JPH052973A - 静電リレー - Google Patents
静電リレーInfo
- Publication number
- JPH052973A JPH052973A JP15191991A JP15191991A JPH052973A JP H052973 A JPH052973 A JP H052973A JP 15191991 A JP15191991 A JP 15191991A JP 15191991 A JP15191991 A JP 15191991A JP H052973 A JPH052973 A JP H052973A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- movable
- contact
- fixed
- side base
- electrostatic
- 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.)
- Pending
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 28
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 8
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 4
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 abstract description 13
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 description 18
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 15
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000001505 atmospheric-pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H59/00—Electrostatic relays; Electro-adhesion relays
- H01H2059/009—Electrostatic relays; Electro-adhesion relays using permanently polarised dielectric layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H59/00—Electrostatic relays; Electro-adhesion relays
- H01H59/0009—Electrostatic relays; Electro-adhesion relays making use of micromechanics
Landscapes
- Micromachines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 外部の電磁界に影響され難く、かつ、熱衝撃
に強く、さらに、接点間耐圧の向上や駆動電圧の低下が
図れる静電リレーを提供する。 【構成】 可動側基体Aの裏側に設けられた可動接点2
と固定側基体Bの表側に設けられた固定接点3が対面す
るようにして前記可動側基体Aと固定側基体Bとが配置
され、前記可動側基体Aが裏面に前記可動接点2を有す
る可動部12とこの可動部12を可動接点2と固定接点
3が接離する変位可能に支持する支持部13とを備えて
おり、前記両基体A,Bにおける駆動電極16,22へ
の駆動電圧印加により発生する静電力で前記可動部12
が変位して接点の接離がなされるようになっている静電
リレーにおいて、前記可動側基体Aと固定側基体Bとが
ともに導電性材料からなっており、固定側駆動電極22
と可動側駆動電極16の間に変位の際の静電力を強める
エレクトレット8が設けられていることを特徴とする静
電リレー1。
に強く、さらに、接点間耐圧の向上や駆動電圧の低下が
図れる静電リレーを提供する。 【構成】 可動側基体Aの裏側に設けられた可動接点2
と固定側基体Bの表側に設けられた固定接点3が対面す
るようにして前記可動側基体Aと固定側基体Bとが配置
され、前記可動側基体Aが裏面に前記可動接点2を有す
る可動部12とこの可動部12を可動接点2と固定接点
3が接離する変位可能に支持する支持部13とを備えて
おり、前記両基体A,Bにおける駆動電極16,22へ
の駆動電圧印加により発生する静電力で前記可動部12
が変位して接点の接離がなされるようになっている静電
リレーにおいて、前記可動側基体Aと固定側基体Bとが
ともに導電性材料からなっており、固定側駆動電極22
と可動側駆動電極16の間に変位の際の静電力を強める
エレクトレット8が設けられていることを特徴とする静
電リレー1。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、静電力(クーロン
力)を利用して接点の接離を行う静電リレーに関する。
力)を利用して接点の接離を行う静電リレーに関する。
【0002】
【従来の技術】静電リレーは、電磁リレーとは違って電
磁コイルを必要とせず、より小型化が図れることから、
開発が盛んに進められている。素子サイズ10mm□以
下のものが可能である。図8および図9は、従来の静電
リレーをあらわす。この静電リレー191では、可動側
基体Aの裏側に設けられた可動接点194と固定側基体
Bの表側に設けられた固定接点197が対面するように
して前記可動側基体Aと固定側基体Bが配置されてい
る。これら両基体A,BはスペーサCを介して接合され
ている。
磁コイルを必要とせず、より小型化が図れることから、
開発が盛んに進められている。素子サイズ10mm□以
下のものが可能である。図8および図9は、従来の静電
リレーをあらわす。この静電リレー191では、可動側
基体Aの裏側に設けられた可動接点194と固定側基体
Bの表側に設けられた固定接点197が対面するように
して前記可動側基体Aと固定側基体Bが配置されてい
る。これら両基体A,BはスペーサCを介して接合され
ている。
【0003】可動側基体Aは裏面に可動接点194を備
えた可動板(可動部)192とこの可動板192を可動
接点194と固定接点197が接離する変位可能に支持
する支持部(枠部)193からなる。そして、可動側基
体Aの駆動電極を兼ねる可動板192と固定側基体Bの
駆動電極198の間への駆動電圧印加により発生する静
電力で前記可動板192が固定側基体Bに近づいて前記
両接点194,197が接触し、静電力の消滅に伴い前
記可動板192が自身のバネ性で元の水平状態に復元す
ることにより固定側基体Bから遠ざかり前記両接点19
4,197が離れるようになっている。
えた可動板(可動部)192とこの可動板192を可動
接点194と固定接点197が接離する変位可能に支持
する支持部(枠部)193からなる。そして、可動側基
体Aの駆動電極を兼ねる可動板192と固定側基体Bの
駆動電極198の間への駆動電圧印加により発生する静
電力で前記可動板192が固定側基体Bに近づいて前記
両接点194,197が接触し、静電力の消滅に伴い前
記可動板192が自身のバネ性で元の水平状態に復元す
ることにより固定側基体Bから遠ざかり前記両接点19
4,197が離れるようになっている。
【0004】可動基体Aはシリコン基板を選択エッチン
グ等の微細加工手段で加工することにより必要な構造部
分の作り込みがなされており、一方、固定側基体Bはガ
ラス基板である。可動接点194や固定接点197、あ
るいは、固定側駆動電極198は、金属薄膜形成・パタ
ーンニング等により形成されている。
グ等の微細加工手段で加工することにより必要な構造部
分の作り込みがなされており、一方、固定側基体Bはガ
ラス基板である。可動接点194や固定接点197、あ
るいは、固定側駆動電極198は、金属薄膜形成・パタ
ーンニング等により形成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のような構造およ
び動作から分かるように、静電リレーは、写真製版技術
や微細加工技術等の半導体素子の製造技術を利用して製
造することができるので、極めて小型のものが製造で
き、従来の電磁リレーに比べて体積を1/10以下にす
ることも可能になり、また、高速動作が可能で、使用時
の発熱が非常に小さく、低コストで大量生産することが
できる等の利点がある。
び動作から分かるように、静電リレーは、写真製版技術
や微細加工技術等の半導体素子の製造技術を利用して製
造することができるので、極めて小型のものが製造で
き、従来の電磁リレーに比べて体積を1/10以下にす
ることも可能になり、また、高速動作が可能で、使用時
の発熱が非常に小さく、低コストで大量生産することが
できる等の利点がある。
【0006】しかしながら、上記の静電リレーは、外部
の電磁界に影響されやすいという問題や熱衝撃に弱いと
いう問題がある。上記の静電リレーは、固定側基体Bの
ガラス基板が絶縁材であるため、外部からの電磁誘導が
強く影響する場や強電界の場に静電リレーが置かれた場
合、駆動電圧による静電力が変動して誤動作するのであ
る。
の電磁界に影響されやすいという問題や熱衝撃に弱いと
いう問題がある。上記の静電リレーは、固定側基体Bの
ガラス基板が絶縁材であるため、外部からの電磁誘導が
強く影響する場や強電界の場に静電リレーが置かれた場
合、駆動電圧による静電力が変動して誤動作するのであ
る。
【0007】また、可動側基体Aのシリコン基板と固定
側基体Bのガラス基板は熱膨係数が大きく異なってお
り、熱衝撃を受けた際の両基体A,Bの寸法変動量の差
が大きく大きな歪みや応力が発生するため、破損してし
まうのである。従来の静電リレーは、可動側・固定側の
二つの駆動電極の間に印加する駆動電圧によって発生す
る静電力(クーロン力)で動作するものであるが、十分
な接点圧を確保するために両駆動電極間の距離を短くし
ている。静電力は両駆動電極間の距離の2乗に逆比例す
る一方、接点圧が静電力に比例するからである。しか
し、両駆動電極間の距離を短くしているため、接点間の
耐圧がどうしても低くなるという問題があった。
側基体Bのガラス基板は熱膨係数が大きく異なってお
り、熱衝撃を受けた際の両基体A,Bの寸法変動量の差
が大きく大きな歪みや応力が発生するため、破損してし
まうのである。従来の静電リレーは、可動側・固定側の
二つの駆動電極の間に印加する駆動電圧によって発生す
る静電力(クーロン力)で動作するものであるが、十分
な接点圧を確保するために両駆動電極間の距離を短くし
ている。静電力は両駆動電極間の距離の2乗に逆比例す
る一方、接点圧が静電力に比例するからである。しか
し、両駆動電極間の距離を短くしているため、接点間の
耐圧がどうしても低くなるという問題があった。
【0008】また、静電リレーの場合、必要な静電力を
得るための駆動電圧が高め(普通、数十V〜数百V)で
あるために使い難く、駆動電圧の低下が望まれている。
通常の電子回路では信号電圧は数V〜十数V程度なの
で、昇圧回路が必要となる。駆動電圧の低下は外付回路
の不用化ないし軽減化をもたらす。この発明は、上記事
情に鑑み、外部の電磁界に影響され難く、かつ、熱衝撃
に強く、さらに、接点間耐圧の向上や駆動電圧の低下が
図れる静電リレーを提供することを課題とする。
得るための駆動電圧が高め(普通、数十V〜数百V)で
あるために使い難く、駆動電圧の低下が望まれている。
通常の電子回路では信号電圧は数V〜十数V程度なの
で、昇圧回路が必要となる。駆動電圧の低下は外付回路
の不用化ないし軽減化をもたらす。この発明は、上記事
情に鑑み、外部の電磁界に影響され難く、かつ、熱衝撃
に強く、さらに、接点間耐圧の向上や駆動電圧の低下が
図れる静電リレーを提供することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1〜5記載の静電
リレーは、前記課題を解決するため、可動側基体の裏側
に設けられた可動接点と固定側基体の表側に設けられた
固定接点が対面するようにして前記可動側基体と固定側
基体とが配置され、前記可動側基体が裏面に前記可動接
点を有する可動部とこの可動部を可動接点と固定接点が
接離する変位可能に支持する支持部とを備えており、前
記両基体における駆動電極への駆動電圧印加により発生
する静電力で前記可動部が変位して接点の接離がなされ
るようになっている構成において、可動側基体と固定側
基体とがともに導電性材料からなっており、前記固定側
駆動電極と可動側駆動電極の間に変位の際の静電力を強
めるエレクトレットを設けるようにしている。
リレーは、前記課題を解決するため、可動側基体の裏側
に設けられた可動接点と固定側基体の表側に設けられた
固定接点が対面するようにして前記可動側基体と固定側
基体とが配置され、前記可動側基体が裏面に前記可動接
点を有する可動部とこの可動部を可動接点と固定接点が
接離する変位可能に支持する支持部とを備えており、前
記両基体における駆動電極への駆動電圧印加により発生
する静電力で前記可動部が変位して接点の接離がなされ
るようになっている構成において、可動側基体と固定側
基体とがともに導電性材料からなっており、前記固定側
駆動電極と可動側駆動電極の間に変位の際の静電力を強
めるエレクトレットを設けるようにしている。
【0010】導電性材料からなる基体としては、例え
ば、請求項2のように、シリコン基板が挙げられる。可
動側・固定側の具体的形態例としては、請求項3のよう
に、可動側基体の表面には絶縁膜が形成されていて、そ
の上に可動接点と可動側駆動電極が形成されており、固
定側基体の表面には絶縁膜が形成されていて、その上に
固定接点と固定側駆動電極が形成されている態様が挙げ
られる。また、請求項4のように、可動側基体と固定側
基体が電気的に接続され同電位にある態様が好ましい。
ば、請求項2のように、シリコン基板が挙げられる。可
動側・固定側の具体的形態例としては、請求項3のよう
に、可動側基体の表面には絶縁膜が形成されていて、そ
の上に可動接点と可動側駆動電極が形成されており、固
定側基体の表面には絶縁膜が形成されていて、その上に
固定接点と固定側駆動電極が形成されている態様が挙げ
られる。また、請求項4のように、可動側基体と固定側
基体が電気的に接続され同電位にある態様が好ましい。
【0011】さらに、静電リレーの利用性を高めるため
の形態例として、請求項5のように、可動側基体および
/または固定側基体に駆動用回路部を設けた態様が挙げ
られる。前述のように、静電リレーの場合、普通、数十
V〜数百Vの駆動電圧が必要とされる。したがって、駆
動電圧発生用の昇圧回路が必要となる。また、駆動電圧
の解除後、駆動電極の間に蓄積された電荷を放電させな
いと接点が開かないため、通常、放電回路も要求され
る。静電リレー自体は小型でも、他に昇圧回路や放電回
路等の外付回路を付加する必要があるため使い難いので
ある。
の形態例として、請求項5のように、可動側基体および
/または固定側基体に駆動用回路部を設けた態様が挙げ
られる。前述のように、静電リレーの場合、普通、数十
V〜数百Vの駆動電圧が必要とされる。したがって、駆
動電圧発生用の昇圧回路が必要となる。また、駆動電圧
の解除後、駆動電極の間に蓄積された電荷を放電させな
いと接点が開かないため、通常、放電回路も要求され
る。静電リレー自体は小型でも、他に昇圧回路や放電回
路等の外付回路を付加する必要があるため使い難いので
ある。
【0012】駆動用回路部の具体的形態例としては、放
電回路を有する態様や、駆動電圧発生用昇圧回路の少な
くとも一部を有する態様が挙げられる。駆動用回路部は
駆動に必要な全ての回路を備えている必要はなく一部の
回路だけを有していてもよい。例えば、昇圧回路の一部
と放電回路を有するという態様もある。もちろん、駆動
に必要な全ての回路を有している態様が望ましい。な
お、駆動用回路部は、可動側基体あるいは固定側基体の
どちらに設けられてもよいし、分割して両基体にまたが
って設けるようにしてもよい。
電回路を有する態様や、駆動電圧発生用昇圧回路の少な
くとも一部を有する態様が挙げられる。駆動用回路部は
駆動に必要な全ての回路を備えている必要はなく一部の
回路だけを有していてもよい。例えば、昇圧回路の一部
と放電回路を有するという態様もある。もちろん、駆動
に必要な全ての回路を有している態様が望ましい。な
お、駆動用回路部は、可動側基体あるいは固定側基体の
どちらに設けられてもよいし、分割して両基体にまたが
って設けるようにしてもよい。
【0013】可動側駆動電極と固定側駆動電極の間に設
けられるエレクトレットは、正および/または負の電荷
を有しかつその和が0でない電荷を保持する絶縁体が挙
げられるが、これに限らない。エレクトレットには様々
な材質・厚みものが挙げられる。例えば、厚み5μmの
ポリプロピレンでコロナ放電で帯電させたものが例示さ
れる。
けられるエレクトレットは、正および/または負の電荷
を有しかつその和が0でない電荷を保持する絶縁体が挙
げられるが、これに限らない。エレクトレットには様々
な材質・厚みものが挙げられる。例えば、厚み5μmの
ポリプロピレンでコロナ放電で帯電させたものが例示さ
れる。
【0014】次に、駆動用回路部の具体的構成例につい
て説明する。駆動用回路部は、通常、図5にみるよう
に、昇圧回路と放電回路とを備え、信号電圧が昇圧回路
で昇圧され駆動電圧として可動側駆動電極16と固定側
駆動電極22の間に印加される。なお、放電回路は、駆
動電圧印加時には放電動作を行わないことは言うまでも
ない。そして、駆動電圧印加が停止された時には放電回
路が駆動電極16,22の間に蓄積された電荷を速やか
に放電させる。
て説明する。駆動用回路部は、通常、図5にみるよう
に、昇圧回路と放電回路とを備え、信号電圧が昇圧回路
で昇圧され駆動電圧として可動側駆動電極16と固定側
駆動電極22の間に印加される。なお、放電回路は、駆
動電圧印加時には放電動作を行わないことは言うまでも
ない。そして、駆動電圧印加が停止された時には放電回
路が駆動電極16,22の間に蓄積された電荷を速やか
に放電させる。
【0015】駆動用回路部のより具体的な回路例を図6
に示す。図6の場合、発光ダイオード(発光素子)10
0と、この発光ダイオード100の光を受けて起電力を
発生する複数の光電池102・・・が直列接続されたフ
ォトセルアレイ101とで昇圧回路が構成され、ノーマ
リイオフ型NPNトランジスタ103、抵抗104およ
びダイオード105で放電回路が構成されている。
に示す。図6の場合、発光ダイオード(発光素子)10
0と、この発光ダイオード100の光を受けて起電力を
発生する複数の光電池102・・・が直列接続されたフ
ォトセルアレイ101とで昇圧回路が構成され、ノーマ
リイオフ型NPNトランジスタ103、抵抗104およ
びダイオード105で放電回路が構成されている。
【0016】図6の駆動用回路部の動作は、以下の通り
である。低い信号電圧で発光ダイオード100を発光さ
せるとフォトセルアレイ101で信号電圧より高い駆動
電圧が発生する。必要な高さの電圧が得られるように光
電池102の数が調整されているのである。駆動電圧の
発生中は、トランジスタ103はオフ状態であり、駆動
電圧が両駆動電極16,22の間に正常にかかり充電さ
れる。信号電圧が消滅すると駆動電圧はなくなるが、駆
動電極16,22の間の蓄積電荷による電圧でトランジ
スタ103がオン状態になると共に蓄積電荷の放電が始
まる。
である。低い信号電圧で発光ダイオード100を発光さ
せるとフォトセルアレイ101で信号電圧より高い駆動
電圧が発生する。必要な高さの電圧が得られるように光
電池102の数が調整されているのである。駆動電圧の
発生中は、トランジスタ103はオフ状態であり、駆動
電圧が両駆動電極16,22の間に正常にかかり充電さ
れる。信号電圧が消滅すると駆動電圧はなくなるが、駆
動電極16,22の間の蓄積電荷による電圧でトランジ
スタ103がオン状態になると共に蓄積電荷の放電が始
まる。
【0017】駆動回路部は、上記のものに限らない。例
えば、昇圧回路として、n個のダイオードとn個のコン
デンサを直並列接続したチャージポンプ式の回路や薄膜
トランスとダイオードとコンデンサの整流部を組み合わ
せた薄膜トランス型整流昇圧回路などが使える。ただ、
これらの昇圧回路は交流信号電圧を入力としている。こ
の発明の静電リレーは、上記の構成に限らない。例え
ば、可動・固定の駆動電極の一方は基体の絶縁膜上に設
けるが、他方の駆動電極は導電性基体自身の全体ないし
一部で構成するようにしてもよい。この場合は、駆動電
極やその上を覆う絶縁膜の形成工程が省けるため、製造
工程の簡素化・コストダウンが図れるという利点が出て
くる。
えば、昇圧回路として、n個のダイオードとn個のコン
デンサを直並列接続したチャージポンプ式の回路や薄膜
トランスとダイオードとコンデンサの整流部を組み合わ
せた薄膜トランス型整流昇圧回路などが使える。ただ、
これらの昇圧回路は交流信号電圧を入力としている。こ
の発明の静電リレーは、上記の構成に限らない。例え
ば、可動・固定の駆動電極の一方は基体の絶縁膜上に設
けるが、他方の駆動電極は導電性基体自身の全体ないし
一部で構成するようにしてもよい。この場合は、駆動電
極やその上を覆う絶縁膜の形成工程が省けるため、製造
工程の簡素化・コストダウンが図れるという利点が出て
くる。
【0018】
【作用】この発明の静電リレーでは、可動側基体と固定
側基体の両方ともが導電性材料である。そのため、熱膨
張率の差が小さく熱衝撃を受けた際に生ずる歪みや応力
が小さくなるために熱衝撃に対し強く、両導電性基体に
挟まれた区間は電気的シールド区間となるために外部の
電磁界の影響が軽減され外的要因による誤動作が起り難
い。
側基体の両方ともが導電性材料である。そのため、熱膨
張率の差が小さく熱衝撃を受けた際に生ずる歪みや応力
が小さくなるために熱衝撃に対し強く、両導電性基体に
挟まれた区間は電気的シールド区間となるために外部の
電磁界の影響が軽減され外的要因による誤動作が起り難
い。
【0019】また、固定側駆動電極と可動側駆動電極の
間にはエレクトレットがあって静電力が増すため、その
分、駆動電圧を下げたり、接点ギャップを大きくし接点
間耐圧の向上が図れる。駆動電圧や接点ギャップがその
ままでよければ接点圧を大きくすることができる。可動
側基体と固定側基体が共にシリコン基板であれば、両基
体の熱膨張率が同一であるため、熱衝撃を受けた際の歪
みや応力が極めて僅かであるため、熱衝撃に対し著しく
強くなる。また、シリコン基板の場合は、駆動用回路部
のためのトランジスタや抵抗等の素子を作り込むのに利
用することもできる。駆動回路部も含め全体を極めて小
型のものにすることが可能となる。
間にはエレクトレットがあって静電力が増すため、その
分、駆動電圧を下げたり、接点ギャップを大きくし接点
間耐圧の向上が図れる。駆動電圧や接点ギャップがその
ままでよければ接点圧を大きくすることができる。可動
側基体と固定側基体が共にシリコン基板であれば、両基
体の熱膨張率が同一であるため、熱衝撃を受けた際の歪
みや応力が極めて僅かであるため、熱衝撃に対し著しく
強くなる。また、シリコン基板の場合は、駆動用回路部
のためのトランジスタや抵抗等の素子を作り込むのに利
用することもできる。駆動回路部も含め全体を極めて小
型のものにすることが可能となる。
【0020】可動・固定の両接点および両駆動電極が基
体の表面の絶縁膜上に形成されている場合、両接点およ
び両駆動電極を導電性の両基体で十分に電気的シールド
することができるため、外部の電磁界の影響が極めて少
なくなり、その結果、外的要因による誤動作が非常に起
り難くなる。可動側基体と固定側基体が同電位にある場
合、両基体の間は常に電界がかからない状態が確実に維
持されることになるため、非常に安定性が高い。
体の表面の絶縁膜上に形成されている場合、両接点およ
び両駆動電極を導電性の両基体で十分に電気的シールド
することができるため、外部の電磁界の影響が極めて少
なくなり、その結果、外的要因による誤動作が非常に起
り難くなる。可動側基体と固定側基体が同電位にある場
合、両基体の間は常に電界がかからない状態が確実に維
持されることになるため、非常に安定性が高い。
【0021】さらに、駆動用回路部が基体に設けられて
いれば、その分、外付回路の付加が不要ないし軽減され
ることとなり、使い易くなる。
いれば、その分、外付回路の付加が不要ないし軽減され
ることとなり、使い易くなる。
【0022】
【実施例】以下、この発明の実施例を、図面を参照しな
がら詳しく説明する。この発明は、下記の実施例に限ら
ないことは言うまでもない。図1は、実施例にかかる静
電リレーの要部構成をあらわす。図2は、実施例の静電
リレー全体を上方からみた状態をあらわす。図3は、実
施例の静電リレーの駆動用回路部まわりをあらわす。図
4は、図2のX−X断面をあらわす。
がら詳しく説明する。この発明は、下記の実施例に限ら
ないことは言うまでもない。図1は、実施例にかかる静
電リレーの要部構成をあらわす。図2は、実施例の静電
リレー全体を上方からみた状態をあらわす。図3は、実
施例の静電リレーの駆動用回路部まわりをあらわす。図
4は、図2のX−X断面をあらわす。
【0023】実施例の静電リレー1はリレー部と駆動用
回路部とを有する。リレー部を先に説明し、その後で駆
動用回路部を説明する。静電リレー1のリレー部では、
可動側基体Aの裏側に設けられた可動接点2と固定側基
体Bの表側に設けられた固定接点3が対面するようにし
て、両基体A,Bが配置されている。これら両基体A,
Bは接合面Dで電気的導通がとれるようにして結合され
ている。この場合、導電性ペーストを塗布して接合させ
ることで電気的導通を確保しつつ結合させている。この
他の結合方法もあるが、電気的導通がとれない結合方法
を用いた場合は、結合の後で電気的導通をとる処理を基
体A,Bに対して行うようにする。
回路部とを有する。リレー部を先に説明し、その後で駆
動用回路部を説明する。静電リレー1のリレー部では、
可動側基体Aの裏側に設けられた可動接点2と固定側基
体Bの表側に設けられた固定接点3が対面するようにし
て、両基体A,Bが配置されている。これら両基体A,
Bは接合面Dで電気的導通がとれるようにして結合され
ている。この場合、導電性ペーストを塗布して接合させ
ることで電気的導通を確保しつつ結合させている。この
他の結合方法もあるが、電気的導通がとれない結合方法
を用いた場合は、結合の後で電気的導通をとる処理を基
体A,Bに対して行うようにする。
【0024】可動側基体Aは裏面に可動接点2を備えた
可動板(可動部)12とこの可動板12を可動接点2と
固定接点3が接離する変位可能に支持する支持部(枠
部)13からなる。可動板12はT字型連結部14で支
持部13とつながって変位可能な支持状態が実現されて
いるのである。可動板12は、例えば、厚み30μmで
あって、支持部13の底から僅かに窪んだ位置、例えば
50μm引っ込んだ位置にある。
可動板(可動部)12とこの可動板12を可動接点2と
固定接点3が接離する変位可能に支持する支持部(枠
部)13からなる。可動板12はT字型連結部14で支
持部13とつながって変位可能な支持状態が実現されて
いるのである。可動板12は、例えば、厚み30μmで
あって、支持部13の底から僅かに窪んだ位置、例えば
50μm引っ込んだ位置にある。
【0025】可動側基体Aは(100)面を表面にもつ
シリコン単結晶基板からなり、上記のような構造は、水
酸化カリウムの水溶液エッチャントとマスク材料として
窒化シリコン膜を用いることで比較的容易に作ることが
できる。可動板12の裏面(固定側基体B側の面)は絶
縁膜15が形成されている。絶縁膜15上の先端域には
金属薄膜からなる可動接点2がパターン形成され、中央
域には金属薄膜からなる可動側駆動電極16がパターン
形成されている。この駆動電極16は絶縁膜17で被覆
されていて、必要な電気的絶縁が確保されている。駆動
電極16からは接続ライン16aが延びており、この接
続ライン16aも絶縁膜17で覆われているが、絶縁膜
17は固定側基体Bの駆動電圧導入端子29との接続部
分Eは電気的接続のために覆わないパターンとされてい
る。なお、接続部分Eでの接続は、例えば、金共晶法で
行える。
シリコン単結晶基板からなり、上記のような構造は、水
酸化カリウムの水溶液エッチャントとマスク材料として
窒化シリコン膜を用いることで比較的容易に作ることが
できる。可動板12の裏面(固定側基体B側の面)は絶
縁膜15が形成されている。絶縁膜15上の先端域には
金属薄膜からなる可動接点2がパターン形成され、中央
域には金属薄膜からなる可動側駆動電極16がパターン
形成されている。この駆動電極16は絶縁膜17で被覆
されていて、必要な電気的絶縁が確保されている。駆動
電極16からは接続ライン16aが延びており、この接
続ライン16aも絶縁膜17で覆われているが、絶縁膜
17は固定側基体Bの駆動電圧導入端子29との接続部
分Eは電気的接続のために覆わないパターンとされてい
る。なお、接続部分Eでの接続は、例えば、金共晶法で
行える。
【0026】固定側基体Bもシリコン単結晶基板からな
り、可動板12と対面する箇所に絶縁膜21が形成され
ていて、この絶縁膜21の先端域に金属薄膜からなる固
定接点3がパターン形成されており、中央域には金属薄
膜からなる固定側駆動電極22がパターン形成されてい
る。なお、絶縁膜21は駆動用回路形成域等の必要箇所
へも形成されている。
り、可動板12と対面する箇所に絶縁膜21が形成され
ていて、この絶縁膜21の先端域に金属薄膜からなる固
定接点3がパターン形成されており、中央域には金属薄
膜からなる固定側駆動電極22がパターン形成されてい
る。なお、絶縁膜21は駆動用回路形成域等の必要箇所
へも形成されている。
【0027】固定接点3は可動接点2と対面し、固定側
駆動電極22は可動側駆動電極16と対面するパターン
で形成されている。固定側駆動電極22も絶縁膜23で
被覆され必要な電気的絶縁が確保されている。駆動電極
22の接続ライン22aの先端は駆動電圧導入端子28
に繋がっている。なお、固定接点3の先端には接続端子
30、30がそれぞれ設けられている。また、図4にみ
るように、支持部13の底の一部が、例えば50μmほ
ど窪んでいて固定接点3の接続ラインと支持部13が接
触しないようになっている。
駆動電極22は可動側駆動電極16と対面するパターン
で形成されている。固定側駆動電極22も絶縁膜23で
被覆され必要な電気的絶縁が確保されている。駆動電極
22の接続ライン22aの先端は駆動電圧導入端子28
に繋がっている。なお、固定接点3の先端には接続端子
30、30がそれぞれ設けられている。また、図4にみ
るように、支持部13の底の一部が、例えば50μmほ
ど窪んでいて固定接点3の接続ラインと支持部13が接
触しないようになっている。
【0028】可動接点2、絶縁膜15,17、駆動電極
16は、よく知られている薄膜形成プロセス、半導体プ
ロセス、フォトリソグラフィー技術等を用いて形成でき
る。また、それらの材料も、目的に応じて種々選択でき
る。固定接点3、絶縁膜21,23、可動側駆動電極2
2、端子28〜30も、やはり、よく知られている薄膜
形成プロセス、半導体プロセス、フォトリソグラフィー
技術等を用いて形成できる。また、それらの材料も、目
的に応じて種々選択できる。
16は、よく知られている薄膜形成プロセス、半導体プ
ロセス、フォトリソグラフィー技術等を用いて形成でき
る。また、それらの材料も、目的に応じて種々選択でき
る。固定接点3、絶縁膜21,23、可動側駆動電極2
2、端子28〜30も、やはり、よく知られている薄膜
形成プロセス、半導体プロセス、フォトリソグラフィー
技術等を用いて形成できる。また、それらの材料も、目
的に応じて種々選択できる。
【0029】接点2,3や駆動電極16,22は、真空
蒸着法による厚み0.5μmの金薄膜をフォトリソグラ
フィー技術でパターン化したものである。絶縁膜15,
21は、常圧CVD法で厚み1μmの酸化シリコン薄膜
を堆積しフォトリソグラフィー技術でパターン化したも
のである。絶縁膜17,23は、プラズマCVD法で厚
み1μmの酸化シリコン薄膜を堆積しフォトリソグラフ
ィー技術でパターン化したものである。端子28〜30
は、真空蒸着法による厚み1μmのアルミニウム薄膜を
フォトリソグラフィー技術でパターン化したものであ
る。
蒸着法による厚み0.5μmの金薄膜をフォトリソグラ
フィー技術でパターン化したものである。絶縁膜15,
21は、常圧CVD法で厚み1μmの酸化シリコン薄膜
を堆積しフォトリソグラフィー技術でパターン化したも
のである。絶縁膜17,23は、プラズマCVD法で厚
み1μmの酸化シリコン薄膜を堆積しフォトリソグラフ
ィー技術でパターン化したものである。端子28〜30
は、真空蒸着法による厚み1μmのアルミニウム薄膜を
フォトリソグラフィー技術でパターン化したものであ
る。
【0030】そして、この静電リレー1は、駆動電極1
6、22の間にエレクトレット8が設けられている。図
2にみるように、略駆動電極16、22と同程度の大き
さのエレクトレット8が絶縁膜23の上に駆動電極1
6,22に相対するようにして積まれているのである。
実施例のエレクトレット8は比誘電率が約2であってポ
リプロピレンで厚み5μmである。エレクトレット8に
保持する電荷は、そのリレーに持たせる動作状態に合わ
せて選ばれるが、この実施例の場合、エレクトレット8
の可動側駆動電極16側を負に逆の側を正に帯電させ、
かつ、それらの電荷量の合計が0となるようにしてい
る。帯電方法も色々あるが、この場合はコロナ放電を用
いる方法である。
6、22の間にエレクトレット8が設けられている。図
2にみるように、略駆動電極16、22と同程度の大き
さのエレクトレット8が絶縁膜23の上に駆動電極1
6,22に相対するようにして積まれているのである。
実施例のエレクトレット8は比誘電率が約2であってポ
リプロピレンで厚み5μmである。エレクトレット8に
保持する電荷は、そのリレーに持たせる動作状態に合わ
せて選ばれるが、この実施例の場合、エレクトレット8
の可動側駆動電極16側を負に逆の側を正に帯電させ、
かつ、それらの電荷量の合計が0となるようにしてい
る。帯電方法も色々あるが、この場合はコロナ放電を用
いる方法である。
【0031】このようにして形成したエレクトレット8
を用いた静電リレー1は、駆動電圧を印加しない(印加
電圧0)時は接点2、3が開いた状態で安定するような
シングルモード動作を行い、可動側駆動電極16が正の
電圧となるように駆動電圧を印加すると接点が閉じる。
エレクトレット8のある分、静電力が強まることは言う
までもない。
を用いた静電リレー1は、駆動電圧を印加しない(印加
電圧0)時は接点2、3が開いた状態で安定するような
シングルモード動作を行い、可動側駆動電極16が正の
電圧となるように駆動電圧を印加すると接点が閉じる。
エレクトレット8のある分、静電力が強まることは言う
までもない。
【0032】静電力の強化に関して簡単なモデルに基づ
いて具体的に説明する。静電リレーの駆動電極とエレク
トレットまわりの構成は、図7にみるように、2枚の電
極a,bが間隔(d1 +d2 )隔てて配置され電極bの
上に厚みd2 のエレクトレットcが載った状態で近似さ
れる。但しε1 は空気の誘電率であり、ε2 はエレクト
レットcの誘電率である。σ1 , σ2 はエレクトレット
の表面電荷である。
いて具体的に説明する。静電リレーの駆動電極とエレク
トレットまわりの構成は、図7にみるように、2枚の電
極a,bが間隔(d1 +d2 )隔てて配置され電極bの
上に厚みd2 のエレクトレットcが載った状態で近似さ
れる。但しε1 は空気の誘電率であり、ε2 はエレクト
レットcの誘電率である。σ1 , σ2 はエレクトレット
の表面電荷である。
【0033】もし、エレクトレットcがない場合はd2
=0として、電極aに働く力Fxが Fx=−ε1 A(V/d1 )2 /2 〔但し:Aは電極およびエレクトレットの面積である〕
となる。一方、エレクトレットcのある場合は、電極a
に働く力Fyが、 Fy=−ε1 A〔(Va−V)/L〕2 /2 となる。ここで、エレクトレットcが表面電荷だけをも
つものとすると、Va=σ2 d2 /ε2 ,L=(ε1 d
2 /ε2 )+d1 であるから、Fy=−ε1 A{〔(σ
2 d2 /ε2 )−V〕/〔(ε1 d2 /ε2 )+
d1 〕}2/2になる。
=0として、電極aに働く力Fxが Fx=−ε1 A(V/d1 )2 /2 〔但し:Aは電極およびエレクトレットの面積である〕
となる。一方、エレクトレットcのある場合は、電極a
に働く力Fyが、 Fy=−ε1 A〔(Va−V)/L〕2 /2 となる。ここで、エレクトレットcが表面電荷だけをも
つものとすると、Va=σ2 d2 /ε2 ,L=(ε1 d
2 /ε2 )+d1 であるから、Fy=−ε1 A{〔(σ
2 d2 /ε2 )−V〕/〔(ε1 d2 /ε2 )+
d1 〕}2/2になる。
【0034】さらに、σ1 +σ2 =0、σ1 >0、σ2
<0とすると、エレクトレットcの有る場合と無い場合
の比Fy/Fxは、 {〔(σ2 d2 /ε2 )−V〕d1 /〔(ε1 d2 /ε2 )+d1 〕V}2 ={〔(σ2 d2 /ε2 V)−1〕/〔(ε1 d2 /ε2 d1 )+1〕〕}2 であるから、σ2 <0、V>0とすると、 1− (σ2 d2 /ε2 V)>(ε1 d2 /ε2 d1 )+1 であるから、故に、V<−σ2 d1 /ε1 の時、エレク
トレットcを設けた方が電極aに働く静電力は強くな
る。
<0とすると、エレクトレットcの有る場合と無い場合
の比Fy/Fxは、 {〔(σ2 d2 /ε2 )−V〕d1 /〔(ε1 d2 /ε2 )+d1 〕V}2 ={〔(σ2 d2 /ε2 V)−1〕/〔(ε1 d2 /ε2 d1 )+1〕〕}2 であるから、σ2 <0、V>0とすると、 1− (σ2 d2 /ε2 V)>(ε1 d2 /ε2 d1 )+1 であるから、故に、V<−σ2 d1 /ε1 の時、エレク
トレットcを設けた方が電極aに働く静電力は強くな
る。
【0035】例えば、電極間ギャップが30μmでエレ
クトレットcの無い場合のFxと電極間ギャップが50
μmで表面電荷−5×10-4C/m 2、厚み5μm、比
誘電率2のエレクトレットcが有る場合のFyは、駆動
電圧が100Vとして、 Fx=−ε1 ×A×1.1×1013÷2 Fy=−ε1 ×A×2.6×1013÷2 となり、エレクトレットcの有る場合の方が電極間ギャ
ップが大きいにもかかわらず倍以上も力が強いのであ
る。
クトレットcの無い場合のFxと電極間ギャップが50
μmで表面電荷−5×10-4C/m 2、厚み5μm、比
誘電率2のエレクトレットcが有る場合のFyは、駆動
電圧が100Vとして、 Fx=−ε1 ×A×1.1×1013÷2 Fy=−ε1 ×A×2.6×1013÷2 となり、エレクトレットcの有る場合の方が電極間ギャ
ップが大きいにもかかわらず倍以上も力が強いのであ
る。
【0036】続いて、駆動用回路部の説明を行う。駆動
用回路部は、固定側基体Bの一側を中心に設けられてい
る。図6は駆動用回路部の等価回路をあらわす。駆動用
回路部は、昇圧回路と放電回路を備える。昇圧回路は、
赤色系の発光ダイオード100とこの発光ダイオード1
00の光を受けて起電力を発生する多数の光電池102
・・・が多数個直列接続されたフォトセルアレイ101
とで構成されている。各光電池102はpin型アモル
ファスシリコン光電池素子を3つ積層したタンデム構成
であって、このフォトセルアレイでは30セル接続され
ている。また、放電回路は、ノーマリイオフ型NPNト
ランジスタ103、抵抗104およびダイオード(ない
しダイオードアレイ)105で構成されている。回路の
動作は前述した通りであるため省略する。なお、発光ダ
イオード100は、フォトセルアレイ101の上に、例
えば、透光性絶縁膜を介して積層したり、空間を隔てて
配置したりすることができる。さらには、発光ダイオー
ド100だけを外付にするようにしてもよい。この場合
は、昇圧回路は一部だけが内蔵という形になる。
用回路部は、固定側基体Bの一側を中心に設けられてい
る。図6は駆動用回路部の等価回路をあらわす。駆動用
回路部は、昇圧回路と放電回路を備える。昇圧回路は、
赤色系の発光ダイオード100とこの発光ダイオード1
00の光を受けて起電力を発生する多数の光電池102
・・・が多数個直列接続されたフォトセルアレイ101
とで構成されている。各光電池102はpin型アモル
ファスシリコン光電池素子を3つ積層したタンデム構成
であって、このフォトセルアレイでは30セル接続され
ている。また、放電回路は、ノーマリイオフ型NPNト
ランジスタ103、抵抗104およびダイオード(ない
しダイオードアレイ)105で構成されている。回路の
動作は前述した通りであるため省略する。なお、発光ダ
イオード100は、フォトセルアレイ101の上に、例
えば、透光性絶縁膜を介して積層したり、空間を隔てて
配置したりすることができる。さらには、発光ダイオー
ド100だけを外付にするようにしてもよい。この場合
は、昇圧回路は一部だけが内蔵という形になる。
【0037】最後に静電リレーの動作を説明する。発光
ダイオード100に信号電圧が印加されると、フォトセ
ルアレイ101に駆動電圧が発生し、これが可動側基体
Aの駆動電極16と固定側基体Bの駆動電極22の間に
印加されると同時にトランジスタ103がオフになり、
駆動電圧印加による静電力で可動板12が固定側基体B
に近づいて接点2、3が接触する。発光ダイオード10
0に信号電圧が印加されなくなると、フォトセルアレイ
101での電圧発生が停止するとともにトランジスタ1
03がオンになり、蓄積電荷が放電され静電力が消滅
し、可動板12が自身のバネ性で元の水平状態に復元す
ることにより固定側基体Bから遠ざかり接点2、3が離
れる。
ダイオード100に信号電圧が印加されると、フォトセ
ルアレイ101に駆動電圧が発生し、これが可動側基体
Aの駆動電極16と固定側基体Bの駆動電極22の間に
印加されると同時にトランジスタ103がオフになり、
駆動電圧印加による静電力で可動板12が固定側基体B
に近づいて接点2、3が接触する。発光ダイオード10
0に信号電圧が印加されなくなると、フォトセルアレイ
101での電圧発生が停止するとともにトランジスタ1
03がオンになり、蓄積電荷が放電され静電力が消滅
し、可動板12が自身のバネ性で元の水平状態に復元す
ることにより固定側基体Bから遠ざかり接点2、3が離
れる。
【0038】
【発明の効果】以上に述べたように、請求項1〜5記載
の発明にかかる静電リレーでは、熱衝撃を受けた際の歪
みや応力が小さくなるために熱衝撃に対し強くなり、外
部の電磁界の影響が軽減されるために外的要因による誤
動作が起り難くなっており、さらに、固定側駆動電極と
可動側駆動電極の間にはエレクトレットがあって静電力
が増すため、その分、駆動電圧を下げたり、接点ギャッ
プを大きくし接点間耐圧の向上を図ったりすることがで
きるから、大変に実用性が高い。
の発明にかかる静電リレーでは、熱衝撃を受けた際の歪
みや応力が小さくなるために熱衝撃に対し強くなり、外
部の電磁界の影響が軽減されるために外的要因による誤
動作が起り難くなっており、さらに、固定側駆動電極と
可動側駆動電極の間にはエレクトレットがあって静電力
が増すため、その分、駆動電圧を下げたり、接点ギャッ
プを大きくし接点間耐圧の向上を図ったりすることがで
きるから、大変に実用性が高い。
【0039】請求項2記載の静電リレーの場合は、熱衝
撃を受けた際の歪みや応力が極めて小さくなるため、熱
衝撃に対し著しく強く、また、駆動用回路部の素子の形
成に基板がそのまま利用でき、駆動回路も含め全体を極
めて小型のものにすることが可能となるという利点があ
る。請求項3記載の静電リレーの場合は、外部の電磁界
の影響が極めて少なく外的要因による誤動作が非常に起
り難くなるという利点がある。
撃を受けた際の歪みや応力が極めて小さくなるため、熱
衝撃に対し著しく強く、また、駆動用回路部の素子の形
成に基板がそのまま利用でき、駆動回路も含め全体を極
めて小型のものにすることが可能となるという利点があ
る。請求項3記載の静電リレーの場合は、外部の電磁界
の影響が極めて少なく外的要因による誤動作が非常に起
り難くなるという利点がある。
【0040】請求項4記載の静電リレーの場合は、両基
体の間が常に電界がかからない状態が維持されるため、
非常に安定性が高いという利点がある。請求項5記載の
静電リレーの場合は、駆動用回路部が基体に設けられて
いる分、外付回路の付加が省略ないし軽減できることか
ら、使いやすいという利点がある。
体の間が常に電界がかからない状態が維持されるため、
非常に安定性が高いという利点がある。請求項5記載の
静電リレーの場合は、駆動用回路部が基体に設けられて
いる分、外付回路の付加が省略ないし軽減できることか
ら、使いやすいという利点がある。
【図1】実施例にかかる静電リレーの要部構成をあらわ
す断面図である。
す断面図である。
【図2】実施例の静電リレーを上方からみた状態をあら
わす平面図である。
わす平面図である。
【図3】実施例の静電リレーの駆動用回路部の詳細をあ
らわす平面図である。
らわす平面図である。
【図4】図2のX−X断面図である。
【図5】この発明の静電リレーの駆動用回路部の構成例
をあらわすブロック図である。
をあらわすブロック図である。
【図6】この発明の静電リレーの駆動用回路部の具体的
構成例をあらわす回路図である。
構成例をあらわす回路図である。
【図7】静電リレーの駆動電極とエレクトレットまわり
のモデル構成をあらわす概略断面図である。
のモデル構成をあらわす概略断面図である。
【図8】従来の静電リレーをあらわす平面図である。
【図9】従来の静電リレーをあらわす断面図である。
1 静電リレー
2 可動接点
3 固定接点
8 エレクトレット
12 可動部
13 支持部
16 可動側駆動電極
22 固定側駆動電極
A 可動側基体
B 固定側基体
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成3年9月11日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正内容】
【0017】駆動回路部は、上記のものに限らない。例
えば、昇圧回路として、n個のダイオードとn個のコン
デンサを直並列接続したチャージポンプ式の回路や薄膜
トランスとダイオードとコンデンサの整流部を組み合わ
せた薄膜トランス型整流昇圧回路などが使える。この発
明の静電リレーは、上記の構成に限らない。例えば、可
動・固定の駆動電極の一方は基体の絶縁膜上に設ける
が、他方の駆動電極は導電性基体自身の全体ないし一部
で構成するようにしてもよい。この場合は、駆動電極や
その上を覆う絶縁膜の形成工程が省けるため、製造工程
の簡素化・コストダウンが図れるという利点が出てく
る。
えば、昇圧回路として、n個のダイオードとn個のコン
デンサを直並列接続したチャージポンプ式の回路や薄膜
トランスとダイオードとコンデンサの整流部を組み合わ
せた薄膜トランス型整流昇圧回路などが使える。この発
明の静電リレーは、上記の構成に限らない。例えば、可
動・固定の駆動電極の一方は基体の絶縁膜上に設ける
が、他方の駆動電極は導電性基体自身の全体ないし一部
で構成するようにしてもよい。この場合は、駆動電極や
その上を覆う絶縁膜の形成工程が省けるため、製造工程
の簡素化・コストダウンが図れるという利点が出てく
る。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 西村 広海
大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株
式会社内
(72)発明者 笠野 文宏
大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株
式会社内
(72)発明者 粟井 崇善
大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株
式会社内
Claims (5)
- 【請求項1】 可動側基体の裏側に設けられた可動接点
と固定側基体の表側に設けられた固定接点が対面するよ
うにして前記可動側基体と固定側基体とが配置され、前
記可動側基体が裏面に前記可動接点を有する可動部とこ
の可動部を可動接点と固定接点が接離する変位可能に支
持する支持部とを備えており、前記両基体における駆動
電極への駆動電圧印加により発生する静電力で前記可動
部が変位して接点の接離がなされるようになっている静
電リレーにおいて、前記可動側基体と固定側基体とがと
もに導電性材料からなっており、固定側駆動電極と可動
側駆動電極の間に変位の際の静電力を強めるエレクトレ
ットが設けられていることを特徴とする静電リレー。 - 【請求項2】 可動側基体と固定側基体がシリコン基板
である請求項1記載の静電リレー。 - 【請求項3】 可動側基体の表面には絶縁膜が形成され
ていて、その上に可動接点と可動側駆動電極が形成され
ており、固定側基体の表面には絶縁膜が形成されてい
て、その上に固定接点と固定側駆動電極が形成されてい
る請求項1または2記載の静電リレー。 - 【請求項4】 可動側基体と固定側基体が電気的に接続
され同電位となっている請求項1から3までのいずれか
に記載の静電リレー。 - 【請求項5】 可動側基体および/または固定側基体に
駆動用回路部が設けられている請求項1から4までのい
ずれかに記載の静電リレー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15191991A JPH052973A (ja) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | 静電リレー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15191991A JPH052973A (ja) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | 静電リレー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH052973A true JPH052973A (ja) | 1993-01-08 |
Family
ID=15529070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15191991A Pending JPH052973A (ja) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | 静電リレー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH052973A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6875936B1 (en) | 1998-12-22 | 2005-04-05 | Nec Corporation | Micromachine switch and its production method |
| US7113321B2 (en) | 2003-04-15 | 2006-09-26 | Ricoh Company, Ltd. | Optical deflection apparatus and manufacturing method thereof, optical deflection array, imaging apparatus, and image projection display apparatus |
| US7439547B2 (en) | 2002-07-15 | 2008-10-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Micro electro mechanical system apparatus |
| JP2009152195A (ja) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | General Electric Co <Ge> | デュアルアクチュエータと共用ゲートとを有するmemsマイクロスイッチ |
| JP2015015198A (ja) * | 2013-07-05 | 2015-01-22 | 富士通株式会社 | Memsモジュール及びmemsモジュールの製造方法 |
-
1991
- 1991-06-24 JP JP15191991A patent/JPH052973A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6875936B1 (en) | 1998-12-22 | 2005-04-05 | Nec Corporation | Micromachine switch and its production method |
| US7439547B2 (en) | 2002-07-15 | 2008-10-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Micro electro mechanical system apparatus |
| US7113321B2 (en) | 2003-04-15 | 2006-09-26 | Ricoh Company, Ltd. | Optical deflection apparatus and manufacturing method thereof, optical deflection array, imaging apparatus, and image projection display apparatus |
| JP2009152195A (ja) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | General Electric Co <Ge> | デュアルアクチュエータと共用ゲートとを有するmemsマイクロスイッチ |
| JP2015015198A (ja) * | 2013-07-05 | 2015-01-22 | 富士通株式会社 | Memsモジュール及びmemsモジュールの製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5384682A (en) | Electrostatic chuck | |
| US5095752A (en) | Capacitance type accelerometer | |
| EP0205488B1 (en) | Variable gap device and method of manufacture | |
| US3786495A (en) | Stored charge transducer | |
| EP2450948B1 (en) | Electrostatic attracting structure and fabricating method therefor | |
| TW344903B (en) | Wafer fabricated electroacoustic transducer | |
| JPH052976A (ja) | 静電リレー | |
| US3978508A (en) | Pressure sensitive field effect device | |
| JPH052973A (ja) | 静電リレー | |
| US20060084198A1 (en) | Electrostatically actuated low response time power commutation micro-switches | |
| JP2003337140A (ja) | 加速度センサ | |
| US8217475B2 (en) | Backside controlled MEMS capacitive sensor and interface and method | |
| JP2003163996A (ja) | エレクトレットシリコンコンデンサマイクロホン及びその製造方法 | |
| JPH052972A (ja) | 静電リレー | |
| US20040060172A1 (en) | Electrostatic gripper and process for producing it | |
| CA2561297A1 (en) | Semiconductor physical quantity sensor of electrostatic capacitance type and method for manufacturing the same | |
| CN111245282B (zh) | 可重构风能能量收集-存储一体式单元与方法 | |
| JP2010199244A (ja) | 露光装置及びデバイス製造方法 | |
| US20030053282A1 (en) | Unipolar electro-static chuck | |
| JPH04306525A (ja) | 静電リレー回路および静電リレー装置 | |
| JPS6147620A (ja) | エレクトレツト構体 | |
| JPH04269416A (ja) | 静電リレーおよびその製造方法 | |
| JP7250391B1 (ja) | シートキャパシタ及びバッテリー | |
| CN213399550U (zh) | 触控模组 | |
| Ichiya et al. | Silicon based electret relays |