EP1246215A1 - Mikrorelais mit neuem Aufbau - Google Patents

Mikrorelais mit neuem Aufbau Download PDF

Info

Publication number
EP1246215A1
EP1246215A1 EP01810322A EP01810322A EP1246215A1 EP 1246215 A1 EP1246215 A1 EP 1246215A1 EP 01810322 A EP01810322 A EP 01810322A EP 01810322 A EP01810322 A EP 01810322A EP 1246215 A1 EP1246215 A1 EP 1246215A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact piece
micro
movable contact
movement
drive capacitor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP01810322A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1246215B1 (de
Inventor
Ralf Strümpler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Research Ltd Switzerland
ABB Research Ltd Sweden
Original Assignee
ABB Research Ltd Switzerland
ABB Research Ltd Sweden
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB Research Ltd Switzerland, ABB Research Ltd Sweden filed Critical ABB Research Ltd Switzerland
Priority to AT01810322T priority Critical patent/ATE451712T1/de
Priority to DE50115251T priority patent/DE50115251D1/de
Priority to EP01810322A priority patent/EP1246215B1/de
Publication of EP1246215A1 publication Critical patent/EP1246215A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1246215B1 publication Critical patent/EP1246215B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H59/00—Electrostatic relays; Electro-adhesion relays
    • H01H59/0009—Electrostatic relays; Electro-adhesion relays making use of micromechanics
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/0036—Switches making use of microelectromechanical systems [MEMS]
    • H01H2001/0078—Switches making use of microelectromechanical systems [MEMS] with parallel movement of the movable contact relative to the substrate

Definitions

  • micro-relay with a new mechanical Construction.
  • the term micro-relay is usually called microscopic electrical switches in which a movable contact piece relative to a Counter contact piece electrostatically, electromagnetically, piezoelectrically or in moved in any other way to open an electrical contact and to shut down.
  • Micro relays are so to speak very small relays, like themselves even from the name results, and become common, but not necessarily, with the help of technological processes made of semiconductor technology and / or microstructure technology are borrowed.
  • Micro-relays with electrostatic drives are known per se.
  • the electrostatic drive is effected by a drive capacitor, the two spaced conductive surfaces, one of which with the movable Contact piece is firmly connected. This allows the electrostatic forces between the surfaces for the mechanical drive of the movable Contact piece can be used.
  • the movable contact piece is to Usually suspended elastically, so that the electrostatic drive against a restoring force of the elastic suspension acts.
  • micro-relay consists of the movable contact piece an obliquely protruding from a substrate surface lamella, the at the same time contains one of the drive capacitor surfaces, wherein the other Drive capacitor surface and the mating contact piece in the substrate plane are arranged.
  • the electrostatic attraction between the Drive capacitor surfaces, the lamella on the substrate surface pull down, whereupon a contact on the lamellar movable Contact piece touches the mating contact piece in the substrate surface.
  • the present invention is based on the technical problem, a novel mechanical design for a micro-relay to provide.
  • the invention provides a micro-relay with a movable contact piece, a drive capacitor for electrostatic Drive of the movable contact piece, which drive capacitor in having substantially parallel spaced, conductive surfaces, one of which is firmly connected to the movable contact piece, an elastic Suspension of the movable contact piece and a mating contact piece, wherein the micro-relay is designed so that by changing the state of charge of the Drive capacitor, the movable contact piece in a direction of movement can be moved in and out of a system to the mating contact piece, to an electrical contact between the movable contact piece and the mating contact to open and close, in which the Direction of movement to the direction of the distance between the Drive capacitor surfaces is almost vertical and the elastic suspension with respect to a movement of the movable contact piece in the Direction of movement has a spring constant, which is much smaller than a spring constant of the elastic suspension with respect to a movement in the direction of the distance of the drive capacitor surfaces.
  • the basic idea of the invention is therefore that of the conventional concept to move away, in which the direction of movement of the movable contact piece in is substantially equal or parallel to the electrostatic force. Rather, a structure is chosen according to the invention, in which the movable Contact piece is elastically suspended so that it is one with respect to the direction the electrostatic force, ie to the direct distance between the Drive capacitor surfaces corresponding direction, is transverse elastic. at However, this transverse elasticity must have a low component in the direction of force be present so that the drive capacitor surfaces approach each other or removed from each other. It is essential, however, that by far most of the movement of the movable contact piece perpendicular to the electrostatic force, so the capacitor gap is.
  • this may mean that the transverse component in the movements Overall, preferably at least 5 times, more preferably 7.5 times, still better 12 times and in the best case even more than 20 times the force-parallel component is.
  • This is inventively characterized achieved that the elastic suspension in the desired direction of movement has a much smaller spring constant than in the (conventional) Direction of the distance between the drive capacitor surfaces.
  • An essential, but not necessarily according to the invention in Foremost advantage is that through the relatively small Component of the movements of the movable contact piece in the direction the distance of the drive capacitor surfaces with the inventive Microrelay relatively large quantitative ratios between the possible Moving distance of the movable contact piece on the one hand and the maximum occurring intermediate distance between the drive capacitor surfaces On the other hand can be achieved. According to a preferred aspect of Invention, these quantitative ratios should be as large as possible, preferably over 10, better over 20 and best over 40.
  • the Microrelay according to the invention can thus with a high dielectric strength combine a small drive voltage.
  • a favorable embodiment of an elastic suspension with the described properties consists of at least a narrow long Beam whose longitudinal direction of the distance of the Drive capacitor areas corresponds and in the direction of movement of the movable contact piece is much narrower.
  • the carrier may be relatively extended or relatively flat, preferably adapted to the corresponding dimensions of Drive capacitor and the other components in this direction. This carrier forms a leaf-spring-like structure and can be affected by the electrostatic force Although the drive capacitor is not extended and shortened, but laterally be deformed.
  • At least two of these carriers are provided, which are preferably essentially identical to each other, but in the direction of movement spaced apart from each other.
  • the movable contact piece Through their common solid coupling with the movable contact piece then results in a movement of the movable Contact piece, which remains tilt-free, so essentially only off translational components.
  • the embodiments directed.
  • the force-distance relationships, so the spring constants can in such carriers easily calculated using known approximation formulas become.
  • the movement of the movable contact piece can not only be used for this purpose be, attached to the movable contact piece contact with an associated contact on a mating contact in connection to bring and separate him from it, rather, the same movement can at the same time a further contact of the movable contact piece with a other contact on another mating contact in complementary Connect and disconnect. In this case, therefore, the movable contact piece moved back and forth between the mating contact pieces.
  • a double switch which also in a middle position one State offers, in which all contacts are separated. But he can do that too be designed or operated to be between two states is switched, in each case one of the two contact pairs open and the each other is closed.
  • the different advantageous ones Applications of such double switch are the expert without further known.
  • the carrier or carriers described must be in a force-free state not necessarily elongated, so that they through the electrostatic drive are curved. You can also at the Production of the micro-relay already with a predetermined slight curvature be provided, which then reduces by the electrostatic driving force, canceled or can be reversed in the direction sense.
  • the direction of movement of the micro-relay according to the invention is preferably parallel to a substrate on which the micro-relay is mounted or on the it has preferably been produced integrated.
  • the substrate parallel Movement direction has the advantage of two-dimensional structures of the To encourage micro-relays, which are very advantageous in terms of manufacturing technology. So are the typical microtechnological and semiconductor technology Processes such as lithography, etching or coating process usually initially two-dimensional and in three-dimensional structures only with something to realize increased effort. Accordingly, the individual Functional parts of the micro-relay, namely the movable contact piece, the elastic suspension and the drive capacitor, each in their functional structure preferably purely two-dimensional, in one substrate-parallel plane.
  • a flat construction possible by the substrate-parallel movement is possible often structurally favorable and facilitates in particular subsequent Lithography steps, such as those to be prepared for on the same substrate microelectronic circuits are needed. Even with a protection of Micro-relay through an encapsulation or cover is a flat construction advantageous.
  • SiO 2 layers are suitable for silicon substrates.
  • SOI structures Silicon on Insulator
  • the material silicon is basically a preferred material for the Micro-relay according to the invention.
  • Silicon has the advantage of suitable sorting both insulating and electric be carried out conductive. By ion implantation or diffusion Of dopants can thus easily conductive tracks with adapted structure getting produced.
  • the underlying technology is from the Semiconductor device manufacturing known.
  • micro-relay particularly importance for the production of the micro-relay according to the invention, in particular in a two-dimensional realization with substrate-parallel Alignment, have the ion etching, and in particular the so-called RIE procedure.
  • RIE ion etching
  • relatively large etching depths may be interesting, come preferably the so-called DRIE method Deep reactive ion etching.
  • DRIE method Deep reactive ion etching By suitable process control can be Achieve near vertical etching edges in considerable depths, for example in of the order of 0.5 mm. This can be sufficiently large to achieve Contact areas are important because in the preferred embodiments of the invention provide perpendicular contact surfaces on the substrate can.
  • FIG. 1 shows a plan view of a structure comprising a movable contact piece 1 with an elastic suspension 2.
  • the viewing direction is perpendicular to the substrate plane, which should be a two-dimensional structure.
  • the schematically drawn base 3 should, as indicated by the hatched background, be firmly connected to the substrate, whereas the elastic suspension forming carrier 2 and the movable contact piece 1 are free from the substrate.
  • the parts 1, 2 and 3 should consist of Si and be worked out integrally from a Si substrate.
  • the movable contact piece 1 and the carriers 2 have been freed from the substrate by dissolving an SiO 2 layer buried underneath.
  • the solid lines represent the force-free arrangement, while the dashed lines the movable contact piece 1 and the elastic Show suspension 2 in the deflected state.
  • This deflection is effected by a force symbolized by N, which acts from top to bottom in FIG. 1, So lies in the substrate plane, but to the difference between the dashed and the solid drawing recognizable Movement direction is substantially vertical.
  • the direction of movement is By the way, not really constant direction. Rather, from this figure vividly that the direction of movement with increasing deflection of the right-angled orientation to the normal force away. However, it is essential that the moving distance is a much larger component f perpendicular to The force N contains as the force-parallel component ⁇ .
  • the component ⁇ is but as important as it is necessary to the movement depicted at all with the force N to produce.
  • the movement behavior of the movable contact piece 1 results from the Shape and arrangement of the pair of carriers 2 and these are in Movement direction spaced from each other and otherwise identical and to the force N substantially symmetrically aligned to Avoid torque as much as possible.
  • the carriers 2 have a length I in Direction of the force N and are in contrast very narrow, as indicated by h.
  • the depth perpendicular to the plane is denoted by b and corresponds here the depth of the movable contact piece 1. It is for the invention Principle not of concern.
  • the area increases of the drive capacitor also linear with the depth, so that the depth b only from the technical limits of the etching process and the desired Contact surface depends.
  • a too large width of the capacitor 4,5 increases not only the inertia of the movable contact part 1, but also goes directly into the overall size of the micro-relay.
  • has a meaningful Compromise can be found.
  • FIG. 2 shows the basic structure schematically illustrated in FIG. 1 in a concrete application form.
  • an electrically conductive surface layer 4 is mounted, which is opposite to a second electrically conductive surface layer 5 on a substrate-fixed part.
  • A is the area of the drive capacitor 4, 5 and also proportional to b.
  • d is the distance between the two drive capacitor surfaces 4 and 5. It can be seen immediately that very small by correspondingly small distances can generate large electrostatic forces, because the distance d in the second Potency occurs. Furthermore, wide capacitors in the sense of the horizontal in the Drawing plane, so large distances between the carriers 2, low. at a distance d of 1 .mu.m result at a supply voltage of 36 V and a typical area A of 450 ⁇ m x 1500 ⁇ m forces in the range of 4 mN.
  • FIG. 2 shows that the movable contact piece 1 is switched back and forth between two counter-contact pieces 6 and 7.
  • the movable contact piece 1 has, at its ends extending beyond the supports 2, in each case an angled attachment region 8 or 9, which carries in each case two metal contacts, which are connected via a metallic conductor track.
  • These contacts can come in contact with each associated two contacts on the mating contact pieces 6 and 7, which in turn are electrically isolated from each other. They are thus bridged by the contacts on the angled regions 8 and 9 of the movable contact piece 1.
  • the hatched areas in Figure 2 indicate that the two Drive capacitor surfaces 4 and 5 and in each case from the contacts to the Counter contact pieces 6 and 7 outgoing conductor tracks ion-implanted Si regions are formed.
  • the black filled contacts are metallized, such as by lateral Schrägbedampfung or Plasma deposition and corresponding masking.
  • the total contact surfaces by adjusting the Depth b can be determined.
  • the metal contacts can also in the vertical direction in Figure 2 be made wider when the contact surface plays an essential role.
  • the arrangement of the drive capacitor 4 '5' should be in simple micro-relay Incidentally, done so that when closed a maximum Contact force results, so the minimum distance between the Drive capacitor surfaces 4, 5 and 4 ', 5' is present. In the first and in the second embodiment, this is for the right switch and for the left Given a switch.
  • Figure 4 shows a third embodiment, which is a variant of the second Embodiment of Figure 3 represents.
  • the drive capacitor in this case of comb-like nested surfaces consisting of 4 "and 5". Again, these are Si structures with corresponding dopants (or metallizations), like the Show hatching.
  • the drive capacitor By a manufacturing technology little problematic Complication of the mask layout can thus be effective Area of the drive capacitor can be multiplied, in this case tripled. Otherwise, this embodiment corresponds to the above described.

Landscapes

  • Micromachines (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
  • Relay Circuits (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Mikrorelais mit neuem mechanischem Aufbau, bei dem die Bewegungsrichtung eines bewegbaren Kontaktstücks (1) im wesentlichen senkrecht zu der elektrostatischen Antriebskraft eines Antriebskondensators (4, 5) liegt. Dadurch können mit kleinen Versorgungsspannungen relativ große Kontaktkräfte und hohe Spannungsfestigkeiten im geöffneten Zustand realisiert werden. <IMAGE>

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Mikrorelais mit einem neuen mechanischen Aufbau. Mit dem Begriff Mikrorelais bezeichnet man gewöhnlich mikroskopische elektrische Schalter, bei denen ein bewegbares Kontaktstück relativ zu einem Gegenkontaktstück elektrostatisch, elektromagnetisch, piezoelektrisch oder in anderer Weise bewegt wird, um einen elektrischen Kontakt zu öffnen und zu schließen. Mikrorelais sind also gewissermaßen sehr kleine Relais, wie sich schon aus dem Namen ergibt, und werden häufig, jedoch nicht notwendigerweise, unter Zuhilfenahme von technologischen Verfahren hergestellt, die der Halbleitertechnologie und/oder der Mikrostrukturtechnik entlehnt sind.
Stand der Technik
Mikrorelais mit elektrostatischen Antrieben sind an sich bekannt. Der elektrostatische Antrieb wird durch einen Antriebskondensator bewirkt, der zwei beabstandete leitfähige Flächen aufweist, von denen eine mit dem bewegbaren Kontaktstück fest verbunden ist. Dadurch können die elektrostatischen Kräfte zwischen den Flächen zum mechanischen Antrieb des bewegbaren Kontaktstücks genutzt werden. Das bewegbare Kontaktstück ist dazu üblicherweise elastisch aufgehängt, so daß der elektrostatische Antrieb gegen eine Rückstellkraft der elastischen Aufhängung wirkt.
Bei einigen bekannten Mikrorelais besteht das bewegbare Kontaktstück aus einer aus einer Substratoberfläche schräg herausstehenden Lamelle, die gleichzeitig eine der Antriebskondensatorflächen enthält, wobei die andere Antriebskondensatorfläche und das Gegenkontaktstück in der Substratebene angeordnet sind. Die elektrostatische Anziehungskraft zwischen den Antriebskondensatorflächen kann die Lamelle auf die Substratoberfläche herunterziehen, woraufhin ein Kontakt an dem lamellenartigen bewegbaren Kontaktstück das Gegenkontaktstück in der Substratoberfläche berührt.
Darstellung der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine neuartige mechanische Bauform für ein Mikrorelais zur Verfügung zu stellen.
Dementsprechend ist erfindungsgemäß vorgesehen ein Mikrorelais mit einem bewegbaren Kontaktstück, einem Antriebskondensator zum elektrostatischen Antrieb des bewegbaren Kontaktstücks, welcher Antriebskondensator im wesentlichen parallel beabstandete, leitfähige Flächen aufweist, von denen eine mit dem bewegbaren Kontaktstück fest verbunden ist, einer elastischen Aufhängung des bewegbaren Kontaktstücks und einem Gegenkontaktstück, wobei das Mikrorelais so ausgelegt ist, daß durch Ändern des Ladezustands des Antriebskondensators das bewegbare Kontaktstück in einer Bewegungsrichtung in eine und aus einer Anlage an das Gegenkontaktstück bewegt werden kann, um einen elektrischen Kontakt zwischen dem bewegbaren Kontaktstück und dem Gegenkontaktstück zu öffnen und zu schließen, bei dem die Bewegungsrichtung zu der Richtung des Abstandes zwischen den Antriebskondensatorflächen fast senkrecht ist und die elastische Aufhängung bezüglich einer Bewegung des bewegbaren Kontaktstücks in der Bewegungsrichtung eine Federkonstante aufweist, die wesentlich kleiner ist als eine Federkonstante der elastischen Aufhängung bezüglich einer Bewegung in der Richtung des Abstandes der Antriebskondensatorflächen.
Die Grundidee der Erfindung liegt also darin, von dem konventionellen Konzept abzurücken, bei dem die Bewegungsrichtung des bewegbaren Kontaktstücks im wesentlichen gleich gerichtet bzw. parallel zu der elektrostatischen Kraft ist. Erfindungsgemäß wird vielmehr ein Aufbau gewählt, bei dem das bewegbare Kontaktstück elastisch so aufgehängt ist, daß es eine im Bezug zu der Richtung der elektrostatischen Kraft, also zu der dem direkten Abstand zwischen den Antriebskondensatorflächen entsprechenden Richtung, querelastisch ist. Bei dieser Querelastizität muß jedoch eine geringe Komponente in Kraftrichtung vorhanden sein, so daß die Antriebskondensatorflächen aneinander angenähert oder voneinander entfernt werden. Wesentlich ist jedoch, daß der bei weitem überwiegende Teil der Bewegung des bewegbaren Kontaktstücks senkrecht zu der elektrostatischen Kraft, also dem Kondensatorzwischenabstand, liegt. Quantitativ kann das bedeuten, daß die Querkomponente bei den Bewegungen insgesamt vorzugsweise zumindest das 5-fache, besser das 7,5-fache, noch besser das 12-fache und im günstigsten Fall sogar mehr als das 20-fache der kraftparallelen Komponente beträgt. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die elastische Aufhängung in der gewünschten Bewegungsrichtung eine sehr viel kleinere Federkonstante aufweist als in der (konventionellen) Richtung des Abstandes zwischen den Antriebskondensatorflächen.
Die Vorteile dieses Aufbaus können verschiedenartig sein: Zum einen kann es bei manchen Anwendungsfällen zu günstigeren geometrischen Lösungen führen, die Antriebskondensatorflächen im wesentlichen parallel zu der Bewegungsrichtung des bewegbaren Kontaktstücks anordnen zu können. Die Erfindung stellt also einen neuen Freiheitsgrad für den Entwurf von Mikrorelais zur Verfügung.
Ein wesentlicher, jedoch erfindungsgemäß nicht notwendigerweise im Vordergrund stehender Vorteil besteht darin, daß durch die relativ kleine Komponente der Bewegungen des bewegbaren Kontaktstücks in der Richtung des Abstands der Antriebskondensatorflächen mit dem erfindungsgemäßen Mikrorelais relativ große quantitative Verhältnisse zwischen der möglichen Bewegungsstrecke des bewegbaren Kontaktstücks einerseits und dem maximal auftretenden Zwischenabstand zwischen den Antriebskondensatorflächen andererseits erzielt werden können. Nach einem bevorzugten Gesichtspunkt der Erfindung sollen diese quantitativen Verhältnisse möglichst groß sein, vorzugsweise über 10, besser über 20 und am besten über 40. Dies hat nämlich zur Folge, daß einerseits mit relativ kleinen Versorgungsspannungen ausreichend große elektrostatische Kräfte zwischen den Antriebskondensatorflächen erzeugt werden können, andererseits die Isolationsabstände zwischen dem bewegbaren Kontaktstück und dem Gegenkontaktstück, die ja von dem bewegbaren Kontaktstück bei der Bewegung überwunden werden müssen, dennoch relativ groß ausfallen können. Die erfindungsgemäßen Mikrorelais können also eine hohe Spannungsfestigkeit mit einer kleinen Antriebsspannung kombinieren.
Damit wird ein Hauptnachteil elektrostatischer Mikrorelais überwunden, die zwar konventionellerweise bereits relativ niedrige Versorgungsspannungen bzw.leistungen ermöglichen, jedoch im Hinblick auf die Spannungsfestigkeit dahingehend begrenzt sind, daß der Antriebskondensator auch bei dem größten auftretenden Abstand zwischen den Antriebskondensatorflächen noch eine ausreichend große anziehende Kraft aufbringen können muß.
Im übrigen können mit den konventionellen elektrostatischen Mikrorelais im Vergleich zu den elektromagnetischen Antriebslösungen nur sehr kleine Andruckkräfte zwischen den Kontakten, also zwischen dem bewegbaren Kontaktstück und dem Gegenkontaktstück, aufgebracht werden. Aus diesen relativ geringen Kontaktkräften können Schwierigkeiten in der Herstellung der Kontakte und unerwünscht hohe Kontaktwiderstände entstehen. Auch hier bietet die Erfindung eine Abhilfsmöglichkeit.
Eine günstige Ausführungsform für eine elastische Aufhängung mit den beschriebenen Eigenschaften besteht aus zumindest einem schmalen langen Träger, dessen Längsrichtung der Richtung des Abstandes der Antriebskondensatorflächen entspricht und der in der Bewegungsrichtung des bewegbaren Kontaktstücks sehr viel schmaler ist. In der dritten verbleibenden Richtung kann der Träger relativ ausgedehnt sein oder auch relativ flach sein, vorzugsweise angepaßt an die entsprechenden Abmessungen des Antriebskondensators und der übrigen Bauteile in dieser Richtung. Dieser Träger bildet eine blattfederähnliche Struktur und kann durch die elektrostatische Kraft des Antriebskondensators zwar nicht verlängert und verkürzt, jedoch seitlich verformt werden.
Vorzugsweise sind zumindest zwei dieser Träger vorgesehen, die vorzugsweise im wesentlichen identisch miteinander, jedoch in der Bewegungsrichtung voneinander beabstandet sind. Durch ihre gemeinsame feste Kopplung mit dem bewegbaren Kontaktstück ergibt sich dann eine Bewegung des bewegbaren Kontaktstücks, die verkippungsfrei bleibt, also im wesentlichen nur aus translatorischen Komponenten besteht. Hierzu wird auf die Ausführungsbeispiele verwiesen. Die Kraft-Weg-Zusammenhänge, also die Federkonstanten, können bei solchen Trägem anhand bekannter Näherungsformeln leicht berechnet werden.
Die Bewegung des bewegbaren Kontaktstücks kann nicht nur dazu genutzt werden, einen an dem bewegbaren Kontaktstück angebrachten Kontakt mit einem zugeordneten Kontakt an einem Gegenkontaktstück in Verbindung zu bringen und ihn davon zu trennen, vielmehr kann die selbe Bewegung gleichzeitig einen weiteren Kontakt des bewegbaren Kontaktstücks mit einem anderen Kontakt an einem weiteren Gegenkontaktstück in komplementärer Weise verbinden und trennen. Dabei wird also das bewegbare Kontaktstück zwischen den Gegenkontaktstücken hin- und herbewegt. Man erhält gewissermaßen einen Doppelschalter, der zudem in einer Mittenposition einen Zustand bietet, in dem sämtliche Kontakte getrennt sind. Er kann jedoch auch so ausgelegt sein oder betrieben werden, daß er zwischen zwei Zuständen geschaltet wird, in denen jeweils eines der beiden Kontaktpaare offen und das jeweils andere geschlossen ist. Die verschiedenen vorteilhaften Anwendungsmöglichkeiten solcher Doppelschalter sind dem Fachmann ohne weiteres bekannt.
Der oder die beschriebenen Träger müssen übrigens im kräftefreien Zustand nicht notwendigerweise grade langgestreckt sein, so daß sie durch den elektrostatischen Antrieb verkrümmt werden. Sie können auch bei der Herstellung des Mikrorelais bereits mit einer vorgegebenen leichten Krümmung versehen sein, die dann durch die elektrostatische Antriebskraft verringert, aufgehoben oder auch im Richtungssinn umgekehrt werden kann.
Weiterhin ist es denkbar, den Antriebskondensator komplizierter auszuführen als lediglich mit zwei benachbarten Antriebskondensatorflächen. Es können auch verschachtelte Strukturen Verwendung finden, bei denen eine größere Zahl Antriebskondensatorflächen in verschachtelter Weise einander zugeordnet sind, etwa wie zwei miteinander in Eingriff gebrachte Kämme. Zur Veranschaulichung wird auf das entsprechende Ausführungsbeispiel verwiesen.
Die Bewegungsrichtung des erfindungsgemäßen Mikrorelais liegt vorzugsweise parallel zu einem Substrat, auf dem das Mikrorelais angebracht ist oder auf dem es vorzugsweise integriert hergestellt worden ist. Auch hierin besteht ein Unterschied zum Stand der Technik, bei dem die Bewegungsrichtungen mehr oder weniger senkrecht zur Substratebene liegen. Die substratparallele Bewegungsrichtung hat jedoch den Vorteil, zweidimensionale Strukturen des Mikrorelais zu begünstigen, die herstellungstechnisch sehr vorteilhaft sind. So sind die typischen mikrotechnologischen und halbleitertechnologischen Verfahren wie Lithographie-, Ätz- oder Beschichtungsverfahren in der Regel zunächst zweidimensional und bei dreidimensionalen Strukturen nur mit etwas erhöhtem Aufwand zu realisieren. Dementsprechend sind die einzelnen Funktionsteile des Mikrorelais, nämlich das bewegbare Kontaktstück, die elastische Aufhängung sowie der Antriebskondensator, jeweils in ihrer funktionalen Struktur vorzugsweise rein zweidimensional, und zwar in einer substratparallelen Ebene.
Ferner ist ein durch die substratparallele Bewegung möglicher flacher Aufbau häufig bautechnisch günstig und erleichtert insbesondere nachfolgende Lithographieschritte, etwa solche, die für auf dem selben Substrat herzustellende mikroelektronische Schaltungen benötigt werden. Auch bei einem Schutz des Mikrorelais durch eine Verkapselung oder Abdeckung ist ein flacher Aufbau vorteilhaft.
Um die bewegbaren Teile des Mikrorelais bei einer integrierten Ausführungsform vom Substrat zu lösen, bietet es sich an, vergrabene Schichten an den geeigneten Stellen vorzusehen und zu entfernen, um diese Teile vom Substrat zu befreien und damit elastisch verformbar bzw. bewegbar zu machen. Hier bieten sich insbesondere SiO2-Schichten bei Siliziumsubstraten an. Insbesondere bieten sich hierzu die bekannten SOI-Strukturen (Silicon on Insulator) an, und zwar vor allem die sogenannten SIMOX-Wafer.
Der Werkstoff Silizium ist grundsätzlich ein bevorzugter Werkstoff für das erfindungsgemäße Mikrorelais.
Eine andere Werkstofflösung sind verschiedene Gläser. Silizium hat allerdings den Vorteil, durch geeignete Sortierung sowohl isolierend als auch elektrisch leitfähig ausgeführt werden zu können. Durch lonenimplantation oder Diffusion von Dotierungsstoffen können somit Leiterbahnen mit angepaßter Struktur leicht hergestellt werden. Die zugrundeliegende Technologie ist aus der Halbleiterbauelementherstellung bekannt.
Trotzdem werden beispielsweise für die Kontakte selbst Metallisierungen notwendig sein. Bei einem gläsernen Mikrorelais müssen grundsätzlich Metallisierungen angebracht werden, um die elektrischen Leitungen und Kontakte herzustellen.
Besondere Bedeutung für die Herstellung des erfindungsgemäßen Mikrorelais, insbesondere bei einer zweidimensionalen Realisierung mit substratparalleler Ausrichtung, haben die lonenätzverfahren, und zwar insbesondere die sogenannten RIE-Verfahren. Da für das Mikrorelais relativ große Ätztiefen interessant sein können, kommen bevorzugt die sogenannten DRIE-Verfahren in Betracht (deep reactive ion etching). Durch geeignete Prozeßführung lassen sich in erheblichen Tiefen nahezu senkrechte Ätzflanken erzielen, beispielsweise in der Größenordnung von 0,5 mm. Dies kann zur Erzielung ausreichend großer Kontaktflächen wichtig sein, weil sich bei den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung senkrecht auf dem Substrat stehende Kontaktflächen ergeben können. Hierzu wird wiederum auf die Ausführungsbeispiele verwiesen.
Als Beispiel wird ferner verwiesen auf den Artikel "Vertical Mirrors Fabricated by Deep Reactive Ion Etching for Fiber Optic Switching Applications". Von C. Marxer at all, Journal of Microelectromechanical Systems, Band 6, Nr. 3, September 1997, Seiten 277 - 285. Dort sind zwar mikrooptische Schalter für faseroptische Anwendungen beschrieben, jedoch lassen sich die Prozeßschritte auch ohne weiteres auf die Erfindung anwenden. Die dort realisierten Wandhöhen von 75 Mikrometer lassen sich leicht übertreffen, wenn dies von Interesse ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert, wobei die dabei offenbarten Merkmale auch in anderen als den dargestellten Kombinationen erfindungswesentlich sein können.
Im einzelnen zeigt:
  • Figur 1 eine schematische Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes bewegbares Kontaktstück mit elastischer Aufhängung;
  • Figur 2 ein erstes Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Mikrorelais;
  • Figur 3 ein zweites Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Mikrorelais;
  • und Figur 4 ein drittes Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Mikrorelais.
    • Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Struktur aus einem bewegbaren Kontaktstück 1 mit elastischer Aufhängung 2. Die Blickrichtung steht senkrecht auf der Substratebene, wobei es sich um eine zweidimensionale Struktur handeln soll. Die schematisch eingezeichnete Basis 3 soll, wie durch den schraffierten Untergrund angedeutet, fest mit dem Substrat verbunden sein, wohingegen die elastische Aufhängung bildende Träger 2 und das bewegbare Kontaktstück 1 von dem Substrat frei sind. Bei dem konkreten Beispiel sollen die Teile 1, 2 und 3 aus Si bestehen und integriert aus einem Si-Substrat herausgearbeitet sein. Das bewegbare Kontaktstück 1 und die Träger 2 sind von dem Substrat durch Lösen einer darunter vergrabenen SiO2-Schicht befreit worden.
    Die durchgezogenen Linien stellen dabei die kräftefreie Anordnung dar, während die gestrichelten Linien das bewegbare Kontaktstück 1 und die elastische Aufhängung 2 in ausgelenktem Zustand zeigen. Diese Auslenkung wird bewirkt durch eine mit N symbolisierte Kraft, die in Figur 1 von oben nach unten wirkt, also in der Substratebene liegt, jedoch zu der durch den Unterschied zwischen der gestrichelten und der durchgezogenen Zeichnung erkennbaren Bewegungsrichtung im wesentlichen senkrecht steht. Die Bewegungsrichtung ist dabei übrigens keine wirklich konstante Richtung. Vielmehr ist aus dieser Figur anschaulich, daß sich die Bewegungsrichtung mit zunehmender Auslenkung von der rechtwinkligen Orientierung zur Normalkraft entfernt. Wesentlich ist jedoch, daß die Bewegungsstrecke eine sehr viel größere Komponente f senkrecht zu der Kraft N enthält als die kraftparallele Komponente λ. Die Komponente λ ist jedoch insoweit wichtig, als sie notwendig ist, um die dargestellte Bewegung überhaupt mit der Kraft N erzeugen zu können.
    Das Bewegungsverhalten des bewegbaren Kontaktstücks 1 ergibt sich aus der Form und Anordnung des Paares der Träger 2 und diese sind in Bewegungsrichtung voneinander beabstandet und dabei im übrigen identisch sowie zu der Kraft N im wesentlichen symmetrisch ausgerichtet, um Drehmomente möglichst zu vermeiden. Die Träger 2 haben eine Länge I in Richtung der Kraft N und sind demgegenüber sehr schmal, wie mit h bezeichnet. Die Tiefe senkrecht zur Zeichenebene ist mit b bezeichnet und entspricht hier der Tiefe des bewegbaren Kontaktstücks 1. Sie ist für das erfindungsgemäße Prinzip nicht weiter von Belang. Wie sich weiter unten ergibt, erhöht sie zwar die Federkonstante linear, jedoch wächst bei den Ausführungsbeispielen die Fläche des Antriebskondensators ebenfalls linear mit der Tiefe, so daß die Tiefe b nur von den technischen Grenzen des Ätzverfahrens und der gewünschten Kontaktfläche abhängt. Eine zu große Breite des Kondensators 4,5 erhöht aber nicht nur die Massenträgheit des bewegbaren Kontaktteils 1, sondern geht auch direkt in die Gesamtbaugröße des Mikrorelais ein. Hier muß also ein sinnvoller Kompromiß gefunden werden.
    Die Auslenkung f in der gewünschten kraftnormalen Dimension errechnet sich näherungsweise aus f = (NI3) / (2Ebh3)
    Dabei ist E der Elastizitätsmodul des verwendeten Materials. Man erkennt, daß die Tiefe b linear in die Federkonstante eingeht, diese jedoch in der dritten Potenz von dem Verhältnis aus Länge I und Schmalheit h der Träger 2 abhängt. Die notwendige, jedoch möglichst kleine Bewegungskomponente λ beträgt näherungsweise λ = (3f2) / (5I)
    Man sieht, daß die Bewegung in zunehmendem Maße von der senkrechten Ausrichtung zur Kraft N abweicht, weil die Komponente λ proportional zum Quadrat der Komponente f ist. Man erkennt außerdem, daß lange Träger günstig sind für eine großes Verhältnis aus der kraftnormalen Komponente f zu der kraftparallelen Komponente λ.
    Quantitative Beispielswerte könnten eine Länge von I = 1800 µm, eine Schmalheit h von 16 µm und eine Tiefe b von 450 µm sein. Ein beispielhafter Wert für die Kraft N von etwa 4 mN führt dann zu f = 40 µm und λ = 0,53 µm. Die Bewegung des bewegbaren Kontaktschubs 1 ist also so gut wie senkrecht zu N.
    Figur 2 zeigt die schematisch in Figur 1 erläuterte Grundstruktur in einer konkreten Anwendungsform. An dem bewegbaren Kontaktstück 1 ist, in diesem Fall an der den Trägern 2 zugewandten Seite, eine elektrisch leitfähige Oberflächenschicht 4 angebracht, der eine zweite elektrisch leitfähige Oberflächenschicht 5 an einem substratfesten Teil gegenüber liegt. Zwischen diesen beiden Antriebskondensatorflächen 4 und 5 kann eine Spannung Ud angelegt werden, die die elektrostatische Antriebskraft N gemäß folgendem Näherungszusammenhang hervorruft: N = (ε0AUd 2) / (2d2)
    Dabei ist A die Fläche des Antriebskondensators 4, 5 und ebenfalls proportional zu b. d ist der Abstand zwischen den beiden Antriebskondensatorflächen 4 und 5. Man erkennt unmittelbar, daß sich durch entsprechend kleine Abstände sehr große elektrostatische Kräfte erzeugen lassen, weil der Abstand d in der zweiten Potenz auftritt. Ferner sind breite Kondensatoren im Sinn der Horizontalen in der Zeichenebene, also große Abstände zwischen den Trägern 2, günstig. Bei einem Abstand d von 1 µm ergeben sich bei einer Versorgungsspannung von 36 V und einer typischen Fläche A von 450 µm x 1500 µm Kräfte im Bereich von 4 mN.
    Die Bewegung des bewegbaren Kontaktstücks 1 entspricht der Darstellung in Figur 1. Figur 2 zeigt, daß das bewegbare Kontaktstück 1 dabei zwischen zwei Gegenkontaktstücken 6 und 7 hin- und hergeschaltet wird. Hierzu weist es an seinen über die Träger 2 hinausreichenden Enden jeweils einen abgewinkelten Ansatzbereich 8 bzw. 9 auf, der jeweils zwei metallene Kontakte, die über eine metallische Leiterbahn verbunden sind, trägt. Diese Kontakte können in Kontakt mit jeweils zugeordneten zwei Kontakten auf den Gegenkontaktstücken 6 und 7 kommen, die jedoch ihrerseits elektrisch voneinander isoliert sind. Sie werden also durch die Kontakte auf den abgewinkelten Bereichen 8 bzw. 9 des bewegbaren Kontaktstücks 1 überbrückt. Die Kontaktkraft P ergibt sich dabei aus P = (f/l) N. Für N = 4 mN ergibt das eine Kontaktkraft P von ca. 0,09 mN.
    Die schraffierten Bereiche in Figur 2 deuten dabei an, daß die beiden Antriebskondensatorflächen 4 und 5 sowie jeweils von den Kontakten an den Gegenkontaktstücken 6 und 7 ausgehende Leiterbahnen durch ionenimplantierte Si-Bereiche gebildet sind. Die schwarz ausgefüllten Kontakte sind metallisiert, etwa durch seitliche Schrägbedampfung oder Plasmaabscheidung und entsprechende Maskierung.
    Man erkennt ferner, daß das Mikrorelais aus Figur 2 bei ungeladenem Antriebskondensator 4, 5 die Kontakte an dem linken Gegenkontaktstück 7 überbrückt und durch Spannungsbeaufschlagung des Kondensators 4, 5 so umgeschaltet werden kann, daß statt dessen die Kontakte an dem rechten Gegenkontaktstück 6 überbrückt werden. Die Antriebskondensatorflächen 4, 5 sind dabei so zueinander ausgerichtet, daß sie einander etwa in der Mitte dieses Weges direkt gegenüber liegen, so daß jeweils an den beiden Wegenden ein gewisser Versatz vorliegt, der jedoch wegen der tatsächlich geringen quantitativen Bedeutung unwesentlich ist.
    Es wurde bereits erwähnt, daß die Gesamtkontaktflächen durch Anpassung der Tiefe b bestimmt werden können. Außerdem können die Metallkontakte auch in der in Figur 2 vertikalen Richtung breiter ausgeführt sein, wenn die Kontaktfläche eine wesentliche Rolle spielt.
    Wenn man sich einen der beiden abgewinkelten Bereiche 8 und 9 und das zugehörige Gegenkontaktstück 6 bzw. 7 in Figur 2 wegdenkt, so erkennt man unmittelbar, daß sich mit diesem Aufbau auch einfache Schalter realisieren lassen, die wahlweise im spannungslosen Zustand offen oder geschlossen sind (normally open / normally closed).
    Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel aus Figur 3 liegt gegenüber den Varianten aus Figur 1 und 2 dahingehend eine Abweichung vor, daß die Träger 2' nur mehr im dargestellten spannungsfreien Zustand leicht S-förmig gekrümmt sind, nämlich etwa so, wie im verformten Zustand aus Figur 1. Dies kann durch entsprechende Strukturierung der Maske bei dem DRIE-Prozeß, mit dem diese Strukturen aus dem Siliziumwafer herausgearbeitet werden, leicht realisiert werden. Außerdem ist der Antriebskondensator bei diesem Beispiel auf der im Vergleich zu Figur 2 anderen Seite des bewegbaren Kontaktstücks 1 angeordnet, und daher mit 4', 5' bezeichnet. Schließlich ist das Mikrorelais in diesem Fall so ausgelegt, daß der "rechte Schalter" 6, 8 im spannungsfreien Zustand geschlossen ist, während der "linke Schalter" 7, 9 im spannungsfreien Zustand offen ist.
    Durch die elektrostatische Anziehung zwischen den Antriebskondensatorflächen 4' und 5' kann das bewegbare Kontaktstück 1 in Figur 3 nach links bewegt werden, wobei sich die Träger 2' weitgehend strecken bzw. auch mit umgekehrtem Richtungssinn verformen können.
    Die Anordnung des Antriebskondensators 4' 5' sollte bei einfachen Mikrorelais übrigens so erfolgen, daß sich im geschlossenen Zustand eine maximale Kontaktkraft ergibt, also der minimale Abstand zwischen den Antriebskondensatorflächen 4, 5 bzw. 4', 5' vorliegt. Bei dem ersten und bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist dies für den rechten Schalter bzw. für den linken Schalter gegeben.
    Figur 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel, das eine Variante zu dem zweiten Ausführungsbeispiel aus Figur 3 darstellt. Der Unterschied besteht darin, daß der Antriebskondensator in diesem Fall aus kammartig verschachtelten Flächen besteht, die mit 4" und 5" bezeichnet sind. Es handelt sich wiederum um Si-Strukturen mit entsprechenden Dotierungen (oder Metallisierungen), wie die Schraffuren zeigen. Durch eine herstellungstechnisch wenig problematische Komplizierung des Maskenlayouts kann so die zuvor mit A bezeichnete effektive Fläche des Antriebskondensators vervielfacht werden, in diesem Fall verdreifacht. Im übrigen entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem zuvor beschriebenen.
    Alle Ausführungsbeispiele sind infolge des zweidimensionalen Aufbaus technisch unproblematisch und zeigen andererseits einen ungewöhnlich guten Kompromiß zwischen Kontaktschließkraft, Versorgungsspannung und Spannungsfestigkeit im geöffneten Zustand.
    Bezugszeichenliste
    1
    bewegbares Kontaktstück
    2
    elastische Aufhängung, nämlich schmale lange Träger
    3
    Basis
    4, 4', 4"
    leitfähige Kondensatorfläche am bewegbaren Kontaktstück
    5, 5', 5"
    feste elektrisch leitfähige Antriebskondensatorfläche
    6, 7
    Gegenkontaktstücke
    8, 9
    abgewinkelte Ansatzbereiche des bewegbaren Kontaktstücks
    f
    Bewegungsstrecke quer zur Kraft
    I
    Länge eines Trägers 2
    h
    Schmalheit eines Trägers 2

    Claims (14)

    1. Mikrorelais
      mit einem bewegbaren Kontaktstück (1),
      einem Antriebskondensator (4, 5, 4', 5', 4", 5") zum elektrostatischen Antrieb des bewegbaren Kontaktstücks (1),
      welcher Antriebskondensator zwei, im wesentlichen parallel beabstandete, leitfähige Flächen (4, 5, 4', 5', 4", 5") aufweist, von denen eine (4, 4', 4") mit dem bewegbaren Kontaktstück (1) fest verbunden ist,
      einer elastischen Aufhängung (2, 2') des bewegbaren Kontaktstücks (1),
      und einem Gegenkontaktstück (6, 7),
      wobei das Mikrorelais so ausgelegt ist, daß durch Ändern des Ladezustands des Antriebskondensators (4, 5, 4', 5', 4", 5") das bewegbare Kontaktstück (1) in einer Bewegungsrichtung in eine und aus einer Anlage an das Gegenkontaktstück (6, 7) bewegt werden kann, um einen elektrischen Kontakt zwischen dem bewegbaren Kontaktstück (1) und dem Gegenkontaktstück (6, 7) zu öffnen und zu schließen,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsrichtung zu der Richtung des Abstandes zwischen den Antriebskondensatorflächen (4, 5, 4', 5', 4", 5") fast senkrecht ist,
      und die elastische Aufhängung (2, 2') bezüglich einer Bewegung des bewegbaren Kontaktstücks (1) in der Bewegungsrichtung eine Federkonstante aufweist, die wesentlich kleiner ist als eine Federkonstante der elastischen Aufhängung (2, 2') bezüglich einer Bewegung in der Richtung des Abstandes der Antriebskondensatorflächen (4, 5, 4', 5', 4", 5").
    2. Mikrorelais nach Anspruch 1, bei dem der größte im Betrieb auftretende Abstand der Antriebskondensatorflächen (4, 5, 4', 5', 4", 5") sehr viel kleiner als die im Betrieb von dem bewegbaren Kontaktstück (1) zurückgelegte Bewegungsstrecke (f) in der Bewegungsrichtung ist.
    3. Mikrorelais nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die elastische Aufhängung (2, 2') einen sich im wesentlichen parallel zu der Richtung des Abstandes der Antriebskondensatorflächen (4, 5, 4', 5', 4", 5") erstreckenden und im Vergleich zu seiner Länge (I) in dieser Richtung in der Bewegungsrichtung sehr viel schmaleren (h) Träger (2, 2') aufweist, der mit dem bewegbaren Kontaktstück (1) fest verbunden ist und dieses aufgrund seiner Länge (I) und Schmalheit (h) elastisch in der Bewegungsrichtung bewegbar hält.
    4. Mikrorelais nach Anspruch 3, bei dem die elastische Aufhängung (2, 2') zumindest zwei der beschriebenen Träger (2) aufweist, die in der Bewegungsrichtung zueinander parallel versetzt sind.
    5. Mikrorelais nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das bewegliche Kontaktstück (1) zwischen zwei Gegenkontaktstücken (6, 7) hin- und hergeschaltet werden kann.
    6. Mikrorelais nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem sich der/die Träger (2') entlang seiner/ihrer Länge (I) leicht krümmt/krümmen und durch den Antriebskondensator (4', 5', 4", 5") bei der Bewegung des bewegbaren Kontaktstücks (1) gestreckt werden kann/können.
    7. Mikrorelais nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Antriebskondensator (4", 5") eine Vielzahl verschachtelt parallel beabstandeter leitfähiger Flächen (4", 5") aufweist.
    8. Mikrorelais nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einem Substrat, auf dem das Mikrorelais befestigt ist (3), wobei die Bewegungsrichtung des bewegbaren Kontaktstücks (1) substratparallel ist.
    9. Mikrorelais nach einem der vorstehenden Ansprüche, das auf dem Substrat in integrierter Weise hergestellt ist.
    10. Mikrorelais nach einem der vorstehenden Ansprüche, zumindest Anspruch 8, bei dem das bewegbare Kontaktstück (1), die elastische Aufhängung (2, 2') und der Antriebskondensator (4, 5, 4', 5', 4", 5") zumindest einen wesentlichen Teil ihrer jeweiligen funktionalen Struktur in Form einer zweidimensionalen Struktur in einer substratparallelen Ebene aufweisen.
    11. Mikrorelais nach Anspruch 9 und Anspruch 10, mit einer zwischen den zweidimensionalen Strukturen und dem Substrat angeordneten vergrabenen Schicht, die unter bewegbaren Strukturteilen (1, 2, 2', 4, 4', 4") entfernt ist.
    12. Mikrorelais nach einem der vorstehenden Ansprüche, das durch ein lonenätzverfahren, vorzugsweise ein DRIE-Verfahren, hergestellt ist.
    13. Mikrorelais nach einem der vorstehenden Ansprüche, das im wesentlichen aus Silizium besteht.
    14. Mikrorelais nach einem der Ansprüche 1 - 12, das im wesentlichen aus Glas besteht.
    EP01810322A 2001-03-29 2001-03-29 Mikrorelais mit neuem Aufbau Expired - Lifetime EP1246215B1 (de)

    Priority Applications (3)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    AT01810322T ATE451712T1 (de) 2001-03-29 2001-03-29 Mikrorelais mit neuem aufbau
    DE50115251T DE50115251D1 (de) 2001-03-29 2001-03-29 Mikrorelais mit neuem Aufbau
    EP01810322A EP1246215B1 (de) 2001-03-29 2001-03-29 Mikrorelais mit neuem Aufbau

    Applications Claiming Priority (1)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    EP01810322A EP1246215B1 (de) 2001-03-29 2001-03-29 Mikrorelais mit neuem Aufbau

    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP1246215A1 true EP1246215A1 (de) 2002-10-02
    EP1246215B1 EP1246215B1 (de) 2009-12-09

    Family

    ID=8183834

    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP01810322A Expired - Lifetime EP1246215B1 (de) 2001-03-29 2001-03-29 Mikrorelais mit neuem Aufbau

    Country Status (3)

    Country Link
    EP (1) EP1246215B1 (de)
    AT (1) ATE451712T1 (de)
    DE (1) DE50115251D1 (de)

    Cited By (3)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    EP1463081A2 (de) 2003-03-25 2004-09-29 Rockwell Automation Technologies, Inc. Mikro-elektromechanische Isolierungsschaltung
    WO2005015595A1 (ja) * 2003-08-07 2005-02-17 Fujitsu Limited マイクロスイッチング素子およびその製造方法
    WO2007059634A1 (en) * 2005-11-28 2007-05-31 Abb Research Ltd Electrostatic actuator

    Citations (3)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    WO1993003385A1 (de) * 1991-08-07 1993-02-18 Robert Bosch Gmbh Beschleunigungssensor und verfahren zur herstellung
    US5375033A (en) * 1992-04-14 1994-12-20 Cornell Research Foundation, Inc. Multi-dimensional precision micro-actuator
    EP1020984A2 (de) * 1999-01-11 2000-07-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Dreidimensionale Kammstruktur

    Patent Citations (3)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    WO1993003385A1 (de) * 1991-08-07 1993-02-18 Robert Bosch Gmbh Beschleunigungssensor und verfahren zur herstellung
    US5375033A (en) * 1992-04-14 1994-12-20 Cornell Research Foundation, Inc. Multi-dimensional precision micro-actuator
    EP1020984A2 (de) * 1999-01-11 2000-07-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Dreidimensionale Kammstruktur

    Cited By (4)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    EP1463081A2 (de) 2003-03-25 2004-09-29 Rockwell Automation Technologies, Inc. Mikro-elektromechanische Isolierungsschaltung
    EP1463081A3 (de) * 2003-03-25 2006-04-19 Rockwell Automation Technologies, Inc. Mikro-elektromechanische Isolierungsschaltung
    WO2005015595A1 (ja) * 2003-08-07 2005-02-17 Fujitsu Limited マイクロスイッチング素子およびその製造方法
    WO2007059634A1 (en) * 2005-11-28 2007-05-31 Abb Research Ltd Electrostatic actuator

    Also Published As

    Publication number Publication date
    DE50115251D1 (de) 2010-01-21
    EP1246215B1 (de) 2009-12-09
    ATE451712T1 (de) 2009-12-15

    Similar Documents

    Publication Publication Date Title
    DE60225484T2 (de) Membranakivierter mikroelektromechanischer schalter
    EP0679878B1 (de) Mikrosystem mit integrierter Schaltung und mikromechanischem Bauteil und Herstellverfahren
    DE69417725T2 (de) Micro-bearbeitetes relais und verfahren zur herstellung des relais
    DE69223682T2 (de) Miniaturisierte, dynamisch abstimmbare Mikrowellen- und Millimeterwellen-Vorrichtung
    DE69222977T2 (de) Miniaturisierter Mikrowellen- und Millimeterwellen-Tuner
    WO1994019819A1 (de) Mikromechanisches relais mit hybridantrieb
    DE112011102203B4 (de) Elektromechanische Schaltereinheit und Verfahren zum Betätigen derselben
    DE10302618B4 (de) Elektrostatische Betätigungsvorrichtung
    DE69806010T2 (de) Mikromechanischer Beschleunigungsschalter
    DE10031569A1 (de) Integrierter Mikroschalter und Verfahren zu seiner Herstellung
    DE19823690C1 (de) Mikromechanisches elektrostatisches Relais
    DE60308609T2 (de) MEMS Schalter und Herstellungsverfahren
    DE60203021T2 (de) Mikroeinstellbarer kondensator (mems) mit weitem variationsbereich und niedriger betätigungsspannung
    DE112011101117B4 (de) Integrierter elektromechanischer Aktuator und Verfahren zur Herstellung desselben
    WO2000057445A1 (de) Substratparallel arbeitendes mikrorelais
    WO1999043013A1 (de) Mikromechanisches elektrostatisches relais
    EP1468436B1 (de) Mikro-elektromechanisches system und verfahren zu dessen herstellung
    WO2021123147A1 (de) Bewegbares piezoelement und verfahren zum herstellen eines bewegbaren piezoelements
    EP1246215B1 (de) Mikrorelais mit neuem Aufbau
    DE19800189C2 (de) Mikromechanischer Schalter
    DE19920066B4 (de) Sensor aus einem mehrschichtigen Substrat mit einem aus einer Halbleiterschicht herausstrukturierten Federelement
    DE69714408T2 (de) Magnetischer Mikroschalter und Herstellungsverfahren
    EP4057317A1 (de) Gekapseltes mems-schaltelement, vorrichtung und herstellungsverfahren
    DE102021203574A1 (de) MEMS Schalter mit Kappenkontakt
    EP1191559A2 (de) Mikroschalter und Verfahren zu dessen Herstellung

    Legal Events

    Date Code Title Description
    PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

    AK Designated contracting states

    Kind code of ref document: A1

    Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

    AX Request for extension of the european patent

    Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI

    17P Request for examination filed

    Effective date: 20030331

    AKX Designation fees paid

    Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

    GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

    GRAS Grant fee paid

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

    GRAA (expected) grant

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

    AK Designated contracting states

    Kind code of ref document: B1

    Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

    REG Reference to a national code

    Ref country code: GB

    Ref legal event code: FG4D

    Free format text: NOT ENGLISH

    REG Reference to a national code

    Ref country code: CH

    Ref legal event code: EP

    REG Reference to a national code

    Ref country code: IE

    Ref legal event code: FG4D

    REF Corresponds to:

    Ref document number: 50115251

    Country of ref document: DE

    Date of ref document: 20100121

    Kind code of ref document: P

    REG Reference to a national code

    Ref country code: NL

    Ref legal event code: VDEP

    Effective date: 20091209

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: FI

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

    Effective date: 20091209

    Ref country code: SE

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

    Effective date: 20091209

    REG Reference to a national code

    Ref country code: IE

    Ref legal event code: FD4D

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: NL

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

    Effective date: 20091209

    Ref country code: IE

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

    Effective date: 20091209

    Ref country code: ES

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

    Effective date: 20100320

    Ref country code: PT

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

    Effective date: 20100409

    PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: DE

    Payment date: 20100419

    Year of fee payment: 10

    BERE Be: lapsed

    Owner name: ABB RESEARCH LTD.

    Effective date: 20100331

    PLBE No opposition filed within time limit

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

    STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

    Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: MC

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20100331

    Ref country code: GR

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

    Effective date: 20100310

    Ref country code: CY

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

    Effective date: 20091209

    REG Reference to a national code

    Ref country code: CH

    Ref legal event code: PL

    26N No opposition filed

    Effective date: 20100910

    GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

    Effective date: 20100329

    REG Reference to a national code

    Ref country code: FR

    Ref legal event code: ST

    Effective date: 20101130

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: DK

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

    Effective date: 20091209

    Ref country code: FR

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20100331

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: BE

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20100331

    Ref country code: CH

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20100331

    Ref country code: LI

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20100331

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: IT

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

    Effective date: 20091209

    Ref country code: GB

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20100329

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: AT

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20100329

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: DE

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20111001

    REG Reference to a national code

    Ref country code: DE

    Ref legal event code: R119

    Ref document number: 50115251

    Country of ref document: DE

    Effective date: 20111001

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: LU

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20100329

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: TR

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

    Effective date: 20091209