JPH07245034A - Contact structure of switch and contact structure of switch matrix - Google Patents
Contact structure of switch and contact structure of switch matrixInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、スイッチマトリック
ス,マルチプレクサ,クロスポイントスイッチ等に好適
に使用できるスイッチの接点構造に関し、具体的には、
確実なオン/オフを行うことができ、高速信号にも対応
でき、また実装密度が極めて高く、直流的にも交流的に
も優れた電気的性能を持ち、さらに製造コストが低廉な
上記接点構造およびスイッチマトリックスの接点構造に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switch contact structure suitable for use in a switch matrix, a multiplexer, a crosspoint switch, etc.
The contact structure that can be reliably turned on / off, can handle high-speed signals, has extremely high mounting density, has excellent electrical performance in terms of both direct current and alternating current, and has a low manufacturing cost. And a contact structure of a switch matrix.
【0002】[0002]
【技術背景】一般に、1つの信号線路の接続や切り離し
を電気的な制御により行う場合、いわゆるメカリレーや
リードリレーが使用される。また、これらのリレーは、
複数の信号線路の接続や切り換えを行う、マルチプレク
サやスイッチマトリックスにも使用される。BACKGROUND OF THE INVENTION Generally, a so-called mechanical relay or reed relay is used when one signal line is connected or disconnected by electrical control. Also, these relays
It is also used in multiplexers and switch matrices that connect and switch multiple signal lines.
【0003】メカリレーは、接極子を電磁石で駆動する
ことにより、接点の開閉を行うもので、伝送損失が少な
く(5GHz以上のものもある)、また定格電流が大き
く(数十A以上のものもある)、しかも熱起電力が殆ど
発生しないと言った利点を有している。しかし、このリ
レーは形状が大きいため、狭領域での実装や、マルチプ
レクサ,スイッチマトリックス等における高密度の実装
には適さないと言った問題がある。The mechanical relay opens and closes contacts by driving an armature with an electromagnet, has a small transmission loss (some of which is 5 GHz or more), and has a large rated current (some of which has several tens of amps or more). However, there is an advantage that almost no thermoelectromotive force is generated. However, since this relay has a large shape, it has a problem that it is not suitable for mounting in a narrow area or for high-density mounting in a multiplexer, a switch matrix or the like.
【0004】リードリレーは、リード(舌)状の金属片
をガラス管に封止し、管の外側で電磁界を制御して、リ
ードを駆動するものであり、メカリレーと比較して耐久
性には優れている。しかし、リードが磁性体なので高周
波では表皮効果による損失が大きい。また、接点部分の
静電容量が大きい。これを小さくするために、接点部分
のギャップを小さくするすることも行われるが、あまり
小さくするとアイソレーションを取ることができなくな
る。また、異種金属接合による熱起電力によりDC的な
誤差(電圧,電流誤差)が発生する。リードリレーは形
状が上記メカリレーほどではないが、その構造上、スイ
ッチ部分におよそ7mm程度の長さが必要とされる。こ
のため、マルチプレクサ,スイッチマトリックス等にお
いて高密度の実装を行う場合に限界がある。特に、IC
テスターやDCパラメトリックテスターにおいて、リー
ドリレーを高密度で実装したい場合には、その配置やパ
ス構成を最適化して上記不都合を多少なりとも緩和して
いるのが現状である。The reed relay encloses a reed (tongue) -shaped metal piece in a glass tube and controls the electromagnetic field outside the tube to drive the reed. The reed relay is more durable than a mechanical relay. Is excellent. However, since the leads are magnetic, the loss due to the skin effect is large at high frequencies. Moreover, the capacitance of the contact portion is large. In order to reduce this, the gap at the contact portion may be reduced, but if it is too small, isolation cannot be obtained. Further, a DC error (voltage, current error) occurs due to the thermoelectromotive force due to the dissimilar metal joint. Although the shape of the reed relay is not as large as that of the above mechanical relay, the switch portion needs to have a length of about 7 mm due to its structure. Therefore, there is a limit in implementing high-density mounting in a multiplexer, a switch matrix, or the like. Especially IC
In a tester or a DC parametric tester, when it is desired to mount the reed relays at a high density, the layout and path configuration are optimized to alleviate the above inconvenience to some extent.
【0005】通常のスイッチやスイッチマトリックス,
マルチプレクサ等には、半導体スイッチが用いられるこ
とも多いが、半導体スイッチはメカリレーやリードリレ
ーに比較してオン抵抗が大きく、温度変化に対してスイ
ッチの諸特性が不安定である。A conventional switch or switch matrix,
Although a semiconductor switch is often used for a multiplexer or the like, the semiconductor switch has a larger on-resistance than a mechanical relay or a reed relay, and various characteristics of the switch are unstable with respect to temperature changes.
【0006】このため、ICテスターやDCパラメトリ
ックテスターでは、信頼性,スループット,試験性能等
を重視する必要があることから、半導体スイッチを用い
ることはできず、もっぱらメカリレーやリードリレーが
用いられている。なお、ICテスター等においては、リ
ードリレーをドライスイッチングでオン/オフする方式
で信頼性を高めている。特にフロントエンドの被測定対
象とのインターフェース部分では、信頼性やスループッ
トに厳密な精度が要求され、かつ高い実装密度が要求さ
れるため、リードリレーが使用されている。Therefore, in the IC tester and the DC parametric tester, since it is necessary to place importance on reliability, throughput, test performance, etc., the semiconductor switch cannot be used, and a mechanical relay or a reed relay is exclusively used. . Incidentally, in the IC tester and the like, reliability is enhanced by a method of turning on / off the reed relay by dry switching. In particular, the reed relay is used in the interface portion of the front end with the object to be measured, because strict accuracy is required for reliability and throughput and high packaging density is required.
【0007】また、特に高周波を扱うマルチプレクサ,
スイッチマトリックス,クロスポイントスイッチ等をリ
レーにより構成する場合、各リレー間はパターンやケー
ブルで接続される。しかし、この接続手段による場合に
は、電気的接点とリレーとの接続点とが離れてしまうた
め、オフのスイッチがスタブとなり、インピーダンス整
合が崩れ、周波数特性も劣化すると言った問題が生ず
る。このような事情から、リードリレーでは、接点抵抗
や表皮効果の影響等を考慮して、実際には1:4のマル
チプレクサで200〜300MHz程度が実用域である
とされている。In addition, a multiplexer for handling high frequencies,
When the switch matrix, crosspoint switch, etc. are configured by relays, patterns and cables are connected between the relays. However, in the case of using this connecting means, since the connection point between the electrical contact and the relay is separated, the off switch becomes a stub, impedance matching is broken, and the frequency characteristic is deteriorated. Under these circumstances, in the reed relay, it is considered that the practical range is about 200 to 300 MHz for a 1: 4 multiplexer in consideration of the contact resistance and the effect of the skin effect.
【0008】[0008]
【発明の目的】本発明は上記のような問題を解決するた
めに提案されたものであって、その1つの目的は、確実
なオン/オフを行うことができる信頼性の高いスイッチ
およびスイッチマトリックスの接点構造を提供すること
にある。また、他の目的は実装密度が従来に比較して極
めて高いスイッチの接点構造を提供することにある。さ
らに他の目的は、直流的にも交流的にも優れた電気的性
能を持つスイッチおよびスイッチマトリックスの接点構
造を提供することにある。加えて、高速信号にも対応で
き、しかも製造コストが低廉なスイッチおよびスイッチ
マトリックスの接点構造を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to solve the above problems, and one of its objects is to provide a reliable switch and switch matrix capable of performing reliable on / off. It is to provide the contact structure of. Another object of the present invention is to provide a contact structure for a switch, which has a packaging density extremely higher than that of a conventional one. Still another object is to provide a contact structure of a switch and a switch matrix, which has excellent electrical performance both in terms of direct current and alternating current. In addition, it is another object of the present invention to provide a switch and a contact structure of a switch matrix that can handle high-speed signals and have a low manufacturing cost.
【0009】[0009]
【発明の概要】本発明のスイッチの接点構造は、信号線
路をなす導体パターンを備えた第1の誘電体層上に形成
した静止接点端子と、第2の誘電体層上に形成され、前
記静止接点端子と対向する可動接点端子と、前記可動接
点端子を前記静止接点端子側に移動させて、両接点端子
を短絡させる駆動機構と、前記可動接点端子を前記静止
接点端子側に移動させて、両端子を短絡させる駆動機構
と、からなることを特徴とし、また第1の誘電体層上に
形成した静止接点端子と、信号線路をなす導体パターン
を備えた第2の誘電体層上に形成され、前記静止接点端
子と対向する可動接点端子と、前記可動接点端子を前記
静止接点端子側に移動させて、両接点端子を短絡させる
駆動機構と、前記可動接点端子を前記静止接点端子側に
移動させて、両端子を短絡させる駆動機構と、からなる
ことを特徴とする。すなわち、本発明では、第1の誘電
体層上または第2の誘電体層上の少なくとも一方に、可
動接点端子が駆動されることで短絡する信号線路が形成
されていればよい(なお、第1および第2の誘電体層の
双方に信号線路が形成されていてもよいことはもちろん
である)。SUMMARY OF THE INVENTION A contact structure of a switch according to the present invention comprises a static contact terminal formed on a first dielectric layer having a conductor pattern forming a signal line, and a second contact formed on a second dielectric layer. A movable contact terminal facing the stationary contact terminal, a drive mechanism for moving the movable contact terminal to the stationary contact terminal side to short-circuit both contact terminals, and a movable mechanism for moving the movable contact terminal to the stationary contact terminal side. , A drive mechanism for short-circuiting both terminals, and a stationary contact terminal formed on the first dielectric layer and a second dielectric layer provided with a conductor pattern forming a signal line. A movable contact terminal formed to face the stationary contact terminal, a drive mechanism for moving the movable contact terminal to the stationary contact terminal side to short-circuit both contact terminals, and the movable contact terminal to the stationary contact terminal side. Move to both ends A drive mechanism for short-circuiting, it is characterized in comprising a. That is, in the present invention, a signal line that is short-circuited when the movable contact terminal is driven may be formed on at least one of the first dielectric layer and the second dielectric layer (note that the signal line is short-circuited). Of course, the signal line may be formed on both the first and second dielectric layers).
【0010】本発明では、可動接点端子は、第2の誘電
体層を介して駆動機構に取り付けられる。駆動機構とし
て、可動接点端子を静止接点端子に対して押圧させ、上
記静止接点端子を短絡させることができるものであれ
ば、どのような手段をも採用することができる。もちろ
ん、制御信号に応じて上記可動接点端子は静止接点端子
から離れ、上記静止接点端子と可動接点端子との短絡を
解除することができる。このような、短絡,短絡解除を
行うための手段として、電磁式の駆動機構(たとえば、
ソレノイドコイルの軸部に永久磁石からなるピストンを
設け、該ピストンを軸に沿って摺動させるもの)を使用
することができる。In the present invention, the movable contact terminal is attached to the drive mechanism via the second dielectric layer. As the drive mechanism, any means can be adopted as long as it can press the movable contact terminal against the stationary contact terminal and short-circuit the stationary contact terminal. Of course, the movable contact terminal can be separated from the stationary contact terminal in response to the control signal, and the short circuit between the stationary contact terminal and the movable contact terminal can be released. As a means for performing such a short circuit and a short circuit release, an electromagnetic drive mechanism (for example,
It is possible to use a piston provided with a permanent magnet on the shaft portion of the solenoid coil and sliding the piston along the shaft.
【0011】この種の電磁式駆動機構は、現在知られて
いる膜技術およびパターン加工技術により、極めて微小
(長さ,幅,厚さが、それぞれ0.5mm,0.5m
m,数mm程度)のものを作ることができる。なお、こ
の駆動機構は大きさが極めて小さいので消費電力を1/
10W程度以下とするが可能である。This type of electromagnetic drive mechanism is extremely fine (length, width, and thickness are 0.5 mm and 0.5 m, respectively) by the film technology and pattern processing technology that are currently known.
m, about several mm) can be made. The size of this drive mechanism is extremely small, so power consumption is 1 /
It can be about 10 W or less.
【0012】また、本発明の接点構造は、可動接点端子
を微小な微小導体突起が表面に複数形成された導体パタ
ーンにより構成することもできる。この微小導体突起に
より、可動接点端子と静止接点端子との多点接触が確実
に行われ、信頼性の高いオン/オフが実現される。な
お、微小導体突起の形状は、半球状,キノコ形状等の種
々の形状が採用される。Further, in the contact structure of the present invention, the movable contact terminal can be constituted by a conductor pattern having a plurality of minute fine conductor projections formed on its surface. These minute conductor protrusions ensure reliable multipoint contact between the movable contact terminal and the stationary contact terminal, and realize highly reliable on / off. Various shapes such as a hemispherical shape and a mushroom shape are adopted as the shapes of the fine conductor protrusions.
【0013】この微小導体突起の径は、大きすぎると個
数が確保されず多点接触の効果が十分に発揮できない
し、小さすぎると製造コストがかかる等の問題がある。
このため、好ましくは5〜500μm、より好ましくは
10〜100μmとされる。また、密度は、高すぎると
多点接触の効果が頭打ちとなるし、低すぎると多点接触
の効果が発揮でない。このため、該密度はピッチに換算
すると好ましくは最小で15μmピッチ程度とされる。
最大のピッチは被接触導体の大きさにより適宜決定され
る。If the diameter of the fine conductor projections is too large, the number cannot be secured and the effect of multipoint contact cannot be sufficiently exhibited, and if it is too small, there is a problem that the manufacturing cost increases.
Therefore, the thickness is preferably 5 to 500 μm, more preferably 10 to 100 μm. Further, if the density is too high, the effect of multipoint contact reaches a ceiling, and if it is too low, the effect of multipoint contact is not exhibited. Therefore, the density is preferably about 15 μm pitch at minimum when converted to pitch.
The maximum pitch is appropriately determined according to the size of the contacted conductor.
【0014】また、平面形成した静止接点端子に、曲面
(半円柱状,半楕円柱状,半球状,半楕円球状等)形成
した可動接点端子を接触させることで、前記微小導体突
起による静止接点端子に対する引っ掻き(スクラッチ)
効果を生じさせることもでき、両端子の接触がより信頼
性の高いものとなる。特に、第2の誘電体層を弾性が高
いPTFE等の素材により構成した場合には、上記スク
ラッチがより効率良く行われる。また、第2の誘電体層
の導体パターンが形成された面の反対側に弾性体を設け
ることができる。Further, the stationary contact terminal formed by the fine conductor projection is brought into contact with the movable contact terminal formed by the curved surface (semi-cylindrical shape, semi-elliptic shape, hemispherical shape, semi-elliptical shape, etc.) to the static contact terminal formed by the plane. Scratch against
The effect can also be produced, and the contact between both terminals becomes more reliable. In particular, when the second dielectric layer is made of a material such as PTFE having high elasticity, the scratching is performed more efficiently. Further, an elastic body can be provided on the opposite side of the surface of the second dielectric layer on which the conductor pattern is formed.
【0015】上記スクラッチ効果は、微小導体突起をキ
ノコ形状や柱形状として、微小導体突起の先端が接触面
と平行な方向に弾性変形できるようにすることで、また
スイッチのオン時に、可動接点端子と静止接触端子との
接触面の圧力が接触面全域にわたり均一ではないように
構成することで、さらに高められる。The scratch effect is obtained by making the fine conductor protrusions mushroom-shaped or columnar so that the tips of the fine conductor protrusions can be elastically deformed in a direction parallel to the contact surface, and when the switch is turned on, the movable contact terminal is provided. The pressure on the contact surface between the stationary contact terminal and the stationary contact terminal is not uniform over the entire contact surface, so that the pressure can be further increased.
【0016】本発明では、前記静止接点端子を、隔間し
て第1の誘電層上に配置された複数とし、該各端子が信
号線路をなす導体パターンの一部をなし、可動接点端子
とこの複数の静止接点端子とを短絡して各端子間を導通
させることができる。これとは逆に、前記可動接点端子
を、隔間して第2の誘電体層上に配置された複数とし、
該各端子が信号線路をなす導体パターンの一部をなし、
静止接点端子とこの複数の可動接点端子端子とを短絡し
て各端子間を導通させることもできる。In the present invention, a plurality of the stationary contact terminals are arranged on the first dielectric layer with a space therebetween, and each of the terminals forms a part of a conductor pattern forming a signal line, and the stationary contact terminals are connected to the movable contact terminals. The plurality of stationary contact terminals can be short-circuited to establish electrical continuity between the terminals. On the contrary, a plurality of the movable contact terminals are arranged on the second dielectric layer with a space therebetween,
Each of the terminals forms a part of a conductor pattern forming a signal line,
It is also possible to short-circuit the stationary contact terminal and the plurality of movable contact terminal terminals so that the terminals are electrically connected.
【0017】さらに、前記第1の誘電体層の前記静止接
点端子の実装面と反対側の面と、前記第2の誘電体層の
前記可動接点端子の実装面と反対側の面の少なくとも一
方に、信号線、グランド面、ガード面等となる導体層を
設けることができる。Further, at least one of the surface of the first dielectric layer opposite to the mounting surface of the stationary contact terminal and the surface of the second dielectric layer opposite to the mounting surface of the movable contact terminal. It is possible to provide a conductor layer to be a signal line, a ground surface, a guard surface, etc.
【0018】また、前記第1の誘電体シートと前記第2
の誘電体シートとを、前記第2の接点端子が移動できる
空間を開けて積層し、前記駆動機構を前記第2の誘電体
シートに積層した基板内に形成し、前記第1の誘電体シ
ート、前記第2の誘電体シートおよび前記基板とにより
構成される積層体内に、電磁駆動や静電駆動などによる
スイッチ機構を形成することもできる。Further, the first dielectric sheet and the second dielectric sheet
The dielectric sheet of (1) is laminated to form a space in which the second contact terminal can move, and the drive mechanism is formed in a substrate laminated on the second dielectric sheet. It is also possible to form a switch mechanism by electromagnetic driving, electrostatic driving, or the like in a laminated body composed of the second dielectric sheet and the substrate.
【0019】たとえば、駆動機構を、前記第2の誘電体
層に形成されたホールと、該ホールの周囲に螺旋状に積
層形成されたソレノイドパターンと、前記ホール内で移
動自在に支持された前記可動接点端子を移動させるピス
トンとを備えた電磁アクチュエータにより構成すること
ができる。For example, the driving mechanism may include a hole formed in the second dielectric layer, a solenoid pattern spirally stacked around the hole, and the movable pattern supported in the hole. The electromagnetic actuator may include a piston that moves the movable contact terminal.
【0020】上記第2の誘電体層については、共振摂動
法による1MHzでの比誘電率を6.0以下、共振摂動
法による1MHzでの誘電正接を0.1以下、かつ体積
抵抗率を1014Ω・cm以上とすることにより、直流
特性,交流特性の向上を図ることができる。このような
第2の誘電体層として、弾性および可撓性を有するポリ
テトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂からなるもの
が好適に用いられる。PTFEとして、多孔質のもの
(P−PTFE)がより好適に使用される。With respect to the second dielectric layer, the relative dielectric constant at 1 MHz by the resonance perturbation method is 6.0 or less, the dielectric loss tangent at 1 MHz by the resonance perturbation method is 0.1 or less, and the volume resistivity is 10 or less. By setting the resistance to 14 Ω · cm or more, it is possible to improve the DC characteristics and the AC characteristics. As such a second dielectric layer, a layer made of polytetrafluoroethylene (PTFE) resin having elasticity and flexibility is preferably used. Porous PTFE (P-PTFE) is more preferably used as the PTFE.
【0021】特に低誘電率(たとえば、共振摂動法によ
る1MHzでの比誘電率が1.6〜2.1)の第2の誘
電体層を用いることで、高帯域周波数(10GHz程
度)の信号を取り扱うことができる。また、体積抵抗率
が大きい第2の誘電体層を用いることで耐圧500V以
上とすることもできるし、リーク電流100fA、さら
には10〜1fAとすることもできる。Particularly, by using the second dielectric layer having a low dielectric constant (for example, the relative dielectric constant at 1 MHz by the resonance perturbation method is 1.6 to 2.1), a signal of a high band frequency (about 10 GHz) is obtained. Can handle. Further, by using the second dielectric layer having a large volume resistivity, the withstand voltage can be set to 500 V or more, and the leakage current can be set to 100 fA, further 10 to 1 fA.
【0022】本発明では、スイッチの接点構造をマトリ
ックス配置することで、スイッチマトリックスやマルチ
プレクサを構成することができる。この場合、前記可動
接点端子を第2の誘電体層上に複数形成してマルチプレ
クサやスイッチマトリックスを構成することができる。
これにより、接点が存在する空間を、可動接点端子の駆
動機構が設けられた空間や外部空間から遮断できるの
で、接点に油膜,塵埃等が付着すると言った不都合が生
じない。また、上記スイッチマトリックスやマルチプレ
クサを構成する各スイッチエレメントを一括して作製で
きるので、複数の独立したスイッチを寄せ集めて製造す
る場合と比較して、製造工程が簡略化される。In the present invention, a switch matrix and a multiplexer can be constructed by arranging the contact structures of the switches in a matrix. In this case, a plurality of movable contact terminals can be formed on the second dielectric layer to form a multiplexer or a switch matrix.
As a result, the space in which the contacts are present can be blocked from the space in which the drive mechanism for the movable contact terminals is provided and the external space, so that there is no inconvenience that oil films, dust, etc. adhere to the contacts. Further, since the switch elements constituting the switch matrix and the multiplexer can be collectively manufactured, the manufacturing process is simplified as compared with the case where a plurality of independent switches are collectively assembled.
【0023】また、本発明のスイッチマトリックスの接
点構造は、複数の入力線および出力線を各交点において
接続または切り離しして、選択的に入出力線の切り換え
を行うものであって、前記入力線および出力線を、1つ
または複数の誘電体層上に配置した導体パターンで形成
し、該各入力線および出力線の交点における前記の接続
または切り離しを、既に説明したスイッチ構造で実現し
てなることを特徴とする。なお、ここで「1つまたは複
数の誘電体層」とはは、上記第1の誘電体層,第2の誘
電体層,あるいは第1,第2の誘電体層とは別の誘電体
層(いわば、第3の誘電体層)であってもよい。The contact structure of the switch matrix of the present invention connects or disconnects a plurality of input lines and output lines at each intersection to selectively switch input / output lines. And the output line are formed by a conductor pattern arranged on one or more dielectric layers, and the connection or disconnection at the intersection of the input line and the output line is realized by the switch structure already described. It is characterized by The term "one or more dielectric layers" as used herein means a dielectric layer different from the first dielectric layer, the second dielectric layer, or the first and second dielectric layers. (So to speak, it may be a third dielectric layer).
【0024】この場合、前記スイッチマトリックスの接
点機構は、前記各交点において、前記入力線の接続また
は切り離しを行う第1のスイッチと、前記出力線と前記
出力線の接続または切り離しを行う第2のスイッチと、
前記第1のスイッチにおける入力側端子と、前記第1の
スイッチにおける出力側端子との接続または切り離しを
行う第3のスイッチとからなり、前記第1ないし第3の
スイッチを既に説明したスイッチ構造で実現することも
できる。In this case, the contact mechanism of the switch matrix has a first switch for connecting or disconnecting the input line and a second switch for connecting or disconnecting the output line and the output line at each intersection. Switch,
The third switch includes a third switch for connecting or disconnecting the input side terminal of the first switch and the output side terminal of the first switch, and the first to third switches have the switch structure described above. It can also be realized.
【0025】また、1つの駆動機構に少なくとも2つの
可動接点端子を設け、1つの駆動機構により複数の接点
を同時にオン/オフさせることもできる。これにより、
たとえば、前記第1ないし第3のスイッチは1つの駆動
機構で動作するようにすることで、スイッチマトリック
スへの有効な応用が図られる。It is also possible to provide at least two movable contact terminals in one drive mechanism and simultaneously turn on / off a plurality of contacts by one drive mechanism. This allows
For example, when the first to third switches are operated by one driving mechanism, they can be effectively applied to a switch matrix.
【0026】本発明では、前記静止接点端子を、該静止
接点端子への、または該静止接点端子からの信号線路を
なす導体パターンに一体形成できるので、オフとなるス
イッチのスタブを極めて小さくすることができるので、
信号線路のインピーダンス整合を崩すことなく、回路設
計を行うことができる。In the present invention, since the stationary contact terminal can be integrally formed with the conductor pattern forming the signal line to or from the stationary contact terminal, the stub of the switch that is turned off can be made extremely small. Because you can
The circuit can be designed without impairing the impedance matching of the signal line.
【0027】[0027]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。なお、図1〜図8では説明のために、特徴部分
を誇張して示しているので、各部の縮尺は実際のものと
は異なる。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the characteristic portions are exaggerated in FIGS. 1 to 8 for the sake of explanation, and the scale of each portion is different from the actual scale.
【0028】図1は本発明の接点構造の一実施例を示す
説明図である。同図において、可動接点端子1は、導体
パターン11,微小導体突起12,メッキ処理層13お
よび補助膜14により構成されたもので、第2の誘電体
層(ここでは誘電体シート3)面上に以下のように形成
されている。すなわち、弾性および可撓性を有するP−
PTFE樹脂製の誘電体シート3の一方の面にCuから
なる導体パターン11が積層されている。この導体パタ
ーン11にはNiからなるキノコ形状の微小導体突起1
2が形成され、さらにこの微小導体突起12の表面には
ロジウム合金,インジウム合金,パラジウム合金等によ
るメッキ処理層13が形成されている。これらの合金は
硬度が高いのでリレーの接点金属として好適であり、接
点の高耐久性が実現される。また、同図においては、微
小導体突起12の周囲はポリイミド等の合成樹脂からな
る補助膜14により囲繞されている。FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of the contact structure of the present invention. In the figure, the movable contact terminal 1 is composed of a conductor pattern 11, a fine conductor protrusion 12, a plating layer 13 and an auxiliary film 14, and is on the surface of the second dielectric layer (here, the dielectric sheet 3). Is formed as follows. That is, P- having elasticity and flexibility
A conductor pattern 11 made of Cu is laminated on one surface of the dielectric sheet 3 made of PTFE resin. The conductor pattern 11 has a mushroom-shaped minute conductor protrusion 1 made of Ni.
2 is formed, and a plating layer 13 made of a rhodium alloy, an indium alloy, a palladium alloy, or the like is further formed on the surface of the fine conductor protrusion 12. Since these alloys have high hardness, they are suitable as contact metals for relays, and high durability of the contacts is realized. Further, in the figure, the periphery of the fine conductor projection 12 is surrounded by an auxiliary film 14 made of a synthetic resin such as polyimide.
【0029】一方、図1において静止接点端子2は、剛
性の高い回路ボード(ここでは、PTFE樹脂製のプレ
ート)104の一方の面にCuからなる導体パターン2
1(同図では、2a〜2cからなる)が積層されてい
る。この導体パターン21の表面にはロジウム合金,イ
ンジウム合金,パラジウム合金等によるメッキ処理層2
2が形成されている。なお、後述するように(図5,図
6参照)、回路ボード104は第1の誘電体層(PTF
E樹脂層105)/グランド面106/第2の誘電体層
(PTFE樹脂層107)の積層構造をなし、導体パタ
ーン2の反対側の面には他の導体パターン2cが形成さ
れ、この導体パターン2cと導体パターン2a,2bと
はビアホール23を介して導通が図られている。On the other hand, in FIG. 1, the stationary contact terminal 2 is a conductor pattern 2 made of Cu on one surface of a circuit board 104 (here, a plate made of PTFE resin) having high rigidity.
1 (consisting of 2a to 2c in the figure) are stacked. On the surface of the conductor pattern 21, a plated layer 2 made of a rhodium alloy, an indium alloy, a palladium alloy, or the like is formed.
2 is formed. As will be described later (see FIGS. 5 and 6), the circuit board 104 includes the first dielectric layer (PTF).
E resin layer 105) / ground plane 106 / second dielectric layer (PTFE resin layer 107) has a laminated structure, and another conductor pattern 2c is formed on the surface opposite to the conductor pattern 2, and this conductor pattern is formed. 2c and the conductor patterns 2a and 2b are electrically connected via a via hole 23.
【0030】可動接点端子1には、誘電体シート3、接
着剤層45、金属あるいは合成樹脂からなる高剛性の四
角形状プレート43を順次介して、アクチュエータ4
(後述する)の一部(可動部)をなすピストン42が取
り付けられている。本実施例では、誘電体シート3は弾
性および可撓性を有しており、かつ接点端子の一方(同
図では可動接点端子1)に微小導体突起12が形成さ
れ、しかもプレート43の誘電体シート3に接合される
側には凹凸溝44が複数形成されていることから、接点
における多点接触が確実に行われると共にスクラッチ効
果も発揮され、確実な電気接続が実現される。なお、こ
の凹凸溝は、同図では平行な複数の三角溝とした場合で
示してある。なお、この溝は縦横に形成されていてもよ
いし、その形状は三角に限らず、台形,矩形,半円形
等、種々のものとすることができる。The movable contact terminal 1 is provided with an actuator 4 through a dielectric sheet 3, an adhesive layer 45, and a highly rigid quadrangular plate 43 made of metal or synthetic resin in this order.
A piston 42 forming a part (movable part) (described later) is attached. In this embodiment, the dielectric sheet 3 has elasticity and flexibility, and the minute conductor protrusions 12 are formed on one of the contact terminals (the movable contact terminal 1 in the figure), and the dielectric material of the plate 43 is used. Since a plurality of concave-convex grooves 44 are formed on the side to be joined to the sheet 3, multi-point contact at the contact point is surely performed and a scratch effect is also exerted, so that reliable electrical connection is realized. It should be noted that the uneven grooves are shown as a plurality of parallel triangular grooves in FIG. The grooves may be formed vertically and horizontally, and the shape thereof is not limited to a triangle, and various shapes such as a trapezoid, a rectangle, and a semicircle can be used.
【0031】以下に、上記スクラッチが生ずる機構につ
いて説明する。図2(A)では、可動接点端子1の接触
面は凸面状をなしており、接触開始前において、周面上
における微小導体突起12a,12b間距離がL′であ
ったとする。ここで、回路ボード104の静止接触端子
2が微小導体突起12a,12bに接触するものとす
る。図2(B)の状態において微小導体突起12a,1
2b間距離はL′′となり、接触がさらに進むと、図2
(C)に示すように微小導体突起12a,12bの頂点
間距離はLとなる。このようにして、微小導体突起間距
離は、L′→L′′→L(L′<L′′<L)のように
変化するので、スクラッチが発生し接触が完全なものと
なる。The mechanism for causing the scratch will be described below. In FIG. 2A, it is assumed that the contact surface of the movable contact terminal 1 has a convex shape and the distance between the minute conductor protrusions 12a and 12b on the peripheral surface is L'before the contact is started. Here, it is assumed that the static contact terminal 2 of the circuit board 104 contacts the minute conductor protrusions 12a and 12b. In the state shown in FIG. 2B, the minute conductor protrusions 12a, 1
The distance between 2b becomes L ″, and when the contact progresses further, as shown in FIG.
As shown in (C), the distance between the vertices of the fine conductor protrusions 12a and 12b is L. In this way, the distance between the minute conductor protrusions changes as L '→ L ″ → L (L ′ <L ″ <L), so that scratches occur and the contact is perfect.
【0032】すなわち、たとえば塵等が微小導体突起1
2a,12bと端子パターンとの間に存在したとして
も、図3(A),(B)に示すように酸化膜,硫化膜,
油膜,塵等はスクラッチ効果により削られるので、信頼
性が極めて高い接触を得ることができる。That is, for example, dust or the like is included in the minute conductor protrusion 1.
Even if it exists between 2a and 12b and the terminal pattern, as shown in FIGS. 3A and 3B, an oxide film, a sulfide film,
The oil film, dust, etc. are scraped by the scratch effect, so that highly reliable contact can be obtained.
【0033】なお、スクラッチは、図4(A),(B)
に示すような機構により発生させることもできる。同図
(A),(B)では、可動接点端子1はフラットで、か
つ合成樹脂弾性体Eがその下面に設けられて構成されて
いるものとする。この場合には、接触開始時(同図
(A)参照)にLであった微小導体突起間距離が、接触
終了後(同図(B)参照)には可動接点端子1の微小導
体突起12a,12b間部分が凸状に変形するために
L′となる。すなわち、微小導体突起間距離は、L→
L′(L>L′)のように変化して、図3(A),
(B)に示したと同様、スクラッチが発生し接触が完全
なものとなる。なお、図2(A)〜(C)に示した接触
においても、図4(A),(B)に示したメカニズムが
併せて発生すると考えられる。The scratch is shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B).
It can also be generated by a mechanism as shown in. 1A and 1B, it is assumed that the movable contact terminal 1 is flat and that the synthetic resin elastic body E is provided on the lower surface thereof. In this case, the distance between the minute conductor protrusions that was L at the start of contact (see FIG. 11A) is changed to L after the contact is finished (see FIG. 12B). , 12b is deformed into a convex shape, which is L '. That is, the distance between the minute conductor protrusions is L →
As shown in FIG. 3 (A),
As in the case of (B), scratches occur and the contact is perfect. It is considered that the mechanisms shown in FIGS. 4A and 4B also occur in the contacts shown in FIGS. 2A to 2C.
【0034】図5は、図1の接点構造を応用したメンブ
レンスイッチ(面状スイッチ)を示す分解説明図であ
る。同図において、セラミックからなるサブストレート
101の中央部の四角形開口部102内には、電磁式ア
クチュエータ4が内蔵されている。このアクチュエータ
4は、ソレノイドコイル41と永久磁石からなるピスト
ン42とを構成要素とするもので、外部制御によりコイ
ル41の磁界の方向を変化させることで、ピストン42
をサブストレート101の面に垂直な方向に適宜往復動
作させることができる。なお、この電磁式アクチュエー
タ4は、現在の膜技術およびパターン加工技術で、大き
さが0.5mm×0.5mm程度、厚さが数mmのもの
が容易に製造可能である。FIG. 5 is an exploded explanatory view showing a membrane switch (planar switch) to which the contact structure of FIG. 1 is applied. In the figure, an electromagnetic actuator 4 is built in a square opening 102 at the center of a substrate 101 made of ceramic. This actuator 4 has a solenoid coil 41 and a piston 42 made of a permanent magnet as its constituent elements. By changing the direction of the magnetic field of the coil 41 by external control, the piston 42
Can be appropriately reciprocated in a direction perpendicular to the surface of the substrate 101. The electromagnetic actuator 4 can be easily manufactured by the current film technology and pattern processing technology with a size of about 0.5 mm × 0.5 mm and a thickness of several mm.
【0035】前述したように、ピストン42の先端に
は、接点端子1を誘電体シート3を介して支持するため
の四角形状プレート43が取り付けられ、また、このプ
レート43の、凹凸溝44が形成された側の面には、誘
電体シート3が前記接着剤層45を介して接合され、プ
レート43に対応する位置には可動接点端子1が取り付
けられる。なお、プレート43は前記開口部102内に
収容される大きさとされている。As described above, the square plate 43 for supporting the contact terminal 1 via the dielectric sheet 3 is attached to the tip of the piston 42, and the uneven groove 44 of the plate 43 is formed. The dielectric sheet 3 is bonded to the surface of the movable contact terminal 1 through the adhesive layer 45, and the movable contact terminal 1 is attached to the position corresponding to the plate 43. The plate 43 is sized to be accommodated in the opening 102.
【0036】上記誘電体シート3のサブストレート10
1とは反対側には、PTFE樹脂からなるインシュレー
タ(可動接点端子1を通過させる大きさの開口を持って
いる)103を介して回路ボード104が設けられる。
前述したように、この回路ボード104は、PTFE樹
脂層105,107により、Cuからなるグランド面1
06を挟み込んだ積層構造をなす。インシュレータ10
3側に位置しているPTFE樹脂層105には、静止接
点端子2が形成されている。The substrate 10 of the dielectric sheet 3
On the side opposite to 1, a circuit board 104 is provided via an insulator (having an opening having a size through which the movable contact terminal 1 passes) 103 made of PTFE resin.
As described above, the circuit board 104 has the ground plane 1 made of Cu by the PTFE resin layers 105 and 107.
It has a laminated structure in which 06 is sandwiched. Insulator 10
The stationary contact terminal 2 is formed on the PTFE resin layer 105 located on the third side.
【0037】ここでは、静止接点端子2はマトリックス
の列をなすパターン2aと接点パターン2b,2bとか
らなる。また、もう一方のPTFE樹脂層107には、
マトリックスの行をなすCuからなる導体パターン2c
が形成され、この導体パターン2cはビアホール23を
介して接点パターン2b,2bと導通される。そして、
誘電体シート3,インシュレータ103,回路ボード1
04,アクチュエータ4はPTFE樹脂からなるカバー
プレート108で被覆される。Here, the stationary contact terminal 2 is composed of a pattern 2a and contact patterns 2b and 2b which form a matrix row. In addition, the other PTFE resin layer 107,
Conductor pattern 2c made of Cu forming a matrix row
Is formed, and the conductor pattern 2c is electrically connected to the contact patterns 2b, 2b through the via hole 23. And
Dielectric sheet 3, insulator 103, circuit board 1
04, the actuator 4 is covered with a cover plate 108 made of PTFE resin.
【0038】図6は、図5に示したメンブレンスイッチ
の組立断面説明図である。図6は、スイッチマトリック
スを想定しする説明図であり、複数のスイッチエレメン
トのうち2つのみが図示されている(なお、一方の接点
Aはオン、他方の接点Bはオフとして示す)。また、サ
ブストレート101の開口部102が設けられた面とは
反対側の面の外側に、アクチュエータ3を動作させるた
めの駆動回路パターン110が形成され、該回路パター
ン110に駆動用トランジスタ111が取り付けられて
いる。FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view of the assembly of the membrane switch shown in FIG. FIG. 6 is an explanatory view assuming a switch matrix, and only two of the plurality of switch elements are shown (note that one contact A is on and the other contact B is off). A drive circuit pattern 110 for operating the actuator 3 is formed outside the surface of the substrate 101 opposite to the surface on which the opening 102 is provided, and the drive transistor 111 is attached to the circuit pattern 110. Has been.
【0039】本実施例では、特にサブストレート101
の開口部102が設けられた側は、セラミック層(11
2)/Niメッキ層(113)/セラミック層(11
4)の多層構造としてあり、その内側面にはNiメッキ
層115が形成されている。これらのNiメッキ層11
3および115は、スイッチ動作に必要とされるもので
はなく、電磁シールドの作用をなしている。また、サブ
ストレート101の、開口部102が設けられていない
側の内側面にもNiメッキ層116が形成されている。
このNiメッキ層116は、オフ時に、ピストン42の
プレート43の取り付け端とは反対側の端のフランジ部
46の端面を磁気吸着させるために設けられており、こ
の磁気吸着により駆動電力の節減が図られる。In this embodiment, especially the substrate 101
Of the ceramic layer (11
2) / Ni plating layer (113) / ceramic layer (11
It has a multilayer structure of 4), and the Ni plating layer 115 is formed on the inner side surface thereof. These Ni plating layers 11
Nos. 3 and 115 are not required for switch operation, but act as electromagnetic shields. A Ni plating layer 116 is also formed on the inner surface of the substrate 101 on the side where the opening 102 is not provided.
The Ni plating layer 116 is provided to magnetically attract the end surface of the flange portion 46 at the end opposite to the mounting end of the plate 43 of the piston 42 when it is off, and this magnetic attraction reduces the drive power. Planned.
【0040】上記メンブレンスイッチの最大の特徴は、
スイッチエレメントを回路ボードに実装する際に必須と
なる配線パターンおよびスイッチ端子を一体化でき、ま
た配線パターンを工夫することにより多接点のメンブレ
ンスイッチを容易に構成できることにある。The greatest feature of the membrane switch is that
A wiring pattern and a switch terminal, which are indispensable when mounting the switch element on a circuit board, can be integrated, and a multi-contact membrane switch can be easily configured by devising the wiring pattern.
【0041】図7,図8は、標準的なSMU(Sour
ce Mesurament Unit)用のI.M.
S.M.(Integrated Membrane
Switch Matrix)に用いる可動スイッチ端
子およびI.M.S.M.の回路構成を示している。図
7に示すように、1つのプレート43に、誘電体シート
3を介して4つの独立した可動接点端子1A〜1Dが形
成されており、1つのアクチュエータ4により4つの接
点を同時にオン/オフすることができる。これにより、
図8に示すように、行方向の2チャンネル(各チャンネ
ルはガードG,ソースS、フォースF,ガードGの各信
号からなる)と、列方向の2チャンネルとの接続/切り
離しを行うことができる。なお、この場合には図1〜図
6に示したグランド面106をガード面として利用でき
るので、非常に良好なDC信号のオン/オフを行うこと
ができる。7 and 8 show a standard SMU (Sour).
I. ce Measurement Unit). M.
S. M. (Integrated Membrane
Movable switch terminal and I.S. M. S. M. The circuit configuration of is shown. As shown in FIG. 7, four independent movable contact terminals 1A to 1D are formed on one plate 43 via the dielectric sheet 3, and one actuator 4 simultaneously turns on / off four contact points. be able to. This allows
As shown in FIG. 8, connection / disconnection between two channels in the row direction (each channel is composed of signals of guard G, source S, force F, guard G) and two channels in the column direction can be performed. . In this case, since the ground plane 106 shown in FIGS. 1 to 6 can be used as a guard plane, it is possible to turn on / off a very good DC signal.
【0042】なお、図8の回路において、パターン加工
寸法を0.2mmとして作成したとすると、4mm×
6.6mmの面積に1エレメントを実装できる。しか
も、配送パターンが一体化されているので、行方向も列
方向もそれぞれマトリックスエレメントが無駄無く接続
されて、高密度実装が実現される。特に、最新の技術で
はパターン加工寸法を0.1mmとすることもできるの
で、より密度の高い実装も可能である。In the circuit of FIG. 8, if the pattern processing dimension is 0.2 mm, it is 4 mm ×
One element can be mounted in an area of 6.6 mm. Moreover, since the delivery patterns are integrated, the matrix elements are connected without waste in the row direction and the column direction, and high-density mounting is realized. In particular, with the latest technology, since the pattern processing dimension can be set to 0.1 mm, higher density mounting is also possible.
【0043】従来のスイッチエレメント(リードリレー
やメカリレー)の集合では、配送パターンをいくらうま
くインピーダンス整合させても、スイッチが部品として
封止されている限り、各エレメントでスタブが発生する
ために、整合が崩れることは避けられない。In the conventional set of switch elements (reed relays and mechanical relays), no matter how well the delivery pattern is impedance-matched, as long as the switch is sealed as a component, stubs are generated in each element. It is unavoidable that the
【0044】たとえば、1:2程度のマルチプレクサの
場合には、発生したスタブの影響をキャンセルさせるた
めの補償回路を付加することにより電送特性を保つこと
が可能であるが、多チャンネルのスイッチマトリックス
を構成する場合、補償回路によっても上記スタブの影響
をキャンセルすることはできず、ウェーハ・スケール・
インテグレーションする以外に多チャンネルでインピー
ダンス整合させたマトリックスを得ることはできない。For example, in the case of a multiplexer of about 1: 2, it is possible to maintain the transmission characteristic by adding a compensation circuit for canceling the influence of the generated stub, but a multi-channel switch matrix is used. When configured, the effect of the above stub cannot be canceled even by the compensation circuit, and the wafer scale
It is not possible to obtain a multi-channel impedance-matched matrix other than integration.
【0045】これに対して、本発明の接点構造が適用さ
れたI.M.S.M.を用いれば、インピーダンス整合
を保ちつつスタブレスのスイッチマトリックスを構成す
ることができる。On the other hand, the I.V. to which the contact structure of the present invention is applied is M. S. M. By using, it is possible to construct a stubless switch matrix while maintaining impedance matching.
【0046】図9は、図1および図5に示したメンブレ
ンスイッチを応用した高速信号用のスイッチマトリック
スを示している。同図において、行方向ラインがR1,
R2,・・・で、列方向ラインがC1,C2,・・・で
それぞれ示されており、行方向と列方向の交点に、相補
対で動作する第1〜第3のスイッチで構成されたスイッ
チ・エレメントαij(i,j=1,2,・・・)が設
けられている。このマトリックスにおいて、R1とC3
との交差する点のエレメントα13およびR2とC2と
が交差する点のエレメントα22にパスを形成する場
合、行方向と列方向間のラインを閉じ(黒で塗り潰して
示した端子同士を短絡する)、行方向および列方向のラ
インは開く(黒で塗り潰して示した端子と白ぬきで示し
た端子同士を開放する)。なお、ここでは他の全てのエ
レメントについて、行方向、列方向についてそれぞれ閉
じ、行方向と列方向間のラインを開いてある。FIG. 9 shows a switch matrix for high-speed signals to which the membrane switch shown in FIGS. 1 and 5 is applied. In the figure, the row direction line is R1,
, R2, ..., and column-direction lines are shown by C1, C2, ..., respectively. At the intersections of the row direction and the column direction, first to third switches that operate in complementary pairs are formed. Switch elements αij (i, j = 1, 2, ...) Are provided. In this matrix, R1 and C3
When forming a path in the element α13 at the point of intersection with and the element α22 at the point of intersection of R2 and C2, the line between the row direction and the column direction is closed (the terminals shown in black are short-circuited). , Open the lines in the row and column directions (open the terminals shown in black and the terminals shown in white). Here, all other elements are closed in the row direction and the column direction, and a line between the row direction and the column direction is opened.
【0047】図9の場合、右側(R1,R2,・・・の
表示がなされている側)と下側(C1,C2,・・・の
表示がなされている側)とがスタブレスの配送パスが形
成される。さらに、図示はしないが、各エレメントごと
に2つのスイッチ・エレメントαij,α′ij(i,
j=1,2,・・・)を設けることで、左側(R1,R
2,・・・の表示がなされていない側)と上側(C1,
C2,・・・の表示がなされていない側)とがスタブレ
スとなるように構成することもできる(ただし、実際上
は、このような対象性が要求される場合は稀である)。In the case of FIG. 9, the right side (the side where R1, R2, ... Is displayed) and the lower side (the side where C1, C2, ... Is displayed) are stubless delivery paths. Is formed. Further, although not shown, two switch elements αij, α′ij (i,
By providing j = 1, 2, ..., On the left side (R1, R
2, the side where the display is not done) and the upper side (C1,
It is also possible to configure so as to be stubless with the side on which C2, ... Is not displayed (however, in practice, this is rare when such symmetry is required).
【0048】[0048]
【発明の効果】本発明は、上記のように構成したので以
下の効果を奏することができる。Since the present invention is constructed as described above, the following effects can be obtained.
【0049】(1)第2の誘電体層上に可動接点端子を
形成することにより、接点が存在する空間を、可動接点
端子の駆動機構が設けられた空間や外部空間から遮断で
きる。したがって、接点部への油膜や塵埃の付着を防止
することができる。(1) By forming the movable contact terminal on the second dielectric layer, the space where the contact exists can be cut off from the space in which the drive mechanism for the movable contact terminal is provided and the external space. Therefore, it is possible to prevent the oil film and dust from adhering to the contact portion.
【0050】(2)駆動機構は膜技術およびパターン加
工技術により製造できるので、超小型のスイッチの製造
が可能となる。特にスイッチマトリックスやマルチプレ
クサ等においては、膜技術およびパターン加工技術によ
り一度にスイッチエレメントを形成できるので、低コス
トでの製造が可能となる。(2) Since the driving mechanism can be manufactured by the film technology and the pattern processing technology, it is possible to manufacture a microminiature switch. In particular, in a switch matrix, a multiplexer, etc., the switch element can be formed at once by the film technology and the pattern processing technology, so that it can be manufactured at low cost.
【0051】(3)可動接点端子に微小導体突起を形成
したので、低い接触圧であっても確実な接続を達成でき
る。また、接触圧が低いこと等により、リードリレーと
同等、あるいはそれ以上の寿命を実現できる。(3) Since the fine conductor protrusions are formed on the movable contact terminal, reliable connection can be achieved even with a low contact pressure. Further, due to the low contact pressure, etc., it is possible to realize a life equivalent to or longer than that of the reed relay.
【0052】(4)誘電率が低い第2の誘電体層を用い
ることで、高帯域(100GHz程度あるいはそれ以
上)の信号を扱うことも可能となる。また、体積抵抗率
が大きい第2の誘電体層を用いることで、低リーク(1
00fA以下はもちろん、ガードの工夫により10〜1
fAも可能)を達成できる。(4) By using the second dielectric layer having a low dielectric constant, it is possible to handle a signal in a high band (about 100 GHz or more). Further, by using the second dielectric layer having a large volume resistivity, low leakage (1
Not only 00fA or less, but also 10 to 1 by devising a guard
fA is also possible) can be achieved.
【0053】(5)配線パターンとスイッチとが一体化
できるので、オンおよびオフのときのスタブを極めて小
さくできる。したがって、インピーダンス整合をとるこ
とが容易であり、高品質のスイッチマトリックスやマル
チプレクサの実現が可能となる。(5) Since the wiring pattern and the switch can be integrated, the stub at the time of turning on and off can be made extremely small. Therefore, impedance matching can be easily achieved, and a high-quality switch matrix or multiplexer can be realized.
【図1】本発明の接点構造の一実施例を示す説明図であ
る。FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of a contact structure of the present invention.
【図2】(A)〜(C)はスクラッチ作用の一例を示す
説明図である。2A to 2C are explanatory views showing an example of a scratch action.
【図3】(A),(B)はスクラッチの様子を示す図で
ある。3 (A) and 3 (B) are diagrams showing a state of scratching.
【図4】(A),(B)はスクラッチ作用の他の例を示
す説明図である。4A and 4B are explanatory views showing another example of the scratch action.
【図5】図1の接点構造を応用したメンブレンスイッチ
の分解説明図である。5 is an exploded explanatory view of a membrane switch to which the contact structure of FIG. 1 is applied.
【図6】図5に示したメンブレンスイッチの組立断面説
明図である。6 is an explanatory cross-sectional view of the assembly of the membrane switch shown in FIG.
【図7】4つの独立した可動接点端子がひとつのアクチ
ュエータに取り付けられた様子を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a state in which four independent movable contact terminals are attached to one actuator.
【図8】図7のアクチュエータに取り付けられた可動接
点端子を用いた標準的なSMU用のI.M.S.Mを示
す図である。8 is a standard SMU I.S.I. with movable contact terminals attached to the actuator of FIG. M. S. It is a figure which shows M.
【図9】図1および図5に示したメンブレンスイッチを
応用した高速信号用のスイッチマトリックスを示してい
る。9 shows a switch matrix for high-speed signals to which the membrane switch shown in FIGS. 1 and 5 is applied.
1 可動接触端子 11 導体パターン 12 微小導体突起 13 メッキ処理層 14 補助膜 2 静止接触端子 21 導体パターン 22 メッキ処理層 23 ビアホール 2a 導体パターン 2b 接点 2c 導体パターン 3 第2の誘電体層 4 電磁式アクチュエータ 41 ソレノイドコイル 42 ピストン 43 プレート 44 凹凸溝 45 接着剤層 46 フランジ部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Movable contact terminal 11 Conductor pattern 12 Micro conductor protrusion 13 Plating layer 14 Auxiliary film 2 Static contact terminal 21 Conductor pattern 22 Plating layer 23 Via hole 2a Conductor pattern 2b Contact 2c Conductor pattern 3 Second dielectric layer 4 Electromagnetic actuator 41 Solenoid coil 42 Piston 43 Plate 44 Concavo-convex groove 45 Adhesive layer 46 Flange part
Claims (13)
1の誘電体層上に形成した静止接点端子と、 第2の誘電体層上に形成され、前記静止接点端子と対向
する可動接点端子と、 前記可動接点端子を前記静止接点端子側に移動させて、
両接点端子を短絡させる駆動機構と、からなることを特
徴とするスイッチの接点構造。1. A stationary contact terminal formed on a first dielectric layer having a conductor pattern forming a signal line, and a movable contact terminal formed on a second dielectric layer and facing the stationary contact terminal. And moving the movable contact terminal to the stationary contact terminal side,
A contact structure for a switch, comprising a drive mechanism for short-circuiting both contact terminals.
子と、 信号線路をなす導体パターンを備えた第2の誘電体層上
に形成され、前記静止接点端子と対向する可動接点端子
と、 前記可動接点端子を前記静止接点端子側に移動させて、
両接点端子を短絡させる駆動機構と、からなることを特
徴とするスイッチの接点構造。2. A movable contact terminal formed on a second dielectric layer having a stationary contact terminal formed on a first dielectric layer and a conductor pattern forming a signal line and facing the stationary contact terminal. And moving the movable contact terminal to the stationary contact terminal side,
A contact structure for a switch, comprising a drive mechanism for short-circuiting both contact terminals.
接触面の何れかに、1つまたは複数の微小導体突起が形
成されてなることを特徴とする請求項1または2に記載
のスイッチの接点構造。3. A switch contact according to claim 1, wherein one or a plurality of minute conductor protrusions are formed on either of the contact surfaces of the stationary contact terminal or the movable contact terminal. Construction.
の誘電体層上に配置された複数からなり、該各端子が信
号線路をなす導体パターンの一部をなし、前記可動接点
端子と前記複数の静止接点端子とを短絡して各端子間を
導通させることを特徴とする請求項1〜3に記載のスイ
ッチの接点構造。4. The stationary contact terminals are spaced apart from each other by the first contact.
Of a plurality of conductors arranged on the dielectric layer, each terminal forming a part of a conductor pattern forming a signal line, and the movable contact terminal and the plurality of stationary contact terminals are short-circuited to establish continuity between the terminals. The contact structure of the switch according to any one of claims 1 to 3, wherein
の実装面と反対側の面と、前記第2の誘電体層の前記可
動接点端子の実装面と反対側の面の少なくとも一方に導
体層を設けてなることを特徴とする請求項1〜4に記載
のスイッチの接点構造。5. A surface of the first dielectric layer opposite to the mounting surface of the stationary contact terminal, and a surface of the second dielectric layer opposite to the mounting surface of the movable contact terminal. The contact structure of the switch according to any one of claims 1 to 4, wherein a conductor layer is provided on the.
電体シートとを、前記第2の接点端子が移動できる空間
を開けて積層し、前記駆動機構を前記第2の誘電体シー
トに積層した基板内に形成し、 前記第1の誘電体シート、前記第2の誘電体シートおよ
び前記基板とにより構成される積層体内にスイッチ機構
を形成してなることを特徴とする請求項1〜5に記載の
スイッチの接点構造。6. The first dielectric sheet and the second dielectric sheet are stacked with a space in which the second contact terminal is movable opened, and the drive mechanism is provided with the second dielectric sheet. The switch mechanism is formed in a laminated body formed by the first dielectric sheet, the second dielectric sheet, and the substrate, the switch mechanism being formed in a substrate laminated on the substrate. The contact structure of the switch described in any one of 5 to 5.
ルと、該ホールの周囲に形成されたソレノイドパターン
と、前記ホール内で移動自在に支持された前記可動接点
端子を移動させるピストンとを備えた電磁アクチュエー
タであることを特徴とする請求項6に記載のスイッチの
接点構造。7. The drive mechanism includes a hole formed in a substrate, a solenoid pattern formed around the hole, and a piston for moving the movable contact terminal movably supported in the hole. The contact structure of a switch according to claim 6, wherein the contact structure is an electromagnetic actuator provided.
1MHzでの比誘電率が6.0以下で、共振摂動法によ
る1MHzでの誘電正接が0.1以下であり、かつ体積
抵抗率が1014Ω・cm以上であることを特徴とする
請求項1〜7に記載のスイッチの接点構造。8. The relative dielectric constant of the second dielectric layer at 1 MHz by the resonance perturbation method is 6.0 or less, the dielectric loss tangent at 1 MHz by the resonance perturbation method is 0.1 or less, and the volume resistance is The contact structure of the switch according to any one of claims 1 to 7, wherein the ratio is 10 14 Ω · cm or more.
性を有するポリテトラフルオロエチレン樹脂からなるこ
とを特徴とする請求項1〜8に記載のスイッチの接点構
造。9. The contact structure of a switch according to claim 1, wherein the second dielectric layer is made of elastic and flexible polytetrafluoroethylene resin.
端子を複数形成し、前記誘電体シート上に前記可動接点
端子を前記静止接点端子に対応して複数形成し、該複数
の可動接点端子を1つの前記駆動機構で駆動することを
特徴とする請求項1〜9に記載のスイッチマトリックス
の接点構造。10. A plurality of the stationary contact terminals are formed on the first dielectric layer, and a plurality of the movable contact terminals are formed on the dielectric sheet so as to correspond to the stationary contact terminals, and the plurality of movable contact terminals are formed. The contact structure of the switch matrix according to claim 1, wherein the contact terminal is driven by one of the driving mechanisms.
おいて接続または切り離しして、選択的に入出力線の切
り換えを行うスイッチマトリックスの接点構造におい
て、 前記入力線および出力線を、1つまたは複数の誘電体層
上に配置した導体パターンで形成し、該各入力線および
出力線の交点における前記の接続または切り離しを請求
項1〜10に記載のスイッチ構造で実現してなることを
特徴とするスイッチマトリックスの接点構造。11. A contact structure of a switch matrix for connecting or disconnecting a plurality of input lines and output lines at each intersection to selectively switch input / output lines, wherein one input line and one output line are provided. It is formed by a conductor pattern arranged on a plurality of dielectric layers, and the connection or disconnection at the intersection of each input line and output line is realized by the switch structure according to claim 1. Switch matrix contact structure.
は、 前記各交点において、前記入力線の接続または切り離し
を行う第1のスイッチと、 前記出力線と前記出力線の接続または切り離しを行う第
2のスイッチと、 前記第1のスイッチにおける入力側端子と、前記第1の
スイッチにおける出力側端子との接続または切り離しを
行う第3のスイッチと、からなり、 前記第1ないし第3のスイッチを請求項1〜9に記載の
スイッチ構造で実現することを特徴とする請求項11に
記載のスイッチマトリックスの接点構造。12. The contact mechanism of the switch matrix comprises a first switch that connects or disconnects the input line and a second switch that connects or disconnects the output line and the output line at each intersection. And a third switch for connecting or disconnecting an input-side terminal of the first switch and an output-side terminal of the first switch, wherein the first to third switches are provided. The switch matrix contact structure according to claim 11, which is realized by the switch structure according to any one of claims 1 to 9.
は1つの駆動機構で動作することを特徴とする請求項1
2に記載のスイッチマトリックスの接点構造。13. The first, second and third switches operate with one drive mechanism.
The contact structure of the switch matrix described in 2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6201994A JPH07245034A (en) | 1994-03-06 | 1994-03-06 | Contact structure of switch and contact structure of switch matrix |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6201994A JPH07245034A (en) | 1994-03-06 | 1994-03-06 | Contact structure of switch and contact structure of switch matrix |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07245034A true JPH07245034A (en) | 1995-09-19 |
Family
ID=13188047
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6201994A Pending JPH07245034A (en) | 1994-03-06 | 1994-03-06 | Contact structure of switch and contact structure of switch matrix |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07245034A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006101067A1 (en) * | 2005-03-22 | 2006-09-28 | Tokyo Electron Limited | Switch array |
JP2007507715A (en) * | 2003-09-30 | 2007-03-29 | テラダイン・インコーポレーテッド | Efficient switching architecture with reduced stub length |
KR100819212B1 (en) * | 2005-03-22 | 2008-04-03 | 동경 엘렉트론 주식회사 | Switch array |
-
1994
- 1994-03-06 JP JP6201994A patent/JPH07245034A/en active Pending
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EP1863046A4 (en) * | 2005-03-22 | 2009-07-01 | Tokyo Electron Ltd | Switch array |
US7994443B2 (en) | 2005-03-22 | 2011-08-09 | Tokyo Electron Limited | Switch array |
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