はじめに
リードスイッチは、1930年代後半にBell Labsによって最初に発明された。しかし、センサーやリードリレーとして広く用途が見いだされるようになったのは1940年代に入ってからだった。ここでは、さまざまなステッピング／スイッチング用途、初期の電子機器や試験機器に使用された。1940年代後半にはWestern Electricが中央局の電話交換局でリードリレーの使用を開始し、現在でも一部の地域で使われ続けている。リードスイッチは通信技術の発展に大きく貢献した。長年の間に、いくつものメーカーが参入しては姿を消し、必要以上に長く残ったところもあり、低品質・低信頼性で市場を汚してきた。しかし現在のリードスイッチメーカーの多くは、非常に高品質で信頼性の高いスイッチを製造している。これが、前例のない成長を生み出した。
今日、リードスイッチ技術は、試験・計測機器、医療用電子機器、通信、自動車、セキュリティ、家電、汎用など、あらゆる市場セグメントで使われている。成長率はこれまで以上に強く、世界の生産量が需要に追いつかない状況だ。技術としてのリードスイッチは独特だ。気密封止されているため、ほぼあらゆる環境で存在・使用できる。構造は非常にシンプルだが、製造では多くの技術領域にまたがる。品質と信頼性の要となるのは、ガラスと金属の気密封止であり、使用するガラスと金属は線膨張係数が正確に一致していなければならない。そうでないと、割れや不良シールの原因になる。接点材料（通常はロジウムまたはルテニウム）をスパッタまたはめっきで付与する工程も、半導体技術に近い超クリーン環境で、精密に実施する必要がある。半導体と同様に、製造中に異物粒子が存在すると、損失や品質・信頼性の問題につながる。
お客様のニーズに応えるため、Standex Detectは自社の組立ラインを構築することを決定した。リードスイッチは1968年からイングランドで、2001年からは
ドイツで生産されている。
長年の間に、リードスイッチは約50 mm（2インチ）から3.9 mm（0.15インチ）へと小型化してきた。こうした小型サイズにより、特にRFや高速な時間領域要件において、さらに多くの用途が開かれた。
リードスイッチの特長
- 最大10,000 Vまでのスイッチングが可能
- 最大5 Aまでの電流をスイッチング可能
- 信号損失なしで、10ナノVという低電圧のスイッチング／伝送が可能
- 信号損失なしで、1フェムトAという微小電流のスイッチング／伝送が可能
- 信号損失を最小限に抑えつつ、最大7 GigaHzまでのスイッチング／伝送が可能
- 接点間の絶縁：最大1015 W
- 接点抵抗（オン抵抗）：代表値50ミリオーム（mW）
- オフ状態では電力も回路も不要
- ラッチ機能を提供可能
- 動作時間：100 ms〜300 msの範囲
- –55 °C〜+200 °Cの極端な温度範囲で動作可能
- 空気、水、真空、油、燃料、粉塵を含む大気など、あらゆる環境で動作可能
- 最大200 Gsの衝撃に耐えられる
- 最大30 gで、50 Hz〜2000 Hzの振動環境に耐えられる
- 長寿命。摩耗部品がなく、5 V以下・10 mAでの負荷スイッチングでは、数十億回の動作にも十分対応
- 消費電力ゼロで、携帯機器やバッテリー駆動機器に最適
- スイッチングノイズなし
基本的なリードスイッチ
リードスイッチは、2枚の強磁性ブレード（一般に鉄とニッケルで構成）からなり、ガラスカプセル内に気密封止されている（図#1）。ブレードはガラスカプセル内部で互いに重なり合い、間にギャップがあり、適切な磁界が存在すると互いに接触する。両ブレードの接点部には、非常に硬い金属（通常はロジウムまたはルテニウム）がめっきまたはスパッタされている。これらの非常に硬い金属により、重負荷で接点をスイッチングしない限り、非常に長い寿命が期待できる。カプセル内のガスは通常、窒素またはそれと同等の不活性ガスで構成される。
一部のリードスイッチは、スイッチング能力（最大10 kV）と高電圧の耐電圧を高めるため、内部を真空にしている。リードブレードは、永久磁石または電磁コイルからの外部磁界にさらされると、磁束導体として機能する。反対極性の極が形成され、磁力がリードブレードのばね力を上回ると接点が閉じる。外部磁界が弱まり、リード間の力がリードブレードの復元力より小さくなると、接点が開く。
上記のリードスイッチは、1 Form A（ノーマリオープン（N.O.）またはSingle Pole Single Throw（SPST））リードスイッチだ。特定構成で複数スイッチを使用する場合は、2 Form A（ノーマリオープン2個、またはDouble Pole Single Throw（DPST））、3 Form A（ノーマリオープン3個）などと表現する。ノーマリクローズ（N.C.）スイッチは1 Form Bと表現する。共通ブレード、ノーマリオープンブレード、ノーマリクローズブレードを備えたスイッチ（図#2）は、1 Form C（single pole double throw（SPDT））と表現する。
共通ブレード（またはアーマチュアブレード）である唯一の可動リードブレードは、磁界がない状態ではノーマリクローズブレードに接続されている。十分な強さの磁界が存在すると、共通ブレードがノーマリオープンブレード側へ振れる。ノーマリオープンブレードとノーマリクローズブレードは常に固定されたままだ。
3枚のリードブレードはいずれも強磁性だが、ノーマリクローズ接点の接触部は、強磁性ブレードに溶接された非磁性金属になっている。磁界にさらされると、固定された2枚のリードはいずれも、アーマチュアとは反対の同一極性になる。その結果、パドルがノーマリ
オープンブレード側へ移動する。
図3は、永久磁石を用いたリードスイッチの一般的な動作を示している。
銅の絶縁線を巻いたコイルの使用。図4を参照。
図のように永久磁石をリードスイッチの近くへ持ってくると、個々のリードが図示のとおり引き合う磁極で磁化される。外部磁界が十分に強くなると、引力となる磁力によってブレードが閉じる。リードブレードは焼鈍され、磁気保持性を取り除くための処理が施される。磁界が取り去られると、リードブレード上の磁界も散逸する。もしリードブレードに残留磁気が残っていると、開閉の挙動に影響する。適切な処理と適切な焼鈍は、製造において明らかに重要な工程だ。