WO2010074221A1 - マイクロリレー - Google Patents

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WO2010074221A1
WO2010074221A1 PCT/JP2009/071571 JP2009071571W WO2010074221A1 WO 2010074221 A1 WO2010074221 A1 WO 2010074221A1 JP 2009071571 W JP2009071571 W JP 2009071571W WO 2010074221 A1 WO2010074221 A1 WO 2010074221A1
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WO
WIPO (PCT)
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cover
frame
base
armature
micro relay
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/071571
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
浩司 横山
健 橋本
嘉城 早崎
隆司 西條
成正 岩本
孝明 吉原
徹 馬場
敦 諏訪
雅和 足立
健雄 白井
Original Assignee
パナソニック電工株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by パナソニック電工株式会社 filed Critical パナソニック電工株式会社
Publication of WO2010074221A1 publication Critical patent/WO2010074221A1/ja

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H51/00—Electromagnetic relays
    • H01H51/22—Polarised relays
    • H01H51/2272—Polarised relays comprising rockable armature, rocking movement around central axis parallel to the main plane of the armature
    • H01H51/2281—Contacts rigidly combined with armature

Definitions

  • the present invention generally relates to microrelays.
  • the present invention relates to a micro relay provided in the middle of a transmission path for transmitting a signal.
  • Patent Document 1 Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2005-50767 discloses a conventional micro relay.
  • This micro relay is a MEMS relay using a semiconductor micromachining technology.
  • MEMS is an abbreviation for microelectromechanical system.
  • the micro relay described in Patent Document 1 includes a contact board, an armature block provided on the upper surface of the contact board, and a coil board provided on the upper surface of the armature block.
  • the contact substrate is made of a glass substrate, and a pair of fixed contacts are formed on the upper surface thereof.
  • the armature block includes an armature substrate made of a semiconductor substrate (silicon substrate) and a frame made of a semiconductor substrate and supporting the armature substrate in a swingable manner.
  • the armature substrate and the frame are integrally formed.
  • a movable contact corresponding to a pair of fixed contacts is formed on the lower surface of the armature substrate facing the contact substrate.
  • the movable contact is provided on the lower surface of the armature substrate so as to be able to contact with and separate from the pair of fixed contacts.
  • a magnetic plate is provided on the upper surface of the armature substrate.
  • the coil substrate serves as a cover that covers the armature substrate.
  • Such a coil substrate is made of a glass substrate, and a pair of coils are formed on the surface on the armature substrate side.
  • the armature substrate can be operated like a seesaw to open and close the contacts by energizing the coil formed on the coil substrate.
  • a pair of electrode pads (first electrode pads) for energizing the pair of coils are formed on the lower surface of the coil substrate.
  • a pair of electrode pads (second electrode pads) facing each of the pair of first electrode pads are provided on the upper surface of the contact substrate.
  • the second electrode pad is electrically connected to a pair of lands on the lower surface of the contact board by through-hole wiring that penetrates the contact board in the thickness direction.
  • the pair of fixed contacts are electrically connected to another pair of lands on the other surface side of the contact board by through-hole wiring that penetrates the contact board in the thickness direction.
  • the pair of first electrode pads on the coil substrate and the pair of second electrode pads on the contact substrate are connected by bumps. Therefore, the coil of the coil substrate can be energized by applying a voltage between the pair of lands on the lower surface of the contact substrate.
  • the micro relay disclosed in Patent Document 1 is configured to be mounted on a mounting board using a flip chip mounting method, not a wire bonding mounting method. This is because the cost required for mounting and whether a relatively thin wire can withstand the current flowing through the coil are taken into consideration.
  • the first electrode pad of the coil substrate and the second electrode pad of the contact substrate are connected by bumps.
  • the armature block needs to secure a space enough to arrange the bumps, and the micro relay becomes large.
  • the present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a microrelay that can be miniaturized and can be easily manufactured.
  • the micro relay of the present invention includes a base, a frame, an armature, a cover, and a driving device.
  • the base has a pair of fixed contacts on its upper surface.
  • the base has a pair of external terminals and a pair of drive terminals on its lower surface.
  • the pair of external terminals is electrically connected to each fixed contact.
  • the frame is disposed on an upper surface of the base, and the armature has a movable plate, a magnetic plate, and a movable contact, and the magnetic plate is attached to the movable plate.
  • the armature is disposed on the movable plate so as to face the pair of fixed contacts, and the armature is disposed on the inner side of the frame so that the movable plate can move between a first position and a second position.
  • the cover is provided on the frame, thereby covering the frame, and the driving device is provided on the cover and includes an electromagnet device.
  • the stone device has a coil and a pair of coil terminals for supplying current to the coil, and the coil generates a magnetic field that moves the magnetic plate when current is supplied through the coil terminal.
  • the movable plate is moved to the first position or the second position, and the coil terminal is electrically connected to the drive terminal by wiring, and the wiring is
  • the base, the frame, and the cover are disposed.
  • the thickness of the base can be reduced as compared with the case where the driving device is provided on the base. Therefore, the through-hole wiring for connecting the fixed contact to the electrode formed on the lower surface of the base can be shortened, and the high frequency characteristics can be improved.
  • the base, the frame, and the cover have through holes formed so as to penetrate each thickness direction, and the wiring is provided in the through holes.
  • the wiring can be easily formed.
  • the wiring is formed on each outer surface of the base, the frame, and the cover.
  • the base is preferably made of glass.
  • the high frequency characteristics can be improved by using glass which is a substance having a relatively low dielectric constant.
  • the base is preferably made of silicon.
  • the base can be easily processed as compared with the case of using a glass substrate.
  • the base is preferably made of a low-temperature co-fired ceramic.
  • the cover is preferably made of glass.
  • the high frequency characteristics can be improved by using glass which is a substance having a relatively low dielectric constant.
  • the cover is preferably made of silicon.
  • the cover can be easily processed as compared with the case of using a glass substrate.
  • the cover is preferably made of a low-temperature co-fired ceramic.
  • the space for providing the wiring can be reduced, and the size can be reduced.
  • the coil is preferably formed on the cover.
  • the coil can be manufactured by wafer level processing, it is not necessary to assemble an electromagnet device. Therefore, it is possible to reduce the time and effort for assembly and to reduce the cost.
  • the electromagnet device includes a yoke made of a magnetic material plating layer formed on the cover.
  • the yoke can be provided by wafer level processing, it is not necessary to position and bond the yoke. Therefore, it is possible to arrange the yoke with high accuracy, and it is possible to reduce the labor of assembly.
  • the drive device further includes a permanent magnet, which generates a magnetic field that attracts the magnetic plate, whereby the permanent magnet keeps the armature in the first position or the second position.
  • the permanent magnet is preferably formed of a thin film formed on the cover.
  • the permanent magnet can be provided by wafer level processing, it is not necessary to position and bond the permanent magnet. Therefore, it is possible to arrange the permanent magnets with high accuracy, and it is possible to reduce assembling work.
  • the armature and the frame are integrally formed by processing a semiconductor substrate using a microfabrication technique, and the semiconductor substrate includes a first semiconductor layer bonded to the upper surface of the base, A first insulator layer provided on the first semiconductor layer, a second semiconductor layer provided on the first insulator layer, and a second insulator provided on the second semiconductor layer And a third insulator layer provided on the second insulator layer, wherein the frame includes the first semiconductor layer, the first insulator layer, the second semiconductor layer, and the second semiconductor layer.
  • the armature includes an insulator layer and the third semiconductor layer, and the armature includes the first insulator layer, the second semiconductor layer, and the second insulator layer.
  • the distance between the movable part and the base is determined by the thickness of the first semiconductor layer, and the distance between the movable part and the driving device is determined by the thickness of the third semiconductor layer. Therefore, the magnetic gap (distance between the armature and the electromagnet device) and the contact gap (distance between the fixed contact and the movable contact when opened) can be set with high accuracy.
  • the armature and the frame are integrally formed by processing the first semiconductor substrate and the second semiconductor substrate using a fine processing technique, and the first semiconductor substrate is bonded to the upper surface of the base.
  • the second semiconductor substrate includes a first semiconductor layer provided on the first substrate, an insulating layer provided on the first semiconductor layer, and a second semiconductor provided on the insulating layer.
  • the frame is composed of both the first semiconductor substrate and the second semiconductor substrate, and the armature is composed of the first semiconductor layer and the insulating layer.
  • the distance between the movable part and the base can be defined by the thickness of the semiconductor substrate, and the distance between the movable part and the driving device can be defined by the thickness of the second semiconductor layer. Therefore, the magnetic gap (distance between the armature and the electromagnet device) and the contact gap (distance between the fixed contact and the movable contact when opened) can be set with high accuracy.
  • the thickness of the base is preferably smaller than the thickness of the cover.
  • the cover is preferably joined to the frame by a metal layer provided on the frame.
  • the metal layer can be used for a ground pattern, wiring, a land of a through hole, or the like. Therefore, the manufacturing process can be simplified.
  • the frame is preferably joined to the base by a metal layer provided on the base.
  • the metal layer can be used for a ground pattern, a wiring, a land of a through hole, or the like. Therefore, the manufacturing process can be simplified.
  • the micro relay further has a fulcrum, and the fulcrum is located between the cover and the armature, and the armature is movable between the first position and the second position. It is preferably supported so as to be swingable around the fulcrum.
  • the movable part can be oscillated stably.
  • the cover is preferably formed with a shield layer on the lower surface, and the shield layer is made of a non-magnetic metal.
  • FIG. 4A shows a top view of the functional unit of the first embodiment.
  • FIG. 4B is a bottom view of the functional unit of the first embodiment.
  • FIG. 4A shows a top view of the functional unit of the first embodiment.
  • FIG. 4B is a bottom view of the functional unit of the first embodiment.
  • FIG. It is a schematic sectional drawing of the semiconductor substrate used as the foundation of a functional part in the same as the above.
  • FIG. 4 is a schematic sectional drawing of the semiconductor substrate used as the foundation of a functional part in the same as the above.
  • FIG. 4 is a schematic sectional drawing of the semiconductor substrate used as the foundation of a functional part in the same as the above.
  • the micro relay of this embodiment includes a base 10, a functional unit 20, a cover 30, and a driving device 40.
  • the base 10 has a width, a length, and a thickness.
  • the base 10 has an upper surface on one surface in the thickness direction and a lower surface on the other surface in the thickness direction.
  • the functional unit 20 is provided on the upper surface of the base 10.
  • the cover 30 is provided on the functional unit 20.
  • the micro relay of this embodiment is what is called a latching type relay provided with a normally open contact and a normally closed contact, for example.
  • the base 10 is formed of, for example, a rectangular parallelepiped glass substrate.
  • a pair of transmission lines 11 are formed on both ends of the upper surface of the base 10 in the longitudinal direction.
  • the transmission line 11 is formed in a straight line, and the length direction of the transmission line 11 coincides with the width direction of the base 10. Further, the pair of transmission lines 11 are arranged in a straight line in the width direction of the base 10.
  • a pair of external terminals (not shown) is formed on each of both ends in the longitudinal direction on the lower surface of the base 10.
  • Each of the pair of external terminals is electrically connected to each of the pair of transmission lines 11 through a through-hole wiring (not shown) that penetrates the base 10 in the thickness direction.
  • the fixed contact 12 is a metal thin film made of a metal material having good conductivity such as Cu or Au, and is formed by using a sputtering method, an electroplating method, a vacuum deposition method, or the like. Furthermore, the fixed contact 12 is not limited to a single layer structure, and may be a multilayer structure including, for example, an Au layer and a Ti layer interposed between the Au layer and the base 10.
  • the functional unit 20 mainly includes an armature 21 and a frame 22 as shown in FIG.
  • the frame 22 is formed in a rectangular frame shape.
  • An armature 21 is disposed in the opening 23 of the frame 22.
  • the opening 23 includes a rectangular first opening 230 provided at the center of the frame 22 and second openings 231 provided at both ends in the longitudinal direction of the frame 22.
  • Each of the second openings 231 communicates with the first opening 230 at the center in the width direction of the frame 22.
  • the frame 22 includes a regulation protrusion.
  • the restriction protrusion is located between the second opening 231 and the first opening 230. This restricting protrusion prohibits the armature 21 from moving in the direction along the longitudinal direction of the frame.
  • the outer size of the frame 22 is formed to be equal to the outer size of the base 10.
  • the armature 21 has a movable plate 210 disposed in the first opening 230 of the frame 22.
  • the movable plate 210 is formed in a rectangular plate shape.
  • the movable plate 210 is disposed in the first opening 230 such that the longitudinal direction of the movable plate 210 is aligned with the longitudinal direction of the frame 22.
  • the contact protrusions 211 project from the center of each end of the movable plate 210 in the longitudinal direction. The tips of both contact protrusions 211 are arranged in the second openings 231 respectively.
  • a movable contact 212 is provided on the lower surface of the contact protrusion 211 (see FIG. 4B).
  • the movable plate 210 is disposed inside the frame 22 so that the movable contact 212 faces the fixed contact 12.
  • the movable contact 212 is configured to short-circuit between the pair of fixed contacts 12 when contacting the pair of fixed contacts 12.
  • the movable contact 212 is a metal thin film made of a metal material having good conductivity such as Cu or Au, as in the case of the fixed contact 12, and is formed using a sputtering method, an electroplating method, a vacuum deposition method, or the like. Has been.
  • the movable contact 212 is not limited to a single layer structure, and may be a multilayer structure including, for example, an Au layer and a Ti layer interposed between the Au layer and the contact protrusion 211.
  • a fulcrum projecting piece 213 protrudes outward in the width direction at the center of each of both end portions in the width direction of the movable plate 210.
  • a fulcrum protrusion 214 is provided on the upper surface of the fulcrum protrusion 213 (see FIG. 4A).
  • the fulcrum protrusion 214 is used as a fulcrum for the swinging motion (seesaw motion) of the armature 21. Therefore, the movable plate 210 is disposed inside the frame 22 so as to be movable between the first position and the second position. When the movable plate 210 is located at the first position, the movable contact 212 is in contact with both the fixed contacts 12. On the other hand, when the movable plate 210 is located at the second position, the movable contact 212 is separated from both the fixed contacts 12.
  • Such an armature 21 is integrally connected to the frame 22 by a plurality of (four in the illustrated example) support pieces 24.
  • the support piece 24 is formed so as to connect one end in the longitudinal direction of the inner peripheral surface of the frame 22 and one end in the width direction of the movable plate 210. More specifically, the support piece 24 is formed so as to integrally connect one end in the longitudinal direction of the inner peripheral surface of the frame 22 and one end in the width direction of the movable plate 210.
  • the four support pieces 24 are arranged so as to be point-symmetric with respect to the center of the movable plate 210.
  • the support piece 24 is formed in a meandering shape so as to advance in a direction along the longitudinal direction of the movable plate 210 within a plane orthogonal to the thickness direction.
  • the armature 21 is supported by the frame 22 so as to be swingable.
  • the length of the support piece 24 can be increased. Therefore, the spring constant of the spring force generated by twisting the support piece 24 when the armature 21 swings can be appropriately reduced, and the stress applied to the support piece 24 can also be dispersed.
  • the armature 21, the frame 22, and the support piece 24 are made of, for example, a semiconductor substrate 25 (see FIG. 6) having a thickness of about 50 ⁇ m to 300 ⁇ m, preferably about 200 ⁇ m, such as photolithography technique and etching technique They are integrally formed by patterning using a semiconductor microfabrication technique.
  • the semiconductor substrate 25 includes first to third semiconductor layers 250, 252, and 254, and first and second insulator layers 251 and 253.
  • the first semiconductor layer 250 is used for bonding with the base 10. That is, the first semiconductor layer 250 is bonded to the upper surface of the base 10.
  • the first insulator layer 251 is provided on the upper surface of the first semiconductor layer 250.
  • the second semiconductor layer 252 is provided on the upper surface of the first insulator layer 251.
  • the second insulator layer 253 is provided on the upper surface of the second semiconductor layer 252.
  • the third semiconductor layer 254 is provided on the upper surface of the second insulator layer 253.
  • the first to third semiconductor layers 250, 252, and 254 are made of silicon, and the first and second insulating layers 251 and 253 are made of silicon oxide (SiO 2 ). That is, the semiconductor substrate 25 is an SOI substrate in which silicon layers and silicon oxide layers are alternately stacked. More specifically, the semiconductor substrate 25 is a two-layer SOI substrate in which silicon layers and silicon oxide layers are alternately stacked.
  • the first insulator layer 251 is used as an etching stopper when removing the first semiconductor layer 250
  • the second insulator layer 253 is used as an etching stopper when removing the third semiconductor layer 254. be able to.
  • the armature 21 and the support piece 24 are formed using the first insulator layer 251, the second semiconductor layer 252, and the second insulator layer 253. Is forming. Further, the frame 22 is configured by using all of the first semiconductor layer 250, the first insulator layer 251, the second semiconductor layer 252, the second insulator layer 253, and the third semiconductor layer 254. Note that the insulating layers 251 and 253 are not shown in FIG. 5 because they are much thinner than the semiconductor layers 250, 252, and 254.
  • the distance between the armature 21 and the base 10 can be determined by the thickness of the first semiconductor layer 250. Further, the distance between the armature 21 and the driving device 40 can be determined by the thickness of the third semiconductor layer 254.
  • the distance between the armature 21 and the base 10 is determined by the thickness of the first semiconductor layer 250, and the distance between the armature 21 and the driving device 40 is the third semiconductor layer 254. Determined by thickness. Therefore, the magnetic gap defined by the distance between the magnetic plate 50 and the electromagnet device 41 can be set with high accuracy. Similarly, the contact gap defined by the distance between the fixed contact 12 and the movable contact 212 when opened can be set with high accuracy.
  • the functional unit 20 includes the armature 21 that is swingably disposed on the upper surface of the base 10 and the frame-shaped frame 22 that is provided on the upper surface of the base 10 and in which the armature 21 is disposed in the opening 23. And.
  • a magnetic plate 50 is provided on the upper surface of the movable plate 210 of the armature 21.
  • the magnetic plate 50 is used for swinging the armature 21 by a magnetic field generated by the electromagnet device 41 of the driving device 40.
  • the magnetic plate 50 is formed into a rectangular plate shape by machining a magnetic material such as electromagnetic soft iron, electromagnetic stainless steel, or permalloy, and is joined to the movable plate 210 by a method such as adhesion, welding, hot welding, or brazing. ing.
  • a reciprocal 60 is provided on the lower surface of the armature 21. This reciprocal 60 is used to set the distance between the armature 21 and the base 10 to a suitable distance.
  • Such a functional unit 20 is attached to the upper surface of the base 10 by joining the frame 22 to the base 10 with the movable contact 212 and the pair of fixed contacts 12 facing each other.
  • the cover 30 is formed of an insulating material, for example, a glass substrate.
  • the outer size of the cover 30 is equal to the outer size of the base 10.
  • the cover 30 is formed in a plate shape having a size capable of closing the opening 23 of the frame 22.
  • an opening 31 that penetrates the cover 30 in the thickness direction is formed at the center of the upper surface of the cover 30.
  • the opening 31 is formed in a size that can accommodate the driving device 40.
  • On the lower surface of the cover 30, a closing plate 32 that closes the entire opening 31 is tightly bonded.
  • the closing plate 32 is made of, for example, a thin plate such as a silicon plate or a glass plate having a thickness of about 5 to 50 ⁇ m (preferably about 20 ⁇ m).
  • Such a cover 30 is joined to the upper surface of the frame 22.
  • the driving device 40 includes an electromagnet device 41 and a permanent magnet 42.
  • the electromagnet device 41 is configured to generate a magnetic field that moves the magnetic plate 50 so as to move the magnetic plate 50 to the first position or the second position.
  • the permanent magnet 42 is provided for latching the armature 21. Therefore, when the armature 21 is located at the first position, the permanent magnet 42 generates a magnetic field for attracting the magnetic plate 50. As the magnetic plate 50 is attracted by the permanent magnet 42, the armature 21 is maintained at the first position. Similarly, when the armature 21 is located at the second position, the permanent magnet 42 attracts the magnetic plate 50. As the magnetic plate 50 is attracted by the permanent magnet 42, the armature 21 is maintained at the second position.
  • the electromagnet device 41 mainly includes a yoke 43 and a pair of coils 44.
  • the yoke 43 is integrally provided with a long rectangular plate-shaped main piece 430 and rectangular plate-shaped leg pieces 431 formed so as to protrude downward at both longitudinal ends of the lower surface of the main piece 430. ing.
  • Such a yoke 43 is formed by bending or forging an iron plate such as electromagnetic soft iron.
  • the permanent magnet 42 is formed in a rectangular parallelepiped shape, and is magnetized so that the upper surface and the lower surface have different polarities.
  • the permanent magnet 42 is attached to the yoke 43 so that the upper surface thereof is in contact with the central portion in the longitudinal direction on the surface of the main piece 430 of the yoke 43.
  • the pair of coils 44 is disposed in each part of the main piece 430 between each leg piece 431 and the permanent magnet 42.
  • the electromagnet device 41 is provided with a pair of coil terminals 45.
  • a current flows through both coils 44.
  • the coil generates a magnetic field.
  • This magnetic field moves the magnetic plate 50.
  • the magnetic plate 50 is attached to the movable plate 210. Therefore, as the magnetic plate 50 moves, the movable plate 210 moves to either the first position or the second position.
  • Such a driving device 40 is stored in the storage chamber of the cover 30.
  • a wiring pattern 33 is formed on the upper surface of the cover 30.
  • a coil terminal 45 is electrically connected to one end of the wiring pattern 33 by soldering or the like.
  • the drive terminal 13 for energizing the coil 44 is formed on the lower surface of the base 10.
  • a through hole 71 that penetrates the base 10, the frame 22, and the cover 30 in the thickness direction is formed.
  • the through hole 71 has a through hole (first through hole) 15 that penetrates the base 10 in the thickness direction, a through hole (second through hole) 27 that penetrates the frame 22 in the thickness direction, and a thickness of the cover 30.
  • a through hole (third through hole) 35 penetrating in the direction.
  • the 1st through-hole 15 is formed in the position which overlaps with the drive terminal 13 in the thickness direction.
  • the third through hole 35 is formed at a position overlapping the other end portion of the wiring pattern 33 in the thickness direction.
  • a through-hole wiring (first through-hole wiring) 14 is formed in the first through-hole 15, and a through-hole wiring (second through-hole wiring) 26 is formed in the second through-hole 27.
  • a through-hole wiring (third through-hole wiring) 34 is formed in the third through-hole 35.
  • the wiring 10 that electrically connects the drive terminal 13 and the electromagnet device 41 is formed on the base 10, the frame 22, and the cover 30.
  • the wiring 70 includes a through-hole wiring 14 that penetrates the base 10 in the thickness direction, a through-hole wiring 26 that penetrates the frame 22 in the thickness direction, and a through-hole wiring 34 that penetrates the cover 30 in the thickness direction. Has been.
  • the micro relay of this embodiment includes the base 10 made of a substrate (a glass substrate in this embodiment).
  • a pair of fixed contacts 12 are formed on the upper surface of the base 10.
  • An armature 21 is swingably disposed on the upper surface of the base 10.
  • the armature 21 is provided with a movable contact 212 that short-circuits between the pair of fixed contacts 12 when contacting the pair of fixed contacts 12, and a magnetic plate 50 made of a magnetic material.
  • a frame-like frame 22 is provided on the upper surface of the base 10.
  • An armature 21 is disposed in the opening 23 of the frame 22.
  • a cover 30 that closes the opening 23 is provided on the upper surface of the frame 22.
  • the cover 30 is provided with a driving device 40.
  • the driving device 40 includes an electromagnet device 41 that generates a magnetic field that attracts the magnetic plate 50, and swings the armature 21 so that the movable contact 212 is in contact with and separated from the pair of fixed contacts 12.
  • a drive terminal 13 for energizing the electromagnet device 41 of the drive device 40 is formed on the lower surface of the base 10.
  • the base 10, the frame 22, and the cover 30 are formed with wiring 70 that electrically connects the drive terminal 13 and the electromagnet device 41.
  • the microrelay of this embodiment can use a base 10 that is thinner than the base 10 of the microrelay provided with the driving device. Therefore, the through-hole wiring for connecting the fixed contact 12 to the electrode (the external terminal) formed on the lower surface of the base 10 can be shortened. Therefore, high frequency characteristics can be improved. In particular, it becomes possible to make the thickness of the base 10 thinner than the thickness of the cover 30, thereby improving the high frequency characteristics. Moreover, since the distance between the driving device 40 and the fixed contact 12 can be increased, the influence of the magnetic field generated by the electromagnet device 41 of the driving device 40 can be reduced.
  • the wiring 70 for electrically connecting the drive terminal 13 and the electromagnet device 41 is formed by using the base 10, the frame 22 and the cover 40 as a base. Therefore, it is not necessary to secure a space enough to arrange the bumps, and the size can be reduced. Further, it is not necessary to secure a certain degree of strength in order to be independent like a bump, or to set the height in consideration of the reliability of electrical connection. Therefore, it can be easily manufactured as compared with the case of using bumps. Furthermore, it is possible to reduce the possibility that the wiring 70 is disconnected due to the cover 30 swinging with respect to the base 10.
  • the wiring 70 is formed by through-hole wiring (through-hole wiring 14, 26, 34) that penetrates the base 10, the frame 22, and the cover 30 in the thickness direction. Therefore, the wiring 70 can be easily formed.
  • the armature 21 is formed with a fulcrum protrusion 214 protruding upward. That is, the fulcrum when the armature 21 is swung is interposed between the armature 21 and the cover 30.
  • the drive device 40 is provided in the cover 30, the armature 21 is sucked to the cover 30 side. Therefore, the armature 21 is supported on the cover 30 by the fulcrum protrusion 214 during driving. Therefore, compared with the case where the fulcrum protrusion 214 is interposed between the armature 21 and the base 10, the armature 21 can be oscillated stably.
  • a metal layer can be used. That is, the micro relay of the present embodiment is configured such that a metal layer (first metal layer) for joining the frame 22 and the cover 30 is interposed between the frame 22 and the cover 30. it can.
  • the first metal layer can be used for a ground pattern, a wiring, a land of a through hole, or the like. Therefore, the manufacturing process can be simplified.
  • a metal layer when joining the frame 22 to the base 10, a metal layer can be used. That is, the micro relay of the present embodiment may be configured such that a metal layer (second metal layer) for joining the base 10 and the frame 22 is interposed between the base 10 and the frame 22. it can.
  • the second metal layer can be used for a ground pattern, a wiring, a land of a through hole, or the like. Therefore, the manufacturing process can be simplified.
  • a shield layer may be formed on the lower surface of the cover 30.
  • a shield layer is preferably formed on the entire lower surface of the cover 30.
  • the shield layer is formed using a nonmagnetic material. By forming such a shield layer, it is possible to suppress the influence of the magnetic field generated by the electromagnet device 41 from reaching the fixed contact 12 and the movable contact 212. Therefore, high frequency characteristics can be improved.
  • the shield layer is formed so as not to adversely affect the electrical connection between the cover 30 and the frame 22.
  • the base 10 is formed from a glass substrate.
  • glass which is a material having a relatively low dielectric constant, for the base 10, high frequency characteristics can be improved.
  • the base 10 may be formed of a silicon substrate.
  • a semiconductor microfabrication technique such as a photolithography technique and an etching technique can be used, the base 10 can be easily processed as compared with the case of using a glass substrate.
  • the functional unit 20 is formed using silicon, the linear expansion coefficients of the functional unit 20 and the base 10 can be made approximately equal. Therefore, the stress resulting from the difference in linear expansion coefficient can be reduced.
  • the silicon substrate it is preferable to use a high resistance silicon substrate using high resistance silicon. In this case, the high frequency characteristics can be improved. More specifically, in this case, the high frequency characteristics in the slow wave mode can be improved.
  • the base 10 may be formed from a low temperature co-fired ceramic substrate (LTCC substrate).
  • the low-temperature co-fired ceramic substrate can easily form a circular through hole having a uniform diameter, an internal wiring (for example, a ground layer), and the like as compared with a glass substrate.
  • the case where the diameter of a through-hole is not uniform means the case where a diameter becomes large as it goes to a lower surface from the upper surface of the base 10, for example.
  • the impedance can be adjusted, and impedance design (high frequency design) becomes easy. Therefore, high frequency characteristics can be improved.
  • the low-temperature co-fired ceramic substrate is used for the base 10, the high frequency characteristics can be improved as compared with the case where the glass substrate is used.
  • the cover 30 is formed from a glass substrate.
  • the cover 30 may be formed of silicon.
  • the semiconductor fine processing technology such as the photolithography technology and the etching technology can be used, the processing of the cover 30 can be easily performed as compared with the case where the glass substrate is used.
  • the functional unit 20 is formed using silicon, the linear expansion coefficients of the functional unit 20 and the cover 30 can be made approximately equal. Therefore, the stress resulting from the difference in linear expansion coefficient can be reduced.
  • the cover 30 may be formed of low temperature co-fired ceramics. In this way, compared with the case where a glass substrate is used, the space for providing the wiring can be reduced and the size can be reduced.
  • the micro relay of the present embodiment uses a polarized electromagnet device 41 using a permanent magnet 42 as the drive device 40 that drives the magnetic plate 50.
  • a non-polar electromagnet device 41 that does not use the permanent magnet 42 may be used.
  • a latching type relay is illustrated, but the present invention is not limited to this.
  • the wiring 70 in the present embodiment is formed by a surface wiring formed so as to electrically connect the wiring pattern 33 of the cover 30 and the drive terminal 13 of the base 10. That is, the wiring 70 is formed by surface wiring formed on the outer surface of the base 10, the frame 22, and the cover 30.
  • the wiring 70 is a metal thin film made of a metal material having good conductivity such as Cu or Au, and is formed by using a sputtering method, an electroplating method, a vacuum deposition method, or the like. Yes.
  • the wiring 70 is not limited to a single layer structure, and may be a multilayer structure including, for example, an Au layer and a Ti layer serving as a barrier layer.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Unlike the first embodiment, it is not necessary to form the through holes 15, 27, 35 and the through hole wirings 14, 26, 34 in the base 10, the frame 22, and the cover 30, respectively. Therefore, size reduction can be achieved.
  • the armature 21, the frame 22, and the support piece 24 use the semiconductor fine processing technique as described above for the first semiconductor substrate 28 and the second semiconductor substrate 29 (see FIG. 9). It is integrally formed by patterning.
  • the total thickness of the first semiconductor substrate 28 and the second semiconductor substrate 29 is set to, for example, about 50 ⁇ m to 300 ⁇ m, preferably about 200 ⁇ m.
  • the first semiconductor substrate 28 is made of a single layer silicon substrate.
  • the first semiconductor substrate 28 is used for bonding with the base 10. That is, the first semiconductor substrate 28 is bonded to the upper surface of the base 10.
  • the second semiconductor substrate 29 includes first and second semiconductor layers 290 and 292 and an insulating layer 291.
  • the first semiconductor layer 290 is provided on the upper surface of the first semiconductor substrate 28.
  • the insulating layer 291 is provided on the top surface of the first semiconductor layer 290.
  • the second semiconductor layer 292 is provided on the upper surface of the insulating layer 291.
  • the first and second semiconductor layers 290 and 292 are made of silicon, and the insulating layer 291 is made of silicon oxide (SiO 2 ). That is, the second semiconductor substrate 29 is an SOI (single layer SOI) substrate in which silicon layers and silicon oxide layers are alternately stacked.
  • the insulating layer 291 can be used as an etching stopper when removing the second semiconductor layer 292. Further, the thickness of the first semiconductor substrate 28 can be set with high accuracy by polishing. For polishing the first semiconductor substrate 28, a conventionally known method can be employed. Therefore, detailed description is omitted.
  • the armature 21 and the support piece 24 are formed using the first semiconductor layer 290 and the insulating layer 291. Further, the frame 22 is configured by using both the first semiconductor substrate 28 and the second semiconductor substrate 29. Note that the insulating layer 291 is much thinner than the first and second semiconductor layers 290 and 292, and is not shown in FIG.
  • the distance between the armature 21 and the base 10 can be determined by the thickness of the first semiconductor substrate 28. Further, the distance between the armature 21 and the driving device 40 can be determined by the thickness of the second semiconductor layer 292. That is, the distance between the armature 21 and the base 10 is determined by the thickness of the first semiconductor substrate 28, and the distance between the armature 21 and the driving device 40 is determined by the thickness of the second semiconductor layer 292.
  • the magnetic gap defined by the distance between the magnetic plate 50 and the electromagnet device 41 can be set with high accuracy.
  • the contact gap defined by the distance between the fixed contact 12 and the movable contact 212 when opened can be set with high accuracy.
  • the same effect as Embodiment 1 can be acquired.
  • the cover 30 in the present embodiment is formed not by a glass substrate but by a low-temperature co-fired ceramic substrate (LTCC substrate).
  • LTCC substrate low-temperature co-fired ceramic substrate
  • the internal wiring can be easily formed on the low-temperature co-fired ceramic substrate.
  • the coil 44 is embedded in the cover 30 by utilizing such characteristics of the low-temperature co-fired ceramic substrate. That is, the coil 44 in the present embodiment is a coil formed in the cover 30. The coil 44 is formed so that the thickness direction of the cover 30 is the winding axis direction. Note that the coil can be formed using a conventionally known technique, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the yoke 43 in the present embodiment is made of a plated layer made of a magnetic material formed on the cover 30.
  • the yoke 43 has a long rectangular plate-shaped main piece 430.
  • the main piece 430 is formed so that its longitudinal direction is parallel to the longitudinal direction of the cover 30.
  • rectangular plate-like leg pieces 431 extending downward are provided.
  • the leg piece 431 is formed so as to penetrate the center of the coil 44.
  • a rectangular parallelepiped protruding piece 432 is provided at the longitudinal center of the main piece 430 on the armature 21 side. The protruding piece 432 is disposed at a portion between the pair of coils 44.
  • a void 36 for forming the yoke 43 is formed in the cover 30.
  • the shape of the void 36 is almost the same as the shape of the yoke 43.
  • the yoke 43 can be formed using a conventionally known plating method, and thus detailed description thereof is omitted.
  • the permanent magnet 42 in the present embodiment is made of a magnetic thin film formed on the cover 30.
  • the permanent magnet 42 is formed so as to be positioned at the tip of the protruding piece 432 of the yoke 43.
  • Such a permanent magnet can be formed using a conventionally known thin film forming method, and therefore detailed description thereof is omitted.
  • the coil 44 is a pattern coil formed on the cover 30, the yoke 43 is a magnetic material plating layer formed on the cover 30, and the permanent magnet 42 is the cover. 30 is formed of a thin film.
  • the coil 44 can be manufactured by wafer level processing, so that it is not necessary to assemble the electromagnet device 41 or the like. Therefore, it is possible to reduce the time and effort for assembly and to reduce the cost. Further, since the yoke 43 can be provided by wafer level processing, an operation for positioning and bonding the yoke 43 is not necessary. Therefore, the yoke 43 can be arranged with high accuracy and the time and labor for assembly can be reduced. Further, since the permanent magnet 42 can be provided by wafer level processing, an operation for positioning and bonding the permanent magnet 42 is not necessary. Therefore, it is possible to arrange the permanent magnets 42 with high accuracy, and it is possible to reduce assembling work.

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Abstract

　マイクロリレーであって、ベースは、その上面に一対の固定接点が設けられており、その下面に前記各固定接点と電気的に接続された一対の外部端子と、一対の駆動端子とを備えており、フレームは、前記ベースの上面に配置されており、アーマチュアは、前記フレームの内側に配置されており、前記カバーは、前記フレームの上に設けられており、これにより前記フレームを覆っており、前記駆動装置は前記カバーに設けられており、電磁石装置を備えており、当該電磁石装置はコイルと当該コイルに電流を供給するための一対のコイル端子とを有しており、前記コイル端子は、前記駆動端子に対して配線によって接続され、前記配線は、前記ベースと前記フレームと前記カバーとにわたって配置されている。

Description

マイクロリレー
　本発明は、一般的に、マイクロリレーに関する。特に、本発明は、信号を伝送する伝送路の途中に設けられるマイクロリレーに関する。
　日本公開特許公報特開２００５－５０７６７号公報（以下、特許文献１）は、従来のマイクロリレーを開示している。このマイクロリレーは、半導体微細加工技術を利用したＭＥＭＳリレーである。なお、ＭＥＭＳは、微小電気機械システムの略である。
　例えば、特許文献１に記載されたマイクロリレーは、接点基板と、接点基板の上面に設けられるアーマチュアブロックと、アーマチュアブロックの上面に設けられるコイル基板とを備えている。接点基板は、ガラス基板からなり、その上面に一対の固定接点が形成されている。アーマチュアブロックは、半導体基板（シリコン基板）からなるアーマチュア基板と、半導体基板からなり、アーマチュア基板を揺動自在に支持するフレームとを備えている。アーマチュア基板とフレームとは一体に形成されている。アーマチュア基板における接点基板との対向する下面には、一対の固定接点に対応する可動接点が形成されている。この可動接点は、一対の固定接点に対して接離可能にアーマチュア基板の下面に設けられている。また、アーマチュア基板の上面には、磁性板が設けられている。コイル基板は、アーマチュア基板を覆うカバーとなるものである。このようなコイル基板は、ガラス基板からなりアーマチュア基板側の面に、一対のコイルが形成されている。
　上記特許文献１に示すものでは、コイル基板に形成されたコイルに通電することによって、アーマチュア基板をシーソーのように動作させて、接点の開閉を行うことができる。
　ところで、上述したマイクロリレーでは、コイル基板の下面に、一対のコイルに通電するための一対の電極パッド（第１の電極パッド）が形成されている。これに対して、接点基板の上面には、一対の第１の電極パッドそれぞれに対向する一対の電極パッド（第２の電極パッド）が設けられている。この第２の電極パッドは、接点基板を厚み方向に貫通する貫通孔配線により、接点基板の下面の一対のランドに電気的に接続されている。また、接点基板においては、一対の固定接点が接点基板を厚み方向に貫通する貫通孔配線により、接点基板の他面側の別の一対のランドに電気的に接続されている。そして、コイル基板の一対の第１の電極パッドと接点基板の一対の第２の電極パッドとは、バンプによって接続されている。そのため、接点基板の下面の一対のランド間に電圧を印加することで、コイル基板のコイルに通電することができる。
　このように、上記特許文献１に示すマイクロリレーは、ワイヤボンディング実装方法ではなく、フリップチップ実装方法を用いて実装基板に実装することができるように構成されている。これは、実装にかかるコストと、比較的細いワイヤがコイルに流す電流に耐えられるかという点とを考慮したためである。
　しかしながら、上記特許文献１に示すマイクロリレーでは、コイル基板の第１の電極パッドと接点基板の第２の電極パッドとをバンプによって接続している。
　そのため、アーマチュアブロックには、バンプを配置できる程度のスペースを確保する必要があり、マイクロリレーが大型化してしまうという問題があった。また、第１の電極と第２の電極とが信頼性良く接続されるように、バンプを形成する必要があり、バンプの製法上の困難さもあいまって、バンプの設計が難しく、作製が難しいという問題があった。
　本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的は、小型化が図れ、容易に作製することができるマイクロリレーを提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明のマイクロリレーは、ベースとフレームとアーマチュアとカバーと駆動装置とを備える。前記ベースは、その上面に一対の固定接点が設けられている。ベースは、その下面に一対の外部端子と、一対の駆動端子とを有している。一対の外部端子は、各固定接点と電気的に接続されている。前記フレームは、前記ベースの上面に配置されており、前記アーマチュアは、可動板と磁性板と可動接点とを有しており、当該磁性板は、可動板に取り付けられており、可動接点は、前記一対の固定接点と対向するように前記可動板に配置されており、前記アーマチュアは、前記可動板が第１位置と第２位置との間で移動可能となるように前記フレームの内側に配置されており、前記可動板が前記第１位置に位置するときには前記可動接点は両方の前記固定接点と接触し、前記可動板が前記第２位置に位置するときには前記可動接点は両方の前記固定接点から離間し、前記カバーは、前記フレームの上に設けられており、これにより前記フレームを覆っており、前記駆動装置は前記カバーに設けられており、電磁石装置を備えており、当該電磁石装置はコイルと当該コイルに電流を供給するための一対のコイル端子とを有しており、前記コイルは、前記コイル端子を介して電流が供給されたときに前記磁性板を移動させる磁場を発生させるように構成されており、これにより前記可動板を前記第１位置または前記第２位置に移動させ、前記コイル端子は、前記駆動端子に対して配線によって電気的に接続され、前記配線は、前記ベースと前記フレームと前記カバーとにわたって配置されている。
　この場合、駆動装置をベースに設ける場合に比べれば、ベースの厚みを薄くできる。そのため、固定接点をベースの下面に形成する電極に接続するための貫通孔配線を短くすることができて、高周波特性を向上することができる。
　前記ベースと前記フレームと前記カバーとはそれぞれの厚み方向に貫通して形成された貫通孔を有しており、前記配線は、前記貫通孔に設けられていることが好ましい。
　この場合、配線を容易に形成することができる。
　前記配線は、前記ベースと前記フレームと前記カバーとのそれぞれの外側面に形成されていることが好ましい。
　この場合、貫通孔を形成する必要がないから、小型化を図ることができる。
　前記ベースは、ガラスからなることが好ましい。
　この場合、比較的誘電率が低い物質であるガラスを用いることで、高周波特性を向上させることができる。
　前記ベースは、シリコンからなることが好ましい。
　この場合、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術といった半導体微細加工技術を利用することができるから、ガラス基板を用いる場合に比べて、ベースの加工を容易に行うことができる。
　前記ベースは、低温同時焼成セラミックスからなることが好ましい。
　この場合、ガラス基板を用いる場合に比べれば、内径が一様な円形状の貫通孔や、内部配線（例えばグラウンド層）などの形成を容易に行うことができ、高周波特性を向上させることができる。
　前記カバーは、ガラスからなることが好ましい。
　この場合、比較的誘電率が低い物質であるガラスを用いることで、高周波特性を向上させることができる。
　前記カバーは、シリコンからなることが好ましい。
　この場合、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術といった半導体微細加工技術を利用することができるから、ガラス基板を用いる場合に比べて、カバーの加工を容易に行うことができる。
　前記カバーは、低温同時焼成セラミックスからなることが好ましい。
　この場合、ガラス基板を用いる場合に比べれば、配線を設けるためのスペースを小さくすることができ、小型化を図ることができる。
　前記コイルは、前記カバーに形成されていることが好ましい。
　この場合、ウェハレベルの処理でコイルを作製することができるから、電磁石装置の組立等を行わなくて済む。そのため、組立の手間を低減することができ、また、低コスト化を図ることができる。
　前記電磁石装置は、上記カバーに形成された磁性材料性のめっき層よりなるヨークを備えていることが好ましい。
　この場合、ウェハレベルの処理でヨークを設けることができるから、ヨークを位置決めして接着するような作業が必要なくなる。よって、ヨークを精度良く配置することができ、また、組立の手間を低減することができる。
　前記駆動装置は、さらに永久磁石を備えており、当該永久磁石は、前記磁性板を吸引する磁場を発生し、これにより前記永久磁石は、前記アーマチュアを前記第１位置または前記第２位置に保ち、前記永久磁石は、前記カバーに形成された薄膜からなることが好ましい。
　この場合、ウェハレベルの処理で永久磁石を設けることができるから、永久磁石を位置決めして接着するような作業が必要なくなる。よって、永久磁石を精度良く配置することができ、また、組立の手間を低減することができる。
　前記アーマチュアと前記フレームとは、微細加工技術を利用して半導体基板を加工することより一体に形成されており、前記半導体基板は、前記ベースの前記上面に接合される第１半導体層と、当該第１半導体層の上に設けられた第１絶縁体層と、当該第１絶縁体層の上に設けられた第２半導体層と、当該第２半導体層の上に設けられた第２絶縁体層と、当該第２絶縁体層の上に設けられた第３絶縁体層とからなり、前記フレームは、前記第１半導体層と前記第１絶縁体層と前記第２半導体層と前記第２絶縁体層と前記第３半導体層とからなり、前記アーマチュアは、前記第１絶縁体層と前記第２半導体層と前記第２絶縁体層とを有することが好ましい。
　この場合、可動部とベースとの距離が第１の半導体層の厚みによって決定され、また、可動部と駆動装置との距離が第３の半導体層の厚みによって決定される。よって、磁気ギャップ（アーマチュアと電磁石装置との距離）と、接点ギャップ（開放時の固定接点と可動接点との距離）とを高精度に設定することができる。
　前記アーマチュアと前記フレームとは、微細加工技術を利用して第１半導体基板及び第２半導体基板を加工することにより一体に形成されており、前記第１半導体基板は、前記ベースの上面に接合されており、前記第２半導体基板は、前記第１基板上に設けられた第１半導体層と、前記第１半導体層上に設けられた絶縁層と、当該絶縁層上に設けられた第２半導体層とを有しており、前記フレームは、前記第１半導体基板と前記第２半導体基板との両方からなり、前記アーマチュアは、前記第１半導体層と前記絶縁層とからなることが好ましい。
　この場合、可動部とベースとの距離を半導体基板の厚みによって規定することができ、また、可動部と駆動装置との距離を第２の半導体層の厚みによって規定することができる。よって、磁気ギャップ（アーマチュアと電磁石装置との距離）と、接点ギャップ（開放時の固定接点と可動接点との距離）とを高精度に設定することができる。
　前記ベースの厚みは、前記カバーの厚みよりも薄いことが好ましい。
　この場合、高周波特性を向上することができる。
　前記カバーは、前記フレーム上に設けられた金属層によって前記フレームに接合されていることが好ましい。
　この場合、金属層をグラウンドパターンや、配線、貫通孔のランドなどに利用することができる。よって、製造工程を簡素化することができる。
　前記フレームは、前記ベース上に設けられた金属層によって前記ベースに接合されていることが好ましい。
　この場合、金属層をグラウンドパターンや、配線、貫通孔のランドなどに利用することができる。よって、製造工程を簡素化することができる。
　前記マイクロリレーは、さらに支点を有しており、当該支点は前記カバーと前記アーマチュアの間に位置しており、前記アーマチュアは、前記第１位置と前記第２位置との間で移動可能に前記支点の周りで揺動可能に支持されていることが好ましい。
　この場合、支点が可動部とベースとの間に介在されている場合に比べれば、可動部を安定して揺動動作させることができるようになる。
　前記カバーは、その下面にシールド層が形成されており当該シールド層は非磁性体の金属からなることが好ましい。
　この場合、電磁石装置が発生する磁場の影響が、固定接点や可動接点に及んでしまうことを抑制することができる。よって、高周波特性を向上することができる。
実施形態１のマイクロリレーの一部を切り欠いた斜視図である。 同上のマイクロリレーの斜視図である。 同上のマイクロリレーの分解斜視図である。 図４（ａ）は、実施形態１の機能部の上面図を示している。図４（ｂ）は実施形態１の機能部の下面図を示している。 同上のマイクロリレーの一部を切り欠いた斜視図である。 同上における機能部の基礎となる半導体基板の概略断面図である。 実施形態２のマイクロリレーの斜視図である。 実施形態３のマイクロリレーの一部を切り欠いた斜視図である。 同上における機能部の基礎となる半導体基板の概略断面図である。 実施形態４のマイクロリレーにおけるカバーの一部を切り欠いた斜視図である。
　（実施形態１）
　本実施形態のマイクロリレーを、添付の図面と共に説明する。本実施形態のマイクロリレーは、図１～図４に示すように、ベース１０と、機能部２０と、カバー３０と、駆動装置４０とを備えている。ベース１０は、幅と長さと厚みを有している。ベース１０は、厚み方向の一面に上面を有しており、厚み方向の他面に下面を有している。機能部２０は、ベース１０の上面に設けられている。カバー３０は、機能部２０の上に設けられている。なお、本実施形態のマイクロリレーは、例えば、常開接点と常閉接点とを備えるいわゆるラッチング型リレーである。
　ベース１０は、例えば、直方体状のガラス基板により形成されている。ベース１０の上面の長手方向両端側それぞれには、一対の伝送線路１１が形成されている。伝送線路１１は直線状に形成されており、伝送線路１１の長さ方向はベース１０の幅方向と一致している。また、一対の伝送線路１１は、ベース１０の幅方向において一直線上に並んでいる。ここで、ベース１０の下面における長手方向両端側それぞれには、一対の外部端子（図示せず）が形成されている。当該一対の外部端子それぞれは、一対の伝送線路１１それぞれと、ベース１０を厚み方向に貫通する貫通孔配線（図示せず）を介して電気的に接続されている。
　また、ベース１０の上面には、伝送線路１１に電気的に接続される一対の固定接点が複数が形成されている。各固定接点１２は、各伝送線路１１においてベース１０の中央側の一端に接続されている。よって、ベース１０の長手方向の一端及び他端の両方には、固定接点１２が一対ずつ形成されている。なお、各伝送線路１１においてベース１０の幅方向の外側となる一端は、上述した貫通孔配線を介して上記外部端子に電気的に接続されている。また、固定接点１２は、例えば、ＣｕやＡｕなどの導電性が良好な金属材料からなる金属薄膜であって、スパッタ法や、電気めっき法、真空蒸着法などを利用して形成されている。さらに、固定接点１２は、単層構造に限らず、例えば、Ａｕ層と、Ａｕ層とベース１０との間に介在されるＴｉ層とからなる多層構造であってもよい。
　機能部２０は、図４に示すように、主として、アーマチュア２１と、フレーム２２とを有する。
　フレーム２２は、矩形枠状に形成されている。このフレーム２２の開口２３内には、アーマチュア２１が配置される。ここで、開口２３は、フレーム２２の中央部に設けられた矩形状の第１の開口部２３０と、フレーム２２の長手方向の両端側それぞれに設けられた第２の開口部２３１とを含む。第２の開口部２３１それぞれは、フレーム２２の幅方向の中央部において第１の開口部２３０と連通している。また、フレーム２２は、規制突起を備えている。規制突起は、第２の開口部２３１と第１の開口部２３０との間に位置する。この規制突起は、アーマチュア２１がフレームの長手方向に沿った方向に移動することを禁止する。また、フレーム２２の外形サイズは、ベース１０の外形サイズと等しく形成されている。
　アーマチュア２１は、フレーム２２の第１の開口部２３０内に配置される可動板２１０を有している。可動板２１０は、矩形板状に形成されている。可動板２１０は、可動板２１０の長手方向をフレーム２２の長手方向に沿わせた形で、第１の開口部２３０内に配置される。
　この可動板２１０の長手方向の両端部それぞれの中央部には、接点用突片２１１が突設されている。両方の接点用突片２１１の先端部は、第２の開口部２３１それぞれに配置されている。接点用突片２１１の下面（図４（ｂ）参照）には、可動接点２１２が設けられている。可動板２１０は、可動接点２１２が固定接点１２と対向するようにフレーム２２の内側に配置されている。可動接点２１２は、一対の固定接点１２それぞれに接触した際に当該一対の固定接点１２間を短絡するように構成されている。なお、可動接点２１２は、固定接点１２と同様に、ＣｕやＡｕなどの導電性が良好な金属材料からなる金属薄膜であり、スパッタ法や、電気めっき法、真空蒸着法などを利用して形成されている。また、可動接点２１２は、単層構造に限らず、例えば、Ａｕ層と、Ａｕ層と接点用突片２１１との間に介在されるＴｉ層とからなる多層構造であってもよい。
　一方、可動板２１０の幅方向の両端部それぞれの中央部には、支点用突片２１３が幅方向の外方に突設されている。この支点用突片２１３の上面（図４（ａ）参照）には支点突起２１４が設けられている。支点突起２１４は、アーマチュア２１の揺動動作（シーソ動作）の支点として用いられる。したがって、可動板２１０は、第１位置と第２位置との間で移動可能にフレーム２２の内側に配置されている。可動板２１０が第１位置に位置するときには、可動接点２１２は、両方の固定接点１２と接触する。一方、可動板２１０が第２位置に位置するときには、可動接点２１２は、両方の固定接点１２から離間する。
　このようなアーマチュア２１は、複数（図示例では４つ）の支持片２４によりフレーム２２と一体に連結されている。支持片２４は、フレーム２２の内周面の長手方向の一端と、可動板２１０の幅方向の一端を連結するように形成されている。詳しく説明すると、支持片２４は、フレーム２２の内周面の長手方向の一端と、可動板２１０の幅方向の一端とを一体に連結するように形成されている。４つの支持片２４は、可動板２１０の中心に対して点対称となるように配置されている。また、支持片２４は、厚み方向に直交する面内で可動板２１０の長手方向に沿った方向に進むように蛇行した形状に形成されている。これによって、アーマチュア２１がフレーム２２に揺動自在に支持されるようにしている。このように支持片２４を蛇行した形状に形成することで、支持片２４の長さを長くできる。そのため、アーマチュア２１が揺動動作する際に支持片２４がねじられることで生じるばね力のばね定数を適切に小さくでき、支持片２４に加えられる応力も分散できる。
　上述した機能部２０において、アーマチュア２１とフレーム２２と支持片２４とは、例えば、５０μｍ～３００μｍ程度、好ましくは２００μｍ程度の厚みの半導体基板２５（図６参照）をフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術などの半導体微細加工技術を利用してパターニングすることにより一体に形成されている。
　ここで、半導体基板２５は、図６に示すように、第１～第３の半導体層２５０，２５２，２５４と、第１および第２絶縁体層２５１，２５３とで構成されている。第１半導体層２５０は、ベース１０との接合に用いられる。すなわち、第１半導体層２５０は、ベース１０の上記上面に接合される。第１絶縁体層２５１は、第１半導体層２５０の上面に設けられている。第２半導体層２５２は、第１絶縁体層２５１の上面に設けられている。第２絶縁体層２５３は、第２半導体層２５２の上面に設けられている。第３半導体層２５４は、第２絶縁体層２５３の上面に設けられている。ここで、第１～第３の半導体層２５０，２５２，２５４は、シリコンよりなり、第１および第２の絶縁層２５１，２５３は、酸化シリコン（ＳｉＯ2）よりなる。すなわち、半導体基板２５は、シリコン層と、酸化シリコン層とが交互に積層されたＳＯＩ基板である。より詳しく説明すると、半導体基板２５は、シリコン層と酸化シリコン層とが交互に積層された２層ＳＯＩ基板である。
　このような半導体基板２５では、第１絶縁体層２５１を第１半導体層２５０を除去する際のエッチングストッパとして、第２絶縁体層２５３を第３半導体層２５４を除去する際のエッチングストッパとして用いることができる。
　そこで、本実施形態における機能部２０では、図５に示すように、第１絶縁体層２５１と、第２半導体層２５２と、第２絶縁体層２５３とを用いて、アーマチュア２１および支持片２４を形成している。また、第１半導体層２５０と、第１絶縁体層２５１と、第２半導体層２５２と、第２絶縁体層２５３と、第３半導体層２５４との全て用いてフレーム２２を構成している。なお、絶縁層２５１，２５３は、半導体層２５０，２５２，２５４に比べて厚みが非常に薄いから、図５では図示を省略している。
　そのため、アーマチュア２１とベース１０との距離を第１半導体層２５０の厚みによって決定することができる。また、アーマチュア２１と駆動装置４０との距離を第３半導体層２５４の厚みによって決定することができる。
　このように、本実施形態のマイクロリレーでは、アーマチュア２１とベース１０との距離が第１半導体層２５０の厚みによって決定され、また、アーマチュア２１と駆動装置４０との距離が第３半導体層２５４の厚みによって決定される。よって、磁性板５０と電磁石装置４１との距離で定義される磁気ギャップを高精度に設定することができる。同様に、開放時の固定接点１２と可動接点２１２との距離で定義される接点ギャップも、高精度に設定することができる。
　上述したように、機能部２０は、ベース１０の上記上面に揺動自在に配置されたアーマチュア２１と、ベース１０の上記上面に設けられアーマチュア２１が開口２３内に配置される枠状のフレーム２２とを備えている。
　ここで、図３に示すように、アーマチュア２１の可動板２１０の上面には、磁性板５０が設けられている。磁性板５０は、駆動装置４０の電磁石装置４１が発生する磁場によりアーマチュア２１を揺動させるために用いられる。磁性板５０は、例えば、電磁軟鉄、電磁ステンレス、パーマロイなどの磁性材料を機械加工して矩形板状に形成され、接着、溶接、熱着、ロウ付けなどの方法で、可動板２１０に接合されている。また、アーマチュア２１の下面には、レシジュアル６０が設けられている。このレシジュアル６０は、アーマチュア２１とベース１０との距離を好適な距離に設定するために使用される。
　このような機能部２０は、可動接点２１２と一対の固定接点１２とがそれぞれ対向する形で、フレーム２２をベース１０に接合することによって、ベース１０の上面に取り付けられる。
　カバー３０は、絶縁性材料、例えば、ガラス基板により形成されている。カバー３０の外形サイズは、ベース１０の外形サイズと等しい形状を有している。このようにカバー３０は、フレーム２２の開口２３を閉塞できる大きさの板状に形成されている。図３に示すように、カバー３０の上面の中央部には、カバー３０を厚み方向に貫通する開孔部３１が形成されている。開孔部３１は、駆動装置４０を収容できる大きさに形成されている。このカバー３０の下面には、開孔部３１全体を閉塞する閉塞板３２が密着接合されている。カバー３０では、開孔部３１の内周面と閉塞板３２とで囲まれる空間部が駆動装置４０の収納室を構成している。上述の閉塞板３２は、例えば、厚みが５～５０μｍ程度（好ましくは２０μｍ程度）に形成されたシリコン板やガラス板などの薄板からなる。このようなカバー３０は、フレーム２２の上面に接合される。
　駆動装置４０は、電磁石装置４１と永久磁石４２とを備える。電磁石装置４１は、磁性板５０を第１位置または第２位置に移動させるように、磁性板５０を動かす磁場を発生するように構成されている。永久磁石４２は、アーマチュア２１をラッチするために設けられている。したがって、アーマチュア２１が第１位置に位置するときには、永久磁石４２は、磁性板５０を吸引するための磁場を発生する。磁性板５０が永久磁石４２に吸引されることにより、アーマチュア２１は、第１位置に保たれる。同様に、アーマチュア２１が第２位置に位置するときには、永久磁石４２は、磁性板５０を吸引する。磁性板５０が永久磁石４２に吸引されることにより、アーマチュア２１は、第２位置に保たれる。
　電磁石装置４１は、主として、ヨーク４３と、一対のコイル４４とを備えている。ヨーク４３は、長尺矩形板状の主片４３０と、主片４３０の下面の長手方向両端部それぞれに下方に向かって突出するように形成された矩形板状の脚片４３１とを一体に備えている。このようなヨーク４３は、電磁軟鉄などの鉄板を曲げ加工あるいは鍛造加工することにより形成されている。永久磁石４２は、直方体状に形成され、上面と下面とが互いに異極となるように着磁されている。この永久磁石４２は、その上面をヨーク４３の主片４３０の上記表面における長手方向中央部に当接させるようにして、ヨーク４３に取り付けられる。一対のコイル４４は、主片４３０における各脚片４３１と永久磁石４２との間の部位それぞれに配置される。
　また、電磁石装置４１には、一対のコイル端子４５が設けられている。一対のコイル端子４５間に電圧を印加することで、両コイル４４に電流が流れる。コイル４４に電流が流れたとき、コイルは磁場を発生させる。この磁場は、磁性板５０を移動させる。磁性板５０は、可動板２１０に取り付けられている。したがって、磁性板５０の移動に伴って、可動板２１０が第１位置と第２位置とのいずれかに移動する。このような駆動装置４０は、カバー３０の上記収納室に収納される。ここで、カバー３０の上面には、配線パターン３３が形成されている。配線パターン３３の一端部には、コイル端子４５が半田付けなどによって電気的に接続される。
　ところで、本実施形態のマイクロリレーでは、ベース１０の下面に、コイル４４に通電するための駆動端子１３が形成されている。
　本実施形態のマイクロリレーには、ベース１０とフレーム２２とカバー３０とを厚み方向に貫通する貫通孔７１が形成されている。この貫通孔７１は、ベース１０を厚み方向に貫通する貫通孔（第１の貫通孔）１５と、フレーム２２を厚み方向に貫通する貫通孔（第２の貫通孔）２７と、カバー３０を厚み方向に貫通する貫通孔（第３の貫通孔）３５とで構成されている。ここで、第１の貫通孔１５は、駆動端子１３と厚み方向で重なる位置に形成されている。また、第３の貫通孔３５は、配線パターン３３の他端部と厚み方向で重なる位置に形成されている。
　そして、第１の貫通孔１５内には貫通孔配線（第１の貫通孔配線）１４が形成され、第２の貫通孔２７内には貫通孔配線（第２の貫通孔配線）２６が形成され、第３の貫通孔３５内には貫通孔配線（第３の貫通孔配線）３４が形成されている。
　これら貫通孔配線１４，２６，３４は相互に電気的に接続されている。これによって、駆動端子１３が、配線パターン３３を介して、コイル端子４５に電気的に接続される。
　すなわち、本実施形態のマイクロリレーでは、ベース１０とフレーム２２とカバー３０に、駆動端子１３と電磁石装置４１とを電気的に接続する配線７０が形成されている。そして、この配線７０は、ベース１０を厚み方向に貫通する貫通孔配線１４と、フレーム２２を厚み方向に貫通する貫通孔配線２６と、カバー３０を厚み方向に貫通する貫通孔配線３４とで構成されている。
　上述したように本実施形態のマイクロリレーは、基板（本実施形態ではガラス基板）よりなるベース１０を備えている。このベース１０の上面には、一対の固定接点１２が形成されている。また、ベース１０の上面には、アーマチュア２１が揺動自在に配置されている。このアーマチュア２１には、一対の固定接点１２それぞれに接触した際に当該一対の固定接点１２間を短絡する可動接点２１２と、磁性材料よりなる磁性板５０とが設けられている。さらに、ベース１０の上面には、枠状のフレーム２２が設けられている。このフレーム２２の開口２３内には、アーマチュア２１が配置されている。また、フレーム２２の上面には、開口２３を閉塞するカバー３０が設けられている。このカバー３０には、駆動装置４０が設けられている。駆動装置４０は、磁性板５０を吸引する磁場を発生させる電磁石装置４１を有し、可動接点２１２が一対の固定接点１２に対して接離するようにアーマチュア２１を揺動させる。
　さらに、ベース１０の下面には、駆動装置４０の電磁石装置４１に通電するための駆動端子１３が形成されている。そして、ベース１０とフレーム２２とカバー３０には、駆動端子１３と電磁石装置４１とを電気的に接続する配線７０が形成されている。
　以上述べた本実施形態のマイクロリレーは、駆動装置が設けられたマイクロリレーのベース１０よりも薄いベース１０を用いることができる。そのため、固定接点１２をベース１０の下面に形成する電極（上記外部端子）に接続するための上記貫通孔配線を短くすることができる。よって、高周波特性を向上することができる。特に、ベース１０の厚みをカバー３０の厚みより薄くすることが可能になり、これによって、高周波特性の向上を図ることができる。また、駆動装置４０と固定接点１２との距離を離すことができるから、駆動装置４０の電磁石装置４１が発生する磁場による影響を低減することができる。
　特に、ベース１０とフレーム２２とカバー４０とを土台に利用して、駆動端子１３と電磁石装置４１とを電気的に接続する配線７０を形成している。そのため、バンプを配置できる程度のスペースを確保する必要がなくなり、小型化が図れる。また、バンプのように自立するためにある程度の強度を確保したり、電気接続の信頼性を考慮して高さを設定したりしなくて済む。したがって、バンプを用いる場合に比べれば、容易に作製することができる。さらに、ベース１０に対してカバー３０が揺れることによって、配線７０が断線してしまう可能性を低くすることができる。
　特に本実施形態では、配線７０は、ベース１０とフレーム２２とカバー３０を厚み方向に貫通する貫通孔配線（貫通孔配線１４，２６，３４）により形成されている。そのため、配線７０を容易に形成することができる。
　ところで、本実施形態のマイクロリレーでは、アーマチュア２１は、上方に突出する支点突起２１４が形成されている。すなわち、アーマチュア２１の揺動時の支点は、アーマチュア２１とカバー３０との間に介在されている。ここで、本実施形態では、カバー３０に駆動装置４０が設けられているため、アーマチュア２１はカバー３０側に吸引されることになる。そのため、駆動時には、アーマチュア２１は支点突起２１４によってカバー３０に支持される。よって、支点突起２１４がアーマチュア２１とベース１０との間に介在されている場合に比べれば、アーマチュア２１を安定して揺動動作させることができるようになる。
　ところで、フレーム２２にカバー３０を接合するにあたっては、金属層を用いることができる。すなわち、本実施形態のマイクロリレーは、フレーム２２とカバー３０との間には、フレーム２２とカバー３０との接合用の金属層（第１の金属層）が介在されている構成とすることができる。この場合、上記第１の金属層をグラウンドパターンや、配線、貫通孔のランドなどに利用することができる。よって、製造工程を簡素化することができる。
　また、同様に、ベース１０にフレーム２２を接合するにあたっては、金属層を用いることができる。すなわち、本実施形態のマイクロリレーは、ベース１０とフレーム２２との間には、ベース１０とフレーム２２との接合用の金属層（第２の金属層）が介在されている構成とすることができる。この場合、上記第２の金属層をグラウンドパターンや、配線、貫通孔のランドなどに利用することができる。よって、製造工程を簡素化することができる。
　さらに、カバー３０の下面に、シールド層を形成してもよい。そして、カバー３０の下面全面に、シールド層を形成することが好ましい。当該シールド層は、非磁性体を用いて形成される。このようなシールド層を形成すれば、電磁石装置４１が発生する磁場の影響が、固定接点１２や可動接点２１２に及んでしまうことを抑制することができる。よって、高周波特性を向上することができる。なお、当然ながら、上記シールド層は、カバー３０とフレーム２２との間の電気接続に悪影響がでないように形成される。
　また、本実施形態のマイクロリレーでは、ベース１０はガラス基板より形成されている。このようにベース１０に、比較的誘電率が低い物質であるガラスを用いることで、高周波特性を向上させることができる。
　ところで、ベース１０は、シリコン基板より形成されていてもよい。この場合、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術といった半導体微細加工技術を利用することができるから、ガラス基板を用いる場合に比べて、ベース１０の加工を容易に行うことができる。特に、機能部２０は、シリコンを用いて形成されているから、機能部２０とベース１０との線膨張係数をおおよそ等しくすることができる。そのため、線膨張係数の差に起因する応力を低減することができる。なお、シリコン基板としては、高抵抗のシリコンを用いた高抵抗シリコン基板を用いることが好ましい。この場合には、高周波特性を向上することができる。より具体的には、この場合、スローウェーブモードでの高周波特性を向上させることができる。
　また、ベース１０は、低温同時焼成セラミックス基板（ＬＴＣＣ基板）より形成されていてもよい。低温同時焼成セラミックス基板は、ガラス基板に比べれば、直径が一様な円形状の貫通孔や、内部配線（例えばグラウンド層）などを容易に形成することができる。ここで、貫通孔の直径が一様である場合には、貫通孔の直径が一様でない場合に比べて、高周波特性が向上する。なお、貫通孔の直径が一様でない場合とは、例えば、ベース１０の上面から下面に向かうにつれて直径が大きくなる場合などを意味する。また、ベース１０の内部にグラウンド層を設けることで、インピーダンスを調整でき、インピーダンス設計（高周波設計）が容易になる。よって、高周波特性を向上させることができる。このように、ベース１０に低温同時焼成セラミックス基板を用いる場合、ガラス基板を用いる場合に比べれば、高周波特性を向上させることができる。
　本実施形態のマイクロリレーでは、カバー３０はガラス基板より形成されている。このようにカバー３０に、比較的誘電率が低い物質であるガラスを用いることで、高周波特性を向上させることができる。ところで、カバー３０は、シリコンにより形成されていてもよい。この場合、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術といった半導体微細加工技術を利用することができるから、ガラス基板を用いる場合に比べて、カバー３０の加工を容易に行うことができる。特に、機能部２０は、シリコンを用いて形成されているから、機能部２０とカバー３０との線膨張係数をおおよそ等しくすることができる。そのため、線膨張係数の差に起因する応力を低減することができる。また、カバー３０は、低温同時焼成セラミックスにより形成されていてもよい。このようにすれば、ガラス基板を用いる場合に比べれば、配線を設けるためのスペースを小さくすることができ、小型化を図ることができる。
　なお、本実施形態のマイクロリレーは、磁性板５０を駆動する駆動装置４０として、永久磁石４２を用いた有極型の電磁石装置４１を用いている。しかしながら、駆動装置４０としては、永久磁石４２を用いない無極型の電磁石装置４１を用いてもよい。また、本実施形態では、ラッチング型のリレーを例示しているが、これに限定する趣旨ではない。
　（実施形態２）
　本実施形態のマイクロリレーでは、図７に示すように、配線７０の構成が実施形態１と異なっている。なお、本実施形態のマイクロリレーの他の構成については、実施形態１と同様である。よって、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
　本実施形態における配線７０は、カバー３０の配線パターン３３と、ベース１０の駆動端子１３とを電気的に接続するように形成された表面配線よりなる。つまり、配線７０は、ベース１０とフレーム２２とカバー３０の外側面に形成された表面配線により形成されている。なお、このような配線７０は、例えば、ＣｕやＡｕなどの導電性が良好な金属材料からなる金属薄膜であって、スパッタ法や、電気めっき法、真空蒸着法などを利用して形成されている。また、配線７０は、単層構造に限らず、例えば、Ａｕ層と、バリア層となるＴｉ層とを有する多層構造であってもよい。
　以上述べた本実施形態のマイクロリレーによれば、実施形態１と同様の効果を得ることができる。また、実施形態１と異なり、ベース１０とフレーム２２とカバー３０とに、それぞれ貫通孔１５，２７，３５および貫通孔配線１４，２６，３４を形成する必要がない。よって、小型化を図ることができる。
　（実施形態３）
　本実施形態のマイクロリレーでは、図８に示すように、機能部２０の構成が実施形態１と異なっている。なお、本実施形態のマイクロリレーの他の構成については、実施形態１と同様である。よって、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
　本実施形態における機能部２０において、アーマチュア２１とフレーム２２と支持片２４とは、第１半導体基板２８および第２半導体基板２９（図９参照）を上述したような半導体微細加工技術を利用してパターニングすることにより一体に形成されている。なお、第１半導体基板２８と第２半導体基板２９の厚みの合計は、例えば、５０μｍ～３００μｍ程度、好ましくは２００μｍ程度に設定される。
　ここで、第１半導体基板２８は、図９に示すように、単層のシリコン基板からなる。第１半導体基板２８は、ベース１０との接合に用いられる。すなわち、第１半導体基板２８は、ベース１０の上記上面に接合される。
　第２半導体基板２９は、図９に示すように、第１および第２の半導体層２９０，２９２と、絶縁層２９１とで構成されている。第１の半導体層２９０は、第１半導体基板２８の上面に設けられている。絶縁層２９１は、第１の半導体層２９０の上面に設けられている。第２の半導体層２９２は、絶縁層２９１の上面に設けられている。ここで、第１および第２の半導体層２９０，２９２は、シリコンよりなり、絶縁層２９１は、酸化シリコン（ＳｉＯ2）よりなる。すなわち、第２半導体基板２９は、シリコン層と、酸化シリコン層とが交互に積層されたＳＯＩ（１層ＳＯＩ）基板である。
　このような第２半導体基板２９では、絶縁層２９１を第２の半導体層２９２を除去する際のエッチングストッパとして用いることができる。また、第１半導体基板２８の厚みは、研磨によって精度良く設定することができる。なお、第１半導体基板２８を研磨するにあたっては、従来周知の方法を採用することができる。よって詳細な説明は省略する。
　そこで、本実施形態における機能部２０では、第１の半導体層２９０と絶縁層２９１とを用いてアーマチュア２１および支持片２４を形成している。また、第１半導体基板２８および第２半導体基板２９の両方を全て用いてフレーム２２を構成している。なお、絶縁層２９１は、第１および第２の半導体層２９０，２９２に比べて厚みが非常に薄いから、図８では図示を省略している。
　このように、本実施形態のマイクロリレーでは、アーマチュア２１とベース１０との距離を第１半導体基板２８の厚みによって決定することができる。また、アーマチュア２１と駆動装置４０との距離を第２の半導体層２９２の厚みによって決定することができる。つまり、アーマチュア２１とベース１０との距離が第１半導体基板２８の厚みによって決定され、また、アーマチュア２１と駆動装置４０との距離が第２の半導体層２９２の厚みによって決定される。
　以上述べた本実施形態のマイクロリレーによれば、磁性板５０と電磁石装置４１との間の距離で定義される磁気ギャップを高精度に設定することができる。また、開放時の固定接点１２と可動接点２１２との間の距離で定義される接点ギャップも高精度に設定することができる。また、本実施形態のマイクロリレーによれば、実施形態１と同様の効果を得ることができる。
　（実施形態４）
　本実施形態のマイクロリレーでは、図１０に示すように、カバー３０および駆動装置４０の構成が実施形態１と異なっている。なお、本実施形態のマイクロリレーの他の構成については、実施形態１と同様である。よって、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
　本実施形態におけるカバー３０は、ガラス基板ではなく、低温同時焼成セラミックス基板（ＬＴＣＣ基板）により形成されている。ここで、低温同時焼成セラミックス基板には、ガラス基板とは異なり、容易に内部配線を形成することができる。
　そこで、本実施形態では、このような低温同時焼成セラミックス基板の特性を利用して、カバー３０にコイル４４を埋め込み形成している。すなわち、本実施形態におけるコイル４４は、カバー３０内に形成されたコイルよりなる。このコイル４４は、カバー３０の厚み方向を巻き軸方向とする形に形成されている。なお、当該コイルは、従来周知の技術を用いて形成することができるから、詳細な説明は省略する。
　また、本実施形態におけるヨーク４３は、カバー３０に形成された磁性材料製のメッキ層よりなる。ヨーク４３は、長尺矩形板状の主片４３０を有している。この主片４３０は、長手方向がカバー３０の長手方向と平行するように形成されている。この主片４３０の下面の長手方向両端部それぞれには、下方に延出する矩形板状の脚片４３１が設けられている。この脚片４３１は、コイル４４の中心を貫通する形に形成されている。また、主片４３０におけるアーマチュア２１側の長手方向中央部には、直方体状の突片４３２が設けられている。この突片４３２は、一対のコイル４４間の部位に配置されている。なお、このようなヨーク４３を形成するために、カバー３０には、ヨーク４３形成用の空所３６が形成されている。空所３６の形状は、ヨーク４３の形状とほぼ同じである。なお、ヨーク４３は従来周知のメッキ方法を利用して形成することができるから詳細な説明は省略する。
　また、本実施形態における永久磁石４２は、カバー３０に形成された磁性体の薄膜よりなる。特に、永久磁石４２は、ヨーク４３の突片４３２の先端部に位置するように形成されている。なお、このような永久磁石は従来周知の薄膜形成方法を利用して形成することができるから詳細な説明は省略する。
　このように、本実施形態における駆動装置４０では、コイル４４がカバー３０に形成されたパターンコイルよりなり、ヨーク４３がカバー３０に形成された磁性材料製のメッキ層よりなり、永久磁石４２がカバー３０に形成された薄膜よりなる。
　以上述べた本実施形態のマイクロリレーによれば、ウェハレベルの処理でコイル４４を作製することができるから、電磁石装置４１の組立等を行わなくて済む。そのため、組立の手間を低減することができ、また、低コスト化を図ることができる。また、ウェハレベルの処理でヨーク４３を設けることができるから、ヨーク４３を位置決めして接着するような作業が必要なくなる。よって、ヨーク４３を精度良く配置することができ、また、組立の手間を低減することができる。さらに、ウェハレベルの処理で永久磁石４２を設けることができるから、永久磁石４２を位置決めして接着するような作業が必要なくなる。よって、永久磁石４２を精度良く配置することができ、また、組立の手間を低減することができる。

Claims (19)

  1. 　ベースとフレームとアーマチュアとカバーと駆動装置とを備えるマイクロリレーであって、
    　前記ベースは、その上面に一対の固定接点が設けられており、その下面に前記各固定接点と電気的に接続された一対の外部端子と、一対の駆動端子とを備えており、
    　前記フレームは、前記ベースの上面に配置されており、
    　前記アーマチュアは、可動板と磁性板と可動接点とを有しており、当該磁性板は、可動板に取り付けられており、可動接点は、前記一対の固定接点と対向するように前記可動板に配置されており、
    　前記アーマチュアは、前記可動板が第１位置と第２位置との間で移動可能となるように前記フレームの内側に配置されており、前記可動板が前記第１位置に位置するときには前記可動接点は両方の前記固定接点と接触し、前記可動板が前記第２位置に位置するときには前記可動接点は両方の前記固定接点から離間し、
    　前記カバーは、前記フレームの上に設けられており、これにより前記フレームを覆っており、
    　前記駆動装置は前記カバーに設けられており、電磁石装置を備えており、当該電磁石装置はコイルと当該コイルに電流を供給するための一対のコイル端子とを有しており、前記コイルは、前記コイル端子を介して電流が供給されたときに前記磁性板を移動させる磁場を発生させるように構成されており、これにより前記可動板を前記第１位置または前記第２位置に移動させ、
    　前記コイル端子は、前記駆動端子に対して配線によって接続され、
    　前記配線は、前記ベースと前記フレームと前記カバーとにわたって配置されていることを特徴とするマイクロリレー。
  2. 　前記ベースと前記フレームと前記カバーとはそれぞれの厚み方向に貫通して形成された貫通孔を有しており、
    　前記配線は、前記貫通孔に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロリレー。
  3. 　前記配線は、前記ベースと前記フレームと前記カバーとのそれぞれの外側面に形成されていることを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載のマイクロリレー。
  4. 　前記ベースは、ガラスからなることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のマイクロリレー。
  5. 　前記ベースは、シリコンからなることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のマイクロリレー。
  6. 　前記ベースは、低温同時焼成セラミックスからなることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のマイクロリレー。
  7. 　前記カバーは、ガラスからなることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のマイクロリレー。
  8. 　前記カバーは、シリコンからなることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のマイクロリレー。
  9. 　前記カバーは、低温同時焼成セラミックスからなることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のマイクロリレー。
  10. 　前記コイルは、前記カバーに形成されていることを特徴とする請求項９に記載のマイクロリレー。
  11. 　前記電磁石装置は、上記カバーに形成された磁性材料性のめっき層よりなるヨークを備えていることを特徴とする請求項９または１０に記載のマイクロリレー。
  12. 　前記駆動装置は、さらに永久磁石を備えており、当該永久磁石は、前記磁性板を吸引する磁場を発生し、これにより前記永久磁石は、前記アーマチュアを前記第１位置または前記第２位置に保ち、
    　前記永久磁石は、前記カバーに形成された薄膜からなることを特徴とする請求項９から１１のいずれかに記載のマイクロリレー。
  13. 　前記アーマチュアと前記フレームとは、微細加工技術を利用して半導体基板を加工することより一体に形成されており、
    　前記半導体基板は、前記ベースの前記上面に接合される第１半導体層と、当該第１半導体層の上に設けられた第１絶縁体層と、当該第１絶縁体層の上に設けられた第２半導体層と、当該第２半導体層の上に設けられた第２絶縁体層と、当該第２絶縁体層の上に設けられた第３絶縁体層とからなり、
    　前記フレームは、前記第１半導体層と前記第１絶縁体層と前記第２半導体層と前記第２絶縁体層と前記第３半導体層とからなり、
    　前記アーマチュアは、前記第１絶縁体層と前記第２半導体層と前記第２絶縁体層とを有することを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載のマイクロリレー。
  14. 　前記アーマチュアと前記フレームとは、微細加工技術を利用して第１半導体基板及び第２半導体基板を加工することにより一体に形成されており、
    　前記第１半導体基板は、前記ベースの上面に接合されており、
    　前記第２半導体基板は、前記第１基板上に設けられた第１半導体層と、前記第１半導体層上に設けられた絶縁層と、当該絶縁層上に設けられた第２半導体層とを有しており、
    　前記フレームは、前記第１半導体基板と前記第２半導体基板との両方からなり、
    　前記アーマチュアは、前記第１半導体層と前記絶縁層とからなることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載のマイクロリレー。
  15. 　前記ベースの厚みは、前記カバーの厚みよりも薄いことを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載のマイクロリレー。
  16. 　前記カバーは、前記フレーム上に設けられた金属層によって前記フレームに接合されていることを特徴とする請求項１から１５のいずれかに記載のマイクロリレー。
  17. 　前記フレームは、前記ベース上に設けられた金属層によって前記ベースに接合されていることを特徴とする請求項１から１６のいずれかに記載のマイクロリレー。
  18. 　前記マイクロリレーは、さらに支点を有しており、当該支点は前記カバーと前記アーマチュアの間に位置しており、
    　前記アーマチュアは、前記支点の周りで揺動可能にフレームに支持されており、これにより前記第１位置と第２位置との間で移動可能に構成されていることを特徴とする請求項１から１７のいずれかに記載のマイクロリレー。
  19. 　前記カバーは、その下面にシールド層が形成されており当該シールド層は非磁性体の金属からなることを特徴とする請求項１から１８のいずれかに記載のマイクロリレー。
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