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JP2713802B2 - Electrostatic relay and method of manufacturing the same - Google Patents
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JP2713802B2 - Electrostatic relay and method of manufacturing the same - Google Patents

Electrostatic relay and method of manufacturing the same

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JP2713802B2
JP2713802B2 JP2167781A JP16778190A JP2713802B2 JP 2713802 B2 JP2713802 B2 JP 2713802B2 JP 2167781 A JP2167781 A JP 2167781A JP 16778190 A JP16778190 A JP 16778190A JP 2713802 B2 JP2713802 B2 JP 2713802B2
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H59/00Electrostatic relays; Electro-adhesion relays
    • H01H59/0009Electrostatic relays; Electro-adhesion relays making use of micromechanics

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は静電リレーおよびその製造方法に関し、詳
しくは、接点の開閉動作を行わせる駆動機構として、電
圧を印加したときに発生する静電力を利用する静電リレ
ーと、このような静電リレーを製造する方法に関するも
のである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic relay and a method of manufacturing the same, and more specifically, an electrostatic force generated when a voltage is applied as a driving mechanism for opening and closing a contact. And a method for manufacturing such an electrostatic relay.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

静電リレーは、従来のリレーのような電磁力を発生さ
せるための電磁コイルが不要であり、リレー全体の構造
を極めて小型化できるという特徴を有しており、素子サ
イズとして10mm□以下の小型リレーも製造可能になると
して、研究開発が進められている。
Electrostatic relays do not require an electromagnetic coil to generate electromagnetic force unlike conventional relays, and have the feature that the overall structure of the relay can be extremely miniaturized. Research and development are being pursued as relays can be manufactured.

第8図および第9図に、従来の静電リレーの構造を示
している。なお、第8図において、電極部分にはクロス
ハッチングを施して、他の部分との区別を行い易くして
いる。静電リレーは、可動電極ブロックAおよび固定電
極ブロックBと、この両ブロックA,Bを間隔をあけて対
向させた状態で一体接合しているスペーサCとから構成
されている。可動電極ブロックAはシリコン基板からな
り、このシリコン基板を選択エッチング等の微細加工手
段で加工して、必要な構造部分を形成している。
8 and 9 show the structure of a conventional electrostatic relay. In FIG. 8, the electrode portions are cross-hatched to make it easier to distinguish them from other portions. The electrostatic relay includes a movable electrode block A and a fixed electrode block B, and a spacer C that integrally joins the blocks A and B in a state where the blocks A and B face each other with a space therebetween. The movable electrode block A is made of a silicon substrate, and the silicon substrate is processed by fine processing means such as selective etching to form a necessary structural portion.

可動電極ブロックAは、外周を構成する枠部10の中央
に、細いT字状の連結部12を経て枠部10につながった薄
い板状の可動板20を備えている。連結部12が弾力変形す
ることによって、可動板20の他端側が固定電極ブロック
B側に向かって旋回移動する。可動板20の固定電極ブロ
ックBと対向する面には、可動板20の長手辺に沿って突
出する突出片22から可動板20の外周辺に沿ってコ字形の
接点電極30が形成されている。枠部10の上面には、可動
板20に駆動電圧を印加するための駆動電極14が設けられ
ている。
The movable electrode block A includes a thin plate-shaped movable plate 20 connected to the frame portion 10 via a thin T-shaped connecting portion 12 at the center of the frame portion 10 constituting the outer periphery. When the connecting portion 12 is elastically deformed, the other end of the movable plate 20 pivots toward the fixed electrode block B. On the surface of the movable plate 20 facing the fixed electrode block B, a U-shaped contact electrode 30 is formed along the outer periphery of the movable plate 20 from a protruding piece 22 protruding along the longitudinal side of the movable plate 20. . A drive electrode 14 for applying a drive voltage to the movable plate 20 is provided on the upper surface of the frame portion 10.

固定電極ブロックBは、平板状のガラス材料からな
り、その表面のうち、前記可動側接点電極30のコ字形の
両端と対向する位置には接点電極40,40が形成され、前
記可動板20と対向する位置には固定側の駆動電極50が形
成されている。
The fixed electrode block B is made of a flat glass material, and on the surface thereof, contact electrodes 40, 40 are formed at positions opposed to both ends of the U-shape of the movable contact electrode 30, and the movable plate 20 is A fixed-side drive electrode 50 is formed at a position facing the fixed side.

スペーサCは柱状のガラス等からなり、固定電極ブロ
ックBと可動電極ブロックAをスペーサCを挟んでシリ
コン接着剤等で一体接合して、両電極ブロックA,B間に
わずかな間隔(例えば10μm程度)をあけている。
The spacer C is made of a columnar glass or the like, and the fixed electrode block B and the movable electrode block A are integrally joined with a silicone adhesive or the like with the spacer C interposed therebetween, and a small gap (for example, about 10 μm) is provided between the electrode blocks A and B. ).

上記のような静電リレーの動作を説明すると、可動電
極ブロックAの駆動電極14と固定電極ブロックBの駆動
電極50の間に電圧を印加すると、両者の間に静電引力を
発生し、可動板20が固定側駆動電極50に引きつけられ
る。その結果、可動板20の接点電極30の両端が固定側接
点電極40,40に接触して接点回路が閉成されることにな
る。すなわち、駆動電極14,50間に印加する電圧を入力
として、接点電極40,40につながる出力回路の開閉を制
御できるようになっている。
The operation of the above-described electrostatic relay will be described. When a voltage is applied between the drive electrode 14 of the movable electrode block A and the drive electrode 50 of the fixed electrode block B, an electrostatic attraction is generated between the two and the movable electrode block is moved. The plate 20 is attracted to the fixed-side drive electrode 50. As a result, both ends of the contact electrode 30 of the movable plate 20 come into contact with the fixed-side contact electrodes 40, 40, and the contact circuit is closed. That is, opening and closing of an output circuit connected to the contact electrodes 40, 40 can be controlled by using a voltage applied between the drive electrodes 14, 50 as an input.

上記のような構造および動作から判るように、静電リ
レーは、写真製版技術や微細加工技術等の半導体素子の
製造技術を利用して製造することができるので、極めて
小型のものが製造でき、従来の電磁リレーに比べて体積
を1/10以下にすることも可能になり、また、高速動作が
可能で、使用時の発熱が非常に対しく、低コストで大量
生産することができる等の利点を有している。
As can be seen from the structure and operation as described above, the electrostatic relay can be manufactured using a semiconductor element manufacturing technology such as a photoengraving technology or a fine processing technology, so that an extremely small one can be manufactured. Compared to conventional electromagnetic relays, the volume can be reduced to 1/10 or less, high-speed operation is possible, heat generation during use is extremely low, and mass production can be performed at low cost. Has advantages.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

ところが、上記した従来構造の静電リレーでは、可動
電極ブロックAと固定電極ブロックBの間隔(ギャッ
プ)を正確に設定できず、リレー動作の特性や性能にバ
ラツキが生じるという問題があった。
However, the above-described electrostatic relay having the conventional structure has a problem that the gap (gap) between the movable electrode block A and the fixed electrode block B cannot be set accurately, and the characteristics and performance of the relay operation vary.

これは、両電極ブロックA,Bが、間にガラス板等のス
ペーサCを挟んで接着剤で接合組み立てされているた
め、スペーサの加工誤差や接着剤の塗布厚みの誤差、接
着剤を圧着したときの接着剤の移動や変形、接着剤の乾
燥硬化に伴う厚み減少等が生じ、その結果、両電極ブロ
ックA,Bの間隔にバラツキや誤差が生じ易くなり、接着
剤の厚みに場所による偏りがあると、両電極ブロックA,
Bの平行度にもくるいが生じたりする。可動電極ブロッ
クAと固定電極ブロックBの間隔は、静電力の作用や可
動片20の動作距離等を決める重要な条件なので、この間
隔が不正確であると、リレーの動作も不正確になり、性
能にバラツキが生じたり信頼性に劣るものとなる。
This is because the electrode blocks A and B are assembled by bonding with an adhesive with a spacer C such as a glass plate interposed therebetween, so that the processing error of the spacer, the error of the applied thickness of the adhesive, and the adhesive were pressed. When the adhesive moves or deforms, the thickness of the adhesive decreases due to drying and hardening of the adhesive.As a result, the gap between the two electrode blocks A and B tends to vary and errors occur, and the thickness of the adhesive deviates from place to place. When there is, both electrode blocks A,
The parallelism of B may also be curled. The interval between the movable electrode block A and the fixed electrode block B is an important condition that determines the action of electrostatic force and the operating distance of the movable piece 20, so if this interval is incorrect, the operation of the relay also becomes inaccurate. Performance may vary or reliability may be poor.

また、静電リレーを小型化するには、両電極ブロック
A,Bの間隔を出来るだけ狭く設定することが必要になる
が、従来のスペーサと接着剤を組み合わせた構造では、
まず、スペーサの厚みを薄くするには加工上の限界があ
り、接着剤も充分な接着力を発揮させるにはある程度の
塗布厚みが必要であり、また、リレー動作を行うには両
電極ブロックA,Bが接触してはいけないので、スペーサ
および接着剤の厚みのバラツキを考慮して、リレー動作
が可能なように間隔を広めに設定しなければならない。
このような問題があるので、従来の静電リレーでは、両
電極ブロックA,Bの間隔を狭くすることが出来なかっ
た。
To reduce the size of an electrostatic relay, use a two-electrode block.
It is necessary to set the distance between A and B as narrow as possible.However, in the conventional structure combining the spacer and the adhesive,
First, there is a limit in processing to reduce the thickness of the spacer, and the adhesive needs to have a certain coating thickness to exhibit sufficient adhesive strength. , B must not be in contact with each other, and the interval must be set wider so that the relay can be operated in consideration of variations in the thickness of the spacer and the adhesive.
Due to such a problem, the distance between the two electrode blocks A and B cannot be reduced in the conventional electrostatic relay.

さらに、従来の静電リレーでは、可動電極ブロックA
として複雑な凹凸構造を有するものを用いるため、可動
電極ブロックAの複雑な凹凸面上に駆動電極14等を形成
するのが技術的に難しいという問題があった。
Further, in the conventional electrostatic relay, the movable electrode block A
However, there is a problem that it is technically difficult to form the drive electrodes 14 and the like on the complicated uneven surface of the movable electrode block A because of using a complicated uneven structure.

すなわち、第9図に示されているように、駆動電極14
は、可動片20の形成個所が大きく掘り込まれて可動電極
ブロックAの外周に残った狭い枠部10の上面に、フォト
リソグラフィ技術を利用してパターン形成しなければな
らないが、通常のフォトリソグラフィ技術では、大きな
凹凸のある物品に正確にパターン形成するのがプロセス
的に非常に難しいのである。
That is, as shown in FIG.
It is necessary to use a photolithography technique to form a pattern on the upper surface of the narrow frame portion 10 left on the outer periphery of the movable electrode block A by engraving the location where the movable piece 20 is formed. With technology, it is very difficult in terms of process to accurately pattern an article having large irregularities.

上記のような問題を解消するためには、駆動電極14を
可動電極ブロックAの下面側、すなわち可動片20の接点
電極30側の面に形成することが考えられる。しかし、こ
のような構造にすると、駆動電極14が可動電極ブロック
Aの裏側に隠れて下を向いた状態になるので、駆動電極
14に外部回路と接続するリード線を接続する作業が極め
て難しくなるという問題が生じ、実用的ではない。
In order to solve the above problem, it is conceivable to form the drive electrode 14 on the lower surface side of the movable electrode block A, that is, on the surface of the movable piece 20 on the contact electrode 30 side. However, with such a structure, the drive electrode 14 is hidden behind the movable electrode block A and faces downward.
There is a problem that the work of connecting the lead wire connected to the external circuit becomes extremely difficult, and this is not practical.

そこで、この発明の課題は、上記のような静電リレー
において、可動電極ブロックAと固定電極ブロックBの
間隔設定を狭くかつ正確にできるようにして、動作性能
を安定させて信頼性を向上できるとともに小型化を図る
ことのできる静電リレーを提供することにある。また、
別の課題として、駆動電極の形成が容易に行える静電リ
レーを提供することにある。さらに、上記のような静電
リレーを製造する方法を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to make it possible to narrow and accurately set the interval between the movable electrode block A and the fixed electrode block B in the above-described electrostatic relay, thereby stabilizing the operation performance and improving the reliability. Another object of the present invention is to provide an electrostatic relay that can be downsized. Also,
Another object is to provide an electrostatic relay in which a drive electrode can be easily formed. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing the above-described electrostatic relay.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記課題を解決する、この発明にかかる静電リレー
は、可動電極ブロックと固定電極ブロックが間隔をあけ
て対向設置されており、可動電極ブロックには、固定電
極ブロックと接合された本体部と、本体部に対して一端
が移動可能に支持された可動板と、可動板の固定電極ブ
ロック側表面に設けられた接点電極とを備え、固定電極
ブロックには、前記可動片と対向する位置に設けられた
駆動電極と、前記可動側の接点電極と対向する位置に設
けられた接点電極とを備えてなる静電リレーにおいて、
可動電極ブロックと固定電極ブロックをつなく接合部
が、両電極ブロックの間に配置された少なくとも1つの
金属層を含む複数の薄膜層を密着加熱して合金化させた
合金からなる。
In order to solve the above problems, the electrostatic relay according to the present invention has a movable electrode block and a fixed electrode block that are opposed to each other with an interval, and the movable electrode block has a main body joined to the fixed electrode block, A movable plate having one end movably supported with respect to the main body; and a contact electrode provided on a surface of the movable plate on the fixed electrode block side. The fixed electrode block is provided at a position facing the movable piece. In the electrostatic relay comprising a drive electrode and a contact electrode provided at a position facing the movable contact electrode,
The joint connecting the movable electrode block and the fixed electrode block is made of an alloy obtained by closely heating a plurality of thin film layers including at least one metal layer disposed between the two electrode blocks and alloying them.

可動電極ブロックおよび固定電極ブロックの材料や形
状その他の構造は、基本的には既知の静電リレー等と同
様のものでよい。可動電極ブロックは、シリコン基板等
の半導体基板からなるものが、従来の半導体素子製造技
術を利用して、複雑な凹凸形状も簡単に加工することが
でき、製造上好ましいものとなる。固定電極ブロック
は、それほど複雑な形状加工は必要ないので、ガラス板
等の絶縁板をそのまま用いてもよい。
The materials, shapes, and other structures of the movable electrode block and the fixed electrode block may be basically the same as known electrostatic relays and the like. Although the movable electrode block is made of a semiconductor substrate such as a silicon substrate, complicated uneven shapes can be easily processed by using a conventional semiconductor element manufacturing technique, which is preferable in manufacturing. Since the fixed electrode block does not require such complicated processing, an insulating plate such as a glass plate may be used as it is.

可動板の形状や支持構造としては、例えば、矩形状の
可動板の一端に細い梁状の連結部を介して可動電極ブロ
ックの本体部と一体形成しておくのが、選択エッチング
等による微細加工で作製することができ好ましいが、可
動板の一端が固定電極ブロック側に向かって移動可能に
なるように、可動板の一部が可動電極ブロックの本体部
に支持されていれば、可動板および連結部の具体的な構
造は自由に変更できる。
As the shape and support structure of the movable plate, for example, one end of the rectangular movable plate is formed integrally with the main body of the movable electrode block through a thin beam-shaped connecting portion, and fine processing by selective etching or the like is performed. It is preferable that the movable plate is supported by a part of the movable electrode block so that one end of the movable plate can move toward the fixed electrode block. The specific structure of the connecting portion can be freely changed.

可動側および固定側の接点電極は、可動電極ブロック
および固定電極ブロックの対向面にそれぞれ形成され
る。また、固定電極ブロックに形成する駆動電極も、従
来の静電リレーにおける駆動電極と同様のものでよい。
The movable-side and fixed-side contact electrodes are formed on opposing surfaces of the movable electrode block and the fixed electrode block, respectively. The drive electrodes formed on the fixed electrode block may be the same as the drive electrodes in the conventional electrostatic relay.

接合部は、可動電極ブロックと固定電極ブロックを一
定の間隔をあけてつなぐものであり、従来の静電リレー
におけるスペーサおよび接着剤と同様の機能を果たす。
この発明では、接合部として、可動電極ブロックと固定
電極ブロックのそれぞれの表面に、単層もしくは複層の
薄膜層を形成しておき、両方の薄膜層を密着加熱して合
金化させた合金からなるものを用いる。両電極ブロック
に形成する薄膜層は、金とシリコン等、加熱によって合
金化する金属と金属または金属と非金属とを組み合わせ
る。電極ブロックに複数の薄膜層を形成しておく場合、
その最上層すなわち表面に露出した薄膜層が、他方の電
極ブロックの表面に露出した薄膜層と合金を作るような
材料を組み合わせる。接合部を構成する複数の薄膜層
が、合金を作る一方の薄膜層を他方の薄膜層で挟んだサ
ンドイッチ構造になっていると、合金の形成が良好に行
え、品質性能に優れた接合部が形成できる。
The joint connects the movable electrode block and the fixed electrode block at a fixed interval, and performs the same function as the spacer and the adhesive in the conventional electrostatic relay.
In the present invention, a single-layer or multiple-layer thin film layer is formed on each surface of the movable electrode block and the fixed electrode block as a bonding portion, and an alloy obtained by closely heating both of the thin film layers to form an alloy is used. Is used. The thin film layer formed on both electrode blocks is a combination of metal and metal or metal and nonmetal, such as gold and silicon, which are alloyed by heating. If multiple thin film layers are formed on the electrode block,
The top layer, that is, the thin film layer exposed on the surface is combined with a material that forms an alloy with the thin film layer exposed on the surface of the other electrode block. If the multiple thin film layers that make up the joint have a sandwich structure in which one thin film layer that forms the alloy is sandwiched between the other thin film layers, the alloy can be formed satisfactorily, and a joint with excellent quality performance can be obtained. Can be formed.

薄膜層は、スパッタ法、蒸着法、CVD法等、通常の薄
膜形成手段で形成される。このような薄膜形成手段を用
いて、正確に厚みの設定された薄膜層を形成する。薄膜
層の厚みの合計で、可動電極ブロックと固定電極ブロッ
クの間隔が決まることになる。
The thin film layer is formed by ordinary thin film forming means such as a sputtering method, an evaporation method, and a CVD method. Using such a thin film forming means, a thin film layer having a precisely set thickness is formed. The distance between the movable electrode block and the fixed electrode block is determined by the total thickness of the thin film layers.

接合部として、導電性合金を用いると、可動電極ブロ
ックの駆動電極を、固定電極ブロックに移すことができ
る。すなわち、可動電極ブロックには駆動電極を形成せ
ず、固定電極ブロックの駆動電極(第1の駆動電極)を
形成した面に、同様の材料および作製手段で第2の駆動
電極を設け、この第2の駆動電極を前記導電性合金から
なる接合部に接続しておくのである。第2の駆動電極は
接合部を介して可動電極ブロックと電気的に接続される
ことになる。第2の駆動電極は、一部を可動電極ブロッ
クの外側になる位置まて延長形成しておき、外部回路へ
の配線作業を行い易くしておくのが好ましい。前記第1
の駆動電極と第2の駆動電極の間に電圧を印加すれば、
第2の駆動電極と電気的に接続された可動電極ブロック
の可動片と第1の駆動電極の間に静電力が発生するよう
になる。
When a conductive alloy is used as the joint, the drive electrode of the movable electrode block can be transferred to the fixed electrode block. That is, no drive electrode is formed on the movable electrode block, and a second drive electrode is provided on the surface of the fixed electrode block on which the drive electrode (first drive electrode) is formed by using the same material and manufacturing means. The second drive electrode is connected to the joint made of the conductive alloy. The second drive electrode is electrically connected to the movable electrode block via the joint. It is preferable that the second drive electrode is formed so as to extend partially to a position outside the movable electrode block so as to facilitate wiring work to an external circuit. The first
If a voltage is applied between the driving electrode and the second driving electrode,
An electrostatic force is generated between the first drive electrode and the movable piece of the movable electrode block that is electrically connected to the second drive electrode.

接合部を形成する導電性合金としては、任意の導電性
金属からなるものが使用でき、具体的には、前記した金
とシリコンの合金が挙げられる。
As the conductive alloy forming the joint portion, an alloy made of any conductive metal can be used, and specific examples include the above-mentioned alloys of gold and silicon.

金とシリコンの合金からなる接合部を形成するには、
可動電極ブロックおよび固定電極ブロックの一方の表面
に、前記のような薄膜形成手段で金層を形成し、他方の
表面にポリシリコン層を形成しておく。このような両電
極ブロックを密着加熱すると、金層とポリシリコン層と
の接触部分から金とシリコンとが合金化して接合部を形
成し、両電極ブロックが接合一体化される。但し、導電
性合金を作る材料の組み合わせとしては、上記した金と
シリコンの他にも、密着加熱によって合金化して導電性
合金を形成する金属および非金属を任意に組み合わせる
ことができる。
To form a joint consisting of an alloy of gold and silicon,
A gold layer is formed on one surface of the movable electrode block and the fixed electrode block by the thin film forming means as described above, and a polysilicon layer is formed on the other surface. When the two electrode blocks are closely contacted and heated, gold and silicon are alloyed from a contact portion between the gold layer and the polysilicon layer to form a joint, and the two electrode blocks are joined and integrated. However, as a combination of materials for forming the conductive alloy, in addition to the above-described gold and silicon, a metal and a nonmetal that are alloyed by close contact heating to form a conductive alloy can be arbitrarily combined.

可動電極ブロックにシリコン基板を用いる場合、シリ
コンと金を合金化して接合部を形成しようとすると、可
動電極ブロックのシリコン基板に接合部を構成する材料
が拡散していって不都合が起きるので、可動電極ブロッ
クと接合部となるポリシリコン層との間に、金とシリコ
ンの合金化温度以下ではシリコンと反応合金化しない導
電材料からなる中間層を設けた後、可動電極ブロックと
固定電極ブロックの間の薄膜層を密着加熱すれば、可動
電極ブロックのシリコン基板まで合金化することが防げ
る。このような中間層としては、例えば、クロムが好ま
しい。クロムは、シリコン基板との密着性が良く、導電
性も良好である。但し、合金を構成する材料および可動
電極ブロックの基板材料や密着加熱の処理条件が異なれ
ば、中間層として用いる材料もそれに合った材料を選択
して使用する。
When a silicon substrate is used for the movable electrode block, if a joint is formed by alloying silicon and gold, the material constituting the joint is diffused into the silicon substrate of the movable electrode block, causing inconvenience. An intermediate layer made of a conductive material that does not react and alloy with silicon below the alloying temperature of gold and silicon is provided between the electrode block and the polysilicon layer to be joined, and then between the movable electrode block and the fixed electrode block. By heating the thin film layer in close contact, alloying up to the silicon substrate of the movable electrode block can be prevented. As such an intermediate layer, for example, chromium is preferable. Chromium has good adhesion to the silicon substrate and good conductivity. However, if the material forming the alloy, the substrate material of the movable electrode block, and the processing conditions for close contact heating are different, the material used for the intermediate layer is selected and used.

固定電極ブロックと対向する可動電極ブロックの表面
は、平坦であってもよいが、可動片の表面と、固定電極
ブロックに接合される本体部の表面との間に段差を付け
ておけば、この段差によって、可動片と固定電極ブロッ
クの第1の駆動電極との間の間隔を設定することができ
る。すなわち、この場合は、前記した接合部の厚さとこ
の段差との両方で、両電極ブロックの間隔が決定される
ことになる。なお、可動電極ブロックに段差を付けるか
わりに、固定電極ブロックに段差を付けたり、両方の電
極ブロックに段差を付けておくことも可能であるが、可
動電極ブロックに段差を付けておくのが、製造加工上好
ましい。
The surface of the movable electrode block facing the fixed electrode block may be flat. However, if a step is provided between the surface of the movable piece and the surface of the main body joined to the fixed electrode block, this may be achieved. The gap between the movable piece and the first drive electrode of the fixed electrode block can be set by the step. In other words, in this case, the distance between the two electrode blocks is determined by both the thickness of the bonding portion and the step. In addition, instead of providing a step in the movable electrode block, it is possible to provide a step in the fixed electrode block or to provide a step in both electrode blocks, but it is possible to provide a step in the movable electrode block. It is preferable in manufacturing processing.

上記した以外の静電リレーの製造方法は、半導体素子
その他の電子素子の製造技術において利用されている、
薄膜形成技術や写真製版技術あるいは選択エッチング等
の微細加工技術を組み合わせて、通常の静電リレーと同
様に行われる。
The manufacturing method of the electrostatic relay other than the above is used in the manufacturing technology of semiconductor elements and other electronic elements,
It is performed in the same manner as a normal electrostatic relay by combining a thin film forming technique, a photoengraving technique, or a fine processing technique such as selective etching.

〔作用〕[Action]

可動電極ブロックと固定電極ブロックをつなぐ接合部
として、両電極ブロックの間に配置した薄膜層を密着加
熱して合金化させた合金からなるものを用いれば、接合
部の寸法精度が極めて正確になる。すなわち、両電極ブ
ロックの表面に形成しておく薄膜層は、通常の薄膜形成
手段を用いて、厚みを高精度に作製することができる。
薄膜層同士を密着加熱して合金化させる過程では、接着
剤のように変形したり厚みが減少したりするようなこと
がないので、薄膜層の厚みは全く変わらず、予め作製さ
れた薄膜層の厚みの合計と等しい厚みを有する合金が形
成される。その結果、接合部の厚みが極めて正確に形成
されることになる。
If the joint connecting the movable electrode block and the fixed electrode block is made of an alloy obtained by alloying the thin film layer disposed between the two electrode blocks by closely heating, the dimensional accuracy of the joint becomes extremely accurate. . That is, the thin film layer formed on the surfaces of both electrode blocks can be manufactured with a high precision using a normal thin film forming means.
In the process of heating the thin film layers by close contact heating and alloying, there is no deformation or thickness reduction like an adhesive, so the thickness of the thin film layer does not change at all, and the thin film layer prepared in advance An alloy having a thickness equal to the sum of the thicknesses is formed. As a result, the thickness of the joint is formed very accurately.

固定電極ブロックと対向する可動電極ブロックの表面
に前記のような段差を付けておくと、この段差と接合部
の厚みの両者で両電極ブロックの間隔を設定することが
できる。可動電極ブロックの表面に段差を付けるのは、
選択エッチング等の微細加工技術を用いて正確に行え
る。しかも、薄膜層から形成される接合部の厚みに比べ
て大きな段差を容易に加工することができるので、接合
部の厚みのみで両電極ブロックの間隔を設定するより
も、能率良く製造することができる。
When the step as described above is provided on the surface of the movable electrode block facing the fixed electrode block, the distance between the two electrode blocks can be set by both the step and the thickness of the joint. The step on the surface of the movable electrode block is
It can be performed accurately using a fine processing technique such as selective etching. In addition, since a step that is large compared to the thickness of the joint formed from the thin film layer can be easily processed, the production can be performed more efficiently than setting the distance between the two electrode blocks only by the thickness of the joint. it can.

接合部として導電性合金を用い、固定電極ブロックに
第2の駆動電極を設け、この第2の駆動電極を接合部を
介して可動電極ブロックと電気的に接続しておくと、可
動板と対向する位置に設けられた第1の駆動電極と第2
の駆動電極の間に電圧を印加することによって、可動板
と第1の駆動電極の間に静電力を発生させて可動板を作
動させることができる。すなわち、可動電極ブロックに
は駆動電極を形成せず、固定電極ブロックの同じ表面に
第1および第2の駆動電極を設けておけばよいことにな
る。
By using a conductive alloy as the joint and providing a second drive electrode on the fixed electrode block and electrically connecting the second drive electrode to the movable electrode block via the joint, the second drive electrode faces the movable plate. The first drive electrode and the second drive electrode
By applying a voltage between the drive electrodes, a movable plate can be operated by generating an electrostatic force between the movable plate and the first drive electrode. In other words, no drive electrode is formed on the movable electrode block, and the first and second drive electrodes may be provided on the same surface of the fixed electrode block.

接合部を構成する合金として、金とシリコンの合金を
用いると、比較的低い温度で合金化するため、加熱温度
が低くても良くなり、作業時間も短くて済む。
When an alloy of gold and silicon is used as an alloy forming the joint, alloying is performed at a relatively low temperature, so that the heating temperature may be low and the working time may be short.

可動電極ブロックをシリコン基板で形成し、接合部と
して金とシリコンの合金を用いる場合、可動電極ブロッ
クのシリコン基板表面と接合部の間に、金とシリコンの
合金化温度以下ではシリコンと反応合金化しない材料か
らなる中間層が設けられていれば、可動電極ブロックの
シリコン基板が合金と接触しないので、合金を構成する
材料がシリコン基板に拡散してしまう問題が生じず、良
好な合金からなる接合部が形成でき、充分な接合強度を
発揮できる。
When the movable electrode block is formed of a silicon substrate and an alloy of gold and silicon is used as a joint, a reaction alloy between silicon and the surface of the movable electrode block between the silicon substrate surface and the joint is formed at a temperature lower than the alloying temperature of gold and silicon. If an intermediate layer made of a material that is not provided is provided, the silicon substrate of the movable electrode block does not come into contact with the alloy, so that the problem that the material forming the alloy diffuses into the silicon substrate does not occur, and the joining made of a good alloy is not performed. A part can be formed and sufficient bonding strength can be exhibited.

〔実 施 例〕〔Example〕

ついで、この発明の実施例を図面を参照しながら以下
に詳しく説明する。なお、前記した従来例と共通する部
分には同じ符号を付けている。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the same reference numerals are given to portions common to the above-described conventional example.

第1図および第2図は静電リレーの全体構造を表して
おり、可動電極ブロックAと固定電極ブロックBが間に
接合部70を挟んで一体接合されている。なお、第1図に
おいて、電極部分にはクロスハッチングを施して、他の
部分と区別し易くしている。
1 and 2 show the overall structure of an electrostatic relay, in which a movable electrode block A and a fixed electrode block B are integrally joined with a joint 70 interposed therebetween. In FIG. 1, cross-hatching is applied to the electrode portion to make it easy to distinguish it from other portions.

可動電極ブロックAの材料には、(100)シリコン単
結晶基板1を用いる。可動電極ブロックA全体の厚み
は、目的や用途によっても異なるが、例えば約390μm
程度のものが用いられる。このシリコン基板1の両面
に、酸化シリコン層16および窒化シリコン層18からなる
絶縁層を形成した後、フォトリソグラフィー等からなる
微細加工技術を用いて、所定の形状部分が作製されてい
る。
As the material of the movable electrode block A, a (100) silicon single crystal substrate 1 is used. Although the thickness of the entire movable electrode block A varies depending on the purpose and application, for example, about 390 μm
The degree is used. After an insulating layer composed of a silicon oxide layer 16 and a silicon nitride layer 18 is formed on both surfaces of the silicon substrate 1, a predetermined shape portion is formed by using a fine processing technique such as photolithography.

可動電極ブロックAには、矩形状の外周を構成し本体
部となる厚い枠部10と、枠部10の内側に配置された薄い
矩形状の可動板20とを備えている。可動板20は、シリコ
ン基板1を可動電極ブロックAの上面側から掘り込ん
で、薄い板状に形成している。矩形状をなす可動板20の
一方の短辺が、T字状をなす連結部12を介して枠部10に
つながっている。可動板20の両長辺に沿って、連結部12
と反対側に突出する細片状の突出片22が設けられてい
る。可動板20の下面と、接合部70を形成する側の枠部10
下面の間にはわずかな段差Dが付いていて、可動板20が
少し上方に位置しており、この段差Dと接合部70とで可
動電極ブロックAすなわち可動板20と固定電極ブロック
Bの間隔が設定される。
The movable electrode block A includes a thick frame portion 10 constituting a rectangular outer periphery and serving as a main body, and a thin rectangular movable plate 20 disposed inside the frame portion 10. The movable plate 20 is formed in a thin plate shape by excavating the silicon substrate 1 from the upper surface side of the movable electrode block A. One short side of the movable plate 20 having a rectangular shape is connected to the frame portion 10 via a connecting portion 12 having a T shape. Along the long sides of the movable plate 20, the connecting portion 12
And a strip-shaped protruding piece 22 protruding on the opposite side to the above. The lower surface of the movable plate 20 and the frame 10 on the side where the joint 70 is formed
There is a slight step D between the lower surfaces, and the movable plate 20 is located slightly above. The gap between the movable electrode block A, that is, the movable plate 20 and the fixed electrode block B is formed between the step D and the joint 70. Is set.

上記のような可動板20の作製方法の一例を説明する。
シリコン基板1の上面側の絶縁層16,18に、フォトリソ
グラフィ技術でパターニングを行う。パターニングされ
た絶縁層16,18をマスクにして、エチレンジアミンとピ
ロカテコールまたは水酸化カリウムの水溶液等を用いて
異方性エッチングを行い、可動板20の上面側の構造を掘
り込み形成する。シリコン基板1の下面側でも、絶縁層
16,18をパターニングした後、異方性エッチングを行
い、可動板20の周囲を貫通して掘り込んだり、可動板20
の下面を少し掘り込んだりして、所定の形状を形成す
る。可動板20の厚みは、例えば30μm程度に形成してお
く。可動電極ブロックAの下面全体に、5000Å程度の窒
化シリコン層18からなる絶縁層を形成して、前工程で絶
縁層が除去された可動板20および枠部10の一部表面に新
たな絶縁層を形成しておく。
An example of a method for manufacturing the above-described movable plate 20 will be described.
The insulating layers 16 and 18 on the upper surface side of the silicon substrate 1 are patterned by photolithography. Using the patterned insulating layers 16 and 18 as a mask, anisotropic etching is performed using an aqueous solution of ethylenediamine and pyrocatechol or potassium hydroxide or the like to dig down the structure on the upper surface side of the movable plate 20. An insulating layer is also provided on the lower surface side of the silicon substrate 1.
After patterning 16, 18, anisotropic etching is performed to dig through the periphery of the movable plate 20,
A predetermined shape is formed by digging a little into the lower surface of the. The thickness of the movable plate 20 is, for example, about 30 μm. On the entire lower surface of the movable electrode block A, an insulating layer made of a silicon nitride layer 18 of about 5000 mm is formed, and a new insulating layer is formed on a part of the surface of the movable plate 20 and the frame 10 from which the insulating layer has been removed in the previous step. Is formed.

可動板20の下面側には、第3図に詳しく示すように、
突出片22の表面から可動板20の長辺および連結部12側の
短辺につづくコ字形の接点電極30が形成されている。接
点電極30の形成は、接合部70を構成する薄膜層72,74の
作製と同時に行えばよい。具体的には、例えば、接合部
70の形成個所で、枠部10の下面の絶縁層16,18を一部エ
ッチング除去する。つぎに、可動電極ブロックAの下面
全体に、2000Åのクロム層を形成し、その上に3000Åの
金層を形成する。クロム層および金層を所定パターンに
エッチングして、第7図に示すように、可動板20の下面
に、クロム層34および金層36からなる接点電極30を形成
し、接合部70の形成個所には、クロムからなる中間層74
と金層72とを形成する。中間層74および金層72は、前記
した絶縁層16,18の除去部分の内部から、絶縁層16,18の
表面までを覆うように形成されており、絶縁層16,18の
除去部分を通して可動電極ブロックAのシリコン基板1
と接続されている。中間層74および金層72が絶縁層16,1
8の表面まで形成されていると、固定電極ブロックBの
薄膜層と重ねて接合させる際に、中間層74および金層72
の先端面が確実に固定電極ブロックB側の薄膜層に接触
して確実に接合させることができる。
On the lower surface side of the movable plate 20, as shown in detail in FIG.
A U-shaped contact electrode 30 is formed from the surface of the protruding piece 22 to the long side of the movable plate 20 and the short side on the connecting portion 12 side. The formation of the contact electrode 30 may be performed at the same time as the production of the thin film layers 72 and 74 constituting the joint 70. Specifically, for example,
At the location where 70 is formed, the insulating layers 16 and 18 on the lower surface of the frame portion 10 are partially removed by etching. Next, a chromium layer of 2000 mm is formed on the entire lower surface of the movable electrode block A, and a gold layer of 3000 mm is formed thereon. The chromium layer and the gold layer are etched into a predetermined pattern, and as shown in FIG. 7, the contact electrode 30 composed of the chromium layer 34 and the gold layer 36 is formed on the lower surface of the movable plate 20. Has a middle layer 74 made of chrome
And a gold layer 72 are formed. The intermediate layer 74 and the gold layer 72 are formed so as to cover from the inside of the removed portions of the insulating layers 16 and 18 to the surfaces of the insulating layers 16 and 18, and are movable through the removed portions of the insulating layers 16 and 18. Silicon substrate 1 of electrode block A
Is connected to The intermediate layer 74 and the gold layer 72 are the insulating layers 16, 1
8 and the intermediate layer 74 and the gold layer 72 when overlapping and bonding with the thin film layer of the fixed electrode block B.
Can reliably contact with the thin film layer on the fixed electrode block B side.

可動電極ブロックAの可動板20と枠部10との間の貫通
部分は、各電極や薄膜層を形成する前にエッチングで掘
り込んだりして形成しておいてもよいし、各電極や薄膜
層を形成してから、適当な微細加工手段で加工形成して
もよい。
The penetrating portion between the movable plate 20 and the frame portion 10 of the movable electrode block A may be formed by excavating by etching before forming each electrode or the thin film layer, or may be formed by etching each electrode or the thin film layer. After forming the layer, it may be processed and formed by an appropriate fine processing means.

固定電極ブロックBは、ガラス基板4からなり、この
ガラス基板4の表面に対し、第4図に詳しく示すよう
に、一対の接点電極40,40と第1の駆動電極50および第
2の駆動電極80が形成されている。接点電極40,40は、
可動電極ブロックAの突出片22先端に対向する位置から
固定電極ブロックBの端辺につづく略L字形に形成され
ている。第1の駆動電極50は、可動電極ブロックAの可
動板20と対向する位置から、接点電極40,40の間を通っ
て固定電極ブロックBの端辺まで形成されている。第2
の駆動電極80は、接合部70を形成する個所から固定電極
ブロックBの端辺まで形成されている。各電極の構造
は、例えば2000Åのクロムからなる密着層84,54,44の上
に、3000Åの金層86,56,46が形成されている。接合部70
となる個所では、第7図に示すように、第2の駆動電極
80の上に、厚み1000Åのポリシリコン層76が形成されて
いる。第1の駆動電極50は、可動板20と接触する可能性
のある付近全体を、酸化シリコンからなる絶縁層52(第
1図ではハッチングを施して、他の部分と区別して表し
ている)で覆って、可動板20側との絶縁性を確実にして
いる。
The fixed electrode block B is composed of a glass substrate 4, and a pair of contact electrodes 40, 40, a first drive electrode 50, and a second drive electrode are provided on the surface of the glass substrate 4 as shown in detail in FIG. 80 are formed. The contact electrodes 40, 40
The movable electrode block A is formed in a substantially L-shape from the position facing the tip of the protruding piece 22 to the end of the fixed electrode block B. The first drive electrode 50 is formed from a position facing the movable plate 20 of the movable electrode block A to an end of the fixed electrode block B passing between the contact electrodes 40, 40. Second
The drive electrode 80 is formed from the position where the joint portion 70 is formed to the end of the fixed electrode block B. The structure of each electrode is such that, for example, 3,000 mm of gold layers 86, 56, 46 are formed on adhesion layers 84, 54, 44 of 2,000 mm of chromium. Joint 70
Where the second drive electrode is used as shown in FIG.
A polysilicon layer 76 having a thickness of 1000 ° is formed on 80. The entire area of the first drive electrode 50 that may come into contact with the movable plate 20 is covered with an insulating layer 52 made of silicon oxide (in FIG. 1, hatched and distinguished from other parts). Cover to ensure insulation from the movable plate 20 side.

上記のような固定電極ブロックBの各電極等の形成
は、通常の薄膜形成手段や選択エッチング方法等を適当
に組み合わせて行われる。例えあば、固定電極ブロック
Bの表面全体に、クロム層、金層、ポリシリコン層を順
次膜形成した後、不要な個所の各層をエッチング除去
し、ついで酸化シリコン層を膜形成して、その不要部分
をエッチング除去すればよい。
The formation of each electrode and the like of the fixed electrode block B as described above is performed by appropriately combining ordinary thin film forming means, a selective etching method, and the like. For example, after a chromium layer, a gold layer, and a polysilicon layer are sequentially formed on the entire surface of the fixed electrode block B, unnecessary layers are removed by etching, and then a silicon oxide layer is formed. Unnecessary portions may be removed by etching.

上記のような両電極ブロックA,Bの加工プロセス中、
エッチング法としては、湿式エッチングのほか、プラズ
マエッチング、イオンビームエッチング等も適用でき、
エッチングする材料やプロセスに応じて適当なエッチン
グ法を採用すればよい。また、薄膜形成手段としては、
LPCVD法、プラズマCVD法、真空蒸着法、スパッタリング
法、常圧熱CVD法等から適当な方法を選択すればよい。
During the processing process of both electrode blocks A and B as described above,
As an etching method, in addition to wet etching, plasma etching, ion beam etching, and the like can be applied.
An appropriate etching method may be employed depending on a material or a process to be etched. Also, as a thin film forming means,
An appropriate method may be selected from an LPCVD method, a plasma CVD method, a vacuum evaporation method, a sputtering method, a normal pressure thermal CVD method, and the like.

以上のような構造を有する可動電極ブロックAと固定
電極ブロックBを接合組み立てするには、第7図に示す
ように、両電極ブロックA,Bを位置合わせして重ねる。
この状態では、可動電極ブロックAのシリコン基板1側
から、クロムからなる中間層74、金層72、ポリシリコン
層76、金層86、クロムからなる密着層84の各薄膜層が順
次重ね合わされていることになる。この状態で、加熱温
度450℃で加熱すると同時に圧着すると、隣接する金層7
2,ポリシリコン層72,金層86が合金化し、金とシリコン
からなる合金を作って接合部70が形成され、可動電極ブ
ロックAと固定電極ブロックBが接合されて組み立てら
れることになる。
In order to join and assemble the movable electrode block A and the fixed electrode block B having the above structure, as shown in FIG. 7, the two electrode blocks A and B are aligned and overlapped.
In this state, the thin film layers of the intermediate layer 74 made of chromium, the gold layer 72, the polysilicon layer 76, the gold layer 86, and the adhesion layer 84 made of chromium are sequentially stacked from the silicon substrate 1 side of the movable electrode block A. Will be. In this state, when heated at a heating temperature of 450 ° C. and pressed simultaneously, the adjacent gold layer 7
2. The polysilicon layer 72 and the gold layer 86 are alloyed, an alloy made of gold and silicon is formed to form a joint 70, and the movable electrode block A and the fixed electrode block B are joined and assembled.

上記実施例では、接合部70の合金を構成する薄膜層
が、ポリシリコン層72の両側を金層72と86で挟んだ状態
のサンドイッチ構造になっているので、ポリシリコン層
72を構成する材料の量と、金とシリコンとの合金化組成
が決まる合金化層の厚みになった時点で合金化が終了す
ることになり、一定品質の合金を安定して確実に形成す
ることが可能になる。また、いわゆるくわれ現象が起こ
らないので、合金化によって却って剥離が起こってしま
うような問題が生じず、強固な接合を果たすことができ
る。このような作用効果は、ポリシリコン層72を金層7
2,86で挟んだ場合だけでなく、金層をポリシリコン層で
挟んだサンドイッチ構造でも同様に発揮でき、他の金属
および非金属の組み合わせによるサンドイッチ構造でも
同様の作用効果が挙げられる。
In the above embodiment, since the thin film layer forming the alloy of the bonding portion 70 has a sandwich structure in which both sides of the polysilicon layer 72 are sandwiched between the gold layers 72 and 86, the polysilicon layer
Alloying will end when the thickness of the alloying layer, which determines the amount of material constituting 72 and the alloying composition of gold and silicon, will stably and reliably form an alloy of a certain quality It becomes possible. Further, since the so-called cracking phenomenon does not occur, there is no problem that peeling occurs due to alloying, and strong bonding can be achieved. Such an effect is achieved by forming the polysilicon layer 72 into the gold layer 7.
Not only when sandwiched between 2,86 but also when a sandwich structure in which a gold layer is sandwiched between polysilicon layers, the same effect can be obtained in a sandwich structure using a combination of other metals and non-metals.

上記のようにして作製された静電リレーにおいては、
第1図に示すように、可動板20と固定電極ブロックBと
の間隔もしくはギャップGは、可動板20と枠部10との段
差Dと各薄膜層の厚みによって決定される。エッチング
で作製される可動板20と枠部10の段差の寸法精度は±0.
5μm、各薄膜層の厚み精度は±500Å程度になるので、
ギャップGの寸法精度は極めて高いものとなる。
In the electrostatic relay manufactured as described above,
As shown in FIG. 1, the gap or gap G between the movable plate 20 and the fixed electrode block B is determined by the step D between the movable plate 20 and the frame portion 10 and the thickness of each thin film layer. The dimensional accuracy of the step between the movable plate 20 and the frame 10 produced by etching is ± 0.
5μm, the thickness accuracy of each thin film layer is about ± 500Å,
The dimensional accuracy of the gap G is extremely high.

可動電極ブロックAと固定電極ブロックBを接合部70
で組み立てた状態では、第1図に示すように、可動電極
ブロックAの可動板20と固定電極ブロックBの駆動電極
50とが、一定の間隔をあけて対向している。そして、可
動電極ブロックAの外側になる固定電極ブロックBの表
面に、接点電極40,40、第1の駆動電極50、第2の駆動
電極80の一部が露出している。したがって、この静電リ
レーでは、接点電極40,40および駆動電極50,80の全ての
配線を、固定電極ブロックBの同じ面で行え、配線作業
が行い易くなっている。
The movable electrode block A and the fixed electrode block B
In the assembled state, the movable plate 20 of the movable electrode block A and the drive electrode of the fixed electrode block B are mounted as shown in FIG.
50 are opposed to each other with a certain interval. The contact electrodes 40, 40, the first drive electrode 50, and part of the second drive electrode 80 are exposed on the surface of the fixed electrode block B outside the movable electrode block A. Therefore, in this electrostatic relay, all the wirings of the contact electrodes 40, 40 and the drive electrodes 50, 80 can be performed on the same surface of the fixed electrode block B, and the wiring work can be easily performed.

第1および第2の駆動電極50,80間に電圧を印加する
と、第2の駆動電極80から接合部70を経て可動電極ブロ
ックAのシリコン基板1から可動板20に電圧が印加さ
れ、可動板20と第1の駆動電極50の間に静電引力が作用
し、連結部12を支点にして可動板20の他端側が下方に旋
回移動する。
When a voltage is applied between the first and second drive electrodes 50 and 80, a voltage is applied from the second drive electrode 80 to the movable plate 20 from the silicon substrate 1 of the movable electrode block A via the joint 70, An electrostatic attraction acts between the first drive electrode 20 and the first drive electrode 50, and the other end of the movable plate 20 pivots downward about the connecting portion 12 as a fulcrum.

可動板20の一端が下方に旋回移動すると、第6図に示
すように、可動板20の突出片22下面に設けられた接点電
極30が固定側接点電極40に接触する。一対の固定側接点
電極40,40が可動側接点電極30で電気的に接続される
と、固定側接点電極40,40間が閉成されることになる。
可動側駆動電極14と固定側駆動電極50間の印加電圧を無
くせば、可動板20は元の状態に戻り、固定側接点電極4
0,40は開成されることになる。このようにして、駆動電
極14,50間の印加電圧を入力として、固定側接点電極40,
40間の出力を開閉制御することができ、いわゆるリレー
動作を果たすことになる。
When one end of the movable plate 20 pivots downward, the contact electrode 30 provided on the lower surface of the protruding piece 22 of the movable plate 20 comes into contact with the fixed contact electrode 40, as shown in FIG. When the pair of fixed-side contact electrodes 40, 40 are electrically connected by the movable-side contact electrode 30, the space between the fixed-side contact electrodes 40, 40 is closed.
If the applied voltage between the movable side drive electrode 14 and the fixed side drive electrode 50 is eliminated, the movable plate 20 returns to the original state, and the fixed side contact electrode 4
0,40 will be opened. In this way, the voltage applied between the drive electrodes 14 and 50 is input and the fixed-side contact electrodes 40 and
The output between 40 can be controlled to open and close, so that a so-called relay operation is achieved.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上に述べた、この発明にかかる静電リレーによれ
ば、可動電極ブロックと固定電極ブロックをつなぐ接合
部が、複数の薄膜層を密着加熱して合金化させた合金で
構成されているので、接合部の厚みが薄くかつ極めて正
確に設定され、可動電極ブロックと固定電極ブロックの
間隔設定を非常に高精度に行える。その結果、リレー動
作も確実で正確に行え、性能の安定性や信頼性を高める
ことができる。また、両電極ブロックの間隔を狭くし
て、リレー全体の寸法の小型化を図ることができる。
As described above, according to the electrostatic relay according to the present invention, since the joint that connects the movable electrode block and the fixed electrode block is formed of an alloy obtained by closely heating a plurality of thin film layers and alloying them. The thickness of the joint is thin and very accurately set, and the interval between the movable electrode block and the fixed electrode block can be set with very high accuracy. As a result, the relay operation can be performed reliably and accurately, and the stability and reliability of performance can be improved. In addition, the distance between the two electrode blocks can be reduced to reduce the size of the entire relay.

つぎに、両電極ブロックの間隔設定を、上記接合部の
構成と、可動電極ブロックの可動板と本体部との段差の
構成の両方を併用して行うようにすれば、前記同様の正
確な間隔設定と同時に、比較的広い間隔でも能率的に形
成することができ、製造能率を高め、製造コストを削減
することが可能になる。
Next, if the interval between the two electrode blocks is set by using both the configuration of the above-mentioned joint portion and the configuration of the step between the movable plate and the main body of the movable electrode block, the same exact interval as described above can be obtained. Simultaneously with the setting, it can be efficiently formed even at relatively wide intervals, so that the manufacturing efficiency can be increased and the manufacturing cost can be reduced.

固定電極ブロックに、従来と同様の第1の駆動電極を
加えて、第2の駆動電極を設け、この第2の駆動電極を
導電性合金からなる接合部を介して可動電極ブロックと
電気的に接続しておけば、電極の作製が難しい可動電極
ブロックの狭い本体部上面に駆動電極を形成する必要が
無くなり、第1の駆動電極や接点電極と同じように容易
に配線を行うことが可能になる。その結果、静電リレー
の製造が容易になり、静電リレーの使用にも便利にな
る。
A first drive electrode similar to the conventional one is added to the fixed electrode block, and a second drive electrode is provided. The second drive electrode is electrically connected to the movable electrode block via a joint made of a conductive alloy. If connected, it is not necessary to form a drive electrode on the upper surface of the narrow main body of the movable electrode block, which is difficult to manufacture, and wiring can be performed easily as with the first drive electrode and contact electrode. Become. As a result, the manufacture of the electrostatic relay is facilitated, and the use of the electrostatic relay becomes convenient.

接合部が、金とシリコンとの合金からなるものであれ
ば、比較的低い加熱温度で接合作業が行えるとともに、
形成された接合部の接合性能や電気的性能も良好にな
り、製造能率の向上および品質性能の向上に好ましいも
のとなる。
If the joining portion is made of an alloy of gold and silicon, the joining operation can be performed at a relatively low heating temperature,
The bonding performance and electrical performance of the formed bonding portion are also improved, which is preferable for improving manufacturing efficiency and quality performance.

可動電極ブロックにシリコン基板を用いるとともに、
可動電極ブロックの表面と接合部の間に前記したような
中間層を設けておけば、接合部を構成する材料がシリコ
ン基板内に拡散していくのを防止でき、接合部に良質の
合金を形成して、接合性能や電気的性能を良好に発揮さ
せることができる。
While using a silicon substrate for the movable electrode block,
By providing the above-described intermediate layer between the surface of the movable electrode block and the joint, the material constituting the joint can be prevented from diffusing into the silicon substrate, and a high-quality alloy is used for the joint. By forming, the bonding performance and the electrical performance can be exhibited well.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はこの発明の実施例にかかる静電リレーの平面
図、第2図は断面図、第3図は可動電極ブロックの底面
図、第4図は固定電極ブロックの平面図、第5図は接点
電極部分の開成時における拡大断面図、第6図は接点電
極部分の閉成時における拡大断面図、第7図は接合部の
接合前における要部拡大断面図、第8図は従来例の平面
図、第9図は断面図である。 A……可動電極ブロック、B……固定電極ブロック、10
……枠部、20……可動板、12……連結部、22……突出
片、30……可動側接点電極、40……固定側接点電極、50
……第1の駆動電極、70……接合部、72……金層、74…
…中間層、76……ポリシリコン層、80……第2の駆動電
極、86……金層、D……段差、G……ギャップ
1 is a plan view of an electrostatic relay according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view, FIG. 3 is a bottom view of a movable electrode block, FIG. 4 is a plan view of a fixed electrode block, and FIG. FIG. 6 is an enlarged sectional view of the contact electrode portion when the contact electrode portion is opened, FIG. 6 is an enlarged sectional view of the contact electrode portion when the contact electrode portion is closed, FIG. 7 is an enlarged sectional view of a main part before joining of the joining portion, and FIG. 9 is a cross-sectional view. A: movable electrode block, B: fixed electrode block, 10
… Frame part, 20… Movable plate, 12… Connecting part, 22… Projecting piece, 30… Movable contact electrode, 40… Fixed contact electrode, 50
... First drive electrode, 70... Junction, 72... Gold layer, 74.
... Intermediate layer, 76 ... Polysilicon layer, 80 ... Second drive electrode, 86 ... Gold layer, D ... Step, G ... Gap

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 入江 達彦 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電 工株式会社内 (72)発明者 西村 広海 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電 工株式会社内 (56)参考文献 実開 昭58−165838(JP,U) 実開 平2−100224(JP,U) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Tatsuhiko Irie 1048 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Works Co., Ltd. 56) References Japanese Utility Model 58-165838 (JP, U) Japanese Utility Model 2-100224 (JP, U)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】可動電極ブロックと固定電極ブロックが間
隔をあけて対向設置されており、可動電極ブロックに
は、固定電極ブロックと接合された本体部と、本体部に
対して一端が移動可能に支持された可動板と、可動板の
固定電極ブロック側表面に設けられた接点電極とを備
え、固定電極ブロックには、前記可動片と対向する位置
に設けられた駆動電極と、前記可動側の接点電極と対向
する位置に設けられた接点電極とを備えてなる静電リレ
ーにおいて、可動電極ブロックと固定電極ブロックをつ
なぐ接合部が、両電極ブロックの間に配置された少なく
とも1つの金属層を含む複数の薄膜層を密着加熱して合
金化させた合金からなることを特徴とする静電リレー。
A movable electrode block and a fixed electrode block are opposed to each other with a space therebetween. The movable electrode block has a main body joined to the fixed electrode block and one end movable with respect to the main body. A supported movable plate, comprising a contact electrode provided on the surface of the movable plate on the fixed electrode block side, the fixed electrode block has a drive electrode provided at a position facing the movable piece, and a movable electrode on the movable side. In an electrostatic relay including a contact electrode and a contact electrode provided at a position facing the contact electrode, a joint connecting the movable electrode block and the fixed electrode block includes at least one metal layer disposed between the two electrode blocks. An electrostatic relay characterized in that it is made of an alloy in which a plurality of thin film layers including a plurality of thin film layers are closely contacted and heated to form an alloy.
【請求項2】固定電極ブロックと対向する可動電極ブロ
ックの表面が、可動片の表面と固定電極ブロックに接合
される本体部の表面との間に段差が設けられている請求
項1記載の静電リレー。
2. A static electrode according to claim 1, wherein the surface of the movable electrode block facing the fixed electrode block is provided with a step between the surface of the movable piece and the surface of the main body joined to the fixed electrode block. Electric relay.
【請求項3】固定電極ブロックの可動片と対向する位置
に設けられた第1の駆動電極とは別に、固定電極ブロッ
クの同じ面に第2の駆動電極が設けられ、この第2の駆
動電極が、可動電極ブロックと固定電極ブロックとをつ
なぐ導電性合金からなる接合部を介して可動電極ブロッ
クと電気的に接続されている請求項1または2記載の静
電リレー。
3. A second drive electrode is provided on the same surface of the fixed electrode block, separately from the first drive electrode provided at a position facing the movable piece of the fixed electrode block. 3. The electrostatic relay according to claim 1, wherein the first member is electrically connected to the movable electrode block via a joint made of a conductive alloy that connects the movable electrode block and the fixed electrode block. 4.
【請求項4】接合部が、両電極ブロックの間に配置され
た金層とポリシリコン層を密着加熱して合金化された金
とシリコンの合金からなる請求項1〜3の何れかに記載
の静電リレー。
4. The bonding portion according to claim 1, wherein the bonding portion is made of an alloy of gold and silicon alloyed by closely heating the gold layer and the polysilicon layer disposed between the two electrode blocks. Electrostatic relay.
【請求項5】可動電極ブロックがシリコン基板からな
り、可動電極ブロックの表面と接合部の間に、金とシリ
コンの合金化温度以下ではシリコンと反応合金化しない
材料からなる中間層が設けられている請求項4記載の静
電リレー。
5. The movable electrode block is made of a silicon substrate, and an intermediate layer made of a material that does not react and alloy with silicon at a temperature lower than the alloying temperature of gold and silicon is provided between the surface of the movable electrode block and the joint. The electrostatic relay according to claim 4.
【請求項6】請求項4記載の静電リレーを製造する方法
であって、可動電極ブロックと固定電極ブロックの表面
に、一方の表面には金層が露出し、他方の表面にはポリ
シリコン層が露出するように、それぞれ単層もしくは複
層の薄膜層を形成しておき、両電極ブロックの間の薄膜
層を密着加熱して、金とシリコンの合金からなる接合部
を形成することを特徴とする静電リレーの製造方法。
6. The method for manufacturing an electrostatic relay according to claim 4, wherein a gold layer is exposed on one surface of the movable electrode block and the fixed electrode block, and polysilicon is formed on the other surface. A single-layer or multiple-layer thin film layer is formed so that the layers are exposed, and the thin film layer between the two electrode blocks is heated in close contact with each other to form a joint made of an alloy of gold and silicon. A method for manufacturing an electrostatic relay.
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