JP2012104403A - Mems switch - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)スイッチ、特に、ダイレクトコンタクトタイプのMEMSスイッチに関する。 The present invention relates to a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) switch, and more particularly to a direct contact type MEMS switch.
図1(A)及び図1(B)はMEMSスイッチの従来構造(特許文献1及び2を参照)を部分的に示すもので、図中の符号1は可撓レバーFLを構成するレバー主層、2はレバー主層1の上面を覆う絶縁層、3は絶縁層2の上面に形成された可動端子、4は第1信号層、4aは第1信号層4の端部から成る第1固定端子、5は第2信号層、5aは第2信号層5の端部から成る第2固定端子、GA1は第1固定端子4aと第2固定端子5aとの間のギャップ、CL1は第1固定端子4a及び第2固定端子5aと可動端子3との間のクリアランスである。
1A and 1B partially show a conventional structure of a MEMS switch (see
このMEMSスイッチにおいて、非導通状態の第1信号層4及び第2信号層5を導通状態とするには、図1(C)に示したように、駆動アクチュエータ(図示省略)に電圧を印加し、これにより可撓レバーFLを上方に撓ませて可動端子3の上面を第1固定端子4a及び第2固定端子5aの下面に面接触させる。一方、導通状態の第1信号層4及び第2信号層5を図1(B)に示した非導通状態に戻すには、駆動アクチュエータ(図示省略)への電圧印加を停止し、これにより可撓レバーFLを復元させて可動端子3の上面を第1信号層4及び第2信号層5の下面から離反させる。
In this MEMS switch, in order to make the
図1(A)及び図1(B)に示したMEMSスイッチは、可動端子3の上面を第1信号層4及び第2信号層5の下面に面接触させることによって第1信号層4及び第2信号層5を導通状態とするものであるため、ファンデルワールス力やメニスカス力等を原因として、導通状態において可動端子3が第1固定端子4a及び第2固定端子5aに張り付く現象、所謂、スティクションを生じる恐れがある。スティクションを生じた場合には、駆動アクチュエータへの電圧印加を停止しても、可動端子3の上面と第1固定端子4a及び第2固定端子5aの下面との面接触を解除すること、即ち、導通状態の第1信号層4及び第2信号層5を図1(B)に示した非導通状態に戻すことが難しくなる。
In the MEMS switch shown in FIGS. 1A and 1B, the upper surface of the
図2(A)及び図2(B)はMEMSスイッチの他の従来構造(特許文献3を参照)を部分的に示すもので、図1(A)及び図1(B)に示したMEMSスイッチと異なるところは、
・第1固定端子4a及び第2固定端子5aの下面それぞれに、複数の半球状突起4a1及 び5a1を、可動端子3の上面とクリアランスCL1を介して向き合うように形成した 点
にある。
FIGS. 2A and 2B partially show another conventional structure of the MEMS switch (see Patent Document 3). The MEMS switch shown in FIGS. 1A and 1B Is different from
The plurality of hemispherical protrusions 4a1 and 5a1 are formed on the lower surfaces of the first
このMEMSスイッチにおいて、非導通状態の第1信号層4及び第2信号層5を導通状態とするには、図2(C)に示したように、駆動アクチュエータ(図示省略)に電圧を印加し、これにより可撓レバーFLを上方に撓ませて可動端子3の上面を第1固定端子4a及び第2固定端子5aの複数の半球状突起4a1及び5a1の下端に多点接触させる。一方、導通状態の第1信号層4及び第2信号層5を図2(B)に示した非導通状態に戻すには、駆動アクチュエータ(図示省略)への電圧印加を停止し、これにより可撓レバーFLを復元させて可動端子3の上面を第1固定端子4a及び第2固定端子5aの複数の半球状突起4a1及び5a1の下端から離反させる。
In this MEMS switch, in order to bring the
図2(A)及び図2(B)に示したMEMSスイッチは、可動端子3の上面を第1固定端子4a及び第2固定端子5aの複数の半球状突起4a1及び5a1の下端に多点接触させることによって第1信号層4及び第2信号層5を導通状態とするものであるため、図1(A)及び図1(B)に示したMEMSスイッチに比べて、導通状態における可動端子3と第1固定端子4a及び第2固定端子5aとの接触面積を減少でき、該接触面積の減少によって前記スティクションの発生を抑制することが可能である。
In the MEMS switch shown in FIGS. 2A and 2B, the upper surface of the
ところで、図2(A)及び図2(B)に示したMEMSスイッチにおいて前記多点接触を実現するには、少なくとも、第1固定端子4a側の複数の半球状突起4a1の高さを同じにし、且つ、第2固定端子5a側の複数の半球状突起5a1の高さを同じにする必要がある。しかしながら、半球状突起4a1及び5a1の高さはμmオーダーまたはnmオーダーであり、しかも、半球状突起4a1及び5a1は公知の薄膜形成手法を用いて形成されるものであることから、実際上は、第1固定端子4a側の複数の半球状突起4a1の高さにバラツキが生じること、並びに、第2固定端子5a側の複数の半球状突起5a1の高さにバラツキを生じることを回避することは難しい。
By the way, in order to realize the multipoint contact in the MEMS switch shown in FIGS. 2A and 2B, at least the heights of the plurality of hemispherical protrusions 4a1 on the first
この高さのバラツキは前記多点接触の接触点数にバラツキを生じさせる要因となるため、結果として、導通状態における可動端子3と第1固定端子4a及び第2固定端子5aとの接触域にバラツキが生じ、該接触域のバラツキによって伝送損失にバラツキが生じる恐れがある。即ち、図2(A)及び図2(B)に示したMEMSスイッチでは、前記スティクションの発生を抑制できるものの、接触域のバラツキに起因して導通状態において安定した信号伝送を行うことが難しい。
This variation in height causes a variation in the number of contact points of the multipoint contact. As a result, the contact area between the
本発明の目的は、導通状態におけるスティクションの発生を抑制できると共に導通状態において安定した信号伝送を行えるMEMSスイッチを提供することにある。 The objective of this invention is providing the MEMS switch which can suppress generation | occurrence | production of the stiction in a conduction | electrical_connection state, and can perform the stable signal transmission in a conduction | electrical_connection state.
前記目的を達成するため、本発明は、可撓レバーと、該可撓レバーに設けられた可動端子と、第1信号層と、該第1信号層の端部から成る第1固定端子と、第2信号層と、該第2信号層の端部から成る第2固定端子と、前記可撓レバーを所定方向に撓ませることによって前記可動端子を前記第1固定端子及び前記第2固定端子に接触させて前記第1信号層及び前記第2信号層を導通状態とするための駆動アクチュエータとを備えたMEMSスイッチであって、前記第1固定端子及び前記第2固定端子は、該第1固定端子及び該第2固定端子とは別要素である変形ガイドにより前記可動端子に向けて押圧されることによって、各々の端縁が前記可動端子に最も近づき、且つ、端縁を除く部分が該可動端子から徐々に離れた形状に変形しており、前記導通状態において前記可動端子は前記第1固定端子の端縁及び前記第2固定端子の端縁に線接触するように構成されている、ことをその特徴とする。 To achieve the above object, the present invention provides a flexible lever, a movable terminal provided on the flexible lever, a first signal layer, and a first fixed terminal including an end portion of the first signal layer, A second signal layer; a second fixed terminal comprising an end of the second signal layer; and bending the flexible lever in a predetermined direction to convert the movable terminal into the first fixed terminal and the second fixed terminal. A MEMS switch comprising a drive actuator for bringing the first signal layer and the second signal layer into a conductive state by contacting with each other, wherein the first fixed terminal and the second fixed terminal are the first fixed terminal By pressing toward the movable terminal by a deformation guide which is a separate element from the terminal and the second fixed terminal, each end edge is closest to the movable terminal, and a portion excluding the end edge is movable. It has been deformed gradually away from the terminal, The movable terminal in the serial conduction state is configured to line contact with the edge and the end edge of the second fixed terminal of the first stationary terminal, it and its characterized.
本発明によれば、第1固定端子及び第2固定端子が、これらとは別要素である変形ガイドにより可動端子に向けて押圧されることによって、各々の端縁が可動端子に最も近づき、且つ、端縁を除く部分が該可動端子から徐々に離れた形状に変形しているため、導通状態において可動端子を第1固定端子及び第2固定端子の端縁に所定の線状接触域をもってして確実に線接触させることができる。 According to the present invention, the first fixed terminal and the second fixed terminal are pressed toward the movable terminal by a deformation guide that is a separate element, so that each end edge is closest to the movable terminal, and Since the portion excluding the edge is gradually deformed from the movable terminal, the movable terminal has a predetermined linear contact area at the edges of the first fixed terminal and the second fixed terminal in the conductive state. Line contact can be ensured.
即ち、図1(A)及び図1(B)に示した面接触タイプのMEMSスイッチと比べて、導通状態における可動端子と第1固定端子及び第2固定端子との接触面積を減少でき、該接触面積の減少によってスティクション(導通状態で可動端子が両固定端子に張り付く現象)の発生を確実に抑制することができる。また、図2(A)及び図2(B)に示した多点接触タイプのMEMSスイッチと比べて、導通状態において可動端子と第1固定端子及び第2固定端子との接触域にバラツキを生じることを抑制でき、該バラツキ抑制によって伝送損失にバラツキが生じることを回避して、導通状態において安定した信号伝送を行うことができる。 That is, compared to the surface contact type MEMS switch shown in FIGS. 1A and 1B, the contact area between the movable terminal, the first fixed terminal, and the second fixed terminal in the conductive state can be reduced. By reducing the contact area, it is possible to reliably suppress the occurrence of stiction (a phenomenon in which the movable terminal sticks to both fixed terminals in the conductive state). In addition, as compared with the multipoint contact type MEMS switch shown in FIGS. 2A and 2B, the contact area between the movable terminal, the first fixed terminal, and the second fixed terminal varies in the conductive state. Therefore, it is possible to avoid a variation in transmission loss due to the variation suppression, and to perform stable signal transmission in a conductive state.
本発明によれば、導通状態におけるスティクションの発生を抑制できると共に導通状態において安定した信号伝送を行えるMEMSスイッチを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, generation | occurrence | production of the stiction in a conduction | electrical_connection state can be suppressed, and the MEMS switch which can perform the stable signal transmission in a conduction | electrical_connection state can be provided.
本発明の前記目的とそれ以外の目的と、構成特徴と、作用効果は、以下の説明と添付図面によって明らかとなる。 The above object and other objects, structural features, and operational effects of the present invention will become apparent from the following description and the accompanying drawings.
以下、図3〜図23を適宜引用して種々の実施形態を説明するが、当該説明にあっては図3の上、下、左、右、手前、奥をそれぞれ前、後、左、右、上、下と称し、他の図のこれらに相当する向きも同様に称する。 Hereinafter, various embodiments will be described with reference to FIGS. 3 to 23 as appropriate. In this description, the top, bottom, left, right, front, and back of FIG. 3 are respectively front, back, left, and right. The directions corresponding to these in the other figures are also referred to.
[第1実施形態]
本発明に係るMEMSスイッチ(第1実施形態)を、図3〜図15を引用して説明する。
[First Embodiment]
A MEMS switch (first embodiment) according to the present invention will be described with reference to FIGS.
<構造>
図3〜図10に示したMEMSスイッチは、図11及び図13に示したスイッチユニット10Aと、図12及び図13に示したカバーユニット10Bと、を結合することによって組み立てられている。
<Structure>
The MEMS switch shown in FIGS. 3 to 10 is assembled by combining the
図11及び図13に示した組み立て前のスイッチユニット10Aは、図3〜図10からも分かるように、
・矩形状輪郭の第1ベース層11
・第1ベース層11の上面に形成された矩形状輪郭の第1絶縁層12
・第1絶縁層12の上面に形成された矩形状輪郭の第2ベース層13
・第2ベース層13の上面に形成された矩形状輪郭の第2絶縁層14
・第2ベース層13の一部及び第2絶縁層14の一部から構成された左右方向の可撓レバ ーFL
・可撓レバーFLの変位部FLc(図8を参照)の上面に形成された可動端子15
・第2絶縁層14の上面に前後対称に形成された第1信号層16と第2信号層17
・可撓レバーFLの2つの可撓部FLb(図8を参照)の上面に形成された左右対称の2 つの圧電アクチュエータPA(下側電極層18、圧電体層19及び上側電極層20)
・各圧電アクチュエータPAに電圧を印加するための2対の第1制御端子21及び第2制 御端子22
・接合用の4つのパッドPD(支持パッド23及び接続パッド24)
を備えている。
The
The
A first insulating
A
A rectangular insulating second insulating
A left and right flexible lever FL composed of a part of the
The
A
Two symmetrical piezoelectric actuators PA (
Two pairs of
Four pads for bonding PD (
It has.
第1ベース層11は単結晶ケイ素や単結晶炭化ケイ素等の半導体材料、或いは、石英ガラスやサファイヤ等の絶縁体材料から成り、該第1ベース層11には、矩形状輪郭の貫通孔11aが形成されている。第1絶縁層12は酸化ケイ素や窒化ケイ素等の絶縁体材料から成り、該第1絶縁層12には、第1ベース層11の貫通孔11aと連続する同一輪郭の貫通孔12aが形成されている。第2ベース層13は単結晶ケイ素や単結晶炭化ケイ素等の半導体材料、或いは、酸化ケイ素や窒化ケイ素等の絶縁体材料から成り、該第2ベース層13には、貫通孔11a及び12aの上側において左右方向に延びる略直線状の2つの貫通孔13aが前後対称に形成されている。第2絶縁層14は酸化ケイ素や窒化ケイ素等の絶縁体材料から成り、該第2絶縁層14には、第2ベース層13の貫通孔13aと連続する同一輪郭の2つの貫通孔14aが形成されている。この第2絶縁層14は、第2ベース層13が絶縁体材料から成る場合に限り省略することが可能である。
The
可撓レバーFLは、2つの貫通孔13aで挟まれる第1ベース層13の一部と、2つの貫通孔14aで挟まれる第2絶縁層14の一部とによって構成されている。換言すれば、第1ベース層13及び第2絶縁層14の前後方向略中央には、該第1ベース層13の一部及び第2絶縁層14の一部によって、左右方向に延び、且つ、両端を支持された略帯状の可撓レバーFLが形成されており、第1ベース層13の一部はレバー主層13bとして利用され、且つ、第2絶縁層14の一部はレバー主層13bの上面を覆う絶縁層14bとして利用されている。
The flexible lever FL is configured by a part of the
また、可撓レバーFLを構成するレバー主層13b及び絶縁層14bには、前後方向に延びる直線状の2対の貫通孔13c及び14cと、該2対の貫通孔13c及び14cの間に存する狭幅部分(符号無し)とが左右対称に形成されている。この可撓レバーFLにおいて、貫通孔13c及び14cと狭幅部分が形成された2つの領域はヒンジ部FLaとして機能し、各ヒンジ部FLaよりも左側の矩形領域と右側の矩形領域はそれぞれ可撓部FLbとして機能し、2つのヒンジ部FLaで挟まれる中央の矩形領域は変位部FLcとして機能する。
Further, the lever
可動端子15は金や金−ニッケル合金や金−ルテニウム合金等の導電性材料から成り、可撓レバーFLの変位部FLcの上面(絶縁層14bの上面)に該変位部FLcよりも小さな矩形状輪郭で形成されている。この可動端子15は単層構造でも構わないが、絶縁層14bの上面との密着性向上等のために、絶縁層14bの上面に密着層(チタン層、窒化チタン層、チタン−タングステン合金層、酸化チタン層または窒化タンタル層等)を形成してから該密着層の上面に端子層を形成した2層構造、或いは、同等の層構成を有する3層以上の多層構造とすることが好ましい。
The
第1信号層16及び第2信号層17は金や銅等の導電性材料から成り、第2絶縁層14の上面に固着した第1の部分(符号無し)と、該第1の部分の端縁から上向きに延びる第2の部分(符号無し)と、該第2の部分の端縁から可動端子15の上面と略平行に延びる延びる第3の部分(符号無し)とを有している。第1信号層16の端部に当たる第3の部分は第1固定端子16aに該当し、第2信号層17の端部に当たる第3の部分は第2固定端子17aに該当する。第1信号層16及び第2信号層17は単層構造でも構わないが、絶縁層14bの上面との密着性向上や信号層自体の厚さ確保等のために、図5に示したように、絶縁層14bの上面に密着層16-1及び17-1(チタン層、窒化チタン層、チタン−タングステン合金層、酸化チタン層または窒化タンタル層等)を形成してから該密着層16-1及び17-1の上面に第1の信号層16-2及び17-2を形成しその上面に第2の信号層16-3及び17-3を形成した3層構造、或いは、同等の層構成を有する4層以上の多層構造とすることが好ましい。
The
各圧電アクチュエータPAを構成する下側電極層18は白金やルテニウムやタングステン等の導電性材料から成り、可撓レバーFLの各可撓部FLbの上面(絶縁層14bの上面)から第2絶縁層14の上面に及ぶようにして該可撓部FLbよりも左右寸法(長さ)が大きな矩形状輪郭で形成されている。各下側電極層18は単層構想でも構わないが、絶縁層14bの上面との密着性向上等のために、絶縁層14bの上面に密着層(チタン層、窒化チタン層、チタン−タングステン合金層、酸化チタン層または窒化タンタル層等)を形成してから該密着層の上面に電極層を形成した2層構造、或いは、同等の層構成を有する3層以上の多層構造とすることが好ましい。また、各下側電極層18の端部には、第2制御端子22を形成するための矩形状張出部分18aが第2絶縁層14の上面に及ぶように設けられている。
The
各圧電アクチュエータPAを構成する圧電体層19はチタン酸ジルコン酸鉛やニオブ酸リチウムやタンタル酸リチウムや窒化アルミニウム等の圧電体材料から成り、各下側電極層18の上面に該下側電極層18よりも小さな矩形状輪郭で形成されている。
The
各圧電アクチュエータPAを構成する上側電極層20は白金やルテニウムや金や酸化ルテニウムや酸化イリジウム等の導電性材料から成り、各圧電体層19の上面に該圧電体層19よりも小さな矩形状輪郭で形成されている。各上側電極層20は単層構造でも構わないが、圧電体層19の上面との密着性向上等のために、圧電体層19の上面に密着層(チタン層、窒化チタン層、チタン−タングステン合金層、酸化チタン層または窒化タンタル層等)を形成してから該密着層の上面に電極層を形成した2層構造、或いは、同等の層構成を有する3層以上の多層構造とすることが好ましい。
The
尚、図3〜図10には各圧電アクチュエータPAとして3層構造のものを示したが、下側電極層18と圧電体層19との間と、圧電体層19と上側電極層20との間の、少なくとも一方に、酸化ランタンニッケルや酸化ルテニウムや酸化イリジウムや酸化ストロンチウム等の導電性材料を介在させた層構造を採用しても良い。
3 to 10, each piezoelectric actuator PA has a three-layer structure, but between the
第1制御端子21は金や銅等の導電性材料から成り、各上側電極層20の端部上面に該上側電極層20よりも小さな矩形状輪郭で形成されている。この第1制御端子21は単層構造でも構わないが、上側電極層20の上面との密着性向上等のために、上側電極層20の上面に密着層(チタン層、窒化チタン層、チタン−タングステン合金層、酸化チタン層または窒化タンタル層等)を形成してから該密着層の上面に端子層を形成した2層構造、或いは、同等の層構成を有する3層以上の多層構造とすることが好ましい。
The
第2制御端子22は金や銅等の導電性材料から成り、各下側電極層18の張出部分18aの上面に該張出部分18aよりも小さな矩形状輪郭で形成されている。この第2制御端子22は単層構造でも構わないが、張出部分18aの上面との密着性向上等のために、張出部分18aの上面に密着層(チタン層、窒化チタン層、チタン−タングステン合金層、酸化チタン層または窒化タンタル層等)を形成してから該密着層の上面に端子層を形成した2層構造、或いは、同等の層構成を有する3層以上の多層構造とすることが好ましい。
The
各パッドPDを構成する計4つの支持パッド23は金や銅やニッケル等の金属材料から成り、第1信号層16及び第2信号層17の左右両側に当たる第2絶縁層14の上面に、第1信号層16及び第2信号層17と同じ厚さで、且つ、矩形状輪郭または円形状輪郭で形成されている。各支持パッド23は単層構造でも構わないが、絶縁層14bの上面との密着性向上や支持パッド自体の厚さ確保等のために、図7に示したように、絶縁層14bの上面に密着層23-1(チタン層、窒化チタン層、チタン−タングステン合金層、酸化チタン層または窒化タンタル層等)を形成してから該密着層23-1の上面に第1のパッド層23-2を形成しその上面に第2のパッド層23-3を形成した3層構造、或いは、同等の層構成を有する4層以上の多層構造とすることが好ましい。
A total of four
各パッドPDを構成する計4つの接続パッド24は金や銅等の金属材料から成り、各支持パッド23の上面に好ましくは該支持パッド23よりも小さな輪郭で形成されている。各接続パッド24は単層構造でも構わないが、図7に示したように、支持パッド23の上面との密着性向上等のために、支持パッド23の上面に密着層24-1(チタン層、窒化チタン層、チタン−タングステン合金層、酸化チタン層または窒化タンタル層等)を形成してから該密着層24-1の上面にバリア層24-2(ニッケル層または窒化チタン層等)を形成しその上面にパッド層24-3を形成した3層構造、或いは、同等の層構成を有する4層以上の多層構造とすることが好ましい。
A total of four
一方、図12及び図13に示した組み立て前のカバーユニット10Bは、図3〜図10からも分かるように、
・矩形状輪郭のカバー層25
・カバー層25の下面に一体形成された変形ガイド25a
・接合用の4つの接続パッド26
・各接続パッド26に付設された接合材27
を備えている。
On the other hand, the
-
・
A
It has.
カバー層25は石英ガラスやソーダガラスやホウケイ酸ガラスやベンゾシクロブテンやポリイミドや液晶ポリマー等の絶縁体材料から成り、変形ガイド25aはカバー層25の下面をフォトリソグラフィ法等によって加工することによって該カバー層25の下面中央に一体形成されている。
The
尚、図3〜図10には変形ガイド25aをカバー層25の下面に該カバー層25と同じ材料にて一体形成したものを示したが、変形ガイド25aをカバー層25と別要素として該カバー層25の下面に形成しても良い。例えば、(1)変形ガイド25aのみ(=別要素)をカバー層25の下面に形成したり、(2)変形ガイド25aとカバー層25の一部(図5のカバー層25内に記した2点鎖線よりも下側の層状部分)とを含む部分(=別要素)をカバー層25の下面に形成したりしても良い。この場合、別要素(変形ガイド25aのみ、或いは、変形ガイド25aとカバー層25の一部とを含む部分)の材料は、カバー層25の材料と同じでも良いし、カバー層25の材料と異なっていても良い。
3 to 10 show the
この変形ガイド25aは左側から見て6角形状を成していて、その下面側に、所定傾斜角度の傾斜面または所定形状の湾曲面から成る第1固定端子押圧用の第1押圧面25a1と、該第1押圧面25a1と同じ傾斜角度を持つ傾斜面または同じ湾曲形状を持つ湾曲面から成る第2固定端子押圧用の第2押圧面25a2を前後対称に有している。第1押圧面25a1は、後述する組み立て時にスイッチユニット10Aの第1固定端子16aを可動端子15に向けて押圧して変形させる役目を果たし、第2押圧面25a2は、後述する組み立て時に第2固定端子17aを可動端子15に向けて押圧して変形させる役目を果たす。
The
各接続パッド26は金や銅等の金属材料から成り、カバー層25の下面に、スイッチユニット10Aの各接続パッド24とそれぞれ向き合うように、且つ、各接続パッド24と同じ輪郭で形成されている。各接続パッド26は単層構造でも構わないが、図7に示したように、カバー層25の下面との密着性向上等のために、カバー層25の下面に密着層26-1(チタン層、窒化チタン層、チタン−タングステン合金層、酸化チタン層または窒化タンタル層等)を形成してから該密着層26-1の上面にバリア層26-2(ニッケル層または窒化チタン層等)を形成しその上面にパッド層26-3を形成した3層構造、或いは、同等の層構成を有する4層以上の多層構造とすることが好ましい。
Each
各接合材27は錫−銀−銅合金や錫−パラジウム合金等のハンダ材、或いは、銀ロウや銅ロウ等のロウ材から成り、各接続パッド26の下面に適当量付設されている。
Each
前記スイッチユニット10Aと前記カバーユニット10Bを用いて図3〜図10に示したMEMSスイッチを組み立てる際には、図13に示したように、各接続パッド24が上を向くようにスイッチユニット10Aを載置し、該各接続パッド24に各接続パッド26が向き合うようにカバーユニット10Bを位置決めする。そして、スイッチユニット10Aとカバーユニット10Bとを相対的に接近させ、カバーユニット10Bの各接続パッド26の下面に付設されている接合材27をスイッチユニット10Aの各接続パッド24の上面に接触させる。そして、スイッチユニット10Aとカバーユニット10Bの間隔を維持しながら、接合材27の少なくとも接合箇所を加熱溶融して各接続パッド24と各接続パッド26とを接合材27を介して接合して、スイッチユニット10Aとカバーユニット10Bとを結合させる。
When assembling the MEMS switch shown in FIGS. 3 to 10 using the
尚、接合材27の少なくとも接合箇所を加熱溶融させる手段としてはリフロー炉等の熱付与手段が好ましく利用できるが、接合材27の少なくとも接合箇所を加熱溶融させることなく前記同様の接合が可能な接合手法、例えば、拡散接合(熱圧着)を利用すれば、接合材27の少なくとも接合箇所を加熱溶融させることなく前記同様の結合を行うことができる。
As a means for heating and melting at least the joining portion of the
また、図3〜図10には接合材27をカバーユニット10Bの各接続パッド26側に予め付設したものを示したが、該接合材27をスイッチユニット10Aの各接続パッド24側に予め付設しておいても前記同様の結合が行える。さらに、接合材27を各接続パッド26または各接続パッド24に予め付設しておかずに、結合直前に各接続パッド26の下面または各接続パッド24の上面に供給することも可能であるが、該接合材27の上下寸法(厚さ)はμmオーダーまたはnmオーダーであるため、各接続パッド26または各接続パッド24に予め付設しておいたほうが、結合後のスイッチユニット10Aとカバーユニット10Bの間隔精度を高めることができる。
3 to 10 show the
この組み立てにより、図4及び図5に示したように、スイッチユニット10Aの第1固定端子16aの上面が、カバーユニット10Bの変形ガイド25aの第1押圧面25a1により可動端子15に向けて押圧され、該押圧によって、第1固定端子16aはその端縁が可動端子15に最も近づき、且つ、端縁を除く部分が該可動端子15から徐々に離れた形状(傾斜形状または湾曲形状)に変形する。また、スイッチユニット10Aの第2固定端子17aの上面が、カバーユニット10Bの変形ガイド25aの第2押圧面25a2により可動端子15に向けて押圧され、該押圧によって、第2固定端子17aはその端縁が可動端子15に最も近づき、且つ、端縁を除く部分が該可動端子15から徐々に離れた形状(傾斜形状または湾曲形状)に変形する。
By this assembly, as shown in FIGS. 4 and 5, the upper surface of the first fixed terminal 16a of the
先に述べたように、カバーユニット10Bの変形ガイド25aの第1押圧面25a1と第2押圧面25a2の傾斜角度または湾曲形状は同じであるため、図4及び図5から分かるように、変形後の第1固定端子16a及び第2固定端子17aの傾斜角度θまたは湾曲度合いは略等しく、第1固定端子16a及び第2固定端子17aの端縁はギャップGA11を介して互いが略平行に向き合い、且つ、第1両固定端子16a及び第2固定端子17aの端縁はクリアランスCL11を介して固定端子15の上面と略平行に向き合う。
As described above, since the first pressing surface 25a1 and the second pressing surface 25a2 of the
因みに、カバーユニット10Bの変形ガイド25aの第1押圧面25a1と第2押圧面25a2との間には両固定端子16a及び17aの上面に接触しない平坦面(符号無し)が存在するため、変形後の第1固定端子16a及び第2固定端子17aの先端部分の上面は変形ガイド25aに接触していない。
Incidentally, since there is a flat surface (no reference) between the first pressing surface 25a1 and the second pressing surface 25a2 of the
<動作>
図3〜図10に示したMEMSスイッチにおいて、非導通状態の第1信号層16及び第2信号層17を導通状態とするには、各制御端子21及び22を可変直流電源(図示省略)に接続して、該可変直流電源から各圧電アクチュエータPAに所定の駆動電圧を印加し、これにより各圧電アクチュエータPAの圧電体層19に圧電効果による縮みを生じさせて可撓レバーFLの各可撓部FLbの変位部FLc側を上方に左右対称的に撓ませ、該変位部FLc上の可動端子15の上面を第1固定端子16a及び第2固定端子17aに接触させる(図14を参照)。
<Operation>
In the MEMS switch shown in FIGS. 3 to 10, in order to bring the
先に述べたように、第1固定端子16a及び第2固定端子17aは各々の端縁が可動端子15に最も近づき、且つ、端縁を除く部分が可動端子15から徐々に離れた形状となっているため、導通状態において可動端子15の上面は第1固定端子16a及び第2固定端子17aの端縁に所定の接触圧下で、且つ、所定の線状接触域CR16a及びCR17aをもってして線接触することになる(図15を参照)。
As described above, each of the first
可撓レバーFLの各可撓部FLbと変位部FLcとの間にはこれらよりも可撓性に富んだヒンジ部FLaがそれぞれ存在し、変位部FLcは各ヒンジ部FLaの可撓性を利用して多少の3次元変位が可能になっているため、第1固定端子16a及び第2固定端子17aの端縁の高さ位置に多少のズレがある場合や、第1固定端子16a及び第2固定端子17aの端縁が可動端子15の上面に対して多少傾いている場合でも、該変位部FLcの3次元変位によって可動端子15の上面を第1固定端子16a及び第2固定端子17aの端縁に確実に線接触させることができる。
Between each flexible portion FLb and the displacement portion FLc of the flexible lever FL, there is a hinge portion FLa that is more flexible than these, and the displacement portion FLc uses the flexibility of each hinge portion FLa. As a result, the three-dimensional displacement is possible, so that there is a slight deviation in the height positions of the edges of the first
<効果>
(E1)図3〜図10に示したMEMSスイッチによれば、第1固定端子16a及び第2固定端子17aが、これらとは別要素である変形ガイド25aにより可動端子15に向けて押圧されることによって、各々の端縁が可動端子15に最も近づき、且つ、端縁を除く部分が該可動端子15から徐々に離れた形状に変形しているため、導通状態において可動端子15の上面を第1固定端子16a及び第2固定端子17aの端縁に所定の線状接触域CR16a及びCR17aをもってして確実に線接触させることができる。
<Effect>
(E1) According to the MEMS switch shown in FIGS. 3 to 10, the first fixed terminal 16 a and the second fixed terminal 17 a are pressed toward the
即ち、図1(A)及び図1(B)に示した面接触タイプのMEMSスイッチと比べて、導通状態における可動端子15と第1固定端子16a及び第2固定端子17aとの接触面積を減少でき、該接触面積の減少によってスティクション(導通状態で可動端子15が両固定端子16a及び17aに張り付く現象)の発生を確実に抑制することができる。また、図2(A)及び図2(B)に示した多点接触タイプのMEMSスイッチと比べて、導通状態において可動端子15と第1固定端子16a及び第2固定端子17aとの接触域にバラツキを生じることを抑制でき、該バラツキ抑制によって伝送損失にバラツキが生じることを回避して、導通状態において安定した信号伝送を行うことができる。
That is, compared with the surface contact type MEMS switch shown in FIGS. 1A and 1B, the contact area between the
(E2)図3〜図10に示したMEMSスイッチによれば、第1固定端子16aを含む第1信号層16と第2固定端子17aを含む第2信号層17がスイッチユニット10Aに設けられ、変形ガイド25aがスイッチユニット10Aに結合されたカバーユニット10Bに設けられているので、スイッチユニット10Aとカバーユニット10Bとの結合によって、変形ガイド25aによる第1固定端子16a及び第2固定端子17aの変形を簡単に行うことができるし、変形ガイド25aによる第1固定端子16a及び第2固定端子17aの変形量の設定、即ち、クリアランスCL11の設定も容易に行うことができる。
(E2) According to the MEMS switch shown in FIGS. 3 to 10, the
(E3)図3〜図10に示したMEMSスイッチによれば、スイッチユニット10Aとカバーユニット10Bは相互を結合するための接続パッド24及び26をそれぞれ有していて、該スイッチユニット10Aの接続パッド24と該カバーユニット10Bの接続パッド26は接合材27を介して接合されているので、スイッチユニット10Aとカバーユニット10Bとの結合を的確に行うことができると共に、変形後の第1固定端子16a及び第2固定端子17aの形状を良好に維持することができる。
(E3) According to the MEMS switch shown in FIGS. 3 to 10, the switch unit 10 </ b> A and the cover unit 10 </ b> B have the
(E4)図3〜図10に示したMEMSスイッチによれば、変形ガイド25aが第1固定端子押圧用の第1押圧面25a1と第2固定端子押圧用の第2押圧面25b1とを有しているので、第1固定端子16a及び第2固定端子17aの変形を各々に対応した第1押圧面25a1及び第2押圧面25b1によって確実に行うことができるし、第1押圧面25a1及び第2押圧面25b1の傾斜角度や湾曲形状等に基づいて変形後の第1固定端子16a及び第2固定端子17aの形状を容易に制御することができる。
(E4) According to the MEMS switch shown in FIGS. 3 to 10, the
[第2実施形態]
本発明に係るMEMSスイッチ(第2実施形態)を、図16を引用して説明する。
[Second Embodiment]
A MEMS switch (second embodiment) according to the present invention will be described with reference to FIG.
図16に示したMEMSスイッチが図3〜図10に示したMEMSスイッチ(第1実施形態)と異なるところは、
・カバーユニット25の下面に、スイッチユニット10Aと該スイッチユニット10Aに 結合されたカバーユニット10Bとの間隔を制御するためのスペーサ25bをさらに備 えている点
にある。他の構成は図3〜図10に示したMEMSスイッチ(第1実施形態)と同じであるためその説明を省略する。
The MEMS switch shown in FIG. 16 is different from the MEMS switch (first embodiment) shown in FIGS.
A
図16に示したスペーサ25bは、カバー層25の下面をフォトリソグラフィ法等によって加工することによって該カバー層25の下面に一体形成されている。スペーサ25bの数は4個であり、その内の2個のスペーサ25bの下端が第1信号層16の左右両側に当たる第2絶縁層14の上面に接するように、且つ、他の2個のスペーサ25bの下端が第2信号層17の左右両側に当たる第2絶縁層14の上面に接するようになっている。また、各スペーサ25bの上下寸法(高さ)は全て同じであり、該上下寸法(高さ)によってスイッチユニット10Aと該スイッチユニット10Aに結合されたカバーユニット10Bとの間隔が制御されている。
The
各スペーサ25bの形成位置及び数は、MEMSスイッチの動作に支障を生じず、且つ、スイッチユニット10Aと該スイッチユニット10Aに結合されたカバーユニット10Bとの間隔を制御できれば、任意に変更することができる。例えば、カバー層25の下面に形成するスペーサ25bの数を2個とし、その内の1個のスペーサ25bの下端が第1信号層16の左右両側の一方に当たる第2絶縁層14の上面に接し、且つ、他の1個のスペーサ25bの下端が第2信号層17の左右両側の一方に当たる第2絶縁層14の上面に接する形態を採用しても、スイッチユニット10Aと該スイッチユニット10Aに結合されたカバーユニット10Bとの間隔を制御することができる。また、図17(A)に示したように、カバー層25の下面に形成されるスペーサ25b’の数を2個とし、その内の1個のスペーサ25b’の下端が第1信号層16の第1の部分の上面に接し、且つ、他の1個のスペーサ25b’の下端が第2信号層17の第1の部分の上面に接する形態を採用しても、スイッチユニット10Aと該スイッチユニット10Aに結合されたカバーユニット10Bとの間隔を制御することができる。さらに、カバー層25の下面に4個または2個の前記スペーサ25bと2個の前記スペーサ25b’を併せて形成した形態を採用しても、スイッチユニット10Aと該スイッチユニット10Aに結合されたカバーユニット10Bとの間隔を制御することができる。
The formation position and number of the
尚、図16には各スペーサ25bをカバー層25の下面に該カバー層25と同じ材料にて一体形成したものを示したが、各スペーサ25bをカバー層25と別要素として該カバー層25の下面に形成しても良い。例えば、(1)各スペーサ25bのみ(=別要素)をカバー層25の下面に形成したり、(2)各スペーサ25bとカバー層25の一部25’(図17(B)のカバー層25内に記した直線よりも下側の層状部分)と変形ガイド25aとを含む部分(=別要素)をカバー層25の下面に形成したり、(3)各スペーサ25bとカバー層25の一部25’(図17(B)のカバー層25内に記した直線よりも下側の層状部分)とを含む部分(=別要素、変形ガイド25aは含まない)をカバー層25の下面に形成したりしても良い。この場合、別要素(各スペーサ25bのみ、各スペーサ25bとカバー層25の一部25’と変形ガイド25aとを含む部分、或いは、各スペーサ25bとカバー層25の一部25’とを含む部分(変形ガイド25aは含まない))の材料は、カバー層25の材料と同じでも良いし、カバー層25の材料と異なっていても良い。
In FIG. 16, each
勿論、図17(A)に示した形態を採用する場合や、カバー層25の下面に4個または2個の前記スペーサ25bと2個の前記スペーサ25b’を併せて形成した形態を採用する場合でも、前記(1)〜(3)と同様の方法により各スペーサをカバー層25と別要素として該カバー層25の下面に形成しても良く、これらの場合も、別要素の材料は、カバー層25の材料と同じでも良いし、カバー層25の材料と異なっていても良い。
Of course, when the form shown in FIG. 17A is adopted, or when the form in which the four or two
また、図16には各スペーサ25bをカバーユニット10B側に設けたものを示したが、各スペーサ25bをスイッチユニット10A側に設けても、スイッチユニット10Aと該スイッチユニット10Aに結合されたカバーユニット10Bとの間隔を前記同様に制御することができる。例えば、(1)結合状態で図16と同じ形態になるように4個のスペーサ25bをスイッチユニット10Aの第2絶縁層14の上面に一体にまたは別要素として形成したり、(2)前記スペーサ25bの数を2個として結合状態で図16と類似の形態になるようにしたり、(3)結合状態で図17(A)と同じ形態になるように2個のスペーサ25b’をスイッチユニット10Aの第1信号層16及び第2信号層17の第1の部分の上面に別要素として形成したり、(4)4個または2個の前記スペーサ25bと2個の前記スペーサ25b’を併せて形成したりしても良い。
FIG. 16 shows that each spacer 25b is provided on the
図16に示したMEMSスイッチによれば、前述の変形例を含め、前記[第1実施形態]で説明した効果(E1)〜(E4)と同様の効果を得ることができる他、
・各スペーサ(25bと25b’の少なくとも一方)によってスイッチユニット10Aと 該スイッチユニット10Aに結合されたカバーユニット10Bとの間隔を制御すること ができるので、変形ガイド25aによる第1固定端子16a及び第2固定端子17aの 変形量の設定、即ち、クリアランスCL11の設定をより容易に行うことができる。
といった効果を得ることができる。
According to the MEMS switch shown in FIG. 16, the same effects as the effects (E1) to (E4) described in the [first embodiment] including the above-described modification can be obtained.
Since the distance between the
Such effects can be obtained.
[第3実施形態]
本発明に係るMEMSスイッチ(第3実施形態)を、図18を引用して説明する。
[Third Embodiment]
A MEMS switch (third embodiment) according to the present invention will be described with reference to FIG.
図18に示したMEMSスイッチが図3〜図10に示したMEMSスイッチ(第1実施形態)と異なるところは、
・カバーユニット10Bのカバー層25の下面に、第1固定端子押圧用の第1変形ガイド 25cと、第2固定端子押圧用の第2変形ガイド25dとを、個別に一体形成した点
にある。他の構成は図3〜図10に示したMEMSスイッチ(第1実施形態)と同じであるためその説明を省略する。
The MEMS switch shown in FIG. 18 is different from the MEMS switch (first embodiment) shown in FIGS.
The
第1変形ガイド25c及び第2変形ガイド25dは左側から見て台形状を成していて、第1変形ガイド25cの下面には、所定傾斜角度の傾斜面または所定形状の湾曲面から成る第1固定端子押圧用の第1押圧面25c1が形成され、第2変形ガイド25dの下面には、第1押圧面25c1と同じ傾斜角度を持つ傾斜面または同じ湾曲形状を持つ湾曲面から成る第2固定端子押圧用の第2押圧面25d1が形成されている。
The
図18から分かるように、スイッチユニット10Aの第1固定端子16aは、その上面をカバーユニット10Bの第1変形ガイド25cの第1押圧面25c1により可動端子15に向けて押圧されていて、該押圧によって、第1固定端子16aはその端縁が可動端子15に最も近づき、且つ、端縁を除く部分が該可動端子15から徐々に離れた形状に変形している。また、スイッチユニット10Aの第2固定端子17aは、その上面をカバーユニット10Bの第2変形ガイド25dの第2押圧面25d1により可動端子15に向けて押圧されていて、該押圧によって、第2固定端子17aはその端縁が可動端子15に最も近づき、且つ、端縁を除く部分が該可動端子15から徐々に離れた形状に変形している。
As can be seen from FIG. 18, the upper surface of the first fixed terminal 16a of the
尚、各変形ガイド25c及び25dをカバー層25と別要素として該カバー層25の下面に形成しても良いことは、前記[第1実施形態]で説明した通りであるので、ここでの説明を省略する。
Note that the deformation guides 25c and 25d may be formed on the lower surface of the
図18に示したMEMSスイッチによれば、図3〜図10に示したMEMSスイッチと変形ガイドの形態を相違するものの、前記[第1実施形態]で説明した効果(E1)〜(E4)と同様の効果を得ることができる。 The MEMS switch shown in FIG. 18 differs from the MEMS switch shown in FIGS. 3 to 10 in the form of the deformation guide, but the effects (E1) to (E4) described in [First Embodiment] and Similar effects can be obtained.
[第4実施形態]
本発明に係るMEMSスイッチ(第4実施形態)を、図19を引用して説明する。
[Fourth Embodiment]
A MEMS switch (fourth embodiment) according to the present invention will be described with reference to FIG.
図19に示したMEMSスイッチが図3〜図10に示したMEMSスイッチ(第1実施形態)と異なるところは、
・カバーユニット10Bのカバー層25の下面に、第1固定端子押圧用の第1変形ガイド 25eと、第2固定端子押圧用の第2変形ガイド25eとを、個別に一体形成した点
にある。他の構成は図3〜図10に示したMEMSスイッチ(第1実施形態)と同じであるためその説明を省略する。
The MEMS switch shown in FIG. 19 is different from the MEMS switch (first embodiment) shown in FIGS.
The
第1変形ガイド25e及び第2変形ガイド25fは左側から見て三角形状を成していて、第1変形ガイド25eの下面には、所定傾斜角度の傾斜面または所定形状の湾曲面から成る第1固定端子押圧用の第1押圧面25e1が形成され、第2変形ガイド25fの下面には、第1押圧面25e1と同じ傾斜角度を持つ傾斜面または同じ湾曲形状を持つ湾曲面から成る第2固定端子押圧用の第2押圧面25f1が形成されている。
The
図19から分かるように、スイッチユニット10Aの第1固定端子16aは、その上面角部をカバーユニット10Bの第1変形ガイド25eの第1押圧面25e1により可動端子15に向けて押圧されていて、該押圧によって、第1固定端子16aはその端縁が可動端子15に最も近づき、且つ、端縁を除く部分が該可動端子15から徐々に離れた形状に変形している。また、スイッチユニット10Aの第2固定端子17aは、その上面をカバーユニット10Bの第2変形ガイド25fの第2押圧面25f1により可動端子15に向けて押圧されていて、該押圧によって、第2固定端子17aはその端縁が可動端子15に最も近づき、且つ、端縁を除く部分が該可動端子15から徐々に離れた形状に変形している。
As can be seen from FIG. 19, the first fixed terminal 16a of the
尚、各変形ガイド25e及び25fをカバー層25と別要素として該カバー層25の下面に形成しても良いことは、前記[第1実施形態]で説明した通りであるので、ここでの説明を省略する。
Note that the deformation guides 25e and 25f may be formed on the lower surface of the
図19に示したMEMSスイッチによれば、図3〜図10に示したMEMSスイッチと変形ガイドの形態を相違するものの、前記[第1実施形態]で説明した効果(E1)〜(E4)と同様の効果を得ることができる。 The MEMS switch shown in FIG. 19 differs from the MEMS switch shown in FIGS. 3 to 10 in the form of the deformation guide, but the effects (E1) to (E4) described in [First Embodiment] and Similar effects can be obtained.
[第5実施形態]
本発明に係るMEMSスイッチ(第5実施形態)を、図20を引用して説明する。
[Fifth Embodiment]
A MEMS switch (fifth embodiment) according to the present invention will be described with reference to FIG.
図20に示したMEMSスイッチが図3〜図10に示したMEMSスイッチ(第1実施形態)と異なるところは、
・カバーユニット10Bのカバー層25の下面に、第1固定端子押圧用の第1変形ガイド 25gと、第2固定端子押圧用の第2変形ガイド25hとを、個別に一体形成した点
にある。他の構成は図3〜図10に示したMEMSスイッチ(第1実施形態)と同じであるためその説明を省略する。
The MEMS switch shown in FIG. 20 is different from the MEMS switch (first embodiment) shown in FIGS.
The
第1変形ガイド25g及び第2変形ガイド25hは円柱形状または角柱形状を成していて、第1変形ガイド25gの下端は第1固定端子押圧用の押圧箇所となっており、第2変形ガイド25hの下端は第2固定端子押圧用の押圧箇所となっている。
The
図20から分かるように、スイッチユニット10Aの第1固定端子16aは、その上面をカバーユニット10Bの第1変形ガイド25gの下端により可動端子15に向けて押圧されていて、該押圧によって、第1固定端子16aはその端縁が可動端子15に最も近づき、且つ、端縁を除く部分が該可動端子15から徐々に離れた形状に変形している。また、スイッチユニット10Aの第2固定端子17aは、その上面をカバーユニット10Bの第2変形ガイド25hの下端により可動端子15に向けて押圧されていて、該押圧によって、第2固定端子17aはその端縁が可動端子15に最も近づき、且つ、端縁を除く部分が該可動端子15から徐々に離れた形状に変形している。
As can be seen from FIG. 20, the upper surface of the first fixed terminal 16a of the
尚、各変形ガイド25g及び25hをカバー層25と別要素として該カバー層25の下面に形成しても良いことは、前記[第1実施形態]で説明した通りであるので、ここでの説明を省略する。
Since the deformation guides 25g and 25h may be formed on the lower surface of the
図20に示したMEMSスイッチによれば、図3〜図10に示したMEMSスイッチと変形ガイドの形態を相違するものの、前記[第1実施形態]で説明した効果(E1)〜(E4)と同様の効果を得ることができる。 The MEMS switch shown in FIG. 20 differs from the MEMS switch shown in FIGS. 3 to 10 in the form of the deformation guide, but the effects (E1) to (E4) described in the [first embodiment] and Similar effects can be obtained.
[第6実施形態]
本発明に係るMEMSスイッチ(第6実施形態)を、図21を引用して説明する。
[Sixth Embodiment]
A MEMS switch (sixth embodiment) according to the present invention will be described with reference to FIG.
図21に示したMEMSスイッチが図3〜図10に示したMEMSスイッチ(第1実施形態)と異なるところは、
・スイッチユニット10Aの各パッドPDが、支持パッド23と、該支持パッド23の上 面に形成された接続パッド24’とから構成されている点
・カバーユニット10Bの各接続パッド26’に接合材27が付設されていない点
・スイッチユニット10Aの各接続パッド24’とカバーユニット10Bの各接続パッド 26’が拡散接合(熱圧着)によって直接に接合されている点
にある。
The MEMS switch shown in FIG. 21 is different from the MEMS switch (first embodiment) shown in FIGS.
Each pad PD of the
スイッチユニット10A側の各接続パッド24’は金や金−錫合金や錫−鉛合金やニッケル系合金等の拡散接合可能な金属材料から成り、各支持パッド23の上面に好ましくは該支持パッド23よりも小さな輪郭で形成されている。各接続パッド24’は単層構造でも構わないが、図21に示したように、支持パッド23の上面との密着性向上等のために、支持パッド23の上面に密着層24-1’(チタン層、窒化チタン層、チタン−タングステン合金層、酸化チタン層または窒化タンタル層等)を形成してから該密着層24-1’の上面にパッド層24-2’を形成した2層構造、或いは、同等の層構成を有する3層以上の多層構造とすることが好ましい。
Each
カバーユニット10B側の各接続パッド26’は金や金−錫合金や錫−鉛合金やニッケル系合金等の拡散接合可能な金属材料から成り、カバー層25の下面に、スイッチユニット10Aの各接続パッド24’とそれぞれ向き合うように、且つ、各接続パッド24’と同じ輪郭で形成されている。各接続パッド26’は単層構造でも構わないが、図21に示したように、カバー層25の下面との密着性向上等のために、カバー層25の下面に密着層26-1’(チタン層、窒化チタン層、チタン−タングステン合金層、酸化チタン層または窒化タンタル層等)を形成してから該密着層26-1’の上面にパッド層26-2’を形成した2層構造、或いは、同等の層構成を有する3層以上の多層構造とすることが好ましい。
Each connection pad 26 'on the
図21に示したMEMSスイッチによれば、図3〜図10に示したMEMSスイッチと結合箇所の形態を相違するものの、前記[第1実施形態]で説明した効果(E1)〜(E4)と同様の効果を得ることができる。 The MEMS switch shown in FIG. 21 differs from the MEMS switch shown in FIGS. 3 to 10 in the form of the coupling portion, but the effects (E1) to (E4) described in [First Embodiment] and Similar effects can be obtained.
[第7実施形態]
本発明に係るMEMSスイッチ(第7実施形態)を、図22を引用して説明する。
[Seventh Embodiment]
A MEMS switch (seventh embodiment) according to the present invention will be described with reference to FIG.
図22(A)に示したMEMSスイッチが図3〜図10に示したMEMSスイッチ(第1実施形態)と異なるところは、
・スイッチユニット10Aの第1固定端子16bの先端部分を先細りにして端縁の左右寸 法(幅)を可動端子15の左右寸法(幅)よりも小さくし、且つ、第2固定端子17b の先端部分を先細りにして端縁の左右寸法(幅)を可動端子15の左右寸法(幅)より も小さくした点
にある。他の構成は図3〜図10に示したMEMSスイッチ(第1実施形態)と同じであるためその説明を省略する。
The MEMS switch shown in FIG. 22 (A) is different from the MEMS switch (first embodiment) shown in FIGS.
The tip of the first fixed terminal 16b of the
第1固定端子16b及び第2固定端子17bの端縁の左右寸法(幅)が可動端子15の左右寸法(幅)よりも小さくなっているため、図22(B)に示したように、導通状態における可動端子15の上面と第1固定端子16b及び第2固定端子17bの端縁との線接触は、図15に示した線状接触域CR16a及びCR17aよりも左右寸法(幅)が小さな線状接触域CR16b及びCR17bをもってして行われる。
Since the left and right dimension (width) of the edge of the first fixed terminal 16b and the second
図22(A)に示したMEMSスイッチによれば、前記[第1実施形態]で説明した効果(E1)〜(E4)と同様の効果を得ることができる他、
・第1固定端子16b及び第2固定端子17bの端縁の左右寸法(幅)を変えることによ って、導通状態における可動端子15の上面と第1固定端子16b及び第2固定端子1 7bの端縁との線状接触域を任意に調整することができる。
といった効果を得ることができる。
According to the MEMS switch shown in FIG. 22A, the same effects as the effects (E1) to (E4) described in the [first embodiment] can be obtained.
-By changing the left and right dimensions (widths) of the edges of the first fixed terminal 16b and the second
Such effects can be obtained.
[第8実施形態]
本発明に係るMEMSスイッチ(第8実施形態)を、図23を引用して説明する。
[Eighth Embodiment]
A MEMS switch (eighth embodiment) according to the present invention will be described with reference to FIG.
図23(A)に示したMEMSスイッチが図3〜図10に示したMEMSスイッチ(第1実施形態)と異なるところは、
・スイッチユニット10Aの第1固定端子16cの端縁に半円形状輪郭の2個の凸部16 c1を左右方向に間隔をおいて一体形成し、且つ、第2固定端子17cの端縁に同一輪 郭の2個の凸部17c1を左右方向に間隔をおいて一体形成した点
にある。他の構成は図3〜図10に示したMEMSスイッチ(第1実施形態)と同じであるためその説明を省略する。
The MEMS switch shown in FIG. 23 (A) is different from the MEMS switch (first embodiment) shown in FIGS.
Two convex portions 16
第1固定端子16b及び第2固定端子17bの端縁に半円形状輪郭の2個の凸部16c1及び17c1が形成されているため、図23(B)に示したように、導通状態における可動端子15の上面と第1固定端子16b及び第2固定端子17bの端縁との線接触は、各凸部16c1及び17c1の円弧状の端縁を利用して行われる。即ち、図15に示した線状接触域CR16a及びCR17aよりも左右寸法(幅)が小さく、且つ、円弧を成す線状接触域CR16c及びCR17cをもってして行われる。
Since the two convex portions 16c1 and 17c1 having a semicircular contour are formed on the edges of the first fixed terminal 16b and the second
尚、図23(A)には第1固定端子16b及び第2固定端子17bの端縁それぞれに2個の凸部16c1及び17c1を形成したものを示したが、該凸部16c1及び17c1の数は1個または3個以上であっても良いし、第1固定端子16b側の凸部16c1の数と第2固定端子17b側の凸部17c1の数は異なっていても良い。また、各凸部16c1及び17c1の輪郭は矩形状や他の形状であっても良い。
FIG. 23 (A) shows a case in which two convex portions 16c1 and 17c1 are formed on the end edges of the first fixed terminal 16b and the second
図23(A)に示したMEMSスイッチによれば、前記[第1実施形態]で説明した効果(E1)〜(E4)と同様の効果を得ることができる他、
・各凸部16c1及び17c1の数や輪郭や大きさやを変えることによって、導通状態に おける可動端子15の上面と第1固定端子16b及び第2固定端子17bの端縁との線 状接触域を任意に調整することができる。
といった効果を得ることができる。
According to the MEMS switch shown in FIG. 23A, the same effects as the effects (E1) to (E4) described in the [first embodiment] can be obtained.
-By changing the number, contour and size of the convex portions 16c1 and 17c1, the linear contact area between the upper surface of the
Such effects can be obtained.
10A…スイッチユニット、11…第1ベース層、12…第1絶縁層、13…第2ベース層、14…第2絶縁層、FL…可撓レバー、15…可動端子、16…第1信号層、16a,16b,16c…第1固定端子、16c1…凸部、17…第2信号層、17a,17b,17c…第2固定端子、17c1…凸部、PA…圧電アクチュエータ、24,24’…接続パッド、10B…カバーユニット、25…カバー層、25a,25c,25d,25e,25f,25g,25h…変形ガイド、25a1,25c1,25e1…第1押圧面、25a2,25d1,25f1…第2押圧面、25b,25b’…スペーサ、26,26’…接続パッド、27…接合材。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記第1固定端子及び前記第2固定端子は、該第1固定端子及び該第2固定端子とは別要素である変形ガイドにより前記可動端子に向けて押圧されることによって、各々の端縁が前記可動端子に最も近づき、且つ、端縁を除く部分が該可動端子から徐々に離れた形状に変形しており、前記導通状態において前記可動端子は前記第1固定端子の端縁及び前記第2固定端子の端縁に線接触するように構成されている、
ことを特徴とするMEMSスイッチ。 A flexible lever, a movable terminal provided on the flexible lever, a first signal layer, a first fixed terminal including an end portion of the first signal layer, a second signal layer, and the second signal layer A second fixed terminal composed of an end of the first signal layer, and the movable lever is brought into contact with the first fixed terminal and the second fixed terminal by bending the flexible lever in a predetermined direction, thereby causing the first signal layer and the first fixed layer to be in contact with each other. A MEMS switch comprising a drive actuator for bringing the two signal layers into a conductive state,
The first fixed terminal and the second fixed terminal are pressed toward the movable terminal by a deformation guide that is a separate element from the first fixed terminal and the second fixed terminal, so that each edge is The part closest to the movable terminal and excluding the edge is gradually deformed from the movable terminal. In the conductive state, the movable terminal is connected to the edge of the first fixed terminal and the second terminal. It is configured to make line contact with the edge of the fixed terminal.
A MEMS switch characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載のMEMSスイッチ。 The first signal layer including the first fixed terminal and the second signal layer including the second fixed terminal are provided in a switch unit, and the deformation guide is provided in a cover unit coupled to the switch unit.
The MEMS switch according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2に記載のMEMSスイッチ。 The switch unit and the cover unit each have a connection pad for coupling each other, and the connection pad of the switch unit and the connection pad of the cover unit are bonded via a bonding material or directly. Yes,
The MEMS switch according to claim 2.
ことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のMEMSスイッチ。 The deformation guide has a first pressing surface for pressing the first fixed terminal and a second pressing surface for pressing the second fixed terminal.
The MEMS switch according to any one of claims 1 to 3, wherein:
ことを特徴とする請求項2または3に記載のMEMSスイッチ。 A spacer for controlling a distance between the switch unit and a cover unit coupled to the switch unit;
The MEMS switch according to claim 2 or 3, wherein
ことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載のMEMSスイッチ。 One or more protrusions are integrally formed on each edge of the first fixed terminal and the second fixed terminal, and the movable terminal is connected to the edge of the protrusion of the first fixed terminal in the conductive state. It is comprised so that line contact may be made to the edge of the convex part of the 2nd above-mentioned fixed terminal.
The MEMS switch according to any one of claims 1 to 5, wherein:
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