静电继电器

申请号 CN201010559699.7 申请日 2010-11-25 公开(公告)号 CN102194612A 公开(公告)日 2011-09-21
申请人 欧姆龙株式会社; 发明人 增田贵弘; 山本淳也;
摘要 一种静电继电器,可动触点以及可动 电极 与基体 基板 平行地位移,其中,能够增大使可动电极离开固定电极时的分离 力 ,并且使结构简单化,提高设计的 自由度 。在基体基板(32)上固设固定触点部(33)和固定电极部(35)。固定电极部(35)和可动电极部(36)构成使可动触点部(34)与可动电极部(36)一同位移的静电促动器。设于 弹簧 支承部(38、39)的可动弹簧(37a、37b)保持可动电极部(36)并使其可位移。在弹簧支承部(38)设置悬臂状的二次弹簧(84),在可动电极部(36)的前端面设置突起部(85)。二次弹簧(84)在可动触点部(34)以及可动电极部(36)位移后且可动触点部(34)的可动触点(56)与固定触点部(33)的固定触点(46a、46b)抵接之前与突起部(85)抵接,并且在抵接到突起部之前不 变形 。
权利要求

1.一种静电继电器,具有:
基体基板
固定触点部,其固定在所述基体基板上,具有固定触点;
可动触点部,其具有与所述固定触点接触或分离的可动触点;
固定电极部,其固定在所述基体基板上;
可动电极部,其利用在与所述固定电极部之间产生的静电,与所述可动触点部一同向与所述基体基板平行的方向位移;
第一弹簧件,其用于使位移后的所述可动电极部复位到初始位置,该静电继电器的特征在于,
在所述可动触点部以及所述可动电极部位移后且所述可动触点与所述固定触点抵接之前,第二弹簧件与固定于所述基体基板上的固定部分、和所述可动电极部或与该可动电极部一同位移的可动部分中的任一方抵接,并且在抵接到之前不变形,所述第二弹簧件设置在所述固定部分和所述可动部分的任意另一方。
2.如权利要求1所述的静电继电器,其特征在于,所述第二弹簧件是悬臂状地固定在所述固定部分、和所述可动电极部或所述可动部分中的任意另一方的板簧。
3.如权利要求1所述的静电继电器,其特征在于,所述第二弹簧件与所述固定部分、和所述可动电极部或所述可动部分中的任意一方不连接。
4.如权利要求1所述的静电继电器,其特征在于,所述第二弹簧件与在所述固定部分、和所述可动电极部或所述可动部分中的任一方设置的突起部抵接。
5.如权利要求1所述的静电继电器,其特征在于,在所述固定部分、和所述可动电极部或所述可动部分中的任意另一方悬臂状地设置的板簧状的第二弹簧件能够与在所述固定部分、和所述可动电极部或所述可动部分中的任意一方设置的突起部抵接,未变形的所述第二弹簧件的长度方向与所述突起部的设置面平行。
6.如权利要求1所述的静电继电器,其特征在于,所述第二弹簧件在所述可动电极部与所述固定触点部之间被设于弹簧支承部,该弹簧支承部固定设置于所述基体基板上。
7.如权利要求1所述的静电继电器,其特征在于,在相对于所述可动电极部的中心线对称的位置分别设有第二弹簧件。
8.如权利要求1所述的静电继电器,其特征在于,所述第一弹簧件设置在所述可动电极部的位移方向上的两端面或与各个端面相对的位置。
9.如权利要求1所述的静电继电器,其特征在于,所述第一弹簧件设置在所述可动电极部的位移方向上的任一端面或与任一端面相对的位置。

说明书全文

静电继电器

技术领域

[0001] 本发明涉及小型的静电继电器(微型静电继电器)。具体地,涉及在静电继电器中用于使可动部弹性复位的二次弹簧的结构。

背景技术

[0002] 在静电继电器中,在使可动触点与固定触点接触时,驱动静电促动器而使可动触点位移。另外,在使可动触点与固定触点分离时,利用驱动静电促动器时产生弹性变形的可动弹簧的弹性恢复而将可动触点从固定触点拉离。
[0003] 静电促动器在驱动时对可动电极与固定电极之间施加直流电压,利用在两电极间产生作用的静电力将可动电极向固定电极吸附,使设有可动电极的部件位移。但是,在这样的静电促动器中,由于在两电极间产生的静电感应和电感分极等,即使将向可动电极与固定电极之间施加的直流电压切断,可动电极也会吸附在固定电极上而不分离。另外,具有由于固定触点与可动触点接触时的粘接力而使触点彼此不分离的问题。因此,在可动电极被吸附到固定电极上时,或者在可动触点与固定触点接触时,需要增大可动弹簧的弹簧系数。
[0004] 在可动触点与固定触点接触时将可动弹簧的弹簧系数增大的方法,例如有专利文献1公开的方法。图1(a)是表示专利文献1公开的触点开闭装置的结构的立体图。在该触点开闭装置中,在立置于基体11上表面的可动触点端子12上悬臂状地固定有可动弹簧13的基端部。在与基体11的上表面平行延伸的可动弹簧13的前端部固设有可动触点14。
在立置于基体11上表面的固定触点板13的上端部,与可动触点14相对而固设有固定触点
16。另外,在固定触点板15的上端部安装有L形弯曲的动作限制部件17,动作限制部件17的前端17a与可动弹簧13的前端部相对。
[0005] 但是,若利用驱动部件18按压可动弹簧13的背面,则可动弹簧13弹性地挠曲且其前端部与动作限制部件17的前端17a抵接。另外,若利用驱动部件18按压可动弹簧13,则可动触点14与固定触点16压接而使可动触点14与固定触点16之间闭合。在专利文献1中,这样在触点彼此接触之前,通过使可动弹簧13与动作限制部件17抵碰,能够缓和触点的冲击并且可缩短触点弹跳时间。
[0006] 在专利文献1的触点开闭装置中,在使可动触点14与固定触点16接触时,可动弹簧13通过与动作限制部件17的前端17a抵接来增大可动弹簧13的弹簧系数。但是在专利文献1中,由于驱动部件18的驱动力是电磁力,故而为了使静电促动器的可动电极与固定电极分离,并非使可动弹簧13的弹簧系数增大。并且,在该触点开闭装置中,在可动触点14与固定触点16接触的状态下,如图1(b)所示,可动弹簧13从动作限制部件17的前端
17a分离,可动弹簧13的弹簧系数回复到本来的弹簧系数。
[0007] 另外,在专利文献2中公开了如下的微型静电继电器,在固定触点与设有固定电极的基板之上重叠具有弹性的可动基板,在可动基板的下表面设有与固定触点相对的可动触点和与固定电极相对的可动电极。在该微型静电继电器中,在可动电极和固定电极的至少任一方设置凸部,在触点抵接之前使所述突部接触,利用可动弹簧在其凸部附近部分地弹性变形,增大分离力。
[0008] 但是,在该静电继电器中,虽然能够根据凸部的位置和高度将本来的可动弹簧的弹性系数任意地增大,但对其位置和高度具有制约,具有由于加工的精密和设计的烦杂而损失设计自由度的问题。
[0009] 专利文献1:(日本)特开平6-203726号公报
[0010] 专利文献2:(日本)特开2000-164104号公报

发明内容

[0011] 本发明是鉴于上述技术课题而提出的,其目的在于提供一种静电继电器,可动触点以及可动电极与基体基板平行地位移,其中,能够增大使可动电极离开固定电极时的分离力,并且不使结构复杂,也能够提高设计的自由度。
[0012] 本发明的静电继电器具有:基体基板;固定触点部,其固定在所述基体基板上,具有固定触点;可动触点部,其具有与所述固定触点接触或分离的可动触点;固定电极部,其固定在所述基体基板上;可动电极部,其利用在与所述固定电极部之间产生的静电力,与所述可动触点部一同向与所述基体基板平行的方向位移;第一弹簧件,其用于使位移后的所述可动电极部复位到初始位置,其特征在于,在所述可动触点部以及所述可动电极部位移后且所述可动触点与所述固定触点抵接之前,第二弹簧件与固定于所述基体基板上的固定部分和所述可动电极部或与该可动电极部一同位移的可动部分中的任一方抵接并且在抵接到之前不变形,所述第二弹簧件设置在所述固定部分和所述可动部分的任意另一方。另外,所述固定部分是指固定在基体基板上的部件,可以是固定触点部或固定电极部,也可以是固定触点部和固定电极部之外的被固定的部件(例如实施方式中的弹簧支承部)。另外,所述可动部件可以是可动触点部,也可以是可动触点部之外的部件。其中,在设置第二弹簧件的部件是固定电极部或固定触点部且第二弹簧件抵接的部件是可动电极部或可动触点部时,或者,设置第二弹簧件的部件是可动电极部或可动触点部且第二弹簧件抵接的部件是固定电极部或固定触点部时,需要使第二弹簧件具有绝缘性。
[0013] 在本发明的静电继电器中,在固定部分和所述可动电极部或可动部分中的任意另一方设置与第一弹簧件不同的第二弹簧件,该第二弹簧件在与固定部件和可动电极部或可动部件中的任意一方抵接之前不变形,故而能够将使可动电极部或可动部分弹性复位的结构简单化,容易制造静电继电器。并且,由于能够独立地决定第二弹簧件的弹簧系数和弹簧系数变化时的可动部分的移动距离,故而设计的自由度提高,静电继电器的设计容易。
[0014] 本发明的静电继电器的一方面,所述第二弹簧件是悬臂状地固定在所述固定部分和所述可动电极部或所述可动部分中的任意另一方的板簧。根据该方面,由于第二弹簧件成为悬臂状,故而与双臂状地设置第二弹簧件的情况相比,能够增大变形量,也能够应对可动部分的位移量大的情况。
[0015] 本发明的静电继电器的另一方面,所述第二弹簧件与所述固定部分和所述可动电极部或所述可动部分中的任意一方不连接。根据该方面,第二弹簧件能够直至与固定部件和所述可动电极部和可动部件中的任意一方抵接之前不变形。
[0016] 本发明的静电继电器的另一方面,所述第二弹簧件与在所述固定部分和所述可动电极部或所述可动部分中的任一方设置的突起部抵接。根据该方面,通过改变突起部的位置,对第二弹簧件施加的力的作用点改变,故而能够使第二弹簧件的弹簧系数变化。
[0017] 本发明的静电继电器的另一方面,在所述固定部分和所述可动电极部或所述可动部分中的任意另一方悬臂状地设置的板簧状的第二弹簧件能够与在所述固定部分和所述可动电极部或所述可动部分中的任意一方设置的突起部抵接,未变形的所述第二弹簧件的长度方向与所述突起部的设置面平行。根据该方面,即使沿设有突起部的面改变突起部的位置,突起部与第二弹簧件的距离也不变化,故而设计变得容易。
[0018] 本发明的静电继电器的另一方面,所述第二弹簧件在所述可动电极部与所述固定触点部之间被设于弹簧支承部,该弹簧支承部固定设置于所述基体基板上。根据该方面,能够利用可动触点部的两侧的空间设置用于保持第二弹簧件的弹簧支承部。
[0019] 本发明的静电继电器的另一方面,在相对于所述可动电极部的中心线对称的位置分别设有第二弹簧件。根据该方面,由于对称地设有第二弹簧件,故而即使固定部分或可动部分与第二弹簧件碰抵后,对可动部分施加的力也不会非对称而使可动部分倾斜。
[0020] 本发明的静电继电器的另一方面,所述第一弹簧件设置在所述可动电极部的位移方向上的两端面或与各个端面相对的位置。根据该方面,由于能够利用第一弹簧件从两侧保持可动电极部并使其从基体基板浮起,故而能够使可动电极部稳定。
[0021] 本发明的静电继电器的另一方面,所述第一弹簧件设置在所述可动电极部的位移方向上的任一端面或与任一端面相对的位置。根据该方面,由于仅在可动电极部的一侧设有第一弹簧件,故而能够谋求静电继电器结构的简单化和小型化。
[0022] 另外,本发明的用于解决上述课题的手段,具有将以上说明的结构要素适当组合的特征,本发明能够通过将上述结构要素组合而进行多种变更。附图说明
[0023] 图1(a)是专利文献1所公开的触点开闭装置的立体图,图1(b)是该触点开闭装置的触点接触时的平面图;
[0024] 图2是本发明第一实施方式的静电继电器的平面图;
[0025] 图3(a)~(c)是说明第一实施方式的静电继电器的二次弹簧和突起部的动作的概略图;
[0026] 图4是局部剖切表示比较例的静电继电器的平面图;
[0027] 图5(a)~(c)是说明比较例的可动弹簧和突起部的动作的概略图;
[0028] 图6(a)~(c)是表示第一实施方式的静电继电器的制造工序的剖面图;
[0029] 图7(a)、(b)是表示第一实施方式的静电继电器的制造工序的剖面图,图6(c)表示之后的工序;
[0030] 图8是本发明第一实施方式的比较例的静电继电器的平面图;
[0031] 图9是本发明第二实施方式的静电继电器的平面图。
[0032] 符号说明
[0033] 31、101、111:静电继电器
[0034] 32:基体基板
[0035] 33:固定触点部
[0036] 34:可动触点部
[0037] 35:固定电极部
[0038] 36:可动电极部
[0039] 37a、37b:可动弹簧
[0040] 38、39:弹簧支承部
[0041] 44a、44b:配线图案部
[0042] 46a、46b:固定触点
[0043] 54:触点层
[0044] 56:可动触点
[0045] 57:支承梁
[0046] 81、83:连结部
[0047] 84:二次弹簧
[0048] 85:突起部

具体实施方式

[0049] 以下,参照附图说明本发明的优选实施方式。其中,本发明不限于以下的实施方式,在不脱离本发明要旨的范围内可进行各种设计变更。
[0050] (第一实施方式)
[0051] 图2是表示本发明第一实施方式的静电继电器31的结构的平面图。另外,图7(b)是沿图2的A-A线的剖面图。参照该图2及图7(b)说明静电继电器31的结构。
[0052] 静电继电器31在由Si基板等构成的基体基板32的上表面设有固定触点部33、可动触点部34、固定电极部35、可动电极部36、可动弹簧37a、37b(第一弹簧件)、弹簧支承部38、39等。在该静电继电器31中,由固定触点部33和可动触点部34构成开关,固定电极部35、可动电极部36、可动弹簧37a、37b、弹簧支承部38、39等构成开关开闭用的静电促动器。
[0053] 如图2及图7(b)所示,在固定触点部33中,由Si构成的固定触点基板41的下表面隔着SiO2等绝缘膜42固定在基体基板32的上表面。固定触点基板41在基体基板32的上表面端部在宽度方向(X方向)伸长延伸。在固定触点基板41的上表面形成SiN等绝缘层43,在绝缘层43之上设有一对配线图案部44a、44b。配线图案部44a、44b在固定触点基板41的上表面分成左右,在各自的端部形成有金属焊盘部45a、45b。另外,位于固定触点基板41的中央部的配线图案部44a、44b的端部相互平行延伸,与可动触点部34正对的端部成为固定触点46a、46b。以下,将静电继电器31中的可动触点部34以及可动电极部36的移动方向称为Y方向,将静电继电器31的宽度方向称为X方向。
[0054] 可动触点部34设置在与固定触点46a、46b相对的位置。可动触点部34在由Si构成的可动触点基板51的上表面形成有由SiN构成的绝缘层53,在绝缘层53之上形成有触点层54。与固定触点46a、46b相对的触点层54的端面从可动触点基板51的前面突出而成为可动触点56。
[0055] 另外,可动触点基板51通过从可动电极部36突出的支承梁57而悬臂状地被支承。可动触点基板51及支承梁57的下表面从基体基板32的上表面浮起,能够与可动电极部36一同在与基体基板32的长度方向(Y方向)平行的方向移动。
[0056] 在该静电继电器31中,固定触点部33的金属焊盘部45a、45b与主电路(未图示)连接,通过使可动触点56与固定触点46a、46b接触而能够将主电路闭合。另外,通过使可动触点56从固定触点46a、46b分离而能够将主电路断开。
[0057] 用于使可动触点部34动作的静电促动器由固定电极部35、可动电极部36、可动弹簧37a、37b以及弹簧支承部38、39等构成。
[0058] 如图2所示,在基体基板32的上表面相互平行地配置有多个固定电极部35。俯视时,固定电极部35从矩形的焊盘部66的两面向Y方向分别延伸有成枝状的枝状电极部。枝状电极部67分别左右对称地突出有枝部68,枝部68在Y方向上以一定间隔排列。
[0059] 如图7(b)所示,在固定电极部35,固定电极基板61的下表面通过SiO2等绝缘膜62而固定在基体基板32的上表面。另外,在焊盘部66中,在固定电极基板61的上表面形成有导体层63,在导体层63之上具有电极焊盘层64。
[0060] 如图2所示,可动电极部36包围各固定电极部35而形成框架状。在可动电极部36从两侧夹着各固定电极部35而形成有梳齿状电极部72(在固定电极部35之间,通过一对梳齿状电极部72而构成枝状)。梳齿状电极部72以各固定电极部35为中心左右对称,从各梳齿状电极部72向枝部68间的空隙部延伸梳齿部73。并且,各梳齿部73与相邻于该梳齿部73且接近可动触点部34侧的枝部68的距离,比与相邻于该梳齿部73且远离可动触点部34一侧的枝部68的距离短。
[0061] 可动电极部36由Si可动电极基板71构成,可动电极基板71的下表面从基体基板32的上表面浮起。另外,在可动电极部36的可动触点侧端面的中央突设有支承梁57,在支承梁57的前端保持有可动触点基板51。
[0062] 可动电极部36通过被弹簧支承部38支承的可动弹簧37a和被弹簧支承部39支承的可动弹簧37b保持。如图2所示,两个弹簧支承部38在固定触点部33与可动电极部36之间的区域左右对称地配置。弹簧支承部38由Si构成,隔着绝缘膜(未图示)固定在基体基板32的上表面。在可动电极部36的前端面,连结部81从支承梁57的两侧向Y方向突出,连结部81的前端和弹簧支承部38通过由Si构成的形成板簧状或梁状的可动弹簧
37a而连结。可动弹簧37a在未变形的状态下与X方向平行。
[0063] 另外,弹簧支承部39由Si构成,在基体基板32的后端部在X方向上伸长延伸。弹簧支承部39的下表面通过绝缘膜82固定在基体基板32的上表面。连结部83从弹簧支承部39的两端向前方突出,连结部83和可动电极部36的后端面通过由Si左右对称地形成的一对可动弹簧37b连接。可动弹簧37b形成板簧状或梁状,与X方向平行地配置。
[0064] 因此,可动电极部36经由可动弹簧37a、37b被弹簧支承部38及39从前后保持,从基体基板32的上表面浮起而被平地保持。另外,可动电极部36通过使可动弹簧37a、37b弹性变形而能够在Y方向上位移,在将使可动电极部36位移的静电力解除后,可动电极部36通过可动弹簧37a、可动弹簧37b的弹性恢复力而恢复到初始位置。左右一对可动弹簧37a和左右一对可动弹簧37b分别构成左右对称的形状,故而在使可动弹簧37a、37b变形而使可动电极部36位移时,可动电极部36能够在Y方向上位移,但在X方向上不位移。
[0065] 在具有以上结构的静电继电器31中,在固定电极部35与可动电极部36之间连接直流电压源,通过控制电路等接通或断开直流电压。在固定电极部35,直流电压源的一端子与电极焊盘层64连接。直流电压源的另一端子与弹簧支承部39连接。弹簧支承部39以及可动弹簧37b具有导电性,弹簧支承部39、可动弹簧37b以及可动电极部36电导通,故而对弹簧支承部39施加的电压对可动电极部36施加。
[0066] 若通过直流电压源在固定电极部35与可动电极部36之间施加直流电压,则在枝状电极部67的枝部68与梳齿状电极部72的梳齿部73之间产生静电引力。但是,固定电极部35以及可动电极部36的结构相对于各固定电极部35的中心线对称地形成,故而对可动电极部36作用的X方向的静电引力平衡,可动电极部36在X方向上不移动。另一方面,各梳齿部73与相邻于该梳齿部73且接近可动触点34侧的枝部68的距离,比相邻于该梳齿部73且远离可动触点部34侧的枝部68的距离短,故而各梳齿部73被向可动触点部侧吸引,在将可动弹簧37a、37b挠曲的同时可动电极部36向Y方向移动。结果,可动触点部34向固定触点部33侧移动,并且可动触点56与固定触点46a、46b接触而将固定触点46a与固定触点46b之间(主电路)电闭合。
[0067] 另外,若将施加在固定电极部35与可动电极部36之间的直流电压解除,则枝部68与梳齿部73之间的静电引力消失,故而利用可动弹簧37a、37b的弹性恢复力而使可动电极部36在Y方向后退,可动触点56从固定触点46a、46b分离而将固定触点46a与固定触点46b之间(主电路)断开。
[0068] 但是,由于在静电继电器31中利用静电力来驱动静电促动器,故而即使将固定电极部35与可动电极部36之间的直流电压接通,固定触点46a、46b和可动触点56也不会分离。这是因为,即使将固定电极部35与可动电极部36之间的直流电压接通,两电极部35、36彼此也通过电感分极和静电感应而吸附着,或者由于在触点间产生的粘附力而使触点彼此不分离。因此,为了使固定触点46a、46b与可动触点56分离,需要弹簧系数大的可动弹簧37a、37b。但若增大可动弹簧37a、37b的弹簧系数,则为了使可动电极部36位移而需要更强的静电力的静电促动器。
[0069] 因此,在该静电继电器31中,与可动弹簧37a、37b分开而在弹簧支承部38设置二次弹簧84(第二弹簧件),使固定触点46a、46b与可动触点56分离时,作用二次弹簧84的弹性恢复力。即,如图2所示,在与可动电极部36的前端面相对的位置,在各自的弹簧支承部38设有由Si构成的形成板簧状或梁状的二次弹簧84。弹簧支承部38是固定在基体基板32上表面的固定部分,二次弹簧84不与可动电极部36等可动部分连接。二次弹簧84在未变形的状态下,与可动电极部36的前端面平行地延伸。另一方面,突起部85从可动电极部36的前端面与二次弹簧84的前端部分相对而突出。
[0070] 该突起部85的长度、或者突起部85的前端与二次弹簧84的距离,以使图3所示的动作进行而决定。即,在可动电极部36未位移的状态下,如图3(a)所示,在二次弹簧84与突起部85的前端之间具有D距离。若驱动静电促动器,则可动电极部36使可动弹簧37a、37b挠曲并且移动比D大的距离,但是可动电极部36移动了D时,如图3(b)所示,突起部
85的前端与二次弹簧84抵接。此时,可动触点56还未与固定触点46a、46b接触。即,突起部85在可动触点56与固定触点46a、46b接触之前,与二次弹簧84接触。若可动电极部36从距离D进一步移动,则如图3(c)所示,可动电极部36将可动弹簧37a、37b以及二次弹簧
84挠曲并移动,使可动触点56与固定触点46a、46b接触而停止。
[0071] 因此,在静电促动器的直流电压断开时,可动电极部36被可动弹簧37a、37b以及二次弹簧84的弹性恢复力压回,利用强力从固定电极部35离开而向初始位置恢复。
[0072] 另外,为了使可动电极部36不倾斜而向Y方向移动,左右的可动弹簧37a、左右的可动弹簧37b、左右的二次弹簧84以及左右的突起部85分别相对于与可动电极部36的Y方向平行的中心轴左右对称地形成。另外,左右的可动弹簧37a、左右的可动弹簧37b以及左右的二次弹簧84分别构成相同的弹簧系数。
[0073] 在该静电继电器31中,通过设置与可动弹簧37a、37b分体的二次弹簧84,将用于使可动电极部36复位的弹力增大,并且,二次弹簧84在碰抵突起部85之前不变形。因此,二次弹簧84和突起部85的设计的自由度提高,设计变得容易。即,根据图3(a)的结构,如图3(a)中双点划线所示,通过使突起部85的位置向二次弹簧84的基端侧移动,能够提高二次弹簧84的弹簧系数。或者,通过使突起部85向二次弹簧84的前端侧移动,能够降低二次弹簧84的弹簧系数(若突起部85的位置变化,则力的作用点变化,故而对二次弹簧84施加的力矩变化)。并且,即使使突起部85的位置变化,如图3(b)所示,也与突起部85的位置没有关系,可动电极部36移动D距离时突起部85与二次弹簧84碰抵。由此,能够根据突起部85的位置来调整二次弹簧84的弹簧系数,另外,能够根据突起部85的长度来调整突起部85与二次弹簧87碰抵的移动距离D,由于弹簧系数与距离D可相互独立地调整,故而设计的自由度提高。
[0074] 对此,如专利文献1和专利文献2那样地,可动弹簧自身变形后与动作限制部件抵接,或者凸部设置在可动部分与固定部分之间,则设计的自由度受到制约。该方面由图4所示的比较例可明确。在图4的比较例中,在与可动弹簧37a相对的位置设有在可动电极部36移动后与其碰抵的突起部86(动作限制部件)。
[0075] 在该比较例中,在可动电极部36不位移的状态下,如图5(a)所示,在可动弹簧37a与突起部86的前端之间具有D距离。并且,若可动电极部36移动,则如图5(b)所示,可动弹簧37a与突起部86碰抵。可动弹簧37a碰抵突起部86而使可动电极部36进一步移动的话,如图5(c)所示,可动弹簧37a将突起部86的前端作为支点而变形,故而成为较大的弹簧系数而变形。因此,在静电促动器的直流电压接通时,可动电极部36通过可动弹簧37b和弹簧系数增大的可动弹簧37a的弹性恢复力而被压回,在强力的作用下从固定电极部35离开。
[0076] 但是,在比较例的情况下,随着可动电极部36的移动,可动弹簧37a挠曲,如图5(b)所示,挠曲状态的可动弹簧37a与突起部86的前端抵接,故而在可动电极部36移动距离D时,可动弹簧37b不能够与突起部86准确地抵接。即,可动弹簧37a与突起部86抵接时的可动电极部36的移动距离依赖于可动弹簧37a的挠曲形状,故而比D大。
[0077] 另外,在比较例的情况下,如图5(a)的双点划线所示,通过使突起部86的位置移动,能够使可动弹簧37a的弹簧系数变化。但是,仅仅使突起部86移动,可动弹簧37a碰抵突起部86时的可动电极部36的移动距离变化。因此,为了不使抵接时的移动距离变化,如图5(b)的双点划线所示,需要根据突起部86的位置来调整突起部86的长度(突出长度)。
[0078] 这样在比较例中,由于突起部86的位置与长度相关联,故而可动弹簧37a的弹簧系数、突起部86的长度(或者,弹簧系数变化时的可动电极部36的移动距离)不能够独立决定,设计复杂。对此,根据本发明的该实施方式,能够独立决定二次弹簧84的弹簧系数,弹簧系数变化时的可动电极部36的移动距离,设计容易。
[0079] (制造方法)
[0080] 接着,对静电继电器31的制造工序进行简单的说明。图6(a)所示的基板是在Si基板91与Si基板93之间夹着化膜(SiO2)92而接合的SOI基板94。在该SOI基板94之上形成焊盘部66的导体层63和电极焊盘层64,另外形成SiN等绝缘层95,在其之上形成有固定触点部33的配线图案部44a、44b和可动触点部34的触点层54。该最下层的Si基板91成为基体基板32。
[0081] 接着,如图6(b)所示,在之上的Si基板93的表面形成光致抗蚀剂膜96,对该光致抗蚀剂膜96进行构图而利用光致抗蚀剂膜96将固定触点部33、可动触点部34、固定电极部35、可动电极部36、可动弹簧37a、37b、弹簧支承部38、39、二次弹簧84、突起部85等的区域覆盖
[0082] 另外,将该光致抗蚀剂膜96作为蚀刻掩模而将Si基板93的露出区域干式蚀刻,如图6(c)所示,形成固定触点部33的固定触点基板41、可动触点部34的可动触点基板51、固定电极部35的固定电极基板61、可动电极部36的可动电极基板71、可动弹簧37a、37b、弹簧支承部38、39、二次弹簧84、突起部85等(静电促动器和开关的基板部分)。另外,将绝缘层95的露出部分蚀刻而形成固定触点部33的绝缘层43和可动触点部34的绝缘层53。
[0083] 如图7(a)所示将光致抗蚀剂掩模96剥离之后,通过湿式蚀刻将位于氧化膜92的露出部分和可动触点部34以及静电促动器的可动部分(可动电极部36和可动弹簧37a、37b、二次弹簧84)的下面的氧化膜92除去,制作图7(b)这样的静电继电器31。
[0084] (变形例)
[0085] 图8是表示本发明第一实施方式的静电继电器101的平面图。在该静电继电器101中,使连结部102从可动电极部36的前端面的两端突出,在连结部102的前端部悬臂状地设置二次弹簧84,将二次弹簧84与弹簧支承部38的相对面平行地配置。另外,在弹簧支承部38与二次弹簧84相对的面设有突起部85,该突起部85能够与二次弹簧84抵接。
[0086] 在这样的连结部102中,也能够起到与第一实施方式相同的作用效果。
[0087] (第二实施方式)
[0088] 图9是表示本发明第二实施方式的静电继电器111的结构的平面图。在该静电继电器111中,在弹簧支承部38内设置双臂状的可动弹簧37a,使从可动电极部36的前端部突出的连结部81与可动弹簧37a的中央部连结。根据这样的结构,由于可动弹簧37a为双臂状,故而能够增大可动弹簧37a的弹簧系数。
[0089] (其他变形例)
[0090] 另外,支承可动电极部36的可动弹簧37a、37b在第一实施方式、第二实施方式中,设置在可动电极部36的前端面和后端面,但是也可以设置在可动电极部36的前端面的可动弹簧37a和后端面的可动弹簧37b中的任一方。
[0091] 另外,也可以代替与二次弹簧84相对的面,而将突起部85设置在二次弹簧84上。
[0092] 另外,设置二次弹簧84和突起部85的位置不限于可动电极部36的前端面与弹簧支承部38之间,可以设置在任意位置。
QQ群二维码
意见反馈