專利名稱：微型機械式靜電繼電器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了一個微型機械式靜電繼電器，該繼電器有-一個帶有基極的基本基片，并且具有至少一個固定觸點，一個銜鐵簧舌，該簧舌單邊連接到與基本基片相連的支持層上，該簧舌有一個被安裝在基極對面的銜鐵電極，靜止狀態(tài)時根據(jù)楔形空氣隙的構(gòu)造該銜鐵簧舌由基本基片靈活的向外彎曲并且在其自由端有至少一個在固定觸點對面的活動觸點。另外本發(fā)明還涉及了一個用于制造這種繼電器的方法。
這種微型機械式繼電器和相應(yīng)的制造方法根據(jù)DE 42 05 029 C1已經(jīng)基本上被了解了。在這里重要的是，從支持層出來的銜鐵簧舌是如下這樣彎曲的，即銜鐵電極利用對面的基極構(gòu)造一個楔形空氣隙，這個楔形空氣隙利用加載在兩個電極之間的電壓根據(jù)所謂的活動楔形原則產(chǎn)生一個快速拉力動作。該原則的中心意思在DE 44 37 259 C1和DE 44 37 261 C1中以舉例的方式給出。
對于所有這種為人所熟悉的帶有微型機械結(jié)構(gòu)的繼電器來說由于這兩個支持層而需要相對較高的制造技術(shù)費用，因為一方面帶有基極和固定觸點的基本基片以及另一方面帶有銜鐵簧舌，銜鐵電極和活動觸點的銜鐵支持層分別被加工而且互相之間又必須被連接。除了所提到的兩個支持層主功能元件外還必須有其他的涂膜和腐蝕過程，舉例來說如絕緣層，引線以及這一類的。就是說兩個支持層必須經(jīng)過針對它們的所有必須采用的昂貴工序，在它們的主功能層可以互相面對的被連接之前。因為開關(guān)元件也應(yīng)該防止環(huán)境的影響，所以在這個原則下必須有一個附加的外殼部分用做防護元件，這里就不必進一步探討了。
如果繼電器的所有功能元件可以在支持層一側(cè)被構(gòu)造，簡化制造就是可以期望的。這里原則上可以考慮，帶有活動觸點的簧舌以及固定觸點元件在一個和同一個支持層上被制造，例如在這里可以重復(fù)放置的來制造固定觸點和活動觸點并且在這里通過所謂的消耗層刻蝕可以構(gòu)造觸點間隔?；旧线@種構(gòu)成可以從US-4 570 139被熟悉。可是對于這種微型機械式開關(guān)來說在銜鐵簧舌下面產(chǎn)生了一個沒有詳細定義的空隙，這個空隙對于靜電驅(qū)動的結(jié)構(gòu)是不適合的。所以對于這種開關(guān)設(shè)計成，不僅銜鐵簧舌而且固定觸點都被裝上了磁性層并且通過在外面布置的磁場控制該開關(guān)。利用這種磁場在相對較小的觸點間隔上可以產(chǎn)生必須的觸點力，這種觸點間隔是利用消耗層技術(shù)在活動觸點和剛性的固定觸點之間實現(xiàn)的?？墒沁@必須有一個用于產(chǎn)生磁場的附加設(shè)備例如一個線圈，這個設(shè)備需要有比用于控制微型機械式繼電器所限定的使用場合大很多的空間。
本發(fā)明的目的是，開頭所說方式的微型機械繼電器有益的改進，以便利用靜電驅(qū)動可以產(chǎn)生一個較大的接觸力，但是在這里繼電器的功能元件可以在支持層上通過其一面的加工處理被制造。
依照本發(fā)明這個目的利用如下方式被達到，即至少一個固定觸點被布置在固定觸點簧舌上，這個固定觸點簧舌放置在銜鐵簧舌的對面就象單邊被連接到支持層上并且靜止狀態(tài)時由基本基片靈活的向外彎曲，同時至少一個活動的觸點通過這個突出被構(gòu)造在銜鐵簧舌的自由端并且重疊在固定觸點上。
在本發(fā)明中與以前微型機械式繼電器和開關(guān)的建議的區(qū)別是固定觸點不再被固定的布置在基本基片上，而是象活動觸點一樣布置在可彎曲的簧舌上，由此獲得一個另外的接觸行程。該活動觸點布置在銜鐵簧舌上并且重疊在固定觸點上。通過兩個互相正對著的簧舌的預(yù)彎曲從觸點閉合開始到銜鐵的終端位置對于開關(guān)來說獲得了一個足夠的超程來產(chǎn)生期望的接觸力。如下的效果被獲得，即如果根據(jù)在基本基片上的銜鐵簧舌的構(gòu)造通過消耗層技術(shù)在銜鐵下面可以僅僅產(chǎn)生一個相對較小的自由空間，穿過這個自由空間在啟動時銜鐵在其被延伸的位置上面向外僅產(chǎn)生一個小的特定的超程連到對電極上。
這種制造特別有利的就是，不僅銜鐵簧舌而且固定觸點簧舌都是由同一個支持層構(gòu)成的并且由此在一個和同一個腐蝕過程中可以被制造。這種何其自由端點互相正對放置的簧舌能夠以有利的方式按齒狀交錯連接，以便于向外突出的活動的觸點不是僅僅被連接到其后面端子，而是至少也要被連接到銜鐵簧舌上平面的一邊。這種特殊的設(shè)計依賴于是否應(yīng)該制造常開接點或電橋觸頭。
用來制做基本基片優(yōu)選采用了硅，這里簧舌的支持層在各自必須的功能層和絕緣層的中間接縫下利用硅層被沉淀或粘和并且通過相應(yīng)的工作過程被自由腐蝕?；净材軌蛴刹ＡЩ蛱沾山M成；這種材料最重要的是比硅的成本低。但是為了獲得繼電器結(jié)構(gòu)所必須的光滑上表面陶瓷必須有一個附加的上表面處理。構(gòu)成簧舌的支持層舉例來說能夠由沉積的多晶硅或帶有再結(jié)晶的多晶硅組成或者利用粘和的硅晶片的自由分布摻雜的硅層而產(chǎn)生。這種層通過取向附生或者擴散可以在硅晶片上被制造。除了這種硅結(jié)構(gòu)外也可以采用一種彈簧金屬的沉積層，這種彈簧金屬例如鎳，鎳鐵合金或者含有其他摻雜物的鎳。其他金屬也可以被采用；重要的是，這種材料有好的彈性和小的老化。
一個有利的方法對于依照本發(fā)明的繼電器的制造給出了如下的步驟-在一個裝備了金屬化層作為基極的基本基片上在絕緣層和中間空隙的中間接縫下用金屬涂成了一個支持層，-在支持層上兩個簧舌被單邊的連接，簧舌的自由端被構(gòu)造成互相正對簧舌，-該簧舌至少逐段地在其上表面裝備了拉應(yīng)力層，-一個優(yōu)選短的簧舌在其自由端裝備了至少一個固定觸點，-這個優(yōu)選長的簧舌裝備了至少一個活動的觸點，這個活動的觸點在消耗層的中間接縫下被疊加在固定觸點上，并且-通過簧舌彼此分離并且與支持層分離的刻蝕可以獲得從支持層向上面的簧舌彎曲。
制造方法的其他結(jié)構(gòu)在權(quán)利要求14到16中被說明。
接下來本發(fā)明借助下圖根據(jù)實例被詳細解釋。圖示如下

圖1利用截面示意圖給出了依照本發(fā)明的微型機械式繼電器的重要功能層的結(jié)構(gòu)，圖2給出了圖1所描述的微型機械式繼電器靜止位置時的終止狀態(tài)(沒有機殼)，圖3給出了圖2所述繼電器的工作位置，圖4給出了圖3所述繼電器的平面圖，該繼電器構(gòu)成了一個工作觸點，圖5給出了如圖4同樣的前視圖，只是帶有構(gòu)成電橋觸點的構(gòu)造形式，圖6給出了電橋觸點布置的不同構(gòu)造形式，
圖7給出了相應(yīng)于圖1的描述，只是在銜鐵簧舌局部截面上帶有拉應(yīng)力層，圖8給出了相應(yīng)于圖2的具有不同彎曲的簧舌截面的前視9給出了針對圖1稍微有些改變的基本基片的層結(jié)構(gòu)，該層結(jié)構(gòu)包括由多晶硅構(gòu)成的簧舌支持層，圖10給出了相對圖9有改變的層結(jié)構(gòu)，該層結(jié)構(gòu)帶有由金屬構(gòu)成的簧舌支持層，圖11給出了針對圖9和10有改變的層結(jié)構(gòu)，該層結(jié)構(gòu)帶有粘和在基本基片上的用于構(gòu)造簧舌支持層的失晶層，圖12給出了采用SOI晶片半成品而改變的層結(jié)構(gòu)。
首先指出，所有層的示意描述僅僅概略給出了層的順序而沒有給出層的厚度比例。
在圖1到3中依照本發(fā)明的機械式繼電器的功能層結(jié)構(gòu)是在硅基上給出的。基本基片1在這里是由硅組成的。這種基本基片同時用做基極；根據(jù)需要相應(yīng)的電極層也可以通過合適的摻雜被制造。在基本基片上是例如利用氮化硅來構(gòu)造的絕緣層2。在這個層上重新覆蓋第一個消耗層3，這個層稍后會被腐蝕掉。這個層例如可由二氧化硅組成并且在優(yōu)選方式下其厚度被設(shè)置小于0.5μm。在消耗層3上覆蓋用于構(gòu)造簧舌的支持層4。這個層是導(dǎo)電的并且舉例來說可由厚度在5到10μm之間的多晶硅構(gòu)成。利用這個支持層4以后可以分別腐蝕出銜鐵簧舌41和固定觸點簧舌42。對于層構(gòu)造來說首先是通過第二消耗層5被彼此分離。在兩個簧舌41和42上面布置了絕緣的拉應(yīng)力層6，這個拉應(yīng)力層根據(jù)它的拉應(yīng)力在簧舌的分別腐蝕后使基本基片的簧舌產(chǎn)生向上的彎曲。這種彎曲狀態(tài)在圖2中被給出。
在固定觸點簧舌42上通過相應(yīng)的電鍍方法堆積出固定觸點7，同時活動觸點8在銜鐵簧舌41的自由端也被如此構(gòu)造，在第二個消耗層的中間接縫下活動觸點被重疊在固定觸點7上。開關(guān)觸點的高度是任意選擇的，典型方式下是在2到10μm之間。根據(jù)需要厚度或者開關(guān)觸點的材料成分也可以是不規(guī)則的。就象在圖4中給出的，兩個簧舌41和42以齒狀方式交錯的連接，以便于簧舌42的中間突出部分44被銜鐵簧舌41兩側(cè)的突出部分43以鉗形方式抓牢。根據(jù)這種方式活動觸點8利用三個側(cè)面部分被放置在銜鐵簧舌上。該活動觸點根據(jù)這種布置和固定觸點7構(gòu)成了一個簡化的常閉觸點。其余是明顯的，即活動觸點8有S形式或Z形式的橫斷面，這是為了保證和固定觸點7重疊。中間布置的消耗層2典型情況分配的厚度d2小于0.5μm。
利用熟知的方式來構(gòu)造其余需要的層，例如固定觸點7的引線71，活動觸點8的引線81以及銜鐵簧舌上表面起鈍化作用的其他絕緣層9。
在圖2中給出了在通過腐蝕掉兩個消耗層3和5而露出簧舌后的完整的布置，這里在銜鐵簧舌41下面有一個自由空隙31。就象所說的那樣，兩個簧舌41和42根據(jù)拉應(yīng)力層6向上彎曲，于是就產(chǎn)生了帶有斷開觸點的依照圖2的布置。銜鐵簧舌根據(jù)預(yù)應(yīng)力彎曲一個小縫隙X1到彈簧末端。利用同樣方式固定觸點簧舌42根據(jù)顯露的小縫隙X2向上彎曲。于是小的觸點間距如下計算Xk=X1-X2+d2并且近似為Xk=X1-X2。
這個小的觸點間距Xk通過銜鐵簧舌和固定觸點簧舌的幾何圖形以及利用層6在簧舌上引起的拉應(yīng)力而被隨意設(shè)置。
繼電器的閉合開關(guān)狀態(tài)由圖3給出。因為銜鐵簧舌直接放置在對電極上，也就是說銜鐵簧舌接觸到了對電極或者基本基片的絕緣層2。于是銜鐵簧舌向下彎曲了第一個消耗層3的厚度，也就是d1。這里得到了一個超程Xu=X2-d2+d1，近似為Xu=X2。
這個超程是不依賴于觸點高度的制造公差。
正如所描述的那樣，圖4給出了依照圖1到圖3的簧舌41和42的平面圖。這里可以看到觸點的形式和布置，也就是在簧舌42突出部分44上的固定觸點7以及利用三個側(cè)面掛接在簧舌41突出部分43上的活動觸點8的形式和布置。此外以暗示方式給出了第一個消耗層3自由腐蝕的穿孔陣列10。
圖5中給出了一個對于圖4有所改變的帶有電橋觸頭的結(jié)構(gòu)形式。在這種情況下簧舌42利用相應(yīng)的連接總線在兩個外部突出部分46上設(shè)置了兩個分離的固定觸點7，同時簧舌41構(gòu)造了一個中間突出部分47，在該突出部分上設(shè)置了活動觸點8。在固定觸點簧舌42中的縫隙42a主要是考慮了較高的扭轉(zhuǎn)彈性，這樣在不同的燒損時兩個觸點仍可被確保連接。這個觸點在這個例子中用做電橋觸頭，在這里觸點兩側(cè)與固定觸點7重疊。
利用依照圖6的結(jié)構(gòu)可以得到相同的效果。這里銜鐵簧舌141設(shè)置了中間突出部分147，在這個突出部分上布置了一個向兩側(cè)伸展的活動電橋觸點148。這個電橋觸點和兩個固定觸點144以及145共同工作，該固定觸點位于兩個分離的固定觸點簧舌142和143上。這種固定觸點簧舌142和143對于銜鐵簧舌141是橫向布置的，也就是說，其鉗位線142a和143a對于銜鐵簧舌的鉗位線141a是垂直的。
對于優(yōu)化開關(guān)特征曲線來說下面是合適的，即銜鐵簧舌僅僅是局部彎曲，就象在文本DE 44 37 260 C1和DE 44 37 261 C1中詳細給出的那樣。在圖7和8中概略的給出了制造期間以及完整狀態(tài)下的布置，在這里銜鐵簧舌僅僅有一部分被構(gòu)造成可彎曲的。通過比較圖1和圖2存在如下這樣很大的區(qū)別，即在圖7和8中拉應(yīng)力層61僅僅在銜鐵簧舌41的一部分上擴展，于是銜鐵簧舌的可彎曲區(qū)域62被限制在固定位置的區(qū)域上，這時簧舌末端的區(qū)域63以直線或者以較小彎曲運動。根據(jù)在圖7和8中的示意在硅支持層4上有一個無固有應(yīng)力的絕緣層64，該層構(gòu)造了把帶有引線81的負載電路與簧舌分開的電流隔離。在該層上面布置了前面所說的拉應(yīng)力層61。
可以考慮用不同的為人熟知的方法來實現(xiàn)所描述和示意的層布置。所以圖9給出了在支持層1上的一個原理性的層結(jié)構(gòu)，這就是利用所謂添加技術(shù)來得到。在這個方法中活動觸點或其支持層由如下材料制造得出，該材料在制造期間首先被沉淀在支持層上。在圖9所給出的例子中由P-型硅制造的晶片被用做支持層。在這個晶片上首先通過n型擴散產(chǎn)生一個控制基極11(例如利用磷)；在電極的n型硅和支持層的p型硅之間構(gòu)造一個阻擋層12。在電極上面絕緣層2和其上的消耗層3被電鍍構(gòu)造出。在消耗層上沉淀出厚度例如為5到10μm的支持層4。該支持層由多晶硅組成或者由帶有再結(jié)晶的多晶硅組成。利用通用的掩模技術(shù)產(chǎn)生簧舌的結(jié)構(gòu)。依照圖1可以得到另外的構(gòu)造。于是不同的功能層，也就是在負載電路和活動的驅(qū)動電極之間的絕緣層，也許被沉淀出附加的拉應(yīng)力層和必須的負載電路導(dǎo)電總線。另外產(chǎn)生了所描述的帶有在中間放置的兩個消耗層以及對于導(dǎo)電總線可能需要的鈍化絕緣層的觸點。
就象開始已經(jīng)提到的，可以應(yīng)用其他的材料。于是在圖10中概略的給出了一個層布置，這里支持層由玻璃制造。但是支持層也可以由帶有絕緣層的硅支持層組成或者由帶有相應(yīng)上表面處理的陶瓷構(gòu)成。在這種支持層上面基極11以金屬層的形式被制造。在其上面放置了絕緣層2并且在絕緣層上放置了消耗層3。在這個例子中電鍍涂上的金屬層被用做支持層，這個金屬層由鎳或鎳合金(例如鎳鐵)或者也可以由其他金屬合金組成。重要的是這種金屬要有較小的彈性老化。在電鍍過程中通過相應(yīng)的電流荷載可以產(chǎn)生非均質(zhì)的鎳層，這個鎳層使一定結(jié)構(gòu)的簧舌產(chǎn)生較遲緩的彎曲。其他的構(gòu)造根據(jù)圖9或圖1類似的得出。
用于制造繼電器功能層的一個其他可能性是所謂的失晶片技術(shù)。這種技術(shù)借助于圖11做了簡短的描述。在這種情況下采用了兩個源支持層，這種源支持層要有上表面的涂層處理。在支持層1上，該支持層是由硅或者由玻璃重新構(gòu)造，基極11首先被涂上，在這個例子中該基極沉積在腐蝕坑中。在基極上放置了絕緣層2。接著帶有n型摻雜硅涂層21的第二個硅晶片20以陽極方式被粘接在已經(jīng)構(gòu)造的支持層1上，該硅涂層或者通過取向附生被涂上或者通過擴散被制造。然后其上表面利用電化學(xué)的腐蝕保護得到硅晶片20的反腐蝕，于是只保留了取向附生層21，這個取向附生層被用做活動簧舌的支持層。在基本基片上的失晶片接縫步驟也可以不用第一個消耗層3(見圖1)來獲得，如果是構(gòu)造了一個自由空間31，而沒有把絕緣層2固定連接到摻雜的硅層21上。
最后在這個例子中利用添加技術(shù)也可以相似的得到負載電路元件的結(jié)構(gòu)，就象借助圖1或者圖6已經(jīng)描述的那樣。舉例來說用于在負載電路和由簧舌41構(gòu)造的驅(qū)動電極之間絕緣的絕緣層64，總的說來必須的，附加拉應(yīng)力層61、負載電路導(dǎo)電總線71和81、固定設(shè)置的觸點7、第二個消耗層5以及活動觸點8被按順序涂抹和構(gòu)造?？偟恼f來用于鈍化絕緣的附加層是必須的，這個層是根據(jù)專業(yè)人員的實踐經(jīng)驗來實現(xiàn)的。
用于產(chǎn)生依照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)其他可能性在于采用了所謂的SOI-晶片(絕緣硅片)。在圖12中這種SOI晶片作為半成品被描述。并且按照圖9的構(gòu)造相比區(qū)別如下，在這種情況下單個的層不是后來被沉積在支持層上，而確切說是這種半成品的SOI-晶片有一個預(yù)制的層結(jié)構(gòu)，這里例如由硅鎳合金構(gòu)成的絕緣層2，例如由二氧化硅構(gòu)成的第一個消耗層3，以及作為支持層4厚度例如是5到10μm的結(jié)晶硅-取向附生層被布置在硅支持層1上。在這種半成品上負載電路元件的結(jié)構(gòu)類似的利用上面描述的添加技術(shù)來獲得，在這里作為功能層的絕緣層64、附加的拉應(yīng)力層61、負載電路導(dǎo)電總線71和81、固定安裝的觸點7、第二個消耗層5(如果可能的話也作為導(dǎo)電總線的鈍化絕緣)以及活動觸點8被構(gòu)造。
繼電器的功能直接根據(jù)所描述的結(jié)構(gòu)來獲得。為了控制繼電器通過相應(yīng)的連接元件控制電壓Us被加載到電極上，也就是加載在圖2的基本基片1上，該基本基片同時用做基極，或者根據(jù)圖9到圖11的結(jié)構(gòu)形式加載到與基本基片絕緣的基極上以及銜鐵簧舌41上，該銜鐵簧舌同時用做銜鐵電極。通過靜電充電銜鐵簧舌41被拉動到基極上，于是觸點閉合。
對于專業(yè)人員來說下面是很清楚的，即在圖中描述的結(jié)構(gòu)以合適的方式被裝配到機殼中，以便觸點可以防止外部環(huán)境的影響。下面也應(yīng)被提到，即所描述的許多開關(guān)特性可以同時被布置在一個和同一個支持層上并且被布置到為多路繼電器構(gòu)造的共有機殼中。
權(quán)利要求
1．微型機械式靜電繼電器，具有-帶有基極(1,11)的基本基片(1)，并且具有至少一個固定觸點(7)、一個銜鐵簧舌(41)，其單側(cè)連接到與基本基片(1)相連的支持層(4)上，該銜鐵簧舌有一個在基極(1,11)對面布置的銜鐵電極(41)，靜止狀態(tài)時根據(jù)楔形空氣隙的構(gòu)造該銜鐵簧舌可靈活的從基本基片(1)向外彎曲并且在其自由端至少有一個布置在固定觸點(7)對面的活動觸點(8)，其特征是，至少一個固定觸點(7)被布置在固定觸點簧舌(42)上，該固定觸點簧舌連接到在銜鐵簧舌(41)對面布置的單側(cè)固定的支持層(4)上并且在靜止狀態(tài)由基本基片(1)靈活的向外彎曲，同時至少一個活動觸點(8)通過簧舌的突出部分被布置在銜鐵簧舌(41)的自由端并且與固定觸點(7)重合。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的繼電器，其特征是，銜鐵簧舌(41)和固定觸點簧舌(42)是由相同的支持層(4)構(gòu)成的。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2的繼電器，其特征是，至少一個活動的觸點(8)具有近似Z形式的橫斷面，這里末端鐵心放在銜鐵簧舌(41)上并且與銜鐵簧舌近似平行的末端鐵心與固定觸點(7)重合。
4．根據(jù)權(quán)利要求1到3之一的繼電器，其特征是，銜鐵簧舌(41)的自由端和固定觸點簧舌(42)以齒形交錯連接，這里簧舌(42,41)的每一個突出部分(44,47)都嵌入到另一個簧舌(41,42)的凹座中，并且在固定觸點簧舌(42)的突出部分(44,46)上布置了至少一個固定觸點(7)，同時在另外一個簧舌的凹座上擴展了至少一個活動觸點(8)。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的繼電器，其特征是，在擴展狀態(tài)下銜鐵簧舌(41)利用其按鉗形構(gòu)造的末端部分(43)包住一個在固定觸點簧舌(42)中間的支撐固定觸點(7)的突出部分(44)，并且兩側(cè)布置的活動觸點(8)在固定觸點(7)上隨意擴展。
6．根據(jù)權(quán)利要求4的繼電器，其特征是，在擴展狀態(tài)時銜鐵簧舌(41)的中間突出部分(47)連接在固定觸點簧舌(42)上的布置了固定觸點(7)的兩個突出部分(46)之間，并且活動觸點(8)是被固定在中間突出部分(47)上的并且在固定觸點上面向兩側(cè)自由擴展。
7．根據(jù)權(quán)利要求4的繼電器，其特征是，銜鐵簧舌(141)的中間突出部分(147)支撐著向兩側(cè)伸展的電橋觸點(148)并且兩個固定觸點簧舌(142,143)分別支撐著與電橋觸點(148)共同作用的固定觸點(144,145)。
8．根據(jù)權(quán)利要求1到7之一的繼電器，其特征是，簧舌的支持層(4)是一個沉積層，該沉積層位于基本基片(1)上一部分被腐蝕的的消耗層(3)的中間接縫下。
9．根據(jù)權(quán)利要求1到8之一的繼電器，其特征是，基本基片(1)和支持層(4)是由硅組成的并且在基本基片中和在銜鐵簧舌中的兩個電極層是通過固有導(dǎo)電的或摻雜的硅來構(gòu)造的。
10．根據(jù)權(quán)利要求1到9之一的繼電器，其特征是，簧舌(41,42)總是在遠離基本基片上的一側(cè)上至少利用其長度的一部分來給出一個產(chǎn)生拉應(yīng)力的層(6,61)。
11．根據(jù)權(quán)利要求1到10之一的繼電器，其特征是，構(gòu)造簧舌(41,42)的支持層是由沉積的多晶硅或帶有再結(jié)晶的多晶硅組成的。
12．根據(jù)權(quán)利要求1到10之一的繼電器，其特征是，構(gòu)造簧舌(41,42)的支持層(4)是由電鍍涂上的金屬層，特別如鎳、鎳鐵合金或其他鎳合金來組成的。
13．根據(jù)權(quán)利要求1到9之一的繼電器，其特征是，基本基片是由硅或玻璃組成的，并且構(gòu)成簧舌(41,42)的彈性層(4)是通過固定在基本基片上并且自由分布的由硅晶片(20)組成的硅層(21)來構(gòu)成的。
14．用于制造根據(jù)權(quán)利要求1到13之一的微型機械式靜電繼電器的方法，其特征在于如下步驟-在裝備了用作基極的導(dǎo)電層的基本基片(1)上面在絕緣層(2)和中間空間(31)的中間接縫下涂上了一個導(dǎo)電的支持層(4,21)，-在支持層(4,21)中兩個簧舌由單側(cè)固定，其自由端彼此相對布置的簧舌(41,42)構(gòu)造，-簧舌(41,42)在其上面至少一部分裝備了拉應(yīng)力層(6,61)，-一個優(yōu)選短的簧舌(42)在其自由端被裝備了至少一個固定觸點(7)，-這個優(yōu)選長的簧舌(41)裝備了至少一個活動觸點(8)，該活動觸點在消耗層(5)的接縫下與固定觸點(7)重合，并且-通過簧舌(41,42)互相之間以及與襯底(1)之間的自由腐蝕就產(chǎn)生一個由襯底向上的彎曲。
15．根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中，在由硅組成的基本基片(1)上在第一個消耗層(3)的中間接縫下由多晶硅或帶有再結(jié)晶的多晶硅組成的一個導(dǎo)電簧舌層(4)根據(jù)兩個簧舌(41,42)的結(jié)構(gòu)被沉積成，這里簧舌的輪廓和觸點通過第二個消耗層(5)被彼此分離開，同時在觸點電鍍后兩個消耗層(3,5)被腐蝕掉。
16．根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中，在由玻璃、陶瓷或硅構(gòu)成的基本基片(1)上在第一個消耗層(3)的中間接縫下由鎳或鎳合金特別是由鎳鐵合金構(gòu)成的簧舌(41,42)結(jié)構(gòu)被電鍍沉積而成，這里在簧舌(42)上沉積成至少一個固定觸點(7)，并且在涂上第二個消耗層(5)以后在另一個簧舌(41)上沉積成一個與固定觸點(7)重合的活動觸點(8)，并且最后在涂完觸點以后兩個消耗層(3,5)被腐蝕掉。
17．根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中-在由硅或玻璃組成的基本基片(1)上電極(11)以及在其上的絕緣層(2)被沉積而成，-然后帶有摻雜硅層(21)的一個硅晶片(20)，該硅層主要是一個取向附生層或擴散層，被作為簧舌層固定連接在基本基片(1)上，-然后晶片(20)被防腐蝕處理，一直到只留下了摻雜的硅層(21)，然后利用這個硅層腐蝕出兩個簧舌(41,42)的結(jié)構(gòu)，-然后在簧舌(42)之一上沉積成至少一個固定觸點(7)，-接著在另一個簧舌(41)上在消耗層(5)的中間接縫下面沉積成至少一個和固定觸點(7)重合的活動觸點(8)并且-最后消耗層(5)被腐蝕掉。
全文摘要
微型機械式繼電器含有一個基本基片(81),在該支持層上一個單側(cè)連接的帶有活動觸點(8)的銜鐵簧舌(41)被如下構(gòu)造成,在靜止狀態(tài)時該銜鐵簧舌由支持層向外彎曲。與活動觸點共同作用的固定觸點(7)在被同樣布置成由基本基片向外彎曲的固定觸點簧舌(42)上如下擺動,兩個簧舌利用其自由端彼此相對布置并且活動觸點(8)重合在固定觸點上。通過在兩個簧舌上的觸點布置盡管只有一個較小的利用靜電驅(qū)動實現(xiàn)的銜鐵行程仍可以通過持續(xù)的狀態(tài)在觸點上獲得按比例放大的超程,由此產(chǎn)生一個足夠的觸點力。
文檔編號H01L41/09GK1310854SQ98808413
公開日2001年8月29日 申請日期1998年7月24日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月22日
發(fā)明者H·施拉克, L·基塞韋特 申請人:泰科電子后勤有限公司