JP2005216561A - Microrelay - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マイクロリレーに関するものである。 The present invention relates to a micro relay.
従来から、静電駆動型のマイクロリレーに比べて駆動力を大きくできるマイクロリレーとして、電磁石装置の電磁力を利用してアマチュアを駆動し接点を開閉するようにしたマイクロリレーが知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a micro relay capable of increasing the driving force compared to an electrostatic driving type micro relay, a micro relay in which an armature is driven to open and close a contact using electromagnetic force of an electromagnet device is known ( For example, see Patent Document 1).
ここにおいて、上記特許文献1に開示されたマイクロリレーは、厚み方向の一表面側において長手方向の両端部に各一対の固定接点が設けられ且つ2つの電磁石装置が挿入される2つの挿入孔が長手方向に離間して形成された矩形板状のセラミック基板からなるベース基板と、矩形枠状のフレーム部およびフレーム部の内側に配置されて一対の枢支部を介してフレーム部に揺動自在に支持され各電磁石装置に対向する部位それぞれに永久磁石が設けられたアマチュアおよびアマチュアの両端部に固着された可動接点を有するアマチュアブロックと、ベース基板の周部とアマチュアブロックのフレーム部との間に介在する矩形枠状のスペーサとを備えている。なお、上記特許文献1に開示されたマイクロリレーでは、静電駆動型のマイクロリレーに比べて駆動力を大きくできるので、接点圧を大きくできて耐衝撃性および信頼性を高めることができるという利点や、アマチュアの駆動ストロークを大きくできて接点開成時の可動接点と固定接点との間の距離を大きくすることができて高周波特性(アイソレーション特性)の向上を図れるという利点や、低電圧駆動が可能となるという利点などがある。
Here, the micro relay disclosed in
ところで、上記特許文献1に開示されたマイクロリレーでは、アマチュアにおいて各電磁石装置との対向面に2つの永久磁石を設けてあり、ベース基板の周部とアマチュアブロックのフレーム部との間に厚み寸法の比較的大きなスペーサを介在させる必要があるので、リレー全体としての厚み寸法が大きくなってしまうという問題があった。
By the way, in the micro relay disclosed in
そのような問題を解決するためにリレー全体の薄型化が可能な図11(a)(b)に示すような電磁石装置2が提案されている。
In order to solve such a problem, an
この電磁石装置2のヨーク20は電磁軟鉄などの鉄板を曲げ加工、鋳造加工、プレス加工等により加工してU字型としたものであって、中央片の両端側をそれぞれコイル巻回部20aとして、その長手方向の両端部にそれぞれコイル22,22を直接巻回するとともに、両コイル22,22間に矩形板状の永久磁石21を配置し、長手方向の両端の脚片20b、20bの先端はアマチュアに近づく向きに延設され、その先端をコイル22,22への励磁電流に応じて互いの異極に励磁される磁極面としてある。また永久磁石21との対向面とは反対側には中央片の長手方向と直交するように配置した回路基板23を固着している。永久磁石21は、コイル巻回部20aとの重ね方向(厚み方向)の両面それぞれの磁極面21a,21bが異極に着磁されており、一方の磁極面21bがヨーク20の中央片の一面に当接し、他方の磁極面21aがヨーク20の両脚片20b,20bの先端面と同一平面上に位置するように厚み寸法を設定してある。
上記図11(a)(b)に示す電磁石装置2を実装基板(図示せず)に実装するために、ヨーク20に設けた回路基板23は、図11(c)に示すように絶縁基板23aの一表面における長手方向の両端部に導体パターン23bが形成されており、各導体パターン23bにおいて円形状に形成された部位が実装用端子部23cを構成し、矩形状に形成された部位がコイル接続部23dを構成している。そのため、実装用端子部23cに設けたバンプ24で上記実装基板(図示せず)に半田付けする場合、コイル接続部23dに熱が伝わり、コイル接続部23dに半田付けしているコイル22の巻線端が外れるという問題があった。
In order to mount the
本発明は、上記の課題に鑑みて為されたもので、その目的とするところはリレー全体の薄型化が可能な電磁石装置を用いるマイクロリレーにおいて、実装基板に実装するために電磁石装置に設けた回路基板を実装基板に半田付けによって実装する際に、回路基板に半田付けしている電磁石装置のコイルの巻線端が実装時の熱によって外れるの防いだマイクロリレーを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to provide an electromagnet device for mounting on a mounting board in a microrelay using an electromagnet device capable of reducing the thickness of the entire relay. An object of the present invention is to provide a microrelay in which when a circuit board is mounted on a mounting board by soldering, a winding end of a coil of an electromagnet device soldered to the circuit board is prevented from coming off due to heat during mounting.
上記の目的を達成するために、請求項1の発明では、ヨークに巻回されたコイルへの励磁電流に応じて磁束を発生する電磁石装置を設けるとともに厚み方向の一表面側に固定接点を設けたベース基板と、ベース基板の前記一表面側に固着されるフレーム部およびフレーム部の内側に配置されてフレーム部に揺動自在に支持され電磁石装置により駆動されるアマチュアおよびアマチュアに接圧ばね部を介して支持され可動接点が設けられた可動接点基台部を有するアマチュアブロックとからなり、前記ヨークには、前記コイルの巻線端を半田付けするコイル接続部を一面に設け、このコイル接続部に電気的に接続されたスルーホールメッキが内面に施されたスルーホールを他面に開口させた回路基板を具備し、該回路基板の他面に開口した前記スルーホールの開口縁に露出するスルーホールメッキ部位を実装用端子部としたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided an electromagnet device that generates a magnetic flux in response to an exciting current applied to a coil wound around a yoke, and a fixed contact on one surface side in the thickness direction. The base substrate, the frame portion fixed to the one surface side of the base substrate, the armature disposed on the inner side of the frame portion and supported swingably by the frame portion, and the armature driven by the electromagnet device and the armature contact spring portion The yoke includes an armature block having a movable contact base portion provided with a movable contact. The coil connection portion for soldering the winding end of the coil is provided on one surface of the yoke. A circuit board having a through-hole plated on the inner surface with a through-hole plating electrically connected to the portion opened on the other surface, and opened on the other surface of the circuit board Characterized in that the through-hole plating portion is exposed to the opening edge of Ruhoru was mounting terminal portion.
請求項1の発明によれば、実装基板へ回路基板の外部接続用端子を用いて実装する際に、実装時の半田付けの熱が回路基板の反対側の面に設けているコイル接続部へ伝わりにくく、そのためコイル接続部に電磁石装置のコイルの巻線端を接続している半田が溶けず、コイルの巻線端が実装時に外れるのを防止できる。 According to the first aspect of the present invention, when mounting on the mounting board using the external connection terminals of the circuit board, the heat of soldering during mounting is applied to the coil connection portion provided on the opposite surface of the circuit board. Therefore, the solder connecting the coil winding end of the electromagnet device does not melt at the coil connecting portion, and the coil winding end can be prevented from coming off during mounting.
請求項2の発明では、請求項1の発明において、前記回路基板の一面に開口する前記スルーホールの開口部をレジスト材料で封止していることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the opening of the through hole opened on one surface of the circuit board is sealed with a resist material.
請求項2の発明によれば、外部接続用端子を用いた実装時に半田がスルーホールを介して回路基板の反対側面に流れ込むのを防止でき、またスルーホールの導電部位とヨークの絶縁ができる。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to prevent solder from flowing into the opposite side surface of the circuit board through the through hole during mounting using the external connection terminal, and to insulate the conductive portion of the through hole from the yoke.
請求項3の発明では、請求項1又は2の発明において、前記回路基板の一面側のスルーホールの開口部の位置から外れた位置に前記コイル接続部を設けていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the coil connection portion is provided at a position deviated from the position of the opening portion of the through hole on the one surface side of the circuit board.
請求項3の発明によれば、実装時の熱がコイル接続部側に一層伝わりにくくなり、コイル接続部に電磁石装置のコイルの巻線端を接続している半田が溶けるのを防ぐことができ、コイルの巻線端の外れ防止を確実に図れる。
According to the invention of
請求項4の発明では、請求項1乃至3の何れかの発明において、前記ヨークの一面の略中央に磁気保持用の永久磁石を配置固定し、この永久磁石の配置位置に対して反対側の前記ヨークの他面にヨークと直交する方向に前記回路基板を配置固定して前記回路基板の両端を前記ヨークの両側方向に突出させ、前記ヨークの両端より前記アマチュアに近づく向きに延設され前記コイルへの励磁電流に応じて互いの先端の磁極面が異極に励磁される一対の脚片と、前記永久磁石及び前記回路基板の突出部位との間の前記ヨーク部位をコイル巻回部としたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in any of the first to third aspects of the present invention, a permanent magnet for magnetic holding is disposed and fixed substantially at the center of one surface of the yoke, and the opposite side of the permanent magnet is disposed. The circuit board is arranged and fixed on the other surface of the yoke in a direction perpendicular to the yoke, both ends of the circuit board are protruded in both directions of the yoke, and extended from the both ends of the yoke so as to approach the armature. A pair of leg pieces whose opposite poles are excited in accordance with an excitation current to the coil, and the yoke part between the permanent magnet and the projecting part of the circuit board; It is characterized by that.
請求項4の発明のよれば、回路基板をコイル巻回部の鍔部として利用することができる。
According to invention of
請求項5の発明では、請求項4の発明において、前記回路基板の角部を曲面としたことを特徴とする。
The invention of claim 5 is characterized in that, in the invention of
請求項5の発明によれば、コイル巻回時にコイルの巻線が回路基板に引っかかって断線するのを防止することができる。 According to invention of Claim 5, it can prevent that the coil | winding of a coil catches on a circuit board at the time of coil winding, and is disconnected.
請求項6の発明では、請求項4又は5の発明において、前記ヨークの両端方向の前記永久磁石の幅に対して同じ方向の前記回路基板の幅を小さくしていることを特徴とする。
The invention of claim 6 is characterized in that, in the invention of
請求項6の発明によれば、コイル巻回時にコイルの巻線が回路基板に引っかかるのを少なくすることができ、巻回時のコイルの巻線の断線を防止できる。 According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to reduce the coil winding from being caught on the circuit board during coil winding, and to prevent disconnection of the coil winding during winding.
請求項7の発明では、請求項4乃至6の発明において、前記回路基板の一面に、両端方向の中心から両端方向に等距離離れ、その距離を前記ヨークの両側幅寸法にほぼ等しくした一対の凸部を設け、両凸部間に前記ヨークを嵌めて位置決めを行うことを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a pair of circuits according to the fourth to sixth aspects, wherein one surface of the circuit board is equidistant from the center in both end directions in the both end directions, and the distance is substantially equal to the width on both sides of the yoke. Protruding portions are provided, and positioning is performed by fitting the yoke between the both protruding portions.
請求項7の発明によれば、ヨークに回路基板を配置固定する際にヨークの幅方向の位置決めをすることができる。 According to the seventh aspect of the invention, the yoke can be positioned in the width direction when the circuit board is arranged and fixed on the yoke.
請求項8の発明では、請求項4乃至6の発明において、前記回路基板の一面の中央と、前記回路基板を固定配置する前記ヨークの他面側に凹凸結合により前記回路基板と前記ヨーク間の位置決めを行う位置決め手段を設けて成ることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the fourth to sixth aspects of the present invention, the center of one surface of the circuit board and the other surface side of the yoke on which the circuit board is fixedly disposed are connected between the circuit board and the yoke by concavity and convexity. A positioning means for performing positioning is provided.
請求項7の発明によれば、ヨークに回路基板を配置固定する際にヨークの幅方向及び長手方向に対する位置決めをすることができる。 According to the invention of claim 7, when the circuit board is disposed and fixed on the yoke, the yoke can be positioned in the width direction and the longitudinal direction.
本発明は、実装基板へ回路基板の外部接続用端子を用いて実装する際に、実装時の半田付けの熱が回路基板の反対側の面に設けているコイル接続部へ伝わりにくく、そのためコイル接続部に電磁石装置のコイルの巻線端を接続している半田が溶けず、コイルの巻線端が実装時に外れるのを防止できるという効果がある。 In the present invention, when mounting on the mounting board using the external connection terminals of the circuit board, the heat of soldering at the time of mounting is not easily transmitted to the coil connecting part provided on the opposite surface of the circuit board. There is an effect that the solder connecting the coil winding end of the electromagnet device to the connecting portion does not melt, and the coil winding end can be prevented from being detached during mounting.
以下、本実施形態のマイクロリレーについて図1〜図9を参照しながら説明する。 Hereinafter, the micro relay of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
本実施形態のマイクロリレーは、図3に示すようにヨーク20に巻回されたコイル22,22への励磁電流に応じて磁束を発生する電磁石装置2と、矩形板状のガラス基板からなり厚み方向の一面側において長手方向の両端部それぞれに各一対の固定接点14が設けられたベース基板1と、ベース基板1の上記一表面側に固着される枠状(矩形枠状)のフレーム部31およびフレーム部31の内側に配置されて4本の支持ばね部32を介してフレーム部31に揺動自在に支持され電磁石装置2により駆動されるアマチュア30およびアマチュア30にそれぞれ2本の接圧ばね部35を介して支持されそれぞれ可動接点39が設けられた2つの可動接点基台部34を有するアマチュアブロック3と、アマチュアブロック3におけるベース基板1とは反対側で周部がフレーム部31に固着された矩形板状のガラス基板からなるカバー4とを備えている。
As shown in FIG. 3, the microrelay of this embodiment is composed of an
本実施形態の電磁石装置2に用いるヨーク20は電磁軟鉄などの鉄板を略H字型に曲げ加工、鋳造加工、プレス加工等によって加工することにより形成されており、先端面が磁極面となる両脚片20b,20bの断面を矩形状に形成している。そしてアマチュア30と対向する中央片の中央部表面には矩形板状の永久磁石21を収納配置して接着固定する凹部20cを形成し、この凹部20cの両側をコイル22がそれぞれ直接巻回されるコイル巻回部20aとし、さらに長手方向の両端部の脚片20b、20bの基部に対応するヨーク20の下面の四隅にはコイル脱落規制用の凸部20dをそれぞれ形成してある。ここで永久磁石21は、厚み方向の両面の磁極面21a,21bが異極に着磁されており、一方の磁極面21bがヨーク20の凹部20cの底面に当接し、他方の磁極面21aがヨーク20の両脚片20b,20bの先端面と同一高さ位置にとなるように厚み寸法を設定してある。
The
なお、図6中の矢印Aは永久磁石21の磁化方向を示している。また上記凹部20cとは反対側のヨーク20の中央片下面には中央片と直交するようにプリント基板からなる回路基板23を接着等により固着している。
An arrow A in FIG. 6 indicates the magnetization direction of the
ここで永久磁石21のアマチュア30側に対向する上面、つまり磁極面21aの高さ位置を図11の場合と同じとした場合、凹部20cの凹み部分だけ厚い大型な永久磁石を使用することができ、吸引力の増大化を図ることができるのである。また凸部20dにより巻回しているコイル22が脚片20bへ移動するのを規制することができ、そのため組み込み工程等においてコイル22がヨーク20から脱落してほどけて不良品となるのを防ぐことができる。
Here, if the upper surface of the
ヨーク20に固定される回路基板23は、図1(a)〜(c)に示すように絶縁基板23aの長手方向の両端部に、内周面にスルーホールメッキを施して形成したスルーホールメッキ部230aを有するスルーホール230を貫通形成し、固定時にヨーク20と反対側となる面側(図1(a)において下面側)のスルーホール230の開口縁に露出するスルーホールメッキ部230aの端面を実装用端子部230bとしている。またヨーク20側の面(図1(a)においては上面側)のスルーホール230の開口部の位置より端部側にずれた位置には矩形状の導電パターンを上記スルーホールメッキ部230aと一体に形成し、この導電パターンをコイル接続部230cとしている。従ってコイル接続部230cと実装用端子部230bはスルーホールメッキ部230aにより電気的に接続される。また上記絶縁基板23aの上面側のスルーホール230の開口部はレジスト材231で封止し、コイル接続部230cにコイル20の巻線端を半田付けするときに半田がスルーホール230内に流れ込むのを防止し、また逆に実装用端子部230bを実装基板(図示せず)に半田付けする際にスルーホール230を介して絶縁基板23aの上面側に出てくるのを防止するようになっている。
As shown in FIGS. 1A to 1C, the
さてコイル接続部230cには、コイル22,22の巻線端が接続されるが、コイル22,22は、実装用端子230b間に電源を接続してコイル22,22へ励磁電流を流したときにヨーク20の両脚片20b,20bの先端面が互いに異なる磁極となるように接続されている。なお、実装用端子部230bには、導電性材料(例えば、Au,Ag,Cu,半田など)からなるバンプ24が適宜固着されるが、バンプ24を固着する代わりに、ボンディングワイヤをボンディングしてもよい。
Now, the coil ends of the
上記のように形成された回路基板23は長手方向が図2に示すようにヨーク20の中央片の中央部下面にヨーク20の長手方向と直交するように配置されてその中央部が接着固定される。従ってヨーク20の各脚片20bと、凹部20cに配置固定される永久磁石21及びヨーク20の側方に突出する回路基板23の部位で囲まれたヨーク20の部位がそれぞれコイル巻回部20a、20aを構成し、脚片20b、永久磁石21及び回路基板23の突出部位がコイルボビンの鍔部として機能することになる。なおコイル22を巻回する際にコイル22の巻線が回路基板23の角部に引っかかって断線するのを防止するために、角部をR面(曲面)としてある。また図2に示すようにヨーク20の両端方向の永久磁石21の幅寸法aよりも回路基板23の同方向の幅寸法bを小さくすることで、コイル22の巻回時に巻線が回路基板23に引っかかるのを少なくなるようにしている。更に永久磁石21及びヨーク20バリ等で断線するのを防ぐとともに電気的な絶縁を施するために永久磁石21及びヨーク20の表面に樹脂コーティングを施してある。この場合永久磁石21の磁極面21a及び脚片20bの先端の磁極面部位は樹脂コーティングを研磨剥離してそれぞれの高さ位置を一致させている。
The
さて上記ベース基板1は、パイレックス(R)のような耐熱ガラスにより形成されており、外周形状が矩形状であって、中央部には厚み方向に貫通し電磁石装置2を収納する収納孔16が貫設され、四隅の各近傍には厚み方向に貫通するスルーホール10が貫設されている。また、ベース基板1の厚み方向の両面であって各スルーホール10それぞれの周縁にはランド12が形成されている。ここに、ベース基板1の厚み方向において重なるランド12同士はスルーホール10の内周面に被着された導電性材料(例えば、Cu,Cr,Ti,Pt,Co,Ni,Au,あるいはこれらの合金など)からなる導体層(図示せず)により電気的に接続されている。また、ベース基板1の厚み方向の他表面側の各ランド12にはバンプ13が適宜固着されており、バンプ13をランド12に固着することによって、ベース基板1の上記他表面側ではスルーホール10の開口面がバンプ13により覆われる。スルーホール10の開口面は円形状であって、ベース基板1の上記一表面には、それぞれスルーホール10の開口面およびランド12を覆う4枚のシリコン薄膜からなる蓋体19が固着されている。
The
また、上述の各一対の固定接点14は、ベース基板1の長手方向の両端部においてベース基板1の短手方向に離間して形成された2つのスルーホール10の間で上記短手方向に並設されており、上記短手方向において隣り合うスルーホール10の周縁に形成されたランド12と導電パターン18を介して電気的に接続されている。ここに、固定接点14および導電パターン18およびランド12の材料としては、例えば、Cr,Ti,Pt,Co,Cu,Ni,Au,あるいはこれらの合金などの導電性材料を採用すればよく、バンプ13の材料としては、例えば、Au,Ag,Cu,半田などの導電性材料を採用すればよい。なお、上述のスルーホール10および収納孔16は、例えば、サンドブラスト法やエッチング法などによって形成すればよく、上述の導体層は、例えば、めっき法、蒸着法、スパッタ法などによって形成すればよい。なお、本実施形態では、蓋体19がスルーホール10の開口面を閉塞する閉塞手段を構成し、ベース基板1の上記他表面側におけるランド12が接続用電極を構成している。
In addition, each of the pair of fixed
また、収納孔16の開口面は十字状であって、ベース基板1の上記一表面側には、収納孔16を閉塞するシリコン薄膜からなる蓋体17が固着されている。すなわち、電磁石装置2は、ヨーク20の両脚片20b,20cの各先端面が蓋体17と対向する形で収納孔16に挿入される。なお、本実施形態では、収納孔16の内周面と蓋体17とで囲まれる空間が電磁石装置2を収納する収納部を構成しており、電磁石装置20は、永久磁石21がベース基板1の厚み寸法内でアマチュア30とヨーク20とにより形成される磁路中に設けられ、回路基板23における絶縁基板23aの表面がベース基板1の上記他表面と略面一となっている。なお、蓋体17,19は、シリコン基板をエッチングや研磨などで薄膜化することにより形成したシリコン薄膜により構成されており、厚み寸法を20μmに設定してある。ここに、蓋体17の厚み寸法は20μmに限定するものではなく、例えば、5μm〜50μm程度の範囲内で適宜設定すればよい。また、蓋体17,19は、シリコン薄膜に限らず、ガラス基板をエッチングや研磨などで薄膜化することにより形成したガラス薄膜により構成してもよい。
The opening surface of the
収納孔16は、ベース基板1の上記一表面から上記他表面に近づくにつれて徐々に開口面積が大きくなるテーパ形状となっており、ベース基板1の上記他表面側から電磁石装置2を挿入しやすく、且つ、ベース基板1の上記一表面における収納孔16の開口面積を比較的小さくすることができる。
The
アマチュアブロック3は、シリコン基板からなる半導体基板を半導体微細加工プロセスにより加工することによって、上述の矩形枠状のフレーム部31と、上述の4本の支持ばね32と、フレーム部31の内側に配置されアマチュア30の一部を構成する矩形板状の可動基台部30aと、上述の4本の接圧ばね35と、上述の2つの可動接点基台部34とを形成してあり、可動基台部30aと、可動基台部30aにおけるベース基板1との対向面に固着された磁性体(例えば、軟鉄、電磁ステンレス、パーマロイなど)からなる矩形板状の磁性体部30bとでアマチュア30を構成している。したがって、アマチュア30が4本の支持ばね部32を介してフレーム部31に揺動自在に支持されている。なお、可動基台部30aはフレーム部31よりも薄肉であり、アマチュア30の厚み寸法は、アマチュアブロック3とベース基板1とを固着した状態においてアマチュア30の磁性体部30bと蓋体17との間に所定のギャップが形成されるように設定されている。
The
上述の支持ばね部32は、可動基台部30aの短手方向の両側面側で可動基台部30aの長手方向に離間して2箇所に形成されている。各支持ばね部32は、一端部がフレーム部31に連続一体に連結され他端部が可動基台部30aに連続一体に連結されている。なお、各支持ばね部32は、平面形状において上記一端部と上記他端部との間の部位を同一面内で蛇行した形状に形成することにより長さ寸法を長くしてあり、アマチュア30が揺動する際に各支持ばね部32にかかる応力を分散させることができ、各支持ばね部32が破損するのを防止することができる。
The above-described
また、可動基台部30aは、短手方向の両側縁の中央部から矩形状の突片36が連続一体に延設され、フレーム部31の内周面において突片36に対応する部位からも矩形状の突片37が連続一体に延設されている。すなわち、可動基台部30aから延設された突片36とフレーム部31から延設された突片37とは互いの先端面同士が対向している。ここに、可動基台部30aから延設された各突片36の先端面には凸部36aが形成されており、フレーム部31から延設された各突片37の先端面には、凸部36aが入り込む凹部37aが形成されている。したがって、凸部36aが凹部37aの内周面に当接することでフレーム部31の厚み方向に直交する面内におけるアマチュア30の移動が規制される。なお、アマチュア30の同一の側縁側に配設される2つの支持ばね部32は、突片36の両側に位置している。
In addition, the
また、アマチュアブロック3は、アマチュア30の長手方向においてアマチュア30の両端部とフレーム部31との間にそれぞれ可動接点基台部34が配置されており、各可動接点基台部34におけるベース基板1との対向面に導電性材料からなる可動接点39が固着されている。ここに、可動接点基台部34は上述の2本の接圧ばね部35を介して可動基台部30aに支持されている。なお、可動基台部30aは上述のように矩形板状に形成されており、磁性体部30bの変位量を制限するストッパ部33が四隅それぞれから連続一体に延設されており、接圧ばね部35の平面形状は、ストッパ部33の外周縁の3辺に沿ったコ字状に形成されている。このストッパ部33は、ベース基板1の上記一表面と接触することにより磁性体部30bの変位量を制限する。
The
なお、アマチュアブロック3は、上述の説明から分かるように、フレーム部31、可動基台部30a、支持ばね部32、可動接点保持部34、接圧ばね部35が上述の半導体基板の一部により構成されている。半導体基板としては、例えば厚み寸法が200μm程度のシリコン基板を用いればよいが、当該厚み寸法は特に限定するものではなく、例えば、50μm〜300μm程度の範囲で適宜設定すればよい。
As can be seen from the above description, the
また、可動接点基台部34の厚み寸法と可動接点39の厚み寸法との合計寸法についても、接点開成状態において可動接点39と固定接点14との間の距離が所定距離となるように設定されている。
Further, the total dimension of the thickness dimension of the movable
カバー4は、パイレックス(R)のような耐熱ガラスにより構成されており、アマチュアブロック3との対向面にアマチュア30の揺動空間を確保する凹所4aが形成されている。
The
ところで、上述のアマチュアブロック3のフレーム部31におけるベース基板1との対向面の周部には全周に亙って接合用金属薄膜38bが形成され、カバー4との対向面の周部には全周に亙って接合用金属薄膜38aが形成されている。また、ベース基板1におけるアマチュアブロック3との対向面の周部にも全周に亙って接合用金属薄膜15が形成され、カバー4におけるアマチュアブロック3との対向面の周部にも全周に亙って接合用金属薄膜42が形成されている。したがって、アマチュアブロック3とベース基板1およびカバー4とを圧接または陽極接合により気密的に接合することができ、ベース基板1とカバー4とフレーム部31とで囲まれる空間の気密性を向上できる。
By the way, a metal thin film for
その結果、本実施形態のマイクロリレーは、ベース基板1と、カバー4と、ベース基板1とカバー4との間に介在するフレーム部31とで囲まれる気密空間内に、アマチュア30、可動接点33、固定接点14が収納される。なお、上述の接合用金属薄膜15,38a,38b,42の材料としては、例えば、Au,Al−Siなどを採用すればよい。
As a result, the microrelay of this embodiment includes the amateur 30 and the
以上説明した本実施形態のマイクロリレーを実装基板(図示せず)に実装する際には、例えばベース基板1の上記他表面側において露出した2個のバンプ24および4個のバンプ13それぞれを上記実装基板(図示せず)の一表面側に形成された導体パターンに接続すればよい。
When mounting the microrelay of this embodiment described above on a mounting substrate (not shown), for example, the two
なお、本実施形態では、ベース基板1およびカバー4それぞれがガラス基板を加工することにより形成されているが、ベース基板1とカバー4との一方あるいは両方を、シリコン基板を加工することにより形成してもよい。また、ベース基板1およびカバー4をそれぞれガラス基板に限定し、アマチュアブロック3の元となる半導体基板をシリコン基板に限定すれば、上記接合用金属薄膜15,38a,38b,42を設けなくてもアマチュアブロック3とベース基板1およびカバー4とを陽極接合によって気密的に接合することも可能である。なお、上述のアマチュアブロック3を多数形成したウェハと、上述のベース基板1を多数形成したウェハおよび上述のカバー4を多数形成したウェハとを圧接または陽極接合により固着してからダイシング工程などによって個々のマイクロリレーに分割してもよいことは勿論である。
In this embodiment, each of the
以下、本実施形態のマイクロリレーの動作について説明する。 Hereinafter, the operation of the micro relay of this embodiment will be described.
本実施形態のマイクロリレーでは、コイル22,22への通電が行われると、磁化の向きに応じて磁性体部30bの長手方向の一端部がヨーク20の一方の脚片20bに吸引されてアマチュア30が揺動しアマチュア30の一端側の可動接点基台部34に固着された可動接点39が対向する一対の固定接点14,14に所定の接点圧で接触する。この状態で通電を停止しても、永久磁石21の発生する磁束により、吸引力が維持され、そのままの状態が保持される。
In the micro relay of this embodiment, when the
また、コイル22,22への通電方向を逆向きにすると、アマチュア30の磁性体部30bがヨーク20の他方の脚片20bに吸引されてアマチュア30が揺動しアマチュア30の他端側の可動接点基台部34に保持された可動接点39が対向する一対の固定接点14,14に所定の接点圧で接触する。この状態で通電を停止しても、永久磁石21の発生する磁束により、吸引力が維持され、そのままの状態が保持される。
Further, when the energization direction to the
なお、本実施形態のマイクロリレーは、永久磁石21による磁性体部30bの吸引力が支持ばね32による復帰力よりも強くなるように支持ばね32のばね定数を設定してあるが、永久磁石21による磁性体部30bの吸引力が支持ばね32による復帰力よりも弱くなるように支持ばね32のばね定数を設定してもよい。
In the microrelay of this embodiment, the spring constant of the
以上説明した本実施形態のマイクロリレーによれば、アマチュアブロック3におけるベース基板1とは反対側で周部がフレーム部31に固着されたカバー4を備えていることにより、アマチュア3および固定接点14および可動接点39が密閉空間内に配置され、電磁石装置2は、ベース基板1の厚み寸法内でアマチュア30とヨーク20とにより形成される磁路中に永久磁石21を設けてあるので、従来のようにアマチュアブロックとベース基板との間にスペーサを介在させる必要がなく、リレー全体の薄型化が可能となる。すなわち、リレー全体の厚み寸法をベース基板1の厚み寸法とアマチュアブロック3のフレーム部31の厚み寸法とカバー4の厚み寸法との合計寸法によって規定することができ、ベース基板1とカバー4とフレーム部31とで構成される器体の薄型化が可能となる。
According to the microrelay of the present embodiment described above, the
また、本実施形態のマイクロリレーでは、永久磁石21がコイル巻回部20aの長手方向の中央部におけるアマチュア30側に重ねて配置され重ね方向の両面が異極に着磁されているので、アマチュア30の長手方向の中心部を中心としてアマチュア30が揺動可能となり、耐衝撃性が向上する。また、アマチュア30の可動基台部30aから延設した各突片36におけるベース基板1との対向面から支点突起36bを突設してあるので、このような一対の支点突起36bを設けることでアマチュア30の揺動動作をより安定させることができる。
Further, in the micro relay of the present embodiment, the
尚ヨーク20の幅方向に対して回路基板23の位置決めを行うために、図10(a)に示すようにプリント基板20の上面に、両端方向の中心から両端方向に等距離離れ、その距離を前記ヨークの短手方向の幅寸法にほぼ等しくした一対の凸部43,43を設け、両凸部43,43間にヨーク20を嵌めることで、ヨーク20の幅方向に対して回路基板23の位置決めを行うようにしても良い。
In order to position the
また図10(b)に示すように回路基板23の上面の中央に水平断面形状が矩形の凸部44を設け、この凸部44と凹凸結合する矩形の凹部(図示せず)をヨーク20の中央片の下面中央部に形成して、ヨーク20の短手方向及び長手方向に対する回路基板23の位置決めを行うようにしても良い。また図10(c)に示すように回路基板23側に矩形状の角孔45を設け、この角孔45に対応する凸部(図示せず)をヨーク20の中央片の下面中央部に形成し、この角孔45と凸部との凹凸結合によりヨーク20の短手方向及び長手方向に対する回路基板23の位置決めを行うようにしても良い。尚図10(c)の位置決め手段の構成では、回路基板23に対する加工が孔あけで良いため、図10(a)(b)のように凸部43或いは44を形成する場合に比べて容易である。
Further, as shown in FIG. 10B, a
23 回路基板
230 スルーホール
230a スルーホールメッキ部
230b 実装用端子部
230c コイル接続部
231 レジスト
23
Claims (8)
ベース基板の前記一表面側に固着されるフレーム部およびフレーム部の内側に配置されてフレーム部に揺動自在に支持され電磁石装置により駆動されるアマチュアおよびアマチュアに接圧ばね部を介して支持され可動接点が設けられた可動接点基台部を有するアマチュアブロックとからなり、
前記ヨークには、前記コイルの巻線端を半田付けするコイル接続部を一面に設け、このコイル接続部に電気的に接続されたスルーホールメッキが内面に施されたスルーホールを他面に開口させた回路基板を具備し、該回路基板の他面に開口した前記スルーホールの開口縁に露出するスルーホールメッキ部位を実装用端子部としたことを特徴とするマイクロリレー。 A base substrate provided with an electromagnet device that generates magnetic flux in response to an excitation current to a coil wound around a yoke, and provided with a fixed contact on one surface side in the thickness direction;
A frame portion fixed to the one surface side of the base substrate and an armature disposed on the inside of the frame portion and supported swingably by the frame portion and driven by an electromagnet device, and supported by a contact spring portion. It consists of an amateur block having a movable contact base provided with movable contacts,
The yoke is provided with a coil connecting portion for soldering the coil winding end on one side, and a through hole having a through hole plating electrically connected to the coil connecting portion on the inner surface is opened on the other side. A microrelay comprising: a mounted circuit board, wherein a through hole plating portion exposed at an opening edge of the through hole opened on the other surface of the circuit board is used as a mounting terminal portion.
The positioning means for positioning between the circuit board and the yoke by uneven coupling is provided on the center of one surface of the circuit board and on the other surface side of the yoke on which the circuit board is fixedly arranged. The micro relay according to any one of 4 to 6.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004018999A JP2005216561A (en) | 2004-01-27 | 2004-01-27 | Microrelay |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004018999A JP2005216561A (en) | 2004-01-27 | 2004-01-27 | Microrelay |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005216561A true JP2005216561A (en) | 2005-08-11 |
Family
ID=34903350
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004018999A Withdrawn JP2005216561A (en) | 2004-01-27 | 2004-01-27 | Microrelay |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005216561A (en) |
-
2004
- 2004-01-27 JP JP2004018999A patent/JP2005216561A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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