JP2900861B2 - Movable piece block - Google Patents
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- H01H59/0009—Electrostatic relays; Electro-adhesion relays making use of micromechanics
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は静電力を駆動源とする
静電式リレー等に適用される可動片ブロックに関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a movable piece block applied to an electrostatic relay or the like using electrostatic force as a driving source.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、静電式リレーとして、図14で示
すようにシリコン単結晶ウエハ(Si)からなる半導体
基板101上に酸化ケイ素(SiO2)の絶縁薄膜をマ
スク102として形成し、このマスク102を介して上
記基板101の主面に蒸着もしくはスパッタリング手段
等により導電性薄膜103を形成するとともに、この導
電性薄膜103から駆動用電極層104と、可動接片1
05の設置用の下地電極層106と、固定接点層107
とをそれぞれ形成して、上記駆動用電極層104に対向
して上記基板101の主面にエッチングで凹部108を
形成することにより、上記マスク102の一部を片持梁
からなる可動片109として形成したものがある(たと
えば、特開昭55−109341号公報および特開昭5
8−201218号公報参照)。Conventionally, as an electrostatic relay, an insulating film of silicon oxide (SiO 2) is formed as a mask 102 on a semiconductor substrate 101 made of a silicon single crystal wafer (Si) as shown in Figure 1 4, A conductive thin film 103 is formed on the main surface of the substrate 101 through the mask 102 by vapor deposition or sputtering, and the conductive thin film 103 is used to form a driving electrode layer 104 and a movable contact piece 1.
05 and a fixed contact layer 107
Are formed, and a concave portion 108 is formed by etching on the main surface of the substrate 101 so as to face the driving electrode layer 104, so that a part of the mask 102 is formed as a movable piece 109 made of a cantilever. Ru formed was Monogaa (e.g., JP 55-109341 and JP 5
8-201218).
【0003】すなわち、これは駆動用電極層104 と上記
基板101 との間に直流電圧Vを印加することにより、上
記両者104 ,101 間に静電吸引力が作用して可動片109
が下方へ変位し、可動接片105 が固定接点層107 に接触
するようになっており、上記シリコン基板101 を半導体
薄膜の形成手段により、微細加工することができ、小形
化に適している。That is, when a DC voltage V is applied between the driving electrode layer 104 and the substrate 101, an electrostatic attraction force acts between the driving electrode layer 104 and the substrate 101, and the movable piece 109 is moved.
Is displaced downward, and the movable contact piece 105 comes into contact with the fixed contact layer 107. The silicon substrate 101 can be finely processed by a semiconductor thin film forming means, which is suitable for miniaturization.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ものは、可動片109 が1μm 程度の酸化ケイ素の絶縁薄
膜で形成されているので、機械的強度が弱く、たとえば
エッチングの際に発生する気泡が激しかったり、液槽へ
の出し入れが乱雑に行なわれた場合、さらには使用時の
振動等により折損するおそれがある。また、上記エッチ
ング処理後の洗浄が不十分であると、液の表面張力で可
動片109 が凹部108 の底面に吸着されることがある。However, since the movable piece 109 is formed of an insulating thin film of silicon oxide having a thickness of about 1 μm, the mechanical strength of the movable piece 109 is low. When it is violent or when the liquid is put into and taken out of the liquid tank randomly, the liquid may be broken due to vibration during use. Further, if the cleaning after the etching process is insufficient, the movable piece 109 may be adsorbed to the bottom surface of the recess 108 due to the surface tension of the liquid.
【0005】とくに、上記可動片109 はきわめて薄肉で
あるために、駆動用電極層104 の形成時に、両者の線膨
張率差により反りが生じ、これにばらつきがあると、駆
動力(接圧)が大きく変化する要因となる。また、駆動
力に関係する凹部108 の深さ寸法を一定の小さい値に保
持するためには、エッチングを途中で止める必要があ
り、このために、シリコン基板101 にP+ を高濃度にド
ーピングさせる等の煩雑な技術も必要となり、製造がき
わめて困難である。In particular, since the movable piece 109 is extremely thin, warpage occurs due to a difference in linear expansion coefficient between the two when the drive electrode layer 104 is formed. Is a factor that greatly changes. Further, in order to keep the depth dimension of the concave portion 108 related to the driving force at a constant small value, it is necessary to stop the etching in the middle, so that the silicon substrate 101 is highly doped with P + . And other complicated techniques are also required, and manufacturing is extremely difficult.
【0006】この発明は上記課題を解決するためになさ
れたもので、微細加工が容易で生産性に優れ、機械的強
度の強化が図れ,かつ安定した高感度な可動片ブロック
を提供することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a stable and highly sensitive movable piece block which is easy to perform fine processing, has excellent productivity, can enhance mechanical strength, and is stable. The purpose is.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明による可
動片ブロックは、半導体基板から形成された枠部と、こ
の枠部内に形成された可動片と、この可動片のほぼ中央
両側部に一体形成されて上記可動片を上記枠部に変位可
能にヒンジ支持する1対のヒンジ部とを備え、上記可動
片が上記ヒンジ部を軸としてシーソー動作するように構
成されていることを特徴とする。請求項2の発明による
可動片ブロックは、可動片が枠部よりも薄肉に形成され
ていることを特徴とする。 請求項3の発明による可動片
ブロックは、可動片のヒンジ部に薄肉部を形成したこと
を特徴とする。 請求項4の発明による可動片ブロック
は、可動片のヒンジ部に切り込み部を形成したことを特
徴とする。 According to a first aspect of the present invention, a movable piece block includes a frame formed from a semiconductor substrate, a movable piece formed in the frame, and a substantially central portion of the movable piece .
The movable piece are integrally formed on both sides and a hinge portion of a pair of displaceable hinge supported by the frame portion, the movable
The piece is configured to perform a seesaw operation around the hinge.
It is characterized by having been done . In the movable piece block according to the second aspect of the present invention , the movable piece is formed to be thinner than the frame portion.
It is characterized by having. The movable piece according to the invention of claim 3
The block has a thin part at the hinge of the movable piece
It is characterized by. Movable piece block according to the invention of claim 4
It is especially that it has formed a switching interrupt portion to the hinge portion of the movable piece
Sign.
【0008】[0008]
【作用】請求項1の発明によれば、可動片ブロックは半
導体基板から形成するために微細加工が容易であるとと
もに、枠部内に可動片を一体に支持しているため、この
枠部が上記可動片の保護枠として機能し、機械的強度を
強化することができ、製造工程における上記可動片の折
損のおそれがなくなる。 According to the first aspect of the present invention, the movable piece block is half
Since microfabrication is easy to form from the conductive substrate and the movable piece is integrally supported in the frame, this frame functions as a protective frame for the movable piece and enhances mechanical strength. Can be folded in the manufacturing process.
There is no risk of loss.
【0009】また、上記可動片ブロックは枠部内に可動
片とヒンジ部が一体に形成されているため、製造および
組立作業が容易かつ効率的に行なえる。さらに、上記可
動片ブロックは基板とは別体に形成することができるか
ら、スペーサ手段の選択によって電極間距離を変えて所
望の駆動力を得ることができる。 しかも、上記可動片が
上記ヒンジ部を軸としてシーソー動作するように構成さ
れているから、安定した高感度な可動片ブロックを提供
することができる。 請求項2の発明によれば、可動片を
枠部よりも薄肉に形成することにより、上記可動片の変
位を容易にするとともに、上記可動片が枠部で保護され
る。 請求項3の発明による可動片ブロックは、可動片の
ヒンジ部に薄肉部を形成することにより、上記可動片の
変位を容易することができる。 請求項4の発明による可
動片ブロックは、可動片のヒンジ部に切り込み部を形成
することにより、上記可動片の変位ストロークを大きく
することができる。 Further, since the movable piece and the hinge are integrally formed in the frame of the movable piece block, manufacturing and assembling operations can be performed easily and efficiently. In addition, the above-mentioned Allowed
Can the moving piece block be formed separately from the substrate?
Change the distance between the electrodes by selecting the spacer means.
The desired driving force can be obtained. Moreover, the movable piece
It is configured to operate seesaw around the hinge part as an axis.
Provides a stable and highly sensitive movable piece block
can do. According to the invention of claim 2, the movable piece is
By forming it thinner than the frame,
Position, and the movable piece is protected by a frame.
You. The movable piece block according to the invention of claim 3 is a movable piece block.
By forming a thin part in the hinge part, the movable piece
Displacement can be facilitated. According to the invention of claim 4
The moving piece block forms a notch in the hinge of the movable piece
To increase the displacement stroke of the movable piece.
can do.
【0009】また、上記可動片ブロックは枠部内に可動
片とヒンジ部が一体に形成されているため、製造および
組立作業が容易かつ効率的に行なえる。さらに、上記半
導体基板を単結晶からなる面方位を特定することによ
り、上記可動片ブロックは可動片等の微細加工が一層高
精度に行なわれて、上記可動片やその枢支部であるヒン
ジ部を薄肉にしたり、あるいは、ヒンジ部自体に切欠部
等を形成して、上記可動片の変位を容易にし、その動作
性能を向上させることができる。Further, since the movable piece and the hinge are integrally formed in the frame of the movable piece block, manufacturing and assembling operations can be performed easily and efficiently. Furthermore, by specifying the plane orientation of the semiconductor substrate made of a single crystal, the movable piece block is subjected to fine processing of the movable piece and the like with higher precision, and the movable piece and the hinge portion which is a pivot portion thereof are removed. The movable piece can be easily displaced and its operation performance can be improved by making it thinner or forming a notch or the like in the hinge part itself.
【0010】[0010]
【実施例】以下、この発明の実施例を図面にしたがって
説明する。図1はこの発明による可動片ブロックの一例
を静電式リレーに適用して示す分解斜視図、図2は図1
のII−II線に沿う断面図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an exploded perspective view showing an example of a movable piece block according to the present invention applied to an electrostatic relay, and FIG.
FIG. 2 is a sectional view taken along line II - II of FIG.
【0011】同図において、1は電気絶縁性の基板、た
とえば長方形のガラス基板であり、その主面には前後方
向(長手方向)の中央部に位置して前後1対の駆動用電
極層2,3が並設されている。4,5は上記前側の駆動
用電極層2の前方に位置して上記基板1の主面に形成さ
れた前部側の1対の固定接点層、6,7は上記後側の駆
動用電極層3の後方に位置して上記基板1の主面に形成
された後部側の1対の固定接点層である。上記駆動用電
極層2,3や固定接点層4〜7は蒸着等の周知手段で形
成される。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an electrically insulating substrate, for example, a rectangular glass substrate, and a pair of front and rear driving electrode layers 2 located on the main surface thereof at a central portion in the front and rear direction (longitudinal direction). , 3 are juxtaposed. Reference numerals 4 and 5 denote a pair of front-side fixed contact layers formed on the main surface of the substrate 1 in front of the front drive electrode layer 2, and reference numerals 6 and 7 denote the rear drive electrodes. A pair of fixed contact layers on the rear side formed on the main surface of the substrate 1 behind the layer 3. The drive electrode layers 2 and 3 and the fixed contact layers 4 to 7 are formed by known means such as vapor deposition.
【0012】8は可動片ブロックで、この可動片ブロッ
ク8は半導体単結晶基板、たとえば長方形の板状シリコ
ン単結晶ウエハから形成され、スペーサ手段としてのガ
ラスロッド9,9と接着剤10との混合物を介し、上記
基板1の主面側に押圧して固定されている。上記スペー
サ手段としては、ガラスロッド9,9に代えてアルナ
(Al2O3)の粒子などであってもよい。上記可動片ブロッ
ク8には、ロ字状の枠部8Aで取り囲まれた長方形の可
動片11が形成されており、この可動片11は前後方向
中央部と上記枠部8Aとの間に連成されたヒンジ部12
を中心にして前片部11Aと後片部11Bとが揺動可能
に設定されている。Reference numeral 8 denotes a movable piece block. The movable piece block 8 is formed from a semiconductor single crystal substrate, for example, a rectangular plate-like silicon single crystal wafer, and is a mixture of glass rods 9 and 9 as spacer means and an adhesive 10. , And is pressed and fixed to the main surface side of the substrate 1. As the spacer means, particles of alumina (Al 2 O 3 ) may be used instead of the glass rods 9, 9. The movable piece block 8 is formed with a rectangular movable piece 11 surrounded by a square frame portion 8A. The movable piece 11 is coupled between a center portion in the front-rear direction and the frame portion 8A. Hinge part 12
The front piece 11A and the rear piece 11B are set to be swingable about.
【0013】この可動片11は、上記ウエハの上面にマ
スクとして、たとえば酸化ケイ素の絶縁薄膜13(図
2)を所定のパターンに形成したのち、上記ウエハをエ
ッチング処理することにより所望形状に形成される。上
記可動片11における両片部11A,11Bは、それぞ
れ上記電極層2,3とで駆動用の対向電極を構成してい
る。14,15は、上記可動片11における前片部11
Aおよび後片部11Bの各先端側下面に酸化ケイ素の絶
縁薄膜16(図2)を介して固定された可動接点層であ
り、可動接点層14は前部側固定接点層4,5間の開閉
用として、また、可動接点層15は後部側固定接点層
6,7間の開閉用として設定されている。上記可動片1
1や可動接点層14,15を形成した後、上記可動片ブ
ロック8が上記基板1の主面側に上記ガラスロッド9,
9を介して接合されるが、その場合、両者1,3の位置
合わせの精度を期すために、上記基板1の裏面に図3で
示す位置決めマーク17を設定することが推奨される。The movable piece 11 is formed in a desired shape by forming an insulating thin film 13 of, for example, silicon oxide (FIG. 2) in a predetermined pattern as a mask on the upper surface of the wafer and etching the wafer. You. The two pieces 11A and 11B of the movable piece 11 form a counter electrode for driving together with the electrode layers 2 and 3, respectively. 14 and 15 are front pieces 11 of the movable piece 11
The movable contact layer 14 is fixed to the lower surface of each of the front contact portions A and the rear piece portion 11B via an insulating thin film 16 of silicon oxide (FIG. 2), and the movable contact layer 14 is provided between the front fixed contact layers 4 and 5. The movable contact layer 15 is set for opening and closing and for opening and closing the rear fixed contact layers 6 and 7. The movable piece 1
1 and the movable contact layers 14 and 15, the movable piece block 8 is attached to the main surface side of the substrate 1 by the glass rods 9 and
In this case, it is recommended to set a positioning mark 17 shown in FIG. 3 on the back surface of the substrate 1 in order to ensure the accuracy of the alignment between the two.
【0014】つぎに、上記構成の動作について説明す
る。上記可動片11の前片部11Aと駆動用電極層2と
の間に直流電圧を印加すると、前片部11Aと上記電極
層2との間に静電吸引力が生起し、上記前片部11Aは
ヒンジ部12を支点として電極層2側へ撓んで変位する
ため、可動接点層14が固定接点層4,5に接触し、両
固定接点層4,5間が閉成される。上記直流電圧の印加
を断つと、前片部11Aはヒンジ部12のねじれ復帰力
で原状に復帰し、両固定接点層4,5間が開放される。
上記可動片11の後片部11Bと駆動用電極層3との間
に直流電圧を印加すると、上記後片部11Bも上記前片
部11Aとほぼ同様の動作を行なう。Next, the operation of the above configuration will be described. When a DC voltage is applied between the front piece 11A of the movable piece 11 and the drive electrode layer 2, an electrostatic attraction force is generated between the front piece 11A and the electrode layer 2, and the front piece 11A is displaced by bending toward the electrode layer 2 with the hinge portion 12 as a fulcrum, so that the movable contact layer 14 comes into contact with the fixed contact layers 4 and 5, and the space between the fixed contact layers 4 and 5 is closed. When the application of the DC voltage is stopped, the front piece 11A returns to the original state by the torsion restoring force of the hinge 12 and the fixed contact layers 4 and 5 are opened.
When a DC voltage is applied between the rear piece 11B of the movable piece 11 and the driving electrode layer 3, the rear piece 11B performs substantially the same operation as the front piece 11A.
【0015】上記構成によれば、可動片ブロック8はシ
リコン単結晶ウエハから形成するために微細加工が容易
であるとともに、枠部8A内に可動片11を一体に支持
しているため、この枠部8Aが上記可動片11の保護枠
として機能し、機械的強度を強化することができ、製造
工程における上記可動片11の折損のおそれがなくな
る。According to the above configuration, since the movable piece block 8 is formed from a silicon single crystal wafer, it is easy to perform fine processing, and the movable piece 11 is integrally supported in the frame portion 8A. The portion 8A functions as a protective frame for the movable piece 11 and can enhance mechanical strength, so that there is no possibility of the movable piece 11 being broken in a manufacturing process.
【0016】また、上記可動片ブロック8は枠部8内に
可動片11とヒンジ部12が一体に形成されているた
め、製造および組立作業が容易かつ効率的に行なえる。
さらに、上記可動片ブロック8は基板1とは別体に形成
したから、スペーサ手段9の選択によって電極間距離を
変えて所望の駆動力を得ることができる。ところで、上
記可動片11は可動片ブロック8をエッチング処理で微
細加工して得られたものであるが、さらに、精密な微細
加工を行なうために、異方性エッチングが採用される。Since the movable piece block 8 has the movable piece 11 and the hinge portion 12 integrally formed in the frame portion 8, the manufacturing and assembling work can be performed easily and efficiently.
Further, since the movable piece block 8 is formed separately from the substrate 1, a desired driving force can be obtained by changing the distance between the electrodes by selecting the spacer means 9. By the way, the movable piece 11 is obtained by finely processing the movable piece block 8 by etching, and anisotropic etching is employed for further precise fine processing.
【0017】上記可動片ブロック8をシリコン単結晶ウ
エハの異方性エッチングで形成する場合、つぎのことに
留意することが肝要である。すなわち、上記可動片ブロ
ック8の上面が(110)面の場合で、オリエンテーシ
ョン・ファゼット(以下、OFと称する。)が(00
1)面であるとき、可動片11を矩形状に製作すると、
図4Aで示すように、OFに対して平行な辺11aを精
密な直線に形成することができるけれども、OFに対し
て垂直な辺11bはぎざ状となる。OFに対して斜めに
型取りすると複雑な形状となる。したがって、(10
0)面を使用すると、精密な形状の可動片11は得られ
にくい。When the movable piece block 8 is formed by anisotropic etching of a silicon single crystal wafer, it is important to note the following. That is, when the upper surface of the movable piece block 8 is the (110) plane, the orientation fuzzet (hereinafter, referred to as OF) is (00).
1) When it is a surface, if the movable piece 11 is manufactured in a rectangular shape,
As shown in FIG. 4A, although the side 11a parallel to the OF can be formed into a precise straight line, the side 11b perpendicular to the OF is indented. If the mold is obliquely formed with respect to the OF, a complicated shape is obtained. Therefore, (10
When the 0) plane is used, it is difficult to obtain the movable piece 11 having a precise shape.
【0018】これに対し、可動片ブロック8の上面が
(100)面の場合、OFに対して斜めに型取りする
と、図4Bの破線で示すように、マスクパターンと一致
しなくなるが、OFと平行および垂直な辺11a,11
bに精密な直線が得られ、マスクパターンに高精度に合
致する。したがって、上記の面方位を考慮すれば、寸法
精度が高く、3次元的にも形状の再現性の高い可動片1
1を容易に得ることができ、このことは、マスク上にば
りが形成されたり、シリコンが残査として残存すること
に起因する動作不良のおそれを確実に解消することがで
きる。上記(100)面のほか、(010),(00
1)等の各面が等価であり、これらは、面群〔100〕
の共通の性質である。また、OFについても、可動片1
1を面群〔011〕に平行に形成されたOFに対して相
対的に垂直もしくは平行に配設するのが好適である。な
お、面群〔011〕は共通の性質を有する(011)面
等の他の面を包含している。On the other hand, when the upper surface of the movable piece block 8 is the (100) plane, if it is formed obliquely with respect to the OF, as shown by the broken line in FIG. Parallel and vertical sides 11a, 11
A precise straight line is obtained for b, and matches the mask pattern with high precision. Therefore, in consideration of the above plane orientation, the movable piece 1 has high dimensional accuracy and high three-dimensional reproducibility of the shape.
No. 1 can be easily obtained, and this can surely eliminate the risk of malfunction due to formation of burrs on the mask or residual silicon. In addition to the (100) plane, (010), (00)
Each surface such as 1) is equivalent, and these are the surface group [100].
Is a common property. Also, for the OF, the movable piece 1
It is preferable to dispose 1 in a direction perpendicular or parallel to the OF formed parallel to the surface group [011]. Note that the surface group [011] includes other surfaces such as a (011) surface having common properties.
【0019】ところで、上記可動片11は可及的薄肉に
形成すれば変位し易く、動作性が向上する。これは、図
5Aおよび図5Bで示すように、可動片ブロック8の上
下面から2段にエッチングすることにより容易に実現す
ることができる。図5Aで示すものは、矢印a,bの両
方向から異方性エッチングで形成したものであり、図5
Bで示すものは、矢印a方向から等方性エッチングで形
成し、矢印b方向からは異方性エッチングで形成したも
のであり、枠部8Aに対してきわめて薄肉の可動片11
が形成される。If the movable piece 11 is formed as thin as possible, the movable piece 11 is easily displaced and the operability is improved. This can be easily realized by etching in two steps from the upper and lower surfaces of the movable piece block 8, as shown in FIGS. 5A and 5B. 5A is formed by anisotropic etching from both directions of arrows a and b.
The part indicated by B is formed by isotropic etching from the direction of arrow a and formed by anisotropic etching from the direction of arrow b.
Is formed.
【0020】通常、矢印a方向から厚さ制御用の深さd
1だけのエッチングを行なった後に、矢印b方向から深
さd2のエッチングを行なう。片方のエッチング時に、
他方の面はステンレス板等をワックス等を介して貼着
し、一方向からの影響を防止しておく。上記エッチング
を矢印b方向から先に行なうと、凹部8B(図5A,図
5B)が負圧となり、可動片11が変形したり、破壊さ
れるおそれがあるので留意する必要がある。Normally, a depth d for controlling the thickness from the direction of arrow a
After performing only one etching, etching is performed to a depth d2 in the direction of arrow b. When etching one side,
On the other side, a stainless steel plate or the like is stuck via wax or the like to prevent influence from one direction. It should be noted that if the etching is performed first in the direction of the arrow b, the concave portion 8B (FIGS. 5A and 5B) becomes a negative pressure, and the movable piece 11 may be deformed or broken.
【0021】図6および図7は、図5Aおよび図5Bで
示す2段のエッチング法によって製造された可動片ブロ
ック8を静電式リレーに適用して示すものである。この
場合、可動片11を枠部8Aよりも薄肉に形成すること
により、上記可動片11の変位を容易にするとともに、
上記可動片11が枠部8Aで保護される利点を有する。
また、上記可動片11の変位を容易にするために、たと
えば図8で示すように、ヒンジ部12に等方性エッチン
グによる薄肉部18を形成してもよい。FIGS. 6 and 7 show the movable piece block 8 manufactured by the two-stage etching method shown in FIGS. 5A and 5B applied to an electrostatic relay. In this case, the movable piece 11 is formed thinner than the frame portion 8A, so that the movable piece 11 can be easily displaced.
There is an advantage that the movable piece 11 is protected by the frame 8A.
Further, in order to facilitate the displacement of the movable piece 11, for example, as shown in FIG. 8, a thin portion 18 may be formed in the hinge portion 12 by isotropic etching.
【0022】さらに、図9で示すように、ヒンジ部12
に沿って可動片11に切り込み部19を形成すれば、上
記可動片11が変位するストロークを大きくすることが
できる。Further, as shown in FIG.
If the notch 19 is formed in the movable piece 11 along, the stroke for displacing the movable piece 11 can be increased.
【0023】ところで、上記可動片11の動作時に、そ
の先端側の左右両角部等が基板1側に当り、その繰り返
しにより破損したりするおそれがあれば、図10のよう
に面取り部21を形成しておけばよい。また、上記角部
に対応してマスクである酸化ケイ素の絶縁薄膜16にば
り等が形成されると、それに積層される可動接点層14
(15)の角部が剥離して短絡するおそれがある。この
場合、マスクとして熱酸化で得た酸化ケイ素の薄膜を使
用すれば、エッチング直後におけるばり発生のおそれが
ない。By the way, during the operation of the movable piece 11, per one side substrate horizontally both corners or the like of the distal end side, if there is a risk of damaged by the repetition, the chamfered portion 21 as shown in FIG. 1 0 What is necessary is just to form. When burrs or the like are formed on the silicon oxide insulating thin film 16 as a mask corresponding to the corners, the movable contact layer 14
There is a possibility that the corners of (15) are peeled off and short-circuited. In this case, if a silicon oxide thin film obtained by thermal oxidation is used as a mask, there is no possibility that flash will occur immediately after etching.
【0024】勿論、上記可動接点層14(15)におけ
る上記両角部に対応する部分に、図10で示すような切
欠部22を形成すれば、上記可動接点層14(15)の
剥離のおそれがなく、短絡事故の発生を有効に防止する
ことができる。図11は可動片11を形成する際、上下
両面から交互に異方性エッチングを行なって、その先端
側に酸化ケイ素の絶縁薄膜13,16のパターンにした
がって、その上下両面に面取り部23を形成したもので
あり、上記可動片11の破損防止策として有効である。[0024] Of course, the portions corresponding to the two corners of the movable contact layer 14 (15), by forming the cutout portion 22 as shown in Figure 1 0, the risk of separation of the movable contact layer 14 (15) Therefore, occurrence of a short circuit accident can be effectively prevented. When Figure 1 1 is for forming the movable piece 11, the upper and lower surfaces by performing anisotropic etching alternately, according to the pattern of the insulating film 13, 16 of silicon oxide on its distal end side, the chamfered portion 23 at its upper and lower surfaces This is effective as a measure for preventing the movable piece 11 from being damaged.
【0025】図12および図13は、この発明による可
動片ブロック8の他の例を静電式リレーに適用して示す
ものである。すなわち、上記可動片ブロック8は、可動
片11における前片および後片部11A,11Bの各側
部に各先端部より先方へ突出する可動接点固着用の腕片
24A,24Aおよび24B,24Bを連成したもので
ある。これら各腕片24A,24Bによって、可動接点
層14,15がそれぞれ前片および後片部11A,11
Bよりも先に固定接点層4,5に確実に接触するため、
短絡のおそれがなく、上記腕片24A,24Bのスパー
ンにより十分な接圧が得やすい。FIG. 1 2 and 1 3 is a diagram showing by applying another example of the movable piece block 8 according to the invention in an electrostatic relay. That is, the movable piece block 8 is provided with movable contact fixing arm pieces 24A, 24A and 24B, 24B protruding forward from the respective distal ends on the front and rear pieces 11A, 11B of the movable piece 11. It is a coupled one. The movable contact layers 14 and 15 are respectively formed by the arm pieces 24A and 24B to form front and rear pieces 11A and 11B.
In order to reliably contact the fixed contact layers 4 and 5 before B,
There is no danger of short-circuit, and a sufficient contact pressure can be easily obtained by the span of the arm pieces 24A, 24B.
【0026】また、上記実施例によれば、基板1上に周
辺部1aとは段差のある凹入部1bを形成し、その凹入
部1bの底面を基板1の主面としたから、上記周辺部1
aがスペーサ手段として構成され、部品点数が低減され
る。なお、上記腕片24A,24Bの形状は任意に変更
可能である。Further, according to the above embodiment, the recessed portion 1b having a step difference from the peripheral portion 1a is formed on the substrate 1 and the bottom surface of the recessed portion 1b is used as the main surface of the substrate 1. 1
a is configured as a spacer means, and the number of parts is reduced. The shapes of the arm pieces 24A and 24B can be arbitrarily changed.
【0027】[0027]
【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、可動片ブロックは半導体基板から形成するために微
細加工が容易であるとともに、枠部内に可動片を一体に
支持しているため、この枠部が上記可動片の保護枠とし
て機能し、機械的強度を強化することができ、製造工程
における上記可動片の折損のおそれがなく、また、枠部
内に可動片とヒンジ部が一体に形成されているため、製
造および組立作業が容易かつ効率的に行なえ、さらに、
基板と別体に形成することができるから、スペーサ手段
の選択によって電極間距離を変えて所望の駆動力を得る
ことができる。 しかも、上記可動片が上記ヒンジ部を軸
としてシーソー動作するように構成されているから、安
定した高感度な可動片ブロックを提供することができ
る。 請求項2および3の発明によれば、可動片を枠部よ
りも薄肉に形成したり、可動片のヒンジ部に薄肉部を形
成することにより、上記可動片の変位を容易することが
できる。 請求項4の発明発明によれば、可動片のヒンジ
部に切り込み部を形成することにより、上記可動片の変
位ストロークを大きくすることができる。 As described above , according to the first aspect of the present invention,
For example, since the movable piece block is formed from a semiconductor substrate, fine processing is easy, and the movable piece is integrated into the frame.
This frame part serves as a protective frame for the movable piece.
Function and enhance the mechanical strength , the manufacturing process
There is no risk of breakage of the movable piece in
The movable piece and the hinge part are integrally formed inside the
Construction and assembly work can be performed easily and efficiently.
Since it can be formed separately from the substrate, the spacer means
Desired driving force by changing the distance between electrodes by selecting
be able to. Moreover, the movable piece pivots on the hinge portion.
Because it is configured to operate as a seesaw,
Can provide a fixed and highly sensitive movable piece block
You. According to the second and third aspects of the present invention, the movable piece is referred to as a frame.
Or a thin part at the hinge of the movable piece.
This makes it easy to displace the movable piece.
it can. According to the invention of claim 4, the hinge of the movable piece is provided.
By forming a notch in the part, the movable piece can be transformed.
The position stroke can be increased.
【図1】この発明による可動片ブロックの一例を静電式
リレーに適用して示す分解斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view showing an example of a movable piece block according to the present invention applied to an electrostatic relay.
【図2】図1のII−II線に沿う断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line II - II in FIG.
【図3】この発明による可動片ブロックの製造工程の一
例を説明する平面図である。FIG. 3 is a plan view illustrating an example of a manufacturing process of a movable piece block according to the present invention.
【図4A】この発明による可動片ブロックの製造工程の
一例を説明する平面図である。FIG. 4A is a plan view illustrating an example of a manufacturing step of the movable piece block according to the present invention.
【図4B】この発明による可動片ブロックの製造工程に
おける他の例を説明する平面図である。FIG. 4B is a plan view illustrating another example of the manufacturing step of the movable piece block according to the present invention.
【図4C】この発明による可動片ブロックの製造工程に
おける他の例を説明する平面図である。FIG. 4C is a plan view illustrating another example of the manufacturing step of the movable piece block according to the present invention.
【図5A】この発明による可動片ブロックの他の例を示
す断面図である。FIG. 5A is a sectional view showing another example of the movable piece block according to the present invention.
【図5B】この発明による可動片ブロックの異なる他の
例を示す断面図である。FIG. 5B is a sectional view showing another example of the movable piece block according to the present invention.
【図6】この発明による可動片ブロックの他の例を静電
式リレーに適用して示す分解斜視図である。FIG. 6 is an exploded perspective view showing another example of the movable piece block according to the present invention applied to an electrostatic relay.
【図7】図6のB−B線に沿う断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along line BB of FIG. 6;
【図8】この発明による可動片ブロックの異なる例を示
す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing a different example of the movable piece block according to the present invention.
【図9】この発明による可動片ブロックの異なる他の例
を示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing another different example of the movable piece block according to the present invention.
【図10】この発明による可動片ブロックの変形例を示
す要部の斜視図である。FIG. 10 is a perspective view of a main part showing a modification of the movable piece block according to the present invention.
【図11】この発明による可動片ブロックの異なる他の
例を示す要部の斜視図である。FIG. 11 is a perspective view of a main part showing another example of a different movable piece block according to the present invention.
【図12】この発明による可動片ブロックの異なる他の
例を静電式リレーに適用して示す分解斜視図である。FIG. 12 is an exploded perspective view showing another example of the movable piece block according to the present invention applied to an electrostatic relay .
【図13】図6のC−C線に沿う断面図である。FIG. 13 is a sectional view taken along line CC of FIG . 6 ;
【図14】従来の可動片ブロックの一例を静電式リレー
について示す断面図である。FIG. 14 shows an example of a conventional movable piece block as an electrostatic relay.
It is sectional drawing shown about .
8 可動片ブロック 8A 枠部 11 可動片 12 ヒンジ部 18 薄肉部 19 切り込み部 Reference Signs List 8 movable piece block 8A frame part 11 movable piece 12 hinge part 18 thin part 19 cut part
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 砂川 佳敬 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オムロン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−197728(JP,A) 特開 昭62−123622(JP,A) 特開 昭58−201218(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01H 59/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshitaka Sunagawa 10-storey, Todo-cho, Hanazono-ku, Kyoto-shi, Kyoto OMRON Corporation (56) References JP-A-57-197728 (JP, A) JP-A-62 -123622 (JP, A) JP-A-58-201218 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01H 59/00
Claims (4)
枠部内に形成された可動片と、この可動片のほぼ中央両
側部に一体形成されて上記可動片を上記枠部に変位可能
にヒンジ支持する1対のヒンジ部とを備え、上記可動片
が上記ヒンジ部を軸としてシーソー動作するように構成
されていることを特徴とする可動片ブロック。1. A frame formed from a semiconductor substrate, a movable piece formed in the frame, and a substantially central portion of the movable piece.
The movable piece are integrally formed on the side and a hinge portion of a pair of displaceable hinge supported by the frame portion, the movable piece
Is configured to operate seesaw around the hinge
A movable piece block characterized by being made .
ていることを特徴とする請求項1に記載の可動片ブロッ
ク。2. The movable piece block according to claim 1, wherein the movable piece is formed thinner than a frame portion.
たことを特徴とする請求項1または2に記載の可動片ブ
ロック。3. A movable piece block according to claim 1 or 2, characterized in that the formation of the thin portion to the hinge portion of the movable piece.
成したことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに
記載の可動片ブロック。4. The movable piece block according to claim 1, wherein a cut portion is formed in a hinge portion of the movable piece.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP7286647A JP2900861B2 (en) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | Movable piece block |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP7286647A JP2900861B2 (en) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | Movable piece block |
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---|---|---|---|
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ID=17707138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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-
1995
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