DE19912669A1 - Substratparallel arbeitendes Mikrorelais - Google Patents
Substratparallel arbeitendes MikrorelaisInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein neues Mikrorelais zum Schalten elektrischer Ströme, bei dem sich ein bewegbares Kontaktstück 1 substratparallel bewegt.
Description
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Mikrorelais zum Ein- und Ausschalten eines
elektrischen Stromes.
Konventionelle Relais, beispielsweise elektromagnetische Schütze, sind elektro
magnetisch betätigte Schalter mit einem beweglichen Kontaktstück, das durch die
Wechselwirkung eines Elektromagneten mit einem beweglichen Teil seines Kerns
betätigt wird. Anstatt einer detaillierten Darstellung dieses Standes der Technik
wird als Beispiel verwiesen auf "New Electromagnetic Contactor with Wide Control
Voltage Range" von P. Stephansson, H. Vefling, G. Johansson, Cl. Henrion in
ABB Review 1/1997, Seite 29 ff.
Als Alternative zu solchen konventionellen Relais sind in jüngster Zeit sogenannte
Mikrorelais entwickelt und untersucht worden. Diesbezüglicher Stand der Technik
findet sich beispielsweise in H. F. Schlaak, F. Arndt, J. Schimkat, M. Hanke, Proc.
Micro System Technology 96, 1996, Seiten 463-468. Es wird weiterhin verwiesen
auf R. Allen: "Simplified Process is Used to Make Micromachined FET-like Four-
Terminal Microswitches and Microrelays" in Electronic Design, 8 July, 1996, Seite
31.
Im allgemeinen sind Mikrorelais auf einem Substrat angebracht und weisen ein
bewegbares Kontaktstück auf dem Substrat sowie eine elastische Aufhängung
des Kontaktstückes und einen elektrisch betätigbaren Antrieb des Kontaktstückes
auf. Mit dem Antrieb, der beispielsweise elektrostatisch, elektromagnetisch oder
piezoelektrisch arbeiten kann, wird das bewegbare Kontaktstück von einer Öff
nungsposition in eine Schließposition oder umgekehrt bewegt, wobei die elasti
sche Aufhängung für eine Rückstellkraft sorgt. Dabei können die einzelnen Teile
auch kombiniert sein, das Kontaktstück beispielsweise elastische Eigenschaften
haben oder Teil des Antriebs sein.
Mikrorelais werden durch die bekannten Verfahren der Halbleitertechnologie oder
vergleichbare Verfahren der Mikrotechnik hergestellt und eignen sich insoweit be
sonders zur Integration mit anderen halbleitertechnologischen Einrichtungen, ins
besondere integrierten Schaltungen oder Transistoren.
Daneben haben Mikrorelais insbesondere im Vergleich zu konventionellen elek
tromagnetischen Relais aufgrund der kleinen bewegten Massen außerordentlich
schnelle Ansprechzeiten. Gleichzeitig sind die notwendigen Schaltleistungen sehr
gering, so daß sich insbesondere bei mehrfacher Verwendung in einer größeren
Schaltung erhebliche Leistungseinsparungen erzielen lassen.
Bei vielen Anwendungen ist es außerdem von erheblichem Interesse, daß moder
ne Mikrorelais aufgrund ihrer kleinen Bauweise nicht nur geringe Bauvolumina in
Anspruch nehmen sondern auch entsprechend niedrige Gewichte aufweisen.
Schließlich sind sie bei geeigneter Kapselung wiederum aufgrund der kleinen
Baugröße und der kleinen bewegten Massen außerordentlich unempfindlich so
wohl in mechanischer als auch in thermischer Hinsicht. Der Techniker ist also bei
der Anwendung von Mikrorelais sehr viel flexibler als bei konventionellen elektro
magnetischen Relais.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein gegenüber dem Stand
der Technik verbessertes Mikrorelais zu finden.
Dieses Problem löst die Erfindung durch ein Mikrorelais mit einem Substrat, einem
bewegbaren Kontaktstück auf dem Substrat, einer elastischen Aufhängung des
bewegbaren Kontaktstücks und einem elektrisch betätigbaren Antrieb des beweg
baren Kontaktstücks, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Kontaktstück
durch den Antrieb in der Aufhängung im wesentlichen substratparallel bewegbar
ist,
sowie durch ein Verfahren zur Herstellung eines Mikrorelais der oben stehenden
Art, bei dem das bewegbare Kontaktstück durch ein substratparalleles zweidi
mensionales Strukturierungsverfahren zumindest einen wesentlichen Teil seiner
funktionalen Struktur erhält.
Besondere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen An
sprüche.
Das erfindungsgemäße Mikrorelais zeichnet sich also dadurch aus, daß das be
wegbare Kontaktstück eine substratparallele Bewegungsrichtung hat. Das beweg
bare Kontaktstück bewegt sich also gewissermaßen planar und nicht, wie im
Stand der Technik, mehr oder weniger senkrecht zur Substratebene. Hierdurch
ergeben sich verschiedene Möglichkeiten für technische Verbesserungen. Zum
einen kann das gesamte Mikrorelais im wesentlichen zweidimensional ausgeführt
werden, was die Anwendung typischer mikrotechnologischer Verfahren, insbe
sondere im Hinblick auf notwendige Lithographie-, Ätz- oder Beschichtungs
schritte grundsätzlich vereinfacht. Zum zweiten läßt sich vermeiden, daß Teile des
Mikrorelais in der Richtung senkrecht zur Substratebene in größerem Umfang von
dem Mikrorelais abstehen und somit nachfolgende Lithographieschritte, bei
spielsweise im Zusammenhang mit benachbarten mikroelektronischen Schaltun
gen, behindern. Schließlich kann ein flacher Aufbau auch die Möglichkeiten einer
späteren Verkapselung oder eines Schutzes durch eine Abdeckung oder dgl. er
leichtern.
Es ist vor allem bevorzugt, die Struktur des Mikrorelais entweder teilweise, d. h.
die Struktur des bewegbaren Kontaktstücks, des Antriebes oder der elastischen
Aufhängung, oder insgesamt soweit wie möglich zweidimensional auszuführen.
Dies bedeutet, daß bei der Auslegung der Geometrie die funktionsbestimmenden
Strukturelemente zweidimensional in der Substratebene gewählt werden und
dementsprechend einfach und einheitlich in Lithographie und Strukturierung um
gesetzt werden können.
Dabei ist es günstig, mit vergrabenen Schichten unter der die solchermaßen
zweidimensional aufgebauten Teile bildenden Schicht zu arbeiten, wobei die ver
grabenen Schichten an den geeigneten Stellen entfernt werden können, um be
stimmte Teile vom Substrat zu lösen und damit beispielsweise elastisch oder be
wegbar zu gestalten.
Im Hinblick auf die Parallelität der Technologie zu mikroelektronischen Verfahren
bietet sich als Strukturmaterial Silizium an, auch weil es bei geeigneter Dotierung
je nach Notwendigkeit sowohl praktisch isolierend als auch elektrisch leitfähig
ausgeführt sein kann. Dies ist durch geeignete Implantations- oder Diffusions
schritte auch in an die Mikrorelaisstruktur angepaßter Weise möglich.
Vergrabene Schichten können beispielsweise aus SiO2 bestehen, und zwar
ebenfalls um die Berührungspunkte mit den etablierten halbleitertechnologischen
Verfahren zu maximieren.
Bei Verwendung von Silizium auf SiO2 oder einem anderen Isolator kann dabei
auf eingeführte SOI (Silicon on Insulator)-Strukturen zurückgegriffen werden, ins
besondere, wenn einkristallines Silizium als Baumaterial bevorzugt ist, auf SI-
MOX-Wafer.
Günstige Strukturierungsverfahren für zweidimensionale Strukturen des Mikrore
lais sind allgemein Ionenätzverfahren und insbesondere RIE-Verfahren. Mit Io
nenätzverfahren lassen sich bei geeigneter Prozeßführung in verschiedenen Ma
terialien nahezu vertikale Flanken in für diese Anwendung völlig ausreichenden
Tiefen herstellen. Diese Verfahren sind außerdem auch bei größeren zu prozes
sierenden Flächen gleichmäßig und eignen sich gut für eine automatisierte Mas
senfertigung. Neben anderen etablierten Ionenätzverfahren zeichnet sich das
RIE-Verfahren durch eine große Auswahl bekannter Prozesse für verschiedenste
Materialien bei gleichzeitig vertretbarem apparativem Aufwand und relativ hohen
Ätzraten aus.
Hierzu wird als technologisches Beispiel verwiesen auf "Vertical Mirrors Fabrica
ted by Deep Reactive Ion Etching for Fiber-Optic Switching Applications" von C.
Marxer et al. Journal of Microelectromechanical Systems, Band 6, Nr. 3, Septem
ber 1997, Seiten 277-285. Dort sind mikrooptische Schalter für faseroptische An
wendungen beschrieben, die durch einen RIE-Prozeß in Silizium auf vergrabenen
SiO2 Schichten mit 75 µm hohen vertikalen Wänden strukturiert wurden. Die Of
fenbarung dieses Dokuments ist hier durch Inbezugnahme inbegriffen.
Zum Verbinden einer Kontaktfläche eines Kontaktstücks mit dem Antrieb kann ein
substratparallel angeordneter Stab verwendet werden, der vorzugsweise eine
Fachwerkstruktur aufweist, um bei geringem Gewicht eine gute Stabilität zu er
zielen. Dadurch sind vibrations- und stoßunempfindliche und schnell ansprechen
de Strukturen mit hohen Resonanzfrequenzen möglich. Diese Fachwerkstruktur
läßt sich im Hinblick auf den bei dieser Erfindung bevorzugten zweidimensionalen
Aufbau mit einer zweidimensionalen Strukturierung des Mikrorelais günstig reali
sieren.
Weiterhin kann das bewegbare Kontaktstück eine schräge Kontaktfläche aufwei
sen, und zwar schräg zur Bewegungsrichtung und gleichzeitig im wesentlichen
senkrecht zur Substratebene verlaufend. Durch die schräge Anordnung der Kon
taktfläche kann bei Berührung mit einer entsprechenden komplementären Kon
taktfläche eines feststehenden Kontaktstücks ohne zu große körperliche Ausdeh
nung des bewegbaren Kontaktstücks eine relativ große Kontaktfläche erzielt wer
den. Gleichzeitig kann durch den schrägen Anstellwinkel zwischen der Bewe
gungsrichtung und der Kontaktfläche auch eine Übersetzung der Kraft des An
triebs erzielt werden, vor allem wenn es auf der der Kontaktfläche entgegenge
setzten Seite des bewegbaren Kontaktstückes eine entsprechende zweite Kon
taktfläche oder anderweitige Anlage gibt.
Wenn das bewegbare oder ein feststehendes Kontaktstück so ausgelegt ist, daß
sich in der Schließbewegung beispielsweise durch eine Verbiegung eines Kon
taktstückes eine spürbare Querkomponente zwischen jeweiligen Kontaktflächen,
d. h. eine Bewegungskomponente in Flächenrichtung, ergibt, kann die Kon
taktqualität verbessert werden.
Als Antrieb kommt bevorzugt eine elektrostatische Ausführung in Betracht, weil sie
gegenüber elektromagnetischen oder piezoelektrischen Antrieben den Vorteil so
wohl geringer Versorgungsleistungen als auch niedriger Versorgungsspannungen
aufweist. Um den grundsätzlichen Nachteil elektrostatischer Antriebe, nämlich die
relativ niedrigen Antriebskräfte, auszugleichen, ist eine verzahnt angeordnete Fin
gerstruktur bevorzugt, die sich gerade bei der hier erfindungsgemäß in Betracht
stehenden zweidimensionalen Strukturierung sinnvoll realisieren läßt.
Die elastische Aufhängung ist vorzugsweise durch zumindest einen mäanderför
mig ausgebildeten Steg gegeben. Auf die Einzelheiten dieser geometrischen Ge
staltungen wird bei der Beschreibung der Ausführungsbeispiele näher eingegan
gen.
Schließlich ergibt sich mit der Erfindung auch die Möglichkeit, eine von konventio
nellen Leistungsschutzschaltern her bekannte Löschkammerstruktur einzubauen,
wie im dritten Ausführungsbeispiel näher dargestellt.
Wie ausgeführt, bezieht sich die Erfindung sowohl auf eine neuartige Mikrorelais
struktur als auch auf ein hierzu ausgelegtes zweidimensionales Strukturierungs
verfahren. Dementsprechend sind die obenstehenden Ausführungen zu den ver
schiedenen Einzelaspekten der Erfindung sowohl im Hinblick auf die Offenbarung
entsprechender Vorrichtungsmerkmale als auch im Hinblick auf Verfahrensmerk
male zu verstehen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden mit Hilfe der folgenden drei Ausfüh
rungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Die dabei offenbarten Einzelmerk
male können auch in anderen Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Es zeigen:
Fig. 1 und 2 das erste Ausführungsbeispiel im geöffneten bzw. geschlos
senen Zustand des Mikrorelais;
Fig. 3 und 4 das zweite Ausführungsbeispiel im geöffneten bzw. geschlos
senen Zustand; und
Fig. 5 und 6 das dritte Ausführungsbeispiel im geöffneten bzw. geschlos
senen Zustand.
Die im Folgenden dargestellten Ausführungsbeispiele können mit der in der zi
tierten Veröffentlichung von C. Marxer et al dargestellten Technologie hergestellt
werden, wobei die Kontaktflächen durch entsprechend verstärkte Aufdampfungen
unter schrägem Winkel aufgebracht werden können. Es sind im Prinzip auch
elektrolytische Kontaktverstärkungen an ausgewählten Stellen möglich.
Die Fig. 1 und 2 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel mit einem bewegbaren
Kontaktstück, das einen in Bewegungsrichtung liegenden Stab 1 mit einem durch
querverlaufende Verstrebungen aufgebauten Fachwerkaufbau aufweist. An der in
der Figur rechten Seite des Stabes 1 liegen zwei schräg zu der in den Figuren der
Horizontalen entsprechenden Bewegungsrichtung und senkrecht zu der der Zei
chenebene entsprechenden Substratebene verlaufende Kontaktflächen 3 des be
wegbaren Kontaktstückes und zwei komplementäre Kontaktflächen 4 eines fest
stehenden Kontaktstücks 5.
Das bewegbare Kontaktstück ist aufgrund einer elastischen Aufhängung in einer
doppelten mäanderförmigen Stegstruktur 6 in in Fig. 1 horizontaler Richtung, d. h. substratparallel, bewegbar. Dabei zeigt Fig. 1 einen geöffneten Zustand des
Mikrorelais, bei dem zwei Teile des feststehenden Kontaktstücks 5 voneinander
getrennt sind, wohingegen Fig. 2 das Mikrorelais im geschlossenen Zustand
zeigt, in dem das bewegbare Kontaktstück die beiden Teile des feststehenden
Kontaktstücks 5 verbindet. Der nun mögliche Stromfluß I ist angedeutet.
Durch Entfernen einer vergrabenen SiO2 Schicht vom Substrat gelöst ist dabei
das gesamte bewegbare Kontaktstück einschließlich der in den Figuren linken
Seite des Antriebs 7 und der elastischen Aufhängung 6. Die übrigen dargestellten
Teile, insbesondere das feststehende Kontaktstück 5 und die in den Figuren
rechte Seite des Antriebs 7 sind durch die vergrabene SiO2 Schicht fest mit dem
Substrat verbunden.
Die für die Bewegung notwendige Kraft wird erzeugt durch eine mit 7 bezeichnete
verzahnte Fingerstruktur, die durch Anlegen einer Spannung U in der in den
Fig. 1 und 2 dargestellten Weise betätigt wird. Die Finger sind in Fig. 1 übertrie
ben weit auseinander gezogen dargestellt, sie können auch im offenen Zustand
noch ineinander hineinreichen. Der spannungslose Zustand entspricht also der in
Fig. 1 dargestellten offenen Position, wohingegen bei Anlegen einer positiven
Spannung durch die elektrostatische Anziehung die Rückstellkraft der elastischen
Aufhängung 6 überwunden und die geschlossene Position hergestellt wird.
Durch entsprechende Dotierungen sind die mäanderförmigen Stege der elasti
schen Aufhängung 6 und die Finger des Antriebs 7 elektrisch leitend. Im Gegen
satz dazu ist der Fachwerkaufbau des Stabes 1 isolierend ausgeführt, um den
Antrieb gegenüber der geschalteten Strecke im Potential zu trennen. Die Kontakt
flächen 3 und 4 sind durch entsprechende Schrägbedampfungen mit Au belegt;
das feststehende Kontaktstück 5 kann dabei einer relativ massiv ausgeführten
metallischen Leiterbahn entsprechen. Um den Ohmschen Widerstand in der ge
schlossenen Position zu verringern, kann auch die kontaktseitige Spitze des be
wegbaren Kontaktstücks zwischen den beiden schrägen Kontaktflächen 3 mit ei
ner ausreichend dicken Metallschicht belegt sein und somit die beiden Kontaktflä
chen 3 elektrisch verbinden.
Der dargestellte Fall eines im spannungsfreien Zustand offenen Relais entspricht
der üblichen Ausführung konventioneller elektromagnetischer Relais, ist jedoch
nicht zwingend. Es kann auch durch elektrostatische Abstoßung, oder durch elek
trostatische Anziehung von entsprechend gegensinnig angebrachten Fingern, ei
ne durch die elastische Aufhängung 6 grundsätzlich geschlossene Mikrore
laisstruktur durch Spannungsbeaufschlagung geöffnet werden.
Die Fig. 3 und 4 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel, wobei nur die von
dem ersten Ausführungsbeispiel abweichenden Einzelheiten erläutert werden.
Und zwar trägt die Fachwerkstruktur 2 des bewegbaren Kontaktstücks an dem
kontaktseitigen Ende des Kontaktstückstabes 1 einen im wesentlichen quer zur
Richtung des Stabes verlaufenden Balken 8 mit an seinen beiden Enden befindli
chen verstärkten Metallstrukturen 9, die durch eine metallische Brücke 10 verbun
den sind. Jeweils gegenüberliegend den Kontaktflächen 9 liegen analoge Kon
taktflächen 11 an zwei Teilen des feststehenden Kontaktstückes 5. In der in Fig.
4 dargestellten geschlossenen Position hat diese Struktur den Vorteil, daß sich
durch eine leichte Verbiegung des Balkens 8 eine kleine Bewegungskomponente
zwischen den Kontaktflächen 9 und 11 quer zur Schließrichtung des Mikrorelais
ergibt. Dadurch kann die Qualität des Kontaktes erfahrungsgemäß verbessert
werden.
Das dritte Ausführungsbeispiel in den Fig. 5 und 6 zeigt eine Variante mit ei
ner aus vertikalen Si-Stegen, die durch die vergrabene SiO2 Schicht elektrisch
isoliert auf dem Substrat stehen, aufgebauten Löschkammerstruktur 12. Beim Öff
nen des Mikrorelais, also bei einer Bewegung des bewegbaren Kontaktstücks von
der in Fig. 6 dargestellten geschlossenen Position in die in Fig. 5 dargestellte
geöffnete Position kann dementsprechend ein Lichtbogen durch die gerundete
Form des feststehenden Kontaktstückes 5 an der mit 13 bezeichneten Stelle und
durch die gerundete Form des kontaktseitigen Endes 14 des bewegbaren Kon
taktstücks entlang der als Laufschiene wirkenden Struktur 13 in die Löschkammer
12 getrieben werden. Hierbei ist eine gebogene Form des Lichtbogens aufgrund
12 getrieben werden. Hierbei ist eine gebogene Form des Lichtbogens aufgrund
der geeigneten Formgebung bei 13 und 14 von Bedeutung.
Im übrigen unterscheidet sich das dritte Ausführungsbeispiel von dem ersten und
zweiten dadurch, daß das bewegbare Kontaktstück nicht etwa zwei getrennte
Teile des feststehenden Kontaktstücks 5 verbinden kann, sondern selbst ein Teil
des zu schaltenden Strompfades bildet. Dies ist in den Fig. 5 und 6 durch die
verstärkte Linienführung im Bereich des Strompfades dargestellt, d. h. im Bereich
des feststehenden Kontaktstückes 5, der Löschkammer 12, des bewegbaren
Kontaktstücks, d. h. des Stabes 1, der hier leitend ausgeführt ist, der in den
Fig. 5 und 6 unteren mäanderförmigen Aufhängungsstruktur 6 und der leitenden
Verbindung zwischen dem in den Fig. 5 und 6 linken Ende der Struktur und
der Löschkammer 12.
Claims (22)
1. Mikrorelais mit
einem Substrat,
einem bewegbaren Kontaktstück (1) auf dem Substrat,
einer elastischen Aufhängung (6) des bewegbaren Kontaktstücks (1) und
einem elektrisch betätigbaren Antrieb (7) des bewegbaren Kontaktstücks (1), dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Kontaktstück (1) durch den Antrieb (7) in der Aufhängung (6) im wesentlichen substratparallel beweg bar ist.
einem Substrat,
einem bewegbaren Kontaktstück (1) auf dem Substrat,
einer elastischen Aufhängung (6) des bewegbaren Kontaktstücks (1) und
einem elektrisch betätigbaren Antrieb (7) des bewegbaren Kontaktstücks (1), dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Kontaktstück (1) durch den Antrieb (7) in der Aufhängung (6) im wesentlichen substratparallel beweg bar ist.
2. Mikrorelais nach Anspruch 1, bei dem das bewegbare Kontaktstück (1) zu
mindest einen wesentlichen Teil seiner funktionalen Struktur in Form einer
zweidimensionalen Struktur in einer substratparallelen Ebene aufweist.
3. Mikrorelais nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die elastische Aufhängung (6)
zumindest einen wesentlichen Teil ihrer funktionalen Struktur in Form einer
zweidimensionalen Struktur in einer substratparallelen Ebene aufweist.
4. Mikrorelais nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Antrieb
(7) zumindest einen wesentlichen Teil seiner funktionalen Struktur in Form
einer zweidimensionalen Struktur in einer substratparallelen Ebene auf
weist.
5. Mikrorelais nach einem der Ansprüche 2 bis 4 mit einer zwischen der zwei
dimensionalen Struktur (1, 6, 7) und dem Substrat angeordneten vergrabe
nen Schicht, die unter bewegbaren Strukturteilen entfernt ist.
6. Mikrorelais nach einem der Ansprüche 2 bis 4, auch in Verbindung mit An
spruch 5, bei dem die zweidimensionale Struktur (1, 6, 7) im wesentlichen
aus Si besteht.
7. Mikrorelais nach Anspruch 5, auch in Verbindung mit Anspruch 6, bei dem
die vergrabene Schicht im wesentlichen aus SiO2 besteht.
8. Mikrorelais nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das beweg
bare Kontaktstück einen substratparallel angeordneten Stab (1) aufweist,
der eine Kontaktfläche (3, 9, 14) mit dem Antrieb (7) verbindet.
9. Mikrorelais nach Anspruch 8, bei dem der Stab (1) eine Fachwerkstruktur
(2) aufweist.
10. Mikrorelais nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das beweg
bare Kontaktstück (1) eine schräg zur Bewegungsrichtung und senkrecht
zum Substrat verlaufende Kontaktfläche (3) aufweist.
11. Mikrorelais nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem sich bei ei
ner das Mikrorelais schließenden Bewegung des bewegbaren Kontaktstüc
kes (1) eine Querbewegungskomponente zwischen Kontaktflächen (9, 11)
des bewegbaren Kontaktstückes (1) und eines feststehenden Kontaktstüc
kes (5) ergibt.
12. Mikrorelais nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Antrieb
eine elektrostatisch wirkende verzahnte Fingerstruktur (7) aufweist.
13. Mikrorelais nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die elasti
sche Aufhängung einen mäanderförmigen Steg (6) aufweist.
14. Mikrorelais nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einer Löschkam
merstruktur (12).
15. Verfahren zur Herstellung eines Mikrorelais nach einem der vorstehenden
Ansprüche bei dem das bewegbare Kontaktstück (1) durch ein substrat
paralleles zweidimensionales Strukturierungsverfahren zumindest einen
wesentlichen Teil seiner funktionalen Struktur erhält.
16. Verfahren zur Herstellung eines Mikrorelais nach einem der Ansprüche 1-14,
bei dem der Antrieb (7) durch ein substratparalleles zweidimensionales
Strukturierungsverfahren zumindest einen wesentlichen Teil seiner funktio
nalen Struktur erhält.
17. Verfahren zur Herstellung eines Mikrorelais nach einem der Ansprüche 1-14,
bei dem die elastische Aufhängung (6) durch ein substratparalleles
zweidimensionales Strukturierungsverfahren zumindest einen wesentlichen
Teil ihrer funktionalen Struktur erhält.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, bei dem das zweidimen
sionale Strukturierungsverfahren ein Ionenätzverfahren ist.
19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem das Ionenätzverfahren ein RIE-
Verfahren ist.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, bei dem eine zwischen der
zweidimensionalen Struktur (1, 6, 7) und dem Substrat angeordnete ver
grabene Schicht teilweise entfernt wird, um Strukturteile vom Substrat zu
lösen.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, bei dem die zweidimensio
nalen Strukturen (1, 6, 7) im wesentlichen aus Si bestehen.
22. Verfahren nach Anspruch 20, auch in Verbindung mit Anspruch 21, bei dem
die vergrabene Schicht im wesentlichen aus SiO2 besteht.
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DE (2) | DE19912669A1 (de) |
WO (1) | WO2000057445A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10040867A1 (de) * | 2000-08-21 | 2002-05-23 | Abb Research Ltd | Mikroschalter |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6917268B2 (en) * | 2001-12-31 | 2005-07-12 | International Business Machines Corporation | Lateral microelectromechanical system switch |
US20040027029A1 (en) * | 2002-08-07 | 2004-02-12 | Innovative Techology Licensing, Llc | Lorentz force microelectromechanical system (MEMS) and a method for operating such a MEMS |
BR0316409A (pt) * | 2002-11-19 | 2005-10-11 | Baolab Microsystems Sl | Relé miniaturizado e usos correspondentes |
US20050156191A1 (en) * | 2004-01-21 | 2005-07-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Actuator structure and optical device |
JP4540443B2 (ja) * | 2004-10-21 | 2010-09-08 | 富士通コンポーネント株式会社 | 静電リレー |
KR100748747B1 (ko) | 2006-02-17 | 2007-08-13 | 현대자동차주식회사 | 비접촉 rf mems 스위치 |
DE102007035633B4 (de) | 2007-07-28 | 2012-10-04 | Protron Mikrotechnik Gmbh | Verfahren zur Herstellung mikromechanischer Strukturen sowie mikromechanische Struktur |
WO2009148677A2 (en) * | 2008-03-11 | 2009-12-10 | The Regents Of The University Of California | Microelectromechanical system (mems) resonant switches and applications for power converters and amplifiers |
FR2950194B1 (fr) * | 2009-09-11 | 2011-09-02 | Commissariat Energie Atomique | Actionneur electromecanique a electrodes interdigitees |
US9412547B2 (en) * | 2011-12-21 | 2016-08-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Contactor |
KR101276369B1 (ko) * | 2012-01-10 | 2013-06-18 | 현대중공업 주식회사 | 배선용 차단기 |
CN103956299A (zh) * | 2014-03-31 | 2014-07-30 | 苏州锟恩电子科技有限公司 | 一种微机械rf开关 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19800189A1 (de) * | 1998-01-05 | 1999-07-22 | Fraunhofer Ges Forschung | Mikromechanischer Schalter und Verfahren zur Herstellung desselben |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5025346A (en) * | 1989-02-17 | 1991-06-18 | Regents Of The University Of California | Laterally driven resonant microstructures |
DE4126107C2 (de) * | 1991-08-07 | 1993-12-16 | Bosch Gmbh Robert | Beschleunigungssensor und Verfahren zur Herstellung |
DE4205029C1 (en) * | 1992-02-19 | 1993-02-11 | Siemens Ag, 8000 Muenchen, De | Micro-mechanical electrostatic relay - has tongue-shaped armature etched from surface of silicon@ substrate |
DE4229068C2 (de) * | 1992-09-01 | 1994-06-16 | Bosch Gmbh Robert | Beschleunigungsschalter und Verfahren zur Herstellung |
FR2706075B1 (fr) * | 1993-06-02 | 1995-07-21 | Lewiner Jacques | Dispositif de commande du type actionneur à pièce mobile conservant son orientation au cours du mouvement. |
KR100252009B1 (ko) * | 1997-09-25 | 2000-04-15 | 윤종용 | 마이크로 진동구조물과 그 공진주파수 조절방법 및 이를 이용한 마이크로 엑츄에이터 |
-
1999
- 1999-03-20 DE DE19912669A patent/DE19912669A1/de not_active Withdrawn
-
2000
- 2000-03-17 AT AT00908889T patent/ATE232331T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-03-17 EP EP00908889A patent/EP1163692B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-17 DE DE50001205T patent/DE50001205D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-17 WO PCT/CH2000/000152 patent/WO2000057445A1/de active IP Right Grant
- 2000-03-17 US US09/936,836 patent/US6613993B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19800189A1 (de) * | 1998-01-05 | 1999-07-22 | Fraunhofer Ges Forschung | Mikromechanischer Schalter und Verfahren zur Herstellung desselben |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Surface micromachining for sensors. In: Electronic Engineering, Nov. 1991, S.9,10,12 * |
TIROLE,N., et.al.: Three-dimensional silicon electrostatic linear microactuator. In: Sensors and Actuators A 48, 1995, S.145-150 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10040867A1 (de) * | 2000-08-21 | 2002-05-23 | Abb Research Ltd | Mikroschalter |
US6743989B2 (en) | 2000-08-21 | 2004-06-01 | Abb Research Ltd. | Microswitch |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ATE232331T1 (de) | 2003-02-15 |
DE50001205D1 (de) | 2003-03-13 |
WO2000057445A1 (de) | 2000-09-28 |
EP1163692B1 (de) | 2003-02-05 |
EP1163692A1 (de) | 2001-12-19 |
US6613993B1 (en) | 2003-09-02 |
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