(57)【要約】【課題】被固定物を本体に接着するポッティング材と本体との間にはたらく熱応力を緩和する。【解決手段】ポッティング材１２０を２層構造とし、シリコン基板１０２と接する第１層１２１を、第１層１２１に対してシリコン基板１０２と反対側に積層される第２層１２２の材料に比較して弾性率が大きい材料（柔らかい材料）で形成している。すなわち、相対的に硬い材料からなる第２層１２２で主にガラス基板１０１に対する被固定物１１０の接着固定を行い、相対的に柔らかい材料からなる第１層１２１で主にシリコン基板１０２を保護することにより、第１層１２１とシリコン基板１０２（あるいはシリコン基板１０２とガラス基板１０１）との間にはたらく熱応力が第１層１２１の弾性によって緩和できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに線膨張係数が異なる材料からなる複数の層が厚み方向に積層された本体と、該本体の厚み方向の一表面側に開口した凹所からなり且つ該凹所内に前記複数の層が露出した収納部と、該収納部内に収納され且つ収納部内に充填されるポッティング材によって接着固定される被固定物とを有する電子部品において、
前記ポッティング材は、前記収納部の底面側の第１層と、該第１層に対して収納部の底面と反対側に積層される第２層とを少なくとも有し、第１層の材料が第２層の材料に比較して弾性率が大きいことを特徴とする電子部品における接着構造。
【請求項２】
前記第１層の材料は、少なくとも前記電子部品がリフロー加熱される時の温度よりもガラス転移温度が低い材料であることを特徴とする請求項１記載の電子部品における接着構造。
【請求項３】
前記第１層の材料は、硬化時間が相対的に短い材料であることを特徴とする請求項１又は２記載の電子部品における接着構造。
【請求項４】
互いに線膨張係数が異なる材料からなる複数の層が厚み方向に積層された本体と、該本体の厚み方向の一表面側に開口した凹所からなり且つ該凹所内に前記複数の層が露出した収納部と、該収納部内に収納され且つ収納部内に充填されるポッティング材によって接着固定される被固定物とを有する電子部品において、
前記ポッティング材は、前記収納部の底面側の第１層と、該第１層に対して収納部の底面と反対側に積層される第２層とを少なくとも有し、第２層の材料が第１層の材料に比較して弾性率が大きいことを特徴とする電子部品における接着構造。
【請求項５】
前記第１層の材料は、線膨張係数が前記本体を形成する材料の線膨張係数に近い値であることを特徴とする請求項４記載の電子部品における接着構造。
【請求項６】
前記第１層の材料は、硬化収縮率が比較的に小さいことを特徴とする請求項４又は５記載の電子部品における接着構造。
【請求項７】
前記第１層の材料は、硬化時間が相対的に短い材料であることを特徴とする請求項４〜６の何れかに記載の電子部品における接着構造。
【請求項８】
前記ポッティング材は、第２層に対して収納部の底面と反対側に積層される第３層を少なくとも有することを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の電子部品における接着構造。
【請求項９】
前記第１層の材料は、硬化時間が相対的に短い材料であり、
前記第２層の材料は、第３層の材料に比較して弾性率が大きい性質、又は少なくともリフロー加熱時の温度よりもガラス転移温度が低い性質の少なくとも何れか一方の性質を有し、
前記第３層の材料は、第２層の材料に比較して弾性率が小さい性質、又は線膨張係数が前記本体を形成する材料の線膨張係数に近い値である性質、又は硬化収縮率が比較的に小さい性質の少なくとも何れかを有することを特徴とする請求項８記載の電子部品における接着構造。
【請求項１０】
前記第１層の材料は、硬化時間が相対的に短い材料であり、
前記第２層の材料は、第３層の材料に比較して弾性率が小さい性質、又は線膨張係数が前記本体を形成する材料の線膨張係数に近い値である性質、又は硬化収縮率が比較的に小さい性質の少なくとも何れかを有し、
前記第３層の材料は、第２層の材料に比較して弾性率が大きい性質、又は少なくともリフロー加熱時の温度よりもガラス転移温度が低い性質の少なくとも何れか一方の性質を有することを特徴とする請求項８記載の電子部品における接着構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品における接着構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明に係る電子部品の一例として、半導体の微細加工技術を利用して製造されるマイクロリレーがある。このようなマイクロリレーとしては、例えば、電磁石装置の電磁力を利用してアーマチュアを駆動し接点を開閉するようにしたマイクロリレーが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１に開示されたマイクロリレーは、厚み方向の一表面側において長手方向の両端部に各一対の固定接点が設けられ且つ２つの電磁石装置を挿入して接着固定される２つの挿入孔が長手方向に離間して形成された矩形板状のセラミック基板からなるベース基板と、矩形枠状のフレーム部およびフレーム部の内側に配置されて一対の枢支部を介してフレーム部に揺動自在に支持され各電磁石装置に対向する部位それぞれに永久磁石が設けられたアーマチュアおよびアーマチュアの両端部に固着された可動接点を有するアーマチュアブロックと、ベース基板の周部とアーマチュアブロックのフレーム部との間に介在する矩形枠状のスペーサとを備えている。なお、上記特許文献１に開示されたマイクロリレーでは、静電駆動型のマイクロリレーに比べて駆動力を大きくできるので、接点圧を大きくできて耐衝撃性および信頼性を高めることができるという利点や、アーマチュアの駆動ストロークを大きくできて接点開成時の可動接点と固定接点との間の距離を大きくすることができて高周波特性（アイソレーション特性）の向上を図れるという利点や、低電圧駆動が可能となるという利点などがある。
【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】
【０００４】
ところで、上述のマイクロリレーのような電子部品においては、本体（ベース基板）と被固定物（電磁石装置）を接着固定する材料として、本体（ベース基板）を形成する材料と線膨張係数が異なる材料（接着剤）が用いられていたため、プリント配線板等への実装のためのリフロー加熱や、使用環境における温度変化に起因して接着剤と本体（ベース基板）との間に熱応力がはたらき、場合によっては本体（ベース基板）が熱応力による歪みが原因で破損する虞があった。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、被固定物を本体に接着するポッティング材と本体との間にはたらく熱応力が緩和できる電子部品における接着構造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、上記目的を達成するために、互いに線膨張係数が異なる材料からなる複数の層が厚み方向に積層された本体と、該本体の厚み方向の一表面側に開口した凹所からなり且つ該凹所内に前記複数の層が露出した収納部と、該収納部内に収納され且つ収納部内に充填されるポッティング材によって接着固定される被固定物とを有する電子部品において、前記ポッティング材は、前記収納部の底面側の第１層と、該第１層に対して収納部の底面と反対側に積層される第２層とを少なくとも有し、第１層の材料が第２層の材料に比較して弾性率が大きいことを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記第１層の材料は、少なくとも前記電子部品がリフロー加熱される時の温度よりもガラス転移温度が低い材料であることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記第１層の材料は、硬化時間が相対的に短い材料であることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、上記目的を達成するために、互いに線膨張係数が異なる材料からなる複数の層が厚み方向に積層された本体と、該本体の厚み方向の一表面側に開口した凹所からなり且つ該凹所内に前記複数の層が露出した収納部と、該収納部内に収納され且つ収納部内に充填されるポッティング材によって接着固定される被固定物とを有する電子部品において、前記ポッティング材は、前記収納部の底面側の第１層と、該第１層に対して収納部の底面と反対側に積層される第２層とを少なくとも有し、第２層の材料が第１層の材料に比較して弾性率が大きいことを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記第１層の材料は、線膨張係数が前記本体を形成する材料の線膨張係数に近い値であることを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項４又は５の発明において、前記第１層の材料は、硬化収縮率が比較的に小さいことを特徴とする。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項４〜６の何れかの発明において、前記第１層の材料は、硬化時間が相対的に短い材料であることを特徴とする。
【００１３】
請求項８の発明は、請求項１〜７の何れかの発明において、前記ポッティング材は、第２層に対して収納部の底面と反対側に積層される第３層を少なくとも有することを特徴とする。
【００１４】
請求項９の発明は、請求項８の発明において、前記第１層の材料は、硬化時間が相対的に短い材料であり、前記第２層の材料は、第３層の材料に比較して弾性率が大きい性質、又は少なくともリフロー加熱時の温度よりもガラス転移温度が低い性質の少なくとも何れか一方の性質を有し、前記第３層の材料は、第２層の材料に比較して弾性率が小さい性質、又は線膨張係数が前記本体を形成する材料の線膨張係数に近い値である性質、又は硬化収縮率が比較的に小さい性質の少なくとも何れかを有することを特徴とする。
【００１５】
請求項１０の発明は、請求項８の発明において、前記第１層の材料は、硬化時間が相対的に短い材料であり、前記第２層の材料は、第３層の材料に比較して弾性率が小さい性質、又は線膨張係数が前記本体を形成する材料の線膨張係数に近い値である性質、又は硬化収縮率が比較的に小さい性質の少なくとも何れかを有し、前記第３層の材料は、第２層の材料に比較して弾性率が大きい性質、又は少なくともリフロー加熱時の温度よりもガラス転移温度が低い性質の少なくとも何れか一方の性質を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、第１層の材料の弾性率が第２層の材料の弾性率に比較して大きいため、相対的に弾性率が小さい、つまり、硬い材料からなる第２層で被固定物を接着固定し、相対的に弾性率が大きい、つまり、柔らかい材料からなる第１層を本体との間に介在させることでポッティング材と本体の各層との間にはたらく熱応力を緩和することができる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、リフロー加熱時の温度によって第１層が柔らかくなるため、本体との間に第１層を介在させることでポッティング材と本体との間にはたらく熱応力を緩和することができる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、第１層の材料が短時間で硬化可能であるから、組立時において被固定物の位置ずれを防いで組立性が向上する。
【００１９】
請求項４の発明によれば、第２層の材料の弾性率を第１層の材料の弾性率に比較して大きくしたため、相対的に弾性率が小さい、つまり、硬い材料からなる第１層で被固定物を接着固定し、相対的に弾性率が大きい、つまり、柔らかい材料からなる第２層を本体との間に介在させることでポッティング材と本体との間にはたらく熱応力を緩和することができる。
【００２０】
請求項５の発明によれば、第１層と本体との間にはたらく熱応力をさらに緩和することができる。
【００２１】
請求項６の発明によれば、第１層を硬化する際の残留応力を減少することができる。
【００２２】
請求項７の発明によれば、第１層の材料が短時間で硬化可能であるから、組立時において被固定物の位置ずれを防いで組立性が向上する。
【００２３】
請求項８の発明によれば、ポッティング材を三層以上の多層構造とすることにより、各層毎に異なる性質の材料を用いることでポッティング材として所望の機能を持たせることができる。
【００２４】
請求項９の発明によれば、第１層の材料が短時間で硬化可能であるから、組立時において被固定物の位置ずれを防いで組立性が向上でき、前記第２層の材料が第３層の材料に比較して弾性率が大きい性質、又は少なくともリフロー加熱時の温度よりもガラス転移温度が低い性質の少なくとも何れか一方の性質を有するから、ポッティング材と本体との間にはたらく熱応力を緩和することができ、第３層の材料が第２層の材料に比較して弾性率が小さい性質、又は線膨張係数が本体を形成する材料の線膨張係数に近い値である性質、又は硬化収縮率が比較的に小さい性質の少なくとも何れかを有するから、被固定物を確実に保護することができる。
【００２５】
請求項１０の発明によれば、第１層の材料が短時間で硬化可能であるから、組立時において被固定物の位置ずれを防いで組立性が向上でき、第２層の材料が第３層の材料に比較して弾性率が小さい性質、又は線膨張係数が本体を形成する材料の線膨張係数に近い値である性質、又は硬化収縮率が比較的に小さい性質の少なくとも何れかを有するから、本体を確実に保護することができ、第３層の材料が第２層の材料に比較して弾性率が大きい性質、又は少なくともリフロー加熱時の温度よりもガラス転移温度が低い性質の少なくとも何れか一方の性質を有するから、ポッティング材と本体との間にはたらく熱応力を緩和することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（実施形態１）
本実施形態における電子部品は、図１に示すように絶縁性を有する矩形板状のガラス基板１０１とガラス基板１０１の一表面（図１における上面）側に固着されるシリコン基板１０２を有する本体１００と、ガラス基板１０１中央を厚み方向に貫通する形で設けられた収納孔１０１ａ内に収納される被固定物１１０とを備え、被固定物１１０が、収納孔１０１ａの内周面と収納孔１０１ａを塞ぐシリコン基板１０２とで囲まれる空間からなる収納部内に収納されて収納部の内周面との間の隙間に充填されるポッティング材１２０により本体１００に接着固定されてなる。
【００２７】
本実施形態においては、収納部に充填されるポッティング材１２０が被固定物１１０の接着固定（位置決め）並びにシリコン基板１０２の保護などの役割を担っているが、ポッティング材１２０の線膨張係数と本体１００を形成するガラス基板１０１やシリコン基板１０２の線膨張係数とが大きく異なっていると、プリント配線板等への実装のためのリフロー加熱や使用環境における温度変化に起因してポッティング材１２０と本体１００との間に熱応力がはたらき、その熱応力によってガラス基板１０１やシリコン基板１０２に生じる歪みが原因で種々の不具合が生じる可能性がある。
【００２８】
そこで本実施形態では、ポッティング材１２０を２層構造とし、シリコン基板１０２と接する第１層１２１を、第１層１２１に対してシリコン基板１０２と反対側に積層される第２層１２２の材料に比較して弾性率が大きい材料、すなわち、第２層１２２に比較して柔らかい材料で形成している。例えば、第１層１２１としてシリコーン樹脂、ウレタン系樹脂、ゲル状の樹脂などを収納部の底（シリコン基板１０２の側）に充填し、第２層１２２としてエポキシ樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系で硬い（弾性率が小さい）樹脂あるいは低融点ガラスなどを第１層１２１に積層するように収納部に充填している。
【００２９】
而して、被固定物１１０の接着固定に対しては硬い（弾性率が小さい）材料が有利であるが、本体１００との間の熱応力の緩和に対しては柔らかい（弾性率が大きい）材料が有利であるため、相対的に硬い材料からなる第２層１２２で主にガラス基板１０１に対する被固定物１１０の接着固定を行い、相対的に柔らかい材料からなる第１層１２１で主にシリコン基板１０２を保護することにより、第１層１２１とシリコン基板１０２（あるいはシリコン基板１０２とガラス基板１０１）との間にはたらく熱応力が第１層１２１の弾性によって緩和できる。但し、第１層１２１と第２層１２２とは厚みを均等にする必要はなく、例えば、何れか一方の層の厚みを他方の層の厚みよりも十分に薄くしても構わない。
【００３０】
なお、熱応力を緩和するためには第１層１２１を相対的に柔らかい材料とすることが望ましいことは上述の通りであるが、熱応力が大きくなる状況（例えば、リフロー加熱時など）においてのみ柔らかくなるような材料を第１層１２１に用いても構わない。例えば、ガラス転移温度Ｔｇが一般的なリフロー加熱時の温度（例えば、２５０℃）よりも低い温度（例えば、２００℃〜２５０℃未満）であるような材料を第１層１２１に用いれば、リフロー加熱時に第１層１２１の材料がガラス転移温度Ｔｇを越えて柔らかくなるので、柔らかくなった第１層１２１とシリコン基板１０２（あるいはシリコン基板１０２とガラス基板１０１）との間にはたらく熱応力が緩和できるものである。
【００３１】
ところで、収納部に充填した材料を硬化して第１層１２１を形成する際、硬化時間が短いほど被固定物１１０の位置ずれが生じる可能性が低くなると考えられる。そこで、第１層１２１の材料として、上述のように柔らかく（あるいはリフロー加熱時のように高温環境下で柔らかくなる）且つ硬化時間が短い材料、例えば、紫外線（ＵＶ）や電子線（ＥＢ）の照射で硬化する樹脂（紫外線硬化樹脂や電子線硬化樹脂）、あるいは短時間で硬化する熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂などを用いれば、電子部品の組立時において被固定物１１０の位置ずれを防いで組立性を向上することができる。なお、硬化時間が短く且つ高温環境下で柔らかくなる材料としては、アクリル系やエポキシ系などの紫外線硬化樹脂であってガラス転移温度Ｔｇが想定される高温環境下の温度以下である樹脂などを用いればよい。
【００３２】
（実施形態２）
本実施形態はポッティング材１２０を構成する第１層１２１及び第２層１２２の材料に特徴があり、その他の構成については実施形態１と共通である。従って、実施形態１と共通の構成要素には同一の符号を付して図示並びに説明を省略する。
【００３３】
本実施形態においては、第１層１２１を相対的に硬い（弾性率が小さい）材料で形成し、第２層１２２を相対的に柔らかい（弾性率が大きい）材料で形成している点に特徴がある。例えば、第１層１２１としてエポキシ樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系で硬い樹脂あるいは低融点ガラスなどを収納部の底（シリコン基板１０２の側）に充填し、第２層１２２としてシリコーン樹脂、ウレタン系樹脂、ゲル状の樹脂などを第１層１２１に積層するように収納部に充填している。
【００３４】
而して、相対的に硬い材料を熱応力によって不具合が生じない程度の量だけ充填して第１層１２１を形成し、相対的に柔らかい材料からなる第２層１２２で第１層１２１の外側を覆うことにより、ポッティング材１２０と本体１００（ガラス基板１０１）との間にはたらく熱応力を緩和することができる。但し、第１層１２１と第２層１２２とは厚みを均等にする必要はなく、例えば、何れか一方の層の厚みを他方の層の厚みよりも十分に薄くしても構わない。
【００３５】
ここで、熱応力が発生する原因の多くは材料間の線膨張係数の差であり、線膨張係数が等しい材料間では熱応力が発生しないと考えられる。したがって、第１層１２１の材料として、線膨張係数が本体１００を形成するガラス基板１０１及びシリコン基板１０２の線膨張係数（約２〜１０ｐｐｍ）に近い値のものを用いれば、第１層１２１と本体１００との間にはたらく熱応力をさらに緩和することができる。なお、この種の材料としては、低融点ガラス、無機系接着剤、フィラー充填量が多い樹脂などが考えられる。
【００３６】
ところで、材料の硬化収縮率（収縮係数）が大きいと硬化時の残留応力も大きくなり、熱応力と同様に不具合が生じる可能性が高くなる。そこで、硬化収縮率が比較的に小さい材料を第１層１２１に用いることによって硬化時の残留応力を減少させることが望ましい。なお、第１層１２１の材料として要求される硬化収縮率については、不具合の生じない上限値を実験によって求めて当該上限値以下の値に決めればよい。
【００３７】
さらに、第１層１２１の材料として、実施形態１で説明したように硬化時間が短い材料や、あるいは硬化時間が短く且つ線膨張係数がガラスやシリコンに近い値を持つ材料を用いれば、組立性を向上し熱応力をさらに緩和することができる。
【００３８】
（実施形態３）
本実施形態は、ポッティング材１２０を多層（３層）構造とした点に特徴があり、その他の構成については実施形態１と共通である。従って、実施形態１と共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３９】
図２に示すように本実施形態においては、ポッティング材１２０が、シリコン基板１０２に接する第１層１２１と、第１層１２１に積層する第２層１２２と、さらに第２層１２２に積層する第３層１２３とを有している。すなわち、ポッティング材１２０には被固定物１１０の接着固定、シリコン基板１０２の保護、本体１００との間の応力緩和などの種々の機能が要求されるが、個々の要求を満たす材料の性質は互いに相反するものが多いため、全ての機能を満足するように材料の特性を調整することは非常に難しい。そこで、ポッティング材１２０を３層以上の多層構造とし、各層にそれぞれ別の機能を持たせれば、ポッティング材１２０として複数の機能を満足させることが可能となる。
【００４０】
例えば、第１層１２１に硬化時間が短い材料を用いることで被固定物１１０の接着固定を行って組立性を向上し、第２層１２２に柔らかい（弾性率が大きい）材料若しくは高温環境下で柔らかくなる材料を用いることでガラス基板１０１との間の熱応力を緩和し、第３層１２３に硬い（弾性率が小さい）材料若しくは線膨張係数がガラス基板１０１に近い値の材料、あるいは硬化収縮率が小さい材料を用いることでシリコン基板１０２を保護することができる。あるいは、第２層１２２に硬い（弾性率が小さい）材料若しくは線膨張係数がガラス基板１０１に近い値の材料、あるいは硬化収縮率が小さい材料を用いることでシリコン基板１０２を保護し、第３層１２３に柔らかい（弾性率が大きい）材料若しくは高温環境下で柔らかくなる材料を用いることでガラス基板１０１との間の熱応力を緩和するとともに被固定物１１０を保護することができる。但し、弾性率が小さい性質、線膨張係数がガラスに近い性質、硬化収縮率が小さい性質の少なくとも何れか２つの性質を有する材料を第２層１２２又は第３層１２３に用いても構わない。
【００４１】
ところで、上述のようにポッティング材１２０を多層構造にすることが望ましいのであるが、図３に示すようにポッティング材１２０が１層構造の場合においても材料を選定することで課題を解決し得る場合がある。
【００４２】
例えば、ポッティング材１２０としてシリコーン樹脂、ウレタン系樹脂、ゲル状の樹脂などの柔らかい（弾性率が大きい）材料を用いれば、材料の弾性によってポッティング材１２０とガラス基板１０１及びシリコン基板１０２との間にはたらく熱応力を緩和することができる。また、ポッティング材１２０として低融点ガラス、無機系接着剤、フィラー充填量が多い樹脂などの線膨張係数がガラスやシリコンに近い値を持つ材料を用いれば、熱応力による歪みを低減することができる。なお、ポッティング材１２０に柔らかい材料を用いる場合、熱応力を緩和することができるものの被固定物１１０の接着固定に関しては不利となるので、最も過酷な温度条件であるリフロー加熱時にのみ柔らかくなる材料（例えば、ガラス転移温度Ｔｇがリフロー加熱時の温度以下である熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂など）を用いれば、被固定物１１０の接着固定と熱応力緩和の双方の機能をポッティング材１２０に持たせることができる。あるいは、ポッティング材１２０として硬化時間が短い材料、例えば、紫外線（ＵＶ）や電子線（ＥＢ）の照射で硬化する樹脂（紫外線硬化樹脂や電子線硬化樹脂）、あるいは短時間で硬化する熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂などを用いれば、電子部品の組立時において被固定物１１０の位置ずれを防いで組立性を向上することができる。
【００４３】
また、上述の性質を同時に２つ以上有する材料をポッティング材１２０に用いることも可能である。つまり、柔らかく（弾性率が大きく）且つ線膨張係数がガラスやシリコンに近い値を持つ材料、例えば、シリコーン樹脂、ウレタン系樹脂、ゲル状の樹脂などにガラス繊維やガラス粒子などの充填剤（フィラー）を充填（例えば、フィラー充填量が２０％〜５０％程度）した材料をポッティング材１２０に用いれば、熱応力の緩和並びに熱応力歪みの低減が図れる。あるいは、線膨張係数がガラスやシリコンに近い値を持ち且つ高温で柔らかくなる材料、例えば、ガラス転移温度Ｔｇが想定される高温環境下の温度以下である樹脂に充填剤を含有した材料をポッティング材１２０に用いれば、被固定物１１０の確実な接着固定と熱応力歪みの低減が図れる。
【００４４】
さらに、硬化時間が短く且つ線膨張係数がガラスやシリコンに近い値を持つ材料、例えば、アクリル系やエポキシ系などの紫外線硬化樹脂にガラス繊維やガラス粒子などの充填剤（フィラー）を充填した材料をポッティング材１２０に用いれば、電子部品の組立時において被固定物１１０の位置ずれを防いで組立性を向上することができるとともに熱応力歪みが低減できる。また、硬化時間が短く且つ高温で柔らかくなる材料、例えば、アクリル系やエポキシ系などの紫外線硬化樹脂のうちでガラス転移温度Ｔｇが想定される高温環境下の温度以下である材料をポッティング材１２０に用いれば、電子部品の組立時において被固定物１１０の位置ずれを防いで組立性を向上することができるとともに被固定物１１０の確実な接着固定と熱応力の緩和が図れる。
【００４５】
あるいは、硬化時間が短く且つ線膨張係数がガラスやシリコンに近い値を持ち、高温で柔らかくなる材料、例えば、アクリル系やエポキシ系などの紫外線硬化樹脂のうちでガラス転移温度Ｔｇが想定される高温環境下の温度以下である樹脂にガラス繊維やガラス粒子などの充填剤を充填した材料をポッティング材１２０に用いれば、電子部品の組立時において被固定物１１０の位置ずれを防いで組立性を向上することができるとともに被固定物１１０の確実な接着固定と熱応力の緩和と熱応力歪みの低減が図れる。なお、上述したフィラー充填量等の数値は一例であって、これに限定されるものではない。
【００４６】
（実施形態４）
本実施形態は、従来技術で例示したマイクロリレーを電子部品としたものであり、以下、図４〜図６を参照して詳細に説明する。
【００４７】
本実施形態のマイクロリレーは、ヨーク２０に巻回されたコイル２２，２２への励磁電流に応じて磁束を発生する電磁石装置２と、絶縁性を有する矩形板状のガラス基板からなり厚み方向の一面側において長手方向の両端部それぞれに各一対の固定接点１４が設けられたベース基板１と、ベース基板１の上記一表面側に固着される枠状（矩形枠状）のフレーム部３１およびフレーム部３１の内側に配置されて４本の支持ばね部３２を介してフレーム部３１に揺動自在に支持され電磁石装置２により駆動されるアーマチュア３０およびアーマチュア３０にそれぞれ２本の接圧ばね部３５を介して支持されそれぞれ可動接点３９が設けられた２つの可動接点基台部３４を有するアーマチュアブロック３と、アーマチュアブロック３におけるベース基板１とは反対側で周部がフレーム部３１に固着された絶縁性を有する矩形板状のガラス基板からなるカバー４とを備えている。つまり、本実施形態のマイクロリレーにおいては、ベース基板１とアーマチュアブロック３が本体に相当し、電磁石装置２が被固定物に相当する。
【００４８】
電磁石装置２におけるヨーク２０は、２つのコイル２２，２２が直接巻回される細長の矩形板状のコイル巻回部２０ａと、コイル巻回部２０ａの長手方向の両端部それぞれからアーマチュア３０に近づく向きに延設されコイル２２，２２への励磁電流に応じて互いの先端面が異極に励磁される一対の脚片２０ｂ，２０ｂと、ヨーク２０の両脚片２０ｂ，２０ｂの間でコイル巻回部２０ａの長手方向の中央部に重ねて配置された矩形板状の永久磁石２１と、細長の矩形板状であってヨーク２０のコイル巻回部２０ａにおける永久磁石２１との対向面とは反対側でコイル巻回部２０ａと直交するようにコイル巻回部２０ａに固着されるプリント基板２３とを備えている。なお、ヨーク２０は、電磁軟鉄などの鉄板を曲げ加工あるいは鋳造加工することにより形成されており、両脚片２０ｂ，２０ｂの断面が矩形状に形成されている。
【００４９】
永久磁石２１は、コイル巻回部２０ａとの重ね方向（厚み方向）の両面それぞれの磁極面２１ａ，２１ｂが異極に着磁されており、一方の磁極面２１ｂがヨーク２０のコイル巻回部２０ａに当接し、他方の磁極面２１ａがヨーク２０の両脚片２０ｂ，２０ｂの先端面と同一平面上に位置するように厚み寸法を設定してある。
【００５０】
また、各コイル２２，２２はそれぞれ、永久磁石２１とヨーク２０の脚片２０ｂ，２０ｂとによって口軸方向（つまり、コイル巻回部２０ａの長手方向）への移動が規制される。プリント基板２３は、絶縁基板２３ａの一表面における長手方向の両端部に導体パターン２３ｂが形成されており、各導体パターン２３ｂには外部接続用電極とコイル接続部とが設けられている。ここにおいて、コイル接続部には、コイル２２，２２の端末が接続されるが、コイル２２，２２は、外部接続用電極間に電源を接続してコイル２２，２２へ励磁電流を流したときにヨーク２０の両脚片２０ｂ，２０ｂの先端面が互いに異なる磁極となるように接続されている。
【００５１】
ベース基板１は、パイレックス（登録商標）のような耐熱ガラスにより形成されており、外周形状が矩形状であって、中央部には厚み方向に貫通し電磁石装置２を収納する収納孔１６が貫設され、四隅の各近傍には厚み方向に貫通する信号線用スルーホールたるスルーホール１０ａが貫設され、長手方向の両端部における短手方向の略中央には厚み方向に貫通するグランド用スルーホールたるスルーホール１０ｂが貫設されている。また、ベース基板１の厚み方向の両面であって各スルーホール１０ａ，１０ｂそれぞれの周縁にはランド１２が形成されている。ここに、ベース基板１の厚み方向において重なるランド１２同士はスルーホール１０ａ，１０ｂの内周面に被着された導電性材料（例えば、Ｃｕ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ａｕ，あるいはこれらの合金など）からなる導体層（図示せず）により電気的に接続されている。また、ベース基板１の厚み方向の他表面側において各スルーホール１０ａ，１０ｂ周縁のランド１２にはバンプが適宜固着されており、バンプをランド１２に固着することによって、ベース基板１の上記他表面側ではスルーホール１０ａ，１０ｂの開口面がバンプにより覆われる。スルーホール１０ａ，１０ｂの開口面は円形状であって、ベース基板１の上記一表面には、それぞれスルーホール１０ａ，１０ｂの開口面およびランド１２を覆うシリコン薄膜からなる蓋体１９ａ，１９ｂが固着されている。
【００５２】
また、上述の各一対の固定接点１４は、ベース基板１の長手方向の両端部においてベース基板１の短手方向に離間して形成された２つのスルーホール１０ａの間で上記短手方向に並設されており、上記短手方向において隣り合うスルーホール１０ａの周縁に形成されたランド１２と固定接点１４に連続した配線パターン１８を介して電気的に接続されている。また、ベース基板１の長手方向の両端部には上記短手方向を長手方向とするグランドパターン１１がスルーホール１０ｂを挟むように形成されスルーホール１０ｂの周縁に形成されたランド１２と連続している。なお、上述のスルーホール１０ａ，１０ｂおよび収納孔１６は、例えば、サンドブラスト法、エッチング法、ドリル加工法、超音波加工法などによって形成すればよく、上述の導体層は、例えば、めっき法、蒸着法、スパッタ法などによって形成すればよい。
【００５３】
また、収納孔１６の開口面は十字状であって、ベース基板１の上記一表面側には、収納孔１６を閉塞するシリコン薄膜からなる蓋体１７が固着されている。蓋体１７には電磁石装置２におけるヨーク２０の両脚片２０ｂ，２０ｃそれぞれの先端部を位置決めする位置決め部１７ｆ，１７ｆと、永久磁石２１を位置決めする位置決め部１７ｅとが形成されており、両脚片２０ｂ，２０ｂの各先端面および永久磁石２１の磁極面２１ａが蓋体１７と密着している。すなわち、電磁石装置２は、ヨーク２０の両脚片２０ｂ，２０ｂの各先端面が蓋体１７と対向する形で収納孔１６に挿入される。なお、本実施形態では、収納孔１６の内周面と蓋体１７とで囲まれる空間が電磁石装置２を収納する収納部を構成しており、電磁石装置２０は、永久磁石２１がベース基板１の厚み寸法内でアーマチュア３０とヨーク２０とにより形成される磁路中に設けられ、プリント基板２３における絶縁基板２３ａの表面がベース基板１の上記他表面と略面一となっている。ここにおいて、電磁石装置２は、ベース基板１の収納部内にベース基板１の厚み方向の上記他表面側から挿入されて収納部の内周面との間の隙間に充填されるポッティング材２５によりベース基板１に固着されている。
【００５４】
収納孔１６は、ベース基板１の上記一表面から上記他表面に近づくにつれて徐々に開口面積が大きくなるテーパ形状となっており、ベース基板１の上記他表面側から電磁石装置２を挿入しやすく、且つ、ベース基板１の上記一表面における収納孔１６の開口面積を比較的小さくすることができる。
【００５５】
アーマチュアブロック３は、シリコン基板からなる半導体基板を半導体微細加工プロセスにより加工することによって、上述の矩形枠状のフレーム部３１と、上述の４本の支持ばね３２と、フレーム部３１の内側に配置されアーマチュア３０の一部を構成する矩形板状の可動基台部３０ａと、上述の４本の接圧ばね３５と、上述の２つの可動接点基台部３４とを形成してあり、可動基台部３０ａと、可動基台部３０ａにおけるベース基板１との対向面に固着された磁性体（例えば、軟鉄、電磁ステンレス、パーマロイなど）からなる矩形板状の磁性体部３０ｂとでアーマチュア３０を構成している。したがって、アーマチュア３０が４本の支持ばね部３２を介してフレーム部３１に揺動自在に支持されている。なお、可動基台部３０ａはフレーム部３１よりも薄肉であり、アーマチュア３０の厚み寸法は、アーマチュアブロック３とベース基板１とを固着した状態においてアーマチュア３０の磁性体部３０ｂと蓋体１７との間に所定のギャップが形成されるように設定されている。
【００５６】
上述の支持ばね部３２は、可動基台部３０ａの短手方向の両側面側で可動基台部３０ａの長手方向に離間して２箇所に形成されている。各支持ばね部３２は、一端部がフレーム部３１に連続一体に連結され他端部が可動基台部３０ａに連続一体に連結されている。なお、各支持ばね部３２は、平面形状において上記一端部と上記他端部との間の部位を同一面内で蛇行した形状に形成することにより長さ寸法を長くしてあり、アーマチュア３０が揺動する際に各支持ばね部３２にかかる応力を分散させることができ、各支持ばね部３２が破損するのを防止することができる。
【００５７】
また、可動基台部３０ａは、短手方向の両側縁の中央部から矩形状の突片３６が連続一体に延設され、フレーム部３１の内周面において突片３６に対応する部位からも矩形状の突片３７が連続一体に延設されている。すなわち、可動基台部３０ａから延設された突片３６とフレーム部３１から延設された突片３７とは互いの先端面同士が対向している。ここに、可動基台部３０ａから延設された各突片３６の先端面には凸部３６ａが形成されており、フレーム部３１から延設された各突片３７の先端面には、凸部３６ａが入り込む凹部３７ａが形成されている。したがって、凸部３６ａが凹部３７ａの内周面に当接することでフレーム部３１の厚み方向に直交する面内におけるアーマチュア３０の移動が規制される。なお、アーマチュア３０の同一の側縁側に配設される２つの支持ばね部３２は、突片３６の両側に位置している。
【００５８】
また、アーマチュアブロック３は、アーマチュア３０の長手方向においてアーマチュア３０の両端部とフレーム部３１との間にそれぞれ可動接点基台部３４が配置されており、各可動接点基台部３４におけるベース基板１との対向面に導電性材料からなる可動接点３９が固着されている。ここに、可動接点基台部３４は上述の２本の接圧ばね部３５を介して可動基台部３０ａに支持されている。なお、可動基台部３０ａは上述のように矩形板状に形成されており、磁性体部３０ｂの変位量を制限するストッパ部３３が四隅それぞれから連続一体に延設されており、接圧ばね部３５の平面形状は、ストッパ部３３の外周縁の３辺に沿ったコ字状に形成されている。このストッパ部３３は、ベース基板１の上記一表面と接触することにより磁性体部３０ｂの変位量を制限する。
【００５９】
カバー４は、パイレックス（登録商標）のような耐熱ガラスにより構成されており、アーマチュアブロック３との対向面にアーマチュア３０の揺動空間を確保する凹所が形成されている。
【００６０】
以下、本実施形態のマイクロリレーの動作について説明する。
【００６１】
本実施形態のマイクロリレーでは、コイル２２，２２への通電が行われると、磁化の向きに応じて磁性体部３０ｂの長手方向の一端部がヨーク２０の一方の脚片２０ｂに吸引されてアーマチュア３０が揺動しアーマチュア３０の一端側の可動接点基台部３４に固着された可動接点３９が対向する一対の固定接点１４，１４に所定の接点圧で接触する。この状態で通電を停止しても、永久磁石２１の発生する磁束により、吸引力が維持され、そのままの状態が保持される。
【００６２】
また、コイル２２，２２への通電方向を逆向きにすると、アーマチュア３０の磁性体部３０ｂがヨーク２０の他方の脚片２０ｂに吸引されてアーマチュア３０が揺動しアーマチュア３０の他端側の可動接点基台部３４に保持された可動接点３９が対向する一対の固定接点１４，１４に所定の接点圧で接触する。この状態で通電を停止しても、永久磁石２１の発生する磁束により、吸引力が維持され、そのままの状態が保持される。
【００６３】
本実施形態においては、収納部に充填されるポッティング材２５が電磁石装置２の位置決め（接着固定）並びに蓋体１７やコイル２２，２２の保護などの役割を担っているが、ポッティング材２５の線膨張係数とベース基板１を形成するガラスや蓋体を形成するシリコンの線膨張係数とが大きく異なっていると、プリント配線板等への実装のためのリフロー加熱や使用環境における温度変化に起因してポッティング材２５とベース基板１や蓋体１７との間に熱応力がはたらき、その熱応力によってベース基板１や蓋体１７に生じる歪みが原因で種々の不具合が生じる可能性がある。
【００６４】
そこで本実施形態では、ポッティング材２５を２層構造とし、蓋体１７と接する第１層２５ａを、第１層２５ａに対して蓋体１７と反対側に積層される第２層２５ｂの材料に比較して弾性率が大きい材料、すなわち、第２層２５ｂに比較して柔らかい材料で形成している。例えば、第１層２５ａとしてシリコーン樹脂、ウレタン系樹脂、ゲル状の樹脂などを収納部の底（蓋体１７の側）に充填し、第２層２５ｂとしてエポキシ樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系で硬い（弾性率が小さい）樹脂あるいは低融点ガラスなどを第１層２５ａに積層するように収納部に充填している。
【００６５】
而して、電磁石装置２の位置決め（接着固定）に対しては硬い（弾性率が小さい）材料が有利であるが、薄膜１７及びベース基板１との間の熱応力の緩和に対しては柔らかい（弾性率が大きい）材料が有利であるため、相対的に硬い材料からなる第２層２５ｂで主にベース基板１に対する電磁石装置２の位置決め（接着固定）を行い、相対的に柔らかい材料からなる第１層２５ａで主に蓋体１７を保護することにより、第１層２５ａと蓋体１７（あるいは蓋体１７とベース基板１）との間にはたらく熱応力が第１層２５ａの弾性によって緩和できる。但し、第１層２５ａと第２層２５ｂとは厚みを均等にする必要はなく、例えば、何れか一方の層の厚みを他方の層の厚みよりも十分に薄くしても構わない。
【００６６】
なお、熱応力を緩和するためには第１層２５ａを相対的に柔らかい材料とすることが望ましいことは上述の通りであるが、熱応力が大きくなる状況（例えば、リフロー加熱時など）においてのみ柔らかくなるような材料を第１層２５ａに用いても構わない。例えば、ガラス転移温度Ｔｇが一般的なリフロー加熱時の温度（例えば、２５０℃）よりも低い温度（例えば、２００℃〜２５０℃未満）であるような材料を第１層２５ａに用いれば、リフロー加熱時に第１層２５ａの材料がガラス転移温度Ｔｇを越えて柔らかくなるので、柔らかくなった第１層２５ａと蓋体１７（あるいは蓋体１７とベース基板１）との間にはたらく熱応力が緩和できるものである。
【００６７】
ところで、収納部に充填した材料を硬化して第１層２５ａを形成する際、硬化時間が短いほど電磁石装置２の位置ずれが生じる可能性が低くなると考えられる。そこで、第１層２５ａの材料として、上述のように柔らかく（あるいはリフロー加熱時のように高温環境下で柔らかくなる）且つ硬化時間が短い材料、例えば、紫外線（ＵＶ）や電子線（ＥＢ）の照射で硬化する樹脂（紫外線硬化樹脂や電子線硬化樹脂）、あるいは短時間で硬化する熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂などを用いれば、マイクロリレーの組立時において電磁石装置２の位置ずれを防いで組立性を向上することができる。なお、硬化時間が短く且つ高温環境下で柔らかくなる材料としては、アクリル系やエポキシ系などの紫外線硬化樹脂であってガラス転移温度Ｔｇが想定される高温環境下の温度以下である樹脂などを用いればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施形態１を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態３を示す断面図である。
【図３】本発明の参考例を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態４（マイクロリレー）の分解斜視図である。
【図５】同上におけるアーマチュアブロックの分解斜視図である。
【図６】同上の断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１００  本体
１０１  ガラス基板
１０２  シリコン基板
１１０  被固定物
１２０  ポッティング材
１２１  第１層
１２２  第２層
【図１】
2007134140.tif 000003
【図２】
2007134140.tif 000004
【図３】
2007134140.tif 000005
【図４】
2007134140.tif 000006
【図５】
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【図６】
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