JP2008243516A - Contact mechanism device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、梁構造を有する接点機構デバイスに関するものであり、特に、クーロン力による誤作動を防止する構造を有するものに関する。 The present invention relates to a contact mechanism device having a beam structure, and more particularly to a device having a structure that prevents malfunction due to Coulomb force.
従来、梁構造を有する接点機構デバイスに関し、『パッケージが薄型である接点機構デバイス及びこの接点機構デバイスを製造する方法を提供する。』ことを目的とした技術として、『接点素子(スイッチ素子25)が形成された素子形成基板35と、接点素子(スイッチ素子25)を保護するための素子保護用基板21を接合することによりパッケージが形成されているものである。また、接点素子(スイッチ素子25)が磁性体26a、28aを有し、該磁性体26a、28aに磁場を印加することによりスイッチングが行われるものである。』というものが提案されている(特許文献1)。 Conventionally, regarding a contact mechanism device having a beam structure, “a contact mechanism device having a thin package and a method of manufacturing the contact mechanism device are provided. As a technology for the purpose of "a package by bonding an element forming substrate 35 on which a contact element (switch element 25) is formed and an element protection substrate 21 for protecting the contact element (switch element 25)" Is formed. Further, the contact element (switch element 25) includes magnetic bodies 26a and 28a, and switching is performed by applying a magnetic field to the magnetic bodies 26a and 28a. Is proposed (Patent Document 1).
上記特許文献1のような構造を有する接点機構デバイスにおいて、外部からの摩擦帯電等によりパッケージが帯電するとともに、梁や電極の表面に印加電圧による電荷が帯電し、クーロン力が生じることがある。
すると、微小な開閉電圧を当該接点機構デバイスに印加しただけで梁が電極から離れなくなり、デバイスの誤作動が生じてしまうという課題があった。
In the contact mechanism device having the structure as described in Patent Document 1, the package is charged by external frictional charging or the like, and the charge due to the applied voltage is charged on the surface of the beam or electrode, which may cause Coulomb force.
Then, there is a problem that the beam is not separated from the electrode only by applying a minute switching voltage to the contact mechanism device, and the device malfunctions.
そのため、パッケージと梁の間にクーロン力が生じることを防ぎ、当該クーロン力による誤作動を防止することのできる接点機構デバイスが望まれていた。 Therefore, a contact mechanism device that can prevent the occurrence of Coulomb force between the package and the beam and prevent malfunction due to the Coulomb force has been desired.
本発明に係る接点機構デバイスは、梁構造を有する接点部からなる素子部と、該素子部を封止するパッケージと、を有する接点機構デバイスであって、前記パッケージの内壁に金属蒸着部を形成するとともに、該金属蒸着部をグランド接続可能にする金属部を形成したことを特徴とするものである。 A contact mechanism device according to the present invention is a contact mechanism device having an element portion composed of a contact portion having a beam structure and a package for sealing the element portion, and forming a metal vapor deposition portion on the inner wall of the package In addition, a metal part that enables ground connection of the metal deposition part is formed.
本発明に係る接点機構デバイスによれば、パッケージに生じた電荷をグランドに逃がすことができるので、パッケージと梁の間にクーロン力が生じることを防ぎ、当該クーロン力による誤作動を防止することができる。 According to the contact mechanism device according to the present invention, the charge generated in the package can be released to the ground, so that the Coulomb force is prevented from being generated between the package and the beam, and the malfunction due to the Coulomb force can be prevented. it can.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る接点機構デバイス100の構造図である。ここでは、マイクロリードスイッチを例に説明する。
接点機構デバイス100は、基板101、下部電極102、上部電極103を備える。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a structural diagram of a contact mechanism device 100 according to Embodiment 1 of the present invention. Here, a micro reed switch will be described as an example.
The contact mechanism device 100 includes a
基板101は、ガラス基板で構成された絶縁基板104上に、導電性材料としての銅箔105が貼着され、銅箔105は不要な部分が除去されて配線パターン化されている。
In the
下部電極102は、表面全体を導電層106で覆った構成を有している。
導電層106は、それぞれ半導体プロセス(フォトリソグラフィ法)および電解メッキ法を用いて、金(接点材料)で形成されている。
金は腐食に強いことから、金でニッケル層107を覆うことによりニッケル層107の酸化を防止でき、また導電層106自身の酸化も防止できる。したがって、接触抵抗の上昇が防止されて初期の導電性を維持でき、接点性能の安定化を図ることができる。
また、導電層106を構成する材料には、接点機構デバイス100の製造時の最終工程での犠牲層108除去におけるウエットエッチングの際に、ニッケル層107が侵食されないようにする役割も必要とされていることから、最終工程のウエットエッチングで用いるエッチング液(例えば塩化第二鉄)に対して耐エッチング性を有する金を用いるのが適している。
The
The
Since gold is resistant to corrosion, the
Further, the material constituting the
上部電極103は、フォトリソグラフィ法および電解メッキ法を用いてそれぞれ形成された片持ち梁構造部109と、磁性体部110とを有している。
片持ち梁構造部109は、銅拍105上にその底面が接触する基部111と、基部111に支持された梁部112とを有し、耐エッチング性を有する導電性材料である金(接点材料)で構成されている。
接点材料として金を用いるのは、上述したように接点性能安定化を図るためである。また、金は硬度が低く柔軟性のある材料であることから、片持ち梁構造部109を金で構成することにより、後述のように上部電極103が撓んで下部電極102に接触し、接点機構デバイスとして動作する。
The
The
The reason why gold is used as the contact material is to stabilize the contact performance as described above. Also, since gold is a flexible material with low hardness, the
また、接点機構デバイス100を外部環境から保護するため、ザグリ113を有するガラスパッケージ114で封止している。ガラスパッケージ114の封止剤には絶縁性樹脂115を用いる。
Further, in order to protect the contact mechanism device 100 from the external environment, it is sealed with a
さらに、基板両側にスルーホール116を設け、スルーホール116内を金属(金)で覆うことで、上部電極103と下部電極102を裏面電極117と接続する。
Furthermore, through
ここで、図1の残りの構成の説明に先立って、従来の接点機構デバイスにおいて、ガラスパッケージ114に電荷が生じる際の様子を説明する。
Here, prior to the description of the remaining configuration in FIG. 1, the manner in which electric charges are generated in the
図6は、従来の接点機構デバイスの構造図である。図6において、図1と同様の構成には同じ符号を付している。 FIG. 6 is a structural diagram of a conventional contact mechanism device. In FIG. 6, the same components as those in FIG.
図7は、従来の接点機構デバイスのスイッチング動作を説明するものである。
図7において、永久磁石117aの磁束117bにより上部電極103に内包されたニッケル層107が磁化することで、下部電極102に内包されたニッケル層107にはN極とS極が誘導され、上部電極103と下部電極102間には磁気吸引力117cが発生する。これにより、上部電極103が撓んで下部電極102に接触する。
永久磁石117aを取り除くと、磁気吸引力117cがなくなり、上部電極103が元に戻る。
このようにして、接点機構デバイスのスイッチング動作が行われる。
FIG. 7 explains the switching operation of a conventional contact mechanism device.
In FIG. 7, when the
When the
In this way, the switching operation of the contact mechanism device is performed.
図8は、ガラスパッケージ114に電荷が生じている様子を示す図である。
ガラスパッケージ114は絶縁物であることから、外部からの摩擦帯電等により、ガラスパッケージ114に例えばプラス電荷aが帯電し、また梁部112の表面に、印加電圧によりガラスパッケージ114と同極性のプラス電荷bが帯電する場合がある。
このとき、帯電したプラス電荷a、bの影響で、ガラスパッケージ114と梁部112の間には斥力としてのクーロン力cが働き、このクーロン力cが加わったことで梁部112が下部電極102側に押される。
すると、微小な開閉電圧を接点機構デバイスに印加しただけで、梁部112が下部電極102から離れなくなってしまう、という誤動作が生じる。
同様に、梁部112と下部電極102に異極性の電荷が生じ、クーロン力による引力が生じて誤作動が生じる場合もある。
FIG. 8 is a diagram illustrating a state where electric charges are generated in the
Since the
At this time, under the influence of the charged positive charges a and b, a Coulomb force c as a repulsive force acts between the
Then, the malfunction that the
Similarly, charges having different polarities are generated in the
そこで本発明では、ガラスパッケージ114に帯電した電荷を逃がすことにより、かかる帯電による誤動作を防止する構成を提案するものである。
以下、図1の残りの構成の説明に戻る。
In view of this, the present invention proposes a configuration for preventing malfunction caused by such charging by releasing the charge charged in the
Returning to the description of the remaining configuration in FIG.
図1において、ガラスパッケージ114のザグリ113がある内壁に例えば金蒸着118を形成し、さらに金蒸着118から、ガラスパッケージ114側面および絶縁基板104側面にメッキや蒸着等の方法で金属118aを形成し、絶縁基板104の裏面に設けたグランド電極118bと接続する。
この構成により、ガラスパッケージ114に帯電した電荷をグランドに逃がすことができるので、ガラスパッケージ114と梁部112の間のクーロン力(斥力)を防止し、梁部112が下部電極102から離れないという誤動作を防止できる。
In FIG. 1, for example,
With this configuration, since the electric charge charged in the
図2は、本実施の形態1に係る接点機構デバイス100の動作を説明する図である。
図2において、裏面電極117に素子信号を伝えるための電源120を接続し、電圧を印加している。また、接点機構デバイス100の直下に磁石121を配置し、磁石121からの磁場122により梁部122が有するニッケル層107を磁化させる。
これにより、下部電極102が有するニッケル層107にS極とN極が誘導され、梁部112上部および下部電極102のニッケル層107の間で磁気吸引力123が働き、梁部112は下部電極102に接触してスイッチがONする。この際に、電源120から電流が流れ、電気信号がONの状態に切り替わる。
また、磁場122を遮断すると、梁部122のスティフネスにより、梁部122は元の位置に復帰する。これにより、電源120からの電流は遮断され、電気信号がOFFの状態に切り替わる。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the contact mechanism device 100 according to the first embodiment.
In FIG. 2, a
As a result, an S pole and an N pole are induced in the
When the
以上のように、本実施の形態1によれば、ガラスパッケージ114のザグリ113がある内壁に金蒸着118を形成し、更に金蒸着118をグランド電極118bに接続することにより、ガラスパッケージ114に帯電する電荷を逃がし、ガラスパッケージ114と梁部112との間にクーロン力が生ずることを防止して、梁部112が下部電極102から離れなくなってしまうという誤動作を防止することができる。
As described above, according to the first embodiment, the
実施の形態2.
図3は、本発明の実施の形態2に係る接点機構デバイス100のパッケージ前の構成を示すものである。図1と同様の構成には同じ符号を付して、説明を省略する。
図3において、接点機構デバイス100のパッケージを行う前に、例えばガラスパッケージ114と同様の形状に模った(銅等の)金属片124を、下部電極102上を固定側として形成している。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 shows a configuration before the package of the contact mechanism device 100 according to the second embodiment of the present invention. The same components as those in FIG.
In FIG. 3, before packaging the contact mechanism device 100, for example, a metal piece 124 (such as copper) shaped like the
図4は、本実施の形態2に係る接点機構デバイス100のパッケージ後の構成を示すものである。
図4において、金属片124から、ガラスパッケージ114側面および絶縁基板104側面にメッキや蒸着等の方法で金属118aを形成し、絶縁基板104の裏面に設けたグランド電極118bと接続する。
この構成により、ガラスパッケージ114に帯電した電荷をグランドに逃がすことができるので、ガラスパッケージ114と梁部112の間のクーロン力(斥力)を防止し、梁部112が下部電極102から離れないという誤動作を防止できる。
FIG. 4 shows a configuration after packaging of the contact mechanism device 100 according to the second embodiment.
In FIG. 4, a
With this configuration, since the electric charge charged in the
なお、梁部112及び下部電極102は金で形成されているため、金属片124が上部電極103と下部電極102の両方に接触した場合、電流が上部電極103と下部電極102ともに流れて短絡状態となり、接点機構デバイス100がスイッチとしての機能を果たさなくなってしまう。
そこで、下部電極102上、および上部電極103の基部111上を、絶縁性樹脂115で封止している。
Since the
Therefore, the
以上のように、本実施の形態2によれば、ガラスパッケージ114と同様の形状に模った金属片124をグランド電極118bに接続することにより、実施の形態1と同様にクーロン力を防止し、誤動作防止効果を発揮することができる。
As described above, according to the second embodiment, the Coulomb force is prevented in the same manner as in the first embodiment by connecting the
実施の形態3.
図5は、本発明の実施の形態3に係る接点機構デバイス100の構成図である。図1と同様の構成には同じ符号を付して、説明を省略する。
本実施の形態3では、接点機構デバイス100を外部環境から保護するためのパッケージを金属材料により構成して金属パッケージ125とし、さらに金属パッケージ125側面および絶縁基板104側面にメッキや蒸着等の方法で金属118aを形成し、絶縁基板104の裏面に設けたグランド電極118bと接続する。
この構成により、に金属パッケージ125に帯電した電荷をグランドに逃がすことができるので、クーロン力が生じることを防止し、梁部112が下部電極102から離れないという誤動作を防止できる。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 5 is a configuration diagram of the contact mechanism device 100 according to the third embodiment of the present invention. The same components as those in FIG.
In the third embodiment, a package for protecting the contact mechanism device 100 from the external environment is made of a metal material to form a
With this configuration, since the electric charge charged in the
なお、梁部112及び下部電極102は金で形成されているため、金属パッケージ125が梁部112と下部電極102の両方に接触した場合、電流が梁部112と下部電極102ともに流れて短絡状態となり、接点機構デバイス100がスイッチとしての機能を果たさなくなってしまう。
そこで、梁部112側および下部電極102側を、絶縁性樹脂115で封止している。
Since the
Therefore, the
以上のように、本実施の形態3によれば、パッケージを金属材料により構成して金属パッケージ125とし、金属パッケージ125をグランド電極118bに接続することにより、梁部112と下部電極102の間のクーロン力を防止し、梁部112が下部電極102から離れなくなるという誤動作を防止することで、開閉電圧向上という効果を得ることができる。
As described above, according to the third embodiment, the package is made of a metal material to form the
100 接点機構デバイス、101 基板、102 下部電極、103 上部電極、104 絶縁基板、105 銅箔、106 導電層、107 ニッケル層、108 犠牲層、109 片持ち梁構造部、110 磁性体部、111 基部、112 梁部、113 ザグリ、114 ガラスパッケージ、115 絶縁性樹脂、116 スルーホール、117 裏面電極、117a 永久磁石、117b 磁場、117c 磁気吸引、118 金蒸着、118a 金属、118b グランド電極、120 電源、121 磁石、122 磁場、123 磁気吸引、124 金属片、125 金属パッケージ、a プラス電荷、b プラス電荷、c クーロン力。
100 Contact mechanism device, 101 substrate, 102 lower electrode, 103 upper electrode, 104 insulating substrate, 105 copper foil, 106 conductive layer, 107 nickel layer, 108 sacrificial layer, 109 cantilever structure, 110 magnetic body, 111
Claims (3)
を有する接点機構デバイスであって、
前記パッケージの内壁に金属蒸着部を形成するとともに、該金属蒸着部をグランド接続可能にする金属部を形成した
ことを特徴とする接点機構デバイス。 An element part composed of a contact part having a beam structure, and a package for sealing the element part;
A contact mechanism device comprising:
A contact mechanism device, wherein a metal vapor deposition portion is formed on an inner wall of the package, and a metal portion that enables the metal vapor deposition portion to be grounded is formed.
を有する接点機構デバイスであって、
前記パッケージの内側に、該パッケージと同様の形状に模った金属片を形成するとともに、前記金属片をグランド接続可能にする金属部を形成した
ことを特徴とする接点機構デバイス。 An element part composed of a contact part having a beam structure, and a package for sealing the element part;
A contact mechanism device comprising:
A contact mechanism device characterized in that a metal piece having a shape similar to that of the package is formed on the inner side of the package, and a metal portion that enables ground connection of the metal piece is formed.
を有する接点機構デバイスであって、
前記パッケージは金属材料からなり、該パッケージをグランド接続可能にする金属部を形成した
ことを特徴とする接点機構デバイス。 An element part composed of a contact part having a beam structure, and a package for sealing the element part;
A contact mechanism device comprising:
The contact mechanism device, wherein the package is made of a metal material, and a metal portion is formed to allow the package to be grounded.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007080833A JP2008243516A (en) | 2007-03-27 | 2007-03-27 | Contact mechanism device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2007080833A JP2008243516A (en) | 2007-03-27 | 2007-03-27 | Contact mechanism device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103779334A (en) * | 2012-10-23 | 2014-05-07 | 北京同方微电子有限公司 | Active protection device for smart card |
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2007
- 2007-03-27 JP JP2007080833A patent/JP2008243516A/en not_active Withdrawn
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CN103779334A (en) * | 2012-10-23 | 2014-05-07 | 北京同方微电子有限公司 | Active protection device for smart card |
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