接点、開閉器およびＭＥＭＳリレー
【課題】低接触抵抗化を図れ且つ耐スティッキング性の向上を図ることが可能な接点、開閉器およびＭＥＭＳリレーを提供する。
【解決手段】開閉器の一種であるＭＥＭＳリレーにおいて、接点５は、第１導電層５ａと第２導電層５ｂとが交互に積層されたナノ周期積層膜からなり、最表層が第１導電層５ａであり、第１導電層５ａが、Ａｕ、Ａｕ合金、Ａｇ、Ａｇ合金、Ａｕ若しくはＡｇと異種金属との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属酸化物との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属窒化物との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属硫化物との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属ホウ化物との複合材料の群から選択される第１材料により形成され、第２導電層５ｂが、Ｗ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、ＩｒＯ２、ＴｉＢ２、ＴｉＣ、ＺｒＢ２、ＺｒＣ、ＮｂＣ、ＷＣの群から選択される第２材料により形成されている。
【解決手段】開閉器の一種であるＭＥＭＳリレーにおいて、接点５は、第１導電層５ａと第２導電層５ｂとが交互に積層されたナノ周期積層膜からなり、最表層が第１導電層５ａであり、第１導電層５ａが、Ａｕ、Ａｕ合金、Ａｇ、Ａｇ合金、Ａｕ若しくはＡｇと異種金属との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属酸化物との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属窒化物との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属硫化物との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属ホウ化物との複合材料の群から選択される第１材料により形成され、第２導電層５ｂが、Ｗ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、ＩｒＯ２、ＴｉＢ２、ＴｉＣ、ＺｒＢ２、ＺｒＣ、ＮｂＣ、ＷＣの群から選択される第２材料により形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接点、開閉器およびＭＥＭＳ（micro electro mechanicalsystems）リレーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電磁石装置を備えた電磁式のマイクロリレーが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には、厚み方向の一表面側に固定接点が設けられたベース基板と、固定接点に接離可能な可動接点が設けられたアーマチュアブロックと、カバーとを備えたマイクロリレーが開示されている。
【０００４】
ここで、特許文献１には、固定接点の材料として、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｕ，あるいはこれらの合金などの導電性材料を採用すればよいことが記載されている。
【０００５】
また、従来から、単層膜に比べて摩擦耐久性の優れた積層膜として、異なる物質をｎｍサイズで交互に積み重ねた構造の積層膜であるナノ周期積層膜や、固体潤滑効果が期待できる薄膜の膜厚をｎｍサイズとして積層させた積層膜であるナノ周期積層固体潤滑膜が知られている（非特許文献１，２）。
【０００６】
非特許文献１には、ナノ周期積層膜によれば、弾性率および硬さを、積層させた各物質の単層膜よりも増大させることができる旨が記載されている。また、非特許文献１には、Ａｕ膜とＡｇ膜とをｎｍ周期で積層した導電性潤滑膜や、Ａｕ膜とＤＬＣ膜とをｎｍ周期で積層した導電性潤滑膜が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２１６５４１号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】三宅正二郎、外１名，「ナノ周期積層固体潤滑膜」，トライボロジスト，２００８年，第５３巻，第１１号，ｐ．７２５−７３０
【非特許文献２】野城淳一、外２名，「ＷＳ2/ＭｏＳ2/Ｃ固体潤滑膜の形成とそのトライボロジー特性」，トライボロジスト，２００４，第４９巻，第１１号，ｐ．８９４−９００
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のマイクロリレーでは、耐スティキング性の評価を行うために開閉試験を行った際に、可動接点が固定接点に付着するスティッキングが発生してしまうことがあった。
【００１０】
そこで、本願発明者は、非特許文献１に記載されたＡｕ膜とＡｇ膜とをｎｍ周期で積層した導電性潤滑膜や、Ａｕ膜とＤＬＣ膜とをｎｍ周期で積層した導電性潤滑膜について、上述のマイクロリレーの可動接点や固定接点への適用の可否について検討した。
【００１１】
しかしながら、本願発明者は、これらの導電性潤滑膜をマイクロリレーの可動接点や固定接点に採用するのは不適当であるという結論に至った。
【００１２】
何故ならば、上述のマイクロリレーにおいて、Ａｕ膜とＡｇ膜とをｎｍ周期で積層した導電性潤滑膜を可動接点および固定接点に採用した場合には、開閉動作時に発生する熱に起因してＡｕとＡｇとが合金化してしまい、積層構造が保てなくなってしまうという実験結果が得られたからである。
【００１３】
この点について更に説明すれば、本願発明者は、開閉試験を行った後のマイクロリレーと、開閉試験を行わずに、４５０℃での加熱を行った後のマイクロリレーとの両方について、可動接点および固定接点を走査型電子顕微鏡により観察した。その結果、前者のマイクロリレーでは、ＡｕＡｇ合金の粒成長が起こっていることが確認され、後者のマイクロリレーでは、ＡｕＡｇ合金の粒成長が起こっていないことが確認された。また、ＡｕやＡｇなどの金属材料では、融点の８割位の温度で粒成長が起こることが知られている。そこで、本願発明者は、上述のマイクロリレーでは、開閉時に、可動接点および固定接点の温度が８００℃〜９００℃程度に上昇しているものと推定した。また、上述のマイクロリレーにおいて、Ａｕ膜とＤＬＣ膜とをｎｍ周期で積層した導電性潤滑膜を可動接点および固定接点に採用した場合には、ＤＬＣ膜の耐熱温度が４００℃程度であり、開閉動作時に発生する熱に起因してＤＬＣが分解してしまい、機械的特性が変化してしまうからである。
【００１４】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、低接触抵抗化を図れ且つ耐スティッキング性の向上を図ることが可能な接点、開閉器およびＭＥＭＳリレーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の接点は、第１導電層と第２導電層とが交互に積層されたナノ周期積層膜からなる接点であって、最表層が第１導電層であり、前記第１導電層は、Ａｕ、Ａｕ合金、Ａｇ、Ａｇ合金、Ａｕ若しくはＡｇと異種金属との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属酸化物との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属窒化物との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属硫化物との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属ホウ化物との複合材料の群から選択される第１材料により形成され、前記第２導電層は、Ｗ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、ＩｒＯ２、ＴｉＢ２、ＴｉＣ、ＺｒＢ２、ＺｒＣ、ＮｂＣ、ＷＣの群から選択される第２材料により形成されてなることを特徴とする。
【００１６】
この接点において、前記Ａｕ合金は、Ａｕと、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｏ、Ｚｎの群から選択された少なくとも１種の金属との合金であり、前記Ａｇ合金は、Ａｇと、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄの群から選択された少なくとも１種の金属との合金であることが好ましい。
【００１７】
この接点において、前記第１導電層および前記第２導電層は、スパッタ法により形成されてなることが好ましい。
【００１８】
本発明の開閉器は、可動接点と前記可動接点が接離する固定接点とを備え、前記可動接点と前記固定接点との少なくとも一方が、前記接点からなることを特徴とする。
【００１９】
本発明のＭＥＭＳリレーは、厚み方向の一表面側に固定接点が設けられたベース基板と、前記ベース基板の前記一表面側に対向配置されたカバー基板と、前記ベース基板と前記カバー基板との一方に収納された電磁石装置と、前記ベース基板と前記カバー基板との間に配置された可動部形成基板とを備え、前記可動部形成基板は、前記ベース基板と前記カバー基板との間に介在するフレーム部と、前記フレーム部の内側に配置され前記フレーム部に第１ばね部を介して揺動自在に支持された可動部と、前記可動部に設けられ前記電磁石装置とともに磁気回路を構成するアーマチュアと、前記可動部に支持され前記アーマチュアの揺動に伴って前記固定接点に接離する可動接点が設けられた接点保持部とを有し、前記可動接点と前記固定接点との少なくとも一方が、前記接点からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の接点においては、低接触抵抗化を図れ且つ耐スティッキング性の向上を図ることが可能となる。
【００２１】
本発明の開閉器においては、低接触抵抗化を図れ且つ耐スティッキング性の向上を図ることが可能となる。
【００２２】
本発明のＭＥＭＳリレーにおいては、低接触抵抗化を図れ且つ耐スティッキング性の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）は実施形態のＭＥＭＳリレーを示す概略分解斜視図、（ｂ）は接点の概略断面図である。
【図２】実施形態のＭＥＭＳリレーにおける可動部形成基板の概略分解斜視図である。
【図３】実施形態のＭＥＭＳリレーにおける可動部形成基板の概略斜視図である。
【図４】（ａ）は実施形態のＭＥＭＳリレーにおける可動部形成基板の概略平面図、（ｂ）は可動部形成基板の要部概略断面図、（ｃ）は可動部形成基板の要部概略下面図である。
【図５】実施形態のＭＥＭＳリレーを示し、ベース基板側から見た概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本実施形態では、開閉器の一種であるリレーについて例示するが、ここで例示するリレーはＭＥＭＳリレーである。以下、ＭＥＭＳリレーについて図１〜図５を参照しながら説明する。
【００２５】
ＭＥＭＳリレーは、ベース基板１と、ベース基板１の一表面側に対向配置されたカバー基板３と、ベース基板１に形成された収納部１６に収納された電磁石装置４と、ベース基板１とカバー基板３との間に配置された可動部形成基板２とを備えている。このＭＥＭＳリレーは、可動部形成基板２に設けられた磁性体板からなるアーマチュア２４を電磁石装置４によって動かすことにより、ベース基板１の上記一表面側に設けられた固定接点１４と可動部形成基板２に設けられた可動接点２７とが接離する電磁駆動式のリレーである。なお、本実施形態のＭＥＭＳリレーでは、ベース基板１およびカバー基板３の外形サイズを、可動部形成基板２の外形サイズと同じ外形サイズに設定してある。
【００２６】
以下、ＭＥＭＳリレーの各構成要素について詳細に説明する。
【００２７】
ベース基板１は、絶縁性基板の一種であるガラス基板からなる第１の基板１０を用いて形成されている。第１の基板１０は、ガラス基板に限らず、例えば、高抵抗率のシリコン基板や、低温同時焼成セラミック基板（Low Temperature Co-fired Ceramic Substrate：ＬＴＣＣ基板）を用いてもよい。第１の基板１０として用いるガラス基板のガラス材料としては、硼珪酸ガラスを採用しているが、これに限らず、ソーダガラス、無アルカリガラス、石英ガラスなどを採用してもよい。硼珪酸ガラスとしては、例えば、パイレックス（登録商標）やテンパックス（登録商標）を採用することができる。また、高抵抗率のシリコン基板としては、例えば、ＭＥＭＳリレーを高周波信号の伝送用に用いる場合、抵抗率がより高い方が好ましく、例えば、伝送対象の高周波信号の周波数が６ＧＨｚであれば、抵抗率が１００Ωｃｍ以上であることが好ましく、１０００Ωｃｍ以上であることがより好ましい。また、伝送対象の高周波信号の周波数が高いほど、抵抗率が高い方が好ましい。
【００２８】
上述のベース基板１は、矩形板状に形成されており、上記一表面側において第１の基板１０の長手方向の両端部それぞれに一対の信号線１３，１３が形成されている。ここで、各一対の信号線１３，１３は、ベース基板１の上記一表面側において第１の基板１０の短手方向に沿って配置されている。また、ベース基板１は、各信号線１３それぞれの一端部に、上述の固定接点１４が設けられ、各信号線１３それぞれの他端部が、第１の基板１０の厚み方向に貫設された貫通孔配線１５と電気的に接続されている。
【００２９】
また、信号線１３は、金属層（例えば、Ａｕ層）により構成されている。信号線１３の材料としては、Ａｕを採用しているが、Ａｕに限らず、例えば、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｏｓの群から選択される１種あるいはこれらの合金を採用してもよい。
【００３０】
また、ベース基板１において上述の貫通孔配線１５が内側に設けられた貫通孔１２（図５参照）は、ベース基板１の上記一表面から上記他表面に近づくにつれて開口面積が徐々に大きくなるテーパ形状に形成されている。ここで、貫通孔配線１５は、貫通孔１２の内面に沿って形成されベース基板１の上記一表面側において貫通孔１２を閉塞している。
【００３１】
また、ベース基板１は、上述のように電磁石装置４を収納する収納部１６が形成されている。ここで、ベース基板１は、第１の基板１０の中央部に、厚み方向に貫通し電磁石装置４が挿入される開口部１７が形成されている。また、ベース基板１は、第１の基板１０における可動部形成基板２側の一表面側に、開口部１７を閉塞する薄膜状の蓋体部１８が接合されている。要するに、ベース基板１は、開口部１７の内周面と蓋体部１８とで囲まれた空間が収納部１６を構成している。これにより、本実施形態のＭＥＭＳリレーは、ベース基板１と可動部形成基板２のフレーム部２１とカバー基板３とで囲まれた空間を、気密空間とすることが可能となっている。なお、蓋体部１８の材料としては、Ｓｉを採用している。蓋体部１８の厚さは、電磁石装置４からアーマチュア２４に作用させる吸引力などの観点から５μｍ〜５０μｍ程度が好ましく、蓋体部１８の機械的強度などの観点から２０μｍ〜３０μｍ程度がより好ましい。
【００３２】
上述の開口部１７は、第１の基板１０の上記一表面から他表面に近づくにつれて開口面積が徐々に大きくなるテーパ形状となっている。しかして、ベース基板１は、可動部形成基板２側とは反対側から電磁石装置４を挿入し易く、且つ、第１の基板１０の上記一表面における開口部１７の開口面積を比較的小さくすることができる。なお、上述の開口部１７および貫通孔１２は、例えば、サンドブラスト法やエッチング法などによって形成すればよい。
【００３３】
電磁石装置４は、Ｕ字状のヨーク４０と、ヨーク４０に巻回された２つのコイル４２，４２とを備えている。ヨーク４０は、両コイル４２，４２が直接巻回される細長の矩形板状のコイル巻回部４０ａと、コイル巻回部４０ａの長手方向の両端部それぞれからコイル巻回部４０ａの厚み方向に延設された側片４０ｂ，４０ｂとを有している。そして、ヨーク４０は、コイル４２，４２への励磁電流に応じて一対の側片４０ｂ，４０ｂの互いの先端面が異極に励磁される。なお、ヨーク４０は、電磁軟鉄などの鉄板を曲げ加工、鋳造加工、プレス加工などにより加工することによって形成されており、両側片４０ｂ，４０ｂの断面が矩形状となっている。
【００３４】
また、電磁石装置４は、ヨーク４０の両側片４０ｂ，４０ｂの間でコイル巻回部４０ａ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４１を備えている。しかして、電磁石装置４は、永久磁石４１とヨーク４０の側片４０ｂ，４０ｂとによって、コイル巻回部４０ａの長手方向への各コイル４２，４２の移動が規制される。
【００３５】
上述の電磁石装置４は、２つのコイル４２，４２に励磁電流を通電したときに電磁力を発生するものであり、当該電磁力によって、矩形板状のアーマチュア２４の長手方向の両端部のうちの一方を吸引する吸引力、当該両端部のうちの他方を反発する反発力を発生させることができる。
【００３６】
永久磁石４１は、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４０のコイル巻回部４０ａに当接し、他方の磁極面がヨーク４０の両側片４０ｂ，４０ｂ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。ここにおいて、上述の電磁石装置４は、ヨーク４０の両側片４０ｂ，４０ｂの各先端面および永久磁石４１の上記他方の磁極面が蓋体部１８に当接する形で収納部１６に収納されている。しかして、電磁石装置４における永久磁石４１の上記他方の磁極面とヨーク４０の両側片４０ｂ，４０ｂの先端面とを同一平面上に位置させることができるので、電磁石装置４とアーマチュア２４との間のギャップ長の精度を高めることが可能となる。
【００３７】
また、電磁石装置４は、細長の矩形板状に形成されたプリント基板４３を備えている。このプリント基板４３は、絶縁性基板４３ａの一表面における長手方向の両端部それぞれに導体パターン４３ｂ，４３ｂが形成されており、各導体パターン４３ｂ，４３ｂにおいて円形状に形成された部位が外部接続用電極４３ｂａ，４３ｂａを構成し、矩形状に形成された部位がコイル接続部４３ｂｂ，４３ｂｂを構成している。ここにおいて、コイル接続部４３ｂｂ，４３ｂｂには、コイル４２，４２の端末が接続される。コイル４２，４２は、外部接続用電極４３ｂａ，４３ｂａ間に電源を接続してコイル４２，４２へ励磁電流を流したときにヨーク４０の両側片４０ｂ，４０ｂ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。
【００３８】
可動部形成基板２は、シリコン基板からなる半導体基板２０を用いて形成されている。半導体基板２０は、シリコン基板に限らず、例えば、シリコン層／絶縁層（ＳｉＯ２層）／シリコン層の３層構造を有するＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板や、シリコン層／絶縁層（ＳｉＯ２層）／シリコン層／絶縁層（ＳｉＯ２層）／シリコン層の５層構造（ダブルＳＯＩ構造）を有するダブルＳＯＩ基板などを用いてもよい。
【００３９】
可動部形成基板２は、ベース基板１とカバー基板３との間に介在するフレーム部２１と、フレーム部２１の内側に配置されフレーム部２１に４つの第１ばね部（支持ばね部）２２を介して揺動自在に支持された可動部２３とを有している。また、可動部形成基板２は、可動部２３における一面側（電磁石装置４側）に配置され電磁石装置４とともに磁気回路を構成する上述のアーマチュア２４と、アーマチュア２４の中央部との間に可動部２３を挟んで配置されたプレート２５とを有している。ここで、プレート２５は、可動部２３の厚み方向に貫通した貫通孔２９を通してアーマチュア２４に溶接されている。プレート２５をアーマチュア２４に溶接するにあたっては、可動部２３の上記一面側にアーマチュア２４を配置し他面側にプレート２５を配置した状態で、プレート２５において貫通孔２９に対応する部分にレーザ光を照射してプレート２５を局所的に溶融させてアーマチュア２４に溶接させるようにしている。要するに、プレート２５は、アーマチュア２４にレーザ溶接法により溶接されている。なお、レーザ溶接法により溶接する際のレーザ光源としては、例えば、ＹＡＧレーザを用いればよいが、これに限定するものではなく、例えば、プレート２５の材料に応じて適宜変更してもよい。
【００４０】
アーマチュア２４を構成する磁性体板の材料としては、鉄−コバルト合金からなる磁性体材料を採用しているが、これに限らず、例えば、電磁軟鉄、電磁ステンレス、パーマロイなどの磁性体材料であればよい。
【００４１】
また、プレート２５の材料としては、フェライト系ステンレス鋼の一種であるＳＵＳ４３０を採用しているが、これに限らず、例えば、ＳＵＳ４３０以外のステンレス鋼や、金属、合金などを採用してもよい。
【００４２】
可動部形成基板２は、可動部２３の厚みがフレーム部２１の厚みよりも薄く、アーマチュア２４の厚み寸法を、可動部形成基板２とベース基板１とを固着した状態においてアーマチュア２４とベース基板１との間に適宜の空隙が形成されるように設定してある。また、プレート２５の厚み寸法は、可動部２３とカバー基板３との間に適宜の空隙が形成されるように設定されている。
【００４３】
本実施形態では、フレーム部２１の厚さを２００μｍ、可動部２３の厚さを５０μｍ、アーマチュア２４の厚さを１００μｍ、プレート２５の厚さを１００μｍに設定してあるが、これらの数値は一例であり、特に限定するものではない。例えば、半導体基板２０としてシリコン基板を用いる場合、このシリコン基板の基礎となるシリコンウェハの厚さに応じて適宜変更してもよく、例えば、５０μｍ〜１０００μｍ程度の範囲で設定してもよく、半導体基板２０の厚さ寸法に基づいて、可動部２３の厚さ、アーマチュア２４の厚さ、およびプレート２５の厚さ、それぞれを適宜変更すればよい。ただし、アーマチュア２４の厚さ寸法は、電磁石装置４による所望の吸引力を確保するように設定する必要がある。これに対して、可動部２３およびプレート２５それぞれの厚さ寸法は、ＭＥＭＳリレーの小型化を図るなどの観点からは小さい方が好ましい。
【００４４】
上述の可動部形成基板２は、フレーム部２１が、矩形枠状に形成され、可動部２３が、矩形板状に形成されている。また、アーマチュア２４は、可動部２３よりも小さな矩形板状に形成されている。また、プレート２５は、長手方向の寸法が可動部２３の短手方向の寸法よりもやや大きな細長の板状に形成されており、長手方向の両端部が先細り状の形状となっている。そして、プレート２５は、可動部２３の長手方向の中央部において、当該プレートの長手方向を可動部２３の短手方向に合わせて配置されている。なお、プレート２５の形状は、特に限定するものではなく、例えば、長方形状でもよいし、菱形状でもよい。
【００４５】
第１ばね部２２は、可動部２３の短手方向の両側縁側の各々において可動部２３の長手方向に離間した２箇所に形成されている。各第１ばね部２２は、一端部が可動部２３に連結され他端部がフレーム部２１の内周面に連結されている。各第１ばね部２２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る。これにより、可動部形成基板２は、可動部２３が揺動する際に各第１ばね部２２の各々に発生する応力を各々で分散させることが可能となり、各第１ばね部２２が破損するのを抑制することが可能となる。
【００４６】
また、可動部形成基板２は、可動部２３の短手方向の両側縁それぞれの中央部から矩形状の第１突片２３ａが１つずつ延設されている。また、可動部形成基板２は、フレーム部２１の内周面において可動部２３の各第１突片２３ａの各々に対応する各部位から、矩形状の第２突片２１ａが１つずつ延設されている。すなわち、可動部形成基板２は、１対１で対応する第１突片２３ａと第２突片２１ａとの、互いの先端面同士が対向している。ここにおいて、可動部２３から延設された各第１突片２３ａの各々の先端面には、凸部２３ｂが形成されている。一方、フレーム部２１から延設された各第２突片２１ａの各々の先端面には、凸部２３ｂが入り込む凹部２１ｂが形成されている。したがって、可動部形成基板２は、凸部２３ｂが凹部２１ｂの内周面に当接することにより、フレーム部２１の厚み方向に直交する面内における可動部２３の移動が規制される。可動部２３の同一の側縁側にある２つの第１ばね部２２は、同一の側縁から延設されている第１突片２３ａの両側に位置している。
【００４７】
可動部形成基板２は、可動部２３の各第１突片２３ａにおけるベース基板１との対向面に、支点突起２３ｃ（図２参照）が突設されている。この支点突起２３ｃは、可動部２３が当該可動部２３に一体化されているアーマチュア２４とともに揺動（回動）する際の支点として機能する。要するに、可動部形成基板２は、可動部２３の短手方向において離間して配置された２つの支点突起２３ｃがベース基板１の上記一表面に当接しており、一対の支点突起２３ｃ，２３ｃを結ぶ直線を回動軸として回動可能となっている。
【００４８】
また、可動部形成基板２は、可動部２３の４隅から当該可動部２３の短手方向の両側に向かって矩形状の第３突片２３ｄが延設され、各第３突片２３ｄにおけるベース基板１との対向面には、可動部２３の揺動範囲を規制するストッパ部２３ｅ（図２参照）が形成されている。これらのストッパ部２３ｅは、ベース基板１の上記一表面と接触することにより、可動部２３の変位量を制限する。これにより、ＭＥＭＳリレーは、アーマチュア２４と蓋体部１８とが接触することを回避することが可能となり、アーマチュア２４や蓋体部１８が破損するのを防止することが可能となる。
【００４９】
また、可動部形成基板２は、可動部２３の長手方向の両側に接点保持部２８，２８が配置されている。各接点保持部２８は、一対の第２ばね部（接圧ばね部）２６，２６を介して可動部２３に支持されている。各接点保持部２８には、ベース基板１の厚み方向において対向する一対の固定接点１４，１４に接離する可動接点２７（図２参照）が設けられている。
【００５０】
各接点保持部２８の厚さ寸法は、フレーム部２１の厚さ寸法よりも小さく且つ可動部２３の厚さ寸法よりも小さな値に設定してある。また、接点保持部２８の厚み方向において重なる接点保持部２８と可動接点２７とを合わせた厚さ寸法も、このような条件を満たす値に設定してある。各接点保持部２８は、平面視形状が細長の矩形状であり、短手方向が可動部２３の長手方向に一致するように配置されている。
【００５１】
各第２ばね部２６は、一端部が可動部２３の長手方向に沿った側縁に連結され、他端部が接点保持部２８の短手方向に沿った側縁に連結されており、上記一端部と上記他端部との間の中間部の一部を、可動部２３の厚み方向に直交する面内で蛇行した形状としてある。また、各第２ばね部２６の長さは、同じとしてある。しかして、本実施形態のＭＥＭＳリレーでは、各第２ばね部２６の長さを適当な長さとして各第２ばね部２６のばね力を適宜設定することにより、各可動接点２７と対応する一対の固定接点１４，１４との接点圧を所望の大きさに設定することが可能となり、各可動接点２７と対応する一対の固定接点１４，１４との接触信頼性を向上させることが可能となる。
【００５２】
可動部形成基板２は、フレーム部２１が、ベース基板１およびカバー基板３と接合されている。これにより、可動部形成基板２は、各可動接点２７が、対応する一対の固定接点１４，１４に対向し当該一対の固定接点１４，１４間を短絡する位置と開放する位置との間で変位可能となっている。ここで、説明を簡単にするために、図１（ａ）において右側に位置している一対の固定接点１４，１４を一対の第１固定接点１４ａ，１４ａ、第１固定接点１４ａ，１４ａに対応する可動接点２７を第１可動接点２７ａ、図１（ａ）において左側に位置している一対の固定接点１４，１４を一対の第２固定接点１４ｂ，１４ｂ、第２固定接点１４ｂ，１４ｂに対応する可動接点２７を第２可動接点２７ｂと称することもある。
【００５３】
可動部形成基板２は、アーマチュア２４の動作（揺動）に伴って、第１可動接点２７ａが一対の第１固定接点１４ａ，１４ａ間を短絡し且つ第２可動接点２７ｂが一対の第２固定接点１４ｂ，１４ｂ間を開放した第１状態と、第１可動接点２７ａが一対の第１固定接点１４ａ，１４ａ間を開放し且つ第２可動接点２７ｂが一対の第２固定接点１４ｂ，１４ｂ間を短絡した第２状態とが交互に現われる。
【００５４】
ここで、可動部形成基板２の基礎となる半導体基板２０として、上述のダブルＳＯＩ基板を用いれば、可動部２３とベース基板１との距離をベース基板１側のシリコン層の厚みによって規定することが可能となる。これにより、ＭＥＭＳリレーは、可動接点２７と対応する一対の固定接点１４，１４とが開放されている状態での可動接点２７と一対の固定接点１４，１４との間の距離（絶縁距離）を高精度に設定することが可能となり、また、アーマチュア２４と電磁石装置４との距離（磁気ギャップ長）を高精度に設定することが可能となる。
【００５５】
また、カバー基板３は、ガラス基板からなる第２の基板３０を用いて形成されているが、第２の基板３０は、第１の基板１０と同様に、ガラス基板に限らず、高抵抗率のシリコン基板や、ＬＴＣＣ基板を用いてもよい。
【００５６】
カバー基板３は、可動部形成基板２との対向面に可動部２３の揺動空間を確保する凹所（図示せず）が形成されている。
【００５７】
ここで、本実施形態のＭＥＭＳリレーの動作について説明する。
【００５８】
本実施形態のＭＥＭＳリレーでは、コイル４２，４２への通電が行われると、磁化の向きに応じてアーマチュア２４の長手方向の一端部がヨーク４０の一方の側片４０ｂに吸引される。これにより、ＭＥＭＳリレーは、アーマチュア２４の上記一端部に近い可動接点２７が対応する一対の固定接点１４，１４に接触し、且つ、アーマチュア２４の他端部に近い可動接点２７が対応する一対の固定接点１４，１４から離れた状態となる。この状態では、コイル４２，４２への通電を停止しても、永久磁石４１の発生する磁束により、アーマチュア２４の上記一端部に対する吸引力が維持され、アーマチュア２４の上記一端部に近い可動接点２７と対応する一対の固定接点１４，１４とが接触した状態が保持される。
【００５９】
また、本実施形態のＭＥＭＳリレーでは、コイル４２，４２への通電方向を逆向きにすると、アーマチュア２４の長手方向の上記他端部がヨーク４０の他方の側片４０ｂに吸引され、アーマチュア２４の上記他端部に近い可動接点２７が対応する一対の固定接点１４，１４に接触し、且つ、アーマチュア２４の上記一端部に近い可動接点２７が対応する一対の固定接点１４，１４から離れた状態となる。この状態では、コイル４２，４２への通電を停止しても、永久磁石４１の発生する磁束により、アーマチュア２４の上記他端部に対する吸引力が維持され、アーマチュア２４の上記他端部に近い可動接点２７と対応する一対の固定接点１４，１４とが接触した状態が保持される。
【００６０】
なお、本実施形態のＭＥＭＳリレーは、アーマチュア２４を動かす電磁石装置４として、永久磁石４１を備えた有極型の電磁石装置を用いているので、ラッチング型のリレー（マイクロリレー）を構成している。ただし、ＭＥＭＳリレーは、電磁石装置４として永久磁石４１を備えていない無極型の電磁石装置を用いてもよい。
【００６１】
上述の可動部形成基板２のフレーム部２１とベース基板１およびカバー基板３とは、それぞれ、陽極接合法により接合されている。
【００６２】
また、可動部２３には、上述の貫通孔２９が２つ形成されている。これら２つの貫通孔２９は、可動部２３の長手方向の中央部において可動部２３の短手方向に沿った中心線上で並んで形成されている。また、各貫通孔２９は、円形状の開口形状となっている。これに対して、プレート２５は、長手方向の寸法が、可動部２３の短手方向の寸法よりも大きな値に設定されている。また、プレート２５は、長手方向の中間部における短手方向の寸法が、貫通孔２９の内径よりも大きな値に設定されている。なお、各貫通孔２９の開口形状は特に限定するものではない。要するに、プレート２５の短手方向の寸法は、可動部２３の上記他面における貫通孔２９の最大寸法（可動部２３の長手方向における貫通孔２９の最大寸法）よりも大きな値であればよい。
【００６３】
そして、プレート２５は、可動部２３の各貫通孔２９を通してアーマチュア２４に溶接されている。要するに、プレート２５は、アーマチュア２４に２箇所が溶接されている。なお、溶接箇所は、２箇所に限定するものではない。
【００６４】
ところで、可動部形成基板２は、可動部２３とアーマチュア２４とプレート２５とを含む部分が、可動部２３の短手方向に沿った中心線に対して対称となり、且つ、可動部２３の長手方向に沿った中心線に対して対称となるように、可動部２３の上記一面におけるアーマチュア２４の配置領域を規定し、可動部２３の上記他面におけるプレート２５の配置領域を規定している。要するに、本実施形態のＭＥＭＳリレーでは、可動部２３の重心とアーマチュア２４およびプレート２５各々の重心とが一直線上に位置するように上記各配置領域を規定している。さらに、可動部形成基板２は、フレーム部２１の内側のブロック全体が、可動部２３の短手方向に沿った中心線に対して対称となり、且つ、可動部２３の長手方向に沿った中心線に対して対称となるように、各第１ばね部２２、各第２ばね部２６、各接点保持部２８の形状および配置を規定してある。
【００６５】
また、可動部形成基板２は、可動部２３に、可動部２３の上記一面から突設されアーマチュア２４を位置決めする第１突起２３ｇと、可動部２３の上記他面から突設されプレート２５を位置決めする第２突起２３ｆとが一体に設けられている。
【００６６】
第１突起２３ｇの突出寸法は、第１突起２３ｇがアーマチュア２４の揺動範囲を狭めないように、アーマチュア２４の厚さ寸法よりも小さい方が好ましい。例えば、アーマチュア２４の厚さ寸法が１００μｍの場合、第１突起２３ｇの突出寸法は、１０μｍ程度であれば十分である。なお、これらの数値は一例であり、特に限定するものではない。
【００６７】
また、第２突起２３ｆの突出寸法は、第２突起２３ｆがプレート２５の揺動範囲を狭めないように、プレート２５の厚さ寸法よりも小さい方が好ましい。例えば、プレート２５の厚さ寸法が１００μｍの場合、第２突起２３ｆの突出寸法は、１０μｍ程度であれば十分である。なお、これらの数値は一例であり、特に限定するものではない。
【００６８】
また、可動部形成基板２は、第１突起２３ｇおよび第２突起２３ｆの各々を複数備え、複数の第１突起２３ｇが、可動部２３の上記一面側においてアーマチュア２４の規定の配置領域を囲むように配置され、複数の第２突起２３ｆが、可動部２３の上記他面側においてプレート２５の規定の配置領域を囲むように配置されていることが好ましい。要するに、可動部形成基板２は、複数の第１突起２３ｇが、アーマチュア２４の外周に沿って配置され、複数の第２突起２３ｆが、プレート２５の外周に沿って配置されている。本実施形態では、第１突起２３ｇの数を８個、第２突起２３ｆの数を６個としてあるが、これらの数は特に限定するものではない。ただし、第１突起２３ｇは、可動部２３の上記一面側において、可動部２３の短手方向に沿った中心線に対して線対称に配置され、且つ、可動部２３の長手方向に沿った中心線に対して線対称に配置されていることが好ましい。また、第２突起２３ｆは、可動部２３の上記他面側において、可動部２３の短手方向に沿った中心線に対して線対称に配置され、且つ、可動部２３の長手方向に沿った中心線に対して線対称に配置されていることが好ましい。各第１突起２３ｇおよび各第２突起２３ｆは、各々、平面形状を矩形状としてあるが、これらの形状は矩形状に限らず、例えば、円形状、三角形状、多角形状でもよい。また、複数の第１突起２３ｇは、全てが同じ形状である必要はない。また、複数の第２突起２３ｆは、全てが同じ形状である必要はない。また、第１突起２３ｇについては、可動部２３の上記一面側においてアーマチュア２４の規定の配置領域を囲む枠状の形状として１個だけにしてもよい。また、第２突起２３ｆについては、可動部２３の上記他面側においてプレート２５の規定の配置領域を囲む枠状の形状として１個だけにしてもよい。また、第１突起２３ｇは、アーマチュア２４の規定の配置領域との間に所定の第１隙間（例えば、１０μｍ程度）を設けるように形成位置を設計してある。これにより、アーマチュア２４の配置が容易になるとともに、アーマチュア２４の寸法公差などに起因してアーマチュア２４を配置できないような不具合の発生を抑制することが可能となる。また、第２突起２３ｆは、プレート２５の規定の配置領域との間に所定の第２隙間（例えば、１０μｍ程度）を設けるように形成位置を設計してある。これにより、プレート２５の配置が容易になるとともに、プレート２５の寸法公差などに起因してプレート２５を配置できないような不具合の発生を抑制することが可能となる。
【００６９】
上述のアーマチュア２４およびプレート２５については、各々、打ち抜き加工などの機械加工技術を利用して形成してある。なお、アーマチュア２４およびプレート２５は、真空チャックなどにより、可動部２３に対して配置する。
【００７０】
一方、可動部形成基板２は、アーマチュア２４およびプレート２５以外の構成要素を、マイクロマシニング技術を利用して形成してある。つまり、可動部形成基板２のフレーム部２１、可動部２３、各第１ばね部２２、各第１突片２３ａ、第２突片２１ａ、各第２ばね部２６、各接点保持部２８、各第１突起２３ｇおよび各第２突起２３ｆは、半導体基板２０（半導体基板２０の基礎となるウェハ）を、フォトリソグラフィ技術、エッチング技術などの半導体プロセス技術を利用して加工することにより形成してある。したがって、可動部２３に対する各第１突起２３ｇの位置精度は、主に、各第１突起２３ｇをフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用して形成する際の、露光工程における重ね合わせ検出マークの重ね合わせ精度（overlay accuracy）と、エッチング工程での寸法シフト（measureshift）とにより決まる。
【００７１】
アーマチュア２４とプレート２５とを溶接するためには、例えば、まず、可動部２３に対して先にアーマチュア２４を位置決めしてから、真空チャックなどによってアーマチュア２４あるいは可動部２３を吸引し、その後、可動部２３に対してプレート２５を位置決めする。続いて、プレート２５において可動部２３の貫通孔２９に対応した部位にレーザ光を照射してプレート２５を局所的に溶融させてプレート２５とアーマチュア２４とを溶接すればよい。
【００７２】
ところで、上述の固定接点１４および可動接点２７の各々は、図１（ｂ）に示すように、第１導電層５ａと第２導電層５ｂとが交互に積層されたナノ周期積層膜からなる接点５により構成されている。
【００７３】
接点５は、最表層が第１導電層５ａであり、第１導電層５ａが、Ａｕ、Ａｕ合金、Ａｇ、Ａｇ合金、Ａｕ若しくはＡｇと異種金属との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属酸化物との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属窒化物との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属硫化物との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属ホウ化物との複合材料の群から選択される第１材料により形成され、第２導電層５ｂが、Ｗ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、ＩｒＯ２、ＴｉＢ２、ＴｉＣ、ＺｒＢ２、ＺｒＣ、ＮｂＣ、ＷＣの群から選択される第２材料により形成されている。ここで、第２材料は、ＡｕやＡｇと合金化せず、且つ、電気伝導性を有する無機材料であればよく、上述の群に含まれない材料を採用することも可能である。
【００７４】
上述のＡｕ合金は、Ａｕと、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｏ、Ｚｎの群から選択された少なくとも１種の金属との合金であることが好ましく、また、上述のＡｇ合金は、Ａｇと、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄの群から選択された少なくとも１種の金属との合金であることが好ましい。これらのＡｕ合金を採用することにより、他のＡｕ合金を採用する場合に比べて、硬度が高くなり、耐スティッキング性を向上させることが可能となる。また、これらのＡｇ合金を採用することにより、他のＡｇ合金を採用する場合に比べて、硬度が高くなり、耐スティッキング性を向上させることが可能となる。
【００７５】
第１導電層５ａおよび第２導電層５ｂの厚みは、１分子層の厚さ〜１０ｎｍの範囲内で設定することが好ましい。第１導電層５ａ・第２導電層５ｂ間に発生するひずみエネルギーの群が、ナノ周期積層膜の厚み方向の全体に及ぶようになり、ナノ周期積層膜の硬度および弾性率が第１導電層５ａ単体あるいは第２導電層５ｂ単体の場合よりも高くなり、耐スティッキング性が向上する。
【００７６】
第１導電層５ａおよび第２導電層５ｂそれぞれの１分子層の厚さについては、第１導電層５ａおよび第２導電層５ｂそれぞれが単体の金属により構成されている場合、各金属それぞれの原子の直径と同じ値とすることが好ましい。第１導電層５ａおよび第２導電層５ｂの厚みが、１分子層の厚さよりも薄く設定されていると、第１導電層５ａおよび第２導電層５ｂの各々が膜になりにくく、ひずみエネルギーの作用がナノ周期積層膜の厚み方向の全体に及ばなくなる。このため、ナノ周期積層膜の硬度および弾性率が第１導電層５ａ単体あるいは第２導電層５ｂ単体の場合よりも高くなるという効果が得られなくなる可能性が高くなる。
【００７７】
また、第１導電層５ａおよび第２導電層５ｂの厚みが、１０ｎｍよりも厚く設定されていると、ひずみエネルギーがナノ周期積層膜の厚み方向の全体に及ばなくなる。このため、ナノ周期積層膜の硬度および弾性率が第１導電層５ａ単体あるいは第２導電層５ｂ単体の場合よりも高くなるという効果が得られなくなる可能性が高くなる。また、第１導電層５ａおよび第２導電層５ｂの温度上昇により金属粒が成長するような場合、ナノ周期積層膜の厚み方向における金属粒の大きさは、第１導電層５ａおよび第２導電層５ｂそれぞれの厚みが限界値となる。要するに、上述のＭＥＭＳリレーでは、可動接点２７と固定接点１４とで構成される接点部の開閉に伴う温度上昇による第１導電層５ａ、第２導電層５ｂそれぞれの厚み方向への金属材料の粒成長が、第１導電層５ａ、第２導電層５ｂそれぞれの厚みで制限される。また、接点５は、第２導電層５ｂが、Ｗ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、ＩｒＯ２、ＴｉＢ２、ＴｉＣ、ＺｒＢ２、ＺｒＣ、ＮｂＣ、ＷＣの群から選択される第２材料により形成されているので、上述の第１材料により形成された第１導電層５ａ中に拡散しにくく、温度が上昇した場合でも、ナノ周期積層膜の積層構造が保たれる。したがって、接点５は、金属材料組織の粒子間強度の低下が抑制され、剪断による転移を起こしにくくなる。これに対し、第１導電層５ａおよび第２導電層５ｂの少なくも一方の厚みが１０μｍを超えると、粒子間強度の低下が大きくなり、金属材料組織の剪断破壊の抑制が難しくなる。
【００７８】
また、第２導電層５ｂは、上述の第２材料により形成されており、Ｗ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｗの電気抵抗率がＡｕやＡｇの電気抵抗率に比べて高いが、厚みが１０ｎｍ以下であり、薄いので、トンネル効果で厚み方向へ電子が流れる。したがって、接点５は、ナノ周期積層膜の厚み方向における電気抵抗率を低減することが可能となる。ここで、第２導電層５ｂの厚みが１０ｎｍを超えると、トンネル効果が小さくなり、接点５の電気抵抗率が高くなってしまう。
【００７９】
また、第２導電層５ｂは、上述のように、Ｗ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、ＩｒＯ２、ＴｉＢ２、ＴｉＣ、ＺｒＢ２、ＺｒＣ、ＮｂＣ、ＷＣの群から選択される第２材料により形成することが好ましい。要するに、第２導電層５ｂは、Ｗ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈのうちの少なくとも１種からなる金属により形成してもよいし、ＩｒＯ２、ＴｉＢ２、ＴｉＣ、ＺｒＢ２、ＺｒＣ、ＮｂＣ、ＷＣの１種からなる金属化合物により形成してもよい。第２導電層５ｂを金属化鉱物により形成する場合には、金属により形成する場合に比べて、第２導電層５ｂ・第１導電層５ａ間のひずみエネルギーが大きくなり、硬度および弾性率も高くなり、耐スティキング性のより一層の向上を期待できる。
【００８０】
また、接点５は、第１導電層５ａが上述の第１材料により形成されており、ナノ周期積層膜の最表層が第１導電層５ａとなっているので、低接触抵抗化を図れる。
【００８１】
第１導電層５ａおよび第２導電層５ｂは、スパッタ法により形成されていることが好ましい。第１導電層５ａおよび第２導電層５ｂをスパッタ法により形成するようにすれば、蒸着法や電気めっき法などにより形成する場合に比べて、第１導電層５ａおよび第２導電層５ｂそれぞれの厚みの制御が容易となり、ナノ周期積層膜の作製が容易となる。接点５は、第１導電層５ａおよび第２導電層５ｂがスパッタ法により形成されていることにより、蒸着法や電気めっき法などにより形成されている場合に比べて、第１導電層５ａおよび第２導電層５ｂそれぞれの厚みの精度を高めることが可能となる。なお、第１導電層５ａおよび第２導電層５ｂをスパッタ法により形成する場合は、ターゲットと基板ホルダとの間にあるシャッタの開閉速度や、基板ホルダの回転速度を制御することにより、ナノ周期積層膜からなる接点５を形成することが可能となる。
【００８２】
以下、第１材料と第２材料との組み合わせや、第１導電層５ａと第２導電層５ｂとの厚みの組み合わせを種々異ならせた実施例１〜８および比較例１〜３の接点５について耐スティッキング性と、接触抵抗とを評価した結果を下記表１に示す。なお、接点５は、下地材料をシリコン、膜厚を４μｍ、平面サイズを１ｍｍ□とした。
【００８３】
【表１】
【００８４】
耐スティッキング性の評価にあたっては、同じ実施例の接点５同士で構成される接点部の開閉を行い、スティッキング発生（スティック発生）の有無をマイクロスコープで観察した。ここにおいて、開閉条件は、電流無負荷で、速度を０．０１ｍ／ｓ、開閉レートを１０Ｈｚ、接点荷重を０．１ｍｇとした。
【００８５】
また、接触抵抗の評価にあたっては、接点部の開閉を１０００回行った後に、接点５同士が接触した状態で、接点部の抵抗を測定し、その測定結果から配線抵抗を差し引いた値を接触抵抗とした。
【００８６】
表１から、実施例１〜８の接点５では、比較例１〜３の接点５に比べて、耐スティッキング性が向上していることが分かる。また、実施例１〜８では、比較例３に比べて低接触抵抗化を図れることが分かる。また、比較例２と比較例３との比較から、第２導電層５ｂの厚みが上述の範囲内で設定された比較例２では、範囲外で設定された比較例３に比べて、低接触抵抗化を図れることが分かる。
【００８７】
以上説明した本実施形態における接点５は、第１導電層５ａと第２導電層５ｂとが交互に積層されたナノ周期積層膜からなり、最表層が第１導電層５ａであり、第１導電層５ａが、Ａｕ、Ａｕ合金、Ａｇ、Ａｇ合金、Ａｕ若しくはＡｇと異種金属との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属酸化物との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属窒化物との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属硫化物との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属ホウ化物との複合材料の群から選択される第１材料により形成され、第２導電層５ｂが、Ｗ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、ＩｒＯ２、ＴｉＢ２、ＴｉＣ、ＺｒＢ２、ＺｒＣ、ＮｂＣ、ＷＣの群から選択される第２材料により形成されている。しかして、この接点５においては、低接触抵抗化を図れ且つ耐スティッキング性の向上を図ることが可能となる。
【００８８】
また、本実施形態のＭＥＭＳリレーは、厚み方向の一表面側に固定接点１４が設けられたベース基板１と、ベース基板１の上記一表面側に対向配置されたカバー基板３と、ベース基板１に収納された電磁石装置４と、ベース基板１とカバー基板３との間に配置された可動部形成基板２とを備えている。また、このＭＥＭＳリレーは、可動部形成基板２が、ベース基板１とカバー基板３との間に介在するフレーム部２１と、フレーム部２１の内側に配置されフレーム部２１に第１ばね部２２を介して揺動自在に支持された可動部２３と、可動部２３に設けられ電磁石装置４とともに磁気回路を構成するアーマチュア２４と、可動部２３に支持されアーマチュア２４の揺動に伴って固定接点１４に接離する可動接点２７が設けられた接点保持部２８とを有している。そして、このＭＥＭＳリレーは、可動接点２７および固定接点１４の各々が、上述の接点５により構成されている。しかして、本実施形態のＭＥＭＳリレーでは、可動接点２７と固定接点１４とで構成される接点部の低接触抵抗化を図れ且つ耐スティッキング性の向上を図ることが可能となる。本実施形態のＭＥＭＳリレーでは、可動接点２７と固定接点１４との両方を上述の接点５により構成してあるが、少なくも一方を上述の接点５により構成することにより、接点部の低接触抵抗化を図れ且つ耐スティッキング性の向上を図ることが可能となる。また、このＭＥＭＳリレーに限らず、可動接点と固定接点とを備えた開閉器において、可動接点と固定接点との少なくとも一方を上述の接点５により構成することによって、接点部の低接触抵抗化を図れ且つ耐スティッキング性の向上を図ることが可能となる。
【００８９】
上述のＭＥＭＳリレーでは、ベース基板１に電磁石装置４を収納する収納部１６を形成してあるが、これに限らず、例えば、カバー基板３に、電磁石装置４を収納する収納部を形成した構成としてもよい。カバー基板３に電磁石装置４を収納する収納部を形成したＭＥＭＳリレーでは、ベース基板１に電磁石装置４を収納する収納部１６を設けた場合に比べて、電磁石装置４と信号線１３，１３との距離を長くすることができるから、電磁石装置４が発生する磁束の影響で伝送損失が生じるのを抑制することが可能となる。また、カバー基板３に収納部を形成したＭＥＭＳリレーによれば、ベース基板１に電磁石装置４を収納する場合に比べて、ベース基板１の厚さ寸法を小さくすることが可能となり、貫通孔配線１５の長さを短くすることが可能となるから、高周波特性を向上させることが可能となる。
【００９０】
上述の実施形態で説明したＭＥＭＳリレーは、２つの可動接点２７と、各可動接点２７の各々に対して対応する一対の固定接点１４，１４が設けられているが、対応する可動接点２７と固定接点１４との数は１対２に限らず、例えば、１対１でもよい。また、可動接点２７と対応する固定接点１４との組も２組に限らず、１組でもよい。
【００９１】
また、上述の実施形態では、ＭＥＭＳリレーとして、電磁駆動式のＭＥＭＳリレーを例示したが、これに限らず、例えば、静電駆動式のＭＥＭＳリレーや、圧電駆動式のＭＥＭＳリレーでもよい。また、リレーは、ＭＥＭＳリレーに限定するものではない。
【００９２】
また、開閉器は、リレーに限らず、例えば、ＭＥＭＳスイッチや電気スイッチなどでもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１ ベース基板
２ 可動部形成基板
３ カバー基板
４ 電磁石装置
５ 接点
５ａ 第１導電層
５ｂ 第２導電層
１４ 固定接点
２１ フレーム部
２２ 第１ばね部
２３ 可動部
２４ アーマチュア
２６ 第２ばね部
２７ 可動接点
２８ 接点保持部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接点、開閉器およびＭＥＭＳ（micro electro mechanicalsystems）リレーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電磁石装置を備えた電磁式のマイクロリレーが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には、厚み方向の一表面側に固定接点が設けられたベース基板と、固定接点に接離可能な可動接点が設けられたアーマチュアブロックと、カバーとを備えたマイクロリレーが開示されている。
【０００４】
ここで、特許文献１には、固定接点の材料として、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｕ，あるいはこれらの合金などの導電性材料を採用すればよいことが記載されている。
【０００５】
また、従来から、単層膜に比べて摩擦耐久性の優れた積層膜として、異なる物質をｎｍサイズで交互に積み重ねた構造の積層膜であるナノ周期積層膜や、固体潤滑効果が期待できる薄膜の膜厚をｎｍサイズとして積層させた積層膜であるナノ周期積層固体潤滑膜が知られている（非特許文献１，２）。
【０００６】
非特許文献１には、ナノ周期積層膜によれば、弾性率および硬さを、積層させた各物質の単層膜よりも増大させることができる旨が記載されている。また、非特許文献１には、Ａｕ膜とＡｇ膜とをｎｍ周期で積層した導電性潤滑膜や、Ａｕ膜とＤＬＣ膜とをｎｍ周期で積層した導電性潤滑膜が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２１６５４１号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】三宅正二郎、外１名，「ナノ周期積層固体潤滑膜」，トライボロジスト，２００８年，第５３巻，第１１号，ｐ．７２５−７３０
【非特許文献２】野城淳一、外２名，「ＷＳ2/ＭｏＳ2/Ｃ固体潤滑膜の形成とそのトライボロジー特性」，トライボロジスト，２００４，第４９巻，第１１号，ｐ．８９４−９００
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のマイクロリレーでは、耐スティキング性の評価を行うために開閉試験を行った際に、可動接点が固定接点に付着するスティッキングが発生してしまうことがあった。
【００１０】
そこで、本願発明者は、非特許文献１に記載されたＡｕ膜とＡｇ膜とをｎｍ周期で積層した導電性潤滑膜や、Ａｕ膜とＤＬＣ膜とをｎｍ周期で積層した導電性潤滑膜について、上述のマイクロリレーの可動接点や固定接点への適用の可否について検討した。
【００１１】
しかしながら、本願発明者は、これらの導電性潤滑膜をマイクロリレーの可動接点や固定接点に採用するのは不適当であるという結論に至った。
【００１２】
何故ならば、上述のマイクロリレーにおいて、Ａｕ膜とＡｇ膜とをｎｍ周期で積層した導電性潤滑膜を可動接点および固定接点に採用した場合には、開閉動作時に発生する熱に起因してＡｕとＡｇとが合金化してしまい、積層構造が保てなくなってしまうという実験結果が得られたからである。
【００１３】
この点について更に説明すれば、本願発明者は、開閉試験を行った後のマイクロリレーと、開閉試験を行わずに、４５０℃での加熱を行った後のマイクロリレーとの両方について、可動接点および固定接点を走査型電子顕微鏡により観察した。その結果、前者のマイクロリレーでは、ＡｕＡｇ合金の粒成長が起こっていることが確認され、後者のマイクロリレーでは、ＡｕＡｇ合金の粒成長が起こっていないことが確認された。また、ＡｕやＡｇなどの金属材料では、融点の８割位の温度で粒成長が起こることが知られている。そこで、本願発明者は、上述のマイクロリレーでは、開閉時に、可動接点および固定接点の温度が８００℃〜９００℃程度に上昇しているものと推定した。また、上述のマイクロリレーにおいて、Ａｕ膜とＤＬＣ膜とをｎｍ周期で積層した導電性潤滑膜を可動接点および固定接点に採用した場合には、ＤＬＣ膜の耐熱温度が４００℃程度であり、開閉動作時に発生する熱に起因してＤＬＣが分解してしまい、機械的特性が変化してしまうからである。
【００１４】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、低接触抵抗化を図れ且つ耐スティッキング性の向上を図ることが可能な接点、開閉器およびＭＥＭＳリレーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の接点は、第１導電層と第２導電層とが交互に積層されたナノ周期積層膜からなる接点であって、最表層が第１導電層であり、前記第１導電層は、Ａｕ、Ａｕ合金、Ａｇ、Ａｇ合金、Ａｕ若しくはＡｇと異種金属との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属酸化物との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属窒化物との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属硫化物との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属ホウ化物との複合材料の群から選択される第１材料により形成され、前記第２導電層は、Ｗ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、ＩｒＯ２、ＴｉＢ２、ＴｉＣ、ＺｒＢ２、ＺｒＣ、ＮｂＣ、ＷＣの群から選択される第２材料により形成されてなることを特徴とする。
【００１６】
この接点において、前記Ａｕ合金は、Ａｕと、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｏ、Ｚｎの群から選択された少なくとも１種の金属との合金であり、前記Ａｇ合金は、Ａｇと、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄの群から選択された少なくとも１種の金属との合金であることが好ましい。
【００１７】
この接点において、前記第１導電層および前記第２導電層は、スパッタ法により形成されてなることが好ましい。
【００１８】
本発明の開閉器は、可動接点と前記可動接点が接離する固定接点とを備え、前記可動接点と前記固定接点との少なくとも一方が、前記接点からなることを特徴とする。
【００１９】
本発明のＭＥＭＳリレーは、厚み方向の一表面側に固定接点が設けられたベース基板と、前記ベース基板の前記一表面側に対向配置されたカバー基板と、前記ベース基板と前記カバー基板との一方に収納された電磁石装置と、前記ベース基板と前記カバー基板との間に配置された可動部形成基板とを備え、前記可動部形成基板は、前記ベース基板と前記カバー基板との間に介在するフレーム部と、前記フレーム部の内側に配置され前記フレーム部に第１ばね部を介して揺動自在に支持された可動部と、前記可動部に設けられ前記電磁石装置とともに磁気回路を構成するアーマチュアと、前記可動部に支持され前記アーマチュアの揺動に伴って前記固定接点に接離する可動接点が設けられた接点保持部とを有し、前記可動接点と前記固定接点との少なくとも一方が、前記接点からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の接点においては、低接触抵抗化を図れ且つ耐スティッキング性の向上を図ることが可能となる。
【００２１】
本発明の開閉器においては、低接触抵抗化を図れ且つ耐スティッキング性の向上を図ることが可能となる。
【００２２】
本発明のＭＥＭＳリレーにおいては、低接触抵抗化を図れ且つ耐スティッキング性の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）は実施形態のＭＥＭＳリレーを示す概略分解斜視図、（ｂ）は接点の概略断面図である。
【図２】実施形態のＭＥＭＳリレーにおける可動部形成基板の概略分解斜視図である。
【図３】実施形態のＭＥＭＳリレーにおける可動部形成基板の概略斜視図である。
【図４】（ａ）は実施形態のＭＥＭＳリレーにおける可動部形成基板の概略平面図、（ｂ）は可動部形成基板の要部概略断面図、（ｃ）は可動部形成基板の要部概略下面図である。
【図５】実施形態のＭＥＭＳリレーを示し、ベース基板側から見た概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本実施形態では、開閉器の一種であるリレーについて例示するが、ここで例示するリレーはＭＥＭＳリレーである。以下、ＭＥＭＳリレーについて図１〜図５を参照しながら説明する。
【００２５】
ＭＥＭＳリレーは、ベース基板１と、ベース基板１の一表面側に対向配置されたカバー基板３と、ベース基板１に形成された収納部１６に収納された電磁石装置４と、ベース基板１とカバー基板３との間に配置された可動部形成基板２とを備えている。このＭＥＭＳリレーは、可動部形成基板２に設けられた磁性体板からなるアーマチュア２４を電磁石装置４によって動かすことにより、ベース基板１の上記一表面側に設けられた固定接点１４と可動部形成基板２に設けられた可動接点２７とが接離する電磁駆動式のリレーである。なお、本実施形態のＭＥＭＳリレーでは、ベース基板１およびカバー基板３の外形サイズを、可動部形成基板２の外形サイズと同じ外形サイズに設定してある。
【００２６】
以下、ＭＥＭＳリレーの各構成要素について詳細に説明する。
【００２７】
ベース基板１は、絶縁性基板の一種であるガラス基板からなる第１の基板１０を用いて形成されている。第１の基板１０は、ガラス基板に限らず、例えば、高抵抗率のシリコン基板や、低温同時焼成セラミック基板（Low Temperature Co-fired Ceramic Substrate：ＬＴＣＣ基板）を用いてもよい。第１の基板１０として用いるガラス基板のガラス材料としては、硼珪酸ガラスを採用しているが、これに限らず、ソーダガラス、無アルカリガラス、石英ガラスなどを採用してもよい。硼珪酸ガラスとしては、例えば、パイレックス（登録商標）やテンパックス（登録商標）を採用することができる。また、高抵抗率のシリコン基板としては、例えば、ＭＥＭＳリレーを高周波信号の伝送用に用いる場合、抵抗率がより高い方が好ましく、例えば、伝送対象の高周波信号の周波数が６ＧＨｚであれば、抵抗率が１００Ωｃｍ以上であることが好ましく、１０００Ωｃｍ以上であることがより好ましい。また、伝送対象の高周波信号の周波数が高いほど、抵抗率が高い方が好ましい。
【００２８】
上述のベース基板１は、矩形板状に形成されており、上記一表面側において第１の基板１０の長手方向の両端部それぞれに一対の信号線１３，１３が形成されている。ここで、各一対の信号線１３，１３は、ベース基板１の上記一表面側において第１の基板１０の短手方向に沿って配置されている。また、ベース基板１は、各信号線１３それぞれの一端部に、上述の固定接点１４が設けられ、各信号線１３それぞれの他端部が、第１の基板１０の厚み方向に貫設された貫通孔配線１５と電気的に接続されている。
【００２９】
また、信号線１３は、金属層（例えば、Ａｕ層）により構成されている。信号線１３の材料としては、Ａｕを採用しているが、Ａｕに限らず、例えば、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｏｓの群から選択される１種あるいはこれらの合金を採用してもよい。
【００３０】
また、ベース基板１において上述の貫通孔配線１５が内側に設けられた貫通孔１２（図５参照）は、ベース基板１の上記一表面から上記他表面に近づくにつれて開口面積が徐々に大きくなるテーパ形状に形成されている。ここで、貫通孔配線１５は、貫通孔１２の内面に沿って形成されベース基板１の上記一表面側において貫通孔１２を閉塞している。
【００３１】
また、ベース基板１は、上述のように電磁石装置４を収納する収納部１６が形成されている。ここで、ベース基板１は、第１の基板１０の中央部に、厚み方向に貫通し電磁石装置４が挿入される開口部１７が形成されている。また、ベース基板１は、第１の基板１０における可動部形成基板２側の一表面側に、開口部１７を閉塞する薄膜状の蓋体部１８が接合されている。要するに、ベース基板１は、開口部１７の内周面と蓋体部１８とで囲まれた空間が収納部１６を構成している。これにより、本実施形態のＭＥＭＳリレーは、ベース基板１と可動部形成基板２のフレーム部２１とカバー基板３とで囲まれた空間を、気密空間とすることが可能となっている。なお、蓋体部１８の材料としては、Ｓｉを採用している。蓋体部１８の厚さは、電磁石装置４からアーマチュア２４に作用させる吸引力などの観点から５μｍ〜５０μｍ程度が好ましく、蓋体部１８の機械的強度などの観点から２０μｍ〜３０μｍ程度がより好ましい。
【００３２】
上述の開口部１７は、第１の基板１０の上記一表面から他表面に近づくにつれて開口面積が徐々に大きくなるテーパ形状となっている。しかして、ベース基板１は、可動部形成基板２側とは反対側から電磁石装置４を挿入し易く、且つ、第１の基板１０の上記一表面における開口部１７の開口面積を比較的小さくすることができる。なお、上述の開口部１７および貫通孔１２は、例えば、サンドブラスト法やエッチング法などによって形成すればよい。
【００３３】
電磁石装置４は、Ｕ字状のヨーク４０と、ヨーク４０に巻回された２つのコイル４２，４２とを備えている。ヨーク４０は、両コイル４２，４２が直接巻回される細長の矩形板状のコイル巻回部４０ａと、コイル巻回部４０ａの長手方向の両端部それぞれからコイル巻回部４０ａの厚み方向に延設された側片４０ｂ，４０ｂとを有している。そして、ヨーク４０は、コイル４２，４２への励磁電流に応じて一対の側片４０ｂ，４０ｂの互いの先端面が異極に励磁される。なお、ヨーク４０は、電磁軟鉄などの鉄板を曲げ加工、鋳造加工、プレス加工などにより加工することによって形成されており、両側片４０ｂ，４０ｂの断面が矩形状となっている。
【００３４】
また、電磁石装置４は、ヨーク４０の両側片４０ｂ，４０ｂの間でコイル巻回部４０ａ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４１を備えている。しかして、電磁石装置４は、永久磁石４１とヨーク４０の側片４０ｂ，４０ｂとによって、コイル巻回部４０ａの長手方向への各コイル４２，４２の移動が規制される。
【００３５】
上述の電磁石装置４は、２つのコイル４２，４２に励磁電流を通電したときに電磁力を発生するものであり、当該電磁力によって、矩形板状のアーマチュア２４の長手方向の両端部のうちの一方を吸引する吸引力、当該両端部のうちの他方を反発する反発力を発生させることができる。
【００３６】
永久磁石４１は、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４０のコイル巻回部４０ａに当接し、他方の磁極面がヨーク４０の両側片４０ｂ，４０ｂ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。ここにおいて、上述の電磁石装置４は、ヨーク４０の両側片４０ｂ，４０ｂの各先端面および永久磁石４１の上記他方の磁極面が蓋体部１８に当接する形で収納部１６に収納されている。しかして、電磁石装置４における永久磁石４１の上記他方の磁極面とヨーク４０の両側片４０ｂ，４０ｂの先端面とを同一平面上に位置させることができるので、電磁石装置４とアーマチュア２４との間のギャップ長の精度を高めることが可能となる。
【００３７】
また、電磁石装置４は、細長の矩形板状に形成されたプリント基板４３を備えている。このプリント基板４３は、絶縁性基板４３ａの一表面における長手方向の両端部それぞれに導体パターン４３ｂ，４３ｂが形成されており、各導体パターン４３ｂ，４３ｂにおいて円形状に形成された部位が外部接続用電極４３ｂａ，４３ｂａを構成し、矩形状に形成された部位がコイル接続部４３ｂｂ，４３ｂｂを構成している。ここにおいて、コイル接続部４３ｂｂ，４３ｂｂには、コイル４２，４２の端末が接続される。コイル４２，４２は、外部接続用電極４３ｂａ，４３ｂａ間に電源を接続してコイル４２，４２へ励磁電流を流したときにヨーク４０の両側片４０ｂ，４０ｂ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。
【００３８】
可動部形成基板２は、シリコン基板からなる半導体基板２０を用いて形成されている。半導体基板２０は、シリコン基板に限らず、例えば、シリコン層／絶縁層（ＳｉＯ２層）／シリコン層の３層構造を有するＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板や、シリコン層／絶縁層（ＳｉＯ２層）／シリコン層／絶縁層（ＳｉＯ２層）／シリコン層の５層構造（ダブルＳＯＩ構造）を有するダブルＳＯＩ基板などを用いてもよい。
【００３９】
可動部形成基板２は、ベース基板１とカバー基板３との間に介在するフレーム部２１と、フレーム部２１の内側に配置されフレーム部２１に４つの第１ばね部（支持ばね部）２２を介して揺動自在に支持された可動部２３とを有している。また、可動部形成基板２は、可動部２３における一面側（電磁石装置４側）に配置され電磁石装置４とともに磁気回路を構成する上述のアーマチュア２４と、アーマチュア２４の中央部との間に可動部２３を挟んで配置されたプレート２５とを有している。ここで、プレート２５は、可動部２３の厚み方向に貫通した貫通孔２９を通してアーマチュア２４に溶接されている。プレート２５をアーマチュア２４に溶接するにあたっては、可動部２３の上記一面側にアーマチュア２４を配置し他面側にプレート２５を配置した状態で、プレート２５において貫通孔２９に対応する部分にレーザ光を照射してプレート２５を局所的に溶融させてアーマチュア２４に溶接させるようにしている。要するに、プレート２５は、アーマチュア２４にレーザ溶接法により溶接されている。なお、レーザ溶接法により溶接する際のレーザ光源としては、例えば、ＹＡＧレーザを用いればよいが、これに限定するものではなく、例えば、プレート２５の材料に応じて適宜変更してもよい。
【００４０】
アーマチュア２４を構成する磁性体板の材料としては、鉄−コバルト合金からなる磁性体材料を採用しているが、これに限らず、例えば、電磁軟鉄、電磁ステンレス、パーマロイなどの磁性体材料であればよい。
【００４１】
また、プレート２５の材料としては、フェライト系ステンレス鋼の一種であるＳＵＳ４３０を採用しているが、これに限らず、例えば、ＳＵＳ４３０以外のステンレス鋼や、金属、合金などを採用してもよい。
【００４２】
可動部形成基板２は、可動部２３の厚みがフレーム部２１の厚みよりも薄く、アーマチュア２４の厚み寸法を、可動部形成基板２とベース基板１とを固着した状態においてアーマチュア２４とベース基板１との間に適宜の空隙が形成されるように設定してある。また、プレート２５の厚み寸法は、可動部２３とカバー基板３との間に適宜の空隙が形成されるように設定されている。
【００４３】
本実施形態では、フレーム部２１の厚さを２００μｍ、可動部２３の厚さを５０μｍ、アーマチュア２４の厚さを１００μｍ、プレート２５の厚さを１００μｍに設定してあるが、これらの数値は一例であり、特に限定するものではない。例えば、半導体基板２０としてシリコン基板を用いる場合、このシリコン基板の基礎となるシリコンウェハの厚さに応じて適宜変更してもよく、例えば、５０μｍ〜１０００μｍ程度の範囲で設定してもよく、半導体基板２０の厚さ寸法に基づいて、可動部２３の厚さ、アーマチュア２４の厚さ、およびプレート２５の厚さ、それぞれを適宜変更すればよい。ただし、アーマチュア２４の厚さ寸法は、電磁石装置４による所望の吸引力を確保するように設定する必要がある。これに対して、可動部２３およびプレート２５それぞれの厚さ寸法は、ＭＥＭＳリレーの小型化を図るなどの観点からは小さい方が好ましい。
【００４４】
上述の可動部形成基板２は、フレーム部２１が、矩形枠状に形成され、可動部２３が、矩形板状に形成されている。また、アーマチュア２４は、可動部２３よりも小さな矩形板状に形成されている。また、プレート２５は、長手方向の寸法が可動部２３の短手方向の寸法よりもやや大きな細長の板状に形成されており、長手方向の両端部が先細り状の形状となっている。そして、プレート２５は、可動部２３の長手方向の中央部において、当該プレートの長手方向を可動部２３の短手方向に合わせて配置されている。なお、プレート２５の形状は、特に限定するものではなく、例えば、長方形状でもよいし、菱形状でもよい。
【００４５】
第１ばね部２２は、可動部２３の短手方向の両側縁側の各々において可動部２３の長手方向に離間した２箇所に形成されている。各第１ばね部２２は、一端部が可動部２３に連結され他端部がフレーム部２１の内周面に連結されている。各第１ばね部２２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る。これにより、可動部形成基板２は、可動部２３が揺動する際に各第１ばね部２２の各々に発生する応力を各々で分散させることが可能となり、各第１ばね部２２が破損するのを抑制することが可能となる。
【００４６】
また、可動部形成基板２は、可動部２３の短手方向の両側縁それぞれの中央部から矩形状の第１突片２３ａが１つずつ延設されている。また、可動部形成基板２は、フレーム部２１の内周面において可動部２３の各第１突片２３ａの各々に対応する各部位から、矩形状の第２突片２１ａが１つずつ延設されている。すなわち、可動部形成基板２は、１対１で対応する第１突片２３ａと第２突片２１ａとの、互いの先端面同士が対向している。ここにおいて、可動部２３から延設された各第１突片２３ａの各々の先端面には、凸部２３ｂが形成されている。一方、フレーム部２１から延設された各第２突片２１ａの各々の先端面には、凸部２３ｂが入り込む凹部２１ｂが形成されている。したがって、可動部形成基板２は、凸部２３ｂが凹部２１ｂの内周面に当接することにより、フレーム部２１の厚み方向に直交する面内における可動部２３の移動が規制される。可動部２３の同一の側縁側にある２つの第１ばね部２２は、同一の側縁から延設されている第１突片２３ａの両側に位置している。
【００４７】
可動部形成基板２は、可動部２３の各第１突片２３ａにおけるベース基板１との対向面に、支点突起２３ｃ（図２参照）が突設されている。この支点突起２３ｃは、可動部２３が当該可動部２３に一体化されているアーマチュア２４とともに揺動（回動）する際の支点として機能する。要するに、可動部形成基板２は、可動部２３の短手方向において離間して配置された２つの支点突起２３ｃがベース基板１の上記一表面に当接しており、一対の支点突起２３ｃ，２３ｃを結ぶ直線を回動軸として回動可能となっている。
【００４８】
また、可動部形成基板２は、可動部２３の４隅から当該可動部２３の短手方向の両側に向かって矩形状の第３突片２３ｄが延設され、各第３突片２３ｄにおけるベース基板１との対向面には、可動部２３の揺動範囲を規制するストッパ部２３ｅ（図２参照）が形成されている。これらのストッパ部２３ｅは、ベース基板１の上記一表面と接触することにより、可動部２３の変位量を制限する。これにより、ＭＥＭＳリレーは、アーマチュア２４と蓋体部１８とが接触することを回避することが可能となり、アーマチュア２４や蓋体部１８が破損するのを防止することが可能となる。
【００４９】
また、可動部形成基板２は、可動部２３の長手方向の両側に接点保持部２８，２８が配置されている。各接点保持部２８は、一対の第２ばね部（接圧ばね部）２６，２６を介して可動部２３に支持されている。各接点保持部２８には、ベース基板１の厚み方向において対向する一対の固定接点１４，１４に接離する可動接点２７（図２参照）が設けられている。
【００５０】
各接点保持部２８の厚さ寸法は、フレーム部２１の厚さ寸法よりも小さく且つ可動部２３の厚さ寸法よりも小さな値に設定してある。また、接点保持部２８の厚み方向において重なる接点保持部２８と可動接点２７とを合わせた厚さ寸法も、このような条件を満たす値に設定してある。各接点保持部２８は、平面視形状が細長の矩形状であり、短手方向が可動部２３の長手方向に一致するように配置されている。
【００５１】
各第２ばね部２６は、一端部が可動部２３の長手方向に沿った側縁に連結され、他端部が接点保持部２８の短手方向に沿った側縁に連結されており、上記一端部と上記他端部との間の中間部の一部を、可動部２３の厚み方向に直交する面内で蛇行した形状としてある。また、各第２ばね部２６の長さは、同じとしてある。しかして、本実施形態のＭＥＭＳリレーでは、各第２ばね部２６の長さを適当な長さとして各第２ばね部２６のばね力を適宜設定することにより、各可動接点２７と対応する一対の固定接点１４，１４との接点圧を所望の大きさに設定することが可能となり、各可動接点２７と対応する一対の固定接点１４，１４との接触信頼性を向上させることが可能となる。
【００５２】
可動部形成基板２は、フレーム部２１が、ベース基板１およびカバー基板３と接合されている。これにより、可動部形成基板２は、各可動接点２７が、対応する一対の固定接点１４，１４に対向し当該一対の固定接点１４，１４間を短絡する位置と開放する位置との間で変位可能となっている。ここで、説明を簡単にするために、図１（ａ）において右側に位置している一対の固定接点１４，１４を一対の第１固定接点１４ａ，１４ａ、第１固定接点１４ａ，１４ａに対応する可動接点２７を第１可動接点２７ａ、図１（ａ）において左側に位置している一対の固定接点１４，１４を一対の第２固定接点１４ｂ，１４ｂ、第２固定接点１４ｂ，１４ｂに対応する可動接点２７を第２可動接点２７ｂと称することもある。
【００５３】
可動部形成基板２は、アーマチュア２４の動作（揺動）に伴って、第１可動接点２７ａが一対の第１固定接点１４ａ，１４ａ間を短絡し且つ第２可動接点２７ｂが一対の第２固定接点１４ｂ，１４ｂ間を開放した第１状態と、第１可動接点２７ａが一対の第１固定接点１４ａ，１４ａ間を開放し且つ第２可動接点２７ｂが一対の第２固定接点１４ｂ，１４ｂ間を短絡した第２状態とが交互に現われる。
【００５４】
ここで、可動部形成基板２の基礎となる半導体基板２０として、上述のダブルＳＯＩ基板を用いれば、可動部２３とベース基板１との距離をベース基板１側のシリコン層の厚みによって規定することが可能となる。これにより、ＭＥＭＳリレーは、可動接点２７と対応する一対の固定接点１４，１４とが開放されている状態での可動接点２７と一対の固定接点１４，１４との間の距離（絶縁距離）を高精度に設定することが可能となり、また、アーマチュア２４と電磁石装置４との距離（磁気ギャップ長）を高精度に設定することが可能となる。
【００５５】
また、カバー基板３は、ガラス基板からなる第２の基板３０を用いて形成されているが、第２の基板３０は、第１の基板１０と同様に、ガラス基板に限らず、高抵抗率のシリコン基板や、ＬＴＣＣ基板を用いてもよい。
【００５６】
カバー基板３は、可動部形成基板２との対向面に可動部２３の揺動空間を確保する凹所（図示せず）が形成されている。
【００５７】
ここで、本実施形態のＭＥＭＳリレーの動作について説明する。
【００５８】
本実施形態のＭＥＭＳリレーでは、コイル４２，４２への通電が行われると、磁化の向きに応じてアーマチュア２４の長手方向の一端部がヨーク４０の一方の側片４０ｂに吸引される。これにより、ＭＥＭＳリレーは、アーマチュア２４の上記一端部に近い可動接点２７が対応する一対の固定接点１４，１４に接触し、且つ、アーマチュア２４の他端部に近い可動接点２７が対応する一対の固定接点１４，１４から離れた状態となる。この状態では、コイル４２，４２への通電を停止しても、永久磁石４１の発生する磁束により、アーマチュア２４の上記一端部に対する吸引力が維持され、アーマチュア２４の上記一端部に近い可動接点２７と対応する一対の固定接点１４，１４とが接触した状態が保持される。
【００５９】
また、本実施形態のＭＥＭＳリレーでは、コイル４２，４２への通電方向を逆向きにすると、アーマチュア２４の長手方向の上記他端部がヨーク４０の他方の側片４０ｂに吸引され、アーマチュア２４の上記他端部に近い可動接点２７が対応する一対の固定接点１４，１４に接触し、且つ、アーマチュア２４の上記一端部に近い可動接点２７が対応する一対の固定接点１４，１４から離れた状態となる。この状態では、コイル４２，４２への通電を停止しても、永久磁石４１の発生する磁束により、アーマチュア２４の上記他端部に対する吸引力が維持され、アーマチュア２４の上記他端部に近い可動接点２７と対応する一対の固定接点１４，１４とが接触した状態が保持される。
【００６０】
なお、本実施形態のＭＥＭＳリレーは、アーマチュア２４を動かす電磁石装置４として、永久磁石４１を備えた有極型の電磁石装置を用いているので、ラッチング型のリレー（マイクロリレー）を構成している。ただし、ＭＥＭＳリレーは、電磁石装置４として永久磁石４１を備えていない無極型の電磁石装置を用いてもよい。
【００６１】
上述の可動部形成基板２のフレーム部２１とベース基板１およびカバー基板３とは、それぞれ、陽極接合法により接合されている。
【００６２】
また、可動部２３には、上述の貫通孔２９が２つ形成されている。これら２つの貫通孔２９は、可動部２３の長手方向の中央部において可動部２３の短手方向に沿った中心線上で並んで形成されている。また、各貫通孔２９は、円形状の開口形状となっている。これに対して、プレート２５は、長手方向の寸法が、可動部２３の短手方向の寸法よりも大きな値に設定されている。また、プレート２５は、長手方向の中間部における短手方向の寸法が、貫通孔２９の内径よりも大きな値に設定されている。なお、各貫通孔２９の開口形状は特に限定するものではない。要するに、プレート２５の短手方向の寸法は、可動部２３の上記他面における貫通孔２９の最大寸法（可動部２３の長手方向における貫通孔２９の最大寸法）よりも大きな値であればよい。
【００６３】
そして、プレート２５は、可動部２３の各貫通孔２９を通してアーマチュア２４に溶接されている。要するに、プレート２５は、アーマチュア２４に２箇所が溶接されている。なお、溶接箇所は、２箇所に限定するものではない。
【００６４】
ところで、可動部形成基板２は、可動部２３とアーマチュア２４とプレート２５とを含む部分が、可動部２３の短手方向に沿った中心線に対して対称となり、且つ、可動部２３の長手方向に沿った中心線に対して対称となるように、可動部２３の上記一面におけるアーマチュア２４の配置領域を規定し、可動部２３の上記他面におけるプレート２５の配置領域を規定している。要するに、本実施形態のＭＥＭＳリレーでは、可動部２３の重心とアーマチュア２４およびプレート２５各々の重心とが一直線上に位置するように上記各配置領域を規定している。さらに、可動部形成基板２は、フレーム部２１の内側のブロック全体が、可動部２３の短手方向に沿った中心線に対して対称となり、且つ、可動部２３の長手方向に沿った中心線に対して対称となるように、各第１ばね部２２、各第２ばね部２６、各接点保持部２８の形状および配置を規定してある。
【００６５】
また、可動部形成基板２は、可動部２３に、可動部２３の上記一面から突設されアーマチュア２４を位置決めする第１突起２３ｇと、可動部２３の上記他面から突設されプレート２５を位置決めする第２突起２３ｆとが一体に設けられている。
【００６６】
第１突起２３ｇの突出寸法は、第１突起２３ｇがアーマチュア２４の揺動範囲を狭めないように、アーマチュア２４の厚さ寸法よりも小さい方が好ましい。例えば、アーマチュア２４の厚さ寸法が１００μｍの場合、第１突起２３ｇの突出寸法は、１０μｍ程度であれば十分である。なお、これらの数値は一例であり、特に限定するものではない。
【００６７】
また、第２突起２３ｆの突出寸法は、第２突起２３ｆがプレート２５の揺動範囲を狭めないように、プレート２５の厚さ寸法よりも小さい方が好ましい。例えば、プレート２５の厚さ寸法が１００μｍの場合、第２突起２３ｆの突出寸法は、１０μｍ程度であれば十分である。なお、これらの数値は一例であり、特に限定するものではない。
【００６８】
また、可動部形成基板２は、第１突起２３ｇおよび第２突起２３ｆの各々を複数備え、複数の第１突起２３ｇが、可動部２３の上記一面側においてアーマチュア２４の規定の配置領域を囲むように配置され、複数の第２突起２３ｆが、可動部２３の上記他面側においてプレート２５の規定の配置領域を囲むように配置されていることが好ましい。要するに、可動部形成基板２は、複数の第１突起２３ｇが、アーマチュア２４の外周に沿って配置され、複数の第２突起２３ｆが、プレート２５の外周に沿って配置されている。本実施形態では、第１突起２３ｇの数を８個、第２突起２３ｆの数を６個としてあるが、これらの数は特に限定するものではない。ただし、第１突起２３ｇは、可動部２３の上記一面側において、可動部２３の短手方向に沿った中心線に対して線対称に配置され、且つ、可動部２３の長手方向に沿った中心線に対して線対称に配置されていることが好ましい。また、第２突起２３ｆは、可動部２３の上記他面側において、可動部２３の短手方向に沿った中心線に対して線対称に配置され、且つ、可動部２３の長手方向に沿った中心線に対して線対称に配置されていることが好ましい。各第１突起２３ｇおよび各第２突起２３ｆは、各々、平面形状を矩形状としてあるが、これらの形状は矩形状に限らず、例えば、円形状、三角形状、多角形状でもよい。また、複数の第１突起２３ｇは、全てが同じ形状である必要はない。また、複数の第２突起２３ｆは、全てが同じ形状である必要はない。また、第１突起２３ｇについては、可動部２３の上記一面側においてアーマチュア２４の規定の配置領域を囲む枠状の形状として１個だけにしてもよい。また、第２突起２３ｆについては、可動部２３の上記他面側においてプレート２５の規定の配置領域を囲む枠状の形状として１個だけにしてもよい。また、第１突起２３ｇは、アーマチュア２４の規定の配置領域との間に所定の第１隙間（例えば、１０μｍ程度）を設けるように形成位置を設計してある。これにより、アーマチュア２４の配置が容易になるとともに、アーマチュア２４の寸法公差などに起因してアーマチュア２４を配置できないような不具合の発生を抑制することが可能となる。また、第２突起２３ｆは、プレート２５の規定の配置領域との間に所定の第２隙間（例えば、１０μｍ程度）を設けるように形成位置を設計してある。これにより、プレート２５の配置が容易になるとともに、プレート２５の寸法公差などに起因してプレート２５を配置できないような不具合の発生を抑制することが可能となる。
【００６９】
上述のアーマチュア２４およびプレート２５については、各々、打ち抜き加工などの機械加工技術を利用して形成してある。なお、アーマチュア２４およびプレート２５は、真空チャックなどにより、可動部２３に対して配置する。
【００７０】
一方、可動部形成基板２は、アーマチュア２４およびプレート２５以外の構成要素を、マイクロマシニング技術を利用して形成してある。つまり、可動部形成基板２のフレーム部２１、可動部２３、各第１ばね部２２、各第１突片２３ａ、第２突片２１ａ、各第２ばね部２６、各接点保持部２８、各第１突起２３ｇおよび各第２突起２３ｆは、半導体基板２０（半導体基板２０の基礎となるウェハ）を、フォトリソグラフィ技術、エッチング技術などの半導体プロセス技術を利用して加工することにより形成してある。したがって、可動部２３に対する各第１突起２３ｇの位置精度は、主に、各第１突起２３ｇをフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用して形成する際の、露光工程における重ね合わせ検出マークの重ね合わせ精度（overlay accuracy）と、エッチング工程での寸法シフト（measureshift）とにより決まる。
【００７１】
アーマチュア２４とプレート２５とを溶接するためには、例えば、まず、可動部２３に対して先にアーマチュア２４を位置決めしてから、真空チャックなどによってアーマチュア２４あるいは可動部２３を吸引し、その後、可動部２３に対してプレート２５を位置決めする。続いて、プレート２５において可動部２３の貫通孔２９に対応した部位にレーザ光を照射してプレート２５を局所的に溶融させてプレート２５とアーマチュア２４とを溶接すればよい。
【００７２】
ところで、上述の固定接点１４および可動接点２７の各々は、図１（ｂ）に示すように、第１導電層５ａと第２導電層５ｂとが交互に積層されたナノ周期積層膜からなる接点５により構成されている。
【００７３】
接点５は、最表層が第１導電層５ａであり、第１導電層５ａが、Ａｕ、Ａｕ合金、Ａｇ、Ａｇ合金、Ａｕ若しくはＡｇと異種金属との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属酸化物との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属窒化物との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属硫化物との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属ホウ化物との複合材料の群から選択される第１材料により形成され、第２導電層５ｂが、Ｗ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、ＩｒＯ２、ＴｉＢ２、ＴｉＣ、ＺｒＢ２、ＺｒＣ、ＮｂＣ、ＷＣの群から選択される第２材料により形成されている。ここで、第２材料は、ＡｕやＡｇと合金化せず、且つ、電気伝導性を有する無機材料であればよく、上述の群に含まれない材料を採用することも可能である。
【００７４】
上述のＡｕ合金は、Ａｕと、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｏ、Ｚｎの群から選択された少なくとも１種の金属との合金であることが好ましく、また、上述のＡｇ合金は、Ａｇと、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄの群から選択された少なくとも１種の金属との合金であることが好ましい。これらのＡｕ合金を採用することにより、他のＡｕ合金を採用する場合に比べて、硬度が高くなり、耐スティッキング性を向上させることが可能となる。また、これらのＡｇ合金を採用することにより、他のＡｇ合金を採用する場合に比べて、硬度が高くなり、耐スティッキング性を向上させることが可能となる。
【００７５】
第１導電層５ａおよび第２導電層５ｂの厚みは、１分子層の厚さ〜１０ｎｍの範囲内で設定することが好ましい。第１導電層５ａ・第２導電層５ｂ間に発生するひずみエネルギーの群が、ナノ周期積層膜の厚み方向の全体に及ぶようになり、ナノ周期積層膜の硬度および弾性率が第１導電層５ａ単体あるいは第２導電層５ｂ単体の場合よりも高くなり、耐スティッキング性が向上する。
【００７６】
第１導電層５ａおよび第２導電層５ｂそれぞれの１分子層の厚さについては、第１導電層５ａおよび第２導電層５ｂそれぞれが単体の金属により構成されている場合、各金属それぞれの原子の直径と同じ値とすることが好ましい。第１導電層５ａおよび第２導電層５ｂの厚みが、１分子層の厚さよりも薄く設定されていると、第１導電層５ａおよび第２導電層５ｂの各々が膜になりにくく、ひずみエネルギーの作用がナノ周期積層膜の厚み方向の全体に及ばなくなる。このため、ナノ周期積層膜の硬度および弾性率が第１導電層５ａ単体あるいは第２導電層５ｂ単体の場合よりも高くなるという効果が得られなくなる可能性が高くなる。
【００７７】
また、第１導電層５ａおよび第２導電層５ｂの厚みが、１０ｎｍよりも厚く設定されていると、ひずみエネルギーがナノ周期積層膜の厚み方向の全体に及ばなくなる。このため、ナノ周期積層膜の硬度および弾性率が第１導電層５ａ単体あるいは第２導電層５ｂ単体の場合よりも高くなるという効果が得られなくなる可能性が高くなる。また、第１導電層５ａおよび第２導電層５ｂの温度上昇により金属粒が成長するような場合、ナノ周期積層膜の厚み方向における金属粒の大きさは、第１導電層５ａおよび第２導電層５ｂそれぞれの厚みが限界値となる。要するに、上述のＭＥＭＳリレーでは、可動接点２７と固定接点１４とで構成される接点部の開閉に伴う温度上昇による第１導電層５ａ、第２導電層５ｂそれぞれの厚み方向への金属材料の粒成長が、第１導電層５ａ、第２導電層５ｂそれぞれの厚みで制限される。また、接点５は、第２導電層５ｂが、Ｗ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、ＩｒＯ２、ＴｉＢ２、ＴｉＣ、ＺｒＢ２、ＺｒＣ、ＮｂＣ、ＷＣの群から選択される第２材料により形成されているので、上述の第１材料により形成された第１導電層５ａ中に拡散しにくく、温度が上昇した場合でも、ナノ周期積層膜の積層構造が保たれる。したがって、接点５は、金属材料組織の粒子間強度の低下が抑制され、剪断による転移を起こしにくくなる。これに対し、第１導電層５ａおよび第２導電層５ｂの少なくも一方の厚みが１０μｍを超えると、粒子間強度の低下が大きくなり、金属材料組織の剪断破壊の抑制が難しくなる。
【００７８】
また、第２導電層５ｂは、上述の第２材料により形成されており、Ｗ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｗの電気抵抗率がＡｕやＡｇの電気抵抗率に比べて高いが、厚みが１０ｎｍ以下であり、薄いので、トンネル効果で厚み方向へ電子が流れる。したがって、接点５は、ナノ周期積層膜の厚み方向における電気抵抗率を低減することが可能となる。ここで、第２導電層５ｂの厚みが１０ｎｍを超えると、トンネル効果が小さくなり、接点５の電気抵抗率が高くなってしまう。
【００７９】
また、第２導電層５ｂは、上述のように、Ｗ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、ＩｒＯ２、ＴｉＢ２、ＴｉＣ、ＺｒＢ２、ＺｒＣ、ＮｂＣ、ＷＣの群から選択される第２材料により形成することが好ましい。要するに、第２導電層５ｂは、Ｗ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈのうちの少なくとも１種からなる金属により形成してもよいし、ＩｒＯ２、ＴｉＢ２、ＴｉＣ、ＺｒＢ２、ＺｒＣ、ＮｂＣ、ＷＣの１種からなる金属化合物により形成してもよい。第２導電層５ｂを金属化鉱物により形成する場合には、金属により形成する場合に比べて、第２導電層５ｂ・第１導電層５ａ間のひずみエネルギーが大きくなり、硬度および弾性率も高くなり、耐スティキング性のより一層の向上を期待できる。
【００８０】
また、接点５は、第１導電層５ａが上述の第１材料により形成されており、ナノ周期積層膜の最表層が第１導電層５ａとなっているので、低接触抵抗化を図れる。
【００８１】
第１導電層５ａおよび第２導電層５ｂは、スパッタ法により形成されていることが好ましい。第１導電層５ａおよび第２導電層５ｂをスパッタ法により形成するようにすれば、蒸着法や電気めっき法などにより形成する場合に比べて、第１導電層５ａおよび第２導電層５ｂそれぞれの厚みの制御が容易となり、ナノ周期積層膜の作製が容易となる。接点５は、第１導電層５ａおよび第２導電層５ｂがスパッタ法により形成されていることにより、蒸着法や電気めっき法などにより形成されている場合に比べて、第１導電層５ａおよび第２導電層５ｂそれぞれの厚みの精度を高めることが可能となる。なお、第１導電層５ａおよび第２導電層５ｂをスパッタ法により形成する場合は、ターゲットと基板ホルダとの間にあるシャッタの開閉速度や、基板ホルダの回転速度を制御することにより、ナノ周期積層膜からなる接点５を形成することが可能となる。
【００８２】
以下、第１材料と第２材料との組み合わせや、第１導電層５ａと第２導電層５ｂとの厚みの組み合わせを種々異ならせた実施例１〜８および比較例１〜３の接点５について耐スティッキング性と、接触抵抗とを評価した結果を下記表１に示す。なお、接点５は、下地材料をシリコン、膜厚を４μｍ、平面サイズを１ｍｍ□とした。
【００８３】
【表１】
【００８４】
耐スティッキング性の評価にあたっては、同じ実施例の接点５同士で構成される接点部の開閉を行い、スティッキング発生（スティック発生）の有無をマイクロスコープで観察した。ここにおいて、開閉条件は、電流無負荷で、速度を０．０１ｍ／ｓ、開閉レートを１０Ｈｚ、接点荷重を０．１ｍｇとした。
【００８５】
また、接触抵抗の評価にあたっては、接点部の開閉を１０００回行った後に、接点５同士が接触した状態で、接点部の抵抗を測定し、その測定結果から配線抵抗を差し引いた値を接触抵抗とした。
【００８６】
表１から、実施例１〜８の接点５では、比較例１〜３の接点５に比べて、耐スティッキング性が向上していることが分かる。また、実施例１〜８では、比較例３に比べて低接触抵抗化を図れることが分かる。また、比較例２と比較例３との比較から、第２導電層５ｂの厚みが上述の範囲内で設定された比較例２では、範囲外で設定された比較例３に比べて、低接触抵抗化を図れることが分かる。
【００８７】
以上説明した本実施形態における接点５は、第１導電層５ａと第２導電層５ｂとが交互に積層されたナノ周期積層膜からなり、最表層が第１導電層５ａであり、第１導電層５ａが、Ａｕ、Ａｕ合金、Ａｇ、Ａｇ合金、Ａｕ若しくはＡｇと異種金属との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属酸化物との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属窒化物との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属硫化物との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属ホウ化物との複合材料の群から選択される第１材料により形成され、第２導電層５ｂが、Ｗ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、ＩｒＯ２、ＴｉＢ２、ＴｉＣ、ＺｒＢ２、ＺｒＣ、ＮｂＣ、ＷＣの群から選択される第２材料により形成されている。しかして、この接点５においては、低接触抵抗化を図れ且つ耐スティッキング性の向上を図ることが可能となる。
【００８８】
また、本実施形態のＭＥＭＳリレーは、厚み方向の一表面側に固定接点１４が設けられたベース基板１と、ベース基板１の上記一表面側に対向配置されたカバー基板３と、ベース基板１に収納された電磁石装置４と、ベース基板１とカバー基板３との間に配置された可動部形成基板２とを備えている。また、このＭＥＭＳリレーは、可動部形成基板２が、ベース基板１とカバー基板３との間に介在するフレーム部２１と、フレーム部２１の内側に配置されフレーム部２１に第１ばね部２２を介して揺動自在に支持された可動部２３と、可動部２３に設けられ電磁石装置４とともに磁気回路を構成するアーマチュア２４と、可動部２３に支持されアーマチュア２４の揺動に伴って固定接点１４に接離する可動接点２７が設けられた接点保持部２８とを有している。そして、このＭＥＭＳリレーは、可動接点２７および固定接点１４の各々が、上述の接点５により構成されている。しかして、本実施形態のＭＥＭＳリレーでは、可動接点２７と固定接点１４とで構成される接点部の低接触抵抗化を図れ且つ耐スティッキング性の向上を図ることが可能となる。本実施形態のＭＥＭＳリレーでは、可動接点２７と固定接点１４との両方を上述の接点５により構成してあるが、少なくも一方を上述の接点５により構成することにより、接点部の低接触抵抗化を図れ且つ耐スティッキング性の向上を図ることが可能となる。また、このＭＥＭＳリレーに限らず、可動接点と固定接点とを備えた開閉器において、可動接点と固定接点との少なくとも一方を上述の接点５により構成することによって、接点部の低接触抵抗化を図れ且つ耐スティッキング性の向上を図ることが可能となる。
【００８９】
上述のＭＥＭＳリレーでは、ベース基板１に電磁石装置４を収納する収納部１６を形成してあるが、これに限らず、例えば、カバー基板３に、電磁石装置４を収納する収納部を形成した構成としてもよい。カバー基板３に電磁石装置４を収納する収納部を形成したＭＥＭＳリレーでは、ベース基板１に電磁石装置４を収納する収納部１６を設けた場合に比べて、電磁石装置４と信号線１３，１３との距離を長くすることができるから、電磁石装置４が発生する磁束の影響で伝送損失が生じるのを抑制することが可能となる。また、カバー基板３に収納部を形成したＭＥＭＳリレーによれば、ベース基板１に電磁石装置４を収納する場合に比べて、ベース基板１の厚さ寸法を小さくすることが可能となり、貫通孔配線１５の長さを短くすることが可能となるから、高周波特性を向上させることが可能となる。
【００９０】
上述の実施形態で説明したＭＥＭＳリレーは、２つの可動接点２７と、各可動接点２７の各々に対して対応する一対の固定接点１４，１４が設けられているが、対応する可動接点２７と固定接点１４との数は１対２に限らず、例えば、１対１でもよい。また、可動接点２７と対応する固定接点１４との組も２組に限らず、１組でもよい。
【００９１】
また、上述の実施形態では、ＭＥＭＳリレーとして、電磁駆動式のＭＥＭＳリレーを例示したが、これに限らず、例えば、静電駆動式のＭＥＭＳリレーや、圧電駆動式のＭＥＭＳリレーでもよい。また、リレーは、ＭＥＭＳリレーに限定するものではない。
【００９２】
また、開閉器は、リレーに限らず、例えば、ＭＥＭＳスイッチや電気スイッチなどでもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１ ベース基板
２ 可動部形成基板
３ カバー基板
４ 電磁石装置
５ 接点
５ａ 第１導電層
５ｂ 第２導電層
１４ 固定接点
２１ フレーム部
２２ 第１ばね部
２３ 可動部
２４ アーマチュア
２６ 第２ばね部
２７ 可動接点
２８ 接点保持部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電層と第２導電層とが交互に積層されたナノ周期積層膜からなる接点であって、最表層が第１導電層であり、前記第１導電層は、Ａｕ、Ａｕ合金、Ａｇ、Ａｇ合金、Ａｕ若しくはＡｇと異種金属との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属酸化物との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属窒化物との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属硫化物との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属ホウ化物との複合材料の群から選択される第１材料により形成され、前記第２導電層は、Ｗ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、ＩｒＯ２、ＴｉＢ２、ＴｉＣ、ＺｒＢ２、ＺｒＣ、ＮｂＣ、ＷＣの群から選択される第２材料により形成されてなることを特徴とする接点。
【請求項２】
前記Ａｕ合金は、Ａｕと、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｏ、Ｚｎの群から選択された少なくとも１種の金属との合金であり、前記Ａｇ合金は、Ａｇと、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄの群から選択された少なくとも１種の金属との合金であることを特徴とする請求項１記載の接点。
【請求項３】
前記第１導電層および前記第２導電層は、スパッタ法により形成されてなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の接点。
【請求項４】
可動接点と前記可動接点が接離する固定接点とを備え、前記可動接点と前記固定接点との少なくとも一方が、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の接点からなることを特徴とする開閉器。
【請求項５】
厚み方向の一表面側に固定接点が設けられたベース基板と、前記ベース基板の前記一表面側に対向配置されたカバー基板と、前記ベース基板と前記カバー基板との一方に収納された電磁石装置と、前記ベース基板と前記カバー基板との間に配置された可動部形成基板とを備え、前記可動部形成基板は、前記ベース基板と前記カバー基板との間に介在するフレーム部と、前記フレーム部の内側に配置され前記フレーム部に第１ばね部を介して揺動自在に支持された可動部と、前記可動部に設けられ前記電磁石装置とともに磁気回路を構成するアーマチュアと、前記可動部に支持され前記アーマチュアの揺動に伴って前記固定接点に接離する可動接点が設けられた接点保持部とを有し、前記可動接点と前記固定接点との少なくとも一方が、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の接点からなることを特徴とするＭＥＭＳリレー。
【請求項１】
第１導電層と第２導電層とが交互に積層されたナノ周期積層膜からなる接点であって、最表層が第１導電層であり、前記第１導電層は、Ａｕ、Ａｕ合金、Ａｇ、Ａｇ合金、Ａｕ若しくはＡｇと異種金属との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属酸化物との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属窒化物との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属硫化物との複合材料、Ａｕ若しくはＡｇと金属ホウ化物との複合材料の群から選択される第１材料により形成され、前記第２導電層は、Ｗ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、ＩｒＯ２、ＴｉＢ２、ＴｉＣ、ＺｒＢ２、ＺｒＣ、ＮｂＣ、ＷＣの群から選択される第２材料により形成されてなることを特徴とする接点。
【請求項２】
前記Ａｕ合金は、Ａｕと、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｏ、Ｚｎの群から選択された少なくとも１種の金属との合金であり、前記Ａｇ合金は、Ａｇと、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄの群から選択された少なくとも１種の金属との合金であることを特徴とする請求項１記載の接点。
【請求項３】
前記第１導電層および前記第２導電層は、スパッタ法により形成されてなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の接点。
【請求項４】
可動接点と前記可動接点が接離する固定接点とを備え、前記可動接点と前記固定接点との少なくとも一方が、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の接点からなることを特徴とする開閉器。
【請求項５】
厚み方向の一表面側に固定接点が設けられたベース基板と、前記ベース基板の前記一表面側に対向配置されたカバー基板と、前記ベース基板と前記カバー基板との一方に収納された電磁石装置と、前記ベース基板と前記カバー基板との間に配置された可動部形成基板とを備え、前記可動部形成基板は、前記ベース基板と前記カバー基板との間に介在するフレーム部と、前記フレーム部の内側に配置され前記フレーム部に第１ばね部を介して揺動自在に支持された可動部と、前記可動部に設けられ前記電磁石装置とともに磁気回路を構成するアーマチュアと、前記可動部に支持され前記アーマチュアの揺動に伴って前記固定接点に接離する可動接点が設けられた接点保持部とを有し、前記可動接点と前記固定接点との少なくとも一方が、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の接点からなることを特徴とするＭＥＭＳリレー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２５２８７８（Ｐ２０１２−２５２８７８Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２４５５４（Ｐ２０１１−１２４５５４）
【出願日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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