JP4144230B2 - Contact structure, contact switch, measuring device and radio - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接点構造、それを用いた接点開閉器に関し、例えば、ICテスタ、半導体製造装置等の計測装置、携帯電話、PDA等の無線機に用いられるものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の接点構造が適用された一例としての静電マイクロリレーとして、図11に示す構成(特開2000−113792に掲載)のものがある。
【0003】
この静電マイクロリレー101では、固定基板102の上面に設けた接続パッド102aの上側に可動基板103が弾性支持され、固定基板102の上面に形成した固定電極102bと、可動基板103の下面に形成した可動電極103aとが対向している。なお、可動基板103と可動電極103aは同一部材からなっていてもよい。
【0004】
そして、可動基板103は中央部に支持部104で支持された可動接点部105を持っており、固定基板102上面にある信号線102c上の対向する部分にある可動基板103は、高周波特性を向上させるため、支持部104及び可動接点部105を除く信号線102cに対向する箇所が切り取られている。
【0005】
そして、前記両電極102b,103a間に電圧を印加して静電引力を発生させ、可動電極103aを固定電極102bに吸引することにより、可動基板103を撓ませて可動接点106を一対の固定接点102dにまたがって閉成するようになっている。可動接点106は支持部104に揺動支持された可動接点部105の下面に予め形成されている。また、一対の固定接点102dは一対の信号線102cの対向する端部に予め形成されている。
【0006】
可動接点106と一対の固定接点102dの接点閉成により、信号は一方の信号線102cを通り固定接点102dから可動接点106に伝達され、さらに可動接点106を経由して他方の固定接点102dから信号線102cへと伝達される。なお、固定電極102dは信号線102cのGNDと兼用されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術の静電マイクロリレー101における、可動接点106と一対の固定接点102dとの接点閉成時の断面は、図11のA−A断面及びB−B断面が閉成して表された図12に示すような構成となっている。
【0008】
図12では、対向する一対の固定接点102dの上面に可動接点106の下面が接触し、固定接点102d間の上方に可動接点106がまたがって橋渡しされ、固定接点102d間に空間Rが形成される。
【0009】
ここで、1GHzを超えるような高周波信号は、表皮効果により導体の表面を通る。したがって、上記の静電マイクロリレー101では、1GHzを超えるような高周波信号は、信号線102cの上面、側面及び下面を通り、信号線102cと断面形状が一致している特性インピーダンスが一定の固定接点102dへと向かう。
【0010】
しかし、図12に示すように、接点閉成時には、高周波信号は、固定接点102dから可動接点106へ移る際に、固定接点102d間の空間Rへ向かってしまい、いままで通ってきた信号線102c及び固定接点102dの側面及び下面が突然無くなり、ミスマッチングを起こす。
【0011】
つまり、接点閉成時に、DC信号は、閉成した固定接点102dと可動接点106の接点部分をロス無く通るが、高周波信号は、図12に示すように2本の信号線102c間の空間Rで伝送線路の特性インピーダンスにミスマッチングが発生し、GNDとの電界の放射状態が変化し、高周波特性が低下する。
【0012】
本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、簡単な構造で、安価で簡単に製作できる接点通過時の信号損失が少ない高周波特性に優れた接点構造、接点開閉器、計測装置及び無線機を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の接点構造にあっては、固定基板と、前記固定基板に対向して設けられ、前記固定基板に吸引されることにより移動する可動基板と、前記可動基板に支持された可動接点と、を有し、前記可動接点を前記固定基板の一対の固定接点にまたがって接離可能とする接点構造であって、前記可動接点は、前記固定基板側に突出した凸部である高周波信号伝送部を有し、前記高周波信号伝送部は、接点閉成時において、前記固定接点間のインピーダンスのミスマッチングを軽減するように、前記一対の固定接点間の隙間に位置することを特徴とする。
【0014】
これによると、高周波信号伝送部が一対の固定接点間の隙間に位置し、高周波信号は高周波信号伝送部を通過するので、伝送線路の特性インピーダンスのミスマッチングが軽減し、高周波特性が向上する。
【0015】
前記高周波信号伝送部は、接点閉成時に前記一対の固定接点に非接触であることが好適である。
【0016】
これによると、高周波信号伝送部が固定接点に接触することによる摩擦で固定接点と可動接点とを接離するアクチュエータ動作が妨げられることが防止できる。
【0017】
前記高周波信号伝送部は、接点閉成時に前記一対の固定接点に接触することが好適である。
【0018】
これによると、高周波信号はさらに高周波信号伝送部を通過し易くなり、伝送線路の特性インピーダンスのミスマッチングがより軽減し、高周波特性が向上する。
【0021】
前記高周波信号伝送部は、接点閉成時に前記一対の固定接点間に挟まれることが好適である。
【0022】
これによると、高周波信号伝送部が接点閉成時に一対の固定接点に接触することができる。
【0023】
前記高周波信号伝送部は、前記可動接点の本体とは異なる材質で形成されたことが好適である。
【0024】
これによると、材料の相違により作製プロセスの精度が向上する。
【0025】
前記高周波信号伝送部は、前記一対の固定接点と同一の材質で形成されたことが好適である。
【0026】
これによると、固定接点と高周波信号伝送部とで伝送線路の比抵抗を合わせることができ、伝送線路の特性インピーダンスのミスマッチングがより軽減し、高周波特性が向上する。
【0027】
本発明の接点開閉器にあっては、
上記の接点構造を備え、
前記可動接点を前記一対の固定接点に接離することにより、前記一対の固定接点間を電気的に開閉することを特徴とする。
【0028】
これによると、電気的な開閉が良好に行える。ここで、接点開閉器としては、一対の固定接点をまたぐ可動接点を有する有接点のマイクロリレーやスイッチを示す。例えば、マイクロリレーとしては、その駆動方式により静電マイクロリレー、圧電マイクロリレー、熱駆動マイクロリレー、形状記憶合金マイクロリレー、磁気マイクロリレー等が挙げられる。
【0029】
本発明の計測装置にあっては、
上記の接点構造を備えることを特徴とする。
【0030】
これによると、上記の接点構造を有するマイクロリレー等は、例えば、ICテスタ、半導体製造装置等の計測装置に用いられ、測定対象物と計測装置間の信号を開閉することができる。
【0031】
本発明の無線機にあっては、
上記の接点構造を備えることを特徴とする。
【0032】
これによると、上記の接点構造を有するマイクロリレー等は、例えば、携帯電話、PDA等の無線機に用いられ、無線電波信号を開閉することができる。
【0033】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【0034】
なお、実施形態では、静電マイクロリレーに本発明の接点構造を適用した例を説明するが、その他、例えば、圧電マイクロリレー、熱駆動マイクロリレー、形状記憶合金マイクロリレー、磁気マイクロリレー、スイッチ等の有接点の接点開閉器に適用しても同様の効果を発揮する。
【0035】
(第1実施形態)
本実施形態に係る静電マイクロリレーを従来技術と同様の図11を用いて説明する。本実施形態に係る静電マイクロリレーは、概略は図11に示す構成である。
【0036】
この静電マイクロリレー101では、固定基板102の上面に設けた接続パッド102aの上側に可動基板103が弾性支持され、固定基板102の上面に形成した固定電極102bと、可動基板103の下面に形成した可動電極103aとが対向している。なお、可動基板103と可動電極103aは同一部材からなっていてもよい。
【0037】
そして、可動基板103は中央部に支持部104で支持された可動接点部105を持っており、固定基板102上面にある信号線102c上の対向する部分にある可動基板103は、高周波特性を向上させるため、支持部104及び可動接点部105を除く信号線102cに対向する箇所が切り取られている。
【0038】
そして、前記両電極102b,103a間に電圧を印加して静電引力を発生させ、可動電極103aを固定電極102bに吸引することにより、可動基板103を撓ませて可動接点106を一対の固定接点102dにまたがって閉成するようになっている。可動接点106は支持部104に揺動支持された可動接点部105の下面に予め形成されている。また、一対の固定接点102dは一対の信号線102cの対向する端部に予め形成されている。
【0039】
可動接点106と一対の固定接点102dの接点閉成により、信号は一方の信号線102cを通り固定接点102dから可動接点106に伝達され、さらに可動接点106を経由して他方の固定接点102dから信号線102cへと伝達される。なお、固定電極102dは信号線102cのGNDと兼用されている。
【0040】
上記の実施形態に係る静電マイクロリレー101における、可動接点106と一対の固定接点102dとの接点閉成時の断面は、図11のA−A断面及びB−B断面が閉成して表された図1に示すような構成となっている。
【0041】
図1に示すように、対向する一対の固定接点102dの上面に可動接点106の本体下面の端部が接触し、固定接点102d間の上方に平板状の可動接点106の本体がまたがって橋渡しされている。そして、本発明の特徴として、可動接点106には、本体下面から固定接点102d間へ突出する高周波信号伝送部としての凸部106aが形成されている。すなわち、閉成時に一対の固定接点102d間の領域Sに位置する凸部106aが設けられている。
【0042】
この凸部106aは、側面が一対の固定接点102dの対向する端面と隔てられており、接点閉成時であっても固定接点102dに非接触状態となるようにしている。
【0043】
このため、非接触状態となっている凸部106aと固定接点102dとの間では摩擦が発生せず、接点を開閉する固定接点102dと可動接点106とを接離するアクチュエータ動作が妨げられることはない。
【0044】
ここで、1GHzを超えるような高周波信号は、表皮効果により導体の表面を通る。したがって、上記の静電マイクロリレー101では、1GHzを超えるような高周波信号は、信号線102cの上面、側面及び下面を通り、信号線102cと断面形状が一致している特性インピーダンスが一定の固定接点102dへと向かう。
【0045】
そして、図1に示すように、接点閉成時には、高周波信号は、固定接点102dから可動接点106へ移る際に、固定接点102d間の凸部106aへ向かい凸部106aを通過するので、従来のようにいままで通ってきた信号線102c及び固定接点102dの側面及び下面が突然無くなることがなく、伝送線路の特性インピーダンスのミスマッチングが軽減し、高周波特性が向上する。
【0046】
(評価試験)
上記効果を確認するため、図2に示す静電マイクロリレーを作製し、評価試験を行った。
【0047】
評価試験は、図2に示す静電マイクロリレーで、信号線102cの厚みを2.2μm、凸部106aと対向する固定基板102上のGNDである固定電極102bの厚みを0.5μmに設定し、可動接点106の固定接点102d上に接触した可動接点本体から突出した凸部106aの厚みtを0〜1.7μmの間で変化させて、高周波信号(2GHzの正弦波で、1dBmの信号(1dBm=1mWの電力信号のことで、電圧に換算すると50Ω系の高周波伝送線路の場合0.224V程度に相当))を伝送して行った。
【0048】
ここで、評価は、インサーションロス=10log(Pout(接点通過後の信号線102cでの高周波の出力)/Pin(接点通過前の信号線102cでの高周波の入力))の大きさで判断した。
【0049】
評価試験の結果を図3に示す。図3に示すように、可動接点106の凸部106aの厚みtが厚くなるに従いインサーションロスは−0.3dBから−0.175dB程度へとロスが減少した。
【0050】
なお、ここで用いた高周波であれば、一般的なインサーションロスの仕様は−0.5〜−1.0dBの範囲である。
【0051】
以上のように、第1実施形態の構成とすることで、伝送線路の特性インピーダンスのミスマッチングが軽減し、高周波特性が向上することの効果が確認できた。
【0052】
(凸部の製造方法)
以下に、凸部106aの製造方法を説明する。ここでは、製造方法の異なる2種類の方法を説明する。なお、以下の説明では、製造方法の都合上、凸部106aが下向きとなる実際の使用状態とは逆に凸部106aが上向きに作製されていく。
【0053】
(第1の製造方法A)
図4を用いて第1の製造方法Aを説明する。本製造方法では、可動接点106の本体と同種の材料で凸部106aを製造する方法である。
【0054】
(A1)
まず、可動接点106を有することとなる可動接点部105のSi基板401を用意する(図4(a))。
【0055】
(A2)
Si基板401上に可動接点106となるAu402をスパッタする(図4(b))。
【0056】
(A3)
さらにAu402上に可動接点106の幅だけレジスト403を塗布する(図4(c))。
【0057】
(A4)
レジスト403が塗布されていない領域をエッチングし、レジスト403が塗布されていない領域のAuを取り除く(図4(d))。
【0058】
(A5)
レジスト403を除去し、Auを露出させる(図4(e))。
【0059】
(A6)
露出したAu上に凸部106aの幅だけレジスト404を塗布する(図4(f))。
【0060】
(A7)
レジスト404が塗布されていない領域をエッチングし、レジスト404が塗布されていない領域のAuを所定の可動接点106の本体となる厚みまで取り除く(図4(g))。
【0061】
(A8)
レジスト404を除去し、Auを露出させ、凸部106aを作製した(図4(h))。
【0062】
以上の第1の製造方法Aであると、凸部106aを可動接点106の本体と同材料で作製することができる。
【0063】
例えば、信号線102cと可動接点106とが同材料であると、固定接点102dと凸部106aとで伝送線路の比抵抗を合わせることができ、伝送線路の特性インピーダンスのミスマッチングがより軽減し、高周波特性が向上する効果を発揮できる。
【0064】
(第2の製造方法B)
図5を用いて第2の製造方法Bを説明する。本製造方法では、可動接点106の本体と異なる材料で凸部を製造する方法である。
【0065】
(B1)
まず、可動接点106を有することとなる可動接点部105のSi基板501を用意する(図5(a))。
【0066】
(B2)
Si基板501上に可動接点106の本体となるRu502及び可動接点106の凸部106aとなるAu503を順にスパッタする(図5(b))。
【0067】
(B3)
Au503上に可動接点106の本体の幅だけレジスト504を塗布する(図5(c))。
【0068】
(B4)
レジスト504が塗布されていない領域をエッチングし、レジスト504が塗布されていない領域のAu及びRuを取り除く(図5(d))。
【0069】
(B5)
レジスト504を除去し、Auを露出させる(図5(e))。
【0070】
(B6)
露出したAu上に凸部106aの幅だけレジスト505を塗布する(図5(f))。
【0071】
(B7)
レジスト505が塗布されていない領域をエッチングし、レジスト505が塗布されていない領域のAuを取り除きRuを露出させる(図5(g))。
【0072】
(B8)
レジスト505を除去し、Auを露出させ、凸部106aを作製した(図5(h))。
【0073】
以上の第2の製造方法Bであると、凸部106aを可動接点106の本体と異なる材料で作製することができる。このため、材料の相違により作製プロセスの精度が向上する。
【0074】
また、第1の製造方法Aと同様に、例えば、信号線102cと可動接点106の凸部106aとが同材料であると、固定接点102dと凸部106aとで伝送線路の比抵抗を合わせることができ、伝送線路の特性インピーダンスのミスマッチングがより軽減し、高周波特性が向上する効果を発揮できる。
【0075】
(その他の実施形態)
以下に、本発明の特徴部分である高周波信号伝送部の他の構成について説明する。なお、以下の説明では第1実施形態とは異なる特徴部分だけを説明し、その他の構成は第1実施形態と同様であるので説明を省略する。
【0076】
(第2実施形態)
図6の構成については第1実施形態と同様に可動接点106は高周波信号伝送部として凸部106bを有する構成のものである。また、図6の構成については凸部106bが固定接点102dと接触する構成である。
【0077】
本実施形態では、静電マイクロリレー101における、可動接点106と一対の固定接点102dとの接点閉成時の断面は、図11のA−A断面及びB−B断面が閉成して表された図6に示すような構成となっている。
【0078】
図6に示すように、対向する一対の固定接点102dの上面に可動接点106の本体下面が接触し、固定接点102d間の上方に平板状の可動接点106の本体がまたがって橋渡しされている。そして、本発明の特徴として、可動接点106には、本体下面から固定接点102d間へ突出する高周波信号伝送部としての凸部106bが形成されている。
【0079】
この凸部106bは、側面から頂点へ向かって丸みを帯びている形状であり、その一部が一対の固定接点102dの対向するテーパ状の端面に接触する。
【0080】
なお、固定接点102dのテーパ状の端面は、可動接点106に近づくにつれて一対の固定接点102d間の対向間距離を広げるような形状である。
【0081】
このため、接触状態となっている凸部106bと固定接点102dとの間では高周波信号はさらに通過し易くなり、伝送線路の特性インピーダンスのミスマッチングがより軽減し、高周波特性が向上する。
【0082】
(第3実施形態)
図7の構成については第1実施形態と同様に可動接点106は高周波信号伝送部として凸部106cを有する構成のものである。また、図7の構成については凸部106cが固定接点と接触する構成のものである。
【0083】
本実施形態では、静電マイクロリレー101における、可動接点106と一対の固定接点102dとの接点閉成時の断面は、図11のA−A断面及びB−B断面が閉成して表された図7に示すような構成となっている。
【0084】
図7に示すように、対向する一対の固定接点102dの上面に可動接点106の本体下面が接触し、固定接点102d間の上方に平板状の可動接点106の本体がまたがって橋渡しされている。そして、本発明の特徴として、可動接点106には、本体下面から固定接点102d間へ突出する高周波信号伝送部としての凸部106cが形成されている。
【0085】
この凸部106cは、一対の固定接点102dの対向するテーパ状の端面に接触して組み合うテーパ状の側面を有している。
【0086】
なお、固定接点102dのテーパ状の端面は、可動接点106に近づくにつれて一対の固定接点102d間の対向間距離を広げるような形状である。
【0087】
このため、接触状態となっている凸部106cと固定接点102dとの間では隙間も無く組み合うため、高周波信号は第2実施形態よりもさらに通過し易くなり、伝送線路の特性インピーダンスのミスマッチングがより軽減し、高周波特性が向上する。
【0088】
(第4実施形態)
図8の構成については高周波信号伝送部106dが固定接点102dと接触する構成のものである。
【0089】
本実施形態では、静電マイクロリレー101における、可動接点106と一対の固定接点102dとの接点閉成時の断面は、図11のA−A断面及びB−B断面が閉成して表された図8に示すような構成となっている。
【0090】
図8に示すように、本発明の特徴として、可動接点106の本体下の全体に高周波信号伝送部106dが積層して設けられている。
【0091】
この高周波信号伝送部106dは、一対の固定接点102dの対向するテーパ状の端面に接触して組み合うテーパ状の側面を有している。
【0092】
すなわち、本実施形態では、可動接点106の本体が固定接点102dとは接触せずに、高周波信号伝送部106dが固定接点102dと接触する接点構造となっている。
【0093】
なお、固定接点102dのテーパ状の端面は、可動接点106に近づくにつれて一対の固定接点102d間の対向間距離を広げるような形状である。
【0094】
このため、本実施形態では、可動接点106の本体が固定接点102dとは接触しないが、高周波信号伝送部106dと固定接点102dとの間では隙間も無く組み合うため、DC信号の通過はもちろんのこと、高周波信号はさらに通過し易くなり、伝送線路の特性インピーダンスのミスマッチングがより軽減し、高周波特性が向上する。
【0095】
(種々の装置への適用)
次に、上記実施形態を用いたマイクロリレーを種々の装置に適用した場合について説明する。
【0096】
(計測装置への適用)
上記実施形態のマイクロリレーを計測装置に適用した場合について説明する。
【0097】
このような計測装置として、例えばICテスタや半導体製造装置がある。ICテスタとしては、ICの特性を計測する装置である。
【0098】
ICテスタは、オシロスコープやマルチメータをさらにアレイ化した大型の設備であり、床面積も畳2、3畳ほどになる。
【0099】
ICテスタに使用されるマイクロリレーの数も5000〜10000個と大量になる。
【0100】
また半導体製造装置は、その装置内において計測部への使用が想定されることから、計測装置に分類される。
【0101】
ここで、本発明に係る静電マイクロリレーの一実施形態を用いた計測装置の内部構成について図9を参照して説明する。図9は、本発明に係る静電マイクロリレーの一実施形態を用いた計測装置の内部構成のブロック図である。
【0102】
図9に示される計測装置901は、静電マイクロリレー903が、内部回路902から測定対象物(図示せず)に到る各信号線との途中に接続されており、各静電マイクロリレー903をオンオフすることにより測定対象を切り替えることができる。
【0103】
前述のように、上記実施形態のマイクロリレーにおいては、伝送線路の特性インピーダンスのミスマッチングが軽減し、高周波特性が向上することができる。
【0104】
したがって、上記実施形態のマイクロリレーを計測装置に使用した場合は、これら上記実施形態を用いたマイクロリレーの特性の向上に応じて計測装置自体の特性も向上させることができる。
【0105】
(無線機への適用)
上記実施形態のマイクロリレーを無線機に適用した場合について説明する。
【0106】
このような無線機として、例えば携帯電話やPDAを挙げることができる。
【0107】
前述のように、上記実施形態のマイクロリレーにおいては、伝送線路の特性インピーダンスのミスマッチングが軽減し、高周波特性が向上することができる。
【0108】
したがって、上記実施形態のマイクロリレーを無線機に使用した場合は、これら上記実施形態に用いたマイクロリレーの特性の向上に応じて無線機自体の特性も向上させることができる。
【0109】
ここで、本発明に係る静電マイクロリレーの一実施形態を用いた無線機の内部構成について図10を参照して説明する。図10は、前述の本発明に係る静電マイクロリレーの一実施形態を用いた無線機の内部構成のブロック図である。
【0110】
この無線機1001では、静電マイクロリレー1003が、内部回路1002とアンテナ1004との間に接続されており、静電マイクロリレー1003をオンオフすることによって、内部回路1002がアンテナ1004を通じて送受信可能な状態と、送受信できない状態との切り替えを行える構成である。
【0111】
【発明の効果】
このように本発明によれば、簡単な構造で、安価で簡単に製作できる接点通過時の信号損失が少ない高周波特性に優れた接点構造、接点開閉器、計測装置及び無線機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は第1実施形態に係る静電マイクロリレーの接点構成を示す断面図である。
【図2】図2は第1実施形態の評価試験を行うための静電マイクロリレーの構成を示す図である。
【図3】図3は第1実施形態の評価試験の試験結果を示すグラフである。
【図4】図4は可動接点の製造方法を示す図である。
【図5】図5は可動接点の製造方法を示す図である。
【図6】図6は第2実施形態に係る静電マイクロリレーの接点構成を示す断面図である。
【図7】図7は第3実施形態に係る静電マイクロリレーの接点構成を示す断面図である。
【図8】図8は第4実施形態に係る静電マイクロリレーの接点構成を示す断面図である。
【図9】図9は静電マイクロリレーの一実施形態を用いた計測装置の内部構成のブロック図である。
【図10】図10は静電マイクロリレーの一実施形態を用いた無線機の内部構成のブロック図である。
【図11】図11は静電マイクロリレーを示す斜視図である。
【図12】図12は従来技術の静電マイクロリレーの接点構成を示す断面図である。
【符号の説明】
101 静電マイクロリレー
102 固定基板
102a 接続パッド
102b 固定電極
102c 信号線
102d 固定接点
103 可動基板
103a 可動電極
104 支持部
105 可動接点部
106 可動接点
106a 凸部
106b 凸部
106c 凸部
106d 高周波信号伝送部
901 計測装置
902 内部回路
903 静電マイクロリレー
1001 無線機
1002 内部回路
1003 静電マイクロリレー
1004 アンテナ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a contact structure and a contact switch using the contact structure, and is used, for example, in an IC tester, a measuring device such as a semiconductor manufacturing apparatus, a wireless device such as a mobile phone and a PDA.
[0002]
[Prior art]
As an example of an electrostatic microrelay to which a conventional contact structure is applied, there is a configuration shown in FIG. 11 (published in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-113792).
[0003]
In this electrostatic
[0004]
The
[0005]
Then, a voltage is applied between the
[0006]
By closing the contact between the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the
[0008]
In FIG. 12, the lower surface of the
[0009]
Here, a high-frequency signal exceeding 1 GHz passes through the surface of the conductor due to the skin effect. Therefore, in the above-described electrostatic
[0010]
However, as shown in FIG. 12, when the contact is closed, the high-frequency signal moves toward the space R between the
[0011]
In other words, when the contact is closed, the DC signal passes through the contact portion between the closed fixed
[0012]
The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and the object of the present invention is an excellent structure and a high-frequency characteristic with a simple structure, low signal loss at the time of passing through a contact that can be easily manufactured. To provide a contact structure, a contact switch, a measuring device, and a radio.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the contact structure of the present invention, a fixed substrate, a movable substrate provided to face the fixed substrate, and moved by being sucked by the fixed substrate, and the movable substrate anda movable contact supported in projecting the movable contact a contact structure to separably across the pair of fixed contacts of the fixed substrate, said movable contact point is on the fixed substrate side and has a high-frequency signal transmission unit is a convex portion were the high-frequency signal transmission section, Oite during contact closing, so as to reduce the impedance mismatch between the fixed contact, the gap between the pair of fixed contacts characterized the Turkey be located.
[0014]
According to this, since the high-frequency signal transmission unit is located in the gap between the pair of fixed contacts and the high-frequency signal passes through the high-frequency signal transmission unit, mismatching of the characteristic impedance of the transmission line is reduced and the high-frequency characteristic is improved.
[0015]
It is preferable that the high-frequency signal transmission unit is not in contact with the pair of fixed contacts when the contacts are closed.
[0016]
According to this, it is possible to prevent the operation of the actuator that contacts and separates the fixed contact from the movable contact due to friction caused by the high-frequency signal transmission unit coming into contact with the fixed contact.
[0017]
The high-frequency signal transmission unit preferably contacts the pair of fixed contacts when the contact is closed.
[0018]
According to this, the high-frequency signal becomes easier to pass through the high-frequency signal transmission unit, mismatching of the characteristic impedance of the transmission line is further reduced, and the high-frequency characteristic is improved.
[0021]
The high frequency signal transmission unit, it is preferable to be sandwiched between front Symbol pair of fixed contacts when the contacts are closed.
[0022]
According to this, the high-frequency signal transmission unit can contact the pair of fixed contacts when the contacts are closed.
[0023]
It is preferable that the high-frequency signal transmission unit is made of a material different from that of the main body of the movable contact.
[0024]
According to this, the accuracy of the manufacturing process is improved due to the difference in material.
[0025]
Preferably, the high-frequency signal transmission unit is formed of the same material as the pair of fixed contacts.
[0026]
According to this, the specific resistance of the transmission line can be matched between the fixed contact and the high-frequency signal transmission unit, mismatching of the characteristic impedance of the transmission line is further reduced, and the high-frequency characteristic is improved.
[0027]
In the contact switch of the present invention,
Provided with the above contact structure,
The pair of fixed contacts is electrically opened and closed by bringing the movable contact into and out of contact with the pair of fixed contacts.
[0028]
According to this, electrical opening and closing can be performed satisfactorily. Here, as the contact switch, a contacted microrelay or switch having a movable contact straddling a pair of fixed contacts is shown. For example, examples of the micro relay include an electrostatic micro relay, a piezoelectric micro relay, a thermally driven micro relay, a shape memory alloy micro relay, and a magnetic micro relay depending on the driving method.
[0029]
In the measuring device of the present invention,
The above contact structure is provided.
[0030]
According to this, the micro relay having the above contact structure is used in, for example, a measuring device such as an IC tester or a semiconductor manufacturing device, and can open and close a signal between the measuring object and the measuring device.
[0031]
In the radio of the present invention,
The above contact structure is provided.
[0032]
According to this, the micro relay or the like having the above contact structure is used in, for example, a wireless device such as a mobile phone and a PDA, and can open and close a radio wave signal.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. Absent.
[0034]
In addition, although embodiment demonstrates the example which applied the contact structure of this invention to the electrostatic micro relay, others, for example, a piezoelectric micro relay, a heat drive micro relay, a shape memory alloy micro relay, a magnetic micro relay, a switch, etc. Even if applied to a contact switch with no contact, the same effect is exhibited.
[0035]
(First embodiment)
The electrostatic micro relay according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The electrostatic micro relay according to the present embodiment is schematically configured as shown in FIG.
[0036]
In this electrostatic
[0037]
The
[0038]
Then, a voltage is applied between the
[0039]
By closing the contact between the
[0040]
In the electrostatic
[0041]
As shown in FIG. 1, the end of the lower surface of the
[0042]
The
[0043]
For this reason, friction does not occur between the
[0044]
Here, a high-frequency signal exceeding 1 GHz passes through the surface of the conductor due to the skin effect. Therefore, in the above-described electrostatic
[0045]
As shown in FIG. 1, when the contact is closed, the high-frequency signal passes through the
[0046]
(Evaluation test)
In order to confirm the above effects, the electrostatic microrelay shown in FIG. 2 was produced and evaluated.
[0047]
In the evaluation test, the thickness of the
[0048]
Here, the evaluation was judged by the magnitude of insertion loss = 10 log (Pout (high-frequency output on the
[0049]
The results of the evaluation test are shown in FIG. As shown in FIG. 3, the insertion loss decreased from −0.3 dB to about −0.175 dB as the thickness t of the
[0050]
In the case of the high frequency used here, the general insertion loss specification is in the range of -0.5 to -1.0 dB.
[0051]
As described above, by adopting the configuration of the first embodiment, it was confirmed that the mismatch of the characteristic impedance of the transmission line was reduced and the high frequency characteristics were improved.
[0052]
(Production method of convex part)
Below, the manufacturing method of the
[0053]
(First manufacturing method A)
The first manufacturing method A will be described with reference to FIG. In this manufacturing method, the
[0054]
(A1)
First, the
[0055]
(A2)
[0056]
(A3)
Further, a resist 403 is applied on the
[0057]
(A4)
The region where the resist 403 is not applied is etched to remove Au in the region where the resist 403 is not applied (FIG. 4D).
[0058]
(A5)
The resist 403 is removed to expose Au (FIG. 4E).
[0059]
(A6)
A resist 404 is applied on the exposed Au by the width of the
[0060]
(A7)
The region where the resist 404 is not applied is etched, and the Au in the region where the resist 404 is not applied is removed to a thickness that becomes the main body of the predetermined movable contact 106 (FIG. 4G).
[0061]
(A8)
The resist 404 was removed, Au was exposed, and the
[0062]
With the first manufacturing method A described above, the
[0063]
For example, if the
[0064]
(Second production method B)
The second manufacturing method B will be described with reference to FIG. In this manufacturing method, the convex portion is manufactured using a material different from that of the main body of the
[0065]
(B1)
First, the
[0066]
(B2)
On the
[0067]
(B3)
A resist 504 is applied on the
[0068]
(B4)
The region where the resist 504 is not applied is etched to remove Au and Ru in the region where the resist 504 is not applied (FIG. 5D).
[0069]
(B5)
The resist 504 is removed to expose Au (FIG. 5E).
[0070]
(B6)
A resist 505 is applied on the exposed Au by the width of the
[0071]
(B7)
The region where the resist 505 is not applied is etched, and Au in the region where the resist 505 is not applied is removed to expose Ru (FIG. 5G).
[0072]
(B8)
The resist 505 was removed, Au was exposed, and the
[0073]
In the second manufacturing method B described above, the
[0074]
Similarly to the first manufacturing method A, for example, if the
[0075]
(Other embodiments)
Below, the other structure of the high frequency signal transmission part which is the characterizing part of this invention is demonstrated. In the following description, only the features that are different from the first embodiment will be described, and the other configurations are the same as those of the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
[0076]
(Second Embodiment)
In the configuration of FIG. 6, the
[0077]
In the present embodiment, the cross section of the electrostatic
[0078]
As shown in FIG. 6, the lower surface of the main body of the
[0079]
The
[0080]
The tapered end surface of the fixed
[0081]
For this reason, a high-frequency signal is more likely to pass between the projecting
[0082]
(Third embodiment)
In the configuration of FIG. 7, the
[0083]
In the present embodiment, the cross section of the electrostatic
[0084]
As shown in FIG. 7, the lower surface of the main body of the
[0085]
The
[0086]
The tapered end surface of the fixed
[0087]
For this reason, there is no gap between the projecting
[0088]
(Fourth embodiment)
In the configuration of FIG. 8, the high-frequency
[0089]
In the present embodiment, the cross section of the electrostatic
[0090]
As shown in FIG. 8, as a feature of the present invention, a high-frequency
[0091]
The high-frequency
[0092]
In other words, in the present embodiment, the
[0093]
The tapered end surface of the fixed
[0094]
For this reason, in this embodiment, although the main body of the
[0095]
(Application to various devices)
Next, the case where the micro relay using the said embodiment is applied to various apparatuses is demonstrated.
[0096]
(Application to measuring equipment)
The case where the micro relay of the said embodiment is applied to a measuring device is demonstrated.
[0097]
Examples of such a measuring device include an IC tester and a semiconductor manufacturing device. An IC tester is a device that measures IC characteristics.
[0098]
The IC tester is a large-scale facility in which an oscilloscope and a multimeter are further arrayed, and the floor area is about 2 or 3 tatami mats.
[0099]
The number of micro relays used in the IC tester is also as large as 5,000 to 10,000.
[0100]
In addition, the semiconductor manufacturing apparatus is classified as a measurement apparatus because it is assumed to be used for a measurement unit in the apparatus.
[0101]
Here, an internal configuration of a measuring apparatus using one embodiment of the electrostatic micro relay according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a block diagram of an internal configuration of a measuring apparatus using one embodiment of the electrostatic micro relay according to the present invention.
[0102]
In the
[0103]
As described above, in the microrelay of the above-described embodiment, mismatching of the characteristic impedance of the transmission line can be reduced and the high frequency characteristics can be improved.
[0104]
Therefore, when the microrelay of the above embodiment is used in a measuring device, the characteristics of the measuring device itself can be improved in accordance with the improvement of the characteristics of the microrelay using the above embodiment.
[0105]
(Application to radio)
The case where the micro relay of the said embodiment is applied to a radio | wireless machine is demonstrated.
[0106]
Examples of such a radio device include a mobile phone and a PDA.
[0107]
As described above, in the microrelay of the above-described embodiment, mismatching of the characteristic impedance of the transmission line can be reduced and the high frequency characteristics can be improved.
[0108]
Therefore, when the microrelay of the above embodiment is used for a radio, the characteristics of the radio itself can be improved in accordance with the improvement of the characteristics of the microrelay used in the above embodiment.
[0109]
Here, an internal configuration of a radio using one embodiment of the electrostatic micro relay according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a block diagram of an internal configuration of a radio using one embodiment of the electrostatic microrelay according to the present invention described above.
[0110]
In the
[0111]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a contact structure, a contact switch, a measuring device, and a radio device that have a simple structure, are inexpensive and can be easily manufactured, have low signal loss when passing through the contact, and have excellent high frequency characteristics. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a contact configuration of an electrostatic micro relay according to a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an electrostatic microrelay for performing an evaluation test of the first embodiment.
FIG. 3 is a graph showing test results of the evaluation test of the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a method for manufacturing a movable contact.
FIG. 5 is a diagram showing a method for manufacturing a movable contact.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a contact configuration of an electrostatic micro relay according to a second embodiment.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a contact configuration of an electrostatic micro relay according to a third embodiment.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a contact configuration of an electrostatic micro relay according to a fourth embodiment.
FIG. 9 is a block diagram of an internal configuration of a measuring apparatus using one embodiment of an electrostatic micro relay.
FIG. 10 is a block diagram of an internal configuration of a radio using one embodiment of an electrostatic micro relay.
FIG. 11 is a perspective view showing an electrostatic micro relay.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a contact configuration of a conventional electrostatic micro relay.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記固定基板に対向して設けられ、前記固定基板に吸引されることにより移動する可動基板と、
前記可動基板に支持された可動接点と、
を有し、
前記可動接点を前記固定基板の一対の固定接点にまたがって接離可能とする接点構造であって、
前記可動接点は、前記固定基板側に突出した凸部である高周波信号伝送部を有し、
前記高周波信号伝送部は、接点閉成時において、前記固定接点間のインピーダンスのミスマッチングを軽減するように、前記一対の固定接点間の隙間に位置する
ことを特徴とする接点構造。 A fixed substrate;
A movable substrate that is provided facing the fixed substrate and moves by being sucked by the fixed substrate ;
A movable contact supported by the movable substrate ;
Have
A contact structure that enables the movable contact to be contacted and separated across a pair of fixed contacts of the fixed substrate,
The movable contact point has a high-frequency signal transmission section is a protrusion that protrudes on the fixed substrate,
The high frequency signal transmission unit, Oite during contact closing, so as to reduce the impedance mismatch between the fixed contact, you position in the gap between the pair of fixed contacts
Contact structure, wherein a call.
前記可動接点を前記一対の固定接点に接離することにより、前記一対の固定接点間を電気的に開閉することを特徴とする接点開閉器。The contact structure according to any one of claims 1 to 6 ,
A contact switch that electrically opens and closes the pair of fixed contacts by bringing the movable contact into and out of contact with the pair of fixed contacts.
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