JPH11134998A - Electrostatic micro relay - Google Patents

Electrostatic micro relay

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JPH11134998A
JPH11134998A JP29389597A JP29389597A JPH11134998A JP H11134998 A JPH11134998 A JP H11134998A JP 29389597 A JP29389597 A JP 29389597A JP 29389597 A JP29389597 A JP 29389597A JP H11134998 A JPH11134998 A JP H11134998A
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base
actuator
movable electrode
fixed
movable
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Tomonori Seki
知範 積
Minoru Sakata
稔 坂田
Yoshiyuki Furumura
由幸 古村
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Omron Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a designed operating characteristic hard to generate the thermal stress and thermal deflection by collecting plural anchors for standing at a part in a top surface of a base, and supporting a movable electrode through a thin plate beam part extended to the side from an upper edge of the anchor. SOLUTION: An electrostatic micro relay is formed by integrally forming an actuator 20 with a top surface of a base 10 formed of a glass substrate 11, and the base 10 is provided with a pair of fixed electrodes 12, 12 on the top surface of the glass substrate 11 in parallel with each other with the predetermined space, and a pair of fixed contacts 13, 14 are arranged in parallel with each other between the fixed electrodes 12, 12. The actuator 20 is formed of four anchors 21 stood on the top surface of the base 10, a first thin plate beam part 22, a pair of movable electrodes 23, 23, and a second thin plate beam part 24 for connecting the movable electrodes 23, 23. The anchors 21 are arranged near the periphery of the fixed contacts 13, 14 so as to surround them. The first thin plate beam part 22 is cut at a T-shaped notch part 26a and a slit 26b so as to support the movable electrode 23.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、静電気の吸引力で
駆動される静電マイクロリレーに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic micro-relay driven by an electrostatic attraction.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、静電マイクロリレーとしては、例
えば、パイレックス等のガラスからなるベースの上面
に、安価でプロセス処理が容易な単結晶シリコンからな
るアクチュエータを載置したものが研究されている。例
えば、方形のガラス基板からなるベースの上面隅部にア
ンカをそれぞれ立設し、このアンカの上面縁部からヒン
ジ部を側方にそれぞれ延在する。さらに、このヒンジ部
の先端に、前記ベースの上面中央に設けた固定電極に対
向する可動電極を接続,支持していた。
2. Description of the Related Art Heretofore, as an electrostatic micro relay, for example, an electrostatic micro relay in which an actuator made of single crystal silicon which is inexpensive and easy to process is mounted on an upper surface of a base made of glass such as Pyrex has been studied. . For example, anchors are respectively erected at corners of the upper surface of a base made of a square glass substrate, and hinge portions are laterally extended from edges of the upper surface of the anchors. Further, a movable electrode facing a fixed electrode provided at the center of the upper surface of the base is connected to and supported at the tip of the hinge.

【0003】そして、固定電極と可動電極との間に電圧
を印加すると、対向する電極間に生じた静電引力によ
り、可動電極が固定電極に吸引され、前記ヒンジ部の先
端が下方側にたわむ。このため、前記可動電極の下面に
絶縁膜を介して設けた可動接点がベースに設けた固定接
点に接触した後、前記可動電極が絶縁膜を介して固定電
極に吸着する。
[0003] When a voltage is applied between the fixed electrode and the movable electrode, the movable electrode is attracted to the fixed electrode by an electrostatic attraction generated between the opposing electrodes, and the tip of the hinge part is bent downward. . For this reason, after the movable contact provided on the lower surface of the movable electrode via the insulating film contacts the fixed contact provided on the base, the movable electrode is attracted to the fixed electrode via the insulating film.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
静電マイクロリレーでは、ガラス基板からなるベース
に、単結晶シリコンからなるアクチュエータを載置して
位置決めした後、温度400℃程度まで加熱し、両者を
加熱膨張させた状態で陽極接合していた。アクチュエー
タは四方隅部をベースに固定されているとともに、ガラ
スのベースと単結晶シリコンのアクチュエータとでは熱
膨張係数の差が大きく、両者の収縮量に大きな差があ
る。このため、前述の静電マイクロリレーを冷却して常
温に戻すと、熱応力が生じ、熱歪が発生して構成部品、
特に、アクチュエータが変形しやすい。この結果、駆動
電圧,接点荷重および動作速度等において設計値通りの
動作特性が得られないという問題点がある。
However, in the above-mentioned electrostatic microrelay, the actuator made of single-crystal silicon is placed and positioned on the base made of a glass substrate, and then heated to a temperature of about 400.degree. Was subjected to anodic bonding in a state of being heated and expanded. The actuator is fixed to the four corners as a base, and the difference in thermal expansion coefficient between the glass base and the actuator made of single crystal silicon is large, and there is a large difference in the amount of contraction between the two. For this reason, when the above-mentioned electrostatic micro relay is cooled and returned to normal temperature, thermal stress is generated, thermal strain is generated, and components,
In particular, the actuator is easily deformed. As a result, there is a problem that operating characteristics as designed values cannot be obtained in driving voltage, contact load, operating speed, and the like.

【0005】本発明は、前記問題点に鑑み、熱応力,熱
歪が発生しにくく、設計値通りの動作特性が得られる静
電マイクロリレーを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an electrostatic micro-relay that is less likely to generate thermal stress and thermal strain and that can obtain operating characteristics as designed.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明にかかる静電マイ
クロリレーは、前記目的を達成するため、ベースの上面
に設けた固定電極と、このベースの上面に固定したアク
チュエータの可動電極との間に電圧を印加して生じる静
電引力で前記可動電極を駆動し、前記ベースに設けた固
定接点に前記アクチュエータに設けた可動接点を接離さ
せて電気回路を開閉する静電マイクロリレーにおいて、
前記ベース上面の一か所に複数本のアンカを集中させて
立設し、このアンカの上端縁部から側方に延在した薄板
梁部を介して前記可動電極を支持した構成としてある。
In order to achieve the above object, an electrostatic microrelay according to the present invention comprises a fixed electrode provided on an upper surface of a base and a movable electrode of an actuator fixed on the upper surface of the base. An electrostatic microrelay that drives the movable electrode by electrostatic attraction generated by applying a voltage to the base and opens and closes an electric circuit by moving a movable contact provided on the actuator to a fixed contact provided on the base,
A plurality of anchors are concentrated and erected at one location on the upper surface of the base, and the movable electrode is supported via a thin plate beam extending laterally from the upper edge of the anchor.

【0007】また、ベースの上面に設けた固定電極と、
このベースの上面に固定したアクチュエータの可動電極
との間に電圧を印加して生じる静電引力で前記可動電極
を駆動し、前記ベースに設けた固定接点に前記アクチュ
エータに設けた可動接点を接離させて電気回路を開閉す
る静電マイクロリレーにおいて、前記アクチュエータの
可動電極を、前記ベースの上面に立設した1本のアンカ
の上端縁部から側方に延在した少なくとも1本の薄板梁
部を介して支持した構成であってもよい。
A fixed electrode provided on the upper surface of the base;
The movable electrode is driven by electrostatic attraction generated by applying a voltage between the movable electrode of the actuator fixed to the upper surface of the base and the movable contact provided on the actuator is brought into contact with and separated from the fixed contact provided on the base. In the electrostatic micro relay, which opens and closes an electric circuit, the movable electrode of the actuator is provided with at least one thin plate beam extending laterally from an upper end edge of one anchor erected on the upper surface of the base. It may be configured to be supported via a.

【0008】前記可動電極は、前記アンカの上端縁部か
ら外方に延在した薄板梁部の自由端に接続,支持してお
いてもよい。
[0008] The movable electrode may be connected to and supported on a free end of a thin plate beam portion extending outward from an upper end edge of the anchor.

【0009】前記固定接点は、前記アンカの基部近傍に
配置してもよい。また、前記固定接点の四方近傍にアン
カを立設しておいてもよい。
[0009] The fixed contact may be disposed near a base of the anchor. An anchor may be provided upright in the vicinity of the four sides of the fixed contact.

【0010】前記ベースがガラスである一方、前記アク
チュエータが単結晶シリコンあるいは多結晶シリコンで
あってもよい。
[0010] The base may be glass while the actuator may be monocrystalline silicon or polycrystalline silicon.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】次に、本発明にかかる実施形態を
図1ないし図6の添付図面に従って説明する。第1実施
形態にかかる静電マイクロリレーは、図1ないし図4に
示すように、ガラス基板11からなるベース10の上面
にアクチュエータ20を一体化したものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings of FIGS. As shown in FIGS. 1 to 4, the electrostatic micro relay according to the first embodiment has an actuator 20 integrated on an upper surface of a base 10 made of a glass substrate 11.

【0012】前記ベース10は、ガラス基板11の上面
に一対の固定電極12,12を所定の間隔で並設すると
ともに、その間に一対の固定接点13,14を並設して
ある。そして、前記固定電極12,12の表面は絶縁膜
(図示せず)でそれぞれ被覆されている。さらに、前記
固定接点13の近傍にはアクチュエータ20を接続する
ための中継接続部19bが設けられている。そして、前
記固定電極12、固定接点13,14および中継接続部
19bは、プリント配線16a,17a,18a,19
aを介して接続パッド16,17,18,19にそれぞ
れ接続されている。
The base 10 has a pair of fixed electrodes 12, 12 arranged on the upper surface of a glass substrate 11 at predetermined intervals, and a pair of fixed contacts 13, 14 arranged between them. The surfaces of the fixed electrodes 12, 12 are covered with insulating films (not shown). Further, a relay connection portion 19b for connecting the actuator 20 is provided near the fixed contact 13. The fixed electrodes 12, the fixed contacts 13, 14 and the relay connection 19b are connected to the printed wirings 16a, 17a, 18a, 19
are connected to the connection pads 16, 17, 18, and 19, respectively.

【0013】また、前記アクチュエータ20は、前記ベ
ース10の上面に立設した4本のアンカ21と、このア
ンカ21の上面縁部から側方にそれぞれ延在した第1薄
板梁部22と、2本の前記薄板梁部22で両端角部をそ
れぞれ支持された一対の可動電極23,23と、前記可
動電極23,23を連結する第2薄板梁部24とからな
るものである。
The actuator 20 includes four anchors 21 erected on the upper surface of the base 10, a first thin plate beam portion 22 extending laterally from an edge of the upper surface of the anchor 21, It comprises a pair of movable electrodes 23, 23 each of which is supported at both corners by the thin plate beam portion 22, and a second thin plate beam portion 24 connecting the movable electrodes 23, 23.

【0014】前記アンカ21は、前記固定接点13,1
4の四方近傍に包囲するように配置されている。特に、
4本のアンカ21のうち、1本のアンカ21の下端面の
片側半分に段部21aが形成されている。この段部21
aは、ベース10の上面に設けた中継接続部19bおよ
びプリント配線19aを介して接続パッド19に接続さ
れる。
The anchor 21 is provided with the fixed contacts 13, 1
4 so as to surround them. Especially,
Of the four anchors 21, a step portion 21a is formed on one half of the lower end surface of one anchor 21. This step 21
a is connected to the connection pad 19 via a relay connection portion 19b provided on the upper surface of the base 10 and a printed wiring 19a.

【0015】前記第1薄板梁部22は、シリコンウエハ
の対向する辺の中央に設けた略T字形の切り欠き部26
aと、これに連続するスリット26bとで切り出され、
可動電極23を支持している。第1薄板梁部22は、ア
ンカ21の上面縁部から外方に延在する構成となってい
る。このため、外部から加熱されて第1,第2薄板梁部
22,24および可動電極23が膨張しても、これらは
外方に自由に膨張できるので、熱応力,熱歪が生じにく
い。
The first thin plate beam portion 22 has a substantially T-shaped cutout portion 26 provided at the center of the opposite side of the silicon wafer.
a and a slit 26b continuous therefrom,
The movable electrode 23 is supported. The first thin plate beam portion 22 is configured to extend outward from the upper edge of the anchor 21. For this reason, even if the first and second thin beam portions 22 and 24 and the movable electrode 23 expand due to external heating, they can expand freely outward, so that thermal stress and thermal distortion hardly occur.

【0016】第2薄板梁部24は、シリコンウエハの対
向する辺の中央に設けた一対の略T字形の切り欠き部2
6a,26aで切り出されている。この第2薄板梁部2
4は、その下面中央に絶縁膜27を介して可動接点28
が設けられている。そして、この可動接点28は前記固
定接点13,14に接離可能に対向している。
The second thin plate beam portion 24 is formed of a pair of substantially T-shaped notches 2 provided at the center of the opposite side of the silicon wafer.
6a and 26a. This second thin plate beam part 2
Reference numeral 4 denotes a movable contact 28 at the center of the lower surface via an insulating film 27.
Is provided. The movable contact 28 is opposed to the fixed contacts 13 and 14 so as to be able to come and go.

【0017】次に、前述の構成からなる静電マイクロリ
レーの製造方法を図2(a)ないし図4(d)の添付図
面に従って説明する。まず、図2(a)に示すパイレッ
クス等のガラス基板11に、固定電極12,12、固定
接点13,14、および、中継接続部19bを形成す
る。これと同時に、前記固定電極12、固定接点13,
14、および、中継接続部19bにそれぞれ連続するプ
リント配線16a,17a,18a,19a、および、
接続用パッド16,17,18,19bをそれぞれ形成
する(図2(b))。ついで、前記固定電極12に絶縁
膜(図示せず)を形成することにより、ベース10が完
成する。なお、前記絶縁膜として比誘電率3〜4のシリ
コン酸化膜あるいは比誘電率7〜8のシリコン窒化膜を
用いれば、大きな静電引力が得られ、接触荷重を増加さ
せることができる。
Next, a method of manufacturing the electrostatic micro relay having the above-described configuration will be described with reference to the accompanying drawings of FIGS. 2 (a) to 4 (d). First, fixed electrodes 12, 12, fixed contacts 13, 14, and a relay connection 19b are formed on a glass substrate 11 such as Pyrex shown in FIG. At the same time, the fixed electrode 12, the fixed contact 13,
14, and the printed wiring lines 16a, 17a, 18a, 19a continuous with the relay connection portion 19b, respectively.
The connection pads 16, 17, 18, and 19b are respectively formed (FIG. 2B). Next, an insulating film (not shown) is formed on the fixed electrode 12, whereby the base 10 is completed. If a silicon oxide film having a relative dielectric constant of 3 to 4 or a silicon nitride film having a relative dielectric constant of 7 to 8 is used as the insulating film, a large electrostatic attraction can be obtained and the contact load can be increased.

【0018】一方、図3(a)に示すSOIウエハ30
の下面に、接点間ギャップを形成するため、例えば、シ
リコン酸化膜をマスクとするTMAHによるウェットエ
ッチングを行う。これにより、4本のアンカ21が形成
されるとともに、その1本のアンカ21の下端面に段部
21aが形成される(図3(b))。そして、4本のア
ンカ21に囲まれた部分に絶縁膜27を形成した後(図
3(c))、可動接点28を形成する(図3(d))。
On the other hand, the SOI wafer 30 shown in FIG.
In order to form a gap between contacts on the lower surface of the substrate, for example, wet etching is performed by TMAH using a silicon oxide film as a mask. Thus, four anchors 21 are formed, and a step 21a is formed on the lower end surface of the one anchor 21 (FIG. 3B). Then, after the insulating film 27 is formed in the portion surrounded by the four anchors 21 (FIG. 3C), the movable contact 28 is formed (FIG. 3D).

【0019】ついで、前記ベース10にSOIウエハ3
0を陽極接合で接合一体化する(図4(a))。そし
て、SOIウエハ30の上面をTMAH,KOH等のア
ルカリエッチング液で酸化膜31までエッチングして薄
くする(図4(b))。さらに、フッ素系エッチング液
で前記酸化膜31を除去して可動電極23を露出させる
(図4(c))。そして、RIE等を用いたドライエッ
チングで型抜きエッチングを行う。これによって、切り
欠き部26aおよびスリット26bを形成して第1,第
2薄板梁部22,24が切り出されるとともに、不要な
シリコンウエハを除去することにより(図4(d))、
アクチュエータ20が完成する。
Next, the SOI wafer 3 is
0 is bonded and integrated by anodic bonding (FIG. 4A). Then, the upper surface of the SOI wafer 30 is etched down to the oxide film 31 with an alkaline etchant such as TMAH, KOH or the like (FIG. 4B). Further, the oxide film 31 is removed with a fluorine-based etchant to expose the movable electrode 23 (FIG. 4C). Then, die cutting etching is performed by dry etching using RIE or the like. As a result, the notch 26a and the slit 26b are formed to cut out the first and second thin beam portions 22, 24, and unnecessary silicon wafers are removed (FIG. 4D).
The actuator 20 is completed.

【0020】本実施形態によれば、アクチュエータ20
全体をシリコンウェハ単体で形成するとともに、左右対
称,断面対称に形成してある。このため、可動電極25
に反りや捩りが生じにくい。この結果、動作不能,動作
特性のバラツキを効果的に防止できるとともに、円滑な
動作特性を確保できるという利点がある。
According to this embodiment, the actuator 20
The whole is formed as a single silicon wafer, and is formed symmetrically to the left and right and symmetrically in cross section. Therefore, the movable electrode 25
Warp and twist are less likely to occur. As a result, there is an advantage that inoperability and variation in operation characteristics can be effectively prevented, and smooth operation characteristics can be ensured.

【0021】次に、前述の構成からなる静電マイクロリ
レーの動作を説明する。まず、固定電極12と可動電極
23との間に電圧を印加していない場合、固定電極12
と可動電極23とは平行状態を保持し、可動接点28が
固定接点13,14から開離している。
Next, the operation of the electrostatic micro relay having the above-described configuration will be described. First, when no voltage is applied between the fixed electrode 12 and the movable electrode 23,
And the movable electrode 23 maintain a parallel state, and the movable contact 28 is separated from the fixed contacts 13 and 14.

【0022】次に、固定電極12と可動電極23との間
に電圧が印加されると、電極12,23間に生じた静電
引力によって可動電極23が固定電極12に吸引され
る。このため、第1薄板梁部22に捩れと撓みが生じ、
可動電極23の自由端が固定電極12側に接近する。こ
の結果、間隙が狭まり、より一層強い静電引力で可動電
極23が吸引される。そして、可動接点28が固定接点
13,14に接触した後、第2薄板梁部24が湾曲し、
可動電極23全体が図示しない絶縁膜を介して固定電極
12に吸着する。
Next, when a voltage is applied between the fixed electrode 12 and the movable electrode 23, the movable electrode 23 is attracted to the fixed electrode 12 by an electrostatic attraction generated between the electrodes 12 and 23. For this reason, the first thin plate beam portion 22 is twisted and bent,
The free end of the movable electrode 23 approaches the fixed electrode 12 side. As a result, the gap is narrowed, and the movable electrode 23 is attracted by stronger electrostatic attraction. Then, after the movable contact 28 contacts the fixed contacts 13 and 14, the second thin plate beam portion 24 bends,
The entire movable electrode 23 is attracted to the fixed electrode 12 via an insulating film (not shown).

【0023】前述の電圧の印加を停止すると、第2薄板
梁部24および第1薄板梁部22のバネ力により、可動
電極23が固定電極12から離れた後、可動接点28が
固定接点13,14から開離し、可動電極23が元の状
態に復帰する。
When the application of the above-mentioned voltage is stopped, the movable electrode 23 is separated from the fixed electrode 12 by the spring force of the second thin plate beam portion 24 and the first thin plate beam portion 22, and then the movable contact 28 is moved to the fixed contact 13, The movable electrode 23 returns to its original state.

【0024】第2実施形態にかかる静電マイクロリレー
は、図5に示すように、前記ベース10の上面に立設し
た2本のアンカ21でアクチュエータ20を支持する場
合である。
As shown in FIG. 5, the electrostatic micro relay according to the second embodiment is a case in which the actuator 20 is supported by two anchors 21 erected on the upper surface of the base 10.

【0025】前記ベース10は、ガラス基板11の上面
に一対の固定電極12,12を所定の間隔で並設すると
ともに、その間に一対の固定接点13,14を並設して
ある。そして、前記固定電極12,12の表面は絶縁膜
(図示せず)でそれぞれ被覆されている。さらに、前記
固定接点13の近傍にはアクチュエータ20を接続する
ための中継接続部19bが設けられている。そして、前
記固定電極12、固定接点13,14および中継接続部
19bは、プリント配線16a,17a,18a,19
aを介し、接続パッド16,17,18,19にそれぞ
れ接続されている。
The base 10 has a pair of fixed electrodes 12 and 12 arranged on the upper surface of a glass substrate 11 at predetermined intervals, and a pair of fixed contacts 13 and 14 arranged between them. The surfaces of the fixed electrodes 12, 12 are covered with insulating films (not shown). Further, a relay connection portion 19b for connecting the actuator 20 is provided near the fixed contact 13. The fixed electrodes 12, the fixed contacts 13, 14 and the relay connection 19b are connected to the printed wirings 16a, 17a, 18a, 19
The connection pads 16, 17, 18, and 19 are respectively connected via a.

【0026】また、前記アクチュエータ20は、前記ベ
ース10の上面に立設した2本のアンカ21と、このア
ンカ21の上面縁部から側方にそれぞれ延在した第1薄
板梁部22と、この薄板梁部22で支持された略コ字形
の可動電極23と、前記可動電極23から延在する第2
薄板梁部24とからなるものである。
The actuator 20 includes two anchors 21 erected on the upper surface of the base 10, a first thin plate beam portion 22 extending laterally from an edge of the upper surface of the anchor 21, A substantially U-shaped movable electrode 23 supported by the thin plate beam portion 22, and a second
It is composed of a thin plate beam portion 24.

【0027】前記アンカ21は、前記プリント配線17
a,18aを間にして対向する位置に配置されている。
特に、2本のアンカ21のうち、1本のアンカ21の下
端面の片側半分に段部21aが形成されている。この段
部21aは、ベース10の上面に設けた中継接続部19
bおよびプリント配線19aを介し、接続パッド19に
接続される。
The anchor 21 is connected to the printed wiring 17.
a, 18a are disposed at opposing positions.
In particular, of the two anchors 21, a step 21a is formed on one half of the lower end surface of one anchor 21. This step portion 21a is connected to the relay connection portion 19 provided on the upper surface of the base 10.
b and the printed wiring 19a, and is connected to the connection pad 19.

【0028】前記第1薄板梁部22は、シリコンウエハ
の片側縁部の中央に設けた略T字形の切り欠き部26a
と、これに連続するスリット26bとで切り出され、可
動電極23を支持している。この第1薄板梁部22は、
アンカ21の上面縁部から外方に延在する構成となって
いる。このため、外部から加熱されて第1薄板梁部22
および可動電極23が膨張しても、これらは外方に自由
に膨張できるので、熱応力,熱歪が生じにくい。
The first thin plate beam portion 22 has a substantially T-shaped notch 26a provided at the center of one side edge of the silicon wafer.
And a slit 26b continuous therewith, and supports the movable electrode 23. This first thin plate beam portion 22
The structure extends outward from the edge of the upper surface of the anchor 21. Therefore, the first thin plate beam portion 22 is heated from outside.
Even if the movable electrode 23 expands, they can freely expand outward, so that thermal stress and thermal distortion hardly occur.

【0029】第2薄板梁部24は、シリコンウエハの片
側縁部に設けた略T字形の切り欠き部26aと、スリッ
ト26cとで切り出されている。この第2薄板梁部24
は、その下面中央に絶縁膜27を介して可動接点28が
設けられている。そして、この可動接点28は前記固定
接点13,14に接離可能に対向している。なお、第2
実施形態にかかる静電マイクロリレーの製造方法および
動作は、前述の第1実施形態とほぼ同様であるので、説
明を省略する。
The second thin plate beam portion 24 is cut out by a slit 26c and a substantially T-shaped cutout portion 26a provided on one side edge of the silicon wafer. This second thin plate beam portion 24
Is provided with a movable contact 28 at the center of the lower surface thereof via an insulating film 27. The movable contact 28 is opposed to the fixed contacts 13 and 14 so as to be able to come and go. The second
The manufacturing method and the operation of the electrostatic micro relay according to the embodiment are substantially the same as those of the first embodiment, and the description thereof is omitted.

【0030】本実施形態によれば、所望のたわみを確保
しつつ、アンカ21の本数を減らしてあるので、製造が
簡単になるという利点がある。
According to the present embodiment, since the number of the anchors 21 is reduced while securing a desired deflection, there is an advantage that the manufacturing is simplified.

【0031】第3実施形態にかかる静電マイクロリレー
は、図6に示すように、前記ベース10の上面に立設し
た1本のアンカ21でアクチュエータ20を支持する場
合である。すなわち、前記ベース10は、ガラス基板1
1の上面に固定電極12を設けるとともに、その片側近
傍に固定接点13,14を並設してある。そして、前記
固定電極12の表面は絶縁膜(図示せず)で被覆されて
いる。また、前記固定接点13,14の近傍にはアクチ
ュエータ20を接続,支持するための中継接続部19b
が設けられている。さらに、前記固定電極12、固定接
点13,14および中継接続部19bは、プリント配線
16a,17a,18a,19aを介し、接続パッド1
6,17,18,19にそれぞれ接続されている。
As shown in FIG. 6, the electrostatic micro relay according to the third embodiment is a case where the actuator 20 is supported by a single anchor 21 erected on the upper surface of the base 10. That is, the base 10 is a glass substrate 1
A fixed electrode 12 is provided on the upper surface of the device 1, and fixed contacts 13 and 14 are juxtaposed near one side thereof. The surface of the fixed electrode 12 is covered with an insulating film (not shown). A relay connection portion 19b for connecting and supporting an actuator 20 is provided near the fixed contacts 13 and 14.
Is provided. Further, the fixed electrode 12, the fixed contacts 13, 14 and the relay connection portion 19b are connected to the connection pad 1 via the printed wiring 16a, 17a, 18a, 19a.
6, 17, 18, and 19, respectively.

【0032】また、前記アクチュエータ20は、前記ベ
ース10の上面に立設したアンカ21と、このアンカ2
1の上面縁部から側方に同一軸心上に延在した一対の第
1薄板梁部22,22と、2本の前記薄板梁部22で両
端角部をそれぞれ支持した可動電極23と、スリット2
6cおよび貫通孔26dで切り出された第2薄板梁部2
4とからなるものである。
The actuator 20 includes an anchor 21 erected on the upper surface of the base 10 and an anchor 2
A pair of first thin beam portions 22, 22 laterally extending on the same axis from the upper surface edge of the upper electrode 1, a movable electrode 23 having both ends corner portions supported by the two thin beam portions 22, Slit 2
6c and the second thin plate beam portion 2 cut out by the through hole 26d
4 and 4.

【0033】前記アンカ21は、その下端面の片側半分
に段部21aが形成されている。この段部21aは、ベ
ース10の上面に設けた中継接続部19bおよびプリン
ト配線19aを介し、接続パッド19に接続されてい
る。
The anchor 21 has a step 21a at one half of the lower end surface. The step portion 21a is connected to the connection pad 19 via a relay connection portion 19b provided on the upper surface of the base 10 and a printed wiring 19a.

【0034】前記第1薄板梁部22は、シリコンウエハ
の片側縁部近傍に貫通孔26dを設けて切り出したもの
である。本実施形態では、アンカ21の上端縁部から第
1薄板梁部22,22を外方に延在し、さらに、この第
1薄板梁部22,22から可動電極23を延在してい
る。このため、加熱されて第1薄板梁部22および可動
電極23が膨張しても、これらは外方に自由に膨張でき
るので、熱応力,熱歪が生じにくい。
The first thin plate beam portion 22 is cut out by providing a through hole 26d near one edge of the silicon wafer. In the present embodiment, the first thin beam portions 22 extend outward from the upper edge of the anchor 21, and the movable electrode 23 extends from the first thin beam portions 22. Therefore, even if the first thin plate beam portion 22 and the movable electrode 23 expand due to heating, they can expand freely outward, so that thermal stress and thermal distortion hardly occur.

【0035】前記第2薄板梁部24は、その下面中央に
絶縁膜27を介して可動接点28が設けられている。そ
して、この可動接点28は前記固定接点13,14に接
離可能に対向している。
A movable contact 28 is provided in the center of the lower surface of the second thin plate beam portion 24 via an insulating film 27. The movable contact 28 is opposed to the fixed contacts 13 and 14 so as to be able to come and go.

【0036】なお、第3実施形態にかかる静電マイクロ
リレーの製造方法,動作は、前述の第1実施形態とほぼ
同様であるので、説明を省略する。
The manufacturing method and the operation of the electrostatic micro relay according to the third embodiment are almost the same as those of the first embodiment, and the description is omitted.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の請求項1にかかる静電マイクロリレーによれば、ベー
ス上面の一か所に複数本のアンカを集中させて立設して
あるので、アンカ相互間の距離が短い。このため、熱膨
張係数の差が大きいベースとアクチュエータとを膨張さ
せた状態で接合一体化した後、常温に戻しても、アンカ
相互間の収縮量が小さい。この結果、熱応力,熱歪が小
さく、アクチュエータに生じる変形が小さいので、駆動
電圧,接点荷重および動作速度等において設計値通りの
動作特性が得られる。
As is apparent from the above description, according to the electrostatic micro relay according to the first aspect of the present invention, a plurality of anchors are erected at one place on the upper surface of the base. Therefore, the distance between anchors is short. Therefore, even after the base and the actuator having a large difference in thermal expansion coefficient are joined and integrated in an expanded state, even when the temperature is returned to normal temperature, the amount of contraction between the anchors is small. As a result, thermal stress and thermal strain are small, and deformation generated in the actuator is small, so that operating characteristics according to design values in driving voltage, contact load, operating speed and the like can be obtained.

【0038】請求項2によれば、ベースに立設した1本
のアンカの上端縁部から薄板梁部を側方に延在し、この
薄板梁部に可動電極を接続して支持してある。このた
め、熱膨張係数の差が大きいベースとアクチュエータと
を膨張させた状態で接合一体化した後、常温に戻して
も、従来例のような熱応力,熱歪が生じない。この結
果、アクチュエータに生じる変形がなく、駆動電圧,接
点荷重および動作速度等において設計値通りの動作特性
が得られる。
According to the second aspect, the thin beam portion extends laterally from the upper end edge of the one anchor erected on the base, and the movable electrode is connected to and supported by the thin beam portion. . For this reason, even if the base and the actuator having a large difference in thermal expansion coefficient are joined and integrated in an expanded state and then returned to room temperature, the thermal stress and thermal distortion unlike the conventional example do not occur. As a result, there is no deformation occurring in the actuator, and operation characteristics as designed in drive voltage, contact load, operation speed and the like can be obtained.

【0039】請求項3によれば、前記可動電極を、前記
アンカの上端縁部から外方に延在した薄板梁部の自由端
に接続して支持してある。このため、ベースにアクチュ
エータを接合一体化するために加熱しても、アクチュエ
ータは外方に自由に膨張できる。この結果、アクチュエ
ータそれ自身に熱応力,熱歪が生じず、変形することが
ないので、駆動電圧,接点荷重および動作速度等におい
てより一層、設計値通りの動作特性が得られる。
According to the third aspect, the movable electrode is connected to and supported by the free end of the thin plate beam extending outward from the upper edge of the anchor. For this reason, even if it heats to join and integrate the actuator with the base, the actuator can freely expand outward. As a result, the actuator itself does not generate thermal stress or thermal strain and does not deform, so that the operating characteristics according to the design values can be further obtained in the driving voltage, the contact load, the operating speed, and the like.

【0040】請求項4によれば、アンカの基部近傍に固
定接点を配置してある。このため、固定接点に接触する
可動接点は、可動電極よりもアンカ近傍に位置すること
になる。この結果、可動電極が固定電極に静電引力で吸
引されると、てこの原理により、可動接点が固定接点に
大きな接点荷重で接触するので、外部から振動等によっ
て誤動作することがない。特に、請求項5によれば、固
定接点の四方近傍に配置された4本のアンカから薄板梁
部が延在している。このため、固定接点に可動接点が四
方から負荷される接点荷重で接触するので、より一層誤
動作が生じにくい。
According to the fourth aspect, the fixed contact is disposed near the base of the anchor. Therefore, the movable contact that contacts the fixed contact is located closer to the anchor than the movable electrode. As a result, when the movable electrode is attracted to the fixed electrode by electrostatic attraction, the movable contact comes into contact with the fixed contact with a large contact load by the principle of leverage, so that a malfunction does not occur due to external vibration or the like. In particular, according to the fifth aspect, the thin beam portion extends from the four anchors arranged near the four sides of the fixed contact. For this reason, since the movable contact comes into contact with the fixed contact with the contact load applied from all directions, a malfunction is more unlikely to occur.

【0041】請求項6によれば、ガラスのベースに、シ
リコンのアクチュエータを陽極接合で一体化しても、前
述の構造を有するので、駆動電圧,接点荷重および動作
速度等において設計値通りの動作特性を有する静電マイ
クロリレーが得られるという効果がある。
According to the sixth aspect, even if the silicon actuator is integrated with the glass base by anodic bonding, the structure has the above-described structure, so that the operating characteristics according to the design values in drive voltage, contact load, operating speed, and the like are attained. There is an effect that an electrostatic micro relay having the following is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本願発明の第1実施形態にかかる静電マイク
ロリレーを示し、図1(a)は平面図、図1(b)は図
1(a)の1B−1B線断面図、図1(c)は図1
(a)の1C−1C線断面図である。
1A and 1B show an electrostatic micro relay according to a first embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a plan view, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line 1B-1B in FIG. (C) is FIG.
It is 1C-1C sectional view taken on the line of (a).

【図2】 図1(a)ないし図1(c)で示したベース
を製造するためのプロセスフローである。
FIG. 2 is a process flow for manufacturing the base shown in FIGS. 1 (a) to 1 (c).

【図3】 図1(a)ないし図1(c)で示したアクチ
ュエータを製造するためのプロセスフローである。
FIG. 3 is a process flow for manufacturing the actuator shown in FIGS. 1 (a) to 1 (c).

【図4】 図1(a)ないし図1(c)で示した静電マ
イクロリレーを製造するためのプロセスフローである。
FIG. 4 is a process flow for manufacturing the electrostatic micro relay shown in FIGS. 1 (a) to 1 (c).

【図5】 本願発明の第2実施形態にかかる静電マイク
ロリレーを示す平面図である。
FIG. 5 is a plan view showing an electrostatic micro relay according to a second embodiment of the present invention.

【図6】 本願発明の第3実施形態にかかる静電マイク
ロリレーを示し、図6(a)は平面図、図6(b)は図
6(a)の6B−6B線断面図である。
6A and 6B show an electrostatic micro relay according to a third embodiment of the present invention. FIG. 6A is a plan view, and FIG. 6B is a sectional view taken along line 6B-6B in FIG. 6A.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…ベース、11…シリコンウエハ、12…固定電
極、13,14…固定接点、16,17,18,19…
接続パッド、19b…中継接続部、20…アクチュエー
タ、21…アンカ、22…第1薄板梁部、23…可動電
極、24…第2薄板梁部、28…可動接点。
10: Base, 11: Silicon wafer, 12: Fixed electrode, 13, 14: Fixed contact, 16, 17, 18, 19 ...
Connection pad 19b Relay connection portion 20 Actuator 21 Anchor 22 First thin beam portion 23 Movable electrode 24 Second thin beam portion 28 Movable contact

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ベースの上面に設けた固定電極と、この
ベースの上面に固定したアクチュエータの可動電極との
間に電圧を印加して生じる静電引力で前記可動電極を駆
動し、前記ベースに設けた固定接点に前記アクチュエー
タに設けた可動接点を接離させて電気回路を開閉する静
電マイクロリレーにおいて、 前記ベース上面の一か所に複数本のアンカを集中させて
立設し、このアンカの上端縁部から側方に延在した薄板
梁部を介して前記可動電極を支持したことを特徴とする
静電マイクロリレー。
1. A movable electrode is driven by an electrostatic attraction generated by applying a voltage between a fixed electrode provided on an upper surface of a base and a movable electrode of an actuator fixed on the upper surface of the base. In an electrostatic microrelay for opening and closing an electric circuit by moving a movable contact provided on the actuator to and away from a fixed contact provided, a plurality of anchors are concentrated and erected at one location on the upper surface of the base. Wherein the movable electrode is supported via a thin beam extending laterally from an upper edge of the movable microelectrode.
【請求項2】 ベースの上面に設けた固定電極と、この
ベースの上面に固定したアクチュエータの可動電極との
間に電圧を印加して生じる静電引力で前記可動電極を駆
動し、前記ベースに設けた固定接点に前記アクチュエー
タに設けた可動接点を接離させて電気回路を開閉する静
電マイクロリレーにおいて、 前記アクチュエータの可動電極を、前記ベースの上面に
立設した1本のアンカの上端縁部から側方に延在した少
なくとも1本の薄板梁部を介して支持したことを特徴と
する静電マイクロリレー。
2. The movable electrode is driven by an electrostatic attraction generated by applying a voltage between a fixed electrode provided on an upper surface of a base and a movable electrode of an actuator fixed on the upper surface of the base, and the movable electrode is attached to the base. An electrostatic microrelay that opens and closes an electric circuit by moving a movable contact provided on the actuator to and away from a fixed contact provided, wherein a movable electrode of the actuator is provided at an upper edge of one anchor erected on an upper surface of the base. An electrostatic micro-relay supported by at least one thin beam extending laterally from the portion.
【請求項3】 前記可動電極を、前記アンカの上端縁部
から外方に延在した薄板梁部の自由端に接続,支持した
ことを特徴とする請求項1または2に記載の静電マイク
ロリレー。
3. The electrostatic micro device according to claim 1, wherein the movable electrode is connected to and supported by a free end of a thin beam portion extending outward from an upper end edge of the anchor. relay.
【請求項4】 前記固定接点を、前記アンカの基部近傍
に配置したことを特徴とする請求項1ないし3のいずれ
か1項に記載の静電マイクロリレー。
4. The electrostatic micro-relay according to claim 1, wherein the fixed contact is arranged near a base of the anchor.
【請求項5】 前記固定接点の四方近傍にアンカを立設
したことを特徴とする請求項1,3または4のいずれか
1項に記載の静電マイクロリレー。
5. The electrostatic micro relay according to claim 1, wherein anchors are provided upright on four sides of the fixed contact.
【請求項6】 前記ベースがガラスからなる一方、前記
アクチュエータが単結晶シリコンあるいは多結晶シリコ
ンからなることを特徴とする請求項1ないし5のいずれ
か1項に記載の静電マイクロリレー。
6. The electrostatic micro relay according to claim 1, wherein the base is made of glass, and the actuator is made of single crystal silicon or polycrystalline silicon.
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