(57)【要約】接触面（ＫＧ）および電極（ＥＧ）を有する基盤要素（Ｇ）と、間隔（ｇ）の距離をおいて基盤要素（Ｇ）の電極（ＥＧ）に対向して配置された接触面（ＫＳ）および電極（ＥＳ）を有するスイッチング要素（Ｓ）からなるマイクロスイッチ。スイッチング要素（Ｓ）は、弾性係数が与えられ、少なくともその端部の一部で、基盤要素（Ｇ）と固定されるように接続されている。接触面（ＫＧ、ＫＳ）は、電極（ＥＧ、ＥＳ）に印加された電圧によって、弾性係数により発生した反発力に対して閉じることが可能なスイッチ接点を形成している。基盤要素（Ｇ）とスイッチング要素（Ｓ）は、各々、電極（ＥＧ、ＥＳ）から、間隔（ａ）の距離にある補助電極（ＨＧ、ＨＳ）を含み、これらの電極には電圧が印加される。スイッチ接点を開くために、電極（ＥＧ、ＥＳ）は第一の電位（Ｕ１）を持ち、補助電極（ＨＧ、ＨＳ）は第二の電位（Ｕ２）を持つ。電位（Ｕ１、Ｕ２）は、正および負の電荷担体を、電極（ＥＧ、ＥＳ）および補助電極（ＨＧ、ＨＳ）の表面部分に蓄積し、正および負の電荷担体をもつ表面部分が、水平方向に互いに対向するように、また、同一の電荷担体をもつ表面部分が、直交方向に互いに対向するように配置されている。
2005518070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接触面（ＫＧ）および電極（ＥＧ）を有する基盤要素（Ｇ）と、
間隔（ｇ）の距離をおいて、基盤要素（Ｇ）の電極（ＥＧ）に対向して配置された接触面（ＫＳ）および電極（ＥＳ）を有するスイッチング要素（Ｓ）とからなるマイクロスイッチであって、
スイッチング要素（Ｓ）は、弾性係数が与えられ、少なくともその端部の一部で、基盤要素（Ｇ）と固定されるように接続され、
接触面（ＫＧ、ＫＳ）は、スイッチ接点を形成し、該スイッチ接点は、電極（ＥＧ、ＥＳ）に印加された電圧によって、弾性係数により発生した反発力に対して閉じることが可能となっており、
基盤要素（Ｇ）とスイッチング要素（Ｓ）は、電圧が印加される電極（ＥＧ、ＥＳ）から、間隔（ａ）の距離にある補助電極（ＨＧ、ＨＳ）を含み、
スイッチ接点を開くために、電極（ＥＧ、ＥＳ）が第一の電位（Ｕ１）を有し、補助電極（ＨＧ、ＨＳ）が第二の電位（Ｕ２）を有して、電極（ＥＧ、ＥＳ）および補助電極（ＨＧ、ＨＳ）の表面部分に正および負の電荷担体を蓄積するように、電極（ＥＧ、ＥＳ）および補助電極（ＨＧ、ＨＳ）に電圧を印加し、正および負の電荷担体をもつ表面部分が、互いに平行方向に向き合うように、また、同一の電荷担体をもつ表面部が互いに直交方向に向き合うようになることを特徴とするマイクロスイッチ。
【請求項２】
請求項１記載のマイクロスイッチにおいて、
スイッチ接点を閉じるために、電極（ＥＧ、ＥＳ）あるいは補助電極（ＨＧ、ＨＳ）の一方が、第一（Ｕ１）および第二（Ｕ２）の電位の間の電位で切り替え可能となることを特徴とするマイクロスイッチ。
【請求項３】
請求項２記載のマイクロスイッチにおいて、
スイッチ接点を閉じるために、付加された一方の電極（ＥＧ、ＥＳ）あるいは補助電極（ＨＧ、ＨＳ）が、第一（Ｕ１）および第二（Ｕ２）の電位の間の電位で切り替え可能となり、第一の電位（Ｕ１）が電極（ＥＳ）とスイッチング要素（Ｓ）の補助電極（ＨＳ）に印加され、第二の電位（Ｕ２）が電極（ＥＧ）とスイッチング要素（Ｓ）の補助電極（ＨＧ）に印加されるようにしたことを特徴とするマイクロスイッチ。
【請求項４】
請求項１記載のマイクロスイッチにおいて、
電極（ＥＧ、ＥＳ）および補助電極（ＨＧ、ＨＳ）は、各々、厚さ（ｄ）および長さ（ｌ）により定義された表面部分を含み、長さ（ｌ）は厚さ（ｄ）よりも長く、基盤要素（Ｇ）とスイッチング要素（Ｓ）の電極（ＥＧ、ＥＳ）および対応する補助電極（ＨＧ、ＨＳ）は、各々、前記表面部分に対して平行に配置されていることを特徴とするマイクロスイッチ。
【請求項５】
請求項１記載のマイクロスイッチにおいて、
誘電材料が、基盤要素（Ｇ）および、あるいはスイッチング要素（Ｓ）の電極（ＥＧ、ＥＳ）と補助電極（ＨＧ、ＨＳ）の間に配置されていることを特徴とするマイクロスイッチ。
【請求項６】
請求項１記載のマイクロスイッチにおいて、
接触面（ＫＧ、ＫＳ）が、電極（ＥＧ、ＥＳ）と補助電極（ＨＧ、ＨＳ）の間に配置され、接触面（ＫＧ、ＫＳ）は、スイッチ接点を形成する部分的な範囲でのみ、互いに向き合うように配置されていることを特徴とするマイクロスイッチ。
【請求項７】
請求項１記載のマイクロスイッチにおいて、
接触面（ＫＧ、ＫＳ）は、電極（ＥＧ、ＥＳ）あるいは補助電極（ＨＧ、ＨＳ）の一部であることを特徴とするマイクロスイッチ。
【請求項８】
請求項１記載のマイクロスイッチにおいて、
基盤要素（Ｇ）およびスイッチング要素（Ｓ）は、各々、間隔（ａ）で互いに平行に配置された、付加された電極（ＥＧ１、ＥＳ１）と、付加された補助電極（ＨＧ１、ＨＳ１）を含み、接触面（ＫＧ、ＫＳ）は、電極（ＥＧ、ＥＳ）と補助電極（ＨＧ、ＨＳ）で形成された第一の組と、付加された電極（ＥＧ１、ＥＳ１）と付加された補助電極（ＨＧ１、ＨＳ１）で形成された第二の組との間に配置され、接触面（ＫＧ、ＫＳ）は、スイッチ接点を形成する部分的な範囲でのみ互いに向き合うように配置されていることを特徴とするマイクロスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００２年２月１１日出願の、欧州特許出願番号０２００２９６３−３の出願日を以って、優先権を主張するものであり、その明細書をここに引用する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、マイクロマシンのマイクロスイッチに関するものである。リソグラフィー方式などの特定の方法とプロセスにより製造された部品は、マイクロマシン（ＭＥＭＳ）と呼ばれている。これらは、μｍの単位という最小の寸法で、電気的あるいは機械的機能を実現することを可能としている。このように、たとえば、携帯電話の無線部に用いるためのマイクロスイッチが、ブラウン・エリオット・アール著 “再構成可能な集積回路のための無線マイクロマシンスイッチ”、IＥＥＥ論文誌マイクロ波理論および技術編、第４５巻、１１号、１９９８年、１１月発行記載の論文により、知られている。
【０００３】
マイクロマシン部品は、水平方向に多くの異なる構造をもつ層が、垂直方向に積み重ねられ、多くの異なる材料特性をもつ複数の薄膜により形成されている。所望の機能に応じて、個々の層は、例えば、伝導性あるいは絶縁性の材料、または、弾性係数のようなある種の機械特性をもつ材料から構成されている。対応するプロセスにより、より複雑な三次元構造を作ることも可能である。簡単に言うと、マイクロスイッチは、実質的に、３つの水平方向の層により形成することができ、製造プロセスの最後に、中間層を取り除いて作られる。このようにして、最下層としての基盤要素と、最上層として柔軟性のあるスイッチング要素とからなるマイクロスイッチが形成される。両方の層、あるいは、それらにより形成されたマイクロスイッチの要素は、一定の間隔で向かい合うように配置されており、この一定間隔は、層の間におかれた空間層により与えられる。この間隔は、基盤要素とスイッチング要素との間のスイッチ接点を閉じることが可能となるように、柔軟性のあるスイッチング要素によって押さえ込む必要のある変位に、概ね対応している。例えば、基盤要素がシリコン基板である場合には、電圧を印加する接触面として、その基板の上に、伝導性の層をもう一層形成して作られる。スイッチング要素は、それ自身が接触面となる金属性の材料で形成し、そこに電圧が印加される。このスイッチング要素の材料には、弾性係数が付与されており、スイッチング要素は、少なくとも、基盤要素に部分的に接続されている。スイッチング要素を形成する接触面の間に、電位差が与えられると、発生した静電引力により、柔軟性のあるスイッチング要素が、基盤要素の方向に屈曲し、スイッチ接点が閉じる。静電引力をできるだけ大きくするためには、互いに対向して置かれた接触面の寸法は、できるだけ大きいほうがよい。絶縁を確保するために、接触面の上に、酸化層を新たに設けてもよい。静電引力を引き起こす直流電圧と、スイッチングされる信号としての交流電圧は、同時に、同じ接触面に印加される。上述したように、柔軟性のあるスイッチング要素は、少なくとも、その端の一点が固定されている。その固定の種類と、柔軟性のあるスイッチング要素の形態に応じて、マイクロマシンシステムのマイクロスイッチは、カンチレバースイッチ、ブリッジスイッチ、あるいはメンブレンスイッチと呼ばれている。
【０００４】
図２Ａおよび図２Ｂは、開閉位置をもつブリッジスイッチとして構成された、従来のマイクロスイッチの基本構造を示す図である。柔軟性のあるスイッチング要素Ｓは、開位置の状態で基盤要素に対して一定の距離を置くように、その両端の二点が、基盤要素Ｇに固定されている。選ばれた材料の弾性係数と、両端の固定の方法に応じて、スイッチング要素の屈曲に対して作用する反力が、柔軟性のあるスイッチング要素に与えられる。基盤要素Ｇの上には接触面ＫＧが形成され、もう一方の接触面としてのスイッチング要素Ｓとともに、スイッチ接点を構成している。両方の接触面に電圧が印加されると、スイッチング要素Ｓは、静電引力により、反力に逆らって、基盤要素Ｇの方向に動く。この時、所定の値を上回る電圧が印加された場合には、スイッチ接点Ｓが閉じる。電圧の印加が接触面からなくなると、スイッチング要素Ｓは、反力によって元の形状に戻り、スイッチ接点は開状態となる。この種のスイッチの欠点としては、接点が閉じる際に形成される原子あるいは分子の表面力のために、スイッチング要素の表面と基盤要素の接触面とが、接触したまま固着してしまう問題がある。表面力が反力よりも大きい場合には、一度閉じたスイッチ接点は開くことはない。このような膠着を防ぐために、接触面上に誘電体層を形成する方法が提案されている。さらに、スイッチ接点の形状と材料を適切に選ぶことにより、その反力を向上させることも考えられる。この方法では、より高速で応答する力、すなわち、反力を上回る力を作用させてスイッチを閉じるために、より大きな電圧が必要となる。しかし、このようなマイクロスイッチを、低電圧供給のＭＥＭＳ部品に集積させることは、好ましくなく、また実現不可能なものとなる。さらに、より高い電圧と、それに伴うより高い引力には、スイッチを閉じた際に、いわゆる“接点の粉砕”により、より簡単に接点が固着してしまうというリスクが伴う。
【０００５】
米国特許番号６，１４３，９９７は、低電圧で動作するマイクロスイッチを開示している。この発明では、基盤要素は、接触面と、複数の分離した電極から構成されている。さらに、スイッチング要素を留める機能をもつ複数の層が、基盤要素の上に設けられている。スイッチング要素は、前記クランプにより支えられ、クランプにより与えられた範囲内を自由に動くことができる。さらに、追加の層として、基盤要素の反対側のクランプの横に対向電極が設けられている。スイッチング要素が動けるため、すなわち、固定して連結されていないため、スイッチ接点を開くためには、機械的な反力は作用させないが、スイッチを開くために、第一の電圧が対向電極に印加され、また、第二の電圧がスイッチング要素に印加されて、対向電極とスイッチング要素との間の引力を発生させるものとなっている。スイッチ接点を閉じるためには、第一の電圧を、基盤要素の電極に印加し、第二の電圧を、スイッチング要素に印加する。さらに、マイクロスイッチが好適な位置にある場合には、付加的に重力を用いてもよい。機械的な反力が作用しないため、対向電極上の電圧によって発生した引力のみが作用してスイッチ接点を開き、対応する位置で重力が作用する。小さい力であるため、接触面が閉じたまま固着するリスクは小さい。しかし、上述したような構造をもつマイクロマシンシステムのマイクロスイッチは、より複雑で多数の層構造を必要とするという欠点があり、製造プロセスが複雑化しコスト増を招くものとなっている。
【０００６】
そこで、本発明は、従来技術で知られている接点の膠着といった欠点を防止するマイクロスイッチを提供することを目的とし、マイクロマシンシステムの、できるだけ簡単な製造プロセスを保障するものである。
【０００７】
さらに、本発明は、基盤、以降“基盤要素”と称す、および、スイッチング要素と称する可動要素から構成されるマイクロスイッチを提供するという、考えからに基づくものである。スイッチング要素には、弾性定数が与えられ、スイッチング要素は、少なくともその端部で、基盤要素に固定し接続されている。従って、可動要素が屈曲すると、屈曲とは反対の方向に作用する反力が発生する。基盤要素とスイッチング要素の各々は、ともに、少なくとも二つの電極（以降、電極および補助電極と称す）を含み、基板要素の電極と、スイッチング要素の一方は、一定の間隔をもって向かい合う位置に置かれる。基板要素とスイッチング要素の両方の補助電極は、各電極から見て水平方向の、同一の距離にある位置に置かれる。さらに、基盤要素とスイッチング要素には接触面が設けられ、共に、マイクロスイッチのスイッチ接点を形成している。基盤要素およびスイッチング要素の電極の間の距離は、実質的に、スイッチ接点を閉じるために、可動スイッチング要素が必要とする変位を定義するものである。もし、スイッチ接点を開くために、第一の電位の電圧を電極に印加し、第二の電位の電圧を補助電極に印加した場合には、ここで生じる電圧差のために、基盤要素とスイッチング要素の両方で、電極と補助電極の間に、水平方向に電界が発生する。この電界の方向に対応し、電極と補助電極の表面部分で、負および正の電荷担体の蓄積が起こるが、これらは、水平方向に互いに向き合う位置にある。その直交方向、すなわち、スイッチング要素が動く方向に、同一の電荷担体を蓄えた電極が、互いに向かい合う位置に存在することになる。すなわち、例えば、スイッチング要素の電極の表面部分に蓄積された正の荷電担体は、ベース要素の電極の表面部分に蓄積された正の電荷担体と対をなすものとなる。これは、負の電荷担体の蓄積に対しても、同様に当てはまるものである。従って、同一の電位をもつ電極上にある同一の表面電荷蓄積の間に、反発力が発生する。この反発力は、実質的に、スイッチング要素の反力と同一の方向に作用するため、この反発力は、スイッチが開く瞬間に、スイッチング要素の反力を正確に支えるものとなる。すなわち、スイッチ接点の接触面が、開放あるいは分離し始める時に、発生した反発力は、最初は反力の方向に作用する。スイッチ接点が開く前に、同一の電位、すなわち、同一極性の表面電荷をもつ電極と補助電極の各々が、互いに至近距離に近づくため、この瞬間に、反発力は、至近距離のため極めて大きなものとなる。反発力が反力と同じ方向に作用するため、スイッチ接点が開いた時に、反発力は、同一の値を保持することとなり、これにより、スイッチ接点が恒久的に膠着することを防止する。従来技術で示したように、弾性係数を増加させるなど、さらに機械的な手段を加えることは、本発明のマイクロスイッチでは不要である点は、有利なものである。さらに、従来技術に見られるクランプや対向電極のような複雑な構造は不要となり、製造工程も簡略化できる。
【０００８】
本発明のスイッチの他の有利な実施例と好適な変形例は、従属請求項で示すとおりである。
【０００９】
以下、図面を引用して、本発明を詳細に説明する。
図１Ａおよび図１Ｂは、本発明のマイクロスイッチの第一の実施例の構造の概略図である。基盤要素Ｇは、通常、基盤層として形成され、接触面ＫＧ、電極ＥＧおよび補助電極ＨＧが置かれた埋め込み部からなる。図１Ｂに示すように、二つの電極ＥＧおよびＨＧと接触面ＫＧは、基盤要素Ｇの埋め込み部の表面上に付加層として設けられるが、同様に、基盤要素Ｇを形成する層内に集積するものであってもよい。後者の配置は、より複雑な水平方向の構造を必要とするが、垂直方向には他の層は必要としない。他の層では、スイッチング要素Ｓは、ブリッジの周縁の二つの部分で基盤要素Ｇと固く接続させることにより、基盤要素Ｇの埋め込み部を跨ぐブリッジを形成するように設計されている。接触面ＫＳ、電極ＥＳおよび補助電極ＨＳは、下側、すなわち、基盤要素Ｇに面する側に配置される。ここで、電極ＥＳとＨＳは、図１Ｂに示すように、スイッチング要素Ｓ上の付加層として形成するものであってもよいし、また、スイッチング要素Ｓを形成する層内に集積するものであってもよい。電極ＥＧ、ＥＳおよび補助電極ＨＧ、ＨＳは、適切な給電路により電圧源（不図示）に接続されている。接触面ＫＧおよびＫＳは、適切な給電路により開閉される信号路に接続され、スイッチ接点が閉位置にある場合、すなわち、二つの接触面ＫＧおよびＫＳが互いに接触する際に、信号路が閉じるようになっている。ここで、電極ＥＧおよびＥＳの間に電圧が印加されると、電極ＥＧとＥＳの間の電位差により、電界が発生し、この電界により、引力が作用する。これにより、基盤要素Ｇの方向、より正確に言うと、基盤要素Ｇの埋め込み部に置かれた電極ＥＧの方向に、スイッチング要素Ｓは屈曲する。印加された電圧により生み出された屈曲は、用いられている材料とスイッチング要素Ｓを固定する方法に応じて定まる反力により押さえ込まれる。もし、引力が反力を上回る場合には、スイッチ接点は閉じる。もし、接点ＥＧおよびＥＳから電圧の印加がなくなった場合には、スイッチング要素Ｓは反力により元の位置に復帰し、スイッチあるいはスイッチ接点は開く。しかし、上記で説明したように、スイッチ接点が閉じた際には、接触面ＫＧおよびＫＳ、あるいはスイッチング要素の他の接触部材が、接着力や他の表面特性により、基盤要素に固着することが起きる可能性もある。このように発生する表面力は、反力を押さえ込み、スイッチ接点はもはや開くことができないようにする作用を及ぼす。従って、基盤要素Ｇとスイッチング要素Ｓには、各々、電極ＥＧとＥＳに近づけて、補助電極ＨＧとＨＳを水平方向に設けることが望ましく、また、前記電極ＥＧおよびＥＳ、あるいは補助電極ＨＧとＨＳを電圧源に接続して、スイッチ接点を開くために、第一の正の電位Ｕ１が両方の電極ＥＧおよびＥＳに印加され、第二の負の電位Ｕ２が補助電極ＨＧおよびＨＳに印加されるようにすることが望ましい。電極ＥＧおよびＥＳ、ならびに補助電極ＨＧおよびＨＳの間の電位差により、電極ＥＧ、ＥＳ、ＨＧおよびＨＳの水平方向の表面部分、すなわち、水平方向に各々が直接向い合う面上に表面電荷の蓄積が起きる。すなわち、本例では、電極ＥＧおよびＥＳの表面部分に正の電荷担体の蓄積が起き、また、補助電極ＨＧおよびＨＳの表面部分に負の電荷担体の蓄積が起こることになる。結果として、これらの表面部分は、直交方向に、すなわち、同一極性をもつ表面電荷を蓄積したマイクロマシン層の垂直方向に、互いに向い合うことになる。これにより、再び、整流された電荷の間での反発力、すなわち、スイッチング要素Ｓの電極ＥＳと基盤要素Ｇの電極ＥＧとの間での反発力と、同様に、補助電極ＨＧおよびＨＳについても、反発力が引き起こされる。反発力は、スイッチ接点Ｓが開いたとき、すなわち、電極ＥＧおよびＥＳ、あるいは補助電極ＨＧおよびＨＳが互いに近接した時に、その大きさが最大となる。これらの反発力は、スイッチ接点を開いた時に、機械的な反力と同一の方向に作用し、同じ値を保持する。図１Ａに示すように、電極ＥＧ、ＥＳ、ＨＧおよびＨＳは、細い線となるような構造をもつことが理想的である。これらの細い線は、幅ｂと長さｌとし、電界により発生する引力に対応するための電極ＥＧ、ＥＳ、ＨＧおよびＨＳの表面部分は、スイッチを閉じるために、充分な寸法をもたせる。さらに、これらの細い線は、実質的に長さ方向の寸法ｌよりも小さい厚さｄを持たせる。細い線状の電極ＥＧ、ＥＳ、ＨＧおよびＧＳは、各々、基盤要素Ｓとスイッチング要素Ｓの上に、長さ方向ｌに沿って、互いに平行になるように配置されている。これにより、電極ＥＧ、ＥＳ、ＨＧおよびＧＳの表面部分に電荷が蓄積され、この表面部分は、長さｌと厚さｄで定義されている。すなわち、図１Ｄに示すように、電極ＥＧおよびＥＳ、ならびに補助電極ＨＧおよびＨＳに電圧を印加することにより、各々、補助電極に近接して設けられた電極ＥＧおよびＥＳの表面に、正の荷電が蓄積されることになる。これに対応し、負の電荷は、補助電極ＨＧおよびＨＳの表面に蓄積され、この表面は、各電極に近接して配置されたものになる。前記表面は、各々の間で、同一の距離ａをもって配置されているため、荷電の蓄積は、垂直方向に互いに向い合うように配置され、表面部分の各々に、同一の荷電担体をもつ垂直システムが形成される。このように、垂直方向に作用する反発力は、反力を支えることになる。便宜上、誘電率εｒをもつ誘電材料を、電極ＥＧ、ＥＳと補助電極ＨＧ、ＨＳの間に配置する。これにより、電極と補助電極の間には、さらに強い静電界が発生し、電極ＥＧ、ＥＳ、ＨＧおよびＨＳの表面部分には、より多くの荷電が蓄積されることになる。これにより、垂直方向に作用する反発力は、さらに大きなものとすることができる。理想的には、このような配置は、単一の層の水平方向の構造として実現することが可能である。すなわち、電極ＥＧ、ＥＳ、ＨＧおよびＨＳおよび誘電材料が、実質的にスイッチング要素Ｓを形成するものとなる。
【００１０】
スイッチ接点を閉じるために、上述した電位差により、基盤要素Ｇとスイッチング要素Ｓとの間の電極ＥＧ、ＥＳ、ＨＧおよびＨＳの引力を作用させるように、少なくとも一つの電極の電位は、Ｕ１とＵ２の間で選択変更可能とする必要がある。もし、電位が、他の電極ＥＧ、ＥＳ、ＨＧおよびＨＳの上でさらに切り替えられた場合には、この引力は、さらに増加させることができ、これにより、例えば、第一の電位Ｕ１を電極ＥＳと補助電極ＨＳに印加し、第二の電位Ｕ２を電極ＥＧと補助電極ＨＧに印加することができ、その逆も可能である。
【００１１】
図１Ａに示すように、スイッチング要素Ｓと基盤要素Ｇの接触面ＫＳとＫＧは、電極ＥＧおよびＥＳ，あるいは、補助電極ＨＧおよびＨＳの間に配置されている。しかし、接触面ＫＳおよびＫＧは、スイッチ接点を形成する部分的な領域だけで、互いに直接向き合うように位置している。ここに示したマイクロスイッチの接触面ＫＳとＫＧの実施例は、携帯端末の無線部のような、ＲＦ信号を切り替える応用に、特に適している。ＲＦ信号に関して言えば、ここでは接触面を指す信号経路が、できるだけ小さい範囲で重なり合うために、容量結合を避けることができるという利点がある。さらに、このような携帯端末で利用可能な供給電源は小さくでき、すなわち、用いる部品はできるだけ低電圧供給とすることができるため、本発明のマイクロスイッチは、この分野に適用することに利点をもたらすものとなる。
【００１２】
図１Ｃは、本発明のマイクロスイッチの他の実施例の概略図である。図１Ｃに示すように、スイッチング要素Ｓと基盤要素Ｇの接触面ＫＳとＫＧは、一方の電極と一方の補助電極の間に配置されている。すなわち、スイッチング要素Ｓと基盤要素Ｇの各々は、付加された電極ＥＧ１およびＥＳ１と、付加された補助電極ＨＧ１およびＨＳ１から構成されている。同様に、各々は、距離ａの間隔で、平行に配置されている。接触面ＫＧとＫＳは、電極ＥＧおよびＥＳならびに補助電極ＨＧおよびＨＳからなる第一の組と、付加された電極ＥＧ１およびＥＳ１ならびに追加された補助電極ＨＧ１およびＳ１からなる第二の組との間に配置されている。さらに、接触面ＫＧとＫＳは、スイッチ接点を形成する部分的な領域だけに、互いに向き合うように置かれている。このような配置は、接触面が、電極と補助電極の間に同一の配置を可能としないような幅を持っている場合、すなわち、例えば、接触面の幅が電極と補助電極との間隔よりも大きい場合に、特に適している。第一の実施例と同じ効果をもたらすため、すなわち、接点を開くための反発力を発生させるためには、少なくとも一組の電極と補助電極が、常に必要となる。
【００１３】
本発明は、ここで説明した実施例に限定されるものではなく、スイッチング要素を懸架する様々な種類と形態に依存しないものである。すなわち、例えば、カンチレバーあるいはメンブレンスイッチに関して、本発明の考え方は、そのまま適用可能である。接触面の構造についても、同様に適用できる。従って、例えば、二つの接触面を、基盤要素に設けて、それらをスイッチング要素の接触面によって連接することも考えられる。同様のことは、電極、補助電極、あるいは接触面についても適用できる。すなわち、例えば、蛇行構造あるいはスパイラル構造に適用することも考えられる。すべての実施例に関して言えば、電極と補助電極の配置、構造および接続に関する発明の考え方について、スイッチ接点が開いた時に、接点が膠着するリスクを抑えるように、反発力の発生が、反力を支える作用を及ぼすことは、本質的なことである。
【００１４】
図１Ａから図１Ｄに示したマイクロスイッチは、本発明の本質的な特徴を示す目的のためだけに、抽象的な表現で図示したものである。本技術分野に精通したものであれば、応用の形態、あるいは、使用される技術の目的に応じて、本発明の基本的な原理を逸脱することなく、多くの異なる構造をもつ、多くの異なる実施例を考え出すことが可能といえよう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】本発明のマイクロスイッチの第一の実施例の概略図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示したマイクロスイッチの断面図である。
【図１Ｃ】本発明のマイクロスイッチの他の実施例の断面図である。
【図１Ｄ】マイクロスイッチの電極の電荷分布の概略図である。
【図２Ａ】開位置にある従来のメンブレンスイッチを示す図である。
【図２Ｂ】閉位置にある従来のメンブレンスイッチを示す図である。
【図１Ａ】
2005518070.tif 000003
【図１Ｂ】
2005518070.tif 000004
【図１Ｃ】
2005518070.tif 000005
【図１Ｄ】
2005518070.tif 000006
【図２Ａ】
2005518070.tif 000007
【図２Ｂ】
2005518070.tif 000008
【国際調査報告】
2005518070.tif 000009
2005518070.tif 000010