(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電気接点を有する可動電極と第２電気接点を有する固定電極とを有するデバイスの駆動装置において、
該可動電極と該固定電極の一方の上に配置され、外部磁界に曝されたことに応答して磁化方向が変化するラッチ性磁性材料と、
少なくとも１つの導電体内に電流を流すことにより形成された外部磁界に該ラッチ性磁性材料を曝すことにより、該ラッチ性磁性材料の磁化方向の変化が引き起こされるように、該ラッチ性磁性材料に対し所定の間隔を空けて配置された少なくとも１つの導電体とを含み、該変化した磁化方向は、形成された外部磁界への露出が終わった後も該ラッチ性磁性材料内で維持され、該駆動装置は、さらに、
第２磁性材料が、該ラッチ性磁性材料の磁化方向に応答し且つ該ラッチ性磁性材料の磁化方向の関数として、該ラッチ性磁性材料に引きつけられたりあるいは該ラッチ性磁性材料から反発するように、該可動電極と該固定電極の他方の上に、該ラッチ性磁性材料に対し所定の間隔を空けて配置された第２磁性材料とを含み、
該第１電気接点と該第２電気接点は、該少なくとも１つの導電体に電流を選択的に流して、該ラッチ性磁性材料が曝される外部磁界を生成し、該ラッチ性磁性材料の磁化方向を該少なくとも１つの導電体の外部磁界によって変化させることにより、該可動電極を該固定電極に対し移動させることにより、選択的に接続及び切断されることを特徴とする可動電極と固定電極を有するデバイスの駆動装置。
【請求項２】
該第２磁性材料は、該第２電気接点が配置される面の上に配置されることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
該駆動装置は、機械的リレーを含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
該駆動装置は、マイクロ電子−機械システム（ＭＥＭＳ）マイクロリレーを含む
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項５】
該少なくとも１つの導電体内に第１方向に電流を流すことにより、該ラッチ性磁性材料と該第２磁性材料との間に引力を引き起こす第１の外部磁界が形成され、
該少なくとも１つの導電体内に該第１方向とは逆の第２方向に電流を流すことにより、該ラッチ性磁性材料と該第２磁性材料との間に反発力を引き起こす該第１の外部磁界とは反対方向の第２の外部磁界が形成されることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項６】
該引力が、該可動電極と該固定電極の相対的移動を起こさせ、該第１電気接点と該第２電気接点が相対的に移動して互いに接触し、
該反発力が、該可動電極と該固定電極の相対的移動を起こさせ、該第１電気接点と該第２電気接点が相対的に移動して互いに接触しなくなることを特徴とする請求項５記載の装置。
【請求項７】
該反発力が、該可動電極と該固定電極の相対的移動を起こさせ、該第１電気接点と該第２電気接点が相対的に移動して互いに接触し、
該引力が該可動電極と該固定電極の相対的移動を起こさせ、該第１電気接点と該第２電気接点が相対的に移動して互いに接触しなくなることを特徴とする請求項５記載の装置。
【請求項８】
該少なくとも１つの導電体は、ＭＥＭＳマイクロリレー内の平行な導体組立体を含み、
該平行な導体の各々により形成された磁界は、局部的に組み合わされるかあるいはうち消され、その結果該ラッチ性磁気材料を駆動するのに適した平面内の磁界を生成することを特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項９】
該少なくとも１つの導電体により形成された磁界の抗磁力は、２乃至２０００エルステッドの範囲内にあり、
該ラッチ性磁性材料の磁化飽和は、１０００乃至２４０００ガウスの範囲内にあり、
該ラッチ性磁性材料は、Ｔａ−Ｎ、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｎ、Ｆｅ−Ｚｒ−Ｎ、Ｃｏ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ−Ｆｅベースの強磁性フィルム、Ｃｏベースの強磁性フィルム、Ｎｉベースの強磁性フィルムからなるグループから選択されたものであり、
該第２磁性材料（１６）は、Ｓｍ−Ｃｏ、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ、Ｆｅ−Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｖ及びＣｕ−Ｎｉ−Ｆｅからなるグループから選択された永久薄膜材料を含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１０】
（ｉ）１つ又は複数の基板と、（ｉｉ）（ａ）該１つ又は複数の基板に接続された１つの固定端と、（ｂ）１つの自由端とを備えた１つのカンチレバーと、（ｉｉｉ）該カンチレバーの該自由端に配置された１つの可動電極と、（ｉｖ）電気的接続が該可動電極と固定電極との間で確立されることを可能とするように、該可動電極と対向する該１つ又は複数の基板上に配置された固定電極とを含むデバイス用の駆動装置であって、
（ｉ）該１つ又は複数の基板のうちの１つ、又は、（ｉｉ）該カンチレバーの何れか一方の上に配置され、外部磁界に曝されたことに応答して磁化方向が変化するラッチ性磁性材料と、
少なくとも１つの導電体内に電流を流すことにより誘導された外部磁界に該ラッチ性磁性材料を曝すことにより、該ラッチ性磁性材料の磁化方向の変化が引き起こされるように、該ラッチ性磁性材料に対し所定の間隔を空けて配置された少なくとも１つの導電体とを含み、該変化した磁化方向は、形成された外部磁界への露出が終わった後も該ラッチ性磁性材料内で維持され、該駆動装置は、さらに、
（ｉ）該１つ又は複数の基板のうちの該１つ、又は、（ｉｉ）該カンチレバーのうちの他方に配置され、該ラッチ性磁性材料に対して所定の間隔をあけて配置された第２の磁性材料であって、それによって、第２磁性材料が、該ラッチ性磁性材料の磁化方向に応答し且つ該ラッチ性磁性材料の磁化方向の関数として、該ラッチ性磁性材料に引きつけられ又は該ラッチ性磁性材料から反発する第２の磁性材料を含み、
該少なくとも１つの導電体に選択的に電流を流して該ラッチ性磁性材料がさらされる外部芝を生成し、そして該少なくとも１つの導電体の該外部磁場を使用して該ラッチ性磁性材料の該磁化方向を変化させることで、該固定電極に対して該可動電極を変位させて、該固定電極と該可動電極とを選択的に接続及び切断することが可能である駆動装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の駆動装置において、該第２の磁性材料は、該固定電極が配置される平面上に配置される駆動装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の駆動装置において、第１の方向に向かって該少なくとも１つの導電体に電流を流すと、該ラッチ性磁性材料と該第２の磁性材料との間に引力を発生させる第１の外部磁場が生成され、第１の方向とは反対の第２の方向に向かって該少なくとも１つの導電体に電流を流すと、該ラッチ性磁性材料と該第２の磁性材料との間に反発力を発生させる、該第１の外部磁場とは反対方向の第２の外部磁場が生成される駆動装置。
【請求項１３】
請求項１０に記載の駆動装置において、該第２の磁性材料は、該可動電極が配置される平面上に配置される駆動装置。
【請求項１４】
請求項１０に記載の駆動装置において、
該デバイスが第１の基板を含み、
該カンチレバーの該固定端が該第１の基板に接続され、
該少なくとも１つの導電体と該第２の磁性材料と該固定電極とが、該第１の基板上に配置され、
該ラッチ性磁性材料と該可動電極とが該カンチレバー上に配置される駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ電子−機械システム（Micro Electro-Mechanical Systems（ＭＥＭＳ））に関し、特にラッチ性磁性材料を用いたＭＥＭＳマイクロリレーの磁性駆動システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁力を用いて磁性材料の機械的な動き（作動）を起こさせる。導体（例、ワイヤ）内を流れる電流によりファラディ法則によって導体の周囲に磁界を発生させ、このメカニズムを用いて多くのアプリケーションで機械的な動きを起こしている。電磁駆動の一例は、機械的リレー火災報知器システムに用いられるベルおよび磁気浮動電車である。
【０００３】
機械的なリレーは、通常固定電極に磁力を介して接触するよう引きつけられる可動機械電極からなる。多くの一般的な実施例においては、磁性材料を可動電極に取り付け、電磁石を固定電極あるいは他の固定表面に取り付けられた磁性材料に向かい合わせて配置している。電磁石を活性化することにより磁界の傾斜を形成して、可動電極に取り付けられた磁性材料の磁界と反応させ、これにより可動電極を固定電極の方向に向けて押し出したりあるいは引き離したり、即ち引きつけたり反発させたりしてそれぞれリレーの常開あるいは常閉スイッチ状態を作り出している。
【０００４】
同様な磁界切り換えメカニズムを用いてＭＥＭＳリレーを動かしている。これらのアプリケーションにおいては、駆動コイル内を流れる電流が可動マイクロマシン電極を固定電極の方に引っ張っている。このような駆動メカニズムは、大きな駆動力を引き起こすが、ｏｎ状態にスイッチを維持するのに必要な電流は、リレーの制御回路内で大きなパワー（数１００ｍＷ）を消費してしまう。このような高電力消費によりＭＥＭＳリレーをＣＭＯＳ回路に組み込むことが制限され、そして大量の電力を消費することによりそれがボトルネックとなり、このようなリレーを高密度で集積することができなくなる。
【０００５】
低電力消費のリレーの動作がリレー密度が増加するにつれて重要となってくる。ＭＥＭＳベースのリレーにおいては、特に電力消費は重要な課題であるが、その理由は基板の電力処理機能が制限されているからである。従来のサーマルアクチュエータ（熱駆動装置）は、大量の電力（通常数１００ｍＷ）を消費するが、その理由はスイッチの状態を維持するために引き起こされた温度変動を維持しなければならないからである。
【０００６】
同様に、電流ソースからの磁界を用いる従来の磁気アクチュエータもスイッチの状態を維持するために印加された磁界を維持しなければならないために、大量の電力（通常数１００ｍＷ）を消費する。非揮発（状態維持）性のスイッチングが必要なアプリケーションにおいては、ＭＥＭＳマイクロリレーを実施する際に、この電力消費の問題に対しては、現在のところ解決方法が存在しない。
【０００７】
静電気アクチュエータは、平行平板のキャパシタにかかる電圧を用いて２枚の平板の間に吸引力を発生させる際、駆動電圧は維持しなければならないが、切り換え状態を維持するための熱的アクチュエータおよび磁性アクチュエータのように大量の電力を消費することはない。一対のキャパシタの平板の間に電流が流れないために、この駆動メカニズムは、駆動状態（即ち、ＭＥＭＳリレーの切り換え状態）を維持するのに電力を消費することはない。
【０００８】
しかし、この駆動系にも欠点が２つがある。第１の欠点は、切り換え状態を維持するのに電力は消費しないが、２枚のキャパシタプレート（平板）の電位差を維持しなければならない点である。このため、電力が故障することにより駆動状態が失われることになる。第２の欠点は、静電気アクチュエータにより与えられる力は、数μＮ（ニュートン）に限られるためにこのようなアクチュエータのアプリケーションが限られてしまうことである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の目的は、切り換え状態を維持するために電力を消費しない駆動機構を提供することである。本発明の一実施例によれば、駆動デバイスは、第１電気接点を有する可動電極と第２電気接点を有する固定電極とを有する。四角のループを描くラッチ性磁性材料が、可動電極と固定電極の一方の上に配置され、外部磁界に曝されることにより変化可能な磁化方向を有する。少なくとも１つの導電体がラッチ性磁性材料から離間して配置され、その結果この導電体内に電流を流すことにより作り出された外部磁界は、ラッチ性磁性材料の磁化方向を反対（即ち逆）の極性に変化させることができる。
【００１０】
磁化方向が反転すると、少なくとも１つの導電体内に流れる電流は切断することができる。第２の磁性材料をラッチ性磁性材料の反対側でかつ第２の電気接点と同一面上に配置する。この第２の磁性材料は、ラッチ性磁性材料の磁化方向に応答してラッチ性磁性材料に引きつけられたりあるいはそこから反発したりする。かくして、第１と第２の電極は、少なくとも１つの導電体により形成される外部磁界を用いてラッチ性磁性材料の磁化方向を変化させることにより選択的に接続したり、切断したりすることができる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
軟質磁性材料は、印加磁界の大きさが増加するにつれて磁性誘導（磁気化）が連続的に増加する特性を示す。逆に印加磁界が除かれたときには、その磁化状態の大部分が失われる。しかし、ある種の磁性材料は、軟質磁性材料の場合と同様に低い磁界でもって容易に磁化されるが、永久（即ち、硬質）磁性材料の場合のように外部磁界が取り除かれてもその磁化状態を保持する。抗磁力が低い四角のループを描くラッチ性磁性材料は、小さな外部磁界をかけることにより材料中に磁化（即ち、極性化）方向を容易に変えることのできる特性を示す。
【００１２】
ラッチ性磁性材料の磁化（即ち、極性化）の値（あるいは方向）は、方向を変化するのに用いられる外部磁界を除去した後でも一定に保持される。これに関しては、S. Jin, et al.著のin High Frequency Properties of Fe-Cr-Ta-N Soft Magnetic Materials, (Applied Physics Letters Vol.70, page 3161, 1997)と、High-Remanance Square-Loop Fe-Ni and Fe-Mn Magnetic Alloys, in IEEE Transactions on Magnetics, (Vol. MAG-16, page 1062, 1980) を参照こと。
【００１３】
材料の磁化状態のラッチ特性により磁気駆動の理想的なメカニズムが得られ、このメカニズムにおいては、磁性方向は電磁石を動作させることにより選択的に逆転させることができるが一旦変化した場合には、磁性方向（極性化方向）を維持するのにさらなる電力は必要としない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明による駆動メカニズムによりＭＥＭＳデバイス内で吸引力と反発力の両方を与え、かつこの切り換えられた状態を維持するために電力消費の必要性をほとんどなくすことのできる手段を提供できる。駆動力の方向（即ち、吸引対反発）は、制御導体内を流れる電流の方向を変化させることにより容易に反転できる。原理的には制御電流は、磁性材料の磁化方向、即ち極性が反転されかつラッチされる時間の間のみ与えられ、そのため駆動状態を単に維持するときには電力消費をなくすことができる。このようにほとんど電力を消費しない機械的機構の代表的なアプリケーションは、機械リレーおよび反射光スイッチであるが必ずしもこれに限定されるものではない。
【００１５】
電気的に生成された磁界は、通常ソレノイド巻き線を用いて生成されるが、このようなソレノイドの構造は大型となり、小型で平面形状のデバイスを製造するのが困難である。マイクロデバイス、例えばＭＥＭＳにおいては薄くかつ小型の磁界生成構成要素が必須のものである。本発明は、フィルム構造の平行な導体の組立体を用い個々の導体により生成された磁界を本発明のデバイスの構造内に組み込まれたラッチ性磁性材料を活性化させるのに適した全体的かつ平面内の線形の磁界を生成するために局部的に組み合わせたり、打ち消しあったりさせる。
【００１６】
図１は、軟質磁性材料内の磁気方向を変化させるのに必要な磁界Ｈを与えるのに用いられる導電体１０の組の切り換え可能な構造の一実施例を表す。この実施例においては、各導電体１０の幅は０．１μｍから１０ｍｍで、その厚さは０．１ｍｍから１００μｍである。導体の材料は、高導電率の金属およびＣｕ，Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｒｕをベースにした合金あるいはＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏのような超伝導材料あるいは他の材料から選択される。
【００１７】
駆動されるデバイスを覆うために１組を構成する導電体１０の数は、１から１０16である。導体の数が複数になると駆動するための適切な磁界を得るためには隣接する導体の間のギャップは、０．１μｍから１ｍｍである。各胴体内を流れる電流Ｉの方向は、導体の組の近傍内でほぼ均一な磁界を発生させるために常に同一である。
【００１８】
電流Ｉが図１Ａに示されるように、矢印の方向に一組の導体内を流れると、表面電流密度Ｋは個々の導体内を流れる正味電流Ｉから次式で計算される。
Ｋ＝ｎＩ
ここでｎは、単位長さあたりの導体の数である。導体上方の高さｈの場所（ここでｈは、導体の横方向の幅よりも遙かに小さいものとする）においては、流れた電流により生成された磁界は、電流の流れる面に平行で矢印の方向に直交する（図１Ｂ）。
【００１９】
磁界Ｈの大きさは次式で与えられる。
Ｈ＝μ0Ｋ／２
ここで、μ0 は真空中の透磁率である。この磁界強度は、ｈが導体の横方向の幅に比較して非常に小さい場合には高さｈとは無関係である。例えば、導体の断面が１μｍ×１μｍで隣接する導体の間の距離が１μｍとするとｎ＝０．５／μｍで、Ｈは各胴体内で３．１４エルステッド／ｍＡである。図１Ｂに示される磁気フラックスの強度Ｂは、ベクトル関係Ｂ＝μＨにより、磁界強度Ｈから得られる、μは磁気媒体の透磁率である。
【００２０】
図２は、四角のループを描くラッチ性磁気材料の磁化（磁気強度）Ｍと印加された磁界Ｈとの関係を表すグラフである。外部磁界がその材料の抗磁界として知られる０．１から１００００エルステッドの範囲の臨界磁界強度Ｈc を超えると、その材料の磁化は０．１から１００００ガウスの範囲のＭs で飽和する。磁界を取り去った後でも磁化はＭs 近傍に残る。外部磁界Ｈの方向が反転し、その大きさが抗磁界強度−Ｈcに達すると、磁化方向は変化し、磁化は−Ｍsで飽和する。
【００２１】
外部磁界を取り除くと、磁化は−Ｍsのところに留まる。そして再び外部磁界の方向を反転させ、その大きさが抗磁界強度Ｈcに達すると、磁化方向は＋Ｍsに戻る。抗磁界強度Ｈcと、磁性材料の飽和磁化Ｍsは、材料と磁気フィルムの形状をうまく作ることにより選択的に形成することができる。抗磁界は導電体が与えられる範囲内になければならず、また飽和磁気強度は、駆動するのに必要な磁力を与えるのに十分な程度大きくなければならない。
【００２２】
導電体の上部にラッチ性磁性フィルムが配置されると、導電体内を流れる電流によりフィルム状の磁性材料から見た外部磁界の方向は、電流の流れる方向を変化させることにより容易に反転することができる。この構造体（導電体とフィルム状の軟質磁性材料を含む）が別の磁性材料の近傍に配置されると、２つの磁性材料の間の磁力は、フィルム状磁性材料の磁化方向即ち極性の関数として引っ張り力から反発力に切り換えることができ、そしてこの力を用いてＭＥＭＳデバイスを含む小型の機械構造物を駆動することができる。
【００２３】
本発明のデバイス内に組み込まれたラッチ性磁性フィルムの抗磁力（Ｈc）あるいは切り換え磁界は、好ましい範囲内になければならない。抗磁力が高過ぎると小さな電流で切り換えることが困難になり、また低すぎると浮遊磁界による不用な磁界の切り換えおよびＭＥＭＳの駆動が起きる危険がある。好ましいＨc の値は２−２００エルステッドで、さらに好ましくは５−５０エルステッドである。
【００２４】
ラッチ性磁性材料の飽和磁界は、高いのが好ましく通常１０００−２４０００ガウスであり、さらに好ましくは４０００−２４０００ガウスである。ラッチ性磁性材料のＭ−Ｈループの正方性が高いこと（より正しい四角形であること）が、本発明のラッチ性ＭＥＭＳの効率的な動作に必要不可欠である。残留磁気対飽和磁気の比率（Ｍｒ／Ｍｓ）の点から正方性は、好ましくは０．８以上で、さらに好ましくは０．９以上で、さらに好ましくは０．９５以上である。
【００２５】
ラッチ性磁性材料は、ＭＥＭＳ構造体の上に直接堆積されるフィルムの形態が好ましい。しかし、フィルムでないアプローチを排除するわけではなく、例えばマイクロプリティングの技術あるいは予め形成し、予め形を整えた非常に薄い磁性シート材料を接着性のリボンと組み合わせて用いることにより磁性材料を取り付けることもできる。磁性フィルムの堆積はＰＶＤ、例えばスパッタリングや蒸着あるいはＣＶＤあるいは電気メッキ、無電解メッキのような電気化学的な堆積によっても行うことができる。
【００２６】
ラッチ性磁性フィルムは、Ｆｅ−Ｔａ−Ｎ，Ｆｅ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｎ，Ｆｅ−Ｚｒ−Ｎ，Ｃｏ−Ｆｅ，Ｎｉ−Ｆｅ，Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏおよび他のＦｅ，ＣｏあるいはＮｉベースの強磁性フィルムから選択される。この好ましい高い正方性のループおよびラッチ性特性をフィルム状磁性材料に付与するには、磁気的異方性の導入、例えば斜め投影堆積、磁界堆積、交換異方性の追加あるいは磁界中において堆積後の加熱処理等により行われる。本発明のＭＥＭＳ構造におけるラッチ性磁性フィルムの好ましい厚さは、０．１−２００μｍでさらに好ましくは１−５０μｍである。磁性フィルムの形状は、四角形、長方形、楕円形あるいはいずれの形状でもよい。
【００２７】
ＭＥＭＳリレー構造の対向する側の２つの磁性材料は、両方ともラッチ性ものでよい。本発明の他の設計例では、リレーの対向する側がラッチ性磁性層を含む限り、２つの磁性材料の一方が軟質磁性（ラッチ性でない）あるいは永久磁性（ＭＥＭＳで得られる最大切り換え磁界でもって切り換え不可能）の場合も含む。リレー動作におけるこのラッチ性非揮発的特性により特殊な磁気駆動が最適の性能のために変えなければならない場合でも同一となる。
【００２８】
非揮発性の軟質磁性フィルム材料は、抗磁力が低い（５エルステッド以下）でかつＭ−Ｈループの正方性の比率（０．５以下）を具備する材料、例えばＮｉ−Ｆｅベースの合金（パーマロイとして知られている）と、Ｃｏ−Ｆｅベースの合金、Ｓｉ−Ｆｅ合金、Ｆｅ，ＮｉまたはＣｏをベースにしたアモルファス磁性合金から選択できる。永久磁石のフィルム材料は、抗磁力が高く１００エルステッド以上の様々な合金、例えばＳｍ−Ｃｏ，Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ，Ｆｅ−Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ（アルニコとして知られている），Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ，Ｃｏ−Ｆｅ−Ｖ（Vicalloy），Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ（Cunife）から選択することができる。
【００２９】
図３，４，５は、ＭＥＭＳマイクロリレー内の本発明の駆動機構の実施例を示す。従来公知のようにＭＥＭＳマイクロリレー構造は、厚さが０．０５から１００μｍで、長さが１から１００００μｍで、幅が０．１から１００００μｍの可動キャンチレバー１２と、この可動キャンチレバー１２の自由端に配置され、その大きさが一側が０．１から５０００μｍの可動金属製電極２０とを有する。可動キャンチレバー１２を動かすことにより、可動金属製電極２０が所望の方向に上下する。可動キャンチレバー１２が上方に動くと、可動金属製電極２０は固定金属製電極１８に電気的に接触する。この固定金属製電極１８は、可動金属製電極２０の大きさに合うよう０．１から５０００μｍの範囲の大きさを有し、これによりそれらの間の電気的接続が達成される。
【００３０】
可動キャンチレバー１２が下方に移動して固定金属製電極１８と可動金属製電極２０との間に０．０５から２００μｍの範囲のギャップ、即ちスペースが形成されると電気的接続が絶たれる。この接点形状は、例えば可動金属製電極２０が可動キャンチレバー１２の上にあり、固定金属製電極１８が可動キャンチレバー１２の下の基板２６に配置（図５）されるように特定のアプリケーションに向けて再構成することもできる。このような変形例においては、可動キャンチレバー１２は活性化されたときに電気的接続を行うために下方に移動し、切断するために上方に移動しなければならない。いずれにしても駆動機構は可動キャンチレバー１２を上方および下方に動かさなければならない。
【００３１】
図３の実施例においては、導電体１０は、可動キャンチレバー１２の下に位置するように形成され、そして基板２６の上に直接配置される。ラッチ性磁性材料１４は、可動キャンチレバー１２の上に可動金属製電極２０と共に配置される。高い抗磁力を有する第２磁性材料１６がラッチ性磁性材料１４の上方に配置されて基板２８にあるいは他の固定表面に、例えばフリップチップ結合を用いて接着される。他の接合技術を用いても本発明の範囲内に入る。
【００３２】
磁性材料１４，１６との間のギャップＧは、０．０５から５００μｍの範囲である。可動キャンチレバー１２上のラッチ性磁性材料１４の磁化方向が導電体１０内の電流の方向を変化させることにより切り換えられると、２つの磁性材料は、吸引力あるいは反発力を引き起こし、可動キャンチレバー１２を上方あるいは下方に動かす。可動キャンチレバー１２が上方に動くと、可動金属製電極２０は固定金属製電極１８に接触してＭＥＭＳデバイスの切り換え状態を作動させる。可動キャンチレバー１２を下方に動かすと、可動金属製電極２０と固定金属製電極１８が互いに分離する。
【００３３】
図４は、本発明の他の実施例を示し、この実施例では導電体１０と軟質磁性材料２４は固定金属製電極１８と同じ基板上に配置され、高い抗磁力の第２磁性材料２２が可動キャンチレバー１２の上に配置されている。しかし、第２磁性材料２２と軟質磁性材料２４の相対的位置は異なるが、駆動機構は図３の実施例と同一である。
【００３４】
図５は、電極と磁性フィルムの配置を変えることによりフリップチップ接合された基板を取り除いた本発明の駆動機構の他の実施例を示す。これはよりコンパクトな設計であり、可動金属製電極２０は可動キャンチレバー１２の下側表面に配置され、軟質−ラッチ性磁性材料３４は可動キャンチレバー１２の上側表面に配置されている。固定金属製電極１８と第２磁性材料３２と導電体１０は、全て可動キャンチレバー１２の下の基板２６の表面上に搭載されている。この駆動機構は、図３の実施例と同一であるが、ただし可動キャンチレバー１２の下側方向への動きにより固定金属製電極１８と可動キャンチレバー１２が物理的かつ電気的に接触する。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａは本発明の一実施例による導電体の斜視図、Ｂは同断面図
【図２】四角のループを描くラッチ性磁性材料の磁化状態と印加された磁界との関係を表すグラフ
【図３】本発明の一実施例による磁気駆動されるＭＥＭＳのマイクロリレーの断面図
【図４】本発明の他の実施例による磁気駆動されるＭＥＭＳのマイクロリレーの断面図
【図５】本発明のさらに別の実施例による磁気駆動されるＭＥＭＳのマイクロリレーの断面図
【符号の説明】
１０  導電体
１２  可動キャンチレバー
１４  ラッチ性磁性材料
１６，２２，３２  第２磁性材料
１８  固定金属製電極
２０  可動金属製電極
２４  軟質磁性材料
２６，２８  基板
３４  軟質−ラッチ性磁性材料
【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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