JP4839915B2

JP4839915B2 - relay

Info

Publication number: JP4839915B2
Application number: JP2006083827A
Authority: JP
Inventors: 泰典三木; 博岩野; 成正岩本; 健橋本; 俊一中山
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2006-03-24
Filing date: 2006-03-24
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2026-03-24
Also published as: JP2007258099A

Description

本発明は、一表面に固定接点が形成されたガラス基板と、固定接点が形成されている前記表面側でガラス基板に陽極接合される半導体基板と、半導体基板におけるガラス基板との対向面に形成されて固定接点と接離自在に接触する可動接点とを備えたリレーに関するものである。 The present invention is formed on a surface of a glass substrate having a fixed contact formed on one surface, a semiconductor substrate that is anodically bonded to the glass substrate on the surface side where the fixed contact is formed, and a glass substrate in the semiconductor substrate. The present invention relates to a relay including a movable contact that is in contact with a fixed contact in a freely detachable manner.

従来、一表面に固定接点が形成されたガラス基板と、固定接点が形成されている前記表面側でガラス基板に陽極接合される半導体基板と、半導体基板におけるガラス基板との対向面に形成されて固定接点と接離自在に接触する可動接点とを備えたリレーとして、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）。 Conventionally, a glass substrate having a fixed contact formed on one surface, a semiconductor substrate that is anodically bonded to the glass substrate on the surface side where the fixed contact is formed, and a glass substrate in the semiconductor substrate. As a relay provided with a movable contact that comes into contact with and away from a fixed contact, a micro relay is known that uses an electromagnetic force of an electromagnet device to drive an armature to open and close the contact (for example, Patent Documents). 1).

特許文献１に記載されているマイクロリレーは、ガラス基板を加工してなるボディと、電磁石装置と、シリコン基板のような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で形成されるアーマチュアブロックと、ガラス基板を加工してなるカバーとを備える。アーマチュアブロックは矩形枠状のフレーム部と、複数の支持ばねを介してフレーム部に揺動自在に支持されたアーマチュアとを有し、アーマチュアブロックを両側から挟むようにしてフレーム部をボディ及びカバーに陽極接合することでマイクロリレーが構成されている。ここで、陽極接合とは重ね合わせた基板を加熱してガラス側を軟化させると同時にシリコン側を陽極として両者の間に高電圧を印加することで電気的二重層を発生させ
、静電引力により基板同士を接合する接合方法であって、可動イオンを含むガラスとシリコン基板を密着接合する方法として一般的に用いられている。
特開２００５−５０７６８号公報 The microrelay described in Patent Document 1 includes a body formed by processing a glass substrate, an electromagnet device, an armature block formed by processing a semiconductor substrate such as a silicon substrate by a semiconductor micromachining process, A cover formed by processing a glass substrate. The armature block has a rectangular frame-shaped frame part and an armature that is swingably supported by the frame part via a plurality of support springs. The frame part is anodic bonded to the body and cover so that the armature block is sandwiched from both sides. Thus, a micro relay is configured. Here, anodic bonding heats the stacked substrates to soften the glass side, and at the same time generates a double layer by applying a high voltage between the two with the silicon side as the anode. It is a joining method for joining substrates, and is generally used as a method for tightly joining a glass containing movable ions and a silicon substrate.
JP-A-2005-50768

ところで、上記従来のマイクロリレーにおける可動接点及び固定接点は、一般的な接点材料（例えば、金、ニッケル、銅、クロムなどの合金）で形成されていたが、アーマチュアブロックとボディ及びカバーとの陽極接合時に加熱（通常は４００℃以上）されることで両接点の接触面が酸化してしまい、電気抵抗が増大してしまうという問題があった。さらに、接点材料にＡｕ−Ｃｏ合金を使用している場合、電気抵抗の増大に伴ってコバルトが接点表面に析出して酸化膜（絶縁性皮膜）を形成し、しかも、上述のようなマイクロリレーでは接点圧が元々低いために接点表面に形成された絶縁性皮膜を突き破ることが困難であるから、接触信頼性が低下するという問題もあった。一方、電気抵抗を低減するために接点表面における金の含有率を高くすると、陽極接合時の加熱により硬度が低下してしまうために接点同士が固着（スティッキング）する虞があった。 By the way, although the movable contact and the fixed contact in the conventional micro relay are formed of a general contact material (for example, an alloy such as gold, nickel, copper, chromium, etc.), the anode of the armature block, the body and the cover. Heating at the time of joining (usually 400 ° C. or higher) oxidizes the contact surfaces of both contacts, resulting in an increase in electrical resistance. Further, when an Au—Co alloy is used as the contact material, cobalt is deposited on the contact surface as the electric resistance increases to form an oxide film (insulating film), and the micro relay as described above. However, since the contact pressure is originally low, it is difficult to break through the insulating film formed on the contact surface, so that there is a problem that the contact reliability is lowered. On the other hand, if the gold content on the contact surface is increased in order to reduce electrical resistance, the hardness may be reduced by heating during anodic bonding, so that the contacts may stick (stick).

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造時や使用時に高温環境に置かれても可動接点並びに固定接点の電気抵抗の増大を抑えるとともに接点同士が固着することを防ぐことができるリレーを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to suppress an increase in the electric resistance of the movable contact and the fixed contact and to fix the contacts to each other even when placed in a high temperature environment during manufacture or use. It is to provide a relay that can be prevented.

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、一表面に固定接点が形成されたガラス基板と、固定接点が形成されている前記表面側でガラス基板に陽極接合される半導体基板と、半導体基板におけるガラス基板との対向面に形成されて固定接点と接離自在に接触する可動接点とを備えたリレーにおいて、固定接点並びに可動接点の一方は、相手方との接触面を含む先端部が白金族元素の金属又は白金族元素を含む合金で形成され、固定接点並びに可動接点の他方は、相手方との接触面を含む先端部が金又は金合金で形成されており、さらに、固定接点及び可動接点の少なくとも何れか一方は、先端部とガラス基板又は半導体基板との間に介装される金属製の下地部を有するとともに、当該下地部を形成する金属材料に比べてガラス基板又は半導体基板との密着性に優れた金属材料からなるめっき層が、前記下地部とガラス基板又は半導体基板との間に介装されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is a glass substrate having a fixed contact formed on one surface, a semiconductor substrate anodic bonded to the glass substrate on the surface side where the fixed contact is formed, In a relay provided with a movable contact that is formed on a surface of a semiconductor substrate facing a glass substrate and contacts a fixed contact in a detachable manner, one of the fixed contact and the movable contact has a tip including a contact surface with the counterpart. It is formed of an alloy containing a metal or a platinum group element of the platinum group elements, the other fixed contact and the movable contact are distal portion including a contact surface with the other party is formed of gold or a gold alloy, furthermore, a fixed contact and At least one of the movable contacts has a metal base portion interposed between the tip portion and the glass substrate or the semiconductor substrate, and has a glass substrate or a metal substrate as compared with the metal material forming the base portion. Plated layer made of a metal material excellent in adhesion to the conductor substrate, characterized in that it is interposed between the base portion and the glass substrate or a semiconductor substrate.

請求項２の発明は、請求項１の発明において、固定接点又は可動接点のうちで先端部が金又は金合金で形成されている接点は、先端部と下地部の間に介装されて下地部を形成する金属材料の拡散を防止する拡散阻止部を有することを特徴とする。 The invention of claim 2 is the invention of claim 1, contact tip is formed of gold or gold alloys of the fixed contact or movable contact, it is interposed between the above end and the base portion It characterized by having a diffusion preventing portion for preventing the diffusion of the metallic material forming the base section.

請求項３の発明は、請求項２の発明において、先端部を形成する金合金がＡｕ−Ｎｉ合金又はＡｕ−Ｐｄ合金であることを特徴とする。 The invention of claim 3 is the invention of claim 2, wherein the gold alloy forming the tip is an Au—Ni alloy or an Au—Pd alloy.

請求項４の発明は、請求項１〜３の何れかの発明において、先端部を形成する白金族元素の金属又は白金族元素を含む合金がロジウム、ルテニウム、白金の何れか若しくはこれらの合金であることを特徴とする。 The invention of claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the platinum group metal forming the tip or the alloy containing the platinum group element is rhodium, ruthenium, platinum, or an alloy thereof. It is characterized by being.

請求項５の発明は、請求項１〜４の何れかの発明において、固定接点又は可動接点のうちで先端部が白金族元素の金属又は白金族元素を含む合金で形成されている接点は、銀又はニッケル又は金若しくは当該３種類の金属のうち少なくとも２種類の合金あるいは当該３種類のうちの少なくとも２種類を積層したものの何れかからなり先端部とガラス基板又は半導体基板との間に介装される前記下地部と、先端部と下地部との間に介装されて両者の密着性を高めるストライク部とを有することを特徴とする。 The invention of claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein, among the fixed contact and the movable contact, the tip is formed of a platinum group element metal or an alloy containing a platinum group element. It is composed of either silver, nickel, gold, or at least two of the three metals, or a laminate of at least two of the three metals, and is interposed between the tip and the glass substrate or semiconductor substrate. and having said base portion being, and a strike portion to increase is interposed both adhesion between the tip and the base portion.

請求項６の発明は、請求項１〜５の何れかの発明において、固定接点又は可動接点のうちで先端部が金又は金合金で形成されている接点は、銀又はニッケル又は金若しくは当該３種類の金属のうち少なくとも２種類の合金あるいは当該３種類のうちの少なくとも２種類を積層したものの何れかからなり先端部とガラス基板又は半導体基板との間に介装される前記下地部と、先端部と下地部の間に介装されて下地部を形成する金属材料の拡散を防止する拡散阻止部とを有することを特徴とする。 The invention of claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 5, wherein the contact of which the tip is formed of gold or a gold alloy among the fixed contact or the movable contact is silver, nickel, gold or the 3 said base portion being interposed between the types of at least two of the metal alloy or the three least 2 although the type and the laminated made from either tip and a glass substrate or a semiconductor substrate of the tip And a diffusion blocking portion for preventing diffusion of a metal material which is interposed between the portion and the base portion and forms the base portion.

請求項７の発明は、請求項２又は６の発明において、拡散阻止部が白金族元素の金属又は白金族元素を含む合金若しくはＮｉ−Ｂで形成されていることを特徴とする。 The invention of claim 7 is characterized in that, in the invention of claim 2 or 6, the diffusion preventing portion is formed of a platinum group metal, an alloy containing a platinum group element, or Ni-B.

請求項８の発明は、請求項１〜７の何れかの発明において、先端部を形成する白金族元素の金属又は白金族元素を含む合金は、硫黄の含有率が１原子パーセント以下であることを特徴とする。 The invention of claim 8 is the invention of any one of claims 1 to 7, wherein the platinum group metal forming the tip or the alloy containing the platinum group element has a sulfur content of 1 atomic percent or less. It is characterized by.

本発明によれば、白金族元素の金属又は白金族元素を含む合金からなる接点の先端部は陽極接合時の高温環境を経た後でも高い硬度が維持できるため、接点同士の固着を防ぐことができ、また、金又は金合金からなる接点の先端部には絶縁性皮膜が形成され難いため、製造時や使用時に高温環境に置かれても接点の電気抵抗が増大することを抑えることができ、さらに、下地部を形成する金属材料に比べてガラス基板又は半導体基板との密着性に優れた金属材料からなるめっき層が、前記下地部とガラス基板又は半導体基板との間に介装されているため、ガラス基板又は半導体基板と下地部との密着性を高めることができる。 According to the present invention, since the tip of the contact made of a platinum group metal or an alloy containing a platinum group element can maintain high hardness even after passing through a high temperature environment during anodic bonding, it is possible to prevent adhesion between the contacts. In addition, since it is difficult to form an insulating film on the tip of the contact made of gold or gold alloy, it is possible to prevent the electrical resistance of the contact from increasing even when placed in a high temperature environment during manufacturing or use. In addition, a plating layer made of a metal material having excellent adhesion to the glass substrate or the semiconductor substrate as compared with the metal material forming the base portion is interposed between the base portion and the glass substrate or the semiconductor substrate. because you are, Ru can improve the adhesion to the glass substrate or the semiconductor substrate and the base unit.

以下、図１〜図９を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

本実施形態のリレーは、シリコン基板をマイクロマシニング技術により加工して形成されるアーマチュア３０、アーマチュア３０により変位可能な可動接点３９、可動接点３９と接離する固定接点１４を、ボディ１とカバー４とアーマチュアブロック３で構成される密閉空間に収納し、電磁石装置２の電磁力でアーマチュア３０を駆動するものである。ボディ１は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が設けられている。アーマチュアブロック３は、ボディ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と、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が発生する電磁力により駆動されるアーマチュア３０と、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とを有する。また、カバー４は矩形板状のガラス基板からなり、アーマチュアブロック３におけるボディ１とは反対側で周部がフレーム部３１に固着される。 The relay of this embodiment includes an armature 30 formed by processing a silicon substrate by a micromachining technique, a movable contact 39 that can be displaced by the armature 30, and a fixed contact 14 that contacts and separates from the movable contact 39. And the armature block 3 is housed in a sealed space, and the armature 30 is driven by the electromagnetic force of the electromagnet device 2. The body 1 is made of a rectangular plate-like glass substrate, and a pair of fixed contacts 14 are provided on both ends in the longitudinal direction on one surface side in the thickness direction. The armature block 3 includes a frame-shaped (rectangular frame-shaped) frame portion 31 that is fixed to the one surface side of the body 1 and a frame portion that is disposed inside the frame portion 31 via four support spring portions 32. The armature 30 is swingably supported by the armature 31 and driven by the electromagnetic force generated by the electromagnet device 2, and the armature 30 is supported by two contact pressure spring portions 35, and the movable contact 39 is provided. And two movable contact bases 34. The cover 4 is made of a rectangular plate-shaped glass substrate, and the peripheral portion is fixed to the frame portion 31 on the side opposite to the body 1 in the armature block 3.

電磁石装置２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ものである。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。 The electromagnet device 2 generates a magnetic flux in accordance with an exciting current applied to the coils 22 and 22 wound around the yoke 20. The yoke 20 extends in the direction of approaching the armature 30 from both ends of the coil winding portion 20a in the longitudinal direction of the elongated rectangular plate and the coil winding portion 20a in which the two coils 22 and 22 are directly wound. The length of the coil winding portion 20a between the pair of leg pieces 20b, 20b and the leg pieces 20b, 20b of the yoke 20 whose opposite end surfaces are excited with different polarities according to the excitation current to the coils 22, 22 is determined. A rectangular plate-shaped permanent magnet 21 arranged in the center of the direction, and an elongated rectangular plate-shaped coil winding on the opposite side of the coil winding portion 20a of the yoke 20 from the surface facing the permanent magnet 21. And a printed circuit board 23 fixed to the coil winding part 20a so as to be orthogonal to the turning part 20a. The yoke 20 is formed by bending or casting an iron plate such as electromagnetic soft iron, and the cross sections of both leg pieces 20b and 20b are formed in a rectangular shape.

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が異極に着磁されており、一方の磁極面がヨーク２０のコイル巻回部２０ａに当接し、他方の磁極面がヨーク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。 The permanent magnet 21 is magnetized so that the magnetic pole surfaces of both surfaces in the overlapping direction (thickness direction) with the coil winding portion 20 a are different from each other, and one magnetic pole surface abuts on the coil winding portion 20 a of the yoke 20. The thickness dimension is set so that the other magnetic pole surface is located on the same plane as the tip surfaces of the leg pieces 20b, 20b of the yoke 20.

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とによって長軸方向（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電パターン２３ｂが形成されており、各導電パターン２３ｂにおいて円形状に形成された部位が外部接続用電極を構成し、矩形状に形成された部位がコイル接続部を構成している。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。なお、各導電パターン２３ｂにおける外部接続用電極には、導電性材料（例えば、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，半田など）からなるバンプ２４が適宜固着されるが、バンプ２４を固着する代わりに、ボンディングワイヤをボンディングしてもよい。 Further, the movement of the coils 22 and 22 in the major axis direction (that is, the longitudinal direction of the coil winding portion 20a) is restricted by the permanent magnet 21 and the leg pieces 20b and 20b of the yoke 20, respectively. In the printed circuit board 23, conductive patterns 23b are formed at both ends in the longitudinal direction on one surface of the insulating substrate 23a, and the circularly formed portions of the conductive patterns 23b constitute external connection electrodes, and are rectangular. The site | part formed in comprises the coil connection part. Here, the terminals of the coils 22 and 22 are connected to the coil connecting portion, but the coils 22 and 22 are connected when a power source is connected between the external connection electrodes and an excitation current is passed through the coils 22 and 22. The leg surfaces 20b, 20b of the yoke 20 are connected so that the tip surfaces of the leg pieces 20b, 20b are different from each other. Note that bumps 24 made of a conductive material (for example, Au, Ag, Cu, solder, etc.) are appropriately fixed to the external connection electrodes in each conductive pattern 23b. Instead of fixing the bumps 24, bonding wires are bonded. May be bonded.

ボディ１は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、四隅の各近傍と長手方向両端部の中央付近には厚み方向に貫通するスルーホール１０が貫設されている。また、ボディ１の厚み方向の両面であって各スルーホール１０それぞれの周縁にはランド１２が形成されている。ここに、ボディ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１０の内周面を導電性材料（例えば、Ｃｕ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ａｕ，あるいはこれらの合金など）でめっきしてなるめっき層１０ａにより電気的に接続されている。また、ボディ１の厚み方向の他表面側の各ランド１２にはバンプ１３が適宜固着されており、バンプ１３をランド１２に固着することによって、ボディ１の上記他表面側ではスルーホール１０の開口面がバンプ１３により覆われる。スルーホール１０の開口面は円形状であって、ボディ１の上記一表面には、それぞれスルーホール１０の開口面を閉塞する導電パターン１８が設けられている。 The body 1 is made of heat-resistant glass, the outer peripheral shape is rectangular, and a storage hole 16 that penetrates in the thickness direction and stores the electromagnet device 2 penetrates in the center, and the vicinity of each of the four corners and the longitudinal direction A through hole 10 penetrating in the thickness direction is provided near the center of both end portions. Further, lands 12 are formed on both sides in the thickness direction of the body 1 and on the periphery of each through hole 10. Here, the lands 12 that overlap in the thickness direction of the body 1 are plated with a conductive material (for example, Cu, Cr, Ti, Pt, Co, Ni, Au, or an alloy thereof) on the inner peripheral surface of the through hole 10. It is electrically connected by the plating layer 10a formed. Further, bumps 13 are appropriately fixed to the lands 12 on the other surface side in the thickness direction of the body 1. By fixing the bumps 13 to the lands 12, the through holes 10 are opened on the other surface side of the body 1. The surface is covered with bumps 13. The opening surface of the through hole 10 is circular, and a conductive pattern 18 that closes the opening surface of the through hole 10 is provided on the one surface of the body 1.

また、上述の各一対の固定接点１４は、ボディ１の長手方向の両端部においてボディ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１０の間で上記短手方向に並設されており、上記短手方向両端のスルーホール１０の周縁に形成されたランド１２と導電パターン１８を介して電気的に接続されている。さらに、ボディ１の長手方向両端部における固定接点１４の近傍には、上記短手方向に沿った幅細形状であって中央のスルーホール１０の周縁に形成されたランド１２と接続された接地用導電パターン１８’が設けられており、中央のスルーホール１０も接地用導電パターン１８’によって閉塞されている。 Further, each of the pair of fixed contacts 14 described above is arranged in parallel in the short direction between two through-holes 10 that are spaced apart in the short direction of the body 1 at both ends in the longitudinal direction of the body 1. It is electrically connected to the lands 12 formed at the periphery of the through-holes 10 at both ends in the short-side direction via conductive patterns 18. Further, in the vicinity of the fixed contact 14 at both ends in the longitudinal direction of the body 1, the grounding is connected to a land 12 having a narrow shape along the short direction and formed at the periphery of the central through hole 10. A conductive pattern 18 'is provided, and the central through hole 10 is also closed by the grounding conductive pattern 18'.

また、収納孔１６の開口面は十字状であって、ボディ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。すなわち、電磁石装置２は、ヨーク２０の両脚片２０ｂ，２０ｃ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２は、永久磁石２１がボディ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の表面がボディ１の上記他表面と略面一となっている。 The opening surface of the storage hole 16 has a cross shape, and a lid 17 made of a silicon thin film that closes the storage hole 16 is fixed to the one surface side of the body 1. That is, the electromagnet device 2 is inserted into the storage hole 16 such that the front end surfaces of both leg pieces 20 b and 20 c of the yoke 20 face the lid body 17. In the present embodiment, the space surrounded by the inner peripheral surface of the storage hole 16 and the lid body 17 constitutes a storage unit that stores the electromagnet device 2, and the electromagnet device 2 includes the permanent magnet 21 of the body 1. Provided in the magnetic path formed by the armature 30 and the yoke 20 within the thickness dimension, the surface of the insulating substrate 23a in the printed circuit board 23 is substantially flush with the other surface of the body 1.

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本の支持ばね部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におけるボディ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とボディ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。 The armature block 3 is formed by processing a semiconductor substrate made of a silicon substrate by a semiconductor micromachining process so that the rectangular frame-shaped frame portion 31, the four support spring portions 32, and the frame portion 31 are placed inside the frame portion 31. A rectangular plate-shaped movable base 30a that is disposed and constitutes a part of the armature 30, the above-mentioned four contact pressure springs 35, and the above-mentioned two movable contact bases 34 are formed, and are movable. The armature 30 is composed of a base plate portion 30a and a rectangular plate-shaped magnetic body portion 30b made of a magnetic material (for example, soft iron, electromagnetic stainless steel, permalloy, etc.) fixed to the surface of the movable base portion 30a facing the body 1. It is composed. Therefore, the armature 30 is swingably supported by the frame portion 31 via the four support spring portions 32. The movable base portion 30a is thinner than the frame portion 31, and the thickness of the armature 30 is between the magnetic body portion 30b of the armature 30 and the lid body 17 in a state where the armature block 3 and the body 1 are fixed. Is set to form a predetermined gap.

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。 The above-described support spring portions 32 are formed at two locations on both sides in the short direction of the movable base portion 30a so as to be separated from each other in the longitudinal direction of the movable base portion 30a. Each support spring portion 32 has one end portion connected to the frame portion 31 continuously and integrally, and the other end portion connected to the movable base portion 30a continuously and integrally. In addition, each support spring part 32 is lengthened by forming the site | part between the said one end part and the said other end part in the planar shape in the meandering shape in the same surface, and the armature 30 is made into the shape. It is possible to disperse the stress applied to each support spring portion 32 when swinging, and to prevent each support spring portion 32 from being damaged.

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。 In addition, the movable base portion 30a has a rectangular protruding piece 36 extending continuously and integrally from the center of both side edges in the lateral direction, and also from a portion corresponding to the protruding piece 36 on the inner peripheral surface of the frame portion 31. A rectangular projecting piece 37 is continuously extended. In other words, the projecting piece 36 extending from the movable base portion 30a and the projecting piece 37 extending from the frame portion 31 are opposed to each other at their front end surfaces. Here, a convex portion 36a is formed on the tip surface of each protruding piece 36 extending from the movable base portion 30a, and the protruding surface of each protruding piece 37 extended from the frame portion 31 is convex. A recess 37a into which the portion 36a enters is formed. Therefore, the movement of the armature 30 in the plane orthogonal to the thickness direction of the frame portion 31 is restricted by the convex portion 36a coming into contact with the inner peripheral surface of the concave portion 37a. The two support spring portions 32 disposed on the same side edge side of the armature 30 are located on both sides of the projecting piece 36.

また各突片３６におけるボディ１との対向面には支点突起４０がそれぞれ突設されており、これら一対の支点突起４０を設けることでアーマチュア３０の揺動動作をより安定させることができる。なお、ボディ１に当接する支点突起４０の先端部には、摩耗や割れあるいは欠けなどを低減するために、金属薄膜からなる保護膜４１が形成されている。 Further, fulcrum protrusions 40 are respectively provided on the surfaces of the protrusions 36 facing the body 1, and by providing the pair of fulcrum protrusions 40, the swinging motion of the armature 30 can be further stabilized. A protective film 41 made of a metal thin film is formed at the tip of the fulcrum protrusion 40 that contacts the body 1 in order to reduce wear, cracks, or chipping.

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におけるボディ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、ボディ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。なお、アーマチュアブロック３は、上述の説明から分かるように、フレーム部３１、可動基台部３０ａ、支持ばね部３２、可動接点保持部３４、接圧ばね部３５が上述の半導体基板の一部により構成されている。また、カバー４は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(図示せず)が形成されている。 The armature block 3 has movable contact base portions 34 disposed between both end portions of the armature 30 and the frame portion 31 in the longitudinal direction of the armature 30, and the armature block 3 and the body 1 in each movable contact base portion 34. A movable contact 39 made of a conductive material is fixed to the opposite surface. Here, the movable contact base portion 34 is supported by the movable base portion 30a via the two contact pressure spring portions 35 described above. The movable base portion 30a is formed in a rectangular plate shape as described above, and the stopper portions 33 that limit the displacement amount of the magnetic body portion 30b are continuously extended from the four corners, and the contact pressure spring. The planar shape of the portion 35 is formed in a U shape along three sides of the outer peripheral edge of the stopper portion 33. The stopper portion 33 limits the amount of displacement of the magnetic body portion 30 b by contacting the one surface of the body 1. As can be seen from the above description, the armature block 3 includes the frame portion 31, the movable base portion 30a, the support spring portion 32, the movable contact holding portion 34, and the contact pressure spring portion 35, which are part of the semiconductor substrate described above. It is configured. The cover 4 is made of heat-resistant glass, and a recess (not shown) that secures a swinging space for the armature 30 is formed on the surface facing the armature block 3.

次に、本実施形態のリレーの製造方法について簡単に説明する。 Next, a method for manufacturing the relay of this embodiment will be briefly described.

本実施形態のリレーの製造にあたっては、半導体基板たるシリコン基板をリソグラフィ技術、エッチング技術などの半導体微細加工プロセス（マイクロマシンニング技術）により加工してフレーム部３１、支持ばね部３２、接圧ばね部３５、可動接点基台部３４、アーマチュア３０の一部を構成する可動基台部３０ａを形成した後で可動基台部３０ａにおいてボディ１側となる一面に磁性体からなる磁性体部３０ｂを固着し且つ可動接点基台部３４に可動接点３９を固着することでアーマチュアブロック３を形成するアーマチュアブロック形成工程と、アーマチュアブロック形成工程にて形成したアーマチュアブロック３とボディ１およびカバー４を陽極接合により固着することでボディ１とカバー４とアーマチュアブロック３のフレーム部３１とで囲まれる空間を密封する密封工程と、密封工程の後でボディ１の収納部に電磁石装置２を収納してボディ１に固定する電磁石装置配設工程とを備えている。 In manufacturing the relay of this embodiment, a silicon substrate, which is a semiconductor substrate, is processed by a semiconductor micromachining process (micromachining technology) such as a lithography technique and an etching technique, so that a frame portion 31, a support spring portion 32, and a contact pressure spring portion 35 are obtained. After the movable contact base 34 and the movable base 30a constituting a part of the armature 30 are formed, the magnetic body 30b made of a magnetic material is fixed to one surface of the movable base 30a on the body 1 side. In addition, an armature block forming process for forming the armature block 3 by fixing the movable contact 39 to the movable contact base 34, and the armature block 3 formed in the armature block forming process, the body 1 and the cover 4 are fixed by anodic bonding. By doing so, the frame part of the body 1, the cover 4, and the armature block 3 A sealing step of sealing the space surrounded by 1 and, after the sealing process by accommodating the electromagnetic device 2 to the storage portion of the body 1 at and a magnet device arranged step of fixing to the body 1.

ここにおいて、ボディ１の形成にあたっては、ボディ１となるガラス基板において収納部に対応する部位に厚み方向に貫通する収納孔１６を形成するとともにガラス基板の四隅近傍並びに長手方向両端部の中央に厚み方向に貫通するスルーホール１０を形成した後、ボディ１の一表面側に導電材料を部分的にめっきすることでランド１２、固定接点１４、導電パターン１８，１８’、めっき層１０ａを一体に形成してから、上記ガラス基板において固定接点１４を設けた側の表面に収納孔１６を覆う薄膜（例えば、シリコン薄膜、ガラス薄膜など）を固着し、当該薄膜をパターニングすることによって収納孔１６の開口面を閉塞する蓋体１７を形成すればよい。なお、収納孔１６はエッチング法やサンドブラスト法などにより形成すればよい。 Here, in forming the body 1, the storage hole 16 penetrating in the thickness direction is formed in a portion corresponding to the storage portion in the glass substrate to be the body 1, and the thickness is in the vicinity of the four corners of the glass substrate and in the center of both ends in the longitudinal direction. After forming the through hole 10 penetrating in the direction, the land 12, the fixed contact 14, the conductive patterns 18, 18 ′, and the plating layer 10 a are integrally formed by partially plating a conductive material on one surface side of the body 1. Then, a thin film (for example, a silicon thin film, a glass thin film, etc.) covering the storage hole 16 is fixed to the surface of the glass substrate on the side where the fixed contact 14 is provided, and the thin film is patterned to open the storage hole 16. What is necessary is just to form the cover body 17 which obstruct | occludes a surface. The storage hole 16 may be formed by an etching method or a sand blast method.

また、カバー４の形成にあたっては、カバー４となるガラス基板においてエッチング法やサンドブラスト法などにより凹所を形成すればよい。そして、アーマチュアブロック３のフレーム部３１にボディ１及びカバー４を陽極接合することでボディ１とカバー４とフレーム部３１とで構成される空間を密閉すれば、本実施形態のリレーが完成する。 In forming the cover 4, a recess may be formed in the glass substrate to be the cover 4 by an etching method or a sand blast method. And if the space comprised by the body 1, the cover 4, and the frame part 31 is sealed by anodically bonding the body 1 and the cover 4 to the frame part 31 of the armature block 3, the relay of this embodiment is completed.

以下、本実施形態のリレーの動作について説明する。 Hereinafter, the operation of the relay of this embodiment will be described.

本実施形態のリレーでは、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。 In the relay of the present embodiment, when the coils 22 are energized, one end in the longitudinal direction of the magnetic body portion 30b is attracted to one leg piece 20b of the yoke 20 according to the direction of magnetization, and the armature 30 Oscillates and the movable contact 39 fixed to the movable contact base 34 at one end of the armature 30 contacts the pair of fixed contacts 14 and 14 facing each other with a predetermined contact pressure. Even if energization is stopped in this state, the attractive force is maintained by the magnetic flux generated by the permanent magnet 21, and the state is maintained as it is.

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。 Further, when the energization direction to the coils 22 and 22 is reversed, the magnetic body portion 30b of the armature 30 is attracted to the other leg piece 20b of the yoke 20, and the armature 30 swings to move the other end side of the armature 30. The movable contact 39 held by the contact base 34 contacts the pair of fixed contacts 14 and 14 facing each other with a predetermined contact pressure. Even if energization is stopped in this state, the attractive force is maintained by the magnetic flux generated by the permanent magnet 21, and the state is maintained as it is.

次に、本発明の要旨である固定接点１４並びに可動接点３９の構造について説明する。固定接点１４は、図１に示すように白金族元素の金属（特に、ロジウム、ルテニウム、白金の何れかが望ましい。）又は白金族元素を含む合金で形成された先端部１４ａと、銀又はニッケル又は金若しくは当該３種類の金属のうち少なくとも２種類の合金（例えば、Ａｕ−Ｎｉ合金）あるいは当該３種類の金属のうち少なくとも２種類の金属を積層したものの何れかからなる下地部１４ｂと、先端部１４ａと下地部１４ｂの間に介装されて両者の密着性を高めるストライク部１４ｃとを積層したような多層構造を有している。但し、下地部１４ｂとガラス基板（ボディ１）との間には金めっき層１４ｅを介してクロムめっき層１４ｄが形成されており、クロムが金や銀に比較してガラス基板との密着性に優れることから、クロムめっき層１４ｄによってボディ１と下地部１４ｂとの密着性を高めることができる。また、ストライク部１４ｃは下地部１４ｂの表面に金をストライクめっきすることによって形成されるものであって、先端部１４ａを形成するロジウム等の白金族元素の金属又はその合金と下地部１４ｂとの密着性を高める機能を有している。なお、２種類の金属（例えば、金とニッケル）を積層して下地部１４ｂを形成する場合、大部分をニッケルで形成して先端部１４ａに最も近い表層部分のみに金を積層した構造（例えば、金とニッケルの比率が１：９程度）とすることが材料コストを削減する上で望ましい。 Next, the structure of the fixed contact 14 and the movable contact 39 which are the gist of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, the fixed contact 14 is composed of a platinum group element metal (especially, rhodium, ruthenium, or platinum is desirable) or a tip part 14a formed of an alloy containing a platinum group element, silver or nickel. Or a base portion 14b made of either gold or at least two kinds of alloys (for example, Au—Ni alloy) of the three kinds of metals, or a laminate of at least two kinds of the three kinds of metals, and a tip It has a multilayer structure in which a strike portion 14c that is interposed between the portion 14a and the base portion 14b and enhances the adhesion between them is laminated. However, a chromium plating layer 14d is formed between the base portion 14b and the glass substrate (body 1) via a gold plating layer 14e, and the chromium is more adhesive to the glass substrate than gold or silver. Since it is excellent, the adhesion between the body 1 and the base portion 14b can be enhanced by the chromium plating layer 14d. The strike portion 14c is formed by strike-plating gold on the surface of the base portion 14b. The strike portion 14c is formed of a platinum group metal such as rhodium or an alloy thereof and the base portion 14b. Has a function to improve adhesion. In the case where the base portion 14b is formed by stacking two kinds of metals (for example, gold and nickel), a structure in which most of the layers are formed of nickel and gold is stacked only on the surface layer portion closest to the tip portion 14a (for example, In order to reduce the material cost, it is desirable that the ratio of gold and nickel is about 1: 9.

ここで、リレーに用いられる一般的な接点の構造は、例えば、接触面から順に金、ニッケル、銅、クロムの各金属を積層したような構造となっているが、既に説明したように本発明に係るリレーではアーマチュアブロック３のフレーム部３１にカバー４を陽極接合する際にリフロー炉の温度（おおよそ２００℃）よりも十分に高い高温環境（例えば、４００℃）に長時間（例えば、１時間）晒されることから、加熱によって各金属が拡散し且つ酸化され、接触面から順に酸化ニッケル−酸化銅−金の合金、銅−金の合金、銅−クロムの合金を積層したような構造となり、接点の電気抵抗が増大するとともに硬度が低下して導通不良や接点同士の固着（スティッキング）などの不具合が生じる虞がある。 Here, the structure of a general contact used for a relay is, for example, a structure in which gold, nickel, copper, and chromium metals are laminated in order from the contact surface. In the relay according to the present invention, when the cover 4 is anodically bonded to the frame portion 31 of the armature block 3, the temperature is sufficiently high (for example, 1 hour) in a high temperature environment (for example, 400 ° C) sufficiently higher than the temperature of the reflow furnace (approximately 200 ° C). ) Because it is exposed, each metal diffuses and is oxidized by heating, and a nickel oxide-copper oxide-gold alloy, a copper-gold alloy, and a copper-chromium alloy are laminated in order from the contact surface. As the electrical resistance of the contact increases, the hardness decreases, and there is a possibility that problems such as poor conduction and contact sticking (sticking) may occur.

そこで本発明者らは、製造プロセスや使用状態で高温環境に長時間晒された場合でも電気抵抗の増大による導通不良や固着などが起こらない接点材料を種々検討し、固定接点１４の先端部１４ａを白金族元素の金属又は白金族元素を含む合金で形成すれば、上述の導通不良やスティッキングなどの不具合の発生が防止できることを見いだした。すなわち、接触面を含む先端部１４ａを相対的に硬い金属である白金族元素の金属又は白金族元素を含む合金で形成することによってスティッキングが防止でき、しかも、白金族元素は酸化し難いから酸化膜（絶縁性皮膜）が形成されず、電気抵抗の増大による導通不良が防止できる。 Therefore, the present inventors have studied various contact materials that do not cause poor conduction or sticking due to an increase in electrical resistance even when exposed to a high temperature environment for a long time in the manufacturing process or use state, and the tip portion 14 a of the fixed contact 14. It has been found that the above-described defects such as poor conduction and sticking can be prevented by forming a metal from a platinum group metal or an alloy containing a platinum group element. That is, sticking can be prevented by forming the tip part 14a including the contact surface with a platinum group element metal or a platinum group element alloy which is a relatively hard metal, and the platinum group element is difficult to oxidize. A film (insulating film) is not formed, and conduction failure due to an increase in electrical resistance can be prevented.

一方、可動接点３９についても固定接点１４と事情は同じであるから、本来ならば固定接点１４と同一構造、すなわち、少なくとも固定接点１４と接触する先端部分を白金族元素の金属又は白金族元素を含む合金で形成することが望ましい。しかしながら、固定接点１４と可動接点３９の接触面の接点材料が同一であると、固定接点１４と可動接点３９が接離を繰り返すうちに両者の間で接点材料の金属が転移して接触不良を起こす可能性がある。そこで本実施形態では、固定接点１４との接触面を含む可動接点３９の先端部を金又は金合金で形成することにより、可動接点３９の電気抵抗を増大させずに固定接点１４との接離に伴う金属の転移を防止している。 On the other hand, since the situation of the movable contact 39 is the same as that of the fixed contact 14, originally, it has the same structure as that of the fixed contact 14, that is, at least the tip portion in contact with the fixed contact 14 is made of a platinum group metal or a platinum group element. It is desirable to form with the alloy which contains. However, if the contact materials of the contact surfaces of the fixed contact 14 and the movable contact 39 are the same, the metal of the contact material is transferred between the fixed contact 14 and the movable contact 39 while repeatedly contacting and separating. There is a possibility of waking up. Therefore, in the present embodiment, the tip of the movable contact 39 including the contact surface with the fixed contact 14 is formed of gold or a gold alloy, so that the electric resistance of the movable contact 39 is not increased and the contact with the fixed contact 14 is increased. This prevents the metal from being transferred.

すなわち可動接点３９は、図１に示すように金又は金合金（例えば、Ａｕ−Ｎｉ合金やＡｕ−Ｐｄ合金）で形成された先端部３９ａと、銀又はニッケル又は金若しくは当該３種類の金属のうち少なくとも２種類の合金（例えば、Ａｕ−Ｎｉ合金）あるいは当該３種類の金属のうち少なくとも２種類の金属を積層したものの何れかからなる下地部３９ｂと、先端部３９ａと下地部３９ｂの間に介装されて下地部３９ｂを形成する金属材料（銀又はニッケル又は金）の先端部３９ａへの拡散を防止する拡散阻止部３９ｃとを積層したような多層構造を有している。但し、下地部３９ｂとシリコン基板（可動接点基台部３４）との間には、固定接点１４と同様に金めっき層３９ｅを介してクロムめっき層３９ｄが形成されており、クロムが金や銀に比較して半導体基板との密着性にも優れることから、クロムめっき層３９ｄによって可動接点基台部３４と下地部３９ｂとの密着性を高めることができる。また、金めっき層３９ｅの表面を粗面とし、いわゆるアンカー効果によって下地部３９ｂとの密着性向上を図っている。なお、先端部３９ａを金単体で形成すると十分な硬さが得にくく固着等が発生する虞があるため、最低でも１０％程度の金以外の硬い金属（例えば、ニッケルや鉛）を含有する金合金で形成することが望ましい。一方、ニッケルや鉛などの金以外の金属単体では先端部３９ａの表面に酸化膜（絶縁性被膜）が形成されて接触抵抗が増大してしまう虞があるので、酸化されない金を最低でも１０％程度含有する必要がある。したがって、先端部３９ａを金合金で形成する場合、金と金以外の硬い金属との合金比率は１：９〜９：１の範囲に設定することが望ましい。 That is, as shown in FIG. 1, the movable contact 39 includes a tip 39a formed of gold or a gold alloy (for example, Au—Ni alloy or Au—Pd alloy), silver, nickel, gold, or the three kinds of metals. Of these, at least two types of alloys (for example, Au—Ni alloy) or a base portion 39b made of a laminate of at least two types of the three types of metals, and between the tip portion 39a and the base portion 39b. It has a multi-layer structure in which a diffusion preventing part 39c for preventing diffusion of a metal material (silver, nickel, or gold) that is interposed to form the base part 39b to the front end part 39a is laminated. However, a chrome plating layer 39d is formed between the base portion 39b and the silicon substrate (movable contact base portion 34) via the gold plating layer 39e in the same manner as the fixed contact 14, and the chrome is gold or silver. Compared to the above, the adhesion to the semiconductor substrate is also excellent, so that the adhesion between the movable contact base portion 34 and the base portion 39b can be enhanced by the chromium plating layer 39d. In addition, the surface of the gold plating layer 39e is rough, and the adhesion with the base portion 39b is improved by a so-called anchor effect. If the tip 39a is formed of a single metal, it is difficult to obtain sufficient hardness, and there is a risk of sticking or the like. Therefore, gold containing at least about 10% hard metal other than gold (for example, nickel or lead). It is desirable to form with an alloy. On the other hand, in the case of simple metals other than gold such as nickel and lead, an oxide film (insulating film) may be formed on the surface of the tip portion 39a and the contact resistance may increase. It is necessary to contain about. Therefore, when the tip portion 39a is formed of a gold alloy, the alloy ratio between gold and a hard metal other than gold is preferably set in a range of 1: 9 to 9: 1.

ここで、拡散阻止部３９ｃは白金族元素の金属（例えば、白金）若しくはＮｉ−Ｂで形成されており、特にアーマチュアブロック３のフレーム部３１にカバー４を陽極接合する際の下地部３９ｂを形成する金属（銀又はニッケル又は金）の拡散を阻止している。つまり、拡散阻止部３９ｃがない場合、下地部３９ｂを形成する金属が拡散して先端部３９ａを形成する金属と合金化し、先端部３９ａの硬度が低下したり、先端部３９ａ表面に酸化膜（絶縁性皮膜）が形成されて接触信頼性が低下する虞があるが、上述のように拡散阻止部３９ｃを先端部３９ａと下地部３９ｂとの間に介装することで先端部３９ａの硬度低下や絶縁性皮膜形成による接触信頼性低下を防止することができる。特に本実施形態のようなリレーでは、その構造上、固定接点１４と可動接点３９の接触圧が非常に小さいために表面に形成された絶縁性皮膜を突き破ることが困難であるから、先端部３９ａの表面に酸化膜（絶縁性皮膜）が形成されるのを防ぐ効果が大きいと言える。なお、拡散阻止部３９ｃをＮｉ−Ｂで形成すれば、白金族元素の金属で形成する場合に比較して材料費が安価であり、また製造プロセスの時間が相対的に短いからコストダウンが図れるという利点がある。なお、拡散阻止部３９ｃをＮｉ−Ｂで形成する場合、ニッケルの含有率が低くなるほど拡散阻止性能が低下するので、少なくとも８０ａｔ％（原子パーセント）以上は必要であり、したがって、拡散阻止部３９ｃをＮｉ−Ｂで形成する場合、ＮｉとＢとの合金比率は８０％：２０％〜９５％：５％の範囲に設定することが望ましい。 Here, the diffusion preventing portion 39c is formed of a platinum group metal (for example, platinum) or Ni-B, and particularly forms a base portion 39b when the cover 4 is anodically bonded to the frame portion 31 of the armature block 3. The diffusion of the metal (silver or nickel or gold) is prevented. In other words, in the absence of the diffusion preventing portion 39c, the metal forming the base portion 39b diffuses and forms an alloy with the metal forming the tip portion 39a, and the hardness of the tip portion 39a decreases, or an oxide film (on the surface of the tip portion 39a ( There is a risk that the contact reliability may be lowered due to the formation of an insulating film), but the hardness of the tip portion 39a is reduced by interposing the diffusion preventing portion 39c between the tip portion 39a and the base portion 39b as described above. In addition, it is possible to prevent a decrease in contact reliability due to the formation of an insulating film. In particular, in the relay as in the present embodiment, the contact pressure between the fixed contact 14 and the movable contact 39 is very small due to its structure, so that it is difficult to break through the insulating film formed on the surface. It can be said that the effect of preventing the formation of an oxide film (insulating film) on the surface is large. If the diffusion preventing portion 39c is formed of Ni-B, the material cost is lower than that of the case where it is formed of a platinum group metal, and the manufacturing process time is relatively short, so that the cost can be reduced. There is an advantage. When the diffusion preventing portion 39c is formed of Ni-B, the diffusion preventing performance decreases as the nickel content decreases. Therefore, at least 80 at% (atomic percent) or more is necessary. When formed of Ni-B, the alloy ratio of Ni and B is preferably set in the range of 80%: 20% to 95%: 5%.

ところで、金属をめっきする際に応力緩和用の添加物として硫黄が添加される場合があるが、先端部１４ａを形成する白金族元素の金属又はその合金に硫黄を添加すると、陽極接合時に先端部１４ａ表面に絶縁性皮膜である硫化膜が形成されて電気抵抗が増大してしまう虞がある。従って、先端部１４ａを形成する白金族元素の金属又はその合金には添加物として含まれる硫黄が少ない（例えば、硫黄の含有率が１原子パーセント以下）ことが望ましい。 By the way, when metal is plated, sulfur may be added as an additive for stress relaxation. However, when sulfur is added to a platinum group metal or an alloy thereof forming the tip portion 14a, the tip portion is added during anodic bonding. There is a possibility that a sulfide film which is an insulating film is formed on the surface of 14a and the electric resistance is increased. Therefore, it is desirable that the platinum group metal forming the tip portion 14a or the alloy thereof contain a small amount of sulfur as an additive (for example, the sulfur content is 1 atomic percent or less).

なお、金の硬度（ビッカース硬度）が約７０Ｈｖであるのに対し、Ａｕ−Ｎｉ合金の硬度が約１６０Ｈｖ、Ａｕ−Ｐｄ合金の硬度が約３００Ｈｖであるから、スティッキングを防止するためには、金よりもＡｕ−Ｎｉ合金、さらにＡｕ−Ｎｉ合金よりもＡｕ−Ｐｄ合金で先端部１４ａを形成する方が望ましいと言える。また、上述した固定接点１４の構造と可動接点３９の構造とを相互に入れ替えても同様の効果を奏することはいうまでもない。 In order to prevent sticking, the hardness of gold (Vickers hardness) is about 70 Hv, whereas the hardness of Au—Ni alloy is about 160 Hv and the hardness of Au—Pd alloy is about 300 Hv. It can be said that it is more preferable to form the tip portion 14a with an Au—Ni alloy, and further with an Au—Pd alloy than with an Au—Ni alloy. It goes without saying that the same effect can be obtained even if the structure of the fixed contact 14 and the structure of the movable contact 39 described above are interchanged.

本発明の実施形態における固定接点及び可動接点を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the stationary contact and movable contact in embodiment of this invention. 同上の分解斜視図である。It is an exploded perspective view same as the above. 同上におけるボディを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ’線断面矢視図である。The body in the above is shown, (a) is a front view, (b) is a cross-sectional view taken along the line X-X 'in FIG. 同上の背面斜視図である。It is a back perspective view same as the above. （ａ）は同上におけるアーマチュアブロックの正面図、（ｂ）は同上におけるアーマチュアブロックの背面図である。(A) is a front view of the armature block in the above, and (b) is a rear view of the armature block in the above. 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。It is a disassembled perspective view of the armature block in the same as the above.

Explanation of symbols

１ボディ（ガラス基板）
１４固定接点
１４ａ先端部（白金族元素の金属又はその合金）
１４ｂ下地部
１４ｃストライク部（金）
３４可動接点基台部（シリコン基板）
３９可動接点
３９ａ先端部（金又は金合金）
３９ｂ下地部
３９ｃ拡散阻止部 1 Body (glass substrate)
14 Fixed contact 14a Tip (platinum group metal or alloy thereof)
14b Base part 14c Strike part (gold)
34 Movable contact base (silicon substrate)
39 Movable contact 39a Tip (gold or gold alloy)
39b Base part 39c Diffusion prevention part

Claims

A glass substrate having a fixed contact formed on one surface, a semiconductor substrate that is anodically bonded to the glass substrate on the surface side where the fixed contact is formed, and a fixed contact formed on a surface of the semiconductor substrate facing the glass substrate. In a relay with a movable contact that makes contact with and away from
One of the fixed contact and the movable contact is formed of a platinum group metal or an alloy containing a platinum group element at the tip including the contact surface with the counterpart, and the other of the fixed contact and the movable contact has a contact surface with the counterpart. The front end portion including gold or gold alloy is formed , and at least one of the fixed contact and the movable contact includes a metal base portion interposed between the front end portion and the glass substrate or the semiconductor substrate. And a plating layer made of a metal material superior in adhesion to the glass substrate or the semiconductor substrate as compared with the metal material forming the base portion is interposed between the base portion and the glass substrate or the semiconductor substrate. relay, characterized in that is.

Contact tip is formed of gold or gold alloys of the fixed contact or movable contact, diffusion barrier to prevent diffusion of metallic material is interposed between the above end and the base portion forming a base portion The relay according to claim 1, further comprising a portion.

The relay according to claim 2, wherein the gold alloy forming the tip is an Au-Ni alloy or an Au-Pd alloy.

The relay according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal of the platinum group element or the alloy containing the platinum group element forming the tip is rhodium, ruthenium, platinum, or an alloy thereof.

Of the fixed contact or the movable contact, the contact having a tip formed of a platinum group element metal or an alloy containing a platinum group element is silver, nickel, gold, or at least two kinds of alloys of the three kinds of metals or It said base portion being interposed between at least 2 but types was laminated made from either tip and a glass substrate or a semiconductor substrate of the three, is interposed between the tip and base portion The relay according to claim 1, further comprising a strike portion that enhances adhesion between the two.

Of the fixed contact or the movable contact, the contact having a tip formed of gold or a gold alloy is silver, nickel, gold, at least two kinds of the three kinds of metals, or at least two of the three kinds. It said base portion being interposed between the tip portion and the glass substrate or a semiconductor substrate made of any of those laminated type, is interposed between the tip portion and the base portion of the metallic material forming the base portion The relay according to claim 1, further comprising a diffusion blocking unit that prevents diffusion.

The relay according to claim 2 or 6, wherein the diffusion blocking portion is made of a platinum group metal, an alloy containing the platinum group element, or Ni-B.

The relay according to any one of claims 1 to 7, wherein the platinum group metal or the alloy containing the platinum group element forming the tip portion has a sulfur content of 1 atomic percent or less.