JP4196008B2

JP4196008B2 - Micro relay

Info

Publication number: JP4196008B2
Application number: JP2005133112A
Authority: JP
Inventors: 直樹奥村; 憲輝古本; 健橋本
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2005-04-28
Filing date: 2005-04-28
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2025-04-28
Also published as: JP2006310170A

Description

本発明は、マイクロリレーに関するものである。 The present invention relates to a micro relay.

従来から、静電駆動型のマイクロリレーに比べて駆動力を大きくできるマイクロリレーとして、電磁石装置の電磁力を利用してアーマチュアを駆動し接点を開閉するようにしたマイクロリレーが知られている（例えば、特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a microrelay that can increase the driving force compared to an electrostatically driven microrelay, a microrelay that uses an electromagnetic force of an electromagnet device to drive an armature to open and close a contact is known ( For example, see Patent Document 1).

ここにおいて、上記特許文献１に開示されたマイクロリレーは、厚み方向の一表面側において長手方向の両端部に各一対の固定接点が設けられ且つ２つの電磁石装置が挿入される２つの挿入孔が長手方向に離間して形成された矩形板状のセラミック基板からなるボディと、矩形枠状のフレーム部およびフレーム部の内側に配置されて一対の枢支部を介してフレーム部に揺動自在に支持され各電磁石装置に対向する部位それぞれに永久磁石が設けられたアーマチュアおよびアーマチュアの両端部に固着された可動接点を有するアーマチュアブロックと、ボディの周部とアーマチュアブロックのフレーム部との間に介在する矩形枠状のスペーサとを備えている。なお、上記特許文献１に開示されたマイクロリレーでは、静電駆動型のマイクロリレーに比べて駆動力を大きくできるので、接点圧を大きくできて耐衝撃性および信頼性を高めることができるという利点や、アーマチュアの駆動ストロークを大きくできて接点開成時の可動接点と固定接点との間の距離を大きくすることができて高周波特性（アイソレーション特性）の向上を図れるという利点や、低電圧駆動が可能となるという利点などがある。
特開平５−１１４３４７号公報 Here, the micro relay disclosed in Patent Document 1 has two insertion holes in which a pair of fixed contacts are provided at both ends in the longitudinal direction on one surface side in the thickness direction and two electromagnet devices are inserted. A body composed of a rectangular plate-shaped ceramic substrate that is spaced apart in the longitudinal direction, a rectangular frame-shaped frame portion, and a frame portion that is disposed inside the frame portion and is swingably supported on the frame portion via a pair of pivotal support portions. And an armature block having a permanent contact at each portion facing each electromagnet device, an armature block having a movable contact fixed to both ends of the armature, and a peripheral portion of the body and a frame portion of the armature block. And a rectangular frame spacer. The micro relay disclosed in Patent Document 1 has an advantage that the driving force can be increased as compared with the electrostatic drive type micro relay, so that the contact pressure can be increased and the impact resistance and reliability can be improved. In addition, the armature drive stroke can be increased, the distance between the movable contact and the fixed contact when the contact is opened can be increased, and the high frequency characteristics (isolation characteristics) can be improved. There is an advantage that it becomes possible.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-114347

ところで上記特許文献１に開示されたマイクロリレーでは、固定接点と可動接点との間に粉塵などの異物や接点を汚染する有害ガスなどが侵入し、接触不良などの不具合が発生する虞があった。 By the way, in the micro relay disclosed in Patent Document 1, there is a possibility that foreign matters such as dust or harmful gases that contaminate the contact may enter between the fixed contact and the movable contact, thereby causing problems such as poor contact. .

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、接触信頼性を向上したマイクロリレーを提供することにある。 This invention is made | formed in view of the said reason, The objective is to provide the micro relay which improved contact reliability.

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、コイルへの励磁電流に応じて電磁力を発生する電磁石装置と、電磁石装置を収納する収納部が設けられ且つ厚み方向の一表面側に複数の固定接点が設けられた矩形板状のボディと、ボディの前記一表面側に固着される枠状のフレーム部、及びフレーム部の内側に配置されフレーム部に対して揺動自在に支持されるアーマチュア、電磁石装置の電磁力によってアーマチュアが揺動した際に固定接点と接離する可動接点を有するアーマチュアブロックと、アーマチュアブロックにおけるボディとは反対側で周部がフレーム部に固着されたカバーとを備え、ボディは、四隅の各近傍と長手方向両端部の中央付近において厚み方向に貫通し且つ内周面が導電材料によってめっきされた複数の貫通孔と、長手方向両端部において短手方向に離間して形成された２つの前記貫通孔の間で前記短手方向に並設された各一対の前記固定接点と、ボディの前記一表面側を導電材料によって部分的にめっきすることで形成され且つ前記四隅近傍の各貫通孔を閉塞するとともに貫通孔内周面のめっき層と各固定接点を電気的に接続する各一対の導電部と、固定接点の近傍においてボディの前記一表面側を導電材料によって部分的にめっきすることで前記短手方向に沿った幅細形状に形成され且つ中央の貫通孔を閉塞するとともに貫通孔内周面のめっき層と電気的に接続された接地用導電部とが設けられたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is provided with an electromagnet device that generates an electromagnetic force in response to an exciting current to the coil, and a housing portion that houses the electromagnet device, and is provided on one surface side in the thickness direction. A rectangular plate-like body provided with a plurality of fixed contacts, a frame-like frame portion fixed to the one surface side of the body, and disposed inside the frame portion and supported to be swingable with respect to the frame portion. An armature block having a movable contact that contacts and separates from the fixed contact when the armature swings due to the electromagnetic force of the electromagnet device, and a cover whose periphery is fixed to the frame on the opposite side of the body of the armature block the provided, the body includes a plurality of through-holes and the inner peripheral surface through the thickness direction is plated with a conductive material in the vicinity of the center in each neighborhood and the longitudinal end portions of the four corners, Wherein the fixed contact pairs of juxtaposed said in the short direction between the longitudinal direction both end portions in the widthwise direction apart from the formed two said through holes, a conductive material said one surface side of the body A pair of conductive parts that are formed by partial plating and close each through hole in the vicinity of the four corners and electrically connect the plating layer on the inner peripheral surface of the through hole and each fixed contact, and the vicinity of the fixed contact The one surface side of the body is partially plated with a conductive material to form a narrow shape along the lateral direction and close the central through hole and electrically connect the plated layer on the inner peripheral surface of the through hole And a grounding conductive portion connected to each other.

請求項２の発明は、請求項１の発明において、ボディの前記一表面側が導電材料によって部分的にめっきされることで前記固定接点が導電部と一体に形成されたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the fixed contact is formed integrally with the conductive portion by partially plating the one surface side of the body with a conductive material.

請求項１の発明によれば、ボディに設けられた貫通孔を導電部で閉塞しているため、ボディ、カバー並びにフレーム部で囲まれた空間に、固定接点並びに可動接点をアーマチュアとともに密封状態で収納することができるため、固定接点と可動接点との間に異物などが侵入するのを防ぐことができて接触信頼性が向上できるという効果がある。 According to the first aspect of the present invention, since the through hole provided in the body is closed by the conductive portion, the fixed contact and the movable contact are sealed together with the armature in the space surrounded by the body, the cover, and the frame portion. Since it can be accommodated, there is an effect that foreign matter and the like can be prevented from entering between the fixed contact and the movable contact, and contact reliability can be improved.

請求項２の発明によれば、固定接点から導電部を経て貫通孔内周面のめっき層に至る電路の電気抵抗を減少させることができ、また、めっきの厚みによって固定接点に対する可動接点のオーバートラベル量が容易に調整できるという効果がある。 According to the invention of claim 2, the electric resistance of the electric circuit from the fixed contact through the conductive portion to the plated layer on the inner peripheral surface of the through-hole can be reduced. There is an effect that the travel amount can be easily adjusted.

以下、図１〜図５を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

本実施形態のマイクロリレーは、シリコン基板をマイクロマシニング技術により加工して形成されるアーマチュア３０、アーマチュア３０により変位可能な可動接点３９、可動接点３９と接離する固定接点１４を、ボディ１とカバー４とアーマチュアブロック３で構成される密閉空間に収納し、電磁石装置２の電磁力でアーマチュア３０を駆動するものである。ボディ１は矩形板状のガラス基板からなり、厚み方向の一面側において長手方向の両端部それぞれに各一対の固定接点１４が設けられている。アーマチュアブロック３は、ボディ１の上記一表面側に固着される枠状（矩形枠状）のフレーム部３１と、フレーム部３１の内側に配置されて４本の支持ばね部３２を介してフレーム部３１に揺動自在に支持され、電磁石装置２が発生する電磁力により駆動されるアーマチュア３０と、アーマチュア３０にそれぞれ２本の接圧ばね部３５を介して支持されそれぞれ可動接点３９が設けられた２つの可動接点基台部３４とを有する。また、カバー４は矩形板状のガラス基板からなり、アーマチュアブロック３におけるボディ１とは反対側で周部がフレーム部３１に固着される。 The microrelay of this embodiment includes an armature 30 formed by processing a silicon substrate by a micromachining technique, a movable contact 39 that can be displaced by the armature 30, and a fixed contact 14 that contacts and separates from the movable contact 39. 4 and the armature block 3 are housed in a sealed space, and the armature 30 is driven by the electromagnetic force of the electromagnet device 2. The body 1 is made of a rectangular plate-like glass substrate, and a pair of fixed contacts 14 are provided at both ends in the longitudinal direction on one surface side in the thickness direction. The armature block 3 includes a frame-shaped (rectangular frame-shaped) frame portion 31 that is fixed to the one surface side of the body 1 and a frame portion that is disposed inside the frame portion 31 via four support spring portions 32. The armature 30 is swingably supported by the armature 31 and driven by the electromagnetic force generated by the electromagnet device 2, and the armature 30 is supported by two contact pressure spring portions 35, and the movable contact 39 is provided. And two movable contact bases 34. The cover 4 is made of a rectangular plate-shaped glass substrate, and the peripheral portion is fixed to the frame portion 31 on the side opposite to the body 1 in the armature block 3.

電磁石装置２はヨーク２０に巻回されたコイル２２，２２への励磁電流に応じて磁束を発生するものである。ヨーク２０は、２つのコイル２２，２２が直接巻回される細長の矩形板状のコイル巻回部２０ａと、コイル巻回部２０ａの長手方向の両端部それぞれからアーマチュア３０に近づく向きに延設されコイル２２，２２への励磁電流に応じて互いの先端面が異極に励磁される一対の脚片２０ｂ，２０ｂと、ヨーク２０の両脚片２０ｂ，２０ｂの間でコイル巻回部２０ａの長手方向の中央部に重ねて配置された矩形板状の永久磁石２１と、細長の矩形板状であってヨーク２０のコイル巻回部２０ａにおける永久磁石２１との対向面とは反対側でコイル巻回部２０ａと直交するようにコイル巻回部２０ａに固着されるプリント基板２３とを備えている。なお、ヨーク２０は、電磁軟鉄などの鉄板を曲げ加工あるいは鋳造加工することにより形成されており、両脚片２０ｂ，２０ｂの断面が矩形状に形成されている。 The electromagnet device 2 generates a magnetic flux in accordance with an exciting current applied to the coils 22 and 22 wound around the yoke 20. The yoke 20 extends in the direction of approaching the armature 30 from both ends of the coil winding portion 20a in the longitudinal direction of the elongated rectangular plate and the coil winding portion 20a in which the two coils 22 and 22 are directly wound. The length of the coil winding portion 20a between the pair of leg pieces 20b, 20b and the leg pieces 20b, 20b of the yoke 20 whose opposite end surfaces are excited with different polarities according to the excitation current to the coils 22, 22 is determined. A rectangular plate-shaped permanent magnet 21 arranged in the center of the direction, and an elongated rectangular plate-shaped coil winding on the opposite side of the coil winding portion 20a of the yoke 20 from the surface facing the permanent magnet 21. And a printed circuit board 23 fixed to the coil winding part 20a so as to be orthogonal to the turning part 20a. The yoke 20 is formed by bending or casting an iron plate such as electromagnetic soft iron, and the cross sections of both leg pieces 20b and 20b are formed in a rectangular shape.

永久磁石２１は、コイル巻回部２０ａとの重ね方向（厚み方向）の両面それぞれの磁極面が異極に着磁されており、一方の磁極面がヨーク２０のコイル巻回部２０ａに当接し、他方の磁極面がヨーク２０の両脚片２０ｂ，２０ｂの先端面と同一平面上に位置するように厚み寸法を設定してある。 The permanent magnet 21 is magnetized so that the magnetic pole surfaces of both surfaces in the overlapping direction (thickness direction) with the coil winding portion 20 a are different from each other, and one magnetic pole surface abuts on the coil winding portion 20 a of the yoke 20. The thickness dimension is set so that the other magnetic pole surface is located on the same plane as the tip surfaces of the leg pieces 20b, 20b of the yoke 20.

また、各コイル２２，２２はそれぞれ、永久磁石２１とヨーク２０の脚片２０ｂ，２０ｂとによって長軸方向（つまり、コイル巻回部２０ａの長手方向）への移動が規制される。プリント基板２３は、絶縁基板２３ａの一表面における長手方向の両端部に導電パターン２３ｂが形成されており、各導電パターン２３ｂにおいて円形状に形成された部位が外部接続用電極を構成し、矩形状に形成された部位がコイル接続部を構成している。ここにおいて、コイル接続部には、コイル２２，２２の端末が接続されるが、コイル２２，２２は、外部接続用電極間に電源を接続してコイル２２，２２へ励磁電流を流したときにヨーク２０の両脚片２０ｂ，２０ｂの先端面が互いに異なる磁極となるように接続されている。なお、各導電パターン２３ｂにおける外部接続用電極には、導電性材料（例えば、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，半田など）からなるバンプ２４が適宜固着されるが、バンプ２４を固着する代わりに、ボンディングワイヤをボンディングしてもよい。 Further, the movement of the coils 22 and 22 in the major axis direction (that is, the longitudinal direction of the coil winding portion 20a) is restricted by the permanent magnet 21 and the leg pieces 20b and 20b of the yoke 20, respectively. In the printed circuit board 23, conductive patterns 23b are formed at both ends in the longitudinal direction on one surface of the insulating substrate 23a, and the circularly formed portions of the conductive patterns 23b constitute external connection electrodes, and are rectangular. The site | part formed in comprises the coil connection part. Here, the terminals of the coils 22 and 22 are connected to the coil connecting portion, but the coils 22 and 22 are connected when a power source is connected between the external connection electrodes and an excitation current is passed through the coils 22 and 22. The leg surfaces 20b, 20b of the yoke 20 are connected so that the tip surfaces of the leg pieces 20b are different from each other. A bump 24 made of a conductive material (for example, Au, Ag, Cu, solder, etc.) is appropriately fixed to the external connection electrode in each conductive pattern 23b. Instead of fixing the bump 24, a bonding wire is used. May be bonded.

ボディ１は耐熱ガラスにより形成されており、外周形状が矩形状であって、中央部には厚み方向に貫通し電磁石装置２を収納する収納孔１６が貫設され、四隅の各近傍と長手方向両端部の中央付近には厚み方向に貫通するスルーホール（貫通孔）１０が貫設されている。また、ボディ１の厚み方向の両面であって各スルーホール１０それぞれの周縁にはランド１２が形成されている。ここに、ボディ１の厚み方向において重なるランド１２同士はスルーホール１０の内周面を導電性材料（例えば、Ｃｕ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ａｕ，あるいはこれらの合金など）でめっきしてなるめっき層１０ａにより電気的に接続されている。また、ボディ１の厚み方向の他表面側の各ランド１２にはバンプ１３が適宜固着されており、バンプ１３をランド１２に固着することによって、ボディ１の上記他表面側ではスルーホール１０の開口面がバンプ１３により覆われる。スルーホール１０の開口面は円形状であって、ボディ１の上記一表面には、それぞれスルーホール１０の開口面を閉塞する導電部（導電パターン）１８が設けられている。 The body 1 is made of heat-resistant glass, the outer peripheral shape is rectangular, and a storage hole 16 that penetrates in the thickness direction and stores the electromagnet device 2 penetrates in the center, and the vicinity of each of the four corners and the longitudinal direction A through hole (through hole) 10 penetrating in the thickness direction is provided near the center of both end portions. Further, lands 12 are formed on both sides in the thickness direction of the body 1 and on the periphery of each through hole 10. Here, the lands 12 that overlap in the thickness direction of the body 1 are plated with a conductive material (for example, Cu, Cr, Ti, Pt, Co, Ni, Au, or an alloy thereof) on the inner peripheral surface of the through hole 10. It is electrically connected by the plating layer 10a formed. Further, bumps 13 are appropriately fixed to the lands 12 on the other surface side in the thickness direction of the body 1. By fixing the bumps 13 to the lands 12, the through holes 10 are opened on the other surface side of the body 1. The surface is covered with bumps 13. The opening surface of the through hole 10 is circular, and a conductive portion (conductive pattern) 18 that closes the opening surface of the through hole 10 is provided on the one surface of the body 1.

また、上述の各一対の固定接点１４は、ボディ１の長手方向の両端部においてボディ１の短手方向に離間して形成された２つのスルーホール１０の間で上記短手方向に並設されており、上記短手方向両端のスルーホール１０の周縁に形成されたランド１２と導電パターン１８を介して電気的に接続されている。さらに、ボディ１の長手方向両端部における固定接点１４の近傍には、上記短手方向に沿った幅細形状であって中央のスルーホール１０の周縁に形成されたランド１２と接続された接地用導電パターン１８’が設けられており、中央のスルーホール１０も接地用導電パターン１８’によって閉塞されている。ここで、本実施形態においては、ボディの一表面側を導電材料で部分的にめっきすることで固定接点１４及び導電パターン１８が一体に形成されている。なお、固定接点１４、導電パターン１８，１８’およびランド１２の材料としては、例えば、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｕ，あるいはこれらの合金などの導電性材料を採用すればよく、バンプ１３の材料としては、例えば、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，半田などの導電性材料を採用すればよい。また、上述のスルーホール１０および収納孔１６は、例えば、サンドブラスト法やエッチング法などによって形成すればよい。また、めっき層１０ａの代わりに、蒸着法やスパッタ法などによって導電層となる薄膜を形成してもよい。 Further, each of the pair of fixed contacts 14 described above is arranged in parallel in the short direction between two through-holes 10 that are spaced apart in the short direction of the body 1 at both ends in the longitudinal direction of the body 1. It is electrically connected to the lands 12 formed at the periphery of the through-holes 10 at both ends in the short-side direction via conductive patterns 18. Further, in the vicinity of the fixed contact 14 at both ends in the longitudinal direction of the body 1, the grounding is connected to a land 12 having a narrow shape along the short direction and formed at the periphery of the central through hole 10. A conductive pattern 18 'is provided, and the central through hole 10 is also closed by the grounding conductive pattern 18'. Here, in this embodiment, the fixed contact 14 and the conductive pattern 18 are integrally formed by partially plating one surface side of the body with a conductive material. In addition, as a material of the fixed contact 14, the conductive patterns 18, 18 ', and the land 12, for example, a conductive material such as Cr, Ti, Pt, Co, Cu, Ni, Au, or an alloy thereof may be employed. As the material of the bump 13, for example, a conductive material such as Au, Ag, Cu, or solder may be employed. The through hole 10 and the storage hole 16 described above may be formed by, for example, a sand blast method or an etching method. Moreover, you may form the thin film used as a conductive layer by the vapor deposition method, the sputtering method, etc. instead of the plating layer 10a.

また、収納孔１６の開口面は十字状であって、ボディ１の上記一表面側には、収納孔１６を閉塞するシリコン薄膜からなる蓋体１７が固着されている。すなわち、電磁石装置２は、ヨーク２０の両脚片２０ｂ，２０ｃの各先端面が蓋体１７と対向する形で収納孔１６に挿入される。なお、本実施形態では、収納孔１６の内周面と蓋体１７とで囲まれる空間が電磁石装置２を収納する収納部を構成しており、電磁石装置２は、永久磁石２１がボディ１の厚み寸法内でアーマチュア３０とヨーク２０とにより形成される磁路中に設けられ、プリント基板２３における絶縁基板２３ａの表面がボディ１の上記他表面と略面一となっている。 The opening surface of the storage hole 16 has a cross shape, and a lid 17 made of a silicon thin film that closes the storage hole 16 is fixed to the one surface side of the body 1. That is, the electromagnet device 2 is inserted into the storage hole 16 such that the front end surfaces of both leg pieces 20 b and 20 c of the yoke 20 face the lid body 17. In the present embodiment, the space surrounded by the inner peripheral surface of the storage hole 16 and the lid body 17 constitutes a storage unit that stores the electromagnet device 2, and the electromagnet device 2 includes the permanent magnet 21 of the body 1. Provided in the magnetic path formed by the armature 30 and the yoke 20 within the thickness dimension, the surface of the insulating substrate 23a in the printed circuit board 23 is substantially flush with the other surface of the body 1.

アーマチュアブロック３は、シリコン基板からなる半導体基板を半導体微細加工プロセスにより加工することによって、上述の矩形枠状のフレーム部３１と、上述の４本の支持ばね３２と、フレーム部３１の内側に配置されアーマチュア３０の一部を構成する矩形板状の可動基台部３０ａと、上述の４本の接圧ばね３５と、上述の２つの可動接点基台部３４とを形成してあり、可動基台部３０ａと、可動基台部３０ａにおけるボディ１との対向面に固着された磁性体（例えば、軟鉄、電磁ステンレス、パーマロイなど）からなる矩形板状の磁性体部３０ｂとでアーマチュア３０を構成している。したがって、アーマチュア３０が４本の支持ばね部３２を介してフレーム部３１に揺動自在に支持されている。なお、可動基台部３０ａはフレーム部３１よりも薄肉であり、アーマチュア３０の厚み寸法は、アーマチュアブロック３とボディ１とを固着した状態においてアーマチュア３０の磁性体部３０ｂと蓋体１７との間に所定のギャップが形成されるように設定されている。 The armature block 3 is disposed on the inside of the above-described rectangular frame-shaped frame portion 31, the above-described four support springs 32, and the frame portion 31 by processing a semiconductor substrate made of a silicon substrate by a semiconductor microfabrication process. The movable base portion 30a having a rectangular plate shape constituting a part of the armature 30, the four contact pressure springs 35 and the two movable contact base portions 34 are formed. The armature 30 is composed of a base portion 30a and a rectangular plate-like magnetic body portion 30b made of a magnetic body (for example, soft iron, electromagnetic stainless steel, permalloy, etc.) fixed to the surface of the movable base portion 30a facing the body 1. is doing. Accordingly, the armature 30 is swingably supported by the frame portion 31 via the four support spring portions 32. The movable base portion 30a is thinner than the frame portion 31, and the thickness of the armature 30 is between the magnetic body portion 30b of the armature 30 and the lid body 17 in a state where the armature block 3 and the body 1 are fixed. Is set to form a predetermined gap.

上述の支持ばね部３２は、可動基台部３０ａの短手方向の両側面側で可動基台部３０ａの長手方向に離間して２箇所に形成されている。各支持ばね部３２は、一端部がフレーム部３１に連続一体に連結され他端部が可動基台部３０ａに連続一体に連結されている。なお、各支持ばね部３２は、平面形状において上記一端部と上記他端部との間の部位を同一面内で蛇行した形状に形成することにより長さ寸法を長くしてあり、アーマチュア３０が揺動する際に各支持ばね部３２にかかる応力を分散させることができ、各支持ばね部３２が破損するのを防止することができる。 The above-described support spring portions 32 are formed at two locations on both sides in the short direction of the movable base portion 30a so as to be separated from each other in the longitudinal direction of the movable base portion 30a. Each support spring portion 32 has one end portion connected to the frame portion 31 continuously and integrally, and the other end portion connected to the movable base portion 30a continuously and integrally. In addition, each support spring part 32 is lengthened by forming the site | part between the said one end part and the said other end part in the planar shape in the meandering shape in the same surface, and the armature 30 is made into the shape. It is possible to disperse the stress applied to each support spring portion 32 when swinging, and to prevent each support spring portion 32 from being damaged.

また、可動基台部３０ａは、短手方向の両側縁の中央部から矩形状の突片３６が連続一体に延設され、フレーム部３１の内周面において突片３６に対応する部位からも矩形状の突片３７が連続一体に延設されている。すなわち、可動基台部３０ａから延設された突片３６とフレーム部３１から延設された突片３７とは互いの先端面同士が対向している。ここに、可動基台部３０ａから延設された各突片３６の先端面には凸部３６ａが形成されており、フレーム部３１から延設された各突片３７の先端面には、凸部３６ａが入り込む凹部３７ａが形成されている。したがって、凸部３６ａが凹部３７ａの内周面に当接することでフレーム部３１の厚み方向に直交する面内におけるアーマチュア３０の移動が規制される。なお、アーマチュア３０の同一の側縁側に配設される２つの支持ばね部３２は、突片３６の両側に位置している。 In addition, the movable base portion 30a has a rectangular protruding piece 36 extending continuously and integrally from the center of both side edges in the lateral direction, and also from a portion corresponding to the protruding piece 36 on the inner peripheral surface of the frame portion 31. A rectangular projecting piece 37 is continuously extended. In other words, the projecting piece 36 extending from the movable base portion 30a and the projecting piece 37 extending from the frame portion 31 are opposed to each other at their front end surfaces. Here, a convex portion 36a is formed on the tip surface of each protruding piece 36 extending from the movable base portion 30a, and the protruding surface of each protruding piece 37 extended from the frame portion 31 is convex. A recess 37a into which the portion 36a enters is formed. Therefore, the movement of the armature 30 in the plane orthogonal to the thickness direction of the frame portion 31 is restricted by the convex portion 36a contacting the inner peripheral surface of the concave portion 37a. The two support spring portions 32 disposed on the same side edge side of the armature 30 are located on both sides of the projecting piece 36.

また各突片３６におけるボディ１との対向面には支点突起４０がそれぞれ突設されており、これら一対の支点突起４０を設けることでアーマチュア３０の揺動動作をより安定させることができる。なお、ボディ１に当接する支点突起４０の先端部には、摩耗や割れあるいは欠けなどを低減するために、金属薄膜からなる保護膜４１が形成されている。 Further, fulcrum protrusions 40 are respectively provided on the surfaces of the protrusions 36 facing the body 1, and by providing the pair of fulcrum protrusions 40, the swinging motion of the armature 30 can be further stabilized. A protective film 41 made of a metal thin film is formed at the tip of the fulcrum protrusion 40 that contacts the body 1 in order to reduce wear, cracks, or chipping.

また、アーマチュアブロック３は、アーマチュア３０の長手方向においてアーマチュア３０の両端部とフレーム部３１との間にそれぞれ可動接点基台部３４が配置されており、各可動接点基台部３４におけるボディ１との対向面に導電性材料からなる可動接点３９が固着されている。ここに、可動接点基台部３４は上述の２本の接圧ばね部３５を介して可動基台部３０ａに支持されている。なお、可動基台部３０ａは上述のように矩形板状に形成されており、磁性体部３０ｂの変位量を制限するストッパ部３３が四隅それぞれから連続一体に延設されており、接圧ばね部３５の平面形状は、ストッパ部３３の外周縁の３辺に沿ったコ字状に形成されている。このストッパ部３３は、ボディ１の上記一表面と接触することにより磁性体部３０ｂの変位量を制限する。なお、アーマチュアブロック３は、上述の説明から分かるように、フレーム部３１、可動基台部３０ａ、支持ばね部３２、可動接点保持部３４、接圧ばね部３５が上述の半導体基板の一部により構成されている。 The armature block 3 has movable contact base portions 34 disposed between both end portions of the armature 30 and the frame portion 31 in the longitudinal direction of the armature 30, and the armature block 3 and the body 1 in each movable contact base portion 34. A movable contact 39 made of a conductive material is fixed to the opposite surface. Here, the movable contact base portion 34 is supported by the movable base portion 30a via the two contact pressure spring portions 35 described above. The movable base portion 30a is formed in a rectangular plate shape as described above, and the stopper portions 33 that limit the displacement amount of the magnetic body portion 30b are continuously extended from the four corners, and the contact pressure spring. The planar shape of the portion 35 is formed in a U shape along three sides of the outer peripheral edge of the stopper portion 33. The stopper portion 33 limits the amount of displacement of the magnetic body portion 30 b by contacting the one surface of the body 1. As can be seen from the above description, the armature block 3 includes the frame portion 31, the movable base portion 30a, the support spring portion 32, the movable contact holding portion 34, and the contact pressure spring portion 35, which are part of the semiconductor substrate described above. It is configured.

カバー４は耐熱ガラスにより構成されており、アーマチュアブロック３との対向面にアーマチュア３０の揺動空間を確保する凹所(図示せず)が形成されている。 The cover 4 is made of heat-resistant glass, and a recess (not shown) that secures a swinging space for the armature 30 is formed on the surface facing the armature block 3.

次に、本実施形態のマイクロリレーの製造方法について簡単に説明する。 Next, a method for manufacturing the micro relay of this embodiment will be briefly described.

本実施形態のマイクロリレーの製造にあたっては、半導体基板たるシリコン基板をリソグラフィ技術、エッチング技術などの半導体微細加工プロセス（マイクロマシンニング技術）により加工してフレーム部３１、支持ばね部３２、接圧ばね部３５、可動接点基台部３４、アーマチュア３０の一部を構成する可動基台部３０ａを形成した後で可動基台部３０ａにおいてボディ１側となる一面に磁性体からなる磁性体部３０ｂを固着し且つ可動接点基台部３４に可動接点３９を固着することでアーマチュアブロック３を形成するアーマチュアブロック形成工程と、アーマチュアブロック形成工程にて形成したアーマチュアブロック３とボディ１およびカバー４を陽極接合により固着することでボディ１とカバー４とアーマチュアブロック３のフレーム部３１とで囲まれる空間を密封する密封工程と、密封工程の後でボディ１の収納部に電磁石装置２を収納してボディ１に固定する電磁石装置配設工程とを備えている。 In manufacturing the microrelay of this embodiment, a silicon substrate as a semiconductor substrate is processed by a semiconductor micromachining process (micromachining technology) such as a lithography technique and an etching technique to form a frame portion 31, a support spring portion 32, and a contact pressure spring portion. 35, after forming the movable contact base 34 and the movable base 30a constituting a part of the armature 30, the magnetic base 30b made of a magnetic material is fixed to one surface of the movable base 30a on the body 1 side. In addition, the armature block forming process for forming the armature block 3 by fixing the movable contact 39 to the movable contact base 34, and the armature block 3 formed in the armature block forming process, the body 1 and the cover 4 by anodic bonding. The body 1, the cover 4, and the armature block 3 A sealing step of sealing the space surrounded by the over arm portion 31, after the sealing process by accommodating the electromagnetic device 2 to the storage portion of the body 1 at and a magnet device arranged step of fixing to the body 1.

ここにおいて、ボディ１の形成にあたっては、ボディ１となるガラス基板において収納部に対応する部位に厚み方向に貫通する収納孔１６を形成するとともにガラス基板の四隅近傍並びに長手方向両端部の中央に厚み方向に貫通するスルーホール１０を形成した後、ボディ１の一表面側に導電材料を部分的にめっきすることでランド１２、固定接点１４、導電パターン１８，１８’、めっき層１０ａを一体に形成してから、上記ガラス基板において固定接点１４を設けた側の表面に収納孔１６を覆う薄膜（例えば、シリコン薄膜、ガラス薄膜など）を固着し、当該薄膜をパターニングすることによって収納孔１６の開口面を閉塞する蓋体１７を形成すればよい。なお、収納孔１６はエッチング法やサンドブラスト法などにより形成すればよい。 Here, in forming the body 1, the storage hole 16 penetrating in the thickness direction is formed in a portion corresponding to the storage portion in the glass substrate to be the body 1, and the thickness is formed in the vicinity of the four corners of the glass substrate and in the center of both longitudinal ends. After forming the through hole 10 penetrating in the direction, the land 12, the fixed contact 14, the conductive patterns 18, 18 ′, and the plating layer 10 a are integrally formed by partially plating a conductive material on one surface side of the body 1. Then, a thin film (for example, a silicon thin film, a glass thin film, etc.) covering the storage hole 16 is fixed to the surface of the glass substrate on the side where the fixed contact 14 is provided, and the thin film is patterned to open the storage hole 16. What is necessary is just to form the cover body 17 which obstruct | occludes a surface. The storage hole 16 may be formed by an etching method or a sand blast method.

また、カバー４の形成にあたっては、カバー４となるガラス基板においてエッチング法やサンドブラスト法などにより凹所を形成すればよい。そして、アーマチュアブロック３のフレーム部３１にボディ１及びカバー４を陽極接合することでボディ１とカバー４とフレーム部３１とで構成される空間を密閉すれば、本実施形態のマイクロリレーが完成する。 In forming the cover 4, a recess may be formed in the glass substrate to be the cover 4 by an etching method or a sand blast method. And if the space comprised by the body 1, the cover 4, and the frame part 31 is sealed by anodically bonding the body 1 and the cover 4 to the frame part 31 of the armature block 3, the micro relay of this embodiment is completed. .

以下、本実施形態のマイクロリレーの動作について説明する。 Hereinafter, the operation of the micro relay of this embodiment will be described.

本実施形態のマイクロリレーでは、コイル２２，２２への通電が行われると、磁化の向きに応じて磁性体部３０ｂの長手方向の一端部がヨーク２０の一方の脚片２０ｂに吸引されてアーマチュア３０が揺動しアーマチュア３０の一端側の可動接点基台部３４に固着された可動接点３９が対向する一対の固定接点１４，１４に所定の接点圧で接触する。この状態で通電を停止しても、永久磁石２１の発生する磁束により、吸引力が維持され、そのままの状態が保持される。 In the micro relay of this embodiment, when the coils 22 are energized, one end in the longitudinal direction of the magnetic body portion 30b is attracted to one leg piece 20b of the yoke 20 according to the direction of magnetization, and the armature The movable contact 39 fixed to the movable contact base 34 at one end of the armature 30 contacts the pair of fixed contacts 14 and 14 facing each other with a predetermined contact pressure. Even if energization is stopped in this state, the attractive force is maintained by the magnetic flux generated by the permanent magnet 21, and the state is maintained as it is.

また、コイル２２，２２への通電方向を逆向きにすると、アーマチュア３０の磁性体部３０ｂがヨーク２０の他方の脚片２０ｂに吸引されてアーマチュア３０が揺動しアーマチュア３０の他端側の可動接点基台部３４に保持された可動接点３９が対向する一対の固定接点１４，１４に所定の接点圧で接触する。この状態で通電を停止しても、永久磁石２１の発生する磁束により、吸引力が維持され、そのままの状態が保持される。 Further, when the energization direction to the coils 22 and 22 is reversed, the magnetic body portion 30b of the armature 30 is attracted to the other leg piece 20b of the yoke 20, and the armature 30 swings to move the other end side of the armature 30. The movable contact 39 held by the contact base 34 contacts the pair of fixed contacts 14 and 14 facing each other with a predetermined contact pressure. Even if energization is stopped in this state, the attractive force is maintained by the magnetic flux generated by the permanent magnet 21, and the state is maintained as it is.

以上説明したように本実施形態では、複数のスルーホール１０が導電パターン１８，１８’によって閉塞されるとともに収納孔１６が蓋体１７によって閉塞されたボディ１と、カバー４と、ボディ１とカバー４との間に介在するフレーム部３１とで構成される気密空間内に、アーマチュア３０、可動接点３９、固定接点１４を収納しているため、固定接点１４と可動接点３９との間に異物などが侵入したり、あるいは接点１４，３９を汚染する虞のある有害ガスが混入するのを防ぐことができて接触信頼性の向上が図れるものである。なお、ボディ１とカバー４とフレーム部３１で構成される気密空間内に不活性ガスを充填しておけば、接点１４，３９の接触信頼性がさらに向上できる。 As described above, in the present embodiment, the body 1 in which the plurality of through holes 10 are closed by the conductive patterns 18 and 18 ′ and the storage hole 16 is closed by the lid 17, the cover 4, the body 1, and the cover Since the armature 30, the movable contact 39, and the fixed contact 14 are housed in an airtight space formed by the frame part 31 interposed between the fixed contact 14 and the movable contact 39. Can be prevented from entering or harmful gases which may contaminate the contacts 14 and 39 can be prevented, and contact reliability can be improved. In addition, if the inert gas is filled in the airtight space formed by the body 1, the cover 4, and the frame portion 31, the contact reliability of the contacts 14, 39 can be further improved.

また本実施形態では、ボディ１の一表面側に導電材料をめっきすることで固定接点１４が導電パターン１８と一体に形成されているため、固定接点１４から導電パターン１８を経てスルーホール１０内周面のめっき層１０ａに至る電路の電気抵抗を減少させることができる。さらに、めっきの厚みによって固定接点１４の高さ寸法が調整できるから、固定接点１４に対する可動接点３９のオーバートラベル量が容易に調整できるという利点もある。 In the present embodiment, since the fixed contact 14 is formed integrally with the conductive pattern 18 by plating a conductive material on one surface side of the body 1, the inner periphery of the through hole 10 passes through the conductive pattern 18 from the fixed contact 14. The electric resistance of the electric circuit reaching the plating layer 10a on the surface can be reduced. Furthermore, since the height dimension of the fixed contact 14 can be adjusted by the thickness of the plating, there is an advantage that the amount of overtravel of the movable contact 39 relative to the fixed contact 14 can be easily adjusted.

本発明の実施形態を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows embodiment of this invention. 同上におけるボディを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ’線断面矢視図である。The body in the above is shown, (a) is a front view, (b) is a cross-sectional view taken along the line X-X 'in FIG. 同上の背面斜視図である。It is a back perspective view same as the above. （ａ）は同上におけるアーマチュアブロックの正面図、（ｂ）は同上におけるアーマチュアブロックの背面図である。(A) is a front view of the armature block in the above, and (b) is a rear view of the armature block in the above. 同上におけるアーマチュアブロックの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the armature block in the same as the above.

Explanation of symbols

１ボディ
２電磁石装置
３アーマチュアブロック
４カバー
１０スルーホール（貫通孔）
１４固定接点
１７蓋体
１８，１８’ 導電パターン（導電部）
３０アーマチュア
３１フレーム部
３２支持ばね部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Body 2 Electromagnet device 3 Armature block 4 Cover 10 Through hole (through hole)
14 Fixed contact 17 Lid 18, 18 ′ Conductive pattern (conductive part)
30 Armature 31 Frame 32 Support spring

Claims

An electromagnet device that generates an electromagnetic force in response to an excitation current to the coil, a rectangular plate-like body that is provided with a housing portion that houses the electromagnet device and has a plurality of fixed contacts on one surface side in the thickness direction; A frame-like frame portion fixed to the one surface side of the body, an armature disposed inside the frame portion and supported to be swingable with respect to the frame portion, and when the armature swings due to the electromagnetic force of the electromagnet device An armature block having a movable contact that contacts and separates from the fixed contact, and a cover whose peripheral portion is fixed to the frame portion on the opposite side of the body in the armature block,
The body has a plurality of through-holes penetrating in the thickness direction in the vicinity of the four corners and in the vicinity of the center of both ends in the longitudinal direction and the inner peripheral surface being plated with a conductive material, and separated in the lateral direction at both ends in the longitudinal direction. Each of the four corners is formed by partially plating the pair of fixed contacts arranged in the short direction between the two formed through holes and the one surface side of the body with a conductive material. A pair of conductive portions for closing each through hole in the vicinity and electrically connecting the plating layer on the inner peripheral surface of the through hole and each fixed contact, and the one surface side of the body in the vicinity of the fixed contact made of a conductive material And a conductive portion for grounding that is formed in a narrow shape along the lateral direction by plating and closes the central through hole and is electrically connected to the plating layer on the inner peripheral surface of the through hole Characterized by Micro-relay that.

2. The micro relay according to claim 1, wherein the fixed contact is formed integrally with the conductive portion by partially plating the one surface side of the body with a conductive material.