(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶からなる薄板状基材の可動部に可動接点およびヒータを形成し、前記ヒータの加熱によって前記可動部を厚さ方向に反らせることにより、前記可動部の可動接点で接点を開閉する熱駆動式マイクロリレーにおいて、
前記可動接点の周囲近傍に、前記薄板状基材の表面薄膜を残し、かつ、前記ヒータの熱を遮断する断面略Ｖ字形の熱遮断溝を少なくとも１本形成したことを特徴とする熱駆動式マイクロリレー。
【請求項２】
単結晶からなる薄板状基材の可動部に可動接点およびヒータを形成し、前記ヒータの加熱によって前記可動部を厚さ方向に反らせることにより、前記可動部の可動接点で接点を開閉する熱駆動式マイクロリレーにおいて、
前記可動接点の周囲近傍に、底面全面に前記薄板状基材の表面薄膜だけを残し、かつ、前記ヒータの熱を遮断する熱遮断溝を少なくとも１本形成したことを特徴とする熱駆動式マイクロリレー。
【請求項３】
単結晶からなる薄板状基材の可動部に可動接点およびヒータを形成し、前記ヒータの加熱によって前記可動部を厚さ方向に反らせることにより、前記可動部の可動接点で接点を開閉する熱駆動式マイクロリレーにおいて、
前記可動接点の周囲近傍に、底面全面に前記薄板状基材の表面薄膜だけを残し、かつ、前記ヒータの熱を遮断する環状熱遮断溝を形成したことを特徴とする熱駆動式マイクロリレー。
【請求項４】
前記表面薄膜が、薄板状基材の表面に形成した絶縁膜であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の熱駆動式マイクロリレー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱駆動式マイクロリレー、特に、その放熱構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、熱駆動式マイクロリレーとしては、例えば、特開平６−３３３４８３号公報に記載のマイクロリレーがある。
すなわち、片持ち支持した可動片１の上面にヒータ５を配線するとともに、その下面先端に可動接点９を配置する一方、この可動接点９の直下に一対の固定接点１４，１４’を接離可能に配置した熱駆動型リレーである。
そして、前記ヒータ５に電流を流して加熱し、可動片１を下方側に反らすことにより、可動接点９を固定接点１４，１４’に接触させて電気回路を閉成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のマイクロリレーでは、ヒータ５の熱が可動接点９に直接伝わるため、可動接点９が変質して劣化しやすく、寿命が短い。
また、ヒータ５の発熱によって可動接点９の温度が上昇すると、その電気抵抗が上昇して接続不良となるおそれがあり、信頼性が低下するという問題点がある。
【０００４】
本発明は、前記問題点に鑑み、寿命が長く、信頼性の高い熱駆動式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】
本発明にかかるマイクロリレーは、前記目的を達成するため、単結晶からなる薄板状基材の可動部に可動接点およびヒータを形成し、前記ヒータの加熱によって前記可動部を厚さ方向に反らせることにより、前記可動部の可動接点で接点を開閉する熱駆動式マイクロリレーにおいて、前記可動接点の周囲近傍に、前記薄板状基材の表面薄膜を残し、かつ、前記ヒータの熱を遮断する断面略Ｖ字形の熱遮断溝を少なくとも１本形成した構成としてある。
【０００６】
また、前記熱遮断溝は、前記可動接点の周囲近傍に、底面全面に前記薄板状基材の表面薄膜だけを残し、かつ、前記ヒータの熱を遮断する熱遮断溝を少なくとも１本形成した構成であってもよい。
【０００７】
さらに、前記熱遮断溝は、前記可動接点の周囲近傍に、底面全面に前記薄板状基材の表面薄膜だけを残し、かつ、前記ヒータの熱を遮断する環状熱遮断溝を形成した構成であってもよい。
【０００８】
そして、前記表面薄膜は、薄板状基材の表面に形成した絶縁膜であってもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明にかかる一実施形態を図１ないし図６の添付図面に従って説明する。
第１実施形態にかかる熱駆動式マイクロリレーは、図１ないし図４に示すように、可動接点ブロック１０と、図示しない固定接点ブロックとから構成されている。
【００１０】
可動接点ブロック１０は、ベース１１に薄板状基材２０を積層一体化したものである。このベース１１はシリコン，ガラス等のウエハからなるものである。
【００１１】
薄板状基材２０はシリコン等の単結晶からなるものであり、その表裏面に絶縁膜２１，２２が形成されている。絶縁膜２１，２２としては、シリコン酸化膜、窒化膜の他、層間絶縁膜として使用されているＳＯＧ、ポリイミド系樹脂、オレフィン系樹脂、絶縁物である酸化チタン、酸化アルミナが挙げられる。
【００１２】
さらに、前記薄板状基材２０は、その中央に一対のスリット２３，２３を所定の間隔で平行に設けることにより、可動片２４を切り出してある。この可動片２４は、その中央に可動接点２５を配置し、さらに、その周囲近傍に平面略コ字形の貫通した熱遮断溝２６，２６を形成することにより、一対のヒンジ部２７，２７で可動接点２５を支持している。また、前記可動片２４の周辺縁部に略Ｕ字形にヒータ２８がプリントされ、その両端部に接続パッド２８ａ，２８ｂが形成されている。
【００１３】
図示しない固定接点ブロックは、前記ベースと同一平面形状を有するシリコン、ガラス等のウエハからなるものであり、その下面中央部に形成された凹所の天井面に、前記可動接点と接離可能に対向する一対の固定接点を設けてある。
【００１４】
前述の構成を有する熱駆動式マイクロリレーを形成する方法としては、例えば、図４に示すように、エッチングで上面に凹所１２を形成したベース１１の開口縁部に、下面に絶縁膜（図示せず）を形成したシリコンウエハ３０を接合一体化する。ついで、前記シリコンウエハ３０にシンニングを施して薄くした後、その表面に絶縁膜（図示せず）を形成して薄板状基材２０を得た。そして、図３（ａ）に示すように、可動接点２５およびヒータ２８を形成する。さらに、前記可動接点２５の周囲近傍に熱遮断溝２６，２６を形成するとともに、ヒータ２８に沿って一対のスリット２３，２３を形成して可動片２４を切り出すことにより、可動ブロック１０が完成する。
【００１５】
固定接点ブロックはシリコンウエハの下面に凹所を形成した後、その天井面に一対の固定接点を形成して製造される。
【００１６】
最後に、前記可動接点ブロック１０に図示しない固定接点ブロックを重ね合わせて一体化することにより、可動接点２５が一対の固定接点に接離可能に対向する。
【００１７】
次に、前述の構造を有する熱駆動式マイクロリレーの動作について説明する。  まず、ヒータ２８に電流が流されていない場合には、可動片２４に反りがなく、可動接点２５は固定接点から開離している。
【００１８】
そして、ヒータ２８に電流が流されて加熱されると、可動片２４が膨張して上方に反りを生じる。このため、可動接点２５が固定接点に接触して電気回路を閉成する。
【００１９】
ついで、ヒータ２８への電流を停止すると、可動片２４が冷却されて真直に戻るため、可動接点２５が固定接点から開離し、元の状態に復帰する。
【００２０】
前述の実施形態では、図５（ａ）に示すように、一対の略コ字形の熱遮断溝２６を形成する場合について説明したが、必ずしもこれに限らず、例えば、図５（ｂ）に示すように、真直な独立した４本の熱遮断溝２６を前記可動接点２５の周囲に形成してもよい。また、図５（ｃ）に示すように、略Ｃ字形の熱遮断溝２６を形成してもよく、図５（ｄ）に示すように、一対の略Ｌ字形の熱遮断溝２６を形成してもよい。
【００２１】
また、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、熱遮断溝２６を二重に形成してもよい。このように、熱遮断溝２６を二重にすることにより、ヒータ２８の輻射熱を切り残した薄板状基材で遮蔽することにより、熱遮断をより一層効果的に行うことができる。
さらに、熱遮断溝２６を、二重に形成する場合であっても、それらの端部は同一直線上に配置しなくともよい。このように、熱遮断溝２６の端部の位置をずらすことにより、応力を分散して強度の低下を防止できる。
【００２２】
そして、前記熱遮断溝２６は、必ずしも貫通している必要はなく、図６（ｄ）に示すように、断面略Ｖ字形状であってもよい。このような断面構造とすることにより、強度の著しい低下を防止できる。
【００２３】
また、熱遮断溝２６は、可動片２４の表面に形成した前記絶縁膜だけを残して形成してもよい。これは、シリコンよりも熱伝導率が小さい絶縁膜で可動接点２５を支持する方が、可動接点２５をヒータ２８の熱からより一層効果的に保護できるからである。
したがって、可動接点２５の周囲近傍に環状熱遮断溝２６を形成する場合、環状熱遮断溝２６の底面全体に絶縁膜を切り残してもよく、あるいは、可動接点２５を少なくとも１点でヒンジ支持するように切り残してもよい。
【００２４】
さらに、前述の実施形態では、両端支持構造の可動部を有するマイクロリレーについて説明したが、必ずしもこれに限らず、片持ち梁形状の可動部を有するマイクロリレーに適用してもよく、また、全周縁部を固定したダイヤフラム形状の可動部を有するマイクロリレーに適用してもよい。
【００２５】
そして、前記実施形態では、可動片の上面に可動接点，ヒータを形成する場合について説明したが、必ずしもこれに限らず、下面、あるいは、上下面に形成してもよい。
【００２６】
【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にかかるマイクロリレーによれば、可動接点の周囲近傍に熱遮断溝を形成してあるので、ヒータの熱が可動接点に伝わりにくい。このため、可動接点が変質しにくくなり、寿命が伸びる。また、可動接点の温度が上がりにくくなるので、可動接点の電気抵抗が増大せず、接続不良が生じない。さらに、熱遮断溝が断面略Ｖ字形であるので、熱伝導を防止しつつ、強度の低下を防止できる。
請求項２によれば、請求項１とほぼ同様な作用効果が得られる。
請求項３によれば、薄板状基材の表面薄膜だけで可動接点を支持するので、熱伝導面積が小さくなり、可動接点をヒータの熱から有効に保護できる。
請求項４によれば、前記表面薄膜が絶縁膜であれば、この絶縁膜がシリコンよりも熱伝導率が小さいので、著しくヒータの熱伝導を防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本願発明にかかるマイクロリレーの第１実施形態を示す可動接点ブロックの斜視図である。
【図２】  図１の平面図である。
【図３】  図１に示した可動接点ブロックの製造方法を示し、図（ａ）は製造途中を示す斜視図であり、図（ｂ）は製造完了後を示す斜視図である。
【図４】  図１に示した可動接点ブロックの製造方法を示し、図（ａ）ないし図（ｄ）は製造途中の断面図を示す。
【図５】  図（ａ）ないし図（ｄ）は他の実施形態を示す要部拡大平面図である。
【図６】  図（ａ）ないし図（ｄ）は別の実施形態を示す要部拡大平面図である。
【符号の説明】
１０…可動接点ブロック、２０…薄板状基材、２１，２２…絶縁膜、２３…スリット、２４…可動片、２５…可動接点、２６…熱遮断溝、２７…ヒンジ部、２８…ヒータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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