DE602004002980T2

DE602004002980T2 - Rohling für eine optische Linse aus Quarzglas für eine Mikrolithographieeinrichtung für den Einsatz mit Laserstrahlung sowie Behälter und Verfahren zur Herstellung desselben

Info

Publication number: DE602004002980T2
Application number: DE602004002980T
Authority: DE
Inventors: Marvin Glenn Woodland Park Wong
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 2003-04-14
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2024-03-26
Also published as: US6770827B1; DE602004002980D1; TW200421375A; EP1471552A1; KR20040089574A; EP1471552B1

Description

Hintergrund
Fluidbasierte Schalter wie z. B. Flüssigmetall-Mikroschalter (LIMMS – liquid metal micro switches) erwiesen sich als wertvoll in Umgebungen, in denen ein schnelles, sauberes Schalten gewünscht wird. Da Kunden kleinere und/oder schnellere Schalter verlangen, werden Schritte unternommen werden müssen, um fluidbasierte Schalter vor umweltbedingten Auswirkungen elektrisch zu isolieren.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Aspekt der Erfindung ist in einem Schalter verkörpert. Der Schalter umfasst eine Kanalplatte, die zu einem Substrat passt, um zumindest einen Teil einer Anzahl von Hohlräumen zu definieren. Die Kanalplatte umfasst einen Schaltfluidkanal und ein Paar von Massekanälen, die zu dem Schaltfluidkanal benachbart sind. Ein Schaltfluid ist in einem durch den Schaltfluidkanal definierten Hohlraum gehalten und ist ansprechend auf Kräfte, die auf das Schaltfluid ausgeübt werden, zwischen zumindest einem ersten und einem zweiten Schaltzustand bewegbar.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist in einer Schaltschaltung verkörpert. Die Schaltschaltung umfasst eine Kanalplatte, die zu einem Substrat passt, um zumindest einen Teil einer Anzahl von Hohlräumen zu definieren. Die Kanalplatte umfasst einen ersten und einen zweiten Schaltfluidkanal und einen Massekanal, der benachbart zu und im Wesentlichen zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltfluidkanal angeordnet ist. Ein erstes Schaltfluid ist in einem durch den ersten Schaltfluidkanal definierten Hohlraum gehalten und ist ansprechend auf Kräfte, die auf das erste Schaltfluid ausgeübt werden, zwischen zumindest einem ersten und einem zweiten Schaltzustand bewegbar. Ein zweites Schaltfluid ist in einem durch den zweiten Schaltfluidkanal definierten Hohlraum gehalten und ist ansprechend auf Kräfte, die auf das zweite Schaltfluid ausgeübt werden, zwischen zumindest einem ersten und einem zweiten Schaltzustand bewegbar.
Ein wieder anderer Aspekt der Erfindung ist in einem Schalter verkörpert, der ein Substrat und eine Kanalplatte umfasst. Die Kanalplatte umfasst einen Schaltfluidkanal und passt zu dem Substrat, um zumindest einen Teil einer Anzahl von Hohlräumen zu definieren. Ein Paar Massebahnen ist benachbart zu dem Schaltfluidkanal angeordnet. Ein Schaltfluid ist in einem durch den Schaltfluidkanal definierten Hohlraum gehalten und ist ansprechend auf Kräfte, die auf das Schaltfluid ausgeübt werden, zwischen zumindest einem ersten und einem zweiten Schaltzustand bewegbar.
Andere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind ebenfalls offenbart.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Veranschaulichende Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen veranschaulicht, bei denen:
1 ein erstes exemplarisches Ausführungsbeispiel eines Schalters veranschaulicht;
2 eine Draufsicht auf das Substrat des in 1 gezeigten Schalters veranschaulicht;
3 eine erste Draufsicht auf die Kanalplatte des in 1 gezeigten Schalters veranschaulicht;
4 eine zweite Draufsicht auf die Kanalplatte des in 1 gezeigten Schalters veranschaulicht;
5 einen Querschnitt des Schaltfluids und Massekanäle des in 1 gezeigten Schalters veranschaulicht;
6 ein erstes alternatives Ausführungsbeispiel des in 1 gezeigten Schalters veranschaulicht (über denselben in 5 gezeigten Querschnitt);
7 einen Querschnitt eines der Massekanäle des in 1 gezeigten Schalters veranschaulicht;
8 einen Querschnitt des Schaltfluidkanals des in 1 gezeigten Schalters veranschaulicht;
9 ein zweites alternatives Ausführungsbeispiel des in 1 gezeigten Schalters veranschaulicht (über denselben in 5 gezeigten Querschnitt);
10 eine erste exemplarische Schaltschaltung veranschaulicht;
11 eine zweite exemplarische Schaltschaltung veranschaulicht;
12 ein zweites exemplarisches Ausführungsbeispiel eines Schalters veranschaulicht; und
13 eine Draufsicht auf das Substrat des in 12 gezeigten Schalters veranschaulicht.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
1 veranschaulicht ein erstes exemplarisches Ausführungsbeispiel eines Schalters 100. Der Schalter 100 umfasst eine Kanalplatte 102 und ein Substrat 104. Wie durch den weggebrochenen Teil der Kanalplatte 102 in 1 offenbart wird, kann die Kanalplatte 102 Teile eines oder mehrerer einer Anzahl von Hohlräumen 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118 definieren. Die übrigen Teile dieser Hohlräume 106-118, falls vorhanden, können durch das Substrat 104 definiert sein, zu dem die Kanalplatte 102 passt bzw. passend gekoppelt und mit dem dieselbe abgedichtet ist.
In einem oder mehreren der Hohlräume 106-118 liegt eine Mehrzahl von Elektroden 120, 122, 124 frei. Lediglich eine dieser Elektroden 124 ist in 1 zu sehen (durch die weggebrochene Wand des Hohlraums 110). Jedoch sind in der Draufsicht auf das Substrat 104, die in 2 veranschaulicht ist, alle Elektroden 120-124 zu sehen. Ein Schaltfluid 126 (z. B. ein leitfähiges Flüssigmetall wie z. B. Quecksilber), das in einem oder mehreren Hohlräumen des Schalters 100 (z. B. in dem Hohlraum 110) gehalten ist, dient dazu, ansprechend auf Kräfte, die auf das Schaltfluid 126 ausgeübt werden, zumindest ein Paar der Mehrzahl von Elektroden 120-124 zu öffnen und zu schließen. Ein Betätigungsfluid 128 (z. B. ein inertes Gas oder eine inerte Flüssigkeit), das in einem oder mehreren Hohlräumen des Schalters 100 (z. B. Hohlräumen 106, 108, 112 und 114) gehalten ist, dient dazu, die Kräfte aus das Schaltfluid 126 auszuüben.
Bei einem Ausführungsbeispiel des Schalters 100 resultieren die auf das Schaltfluid 126 ausgeübten Kräfte aus Druckänderungen in dem Betätigungsfluid 128. Die Druckänderungen in dem Betätigungsfluid 128 bewirken Druckänderungen bei dem Schaltfluid 126 und veranlassen dadurch das Schaltfluid 126, die Form zu verändern, sich zu bewegen, sich zu teilen usw. In 1 übt der Druck des in den Hohlräumen 106, 108 gehaltenen Betätigungsfluids 128 eine Kraft aus, um das Schaltfluid 126 gemäß der Veranschaulichung zu teilen. In diesem Zustand sind Elektroden 120 und 122 miteinander gekoppelt. Wenn der Druck des in den Hohlräumen 106 und 108 gehaltenen Betätigungsfluids 128 verringert wird und der Druck des in den Hohlräumen 112 und 114 gehaltenen Betäti gungsfluids 128 erhöht wird, kann das Schaltfluid 126 dazu gezwungen werden, sich zu teilen und zu vereinigen, so dass die Elektroden 120 und 122 entkoppelt werden und die Elektroden 122 und 124 gekoppelt werden.
Obwohl 1 und 2 drei Elektroden 120-124 veranschaulichen, von denen zwei Paare wechselweise gekoppelt sind, könnte ein Schalter wechselweise mehr oder weniger Elektroden umfassen.
Beispielsweise können Druckänderungen in dem Betätigungsfluid 128 mittels eines Erwärmens des Betätigungsfluids 128 oder mittels eines piezoelektrischen Pumpens erzielt werden. Ersteres ist in der U.S.-Patentschrift Nr. 6,323,447 von Kondoh u. a. mit dem Titel „Electrical Contact Breaker Switch, Integrated Electrical Contact Breaker Switch, and Electrical Contact Switching Method" beschrieben. Letzteres ist in der U.S.-Patentanmeldung Seriennr. 10/137,691 von Marvin Glenn Wong, die am 2. Mai 2002 eingereicht wurde und den Titel „A Piezoelectrically Actuated Liquid Metal Switch" trägt, beschrieben.
Obwohl die oben genannte Patentschrift und Patentanmeldung die Bewegung eines Schaltfluids mittels dualer Push/Pull-Betätigungsfluidhohlräume offenbaren, könnte ein einziger Push/Pull-Betätigungsfluidhohlraum genügen, wenn bei einem Schaltfluid aus einem derartigen Hohlraum ausreichend hohe Push/Pull-Druckänderungen bewirkt werden könnten.
In der Kanalplatte 102 des Schalters 100 kann eine Mehrzahl von Kanälen 300-312 gebildet sein, wie in den Draufsichten auf die Kanalplatte 102 gezeigt ist, die in den 3 und 4 veranschaulicht sind. 3 veranschaulicht die Kanalplatte 102, bevor ihre Kanäle mit Fluid gefüllt werden, und 4 veranschaulicht die Kanalplatte, nachdem ihre Kanäle mit Fluid gefüllt wurden. Je nach der Zusammensetzung der Kanalplatte 102 sowie den gewünschten Kanaltoleranzen können Kanäle mittels maschineller Herstellung, Spritzguss, Formpressung, Absetzformung, Ätzen, Laserschneiden, Ultraschallfräsen, Laminierung, Stanzung oder auf andere Weise in der Kanalplatte 102 gebildet werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel des Schalters 100 definiert der erste Kanal 304 in der Kanalplatte 102 zumindest einen Teil des einen oder der mehreren Hohlräume 110, die das Schaltfluid 126 halten. Beispielsweise kann dieser Schaltfluidkanal 304 eine Breite von etwa 200 Mikrometern, eine Länge von etwa 2.600 Mikrometern und eine Tiefe von etwa 200 Mikrometern aufweisen.
Ein zweiter Kanal oder zweite Kanäle 300, 308 kann bzw. können in der Kanalplatte 102 gebildet sein, um zumindest einen Teil des einen oder der mehreren Hohlräume 106, 114, die das Betätigungsfluid 126 halten, zu definieren. Beispielsweise können diese Betätigungsfluidkanäle 300, 308 jeweils eine Breite von etwa 350 Mikrometern, eine Länge von etwa 1.400 Mikrometern und eine Tiefe von etwa 300 Mikrometern aufweisen.
Ein dritter Kanal oder dritte Kanäle 302, 306 kann bzw. können in der Kanalplatte 102 gebildet sein, um zumindest einen Teil eines oder mehrerer Hohlräume zu definieren, die die Hohlräume 106, 110, 114, die das Schalt- und das Betätigungsfluid 126, 128 halten, verbinden. Beispielsweise können die Kanäle 302, 306, die Betätigungsfluidkanäle 106, 114 mit dem Schaltfluidkanal 110 verbinden, jeweils eine Breite von etwa 100 Mikrometern, eine Länge von etwa 600 Mikrometern und eine Tiefe von etwa 130 Mikrometern aufweisen.
Die Kanalplatte 102 kann beispielsweise mittels eines Haftmittels oder einer Dichtung passend mit dem Substrat 104 gekoppelt und abgedichtet sein. Ein geeignetes Haftmittel ist Cytop^Wz (von Asahi Glass Co., Ltd., Tokio, Japan, hergestellt). Cytop^Wz wird mit zwei unterschiedlichen Adhäsionsbeschleunigungspaketen geliefert, je nach der Anwendung. Wenn eine Kanalplatte 102 eine anorganische Zusammensetzung aufweist, sollten Cytop^Wzs anorganische Adhäsionsbeschleuniger verwendet werden. Desgleichen sollten Cytop^Wzs organische Adhäsionsbeschleuniger verwendet werden, wenn eine Kanalplatte 102 eine organische Zusammensetzung aufweist.
Optional können Teile der Kanalplatte 102 zum Zweck eines Erzeugens von „Abdichtgürteln" 314, 316, 318 metallisiert werden (z. B. mittels eines Sputterns oder Verdampfens durch eine Schattenmaske oder mittels eines Ätzens durch ein Photoresist). Die Erzeugung von Abdichtgürteln 314-318 in einem Schaltfluidkanal 304 liefert zusätzliche Oberflächen, die mit einem Schaltfluid 126 benetzt werden können. Dies unterstützt nicht nur ein Einrasten der verschiedenen Zustände, die ein Schaltfluid 126 aufweisen kann, sondern trägt auch dazu bei, eine abgedichtete Kammer zu erzeugen, aus der das Schaltfluid 126 nicht entweichen kann und in der das Schaltfluid 126 leichter gepumpt werden kann (d. h. während Schaltzustandsänderungen).
Zusätzliche Einzelheiten bezüglich des Aufbaus und der Funktionsweise eines Schalters wie z. B. des in 1-4 veranschaulichten finden sich in der zuvor erwähnten Patentschrift von Kondoh u. a. und der Patentanmeldung von Marvin Glenn Wong.
Ein Element des Schalters 100, das noch zu erörtern ist, ist das Vorliegen und die Verwendung von Massekanälen 310, 312. Wie in 3 gezeigt ist, kann ein Massekanal 310, 312 auf einer der beiden Seiten eines Schaltfluidkanals 304 gebildet sein. Obwohl die Massekanäle 310, 312 verschiedene Formen aufweisen können und in unterschiedlichen Abständen von dem Schaltfluidkanal 304 angeordnet sein können, sind die Massekanäle 310, 312 vorzugsweise auf einer der beiden Seiten des Schaltfluidkanals 304 neben und in unmittelbarer Nähe zu dem Schaltfluidkanal 304 gebildet. Auf diese Weise liefern sie eine maximale elektrische Isolierung für das Schaltfluid 126 (z. B. Isolierung von einer in der Nähe vorliegenden Schaltungsaktivität, vor Hochfrequenz-Streusignalen (HF-Streusignalen), Mikrowellensignalen und anderen elektrischen Effekten, denen das Fluid 126 in dem Schaltkanal 304 in einer bestimmten Betriebsumgebung unterworfen sein kann). Der resultierende Schalter kann als planarer koaxialer Schalter charakterisiert werden.
Angesichts des Kanallayouts des Schalters 100, der in den 1-4 veranschaulicht ist, ist jeder der Massekanäle 310, 312 durch einen der Kanäle 302, 306, der einen Betätigungsfluidkanal 300, 308 mit dem Schaltfluidkanal 304 verbindet, gabelförmig geteilt. Auf diese Weise liefern die Massekanäle 310, 312 eine stärkere elektrische Isolierung für das Schaltfluid 128 als wenn sie auf gegenüberliegenden Seiten der Betätigungsfluidkanäle 300, 308 angeordnet wären. Alternativ dazu (nicht gezeigt) könnten die zwei Teile jedes Massekanals 310, 312 oberhalb oder unterhalb der Verbindungskanäle 302, 306 fluidisch gekoppelt sein.
Bei einem Ausführungsbeispiel des Schalters 100 ist ein Flüssigmetall 400 in den durch das Paar von Massekanälen 310, 312 definierten Hohlräumen 116, 118 gehalten. Die in dem Schaltfluid und den Massekanälen 304, 310, 312 gehaltenen Fluide 126, 400 können dieselbe oder eine unterschiedliche Zusammensetzung aufweisen.
Wie in 5 gezeigt ist, kann jeder der Massekanäle 310, 312 mit einem benetzbaren Metall 500, 502 ausgekleidet sein. Auf diese Weise benetzt das Flüssigmetall 400, das in jedem Massekanal 310, 312 angeordnet ist, die Metallauskleidung 500, 502 des Kanals, um ein einziges geerdetes Element zu bilden (statt ein nicht-geerdetes, teilweise geerdetes oder intermittierend geerdetes Festkörperteil (engl.: slug) in dem Massekanal zu bilden).
Das Substrat 104, zu dem die Kanalplatte 102 passt, kann eine oder mehrere Leiterbahnen 208 (2) umfassen, die die Massekanäle 310, 312 miteinander sowie mit einer externen Masse (d. h. einer Masse, die außerhalb des Schalters 100 vorliegt) koppeln. Die Leiterbahnen 208 können benetzbare Kontaktabschnitte und/oder leitfähige Durchkontaktierungen 200, 202, 204, 206 umfassen. Auf diese Weise kann das in jedem Massekanal 310, 312 befindliche Flüssigmetall 400 als das Mittel dienen, das die eine oder die mehreren Massebahnen 208 auf dem Substrat 104 mit dem benetzbaren Metall 500, 502, das die Massekanäle 310, 312 auskleidet, elektrisch koppelt. Die Leiterbahn 208 und Durchkontaktierungen 200-206 (2) können mit einer oder mehreren Lötkugeln 504, 506, 700 oder anderen externen Kontakten gekoppelt sein. Siehe beispielsweise 5 und 7, die Durchkontaktierungen 200, 202 und 206 mit Lötkugeln 504, 506 und 700 gekoppelt zeigen. Auf ähnliche Weise kann ferner jede der Elektroden 120-124 mit einer externen Lötkugel 508, 800, 802 oder dergleichen gekoppelt sein (siehe 5 und 8).
Statt des oder zusätzlich zu dem Flüssigmetall 400, das die Massekanäle 310, 312 füllt, kann ein Lötmittel 600 oder ein leitfähiges Haftmittel dazu verwendet werden, die eine oder die mehreren Leiterbahnen 208 auf dem Substrat 104 elektrisch mit dem benetzbaren Metall 500, 502, das die Massekanäle 310, 312 auskleidet, zu koppeln (siehe 6).
7 ist ein Querschnitt der 1, der veranschaulicht, wie die Abschnitte jedes gabelförmig geteilten Massekanals 310, 312 mittels benetzbarer Anschlussflächen (z. B. Anschlussfläche 206) der Leiterbahn 208 auf dem Substrat 104 miteinander gekoppelt sein können.
8 ist ein Querschnitt der 1, der die Komponenten des Schaltfluidhohlraums 110 in mehr Einzelheiten veranschaulicht.
Wie in 9 gezeigt ist, kann der Schalter ferner eine erste Masseebene 900, die oberhalb der Kanäle 304, 310, 312 verläuft, und eine zweite Masseebene 902, die unterhalb der Kanäle verläuft, umfassen. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die erste und die zweite Masseebene 900, 902 miteinander und mit den Massekanälen 310, 312 (z. B. mittels Kontaktabschnitten 200, 202 der Leiterbahn 208) elektrisch gekoppelt. Die erste Masseebene 900 kann an eine Oberfläche der Kanalplatte 102 gebondet sein, die der Oberfläche, in der die Kanäle 304, 310, 312 gebildet sind, gegenüber liegt. Die zweite Masseebene 902 kann eine Schicht des Substrats 104 sein und ist bei einem Ausführungsbeispiel eine Innenschicht des Substrats 104. Der in 9 veranschaulichte Schalter kann als „leckender" voller Koaxialschalter charakterisiert werden.
10 veranschaulicht eine Schaltschaltung 1000, die eine Mehrzahl elektrisch isolierter Schalter umfasst. Ähnlich dem Schalter 100 umfasst die Schaltschaltung 1000 eine Kanalplatte 1002, die passend mit einem Substrat 1004 gekoppelt ist, um zumindest einen Teil einer Anzahl von Hohlräumen zu definieren. Die Kanalplatte 1002 umfasst einen ersten und einen zweiten Schaltfluidkanal 1010, 1024, die einem ersten und einem zweiten Schalter 1034, 1036 entsprechen. Benachbart zu dem und auf beiden Seiten jedes Schaltfluidkanals 1010, 1024 befindet sich ein Massekanal 1016, 1018, 1030, 1032. Zwei der Massekanäle 1016, 1032 befinden sich benachbart zu und im Wesentlichen zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltfluidkanal 1010, 1024. Jeder der übrigen zwei Massekanäle 1018, 1030 ist benachbart zu einem jeweiligen der Schaltfluidkanäle 1010, 1024 (jedoch nicht zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltfluidkanal) angeordnet. Obwohl die äußersten Massekanäle 1018, 1030 nicht nötig wären, um die Schalter 1034, 1036 in Bezug aufeinander elektrisch zu isolieren, tragen die äußersten Massekanäle 1018, 1030 dazu bei, die Schalter 1034, 1036 vor anderen Umwelteffekten elektrisch zu isolieren.
Die übrigen Komponenten 1006, 1008, 1012, 1014, 1020, 1022, 1026, 1028 des Schalters 1000 können ähnlich ihrer entsprechenden Komponenten (106, 108, 112, 114) in dem Schalter 100 konfiguriert sein. Obwohl dies nicht gezeigt ist, kann die Schaltschaltung 1000 ferner eine erste Masseebene, die oberhalb ihrer Kanäle verläuft, und eine zweite Masseebene, die unterhalb ihrer Kanäle verläuft, umfassen, ähnlich den in 9 gezeigten Masseebenen.
11 veranschaulicht ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Schaltschaltung 1100. Die Schaltschaltung 1100 umfasst wiederum Komponenten 1102-1128, die ähnlich entsprechenden Komponenten (102-114) in dem Schalter 100 fungieren. Im Gegensatz zu der Schaltschaltung 1000 weist die Schaltschaltung 1100 lediglich einen Massekanal 1116 zwischen benachbarten Schaltern 1130, 1132 auf. Die Schaltschaltung 1100 liefert somit eine dichtere Konzentration an Schaltern 1130, 1132, mit dem Risiko einer etwas geringeren elektrischen Isolierung vor Umwelteffekten. Wie durch die Ellipsen in 11 nahe gelegt wird, kann eine Schaltschaltung mehr als zwei Schalter 1130, 1132 umfassen. Dasselbe gilt für die Schaltschaltung 1000.
Obwohl dies nicht gezeigt ist, kann die Schaltschaltung 1100 ferner eine erste Masseebene, die oberhalb ihrer Kanäle verläuft, und eine zweite Masseebene, die unterhalb ihrer Kanäle verläuft, umfassen, ähnlich den in 9 gezeigten Masseebenen.
Obwohl 1-11 Schalter 100 und Schaltschaltung 1000, 1100 offenbaren, die Massekanäle beinhalten, könnten diese Massekanäle alternativ dazu durch Massebahnen ersetzt werden. Somit veranschaulichen 12 und 13 einen Schalter 1200, der bezüglich seiner Funktion dem in 1 veranschaulichten Schalter 100 ähnelt, jedoch eine etwas modifizierte Kanalplatte 1202 und ein etwas modifiziertes Substrat 1204 aufweist. Im Gegensatz zu der Kanalplatte 102 umfasst die Kanalplatte 1202 keine Massekanäle. Vielmehr umfasst das Substrat 1204 ein Paar von Massebahnen 1206, 1208. Die Massebahnen sind benachbart zu dem Schaltfluidkanal positioniert. Wie in 13 gezeigt ist, kann das Paar von Massebahnen 1206, 1208 auf dem Substrat 1204 angeordnet und über eine Bahn 1300 gekoppelt sein. Jedoch kann das Paar von Massebahnen 1206, 1208 bei anderen Ausführungsbeispielen in einer Innenschicht des Substrats 1204 gebildet oder auf der Kanalplatte 1202 angeordnet sein.
Obwohl dies nicht gezeigt ist, kann der Schalter 1200 ferner eine erste Masseebene, die oberhalb seiner Kanäle verläuft, und eine zweite Masseebene, die unterhalb seiner Kanäle verläuft, umfassen, ähnlich den in 9 gezeigten Masseebenen.
Die Verwendung von Massekanälen und Massebahnen ist nicht auf die in 1, 10, 11 und 12 offenbarten Schalter 100, 1000, 1100, 1200 beschränkt und kann mit anderen Formen von Schaltern vorgenommen werden, die beispielsweise 1) eine Kanalplatte, die zumindest einen Teil einer Anzahl von Hohlräumen definiert, und 2) ein in einem oder mehreren der Hohlräume gehaltenes Schaltfluid, das ansprechend auf Kräfte, die auf das Schaltfluid ausgeübt werden, zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltzustand bewegbar ist, umfassen. Die Patentschrift von Kondoh u. a. und die Patentanmeldung von Marvin Glenn Wong offenbaren Flüssigmetall-Mikroschalter (LIMMS), die dieser Beschreibung gerecht werden.

Claims

Ein Schalter (100), der folgende Merkmale aufweist: a) ein Substrat (104); b) eine Kanalplatte (102), die zu dem Substrat passt, um zumindest einen Teil einer Anzahl von Hohlräumen zu definieren, wobei die Kanalplatte (102) folgende Merkmale aufweist: einen Schaltfluidkanal (110); wobei der Schalter (100) ferner folgendes Merkmal aufweist: c) ein Schaltfluid (126), das in einem durch den Schaltfluidkanal definierten Hohlraum gehalten ist und ansprechend auf Kräfte, die auf das Schaltfluid ausgeübt werden, zwischen zumindest einem ersten und einem zweiten Schaltzustand bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalplatte (102) ferner folgendes Merkmal aufweist: ein Paar von Massekanälen (116, 118), die zu dem Schaltfluidkanal benachbart sind.
Der Schalter (100) gemäß Anspruch 1, bei dem jeder der Massekanäle (116, 118) mit einem benetzbaren Metall (500, 502) ausgekleidet ist.
Der Schalter (100) gemäß Anspruch 2, der ferner eine oder mehrere Leiterbahnen (208) auf dem Substrat (104) umfasst, die mit dem benetzbaren Metall (500, 502), das die Massekanäle auskleidet, gekoppelt sind.
Der Schalter (100) gemäß Anspruch 3, der ferner ein leitfähiges Haftmittel umfasst, wobei das leitfähige Haftmittel die eine oder die mehreren Leiterbahnen (208) auf dem Substrat (104) mit dem benetzbaren Metall (500, 502), das die Massekanäle (116, 118) auskleidet, koppelt.
Der Schalter (100) gemäß Anspruch 3, der ferner ein flüssiges Metall (400) umfasst, wobei das flüssige Metall die eine oder die mehreren Leiterbahnen (208) auf dem Substrat (104) mit dem benetzbaren Metall (500, 502), das die Massekanäle (116, 118) auskleidet, koppelt.
Der Schalter (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, der ferner ein flüssiges Metall (400) umfasst, das in den durch das Paar von Massekanälen (116, 118) definierten Hohlräumen gehalten ist.
Der Schalter (100) gemäß den Ansprüchen 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, der ferner eine erste Masseebene (900), die oberhalb der Kanäle (106, 108, 110, 112, 114) verläuft, und eine zweite Masseebene (902), die unterhalb der Kanäle verläuft, umfasst.
Der Schalter (100) gemäß den Ansprüchen 1, 2, 6 oder 7, der ferner eine Leiterbahn (208) auf dem Substrat (104) umfasst, wobei: a) die Kanalplatte (102) ferner einen Betätigungsfluidkanal (106) umfasst, der durch einen Kanal (108), der einen der Massekanäle (116) gabelförmig teilt, mit dem Schaltfluidkanal (110) gekoppelt ist; und b) Teile des gabelförmig geteilten Massekanals über die Leiterbahn auf dem Substrat miteinander gekoppelt sind.
Eine Schaltschaltung (1000), die folgende Merkmale aufweist: a) ein Substrat (1004); b) eine Kanalplatte (1002) die zu dem Substrat passt, um zumindest einen Teil einer Anzahl von Hohlräumen zu definieren, wobei die Kanalplatte (1002) folgende Merkmale aufweist: einen ersten und einen zweiten Schaltfluidkanal (1010, 1024); wobei die Schaltschaltung (1000) ferner folgende Merkmale umfasst: c) ein erstes Schaltfluid, das in einem durch den ersten Schaltfluidkanal definierten Hohlraum gehalten ist und ansprechend auf Kräfte, die auf das erste Schaltfluid ausgeübt werden, zwischen zumindest einem ersten und einem zweiten Schaltzustand bewegbar ist; und d) ein zweites Schaltfluid, das in einem durch den zweiten Schaltfluidkanal definierten Hohlraum gehalten ist und ansprechend auf Kräfte, die auf das zweite Schaltfluid ausgeübt werden, zwischen zumindest einem ersten und einem zweiten Schaltzustand bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalplatte (1002) ferner folgendes Merkmal aufweist: einen Massekanal (1016), der benachbart zu und im Wesentlichen zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltfluidkanal angeordnet ist.
Der Schalter (1200) gemäß Anspruch 1, der ein Paar von Massebahnen (1206, 1208), umfasst, die zu dem Schaltfluidkanal benachbart sind.