專利名稱：開(kāi)關(guān)陣列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開(kāi)關(guān)陣列，例如涉及使多條輸入線和多條輸出線中的某一條導(dǎo)通(on)、斷開(kāi)(off)的開(kāi)關(guān)陣列。
背景技術(shù)：
作為能夠有選擇地使多條輸入線和多條輸出線中的某一條導(dǎo)通、斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)陣列，例如有日本專利文獻(xiàn)特開(kāi)平10-283893號(hào)公報(bào)中所記載的繼電器埋設(shè)基板。在記載在該日本專利文獻(xiàn)特開(kāi)平10-283893號(hào)公報(bào)中的繼電器埋設(shè)基板中，使三輸入、三輸出交差，并在各交差區(qū)域設(shè)置繼電器，從而在薄型基材中埋設(shè)九個(gè)超小型繼電器。在該示例中，能夠使任意繼電器導(dǎo)通、斷開(kāi)。
由于被埋設(shè)在記載于日本專利文獻(xiàn)特開(kāi)平10-283893號(hào)公報(bào)中的繼電器埋設(shè)基板中的繼電器是超小型的，因此觸點(diǎn)容量比較小，雖然能夠?qū)?、斷開(kāi)微小的控制電流，但無(wú)法用于例如照明裝置等的開(kāi)關(guān)。其原因在于，為使照明裝置點(diǎn)亮、熄滅，需要導(dǎo)通、斷開(kāi)幾個(gè)安培的電流。
雖然可考慮使用大型繼電器來(lái)導(dǎo)通、斷開(kāi)大電流，但安裝大型繼電器需要有大的設(shè)置場(chǎng)所。特別是在將大型繼電器用于像交差區(qū)域?yàn)?28×128或256×256這樣的多個(gè)開(kāi)關(guān)陣列中時(shí)，裝置會(huì)變得非常大。另外，如果繼電器觸點(diǎn)的導(dǎo)通電阻不在1Ω以下，則會(huì)在繼電器觸點(diǎn)產(chǎn)生電壓下降，或者在使繼電器導(dǎo)通并流過(guò)大電流時(shí)，會(huì)在繼電器觸點(diǎn)發(fā)熱。并且為了使其導(dǎo)通，在此期間，需要在閉合了觸點(diǎn)的繼電器線圈中持續(xù)流通驅(qū)動(dòng)電流，從而消耗電流也會(huì)增大。
雖然也可使用諸如MOSFET這樣的開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)陣列來(lái)代替繼電器觸點(diǎn)，但由于導(dǎo)通電阻或斷開(kāi)時(shí)的峰值電流很大，因此存在流過(guò)大電流時(shí)容易會(huì)損壞元件的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠流通大電流，且導(dǎo)通電阻小、不需要驅(qū)動(dòng)電流即可維持連接狀態(tài)的開(kāi)關(guān)陣列。
本發(fā)明是一種開(kāi)關(guān)陣列，包括第一布線層；與第一布線層立體交差的第二布線層；以及連接結(jié)構(gòu)，該連接結(jié)構(gòu)被設(shè)置在第一布線層和第二布線層的交差區(qū)域，有選擇地連接第一和第二布線層。其中，連接結(jié)構(gòu)具有變形部件，該變形部件的一端與第一布線層連接，另一端與第二布線層在絕緣狀態(tài)下間隔相對(duì)，該變形部件通過(guò)變形，使另一端與第二布線層電連接，并維持該狀態(tài)。
在本發(fā)明中，能夠用使變形部件變形并維持變形狀態(tài)的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)來(lái)流過(guò)大電流，并能夠減小導(dǎo)通電阻，且可以不需要驅(qū)動(dòng)電流。
優(yōu)選的是，包括間隔設(shè)置的第一基板和第二基板，在第一基板上設(shè)有第一布線層，并在與變形部件的另一端側(cè)對(duì)應(yīng)的位置處形成有貫通孔，連接結(jié)構(gòu)包括按照覆蓋貫通孔的方式而配置的連接維持部件，連接維持部件從貫通孔穿過(guò)并變形，從而按壓變形部件。在該示例中，能夠僅通過(guò)使連接維持部件穿過(guò)貫通孔按壓變形部件來(lái)經(jīng)由變形部件維持第一和第二布線層的連接狀態(tài)。
在一個(gè)實(shí)施方式中，連接維持部件由于被加熱而發(fā)生變形，從而按壓變形部件。在另一實(shí)施方式中，連接維持部件具有加熱變形特性，部件自身由于加熱而膨脹、收縮、變形，從而按壓變形部件。在又一實(shí)施方式中，連接維持部件包括粘著部件，該粘著部件通過(guò)粘著力來(lái)維持變形了的變形部件和第二布線層的連接狀態(tài)。通過(guò)這些連接維持部件，可在不需要驅(qū)動(dòng)電流的情況下，通過(guò)變形部件來(lái)維持第一和第二布線層的連接狀態(tài)。
在本發(fā)明的另一方面中包括設(shè)在基板的一個(gè)面上的第一布線層；設(shè)在基板的另一面上、并與第一布線層在絕緣狀態(tài)下立體交差的第二布線層；以及用于填充導(dǎo)電性部件的貫通孔，該貫通孔被設(shè)在第一布線層和第二布線層的立體交差區(qū)域的基板中。通過(guò)在貫通孔中填充導(dǎo)電性部件，將第一布線層和第二布線層電連接起來(lái)。
在本發(fā)明中，僅通過(guò)在貫通孔中填充導(dǎo)電性部件，即可在不需要驅(qū)動(dòng)電流的情況下電連接第一布線層和第二布線層。
另外，在本發(fā)明的另一方面的開(kāi)關(guān)陣列包括第一布線層；與第一布線層在連接狀態(tài)下立體交差的第二布線層；以及連接結(jié)構(gòu)，該連接結(jié)構(gòu)被設(shè)置在立體交差區(qū)域，有選擇地電連接第一布線層和第二布線層。其中，連接結(jié)構(gòu)具有連接布線層，該連接布線層的一端與第一布線層連接，另一端與第二布線連接，通過(guò)切斷該連接布線層來(lái)截?cái)嗟谝徊季€層和第二布線層的連接。
在本發(fā)明中能夠總是維持第一和第二布線層的連接狀態(tài)，并能夠通過(guò)切斷來(lái)截?cái)嗟谝缓偷诙季€層的連接，因此，可以不需要用于維持連接狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)電流。
在一個(gè)實(shí)施方式中，包括在空間上方延展的膜，連接布線層形成在膜的上面，通過(guò)施加壓力而被切斷。在另一實(shí)施方式中，連接布線層是電阻分量比第一和布線層大的布線層，通過(guò)在第一和第二布線層之間流過(guò)大電流來(lái)使之熔斷。在任一實(shí)施方式中，都可以通過(guò)連接布線層來(lái)維持第一和第二布線層的連接狀態(tài)，并能夠通過(guò)切斷該連接布線層來(lái)截?cái)噙B接狀態(tài)。
本發(fā)明的另一方面是包括下述部件的開(kāi)關(guān)陣列，即包括第一布線層；與第一布線層在絕緣狀態(tài)下立體交差的第二布線層；以及連接結(jié)構(gòu)，其被設(shè)置在第一布線層和第二布線層的各個(gè)交差區(qū)域內(nèi)，有選擇地連接第一和第二布線層；其中，第一和第二布線層中的至少某一方可朝另一布線層變位并維持該變位狀態(tài)，該開(kāi)關(guān)陣列具有導(dǎo)電性部件，其被配置在第一和第二布線層之間，通過(guò)加壓，僅該被加壓部分具有導(dǎo)電性，連接結(jié)構(gòu)具有連接區(qū)域，該連接區(qū)域分別與第一和第二布線層相對(duì)設(shè)置，當(dāng)?shù)谝缓偷诙季€層中的某一個(gè)變位時(shí)，導(dǎo)電性部件由于加壓而分別發(fā)生電接觸。
在本發(fā)明中，通過(guò)按壓第一和第二布線層中的某-個(gè)來(lái)經(jīng)由導(dǎo)電部件使第-和第二布線層彼此電連接，從而能夠在不需要驅(qū)動(dòng)電流的情況下維持該連接狀態(tài)。
優(yōu)選的是，連接區(qū)域是設(shè)在第一和第二布線層上的電極，另外還具有設(shè)在預(yù)先確定的電極以外的電極上的絕緣物。設(shè)置了絕緣物的電極不與相對(duì)的電極連接。
優(yōu)選的是，導(dǎo)電性部件是在絕緣性的彈性片材內(nèi)混入導(dǎo)電性粒子而形成的。
本發(fā)明的另一方面是包括下述部件的開(kāi)關(guān)陣列，即包括第一布線層；與第一布線層在絕緣狀態(tài)下立體交差的第二布線層；與第一布線層在絕緣狀態(tài)下立體交差的第三布線層；以及連接結(jié)構(gòu)，該連接結(jié)構(gòu)被設(shè)置在第一布線層和第二以及第三布線層的各個(gè)交差區(qū)域內(nèi)，有選擇地連接第一布線層和第二或者第三布線層；其中，第一布線層與第二以及第三布線層立體交差的部分可變位并能夠維持該狀態(tài)，選擇性變位的部分實(shí)現(xiàn)交差部分的電連接。
在本發(fā)明中，能夠通過(guò)使第二和第三布線層中的某一個(gè)變位來(lái)與第一布線層電連接，并能夠僅使變位的布線層與第一布線層連接，從而不會(huì)發(fā)生其他布線層與第一布線層連接的問(wèn)題。
優(yōu)選的是，第一布線層包括被分叉出去并與第二和第三布線層立體交差的第一分支層和第二分支層，第一分支層和第二分支層可分別變位并維持該狀態(tài)，變位的分支層實(shí)現(xiàn)交差部分的電連接。
根據(jù)本發(fā)明，能夠流通大電流，且導(dǎo)通電阻小、不需要驅(qū)動(dòng)電流即可維持連接狀態(tài)。


圖1A是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的開(kāi)關(guān)陣列中所包含的、使用了熱可塑性片材的開(kāi)關(guān)的截面圖；圖1B是表示用銷按壓本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的開(kāi)關(guān)陣列中所包含的熱可塑性片材的截面圖；圖1C是表示使本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的開(kāi)關(guān)陣列所中包含的熱可塑性片材變形來(lái)閉合開(kāi)關(guān)的情形的截面圖；圖2是表示本發(fā)明另一實(shí)施方式的開(kāi)關(guān)陣列中所包含的、使用了熱可塑性片材的開(kāi)關(guān)的變形例的截面圖；圖3A是表示本發(fā)明另一實(shí)施方式的開(kāi)關(guān)陣列中所包含的、使用了發(fā)泡片材的開(kāi)關(guān)的截面圖；圖3B是表示使本發(fā)明另一實(shí)施方式的開(kāi)關(guān)陣列所包含的發(fā)泡片材變形來(lái)閉合開(kāi)關(guān)的情形的截面圖；圖4A是表示本發(fā)明又一實(shí)施方式的開(kāi)關(guān)陣列所包含的、使用了粘著層的開(kāi)關(guān)的截面圖；圖4B是表示使本發(fā)明又一實(shí)施方式的開(kāi)關(guān)陣列所包含的懸臂與粘著層接觸的截面圖；圖4C是表示使本發(fā)明又一實(shí)施方式的開(kāi)關(guān)陣列所包含的懸臂的另一端與布線層接觸的截面圖；圖5A是表示本發(fā)明又一實(shí)施方式的開(kāi)關(guān)陣列所包含的開(kāi)關(guān)的主要部分的截面圖；圖5B是圖5A的線5B-5B的橫截面圖；圖6是本發(fā)明又一實(shí)施方式的開(kāi)關(guān)陣列的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是表示本發(fā)明另一實(shí)施方式中的使用了粘著層的開(kāi)關(guān)陣列的平面圖；圖8是沿著圖7的線8A-8A的截面圖；圖9是本發(fā)明又一實(shí)施方式中的使用了隔膜的開(kāi)關(guān)陣列的平面圖；圖10A是沿著圖9的線10A-10A的截面圖；圖10B是沿著圖9的線10B-10B的截面圖；圖10C是沿著圖9的線10B-10B的另一示例的截面圖；圖10D是沿著圖9的線10D-10D的截面圖；圖11是圖9所示的開(kāi)關(guān)陣列的變形例的示意圖；圖12是表示本發(fā)明又一實(shí)施方式的開(kāi)關(guān)陣列的立體圖；圖13A是沿著圖12所示的線13A-13A的布線層、電極焊盤以及各向異性導(dǎo)電片材的截面圖；圖13B是沿著圖12所示的線13A-13A的布線層、電極焊盤以及各向異性導(dǎo)電片材的截面圖，并示出了按壓電極焊盤的狀態(tài)；圖13C是圖12所示的布線層、電極焊盤以及各向異性導(dǎo)電片材的截面圖，示出了按壓電極焊盤的狀態(tài)，并示出了通過(guò)絕緣體使焊盤和導(dǎo)電粒子絕緣的情況；圖14是圖12所示的實(shí)施方式的變形例的示意圖；圖15是表示本發(fā)明又一實(shí)施方式的開(kāi)關(guān)陣列的立體圖；圖16是表示本發(fā)明又一實(shí)施方式的開(kāi)關(guān)陣列的立體圖。
具體實(shí)施例方式
圖1A～圖1C是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的開(kāi)關(guān)陣列中所包含的開(kāi)關(guān)的截面圖。在圖1A中，開(kāi)關(guān)10被設(shè)置在開(kāi)關(guān)陣列的一個(gè)交差區(qū)域中。相對(duì)于下部基板11和絕緣膜12具有預(yù)定間隔并且平行地設(shè)置了絕緣膜14和上部基板15。在絕緣膜14的下面設(shè)有第一布線層16，在絕緣膜12上設(shè)有第二布線層13，該第二布線層13相對(duì)于第一布線層16立體交差設(shè)置。
在第一布線層16和第二布線層13的交差區(qū)域中設(shè)有作為變形部件的懸臂17，懸臂17的一端與第一布線層16相連接，懸臂17的另一端在絕緣狀態(tài)下與第二布線層13留有間隔地相對(duì)。通過(guò)變形使懸臂17的另一端與第二布線層13連接。第一布線層16、第二布線層13、以及懸臂17由鎳或銅等金屬材料形成?？蓪?duì)懸臂17的另一端的形狀進(jìn)行適當(dāng)選擇，以減小其相對(duì)于第二布線層13的導(dǎo)通電阻。
通過(guò)濕蝕刻而在絕緣膜14和上部基板15的對(duì)應(yīng)于懸臂17另一端的位置處形成貫通孔18。通過(guò)濕蝕刻來(lái)形成貫通孔18，由此使得上部基板15的上面的開(kāi)口部大，下面的開(kāi)口部小。這是為了使圖1B所示的銷20容易插入貫通孔18中。
在上部基板15上以覆蓋貫通孔18的方式配置有熱可塑性片材19，該熱可塑性片材19用作通過(guò)加熱而變形的連接維持部件，例如由氯乙烯等制成。連接維持部件不僅是變形部件，同時(shí)還被構(gòu)成為連接結(jié)構(gòu)。如圖1B所示，對(duì)銷20進(jìn)行加熱，并將貫通孔18上部的熱可塑性片材19的表面壓向懸臂17那側(cè)，由此如圖1C所示，熱可塑性片材19變形通過(guò)貫通孔18并按壓懸臂17。由此，懸臂17的另一端與第二布線層13電連接而閉合開(kāi)關(guān)10。
熱可塑性片材19被銷20加熱后，當(dāng)冷卻時(shí)，維持圖1C所示的懸臂17的另一端與第二布線層13接觸的連接狀態(tài)。由此，在閉合開(kāi)關(guān)10之后，不必進(jìn)行能量供應(yīng)、如持續(xù)流通電流等，即可維持連接狀態(tài)。并且，由于能夠?qū)冶?7選擇為任意形狀，因此，能夠通過(guò)增大第二布線層13和懸臂17另一端的接觸面積來(lái)減小導(dǎo)通電阻，從而可以流過(guò)大電流。
當(dāng)加熱并按壓熱可塑性片材19時(shí)，銷20優(yōu)先選擇不與熱可塑性片材19粘接的材質(zhì)。另外，雖然在加熱銷20并按壓熱可塑性片材19時(shí)向懸臂17傳遞熱，但優(yōu)選在不使懸臂17被氧化的溫度或氛圍下進(jìn)行加熱。
另外，另一實(shí)施方式如圖2所示，通過(guò)對(duì)氧化膜14和上部基板15進(jìn)行干蝕刻來(lái)形成貫通孔21，其上側(cè)開(kāi)口部和下部開(kāi)口部的直徑相等，由此構(gòu)成開(kāi)關(guān)10a。
另外，作為其他實(shí)施方式，如果將能夠在變形之后維持其狀態(tài)的部件用作懸臂17，則不需要特意設(shè)置連接維持部件。
圖3A和圖3B是表示圖1A～圖1C所示的開(kāi)關(guān)10的變形例的截面圖。在該示例的開(kāi)關(guān)10b中，如圖3A所示，在上部基板15上重疊形成有作為連接維持部件的發(fā)泡片材22和玻璃基板23，以代替圖1A～圖1C所示的熱可塑性片材19。發(fā)泡片材22是含有大量氣泡的發(fā)泡性材料，當(dāng)經(jīng)由玻璃基板23向發(fā)泡片材22照射激光時(shí)，發(fā)泡片材22被加熱，內(nèi)部氣泡發(fā)生膨脹。發(fā)泡性材料除了含有氣泡的材料之外，還可以是具有下述特性的材料，即通過(guò)加熱而體積發(fā)生膨脹、或形狀發(fā)生變化的材料。
由于膨脹了的發(fā)泡片材22變形通過(guò)貫通孔18，并如圖3B所示地按壓懸臂17，因此，能夠使懸臂17的另一端接觸第二布線層13。當(dāng)冷卻發(fā)泡片材22時(shí)，能夠維持懸臂17的另一端與第二布線層13連接的狀態(tài)。
另外，也可以不設(shè)置玻璃基板23，而是加熱圖1B所示的銷20，從而壓下發(fā)泡片材22來(lái)按壓懸臂17。
在本實(shí)施方式中，由于能夠通過(guò)使發(fā)泡片材22變形并按壓懸臂17來(lái)維持懸臂17的另一端與第二布線層13連接的狀態(tài)，因此，在閉合開(kāi)關(guān)10之后，不必進(jìn)行能量供應(yīng)、如持續(xù)流通電流等，即可維持連接狀態(tài)。并且，由于能夠增大第二布線層13和懸臂17的另一端的接觸面積，因此能夠減小導(dǎo)通電阻，從而也可以流過(guò)大電流。
圖4A～圖4C是本發(fā)明另一實(shí)施方式的開(kāi)關(guān)陣列中所包含的開(kāi)關(guān)的截面圖。在圖1A～圖1C所示的實(shí)施方式中，是使用熱可塑性片材19來(lái)使懸臂17的另一端和第一布線層13接觸，而在本實(shí)施方式中，是使用作為變形部件示例之一的粘著性部件的粘著層25來(lái)使懸臂17的另一端和第一布線層13接觸。即，如圖4A所示，和圖1A～圖1C的實(shí)施方式相同，在下部基板11上的絕緣膜12上形成有第二布線層13，懸臂17a的一端與第一布線層16連接。
懸臂17a的另一端的與第二布線層13相對(duì)的面是平坦的。除去與懸臂17a的另一端相對(duì)的部分之外，在第二布線層13的其他部分上粘貼有例如雙面膠帶這樣的粘著層25，該粘著層25以絕緣狀態(tài)與懸臂17a相對(duì)。在絕緣膜14和上部基板15的、與粘著層25的上方對(duì)應(yīng)的位置處形成有貫通孔21。
當(dāng)用圖4A所示的銷20按壓懸臂17a的另一端時(shí)，如圖4B所示，懸臂17a的另一端被壓下變形，并與第二布線層13接觸。此時(shí)，由于懸臂17a變形并按壓粘著層25，因此，可以通過(guò)其粘著力來(lái)維持懸臂17a的變形狀態(tài)。
即使去除銷20，也能夠在粘著層25的粘著力的作用下維持懸臂17a的變形狀態(tài)，因此，能夠如圖4C所示將懸臂17a的另一端維持為與第一布線層13相連接的狀態(tài)。
在本實(shí)施方式中，由于能夠通過(guò)粘著層25的粘著力來(lái)維持懸臂17a的另一端與第二布線層13a接觸的狀態(tài)，因此，在閉合開(kāi)關(guān)10c之后，不必進(jìn)行能量供應(yīng)、如持續(xù)流通電流等，即可維持連接狀態(tài)。并且在本實(shí)施方式中，由于能夠任意增大第二布線層13和懸臂17a另一端的接觸面積，因此能夠減小導(dǎo)通電阻，從而也可以流過(guò)大電流。
另外，作為優(yōu)選的實(shí)施方式，可以使用抗蝕劑或聚酰亞胺等有機(jī)樹脂來(lái)作為粘著層25。此時(shí)，作為粘著層25的功能，除了粘著性之外，還期望能夠提高因粘著層25的熱收縮而引起的接觸壓力。
圖5A和圖5B是本發(fā)明又一實(shí)施方式的開(kāi)關(guān)陣列中所包含的開(kāi)關(guān)示意圖，圖5A是主要部分的立體圖，圖5B是沿著圖5A的線5B-5B的截面圖。本實(shí)施方式的開(kāi)關(guān)10d使用了導(dǎo)電膏36作為導(dǎo)電性部件來(lái)將布線層31、33之間電連接起來(lái)。
即，在基板30的絕緣層上，夾著層間絕緣層35而形成有第一布線層31和第二布線層33，該第二絕緣層33在絕緣狀態(tài)下相對(duì)于第一布線層31立體交差。在第一布線層31和第二布線層33的交差區(qū)域中形成有用于填充導(dǎo)電性部件的貫通孔34。貫通孔34貫通第一布線層31和層間絕緣膜35，使第二布線層33的位于層間絕緣膜35一側(cè)的表面露出來(lái)。
當(dāng)連接第一布線層31和第二布線層33時(shí)，在貫通孔34內(nèi)填充例如導(dǎo)電膏36。由此布線層31和33被電連接。也可以將熔化的焊錫注入貫通孔34內(nèi)來(lái)代替導(dǎo)電膏36。另外，當(dāng)不連接第一布線層31和第二布線層33時(shí)，優(yōu)選在貫通孔34內(nèi)填充例如絕緣膏，以使得不流過(guò)表面峰值電流。
在本實(shí)施方式中，使形成在基板30的兩面上的第一布線層31和第二布線層33相交差，在交差區(qū)域的第一布線層31和基板30中形成貫通孔34，在貫通孔34內(nèi)僅填充導(dǎo)電膏36來(lái)構(gòu)成開(kāi)關(guān)10d，因此，能夠使結(jié)構(gòu)極為簡(jiǎn)單。并且在閉合開(kāi)關(guān)10d之后，不必進(jìn)行能量供應(yīng)、如持續(xù)流通電流等，即可維持連接狀態(tài)，并能夠通過(guò)導(dǎo)電膏36或焊錫來(lái)直接連接第一布線層31和第二布線層33，因此，能夠?qū)?dǎo)通電阻減小至可基本忽略不計(jì)的程度，從而也可以流過(guò)大電流。
圖6是本發(fā)明又一實(shí)施方式的開(kāi)關(guān)陣列的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖6所示的開(kāi)關(guān)陣列1中，將輸入1～輸入5的輸入線和輸出1～輸出5的輸出線相交叉而形成矩陣，并在交差區(qū)域連接開(kāi)關(guān)10e，該開(kāi)關(guān)10e連接了對(duì)應(yīng)的輸入線和輸出線。作為開(kāi)關(guān)10e可應(yīng)用圖1A、圖1B、圖1C～圖5A以及圖5B所示的開(kāi)關(guān)10、10a、10b、10c、10d中的任一個(gè)。于是，可以通過(guò)閉合任一交差區(qū)域的開(kāi)關(guān)來(lái)連接對(duì)應(yīng)的輸入和輸出。
在本實(shí)施方式中，可以通過(guò)用矩陣構(gòu)成開(kāi)關(guān)陣列來(lái)選擇任意交差區(qū)域的開(kāi)關(guān)10e。
在圖6所示的開(kāi)關(guān)陣列中，在具有多個(gè)輸入和多個(gè)輸出的矩陣的交差區(qū)域連接開(kāi)關(guān)10e，但不限于此，在相對(duì)一個(gè)輸入具有多個(gè)輸出的開(kāi)關(guān)陣列或者相對(duì)多個(gè)輸入具有一個(gè)輸出的開(kāi)關(guān)陣列中也可應(yīng)用本發(fā)明。
圖7是本發(fā)明的另一實(shí)施方式的開(kāi)關(guān)陣列的平面圖，圖8是沿著圖7的線8A-8A的截面圖。
對(duì)于本實(shí)施方式的開(kāi)關(guān)陣列60，作為一個(gè)示例，以二輸入二輸出來(lái)構(gòu)成。如圖8所示，在下部基板11上形成有絕緣膜12，在絕緣膜12上形成有在該圖中未示出而在圖7中示出的輸入焊盤41、42以及輸出焊盤51、52。
另外，在絕緣膜12上形成有與輸入焊盤41、42相連接、并作為輸入線的帶狀的第二布線層43、44。另外，與輸出焊盤51、52相連接、并作為輸出線的第一布線層53、54在絕緣狀態(tài)下分別與第二布線層43、44相交差，并以通過(guò)第二布線層43、44各自上方的方式而立體形成。布線層53形成在絕緣層69之上。在第二布線層43、44和第一布線層53、54的各個(gè)交差區(qū)域中連接有作為連接結(jié)構(gòu)的開(kāi)關(guān)61、62、63、64。
開(kāi)關(guān)61包括布線層45和可動(dòng)部件65，布線層45與第二布線層43相交差并與第二布線層43相連接，可動(dòng)部件65作為其一端與第一布線層53相連接的變形部件。如圖8所示，可動(dòng)部件65包括形成在基板66的下表面上的金屬層67和形成于另一端的可動(dòng)觸點(diǎn)68?？蓜?dòng)觸點(diǎn)68與布線層45相對(duì)并間隔一定距離，通過(guò)可動(dòng)部件65的變形與布線層45連接。在可動(dòng)部件65的金屬層67和絕緣層12之間設(shè)有例如雙面膠帶這樣的粘著層25。
另外，雖然圖8未示出，但在開(kāi)關(guān)61上還可以形成有絕緣膜14和上部基板15，該絕緣膜14和上部基板15與下部基板11和絕緣膜12相對(duì)、并形成有圖4A～圖4C所示的貫通孔21。
因此，在本實(shí)施方式的二輸入二輸出的開(kāi)關(guān)陣列60中，可以通過(guò)按壓交差區(qū)域的開(kāi)關(guān)61～64中的某一個(gè)可動(dòng)部件65而在粘著層25的粘著力的作用下維持可動(dòng)部件65的變形，從而使可動(dòng)觸點(diǎn)68與布線層45接觸。由此，在閉合開(kāi)關(guān)61～64中的某一個(gè)之后，不必進(jìn)行能量供應(yīng)、如持續(xù)流通電流等，即可維持連接狀態(tài)。并且在本實(shí)施方式中，由于也可將可動(dòng)觸點(diǎn)68形成為任意形狀，因此能夠減小導(dǎo)通電阻，從而也可以流過(guò)大電流。
圖9是本發(fā)明另一實(shí)施方式的開(kāi)關(guān)陣列的平面圖，圖10A～圖10D是分別沿著圖9的線10A-10A、10B-10B、10D-10D的截面圖。
圖9所示的開(kāi)關(guān)陣列70與圖7所示的實(shí)施方式的開(kāi)關(guān)陣列60相同，包括輸入焊盤41、42、51、52和布線層43、44、53、54。各個(gè)布線層43、44和53、54的交差區(qū)域中連接有作為連接結(jié)構(gòu)的開(kāi)關(guān)71～74。開(kāi)關(guān)71包括與布線層43交差連接的帶狀布線層45；與布線層53交差連接的帶狀布線層55；與布線層55交差并通過(guò)貫通導(dǎo)體56連接、且形成在布線層45的延長(zhǎng)線上的布線層46；以及連接在布線層45和46之間而形成的連接布線層47。布線層43、45、46形成在圖10A～圖10D所示的絕緣膜12上，布線層55形成在層間絕緣膜57上。
連接布線層47也可以以平面形狀彎折多次。
如圖10B所示，在基板11上，通過(guò)保留基板11的一部分來(lái)進(jìn)行蝕刻，形成了空間77，在該空間77上形成由基板11的一部分和絕緣膜12構(gòu)成的隔膜76。另外，也可以如圖10C所示，不保留基板11的一部分，而是僅通過(guò)絕緣膜12來(lái)形成隔膜76。
為了在初始狀態(tài)下將布線層43和53置于連接狀態(tài)，在隔膜76上形成上述連接布線層47。在隔膜76上，當(dāng)用例如銷等對(duì)連接布線層47施加機(jī)械壓力時(shí)，能夠容易切斷連接布線層47。為此，連接布線層47的寬度被形成得比較狹窄，或者用厚度比較薄的金屬材料來(lái)形成，以使得比其他布線層45、46、55容易切斷。其他開(kāi)關(guān)72～74的結(jié)構(gòu)與開(kāi)關(guān)71相同。
在本實(shí)施方式中，當(dāng)形成開(kāi)關(guān)陣列70時(shí)，開(kāi)關(guān)71～74均處于連接狀態(tài)，能夠通過(guò)切斷連接布線層47而將該開(kāi)關(guān)置于截?cái)酄顟B(tài)。由于經(jīng)由布線層45、46、55并通過(guò)連接布線層47來(lái)連接輸入測(cè)的布線層43或44和輸出側(cè)的布線層53或54，因此，在處于連接狀態(tài)的開(kāi)關(guān)中幾乎沒(méi)有導(dǎo)通電阻，即使流過(guò)大電流，在開(kāi)關(guān)71～74部分也不會(huì)產(chǎn)生電壓下降。
另外在上述的說(shuō)明中，是用銷等通過(guò)按壓來(lái)切斷連接布線層47的，而在其他的實(shí)施方式中，作為連接布線層47也可以被如下形成，即與其他的布線層43、45、46、55、53相比，其厚度比較薄或者寬度比較窄，并用電阻分量(原文扺抗成分)大的布線層形成，由此，在輸入焊盤41和輸出焊盤51之間施加電壓，從而在連接布線層47中流過(guò)大電流而使之熔斷。在該示例中，由于通過(guò)流過(guò)大電流即可容易地進(jìn)行切斷，因此可以不必特地設(shè)置隔膜76。
圖11是圖9所示的開(kāi)關(guān)陣列中所包含的開(kāi)關(guān)的變形例的示意圖。該圖11所示的開(kāi)關(guān)陣列70a中所包含的開(kāi)關(guān)71a僅取出了與圖9所示的開(kāi)關(guān)71相對(duì)應(yīng)的部分，隔膜80取代隔膜76，并在其外周部設(shè)有用于容易破壞隔膜的開(kāi)口部。由此，當(dāng)用銷等對(duì)隔膜80施加壓力時(shí)，開(kāi)口部起到諸如剪切線這樣的功能，從而能夠容易地切斷連接布線層47。
圖12是表示本發(fā)明另一實(shí)施方式的開(kāi)關(guān)陣列的立體圖，圖13A～圖13C是沿著圖12所示的線13A-13A的上部、下部布線層、電極焊盤以及各向異性導(dǎo)電片材的截面圖。
在圖12所示的下部基板90上設(shè)有作為多個(gè)第一布線層的下部布線層91、92，在上部基板100上設(shè)有與下部布線層91、92立體交差的、作為第二布線層的多個(gè)上部布線層101～103。在下部布線層91、92上形成有焊盤94～99，在上部布線層101～103上相對(duì)于焊盤94～99形成有焊盤104～109。這些焊盤94～99、104～109構(gòu)成作為連接區(qū)域的電極。
下部布線層91、92和上部布線層101～103均由可通過(guò)按壓而變形的變形部件來(lái)構(gòu)成，但也可以不是可變形部件。例如，也可以在不希望導(dǎo)通的焊盤之間預(yù)先設(shè)置絕緣物，通過(guò)將上部基板100壓向下部基板90(將兩基板壓合)而發(fā)生變形，從而得到預(yù)期的電連接。為了維持電連接狀態(tài)，需要有用于維持因上下基板90、100的壓合所引起的變位的機(jī)構(gòu)，例如可通過(guò)包含彈簧結(jié)構(gòu)的組件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在下部布線層91、92和上部布線層101～103之間配置具有彈性的各向異性導(dǎo)電片材110。如圖13A～圖13C所示，各向異性導(dǎo)電片材110是在具有預(yù)定厚度的絕緣片材120內(nèi)混雜導(dǎo)電性粒子121的片材。例如如圖13A所示，當(dāng)沒(méi)有按壓上部布線層102或者下部布線層91時(shí)，焊盤105和焊盤95通過(guò)絕緣片材120而保持絕緣狀態(tài)。
例如如圖13B所示，當(dāng)按壓上部布線層102的焊盤105上部時(shí)，焊盤105按壓各向異性導(dǎo)電片材110，由此，各向異性導(dǎo)電片材110內(nèi)的導(dǎo)電性粒子121彼此接觸，從而焊盤105和焊盤95電連接。在下部布線層91、92的焊盤95周邊的焊盤94、96、97、98上方被絕緣膏等的絕緣物111～113所覆蓋。
由此，如圖13C所示，當(dāng)按壓上部布線層103的焊盤106上部時(shí)，焊盤106按壓各向異性導(dǎo)電片材110而使導(dǎo)電性粒子121彼此接觸，但由于焊盤96上方被絕緣物114所覆蓋，因此，導(dǎo)電性粒子121不會(huì)接觸焊盤96。從而焊盤106和96不會(huì)電連接。
在圖12所示的實(shí)施方式中，進(jìn)行預(yù)先確定而使得當(dāng)按壓上部布線層102的焊盤105上部時(shí)，焊盤105和95經(jīng)由各向異性導(dǎo)電片材110而電連接，當(dāng)按壓上部布線層103的焊盤109上部時(shí)，焊盤109和99經(jīng)由各向異性導(dǎo)電片材110而電連接。當(dāng)想要電連接下部布線層91、92的焊盤94、96、97、98和上部布線層101～103的焊盤104、106、107、108時(shí)，可以根據(jù)需要去除絕緣物111～113。
如上所述，由于各向異性導(dǎo)電片材110具有彈性，因此，例如當(dāng)從圖13B所示的狀態(tài)解除按壓時(shí)，會(huì)回復(fù)到圖13A所示的狀態(tài)，但為了維持圖13B所示的連接狀態(tài)，可以設(shè)置連接維持部件。例如，作為上部基板100或者下部基板90，可以考慮將圖1A～圖1C所示的熱可塑性片材或者在圖3A和圖3B中說(shuō)明的發(fā)泡片材用作連接維持部件。
因此，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠通過(guò)按壓設(shè)置了例如焊盤105的上部布線層102而經(jīng)由各向異性導(dǎo)電片材110與焊盤95電接觸而連接，因此，可以流過(guò)大電流，并且通過(guò)減小導(dǎo)通電阻，無(wú)需驅(qū)動(dòng)電流即可維持連接狀態(tài)。
圖14是圖12所示的實(shí)施方式的變形例的示意圖。在圖12所示的實(shí)施方式中，當(dāng)按壓上部布線層102的焊盤105上部時(shí)經(jīng)由各向異性導(dǎo)電片材110與焊盤105電連接的焊盤95以外的周圍焊盤94、96、97、98上覆蓋了絕緣物111、114、112、113。與之相反，在圖14所示的實(shí)施方式中，在焊盤94、96、97、98上沒(méi)有覆蓋絕緣物。
在本實(shí)施方式中，例如通過(guò)用圖1B所示的銷20按壓上部布線層102的焊盤105上部而使上部布線層102部分變位，由此，僅有焊盤105經(jīng)由各向異性導(dǎo)電片材110與焊盤95電連接。此時(shí)，由于僅使上部布線層102的焊盤105上部部分變位，因此，周圍的焊盤104、106、107、108、109沒(méi)有變位，從而這些焊盤104、106、107、108、109會(huì)與焊盤94、96、97、98、99電連接。
圖15是表示本發(fā)明又一實(shí)施方式的開(kāi)關(guān)陣列的立體圖。在圖15所示的開(kāi)關(guān)陣列130中，配置了作為可變位的第一布線層的上部布線層131、132，使之與作為第二和第三布線層的下部布線層135、136相對(duì)，并間隔預(yù)定距離立體交差。上部布線層131、132和下部布線層135、136的各個(gè)交差部分在初始狀態(tài)下均處于絕緣狀態(tài)，例如當(dāng)用圖1A～圖1C所示的銷20等來(lái)選擇性地使上部布線層131與下部布線層135相對(duì)的交差部分變位時(shí)，僅有上部布線層131的交差部分變位，從而與下部布線層135接觸而電連接。
在本實(shí)施方式中，為了維持上部布線層131的變位狀態(tài)，也可以在上部布線層131、132上配置圖1A～圖1C所示的熱可塑性片材或者圖3A和圖3B所示的發(fā)泡片材來(lái)作為連接維持部件。另外，如果是用使上部布線層131、132變位并可維持該狀態(tài)的部件來(lái)構(gòu)成的話，則可以通過(guò)使上部布線層131、132的任一個(gè)發(fā)生變位來(lái)進(jìn)行電連接，而不用設(shè)置連接維持部件。
圖16是表示本發(fā)明另一實(shí)施方式的開(kāi)關(guān)陣列的立體圖。在本實(shí)施方式的開(kāi)關(guān)陣列140中，上部布線層141、142和下部布線層145、146間隔預(yù)定距離立體交差，在上部布線層141中設(shè)有被分叉出去、并與下部布線層145、146相對(duì)的第一和第二分支層151、152，在上部布線層142中設(shè)有被分叉出去、并與下部布線層145、146相對(duì)的分支層151、152。分支層151～154由可變位的部件構(gòu)成。
在本實(shí)施方式中，例如當(dāng)用圖1A～圖1C所示的銷20等來(lái)使分支層151的前端部變位時(shí)，分支層151的前端部與下層布線145接觸而電連接。在本實(shí)施方式中，為了維持分支層151的變位狀態(tài)，也可以在上部布線層141、142上配置圖1A～圖1C所示的熱可塑性片材或者圖3A和圖3B所示的發(fā)泡片材來(lái)作為連接維持部件。另外，作為分支層151～154，如果使用了能夠維持其變位狀態(tài)的部件，則不需要設(shè)置連接維持部件。
以上參照

了本發(fā)明的實(shí)施方式，但本發(fā)明不限于圖示的實(shí)施方式。在與本發(fā)明相同的范圍內(nèi)、或者相等同的范圍內(nèi)，可對(duì)圖示的實(shí)施方式進(jìn)行各種改正或變形。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的開(kāi)關(guān)陣列可用于導(dǎo)通、斷開(kāi)大電流。
權(quán)利要求
1.一種開(kāi)關(guān)陣列，包括第一布線層；與所述第一布線層立體交差的第二布線層；以及連接結(jié)構(gòu)，該連接結(jié)構(gòu)被設(shè)置在所述第一布線層和所述第二布線層的交差區(qū)域內(nèi)，有選擇地連接所述第一和第二布線層；其中，所述連接結(jié)構(gòu)具有變形部件，該變形部件的一端與所述第一布線層連接，另一端與所述第二布線層在絕緣狀態(tài)下間隔相對(duì)，該變形部件通過(guò)變形，使所述另一端與所述第二布線層電連接，并維持該狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)陣列，所述開(kāi)關(guān)陣列包括間隔設(shè)置的第一基板和第二基板，在所述第一基板上設(shè)置有所述第一布線層，并在與所述變形部件的另一端側(cè)對(duì)應(yīng)的位置處形成有貫通孔，所述連接結(jié)構(gòu)包括以覆蓋所述貫通孔的方式進(jìn)行配置的連接維持部件，所述連接維持部件從所述貫通孔穿過(guò)并變形，對(duì)所述變形部件進(jìn)行按壓。
3.如權(quán)利要求2所述的開(kāi)關(guān)陣列，其中，所述連接維持部件由于被加熱而發(fā)生變形，從而按壓所述變形部件。
4.如權(quán)利要求2所述的開(kāi)關(guān)陣列，其中，所述連接維持部件具有加熱變形特性，部件自身通過(guò)加熱而膨脹、收縮、變形，從而按壓所述變形部件。
5.如權(quán)利要求2所述的開(kāi)關(guān)陣列，其中，所述連接維持部件包括粘著部件，該粘著部件通過(guò)粘著力來(lái)維持變形了的所述變形部件和所述第二布線層的連接狀態(tài)。
6.一種開(kāi)關(guān)陣列，包括設(shè)在基板的一個(gè)面上的第一布線層；設(shè)在所述基板的另一面上、并與所述第一布線層在絕緣狀態(tài)下立體交差的第二布線層；以及用于填充導(dǎo)電性部件的貫通孔，該貫通孔被設(shè)在所述第一布線層和所述第二布線層的立體交差區(qū)域的基板中；通過(guò)在所述貫通孔中填充導(dǎo)電性部件，從而電連接所述第一布線層和所述第二布線層。
7.一種開(kāi)關(guān)陣列，包括第一布線層；與所述第一布線層在連接狀態(tài)下立體交差的第二布線層；以及連接結(jié)構(gòu)，該連接結(jié)構(gòu)被設(shè)置在立體交差區(qū)域內(nèi)，有選擇地電連接所述第一布線層和所述第二布線層；其中，所述連接結(jié)構(gòu)具有連接布線層，該連接布線層的一端與所述第一布線層連接，另一端與所述第二布線連接，通過(guò)切斷該連接布線層來(lái)截?cái)嗨龅谝徊季€層和所述第二布線層之間的連接。
8.如權(quán)利要求7所述的開(kāi)關(guān)陣列，還包括在空間上方延展的膜，所述連接布線層形成在所述膜上，通過(guò)施加壓力而被切斷。
9.如權(quán)利要求7所述的開(kāi)關(guān)陣列，其中，所述連接布線層是電阻分量比所述第一和第二布線層大的布線層，通過(guò)在所述第一和第二布線層之間流過(guò)大電流來(lái)使之熔斷。
10.一種開(kāi)關(guān)陣列，包括第一布線層；與所述第一布線層在絕緣狀態(tài)下立體交差的第二布線層；以及連接結(jié)構(gòu)，該連接結(jié)構(gòu)被設(shè)置在所述第一布線層和所述第二布線層的各個(gè)交差區(qū)域內(nèi)，有選擇地連接所述第一和第二布線層；其中，所述第一和第二布線層中的至少某一個(gè)可向另一布線層變位并維持該變位狀態(tài)，并且，還具有導(dǎo)電性部件，該導(dǎo)電性部件被配置在所述第一和第二布線層之間，通過(guò)加壓，僅該被加壓部分具有導(dǎo)電性，所述連接結(jié)構(gòu)具有連接區(qū)域，該連接區(qū)域分別與所述第一和第二布線層相對(duì)設(shè)置，當(dāng)所述第一和第二布線層中的某一個(gè)發(fā)生了變位時(shí)，所述導(dǎo)電性部件由于加壓而分別發(fā)生電接觸。
11.如權(quán)利要求10所述的開(kāi)關(guān)陣列，其中，所述連接區(qū)域是設(shè)在所述第一和第二布線層上的電極，另外還包括設(shè)在預(yù)先確定的電極以外的電極上的絕緣物。
12.如權(quán)利要求10所述的開(kāi)關(guān)陣列，其中，所述導(dǎo)電性部件是在絕緣性的彈性片材內(nèi)混入導(dǎo)電性粒子而形成的。
13.一種開(kāi)關(guān)陣列，包括第一布線層；與所述第一布線層在絕緣狀態(tài)下立體交差的第二布線層；與所述第一布線層在絕緣狀態(tài)下立體交差的第三布線層；以及連接結(jié)構(gòu)，該連接結(jié)構(gòu)被設(shè)置在所述第一布線層和所述第二以及第三布線層的各個(gè)交差區(qū)域內(nèi)，有選擇地連接所述第一布線層和所述第二或者第三布線層；其中，所述第一布線層與所述第二以及第三布線層立體交差的部分可變位并能夠維持該狀態(tài)，選擇性變位的部分實(shí)現(xiàn)交差部分的電連接。
14.如權(quán)利要求13所述的開(kāi)關(guān)陣列，其中，所述第一布線層包括被分叉出去并與所述第二和第三布線層立體交差的第一分支層和第二分支層，所述第一分支層和所述第二分支層可分別變位并維持該狀態(tài)，變位的分支層實(shí)現(xiàn)所述交差部分的電連接。
全文摘要
在上部基板(15)的下表面的絕緣膜(14)上設(shè)有第一布線層(16)，在下部基板(11)上的絕緣膜(12)上設(shè)有與第一布線層(16)立體交差的第二布線層(13)，使懸臂(17)的一端與第一布線層(16)連接，使懸臂(17)的另一端與第二布線層(13)間隔相對(duì)。在上部基板(15)上配置覆蓋貫通孔(18)的熱可塑性片材(19)，通過(guò)用加熱的銷(20)將熱可塑性片材(19)壓向懸臂(17)來(lái)使之變形，并維持懸臂(17)與第二布線層(13)的連接狀態(tài)，從而閉合開(kāi)關(guān)(10)。
文檔編號(hào)B81B3/00GK1942987SQ20068000014
公開(kāi)日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2006年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月22日
發(fā)明者林圣人, 八壁正巳, 長(zhǎng)谷部鐵也, 原田宗生, 奧村勝?gòu)?申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社, 奧克泰克有限公司