押圧されて
いる。好ましい実施例では、磁石を約０．０３８１ｍｍ（約１・１／２ミル）移
動させるのが適当であると考えられている。
３７等で好ましくはベース層２０３の底面２１１から遠ざかる方向に押圧されて
いる。好ましい実施例では、磁石を約０．０３８１ｍｍ（約１・１／２ミル）移
動させるのが適当であると考えられている。
【００３９】 上キャップ２２５は、上文中に論じたようにベース層２０３を適当にシールし
且つ離間する際、図１４のＳＰＳＴスイッチ用のカバーとして役立つ。図１６を
参照すると、キャップの別の実施例２２７は、対をなした電気接点２２９、２３
１をそれ自体が有する。これらの接点は、ハンダパッド２３３、２３５への適当
な連結部である。この実施例では、上キャップ電気接点２２９、２３１は、カン
チレバーヘッド６０とその通常の位置で、又は休止位置で接触するように配置さ
れ、これによって、本発明は、常開又は常閉の双極単投即ちＤＰＳＴスイッチ機
構として役立つ。
且つ離間する際、図１４のＳＰＳＴスイッチ用のカバーとして役立つ。図１６を
参照すると、キャップの別の実施例２２７は、対をなした電気接点２２９、２３
１をそれ自体が有する。これらの接点は、ハンダパッド２３３、２３５への適当
な連結部である。この実施例では、上キャップ電気接点２２９、２３１は、カン
チレバーヘッド６０とその通常の位置で、又は休止位置で接触するように配置さ
れ、これによって、本発明は、常開又は常閉の双極単投即ちＤＰＳＴスイッチ機
構として役立つ。
【００４０】 図１７を参照すると、スペーサ２４７をベース層２０３と上キャップとの間に
おいて組み立てたマイクロメカニカルスイッチ２０１を、次いで、本発明を便利
に使用するため、外側リード２５１を持つカバーケース２４９内に組み立てる。
このとき、マイクロメカニカルスイッチ２０１は、ベース層と磁石５０との間の
気密層２５３によって更にシールされているのがよい。
おいて組み立てたマイクロメカニカルスイッチ２０１を、次いで、本発明を便利
に使用するため、外側リード２５１を持つカバーケース２４９内に組み立てる。
このとき、マイクロメカニカルスイッチ２０１は、ベース層と磁石５０との間の
気密層２５３によって更にシールされているのがよい。
【００４１】 図１４乃至図１７の実施例は、永久磁石の移動が小さく、有効分路子構造を有
し、そのため、低コストで非常に効果的に気密封止可能なスイッチを基材の非常
に小さな部分を使用して形成できる。
し、そのため、低コストで非常に効果的に気密封止可能なスイッチを基材の非常
に小さな部分を使用して形成できる。
【００４２】 本発明の様々なエレメントは、形状、大きさ、材料、及び／又は構造を変更で
き、それでも、磁石５０の移動に応じてマイクロメカニカルスイッチ２０を開閉
することによって接触エレメント６０を二つの位置の間で移動するということは
明らかである。
き、それでも、磁石５０の移動に応じてマイクロメカニカルスイッチ２０を開閉
することによって接触エレメント６０を二つの位置の間で移動するということは
明らかである。
【００４３】 以上の記載において、本発明をその特定の好ましい実施例に対関して説明した
が、多くの詳細は例示の目的で記載したものであって、本発明にはこの他の実施
例があり、本明細書中に説明した詳細のうちの特定のものは、本明細書の基本的
原理から逸脱することなく、大幅に変更できるということは当業者には明らかで
あろう。
が、多くの詳細は例示の目的で記載したものであって、本発明にはこの他の実施
例があり、本明細書中に説明した詳細のうちの特定のものは、本明細書の基本的
原理から逸脱することなく、大幅に変更できるということは当業者には明らかで
あろう。
【図１】 本発明の好ましい実施例によるマイクロメカニカルスイッチの第１導電層、第
２導電層、磁石、共通接点、常開接点、及び常閉接点についてのレイアウトの概
略平面図である。
２導電層、磁石、共通接点、常開接点、及び常閉接点についてのレイアウトの概
略平面図である。
【図２】 図１の２−２線に沿った概略断面図である。
【図３】 図１の３−３線に沿った概略断面図である。
【図４】 集積回路を製造する際の異なる製造段階を示す本発明の一つの好ましい実施例
によるマイクロメカニカルスイッチの概略断面図である。
によるマイクロメカニカルスイッチの概略断面図である。
【図５】 集積回路を製造する際の異なる製造段階を示す本発明の一つの好ましい実施例
によるマイクロメカニカルスイッチの 概略平面図である。
によるマイクロメカニカルスイッチの 概略平面図である。
【図６】 集積回路を製造する際の異なる製造段階を示す本発明の一つの好ましい実施例
によるマイクロメカニカルスイッチの 概略断面図である。
によるマイクロメカニカルスイッチの 概略断面図である。
【図７】 集積回路を製造する際の異なる製造段階を示す本発明の一つの好ましい実施例
によるマイクロメカニカルスイッチの 概略断面図である。
によるマイクロメカニカルスイッチの 概略断面図である。
【図８】 集積回路を製造する際の異なる製造段階を示す本発明の一つの好ましい実施例
によるマイクロメカニカルスイッチの 概略平面図である。
によるマイクロメカニカルスイッチの 概略平面図である。
【図９】 集積回路を製造する際の異なる製造段階を示す本発明の一つの好ましい実施例
によるマイクロメカニカルスイッチの 概略断面図である。
によるマイクロメカニカルスイッチの 概略断面図である。
【図１０】 集積回路を製造する際の異なる製造段階を示す本発明の一つの好ましい実施例
によるマイクロメカニカルスイッチの 概略断面図である。
によるマイクロメカニカルスイッチの 概略断面図である。
【図１１】 集積回路を製造する際の異なる製造段階を示す本発明の一つの好ましい実施例
によるマイクロメカニカルスイッチの 概略平面図である。
によるマイクロメカニカルスイッチの 概略平面図である。
【図１２】 本発明の一つの好ましい実施例による、図２及び図３に示すカンチレバーアー
ムの接触エレメントを示す概略断面図である。
ムの接触エレメントを示す概略断面図である。
【図１３】 本発明の別の好ましい実施例によるマイクロメカニカルスイッチのレイアウト
の概略平面図である。
の概略平面図である。
【図１４】 本発明の変形例のの概略斜視図である。
【図１５】 別のリード配置を示す、図１４と同様の実施例の平面図である。
【図１６】 図１４の実施例用の別態様の上キャップの斜視図である。
【図１７】 マイクロメカニカルスイッチの変形例による商業的封入スイッチ製品の側断面
図である。
図である。
２０ マイクロメカニカルスイッチ ３０ 導電層 ３１ 閉鎖経路 ３５ 一次開口部 ３７ 二次開口部 ４０ 導電層 ４１ 閉鎖経路 ４５ 一次開口部 ４７ 二次開口部 ５０ 磁石 ５１ スロット ５５ アクチュエータ ５６ プッシュロッド
【手続補正書】
【提出日】平成１３年７月２６日（２００１．７．２６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】 機械式マイクロスイッチを動作させるための装置及び方法
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】 本発明は、機械式マイクロスイッチ、及び機械式マイクロスイッチが常開の位
置と機械式マイクロスイッチが常閉の位置の二つの位置の間で永久磁石を移動さ
せる、機械式マイクロスイッチを動作させるための方法に関する。
置と機械式マイクロスイッチが常閉の位置の二つの位置の間で永久磁石を移動さ
せる、機械式マイクロスイッチを動作させるための方法に関する。
【従来の技術】 開位置と閉位置との間で作動する従来のマイクロスイッチは、静電力、弾性力
、又は熱によって誘導された力を使用し、マイクロスイッチを作動する。従来の
静電作動式のスイッチ及びリレーには過剰の電荷が発生し、これによりマイクロ
スイッチの動作に必要な閉鎖力の大きさが経時的に変化する。
、又は熱によって誘導された力を使用し、マイクロスイッチを作動する。従来の
静電作動式のスイッチ及びリレーには過剰の電荷が発生し、これによりマイクロ
スイッチの動作に必要な閉鎖力の大きさが経時的に変化する。
【発明が解決しようとする課題】 本発明の目的は、永久磁石を二つの位置の間で移動することによって常閉位置
と常開位置との間で作動する機械式マイクロスイッチを提供することである。 本発明の別の目的は、カンチレバーアームの自由端を第１導電層又は第２導電
層に向かって電磁的に引き寄せて常開導電路又は常閉導電路を形成する機械式マ
イクロスイッチを提供することである。 本発明の更に別の目的は、機械式マイクロスイッチの開閉に必要な外部から作
用する力を伝達するために磁力を使用する機械式マイクロスイッチを提供するこ
とである。 本発明の他の目的は、従来の集積回路加工技術を使用して製造できる機械式マ
イクロスイッチを提供することである。 本発明の更に他の目的は、導電路を完成する接触面が、スイッチ本体が置かれ
た外部環境から気密シールされ且つ絶縁された機械式マイクロスイッチを提供す
ることである。
と常開位置との間で作動する機械式マイクロスイッチを提供することである。 本発明の別の目的は、カンチレバーアームの自由端を第１導電層又は第２導電
層に向かって電磁的に引き寄せて常開導電路又は常閉導電路を形成する機械式マ
イクロスイッチを提供することである。 本発明の更に別の目的は、機械式マイクロスイッチの開閉に必要な外部から作
用する力を伝達するために磁力を使用する機械式マイクロスイッチを提供するこ
とである。 本発明の他の目的は、従来の集積回路加工技術を使用して製造できる機械式マ
イクロスイッチを提供することである。 本発明の更に他の目的は、導電路を完成する接触面が、スイッチ本体が置かれ
た外部環境から気密シールされ且つ絶縁された機械式マイクロスイッチを提供す
ることである。
【課題を解決するための手段】 本発明の以上の及び他の目的は、機械式マイクロスイッチを常閉位置又は常開
位置に設定するために磁石を二つの位置の間で移動する機械式マイクロスイッチ
によって達成される。本発明の一つの好ましい実施例では、磁石は、少なくとも
一部が第１導電層及び第２導電層の一次開口部によって形成されるスロット内で
移動する。しかしながら、幾つかの他の様々な磁石形体、経路形体、及び／又は
機械的エレメントを使用して磁石を二つの位置の間で移動できる。 磁石を二つの位置の間で選択的に移動するため、アクチュエータを使用する。
このアクチュエータは、押しボタンスイッチであってもよいし、磁石を二つの位
置の間で移動するのに使用される任意の他の適当な機械式スイッチであってもよ
い。アクチュエータは、自動作動式であっても手動作動式であってもよい。 接触エレメントは、二つの異なる位置の間に移動自在に取り付けられている。
これらの位置のうちの一方の位置は、第１導電層の一つの二次開口部内の位置で
あり、他方の位置は、第２導電層内の別の二次開口部内の位置である。本発明の
一つの好ましい実施例では、磁石が第１位置にある場合には、接触エレメントは
、第１導電層の二次開口部内に位置決めされており即ちブリッジを形成し、磁石
が第２位置にある場合には、接触エレメントは、第２導電層の二次開口部内に位
置決めされており、即ちブリッジを形成する。 接触エレメントは、カンチレバーアームの自由端に取り付けることができ、又
はカンチレバーアームの自由端と一体である。カンチレバーアームは、好ましく
は、第１導電層及び／又は第２導電層が支持されているのと同じ基板に固定され
た固定端を有する。接触エレメントを第１導電層の二次開口部と第２導電層の二
次開口部との間で移動できるようにする適当な機械的構成を使用できるというこ
とは明らかである。 本発明の機械式マイクロスイッチの開閉に使用される磁力は、他の従来の機械
式マイクロスイッチを作動するのに必要な他の従来の静電力、弾性力、又は重力
よりも数桁強い。機械式マイクロスイッチを常開位置と常閉位置との間で作動す
るのに移動自在の磁石を使用する機械式マイクロスイッチを提供することが明ら
かに必要とされている。本発明の一つの好ましい実施例は、第１導電層又は第２
導電層を通して作用する電磁力からの電磁的要求があるとき、カンチレバーアー
ムの自由端の接触エレメントを使用して第１導電層又は第２導電層のいずれかに
向かって移動することによって、このような必要を満たす上で特に適している。 本発明の目的及び本明細書中に亘って論じた本発明による機械式マイクロスイ
ッチの特徴は、添付図面を参照して読むと更によく理解されるであろう。
位置に設定するために磁石を二つの位置の間で移動する機械式マイクロスイッチ
によって達成される。本発明の一つの好ましい実施例では、磁石は、少なくとも
一部が第１導電層及び第２導電層の一次開口部によって形成されるスロット内で
移動する。しかしながら、幾つかの他の様々な磁石形体、経路形体、及び／又は
機械的エレメントを使用して磁石を二つの位置の間で移動できる。 磁石を二つの位置の間で選択的に移動するため、アクチュエータを使用する。
このアクチュエータは、押しボタンスイッチであってもよいし、磁石を二つの位
置の間で移動するのに使用される任意の他の適当な機械式スイッチであってもよ
い。アクチュエータは、自動作動式であっても手動作動式であってもよい。 接触エレメントは、二つの異なる位置の間に移動自在に取り付けられている。
これらの位置のうちの一方の位置は、第１導電層の一つの二次開口部内の位置で
あり、他方の位置は、第２導電層内の別の二次開口部内の位置である。本発明の
一つの好ましい実施例では、磁石が第１位置にある場合には、接触エレメントは
、第１導電層の二次開口部内に位置決めされており即ちブリッジを形成し、磁石
が第２位置にある場合には、接触エレメントは、第２導電層の二次開口部内に位
置決めされており、即ちブリッジを形成する。 接触エレメントは、カンチレバーアームの自由端に取り付けることができ、又
はカンチレバーアームの自由端と一体である。カンチレバーアームは、好ましく
は、第１導電層及び／又は第２導電層が支持されているのと同じ基板に固定され
た固定端を有する。接触エレメントを第１導電層の二次開口部と第２導電層の二
次開口部との間で移動できるようにする適当な機械的構成を使用できるというこ
とは明らかである。 本発明の機械式マイクロスイッチの開閉に使用される磁力は、他の従来の機械
式マイクロスイッチを作動するのに必要な他の従来の静電力、弾性力、又は重力
よりも数桁強い。機械式マイクロスイッチを常開位置と常閉位置との間で作動す
るのに移動自在の磁石を使用する機械式マイクロスイッチを提供することが明ら
かに必要とされている。本発明の一つの好ましい実施例は、第１導電層又は第２
導電層を通して作用する電磁力からの電磁的要求があるとき、カンチレバーアー
ムの自由端の接触エレメントを使用して第１導電層又は第２導電層のいずれかに
向かって移動することによって、このような必要を満たす上で特に適している。 本発明の目的及び本明細書中に亘って論じた本発明による機械式マイクロスイ
ッチの特徴は、添付図面を参照して読むと更によく理解されるであろう。
【発明の実施の形態】 図１乃至図３に概略に示すように、本発明の一つの好ましい実施例では、機械
式マイクロスイッチ２０は、好ましくは互いから絶縁された導電層３０及び導電
層４０を含む。以下に更に詳細に説明するように、磁石５０を第１磁石位置と第
２磁石位置との間で移動し、機械式マイクロスイッチ２０を常閉位置と常開位置
との間で作動する。 導電層３０は、図１及び図５に示すように、一次開口部３５及び二次開口部３
７を持つ閉鎖経路３１を形成する。導電層４０は、図１及び図５に示すように、
一次開口部４５及び二次開口部４７を持つ閉鎖経路４１を形成する。本発明の一
つの好ましい実施例では、一次開口部３５及び一次開口部４５は、スロット５１
の少なくとも一部を形成する。磁石５０は、導電層３０及び導電層４０に関して
移動自在に取り付けられている。磁石５０は、図１に示すようにスロット５１内
に移動自在に取り付けられているが、磁石５０が第１磁石位置と第２磁石位置と
の間で移動する経路を形成するのに一次開口部３５及び／又は一次開口部４５の
任意の他の適当な形状を使用できるということは明らかである。図１はスロット
５１を磁石５０が移動する直線状の経路として示すが、磁石５０をその第１位置
と第２位置との間で移動するのに任意の他の適当な形状の経路を使用できるとい
うことは明らかである。更に、磁石５０、一次開口部３５及び／又は一次開口部
４５の形状は、導電層３０及び／又は導電層４０の異なるレイアウト及び設計の
各々に合わせて変更できる。 好ましくは、アクチュエータ５５を使用して磁石５０を第１磁石位置と第２磁
石位置との間で選択的に移動する。本発明による一つの好ましい実施例では、ア
クチュエータ５５は、図１に破線で概略に示すように、プッシュロッド５６を含
む。プッシュロッド５６は、磁石５０を導電層３０及び／又は導電層４０に関し
て移動するのに使用される任意の適当な機械的構造を備えているのがよい。 本発明による別の好ましい実施例では、アクチュエータ５５は、磁石５０に連
結された任意の適当な機械的装置を含むのがよい。磁石５０は、電気的、電気機
械的、又は電磁的な独立した装置を使用して移動できるということも明らかであ
る。 図１乃至図３に示すように、接触エレメント６０が導電層３０及び／又は導電
層４０に関して移動自在に取り付けられている。接触エレメント６０は、第１エ
レメント位置と第２エレメント位置との間で移動する。本発明の一つの好ましい
実施例では、接触エレメント６０は、第１エレメント位置にある場合には、導電
層３０を二次開口部３７に亘って電気的に短絡し、第２エレメント位置にある場
合には、導電層４０を二次開口部４７に亘って電気的に短絡する。図２の矢印は
、本発明の好ましい実施例による接触エレメント６０の移動方向を示す。 図２に示すように、接触エレメント６０は、上方に移動したとき、導電層３０
を二次開口部３７に亘って接触し、即ちブリッジを形成する。更に、図２に示す
ように、接触エレメント６０は、下方に移動したとき、導電層４０を二次開口部
４７に亘って接触し、即ちブリッジを形成する。閉鎖経路３１又は閉鎖経路４１
を閉じる目的のため、他の適当な形状の導電層３０、導電層４０、二次開口部３
７、二次開口部４７、及び／又は接触エレメント６０を使用して、導電層３０を
二次開口部３７に亘って電気的にブリッジ形成し及びかくして電気的に短絡し、
又は導電層４０を二次開口部４７に亘って電気的にブリッジ形成し及びかくして
電気的に短絡するのと同じ結果を得ることができるということは明らかである。 図１、図２、及び図５に示すように、本発明の一つの好ましい実施例では、導
電層３０の少なくとも一次部分３２が平面２１内に位置決めされている。図１は
、導電層３０の二次部分３３を示す。図１乃至図３及び図５に示す実施例では、
メッキプロセスを使用して導電体を形成することにより、導電層３０の一次部分
３２と二次部分３３との間を電気的に短絡できる。図示のように、二次部分３３
は、平面２１から所定距離離間された平面２２内に位置決めされる。他の適当な
形状及び構成を使用して導電層３０及び／又は導電層４０を形成できるけれども
、接触エレメント６０が第１エレメント位置と第２エレメント位置との間で移動
できる限り、図１乃至図３に示す実施例、又は任意の他の構造的に等価の適当な
レイアウト及び設計を使用できる。 図１乃至図３に示すように、導電層３０の一次部分３２が一次開口部３５を形
成し、導電層３０の第２部分３３が二次開口部３７を形成する。更に、図１乃至
図３に示すように、スロット５１は矩形形状であり、そのため一次開口部３５及
び一次開口部４５は互いに整合する。 図１乃至図３に示す実施例では、接触エレメント６０が第１エレメント位置に
ある場合には、接触エレメント６０は少なくとも部分的に平面２１内に位置決め
されており、接触エレメント６０が第２エレメント位置にある場合には、接触エ
レメント６０は少なくとも部分的に平面２２内に位置決めされている。本明細書
中及び特許請求の範囲で使用されているように、接触エレメント６０が少なくと
も部分的に平面２１又は平面２２内に位置決めされているというのは、接触エレ
メント６０が第１エレメント位置にある場合には、導電層３０を二次開口部３７
に亘って接触し又はブリッジ形成し、及びかくして電気的に短絡すると同時に、
接触エレメント６０が導電層４０と接触せず又はブリッジ形成せず、及びかくし
て電気的に短絡しないということを意味する。同様に、このことは、接触エレメ
ント６０が第２位置にある場合には導電層４０を二次開口部４７に亘って接触し
又はブリッジ形成し、及びかくして電気的に短絡するが、導電層３０と接触せず
又はブリッジ形成せず、及びかくして電気的に短絡しないということを意味する
。 本発明による一つの好ましい実施例では、接触エレメント６０は、カンチレバ
ーアーム６５の自由端６６に位置決めされたヘッド６１を含む。自由端６６とは
反対側のカンチレバーアーム６５の固定端６７は、好ましくは、導電層３０及び
／又は導電層４０に関し、基板２５上に直接固定されている。ヘッド６１は、二
次開口部３７に亘って導電層３０と又は二次開口部４７に亘って導電層４０と十
分に接触する任意の適当な形状を備えているのがよい。カンチレバーアーム６５
により、接触エレメント６０のヘッド６１を、図２に矢印で示すように垂直方向
に第１エレメント位置と第２エレメント位置との間で移動できる。 磁石５０が第１磁石位置にある場合には、磁石５０からの磁束が導電層３０を
通って一次部分３２から二次部分３３まで移動する際に磁路が形成され、次いで
二次開口部３７を横切る電磁力が発生し、これにより、接触エレメント６０を、
導電層３０に向かって、例えば図２に示すように上方に引っ張る。接触エレメン
ト６０が導電層３０と接触すると、二次開口部３７に亘って電気的接触が生じる
。磁石５０が第２磁石位置にある場合には、磁石５０からの磁束が導電層４０を
通って移動する際に磁路が形成され、接触エレメント６０を導電層４０に向かっ
て、例えば図２に示すように下方に引っ張る電磁力が発生する。接触エレメント
６０が導電層４０と接触すると、導電層４０が二次開口部４７に亘って電気的に
短絡される。 磁石５０が第１磁石位置にあり、接触エレメント６０が閉鎖経路３１を閉じて
いる場合には、導電層３０が共通の接点２７と常閉の接点２９との間を電気的に
接続する。磁石５０が第２磁石位置にあり、接触エレメント６０が閉鎖経路４１
を閉じている場合には、導電層４０が共通の接点２７と常開の接点２８との間を
電気的に連通する。かくして、磁石５０を第１磁石位置と第２磁石位置との間で
移動することによって、及びこれと対応して接触エレメント６０を移動すること
によって、機械式マイクロスイッチ２０を常開位置又は常閉位置のいずれかで作
動できる。磁石５０の磁力は、機械式マイクロスイッチの作動に静電力、弾力、
又は重力を使用する従来の機械式マイクロスイッチよりも数桁強くできる。導電
層３０の二次部分３３を、平面２１内の導電層４０から所定距離のところにある
平面２２内に位置決めすることにより、強い双方向開閉力を確保するためにカン
チレバーアーム６５を使用でき、これによって、本発明の機械式マイクロスイッ
チ２０は双投スイッチに特に適している。 カンチレバーアーム６５のカンチレバー設計により、カンチレバーアーム６５
の長さに沿った熱膨張が、機械式マイクロスイッチ２０を閉じる度毎に、特に接
触エレメント６０のヘッド６１が導電層３０又は導電層４０に当たって跳ね返る
場合に、電流のインラッシュ（ｉｎ−ｒｕｓｈ）を適当に吸収する。図１乃至図
３に示すように、接触面積を減少し、及びこれによって固着力及び／又は静電引
っ張り力を減少するため、接触エレメント６０のヘッド６１には丸味が付けてあ
る。 本発明の機械式マイクロスイッチ２０は、シリコンチップ設計の技術の当業者
に周知の従来の集積回路加工技術を使用して製造できる。図４乃至図１１は、本
発明の機械式マイクロスイッチ２０の製造に使用される様々な工程を示す。 図４に示すように、導電層３０及び４０は基板２５上に取り付けられ、支持さ
れ、又は形成される。基板２５は、任意の適当な従来のシリコンウェーハ材料で
できているのがよい。導電層３０及び／又は導電層４０は、二つのチタニウム（
Ｔｉ）層間に挟まれた金（Ａｕ）層でできているのがよい。図５は、導電層３０
の一次部分３２、導電層４０、共通の接点２７、常開接点２８、及び常閉接点２
９のレイアウトの概略平面図を示す。 図６は、一層のポリイミドを付着し、切断し、エッチング好ましくは傾斜エッ
チングを行った場合の側断面図を示す。 図７は、付着、切断、及びエッチングを更に行って、カンチレバーアーム６５
及び接触エレメント６０を形成した後、更にエッチングを行ってポリイミド及び
Ｔｉ及びＡｕの部分を除去した、図２の構造の概略図を示す。図８は、図７に示
す構造の概略平面図を示す。次いで、この構造をＮｉＦｅ等を用いて、及び次い
でロジウム（Ｒｈ）を用いて電気メッキする。 図９に示すように、構造を次いで光切断（ｐｈｏｔｏｃｕｔ）し、カンチレバ
ーアーム６５上のメッキバー及び金属に湿式エッチングを施し、これによりカン
チレバーアーム６５を部分的に自由にする。ＳｉＯ２ を切断し、エッチングを
施し、カンチレバーアーム６５のチップ部分を自由にする。この段階で、基板２
５を形成する第１ウェーハ構造が完成する。 次いで図１０に示すような頂部キャップ構造を製造する。ここでは、Ｔｉ及び
Ａｕを基板２６にメッキベースとしてブランケット付着（ｂｌａｎｋｅｔ ｄｅ
ｐｏｓｉｔ）させる。基板２６は、薄いガラスウェーハでできているのがよい。
次いで、ＮｉＦｅ及びＲｈを電気メッキする。次いで構造をストリップし、図１
１に示す形態にする。図２は、支持体７０を使用して基板２５を基板２６に関し
て構造的に支持する、結合された構造を示す。支持体７０は、任意の適当なハン
ダ、エポキシ、接着剤、又は当業者に周知の他の適当なシーリング材料でできて
いるのがよい。 本発明の一つの好ましい実施例では、図１に示すように、機械式マイクロスイ
ッチ２０の少なくとも一部の周囲に亘ってシール８０を形成できる。このシール
８０は、基板２５及び基板２６と結合して気密シールを形成できる適当なハンダ
、適当なエポキシ、又は任意の他の適当な接着剤でできているのがよい。本発明
の一つの好ましい実施例では、支持体７０がシール８０の少なくとも一部を形成
するのがよい。シール８０の形成に使用される材料は、好ましくは、機械式マイ
クロスイッチ２０の任意の必要な温度制限及びガス抜きの必要を満たす。更に、
シール８０の材料は、磁石５０を機械的に移動するプッシュロッド５６又は任意
の他の移動自在のエレメントを密封をなして取り囲むことができ、更にこれらの
移動を可能にする。シール８０の特定の設計に応じて、導電層３０及び／又は導
電層４０を通る磁束は、気密シールを貫通でき、接触エレメント６０を作動でき
る。 図１２は、機械式マイクロスイッチ２０の概略断面図である。図１２では、ヘ
ッド６１は中立位置で、例えば図１に示す位置で示してあり、この位置では、接
触エレメント６０は、導電層３０又は導電層４０のいずれとも接触していない。 図１３は、本発明の別の好ましい実施例による機械式マイクロスイッチ２０の
レイアウトを示す概略平面図である。 本発明の機械式マイクロスイッチ２０を製造するための上文中に説明したプロ
セス工程の代わりに又はこれらのプロセス工程に加えて、シリコン製マイクロ構
造設計の当業者に周知の任意の他の適当な方法を使用できるということは明らか
である。 本発明の一つの好ましい実施例による機械式マイクロスイッチ２０の動作方法
では、磁石５０を第１磁石位置と第２磁石位置との間で選択的に移動する。磁石
５０が第１磁石位置にある場合には、磁石５０は、導電層３０を電磁的に短絡す
る磁束を発生し、これによって接触エレメント６０を第１エレメント位置に引き
込むか或いはこの位置に位置決めする。この位置では、接触エレメント６０が導
電層３０を二次開口部３７に亘って電磁的に短絡し、導電層３０、共通接点２７
、及び常閉接点２９を電気的に短絡する。磁石５０が第２磁石位置にある場合に
は、磁石５０は、導電層４０を電磁的に短絡する磁束を発生し、これによって接
触エレメント６０を第２エレメント位置に引き込むか或いはこの位置に位置決め
する。この位置では、接触エレメント６０が導電層４０を二次開口部４７に亘っ
て電磁的に短絡し、導電層４０、共通接点２７、及び常開接点２８を電気的に短
絡する。 図１４でわかるように、微小加工により形成した（ｍｉｃｒｏ−ｍａｃｈｉｎ
ｅｄ）スイッチ２０１の変形例は、ベース層２０３から製造される。このベース
層からカンチレバー６５をエッチングにより形成し、図１４のｙ軸方向で約０．
０２５４ｍｍ（１／１０００インチ）即ち１ミルだけ除去することにより、カン
チレバー６５及びそのヘッド６０を上面２０５から離す。次いで、カンチレバー
チップの下でベース層２０３を通してベース層２０３の上面２０５からその下面
２１１まで第１及び第２の穴をｙ軸方向にエッチングにより形成し、軟磁性体製
の第１及び第２のプラグ２０７、２０９で充填する。磁性体は、好ましくは、必
然的ではないが、導電性も備えている、例えばパーマロイである。図１７から推
論できるように単一のプラグ２４５を使用できるが、磁束の戻り経路がないため
、磁気の作用が幾分弱くなってしまう。第１及び第２のプラグ２０７、２０９は
、夫々、下面２１１と隣接したその作動位置に配置された場合、永久磁石５０か
ら磁束をそらすための磁気分路子即ち磁気シャントとして役立つ。添付図面にお
けるエレメントの縮尺及び位置は、本発明の例示及び理解を容易にするための一
助として或る程度変えてあるということは理解されよう。 プラグ２０７、２０９は、これらの間のＺ軸方向空間により電気的に絶縁され
ているが、カンチレバーヘッド６０が磁気引力の作用によって移動してプラグ２
０７、２０９と接触したとき、カンチレバーヘッド６０の第１横側２１７及び第
２横側２１９によってそのＺ軸に沿って接触されるように離間されている。図１
５を更に参照すると、第１及び第２の電気リード２２１、２２３が第１及び第２
のプラグ２０７、２０９に夫々取り付けられており、カンチレバーヘッド６０が
閉じた、開いた電気回路を表す。 これらのプラグは必ずしも導電性でなくてもよく、エレメントを適当に形成し
、構成することにより、カンチレバーチップに動力を作用するための磁気回路、
及びカンチレバーチップをブリッジ接続する電気回路を、図１５に示すように物
理的に別体の存在として位置決めできるということは理解されよう。 磁石５０はプランジャー即ちプッシュロッド５６上に配置されており、好まし
くはベース層２０３の底面２１１から遠ざかる方向にばね２３７等で押圧される
。好ましい実施例では、磁石を約０．０３８１ｍｍ（約１・１／２ミル）移動さ
せるのが適当であると考えられている。 頂部キャップ２２５は、上文中に論じたようにベース層２０３を適当にシール
し且つ離間する際、図１４のＳＰＳＴスイッチ用のカバーとして役立つ。図１６
を参照すると、キャップの別の実施例２２７は、対をなした電気接点２２９、２
３１をそれ自体が有する。これらの接点は、ハンダパッド２３３、２３５への適
当な連結部である。この実施例では、頂部キャップの電気接点２２９、２３１は
、カンチレバーヘッド６０とその通常の位置で、又は休止位置で接触するように
配置され、これによって、本発明は、常開又は常閉の双極単投即ちＤＰＳＴスイ
ッチ機構として役立つ。 図１７を参照すると、ベース層２０３と頂部キャップとの間にスペーサ２４７
を置いて組み立てた機械式マイクロスイッチ２０１を、次いで、本発明を便利に
使用するため、外側リード２５１を持つカバーケース２４９内に組み立てる。こ
のとき、機械式マイクロスイッチ２０１は、ベース層と磁石５０との間の気密層
２５３によって更にシールされているのがよい。 図１４乃至図１７の実施例は、永久磁石の移動が小さく、有効シャント構造を
有し、そのため、低コストで非常に効果的で気密シール可能なスイッチを、基板
の非常に小さな部分を使用して形成できる。 本発明の様々なエレメントは、形状、大きさ、材料、及び／又は構造を変更で
き、それでも、磁石５０の移動に応じて機械式マイクロスイッチ２０を開閉する
ことによって接触エレメント６０を二つの位置の間で移動するということは明ら
かである。 以上の記載において、本発明をその特定の好ましい実施例に関して説明したが
、多くの詳細は例示の目的で記載したものであって、本発明にはこの他の実施例
があり、本明細書中に説明した詳細のうちの特定のものは、本発明の基本的原理
から逸脱することなく、大幅に変更できるということは当業者には明らかであろ
う。
式マイクロスイッチ２０は、好ましくは互いから絶縁された導電層３０及び導電
層４０を含む。以下に更に詳細に説明するように、磁石５０を第１磁石位置と第
２磁石位置との間で移動し、機械式マイクロスイッチ２０を常閉位置と常開位置
との間で作動する。 導電層３０は、図１及び図５に示すように、一次開口部３５及び二次開口部３
７を持つ閉鎖経路３１を形成する。導電層４０は、図１及び図５に示すように、
一次開口部４５及び二次開口部４７を持つ閉鎖経路４１を形成する。本発明の一
つの好ましい実施例では、一次開口部３５及び一次開口部４５は、スロット５１
の少なくとも一部を形成する。磁石５０は、導電層３０及び導電層４０に関して
移動自在に取り付けられている。磁石５０は、図１に示すようにスロット５１内
に移動自在に取り付けられているが、磁石５０が第１磁石位置と第２磁石位置と
の間で移動する経路を形成するのに一次開口部３５及び／又は一次開口部４５の
任意の他の適当な形状を使用できるということは明らかである。図１はスロット
５１を磁石５０が移動する直線状の経路として示すが、磁石５０をその第１位置
と第２位置との間で移動するのに任意の他の適当な形状の経路を使用できるとい
うことは明らかである。更に、磁石５０、一次開口部３５及び／又は一次開口部
４５の形状は、導電層３０及び／又は導電層４０の異なるレイアウト及び設計の
各々に合わせて変更できる。 好ましくは、アクチュエータ５５を使用して磁石５０を第１磁石位置と第２磁
石位置との間で選択的に移動する。本発明による一つの好ましい実施例では、ア
クチュエータ５５は、図１に破線で概略に示すように、プッシュロッド５６を含
む。プッシュロッド５６は、磁石５０を導電層３０及び／又は導電層４０に関し
て移動するのに使用される任意の適当な機械的構造を備えているのがよい。 本発明による別の好ましい実施例では、アクチュエータ５５は、磁石５０に連
結された任意の適当な機械的装置を含むのがよい。磁石５０は、電気的、電気機
械的、又は電磁的な独立した装置を使用して移動できるということも明らかであ
る。 図１乃至図３に示すように、接触エレメント６０が導電層３０及び／又は導電
層４０に関して移動自在に取り付けられている。接触エレメント６０は、第１エ
レメント位置と第２エレメント位置との間で移動する。本発明の一つの好ましい
実施例では、接触エレメント６０は、第１エレメント位置にある場合には、導電
層３０を二次開口部３７に亘って電気的に短絡し、第２エレメント位置にある場
合には、導電層４０を二次開口部４７に亘って電気的に短絡する。図２の矢印は
、本発明の好ましい実施例による接触エレメント６０の移動方向を示す。 図２に示すように、接触エレメント６０は、上方に移動したとき、導電層３０
を二次開口部３７に亘って接触し、即ちブリッジを形成する。更に、図２に示す
ように、接触エレメント６０は、下方に移動したとき、導電層４０を二次開口部
４７に亘って接触し、即ちブリッジを形成する。閉鎖経路３１又は閉鎖経路４１
を閉じる目的のため、他の適当な形状の導電層３０、導電層４０、二次開口部３
７、二次開口部４７、及び／又は接触エレメント６０を使用して、導電層３０を
二次開口部３７に亘って電気的にブリッジ形成し及びかくして電気的に短絡し、
又は導電層４０を二次開口部４７に亘って電気的にブリッジ形成し及びかくして
電気的に短絡するのと同じ結果を得ることができるということは明らかである。 図１、図２、及び図５に示すように、本発明の一つの好ましい実施例では、導
電層３０の少なくとも一次部分３２が平面２１内に位置決めされている。図１は
、導電層３０の二次部分３３を示す。図１乃至図３及び図５に示す実施例では、
メッキプロセスを使用して導電体を形成することにより、導電層３０の一次部分
３２と二次部分３３との間を電気的に短絡できる。図示のように、二次部分３３
は、平面２１から所定距離離間された平面２２内に位置決めされる。他の適当な
形状及び構成を使用して導電層３０及び／又は導電層４０を形成できるけれども
、接触エレメント６０が第１エレメント位置と第２エレメント位置との間で移動
できる限り、図１乃至図３に示す実施例、又は任意の他の構造的に等価の適当な
レイアウト及び設計を使用できる。 図１乃至図３に示すように、導電層３０の一次部分３２が一次開口部３５を形
成し、導電層３０の第２部分３３が二次開口部３７を形成する。更に、図１乃至
図３に示すように、スロット５１は矩形形状であり、そのため一次開口部３５及
び一次開口部４５は互いに整合する。 図１乃至図３に示す実施例では、接触エレメント６０が第１エレメント位置に
ある場合には、接触エレメント６０は少なくとも部分的に平面２１内に位置決め
されており、接触エレメント６０が第２エレメント位置にある場合には、接触エ
レメント６０は少なくとも部分的に平面２２内に位置決めされている。本明細書
中及び特許請求の範囲で使用されているように、接触エレメント６０が少なくと
も部分的に平面２１又は平面２２内に位置決めされているというのは、接触エレ
メント６０が第１エレメント位置にある場合には、導電層３０を二次開口部３７
に亘って接触し又はブリッジ形成し、及びかくして電気的に短絡すると同時に、
接触エレメント６０が導電層４０と接触せず又はブリッジ形成せず、及びかくし
て電気的に短絡しないということを意味する。同様に、このことは、接触エレメ
ント６０が第２位置にある場合には導電層４０を二次開口部４７に亘って接触し
又はブリッジ形成し、及びかくして電気的に短絡するが、導電層３０と接触せず
又はブリッジ形成せず、及びかくして電気的に短絡しないということを意味する
。 本発明による一つの好ましい実施例では、接触エレメント６０は、カンチレバ
ーアーム６５の自由端６６に位置決めされたヘッド６１を含む。自由端６６とは
反対側のカンチレバーアーム６５の固定端６７は、好ましくは、導電層３０及び
／又は導電層４０に関し、基板２５上に直接固定されている。ヘッド６１は、二
次開口部３７に亘って導電層３０と又は二次開口部４７に亘って導電層４０と十
分に接触する任意の適当な形状を備えているのがよい。カンチレバーアーム６５
により、接触エレメント６０のヘッド６１を、図２に矢印で示すように垂直方向
に第１エレメント位置と第２エレメント位置との間で移動できる。 磁石５０が第１磁石位置にある場合には、磁石５０からの磁束が導電層３０を
通って一次部分３２から二次部分３３まで移動する際に磁路が形成され、次いで
二次開口部３７を横切る電磁力が発生し、これにより、接触エレメント６０を、
導電層３０に向かって、例えば図２に示すように上方に引っ張る。接触エレメン
ト６０が導電層３０と接触すると、二次開口部３７に亘って電気的接触が生じる
。磁石５０が第２磁石位置にある場合には、磁石５０からの磁束が導電層４０を
通って移動する際に磁路が形成され、接触エレメント６０を導電層４０に向かっ
て、例えば図２に示すように下方に引っ張る電磁力が発生する。接触エレメント
６０が導電層４０と接触すると、導電層４０が二次開口部４７に亘って電気的に
短絡される。 磁石５０が第１磁石位置にあり、接触エレメント６０が閉鎖経路３１を閉じて
いる場合には、導電層３０が共通の接点２７と常閉の接点２９との間を電気的に
接続する。磁石５０が第２磁石位置にあり、接触エレメント６０が閉鎖経路４１
を閉じている場合には、導電層４０が共通の接点２７と常開の接点２８との間を
電気的に連通する。かくして、磁石５０を第１磁石位置と第２磁石位置との間で
移動することによって、及びこれと対応して接触エレメント６０を移動すること
によって、機械式マイクロスイッチ２０を常開位置又は常閉位置のいずれかで作
動できる。磁石５０の磁力は、機械式マイクロスイッチの作動に静電力、弾力、
又は重力を使用する従来の機械式マイクロスイッチよりも数桁強くできる。導電
層３０の二次部分３３を、平面２１内の導電層４０から所定距離のところにある
平面２２内に位置決めすることにより、強い双方向開閉力を確保するためにカン
チレバーアーム６５を使用でき、これによって、本発明の機械式マイクロスイッ
チ２０は双投スイッチに特に適している。 カンチレバーアーム６５のカンチレバー設計により、カンチレバーアーム６５
の長さに沿った熱膨張が、機械式マイクロスイッチ２０を閉じる度毎に、特に接
触エレメント６０のヘッド６１が導電層３０又は導電層４０に当たって跳ね返る
場合に、電流のインラッシュ（ｉｎ−ｒｕｓｈ）を適当に吸収する。図１乃至図
３に示すように、接触面積を減少し、及びこれによって固着力及び／又は静電引
っ張り力を減少するため、接触エレメント６０のヘッド６１には丸味が付けてあ
る。 本発明の機械式マイクロスイッチ２０は、シリコンチップ設計の技術の当業者
に周知の従来の集積回路加工技術を使用して製造できる。図４乃至図１１は、本
発明の機械式マイクロスイッチ２０の製造に使用される様々な工程を示す。 図４に示すように、導電層３０及び４０は基板２５上に取り付けられ、支持さ
れ、又は形成される。基板２５は、任意の適当な従来のシリコンウェーハ材料で
できているのがよい。導電層３０及び／又は導電層４０は、二つのチタニウム（
Ｔｉ）層間に挟まれた金（Ａｕ）層でできているのがよい。図５は、導電層３０
の一次部分３２、導電層４０、共通の接点２７、常開接点２８、及び常閉接点２
９のレイアウトの概略平面図を示す。 図６は、一層のポリイミドを付着し、切断し、エッチング好ましくは傾斜エッ
チングを行った場合の側断面図を示す。 図７は、付着、切断、及びエッチングを更に行って、カンチレバーアーム６５
及び接触エレメント６０を形成した後、更にエッチングを行ってポリイミド及び
Ｔｉ及びＡｕの部分を除去した、図２の構造の概略図を示す。図８は、図７に示
す構造の概略平面図を示す。次いで、この構造をＮｉＦｅ等を用いて、及び次い
でロジウム（Ｒｈ）を用いて電気メッキする。 図９に示すように、構造を次いで光切断（ｐｈｏｔｏｃｕｔ）し、カンチレバ
ーアーム６５上のメッキバー及び金属に湿式エッチングを施し、これによりカン
チレバーアーム６５を部分的に自由にする。ＳｉＯ２ を切断し、エッチングを
施し、カンチレバーアーム６５のチップ部分を自由にする。この段階で、基板２
５を形成する第１ウェーハ構造が完成する。 次いで図１０に示すような頂部キャップ構造を製造する。ここでは、Ｔｉ及び
Ａｕを基板２６にメッキベースとしてブランケット付着（ｂｌａｎｋｅｔ ｄｅ
ｐｏｓｉｔ）させる。基板２６は、薄いガラスウェーハでできているのがよい。
次いで、ＮｉＦｅ及びＲｈを電気メッキする。次いで構造をストリップし、図１
１に示す形態にする。図２は、支持体７０を使用して基板２５を基板２６に関し
て構造的に支持する、結合された構造を示す。支持体７０は、任意の適当なハン
ダ、エポキシ、接着剤、又は当業者に周知の他の適当なシーリング材料でできて
いるのがよい。 本発明の一つの好ましい実施例では、図１に示すように、機械式マイクロスイ
ッチ２０の少なくとも一部の周囲に亘ってシール８０を形成できる。このシール
８０は、基板２５及び基板２６と結合して気密シールを形成できる適当なハンダ
、適当なエポキシ、又は任意の他の適当な接着剤でできているのがよい。本発明
の一つの好ましい実施例では、支持体７０がシール８０の少なくとも一部を形成
するのがよい。シール８０の形成に使用される材料は、好ましくは、機械式マイ
クロスイッチ２０の任意の必要な温度制限及びガス抜きの必要を満たす。更に、
シール８０の材料は、磁石５０を機械的に移動するプッシュロッド５６又は任意
の他の移動自在のエレメントを密封をなして取り囲むことができ、更にこれらの
移動を可能にする。シール８０の特定の設計に応じて、導電層３０及び／又は導
電層４０を通る磁束は、気密シールを貫通でき、接触エレメント６０を作動でき
る。 図１２は、機械式マイクロスイッチ２０の概略断面図である。図１２では、ヘ
ッド６１は中立位置で、例えば図１に示す位置で示してあり、この位置では、接
触エレメント６０は、導電層３０又は導電層４０のいずれとも接触していない。 図１３は、本発明の別の好ましい実施例による機械式マイクロスイッチ２０の
レイアウトを示す概略平面図である。 本発明の機械式マイクロスイッチ２０を製造するための上文中に説明したプロ
セス工程の代わりに又はこれらのプロセス工程に加えて、シリコン製マイクロ構
造設計の当業者に周知の任意の他の適当な方法を使用できるということは明らか
である。 本発明の一つの好ましい実施例による機械式マイクロスイッチ２０の動作方法
では、磁石５０を第１磁石位置と第２磁石位置との間で選択的に移動する。磁石
５０が第１磁石位置にある場合には、磁石５０は、導電層３０を電磁的に短絡す
る磁束を発生し、これによって接触エレメント６０を第１エレメント位置に引き
込むか或いはこの位置に位置決めする。この位置では、接触エレメント６０が導
電層３０を二次開口部３７に亘って電磁的に短絡し、導電層３０、共通接点２７
、及び常閉接点２９を電気的に短絡する。磁石５０が第２磁石位置にある場合に
は、磁石５０は、導電層４０を電磁的に短絡する磁束を発生し、これによって接
触エレメント６０を第２エレメント位置に引き込むか或いはこの位置に位置決め
する。この位置では、接触エレメント６０が導電層４０を二次開口部４７に亘っ
て電磁的に短絡し、導電層４０、共通接点２７、及び常開接点２８を電気的に短
絡する。 図１４でわかるように、微小加工により形成した（ｍｉｃｒｏ−ｍａｃｈｉｎ
ｅｄ）スイッチ２０１の変形例は、ベース層２０３から製造される。このベース
層からカンチレバー６５をエッチングにより形成し、図１４のｙ軸方向で約０．
０２５４ｍｍ（１／１０００インチ）即ち１ミルだけ除去することにより、カン
チレバー６５及びそのヘッド６０を上面２０５から離す。次いで、カンチレバー
チップの下でベース層２０３を通してベース層２０３の上面２０５からその下面
２１１まで第１及び第２の穴をｙ軸方向にエッチングにより形成し、軟磁性体製
の第１及び第２のプラグ２０７、２０９で充填する。磁性体は、好ましくは、必
然的ではないが、導電性も備えている、例えばパーマロイである。図１７から推
論できるように単一のプラグ２４５を使用できるが、磁束の戻り経路がないため
、磁気の作用が幾分弱くなってしまう。第１及び第２のプラグ２０７、２０９は
、夫々、下面２１１と隣接したその作動位置に配置された場合、永久磁石５０か
ら磁束をそらすための磁気分路子即ち磁気シャントとして役立つ。添付図面にお
けるエレメントの縮尺及び位置は、本発明の例示及び理解を容易にするための一
助として或る程度変えてあるということは理解されよう。 プラグ２０７、２０９は、これらの間のＺ軸方向空間により電気的に絶縁され
ているが、カンチレバーヘッド６０が磁気引力の作用によって移動してプラグ２
０７、２０９と接触したとき、カンチレバーヘッド６０の第１横側２１７及び第
２横側２１９によってそのＺ軸に沿って接触されるように離間されている。図１
５を更に参照すると、第１及び第２の電気リード２２１、２２３が第１及び第２
のプラグ２０７、２０９に夫々取り付けられており、カンチレバーヘッド６０が
閉じた、開いた電気回路を表す。 これらのプラグは必ずしも導電性でなくてもよく、エレメントを適当に形成し
、構成することにより、カンチレバーチップに動力を作用するための磁気回路、
及びカンチレバーチップをブリッジ接続する電気回路を、図１５に示すように物
理的に別体の存在として位置決めできるということは理解されよう。 磁石５０はプランジャー即ちプッシュロッド５６上に配置されており、好まし
くはベース層２０３の底面２１１から遠ざかる方向にばね２３７等で押圧される
。好ましい実施例では、磁石を約０．０３８１ｍｍ（約１・１／２ミル）移動さ
せるのが適当であると考えられている。 頂部キャップ２２５は、上文中に論じたようにベース層２０３を適当にシール
し且つ離間する際、図１４のＳＰＳＴスイッチ用のカバーとして役立つ。図１６
を参照すると、キャップの別の実施例２２７は、対をなした電気接点２２９、２
３１をそれ自体が有する。これらの接点は、ハンダパッド２３３、２３５への適
当な連結部である。この実施例では、頂部キャップの電気接点２２９、２３１は
、カンチレバーヘッド６０とその通常の位置で、又は休止位置で接触するように
配置され、これによって、本発明は、常開又は常閉の双極単投即ちＤＰＳＴスイ
ッチ機構として役立つ。 図１７を参照すると、ベース層２０３と頂部キャップとの間にスペーサ２４７
を置いて組み立てた機械式マイクロスイッチ２０１を、次いで、本発明を便利に
使用するため、外側リード２５１を持つカバーケース２４９内に組み立てる。こ
のとき、機械式マイクロスイッチ２０１は、ベース層と磁石５０との間の気密層
２５３によって更にシールされているのがよい。 図１４乃至図１７の実施例は、永久磁石の移動が小さく、有効シャント構造を
有し、そのため、低コストで非常に効果的で気密シール可能なスイッチを、基板
の非常に小さな部分を使用して形成できる。 本発明の様々なエレメントは、形状、大きさ、材料、及び／又は構造を変更で
き、それでも、磁石５０の移動に応じて機械式マイクロスイッチ２０を開閉する
ことによって接触エレメント６０を二つの位置の間で移動するということは明ら
かである。 以上の記載において、本発明をその特定の好ましい実施例に関して説明したが
、多くの詳細は例示の目的で記載したものであって、本発明にはこの他の実施例
があり、本明細書中に説明した詳細のうちの特定のものは、本発明の基本的原理
から逸脱することなく、大幅に変更できるということは当業者には明らかであろ
う。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の好ましい実施例による機械式マイクロスイッチの第１導
電層、第２導電層、磁石、共通接点、常開接点、及び常閉接点についてのレイア
ウトの概略平面図である。
電層、第２導電層、磁石、共通接点、常開接点、及び常閉接点についてのレイア
ウトの概略平面図である。
【図２】 図１の２−２線に沿った概略断面図である。
【図３】 図１の３−３線に沿った概略断面図である。
【図４】 集積回路を製造する際の異なる製造段階を示す本発明の一つの好
ましい実施例による機械式マイクロスイッチの概略断面図である。
ましい実施例による機械式マイクロスイッチの概略断面図である。
【図５】 集積回路を製造する際の異なる製造段階を示す本発明の一つの好
ましい実施例による機械式マイクロスイッチの概略平面図である。
ましい実施例による機械式マイクロスイッチの概略平面図である。
【図６】 集積回路を製造する際の異なる製造段階を示す本発明の一つの好
ましい実施例による機械式マイクロスイッチの概略断面図である。
ましい実施例による機械式マイクロスイッチの概略断面図である。
【図７】 集積回路を製造する際の異なる製造段階を示す本発明の一つの好
ましい実施例による機械式マイクロスイッチの概略断面図である。
ましい実施例による機械式マイクロスイッチの概略断面図である。
【図８】 集積回路を製造する際の異なる製造段階を示す本発明の一つの好
ましい実施例による機械式マイクロスイッチの概略平面図である。
ましい実施例による機械式マイクロスイッチの概略平面図である。
【図９】 集積回路を製造する際の異なる製造段階を示す本発明の一つの好
ましい実施例による機械式マイクロスイッチの概略断面図である。
ましい実施例による機械式マイクロスイッチの概略断面図である。
【図１０】 集積回路を製造する際の異なる製造段階を示す本発明の一つの
好ましい実施例による機械式マイクロスイッチの概略断面図である。
好ましい実施例による機械式マイクロスイッチの概略断面図である。
【図１１】 集積回路を製造する際の異なる製造段階を示す本発明の一つの
好ましい実施例による機械式マイクロスイッチの概略平面図である。
好ましい実施例による機械式マイクロスイッチの概略平面図である。
【図１２】 本発明の一つの好ましい実施例による、図２及び図３に示すカ
ンチレバーアームの接触エレメントを示す概略断面図である。
ンチレバーアームの接触エレメントを示す概略断面図である。
【図１３】 本発明の別の好ましい実施例による機械式マイクロスイッチの
レイアウトの概略平面図である。
レイアウトの概略平面図である。
【図１４】 本発明の変形例の概略斜視図である。
【図１５】 別のリード配置を示す、図１４と同様の実施例の平面図である
。
。
【図１６】 図１４の実施例用の別態様の頂部キャップの斜視図である。
【図１７】 機械式マイクロスイッチの変形例による商業的封入スイッチ製
品の側断面図である。
品の側断面図である。
【符号の説明】 ２０ 機械式マイクロスイッチ ３０ 導電層 ３１ 閉鎖経路 ３５ 一次開口部 ３７ 二次開口部 ４０ 導電層 ４１ 閉鎖経路 ４５ 一次開口部 ４７ 二次開口部 ５０ 磁石 ５１ スロット ５５ アクチュエータ ５６ プッシュロッド
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＪＰ
Claims (36)
- 【請求項１】 機械式マイクロスイッチにおいて、前記機械式マイクロスイ
ッチは、 ベース層（２０３）であって、前記ベース層（２０３）は、互いに平行で反対
側に位置する第１及び第２の大きな表面（２０５、２１１）を有し、かつ、前記
第１の大きな表面からエッチングされたカンチレバー（６５）を有し、前記カン
チレバーは一つのアームと一つのヘッド（６０）とを有する、前記ベース層と、 対をなした第１及び第２の電気リード（２１１、２２３）であって、前記第１
及び第２の電気リードは、電気的に絶縁されているが、前記カンチレバーヘッド
に接触すると電気的にブリッジされるように配置された、前記第１及び第２の電
気リードと、 磁気的に且つ電気的に導体である表面を有する前記ヘッドと、 前記ベース層の前記第１及び第２の大きな表面の間に延在する磁気シャント（
２０７、２０９）を有し、磁気フラックスを担持するときに前記ヘッド上に吸引
力を働かせるように、前記カンチレバーの下方に位置する、前記ベース層と、 永久磁石（５０）であって、前記永久磁石は、前記カンチレバーヘッドを前記
電気リードに引寄せるために前記永久磁石から十分なフラックスを伝達するよう
に、前記第２の大きな表面（２１１）と前記磁気シャントに十分に近い第１の位
置において変位可能であり、且つ、前記カンチレバーヘッドを前記電気リードに
引寄せるために十分なフラックスを伝達しないように、前記第２の大きな表面か
ら十分に離れた間隔を置いた第２の位置で変位可能な、前記永久磁石と、 を有する、機械式マイクロスイッチ。 - 【請求項２】 請求項１に記載の機械式マイクロスイッチにおいて、前記磁
気シャント（２０７）は、前記第１及び第２の大きな表面（２０５、２１１）の
間で前記ベース層の本体を貫通する、前記機械式マイクロスイッチ。 - 【請求項３】 請求項１に記載の機械式マイクロスイッチにおいて、互いに
間隔を置いて前記第１及び第２の磁気シャント（２０７、２０９）が位置する、
前記機械式マイクロスイッチ。 - 【請求項４】 請求項３に記載の機械式マイクロスイッチにおいて、前記シ
ャントは電気的に導電性である、前記機械式マイクロスイッチ。 - 【請求項５】 請求項１に記載の機械式マイクロスイッチにおいて、前記シ
ャントは電気的に導電性である、前記機械式マイクロスイッチ。 - 【請求項６】 請求項１に記載の機械式マイクロスイッチにおいて、更に、
前記第１及び第２の位置の間で前記磁石（５０）を移動させるアクチュエーター
機構（５５）を有する、前記機械式マイクロスイッチ。 - 【請求項７】 請求項６に記載の機械式マイクロスイッチにおいて、更に、
前記磁石（５０）に作動可能に連結されたプッシュロッド（５６）及びバイアス
手段（２３７）を有する、前記機械式マイクロスイッチ。 - 【請求項８】 請求項１に記載の機械式マイクロスイッチにおいて、更に、
前記第１の大きな表面（２０５）を密封し、且つ、前記カンチレバー（６０、６
５）の上方に延在する、頂部キャップ（２２５）を有する、前記機械式マイクロ
スイッチ。 - 【請求項９】 請求項８に記載の機械式マイクロスイッチにおいて、更に、
前記頂部キャップ（２２５）と前記ベース層（２０３）の間にスペーサー（２４
７）を有する、前記機械式マイクロスイッチ。 - 【請求項１０】 請求項１に記載の機械式マイクロスイッチにおいて、前記
頂部キャップ（２２５）は前記ベース層（２０３）に溶接密閉されている、前記
機械式マイクロスイッチ。 - 【請求項１１】 請求項１に記載の機械式マイクロスイッチにおいて、前記
頂部キャップ（２２５）は対をなした第３及び第４の電気リード（２２９、２３
１）を有し、前記第３及び第４の電気リードは、電気的に絶縁されてはいるが、
前記カンチレバーヘッド（６０）に接触すると電気的にブリッジを形成するよう
に配置されている、前記機械式マイクロスイッチ。 - 【請求項１２】 請求項１に記載の機械式マイクロスイッチにおいて、前記
カンチレバーは前記第１及び第２の電気リード（２２１、２２３）又は前記第３
及び第４の電気リード（２３３、２３５）のうちの一方に接触し、且つ、磁気の
影響がないときには反対側の電気リードの対に接触しなりように、予め圧縮され
ている、前記機械式マイクロスイッチ。 - 【請求項１３】 請求項１２に記載の機械式マイクロスイッチにおいて、前
記第１の位置にある前記磁石は、前記カンチレバーのプレストレスに打ち勝って
、前記ヘッド（６０）を常態で非接触の電気リードの前記対に引寄せるように、
吸引力を発生させる、前記機械式マイクロスイッチ。 - 【請求項１４】 機械式マイクロスイッチ（２０１）であって、前記機械式
マイクロスイッチは、 ベース層（２０３）であって、前記ベース層は、ｘ-ｚ平面に平行で、かつ、
互いに平行に反対側に位置する、第１及び第２の表面（２０５、２１１）と、前
記ｘ軸に沿って延在し、前記ｘ軸に取りつけられた、カンチレバーを有し、前記
カンチレバーは一つのアーム（６５）と一つのヘッド（６０）を有し、前記第１
の大きな表面（２０５）の近傍に配置された、前記ベース層と、 電気的に絶縁されているが、前記カンチレバーヘッドに接触すると電気的にブ
リッジを形成するように配置された、第１及び第２の電気リード（２２１、２２
３）と、 磁気的に及び電気的に導体である表面を有する前記ヘッドと、 ｚ軸に沿って間隔を置いて配置され、且つ、実質的に前記カンチレバーヘッド
の下方で前記ｙ軸に沿って前記ベース層を貫通する、第１及び第２のソフト磁気
シャント（２０７、２０９）を有する、前記ベース層と、 永久磁石（５０）であって、前記永久磁石は、前記カンチレバーヘッドを前記
電気リードに引寄せるために十分な磁気フラックスが前記永久磁石から伝達され
るように、前記第２の大きな表面（２１１）と前記第１及び第２の磁気シャント
に十分に近い第１の位置において、前記ｙ軸に沿って移動自在に配置され、且つ
、前記カンチレバーヘッドを前記電気リードに引寄せるために十分な磁気フラッ
クスを伝達しないように、前記第２の大きな表面から十分に距離を置いた第２の
位置に配置可能である、前記永久磁石と、 前記第１及び第２の位置の間で前記磁石を移動させるためのアクチュエーター
機構（５５）と、 前記第１の大きな表面を密封し、かつ、前記カンチレバーの上方に延在する、
頂部キャップ（２２５）と、 を有する、機械式マイクロスイッチ。 - 【請求項１５】 請求項１４に記載の機械式マイクロスイッチにおいて、更
に、前記ベース層（２０３）と頂部キャップ（２２５）と前記アクチュエーター
機構（５５）を囲み、且つ、前記ケーシングから延在する電気リード（２５１）
を有する、ケーシング（２４９）を有し、前記電気リードは前記第１及び第２の
電気リード（２２１、２２３）に連結されている、前記機械式マイクロスイッチ
。 - 【請求項１６】 請求項１４に記載の機械式マイクロスイッチにおいて、前
記頂部キャップ（２２５）は前記ベース層（２０３）に溶接密閉されている、前
記機械式マイクロスイッチ。 - 【請求項１７】 請求項１４に記載の機械式マイクロスイッチにおいて、前
記ベース層（２０３）は前記磁石（５０）から溶接密閉されている、前記機械式
マイクロスイッチ。 - 【請求項１８】 請求項１４に記載の機械式マイクロスイッチにおいて、前
記磁石（２０７）及び電気回路（２２１、２２３）は独立している、前記機械式
マイクロスイッチ。 - 【請求項１９】 請求項１４に記載の機械式マイクロスイッチにおいて、前
記磁石（２０７）及び電気回路（２２１、２２３）は一体化されている、前記機
械式マイクロスイッチ。 - 【請求項２０】 請求項１４に記載の機械式マイクロスイッチにおいて、前
記ベース層（２０３）はシリコンである、前記機械式マイクロスイッチ。 - 【請求項２１】 閉鎖位置と開放位置の間で作動するマイクロスイッチであ
って、前記マイクロスイッチは、 第１の導電性層（３０）であって、前記第１の導電性層は、第１の一次開口（
３５）と第１の二次開口（３７）を有する第１の閉鎖通路（３１）を形成する、
前記第１の導電性層と、第２の導電性層（４０）であって、前記第２の導電性層
は、第２の一次開口（４５）と第２の二次開口（４７）を有する第２の閉鎖通路
（４１）を形成する、前記第２の導電性層を有し、前記第１の閉鎖通路は前記第
２の閉鎖通路から導電的に絶縁されている、前記第１及び第２の導電性層と、 前記第１の閉鎖通路と前記第２の閉鎖通路に関して移動可能に搭載された磁石
（５０）であって、前記磁石は、前記第１の一次開口の内部の磁石第１位置と、
前記第２の一次開口の内部の磁石第２位置の間で移動可能である、前記磁石と、 前記磁石第１位置と前記磁石第２位置の間で前記磁石を選択的に移動させるア
クチュエーター（５５）と、 前記第１の閉鎖通路と前記第２の閉鎖通路に関して移動可能に搭載されたコン
タクト要素（６０）であって、前記コンタクト要素は、前記コンタクト要素が前
記第１の二次開口を通って前記第１の導電性層を電気的に短絡させる、要素第１
位置と、前記コンタクト要素が前記第２の二次開口を通って前記第２の導電性層
を電気的に短絡させる、要素第２位置の間で、移動自在である、前記コンタクト
要素と、 を有する、マイクロスイッチ。 - 【請求項２２】 請求項２１に記載のマイクロスイッチにおいて、少なくと
も前記第１の導電性層の第１の一次部分（３２）が第１の平面（２１）に位置し
、前記第１の導電性層の第１の二次部分（３３）が前記第１の平面から間隔を置
いた第２の平面（２２）に位置し、少なくとも前記第２の導電性層の第２の一次
部分（４２）は前記第１の平面の内部に位置する、前記マイクロスイッチ。 - 【請求項２３】 請求項２２に記載のマイクロスイッチにおいて、前記第１
の一次開口は、前記第１の平面の内部の前記第１の導電性層の前記第１の一次部
分によって形成され、前記第２の一次開口は、前記第１の平面の内部の前記第２
の導電性層の前記第２の一次部分によって形成され、前記第１の一次開口と前記
第２の一次開口は互いに整列している、前記マイクロスイッチ。 - 【請求項２４】 請求項２３に記載のマイクロスイッチにおいて、前記磁石
は、前記第１の一次開口と前記第２の一次開口によって少なくとも部分的に形成
されたスロット（５１）の内部で滑動可能である、前記マイクロスイッチ。 - 【請求項２５】 請求項２２に記載のマイクロスイッチにおいて、前記要素
第１位置において前記コンタクト要素は、前記第１の平面の内部に少なくとも部
分的に配置され、且つ、前記第２の平面の外部に配置され、前記要素第２位置に
おいて前記コンタクト要素は、前記前記第２の平面の内部に少なくとも部分的に
配置され、且つ、前記第１の平面の外部に配置されている、前記マイクロスイッ
チ。 - 【請求項２６】 請求項２１に記載のマイクロスイッチにおいて、前記要素
第１位置において前記コンタクト要素は、前記第１の二次開口を通って前記第１
の導電性層を電磁気的に短絡させる第１の磁気フラックスを形成し、前記要素第
２位置において前記コンタクト要素は、前記第２の二次開口を通って前記第２の
導電性層を短絡させる第２の磁気フラックスを形成する、前記マイクロスイッチ
。 - 【請求項２７】 請求項２１に記載のマイクロスイッチにおいて、前記磁気
第１位置において前記コンタクト要素は前記要素第１位置に位置し、前記磁気第
２位置において前記コンタクト要素は前記要素第２位置に位置する、前記マイク
ロスイッチ。 - 【請求項２８】 請求項２１に記載のマイクロスイッチにおいて、前記コン
タクト要素は、カンチレバーアーム（６５）の自由端に位置するヘッド（６０）
を有し、前記カンチレバーアームの固定端は前記自由端の反対側に位置し、前記
固定端は前記第１の導電性層と前記第２の導電性層に関して固定されている、前
記マイクロスイッチ。 - 【請求項２９】 請求項２１に記載のマイクロスイッチにおいて、更に、第
１の基板（２５）が前記第１の導電性層を支持する、前記マイクロスイッチ。 - 【請求項３０】 請求項２９に記載のマイクロスイッチにおいて、更に、前
記第２の導電性層を支持する第２の基板（２６）と、前記第１の基板から間隔を
置いた位置で前記第２の基板を固定する支持構造を有する、前記マイクロスイッ
チ。 - 【請求項３１】 マイクロスイッチを動作させる方法において、前記方法は
、 （ａ） 磁石第１位置と磁石第２位置の間で磁石（５０）を選択的に移動させ
る工程と、 （ｂ）前記磁石が前記磁石第１位置に位置するとき、第１の導電性層（３０）
を電磁気的に短絡させる第１の磁気フラックスを生成し、前記第１の導電性層を
電磁気的に短絡させる要素第１位置に可動コンタクト要素（６０）を配置し、第
１の共通コンタクト（２７）と常閉コンタクト（２９）に関して第１の導電性層
を電気的に短絡させる工程と、 （ｃ）前記磁石が前記磁石第２位置にあるとき、第２の導電性層（４０）を電
磁気的に短絡させる第２の磁気フラックスを生成し、前記第２の導電性層を電磁
気的に短絡させる要素第２位置に前記可動コンタクト要素を配置し、第２共通コ
ンタクトと常開コンタクト（２８）に関して第２の導電性層を電気的に短絡させ
る工程と、 を有する、マイクロスイッチを動作させる方法。 - 【請求項３２】 請求項３１に記載の方法において、押しボタンスイッチ（
５６）が前記磁石を前記磁石第１位置と前記磁石第２位置の間で選択的に移動さ
せるように動作する、前記方法。 - 【請求項３３】 請求項３１に記載の方法において、前記磁石第１位置にお
いて前記磁石は、前記第１の導電性層によって形成された第１の一次開口（３５
）の内部に配置される、前記方法。 - 【請求項３４】 請求項３３に記載の方法において、前記磁石第２位置にお
いて前記磁石は、前記第２の導電性層によって形成された第２の一次開口（４５
）の内部に配置される、前記方法。 - 【請求項３５】 請求項３１に記載の方法において、前記磁石第１位置にお
いて前記コンタクト要素は、前記第１の導電性層によって形成された第１の二次
開口（３７）の内部に電磁気的に引き込まれる、前記方法。 - 【請求項３６】 請求項３５に記載の方法において、前記磁石第２位置にお
いて前記コンタクト要素は、前記第２の導電性層によって形成された第２の二次
開口（４７）の内部に電磁気的に引き込まれる、前記方法。
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