DE10048880C2 - Mikroschalter und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen hybriden Mikroschalter mit einem Gehäuse, in dem mindestens zwei elektrisch leitfähige, mit externen Schalteinheiten verbindbare Kontaktelemente angeordnet sind, deren relative Position zueinander durch eine eingeprägte Magnetkraft veränderbar ist, wobei mindestens ein magnetisierbares Kontaktelement beweglich gelagert ist, so daß mindestens zwei Schaltzustände einstellbar sind. Erfindungsgemäß besteht das Gehäuse des Mikroschalters aus zwei zueinander komplementären Gehäuseschalen (1, 2), in deren Rändern (6) zueinander vertikal versetzte Lageraussparungen (9) angeordnet sind, wobei die Kontaktelemente (3) in den Lageraussparungen zwischen den Gehäuseschalen vertikal versetzt eingeklemmt sind. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen hybriden Mikroschalters.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen sog. hybriden Mikroschal­ ter mit einem Gehäuse und mit zwei im Gehäuse angeordneten, elektrisch leitfähigen, mit externen Schalteinheiten verbind­ baren Kontaktelementen, mit jeweils einem fest eingespannten Ende und einem freien Ende zur elektrischen Kontaktierung, wobei die relative Position der freien Enden zueinander durch eine eingeprägte Magnetkraft zur Einstellung von einem geöff­ neten und einem geschlossenen Schaltzustand veränderbar ist.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstel­ lung eines Mikroschalters.

Mit fortschreitender Miniaturisierung in verschiedensten Bereichen der Technik besteht seit langem ein erhöhter Bedarf an elektromechanischen Schaltern, die einerseits sichere Schaltfunktionen bereitstellen und andererseits eine mehr und mehr reduzierte Baugröße besitzen. Häufig werden Relais eingesetzt oder auch sogenannte Reed-Kontakte, bei denen mindestens zwei elektrische Kontaktelemente durch eine Magnetkraft zueinander bewegt werden, um eine elektrische Verbindung herzustellen bzw. diese zu trennen. Auf die Art der Bereitstellung der magnetischen Betätigungskraft kommt es an sich nicht an. Die Magnetkraft kann das Ergebnis eines erzeugten elektromagnetischen Feldes sein oder von einem geeignet positionierten Permanentmagneten bereitgestellt werden. Entscheidend ist immer die Lage und Verteilung des magnetischen Feldes relativ zu den Kontaktelementen. Daher können Reed-Kontakte auch als auf Magnetfeldänderungen reagierende Sensoren mit Schaltfunktionen angesehen werden. Um höhere elektrische Leistungen schalten zu können und die Lebensdauer der Schaltflächen zu erhöhen, werden die Kontakt­ elemente häufig in einer Schutzgasatmosphäre betrieben.

Die DE 693 21 052 T2 betrifft eine oberflächenmontierte Hybrid-Mikroschaltung. In dieser Druckschrift sind allgemeine Möglichkeiten der Kombination unterschiedlicher elektrischer Bauelemente in einem hybriden Bauteil beschrieben.

Ein magnetisch betätigter elektrischer Schalter, bei welchem der Kontaktdruck mit Hilfe eines permanentmagnetischen Kontaktteils fest eingestellt werden kann, ist aus der DE 19 23 972 U1 bekannt.

Die generelle Vorgehensweise zur Kombination von Metallteilen mit Kunststoffelementen bei der Herstellung elektrischer Schalteinheiten ist in TAUBITZ, G. "Kunststoffumspritze Metallteile für Elektrotechnik und Elektronik", elektro­ anzeiger 1985, Nr. 4, S. 50-54 erläutert.

In der DE 42 02 309 C2 ist ein Mikroschalter beschrieben, der ein Gehäuse und zwei im Gehäuse angeordnete Kontaktelemente besitzt, die elektrisch mit externen Schalteinheiten verbind­ bar sind. Dieser vorbekannte Mikroschalter ermöglicht eine Kombination mehrerer gleichartiger Mikroschalter. Dazu werden die Schaltergehäuse unmittelbar miteinander verbunden. Die Festkontakte des Schalters sind innerhalb des Gehäuses gela­ gert und mit separaten streifenförmigen Kontaktzuführungslei­ tern verbunden, die aus dem Schaltergehäuse herausgeführt werden. Der bewegliche Kontakt ist innerhalb des Gehäuses in einem separat ausgebildeten Schneidlager gelagert und mit einem angepassten Kontaktzuführungsleiter verbunden. Dieser bekannte Mikroschalter wird durch eine mechanische Schalt­ kraft betätigt.

Die DE 198 00 189 A1 zeigt einen mikromechanischen Schalter, bei dem versucht wurde, die Schaltelemente zu miniaturisie­ ren, um die Baugröße des Schalters zu reduzieren. Dieser Schalter soll unter Anwendung von aus der Halbleitertechnik bekannten Herstellungsverfahren herstellbar sein. Ein Haupt­ problem dieses bekannten mikromechanischen Schalters besteht in seinem relativ komplizierten Aufbau, so daß eine Vielzahl von Verfahrensschritten notwendig werden, wodurch die Herstellungskosten steigen.

Auch aus der DE 196 46 667 C2 ist ein Verfahren zur Herstel­ lung eines mikromechanischen Relais bekannt. Das Verfahren ist ebenfalls aufwendig und damit kostenintensiv, da die auszubildenden Strukturen des Relais kompliziert sind.

In der EP 0 874 379 A1 ist ein magnetisch zu betätigender Mikroschalter und ein Herstellungsverfahren für diesen beschrieben. Der gezeigte Mikroschalter besitzt zwei Kontakt­ elemente, die parallel zu einer Substratoberfläche angeordnet sind. Diese Kontaktelemente werden durch relativ viele Herstellungsschritte erzeugt. Außerdem ist eine zusätzliche Einhausung der Kontaktelemente erforderlich, wobei die herme­ tische Versiegelung des Gehäuses und dessen Befüllung mit einem Schutzgas besondere Schwierigkeiten bereitet.

Wenn magnetisch zu betätigende Mikroschalter weiter miniatu­ risiert werden sollen, ergibt sich eine besondere Problematik bei der Dimensionierung der Kontaktelemente, da bei verklei­ nerten Kontaktelementen die resultierenden Magnetkräfte eben­ falls sehr klein sind. Um die notwendige Kontaktkraft aufrechtzuerhalten, müssen besondere Maßnahmen getroffen werden, durch welche in der Regel die der Magnetkraft entge­ genwirkende Rückstellfederkraft ebenfalls reduziert wird. Verschiedene Möglichkeiten der vorteilhaften Gestaltung der Rückstellfedern sind beispielsweise in der DE 100 43 549.1 "Mikroschalter und Verfahren zu dessen Herstellung" beschrie­ ben, die vom gleichen Anmelder am 01. September 2000 einge­ reicht wurde. Auf die Zusammenhänge zwischen der speziellen Formgebung der Rückstellfedern und den sich daraus ergebenden Kräfteverhältnissen wird in dieser Patentanmeldung ausführ­ lich eingegangen, so daß detailliertere Erläuterungen an dieser Stelle unterbleiben können.

Aus der DE 42 05 340 C1 ist ein mikromechanisches, elektro­ statisches Relais mit Parallel-Elektroden bekannt. Bei diesem Relais ist eine flächenhafte Basiselektrode auf einem Basis­ substrat angeordnet. Weiterhin ist ein rahmenförmiges Anker­ substrat mit einem plattenförmigen Anker vorgesehen, wobei der Anker über elastische Lagerbänder befestigt ist. Um dieses Relais herzustellen, müssen mehrere technologische Herstellungsschritte durchlaufen werden, wodurch der Herstel­ lungsprozeß teuer wird. Die gleichzeitige Herstellung einer großen Anzahl solcher Relais in einem einzigen Verfahrens­ schritt ist nicht ohne weiteres möglich.

Herkömmliche Reed-Kontakte, bei denen zwei Metallzungen in einem gasgefüllten Glasröhrchen eingeschmolzen sind, können zum Schalten relativ hoher elektrischer Leistungen verwendet werden. Problematisch ist die Herstellung dieser Reed-Kon­ takte, da nur eine Einzelfertigung in Betracht kommt. Die Metallzungen müssen in dem Glasröhrchen exakt positioniert werden (sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Rich­ tung), um reproduzierbare Kontaktkräfte bei vorbestimmten, einwirkenden Magnetkräften zu erzeugen. Eine geringfügige Verschiebung der Metallzungen zueinander führt zu unter­ schiedlichen Rückstellkräften und damit zu veränderten Kontaktkräften zwischen den Kontaktflächen. Die Herstellung dieser herkömmlichen Reed-Kontakte ist daher relativ teuer und fehleranfällig.

Der Bedarf an möglichst kleinen Mikroschaltern steigt trotz­ dem stetig, da immer neue Anwendungsfelder erschlossen werden. Mikroschalter werden beispielsweise zur Überwachung des Zustands von Gehäuseklappen, Tastaturabdeckungen u. ä. verwendet. Außerdem können Mikroschalter bei Füllstandsanzei­ gen, zur Überwachung der Endlage von bewegten Elementen in der Automatisierungstechnik und als Sensoren in der Sicher­ heitstechnik eingesetzt werden, wobei hier nur einige mögli­ che Anwendungsfelder genannt wurden.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, einen Mikroschalter bereitzustellen, der aufgrund einer speziellen konstruktiven Gestaltung sowohl eine weitere Verkleinerung des Mikroschalters ermöglicht als auch relativ große elektrische Leistungen schalten kann. Eine besondere Aufgabe der Erfindung besteht weiterhin darin, einen magnetbetätigten Mikroschalter derart zu gestalten, daß er mit nur vier Bauteilen auskommt.

Diese und weitere Aufgaben werden durch einen Mikroschalter gelöst, bei welchem das Gehäuse aus zwei zueinander komple­ mentären Gehäuseschalen besteht, in deren Rändern zueinander versetzte Lageaussparungen angeordnet sind, wobei die zwei Kontaktelemente als identische Zungen gestaltet, die mit ihrem festen Ende federnd in den Lageraussparungen zwischen den Gehäuseschalen eingeklemmt sind und deren freie Enden sich überlappen, und wobei die zwischen den Gehäuseschalen eingeklemmten Enden der Kontaktelemente die Ränder der Gehäu­ seschalen durchstoßen, so daß sie von außen kontaktierbar sind.

Ein derart aufgebauter Mikroschalter besitzt lediglich vier Bestandteile, die einfach herstellbar und mit geringem Monta­ geaufwand zusammensetzbar sind. Da die Lagerung der Kontakte­ lemente unmittelbar in den Gehäuseschalen erfolgt, sind bei der Montage des Mikroschalters keine aufwendigen Justagear­ beiten erforderlich, um die Kontaktelemente in die gewünschte Position zu bringen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Gehäu­ seschalen an ihren Rändern gasdicht miteinander verbunden. Dadurch ist es möglich, den Hohlraum, in dem die Kontaktele­ mente angeordnet sind, mit einem Schutzgas zu befüllen, wie dies auch bei herkömmlichen Reed-Kontakte üblich ist.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß zwei magnetisierbare Kontaktelemente federnd in den Lageraussparungen gelagert sind, wobei die gelagerten Enden die Gehäuseschalen durchstoßen. Dadurch ist eine Kontaktierung von außen möglich. Die Verbindung zwischen den Kontaktelementen und den Rändern der Gehäuseschalen ist dabei wiederum vorzugsweise gasdicht ausgestaltet, was jedoch aufgrund der einfachen Konturen keine Schwierigkeiten berei­ tet.

Die o. g. Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden auch durch ein Verfahren zur Herstellung eines Mikroschalters gelöst, dessen Verfahrensschritte im angefügten Anspruch 6 angegeben sind.

Bei einer besonders zu bevorzugenden Abwandlung des Verfah­ rens werden jeweils eine Vielzahl von Gehäuseschalen und eine Vielzahl von Kontaktelementen gleichzeitig in Matrizen erzeugt. Das Einlegen der Kontaktelemente und das Verbinden der Gehäuseschalen geschieht unter Verwendung dieser Matri­ zen, wobei die gebildeten Mikroschalter erst nach dem Verbin­ den der Gehäuseschalenmatrizen vereinzelt werden. Damit ist es möglich, in wenigen Verfahrensschritten eine große Zahl von Mikroschaltern gleichzeitig zu erzeugen. Die Matrizen lassen sich gut handhaben, so daß das Einlegen der Kontakte­ lemente in die Gehäuseschalen besonders einfach ist und gut automatisiert werden kann. Die Justage einzelner Kontaktele­ mente in den Gehäusehalbschalen beschränkt sich auf die Ausrichtung der Matrizen untereinander.

Vorzugsweise werden in einem abschließenden Verfahrensschritt Umkontakte an den Rändern der erzeugten Mikroschalter ange­ bracht, wo die äußeren Enden der Kontaktelemente von außen zugänglich sind. Dazu kann beispielsweise ein galvanisches Beschichtungsverfahren verwendet werden, welches in einer Trommelgalvanikanlage ausgeführt wird.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausfüh­ rungsformen der Erfindung, unter Bezugnahme auf die Zeich­ nung. Es zeigen:

Fig. 1 eine Explosionszeichnung eines Mikroschalter gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht des zusammengebauten Mikroschalters;

Fig. 3 eine Draufsicht eines Kontaktelements gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 4 eine Draufsicht einer zweiten Ausführungsform des Kontaktelements;

Fig. 5 eine Längsschnittansicht des Kontaktelements gemäß Fig. 4;

Fig. 6 eine Draufsicht einer dritten Ausführungsform des Kontaktelements;

Fig. 7 eine Explosionsdarstellung von Kontaktelementen und Gehäuseschalen in Matrixanordnung.

In Fig. 1 ist eine Explosionsdarstellung eines hybriden Mikroschalters gezeigt. Der hybride Mikroschalter besteht mindestens aus einer unteren Gehäuseschale 1, einer oberen Gehäuseschale 2 und zwei zwischen den Gehäuseschalen angeord­ neten Kontaktelementen 3. Bei der dargestellten Ausführungs­ form besitzen die beiden Kontaktelemente 3 eine weitgehend identische Form, jedoch können bei abgewandelten Ausführungs­ formen auch unterschiedlich gestaltete Kontaktelemente einge­ setzt werden. An dem nach außen gewandten Ende des Kontakte­ lements 3 ist jeweils ein Lagerabschnitt 5 ausgebildet. Die Gehäuseschalen 1, 2 besitzen jeweils einen überhöhten Rand 6, wobei die Ränder 6 der sich gegenüberliegenden Gehäuseschalen komplementär zueinander ausgebildet sind, so daß die Gehäuse­ schalen 1, 2 unter Ausbildung eines abgeschlossenen Hohlraums 7 zusammengesetzt werden können. Der Hohlraum 7 nimmt die beiden Kontaktelemente 3 auf.

Im Rand 6 der Gehäuseschalen 1, 2 sind weiterhin Lagerausspa­ rungen 9 vorhanden, die hinsichtlich ihrer Profilierung an die Lagerabschnitte 5 angepaßt sind. Die Lageraussparungen 9 können jeweils in den sich gegenüberliegenden Gehäuseschalen oder im Rand einer einzigen Gehäuseschale vorgesehen sein. Bei der dargestellten Ausführungsform ist je eine Lageraus­ sparung 9 in den sich gegenüberliegenden Rändern 6 der kurzen Seiten der Gehäuseschalen angeordnet. Entscheidend für die Positionierung der Lageraussparungen ist jedoch, daß sie in Lage und größenmäßiger Auslegung derart an die Lagerab­ schnitte 5 angepaßt sind, daß die beiden Kontaktelemente in unterschiedlichen Ebenen in diesen Lageraussparungen befe­ stigt bzw. eingeklemmt werden können. Die Lagerabschnitte 5 können zusätzlich mit Klebemitteln in den Lageraussparungen 9 fixiert werden.

Die Ränder 6, einschließlich der Lageraussparungen 9, sind vorzugsweise so dimensioniert, daß das Gehäuse, welches aus den beiden Gehäuseschalen 1, 2 gebildet wird, gasdicht abge­ schlossen werden kann. Außerdem können die Ränder eine Verzahnung aufweisen, durch welche das korrekte Zusammenfügen der Gehäuseschalen bei der Montage vereinfacht wird.

Fig. 2 zeigt den Mikroschalter im zusammengebauten Zustand, wobei ein Teilschnitt gezeichnet ist, um die Anordnung der Kontaktelemente 3 im Innern des Mikroschalters zu verdeutli­ chen. Es ist erkennbar, daß eine allseits abgedichtete Verbindung zwischen den Gehäuseschalen 1, 2 hergestellt wurde. Der Hohlraum 7 ist vorzugsweise mit einem Schutzgas gefüllt, um unerwünschte Funkenbildungen beim Schaltvorgang zu unterdrücken. Durch geeignete Dimensionierung der Ränder 6 ist die Höhe des Hohlraums 7 auf das notwendige Maß begrenzt, so daß die Wandung der Gehäuseschalen gleichzeitig als Anschlag für die beweglichen Kontaktelemente 3 dient. Damit sind die Kontaktelemente 3 vor unzulässig großen Auslenkungen geschützt.

In Fig. 2 ist weiterhin erkennbar, daß die freien Enden 11 der beiden Kontaktelemente 3 sich in ihrer Längsrichtung geringfügig überlappen und durch die unterschiedliche Höhen­ lage der Kontaktelemente einen vertikalen Abstand voneinander aufweisen, wenn auf die Kontaktelemente keine Kraft einwirkt. Sobald auf die Kontaktelemente die Magnetkraft gezielt einwirkt, kommt es zu einer Verbiegung der Kontaktelemente, so daß die freien Enden 11 einander berühren und damit den elektrischen Kontakt herstellen. Die freien Enden 11 können zur Verbesserung des Übergangswiderstands mit einem speziel­ len Kontaktmaterial beschichtet sein.

Ebenso ist in Fig. 2 erkennbar, daß die Lagerabschnitte 5 maßlich an die Größe der Lageraussparungen 9 angepaßt sind, wobei die äußere Stirnseite der Kontaktelemente 3 an den Rändern des Mikroschalters zugänglich ist. Über diese Stirn­ seite der Kontaktelemente erfolgt dann die elektrische Kontaktierung des Mikroschalters mit den zugeordneten exter­ nen Schaltungseinheiten.

Die Gehäuseschalen 1, 2 können beispielsweise durch Warmprä­ gen von hochtemperaturfestem Polyimid auf einem Keramiksub­ strat oder aus Keramik (z. B. Grünfolie) hergestellt werden. Durch die spezielle Formgebung bilden die Gehäuseschalen sowohl die Einspannlager für die Kontaktelemente als auch das komplette Gehäuse. Eine zusätzliche Einhausung der Kontakt­ elemente, wie dies bei herkömmlichen Reed-Kontakten notwendig ist, kann daher entfallen.

Die Kontaktelemente 3 lassen sich ebenfalls unter Nutzung herkömmlicher Halbleitertechnologien herstellen. Beispiels­ weise können die Kontaktelemente durch Photoätzen erzeugt werden. Die Kontaktelemente bestehen entweder durchgängig aus einem elektrisch leitfähigem Material oder aus einem z. B. Weicheisen-Trägersubstrat, welches mit einem leitfähigen Material, beispielsweise mit einer speziellen Legierung, beschichtet wird, um sowohl gute elektrische als auch gute magnetische Eigenschaften zu gewährleisten.

An die aus dem Mikroschalter herausragenden Enden der Kontaktelemente können in bekannter Weise äußere Umkontakte abgebracht werden.

Beim Zusammenbau des Mikroschalters werden die Kontaktele­ mente ohne zusätzlichen Justageaufwand mit den Lagerabschnit­ ten 5 in die Lageraussparungen 9 eingelegt, wobei sie durch das Zusammenfügen der Gehäuseschalen verankert werden. Die beiden Gehäuseschalen 1, 2 können durch einen Schweißvorgang, durch einen Klebeprozeß oder in anderer geeigneter Weise miteinander verbunden werden.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht eines speziell geformten Kontak­ telements 3. Um das Verhältnis zwischen induzierbarer Magnet­ kraft und der Rückstellkraft zu verbessern, ist der Lagerab­ schnitt 5 nicht vollflächig mit einer Zunge 12 des Kontakte­ lements verbunden, sondern vermittelt über einen Torsionsfe­ derabschnitt 13. Die zu überwindende Federkraft ist daher geringer.

Fig. 4 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des Kontakt­ elements 3 in einer Draufsicht. Zur Verringerung der Feder­ kraft ist die Verbindung zwischen dem Lagerabschnitt 5 und der Zunge 12 durch einen dünnen Blattfederabschnitt 14 gebil­ det.

Aus dem in Fig. 5 gezeigten Längsschnitt der in Fig. 4 darge­ stellten Ausführungsform des Kontaktelements 3 ist erkennbar, daß der Blattfederabschnitt 14 einen gegenüber der Zunge 12 reduzierten Querschnitt hat. Auf diese Weise steht zwar die gesamte Fläche des Blattfederabschnitts 14 für die Ausbildung der eine Verbiegung des Kontaktelements 3 bewirkenden Magnet­ kraft zur Verfügung, jedoch reduziert sich die Federkraft im Vergleich zu einem unverminderten Querschnitt.

Fig. 6 zeigt eine dritte Ausführungsform des Kontaktelements 3. Die Verbindung zwischen dem Lagerabschnitt 5 und der Zunge 12 wird hierbei durch einen in der Mitte ausgesparten Blatt­ federabschnitt 15 gebildet. Der wirksame Querschnitt der Blattfeder ist damit wiederum reduziert.

Fig. 7 zeigt eine Explosionsdarstellung von Matrizen, welche die Elemente von mehreren Mikroschaltern enthalten. Im gezeigten Beispiel besteht jede Matrix aus 4 × 2 gleicharti­ gen Elementen. Eine untere Gehäusematrix 20 besitzt somit 4 × 2 untere Gehäuseschalen 1. Während der Montage werden komplementäre Kontaktelementmatrizen 21 und 22 auf die untere Gehäusematrix 20 aufgelegt. Abschließend wird eine obere Gehäusematrix 23 aufgesetzt und mit der unteren Gehäusematrix 20 verbunden. Die obere Gehäusematrix 23 umfaßt 4 × 2 obere Gehäuseschalen 2, die an den Rändern zu den unteren Gehäuse­ schalen 1 komplementär sind. Die Montage erfolgt üblicher­ weise in einer Schutzgasatmosphäre, damit die sich zwischen den Gehäuseschalen ausbildenden Hohlräume mit dem Schutzgas gefüllt sind.

Nachdem die Matrizen angeordnet und miteinander fest verbun­ den wurden, können die erzeugten Mikroschalter in bekannter Weise vereinzelt werden. Abschließend erfolgt die Anbringung von Umkontakten, um den Anschluß der Mikroschalter an externe Schaltungseinheiten zu vereinfachen. Durch die Nutzung der Matrixanordnung der einzelnen Grundelemente des Mikroschal­ ters können mehrere Mikroschalter gleichzeitig in einem einzigen Verfahrensablauf hergestellt werden. Die in Fig. 7 schematisch dargestellte Montage der einzelnen Matrizen würde acht Mikroschalter liefern. Bei der Verwendung größerer Matrizen erhöht sich die Montageeffektivität weiter.

Bei abgewandelten Ausführungsformen könnte eine zusätzliche Dichtungsschicht zwischen den Gehäuseschalen angeordnet werden. Üblicherweise werden geringfügige Unebenheiten jedoch unschädlich sein, da sie beim Verkleben der Gehäuseschalen ausgeglichen werden.

Dem Fachmann wird verständlich sein, daß abweichende Formge­ staltungen der Gehäuseschalen und/oder der Kontaktelemente ohne weiters möglich sind. Ebenso kann bei abgewandelten Ausführungsformen die Anordnung der Kontaktelemente verändert sein, so daß beispielsweise ein in der Ruhestellung geschlos­ sener Kontakt bereitgestellt wird. Es ist auch denkbar, daß ein drittes Kontaktelement vorgesehen ist, um einen Wechsel­ schalter zu realisieren.

Bezugszeichenliste

1

untere Gehäuseschale

2

obere Gehäuseschale

3

Kontaktelement

5

Lagerabschnitt

6

Rand

7

Hohlraum

9

Lagerausspannungen

11

freies Ende des Kontaktelements

12

Zunge

13

Torsionsfederabschnitt

14

dünner Blattfederabschnitt

15

ausgesparter Blattfederabschnitt

20

untere Gehäusematrix

21

,

22

Kontaktelementmatrizen

23

obere Gehäusematrix

Claims (12)

1. Mikroschalter mit
einem Gehäuse,
zwei im Gehäuse angeordneten, elektrisch leitfähigen, mit externen Schalteinheiten verbindbaren Kontaktelemen­ ten, mit jeweils einem fest eingespannten Ende und einem freien Ende zur elektrischen Kontaktierung, wobei die relative Position der freien Enden zueinander durch eine eingeprägte Magnetkraft zur Einstellung von einem geöff­ neten und einem geschlossenen Schaltzustand veränderbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Gehäuse aus zwei zueinander komplementären Gehäuse­ schalen (1, 2) besteht, in deren Rändern (6) zueinander versetzte Lageraussparungen (9) angeordnet sind,
die zwei Kontaktelemente (3) als identische Zungen (11) gestaltet, die mit ihrem festen Ende, federnd in den Lageraussparungen zwischen den Gehäuseschalen einge­ klemmt sind und deren freie Enden (11) sich überlappen,
die zwischen den Gehäuseschalen eingeklemmten Enden der Kontaktelemente die Ränder (6) der Gehäuseschalen (1, 2) durchstoßen, so daß sie von außen kontaktierbar sind.

2. Mikroschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gehäuseschalen (1, 2) an ihren Rändern (6) gasdicht miteinander verbunden sind und der von den Gehäu­ seschalen (1, 2) eingeschlossene Hohlraum (7) mit einem Schutzgas gefüllt ist.

3. Mikroschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die beiden Kontaktelemente (3), aus Weicheisenma­ terial bestehen und im Überlappungsbereich mit einem den Kontaktwiderstand verringernden Material beschichtet sind.

4. Mikroschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageraussparungen (9) an gegen­ überliegenden Rändern (6) der Gehäuseschalen (1, 2) ange­ ordnet sind.

5. Mikroschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseschalen aus Keramik, Glas oder polyimid-beschichteter Keramik bestehen.

6. Verfahren zur Herstellung eines Mikroschalters, die folgenden Schritte umfassend:

• - Erzeugen einer Vielzahl von Gehäuseschalen (1, 2), die paarweise zueinander komplementär sind und in ihren Rändern (6) höhenmäßig versetzte Lageraussparungen (9) besitzen, wobei gleichartige Gehäuseschalen in unteren Gehäusematrix (20) und einer oberen Gehäusematrix (23) miteinander verbunden sind;
• - Erzeugen einer Vielzahl von zungenförmigen elektrisch leitfähigen Kontaktelementen (3) mit mikrotechnischen Bearbeitungstechniken, die in Kontaktelementmatrizen (21, 22) miteinander verbunden sind, wobei jedes Kontaktelement einen Lagerabschnitt (5) und ein freies Ende (11) besitzt;
• - Einlegen von zwei einander gegenüberliegenden Kontaktelementmatrizen (21, 22) zwischen die Gehäusematrizen (20, 23), wobei jeder Lagerabschnitt in eine der Lageraussparungen (9) eingreift und von der Außenseite der jeweiligen Gehäuseschale zugänglich bleibt, und wobei sich jeweils zwei freie Enden (11) der Kontaktelemente (3) gegenüberliegen;
• - Verbinden der oberen und unteren Gehäusematrizen (20, 23) und der darin angeordneten Gehäuseschalen (1, 2), wobei die Kontaktelemente (3) im Bereich der Lageraus­ sparungen (9) zwischen den jeweiligen Gehäuseschalen eingeklemmt werden;
• - Vereinzeln der dadurch gebildeten Mikroschalter.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbinden der Gehäuseschalen (1, 2) unter Schutzgasatmo­ sphäre erfolgt, wobei die Gehäuseschalen gasdicht verbun­ den werden, so daß der gebildete Mikroschalter mit Schutz­ gas gefüllt ist.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den Rändern (6) der gebildeten Mikroschalter, an denen die äußeren Enden (5) der Kontaktelemente (3) zugänglich sind, Umkontakte aufgebracht werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkontakte durch galvanische Abscheidung aufgebracht werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseschalen (1, 2) durch Warm­ prägen von hochtemperaturfesten Polyimid auf einem Kera­ miksubstrat erzeugt werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (3) durch Photo­ ätzen erzeugt werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseschalen (1, 2) durch verkleben oder verschweißen verbunden werden.