JP2008243450A - Contact mechanism device, and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、接点機構デバイスとその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a contact mechanism device and a manufacturing method thereof.
従来、接点機構デバイスに関し、『パッケージが薄型である接点機構デバイス及びこの接点機構デバイスを製造する方法を提供する。』ことを目的とした技術として、『接点素子(スイッチ素子25)が形成された素子形成基板35と、接点素子(スイッチ素子25)を保護するための素子保護用基板21を接合することによりパッケージが形成されているものである。また、接点素子(スイッチ素子25)が磁性体26a、28aを有し、該磁性体26a、28aに磁場を印加することによりスイッチングが行われるものである。』というものが提案されている(特許文献1)。
Conventionally, regarding a contact mechanism device, “a contact mechanism device having a thin package and a method of manufacturing the contact mechanism device are provided. As a technology for the purpose of "a package by bonding an element forming substrate 35 on which a contact element (switch element 25) is formed and an
上記特許文献1に記載の構造では、素子保護用基板に、接点素子を収納するための凹みを形成しているため、基盤が厚くなるという課題があった。また、素子保護用基板に凹みを形成するための工程が必要であり、製造コストがかかるという課題もあった。 The structure described in Patent Document 1 has a problem that the base becomes thick because a recess for accommodating the contact element is formed in the element protection substrate. Moreover, the process for forming a dent in an element protection board is required, and there also existed the subject that manufacturing cost started.
そのため、素子保護用基板に凹みを形成する必要のない接点機構デバイス、及びその製造方法が望まれていた。 Therefore, a contact mechanism device that does not require the formation of a recess in the element protection substrate and a manufacturing method thereof have been desired.
本発明に係る接点機構デバイスは、可動部形成用の凹みを設けた素子形成基板と、前記素子形成基板の表裏に接合した保護基板と、を有し、前記素子形成基板には外部接続端子が形成されており、前記凹み内に素子骨格が形成されるとともに、該素子骨格に接点部及び前記外部接続端子と導通する導電部が形成され、前記素子骨格は磁性体を有し、磁場を印加することによりその素子骨格が前記凹み内でスイッチング動作を行うことを特徴とするものである。 A contact mechanism device according to the present invention has an element forming substrate provided with a recess for forming a movable part, and a protective substrate bonded to the front and back of the element forming substrate, and the element forming substrate has an external connection terminal. An element skeleton is formed in the recess, and a conductive portion is formed in the element skeleton to be electrically connected to the contact portion and the external connection terminal. The element skeleton has a magnetic material and applies a magnetic field. By doing so, the element skeleton performs a switching operation in the recess.
本発明に係る接点機構デバイスによれば、素子形成基板の凹み内に素子骨格を形成し、素子基板の表裏に保護基板を接合したので、保護基板に素子を収納するための凹みを形成する必要がなく、接点機構デバイスの厚みを押さえることができるとともに、製造コストの観点からも有利である。 According to the contact mechanism device according to the present invention, the element skeleton is formed in the recess of the element forming substrate, and the protective substrate is bonded to the front and back of the element substrate. Therefore, it is necessary to form a recess for housing the element on the protective substrate. In addition, the thickness of the contact mechanism device can be suppressed, and it is advantageous from the viewpoint of manufacturing cost.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る接点機構デバイスの製造工程の斜視図である。ここでは1つの接点機構デバイスとなる部分とその周辺を図示しているが、一般的には1枚の素子構成基板上に複数の接点機構デバイスが作成され、スクラッチ等により個々に切断される。
Embodiment 1 FIG.
1 is a perspective view of a manufacturing process of a contact mechanism device according to Embodiment 1 of the present invention. Here, a portion to be a single contact mechanism device and its periphery are illustrated, but generally, a plurality of contact mechanism devices are created on one element configuration substrate and cut individually by scratch or the like.
まず、図1(a)に示すように、素子形成基板10にフォトリソグラフィ法等によりレジストパターンを形成し、エッチングにより可動部形成用凹み11を形成する。
次に、図1(b)に示すように、素子骨格部12を同様に形成する。
次に、図1(c)に示すように、素子骨格部12上に所定の位置にスパッタ又はメッキ等により、磁性体部13と素子電極14(接点部)を形成する。更に、素子電極14と、素子形成基板10上に形成した外部接続端子部17とを接続する導電部15、16を形成して素子形成が完了する。
次に、図1(d)に示すように、完成した素子形成基板10の表裏に各々素子保護基板18を接着剤又は陽極接合等により接合する。
First, as shown in FIG. 1A, a resist pattern is formed on the
Next, as shown in FIG. 1B, the element skeleton 12 is similarly formed.
Next, as shown in FIG. 1C, the magnetic body portion 13 and the element electrode 14 (contact portion) are formed on the element skeleton portion 12 at a predetermined position by sputtering or plating. Further, the element formation is completed by forming the conductive portions 15 and 16 that connect the element electrode 14 and the external connection terminal portion 17 formed on the
Next, as shown in FIG. 1D, the
図2は、素子形成基板10と素子保護基板18を個々の接点機構デバイスに切断する前の全体図である。
図2(a)に示すように、1枚の素子形成基板10に複数の凹み11を形成し、個々の接点機構デバイスが作成される。
また、図2(b)に示すように、単純平板である素子保護基板18にフォトリソグラフィ法等によりレジストを形成してエッチングを行い、外部端子形成部が露出するようにスリット19を形成する。
FIG. 2 is an overall view before the
As shown in FIG. 2A, a plurality of
Further, as shown in FIG. 2B, a resist is formed on the
図3は、素子形成基板10と素子保護基板18を接合した状態を示す図である。
凹み11内に形成した接点素子を保護するため、上から素子保護基板18で凹み11を覆うとともに、スリット19は外部接続端子部17を形成する部分が露出するように配置する。
次に、スクライブ等によって個片に分離し、接点機構デバイスが完成する。
FIG. 3 is a view showing a state in which the
In order to protect the contact element formed in the
Next, the contact mechanism device is completed by separating into individual pieces by scribing or the like.
図4は、完成した接点機構デバイスの構造断面図である。
図1で説明したプロセスで形成された接点デバイスは、素子骨格部12に、それぞれ磁性体部13、および素子電極14が形成されている。
また、素子電極14は、素子形成基板10上に形成された外部接続端子部17に、導電部16を介して接続されている。
完成した接点機構デバイスに外部より磁界が印加されると、磁性体部13は各々異極に磁化され互いの磁性体間に磁気吸引力が働き、その吸引力により素子骨格部12a及び12bが湾曲して吸引しあい、素子電極14aと14bが接触する。
この結果、外部接続端子部17aと17bは導電部16a、16bを介して電気的に導通し、スイッチオン状態となる。
印加された磁界を除去すると、磁性体部13の磁化及び磁気吸引力がなくなり、素子骨格部12のバネ力により、接点部が元の位置にもどり、接点部間の導通は無くなって、スイッチオフ状態となる。
以上の様にして、外部からの磁界によりオン・オフする接点動作が得られる。
FIG. 4 is a structural cross-sectional view of the completed contact mechanism device.
In the contact device formed by the process described with reference to FIG. 1, the magnetic body portion 13 and the element electrode 14 are formed on the element skeleton portion 12, respectively.
The element electrode 14 is connected to an external connection terminal portion 17 formed on the
When a magnetic field is applied to the completed contact mechanism device from the outside, the magnetic parts 13 are magnetized to different polarities, and a magnetic attractive force acts between the magnetic substances, and the
As a result, the external
When the applied magnetic field is removed, the magnetization and magnetic attractive force of the magnetic body portion 13 disappears, and the contact portion returns to the original position by the spring force of the element skeleton portion 12, and there is no conduction between the contact portions, so that the switch-off It becomes a state.
As described above, a contact operation that is turned on / off by an external magnetic field can be obtained.
以上のように、本実施の形態1によれば、素子のバネ部を構成し、動作空隙と導電部を確保できる厚みを有した素子形成基板10と、外部環境からの保護に必要な最低限の厚みを有する素子保護基板18との2枚により接点機構デバイスが形成される。
素子形成基板10及び素子保護基板18は、各々要求される機能が単純なため、動作空隙等の余裕を最小限に確保する事が可能で、結果として素子全体の厚みを薄くする事が可能となる。
As described above, according to the first embodiment, the
Since the
また、本実施の形態1に係る接点機構デバイスは、以下の(1)〜(5)のように極めて単純かつ少ないプロセスで製造することができる。
(1)凹み11を形成
(2)素子骨格部12を形成
(3)磁性体部13を形成
(4)素子電極14(接点部)及び導電部15、16を形成
(5)素子保護基板18を接合
Further, the contact mechanism device according to the first embodiment can be manufactured by a very simple and few process as in the following (1) to (5).
(1)
また、素子形成基板10と素子保護基板18は、単純な平板であるため、予備加工等の必要がなく、安価に入手できるという利点がある。
In addition, since the
実施の形態2.
実施の形態1では、外部接続端子部17と素子保護基板18に段差があるため、デバイスの実装においては、実装基板に穴を設ける等によりその段差を避ける必要がある。
そこで、本発明の実施の形態2では、素子形成基板10に溝21を形成し、上述のような段差をなくす構成について説明する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, since there is a step between the external connection terminal portion 17 and the
Therefore, in the second embodiment of the present invention, a configuration in which the
図5は、本発明の実施の形態2に係る接点構造デバイスの構造断面図である。
本実施の形態2では、素子形成基板10に、溝21をエッチング等により形成し、溝21で囲まれる領域内に接点素子を構成する。接点素子を構成するプロセスについては実施の形態1と同様である。
素子保護基板18は、溝21と凸部22からなる形状に嵌合するように形成される。
FIG. 5 is a structural sectional view of a contact structure device according to Embodiment 2 of the present invention.
In the second embodiment, the
The
図6は、素子形成基板10と素子保護基板18を接合した様子を示す図である。
素子形成後に、素子形成基板10の凸部22と素子保護基板18のスリット19とを嵌合させる形で接合する。素子を個片に分離するプロセスは実施の形態1と同様である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which the
After the elements are formed, the
以上のように、本実施の形態2によれば、外部接続端子部17と素子保護基板18の段差が無く、実装基板に特別な加工を施すことなく容易に実装ができる効果がある。
As described above, according to the second embodiment, there is no step between the external connection terminal portion 17 and the
実施の形態3.
図7は、本発明の実施形態3に係る接点構造デバイスの構造断面図である。
本実施の形態3において、素子保護基板には、個々の素子毎に保護するチップ状の基板23を用いる。
素子形成基板10には、チップ状基板23を収納するための凹み24を最初に形成し、その凹み24の中に素子を形成する。なお、素子形成プロセスは、他の実施の形態と同様である。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 7 is a structural cross-sectional view of a contact structure device according to Embodiment 3 of the present invention.
In the third embodiment, a chip-
In the
図8は、素子形成基板10とチップ状基板23を接合した様子を示す図である。
チップ状基板23は、チップマウンタ、パレットからの反転挿入等により素子形成基板10の凹み24に収納した後接合される。
FIG. 8 is a view showing a state in which the
The chip-
以上のように、本実施の形態3によれば、素子保護基板をチップ状基板23としたため、プロセス内で素子保護基板の強度が不要になり、更に薄い基板を使用する事ができ、素子全体を更に薄くする事ができるという効果がある。
As described above, according to the third embodiment, since the element protection substrate is the chip-
実施の形態4.
図9は、本発明の実施形態4に係る接点構造デバイスの構造断面図である。
実施形態1〜3において、外部接続端子部17と導電部16は上下面のいずれか片方のみに設ける構成であったが、本実施の形態4では、外部接続端子部17と導電部16を素子形成基板10の上下両面にもうける。また、外部接続端子部17は、幅を広めに形成している。
他の構成及び製造プロセスは、他の実施の形態と同様である。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 9 is a structural cross-sectional view of a contact structure device according to Embodiment 4 of the present invention.
In the first to third embodiments, the external connection terminal portion 17 and the conductive portion 16 are provided on only one of the upper and lower surfaces. However, in the fourth embodiment, the external connection terminal portion 17 and the conductive portion 16 are connected to the element. It is provided on both upper and lower surfaces of the
Other configurations and manufacturing processes are the same as those of the other embodiments.
本実施の形態4によれば、実装時に素子に上下を識別することなく実装が可能であり、更に接点素子部と外部接続端子部17を点対称に構成する事により、機能上もデバイスの方向に関係なく実装・使用が可能になるという効果がある。 According to the fourth embodiment, it is possible to mount the elements without identifying the upper and lower sides at the time of mounting, and further, the contact element portion and the external connection terminal portion 17 are configured point-symmetrically, so that the functional direction of the device is also achieved. This has the effect that it can be implemented and used regardless of
実施の形態5.
図10は、本発明の実施形態5に係る接点構造デバイスの構造断面図である。
本実施の形態5において、素子骨格部12は、蛇腹形状のバネ部25と、梁部先頭部の素子電極14(接点部)によって構成されている。素子骨格部12aと12bは同一軸上に設置されている。
他の構成及び製造プロセスは、他の実施の形態と同様である。
Embodiment 5. FIG.
FIG. 10 is a structural sectional view of a contact structure device according to Embodiment 5 of the present invention.
In the fifth embodiment, the element skeleton part 12 is configured by a bellows-shaped spring part 25 and an element electrode 14 (contact part) at the head part of the beam part. The
Other configurations and manufacturing processes are the same as those of the other embodiments.
次に、本実施の形態5に係る接点構造デバイスの動作を説明する。
接点構造デバイスに外部磁界が印加されると、磁性体部13aと13bが吸引しあうが、その際、バネ部25が軸方向に伸びる事により、接点部14aと14bが接触し電気導通を形成する。他の動作は実施の形態1と同様である。
Next, the operation of the contact structure device according to the fifth embodiment will be described.
When an external magnetic field is applied to the contact structure device, the
以上のように、本実施の形態5によれば、接点部14aと14bが同軸上に設置されているため、他の実施の形態に比較して高い磁気効率を得ることが可能であるとともに、素子の断面積をより小さくする事が可能になるという効果がある。
As described above, according to the fifth embodiment, since the
以上の実施の形態1〜5において、素子形成基板10は、シリコン結晶基板の他、ガラス基板、プラスチック基板等の絶縁体を用いることも可能である。
In the first to fifth embodiments described above, the
以上の実施の形態1〜5において、素子保護基板の外面に導電膜を形成する事により、接点部への静電気による誤動作を抑制する事が可能である。
また、素子保護基板の、導電部と接する部分を除く内面に導電膜を形成する事によっても、同様に静電気による誤動作を抑制する事が可能である。
In the above first to fifth embodiments, it is possible to suppress malfunction due to static electricity to the contact portion by forming a conductive film on the outer surface of the element protection substrate.
In addition, it is possible to similarly suppress malfunction due to static electricity by forming a conductive film on the inner surface of the element protection substrate excluding a portion in contact with the conductive portion.
本発明において、一つの凹み内に接点構造部を複数形成する事により、複数回路の制御、回路切替等の機能を有する接点機構デバイスを実現する事も可能である。
また、本発明の構造は、磁性体部を質量体(錘)に変更する事により加速度検知素子として利用可能である。
In the present invention, it is possible to realize a contact mechanism device having a function of controlling a plurality of circuits, switching circuits, and the like by forming a plurality of contact structure portions in one recess.
In addition, the structure of the present invention can be used as an acceleration detection element by changing the magnetic body portion to a mass body (weight).
10 素子形成基板、11 凹み、12 素子骨格部、13 磁性体部、14 素子電極、15、16 導電部、17 外部接続端子部、18 素子保護基板、19 スリット、21 溝、22 凸部、23 チップ状基板、24 凹み、25 バネ部。
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記素子形成基板の表裏に接合した保護基板と、
を有し、
前記素子形成基板には外部接続端子が形成されており、
前記凹み内に素子骨格が形成されるとともに、
該素子骨格に接点部及び前記外部接続端子と導通する導電部が形成され、
前記素子骨格は磁性体を有し、磁場を印加することによりその素子骨格が前記凹み内でスイッチング動作を行う
ことを特徴とする接点機構デバイス。 An element forming substrate provided with a recess for forming a movable part;
A protective substrate bonded to the front and back of the element forming substrate;
Have
External connection terminals are formed on the element formation substrate,
An element skeleton is formed in the recess,
A conductive portion that is electrically connected to the contact portion and the external connection terminal is formed in the element skeleton,
The element skeleton has a magnetic material, and the element skeleton performs a switching operation in the recess by applying a magnetic field.
前記外部接続端子が露出するためのスリットが形成された
ことを特徴とする請求項1に記載の接点機構デバイス。 On at least one of the protective substrates bonded to the front and back,
The contact mechanism device according to claim 1, wherein a slit for exposing the external connection terminal is formed.
ことを特徴とする請求項2に記載の接点機構デバイス。 The contact mechanism device according to claim 2, wherein a recess that fits into the slit of the protection base is formed on the element forming substrate.
前記素子形成基板に、前記保護基盤のチップ形状と嵌合する凹部を形成した
ことを特徴とする請求項2に記載の接点機構デバイス。 The protective substrate is formed in a chip shape,
The contact mechanism device according to claim 2, wherein a recess that fits into the chip shape of the protection base is formed on the element forming substrate.
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の接点機構デバイス。 The contact mechanism device according to any one of claims 1 to 4, wherein the element skeleton is formed in a bellows spring shape.
それぞれの外部接続端子と導通する前記導電部を形成した
ことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の接点機構デバイス。 While forming the external connection terminals on the front and back sides of the element formation substrate,
The contact mechanism device according to any one of claims 1 to 5, wherein the conductive portion that is electrically connected to each external connection terminal is formed.
前記外部接続端子と、
からなる組を、点対称に配置するように形成した
ことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の接点機構デバイス。 An element portion comprising the element skeleton, the contact portion, and the conductive portion;
The external connection terminal;
The contact mechanism device according to any one of claims 1 to 6, wherein the set is formed so as to be arranged point-symmetrically.
ことを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の接点機構デバイス。 The contact mechanism device according to claim 1, further comprising: a conductive film formed on a non-joint surface of the protective substrate, and a terminal for grounding the conductive film.
ことを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の接点機構デバイス。 The conductive substrate is formed on the inner surface of the protective substrate excluding a portion in contact with the conductive portion, and a terminal for grounding the conductive film is provided. Contact mechanism device.
前記凹み内に素子骨格を形成する工程と、
前記素子骨格に接点部及び磁性体部を形成する工程と、
前記素子形成基板に外部接続端子を形成する工程と、
前記素子骨格に前記外部接続端子と導通する導電部を形成する工程と、
前記素子形成基板の表裏に保護基板を接合する工程と、
を有することを特徴とする接点機構デバイスの製造方法。 Forming a recess for forming the movable part on the element forming substrate;
Forming an element skeleton in the recess;
Forming a contact part and a magnetic part in the element skeleton;
Forming an external connection terminal on the element formation substrate;
Forming a conductive portion electrically connected to the external connection terminal in the element skeleton;
Bonding a protective substrate to the front and back of the element forming substrate;
A method for manufacturing a contact mechanism device, comprising:
を有することを特徴とする請求項10に記載の接点機構デバイスの製造方法。 The method for manufacturing a contact mechanism device according to claim 10, further comprising: forming a slit for exposing the external connection terminal on at least one of the protective substrates bonded to the front and back sides.
を有することを特徴とする請求項11に記載の接点機構デバイスの製造方法。 The method for manufacturing a contact mechanism device according to claim 11, further comprising: forming a recess that fits into the slit of the protection base on the element forming substrate.
前記素子形成基板に、前記保護基盤のチップ形状と嵌合する凹部を形成する工程と、
を有することを特徴とする請求項11に記載の接点機構デバイスの製造方法。 Forming the protective substrate into a chip shape;
Forming a recess that fits into the chip shape of the protection base on the element forming substrate;
The method of manufacturing a contact mechanism device according to claim 11, wherein:
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