(57)【要約】【課題】  製造時においてアーマチュア部に対する磁性体の位置決めが容易なマイクロリレーを提供する。【解決手段】  電磁石装置を保持したボディと、ボディに対して揺動可能なアーマチュア部３０を有するアーマチュアブロック３と、アーマチュア部３０に結合した磁性体３２とを備える。アーマチュア部３０において磁性体３２が結合した面の反対側から見たときにそれぞれ磁性体３２の端縁の一部を露出させる複数の位置確認部３９Ａ，３９Ｂをアーマチュア部３０に設けた。アーマチュア部３０において磁性体３２が結合した面の反対側からでも位置確認部３９Ａ，３９Ｂを通して磁性体３２の位置を確認することができるうえに、位置確認部３９Ａ，３９Ｂをアーマチュア部３０に対する磁性体３２の位置の基準とすることができるから、製造時においてアーマチュア部３０に対する磁性体３２の位置決めが容易となる。【選択図】図１
2006210064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
枠状のフレーム部、フレーム部に一端が結合しフレーム部の内側へ突出して弾性を有する弾性部、フレーム部に囲まれ弾性部を介してフレーム部に対して揺動可能に支持されたアーマチュア部を有するアーマチュアブロックと、
アーマチュア部の揺動方向の一方側から見てアーマチュア部に略覆われる形でアーマチュア部の揺動方向の他方側の面に結合した磁性体と、
磁性体を吸引してアーマチュア部を揺動させる電磁石装置と、電磁石装置を保持してアーマチュアブロックのフレーム部に結合したボディとを備え、
ボディには固定接点が設けられ、アーマチュア部にはアーマチュア部の揺動に伴って固定接点に離接する可動接点が設けられたマイクロリレーにおいて、
アーマチュア部において磁性体が結合した面の反対側から見たときにそれぞれ磁性体の端縁の一部を露出させる複数の位置確認部をアーマチュア部に設けたことを特徴とするマイクロリレー。
【請求項２】
磁性体は矩形板状であって、それぞれ磁性体の１辺の一部を露出させる位置確認部を、磁性体の各辺に対して１個ずつ設けたことを特徴とする請求項１記載のマイクロリレー。
【請求項３】
磁性体は長方形板状であって、それぞれ磁性体の１辺の一部を露出させる位置確認部を、磁性体の長手方向に沿った各辺に対して２個ずつ設けるとともに、磁性体の短手方向に沿った各辺に対して１個ずつ設けたことを特徴とする請求項１記載のマイクロリレー。
【請求項４】
各位置確認部はそれぞれ貫通穴からなり、各位置確認部は、磁性体がアーマチュア部に対して所定の位置に取り付けられたときに磁性体の端縁を露出させる位置から、露出させる辺に直交する両方向に、それぞれ磁性体のアーマチュア部に対する位置において許容される誤差程度の幅を有することを特徴とする請求項２又は請求項３記載のマイクロリレー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体プロセスを用いて製造されるマイクロリレーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体プロセスを用いて製造されるマイクロリレーとして、電磁石装置を備え、磁性体が取り付けられ可動接点が設けられたアーマチュア部を電磁石装置の磁力によって駆動することにより可動接点を固定接点に離接させるものが提供されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−１１４３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、一般には、磁性体がアーマチュア部の動作を阻害しないように、磁性体をアーマチュア部の揺動方向の一方側の面に結合させるとともに、アーマチュア部の揺動方向から見た磁性体の面積をアーマチュア部の面積よりも小さくしてある。従来のマイクロリレーでは、製造時、アーマチュア部において磁性体が結合した面の反対側から見ると磁性体がアーマチュア部に完全に隠れてしまい磁性体の位置決めができず、磁性体が結合した面側から見た場合であってもアーマチュア部に対する磁性体の位置の基準となるものがなかったため、アーマチュア部に対する磁性体の位置決めが難しかった。
【０００４】
そして、アーマチュア部に対する磁性体の位置が設計上の正確な位置（以下、「所定の位置」と呼ぶ。）に対して大きくずれていると、所要の特性が得られない可能性がある。
【０００５】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、製造時においてアーマチュア部に対する磁性体の位置決めが容易なマイクロリレーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、枠状のフレーム部、フレーム部に一端が結合しフレーム部の内側へ突出して弾性を有する弾性部、フレーム部に囲まれ弾性部を介してフレーム部に対して揺動可能に支持されたアーマチュア部を有するアーマチュアブロックと、アーマチュア部の揺動方向の一方側から見てアーマチュア部に略覆われる形でアーマチュア部の揺動方向の他方側の面に結合した磁性体と、磁性体を吸引してアーマチュア部を揺動させる電磁石装置と、電磁石装置を保持してアーマチュアブロックのフレーム部に結合したボディとを備え、ボディには固定接点が設けられ、アーマチュア部にはアーマチュア部の揺動に伴って固定接点に離接する可動接点が設けられたマイクロリレーにおいて、アーマチュア部において磁性体が結合した面の反対側から見たときにそれぞれ磁性体の端縁の一部を露出させる複数の位置確認部をアーマチュア部に設けたことを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、アーマチュア部において磁性体が結合した面の反対側からでも位置確認部を通して磁性体の位置を確認することができるうえに、位置確認部をアーマチュア部に対する磁性体の位置の基準とすることができるから、製造時においてアーマチュア部に対する磁性体の位置決めが容易となる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、磁性体は矩形板状であって、それぞれ磁性体の１辺の一部を露出させる位置確認部を、磁性体の各辺に対して１個ずつ設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、磁性体は長方形板状であって、それぞれ磁性体の１辺の一部を露出させる位置確認部を、磁性体の長手方向に沿った各辺に対して２個ずつ設けるとともに、磁性体の短手方向に沿った各辺に対して１個ずつ設けたことを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、磁性体の長手方向に沿った一辺を露出させる２個の位置確認部で磁性体が露出する幅を比較することにより、アーマチュア部に対する磁性体の傾きを知ることができるから、磁性体の長手方向に沿った各辺に対して１個ずつしか位置確認部を設けない場合に比べ、アーマチュア部に対する磁性体の位置決めがより容易となる。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項２又は請求項３の発明において、各位置確認部はそれぞれ貫通穴からなり、各位置確認部は、磁性体がアーマチュア部に対して所定の位置に取り付けられたときに磁性体の端縁を露出させる位置から、露出させる辺に直交する両方向に、それぞれ磁性体のアーマチュア部に対する位置において許容される誤差程度の幅を有することを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、全ての位置確認部で磁性体の端縁が確認できるときは磁性体のアーマチュア部に対する位置ずれは許容される程度であるといえるから、位置確認部の幅をより大きくする場合に比べ、アーマチュア部に対する磁性体の位置ずれを許容される程度に抑えることがより容易となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、アーマチュア部において磁性体が結合した面の反対側から見たときにそれぞれ磁性体の端縁の一部を露出させる複数の位置確認部をアーマチュア部に設けたので、アーマチュア部において磁性体が結合した面の反対側からでも位置確認部を通して磁性体の位置を確認することができるうえに、位置確認部をアーマチュア部に対する磁性体の位置の基準とすることができるから、製造時においてアーマチュア部に対する磁性体の位置決めが容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
本実施形態は、図２に示すように、枠状のフレーム部３１とフレーム部３１に対して揺動可能なアーマチュア部３０とを有するアーマチュアブロック３と、アーマチュア部３０に結合した磁性体３２と、磁性体３２を吸引してアーマチュア部３０を揺動させる電磁石装置２と、電磁石装置２を保持してアーマチュアブロック３のフレーム部３１に結合したボディ１とを備える。以下、上下は図２を基準として説明する。
【００１６】
ボディ１は、ガラスからなる長方形板状であって、四隅の近傍にはそれぞれスルーホール１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄを上下に貫設してある。各スルーホール１０Ａ〜１０Ｄには、それぞれ内面に導電膜１１Ａ〜１１Ｄを設けてある。各導電膜１１Ａ〜１１Ｄは、それぞれ例えばクロム、チタン、白金、コバルト、ニッケル、銅、金、又はこれらの合金からなり、めっき、蒸着、スパッタリング等により形成されている。各スルーホール１０Ａ〜１０Ｄの両端の開口部周辺には、それぞれ導電膜１１Ａ〜１１Ｄに電気的に接続されたランド１２を設けてある。図３に示すように、ボディ１の下面側の各ランド１２には、それぞれプリント配線板（図示せず）への表面実装に用いられるバンプ１３を設けてある。各バンプ１３は、それぞれ例えば金、銀、銅、はんだのような導電材料からなり、スルーホール１０Ａ〜１０Ｄを塞ぐ形でランド１２に載せられ熱溶着によって接合されている。
【００１７】
ボディ１の上面には、それぞれランド１２に一対一に電気的に接続された２対の固定接点１４Ａ，１４Ｂ，１５Ａ，１５Ｂを設けてある。各固定接点１４Ａ，１４Ｂ，１５Ａ，１５Ｂは、それぞれ例えばクロム、チタン、白金、コバルト、ニッケル、銅、金、又はこれらの合金からなる。
【００１８】
ボディ１の中央には、十字型の貫通穴１６を上下に貫設してある。ボディ１の上面側には、貫通穴１６を覆う薄膜１７を接合してある。そして、薄膜１７の下側には、電磁石装置２が収納される収容凹部１８が形成されている（図３参照）。薄膜１７はシリコン又はガラスからなり、エッチング又は研磨によって５〜５０μｍ程度、好ましくは２０μｍ程度の厚さに形成されている。貫通穴１６の内面は、上方に向かって貫通穴１６の断面積を徐々に小さくするように傾斜しており、これによって電磁石装置２を収容しやすくしている。
【００１９】
電磁石装置２は、ヨーク２０と、永久磁石２１と、コイル２２Ａ，２２Ｂと、基板２３とからなる。ヨーク２０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、長方形板状の中央片２０Ａの長手方向の両端から、矩形板状の脚片２０Ｂ，２０Ｃがそれぞれ中央片２０Ａの短手方向の同じ側に立ち上がったコ字形状に形成されている。永久磁石２１は直方体形状であって、互いに背向する磁極面が互いに異なる極となるように着磁されている。永久磁石２１は、ヨーク２０の中央片２０Ａにおいて脚片２０Ｂ，２０Ｃが突出した側の面の中央に一方の磁極面（図２の下面）を当接させてヨーク２０に取り付けられている。ここにおいて、永久磁石２１の他方の磁極面（図２の上面）は脚片２０Ｂ，２０Ｃの先端面と略面一となる。各コイル２２Ａ，２２Ｂは、それぞれ脚片２０Ｂ，２０Ｃと永久磁石２１との間で中央片２０Ａに直接巻回されている。基板２３は長方形状であり、長手方向をヨーク２０の中央片２０Ａの長手方向に直交させる向きで中央片２０Ａの下面に接合されている。基板２３の下面の長手方向の両端部にはそれぞれ導電膜２３Ａ（図３参照）を設けてあり、各コイル２２Ａ，２２Ｂの両端はそれぞれ導電膜２３Ａに電気的に接続されている。各導電膜２３Ａ上には、それぞれプリント配線板への表面実装に用いられるバンプ２４を設けてある。
【００２０】
アーマチュアブロック３は、５０〜３００μｍ程度、好ましくは２００μｍ程度の厚みを有するシリコン基板をエッチングして形成され、アーマチュア部３０と、アーマチュア部３０の全周を包囲してアーマチュア部３０を揺動自在に支持するフレーム部３１とを一体に備える。アーマチュア部３０の下面には、図４に示すように長方形平板状の磁性体３２が接合される。
【００２１】
アーマチュア部３０は、図１及び図４に示すように、下面（図４の上面）に磁性体３２が接合される長方形状の磁性体保持部３０Ａと、下面に可動接点３３Ａ，３３Ｂが固着される可動接点部３０Ｂとからなる。可動接点部３０Ｂは、磁性体保持部３０Ａの長手方向の両側において、弾性を有する連結部３４を介して磁性体保持部３０Ａに支持されている。
【００２２】
磁性体保持部３０Ａは、短手方向の両側が、弾性を有する弾性部３５を介してフレーム部３１に支持されている。弾性部３５は、磁性体保持部３０Ａの短手方向の両側に２個ずつ計４個設けられている。各弾性部３５は、それぞれ一端が磁性体保持部３０Ａの短手方向の端面に連結されるとともに他端がフレーム部３１の内周面に連結されており、フレーム部３１の上面に沿った面内で蛇行した蛇行部３５Ａを有する。このように蛇行部３５Ａを設けることで、弾性部３５を長くして弾性部３５のばね定数を小さくするとともに、アーマチュア部３０の揺動時に弾性部３５に加わる応力を分散している。弾性部３５は、上下方向での寸法をフレーム部３５よりも小さくしてあり、上方から見た幅寸法を上下方向での寸法よりもさらに小さくしてある。
【００２３】
また、磁性体保持部３０Ａの長手方向の中央部であって短手方向の両端には、それぞれ延設部３６を磁性体保持部３０Ａの短手方向へ突設してあり、各延設部３６の先端にはそれぞれ凸部３６Ａを突設してある。また、フレーム部３１の内周面において延設部３６の先端面に対向する各部には、それぞれ延設部３７が設けられ、各延設部３７の先端面にはそれぞれ磁性体保持部３０Ａの凸部３６Ａが挿入される凹部３７Ａを設けてある。そして、凸部３６Ａが凹部３７Ａ内に位置することにより、アーマチュア部３０の前後左右（図１の上下左右）への移動は制限されている。さらに、延設部３６の下面には突起３６Ｂを下方へ突設してある。
【００２４】
さらに、磁性体保持部３０Ａの四隅には、第２の延設部３８を設けてある。各第２の延設部３８の下面には、それぞれ第２の突起３８Ａが下方へ突設されている。
【００２５】
磁性体３２は、電磁軟鉄、電磁ステンレス、パーマロイ、フェライトなどの磁性材料を機械加工して形成され、磁性体保持部３０Ａの下面に結合している。磁性体３２を磁性体保持部３０Ａに結合させるには、例えば、磁性体３２の上面と磁性体保持部３０Ａの下面との間に低融点ガラスを介在させた状態で加熱して低融点ガラスを溶融させた後、冷却する。上方から見た磁性体３２の面積はアーマチュア部３０の磁性体保持部３０Ａの面積よりも小さく、磁性体３２は、アーマチュア部３０の揺動方向の一方である上方から見てアーマチュア部３０に略覆われる。
【００２６】
アーマチュア部３０の肉厚はフレーム部３１の肉厚よりも小さく、フレーム部３１の下面に対して第２の突起３８Ａの下面や磁性体３２の下面が窪むようにしてある。
【００２７】
アーマチュアブロック３は、例えばフレーム部３１の下面がボディ１の上面に陽極接合されることによってボディ１に結合する。ここにおいて、突起３６Ｂはボディ１の上面に当接し、アーマチュア部３０は突起３６Ｂを支点としてボディ１に対し図１に線Ｘで示す長手方向の中心を軸として長手方向の両端を上下に揺動させる回動が可能となっている。また、各可動接点３３Ａ，３３Ｂはそれぞれ１組の固定接点１４Ａ，１４Ｂ，１５Ａ，１５Ｂに対向し、第２の突起３８Ａの先端面はボディ１の上面に離間して対向する。
【００２８】
また、アーマチュアブロック３の上側は、例えばパイレックス（登録商標）のような耐熱ガラスからなる長方形板状のカバー４によって覆われる。カバー４は、例えば陽極接合によってフレーム部３１の上面に接合される。また、カバー４の下面には、アーマチュア部３０の可動範囲を確保するための凹部（図示せず）を設けてある。
【００２９】
本実施形態の動作を説明する。コイル２２Ａ，２２Ｂに通電すると、磁性体３２が通電方向に応じた一方の脚片２０Ｂに吸引され、アーマチュア部３０は、突起３６Ｂの頂点を支点として回動し、一方の可動接点３３Ａを一対の固定接点１４Ａ，１４Ｂに接触導通させる。ここにおいて、固定接点１４Ａ，１４Ｂ間は可動接点３３Ａを介して電気的に接続される。このとき、可動接点３３Ａの固定接点１４Ａ，１４Ｂに対する接触圧は連結部３４の弾性により適度に保たれている。また、第２の突起３８Ａがボディ１の上面に当接することにより、アーマチュア部３０の可動範囲が制限され、磁性体３２と薄膜１７との接触による破損が防止されている。コイル２２Ａ，２２Ｂへの通電を停止すると、永久磁石２１→磁性体３２→脚片２０Ｂ→永久磁石２１という閉磁路を通る磁束により、アーマチュア部３０の姿勢は維持される。
【００３０】
次に、コイル２２Ａ，２２Ｂへの通電方向を逆にすると、磁性体３２が他方の脚片２０Ｃに吸引され、アーマチュア部３０は、突起３６Ｂの頂点を支点として上記とは反対側へ回動し、他方の可動接点３３Ｂを別の一対の固定接点１５Ａ，１５Ｂに接触導通させる。ここにおいて、固定接点１５Ａ，１５Ｂ間は可動接点３３Ｂを介して電気的に接続される。コイル２２Ａ，２２Ｂへの通電を停止すると、永久磁石２１→磁性体３２→脚片２０Ｃ→永久磁石２１という閉磁路を通る磁束により、アーマチュア部３０の姿勢は維持される。つまり、本実施形態は交互に開閉する２組の接点を有するラッチング型のリレーである。
【００３１】
ところで、本実施形態では、図１に示すように、アーマチュア部３０の磁性体保持部３０Ａに、それぞれ上方から見て磁性体３２の一辺の一部を露出させる６個の位置確認部３９Ａ，３９Ｂを設けてある。
【００３２】
各位置確認部３９Ａ，３９Ｂはそれぞれ磁性体保持部３０Ａに上下に貫設された貫通穴からなる。磁性体３２の長辺を露出させる位置確認部３９Ａは各辺について２個ずつ設けてあり、磁性体３２の短辺を露出させる位置確認部３９Ｂは各辺について１個ずつ設けてある。
【００３３】
そして、磁性体３２がアーマチュア部３０に対して設計通りの所定の位置にあるときには、上方から見て各位置確認部３９Ａ，３９Ｂのそれぞれ中央を磁性体３２の端縁が横切って見えるようになっている。また、各位置確認部３９Ａ，３９Ｂは、磁性体３２がアーマチュア部３０に対して設計通りの所定の位置にあるときに磁性体３２の端縁を露出させる位置から、露出させる辺に直交する両方向（長辺を露出させる位置確認部３９Ａについては図１の上下方向、短辺を露出させる位置確認部３９Ｂについては図１の左右方向）に、それぞれアーマチュア部３０に対する磁性体３２の位置ずれとして許容される寸法程度の幅を有する。つまり、各位置確認部３９Ａ，３９Ｂについてそれぞれ前記方向での寸法は前記許容される寸法の２倍となっている。なお、図においては、本実施形態の特徴が分かりやすいように位置確認部３９Ａ，３９Ｂを実際よりも大きく描いている。
【００３４】
上記構成によれば、アーマチュア部３０において磁性体３２が結合する下面の反対側である上方からも位置確認部３９Ａ，３９Ｂを通して磁性体３２の位置を確認することができるうえに、位置確認部３９Ａ，３９Ｂを磁性体３２の位置の基準とすることができるから、製造時にアーマチュア部３０に対する磁性体３２の位置決めが容易である。
【００３５】
また、各位置確認部３９Ａ，３９Ｂは、磁性体３２がアーマチュア部３０に対して設計通りの所定の位置にあるときに磁性体３２の端縁を露出させる位置から、露出させる辺に直交する両方向に、それぞれアーマチュア部３０に対する磁性体３２の位置ずれとして許容される寸法程度の幅を持たせているから、アーマチュア部３０に対する磁性体３２の位置ずれが許容される程度を超えるときには位置確認部３９Ａ，３９Ｂで磁性体３２の端縁が確認できないことになるので、アーマチュア部３０に対する磁性体３２の位置ずれを許容される程度に抑えるような位置決めがより容易となっている。
【００３６】
さらに、磁性体３２の長辺を露出させる位置確認部３９Ａを２個設けていることにより、２個の位置確認部３９Ａで露出する磁性体３２の幅を比較することができ、図５に示すように磁性体３２の長辺を露出させる位置確認部３９Ａを１個とする場合に比べ、アーマチュア部３０に対する磁性体３２の向きのずれが分かりやすくなるから、磁性体３２のアーマチュア部３０に対する位置決めがより容易となる。
【００３７】
なお、位置確認部３９Ａ，３９Ｂは貫通穴に限られず、図６に示すように切り欠きからなる位置確認部３９Ｃ，３９Ｄを設けてもよい。この場合、磁性体３２がアーマチュア部３０に対して設計通りの所定の位置にあるときに各位置確認部３９Ｃ，３９Ｄが露出させる磁性体３２の幅を、それぞれアーマチュア部３０に対する磁性体３２の位置ずれとして許容される寸法程度とすれば、上記と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態の要部を示す平面図である。
【図２】同上を示す分解斜視図である。
【図３】同上を示す斜視図である。
【図４】同上の要部を示す分解斜視図である。
【図５】同上の別の形態の要部を示す平面図である。
【図６】同上の更に別の形態の要部を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  ボディ
２  電磁石装置
３  アーマチュアブロック
１４Ａ  固定接点
３０  アーマチュア部
３１  フレーム部
３２  磁性体
３３Ａ  可動接点
３５  弾性部
３９Ａ〜３９Ｄ  位置確認部
【図１】
2006210064.tif 000003
【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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