JP2009110974A - Microrelay - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microrelay excellent in sealability and capable of simplifying manufacturing processes. <P>SOLUTION: The microrelay includes a fixed substrate having fixed contacts and fixed electrodes, a cap substrate arranged in opposition to the fixed substrate, and a movable plate arranged between the fixed substrate and the cap substrate. The movable plate includes a frame part and a plurality of movable parts fitted in free movement to the frame part. The frame part is sealed and jointed between the fixed substrate and the cap substrate. Each movable part is provided with a movable electrode facing to the fixed electrode and a movable contact at a position corresponding to the fixed contact point, and moves between the fixed substrate and the cap substrate based on electrostatic attractive force generated between the movable electrode and the fixed electrode. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明はいわゆるマイクロリレーに関する。マイクロリレーは半導体製造技術を応用して製造できる。マイクロリレーは従来型のリレーと比較して小型化を促進できる等、多くの利点があり最近、注目されているデバイスの1つである。   The present invention relates to a so-called micro relay. Micro relays can be manufactured by applying semiconductor manufacturing technology. A micro relay is one of devices that have recently been attracting attention because it has many advantages such as being able to promote downsizing compared to a conventional relay.

マイクロリレーの一般的な構造は、固定基板に対向するように可動板を備えている。マイクロリレーには、固定基板と可動板との間で所定電圧を供給したときに発生する静電引力(静電気力)を利用するものがある。このようなマイクロリレーでは、静電引力で可動板を固定板側に変移させることで接点を導通させる。また、電圧供給を解除することで接点の遮断を行う。この種のマイクロリレーについては、従来から複数の提案がある。例えば、特許文献1では一対の固定基体の間に可動板を配設したマイクロリレーが開示されている。この公報では、微小なマイクロリレーが温度変化による歪を受け易いこと、接続電極の形成が一般に困難であること等を課題とし、これを解決した構造を備えている。
特開平5−242788号公報
The general structure of the micro relay includes a movable plate so as to face the fixed substrate. Some micro relays use electrostatic attraction (electrostatic force) generated when a predetermined voltage is supplied between a fixed substrate and a movable plate. In such a micro relay, the contact is made conductive by moving the movable plate to the fixed plate side by electrostatic attraction. Also, the contact is cut off by releasing the voltage supply. There have been several proposals for this type of microrelay. For example, Patent Document 1 discloses a micro relay in which a movable plate is disposed between a pair of fixed bases. This publication has a structure in which minute micro relays are subject to distortion due to temperature change and formation of connection electrodes is generally difficult, and the structure is solved.
JP-A-5-242788

しかしながら、上記公報で開示する技術は、配線を外部に引出すためにマイクロリレー内部の密封性が確保されていない。リレーの特性として接点オン(ON)時での接触抵抗が低く安定していることが要求される。これは、接触抵抗が接点周囲の雰囲気に影響を受けるので、密封構造となっていることが望ましいからである。特に、マイクロリレーは半導体製造技術を用いてウェハ上にマイクロチップを多数形成し、これらをダイシングして個別化することで大量生産できるという大きなメリットがある。よって、このダイシングの際に用いる水や磨耗粉から、マイクロリレー内部の微細な駆動部や接点等を守る必要がある。しかし、特許文献1で開示するマイクロリレーでは、ダイシング前に内部の密封構造が確保されていない、よって、好ましいリレー特性を保証できないという問題がある。   However, the technique disclosed in the above publication does not ensure the sealing performance inside the micro relay in order to draw the wiring to the outside. As a characteristic of the relay, the contact resistance when the contact is on (ON) is required to be low and stable. This is because the contact resistance is affected by the atmosphere around the contact, so that it is desirable to have a sealed structure. In particular, the microrelay has a great merit that it can be mass-produced by forming a large number of microchips on a wafer using a semiconductor manufacturing technique and dicing them individually. Therefore, it is necessary to protect the minute driving part, the contact, and the like inside the micro relay from water and abrasion powder used in the dicing. However, the microrelay disclosed in Patent Document 1 has a problem that an internal sealing structure is not ensured before dicing, and therefore preferable relay characteristics cannot be guaranteed.

マイクロリレーは上記のように密封構造が好ましい他、さらに以下に列挙するように解決すべき複数の課題があり、これらの課題をより多く解決した構造のマイクロリレーであることがより望ましいと言える。   The microrelay preferably has a sealed structure as described above, and further has a plurality of problems to be solved as listed below, and it can be said that a microrelay having a structure that solves many of these problems is more desirable.

(1) マイクロリレーの駆動方式として静電気力を用いることは、構造が比較的簡単で低消費電力を実現できるという利点がある。その際、接点間距離をできる限り大きく取ることがアイソレーション(開離接点間での信号漏洩量を抑制すること)を向上させる上が重要である。ところが、可動板を駆動させる静電引力は、印加電圧の2乗に比例し、電極間距離の2乗に反比例する。さらにマイクロリレーで実用上使用できる駆動印加電圧(10V程度まで)やマイクロリレー自体の大きさを考慮すると、接点間距離は数μm程度と極めて小さくなる。よって、マイクロリレーに関して、接点間距離を大きく取った構造とすること自体が困難である。なお、ここでの接点間距離とは固定側の接点と可動板の接点とが開離したときの距離である。   (1) The use of electrostatic force as a driving method of the micro relay has an advantage that the structure is relatively simple and low power consumption can be realized. At that time, it is important to increase the distance between the contacts as much as possible in order to improve the isolation (to suppress the amount of signal leakage between the open contacts). However, the electrostatic attractive force that drives the movable plate is proportional to the square of the applied voltage and inversely proportional to the square of the distance between the electrodes. Furthermore, considering the drive applied voltage (up to about 10 V) that can be practically used in the microrelay and the size of the microrelay itself, the distance between the contacts is extremely small, about several μm. Therefore, it is difficult for the micro relay to have a structure with a large distance between the contacts. Here, the distance between the contacts is a distance when the contact on the fixed side and the contact on the movable plate are separated.

(2) また、静電引力を用いるマイクロリレーでは接点とは別に駆動用の電極が固定基板及び可動板に存在する。この電極間距離が小さくなれば成る程、静電引力に基づく発生力が大きくなる。そのために、接点部以外で可動板が固定電極と接触し、電極間電荷残留(チャージアップ)により、可動板が固定電極に張付いて(強固に密着して)動かなくなるとう事態が発生する場合がある。このような事態になると、マイクロリレーとしての機能を果たせなくなる。   (2) In addition, in the micro relay using electrostatic attraction, a driving electrode is present on the fixed substrate and the movable plate separately from the contact. The smaller the distance between the electrodes, the greater the generated force based on the electrostatic attractive force. Therefore, when the movable plate comes into contact with the fixed electrode at other than the contact point, and the movable plate sticks to the fixed electrode (sticks tightly) due to residual charge (charge up) between the electrodes, and the situation occurs. There is. In such a situation, the micro relay function cannot be performed.

(4) さらには、マイクロリレーで用いる静電気力に基づいた接触力は小さい。しかし、リレー一般としては、接触力を大きくとり接触抵抗を小さく安定化させることが望ましい。よって、低電圧駆動ではあるが大きい接触力があるマイクロリレーが求められるが、相反する要求でありこのようなマイクロリレーの実現は困難である。さらに、マイクロリレーに関しては、電極間距離の精度を高めて製造上の歩留まりを向上させることが求められ、ワイヤボンディング等の外部接続を廃止してパッケージサイズの小型化や信号ラインでの低抵抗化について配慮した構造が求められている。   (4) Furthermore, the contact force based on the electrostatic force used in the micro relay is small. However, as a general relay, it is desirable to stabilize the contact resistance by increasing the contact force. Therefore, a micro relay having a large contact force although it is driven at a low voltage is required, but it is a conflicting requirement and it is difficult to realize such a micro relay. In addition, with regard to micro relays, it is required to improve the manufacturing yield by improving the accuracy of the distance between electrodes, and the external connection such as wire bonding is abolished to reduce the package size and the resistance of signal lines. A structure that takes into account

したがって、本発明の主な目的は密封性に優れ、製造工程を簡素化できるマイクロリレーを提供すること、さらには上記他の課題も合わせて解決できるより好ましい構造を備えたマイクロリレーを提供することである。   Therefore, the main object of the present invention is to provide a microrelay having excellent sealing performance and simplifying the manufacturing process, and further providing a microrelay having a more preferable structure that can solve the above-mentioned other problems together. It is.

本発明は、固定接点及び固定電極を有する固定基板と、該固定基板に対向して配置したキャップ基板と、前記固定基板と前記キャップ基板との間に配置した可動板とを備え、前記可動板は、枠部と該枠部に対して移動可能に設けた複数の可動部とを含み、前記枠部は前記固定基板と前記キャップ基板との間で密封接合され、前記それぞれの可動部は、前記固定電極と対向する可動電極及び前記固定接点に対応する位置に可動接点を備え、前記可動電極と前固定電極との間で生じる静電引力に基づいて前記固定基板と前記キャップ基板との間を移動することを特徴とするマイクロリレーである。1つの構造内に並列する複数の可動部を含んでいるので、スタブによる影響を抑制して高周波信号を伝送できる。
上記構成において、前記複数の可動部は電気的に導通され、該可動部の数に対応した数の前記固定電極が配設され、該固定電極のそれぞれを電気的に独立状態とした構成とすることができる。上記構成において、前記複数の可動部は電気的に絶縁され、該可動部の数に対応した数の前記固定電極が配設され、該固定電極のそれぞれを電気的に導通状態にした構成とすることができる。上記構成において前記複数の可動部は電気的に絶縁され、前記固定電極が前記可動部の全てに対応する大きさに形成されている構成とすることができる。これらの構成によれば、固定電極及び複数の可動部への給電状態を切替えて固定接点の閉成、開離を行うことができる。
上記構成において、前記キャップ基板はキャビティを備えている構成とすることができる。また、前記キャップ基板のキャビティは、前記固定基板に対向している構成とすることができる。
上記構成において、前記複数の可動部は電気的に導通され、該可動部の数に対応した数の前記固定電極が配設され、該固定電極のそれぞれを電気的に独立状態とした構成とすることができる。
上記構成において、前記複数の可動部は電気的に絶縁され、該可動部の数に対応した数の前記固定電極が配設され、該固定電極のそれぞれを電気的に導通状態にした構成とすることができる。
上記構成において、前記複数の可動部は電気的に絶縁され、前記固定電極が前記可動部の全てに対応する大きさに形成されている構成とすることができる。
上記構成において、前記固定接点のラインを一直線上に配置した構成とすることができる。
上記構成において、前記固定接点を外部へ配線するためのスルーホールを含み、該スルーホールが各固定接点から等しい距離に形成されている構成とすることができる。
上記構成において、前記固定接点を外部へ配線するためのスルーホールを含み、該スルーホールが所定の固定接点側に偏って形成されている構成とすることができる。
The present invention includes a fixed substrate having a fixed contact and a fixed electrode, a cap substrate disposed to face the fixed substrate, and a movable plate disposed between the fixed substrate and the cap substrate. Includes a frame portion and a plurality of movable portions provided to be movable with respect to the frame portion, and the frame portion is hermetically bonded between the fixed substrate and the cap substrate, and each of the movable portions includes: A movable contact is provided at a position corresponding to the movable electrode facing the fixed electrode and the fixed contact, and between the fixed substrate and the cap substrate based on an electrostatic attractive force generated between the movable electrode and the front fixed electrode. It is a micro relay characterized by moving. Since a plurality of movable parts arranged in parallel are included in one structure, the influence of the stub can be suppressed and a high-frequency signal can be transmitted.
In the above configuration, the plurality of movable parts are electrically connected, the number of the fixed electrodes corresponding to the number of the movable parts is provided, and each of the fixed electrodes is electrically independent. be able to. In the above configuration, the plurality of movable parts are electrically insulated, the number of the fixed electrodes corresponding to the number of the movable parts is provided, and each of the fixed electrodes is electrically connected. be able to. In the above configuration, the plurality of movable parts may be electrically insulated, and the fixed electrode may be formed in a size corresponding to all of the movable parts. According to these configurations, it is possible to close and open the fixed contact by switching the power supply state to the fixed electrode and the plurality of movable parts.
The said structure WHEREIN: The said cap board | substrate can be set as the structure provided with the cavity. Further, the cavity of the cap substrate may be configured to face the fixed substrate.
In the above configuration, the plurality of movable parts are electrically connected, the number of the fixed electrodes corresponding to the number of the movable parts is provided, and each of the fixed electrodes is electrically independent. be able to.
In the above configuration, the plurality of movable parts are electrically insulated, the number of the fixed electrodes corresponding to the number of the movable parts is provided, and each of the fixed electrodes is electrically connected. be able to.
In the above configuration, the plurality of movable parts may be electrically insulated, and the fixed electrode may be formed in a size corresponding to all of the movable parts.
The said structure WHEREIN: It can be set as the structure which has arrange | positioned the line of the said fixed contact on a straight line.
The said structure WHEREIN: It can be set as the structure which includes the through hole for wiring the said stationary contact outside, and this through hole is formed in the equal distance from each stationary contact.
The said structure WHEREIN: It can be set as the structure which includes the through hole for wiring the said stationary contact outside, and this through hole is biased and formed in the predetermined stationary contact side.

本発明によれば、1つの構造内に並列する複数の可動部を含んでいるのでスタブによる影響を抑制して高周波信号を伝送できる。   According to the present invention, since a plurality of movable parts arranged in parallel are included in one structure, it is possible to transmit a high-frequency signal while suppressing the influence of the stub.

以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
(第1実施例)
図1から図3は、第1実施例に係るマイクロリレーについて示した図である。図1はマイクロリレーのチップ部を分解した斜視図、図2はこのマイクロリレーチップ205を完成品としてのマイクロリレーディバイス200に仕上げる様子を順に示した図、図3はマイクロリレーチップ205の断面構成例を模式的に示した図である。本第1実施例の説明では、まず図1及び図2を用いて実施例に係るマイクロリレーの概要を説明し、さらに図3を用いてより詳細に内部構成を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
1 to 3 are diagrams showing a micro relay according to a first embodiment. FIG. 1 is an exploded perspective view of a chip portion of a micro relay, FIG. 2 is a diagram showing in order how the micro relay chip 205 is finished into a micro relay device 200 as a finished product, and FIG. 3 is a cross-sectional configuration of the micro relay chip 205 It is the figure which showed the example typically. In the description of the first embodiment, first, the outline of the micro relay according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2, and the internal configuration will be described in more detail with reference to FIG.

本マイクロリレーチップ205は、固定基板230とキャップ基板210との間に可動板220を挟んだ基本構造を有している。   The micro relay chip 205 has a basic structure in which a movable plate 220 is sandwiched between a fixed substrate 230 and a cap substrate 210.

可動板220は例えばシリコン単結晶のような半導体材料を基材にして形成されている。この可動板220は、環状に形成した枠部225と、この枠部225に対しその枠内で上下動する可動部221とを含んでいる。可動部221が上下動する方向は、キャップ基板210及び固定基板230の板面に垂直な方向となる。可動部221を上下動可能とするために、可動部221は弾性変形するヒンジバネ222により枠部225に接続されている。図1で例示する枠部225は矩形であるがこれに限らず、線対称型の形状であればよい。この枠部225の対称位置に複数のヒンジバネ222を設けて可動部221が保持されている。本実施例では枠部225の四隅にヒンジバネ222を配置して可動部221を保持している。後述するように、可動部221には静電引力が作用して上下動される。その際、静電引力を有効に用いて可動部221が平行状態を維持しながら上下運動するように4本のヒンジバネ222が設定されている。   The movable plate 220 is formed using a semiconductor material such as a silicon single crystal as a base material. The movable plate 220 includes a frame portion 225 formed in an annular shape, and a movable portion 221 that moves up and down within the frame relative to the frame portion 225. The direction in which the movable portion 221 moves up and down is a direction perpendicular to the plate surfaces of the cap substrate 210 and the fixed substrate 230. In order to allow the movable portion 221 to move up and down, the movable portion 221 is connected to the frame portion 225 by a hinge spring 222 that is elastically deformed. Although the frame part 225 illustrated in FIG. 1 is a rectangle, the shape is not limited thereto, and may be a line-symmetric shape. A plurality of hinge springs 222 are provided at symmetrical positions of the frame portion 225 to hold the movable portion 221. In this embodiment, hinge springs 222 are arranged at the four corners of the frame part 225 to hold the movable part 221. As will be described later, electrostatic attraction acts on the movable portion 221 and moves up and down. At that time, the four hinge springs 222 are set so that the movable portion 221 moves up and down while effectively using the electrostatic attractive force.

可動部221には可動電極及び可動接点を含んでいる。また、本実施例の可動部221は、図1の中段に示すように、外観では2枚の長方形板の間を小さな接続部249を介して接続したような形状を成している。この接続部249の下には、ここでは確認できないが下方に突出するよう形成した可動接点223が存在している。また、長方形板は可動電極である。すなわち、可動部221の大部分は可動電極であり、その中央の一部に下向きの可動接点223が存在するという形態となる。よって、本実施例では可動部221が実質的に可動電極となっている。可動接点223と可動電極(可動接点223以外の部分)とは電気的に絶縁されている。例えば、可動部221の基材はシリコン単結晶であり、その表面に絶縁膜を形成して、可動接点223と絶縁されている。可動接点223自身或いは少なくともその表面は、金、白金、銅等の導電性材料で形成されている。   The movable part 221 includes a movable electrode and a movable contact. Further, as shown in the middle part of FIG. 1, the movable part 221 of this embodiment has a shape in which two rectangular plates are connected via a small connection part 249 in appearance. Below this connection portion 249, there is a movable contact 223 formed so as to protrude downward, although it cannot be confirmed here. The rectangular plate is a movable electrode. That is, most of the movable portion 221 is a movable electrode, and a downward movable contact 223 is present at a part of the center thereof. Therefore, in this embodiment, the movable portion 221 is substantially a movable electrode. The movable contact 223 and the movable electrode (portion other than the movable contact 223) are electrically insulated. For example, the base material of the movable portion 221 is a silicon single crystal, and an insulating film is formed on the surface thereof to be insulated from the movable contact 223. The movable contact 223 itself or at least the surface thereof is formed of a conductive material such as gold, platinum, or copper.

キャップ基板210及び固定基板230は、上記可動板220を上下から挟み込むように配置される。より具体的にその構造を説明すると、可動板220の枠部225がキャップ基板210及び固定基板230に密封接合され、その内部に形成された空間で可動部221が上下動可能となっている。キャップ基板210及び固定基板230は、例えば基材がガラス等の絶縁性部材である。   The cap substrate 210 and the fixed substrate 230 are disposed so as to sandwich the movable plate 220 from above and below. More specifically, the frame portion 225 of the movable plate 220 is hermetically bonded to the cap substrate 210 and the fixed substrate 230, and the movable portion 221 can move up and down in a space formed therein. The cap substrate 210 and the fixed substrate 230 are, for example, insulating members such as glass as a base material.

上記固定基板230は固定電極231及び固定接点233を有している。また、キャップ基板210は平板状或いは内部にキャビティを有した蓋形状のものを用いることができる。キャップ基板210下の可動部221が、円滑に上下動できるようにクリアランスを確保する必要がある。枠部225が適度な厚みを持って形成されたときには、このクリアランスが確保されているのでキャップ基板210を平板状に形成しても問題がない。しかし、枠部225の厚みが十分に確保できなかったときには、キャップ基板210の下面を掘り上げて、即ち下向きに開放したキャビティを形成して可動部221とのクリアランスを確保することが必要である。   The fixed substrate 230 has a fixed electrode 231 and a fixed contact 233. The cap substrate 210 may be a flat plate or a lid having a cavity inside. It is necessary to secure a clearance so that the movable portion 221 under the cap substrate 210 can move up and down smoothly. When the frame portion 225 is formed with an appropriate thickness, this clearance is secured, so there is no problem even if the cap substrate 210 is formed in a flat plate shape. However, when the thickness of the frame portion 225 cannot be secured sufficiently, it is necessary to dig up the lower surface of the cap substrate 210, that is, form a cavity that opens downward to ensure a clearance from the movable portion 221. .

図1では、固定基板230側の固定電極231と固定接点233とが示されている。固定基板230の固定電極231と固定接点233は、可動部221の場合と同様に電気的に絶縁されている。固定電極231は可動電極として機能する可動部221に、また固定基板230の固定接点は可動部221の可動接点に対応するように配置されている。この図1では確認できないが可動部221は下面側に固定基板230に対応する可動接点223を有している。固定基板230に関して説明すると、固定接点233は2つの電極が離間された構造である。可動部221が下がると、可動接点223が一対の固定接点233を導通させて信号ラインをオンするようになっている。   In FIG. 1, a fixed electrode 231 and a fixed contact 233 on the fixed substrate 230 side are shown. The fixed electrode 231 and the fixed contact 233 of the fixed substrate 230 are electrically insulated as in the case of the movable portion 221. The fixed electrode 231 is arranged on the movable part 221 that functions as a movable electrode, and the fixed contact of the fixed substrate 230 is arranged to correspond to the movable contact of the movable part 221. Although not confirmed in FIG. 1, the movable portion 221 has a movable contact 223 corresponding to the fixed substrate 230 on the lower surface side. The fixed contact 233 has a structure in which two electrodes are separated from each other. When the movable portion 221 is lowered, the movable contact 223 connects the pair of fixed contacts 233 to turn on the signal line.

また、本実施例では固定基板230の内部からの電気配線の引出しはスルーホール219を介して行うようになっている。よって、固定基板230と枠部225との接合に気密性がある場合には内部の密封性を維持できる。   In this embodiment, the electrical wiring is drawn out from the inside of the fixed substrate 230 through the through hole 219. Therefore, when the fixed substrate 230 and the frame portion 225 are tightly bonded, the internal sealing performance can be maintained.

そして、図2に示すように、密封性を備えたマイクロリレーチップ205をベース基板240に固定し(B)、樹脂245で封止すれば好ましいマイクロリレーディバイスとなる(C)。なお、図2の(B)において可動板220は外部に接続パッド226を有しており、マイクロリレー205は段状になっている。接続パッド226はワイヤ246で電極パッド247に接続されている。上記ベース基板240に替えてリードフレームを用いてもよい。   Then, as shown in FIG. 2, a micro relay chip 205 having a sealing property is fixed to the base substrate 240 (B) and sealed with a resin 245 to obtain a preferable micro relay device (C). In FIG. 2B, the movable plate 220 has a connection pad 226 outside, and the micro relay 205 is stepped. The connection pad 226 is connected to the electrode pad 247 with a wire 246. A lead frame may be used instead of the base substrate 240.

ところで、キャップ基板210及び固定基板230と可動板220の枠部225とを気密性を持って密封接合させた構造は、例えば可動板220を単結晶シリコンとし、キャップ基板210及び固定基板230にガラスを用いることにより実現できる。シリコンとガラスとは陽極接合により簡単かつ強固な接合を得ることができる。陽極接合は所定温度以下で平坦なガラスとシリコンの面を接触させ、ガラス側をマイナス(−)極、シリコン側をグランド(GND)に接続して、直流高圧電圧を印加する接合方法である。キャップ基板210及び固定基板230用のガラスとしてはパイレックス(登録商標)ガラスを用いることが推奨される。このガラスはシリコンと熱膨張係数が近いので熱的にも安定である。シリコンの他、金属を用いても陽極接合を行うことが可能であるので、可動板220の枠部225に陽極接合できる金属を用いてもよい。この陽極接合では、接着剤や接合面の一部を溶融することなどが必要でない。よって、設計した寸法の精度を高くすることができる。マイクロリレーでは可動部221と固定基板230との間(ギャップ)の寸法精度が高いことが望ましいので、陽極接合による構造はこのような要求に応えることができる。なお、陽極接合による接合時には酸素ガスが発生する。密封後の内部に酸素ガスが残留していると、内圧の上昇によりリレー動作への影響や密封破壊の原因となることも想定される。よって、陽極接合は
不活性ガス内の減圧環境下で実行することが望ましい。
By the way, the structure in which the cap substrate 210 and the fixed substrate 230 and the frame portion 225 of the movable plate 220 are hermetically sealed is made of, for example, the movable plate 220 made of single crystal silicon, and the cap substrate 210 and the fixed substrate 230 are made of glass. It is realizable by using. Silicon and glass can be easily and firmly bonded by anodic bonding. The anodic bonding is a bonding method in which a flat glass and a silicon surface are brought into contact with each other at a predetermined temperature or less, a glass side is connected to a negative (−) electrode, and a silicon side is connected to a ground (GND) to apply a DC high voltage. It is recommended to use Pyrex (registered trademark) glass as the glass for the cap substrate 210 and the fixed substrate 230. This glass is thermally stable because it has a thermal expansion coefficient close to that of silicon. Since metal can be used for anodic bonding in addition to silicon, a metal that can be anodic bonded to the frame portion 225 of the movable plate 220 may be used. In this anodic bonding, it is not necessary to melt an adhesive or a part of the bonding surface. Therefore, the accuracy of the designed dimension can be increased. In the micro relay, since it is desirable that the dimensional accuracy between the movable portion 221 and the fixed substrate 230 (gap) is high, the structure by anodic bonding can meet such a requirement. Note that oxygen gas is generated during anodic bonding. If oxygen gas remains inside after sealing, it is assumed that an increase in internal pressure may affect relay operation and cause sealing failure. Therefore, it is desirable to perform anodic bonding under a reduced pressure environment in an inert gas.

図2で(A)の状態から(B)のベース基板240上にマイクロリレーチップ105を接続する際には、フィリップチップ接合を用いるとワイヤボンディングよる構造と比較してマイクロリレーの小型化を図ることができる。また、後述するがキャップ基板210及び固定基板230と可動板220で共用する接続線として外周に溝状のサイドキャスティングラインを形成することによっても小型化を図ることができる。   When the microrelay chip 105 is connected from the state (A) to the base substrate 240 (B) in FIG. 2, the microrelay can be miniaturized by using Philip chip bonding as compared with the wire bonding structure. be able to. As will be described later, it is also possible to reduce the size by forming a groove-shaped side casting line on the outer periphery as a connection line shared by the cap substrate 210 and the fixed substrate 230 and the movable plate 220.

図3は、図1及び図2で示したマイクロリレーチップ205の断面構成を模式的に示した図である。この図3では、図1及び図2で説明したマイクロリレーチップ205内の構成部の位置関係が確認し易いように模式的に示している。例えば図1では一対の固定接点233は各々が左右両端まで延在しているが、固定電極231を表すために短く表示している。この図を用いてさらに詳細に本実施例のマイクロリレーを説明する。この図ではキャップ基板210及び固定基板230並びに可動板220の構成が詳細に確認できる。この図3には、図1及び図2では確認できなかった本実施例のキャップ基板210が平板状であることが示されている。この可動板220はエッチング加工により、その枠部225の上下方向に十分な厚みが形成されている。そのため可動部221とキャップ基板210との間にクリアランスが確保できているので、キャップ基板210を平板状とすることができる。   FIG. 3 is a diagram schematically showing a cross-sectional configuration of the micro relay chip 205 shown in FIGS. 1 and 2. FIG. 3 schematically shows the positional relationship of the components in the micro relay chip 205 described in FIGS. 1 and 2 so that it can be easily confirmed. For example, in FIG. 1, each of the pair of fixed contacts 233 extends to both the left and right ends, but is shown briefly to indicate the fixed electrode 231. The microrelay of this embodiment will be described in more detail with reference to this figure. In this figure, the configurations of the cap substrate 210, the fixed substrate 230, and the movable plate 220 can be confirmed in detail. FIG. 3 shows that the cap substrate 210 of this embodiment, which could not be confirmed in FIGS. 1 and 2, has a flat plate shape. The movable plate 220 has a sufficient thickness in the vertical direction of the frame portion 225 by etching. Therefore, since a clearance is secured between the movable portion 221 and the cap substrate 210, the cap substrate 210 can be formed into a flat plate shape.

下側の固定基板230の固定電極231と実質的に可動電極として機能する可動部221は対応する位置に形成されている。また、固定基板230の固定接点233は可動接点223下の対応する位置に形成されている。固定基板230側に設けた一対の固定接点233は信号ライン用の接点であり、可動接点223が降下して接触したときに離間している固定接点233を導通させる。   The fixed electrode 231 of the lower fixed substrate 230 and the movable portion 221 that substantially functions as a movable electrode are formed at corresponding positions. The fixed contact 233 of the fixed substrate 230 is formed at a corresponding position below the movable contact 223. The pair of fixed contacts 233 provided on the fixed substrate 230 side are signal line contacts, and when the movable contact 223 descends and comes into contact, the fixed contacts 233 that are separated are brought into conduction.

可動接点223は、可動部221の下面に突出するように配置している。この可動接点223は、例えば導電性の可動部221を形成した後にその表面に絶縁膜229を成膜し、その上に導電性材料をスパッタリング処理或いはメッキ処理して形成されている。   The movable contact 223 is disposed so as to protrude from the lower surface of the movable portion 221. The movable contact 223 is formed, for example, by forming an insulating movable film 229 on the surface after forming the conductive movable portion 221 and sputtering or plating a conductive material thereon.

上記固定基板230の固定電極231は、可動電極として機能する可動部221との間で所定電圧が印加されるようになっている。固定電極231の各々はスルーホール219を介して裏面側に引出されている。可動板220は前述したように例えばシリコンで形成され、ここに不純物をドーピングさせて導電性が付与されている。この図3では、可動板220と固定電極231の接続線は図示されていないが、スイッチを介して導通及び遮断ができるようになっている。なお、スルーホール219の内部は導体で充填若しくは内壁に導体メッキが施されている。よって、固定基板230及び可動板220の枠部225で形成する内部空間の密封が破壊されない構造が確保されている。 可動板220は枠部225及び可動部221がヒンジバネ222を含んでいるが、これらはシリコンを基材にして一体に形成することができる。シリコンに不純物をドープしておくことで、枠部225から可動部221の導電性も簡単に確保できる。ただし、可動部221の構成は係る形態に限定すべきものではなく、例えばその表面に金属製の電極を形成した形態でもよい。なお、前述したように可動接点223と電気的な絶縁を形成するために、可動部221の表面には絶縁膜229が形成されている。   A predetermined voltage is applied between the fixed electrode 231 of the fixed substrate 230 and the movable portion 221 functioning as a movable electrode. Each of the fixed electrodes 231 is led out to the back side through the through hole 219. As described above, the movable plate 220 is made of, for example, silicon, and is doped with impurities to impart conductivity. In FIG. 3, the connecting line between the movable plate 220 and the fixed electrode 231 is not shown, but can be connected and disconnected via a switch. Note that the inside of the through hole 219 is filled with a conductor, or the inner wall is plated with a conductor. Therefore, a structure is secured in which the sealing of the internal space formed by the fixed substrate 230 and the frame portion 225 of the movable plate 220 is not broken. In the movable plate 220, the frame portion 225 and the movable portion 221 include a hinge spring 222, which can be integrally formed using silicon as a base material. By doping impurities into silicon, conductivity from the frame portion 225 to the movable portion 221 can be easily secured. However, the configuration of the movable portion 221 should not be limited to such a form, and for example, a form in which a metal electrode is formed on the surface thereof may be used. As described above, the insulating film 229 is formed on the surface of the movable portion 221 in order to form electrical insulation with the movable contact 223.

そして、先の図1で確認できるように、可動部221は枠部225の四隅に設けたヒンジバネ222により上下動可能に支持されている。より具体的には、可動部221が、上記固定電極231との間で電圧が印加されると静電引力作用により固定基板230側に移動する。すなわち、静電引力により、可動部221は電圧供給のない初期位置と固定基板230との間を上下動する。その際に、可動接点223が下降したときには固定基板230の固定接点233と接触する。電圧の供給が無くなったときには、ヒンジバネ222の復元力で可動部221は初期位置に復帰する。よって、信号ラインの固定接点233に対して可動接点223が接触して閉成及び離れて開離するというリレーの動作を実現できる。   As can be confirmed in FIG. 1, the movable portion 221 is supported by hinge springs 222 provided at the four corners of the frame portion 225 so as to be movable up and down. More specifically, when a voltage is applied between the movable portion 221 and the fixed electrode 231, the movable portion 221 moves to the fixed substrate 230 side by electrostatic attraction. That is, the movable portion 221 moves up and down between the initial position where no voltage is supplied and the fixed substrate 230 due to electrostatic attraction. At this time, when the movable contact 223 descends, it comes into contact with the fixed contact 233 of the fixed substrate 230. When the voltage supply is lost, the movable portion 221 returns to the initial position by the restoring force of the hinge spring 222. Therefore, it is possible to realize a relay operation in which the movable contact 223 comes into contact with the fixed contact 233 of the signal line, and is closed and separated.

図4及び図5は、前記第1実施例の変形例について示した図である。図1〜3では固定基板230において外部への配線の引出しをスルーホール219により行っていた。しかし、固定基板からの電気配線の引出しはスルーホールを用いず、基板230と可動板の枠部225との接合面の平坦性が確保されるように一致させて配線を埋め込んだ構造としてもよい。本変形例はこのような構造例を示している。   4 and 5 are diagrams showing a modification of the first embodiment. In FIG. 1 to FIG. 3, the external wiring is drawn out through the through hole 219 in the fixed substrate 230. However, the electrical wiring can be drawn from the fixed substrate without using a through-hole, and the wiring can be embedded so that the bonding surface between the substrate 230 and the frame portion 225 of the movable plate can be flat. . This modification shows such a structural example.

図4は固定基板230との間で埋め込み配線を用いた場合の分解斜視図、図5は図4で示すマイクロリレー205を側部断面で模式的に示している。図4で固定電極231からの引出し配線236及び固定接点233からの引出し配線237は、共に固定基板の表面と同一になるように埋め込まれている。このように固定基板230の表面を平坦にしておくことで、先に説明したと同様の陽極接合を行なって内部の密封性を確保したマイクロリレーを製造できる。なお、この構造を採用する場合には引出し配線136、137が接触する枠部125に、固定基板230との電気的絶縁を確保するために絶縁膜227を形成することが必要である。   FIG. 4 is an exploded perspective view in the case where the embedded wiring is used with the fixed substrate 230, and FIG. 5 schematically shows the micro relay 205 shown in FIG. In FIG. 4, the lead-out wiring 236 from the fixed electrode 231 and the lead-out wiring 237 from the fixed contact 233 are both embedded to be the same as the surface of the fixed substrate. Thus, by making the surface of the fixed substrate 230 flat, it is possible to manufacture a micro relay in which the same anodic bonding as described above is performed to ensure the internal sealing performance. In the case of adopting this structure, it is necessary to form an insulating film 227 in the frame portion 125 with which the lead wires 136 and 137 come into contact in order to ensure electrical insulation from the fixed substrate 230.

また、図5ではより好ましい一つの形態として、可動部221の下面の一部に下方に突出する凸部224を備えている。この凸部224はストッパとして機能している。可動部221が下に移動して可動接点223が固定接点233と閉成した後に、さらに可動部221が静電引力により更に引き寄せられる場合があってもこのように凸部224を設けることで可動部221と固定電極231とが張付くことを防止できる。図5では凸部224に対応した位置の固定電極231に凹部235が形成されている。この場合、少なくとも凸部224の高さは凹部235の深さより大きくなるように形成して、可動部221が固定電極231と強固に密着することが抑制されるようにしておくことが望ましい。なお、固定電極231側に上記のように凹部を設けず、比較的低い凸部224を設ける形態としてもよい。   In FIG. 5, as a more preferable form, a convex portion 224 protruding downward is provided on a part of the lower surface of the movable portion 221. The convex portion 224 functions as a stopper. After the movable part 221 moves downward and the movable contact 223 is closed with the fixed contact 233, even if the movable part 221 may be further attracted by electrostatic attraction, it is movable by providing the convex part 224 in this way. The portion 221 and the fixed electrode 231 can be prevented from sticking to each other. In FIG. 5, a recess 235 is formed in the fixed electrode 231 at a position corresponding to the protrusion 224. In this case, it is desirable that at least the height of the convex portion 224 is formed so as to be larger than the depth of the concave portion 235 so that the movable portion 221 is prevented from being firmly adhered to the fixed electrode 231. In addition, it is good also as a form which provides the comparatively low convex part 224 instead of providing a recessed part in the fixed electrode 231 side as mentioned above.

図6は、図5で示した凸部224を備えた第1実施例のマイクロリレーを作動させた様子を示した図である。同図にはマイクロリレーを駆動させる駆動回路260が示されている。スイッチ265を接点261と接続すると、固定基板230の固定電極231と可動板220との間に電圧が生じる。なお、図6では、上段は可動板220に電圧を印加させない初期状態を示し、下段には可動板220
に電圧を印加させた状態を示している。
FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which the microrelay according to the first embodiment including the convex portion 224 illustrated in FIG. 5 is operated. In the figure, a drive circuit 260 for driving the micro relay is shown. When the switch 265 is connected to the contact 261, a voltage is generated between the fixed electrode 231 of the fixed substrate 230 and the movable plate 220. In FIG. 6, the upper stage shows an initial state where no voltage is applied to the movable plate 220, and the lower stage shows the movable plate 220.
A state in which a voltage is applied to is shown.

固定基板230の固定電極231は予めGND(グランド)電位にされている。図6の下段に示すように、可動板220を正極電位にすると可動部221は固定電極231側に引き付けられる。可動接点223が固定接点233と接触する。可動接点223が固定接点233に接触した後も、可動部221は固定電極231によりさらに大きな力で引き付けられる。よって、図示のように可動部221は撓みを生じ可動接点223と固定接点233との接触力がさらに向上する。従って、接点の接触抵抗を低減することができる。   The fixed electrode 231 of the fixed substrate 230 is set to a GND (ground) potential in advance. As shown in the lower part of FIG. 6, when the movable plate 220 is set to a positive potential, the movable part 221 is attracted to the fixed electrode 231 side. The movable contact 223 comes into contact with the fixed contact 233. Even after the movable contact 223 comes into contact with the fixed contact 233, the movable portion 221 is attracted by the fixed electrode 231 with a larger force. Therefore, as shown in the figure, the movable portion 221 is bent, and the contact force between the movable contact 223 and the fixed contact 233 is further improved. Therefore, the contact resistance of the contact can be reduced.

また、本実施例では好ましい形態として可動部221の表面に、ストッパとして機能する凸部224が形成されているので、可動部221と固定電極231との面接触を確実に防止できるようになっている。よって、可動部221が固定電極231に張付くという問題を生じない。なお、本実施例では図3で示したように可動部221の表面を絶縁膜229で被覆しているので、可動部221が固定電極231に接触してもショートの問題はない。しかし、凸部224で可動部221と固定電極231との接触を確実に防止できるようにすれば、この部分の絶縁膜を省略することが可能である。なお、図6の上段に示すように、スイッチ265を切替えて接点261との接続を切ると、ヒンジバネ222の復元力により可動部221は初期位置に復帰する。
(第2実施例)
図7は、第2実施例のマイクロリレーについて示した図である。第1実施例の可動板220は全てエッチング処理等の掘削加工により形成されている。可動板220における枠部225の下側の高さ(厚み)は接点間のギャップを規定し、またその上側の厚みは可動部221のキャップ基板210とのクリアランスを規定することになる。よって、枠部225は高精度に加工することが望ましい。本第2実施例はスペーサを用いて枠部225の厚みを調整する場合のマイクロリレーを例示するものである。なお、本実施例のマイクロリレーの基本構成は前述した第1実施例の構造と同様であるので、同じ部位には同一の符号を付すことで重複する説明は省略する。
Further, in the present embodiment, as a preferred embodiment, the convex portion 224 functioning as a stopper is formed on the surface of the movable portion 221, so that the surface contact between the movable portion 221 and the fixed electrode 231 can be reliably prevented. Yes. Therefore, the problem that the movable part 221 sticks to the fixed electrode 231 does not occur. In this embodiment, since the surface of the movable portion 221 is covered with the insulating film 229 as shown in FIG. 3, there is no short circuit problem even if the movable portion 221 contacts the fixed electrode 231. However, if the convex portion 224 can reliably prevent the contact between the movable portion 221 and the fixed electrode 231, the insulating film at this portion can be omitted. As shown in the upper part of FIG. 6, when the switch 265 is switched to disconnect the contact 261, the movable portion 221 returns to the initial position by the restoring force of the hinge spring 222.
(Second embodiment)
FIG. 7 is a diagram showing the microrelay of the second embodiment. All the movable plates 220 of the first embodiment are formed by excavation such as etching. The lower height (thickness) of the frame portion 225 in the movable plate 220 defines the gap between the contacts, and the upper thickness defines the clearance of the movable portion 221 from the cap substrate 210. Therefore, it is desirable to process the frame portion 225 with high accuracy. The second embodiment exemplifies a micro relay in the case where the thickness of the frame portion 225 is adjusted using a spacer. Since the basic configuration of the microrelay of this embodiment is the same as the structure of the first embodiment described above, the same portions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

本実施例の枠部225はスペーサ228を用いて形成されている。このスペーサ228は多結晶シリコン(ポリシリコン)や金属を堆積させることで形成できる。堆積には、CVD(Chemical Vapor Deposition)などの方法を採用できる。このように形成したスペーサ228も陽極接合することできるので、本実施例
でも内部密封型のマイクロリレーを製造できる。本実施例のようにスペーサを用いた場合にも同様に、エッチング処理による場合と同様に高い寸法精度で枠部225の厚み調整が可能である。一般にエッチング処理には時間を要するので、スペーサ228を用いて枠部225の厚み調整をする本実施例によると、工程時間の短縮化を図ることができる。
(第3実施例)
図8は第3実施例のマイクロリレーについて示した図である。本実施例のキャップ基板210は下側に開放したキャビティ215を有した蓋形状に形成されている。このような形状のキャップ基板210は例えばガラス等の絶縁材料から成る平板状基板の中央部をエッチング処理等により掘削して、予め蓋状に加工しておけばよい。このようなキャップ基板210を用いると、図8で示すように可動板220側の枠部225の形状を簡素化できる。図8に示す例では、枠部225が可動部221とほぼ同一面に形成されているが、キャビティ215の存在によって可動部221とキャップ基板210のクリアランスが確保されている。本実施例のようにキャビティ215を有したキャップ基板210を用いると、枠部225の上側の厚み確保する為の工程を省略できるのでエッチング処理、スペーサ形成といった工程を簡素化できる。
(第4実施例)
図9は、第4実施例のマイクロリレーについて示した図である。本実施例は固定基板の固定接点を片持ち梁の形状にした点に特徴がある。本実施例でも第1実施例のマイクロリレーと同様の部位には同一の符号を付している。これ以後の実施例についても同様とする。
The frame portion 225 of this embodiment is formed using a spacer 228. The spacer 228 can be formed by depositing polycrystalline silicon (polysilicon) or metal. For the deposition, a method such as CVD (Chemical Vapor Deposition) can be employed. Since the spacer 228 formed in this manner can also be anodically bonded, an internal sealed microrelay can be manufactured also in this embodiment. Similarly, when the spacer is used as in this embodiment, the thickness of the frame portion 225 can be adjusted with high dimensional accuracy as in the case of the etching process. In general, since the etching process takes time, according to this embodiment in which the thickness of the frame portion 225 is adjusted using the spacer 228, the process time can be shortened.
(Third embodiment)
FIG. 8 is a view showing a microrelay of the third embodiment. The cap substrate 210 of this embodiment is formed in a lid shape having a cavity 215 opened on the lower side. The cap substrate 210 having such a shape may be processed in advance into a lid shape by excavating the central portion of a flat substrate made of an insulating material such as glass by an etching process or the like. When such a cap substrate 210 is used, the shape of the frame portion 225 on the movable plate 220 side can be simplified as shown in FIG. In the example illustrated in FIG. 8, the frame portion 225 is formed on substantially the same plane as the movable portion 221, but the clearance between the movable portion 221 and the cap substrate 210 is ensured by the presence of the cavity 215. When the cap substrate 210 having the cavity 215 is used as in this embodiment, the steps for securing the thickness above the frame portion 225 can be omitted, and thus the steps such as etching and spacer formation can be simplified.
(Fourth embodiment)
FIG. 9 is a diagram showing a microrelay of the fourth embodiment. The present embodiment is characterized in that the fixed contact of the fixed substrate has a cantilever shape. In this embodiment, the same reference numerals are assigned to the same parts as those of the micro relay of the first embodiment. The same applies to the following embodiments.

本実施例の固定接点233は片持ち梁状に形成され、自由端側に降下した可動接点223が接触する構造となっている。よって、上段に示す初期位置から駆動電圧が供給され静電引力を受けた可動部221が下降すると、可動接点223が一対の固定接点233の自由端側を押し下げながら接触して信号ラインをオン状態とする。この後、駆動電源が遮断されたときには、変形した固定接点233が復元しようとするので可動接点223を押し返す。よって、駆動電源がオフとされたときにはヒンジバネ122の復元力に加えて、片持ち梁計形状とされた固定接点233からの復元力が加わるので、接点の開離力が高くなる。よって、本実施例のマイクロリレーでは、オフ時での接点開離を確実に行える。
(第5実施例)
図10及び図11は、第5実施例のマイクロリレーにいて示した図である。本実施例は、キャップ基板210及び固定基板230並びに可動板220で共用する配線路を設けた点に特徴があるマイクロリレーである。図10に示す本実施例のマイクロリレーチップ205もキャップ基板210と固定基板230の間に可動板220を挟んで陽極接合されて製造される点は同様である。しかし、同図の矢印Xで示すように各板210、220、230の周形状が整いすっきりとした外観となっている。そして、本実施例の場合も固定基板230の内部側からの電気配線は各々スルーホール219により反対側(外側)に取り出されている。この構成は第1実施例と同様である。
The fixed contact 233 of this embodiment is formed in a cantilever shape, and has a structure in which the movable contact 223 lowered to the free end side comes into contact. Therefore, when the movable portion 221 that receives the electrostatic attraction and is supplied with the driving voltage from the initial position shown in the upper stage is lowered, the movable contact 223 comes in contact with the free end side of the pair of fixed contacts 233 being pressed down to turn on the signal line. And After that, when the drive power supply is cut off, the deformed fixed contact 233 tries to recover, so the movable contact 223 is pushed back. Therefore, when the drive power supply is turned off, in addition to the restoring force of the hinge spring 122, the restoring force from the fixed contact 233 having a cantilever shape is added, so that the contact opening force is increased. Therefore, in the micro relay of the present embodiment, the contact opening at the time of OFF can be reliably performed.
(5th Example)
10 and 11 are diagrams showing the microrelay of the fifth embodiment. This embodiment is a micro relay characterized in that a wiring path shared by the cap substrate 210, the fixed substrate 230, and the movable plate 220 is provided. The micro relay chip 205 of this embodiment shown in FIG. 10 is also similar in that it is manufactured by anodic bonding with the movable plate 220 between the cap substrate 210 and the fixed substrate 230. However, as indicated by an arrow X in the figure, the peripheral shape of each of the plates 210, 220, and 230 is smooth and has a clean appearance. Also in the case of the present embodiment, the electrical wiring from the inner side of the fixed substrate 230 is taken out to the opposite side (outer side) through the through holes 219. This configuration is the same as in the first embodiment.

しかし、本実施例のマイクロリレー205は、図11に示すように、外周部にキャップ基板210、可動板220及び固定基板230の三層を貫通する共通配線路(サイドキャステレーション)248が形成されている。なお、図11の上段に示したマイクロリレー205は右側にその裏面側を示している。この裏面側は固定基板230の底面が示される。この底面には固定基板230のグランドパッド251、電極接続パッド252さらには可動板220との接続パッド255が示されている。また、ここには、後述する放電抵抗150が示されている。   However, in the micro relay 205 of this embodiment, as shown in FIG. 11, a common wiring path (side castellation) 248 that penetrates three layers of the cap substrate 210, the movable plate 220, and the fixed substrate 230 is formed on the outer peripheral portion. ing. The micro relay 205 shown in the upper part of FIG. 11 shows the back side on the right side. On the back side, the bottom surface of the fixed substrate 230 is shown. On this bottom surface, a ground pad 251 of the fixed substrate 230, an electrode connection pad 252 and a connection pad 255 to the movable plate 220 are shown. Here, a discharge resistor 150 described later is shown.

本実施例のキャップ基板210は電極や接点を有さないシンプルな構造である。よって、キャップ基板210内と外部との配線は原則として考慮する必要がない。しかし、図10及び図11に示すように、各板210、220、230の大きさを整え、同時に外周に配線を設ける加工を行えば効率的である。さらに、キャップ基板210の外周にサイドキャステレーション248を設けておけばキャップ基板210の上面に配線を設けることもできるので設計の自由度を増すことができる。   The cap substrate 210 of this embodiment has a simple structure having no electrodes or contacts. Therefore, in principle, the wiring between the cap substrate 210 and the outside need not be considered. However, as shown in FIGS. 10 and 11, it is efficient to adjust the size of each of the plates 210, 220, and 230 and simultaneously provide wiring on the outer periphery. Furthermore, if the side castellation 248 is provided on the outer periphery of the cap substrate 210, wiring can be provided on the upper surface of the cap substrate 210, so that the degree of freedom in design can be increased.

本実施例のマイクロリレーチップ205は、図11の中段に示すように半田ボールなどでベース基板240にフィリップチップボンディングされてマイクロリレーアッセンブリ200を形成する。本実施例の構成を採用することで、ワイヤボンディングが不要となる。よって、図2の場合と比較すると明らかであるがワイヤボンディングのためのベース基板面を小型化でき、ワイヤによる導体抵抗の増加を除去できる。さらに、マイクロリレーチップに接続パッドを設けるための段差を形成する必要がない。よって、3枚同じ外形状の板を貼り合わせて3層貫通するスルーホールを形成して導電性の材料を充填しておき、これをダイシング工程の際にカットすればサイドキャステレーション248を外部に備えた構造のマイクロリレーを簡単に作製できる。   The micro relay chip 205 of this embodiment is Philip chip bonded to the base substrate 240 with solder balls or the like as shown in the middle part of FIG. 11 to form the micro relay assembly 200. By adopting the configuration of this embodiment, wire bonding becomes unnecessary. Therefore, as is clear from the case of FIG. 2, the base substrate surface for wire bonding can be reduced in size, and an increase in conductor resistance due to the wire can be eliminated. Furthermore, it is not necessary to form a step for providing connection pads on the micro relay chip. Therefore, if three plates with the same outer shape are bonded together to form through-holes that pass through three layers and filled with a conductive material, and this is cut during the dicing process, the side castellation 248 is moved to the outside. A microrelay with a structure provided can be easily manufactured.

なお、本実施例のマイクロリレーチップの表面(キャップ基板上面側)を適当な保護膜等で被覆すれば、ベース基板実装や樹脂モールドを成形することなくマイクロリレーチップ205の状態そのままで、実装可能なデバイスとなり得る。この場合には更なる小型化が促進できることが明らかである。
(第6実施例)
図12は第6実施例のマイクロリレーについて示している。このマイクロリレーでは可動部221を厚めに形成している。本実施例では可動部221が静電引力を受けて移動し、下段に示すように可動接点223が固定接点233に接触した後に撓むことがない剛性を備える程度に可動部221の厚みが設計されている。前述した第1実施例では可動部221が撓むことを配慮しており、可動電極221と固定電極231との張付きを防止するための好ましい変形例として凸部124を設けている。しかし、本実施例の場合には可動部221が静電引力により撓むことがないので凸部を設ける必要がない。よって、第1実施例の場合と比較して工程を簡素化できる。なお、本実施例の当然の構成として、可動接点223が固定接点233に接触したときに、可動部221が接触しない高さで固定電極231が形成されている。
In addition, if the surface of the micro relay chip of this embodiment (cap substrate upper surface side) is covered with an appropriate protective film or the like, the micro relay chip 205 can be mounted as it is without molding a base substrate or a resin mold. Device. In this case, it is clear that further downsizing can be promoted.
(Sixth embodiment)
FIG. 12 shows the microrelay of the sixth embodiment. In this micro relay, the movable part 221 is formed thicker. In this embodiment, the movable portion 221 is moved by receiving an electrostatic attraction, and the thickness of the movable portion 221 is designed so that the movable contact 223 has rigidity that does not bend after the movable contact 223 contacts the fixed contact 233 as shown in the lower part. Has been. In the first embodiment described above, the movable portion 221 is considered to be bent, and the convex portion 124 is provided as a preferred modification for preventing the movable electrode 221 and the fixed electrode 231 from sticking to each other. However, in the case of the present embodiment, the movable portion 221 does not bend due to electrostatic attraction, so that it is not necessary to provide a convex portion. Therefore, the process can be simplified as compared with the case of the first embodiment. As a natural configuration of the present embodiment, the fixed electrode 231 is formed at such a height that the movable portion 221 does not contact when the movable contact 223 contacts the fixed contact 233.

図13は上記第6実施例の改良例を示した図である。上記第6実施例のように可動板221の厚みを増すと円で囲んで示すヒンジバネ222の領域の剛性も増加することになる。しかし、ヒンジバネ222の剛性が可動部221と共に増すと、バネ性が低下して可動部221が初期位置から下へ移動し難くなる。そこで、本改良例はヒンジバネ222の部分を可動部221より薄くしてスチフネスを小さくして動き易くしている。本例によると、撓みを抑制した可動部221を確実に初期位置から下へ移動させることができる。
(第7実施例)
図14は第7実施例のマイクロリレーについて示した図である。この実施例では可動板220のヒンジバネ222の部分に特徴を有している。(A)はヒンジバネ222がつづら折で折り返しをされる範囲TWを広くしてスチフネスを小さくした場合、(B)はヒンジバネ222で折り返し回数を増加させてスチフネスを小さくした場合を示している。このようにヒンジバネ222に改良を加えることによって可動部221の移動が円滑に行える。この構造は特に第5実施例の剛性を向上させた可動部221を上下動させるのに有効である。
(第8実施例)
図15は、第8実施例のマイクロリレーについて示した図である。この実施例も可動板220のヒンジバネの部分に特徴を有している。(A)は4つのヒンジバネ222−1〜222−4を枠部225の4辺各々と接続して可動部221を保持する構造である。この構造によっても可動部221を上下動させることができる。しかし、この構造の場合、円内TERの部分での変移量が比較的大きくなる傾向があり、可動部221の円滑な上下動に支障が出る場合もある。
FIG. 13 is a diagram showing an improved example of the sixth embodiment. If the thickness of the movable plate 221 is increased as in the sixth embodiment, the rigidity of the region of the hinge spring 222 indicated by a circle is also increased. However, when the rigidity of the hinge spring 222 is increased together with the movable portion 221, the spring property is lowered and the movable portion 221 is difficult to move downward from the initial position. Therefore, in this improved example, the hinge spring 222 is made thinner than the movable portion 221 to reduce the stiffness for easy movement. According to this example, it is possible to reliably move the movable portion 221 in which the bending is suppressed downward from the initial position.
(Seventh embodiment)
FIG. 14 is a view showing a microrelay of a seventh embodiment. This embodiment is characterized by the hinge spring 222 of the movable plate 220. (A) shows a case where the stiffness is reduced by widening the range TW in which the hinge spring 222 is folded back by bending, and (B) shows a case where the stiffness is reduced by increasing the number of times of folding by the hinge spring 222. Thus, the movable part 221 can be smoothly moved by improving the hinge spring 222. This structure is particularly effective for moving the movable part 221 with improved rigidity in the fifth embodiment up and down.
(Eighth embodiment)
FIG. 15 is a diagram showing a microrelay of the eighth embodiment. This embodiment also has a feature in the hinge spring portion of the movable plate 220. (A) is a structure which holds the movable part 221 by connecting four hinge springs 222-1 to 222-4 to each of the four sides of the frame part 225. Also with this structure, the movable portion 221 can be moved up and down. However, in the case of this structure, there is a tendency that the amount of shift at the portion of the TER in the circle is relatively large, and there are cases where the vertical movement of the movable portion 221 is hindered.

そこで、(B)或いは(C)に示すように、枠部225の互いに対向する辺にヒンジバネ222を接続する。(B)では左辺にヒンジバネ222−1,222−4、右辺にヒンジバネ222−2,222−3を接続している。(C)の場合は上下の辺に同様に接続している。このようにヒンジバネを対称配置した構造とすると、可動部221のバランスが良くなるので、スムーズに上下動を行えるようになる。また、この構造の可動板220は安定性が増すので、第1実施例の変形例で示した凸部224の追加を考慮しなくとも良い。
(第9実施例)
図16は、第9実施例のマイクロリレーについて示した図である。本実施例はヒンジバネのバネ係数のバランスを変更することで、可動接点と固定接点との間で極微小な摩擦を発生させるような構造を含んでいる。第1実施例の場合には可動部221が初期位置から水平状態を維持しながら下方へ移動するようになっている。しかし、本実施例では、積極的にヒンジバネのバネ係数を変更するようにした点で異なっている。図16で4つのヒンジバネ222−1から222−4は異なるバネ係数に設定されている。ヒンジバネ222の長さ、幅、厚さを適宜調整することでバネ係数を変更することができる。 各ヒンジバネ222−1から222−4のバネ係数を異なるものとし、(A)で示す初期状態から静電引力を作用させると先ずバネ係数の小さい側が先導して動き、(B)で示すように可動部221の片側のみが固定電極231に強く吸引された状態となる。その後更に(C)で示すように徐々に可動板221と固定電極231との間の距離が小さくなりバネ係数の大きい側も吸引される。最終的には第1実施例の場合と同様に可動部221の両側が吸引された状態となる。しかし、状態(B)から(C)となる動作の途中では、可動接点223と固定接点233との接触時に僅かな擦れ(ワイピングと称される)が生じる。このとき、接点表面では僅かな擦れが生じるため、接点表面の新しい面が現れる。すなわち、接点同士の擦れ合いで接点表面に絶縁性の被膜が形成されることや、絶縁性の物質が付着することが抑制される、本実施例ではこのように常に新しい表面が形成された状態を保持できるので接触抵抗が安定する。その結果、マイクロリレーの信頼性が向上する。
Therefore, as shown in (B) or (C), hinge springs 222 are connected to opposite sides of the frame portion 225. In (B), hinge springs 222-1 and 222-4 are connected to the left side, and hinge springs 222-2 and 222-3 are connected to the right side. In the case of (C), the upper and lower sides are similarly connected. When the hinge springs are arranged symmetrically in this way, the balance of the movable portion 221 is improved, so that the vertical movement can be performed smoothly. Further, since the movable plate 220 having this structure is increased in stability, it is not necessary to consider the addition of the convex portion 224 shown in the modification of the first embodiment.
(Ninth embodiment)
FIG. 16 is a diagram showing a microrelay of the ninth embodiment. The present embodiment includes a structure that generates a very small amount of friction between the movable contact and the fixed contact by changing the balance of the spring coefficient of the hinge spring. In the case of the first embodiment, the movable portion 221 moves downward from the initial position while maintaining the horizontal state. However, the present embodiment is different in that the spring coefficient of the hinge spring is positively changed. In FIG. 16, the four hinge springs 222-1 to 222-4 are set to different spring coefficients. The spring coefficient can be changed by appropriately adjusting the length, width, and thickness of the hinge spring 222. When the spring coefficient of each of the hinge springs 222-1 to 222-4 is different and an electrostatic attractive force is applied from the initial state shown in (A), first, the side with the smaller spring coefficient moves leading, as shown in (B). Only one side of the movable portion 221 is strongly attracted to the fixed electrode 231. Thereafter, as shown in (C), the distance between the movable plate 221 and the fixed electrode 231 is gradually reduced, and the side having the larger spring coefficient is also attracted. Ultimately, both sides of the movable portion 221 are sucked in the same manner as in the first embodiment. However, in the middle of the operation from the state (B) to (C), slight rubbing (referred to as wiping) occurs when the movable contact 223 and the fixed contact 233 are in contact with each other. At this time, since a slight rubbing occurs on the contact surface, a new surface of the contact surface appears. That is, it is possible to suppress the formation of an insulating film on the contact surface due to friction between the contacts and the adhesion of the insulating material. In this embodiment, a state where a new surface is always formed in this way. The contact resistance is stable. As a result, the reliability of the micro relay is improved.

なお、ヒンジバネ222−1から222−4はバネ係数が全て異なるように設定してもよいが、ヒンジバネをグループに分けてグループ間でバネ係数を変更するようにしてもよい。例えば図15に示した対抗する辺に接続されたヒンジバネ222−1、222−4とヒンジバネ222−2、222−3とでバネ係数が異なるように設定してもよい。
(第10実施例)
図17は第10実施例のマイクロリレーについて示した図である。本実施例は固定電極231及び可動部221の剛性を高め、この両者の間で生じる静電引力を大きくできる構造例を示している。本実施例で示す可動部221は、第1実施例で示したものとは異なり一枚板に近い形状となっている。この板の中央部に一対の打抜き穴218が形成されている。可動部221の裏面で、打抜き穴218の間の部分に可動接点223が形成されている。よって、第1実施例で示したように2枚の板を、可動部223を下に有する接続部249で連結したような構造よりも剛性が高くなっている。また、可動電極として機能する可動部221の面積が増加するので、発生させる静電引力を大きくすることもできる。
The hinge springs 222-1 to 222-4 may be set so that the spring coefficients are all different, but the hinge springs may be divided into groups and the spring coefficients may be changed between the groups. For example, the hinge springs 222-1 and 222-4 and the hinge springs 222-2 and 222-3 connected to the opposing sides shown in FIG. 15 may be set to have different spring coefficients.
(Tenth embodiment)
FIG. 17 shows the microrelay of the tenth embodiment. The present embodiment shows a structural example in which the rigidity of the fixed electrode 231 and the movable portion 221 is increased and the electrostatic attractive force generated between them can be increased. Unlike the one shown in the first embodiment, the movable portion 221 shown in this embodiment has a shape close to a single plate. A pair of punched holes 218 are formed in the center of the plate. A movable contact 223 is formed in a portion between the punched holes 218 on the back surface of the movable portion 221. Therefore, as shown in the first embodiment, the rigidity is higher than a structure in which two plates are connected by a connecting portion 249 having a movable portion 223 below. Moreover, since the area of the movable part 221 that functions as a movable electrode increases, the electrostatic attractive force to be generated can be increased.

一方、固定基板230側では固定接点233の長さが短縮され、スルーホール219を介して裏面側に引出される配線に接続されている。この固定基板230は第1実施例の場合と比較して、固定接点233の長さを短縮し、固定電極231の面積が拡大されている。この構造によっても固定電極231の剛性を向上させ、可動部221に作用させる静電引力を増加させることができる。よって、本実施例では可動部221及び固定電極231の構造を堅牢にしつつ静電引力を大きくして駆動効率を高めたマイクロリレーを実現できる。   On the other hand, on the fixed substrate 230 side, the length of the fixed contact 233 is shortened and connected to the wiring drawn out to the back side through the through hole 219. In the fixed substrate 230, the length of the fixed contact 233 is shortened and the area of the fixed electrode 231 is increased as compared with the case of the first embodiment. This structure can also improve the rigidity of the fixed electrode 231 and increase the electrostatic attractive force acting on the movable portion 221. Therefore, in this embodiment, it is possible to realize a micro relay in which the structure of the movable part 221 and the fixed electrode 231 is made robust and the electrostatic attraction is increased to increase the driving efficiency.

なお、本実施例の固定電極231及び可動部221は何れか一方を採用した場合にも本実施例に準じた効果を得ることができる。
(第11実施例)
図18は第11実施例のマイクロリレーについて示した図である。本実施例は固定電極231及び可動部221の電荷を除去する構造を具備したマイクロリレーである。図18はマイクロリレーを駆動する駆動回路260の周部構成を示している。(A)は放電抵抗が無いときに発生する可能性がある障害状態を示した図である。電源266がOFF状態になると固定電極231及び可動部221に電荷が残存する。これにより可動部221が保持される事態或いは漏れ電流により徐々に放電されて可動部221が初期位置に状態に戻るといった事態が生じる。さらに、残存する電荷の影響で可動部221の移動が不安定な状態となる場合
もある。
In addition, the effect according to the present embodiment can be obtained even when either one of the fixed electrode 231 and the movable portion 221 is employed.
(Eleventh embodiment)
FIG. 18 is a view showing a microrelay according to an eleventh embodiment. This embodiment is a micro relay having a structure for removing charges from the fixed electrode 231 and the movable portion 221. FIG. 18 shows a peripheral configuration of a drive circuit 260 that drives the micro relay. (A) is the figure which showed the failure state which may generate | occur | produce when there is no discharge resistance. When the power source 266 is turned off, charges remain in the fixed electrode 231 and the movable portion 221. As a result, a situation in which the movable part 221 is held or a situation in which the movable part 221 returns to the initial position by being gradually discharged by a leakage current occurs. Furthermore, the movement of the movable part 221 may become unstable due to the influence of the remaining charge.

一方、(B)は、固定電極231と可動部221とを接続する配線上に放電抵抗250を設けた場合を例示している。この例の場合、固定電極231及び可動部221と並列に放電抵抗150が配設され、電源266−グランド(GND)間に放電抵抗250が存在した形態となる。このように電源266−グランド間に放電抵抗250が存在する(B)の場合、電源OFFとなったときに放電抵抗250を介して電流207が流れるので電荷が残らず可動部221を速やかにニュートラル状態(初期の状態)に復帰させることができる。上記放電抵抗250として数100kΩ〜数MΩのものを用いることが好ましい。
(第12実施例)
図19は可動部に設けた凸部に放電抵抗機能を付加した第12実施例のマイクロリレーについて示した図である。前述したように可動部221に設けた凸部224は、可動部221が固定電極231に張付くことを防止するストッパとして機能している。この凸部224が更に前述した放電抵抗としても作用すれば残留電荷を除去するので張付きをより効率的に防止できる。
On the other hand, (B) illustrates the case where the discharge resistor 250 is provided on the wiring connecting the fixed electrode 231 and the movable part 221. In the case of this example, the discharge resistor 150 is disposed in parallel with the fixed electrode 231 and the movable portion 221, and the discharge resistor 250 exists between the power supply 266 and the ground (GND). Thus, in the case of (B) where the discharge resistor 250 exists between the power supply 266 and the ground, the current 207 flows through the discharge resistor 250 when the power supply is turned off, so no charge remains and the movable part 221 is quickly neutralized. It is possible to return to the state (initial state). It is preferable to use one having several hundred kΩ to several MΩ as the discharge resistor 250.
(Twelfth embodiment)
FIG. 19 is a view showing a microrelay of a twelfth embodiment in which a discharge resistance function is added to the convex portion provided on the movable portion. As described above, the convex portion 224 provided on the movable portion 221 functions as a stopper that prevents the movable portion 221 from sticking to the fixed electrode 231. If this convex portion 224 further acts as the above-described discharge resistance, the residual charge is removed, so that sticking can be prevented more efficiently.

凸部224の表面には、例えばシリコンやポリシリコンに不純物をドーピングして抵抗を形成すればよい。図19は、可動部221が順次下に移動する様子を示している。電源がオフの初期状態(A)からスイッチ265が切替えられて、電源オンとなると可動部221が固定電極231に電気吸引される。この動作は、(B)の状態のように可動接点223が固定接点233に接触して閉成する。このとき下側に設けた凸部224はまだ固定電極231に接触していない。さらに、可動部221が吸引されて凸部224が固定電極231に押付けられることで電流207が流れる。このように、凸部224は張付きを防止しつつ、可動部221とグランドとの間の放電抵抗として作用して電荷が残留することを防止する(C)。よって、接点閉成後の過度な静電吸引を低減できるので、可動部221の張付きを効果的に抑制できる。なお、本実施例の構造を採用する場合には時定数と可動部221の共振周波数を考慮し、振動が生じないように設計することが求められる。
(第13実施例)
図20は、接点を複数個有する構造に改良した第13実施例のマイクロリレーについて示した図である。本実施例では可動部221の可動接点が223−1、223−2の2つとなっている。また、これに対応して固定基板230側に設けたそれぞれの固定接点233は分岐して略コ字状とされている。よって、本実施例の場合には接点構造が並列に複数存在するので一方の接点に不都合が生じたとしても信号ラインの接続、遮断を行うというリレーの機能を担保できる。図20では可動接点を2つとした場合を例示したが、もちろん3つ以上の複数としてもよい。
For example, silicon or polysilicon may be doped with an impurity on the surface of the convex portion 224 to form a resistor. FIG. 19 shows a state where the movable part 221 sequentially moves downward. When the switch 265 is switched from the initial state (A) when the power is turned off and the power is turned on, the movable portion 221 is electrically attracted to the fixed electrode 231. In this operation, the movable contact 223 comes into contact with the fixed contact 233 and closes as in the state (B). At this time, the convex portion 224 provided on the lower side is not yet in contact with the fixed electrode 231. Further, the current 207 flows when the movable portion 221 is attracted and the convex portion 224 is pressed against the fixed electrode 231. As described above, the convex portion 224 functions as a discharge resistance between the movable portion 221 and the ground while preventing sticking, and prevents the charge from remaining (C). Therefore, since excessive electrostatic attraction after the contact is closed can be reduced, sticking of the movable portion 221 can be effectively suppressed. In the case of adopting the structure of the present embodiment, it is required to design so as not to generate vibration in consideration of the time constant and the resonance frequency of the movable portion 221.
(Thirteenth embodiment)
FIG. 20 is a view showing a microrelay of a thirteenth embodiment improved to a structure having a plurality of contacts. In this embodiment, there are two movable contacts 223-1 and 223-2 of the movable part 221. Correspondingly, each fixed contact 233 provided on the fixed substrate 230 side is branched into a substantially U-shape. Therefore, in the case of the present embodiment, since a plurality of contact structures exist in parallel, the relay function of connecting and disconnecting signal lines can be ensured even if a problem occurs in one contact. Although FIG. 20 illustrates the case where the number of the movable contacts is two, it is needless to say that the number may be three or more.

図21は、上記第13実施例の変形例を示した図である。図20では2つの可動接点223−1、223−2に接触できるように1つの固定接点233を分岐した構造であったが、本例では固定接点233側も独立した2つの固定接点233−1、233−2としている。本構造の場合には信号ラインも独立して複数となるのでリレーの機能をより確実に担保できるようになる。
(第14実施例)
図22は、第14実施例のマイクロリレーについて示した図である。本実施例は固定基板に形成する好ましい固定電極の構造を提案している。(A)及び(B)は比較のための構造例を示した図、(C)が本実施例の構造を示した図である。(A)では固定基板230の固定電極231と固定接点233が略同じ高さである。このように両者が同じ高さであると、固定電極231と可動電極として作用する可動部221との電極間距離が大きくなる。よって、所定の静電引力を得ようとする場合には高い電圧駆動が必要となる。この対処法として、(B)に示すように可動部221を掘り込んで可動接点223を上方に移動させた構造も考えられる。しかし、(B)の構造は加工が困難であり、しかも工程数が増すのでコストアップにもなる。
FIG. 21 is a view showing a modification of the thirteenth embodiment. In FIG. 20, one fixed contact 233 is branched so that the two movable contacts 223-1 and 223-2 can be contacted. However, in this example, the fixed contact 233 side also has two independent fixed contacts 233-1. 233-2. In the case of this structure, since there are a plurality of signal lines independently, the function of the relay can be secured more reliably.
(14th embodiment)
FIG. 22 is a diagram showing a microrelay according to a fourteenth embodiment. This embodiment proposes a preferred fixed electrode structure formed on a fixed substrate. (A) And (B) is the figure which showed the structural example for a comparison, (C) is the figure which showed the structure of the present Example. In (A), the fixed electrode 231 and the fixed contact 233 of the fixed substrate 230 are substantially the same height. Thus, when both are the same height, the distance between electrodes of the fixed part 231 and the movable part 221 which acts as a movable electrode will become large. Therefore, a high voltage drive is required to obtain a predetermined electrostatic attractive force. As a countermeasure, a structure in which the movable portion 221 is dug and the movable contact 223 is moved upward as shown in FIG. However, the structure (B) is difficult to process, and the number of steps increases, resulting in an increase in cost.

そこで、(C)で示すように、本実施例では固定電極231の高さが固定接点233の高さより、高くなるように形成する。ここで、固定電極231と固定接点233の高さの差が、可動接点223の高さより僅かに小さいように設定することが望ましい。本実施例によると簡単な構造で、可動部221を確実に吸引できる。
(第15実施例)
図23は、可動板220の好ましい配線構造を備えた第15実施例のマイクロリレーについて示した図である。本構造では、可動板220の配線を固定基板230にスルーホール219−2を設けて裏面側に引出す構造である。このスルーホール219−2は、可動板220の配線を固定基板230用のスルーホール219−1を形成するときに同時に形成することができる。よって、別途に可動板220用の配線を設ける場合と比較して工程を簡素化することができる。ここでは、固定基板230側にスルーホール219−2を設ける例を示したが、キャップ基板210側にスルーホール219−2を設けても勿論良い。(第16実施例)
図24は好ましい可動板220を有する第16実施例のマイクロリレーについて示した図である。本実施例では、可動部221の外周と枠部225との間に所定の隙間257を確保し、可動部221の周部から枠部225の内面に向けて突出させた外周ストッパ258を複数設けている。このような構造であれば可動部221の横方向(可動部の面内方向)への動きを規制できる。この外周ストッパ258は可動部221と一体に成形してもよいが、弾性に優れた部材を付加すれば特に耐衝撃性にも優れた構造とすることができる。
Therefore, as shown in FIG. 5C, in this embodiment, the fixed electrode 231 is formed so that the height thereof is higher than the height of the fixed contact 233. Here, it is desirable to set the height difference between the fixed electrode 231 and the fixed contact 233 to be slightly smaller than the height of the movable contact 223. According to the present embodiment, the movable portion 221 can be reliably sucked with a simple structure.
(15th embodiment)
FIG. 23 is a view showing a microrelay of a fifteenth embodiment provided with a preferable wiring structure of the movable plate 220. In this structure, the wiring of the movable plate 220 is a structure in which a through hole 219-2 is provided in the fixed substrate 230 and pulled out to the back surface side. The through hole 219-2 can be formed simultaneously with the wiring of the movable plate 220 when the through hole 219-1 for the fixed substrate 230 is formed. Therefore, the process can be simplified as compared with the case where wiring for the movable plate 220 is separately provided. Here, an example in which the through hole 219-2 is provided on the fixed substrate 230 side is shown, but it is needless to say that the through hole 219-2 may be provided on the cap substrate 210 side. (Sixteenth embodiment)
FIG. 24 is a view showing a micro relay according to a sixteenth embodiment having a preferable movable plate 220. In FIG. In this embodiment, a predetermined gap 257 is ensured between the outer periphery of the movable portion 221 and the frame portion 225, and a plurality of outer peripheral stoppers 258 that protrude from the peripheral portion of the movable portion 221 toward the inner surface of the frame portion 225 are provided. ing. With such a structure, the movement of the movable part 221 in the lateral direction (in-plane direction of the movable part) can be restricted. The outer peripheral stopper 258 may be formed integrally with the movable portion 221. However, if a member having excellent elasticity is added, a structure having particularly excellent impact resistance can be obtained.

この外周ストッパ258は可動部221の周部の対称となる位置に設けることが望ましい。また、外周ストッパ258は部分的な凸部であるので、周辺の空気流により可動部221が上下動することについて障害を受けることはない。また、可動部221と一体に形成する場合には工程の増加を伴うことなく簡単に形成できる。   The outer peripheral stopper 258 is desirably provided at a position that is symmetrical with respect to the peripheral portion of the movable portion 221. Moreover, since the outer periphery stopper 258 is a partial convex part, it does not receive an obstruction about the movable part 221 moving up and down by the surrounding air flow. Moreover, when forming integrally with the movable part 221, it can form easily, without accompanying the increase in a process.

この図24では、可動部221側に外周ストッパ258を設けた例を示したが、枠部225側、或いは可動部221及び枠部225の双方に設けてもよい。   24 shows an example in which the outer peripheral stopper 258 is provided on the movable portion 221 side, but it may be provided on the frame portion 225 side or both the movable portion 221 and the frame portion 225.

なお、図示することは省略するが、前述したマイクロリレーに関する複数の実施例に関して、キャップ基板210の表面(可動板220とは反対の面)全体に接地したグランドパッドを設けると、信号ラインのシールド性を向上させることができると共に、静電引力に及ぼす静電気等の外乱に対するシールド性も向上した誤動作のない構造とすることができる。また、マイクロリレーチップの積層構造の側面に、絶縁膜を介して金属層を設けた構造とした場合にもこれと同様の効果を得ることができる。また、前述した可動接点223及び固定接点233は、例えば下層にAuを配した上にRh、Ru、Pdのいずれかで表層を形成した構造とすることが推奨される。下層のAuは所定のクッション効果を備え、接点表面には硬度の高い金属を有するので、張付き難い接点とすることができる。   Although not shown in the drawings, regarding the above-described embodiments of the micro relay, if a ground pad is provided on the entire surface of the cap substrate 210 (the surface opposite to the movable plate 220), the signal line shield is provided. In addition, the structure can be improved, and the shielding performance against disturbance such as static electricity exerted on the electrostatic attractive force can be improved and a structure without malfunction can be obtained. The same effect can be obtained when a metal layer is provided on the side surface of the laminated structure of the micro relay chip with an insulating film interposed therebetween. In addition, it is recommended that the movable contact 223 and the fixed contact 233 described above have a structure in which, for example, Au is disposed in a lower layer and a surface layer is formed of any one of Rh, Ru, and Pd. The lower Au layer has a predetermined cushion effect and has a metal with high hardness on the contact surface, so that it is possible to make the contact difficult to stick.

さらに、図25から図28を参照して、スペーサを用いて枠部の高さ調整している第2実施例のマイクロリレーチップ205の製造工程を説明する。図25は固定基板230の製造工程を示す図、図26はキャップ基板210につい示す図、図27は可動板220の製造工程を示す図、図28はこれらを組み付けてマイクロリレーチップを完成するまでの製造工程を示している。これらの工程は半導体製造技術を使用しており、成膜、露光、エッチング等の技術が利用されている
。 図25に示した工程により、固定基板230が製造される。0.2〜0.4mm程度の厚みのガラス基板を準備する(1)。このガラス基板としてはパイレックス(登録商標)ガラスを用いることが推奨される。後述するように、可動板に単結晶シリコンを用いたときに熱膨張係数が近く、精度良く接合ができるからである。
Furthermore, with reference to FIG. 25 to FIG. 28, a manufacturing process of the micro relay chip 205 of the second embodiment in which the height of the frame portion is adjusted using the spacer will be described. 25 is a diagram showing the manufacturing process of the fixed substrate 230, FIG. 26 is a diagram showing the cap substrate 210, FIG. 27 is a diagram showing the manufacturing process of the movable plate 220, and FIG. 28 is a process until the micro relay chip is completed by assembling them. The manufacturing process is shown. These processes use semiconductor manufacturing techniques, and techniques such as film formation, exposure, and etching are used. The fixed substrate 230 is manufactured by the process shown in FIG. A glass substrate having a thickness of about 0.2 to 0.4 mm is prepared (1). It is recommended to use Pyrex (registered trademark) glass as the glass substrate. This is because, as will be described later, when single crystal silicon is used for the movable plate, the coefficient of thermal expansion is close and bonding can be performed with high accuracy.

このガラス基板に、スルーホール形成用の穴219を設ける(2)。この様な穴はレーザ、サンドブラスト等を用いて作製することができる。この穴(スルーホール)にメッキ等を用いて導電性材料を充填する(3)。導電性材料として、例えば金、銅、アルミ等を用いることができる。   This glass substrate is provided with a through hole forming hole 219 (2). Such holes can be made using a laser, sandblast, or the like. The hole (through hole) is filled with a conductive material using plating or the like (3). As the conductive material, for example, gold, copper, aluminum or the like can be used.

さらに、スパッタリング法、メッキ法等により固定電極231、固定接点233を形成する(4)。これらを形成する材料としては、金、白金等を用いることができる。下層に金をひいてその上に白金系の元素Rh、Ru、Pd、Pt等を載せてもよい。特に可動接点と接する固定接点233は、耐磨耗がある白金系の金属を表面に有していることが望ましく、その下に弾性ある金が存在するとクッションとして機能したり、導体抵抗が小さくのでより好適な構造となる。ガラス基板上に固定電極231、固定接点233が形成されて、固定基板230となる。最下段(5)に示すように、固定電極表面にCVD等を用いてSi3N4等による保護膜を必要により、適宜形成してもよい。   Further, the fixed electrode 231 and the fixed contact 233 are formed by a sputtering method, a plating method or the like (4). Gold, platinum, or the like can be used as a material for forming these. Gold may be applied to the lower layer and a platinum-based element Rh, Ru, Pd, Pt or the like may be placed thereon. In particular, the fixed contact 233 that contacts the movable contact preferably has wear-resistant platinum-based metal on the surface, and if there is elastic gold below it, it functions as a cushion or the conductor resistance is small. A more suitable structure is obtained. A fixed electrode 231 and a fixed contact 233 are formed on the glass substrate to form the fixed substrate 230. As shown in the lowermost stage (5), a protective film made of Si3N4 or the like may be appropriately formed on the surface of the fixed electrode by using CVD or the like as necessary.

図26はキャップ基板210について示している。本実施例で用いるキャップ基板210は(A)に示す平板状である。この形状のキャップ基板を用いるときには、前述したようにクリアランスを確保するため可動板220の枠部225の部分にある程度の厚みを設けることが必要である。本製造例では枠部225の部分にスペーサを形成して可動部221とキャップ基板210とのクリアランスを確保する。   FIG. 26 shows the cap substrate 210. The cap substrate 210 used in this embodiment has a flat plate shape shown in FIG. When the cap substrate having this shape is used, it is necessary to provide a certain thickness to the frame portion 225 of the movable plate 220 in order to secure the clearance as described above. In this manufacturing example, a spacer is formed in the frame portion 225 to secure a clearance between the movable portion 221 and the cap substrate 210.

なお、(B)に示す蓋状のキャップ基板は予めキャビティ215が形成されている。このキャップ基板を用いる場合には枠部225上側の厚みを考慮する必要なくなるので工程を簡素化できる。この(B)で示すキャップ基板210を用いて製造したのが、先に図8で示した、第3実施例のマイクロリレーである。この(B)を用いての製造法の方がより簡易である。ここでは、工程数が多い(A)のキャップ基板を用いた製造法を説明する。この基本的な製造法を説明することで、(B)のキャップ基板を用いた場合の利点が合わせて理解できる。   Note that a cavity 215 is formed in advance on the cap-shaped cap substrate shown in FIG. When this cap substrate is used, it is not necessary to consider the thickness on the upper side of the frame portion 225, so that the process can be simplified. A microrelay of the third embodiment shown in FIG. 8 is manufactured using the cap substrate 210 shown in FIG. The production method using (B) is simpler. Here, a manufacturing method using the cap substrate (A) having a large number of steps will be described. By explaining this basic manufacturing method, the advantages of using the cap substrate (B) can be understood together.

図27は可動板220の製造工程を示している。ただし、可動板220は固定基板230と接合されてから最終形態に加工されるので、図27では半完成状態までの工程を示している。まず、SOI基板が準備される(1)。このSOI基板は、厚い絶縁性の支持層271上にSiO2等からなる酸化層(絶縁層)272を介して単結晶シリコン等による活性層273が積層された構造を有している。   FIG. 27 shows a manufacturing process of the movable plate 220. However, since the movable plate 220 is processed to the final form after being joined to the fixed substrate 230, FIG. 27 shows a process up to a semi-finished state. First, an SOI substrate is prepared (1). This SOI substrate has a structure in which an active layer 273 made of single crystal silicon or the like is laminated on a thick insulating support layer 271 via an oxide layer (insulating layer) 272 made of SiO 2 or the like.

このSOI基板の活性層273に不純物をドーピングして導電性を付与する(2)。さらに、その表面にスパッタリング等により例えばSiO2の絶縁膜279を形成する(3)。この絶縁膜は可動電極となる可動板221とその中に形成する可動接点223との電気的に絶縁するために形成している。続いて、絶縁膜279上に、スパッタリング、メッキ法で導電材料を成膜して可動接点223を形成する(4)。   Conductivity is imparted by doping impurities into the active layer 273 of this SOI substrate (2). Further, an insulating film 279 made of, for example, SiO 2 is formed on the surface by sputtering or the like (3). This insulating film is formed to electrically insulate the movable plate 221 serving as a movable electrode from the movable contact 223 formed therein. Subsequently, a conductive material is formed on the insulating film 279 by sputtering or plating to form the movable contact 223 (4).

その後、可動板220の枠部225に相当する外環部分(周部)に厚さ調整用のポリシリコンや金属を堆積させてスペーサ228を形成する。また、前述した張付き防止用のストッパとなる凸部224も必要によりこの工程で作製する(5)。   Thereafter, polysilicon or metal for thickness adjustment is deposited on the outer ring portion (circumferential portion) corresponding to the frame portion 225 of the movable plate 220 to form the spacer 228. Further, the protrusion 224 serving as a stopper for preventing sticking as described above is also produced in this step if necessary (5).

図28は、上記のように作製した固定基板230、キャップ基板210及び可動板220を積層状態に組み付けてマイクロリレーを製造する様子を示している。図28で、先ず、固定基板230上に半完成状態の可動板220を接合する(1)。図27で示す工程で作製して未完成状態の可動板220を上下ひっくり返して固定基板230上に配置して、密封接合する。この接合には陽極接合を用いることが望ましい。固定基板230側にマイナス(−)、可動板220側にグランド(GND)として陽極接合すると、簡易に両者を密着させて接合できる。   FIG. 28 shows a state where a micro relay is manufactured by assembling the fixed substrate 230, the cap substrate 210, and the movable plate 220 manufactured as described above in a laminated state. In FIG. 28, first, the semi-finished movable plate 220 is bonded onto the fixed substrate 230 (1). The movable plate 220 that has been manufactured in the process shown in FIG. 27 and is not completed is turned upside down and placed on the fixed substrate 230, and hermetically bonded. It is desirable to use anodic bonding for this bonding. If anodic bonding is performed as a minus (-) on the fixed substrate 230 side and a ground (GND) on the movable plate 220 side, both can be easily brought into close contact with each other.

続いて、可動板220の残りの構造を完成させる。その前に、まず不要部となる支持層271、酸化層272を除去する(2)。その後は、図27で示したと同様の処理をここでも繰り返す。すなわち、不純物をドーピングして導電性を付与する(3)。さらに、表面に絶縁膜279を形成し(4)、さらに、枠部225に相当する部分に同様にポリシリコン等を堆積してスペーサ228を設ける(5)。ここで堆積させたスペーサ228により、前述した可動部221の為のクリアランスが確保される。すなわち、この工程(5)では、可動板220の上に接合するキャップ基板210と可動部221とのクリアランスを確保する為に、枠部225の厚みを調整している。よって、図26(B)のキャップ基板を用いた場合にはこの工程(5)は省略できる。   Subsequently, the remaining structure of the movable plate 220 is completed. Before that, first, the support layer 271 and the oxide layer 272 which are unnecessary portions are removed (2). Thereafter, the same processing as shown in FIG. 27 is repeated here. That is, conductivity is imparted by doping impurities (3). Further, an insulating film 279 is formed on the surface (4), and polysilicon or the like is similarly deposited on a portion corresponding to the frame portion 225 to provide a spacer 228 (5). The spacer 228 deposited here secures the clearance for the movable portion 221 described above. In other words, in this step (5), the thickness of the frame portion 225 is adjusted in order to ensure the clearance between the cap substrate 210 bonded on the movable plate 220 and the movable portion 221. Therefore, when the cap substrate of FIG. 26B is used, this step (5) can be omitted.

この後、可動板220のスリット形成を行う。このスリット形成で枠部225と可動部221とが弾性のあるヒンジバネ222で接続された構造を作製する(6)。特に可動板220に単結晶シリコンを用いていれば、RIE処理により枠部225と可動部221とが、つづら折り状に形成したヒンジバネ222で接続された構造を簡単に形成できる。   Thereafter, the slit of the movable plate 220 is formed. With this slit formation, a structure is produced in which the frame portion 225 and the movable portion 221 are connected by an elastic hinge spring 222 (6). In particular, if single crystal silicon is used for the movable plate 220, a structure in which the frame portion 225 and the movable portion 221 are connected by a hinge spring 222 formed in a zigzag shape by RIE processing can be easily formed.

最後に、可動板220の上にキャップ基板210を載せて、固定基板230の場合と同様に陽極接合する(7)。この陽極接合の際には、減圧雰囲気、より好ましくは不活性ガスの雰囲気で実行する。これにより、内部に不要なガスを残留させずにマイクロリレーを密封できる。よって、このように製造されたマイクロリレーチップをさらにダイシング工程で個片化しても、内部が影響を受けることが無いので信頼性のあるマイクロリレーチップを製造できる。このようなマイクロリレーチップは、さらに前記図2で示したものと同様の工程を経て製品としてのマイクロリレーディバイス200にされる。   Finally, the cap substrate 210 is placed on the movable plate 220 and anodic bonded as in the case of the fixed substrate 230 (7). The anodic bonding is performed in a reduced pressure atmosphere, more preferably in an inert gas atmosphere. As a result, the micro relay can be sealed without leaving unnecessary gas inside. Therefore, even if the micro relay chip manufactured in this way is further separated into pieces in the dicing process, the interior is not affected, and thus a reliable micro relay chip can be manufactured. Such a micro relay chip is made into a micro relay device 200 as a product through the same process as shown in FIG.

さらに、図29及び図30により、工程を簡素化したマイクロリレーの製造例を示す。前述までの説明では、キャップ基板210と可動板220とは別体であり、これを接合することで後に一体化する例を示した。ところで、図27で示したように、可動板220を作製する際にはSOI基板を準備している。このSOI基板は、Si等よりなる絶縁性の支持層271及びSiO2等よりなる絶縁性酸化層272上にシリコン単結晶等の活性層273を有している。そして、図28で説明したように工程中で、支持層271及び酸化層272は除去されてしまう。   Further, FIG. 29 and FIG. 30 show an example of manufacturing a micro relay with a simplified process. In the above description, the cap substrate 210 and the movable plate 220 are separate, and an example in which they are integrated later by joining them is shown. By the way, as shown in FIG. 27, when manufacturing the movable plate 220, an SOI substrate is prepared. This SOI substrate has an active layer 273 such as a silicon single crystal on an insulating support layer 271 made of Si or the like and an insulating oxide layer 272 made of SiO 2 or the like. Then, as described with reference to FIG. 28, the support layer 271 and the oxide layer 272 are removed during the process.

図29及び図30で示す製造例では、上記支持層271及び酸化層272を有効に用いてキャップ基板を可動板に一体化した構造体を製作して工程を簡素化する。図29でのSOI基板は、予めパターニングして内部にキャビティ315を含んだ酸化層272を備えている(1)。なお、このキャビティ315は、前述した可動部とのクリアランスを確保するためにキャップ基板側に設けるキャビティ215を想定して設計されている。全面に酸化層272が存在するSOI基板をパターニングしてキャビティ315を形成するこの(1)工程前に実行してもよいが、このように予め酸化層272がパターニングされた基板を用いるとより工程を簡素化できる。   In the manufacturing example shown in FIGS. 29 and 30, a structure in which the cap substrate is integrated with the movable plate by effectively using the support layer 271 and the oxide layer 272 is manufactured to simplify the process. The SOI substrate in FIG. 29 includes an oxide layer 272 that is patterned in advance and includes a cavity 315 (1). The cavity 315 is designed assuming the cavity 215 provided on the cap substrate side in order to ensure the clearance with the above-described movable part. This may be performed before the step (1) of forming the cavity 315 by patterning the SOI substrate having the oxide layer 272 on the entire surface. However, if a substrate on which the oxide layer 272 has been patterned in this way is used in this manner, the process is further performed. Can be simplified.

上記SOI基板の活性層273側の中央を掘削し、枠部225に相当する部分を高くするようにエッチング加工する(2)。この活性層273の表面にSiO2等の絶縁膜279を形成する(3)。絶縁膜279上にメッキ法、スパッタリング法等を用いて導電性材料を成膜して可動接点223を形成する。そして、ドライエッチング等により可動板220周部にスリット形成を行う。このスリット形成で枠部225と可動部221とが弾性のあるヒンジバネ222で接続された構造が完成する(5)。この工程(5)により作製された構造体は、支持層271部分がキャップ基板210に、酸化層272がスペーサとなり可動板220と一体的な構造となっている。すなわち、図29で示した可動板220の製造工程ではキャップ部(板)付きの可動板(合体構造体300という)が製造される。   The center of the SOI substrate on the active layer 273 side is excavated and etched so as to raise the portion corresponding to the frame portion 225 (2). An insulating film 279 such as SiO 2 is formed on the surface of the active layer 273 (3). A conductive material is formed over the insulating film 279 using a plating method, a sputtering method, or the like to form the movable contact 223. Then, slits are formed around the movable plate 220 by dry etching or the like. With this slit formation, a structure in which the frame portion 225 and the movable portion 221 are connected by an elastic hinge spring 222 is completed (5). The structure manufactured by this step (5) has a structure in which the support layer 271 is integrated with the cap substrate 210 and the oxide layer 272 is a spacer and is integrated with the movable plate 220. That is, in the manufacturing process of the movable plate 220 shown in FIG. 29, a movable plate with a cap part (plate) (referred to as a combined structure 300) is manufactured.

なお、SOI基板のキャビティ315内に充填材、例えば有機系のフォトレジストを充填しておき、後に除去するようにしてもよい。このように、キャビティ315に充填材を充満させておくことで、加工工程での可動板の変形を確実に抑制できる。   The cavity 315 of the SOI substrate may be filled with a filler, for example, an organic photoresist, and removed later. Thus, by filling the cavity 315 with the filler, it is possible to reliably suppress the deformation of the movable plate in the processing step.

そして、図30の上段に示すように、合体構造物300を固定基板230に載せて接合面290で陽極接合すれば、固定基板230まで含んで密封接合したマイクロリレー構造を実現する。さらには、図30下段に示すように固定基板230の裏面に配線パターン291を形成すればマイクロリレーチップ200が得られる。前述した説明から明らかなように、図29、図30の工程では、より簡易にマイクロリレーを製造できる。なお、図30の工程で用いた固定基板230は、先に説明した図25の工程により同様に製造できるので、ここでの重複する説明は省略する。   Then, as shown in the upper part of FIG. 30, when the united structure 300 is placed on the fixed substrate 230 and anodic bonded at the bonding surface 290, a micro relay structure including the fixed substrate 230 and hermetically bonded is realized. Furthermore, if the wiring pattern 291 is formed on the back surface of the fixed substrate 230 as shown in the lower part of FIG. 30, the micro relay chip 200 can be obtained. As is apparent from the above description, the microrelay can be manufactured more easily in the steps of FIGS. Note that the fixed substrate 230 used in the step of FIG. 30 can be manufactured in the same manner by the step of FIG. 25 described above, and therefore, a duplicate description here is omitted.

前述までの実施例では、可動板の枠部内に可動部を1個だけ備えたマイクロリレーの構造例を示した。しかし、このようなマイクロリレーは電子機器の回路内で、複数が隣接配置されて用いられる場合も多い。この場合には回路内でのスタブの発生が問題となる場合がある。以下では、複数の可動部を備えた構造とすることにより、さらに高周波特性に優れたマイクロリレーの構造例を示す。このマイクロリレーは、信号伝送路(信号ライン)上の不要な突出部(スタブ)を抑制できる構造となる。   In the above-described embodiments, the structure example of the micro relay having only one movable portion in the frame portion of the movable plate has been shown. However, there are many cases in which a plurality of such micro relays are arranged adjacent to each other in a circuit of an electronic device. In this case, the occurrence of stubs in the circuit may be a problem. Below, the structure example of the micro relay which was further excellent in the high frequency characteristic by setting it as the structure provided with the several movable part is shown. This micro relay has a structure that can suppress unnecessary protrusions (stubs) on the signal transmission path (signal line).

まず、マイクロリレーを複数用いた場合の回路内でのスタブについて簡単に説明しておく。上記までに説明した、可動板に1つの可動部を有する基本的なマイクロリレーは、2つの隔たれた一対の固定端子(接点端子と称している)を、1つの可動接点で架橋閉成する。これはアイソレーション特性や製造が簡易である等で有利である。しかし、この基本的な構造のマイクロリレーを複数用いて回路を形成すると、スタブが形成されてしまう。スタブの入力インピーダンスは式(I)に示すように波長とスタブ長さにより決まる。   First, a stub in a circuit when a plurality of micro relays are used will be briefly described. As described above, the basic micro relay having one movable part on the movable plate bridges and closes a pair of fixed terminals (referred to as contact terminals) separated by one movable contact. This is advantageous because the isolation characteristics and manufacturing are simple. However, when a circuit is formed using a plurality of microrelays having this basic structure, a stub is formed. The input impedance of the stub is determined by the wavelength and the stub length as shown in the formula (I).

Zin=−j Zo cotβl ・・・式(I)

Zin: スタブの入力インピーダンス
Zo : 伝送路の特性インピーダンス
β= 2π/λ
λ: 伝送線路上の波長
l: スタブ長さ
βl : 電気長
周波数が高く、スタブ長が大きくなるほど、影響が大きくなり、インピーダンスの不整合のため、反射が発生して挿入損失が大きくなったり、波形を遅らせるなどの原因となる場合がある。フィルタや高周波回路などでは、特定の周波数に絞り、スタブを利用する場合がある。しかし、リレーではDCから高周波信号まで広い帯域で使用するため、できる限りスタブを含まない構造とすることが好ましい。
Zin = −j Zo cotβl Formula (I)

Zin: Input impedance of stub Zo: Characteristic impedance of transmission line β = 2π / λ
λ: wavelength on the transmission line l: stub length βl: electrical length The higher the frequency and the longer the stub length, the greater the effect, and due to impedance mismatch, reflection occurs and insertion loss increases, It may cause a delay in the waveform. In a filter or a high frequency circuit, a stub may be used by narrowing down to a specific frequency. However, since a relay is used in a wide band from DC to a high frequency signal, it is preferable to have a structure that does not include a stub as much as possible.

図31はマイクロリレーを2個用いた場合のスタブについて示した模式図である。図31では、コモン301を共通にして第1のライン302と第2のライン303からそれぞれ出力1と出力2を生成できる回路を示している。この回路では、第1のマイクロリレー304と第2のマイクロリレー305とが配設され、これらが交互に閉成、開離される。図31では、第1のマイクロリレー304を閉成、第2のマイクロリレー305を開離させて、出力1として高周波信号306を流した状態を示している。この場合には、参照符号308で示す部分がスタブとなり、第2の回路側にスタブによる反射307が発生してしまう。   FIG. 31 is a schematic diagram showing a stub when two micro relays are used. FIG. 31 shows a circuit that can generate the output 1 and the output 2 from the first line 302 and the second line 303 with the common 301 in common. In this circuit, a first micro relay 304 and a second micro relay 305 are disposed, and these are alternately closed and opened. FIG. 31 shows a state in which the first micro relay 304 is closed, the second micro relay 305 is opened, and the high frequency signal 306 flows as the output 1. In this case, the portion indicated by reference numeral 308 becomes a stub, and the reflection 307 due to the stub occurs on the second circuit side.

図32は、(A)で2個のマイクロリレーを並列した場合のスタブの発生、(B)でマイクロリレーの上下に接点を形成した場合のスタブの発生を構造的に示した図である。図32(A)では、2つのマイクロリレーを分岐点309で接続した構造を示している。左側のマイクロリレーが閉成している場合には、参照符号308で示す箇所がスタブとして作用してしまう。また、図32(B)のように1つのマイクロリレーの上下に接点を設けても、参照符号308で示す箇所がスタブとして作用してしまう。このように実質的に2つのマイクロリレーを含む構造を隣接して設けるとスタブが発生して問題となる。以下で示すマイクロリレーはこのスタブを削減できる構造を備えている。   FIG. 32 is a diagram structurally showing the generation of stubs when two micro relays are arranged in parallel in (A), and the generation of stubs when contacts are formed above and below the micro relays in (B). FIG. 32A shows a structure in which two micro relays are connected at a branch point 309. When the left micro relay is closed, the portion indicated by reference numeral 308 acts as a stub. Further, even if contacts are provided above and below one microrelay as shown in FIG. 32B, the portion indicated by reference numeral 308 acts as a stub. Thus, if a structure including substantially two micro relays is provided adjacent to each other, a stub is generated, which causes a problem. The microrelay shown below has a structure that can reduce this stub.

図33は、可動板に2つの可動部を有するマイクロリレーの概要構成例を示した図である。図33で示すマイクロリレーも固定基板330とキャップ基板310の間に可動板320を設けた構造を有している。しかし、この可動板320内には2つの可動部321、323が形成されている。第1可動部321、第2可動部323のそれぞれは第1可動接点322、第2可動接点324を有している。第1可動部321及び第2可動部323の他の部分は、実質的に可動電極を構成している。このような各可動部の構成は前述したマイクロリレーの場合と同様である。   FIG. 33 is a diagram showing a schematic configuration example of a micro relay having two movable parts on a movable plate. The micro relay shown in FIG. 33 also has a structure in which a movable plate 320 is provided between the fixed substrate 330 and the cap substrate 310. However, two movable portions 321 and 323 are formed in the movable plate 320. Each of the first movable part 321 and the second movable part 323 has a first movable contact 322 and a second movable contact 324. The other parts of the first movable part 321 and the second movable part 323 substantially constitute movable electrodes. The configuration of each movable part is the same as that of the micro relay described above.

固定基板330側には第1固定接点333及び第2固定接点334が形成されている。第1固定接点333は第1可動接点322に、第2固定接点334は第2の可動板324に対応している。この図33で示す構造では、固定接点333、334の片方側の信号ラインは共通のコモン端子335となっている。よって、図示のように第1可動部321が下がり第1可動接点322が第1固定接点333を閉成したときには、前述した場合と同様に参照符号308で示す共通ラインの半分がスタブとなる。しかしながら、このライン308はマイクロリレー内の極めて短い配線であるので、図32で示した構造と比較して悪影響を発生させることがない。なお、図33では固定接点333,334の周部に存在している固定電極の図示を省略している。固定電極の構成についてはこの後の実施例で詳述する。
(第17実施例)
図34及び図35は、第17実施例に係るマイクロリレーについて示した図である。図34はマイクロリレーのチップ部を分解した斜視図、図35はマイクロリレーチップの断面構成例を模式的に示した図である。この実施例は図33で示したマイクロリレーの構造をより詳細に示すものである。図33で示した部分と同様の部分には同一符号を付している。
A first fixed contact 333 and a second fixed contact 334 are formed on the fixed substrate 330 side. The first fixed contact 333 corresponds to the first movable contact 322, and the second fixed contact 334 corresponds to the second movable plate 324. In the structure shown in FIG. 33, the signal lines on one side of the fixed contacts 333 and 334 serve as a common terminal 335. Therefore, when the first movable portion 321 is lowered and the first movable contact 322 closes the first fixed contact 333 as shown in the drawing, half of the common line indicated by the reference numeral 308 becomes a stub as in the case described above. However, since this line 308 is a very short wiring in the micro relay, no adverse effect is caused as compared with the structure shown in FIG. In FIG. 33, illustration of the fixed electrodes existing around the fixed contacts 333 and 334 is omitted. The configuration of the fixed electrode will be described in detail in the following examples.
(Seventeenth embodiment)
34 and 35 are views showing a microrelay according to a seventeenth embodiment. FIG. 34 is an exploded perspective view of the chip portion of the microrelay, and FIG. 35 is a diagram schematically showing a cross-sectional configuration example of the microrelay chip. This embodiment shows the structure of the micro relay shown in FIG. 33 in more detail. The same parts as those shown in FIG. 33 are denoted by the same reference numerals.

キャップ基板310にはキャビティ315を有している。このキャビティにより下部の可動部とのクリアランスが確保されている。可動板320は枠部325内に2つの第1可動部321と第2可動部323を有している。第1可動部321は下面には第1可動接点322を有している。また、第2可動部323には下面に第2可動接点324を有している。   The cap substrate 310 has a cavity 315. This cavity ensures a clearance with the lower movable part. The movable plate 320 has two first movable portions 321 and a second movable portion 323 in the frame portion 325. The first movable portion 321 has a first movable contact 322 on the lower surface. The second movable portion 323 has a second movable contact 324 on the lower surface.

各可動部321、324は枠部325にヒンジバネ327を介して接続され上下動できるようになっている。この可動板320は、例えばシリコン単結晶のような半導体材料にドーピングして導電性を付与した基材を用いて形成されている。この基材をエッチングして枠部325内に、ヒンジバネ327を介して2つの可動部321、323を形成できる。この構造では、第1可動部321と第2可動部323とが電気的に導通した構造となる。これら可動部321、323は実質的に可動電極として機能する。   Each of the movable parts 321 and 324 is connected to the frame part 325 via a hinge spring 327 so as to move up and down. The movable plate 320 is formed using a base material doped with a semiconductor material such as a silicon single crystal to provide conductivity. By etching this base material, two movable parts 321 and 323 can be formed in the frame part 325 via hinge springs 327. In this structure, the first movable part 321 and the second movable part 323 are electrically connected. These movable parts 321 and 323 substantially function as movable electrodes.

固定基板330は、第1可動部321及び第2可動部323に対向するように2つの固定電極が形成されている。これらの第1固定電極331と第2固定電極332は、電気的に絶縁されている。これら固定電極331,332は各スルーホール338を介して外部側から給電されている。   The fixed substrate 330 is formed with two fixed electrodes so as to face the first movable portion 321 and the second movable portion 323. The first fixed electrode 331 and the second fixed electrode 332 are electrically insulated. These fixed electrodes 331 and 332 are supplied with power from the outside through the respective through holes 338.

また、第1可動部321の第1可動接点322、第2可動部323の第2可動接点324が対向する位置には、それぞれ端子を隔てて形成した第1固定接点333と第2固定接点334が形成されている。これら固定接点333,334は各スルーホール336を介して外部配線と接続されている。第1固定接点333及び第2固定接点334の一方の端子は、コモン端子335に接続されている。このコモン端子335はスルーホール3337を介して外部配線と接続されている。   In addition, at a position where the first movable contact 322 of the first movable portion 321 and the second movable contact 324 of the second movable portion 323 face each other, a first fixed contact 333 and a second fixed contact 334 formed with a terminal therebetween, respectively. Is formed. These fixed contacts 333 and 334 are connected to external wiring via the respective through holes 336. One terminal of the first fixed contact 333 and the second fixed contact 334 is connected to the common terminal 335. The common terminal 335 is connected to external wiring through a through hole 3337.

本実施例の構造例では、キャビティ315を有したキャップ基板310を用いると共に、可動部321、323の下側の移動を確保するために固定接点333、334を形成した部分を周部より低くした段状の固定基板330を用いている。よって、可動板320は枠部325及び可動部321,323を平坦に形成されている。このような可動板320の形態は、加工が容易となる。ただし、図34で示す場合とは異なり、固定基板330側を平坦として可動板320の枠部に厚みを持たせた形態でもよい。可動板320側の枠部325に厚みを持たせた構造は可動部が1つである場合を説明した前述実施例で多く例示している。   In the structure example of the present embodiment, the cap substrate 310 having the cavity 315 is used, and the portions where the fixed contacts 333 and 334 are formed are made lower than the peripheral portion in order to ensure the lower movement of the movable portions 321 and 323. A stepped fixed substrate 330 is used. Therefore, the movable plate 320 has the frame portion 325 and the movable portions 321 and 323 formed flat. Such a form of the movable plate 320 is easy to process. However, unlike the case shown in FIG. 34, the fixed substrate 330 side may be flat and the frame portion of the movable plate 320 may have a thickness. The structure in which the frame portion 325 on the movable plate 320 side has a thickness is exemplified in many cases in the above-described embodiment that describes the case where there is one movable portion.

図35は、図34示したマイクロリレーの断面構成を模式的に示した図である。本実施例のマイクロリレーは、可動板320の枠部325が固定基板330の周部枠上に乗り、さらにその上からキャップ基板310が載置された構造である。固定基板330の周部には可動板の枠部325に電源を供給するためのスルーホール339が形成されている。可動板320はこの給電用スルーホール339を介して外部電源と接続されている。この枠部325から可動電極となる第1可動部321及び第2可動部323に電圧が供給される。   FIG. 35 is a diagram schematically showing a cross-sectional configuration of the microrelay shown in FIG. The micro relay of this embodiment has a structure in which the frame portion 325 of the movable plate 320 rides on the peripheral frame of the fixed substrate 330, and the cap substrate 310 is placed thereon. A through hole 339 for supplying power to the frame portion 325 of the movable plate is formed in the peripheral portion of the fixed substrate 330. The movable plate 320 is connected to an external power source through the power feed through hole 339. A voltage is supplied from the frame portion 325 to the first movable portion 321 and the second movable portion 323 that are movable electrodes.

本マイクロリレーでは第1固定電極331と第1可動部321との間、又は第2固定電極332と第2可動部323との間で、静電引力を発生させる。これにより、第1可動接点322が第1固定接点333を閉成し、又、第2可動接点324が第2固定接点334を閉成するの。その際、一方の固定接点が閉成したときに、他方の固定接点の端子からコモン端子335の距離が極短いのでスタブ発生の影響を受けることが殆ど無い。   In the present micro relay, an electrostatic attractive force is generated between the first fixed electrode 331 and the first movable part 321 or between the second fixed electrode 332 and the second movable part 323. As a result, the first movable contact 322 closes the first fixed contact 333, and the second movable contact 324 closes the second fixed contact 334. At this time, when one fixed contact is closed, the distance from the terminal of the other fixed contact to the common terminal 335 is extremely short, so that the stub is hardly affected.

図36は、図35で示した第17実施例のマイクロリレーを作動させた様子を示した図である。同図にはマイクロリレーを駆動させる駆動回路及び外部制御スイッチ360が示されている。このスイッチ360は2つの接点361と362とを有している。ここで、上段に示すように、スイッチ360を接点361と接続すると、固定基板330の第1固定電極331と第1可動部321との間に電圧が生じる。よって、第1可動部321が下がり、第1可動接点322が第1固定接点333を閉成する。このとき、第2可動接点324と第2固定接点334は開離状態となる。   FIG. 36 is a diagram showing a state in which the micro relay of the seventeenth embodiment shown in FIG. 35 is operated. The figure shows a drive circuit for driving the micro relay and an external control switch 360. The switch 360 has two contacts 361 and 362. Here, as shown in the upper stage, when the switch 360 is connected to the contact 361, a voltage is generated between the first fixed electrode 331 and the first movable portion 321 of the fixed substrate 330. Accordingly, the first movable portion 321 is lowered, and the first movable contact 322 closes the first fixed contact 333. At this time, the second movable contact 324 and the second fixed contact 334 are in an open state.

また、中段で示すようにスイッチ360を両接点361及び362から離すと、第1固定接点333及び第2固定接点334が開離したニュートラル状態を形成できる。さらに、下段に示すように、スイッチ360を接点362と接続すると、第2固定電極332と第2可動部323との間に電圧が生じる。よって、第2可動部323が下がり、第2可動接点324が第2固定接点334を閉成する。   Further, when the switch 360 is separated from both the contacts 361 and 362 as shown in the middle stage, a neutral state in which the first fixed contact 333 and the second fixed contact 334 are separated can be formed. Further, as shown in the lower stage, when the switch 360 is connected to the contact 362, a voltage is generated between the second fixed electrode 332 and the second movable portion 323. Accordingly, the second movable portion 323 is lowered, and the second movable contact 324 closes the second fixed contact 334.

上記のように本実施例のマイクロリレーでは固定接点333、334を交互に閉成して所望の信号ラインの切り替えができる。その際のスタブの影響は殆ど無い。ただし、図36に示した回路構成では、第1固定電極331はGND(グランド)電位、第2固定電極332は正電位にされている。可動板320に正電位又はGND電位を与え、2つの固定電極331、332を別々の制御スイッチで独立に制御してもよい。この場合には第1可動部321及び第2可動部323を同時に閉成した状態を形成することもできる。
(第18実施例)
図37及び図38は、第18実施例に係るマイクロリレーについて示した図である。図37はマイクロリレーのチップ部を分解した斜視図、図38はマイクロリレーチップの断面構成例を模式的に示した図である。この第18実施例では2つの可動部、すなわち第1可動部321と第2可動部323とが電気的に絶縁された構造となっているのが前記第17実施例と異なっている。また、このマイクロリレーでは、キャップ基板310が固定基板330に接合される点も異なっている。なお、本実施例でも図33で示した部分と対応する部分には同一符号を付している。
As described above, in the micro relay of this embodiment, the fixed contacts 333 and 334 can be alternately closed to switch a desired signal line. There is almost no influence of the stub at that time. However, in the circuit configuration shown in FIG. 36, the first fixed electrode 331 is set to the GND (ground) potential, and the second fixed electrode 332 is set to the positive potential. A positive potential or a GND potential may be applied to the movable plate 320, and the two fixed electrodes 331 and 332 may be controlled independently by separate control switches. In this case, it is possible to form a state in which the first movable portion 321 and the second movable portion 323 are simultaneously closed.
(Eighteenth embodiment)
37 and 38 are views showing a microrelay according to an eighteenth embodiment. FIG. 37 is an exploded perspective view of the chip portion of the microrelay, and FIG. 38 is a diagram schematically showing a cross-sectional configuration example of the microrelay chip. The eighteenth embodiment differs from the seventeenth embodiment in that two movable parts, that is, the first movable part 321 and the second movable part 323 are electrically insulated. Further, the micro relay is different in that the cap substrate 310 is joined to the fixed substrate 330. In this embodiment, the same reference numerals are assigned to the portions corresponding to the portions shown in FIG.

本実施例の可動板320は完全に分離された第1可動部321と第2可動部323とで構成されている。第1可動部321は、その前後がヒンジバネ327を介して支持部351により支持されている。この支持部351は前述までの枠部の一部と見ることができる。同様に第2可動部323も、その前後がヒンジバネ327を介して支持部352により支持されている。   The movable plate 320 of this embodiment is composed of a first movable portion 321 and a second movable portion 323 that are completely separated. The first movable portion 321 is supported by the support portion 351 through the hinge spring 327 at the front and rear thereof. The support portion 351 can be regarded as a part of the frame portion described above. Similarly, the second movable portion 323 is also supported by the support portion 352 through the hinge spring 327 at the front and rear thereof.

本マイクロリレーを組み立てる際には、上記支持部351、352は固定基板330の外周部339の一部に乗るように配置する。外周部339の支持部351、352を載せる位置には給電用のスルーホール356が形成されている。この第1可動部321及び第2可動部323を内部空間に包むように上部からキャップ基板310が載置されて図38で示す状態となる。ここで図示は省略しているが、キャップ基板310の外周部319には固定基板330の外周部339との間で支持部351、352を挟む為の段部が形成されている。   When the microrelay is assembled, the support portions 351 and 352 are disposed so as to ride on a part of the outer peripheral portion 339 of the fixed substrate 330. A through hole 356 for power feeding is formed at a position where the support portions 351 and 352 of the outer peripheral portion 339 are placed. The cap substrate 310 is placed from above so as to wrap the first movable portion 321 and the second movable portion 323 in the internal space, and the state shown in FIG. 38 is obtained. Although not shown here, a stepped portion for sandwiching the support portions 351 and 352 with the outer peripheral portion 339 of the fixed substrate 330 is formed on the outer peripheral portion 319 of the cap substrate 310.

また、本実施例の固定基板330では1つの固定電極355が、第1可動部321及び第2可動部323に対応している。すなわち、前述した第17実施例の場合とは異なり、第1可動部321と第2可動部323に対向する固定電極が電気的に導通した構成である。このような構成の違いによる動作の相違はこの後の説明で明らかとする。なお、図37に示した例では可動部321、323に対応する大きさに形成されているが、独立した固定電極を2つ配置して電気的に導通状した構造としてもよい。   In the fixed substrate 330 of the present embodiment, one fixed electrode 355 corresponds to the first movable portion 321 and the second movable portion 323. That is, unlike the case of the seventeenth embodiment described above, the fixed electrode facing the first movable portion 321 and the second movable portion 323 is electrically connected. The difference in operation due to such a difference in configuration will be clarified in the following description. In the example shown in FIG. 37, the size corresponding to the movable parts 321 and 323 is formed, but two independent fixed electrodes may be arranged to be electrically conductive.

図39は、図38で示した第18実施例のマイクロリレーを作動させた様子を示した図である。同図にはマイクロリレーを駆動させる駆動回路及び2個の外部制御スイッチ370及び375が示されている。これらのスイッチ370及び375は、それぞれ2つの接点を有している。スイッチ370は接点371、372を備え、スイッチ375は接点376、377を備えている。   FIG. 39 is a diagram showing a state in which the micro relay of the eighteenth embodiment shown in FIG. 38 is operated. In the figure, a driving circuit for driving the micro relay and two external control switches 370 and 375 are shown. Each of these switches 370 and 375 has two contacts. The switch 370 includes contacts 371 and 372, and the switch 375 includes contacts 376 and 377.

図39の第1段に示すように、スイッチ370を接点371と接続し、スイッチ375を接点376と接続すると固定電極335と第1可動部321との間に電圧が生じる。よって、第1可動部321が下がり、第1可動接点322が第1固定接点333を閉成する。このとき、第2可動接点324と第2固定接点334は開離状態となっている。   As shown in the first stage of FIG. 39, when the switch 370 is connected to the contact 371 and the switch 375 is connected to the contact 376, a voltage is generated between the fixed electrode 335 and the first movable portion 321. Accordingly, the first movable portion 321 is lowered, and the first movable contact 322 closes the first fixed contact 333. At this time, the second movable contact 324 and the second fixed contact 334 are in an open state.

次に第2段で示すように、第1段で示したスイッチの状態からスイッチ375を接点377に切替えて接続すると固定電極335と第1可動部321との間の供給ラインが切れて、第1可動接点322が第1固定接点333から開離する。このとき、第2可動接点324と第2固定接点334は開離状態を維持しており、ニュートラル状態となる。   Next, as shown in the second stage, when the switch 375 is switched to the contact 377 from the state of the switch shown in the first stage and connected, the supply line between the fixed electrode 335 and the first movable part 321 is cut off, The one movable contact 322 is separated from the first fixed contact 333. At this time, the second movable contact 324 and the second fixed contact 334 are kept in the separated state and are in the neutral state.

次に第3段で示すように、第2段で示したスイッチの状態からスイッチ370を接点371に切替えて接続すると固定電極335と第2可動部323との間に電圧が発生して、第2可動接点324が第2固定接点334を閉成する。このとき、第1可動接点322と第1固定接点333は開離状態を維持している。   Next, as shown in the third stage, when the switch 370 is switched to the contact 371 from the switch state shown in the second stage, a voltage is generated between the fixed electrode 335 and the second movable part 323, and the Two movable contacts 324 close the second fixed contact 334. At this time, the first movable contact 322 and the first fixed contact 333 are kept in the separated state.

さらに、最下の第4段で示すように、第3段で示したスイッチの状態からスイッチ375を接点376に切替えて接続すると、固定電極335と第1固定接点321及び第2可動部323との間に電圧が発生して、両可動接点322、324が両定接点333、334を閉成する。上記のように本実施例のマイクロリレーでは、固定接点333、334を交互に閉成したり、両方の固定接点を同時に閉成して所望の信号ラインの切り替えを行うことできる。その際のスタブの影響は殆ど無い。   Further, as shown in the lowermost fourth stage, when the switch 375 is switched to the contact 376 from the state of the switch shown in the third stage, the fixed electrode 335, the first fixed contact 321, the second movable part 323, A voltage is generated between the two movable contacts 322 and 324 and both constant contacts 333 and 334 are closed. As described above, in the micro relay of this embodiment, the fixed contacts 333 and 334 can be alternately closed, or both the fixed contacts can be closed at the same time to switch the desired signal line. There is almost no influence of the stub at that time.

上記のように図39に示した回路構成では、2つの可動部321と323とが互いに絶縁されており、独立して制御が可能である。このように固定電極355を予めGDN電位とし、2つのスイッチ370,375を切替えることで所望の信号を供給できる。なお、一方の可動部にGND(グランド)電位、他方の可動部に正電位を供給する構成を採用してもよい。ただし、この場合には図39の最下段に示すように両固定接点333,334を同時に閉成することはできない。
(第19実施例)
図40は、第19実施例に係るマイクロリレーについて示した分解した斜視図である。この図でも前述した実施例と同様部位には同一の符号を付している。本実施例のマイクロリレーでは、コモン端子335の位置を第1固定接点333と第2固定接点334の直線上に配置して、信号ラインを一直線としている。このように信号ラインを一直線にすると、固定基板330の面積を小さくすることができるので好ましい。
As described above, in the circuit configuration shown in FIG. 39, the two movable parts 321 and 323 are insulated from each other and can be controlled independently. In this way, a desired signal can be supplied by setting the fixed electrode 355 to the GDN potential in advance and switching the two switches 370 and 375. A configuration in which a GND (ground) potential is supplied to one movable part and a positive potential is supplied to the other movable part may be employed. In this case, however, the fixed contacts 333 and 334 cannot be closed at the same time as shown in the lowermost stage of FIG.
(Nineteenth embodiment)
FIG. 40 is an exploded perspective view showing the micro relay according to the nineteenth embodiment. In this figure, the same reference numerals are assigned to the same parts as in the above-described embodiment. In the micro relay of this embodiment, the position of the common terminal 335 is arranged on the straight line of the first fixed contact 333 and the second fixed contact 334, and the signal line is made straight. Thus, it is preferable to make the signal lines straight because the area of the fixed substrate 330 can be reduced.

ところで、本実施例の可動板320は枠部325の内部に電気的に絶縁された2つの可動部321,323を配置させた構造例を合わせて示している。この構造では枠部325も第1可動部321及び第2可動部323から分離している。この枠部325はスペーサとして機能しており、固定基板330とキャップ基板310の間に可動板320がを挟んだ構造となる。   Incidentally, the movable plate 320 of this embodiment also shows a structural example in which two movable parts 321 and 323 that are electrically insulated are arranged inside the frame part 325. In this structure, the frame portion 325 is also separated from the first movable portion 321 and the second movable portion 323. The frame portion 325 functions as a spacer and has a structure in which the movable plate 320 is sandwiched between the fixed substrate 330 and the cap substrate 310.

ところで、図34で示した第17実施例のマイクロリレーは枠部325が第1可動部321及び第2可動部323と電気的に接続され、固定基板330とキャップ基板310の間に可動板320を挟んだ構造である。一方、図37で示した第18実施例のマイクロリレーは枠部が無く、第1可動部321と第2可動部323とが電気的に絶縁され、固定基板330とキャップ基板310が接続された構造である。よって、図40で示す構造は第17、第18実施例で示した構造の中間的な構造が例示されていることになる。
(第20実施例)
図41は第20実施例に係るマイクロリレーについて示した図である。この実施例は図40の実施例に関連した供給ラインの配置に関するものである。図41(A)は両固定接点333,334からの距離が等しくなるようにコモン端子335を設けた場合、(B)は一方の固定接点334側に偏移させてコモン端子335を設けた場合を示している。(A)の場合はスタブ308が同じになるので、マイクロリレーの高周波特性を平等にすることができる。また、(B)の場合は固定接点333を閉成した場合のスタブ308が短くなるので一方の出力の高周波特性を重視した構造にできる。
(第21実施例)
図42は、可動部の横方向の動きを抑制する第21実施例について示した図である。図42は図37で示した支持部351,352で支持される可動部321、323を改良した場合を示している。支持部351,352に凸部381を設け、これに対応する凹部382が可動部321、323に形成されている。このように凹部及び凸部を設けた構造することで横方後方の動きを規制し、マイクロリレーの耐衝撃性を向上させることができる。
Incidentally, in the micro relay of the seventeenth embodiment shown in FIG. 34, the frame portion 325 is electrically connected to the first movable portion 321 and the second movable portion 323, and the movable plate 320 is interposed between the fixed substrate 330 and the cap substrate 310. It is a structure that sandwiches. On the other hand, the micro relay of the eighteenth embodiment shown in FIG. 37 has no frame portion, the first movable portion 321 and the second movable portion 323 are electrically insulated, and the fixed substrate 330 and the cap substrate 310 are connected. Structure. Therefore, the structure shown in FIG. 40 is an intermediate structure of the structures shown in the seventeenth and eighteenth embodiments.
(20th embodiment)
FIG. 41 shows the microrelay according to the twentieth embodiment. This embodiment relates to the arrangement of the supply lines associated with the embodiment of FIG. 41A shows the case where the common terminal 335 is provided so that the distances from both the fixed contacts 333 and 334 are equal, and FIG. 41B shows the case where the common terminal 335 is provided by shifting to the one fixed contact 334 side. Is shown. In the case of (A), since the stub 308 is the same, the high frequency characteristics of the micro relay can be made equal. In the case of (B), since the stub 308 when the fixed contact 333 is closed is shortened, a structure in which high-frequency characteristics of one output are emphasized can be achieved.
(21st Example)
FIG. 42 is a diagram showing a twenty-first embodiment that suppresses the lateral movement of the movable portion. FIG. 42 shows a case where the movable parts 321 and 323 supported by the support parts 351 and 352 shown in FIG. 37 are improved. Convex portions 381 are provided on the support portions 351 and 352, and corresponding concave portions 382 are formed in the movable portions 321 and 323. In this way, by providing the concave portion and the convex portion, the lateral rearward movement can be restricted and the impact resistance of the micro relay can be improved.

図43は、上記第21実施例の変形例について示した図である。図43(A)は可動部の平面図、(B)は斜視図を示している。図示のように細いヒンジバネ328に変更している。このようなヒンジバネ328によりばねのスチフネスを小さくでき可動部を動き易くすることができる。   FIG. 43 is a view showing a modification of the twenty-first embodiment. FIG. 43A is a plan view of the movable portion, and FIG. 43B is a perspective view. It is changed to a thin hinge spring 328 as shown in the figure. Such a hinge spring 328 can reduce the stiffness of the spring and facilitate the movement of the movable part.

さらに、図44から図46を参照して、枠部内に電気的に絶縁された2つの可動部を有する第19実施例のマイクロリレーを製造する場合の工程例を説明する。図44は可動板320をキャップ基板310に接合してキャップ−可動板接合体を製造する工程、図45はこのキャップ−可動板接合体を示す斜視図、また図46は固定基板を製造し、上記キャップ−可動板接合体に組み付けてマイクロリレーチップを完成するまでの製造工程を示した図である。   Further, with reference to FIGS. 44 to 46, a description will be given of an example of a process in the case of manufacturing the micro relay of the nineteenth embodiment having two movable parts electrically insulated in the frame part. 44 shows a step of manufacturing the cap-movable plate assembly by joining the movable plate 320 to the cap substrate 310, FIG. 45 is a perspective view showing the cap-movable plate assembly, and FIG. It is the figure which showed the manufacturing process until it assembles | assembles to the said cap-movable plate assembly | attachment, and a micro relay chip is completed.

図44ではキャップ−可動板接合体を完成するまでの工程を示している。まず、SOI基板が準備される(1)。このSOI基板は、厚いシリコンからなる支持層391上にSiO2等からなる酸化膜層(絶縁層)392を介して単結晶シリコン等による活性層393が積層された構造を有している。このSOI基板の活性層393に不純物をドーピングして導電性を付与する。さらに、その表面にスパッタリング等により例えばSiO2の酸化膜層394を形成する(2)。   FIG. 44 shows a process until a cap-movable plate assembly is completed. First, an SOI substrate is prepared (1). This SOI substrate has a structure in which an active layer 393 made of single crystal silicon or the like is laminated on a support layer 391 made of thick silicon via an oxide film layer (insulating layer) 392 made of SiO 2 or the like. The active layer 393 of this SOI substrate is doped with impurities to impart conductivity. Further, an oxide film layer 394 of, for example, SiO 2 is formed on the surface by sputtering or the like (2).

続いて、酸化膜層394上にガラス、半導体基板等の基材にキャビティ315を備えたキャップ基板310を接合する(3)。これを反転させて、不要な支持層391を除去する(4)。続いて、酸化膜層392上に、スパッタリング、メッキ法等により所定間隔を持って導電材料を成膜し、第1可動接点322及び第2可動接点324を形成する(5)。   Subsequently, a cap substrate 310 having a cavity 315 is bonded to a base material such as glass or a semiconductor substrate on the oxide film layer 394 (3). This is reversed to remove the unnecessary support layer 391 (4). Subsequently, a conductive material is formed on the oxide film layer 392 at a predetermined interval by sputtering, plating, or the like, thereby forming the first movable contact 322 and the second movable contact 324 (5).

この後、可動板320のスリット形成を行う。このスリット形成で枠部225並びに、第1可動部321及び第2可動部323を分離させて形成する。そして、支持部351と第1可動部321を弾性のあるヒンジバネで接続された構造及び支持部352と第2可動部323を弾性のあるヒンジバネで接続された構造された構造を作製する(6)。ただし、この(6)では支持部351、352は図示されていない。   Thereafter, the slit of the movable plate 320 is formed. By forming the slit, the frame portion 225 and the first movable portion 321 and the second movable portion 323 are formed separately. Then, a structure in which the support portion 351 and the first movable portion 321 are connected by an elastic hinge spring and a structure in which the support portion 352 and the second movable portion 323 are connected by an elastic hinge spring are manufactured (6). . However, in (6), the support portions 351 and 352 are not shown.

図44の工程により、図45に示すようなマイクロリレーの半完成体としてキャップ−可動板接合体が作製される。図44で示す断面は図45のCRS断面で示している。この図45により、枠部525及び支持部351、352で支持される第1可動部321及び第2可動部323の配置が確認することができる。可動板320に単結晶シリコンを用いていれば、RIE処理によりこのような構造を簡単に形成できる。   44, a cap-movable plate assembly is produced as a semi-finished microrelay as shown in FIG. The cross section shown in FIG. 44 is shown by the CRS cross section of FIG. 45, the arrangement of the first movable portion 321 and the second movable portion 323 supported by the frame portion 525 and the support portions 351 and 352 can be confirmed. If single crystal silicon is used for the movable plate 320, such a structure can be easily formed by RIE processing.

続いて図46に示した工程により、先ず固定基板330が製造される。0.2〜0.4mm程度の厚みのガラス或いはシリコン基板を準備する(1)。前述したと同様にガラス基板ではパイレックス(登録商標)ガラスを用いることが推奨される。この基板の外周部を残し、この後に形成される固定電極、固定接点が形成される領域をエッチングして段状に形成する(2)。このように固定基板330側を段状に形成することにより可動部321,323が移動するクリアランスを形成する。可動部321,323が移動する為のクリアランスを確保する構造としては、他に固定基板330側を平坦に形成して、可動板の枠部を厚く形成してもよい。   Subsequently, the fixed substrate 330 is first manufactured by the process shown in FIG. A glass or silicon substrate having a thickness of about 0.2 to 0.4 mm is prepared (1). As described above, it is recommended to use Pyrex (registered trademark) glass for the glass substrate. The outer peripheral portion of the substrate is left, and the region where the fixed electrode and the fixed contact formed later are formed is etched to form a step (2). Thus, the clearance which the movable parts 321 and 323 move is formed by forming the fixed board | substrate 330 side in steps. As a structure for ensuring the clearance for moving the movable portions 321 and 323, the fixed substrate 330 side may be formed flat and the frame portion of the movable plate may be formed thick.

このガラス基板に、スルーホール形成用の穴336、337、338を設ける(2)。スルーホール336は第1固定接点及び第2固定接点の端子から配線を外部に引き出し、スルーホール337はコモン端子から配線を外部に引き出し、またスルーホール338は固定電極355から配線を外部に引き出すために形成される。この様な穴はレーザ、サンドブラスト等を用いて作製することができる。この穴(スルーホール)にメッキ等を用いて導電性材料を充填する(3)。導電性材料として、例えば金、銅、アルミ等を用いることができる。   Holes 336, 337, and 338 for forming through holes are provided in the glass substrate (2). The through hole 336 leads the wiring out from the terminals of the first fixed contact and the second fixed contact, the through hole 337 pulls the wiring out from the common terminal, and the through hole 338 pulls the wiring out from the fixed electrode 355 to the outside. Formed. Such holes can be made using a laser, sandblast, or the like. The hole (through hole) is filled with a conductive material using plating or the like (3). As the conductive material, for example, gold, copper, aluminum or the like can be used.

さらに、スパッタリング法、メッキ法等により固定電極335、第1固定接点333及び第2固定接点334を形成する。これらを形成する材料としては、金、白金等を用いることができる。下層に金をひいてその上に白金系の元素Rh、Ru、Pd、Pt等を載せてもよい。特に可動接点と接する固定接点は、耐磨耗がある白金系の金属を表面に有していることが望ましく、その下に弾性ある金が存在するとクッションとして機能したり、導体抵抗が小さくのでより好適な構造となる。さらに、底面側に配線パターンが形成されて固定接点330が完成する(4)。   Further, the fixed electrode 335, the first fixed contact 333, and the second fixed contact 334 are formed by sputtering, plating, or the like. Gold, platinum, or the like can be used as a material for forming these. Gold may be applied to the lower layer and a platinum-based element Rh, Ru, Pd, Pt or the like may be placed thereon. In particular, it is desirable that the fixed contact that contacts the movable contact has a platinum-based metal with wear resistance on the surface, and if there is elastic gold underneath it, it functions as a cushion or the conductor resistance is small. It becomes a suitable structure. Further, a wiring pattern is formed on the bottom surface side to complete the fixed contact 330 (4).

最後に図46の最下段に示すように、図44のキャップ−可動板接合体と上記固定基板330を積層状態に組み付けてマイクロリレーを製造する半完成状態のキャップ−可動板接合体を上下ひっくり返して固定基板330上に配置して、密封接合する。この接合には陽極接合を用いることが望ましい。固定基板330側にマイナス(−)、可動板320側にグランド(GND)として陽極接合すると、簡易に両者を密着させて接合できる。   Finally, as shown at the bottom of FIG. 46, the cap-movable plate assembly shown in FIG. 44 and the fixed substrate 330 are assembled in a laminated state to produce a microrelay, and the cap-movable plate assembly is moved up and down. Repeatedly placed on the fixed substrate 330 and hermetically bonded. It is desirable to use anodic bonding for this bonding. If anodic bonding is performed as a minus (-) on the fixed substrate 330 side and a ground (GND) on the movable plate 320 side, both can be easily brought into close contact with each other.

上記接合の際には、減圧雰囲気、より好ましくは不活性ガス(N2等)や耐絶縁性の高いガス(SF6等)の雰囲気で実行する。これにより、内部に不要なガスを残留させずにマイクロリレーを密封でき、接点表面酸化防止や絶縁性能向上が期待できる。よって、このように製造されたマイクロリレーチップをさらにダイシング工程で個片化しても、内部が影響を受けることが無いので信頼性のあるマイクロリレーチップを製造できる。このようなマイクロリレーチップは、さらに前記図2で示したものと同様の工程を経て製品としてのマイクロリレーディバイス200にされる。   The bonding is performed in a reduced-pressure atmosphere, more preferably in an atmosphere of an inert gas (N 2 or the like) or a gas having high insulation resistance (SF 6 or the like). As a result, the microrelay can be sealed without leaving unnecessary gas inside, and contact surface oxidation prevention and insulation performance improvement can be expected. Therefore, even if the micro relay chip manufactured in this way is further separated into pieces in the dicing process, the interior is not affected, and thus a reliable micro relay chip can be manufactured. Such a micro relay chip is made into a micro relay device 200 as a product through the same process as shown in FIG.

さらに図47から図49は、上記のような2つの固定接点を備えるマイクロリレーの採用例について示した図である。図47は、上記実施例で示した2つの接点を有するマイクロリレーを多数個組み合わせて基板上に実装した無反射形リレーモジュール例を回路図で示している。無反射形リレーモジュール内の最小単位は、いわゆる1c構成の接点であり、使用しない出力を終端抵抗に接続する。通常のリレーで構成すると構造が大きくなるが、本マイクロリレー多数組み合わせたリレー401を用いることにより全体を小型化できる。なお、参照符号402で示すのは終端抵抗である。   Further, FIGS. 47 to 49 are diagrams showing an example of adopting a micro relay having two fixed contacts as described above. FIG. 47 is a circuit diagram showing an example of a non-reflective relay module in which a large number of micro relays having two contacts shown in the above embodiment are combined and mounted on a substrate. The minimum unit in the non-reflective relay module is a so-called contact of 1c configuration, and an unused output is connected to a terminating resistor. Although the structure becomes large if it is constituted by a normal relay, the overall size can be reduced by using the relay 401 combined with a large number of the present microrelays. Reference numeral 402 indicates a terminal resistor.

そして、図48に示すように同軸コネクタの付いた同軸スイッチの内部化回路としてこのモジュールを組み入れることで同軸スイッチの小型化が可能になる。また、図示するようにモジュール内に昇圧回路403を組込むことで低電圧化を図ることができる。また、多数のリレーを論理的に駆動する制御回路404を搭載してもよい。なお、接点構成としては、SPDT(1c)、SP4T、SP6T型等の種々のタイプを採用できる。   As shown in FIG. 48, by incorporating this module as an internal circuit of a coaxial switch with a coaxial connector, the coaxial switch can be reduced in size. Further, as shown in the figure, the voltage can be lowered by incorporating a booster circuit 403 in the module. A control circuit 404 that logically drives a large number of relays may be mounted. As the contact configuration, various types such as SPDT (1c), SP4T, and SP6T types can be adopted.

上記採用例と同様に、2つの固定接点を備えるマイクロリレーを多数個組み合わせたステップアッテネータ例を図49に示した。アッテネータ410は、減衰器で、入力した信号を任意のアッテネータ回路の組み合わせで、小さい信号として出力する。これにも本マイクロリレーを多数、組合わせたリレー401を用いて構成できる。上記具体例については、一つのウェハでリレーを集積することも考えられるが、リレーモジュールやアッテネータでは多様な組み合わせに対応し難い場合が多い。特にアッテネータでは精度の高い抵抗が作り難いなどの問題があるため、本マイクロリレーおよび抵抗等を多数個、基板上に実装してモジュール化した構造が有利である。   As in the above example, FIG. 49 shows an example of a step attenuator in which a large number of microrelays having two fixed contacts are combined. The attenuator 410 is an attenuator and outputs an input signal as a small signal by combining arbitrary attenuator circuits. This can also be configured using a relay 401 in which a large number of the micro relays are combined. In the above specific example, it is conceivable to integrate the relays on a single wafer, but it is often difficult to deal with various combinations with relay modules and attenuators. Particularly, since the attenuator has a problem that it is difficult to make a highly accurate resistance, a structure in which a large number of the present micro relays and resistors are mounted on a substrate and modularized is advantageous.

上記実施例では可動部を2つ設けた例を示したが3以上の複数としてもよい。この場合には各可動部を一直線状に配置するばかりでなく、平面内に配置するようにしてもよい。なお、図30までの実施例では可動部が1つである基本的なマイクロリレーの構造を説明した。また、図31以後の実施例では可動部を複数設けたマイクロリレーの構造例について説明した。しかし、これらの実施例には、可動部の設定数に関係なくどちらの形態のマイクロリレーにも適用できる実施例が含まれていることを付言しておく。
以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲
内において、種々の変形・変更が可能である。
Although the example which provided two movable parts was shown in the said Example, it is good also as three or more. In this case, the movable parts may be arranged not only in a straight line but also in a plane. In the embodiment up to FIG. 30, the basic micro relay structure having one movable part has been described. Further, in the embodiments after FIG. 31, the structural example of the micro relay provided with a plurality of movable parts has been described. However, it should be noted that these embodiments include embodiments that can be applied to both types of microrelays regardless of the number of movable parts set.
The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the present invention described in the claims. It can be changed.

以上詳述したところから明らかなように、本発明のマイクロリレーは、半導体可動電極と定電極との間で生じる静電引力に基づいて、可動部が固定基板とキャップ基板との間を移動することにより接点の閉成、開離が行われる。この構造のマイクロリレーは半導体製造技術を用いて微小に、効率よく製造できる。そして、前記枠部は両基板の間に密封接合されているので、可動部の移動する空間を外気から遮蔽することができる。この空間には接点、電極等が露出しているので汚染や腐食を防止することができる。よって、ウェハ上に本マイクロリレーを多数形成して、ダイシングするような工程があっても、信頼性あるマイクロリレーとして提供できる。   As is apparent from the above detailed description, in the microrelay of the present invention, the movable portion moves between the fixed substrate and the cap substrate based on the electrostatic attractive force generated between the semiconductor movable electrode and the constant electrode. This closes and opens the contact. The micro relay having this structure can be manufactured minutely and efficiently using semiconductor manufacturing technology. And since the said frame part is sealingly joined between both board | substrates, the space which a movable part moves can be shielded from external air. Since contacts, electrodes and the like are exposed in this space, contamination and corrosion can be prevented. Therefore, even if there is a process of forming a large number of the present microrelays on a wafer and performing dicing, it can be provided as a reliable microrelay.

また、予めキャビティを備えたキャップ基板を用いることにより、本発明のマイクロリレーは工程を簡素化して製造できる。また、複数の可動部を含んだ構造とすることによりスタブによる影響を抑制し、高周波特性に優れたマイクロリレ
ーとすることができる。
Moreover, the micro relay of this invention can be manufactured by simplifying a process by using the cap board | substrate previously provided with the cavity. In addition, by using a structure including a plurality of movable parts, the influence of the stub can be suppressed and a micro relay having excellent high frequency characteristics can be obtained.

第1実施例のマイクロリレーのチップ部を分解した斜視図である。It is the perspective view which decomposed | disassembled the chip | tip part of the micro relay of 1st Example. 図1のマイクロリレーチップを完成品としてのマイクロリレーディバイスに仕上げる様子を順に示した図である。It is the figure which showed sequentially a mode that the micro relay chip | tip of FIG. 1 was finished in the micro relay device as a finished product. 図1のマイクロリレーチップの断面構成例を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the example of a cross-sectional structure of the micro relay chip | tip of FIG. 第1実施例の変形例で、可動板と固定基板との間で埋め込み配線を用いた場合の分解斜視図である。FIG. 9 is an exploded perspective view in the case where embedded wiring is used between a movable plate and a fixed substrate in a modification of the first embodiment. 図4で示したマイクロリレーの側部断面を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the side part cross section of the micro relay shown in FIG. 第1実施例のマイクロリレーを作動させた様子を示した図である。It is the figure which showed a mode that the micro relay of 1st Example was operated. 第2実施例のマイクロリレーについて示した図である。It is the figure shown about the micro relay of 2nd Example. 第3実施例のマイクロリレーにいて示した図である。It is the figure shown in the micro relay of 3rd Example. 第4実施例のマイクロリレーにいて示した図である。It is the figure shown in the micro relay of 4th Example. 第5実施例のマイクロリレーについて示した図である。It is the figure shown about the micro relay of 5th Example. 第5実施例のマイクロリレーについて示した図である。It is the figure shown about the micro relay of 5th Example. 第6実施例のマイクロリレーについて示した図である。It is the figure shown about the micro relay of 6th Example. 第6実施例のマイクロリレーの改良例について示した図である。It is the figure shown about the modified example of the micro relay of 6th Example. 第7実施例のマイクロリレーについて示した図である。It is the figure shown about the micro relay of 7th Example. 第8実施例のマイクロリレーについて示した図である。It is the figure shown about the micro relay of 8th Example. 第9実施例のマイクロリレーについて示した図である。It is the figure shown about the micro relay of 9th Example. 第10実施例のマイクロリレーについて示した図である。It is the figure shown about the micro relay of 10th Example. 第11実施例のマイクロリレーについて示した図である。It is the figure shown about the micro relay of 11th Example. 第12実施例のマイクロリレーについて示した図である。It is the figure shown about the micro relay of 12th Example. 第13実施例のマイクロリレーについて示した図である。It is the figure shown about the micro relay of 13th Example. 第13実施例のマイクロリレーの変形例について示した図である。It is the figure shown about the modification of the micro relay of 13th Example. 第14実施例のマイクロリレーについて示した図である。It is the figure shown about the micro relay of 14th Example. 第15実施例のマイクロリレーについて示した図である。It is the figure shown about the micro relay of 15th Example. 第16実施例のマイクロリレーについて示した図である。It is the figure shown about the micro relay of 16th Example. 実施例の固定基板の製造工程を示した図である。It is the figure which showed the manufacturing process of the fixed board | substrate of an Example. 実施例のキャップ基板について示した図である。It is the figure shown about the cap board | substrate of an Example. 実施例の可動板の製造工程を示した図である。It is the figure which showed the manufacturing process of the movable plate of an Example. マイクロリレーチップを完成するまでの製造工程を示した図である。It is the figure which showed the manufacturing process until completion of a micro relay chip. 工程を簡素化したマイクロリレーの製造例について示した図である。It is the figure shown about the manufacture example of the micro relay which simplified the process. 工程を簡素化したマイクロリレーの製造例について示した図である。It is the figure shown about the manufacture example of the micro relay which simplified the process. マイクロリレーを2個用いた場合のスタブについて示した模式図である。It is the schematic diagram shown about the stub at the time of using two micro relays. (A)で2個のマイクロリレーを並列した場合のスタブの発生、(B)でマイクロリレーの上下に接点を形成した場合のスタブの発生を構造的に示した図である。It is the figure which showed structurally the generation | occurrence | production of the stub when two micro relays were paralleled in (A), and the generation | occurrence | production of a stub when a contact is formed in the upper and lower sides of a micro relay in (B). 可動板に2つの可動部を有するマイクロリレーの概要構成例を示した図である。It is the figure which showed the example of schematic structure of the micro relay which has two movable parts in a movable plate. 第17実施例に係るマイクロリレーの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the micro relay which concerns on 17th Example. 図34のマイクロリレーチップの断面構成例を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the example of a cross-sectional structure of the micro relay chip | tip of FIG. 第17実施例のマイクロリレーを作動させた様子を示した図である。It is the figure which showed a mode that the micro relay of 17th Example was operated. 第18実施例に係るマイクロリレーの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the micro relay based on 18th Example. 図37のマイクロリレーチップの断面構成例を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the example of a cross-sectional structure of the micro relay chip | tip of FIG. 第18実施例のマイクロリレーを作動させた様子を示した図である。It is the figure which showed a mode that the micro relay of 18th Example was operated. 第19実施例に係るマイクロリレーの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the micro relay which concerns on 19th Example. 第20実施例に係るマイクロリレーについて示した図である。It is the figure shown about the micro relay which concerns on 20th Example. 可動部の横方向の動きを抑制する第21実施例について示した図である。It is the figure shown about 21st Example which suppresses the movement of the horizontal direction of a movable part. 第21実施例の変形例について示した図である。It is the figure shown about the modification of 21st Example. 可動板をキャップ基板に接合してキャップ−可動板接合体を製造する工程を示した図である。It is the figure which joined the movable plate to the cap board | substrate, and showed the process of manufacturing a cap-movable plate assembly. キャップ−可動板接合体を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a cap-movable plate assembly. 固定基板を製造し、キャップ−可動板接合体に組み付けてマイクロリレーチップを完成するまでの製造工程を示した図である。It is the figure which showed the manufacturing process until it manufactures a fixed board | substrate, assembles | assembles to a cap-movable plate assembly | attachment, and completes a micro relay chip. 実施例で示した2つの接点を有するマイクロリレーを多数個組み合わせて基板上に実装した無反射形リレーモジュール例を示した回路図である。It is the circuit diagram which showed the example of the non-reflective relay module which combined many micro relays which have two contact points shown in the Example, and mounted on the board | substrate. 同軸コネクタの付いた同軸スイッチの内部化回路としてマイクロリレーを含むモジュールを採用した例を示す図である。It is a figure which shows the example which employ | adopted the module containing a micro relay as an internalization circuit of the coaxial switch with a coaxial connector. ステップアッテネータにマイクロリレーを採用した例を示す図である。It is a figure which shows the example which employ | adopted the micro relay as the step attenuator.

200 マイクロリレーディバイス
205 マイクロリレーチップ
210 キャップ基板
215 キャビティ
219 スルーホール
220 可動板
221 可動部
222 ヒンジバネ(弾性部材)
223 可動接点
224 凸部
225 枠部
230 固定基板
231 固定電極
233 固定接点
250 放電抵抗
260 駆動回路
310 キャップ基板
315 キャビティ
320 可動板
321 第1可動部
322 第1可動接点
323 第2可動部
324 第2可動接点
325 枠部
327 ヒンジバネ
330 固定基板
331 第1固定電極
332 第2固定電極
333 第1固定接点
334 第2固定接点
355 固定電極
200 Micro relay device 205 Micro relay chip 210 Cap substrate 215 Cavity 219 Through hole 220 Movable plate 221 Movable part 222 Hinge spring (elastic member)
223 Movable contact point 224 Convex part 225 Frame part 230 Fixed substrate 231 Fixed electrode 233 Fixed contact 250 Discharge resistor 260 Drive circuit 310 Cap substrate 315 Cavity 320 Movable plate 321 First movable part 322 First movable contact 323 Second movable part 324 Second Movable contact 325 Frame 327 Hinge spring 330 Fixed substrate 331 First fixed electrode 332 Second fixed electrode 333 First fixed contact 334 Second fixed contact 355 Fixed electrode

Claims (12)

固定接点及び固定電極を有する固定基板と、該固定基板に対向して配置したキャップ基板と、前記固定基板と前記キャップ基板との間に配置した可動板とを備え、
前記可動板は、枠部と該枠部に対して移動可能に設けた複数の可動部とを含み、
前記枠部は前記固定基板と前記キャップ基板との間で密封接合され、
前記それぞれの可動部は、前記固定電極と対向する可動電極及び前記固定接点に対応する位置に可動接点を備え、前記可動電極と前固定電極との間で生じる静電引力に基づいて前記固定基板と前記キャップ基板との間を移動することを特徴とするマイクロリレー。
A fixed substrate having a fixed contact and a fixed electrode, a cap substrate disposed to face the fixed substrate, and a movable plate disposed between the fixed substrate and the cap substrate,
The movable plate includes a frame part and a plurality of movable parts provided to be movable with respect to the frame part,
The frame portion is hermetically bonded between the fixed substrate and the cap substrate,
Each of the movable parts includes a movable contact at a position corresponding to the movable electrode and the fixed contact facing the fixed electrode, and the fixed substrate is based on an electrostatic attractive force generated between the movable electrode and the front fixed electrode. And the cap substrate.
請求項1に記載のマイクロリレーにおいて、
前記複数の可動部は電気的に導通され、該可動部の数に対応した数の前記固定電極が配設され、該固定電極のそれぞれを電気的に独立状態としたことを特徴とするマイクロリレー。
The micro relay according to claim 1,
The plurality of movable parts are electrically connected, and the number of the fixed electrodes corresponding to the number of the movable parts is disposed, and each of the fixed electrodes is in an electrically independent state. .
請求項1に記載のマイクロリレーにおいて、
前記複数の可動部は電気的に絶縁され、該可動部の数に対応した数の前記固定電極が配設され、該固定電極のそれぞれを電気的に導通状態にしたことを特徴とするマイクロリレー。
The micro relay according to claim 1,
The plurality of movable parts are electrically insulated, the number of the fixed electrodes corresponding to the number of the movable parts is disposed, and each of the fixed electrodes is electrically connected. .
請求項1に記載のマイクロリレーにおいて、
前記複数の可動部は電気的に絶縁され、前記固定電極が前記可動部の全てに対応する大きさに形成されていることを特徴とするマイクロリレー。
The micro relay according to claim 1,
The plurality of movable parts are electrically insulated, and the fixed electrode is formed in a size corresponding to all of the movable parts.
請求項1から4のいずれかに記載のマイクロリレーにおいて、
前記キャップ基板はキャビティを備えていることを特徴とするマイクロリレー。
The micro relay according to any one of claims 1 to 4,
The microrelay wherein the cap substrate has a cavity.
請求項5に記載のマイクロリレーにおいて、
前記キャップ基板のキャビティは、前記固定基板に対向していることを特徴とするマイクロリレー。
The micro relay according to claim 5,
The micro relay according to claim 1, wherein a cavity of the cap substrate faces the fixed substrate.
請求項6に記載のマイクロリレーにおいて、
前記複数の可動部は電気的に導通され、該可動部の数に対応した数の前記固定電極が配設され、該固定電極のそれぞれを電気的に独立状態としたことを特徴とするマイクロリレー。
The micro relay according to claim 6,
The plurality of movable parts are electrically connected, the number of the fixed electrodes corresponding to the number of the movable parts is disposed, and each of the fixed electrodes is in an electrically independent state. .
請求項6に記載のマイクロリレーにおいて、
前記複数の可動部は電気的に絶縁され、該可動部の数に対応した数の前記固定電極が配設され、該固定電極のそれぞれを電気的に導通状態にしたことを特徴とするマイクロリレー。
The micro relay according to claim 6,
The plurality of movable parts are electrically insulated, the number of the fixed electrodes corresponding to the number of the movable parts is disposed, and each of the fixed electrodes is electrically connected. .
請求項6に記載のマイクロリレーにおいて、
前記複数の可動部は電気的に絶縁され、前記固定電極が前記可動部の全てに対応する大きさに形成されていることを特徴とするマイクロリレー。
The micro relay according to claim 6,
The plurality of movable parts are electrically insulated, and the fixed electrode is formed in a size corresponding to all of the movable parts.
請求項1から9のいずれかに記載のマイクロリレーにおいて、
前記固定接点のラインを一直線上に配置したことを特徴とするマイクロリレー。
The micro relay according to any one of claims 1 to 9,
A microrelay having the fixed contact lines arranged in a straight line.
請求項10に記載のマイクロリレーにおいて、
前記固定接点を外部へ配線するためのスルーホールを含み、該スルーホールが各固定接点から等しい距離に形成されていることを特徴とするマイクロリレー。
The micro relay according to claim 10,
A microrelay comprising a through hole for wiring the fixed contact to the outside, wherein the through hole is formed at an equal distance from each fixed contact.
請求項10に記載のマイクロリレーにおいて、
前記固定接点を外部へ配線するためのスルーホールを含み、該スルーホールが所定の固定接点側に偏って形成されていることを特徴とするマイクロリレー。
The micro relay according to claim 10,
A microrelay comprising a through hole for wiring the fixed contact to the outside, the through hole being biased toward a predetermined fixed contact.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014130767A (en) * 2012-12-28 2014-07-10 Omron Corp Electrostatic microrelay and manufacturing method therefor
JP2014211981A (en) * 2013-04-17 2014-11-13 富士通株式会社 Mems switch manufacturing method
JP2017041304A (en) * 2015-08-17 2017-02-23 国立大学法人東北大学 Mems device, mems switch, and manufacturing method of the same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04141919A (en) * 1990-10-01 1992-05-15 Fuji Electric Co Ltd Switching element
JPH07176255A (en) * 1993-12-20 1995-07-14 Nippon Signal Co Ltd:The Planer electromagnetic relay and manufacture thereof
JP2000306478A (en) * 1999-04-20 2000-11-02 Omron Corp Manufacture of micro-relay
JP2001266727A (en) * 2000-03-16 2001-09-28 Nec Corp Micromachine switch
WO2001082323A1 (en) * 2000-04-21 2001-11-01 Omron Corporation Static relay and communication device using static relay

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06213924A (en) * 1993-01-13 1994-08-05 Hitachi Ltd Transducer, microsensor using same and vehicle control system
US5619061A (en) * 1993-07-27 1997-04-08 Texas Instruments Incorporated Micromechanical microwave switching
US5802911A (en) * 1994-09-13 1998-09-08 Tokyo Gas Co., Ltd. Semiconductor layer pressure switch
JPH0992116A (en) * 1995-09-22 1997-04-04 Omron Corp Electrostatic relay, and manufacture of electrostatic relay
JP3796988B2 (en) * 1998-11-26 2006-07-12 オムロン株式会社 Electrostatic micro relay
DE10051973A1 (en) * 2000-10-20 2002-05-02 Bosch Gmbh Robert Micromechanical component has seismic mass sprung-mounted by double U spring to be deflectable by external acceleration, stop(s) protrusion for limiting deflection of double U spring

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04141919A (en) * 1990-10-01 1992-05-15 Fuji Electric Co Ltd Switching element
JPH07176255A (en) * 1993-12-20 1995-07-14 Nippon Signal Co Ltd:The Planer electromagnetic relay and manufacture thereof
JP2000306478A (en) * 1999-04-20 2000-11-02 Omron Corp Manufacture of micro-relay
JP2001266727A (en) * 2000-03-16 2001-09-28 Nec Corp Micromachine switch
WO2001082323A1 (en) * 2000-04-21 2001-11-01 Omron Corporation Static relay and communication device using static relay

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014130767A (en) * 2012-12-28 2014-07-10 Omron Corp Electrostatic microrelay and manufacturing method therefor
JP2014211981A (en) * 2013-04-17 2014-11-13 富士通株式会社 Mems switch manufacturing method
JP2017041304A (en) * 2015-08-17 2017-02-23 国立大学法人東北大学 Mems device, mems switch, and manufacturing method of the same

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