JPS6188417A - 無接点スイッチの製造方法 - Google Patents
無接点スイッチの製造方法Info
- Publication number
- JPS6188417A JPS6188417A JP22544685A JP22544685A JPS6188417A JP S6188417 A JPS6188417 A JP S6188417A JP 22544685 A JP22544685 A JP 22544685A JP 22544685 A JP22544685 A JP 22544685A JP S6188417 A JPS6188417 A JP S6188417A
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- JP
- Japan
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- layer
- insulating film
- electrode layer
- switch
- piezoelectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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- Electronic Switches (AREA)
- Manufacture Of Switches (AREA)
- Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
- Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
- Push-Button Switches (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は圧電素子を利用した無接点スイッチの製造方法
に関する。
に関する。
キーボードスイッチとか操作スイッチのように電力の供
給遮断を目的とせず単に信号の入力だけを行うためのス
イッチには信頼性の点で半導体素子を利用した無接点ス
イッチの方が接点式のスイッチより優れている。しかし
従来の無接点式スイッチはスイッチを動作させるのに電
源を必要とし、また温度ドリフト、耐雑音性の点で問題
があった。
給遮断を目的とせず単に信号の入力だけを行うためのス
イッチには信頼性の点で半導体素子を利用した無接点ス
イッチの方が接点式のスイッチより優れている。しかし
従来の無接点式スイッチはスイッチを動作させるのに電
源を必要とし、また温度ドリフト、耐雑音性の点で問題
があった。
本発明は上記の問題点を解消するためになされたもので
、小型で信頼性が高く、消費電力の少ない無接点スイッ
チの製造方法を提供することを目的としている。
、小型で信頼性が高く、消費電力の少ない無接点スイッ
チの製造方法を提供することを目的としている。
上記の目的を達成するために、本発明は半導体基板上に
絶縁膜を積層する第１の工程、磁性体層と、第１電極層
、第２電極層、ならびに上２第１．第２電極層間に形成
される圧電性被膜層より成るスイッチ信号出力部とを上
記絶縁膜上に積層する第２の工程、および上記各層を残
して上記絶縁膜を所定形状に除去するとともにその部分
の基板を除去することにより上記絶縁膜より成る片持梁
状層を形成する第３の工程を備えたものである。
絶縁膜を積層する第１の工程、磁性体層と、第１電極層
、第２電極層、ならびに上２第１．第２電極層間に形成
される圧電性被膜層より成るスイッチ信号出力部とを上
記絶縁膜上に積層する第２の工程、および上記各層を残
して上記絶縁膜を所定形状に除去するとともにその部分
の基板を除去することにより上記絶縁膜より成る片持梁
状層を形成する第３の工程を備えたものである。
本発明は、磁性体を相持した梁状の圧電素子に磁石を近
づけることにより、上記磁性体と磁石との間に作用する
磁力によって上記圧電素子に歪を生ぜしめ、この歪によ
って上記圧電素子にスイッチ信号を発生させて入力操作
を行い、スイッチ自身で信号を発生することができ、消
費電力の小さい無接点スイッチの製造方法を提供するこ
とかできる。しかも、ＩＣ製造技術によって製造できる
ので超小型化も可能となる。
づけることにより、上記磁性体と磁石との間に作用する
磁力によって上記圧電素子に歪を生ぜしめ、この歪によ
って上記圧電素子にスイッチ信号を発生させて入力操作
を行い、スイッチ自身で信号を発生することができ、消
費電力の小さい無接点スイッチの製造方法を提供するこ
とかできる。しかも、ＩＣ製造技術によって製造できる
ので超小型化も可能となる。
以下に、本発明の一実施例について図面に従って説明す
る。
る。
第１図、第２図において工はシリコン基板で２はその上
に形成した酸化シリコン５ｉＯｚの層である。この５ｉ
０２膜を第１図に示すコ字型に例えばフッ化水素で除去
し、方向性蝕刻液でシリコン基板をエツチングすると、
コ字形の溝が出来るが、このときＳｉＯ２膜の半島状の
部分４の幅すに対し、その両側の溝の部分の幅Ｃがｂと
略等しいか少し広いとエツチングは溝の深さ方向に進行
すると共に半島状の５ｉ０２層４の下にも喰い込み、５
ｉＯｚの層の半島状の部分４はシリコン基板１の方形の
凹みに突出した片持梁の形になる。実際にはエツチング
は半島部分の両側からでなく半島部分の先端から基部に
向って半島部分の下を掘り進んで行くようである。＃キ
本＝このようにして形成された５ｉ０２の片持梁４上に
圧電性被膜を形成する。
に形成した酸化シリコン５ｉＯｚの層である。この５ｉ
０２膜を第１図に示すコ字型に例えばフッ化水素で除去
し、方向性蝕刻液でシリコン基板をエツチングすると、
コ字形の溝が出来るが、このときＳｉＯ２膜の半島状の
部分４の幅すに対し、その両側の溝の部分の幅Ｃがｂと
略等しいか少し広いとエツチングは溝の深さ方向に進行
すると共に半島状の５ｉ０２層４の下にも喰い込み、５
ｉＯｚの層の半島状の部分４はシリコン基板１の方形の
凹みに突出した片持梁の形になる。実際にはエツチング
は半島部分の両側からでなく半島部分の先端から基部に
向って半島部分の下を掘り進んで行くようである。＃キ
本＝このようにして形成された５ｉ０２の片持梁４上に
圧電性被膜を形成する。
その構造の詳細を第３図に示す。
第３図において５は８１０２層の半島状部分４（単に片
持梁と云うことにする）上に形成した第１電極層、６は
この電極層の上に形成された圧電性被膜層、７は層６の
上に形成された第２電極層で、第１電極層５．圧電性被
膜６、ならびに第２電極層７によりスイッチ信号出力部
を構成している。片持梁４の前端部には強磁性体層ｍか
形成しである。上述した第１．第２の電極層５．７は例
えば金を用いる。圧電被膜層６は酸化亜鉛或はＰＺＴ
（ジルコン酸チタニウム酸鉛）等が用いられる。強磁性
体層ｍとしてはフェライト、ニッケル等が用いられる。
持梁と云うことにする）上に形成した第１電極層、６は
この電極層の上に形成された圧電性被膜層、７は層６の
上に形成された第２電極層で、第１電極層５．圧電性被
膜６、ならびに第２電極層７によりスイッチ信号出力部
を構成している。片持梁４の前端部には強磁性体層ｍか
形成しである。上述した第１．第２の電極層５．７は例
えば金を用いる。圧電被膜層６は酸化亜鉛或はＰＺＴ
（ジルコン酸チタニウム酸鉛）等が用いられる。強磁性
体層ｍとしてはフェライト、ニッケル等が用いられる。
これらの各層は夫々マスクを用いて陰極スパッタリング
或は真空蒸着により形成される。Ｍは永久磁石で押ボタ
ンと結合されている。Ｍが強磁性体層ｍに近づくと強磁
性体層ｍがＭに吸引される結果片持梁４は右端が引上げ
られるように曲り、このため圧電性被膜層６の両面に正
負の電荷が現れ電極層５．７間に電圧が発生する。この
電圧か押ボタンを押下すると云う入力操作に対する応答
出力でこの電圧を例えばＭＯ８電界効果型トランジスタ
のゲートに印加する。
或は真空蒸着により形成される。Ｍは永久磁石で押ボタ
ンと結合されている。Ｍが強磁性体層ｍに近づくと強磁
性体層ｍがＭに吸引される結果片持梁４は右端が引上げ
られるように曲り、このため圧電性被膜層６の両面に正
負の電荷が現れ電極層５．７間に電圧が発生する。この
電圧か押ボタンを押下すると云う入力操作に対する応答
出力でこの電圧を例えばＭＯ８電界効果型トランジスタ
のゲートに印加する。
第４図は電極層５，７及び圧電性被膜層６のパターン構
成を示す。電極層５は幅が圧電性被膜層６よりせまく、
圧電性被膜層は電極層５より外方まではみ出して形成さ
れて電極、賢５と７との間の絶縁層を兼ねており、電極
層５．７のリード線取付部Ｓは左右互に反対方向に出し
である。
成を示す。電極層５は幅が圧電性被膜層６よりせまく、
圧電性被膜層は電極層５より外方まではみ出して形成さ
れて電極、賢５と７との間の絶縁層を兼ねており、電極
層５．７のリード線取付部Ｓは左右互に反対方向に出し
である。
第５図は上述したようなスイッチ素子を組込んだスイッ
チ全体の構造を示す。上述した素子の具体的な大きさは
片持梁４の幅か４０μｍ。
チ全体の構造を示す。上述した素子の具体的な大きさは
片持梁４の幅か４０μｍ。
長さが４００μｍである。第５図でＴが上述したスイッ
チ素子であり、１０は押ボタン、１２はスイッチケース
で、押ボタンの下方に延びた脚の下端に前述した永久磁
石Ｍが取付けである。
チ素子であり、１０は押ボタン、１２はスイッチケース
で、押ボタンの下方に延びた脚の下端に前述した永久磁
石Ｍが取付けである。
押ボタンの脚に形成した鍔とスイッチケース１２内の棚
との間にコイルばね１１か介在させてあって、押ボタン
は常時上方に弾撥されている。
との間にコイルばね１１か介在させてあって、押ボタン
は常時上方に弾撥されている。
１６．１７は端子金具であり、１４．１５はこの端子金
具とスイッチ素子Ｔにおける電極層５゜′ ７との間を
接続する金のリード線である。押ボタン１０は押下した
とき、その下面かスイッチケース１２のボス部に当るこ
とにより下方への移動が制限されており、永久磁石Ｎ１
はスイッチ素子Ｔに接近するだけで磁性体層ｍと接触し
ないようになっている。
具とスイッチ素子Ｔにおける電極層５゜′ ７との間を
接続する金のリード線である。押ボタン１０は押下した
とき、その下面かスイッチケース１２のボス部に当るこ
とにより下方への移動が制限されており、永久磁石Ｎ１
はスイッチ素子Ｔに接近するだけで磁性体層ｍと接触し
ないようになっている。
第６図は上記押ボタン１０を押下したとき端子金具１６
．１７間に現れる電圧を示す。これか正負反転して振動
しているのは片持梁４の振動により、出力電圧が減衰し
ているのは圧電性彼ｉｌ１層に現れる電荷か層自体及び
負荷回路のインピーダンス等を通してリークするためで
、リークかあるため押ボタンを手離して片持梁４がもと
の状態に戻ったときにも同じような電圧出力か発生する
が、キーボードにおける入力操作では第６図の最初のピ
ークにおいて負荷のフリップフロップ等がセット或はリ
セットされるので、その後電圧の振動があっても支障は
ない。 ４゜次に、上記無接点スイッチの製造方法につ
いて説明する。
．１７間に現れる電圧を示す。これか正負反転して振動
しているのは片持梁４の振動により、出力電圧が減衰し
ているのは圧電性彼ｉｌ１層に現れる電荷か層自体及び
負荷回路のインピーダンス等を通してリークするためで
、リークかあるため押ボタンを手離して片持梁４がもと
の状態に戻ったときにも同じような電圧出力か発生する
が、キーボードにおける入力操作では第６図の最初のピ
ークにおいて負荷のフリップフロップ等がセット或はリ
セットされるので、その後電圧の振動があっても支障は
ない。 ４゜次に、上記無接点スイッチの製造方法につ
いて説明する。
先ず、シリコン基板に酸化膜を形成したら先に電極層５
を全面的に陰極スパッタリングにより形成し、フォトレ
ジストを塗布して電極層５のパターンを焼付け、エツチ
ングによって電極層５のパターンを残し、再びフォトレ
ジストを塗布して圧電性被膜層６のパターンを焼付けて
マスクを形成し、圧電性被膜層６を真空蒸着によって形
成し、再びフォトレジストを塗布して電極層７のパター
ンを焼付けてマスクを形成し陰極スパッタリングにより
金の電極層７を形成し、最後に同様の方法でマスクを形
成して磁性体層ｍを蒸着する。このようにして前置って
必要な層を所定のパターンに形成した後第１図のコ字形
部分３の５ｉ０２層を除去してシリコン基板１をエツチ
ングし、最後にシリコン基板を切断して個々のスイッチ
素子Ｔに分割するのである。
を全面的に陰極スパッタリングにより形成し、フォトレ
ジストを塗布して電極層５のパターンを焼付け、エツチ
ングによって電極層５のパターンを残し、再びフォトレ
ジストを塗布して圧電性被膜層６のパターンを焼付けて
マスクを形成し、圧電性被膜層６を真空蒸着によって形
成し、再びフォトレジストを塗布して電極層７のパター
ンを焼付けてマスクを形成し陰極スパッタリングにより
金の電極層７を形成し、最後に同様の方法でマスクを形
成して磁性体層ｍを蒸着する。このようにして前置って
必要な層を所定のパターンに形成した後第１図のコ字形
部分３の５ｉ０２層を除去してシリコン基板１をエツチ
ングし、最後にシリコン基板を切断して個々のスイッチ
素子Ｔに分割するのである。
図面は本発明の一実施例を示し、第１図はシリコン基板
の平面図、第２図は上記におけるＡ−Ａ断面図、第３図
はスイッチ素子の拡大縦断側面図、第４図は電極等のパ
ターンを示す平面図、第５図はスイッチ全体の縦断側面
図、第６図は出力の電圧一時間関係を示すグラフである
。 １・・・シリコン基板、２・・・酸化被膜、４・・・片
持梁状の５ｉ０２披膜層、５，７・・・電極層、６・・
・圧電性被膜、ｍ・・・強磁性体層、Ｍ・・・永久磁石
、１０・・・押ボタン、１２・・・スイッチケース、１
６゜１７・・・端子金具、１４．１５・・・リード線。
の平面図、第２図は上記におけるＡ−Ａ断面図、第３図
はスイッチ素子の拡大縦断側面図、第４図は電極等のパ
ターンを示す平面図、第５図はスイッチ全体の縦断側面
図、第６図は出力の電圧一時間関係を示すグラフである
。 １・・・シリコン基板、２・・・酸化被膜、４・・・片
持梁状の５ｉ０２披膜層、５，７・・・電極層、６・・
・圧電性被膜、ｍ・・・強磁性体層、Ｍ・・・永久磁石
、１０・・・押ボタン、１２・・・スイッチケース、１
６゜１７・・・端子金具、１４．１５・・・リード線。
Claims (4)
- （１）半導体基板上に絶縁膜を積層する第１の工程磁性
体層と、第１電極層、第２電極層、ならびに上記第１、
第２電極層間に形成される圧電性被膜層より成るスイッ
チ信号出力部とを上記絶縁膜上に積層する第２の工程、
および上記各層を残して上記絶縁膜を所定形状に除去す
るとともにその部分の基板を除去することにより上記絶
縁膜より成る片持梁状層を形成する第３の工程を備えた
無接点スイッチの製造方法。 - （２）半導体基板はシリコン基板であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の無接点スイッチの製造方
法。 - （３）絶縁膜はＳｉＯ＿２膜であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の無接点スイッチの製造方法。 - （４）絶縁膜はコ字状に除去されることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の無接点スイッチの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22544685A JPS6188417A (ja) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | 無接点スイッチの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22544685A JPS6188417A (ja) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | 無接点スイッチの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6188417A true JPS6188417A (ja) | 1986-05-06 |
| JPH0371731B2 JPH0371731B2 (ja) | 1991-11-14 |
Family
ID=16829483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22544685A Granted JPS6188417A (ja) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | 無接点スイッチの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6188417A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06223686A (ja) * | 1992-12-15 | 1994-08-12 | Asulab Sa | リード接触器およびその製造方法 |
-
1985
- 1985-10-08 JP JP22544685A patent/JPS6188417A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06223686A (ja) * | 1992-12-15 | 1994-08-12 | Asulab Sa | リード接触器およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0371731B2 (ja) | 1991-11-14 |
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