JP3368304B2 - 静電マイクロリレー - Google Patents
静電マイクロリレーInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は静電マイクロリレ
ー、特に、半導体プロセスで製造可能な静電マイクロリ
レーに関する。
ー、特に、半導体プロセスで製造可能な静電マイクロリ
レーに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、静電マイクロリレーとしては、例
えば、図７に示すように、ガラスウエハからなるベース
１にシリコンウエハからなるアクチュエータ２を載置し
たものがある。すなわち、前記ベース１は、その上面中
央部に固定電極３を設けるとともに、その片側縁部に一
対の固定接点４，５（奥側の固定接点５は図示せず）を
並設してある。一方、前記アクチュエータ２は、前記ベ
ース１に立設したアンカ６の上面縁部から側方に延在し
た片持ち梁形状の可動電極７を有するものである。そし
て、この可動電極７の下面に形成した絶縁膜８の自由端
部に可動接点９が設けられ、前記ベース１の固定接点
４，５に接離可能に対向している。
えば、図７に示すように、ガラスウエハからなるベース
１にシリコンウエハからなるアクチュエータ２を載置し
たものがある。すなわち、前記ベース１は、その上面中
央部に固定電極３を設けるとともに、その片側縁部に一
対の固定接点４，５（奥側の固定接点５は図示せず）を
並設してある。一方、前記アクチュエータ２は、前記ベ
ース１に立設したアンカ６の上面縁部から側方に延在し
た片持ち梁形状の可動電極７を有するものである。そし
て、この可動電極７の下面に形成した絶縁膜８の自由端
部に可動接点９が設けられ、前記ベース１の固定接点
４，５に接離可能に対向している。
【０００３】
【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によれば、可動電極７に対する固定
電極３の静電引力で可動電極７が吸引されて吸着して
も、この可動電極７の自由端部の下面に可動接点９を配
置してある。このため、てこの原理により、固定接点
４，５に対する可動接点９の負荷荷重が小さく、接点圧
が低い。この結果、外部からの振動や衝撃力により、可
動接点９が固定接点４，５から開離しやすく、誤動作が
起きやすい。また、固定電極３は可動接点９よりも可動
電極７の基部近傍を吸引するため、静電引力で可動電極
７を吸引して変位させる場合に高い駆動電圧を必要とす
るという問題点がある。
静電マイクロリレーによれば、可動電極７に対する固定
電極３の静電引力で可動電極７が吸引されて吸着して
も、この可動電極７の自由端部の下面に可動接点９を配
置してある。このため、てこの原理により、固定接点
４，５に対する可動接点９の負荷荷重が小さく、接点圧
が低い。この結果、外部からの振動や衝撃力により、可
動接点９が固定接点４，５から開離しやすく、誤動作が
起きやすい。また、固定電極３は可動接点９よりも可動
電極７の基部近傍を吸引するため、静電引力で可動電極
７を吸引して変位させる場合に高い駆動電圧を必要とす
るという問題点がある。
【０００４】本発明は、前記問題点に鑑み、低い駆動電
圧で駆動でき、所望の接点圧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。
圧で駆動でき、所望の接点圧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。
【０００５】
【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
ースの上面に固定電極を形成するとともに、その周囲に
固定接点を配置する一方、枠体の上面縁部から薄膜の可
動電極を延在したアクチュエータを、その枠体を前記ベ
ース上面の固定接点の外側に接合一体化して固定し、前
記アクチュエータの可動電極を前記固定電極に接離可能
に対向させるとともに、前記可動電極の下面に設けた可
動接点を、前記固定接点に接離可能に対向させた構成し
てある。
クロリレーは、前記目的を達成するため、ベースに設け
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
ースの上面に固定電極を形成するとともに、その周囲に
固定接点を配置する一方、枠体の上面縁部から薄膜の可
動電極を延在したアクチュエータを、その枠体を前記ベ
ース上面の固定接点の外側に接合一体化して固定し、前
記アクチュエータの可動電極を前記固定電極に接離可能
に対向させるとともに、前記可動電極の下面に設けた可
動接点を、前記固定接点に接離可能に対向させた構成し
てある。
【０００６】また、ベース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、平面略十文字形の薄板梁部を
有するアクチュエータを、その薄板梁部の端部に設けた
アンカーを前記ベースの上面に立設して固定し、前記薄
板梁部の縁部から側方に延在した可動電極を、前記ベー
スの上面に設けた前記固定電極に接離可能に対向させる
とともに、前記薄板梁部の下面中央に設けた可動接点を
前記ベースの固定接点に接離可能に対向させた構成であ
ってもよい。
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、平面略十文字形の薄板梁部を
有するアクチュエータを、その薄板梁部の端部に設けた
アンカーを前記ベースの上面に立設して固定し、前記薄
板梁部の縁部から側方に延在した可動電極を、前記ベー
スの上面に設けた前記固定電極に接離可能に対向させる
とともに、前記薄板梁部の下面中央に設けた可動接点を
前記ベースの固定接点に接離可能に対向させた構成であ
ってもよい。
【０００７】さらに、ベース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、真直な薄板梁部からなるア
クチュエータを、その薄板梁部の端部に設けたアンカー
を前記ベースの上面に立設して固定し、前記薄板梁部の
両側縁部から側方に延在した可動電極を、前記ベースの
上面に設けた固定電極に接離可能に対向させるととも
に、前記薄板梁部の下面中央に設けた可動接点を前記ベ
ースの固定接点に接離可能に対向させた構成であっても
よい。
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、真直な薄板梁部からなるア
クチュエータを、その薄板梁部の端部に設けたアンカー
を前記ベースの上面に立設して固定し、前記薄板梁部の
両側縁部から側方に延在した可動電極を、前記ベースの
上面に設けた固定電極に接離可能に対向させるととも
に、前記薄板梁部の下面中央に設けた可動接点を前記ベ
ースの固定接点に接離可能に対向させた構成であっても
よい。
【０００８】そして、前記可動電極は前記薄板梁部より
も薄肉としてもよい。また、前記可動電極および前記固
定電極の対向面のうち、少なくともいずれか一方に絶縁
膜を形成してもよい。
も薄肉としてもよい。また、前記可動電極および前記固
定電極の対向面のうち、少なくともいずれか一方に絶縁
膜を形成してもよい。
【０００９】
【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１１ａ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。
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１１ａ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。
【００１０】前記ベース１０は、ガラス基板１１ａの上
面中央に円形の固定電極１２を設けるとともに、その周
囲に同心円状の固定接点１３を設けてある。そして、前
記固定電極１２および固定接点１３は、図示しないプリ
ント配線を介して接続パッド（図示せず）にそれぞれ接
続されている。
面中央に円形の固定電極１２を設けるとともに、その周
囲に同心円状の固定接点１３を設けてある。そして、前
記固定電極１２および固定接点１３は、図示しないプリ
ント配線を介して接続パッド（図示せず）にそれぞれ接
続されている。
【００１１】前記アクチュエータ２０は、前記ベース１
０の上面縁部に環状の枠体であるアンカ２１を接合一体
化したものである。そして、このアンカ２１の上面縁部
から薄膜の可動電極２２が延在している。この可動電極
２２の下面には絶縁膜２３を介して環状の可動接点２４
が形成され、前記固定接点１３に接離可能に対向してい
る。なお、前記絶縁膜２３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。
０の上面縁部に環状の枠体であるアンカ２１を接合一体
化したものである。そして、このアンカ２１の上面縁部
から薄膜の可動電極２２が延在している。この可動電極
２２の下面には絶縁膜２３を介して環状の可動接点２４
が形成され、前記固定接点１３に接離可能に対向してい
る。なお、前記絶縁膜２３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。
【００１２】次に、前述の構成からなる静電マイクロリ
レーの製造方法を説明する。まず、図２に示すように、
ベース１０となるパイレックス等のガラス基板１１ａに
Ａｕを蒸着してパターンニングすることにより、固定電
極１２および固定接点１３を形成する。さらに、これと
同時に、図示しないプリント配線および接続パッドそれ
ぞれ形成する。
レーの製造方法を説明する。まず、図２に示すように、
ベース１０となるパイレックス等のガラス基板１１ａに
Ａｕを蒸着してパターンニングすることにより、固定電
極１２および固定接点１３を形成する。さらに、これと
同時に、図示しないプリント配線および接続パッドそれ
ぞれ形成する。
【００１３】一方、図３に示すように、アクチュエータ
２０となるシリコンウエハ２５を酸化してパターンニン
グした後、ＴＭＡＨによるエッチングで深さ５μｍのキ
ャビティ２６を形成する。そして、前記キャビティ２６
の天井面に熱酸化膜を形成してパターンニングし、キャ
ビティ２６内に絶縁膜２３を形成する。ついで、Ｃｒ，
Ｎｉ，Ａｕを順次蒸着してパターンニングすることによ
り、環状の可動接点２４を形成する。
２０となるシリコンウエハ２５を酸化してパターンニン
グした後、ＴＭＡＨによるエッチングで深さ５μｍのキ
ャビティ２６を形成する。そして、前記キャビティ２６
の天井面に熱酸化膜を形成してパターンニングし、キャ
ビティ２６内に絶縁膜２３を形成する。ついで、Ｃｒ，
Ｎｉ，Ａｕを順次蒸着してパターンニングすることによ
り、環状の可動接点２４を形成する。
【００１４】そして、前記ベース１０に前記シリコンウ
エハ２５を、温度４００℃、電圧４００Ｖで１時間の陽
極接合を行うことにより、接合一体化する。ついで、Ｔ
ＭＡＨでシリコンウエハ２５をシンニングし、厚さ１０
μｍの薄膜の可動電極２２を形成する。
エハ２５を、温度４００℃、電圧４００Ｖで１時間の陽
極接合を行うことにより、接合一体化する。ついで、Ｔ
ＭＡＨでシリコンウエハ２５をシンニングし、厚さ１０
μｍの薄膜の可動電極２２を形成する。
【００１５】なお、ベース１０はガラス基板１１ａ単体
に限らず、少なくとも上面を絶縁膜で被覆した単結晶シ
リコン基板で形成してもよい。
に限らず、少なくとも上面を絶縁膜で被覆した単結晶シ
リコン基板で形成してもよい。
【００１６】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から形成するとともに、可動
電極２２を左右対称となるように形成してあるので、可
動電極２２に変形が生じにくい。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。
全体をシリコンウェハ単体から形成するとともに、可動
電極２２を左右対称となるように形成してあるので、可
動電極２２に変形が生じにくい。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。
【００１７】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および可動
電極２２間に電圧を印加していない場合、固定電極１２
と可動電極２２とは平行を保持し、可動接点２４が固定
接点１３から開離している（図１（ｂ））。
レーの動作を説明する。まず、固定電極１２および可動
電極２２間に電圧を印加していない場合、固定電極１２
と可動電極２２とは平行を保持し、可動接点２４が固定
接点１３から開離している（図１（ｂ））。
【００１８】次に、固定電極１２および可動電極２２間
に電圧が印加されると、電極１２，２２間に生じた静電
引力により、可動電極２２が固定電極１２に吸引され
る。このため、可動電極２２の中央部が沈下し、可動電
極２２が固定電極１２に接近する。この結果、間隙が狭
まるので、可動電極２２が固定電極１２により一層強い
静電引力で吸引され、可動接点２４が固定接点１３に当
接した後、可動電極２２が絶縁膜２３を介して固定電極
１２に吸着する。
に電圧が印加されると、電極１２，２２間に生じた静電
引力により、可動電極２２が固定電極１２に吸引され
る。このため、可動電極２２の中央部が沈下し、可動電
極２２が固定電極１２に接近する。この結果、間隙が狭
まるので、可動電極２２が固定電極１２により一層強い
静電引力で吸引され、可動接点２４が固定接点１３に当
接した後、可動電極２２が絶縁膜２３を介して固定電極
１２に吸着する。
【００１９】そして、前述の電圧の印加を停止すると、
可動電極２２のバネ力により、可動電極２２が固定電極
１２から離れた後、可動接点２４が固定接点１３から開
離し、可動電極２２が元の状態に復帰する。
可動電極２２のバネ力により、可動電極２２が固定電極
１２から離れた後、可動接点２４が固定接点１３から開
離し、可動電極２２が元の状態に復帰する。
【００２０】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、前述の第１実施形態と同様、ガ
ラスウエハ１１ａからなるベース１０と、アクチュエー
タ２０とからなる。このアクチュエータ２０は、平面方
形の枠体であるアンカ２１に略十文字形状の薄板梁部２
７を架け渡したものである。さらに、この薄板梁部２７
は、その同一方向の片側縁部から略方形の可動電極２８
をそれぞれ延在してある。そして、前記薄板梁部２７の
下面中央には絶縁膜（図示せず）を介して可動接点２４
が設けられている。なお、前記可動電極２８は前記薄板
梁部２７よりも薄肉となっている。
は、図５に示すように、前述の第１実施形態と同様、ガ
ラスウエハ１１ａからなるベース１０と、アクチュエー
タ２０とからなる。このアクチュエータ２０は、平面方
形の枠体であるアンカ２１に略十文字形状の薄板梁部２
７を架け渡したものである。さらに、この薄板梁部２７
は、その同一方向の片側縁部から略方形の可動電極２８
をそれぞれ延在してある。そして、前記薄板梁部２７の
下面中央には絶縁膜（図示せず）を介して可動接点２４
が設けられている。なお、前記可動電極２８は前記薄板
梁部２７よりも薄肉となっている。
【００２１】一方、ガラスウエハ１１ａからなるベース
１０は、前記可動電極２８および可動接点２４に対応す
る位置に、固定電極１２および固定接点（図示せず）を
形成してある。さらに、前記固定電極１２および前記固
定接点は、図示しないプリント配線を介して接続パッド
にそれぞれ電気接続されている。
１０は、前記可動電極２８および可動接点２４に対応す
る位置に、固定電極１２および固定接点（図示せず）を
形成してある。さらに、前記固定電極１２および前記固
定接点は、図示しないプリント配線を介して接続パッド
にそれぞれ電気接続されている。
【００２２】次に、第２実施形態にかかる静電マイクロ
リレーの製造方法について説明する。ベース１０は、パ
イレックス等のガラス基板１１ａにＡｕを蒸着してパタ
ーンニングすることにより、４個の固定電極１２および
固定接点を形成する。さらに、これと同時に、図示しな
いプリント配線および接続パッドを形成して電気接続す
る。
リレーの製造方法について説明する。ベース１０は、パ
イレックス等のガラス基板１１ａにＡｕを蒸着してパタ
ーンニングすることにより、４個の固定電極１２および
固定接点を形成する。さらに、これと同時に、図示しな
いプリント配線および接続パッドを形成して電気接続す
る。
【００２３】一方、アクチュエータ２０となるＳＯＩシ
リコンウエハの下面を酸化してパターンニングした後、
ＴＭＡＨによるエッチングでキャビティを形成する。そ
して、キャビティの天井面に熱酸化膜を形成してパター
ンニングし、キャビティ内に絶縁膜を形成する。つい
で、Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｕを順次蒸着してパターンニングす
ることにより、可動接点２４を形成する。
リコンウエハの下面を酸化してパターンニングした後、
ＴＭＡＨによるエッチングでキャビティを形成する。そ
して、キャビティの天井面に熱酸化膜を形成してパター
ンニングし、キャビティ内に絶縁膜を形成する。つい
で、Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｕを順次蒸着してパターンニングす
ることにより、可動接点２４を形成する。
【００２４】そして、前記ベース１０に前記ＳＯＩシリ
コンウエハを陽極接合で接合一体化する。ついで、ＴＭ
ＡＨでシリコンウエハを酸化膜までエッチングしてシン
ニングする。さらに、フッ素系エッチング液で酸化膜を
除去した後、ＲＩＥ等を用いたドライエッチングで型抜
きエッチングを行い、屈曲したスリットを形成して薄板
梁部２７および可動電極２８を切り出し、アクチュエー
タ２０が完成する。
コンウエハを陽極接合で接合一体化する。ついで、ＴＭ
ＡＨでシリコンウエハを酸化膜までエッチングしてシン
ニングする。さらに、フッ素系エッチング液で酸化膜を
除去した後、ＲＩＥ等を用いたドライエッチングで型抜
きエッチングを行い、屈曲したスリットを形成して薄板
梁部２７および可動電極２８を切り出し、アクチュエー
タ２０が完成する。
【００２５】次に、第２実施形態の動作について説明す
る。まず、固定電極１２および可動電極２８間に電圧を
印加していない場合、固定電極１２と可動電極２８とは
平行であり、可動接点２４が固定接点から開離してい
る。
る。まず、固定電極１２および可動電極２８間に電圧を
印加していない場合、固定電極１２と可動電極２８とは
平行であり、可動接点２４が固定接点から開離してい
る。
【００２６】次に、固定電極１２および可動電極２８間
に電圧が印加されると、電極１２，２８間に生じた静電
引力により、可動電極２８が固定電極１２にそれぞれ吸
引される。このため、可動電極２８の自由端部が固定電
極１２に接近し、静電引力がより一層大きくなり、可動
電極２８がより強い吸引力で吸引される。この結果、薄
板梁部２７がたわんで可動接点２４が固定接点に当接し
た後、可動電極２８が絶縁膜を介して固定電極１２に吸
着する。
に電圧が印加されると、電極１２，２８間に生じた静電
引力により、可動電極２８が固定電極１２にそれぞれ吸
引される。このため、可動電極２８の自由端部が固定電
極１２に接近し、静電引力がより一層大きくなり、可動
電極２８がより強い吸引力で吸引される。この結果、薄
板梁部２７がたわんで可動接点２４が固定接点に当接し
た後、可動電極２８が絶縁膜を介して固定電極１２に吸
着する。
【００２７】そして、前述の電圧の印加を停止すると、
薄板梁部２７のバネ力により、可動電極２８が固定電極
１２から離れた後、可動接点２４が固定接点から開離
し、可動電極２８が自己のバネ力で元の状態に復帰す
る。
薄板梁部２７のバネ力により、可動電極２８が固定電極
１２から離れた後、可動接点２４が固定接点から開離
し、可動電極２８が自己のバネ力で元の状態に復帰す
る。
【００２８】第３実施形態は、図６に示すように、シリ
コンウエハ１１ｂからなるベース１０にシリコンウエハ
からなるアクチュエータ２０を接合一体化した場合であ
る。すなわち、前記ベース１０は、シリコンウエハ１１
ｂの上面に絶縁膜１４を形成し、その上面に一対の固定
接点１３，１５（奥側の固定接点１５は図示せず）を配
置する。さらに、前記固定接点１３，１５を間にして一
対の固定電極１２，１２が設けられている。
コンウエハ１１ｂからなるベース１０にシリコンウエハ
からなるアクチュエータ２０を接合一体化した場合であ
る。すなわち、前記ベース１０は、シリコンウエハ１１
ｂの上面に絶縁膜１４を形成し、その上面に一対の固定
接点１３，１５（奥側の固定接点１５は図示せず）を配
置する。さらに、前記固定接点１３，１５を間にして一
対の固定電極１２，１２が設けられている。
【００２９】アクチュエータ２０は、前記ベース１０の
上面に立設した一対のアンカ２１，２１の上面縁部に両
端を架け渡した薄板梁部２７からなり、その下面中央に
可動接点２４が設けられている。さらに、前記薄板梁部
２７の両側縁部から側方に可動電極２８がそれぞれ延在
し、固定電極１２に接離可能に対向している。なお、こ
の可動電極２８は薄板梁部２７よりも薄肉となってい
る。
上面に立設した一対のアンカ２１，２１の上面縁部に両
端を架け渡した薄板梁部２７からなり、その下面中央に
可動接点２４が設けられている。さらに、前記薄板梁部
２７の両側縁部から側方に可動電極２８がそれぞれ延在
し、固定電極１２に接離可能に対向している。なお、こ
の可動電極２８は薄板梁部２７よりも薄肉となってい
る。
【００３０】第３実施形態にかかる静電マイクロリレー
の製造方法を説明する。まず、ベース１０となるシリコ
ンウエハ１１ｂを酸化してパターニングすることによ
り、絶縁膜１４を形成する。そして、Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｕ
を順次蒸着してパターニングし、固定電極１２および固
定接点１３，１５を形成すると同時に、図示しないプリ
ント配線および接続パッドを形成する。
の製造方法を説明する。まず、ベース１０となるシリコ
ンウエハ１１ｂを酸化してパターニングすることによ
り、絶縁膜１４を形成する。そして、Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｕ
を順次蒸着してパターニングし、固定電極１２および固
定接点１３，１５を形成すると同時に、図示しないプリ
ント配線および接続パッドを形成する。
【００３１】一方、アクチュエータ２０となるシリコン
ウエハを酸化してパターニングした後、ＴＭＡＨでキャ
ビティを形成する。ついで、熱酸化膜を形成してパター
ニングし、キャビティの天井面に絶縁膜２３を形成す
る。そして、Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｕを順次蒸着してパターニ
ングし、可動接点２４を形成する。
ウエハを酸化してパターニングした後、ＴＭＡＨでキャ
ビティを形成する。ついで、熱酸化膜を形成してパター
ニングし、キャビティの天井面に絶縁膜２３を形成す
る。そして、Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｕを順次蒸着してパターニ
ングし、可動接点２４を形成する。
【００３２】ついで、ベース１０およびアクチュエータ
２０となるシリコンウエハの接合面に低温ガラスを塗布
し、温度４００℃の加熱で１時間加熱することにより、
接合一体化する。そして、ＫＯＨでアクチュエータ２０
となるシリコンウエハをシンニングし、さらに、薄板梁
部２７および可動電極２８を切り出すことにより、アク
チュエータ２０が完成する。
２０となるシリコンウエハの接合面に低温ガラスを塗布
し、温度４００℃の加熱で１時間加熱することにより、
接合一体化する。そして、ＫＯＨでアクチュエータ２０
となるシリコンウエハをシンニングし、さらに、薄板梁
部２７および可動電極２８を切り出すことにより、アク
チュエータ２０が完成する。
【００３３】次に、第３実施形態の動作について説明す
る。まず、固定電極１２および可動電極２８間に電圧を
印加していない場合、固定電極１２と可動電極２８とは
平行に対向し、可動接点２４が固定接点１３，１５から
開離している。
る。まず、固定電極１２および可動電極２８間に電圧を
印加していない場合、固定電極１２と可動電極２８とは
平行に対向し、可動接点２４が固定接点１３，１５から
開離している。
【００３４】そして、固定電極１２および可動電極２８
間に電圧が印加されると、電極１２，２８間に生じた静
電引力により、可動電極２８が固定電極１２にそれぞれ
吸引される。このため、可動電極２８の自由端部が固定
電極１２に接近し、静電引力がより一層大きくなり、可
動電極２８がより強い吸引力で吸引される。この結果、
薄板梁部２７がたわんで可動接点２４が固定接点１３，
１５に当接した後、可動電極２８全体が絶縁膜２３を介
して固定電極１２に吸着する。
間に電圧が印加されると、電極１２，２８間に生じた静
電引力により、可動電極２８が固定電極１２にそれぞれ
吸引される。このため、可動電極２８の自由端部が固定
電極１２に接近し、静電引力がより一層大きくなり、可
動電極２８がより強い吸引力で吸引される。この結果、
薄板梁部２７がたわんで可動接点２４が固定接点１３，
１５に当接した後、可動電極２８全体が絶縁膜２３を介
して固定電極１２に吸着する。
【００３５】そして、前述の電圧の印加を停止すると、
薄板梁部２７のバネ力により、可動電極２８が固定電極
１２から離れた後、可動接点２４が固定接点１３，１５
から開離し、可動電極２８が自己のバネ力で元の状態に
復帰する。
薄板梁部２７のバネ力により、可動電極２８が固定電極
１２から離れた後、可動接点２４が固定接点１３，１５
から開離し、可動電極２８が自己のバネ力で元の状態に
復帰する。
【００３６】
【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、固定
電極と可動電極との間に電圧を印加すると、薄膜の可動
電極の中央が固定電極に静電引力で吸引され、前記可動
電極の基部近傍に設けた可動接点が固定接点に接触す
る。したがって、最も変形しやすい可動電極の中央部を
静電引力で吸引するので、低い駆動電圧で接点を開閉で
きる静電マイクロリレーが得られる。また、可動接点が
可動電極の基部に配置されているので、てこの原理によ
り、静電引力を有効に活用できる。このため、接触荷重
が大きく、誤動作が生じにくい静電マイクロリレーが得
られる。
の請求項１にかかる静電マイクロリレーによれば、固定
電極と可動電極との間に電圧を印加すると、薄膜の可動
電極の中央が固定電極に静電引力で吸引され、前記可動
電極の基部近傍に設けた可動接点が固定接点に接触す
る。したがって、最も変形しやすい可動電極の中央部を
静電引力で吸引するので、低い駆動電圧で接点を開閉で
きる静電マイクロリレーが得られる。また、可動接点が
可動電極の基部に配置されているので、てこの原理によ
り、静電引力を有効に活用できる。このため、接触荷重
が大きく、誤動作が生じにくい静電マイクロリレーが得
られる。
【００３７】請求項２，３によれば、固定電極と可動電
極との間に電圧を印加すると、静電引力が生じ、可動電
極がたわむ。このため、可動電極の自由端部が固定電極
に接近し、より一層大きな静電引力で可動電極が吸引さ
れる。この結果、薄板梁部がたわんで可動接点が固定接
点に接触するので、低い駆動電圧で駆動できる静電マイ
クロリレーが得られる。また、請求項２，３によれば、
いずれも薄板梁部の中央で、かつ、可動電極の基部近傍
に可動接点を配置してある。このため、静電引力を有効
に活用でき、接点圧の大きな静電マイクロリレーが得ら
れる。
極との間に電圧を印加すると、静電引力が生じ、可動電
極がたわむ。このため、可動電極の自由端部が固定電極
に接近し、より一層大きな静電引力で可動電極が吸引さ
れる。この結果、薄板梁部がたわんで可動接点が固定接
点に接触するので、低い駆動電圧で駆動できる静電マイ
クロリレーが得られる。また、請求項２，３によれば、
いずれも薄板梁部の中央で、かつ、可動電極の基部近傍
に可動接点を配置してある。このため、静電引力を有効
に活用でき、接点圧の大きな静電マイクロリレーが得ら
れる。
【００３８】請求項４によれば、可動電極が薄板梁部よ
りも薄肉である。このため、固定電極と可動電極との間
に電圧を印加すると、静電引力で可動電極がたわむ。こ
の結果、可動電極の自由端部が固定電極に接近し、可動
電極がより一層強い静電引力で吸引され、可動接点が固
定接点に接触する。よって、従来例よりも低い駆動電圧
で駆動できる静電マイクロリレーが得られる。請求項５
によれば、固定電極と可動電極との対向面のうち、少な
くともいずれか一方の対向面に絶縁膜を形成してある。
このため、固定電極と可動電極とが直接接触することが
なく、両者は絶縁膜の厚さを残して大きな静電引力で吸
着するので、所望の接触荷重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。
りも薄肉である。このため、固定電極と可動電極との間
に電圧を印加すると、静電引力で可動電極がたわむ。こ
の結果、可動電極の自由端部が固定電極に接近し、可動
電極がより一層強い静電引力で吸引され、可動接点が固
定接点に接触する。よって、従来例よりも低い駆動電圧
で駆動できる静電マイクロリレーが得られる。請求項５
によれば、固定電極と可動電極との対向面のうち、少な
くともいずれか一方の対向面に絶縁膜を形成してある。
このため、固定電極と可動電極とが直接接触することが
なく、両者は絶縁膜の厚さを残して大きな静電引力で吸
着するので、所望の接触荷重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。
【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（ａ）はベースの平面図、図（ｂ）
は断面図である。
ロリレーを示し、図（ａ）はベースの平面図、図（ｂ）
は断面図である。
【図２】 第１実施形態にかかるベースのプロセスフロ
ーである。
ーである。
【図３】 第１実施形態にかかるアクチュエータのプロ
セスフローである。
セスフローである。
【図４】 ベースとアクチュエータとの接合を示すプロ
セスフローである。
セスフローである。
【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。
ロリレーを示す平面図である。
【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（ａ）はベースの平面図、図（ｂ）
は断面図である。
ロリレーを示し、図（ａ）はベースの平面図、図（ｂ）
は断面図である。
【図７】 従来例にかかる静電マイクロリレーの断面図
である。
である。
１０…ベース、１２…固定電極、１３，１５…固定接
点、１４…絶縁膜、２０…アクチュエータ、２１…アン
カ、２２…可動電極、２３…絶縁膜、２４…可動接点、
２７…薄板梁部、２８…可動電極。
点、１４…絶縁膜、２０…アクチュエータ、２１…アン
カ、２２…可動電極、２３…絶縁膜、２４…可動接点、
２７…薄板梁部、２８…可動電極。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平２−100224（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−235997（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−227646（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−213803（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−213191（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−162713（ＪＰ，Ａ)
実開 平３−53731（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01H 59/00
Claims (5)
- 【請求項１】 ベース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、 前記ベースの上面に固定電極を形成するとともに、その
周囲に固定接点を配置する一方、枠体の上面縁部から薄
膜の可動電極を延在したアクチュエータを、その枠体を
前記ベース上面の固定接点の外側に接合一体化して固定
し、前記アクチュエータの可動電極を前記固定電極に接
離可能に対向させるとともに、前記可動電極の下面に設
けた可動接点を、前記固定接点に接離可能に対向させた
ことを特徴とする静電マイクロリレー。 - 【請求項２】 ベース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、 平面略十文字形の薄板梁部を有するアクチュエータを、
その薄板梁部の端部に設けたアンカーを前記ベースの上
面に立設して固定し、前記薄板梁部の縁部から側方に延
在した可動電極を、前記ベースの上面に設けた前記固定
電極に接離可能に対向させるとともに、前記薄板梁部の
下面中央に設けた可動接点を前記ベースの固定接点に接
離可能に対向させたことを特徴とする静電マイクロリレ
ー。 - 【請求項３】 ベース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、 真直な薄板梁部からなるアクチュエータを、その薄板梁
部の端部に設けたアンカーを前記ベースの上面に立設し
て固定し、前記薄板梁部の両側縁部から側方に延在した
可動電極を、前記ベースの上面に設けた固定電極に接離
可能に対向させるとともに、前記薄板梁部の下面中央に
設けた可動接点を前記ベースの固定接点に接離可能に対
向させたことを特徴とする静電マイクロリレー。 - 【請求項４】 前記可動電極を前記薄板梁部よりも薄肉
としたことを特徴とする請求項２または３に記載の静電
マイクロリレー。 - 【請求項５】 前記可動電極および前記固定電極の対向
面のうち、少なくともいずれか一方に絶縁膜を形成した
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記
載の静電マイクロリレー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28539897A JP3368304B2 (ja) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | 静電マイクロリレー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28539897A JP3368304B2 (ja) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | 静電マイクロリレー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11120884A JPH11120884A (ja) | 1999-04-30 |
| JP3368304B2 true JP3368304B2 (ja) | 2003-01-20 |
Family
ID=17691023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28539897A Expired - Fee Related JP3368304B2 (ja) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | 静電マイクロリレー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3368304B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100628180B1 (ko) * | 1999-11-17 | 2006-09-27 | 엘지전자 주식회사 | 마이크로 스위치 |
| FR2876995B1 (fr) * | 2004-10-26 | 2007-05-04 | Commissariat Energie Atomique | Microsysteme comportant un pont deformable |
-
1997
- 1997-10-17 JP JP28539897A patent/JP3368304B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11120884A (ja) | 1999-04-30 |
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