(57)【要約】【課題】粉塵が可動接点や固定接点に付着するのを抑制することが可能なＭＥＭＳリレーを提供する。【解決手段】一表面側に固定接点１４が設けられたベース基板１と、ベース基板１に対向配置されたカバー基板３と、電磁石装置４と、ベース基板１とカバー基板３との間に介在するフレーム部２１と、フレーム部２１の内側に配置され揺動可能な可動部２３とを備える。可動部２３は、可動部本体２０と、電磁石装置４と共に磁気回路を構成するアーマチュア２４と、アーマチュア２４の揺動に伴い固定接点１４に接離する可動接点が設けられた接点保持部２８とを有する。可動部本体２０は、一面側においてアーマチュア２４の揺動軸上に支点突起が設けられ、支点突起と可動接点および固定接点１４との間においてベース基板１の一表面側と可動部本体２０における一面側との少なくとも一方に粉塵が可動接点および固定接点１４に到達するのを抑制する凸部５２が形成される。【選択図】図１
2012212582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚み方向の一表面側に固定接点が設けられたベース基板と、前記ベース基板の前記一表面側に対向配置されたカバー基板と、前記ベース基板に収納された電磁石装置と、前記ベース基板と前記カバー基板との間に介在するフレーム部と、前記フレーム部の内側に配置され揺動可能な可動部とを備え、前記可動部は、板状の可動部本体と、前記可動部本体において前記電磁石装置側に配置され前記電磁石装置とともに磁気回路を構成するアーマチュアと、前記可動部本体に支持され前記アーマチュアの揺動に伴って前記固定接点に接離する可動接点が設けられた接点保持部とを有し、前記可動部本体は、前記ベース基板と対向する一面において前記アーマチュアの揺動軸上に、前記ベース基板と当接して前記可動部が揺動する際の支点となる支点突起が設けられ、前記支点突起と前記可動接点および前記固定接点との間において前記ベース基板の前記一表面側と前記可動部本体において前記ベース基板と対向する前記一面側との少なくとも一方に前記可動部の揺動に起因して発生した粉塵が前記可動接点および前記固定接点に到達するのを抑制する凸部が形成されてなることを特徴とするＭＥＭＳリレー。
【請求項２】
前記支点突起と前記可動接点および前記固定接点との間において、前記ベース基板の前記一表面側と前記可動部本体において前記ベース基板と対向する前記一面側との一方に前記可動部の揺動範囲を規制するストッパ部が設けられ、前記ストッパ部と前記可動接点および前記固定接点との間に前記凸部が形成されてなることを特徴とする請求項１記載のＭＥＭＳリレー。
【請求項３】
前記凸部は、前記ベース基板の前記一表面側と前記可動部本体において前記ベース基板と対向する前記一面側との両方に設けられてなることを特徴とする請求項１または請求項２記載のＭＥＭＳリレー。
【請求項４】
前記可動部本体において前記ベース基板と対向する前記一面側に形成された前記凸部は、前記可動接点と同じ材料であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のＭＥＭＳリレー。
【請求項５】
前記ベース基板の前記一表面側に形成された前記凸部は、前記固定接点と同じ材料であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のＭＥＭＳリレー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）リレーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電磁石装置を備えた電磁式のマイクロリレーが提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に開示されたマイクロリレーは、図９および図１０に示すように、矩形板状のガラス基板からなり厚み方向の一表面側（図９では、上面側）において長手方向の両端部の各々に一対の固定接点６６，６６が設けられたベース基板６０と、一対の固定接点６６，６６と接離可能な可動接点７１が設けられたアーマチュアブロック６２とを有している。また、このマイクロリレーは、アーマチュアブロック６２におけるベース基板６０側とは反対側に固着された矩形板状のガラス基板からなるカバー６３と、ベース基板６０に形成された収納部（図示せず）に収納された電磁石装置６１とを有している。なお、ベース基板６０の上記一表面側には、収納部の上側の開口部を覆うシリコン薄膜からなる蓋体７８が固着されている。
【０００４】
各一対の固定接点６６，６６は、ベース基板６０の長手方向の両端部において、ベース基板６０の短手方向に離間して形成された２つのスルーホール（図示せず）の間に並設されている。また、各一対の固定接点６６，６６は、ベース基板６０の短手方向において隣り合うスルーホールの周縁に形成されたランド（図示せず）に、導電パターン６４を介して電気的に接続されている。なお、ベース基板６０の上記一表面側には、スルーホールの開口面およびランドを覆う４枚のシリコン薄膜からなる蓋体６５が固着されている。
【０００５】
アーマチュアブロック６２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、矩形枠状のフレーム部６７と、このフレーム部６７の内側に配置され４本の支持ばね部６８を介してフレーム部６７に揺動自在に支持されたアーマチュア６９と、このアーマチュア６９に２本の接圧ばね部７０，７０を介して支持され可動接点７１が設けられた２つの可動接点基台部７２，７２とが形成されている。なお、カバー６３の周部が、フレーム部６７に固着されている。
【０００６】
アーマチュア６９は、矩形板状の可動基台部７４と、この可動基台部７４におけるベース基板６０との対向面に固着され磁性体（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６９ｂとで構成されている。
【０００７】
可動基台部７４には、短手方向の両端の中央部からこの短手方向へ突片７５が延設されている。これら突片７５におけるベース基板６０側（図１０では、上側）の一面には、支点突起７５ａが突設されている。また、可動基台部７４の四隅には、磁性体部６９ｂの変位量を制限するためのストッパ部７６が延設されている。
【０００８】
上述のマイクロリレーは、電磁石装置６１から発生する電磁力により磁性体部６９ｂが各支点突起７５ａの頂点を支点として揺動動作を行う。このとき、各可動接点基台部７２の一表面側（図９では、下面側）に設けられた可動接点７１の一方が、これに対応する一対の固定接点６６，６６に接触して固定接点６６，６６間を短絡する。また、上述のマイクロリレーでは、ストッパ部７６がベース基板６０の上記一表面側に接触することによって、磁性体部６９ｂの変位量を制限することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−２１６５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、特許文献１に開示されたマイクロリレーでは、可動基台部７４の四隅にストッパ部７６を延設しているので、磁性体部６９ｂの変位量を制限することができ、磁性体部６９ｂとベース基板６０の上記一表面側（例えば、蓋体７８）とが接触して磁性体部６９ｂやベース基板６０の上記一表面側が破損するのを防止できる。
【００１１】
しかしながら、上述のマイクロリレーでは、磁性体部６９ｂが各支点突起７５ａを支点として揺動する際に、支点突起７５ａと蓋体７８との摺動部から粉塵が発生することがあった。これにより、上述のマイクロリレーでは、上記摺動部からの粉塵が可動接点７１や固定接点６６に付着して、可動接点７１と固定接点６６との接触不良が生じたり、接触抵抗が増大したりして動作特性が不安定となる可能性がある。
【００１２】
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、粉塵が可動接点や固定接点に付着するのを抑制することが可能なＭＥＭＳ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】
【００１３】
本発明のＭＥＭＳリレーは、厚み方向の一表面側に固定接点が設けられたベース基板と、前記ベース基板の前記一表面側に対向配置されたカバー基板と、前記ベース基板に収納された電磁石装置と、前記ベース基板と前記カバー基板との間に介在するフレーム部と、前記フレーム部の内側に配置され揺動可能な可動部とを備え、前記可動部は、板状の可動部本体と、前記可動部本体において前記電磁石装置側に配置され前記電磁石装置とともに磁気回路を構成するアーマチュアと、前記可動部本体に支持され前記アーマチュアの揺動に伴って前記固定接点に接離する可動接点が設けられた接点保持部とを有し、前記可動部本体は、前記ベース基板と対向する一面において前記アーマチュアの揺動軸上に、前記ベース基板と当接して前記可動部が揺動する際の支点となる支点突起が設けられ、前記支点突起と前記可動接点および前記固定接点との間において前記ベース基板の前記一表面側と前記可動部本体において前記ベース基板と対向する前記一面側との少なくとも一方に前記可動部の揺動に起因して発生した粉塵が前記可動接点および前記固定接点に到達するのを抑制する凸部が形成されてなることを特徴とする。
【００１４】
このＭＥＭＳリレーにおいて、前記支点突起と前記可動接点および前記固定接点との間において、前記ベース基板の前記一表面側と前記可動部本体において前記ベース基板と対向する前記一面側との一方に前記可動部の揺動範囲を規制するストッパ部が設けられ、前記ストッパ部と前記可動接点および前記固定接点との間に前記凸部が形成されてなることが好ましい。
【００１５】
このＭＥＭＳリレーにおいて、前記凸部は、前記ベース基板の前記一表面側と前記可動部本体において前記ベース基板と対向する前記一面側との両方に設けられてなることが好ましい。
【００１６】
このＭＥＭＳリレーにおいて、前記可動部本体において前記ベース基板と対向する前記一面側に形成された前記凸部は、前記可動接点と同じ材料であることが好ましい。
【００１７】
このＭＥＭＳリレーにおいて、前記ベース基板の前記一表面側に形成された前記凸部は、前記固定接点と同じ材料であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のＭＥＭＳリレーにおいては、粉塵が可動接点や固定接点に付着するのを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態１のＭＥＭＳリレーの概略分解斜視図である。
【図２】同上のＭＥＭＳリレーにおける可動部の概略分解斜視図である。
【図３】同上のＭＥＭＳリレーにおける可動部の概略斜視図である。
【図４】同上のＭＥＭＳリレーにおける可動部を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は要部概略断面図である。
【図５】同上のＭＥＭＳリレーの概略断面図である。
【図６】同上のＭＥＭＳリレーを示し、ベース基板側から見た概略斜視図である。
【図７】実施形態２のＭＥＭＳリレーにおける可動部の概略分解斜視図である。
【図８】同上のＭＥＭＳリレーの概略断面図である。
【図９】従来例のマイクロリレーを示す概略分解斜視図である。
【図１０】同上のマイクロリレーにおけるアーマチュアブロックの概略分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（実施形態１）
以下、本実施形態のＭＥＭＳリレーについて、図１〜図６を参照しながら説明する。
【００２１】
本実施形態のＭＥＭＳリレーは、板状（例えば、矩形板状）のベース基板１と、ベース基板１の厚み方向の一表面側（図１では、上面側）に対向配置された板状（例えば、矩形板状）のカバー基板３と、ベース基板１に設けられた収納部１６に収納された電磁石装置４と、ベース基板１とカバー基板３との間に配置された可動部形成体２とを有する。このＭＥＭＳリレーは、可動部形成体２のベース基板１側に配置された板状（例えば、矩形板状）の磁性材料からなるアーマチュア２４を電磁石装置４にて動かすことにより、ベース基板１の上記一表面側に設けられた一対の固定接点１４，１４と可動部形成体２に設けられた可動接点２７（図２参照）とが接離する電磁駆動式のリレーである。なお、本実施形態のＭＥＭＳリレーでは、ベース基板１およびカバー基板３の外形サイズを、可動部形成体２の外形サイズと同じサイズに設定してある。
【００２２】
以下、上述のＭＥＭＳリレーの各構成要素について詳細に説明する。
【００２３】
ベース基板１は、絶縁性基板の一種であるガラス基板により形成されている。また、ベース基板１を形成するガラス基板の材料としては、硼珪酸ガラスを採用すればよい。硼珪酸ガラスとしては、例えば、パイレックス（登録商標）やテンパックス（登録商標）を採用することができる。
【００２４】
ここにおいて、ベース基板１は、ガラス基板により形成しているが、これに限らず、例えば、高抵抗率のシリコン基板、低温同時焼成セラミック基板（Low Temperature Co-fired Ceramic Substrate：ＬＴＣＣ基板）などにより形成してもよい。高抵抗率のシリコン基板としては、例えば、ＭＥＭＳリレーを高周波信号の伝送に用いる場合、抵抗率がより高いほうが好ましく、伝送対象の高周波信号の周波数が６ＧＨｚであれば、抵抗率が１００Ωｃｍ以上であることが好ましく、１０００Ωｃｍ以上であることがより好ましい。要するに、伝送対象の高周波信号の周波数が高いほど、抵抗率が高いほうが好ましい。また、ベース基板１は、ガラス基板の材料として硼珪酸ガラスを採用しているが、これに限らず、例えば、ソーダガラス、無アルカリガラス、石英ガラスなどを採用してもよい。
【００２５】
また、ベース基板１は、上記一表面側において長手方向の両端部の各々に一対の信号線１３，１３が形成されている。各一対の信号線１３，１３は、ベース基板１の短手方向に沿って配置されている。また、各信号線１３は、金属層（例えば、Ａｕ層など）により構成されている。各信号線１３の材料としては、例えば、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｏｓや、これらの合金などを採用することができる。
【００２６】
また、ベース基板１は、各信号線１３の一端部に固定接点１４が設けられている。固定接点１４の材料としては、例えば、Ａｕなどの導電性が良好な金属材料を採用することが好ましい。また、固定接点１４は、例えば、スパッタ法、電気めっき法、真空蒸着法などを利用して形成すればよい。なお、固定接点１４は、単層構造であるが、これに限らず、例えば、多層構造でもよい。また、固定接点１４の材料は、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕや、これらの合金などを採用することができる。
【００２７】
また、ベース基板１は、各信号線１３の他端部に、ベース基板１の厚み方向に貫設された貫通孔配線１５が設けられている。なお、信号線１３と貫通孔配線１５とは、電気的に接続されている。また、ベース基板１の厚み方向には、貫通孔１２（図６参照）が貫設されている。この貫通孔１２は、ベース基板１の上記一表面から他表面（図１では、下面）に近づくにつれて開口面積が徐々に大きくなるテーパ形状に形成されている。ここにおいて、貫通孔配線１５は、貫通孔１２の内面に沿って形成されベース基板１の上記一表面側において貫通孔１２を閉塞している。これにより、貫通孔配線１５は、ベース基板１の上記他表面側から貫通孔１２を通してＭＥＭＳリレー内に粉塵などの異物が侵入することを防止できる。
【００２８】
また、ベース基板１は、上述のように電磁石装置４を収納する収納部１６が設けられている。ここで、ベース基板１の中央部には、厚み方向に貫通し電磁石装置４が挿入される開口部１７が形成されている。
【００２９】
開口部１７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開口面積が徐々に大きくなるテーパ形状に形成されている。したがって、ベース基板１は、可動部形成体２側とは反対側から電磁石装置４を挿入し易く、且つ、ベース基板１の上記一表面における開口部１７の開口面積を比較的小さくすることができる。なお、開口部１７および上述の貫通孔１２は、例えば、サンドブラスト法、エッチング法などにより形成すればよい。
【００３０】
また、ベース基板１の上記一表面側には、開口部１７を閉塞する薄膜状の蓋体部１８が接合されている。要するに、ベース基板１は、開口部１７の内周面と蓋体部１８とで囲まれた空間により収納部１６を構成している。なお、蓋体部１８は、例えば、シリコン基板をエッチングや研磨などで薄膜化することにより形成すればよい。また、蓋体部１８の厚さは、電磁石装置４からアーマチュア２４に作用させる吸引力などの観点から５μｍ〜５０μｍ程度が好ましく、蓋体部１８の機械的強度などの観点から２０μｍ〜３０μｍ程度がより好ましい。
【００３１】
電磁石装置４は、Ｕ字状のヨーク４０と、このヨーク４０に巻回された２つのコイル４２，４２とを有する。
【００３２】
ヨーク４０は、両コイル４２，４２が直接巻回される細長の矩形板状のコイル巻回部４０ａと、このコイル巻回部４０ａの長手方向の両端部の各々からコイル巻回部４０ａの厚み方向に延設された側片４０ｂ，４０ｂとを有している。また、ヨーク４０は、コイル４２，４２への励磁電流に応じて一対の側片４０ｂ，４０ｂの互いの先端面が異極に励磁される。なお、ヨーク４０は、電磁軟鉄などの鉄板を曲げ加工、鋳造加工、プレス加工などを利用して加工することによって形成されており、両側片４０ｂ，４０ｂの断面が矩形状となっている。
【００３３】
また、電磁石装置４は、２つのコイル４２，４２に励磁電流を通電したときに電磁力を発生するものであり、この電磁力によって、アーマチュア２４の長手方向の両端部のうちの一端部を吸引する吸引力、および、両端部のうちの他端部を反発する反発力を発生させることができる。また、電磁石装置４は、ヨーク４０の両側片４０ｂ，４０ｂの間でコイル巻回部４０ａ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４１を有する。したがって、電磁石装置４では、永久磁石４１とヨーク４０の側片４０ｂ，４０ｂとにより、コイル巻回部４０ａの長手方向への各コイル４２，４２の移動が規制される。
【００３４】
永久磁石４１は、厚み方向の両面（磁極面）が異極に着磁されており、一方の磁極面がヨーク４０のコイル巻回部４０ａに当接し、他方の磁極面がヨーク４０の両側片４０ｂ，４０ｂの各先端面と同一平面上に位置するように形成されている。ここにおいて、上述の電磁石装置４は、ヨーク４０の両側片４０ｂ，４０ｂの各先端面および永久磁石４１の上記他方の磁極面が蓋体部１８に当接する形で収納部１６に収納されている。したがって、本実施形態のＭＥＭＳリレーは、電磁石装置４における永久磁石４１の上記他方の磁極面とヨーク４０の両側片４０ｂ，４０ｂの各先端面とを同一平面上に位置させることができるので、電磁石装置４とアーマチュア２４との間のギャップ長の精度を高めることが可能となる。
【００３５】
また、電磁石装置４は、細長の矩形板状に形成されたプリント基板４３を有する。このプリント基板４３は、絶縁性基板により形成されており、一表面側（図６では、上面側）における長手方向の両端部の各々に導体パターン４３ｂ，４３ｂが形成されている。
【００３６】
各導体パターン４３ｂ，４３ｂは、円形状に形成された部位が外部接続用電極４３ｂａ，４３ｂａを構成し、矩形状に形成された部位がコイル接続部４３ｂｂ，４３ｂｂを構成している。ここにおいて、各コイル接続部４３ｂｂ，４３ｂｂには、各コイル４２，４２の端末が各別に接続されている。したがって、本実施形態のＭＥＭＳリレーは、各外部接続用電極４３ｂａ，４３ｂａ間に電源を接続してコイル４２，４２に励磁電流を通電したとき、ヨーク４０の両側片４０ｂ，４０ｂの各先端面が互いに異なる磁極となる。
【００３７】
可動部形成体２は、シリコン基板からなる半導体基板を用いて形成されている。ここにおいて、可動部形成体２は、シリコン基板を用いて形成しているが、これに限らず、例えば、シリコン層／絶縁層（ＳｉＯ２層）／シリコン層の３層構造を有するＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板、シリコン層／絶縁層（ＳｉＯ２層）／シリコン層／絶縁層（ＳｉＯ２層）／シリコン層の５層構造（ダブルＳＯＩ構造）を有するダブルＳＯＩ基板などを用いて形成してもよい。
【００３８】
可動部形成体２は、ベース基板１とカバー基板３との間に介在する枠状（例えば、矩形枠状）のフレーム部２１と、フレーム部２１の内側に配置され揺動可能な可動部２３とを有する。可動部２３は、４つの連結部２２を介してフレーム部２１に揺動自在に支持されている。
【００３９】
可動部２３は、ベース基板１の上記一表面と当接してこの可動部２３が揺動する際の支点となる支点突起２３ｃ，２３ｃ（図２参照）を有する。また、可動部２３は、板状（例えば、矩形板状）の可動部本体２０と、可動部本体２０において電磁石装置４側に配置され電磁石装置４とともに磁気回路を構成するアーマチュア２４とを有する。また、可動部２３は、アーマチュア２４の中央部との間に可動部本体２０を挟んで配置されるプレート２５と、可動部本体２０に支持されアーマチュア２４の揺動に伴って一対の固定接点１４，１４に接離する可動接点２７が設けられた接点保持部２８とを有する。ここで、可動部形成体２は、アーマチュア２４およびプレート２５以外の構成要素を、マイクロマシニング技術を利用して形成してある。つまり、可動部形成体２のフレーム部２１、各連結部２２、可動部本体２０および接点保持部２８は、例えばシリコン基板からなる半導体基板を、フォトリソグラフィ技術、エッチング技術などの半導体プロセス技術を利用して加工することにより形成してある。なお、アーマチュア２４およびプレート２５については、打ち抜き加工などの機械加工技術を利用して形成してある。
【００４０】
可動部本体２０は、長手方向の中央部において厚み方向に貫設された貫通孔２９が２つ設けられている。これら２つの貫通孔２９，２９は、可動部本体２０の短手方向に沿った中心線上に並んで形成されている。また、各貫通孔２９は、円形状の開口形状となっているが、開口形状は特に限定するものではない。
【００４１】
アーマチュア２４は、磁性材料により形成されている。アーマチュア２４を構成する磁性材料としては、例えば、鉄−コバルト合金からなる磁性材料を採用すればよい。なお、アーマチュア２４は、磁性材料として、鉄−コバルト合金からなる磁性材料を採用しているが、これに限らず、例えば、電磁軟鉄、電磁ステンレス、パーマロイなどの磁性材料を採用してもよい。また、アーマチュア２４は、可動部本体２０よりもやや小さな板状（例えば、矩形板状）に形成されている。
【００４２】
プレート２５の材料としては、フェライト系ステンレス鋼の一種であるＳＵＳ４３０を採用しているが、これに限らず、例えば、ＳＵＳ４３０以外のステンレス鋼、金属、合金などを採用してもよい。
【００４３】
プレート２５は、細長の板状に形成されており、長手方向の寸法が可動部本体２０の短手方向の寸法よりもやや大きな寸法に設定されている。また、プレート２５は、長手方向の中間部における短手方向の寸法が、可動部本体２０に貫設された貫通孔２９の内径よりも大きな寸法に設定されている。また、プレート２５は、可動部本体２０の長手方向の中央部において、このプレート２５の長手方向を可動部本体２０の短手方向に合わせて配置している。なお、プレート２５の両端部は、先細り状の形状となっている。
【００４４】
また、プレート２５は、可動部本体２０の各貫通孔２９を通してアーマチュア２４に溶接されている。ここで、プレート２５をアーマチュア２４に溶接する方法としては、可動部本体２０の一表面側（図１では、下面側）にアーマチュア２４を配置して可動部本体２０の他表面側にプレート２５を配置した状態で、プレート２５における各貫通孔２９に対応する部位にレーザ光を照射してプレート２５を局所的に溶融させてアーマチュア２４に溶接させている（図３，図４参照）。要するに、プレート２５は、レーザ溶接法を利用してアーマチュア２４に溶接されている。
【００４５】
また、可動部形成体２は、フレーム部２１の厚み寸法を、可動部本体２０とカバー基板３との間に適宜の空隙が形成されるように設定してある。また、可動部形成体２は、可動部本体２０の厚み寸法をフレーム部２１の厚み寸法よりも小さく設定し、アーマチュア２４の厚み寸法を可動部形成体２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２４とベース基板１との間に適宜の空隙が形成されるように設定してある。さらに、可動部形成体２は、プレート２５の厚み寸法を、可動部本体２０とカバー基板３との間に適宜の空隙が形成されるように設定してある。
【００４６】
ここにおいて、本実施形態のＭＥＭＳリレーでは、フレーム部２１の厚み寸法を２００μｍ、可動部本体２０の厚み寸法を５０μｍ、アーマチュア２４の厚み寸法を１００μｍ、プレート２５の厚み寸法を１００μｍに設定してあるが、これらの数値は一例であり、特に限定するものではない。可動部形成体２としてシリコン基板を用いる場合は、このシリコン基板の基礎となるシリコンウエハの厚み寸法に応じて適宜変更してもよく、例えば、５０μｍ〜１０００μｍ程度の範囲で設定してもよいし、可動部形成体２の厚み寸法に基づいて、フレーム部２１の厚み寸法、可動部本体２０の厚み寸法、アーマチュア２４の厚み寸法およびプレート２５の厚み寸法を適宜変更すればよい。
【００４７】
また、可動部形成体２は、基礎となる半導体基板として上述のダブルＳＯＩ基板を用いれば、可動部本体２０とベース基板１との距離をベース基板１側のシリコン層の厚みにより規定することが可能となる。したがって、本実施形態のＭＥＭＳリレーでは、可動接点２７とこれに対応する一対の固定接点１４，１４とが開放された状態での可動接点２７とこれに対応する一対の固定接点１４，１４との間の距離（絶縁距離）を高精度に設定することが可能となるとともに、アーマチュア２４と電磁石装置４との距離（磁気ギャップ長）を高精度に設定することが可能となる。
【００４８】
各連結部２２は、可動部本体２０の短手方向の両側縁側の各々において可動部本体２０の長手方向に離間して２箇所ずつに形成されている。また、各連結部２２は、一端部が可動部本体２０に連結され、他端部がフレーム部２１の内周面に連結されている。また、各連結部２２は、弾性を有してなり、平面視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る。これによって、可動部形成体２の可動部２３は、可動部本体２０が揺動する際に、各連結部２２に発生する応力を各々で分散させることが可能となり、各連結部２２が破損するのを抑制することが可能となる。
【００４９】
また、可動部２３は、可動部本体２０の短手方向の両側縁の中央部の各々から矩形状の第１突片２３ａが１つずつ延設されている。一方、フレーム部２１は、このフレーム部２１の内周面において可動部本体２０の各第１突片２３ａの各々に対応する各部位から、矩形状の第２突片２１ａが１つずつ延設されている。つまり、可動部２３とフレーム部２１とは、１対１で対応する第１突片２３ａと第２突片２１ａとの、互いの先端面同士が対向している。ここにおいて、可動部本体２０から延設された各第１突片２３ａの各々の先端面には、突部２３ｂが形成されている。一方、フレーム部２１から延設された各第２突片２１ａの各々の先端面には、突部２３ｂが入り込む凹部２１ｂが形成されている。したがって、可動部２３は、突部２３ｂが凹部２１ｂの内周面に当接することにより、フレーム部２１の厚み方向に直交する面内における可動部本体２０の移動が規制される。なお、可動部本体２０の同一側縁側にある２つの連結部２２，２２は、同一側縁から延設されている第１突片２３ａの両側に配置されている。
【００５０】
また、可動部本体２０は、各第１突片２３ａにおけるベース基板１との対向面に、上述の支点突起２３ｃが突設されている。これらの各支点突起２３ｃ，２３ｃは、可動部本体２０がこの可動部本体２０に取り付けられているアーマチュア２４とともに揺動する際の支点として機能する。要するに、可動部２３は、可動部本体２０の短手方向において離間して配置された一対の支点突起２３ｃ，２３ｃがベース基板１の上記一表面に当接しており、一対の支点突起２３ｃ，２３ｃを結ぶ直線を揺動軸として揺動可能となっている。ここにおいて、本実施形態のＭＥＭＳリレーは、一対の支点突起２３ｃ，２３ｃを結ぶ直線である揺動軸をアーマチュア２４の揺動軸に合わせて配置している。要するに、各支点突起２３ｃ，２３ｃは、アーマチュア２４の揺動軸上に配置されている。
【００５１】
また、可動部２３は、可動部本体２０の長手方向の両側に接点保持部２８，２８が配置されている。各接点保持部２８は、弾性を有する一対のばね部（以下、接圧ばね部と称する）２６，２６を介して可動部本体２０に支持されている。各接点保持部２８には、ベース基板１の上記一表面側において対向する一対の固定接点１４，１４に接離する可動接点２７が設けられている。各可動接点２７は、固定接点１４と同様に、Ａｕなどの導電性が良好な金属材料からなる金属膜により構成されている。なお、各可動接点２７は、スパッタ法、電気めっき法、真空蒸着法などを利用して形成すればよい。また、各可動接点２７は、単層構造であるが、これに限らず、例えば、多層構造でもよく、例えば、Ｔｉ膜とＡｕ膜との積層膜でもよい。また、各可動接点２７の材料は、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕや、これらの合金などを採用することができる。
【００５２】
また、各接点保持部２８の厚み寸法は、フレーム部２１の厚み寸法よりも小さく且つ可動部本体２０の厚み寸法よりも小さく設定してある。また、各接点保持部２８の厚み方向において接点保持部２８と可動接点２７とを重ね合わせた厚み寸法は、フレーム部２１の厚み寸法よりも小さく且つ可動部本体２０の厚み寸法よりも小さく設定してある。また、各接点保持部２８は、平面視形状が細長の矩形状であり、短手方向が可動部本体２０の長手方向に一致するように配置されている。
【００５３】
各接圧ばね部２６は、一端部が可動部本体２０の長手方向に沿った側縁に連結され、他端部が接点保持部２８の短手方向に沿った側縁に連結されている。また、各接圧ばね部２６の上記一端部と上記他端部との間の中間部の一部を、可動部本体２０の厚み方向に直交する面内で蛇行した形状としてある。また、各接圧ばね部２６の長さ寸法の各々は、同じ寸法としてある。したがって、本実施形態のＭＥＭＳリレーでは、各接圧ばね部２６の長さ寸法を適当な寸法として各接圧ばね部２６のばね力を適宜設定することにより、各可動接点２７と対応する一対の固定接点１４，１４との接触圧を所望の大きさに設定することが可能となり、各可動接点２７と対応する一対の固定接点１４，１４との接触信頼性を向上させることが可能となる。
【００５４】
ところで、可動部形成体２のフレーム部２１とベース基板１およびカバー基板３とは、陽極接合法により接合されている。これによって、本実施形態のＭＥＭＳリレーでは、ベース基板１とフレーム部２１とカバー基板３とで囲まれた空間を、気密空間とすることが可能となる。また、可動部形成体２の各可動接点２７は、対応する一対の固定接点１４，１４に対向し、これら一対の固定接点１４，１４間を短絡する位置と開放する位置との間で変位可能となる。ここで、説明を簡単にするために、図１において右側に位置する一対の固定接点１４，１４を一対の第１固定接点１４ａ，１４ａ、一対の第１固定接点１４ａ，１４ａに対応する可動接点２７を第１可動接点２７ａ（図２参照）、図１において左側に位置する一対の固定接点１４，１４を一対の第２固定接点１４ｂ，１４ｂ、一対の第２固定接点１４ｂ，１４ｂに対応する可動接点２７を第２可動接点２７ｂ（図２参照）と称することもある。
【００５５】
すなわち、本実施形態のＭＥＭＳリレーでは、アーマチュア２４の動作（揺動）に伴って、第１可動接点２７ａが一対の第１固定接点１４ａ，１４ａ間を短絡し且つ第２可動接点２７ｂが一対の第２固定接点１４ｂ，１４ｂ間を開放した第１状態と、第１可動接点２７ａが一対の第１固定接点１４ａ，１４ａ間を開放し且つ第２可動接点２７ｂが一対の第２固定接点１４ｂ，１４ｂ間を短絡した第２状態とが交互に現われる。
【００５６】
カバー基板３は、ガラス基板により形成しているが、これに限らず、例えば、高抵抗率のシリコン基板、ＬＴＣＣ基板などにより形成してもよい。また、カバー基板３は、可動部形成体２との対向面に可動部本体２０の揺動空間を確保する凹所３ａが形成されている。
【００５７】
ここにおいて、本実施形態のＭＥＭＳリレーでは、２つの可動接点２７，２７と、各可動接点２７の各々に対応する一対の固定接点１４，１４とが設けられているが、可動接点２７とこれに対応する固定接点１４との数は１対２に限らず、例えば、１対１でもよいし、可動接点２７とこれに対応する一対の固定接点１４，１４との組も２組に限らず、例えば、１組でもよい。
【００５８】
ところで、ベース基板１は、上記一表面側において長手方向の両端部の各々に、可動部２３の揺動に起因して発生した粉塵が可動接点２７および固定接点１４に到達するのを抑制する凸部５２（以下説明の便宜上、第１凸部５２と称する）が突設されている。また、各第１凸部５２，５２は、ベース基板１の短手方向に沿って配置されている。具体的に説明すると、一方の第１凸部５２が、ベース基板１の上記一表面側において、蓋体部１８におけるベース基板１の短手方向に沿った一側縁側（図１では、右側縁側）と一対の第１固定接点１４ａ，１４ａが設けられた一対の信号線１３，１３との間に配置されている。また、他方の第１凸部５２が、ベース基板１の上記一表面側において、蓋体部１８におけるベース基板１の短手方向に沿った他側縁側（図１では、左側縁側）と一対の第２固定接点１４ｂ，１４ｂが設けられた一対の信号線１３，１３との間に配置されている。言い換えれば、各第１凸部５２，５２は、可動部本体２０における各支点突起２３ｃ，２３ｃと可動接点２７およびこれに対向する一対の固定接点１４，１４との間において、ベース基板１の上記一表面側に形成されている。
【００５９】
各第１凸部５２の高さ寸法は、可動部２３が各支点突起２３ｃ，２３ｃを支点として揺動する際に、各第１凸部５２が対向する可動部２３に干渉しないように設定されている。また、各第１凸部５２の高さ寸法は、各支点突起２３ｃ，２３ｃとベース基板１の上記一表面側との摺動部（接触部）から発生する粉塵が可動接点２７および固定接点１４に到達しないように設定されている。
【００６０】
各第１凸部５２の材料としては、Ｓｉを採用しているが、これに限らず、例えば、固定接点１４および可動接点２７を構成する材料と同様に、Ａｕなどの導電性が良好な金属材料を採用してもよい。つまり、各第１凸部５２の材料としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕや、これらの合金などを採用することができる。したがって、本実施形態のＭＥＭＳリレーは、各第１凸部５２の材料として固定接点１４および可動接点２７を構成する材料を採用することにより、製造時において各第１凸部５２を固定接点１４および可動接点２７と同時に形成することが可能となる。
【００６１】
また、可動部２３は、可動部本体２０の四隅からこの可動部本体２０の短手方向の外方に向かって矩形状の第３突片２３ｄが延設されている。また、可動部本体２０は、上記一表面側において長手方向の両端部の各々に、可動部２３の揺動に起因して発生した粉塵が可動接点２７および固定接点１４に到達するのを抑制する凸部５３（以下説明の便宜上、第２凸部５３と称する）が突設されている。また、各第２凸部５３，５３は、可動部本体２０の短手方向に沿って配置されている。言い換えれば、各第２凸部５３，５３は、可動部本体２０における各支点突起２３ｃ，２３ｃと可動接点２７およびこれに対応する一対の固定接点１４，１４との間において、可動部本体２０においてベース基板１と対向する一面側（図２では、上面側）に形成されている。要するに、本実施形態のＭＥＭＳリレーは、可動部本体２０における各支点突起２３ｃ，２３ｃと可動接点２７およびこれに対応する一対の固定接点１４，１４との間において、ベース基板１の上記一表面側と可動部本体２０においてベース基板１と対向する上記一面側との少なくとも一方に、可動部２３の揺動に起因して発生した粉塵が可動接点２７および固定接点１４に到達するのを抑制する凸部５２，５３が形成されている。
【００６２】
各第２凸部５３の高さ寸法は、可動部２３が各支点突起２３ｃ，２３ｃを支点として揺動する際に、各第２凸部５３が対向するベース基板１および蓋体部１８に干渉しないように設定されている。また、各第２凸部５３の高さ寸法は、上記摺動部から発生する粉塵が可動接点２７および固定接点１４に到達しないように設定されている。
【００６３】
各第２凸部５３の材料としては、Ｓｉを採用しているが、これに限らず、例えば、各第１凸部５２の材料と同様に、Ａｕなどの導電性が良好な金属材料を採用してもよい。つまり、各第２凸部５３の材料としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕや、これらの合金などを採用することができる。したがって、本実施形態のＭＥＭＳリレーは、各第２凸部５３の材料として固定接点１４および可動接点２７を構成する材料を採用することにより、製造時において各第２凸部５３を固定接点１４および可動接点２７と同時に形成することが可能となる。
【００６４】
また、各第１凸部５２，５２と各第２凸部５３，５３との各々は、可動部２３が各支点突起２３ｃ，２３ｃを支点として揺動する際に、互いに干渉しない位置に配置されている。また、各第１凸部５２，５２と各第２凸部５３，５３との各々は、可動接点２７とこれに対応する一対の固定接点１４，１４とが接触するときに、上記摺動部から発生する粉塵を各第１凸部５２と各第２凸部５３とで遮断するように配置されている。
【００６５】
ここにおいて、本実施形態のＭＥＭＳリレーでは、ベース基板１の上記一表面側に各第１凸部５２，５２を形成するとともに、可動部本体２０においてベース基板１と対向する上記一面側に各第２凸部５３，５３を形成しているが、これに限らず、例えば、ベース基板１の上記一表面側と可動部本体２０においてベース基板１と対向する上記一面側との一方に、凸部を形成していればよい。しかし、本実施形態のＭＥＭＳリレーでは、ベース基板１の上記一表面側に各第１凸部５２，５２を形成するとともに、可動部本体２０においてベース基板１と対向する上記一面側に各第２凸部５３，５３を形成することにより、可動接点２７とこれに対応する一対の固定接点１４，１４とが接触するとき、上記摺動部から発生する粉塵を第１凸部５２と第２凸部５３とで遮断することが可能となる。これにより、本実施形態のＭＥＭＳリレーは、ベース基板１の上記一表面側と可動部本体２０においてベース基板１と対向する上記一面側との一方に凸部を形成する場合に比べて、上記摺動部から発生する粉塵が可動接点２７および固定接点１４に到達するのをさらに抑制することが可能となる。
【００６６】
次に、本実施形態のＭＥＭＳリレーの動作について説明する。
【００６７】
本実施形態のＭＥＭＳリレーは、コイル４２，４２への通電が行われると、磁化の向きに応じてアーマチュア２４の長手方向の上記一端部がヨーク４０の一方の側片４０ｂに吸引される。したがって、このＭＥＭＳリレーは、アーマチュア２４の上記一端部に近い第１可動接点２７ａがこれに対応する一対の第１固定接点１４ａ，１４ａに接触し、且つ、アーマチュア２４の上記他端部に近い第２可動接点２７ｂがこれに対応する一対の第２固定接点１４ｂ，１４ｂから離れた状態となる（図５参照）。この状態では、コイル４２，４２への通電を停止しても、永久磁石４１から発生する磁束により、アーマチュア２４の上記一端部に対する吸引力が維持され、アーマチュア２４の上記一端部に近い第１可動接点２７ａとこれに対応する一対の第１固定接点１４ａ，１４ａとが接触した状態が保持される。
【００６８】
また、本実施形態のＭＥＭＳリレーは、コイル４２，４２への通電方向を逆向きにすると、アーマチュア２４の長手方向の上記他端部がヨーク４０の他方の側片４０ｂに吸引される。したがって、このＭＥＭＳリレーは、アーマチュア２４の上記他端部に近い第２可動接点２７ｂがこれに対応する一対の第２固定接点１４ｂ，１４ｂに接触し、且つ、アーマチュア２４の上記一端部に近い第１可動接点２７ａがこれに対応する一対の第１固定接点１４ａ，１４ａから離れた状態となる。この状態では、コイル４２，４２への通電を停止しても、永久磁石４１から発生する磁束により、アーマチュア２４の上記他端部に対する吸引力が維持され、アーマチュア２４の上記他端部に近い第２可動接点２７ｂとこれに対応する一対の第２固定接点１４ｂ，１４ｂとが接触した状態が保持される。
【００６９】
ここにおいて、本実施形態のＭＥＭＳリレーでは、アーマチュア２４を動かす電磁石装置４として、永久磁石４１を備えた有極型の電磁石装置を用いて、ラッチング型のリレー（マイクロリレー）を構成している。ただし、上述のＭＥＭＳリレーは、電磁石装置４として永久磁石４１を備えていない無極型の電磁石装置を用いてもよい。
【００７０】
以上説明した本実施形態のＭＥＭＳリレーでは、可動部本体２０における各支点突起２３ｃ，２３ｃと可動接点２７およびこれに対応する一対の固定接点１４，１４との間において、ベース基板１の上記一表面側と可動部本体２０においてベース基板１と対向する上記一面側との少なくとも一方に、可動部２３の揺動に起因して発生した粉塵が可動接点２７および固定接点１４に到達するのを抑制する凸部５２，５３が形成されているので、可動部２３が各支点突起２３ｃ，２３ｃを支点として揺動する際に、上記摺動部から発生する粉塵が可動接点２７や固定接点１４に付着するのを抑制することが可能となる。
【００７１】
（実施形態２）
以下、本実施形態のＭＥＭＳリレーについて、図７および図８を参照しながら説明する。
【００７２】
本実施形態のＭＥＭＳリレーの基本構成は実施形態１と同じであり、図７に示すように、可動部２３の構成などが実施形態１と相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００７３】
可動部２３は、可動部本体２０の四隅から延設された各第３突片２３ｄにおけるベース基板１との対向面（図７では、上面）に、この可動部２３の揺動範囲を規制するストッパ部２３ｅが形成されている。これらのストッパ部２３ｅは、ベース基板１の上記一表面と接触することにより、アーマチュア２４の変位量を制限する。したがって、本実施形態のＭＥＭＳリレーでは、可動部本体２０の各第３突片２３ｄにおけるベース基板１との対向面にストッパ部２３ｅを形成しているので、アーマチュア２４と蓋体部１８とが接触することを回避することが可能となり、アーマチュア２４や蓋体部１８が破損するのを防止することが可能となる。
【００７４】
ここにおいて、本実施形態のＭＥＭＳリレーでは、可動部本体２０の各第３突片２３ｄにおけるベース基板１との対向面にストッパ部２３ｅを形成しているが、これに限らず、例えば、可動部本体２０の各第３突片２３ｄに対向するベース基板１の一表面側にストッパ部を形成してもよい。
【００７５】
ベース基板１の上記一表面側に形成された各第１凸部５２，５２のうちの一方の第１凸部５２は、可動部本体２０におけるストッパ部２３ｅ（第１可動接点２７ａに近いストッパ部２３ｅ）と当接する部位と一対の第１固定接点１４ａ，１４ａが設けられた一対の信号線１３，１３との間に配置されている。また、ベース基板１の上記一表面側に形成された各第１凸部５２，５２のうちの他方の第１凸部５２は、可動部本体２０におけるストッパ部２３ｅ（第２可動接点２７ｂに近いストッパ部２３ｅ）と当接する部位と一対の第２固定接点１４ｂ，１４ｂが設けられた一対の信号線１３，１３との間に配置されている。要するに、各第１凸部５２，５２は、可動部本体２０におけるストッパ部２３ｅと可動接点２７およびこれに対応する一対の固定接点１４，１４との間に形成されている。
【００７６】
また、各第１凸部５２の高さ寸法は、各支点突起２３ｃ，２３ｃおよび各ストッパ部２３ｅとベース基板１の上記一表面側との摺動部（接触部）から発生する粉塵が可動接点２７および固定接点１４に到達しないように設定されている。
【００７７】
可動部本体２０においてベース基板１と対向する上記一面側に形成された各第２凸部５３，５３は、可動部本体２０におけるストッパ部２３ｅと可動接点２７およびこれに対応する一対の固定接点１４，１４との間に配置されている。
【００７８】
また、各第２凸部５３の高さ寸法は、上記摺動部から発生する粉塵が可動接点２７および固定接点１４に到達しないように設定されている。
【００７９】
ところで、図９および図１０に示した従来例のマイクロリレーでは、磁性体部６９ｂが各支点突起７５ａを支点として揺動する際に、ストッパ部７６と蓋体６５との摺動部から粉塵が発生することがあった。これに対して、本実施形態のＭＥＭＳリレーでは、可動部本体２０における各ストッパ部２３ｅと可動接点２７およびこれに対応する一対の固定接点１４，１４との間に、可動部２３の揺動に起因して発生した粉塵が可動接点２７および固定接点１４に到達するのを抑制する凸部５２，５３が形成されているので、可動部２３が各支点突起２３ｃ，２３ｃを支点として揺動する際に、上記摺動部から発生する粉塵が可動接点２７や固定接点１４に付着するのを抑制することが可能となる。
【００８０】
ここにおいて、実施形態１，２のＭＥＭＳリレーでは、フレーム部２１をベース基板１およびカバー基板３に接合しているが、これに限らず、例えば、フレーム部２１とカバー基板３とを一体に形成し、フレーム部２１をベース基板１に接合するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１  ベース基板
３  カバー基板
４  電磁石装置
１４  固定接点
２０  可動部本体
２１  フレーム部
２３  可動部
２３ｃ  支点突起
２３ｅ  ストッパ部
２４  アーマチュア
２７  可動接点
２８  接点保持部
５２  凸部（第１凸部）
５３  凸部（第２凸部）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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