(57)【要約】【課題】  製造時にアーマチュア部に対する磁性体の位置決めを容易に行うことができる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。嵌合部としての貫通穴３９Ａをアーマチュア部３０に貫設するとともに、この貫通穴３９Ａに嵌合する嵌合凸部３２Ａを磁性体３２に突設した。製造時には、嵌合凸部３２Ａを貫通穴３９Ａに嵌合させることにより、アーマチュア部３０に対する磁性体３２の位置決めを容易に行うことができる。【選択図】図１
2006210067.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、
互いに嵌合することによってアーマチュア部に対する磁性体の位置を規定する位置決め手段をアーマチュア部と磁性体との少なくとも一方に設けたことを特徴とするマイクロリレー。
【請求項２】
位置決め手段は、磁性体に設けられた凸部と、アーマチュア部に設けられ磁性体の凸部が嵌合する嵌合部とからなる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】
位置決め手段は、アーマチュア部に設けられ磁性体の少なくとも一部が嵌合する凹部からなることを特徴とする請求項１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】
しかし、製造時に、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、製造時にアーマチュア部に対する磁性体の位置決めを容易に行うことができる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、互いに嵌合することによってアーマチュア部に対する磁性体の位置を規定する位置決め手段をアーマチュア部と磁性体との少なくとも一方に設けたことを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、製造時には位置決め手段を嵌合させることによってアーマチュア部に対する磁性体の位置決めを容易に行うことができる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、位置決め手段は、磁性体に設けられた凸部と、アーマチュア部に設けられ磁性体の凸部が嵌合する嵌合部とからなることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、位置決め手段は、アーマチュア部に設けられ磁性体の少なくとも一部が嵌合する凹部からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、互いに嵌合することによってアーマチュア部に対する磁性体の位置を規定する位置決め手段をアーマチュア部と磁性体との少なくとも一方に設けたので、製造時には位置決め手段を嵌合させることによってアーマチュア部に対する磁性体の位置決めを容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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程度の厚さ寸法に形成されている。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。
【００１６】
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。
【００１７】
アーマチュアブロック３は、５０〜３００μｍ程度、好ましくは２００μｍ程度の厚さ寸法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１に示すように長方形平板状の磁性体３２が接合される。
【００１８】
アーマチュア部３０は、図１及び図４に示すように、下面（図１での上面）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。
【００１９】
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。
【００２０】
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、フレーム部３１に対するアーマチュア部３０の前後左右（図４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。
【００２１】
また、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。
【００２２】
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。
【００２３】
アーマチュア部３０の上下方向での寸法はフレーム部３１の上下方向での寸法よりも小さく、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。
【００２４】
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４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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
次に、コイル２２Ａ，２２Ｂへの通電方向を逆にすると、弾性部３５の弾性力と、磁性体３２が他方の脚片２０Ｃに吸引される力とにより、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。
【００２８】
ここで、図１に示すように、本実施形態のアーマチュア部３０の磁性体保持部３０Ａには、それぞれ円形状の貫通穴３９Ａを長手方向に並べて２個貫設してある。また、磁性体３２の上面（図１での下面）には、それぞれ円柱形状であって磁性体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貫通穴３９Ａに嵌合する２個の嵌合凸部３２Ａを長手方向に並べて２個突設してある。
【００２９】
そして、製造時には、嵌合凸部３２Ａを貫通穴３９Ａに嵌合させることにより、アーマチュア部３０に対する磁性体３２の位置が規定される。つまり、貫通穴３９Ａと嵌合凸部３２Ａとが位置決め手段であり、貫通穴３９Ａが嵌合部である。
【００３０】
また、嵌合凸部３２Ａの突出寸法は、アーマチュア部３０の磁性体保持部３０Ａの厚さ寸法と同程度としてあり、嵌合凸部３２Ａを貫通穴３９Ａに嵌合させた状態では、図５に示すように嵌合凸部３２Ａの上端面はアーマチュア部３０の上面と略面一となる。
【００３１】
上記構成によれば、製造時には嵌合凸部３２Ａを貫通穴３９Ａに嵌合させることにより、アーマチュア部３０に対する磁性体３２の位置決めを容易に行うことができる。
【００３２】
なお、嵌合部は必ずしも上記のような貫通穴３９Ａでなくともよく、嵌合凸部３２Ａが嵌合する凹部（図示せず）であってもよい。
【００３３】
また、位置決め手段は、必ずしも上記のようにアーマチュア部３０と磁性体３２との両方に設ける必要はなく、図６に示すようにアーマチュア部３０の磁性体保持部３０Ａの下面（図６での上面）に設けられ磁性体３２が嵌合する凹部３９Ｂのみで位置決め手段を構成してもよい。この場合、凹部３９Ｂは必ずしも磁性体３２の全体が収納される寸法でなくともよく、凹部３９Ｂの深さ寸法は磁性体３２の厚さ寸法よりも小さくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態の要部を示す分解斜視図である。
【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】同上のアーマチュアブロックを示す平面図である。
【図５】同上の要部を示す断面図である。
【図６】同上の別の形態の要部を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  ボディ
２  電磁石装置
３  アーマチュアブロック
３０  アーマチュア部
３１  フレーム部
３２  磁性体
３２Ａ  嵌合凸部
３５  弾性部
３９Ａ  貫通穴
３９Ｂ  凹部
【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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