EP3977497A1 - Anordnung von mems-schaltern - Google Patents

Anordnung von mems-schaltern

Info

Publication number
EP3977497A1
EP3977497A1 EP20754658.1A EP20754658A EP3977497A1 EP 3977497 A1 EP3977497 A1 EP 3977497A1 EP 20754658 A EP20754658 A EP 20754658A EP 3977497 A1 EP3977497 A1 EP 3977497A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mems switches
arrangement according
arrangement
mems
plane
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.)
Pending
Application number
EP20754658.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Franziska Lambrecht
Markus Schwarz
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP3977497A1 publication Critical patent/EP3977497A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

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]
    • 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]
    • H01H2001/0084—Switches making use of microelectromechanical systems [MEMS] with perpendicular movement of the movable contact relative to the substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H2071/008—Protective switches or relays using micromechanics

Definitions

  • the invention relates to an arrangement of MEMS switches with movable elements.
  • MEMS micro-electro-mechanical system
  • MEMS switches are based on the mostly electrostatically actuated movement of a movable element, in particular a small bar, the movement of which moves the MEMS switch into an open position or a closed position.
  • the microscopic dimensions of the movable element advantageously allow short switching times and almost complete freedom from wear.
  • the current carrying capacity and voltage strength of moving elements of MEMS switches is too low for many applications.
  • several MEMS switches can be interconnected to form an arrangement and, in particular, arranged in a matrix. This requires the arrangement of a large number of identically manufactured MEMS switches, which must show identical behavior over the entire operating time. This can be achieved with a high process quality, but a large number of MEMS switches can rarely be achieved.
  • the inventive arrangement of MEMS switches has MEMS switches with movable elements, the MEMS switches being switched with one another in a total cross-tied circuit.
  • the MEMS switches are advantageously arranged like a matrix.
  • the circuit in a total cross-tied circuit has a number of advantages: On the one hand, several MEMS switches are connected in parallel in a TCT circuit, which increases the current carrying capacity of the arrangement compared to individual MEMS Switches are increased proportionally to the number of MEMS switches connected in parallel. In addition, as a result of MEMS switches connected in series, the dielectric strength of the arrangement is increased compared to the dielectric strength of individual MEMS switches. In this respect, the arrangement is already designed to be fail-safe due to the increased current-carrying capacity and the increased voltage strength.
  • the additional cross connections in the TCT circuit also enable a redundant design of the MEMS switches, so that faulty MEMS switches can easily be bypassed using the additional conduction paths.
  • conductor connections advantageously extend along at least two planes spaced from one another.
  • the MEMS switches each have a Bie geelement as a movable element in an expedient development.
  • each of the MEMS switches has a first electrical contact on the movable element and the MEMS switches each have a second electrical contact, the first contacts being located on a first of the levels and the second contacts on a second of the levels Levels are located.
  • two planes spaced apart from one another, along which conductor connections can be arranged, can be formed on the movable element and at a distance from it.
  • a conductive connection can then be established between components located in the two planes.
  • gate contacts are present in the arrangement according to the Invention, which are located in the first and / or second level.
  • the MEMS switches each have at least a first and a second part, the first part being formed with a silicon substrate and / or the second part being formed with a glass wafer.
  • the first part is preferably formed with a silicon-on-insulator substrate, in particular with a silicon-on-glass substrate.
  • the first and second parts are expediently bonded to one another, for example by means of at least one eutectic and / or anodic bond and / or a silicon direct bond.
  • At least one of the or each of the MEMS switches is particularly preferably designed and manufactured as described in the exemplary embodiment of DE 10 2017 215 236 A1.
  • the first plane is expediently arranged on the first part and the second plane on the second part, or the first plane is arranged on the second part and the second plane is arranged on the first part.
  • FIG. 1 schematically in a plan view
  • the arrangement 10 of MEMS switches 20 according to the invention is a matrix arrangement of MEMS switches 20 in which the MEMS switches 20 are arranged in a rectangular grid of rows 30 and columns 35 oriented perpendicular to one another.
  • the MEMS switches 20 are each connected in series in rows 30 in the matrix arrangement.
  • the MEMS switches 20 each have a source 40 and a drain connection 50, which the MEMS switch 20 in an open position electrically isolates from one another by spacing a first switch contact 60 and a second switch contact 70 from one another and in a closed position brings each other into electrically conductive contact.
  • the MEMS switches 20 each have a gate contact 80, which, depending on the application of potential with a gate potential 85, exerts an electrostatic force on a bending beam 90 (see also FIGS. 2 and 3) of the MEMS switch 20, which carries the second switch contact 70.
  • the bending beam 90 can be deflected, the second switching contact 70 being electrically conductively contacted on the first switching contact 60 in a rest position of the bending beam 90 and being isolated from the first switching contact 60 in a deflected position.
  • a ground contact 93 is arranged at ground potential 96 on each of the MEMS switches 20, relative to which a source potential of the source connection 50 and a gate potential of the gate contact 80 each define a voltage.
  • the MEMS switches 20 are therefore opened or closed by means of the gate contact 80.
  • the source connections 40 and the drain connections 50 of the MEMS switches 20 of different rows 30 and each of a common column 35 are connected to one another by means of a connecting line 100.
  • These connecting lines 100 across different rows 30 each in a column 35 form a total cross-tied circuit (TCT circuit) with the remaining circuit of arrangement 10 described above.
  • TCT circuit total cross-tied circuit
  • the connecting lines 100 are each oriented perpendicular to the orientation of the longitudinal center axis L of the bending beam 90.
  • the connecting lines 100 consequently cross provided line connections 110 of the gate contacts 80 and line connections 120 of the ground contacts 93 at intersection points 130.
  • crossing points 130 do not actually form any real crossing points in a plane, but only appear in a circuit diagram as such crossing points 130.
  • the connecting lines 100 on the one hand and the line connections 110 of the gate contacts 80 and the line connections 120 of the ground contacts 93 run into one another parallel and spaced planes.
  • the MEMS switch 20 comprises two parts: A first part 150 is formed with a silicon-on-insulator substrate which has two silicon layers 160 , 170, which are separated by a glass layer 180. A first of the silicon layers 160 has a thickness which is approximately 30 times as thick as the remaining, second, silicon layer 170 which has a thickness of 10 micrometers. The second silicon layer 170 forms the bending beam 90, which is hinged to the first silicon layer 160 in a region 185 by means of the glass layer 180 and has a free end 190.
  • the bending bar 90 extends with its free end 190 in the direction parallel to the unlimited, ie longest, more or less flat, directions of extension of the glass layer 180 from the area 185, so that in the undeflected state the longitudinal center axis L of the bending bar 90 is parallel to the unlimited directions of extension the glass layer 180 extends.
  • the silicon of the second silicon layer 170 and the glass of the glass layer 180 have been removed between the region 185 and the free end 190, so that the free end 190 can oscillate freely.
  • the bending beam 90 has the first switching contact 60 at its free end 190.
  • the MEMS switch 20 also has a second part 210, which is formed with a glass wafer 220.
  • the glass wafer 220 has two trenches 230, 240 which extend perpendicularly to the longitudinal center axis L of the bending beam 90 and which are open towards the first part 150 of the MEMS switch 20.
  • a first of the two trenches 230 extends with its width along the entire free part of the bending beam 90 and beyond the free end 190 of the bending beam 90, so that the bending beam 90 can pivot freely into the first trench 230.
  • the second switch contact 70 Facing the first switch contact 60, the second switch contact 70 is attached to the bottom of the first trench 230, so that the bending beam 90 contacts the first switch contact 60 and the second switch contact 70 with one another
  • the second trench 240 extends parallel to the first trench 230 and opens towards the region 185.
  • the second trench 240 is spaced apart from the first trench 230 by a fraction of its width, so that a web is located between the first trench 230 and the second trench 240 which rests against the end of the region 185 which is at the free end 190 of the bending beam 90 adjoins.
  • the surface of the bending beam 90 facing the second part forms a first plane 245, along which the connecting lines 100 of the source connections 40 extend with their conduction direction, ie the direction of a current flow through the connecting lines 100, in the direction perpendicular to the plane of the drawing .
  • the connecting lines 100 extend along the region 185.
  • a base 250, 260 of the trenches 230, 240 extending essentially parallel to the longitudinal center axis L of the bending beam 90 forms a second plane 265, along which the connecting lines 110 of the gate contacts 80 extend with their Line direction extend perpendicular to the plane of the drawing.
  • the connecting lines 120 can also extend along the second plane 265, for example along the floor 260.
  • the MEMS switches 20 in this exemplary embodiment are formed and manufactured from as described in the laid-open specification DE 10 2017 215 236 A1.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Abstract

Bei der Anordnung von MEMS-Schaltern (20) mit beweglichen Elementen (90) sind diese MEMS-Schalter (20) miteinander in einer Total-Cross-Tied-Schaltung (10) geschaltet.

Description

Beschreibung
Anordnung von MEMS-Schaltern
Die Erfindung betrifft eine Anordnung von MEMS-Schaltern mit beweglichen Elementen.
Zur Schaltung elektrischen Stroms sind drei verschiedene Lö sungen bekannt: Zum einen werden elektromechanische Relais eingesetzt, zum anderen finden Halbleiterschaltelemente Ver wendung und schließlich können zudem MEMS-Schalter (MEMS = Mikro-Elektro-Mechanisches System) eingesetzt werden.
MEMS-Schalter basieren auf der meist elektrostatisch aktuier- ten Bewegung eines beweglichen Elements, insbesondere eines kleinen Balkens, dessen Bewegung den MEMS-Schalter in eine Offenstellung oder eine Geschlossenstellung versetzt. Die mikroskopischen Abmessungen des beweglichen Elements erlauben vorteilhaft kurze Schaltzeiten sowie eine nahezu völlige Ver schleißfreiheit. Jedoch ist die Stromtragfähigkeit und Span nungsfestigkeit beweglicher Elemente von MEMS-Schaltern für viele Anwendungen zu gering. Um höhere Leistungsklassen zu adressieren, können mehrere MEMS-Schalter miteinander zu ei ner Anordnung verschaltet und insbesondere in einer Matrix angeordnet werden. Dies erfordert die Anordnung einer Viel zahl identisch gefertigter MEMS-Schalter, welche über die ge samte Betriebszeit ein identisches Verhalten zeigen müssen. Dies kann durch eine hohe Prozessgüte erreicht werden, jedoch sind eine Vielzahl von MEMS-Schalter selten erreichbar.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung von MEMS- Schaltern zu schaffen, welche eine höhere Ausfallsicherheit aufweist, insbesondere bei vereinzelt nicht den Vorgaben ent sprechenden MEMS-Schaltern.
Diese Aufgabe der Erfindung wird mit einer Anordnung von MEMS-Schaltern mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den zugehörigen Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung angegeben.
Die erfindungsgemäße Anordnung von MEMS-Schaltern weist MEMS- Schalter mit beweglichen Elementen auf, wobei die MEMS- Schalter miteinander in einer Total-Cross-Tied-Schaltung ge schaltet sind.
Vorteilhaft sind bei der erfindungsgemäßen Anordnung die MEMS-Schalter matrixartig angeordnet.
Die Schaltung in einer Total-Cross-Tied-Schaltung (TCT- Schaltung) weist dabei eine Reihe von Vorteilen auf: Zum ei nen sind in einer TCT-Schaltung mehrere MEMS-Schalter mitei nander parallel verschaltet, was die Stromtragfähigkeit der Anordnung gegenüber einzelnen MEMS-Schaltern entsprechend proportional zur Anzahl miteinander parallel geschalteter MEMS-Schalter erhöht. Zudem ist infolge miteinander seriell geschalteter MEMS-Schalter die Spannungsfestigkeit der Anord nung gegenüber der Spannungsfestigkeit einzelner MEMS- Schalter erhöht. Insoweit ist die Anordnung bereits aufgrund der erhöhten Stromtragfähigkeit und der erhöhten Spannungs festigkeit ausfallsicherer ausgebildet. Die zusätzlichen Querverbindungen in der TCT-Schaltung ermöglichen zudem eine redundante Auslegung der MEMS-Schalter, sodass fehlerhafte MEMS-Schalter mittels der zusätzlichen Leitungswege leicht umgangen werden können.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung gemäß der Erfindung er strecken sich Leiterverbindungen vorteilhaft entlang zumin dest zweier voneinander beabstandeter Ebenen.
Aufgrund der Erstreckung der Leiterverbindungen entlang zu mindest zwei voneinander beabstandeter Ebenen können Lei tungskreuzungen innerhalb einer Ebene vermieden werden. So können zueinander schräg, insbesondere senkrecht, verlaufende Leiterverbindungen entlang voneinander beabstandeter Ebenen angeordnet sein, sodass eine tatsächliche Leitungskreuzung nicht auftritt. In dieser Weiterbildung müssen somit Lei tungskreuzungen nicht gesondert bei der Fertigung berücksich tigt werden, was fertigungstechnisch einen sehr hohen Aufwand bedeuten würde. In dieser Weiterbildung der Erfindung lässt sich folglich eine TCT-Schaltung mit MEMS-Schaltern sehr zu verlässig fertigen.
Bei der Anordnung gemäß der Erfindung weisen die MEMS- Schalter in einer zweckmäßigen Weiterbildung jeweils ein Bie geelement als bewegliches Element auf.
Vorzugsweise weist jeder der MEMS-Schalter jeweils an dem be weglichen Element einen ersten elektrischen Kontakt auf und die MEMS-Schalter weisen jeweils einen zweiten elektrischen Kontakt auf, wobei die ersten Kontakte an einer ersten der Ebenen befindlich sind und die zweiten Kontakte an einer zweiten der Ebenen befindlich sind.
Somit lassen sich zwei voneinander beabstandete Ebenen, ent lang welcher Leiterverbindungen anordbar sind, an dem beweg lichen Element sowie beabstandet dazu ausbilden. Mittels ei ner Bewegung des beweglichen Elements lässt sich dann eine leitende Verbindung zwischen in den beiden Ebenen befindli chen Bauteilen bewirken.
In einer vorteilhaften Weiterbildung sind bei der erfindungs gemäßen Anordnung Gate-Kontakte vorhanden, welche in der ers ten und/oder zweiten Ebene befindlich sind.
In einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen An ordnung weisen die MEMS-Schalter jeweils mindestens einen ersten und einen zweiten Teil auf, wobei der erste Teil mit einem Silizium-Substrat gebildet ist und/oder der zweite Teil mit einem Glaswafer gebildet ist.
Durch die erfindungsgemäß mögliche unabhängige Fertigung der zumindest zwei Teile des MEMS-Schalters lassen sich ohne nen nenswerten Kosten- oder Zusatzaufwand bei der Fertigung zwei Ebenen bereitstellen, entlang welchen die Leiterverbindungen wie oben beschrieben anordbar sind.
Vorzugsweise ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung der ers te Teil mit einem Silicon-On-Insulator-Substrat, insbesondere mit einem Silicon-On-Glass-Substrat, gebildet.
Zweckmäßig sind in dieser Weiterbildung der Erfindung erster und zweiter Teil aufeinander aufgebondet, etwa mittels min destens eines eutektischen und/oder anodischen Bonds und/oder eines Silizium-Direkt-Bonds .
Besonders bevorzugt ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung zumindest einer der oder jeder der MEMS-Schalter ausgebildet und gefertigt wie im Ausführungsbeispiel der DE 10 2017 215 236 Al beschrieben.
Zweckmäßig ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung die erste Ebene an dem ersten Teil und die zweite Ebene an dem zweiten Teil angeordnet oder die erste Ebene an dem zweiten Teil und die zweite Ebene an dem ersten Teil angeordnet.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zei gen :
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anordnung von MEMS-Schaltern schematisch in einem Prinzipschaltbild,
Fig. 2 die erfindungsgemäße Anordnung von MEMS-Schaltern gern. Fig. 1 schematisch in einer Draufsicht und
Fig. 3 einen MEMS-Schalter der erfindungsgemäßen Anordnung von MEMS-Schaltern gern. Fig. 1 und 2 schematisch im Längsschnitt . Die erfindungsgemäße Anordnung 10 von MEMS-Schaltern 20 ist eine Matrix-Anordnung von MEMS-Schaltern 20, in welcher die MEMS-Schalter 20 in einem Rechteckgitter von zueinander senk recht orientierten Zeilen 30 und Spalten 35 angeordnet sind. Die MEMS-Schalter 20 sind in der Matrix-Anordnung jeweils in Zeilen 30 hintereinander in Reihe geschaltet. Dazu weisen die MEMS-Schalter 20 jeweils einen Source- 40 und einen Drain- Anschluss 50 auf, welche der MEMS-Schalter 20 in einer Offen stellung voneinander durch Beabstandung eines ersten Schalt kontakts 60 und eines zweiten Schaltkontakts 70 voneinander elektrisch isoliert und in einer Geschlossenstellung mitei nander elektrisch leitend in Kontakt bringt. Zur Steuerung der MEMS-Schalter 20 in die Offenstellung und in die Ge schlossenstellung weisen die MEMS-Schalter 20 jeweils einen Gatekontakt 80 auf, welcher je nach Potentialbeaufschlagung mit einem Gatepotential 85 eine elektrostatische Kraft auf einen Biegebalken 90 (s.a. Figuren 2 und 3) des MEMS- Schalters 20 ausübt, der den zweiten Schaltkontakt 70 trägt. Infolge der elektrostatischen Kraft kann der Biegebalken 90 ausgelenkt werden, wobei in einer Ruhestellung des Biegebal kens 90 der zweite Schaltkontakt 70 an dem ersten Schaltkon takt 60 elektrisch leitend kontaktiert ist und in einer aus gelenkten Stellung vom ersten Schaltkontakt 60 isolierend be- abstandet ist. Dem Gatekontakt 80 gegenüberliegend ist je weils bei den MEMS-Schaltern 20 ein Ground-Kontakt 93 auf Groundpotential 96 angeordnet, relativ zu welchem ein Source- Potential des Sourceanschlusses 50 und ein Gate-Potential des Gatekontakts 80 jeweils eine Spannung definieren.
Mithin werden mittels des Gatekontakts 80 die MEMS-Schalter 20 geöffnet oder geschlossen. Die Source-Anschlüsse 40 und die Drain-Anschlüsse 50 der MEMS-Schalter 20 verschiedener Zeilen 30 und jeweils einer gemeinsamen Spalte 35 sind mitei nander mittels einer Verbindungsleitung 100 verbunden. Diese Verbindungsleitungen 100 über verschiedene Zeilen 30 je einer Spalte 35 hinweg bildet mit der übrigen zuvor beschriebenen Schaltung der Anordnung 10 eine Total-Cross-Tied-Schaltung (TCT-Schaltung) aus. In einer solchen TCT-Schaltung sind folglich die Verbindungsleitungen 100 jeweils zur Orientie rung der Längsmittelachse L der Biegebalken 90 senkrecht ori entiert. Die Verbindungsleitungen 100 kreuzen folglich vorge sehene Leitungsverbindungen 110 der Gatekontakte 80 und Lei tungsverbindungen 120 der Groundkontakte 93 in Kreuzungspunk ten 130.
Die Kreuzungspunkte 130 bilden jedoch tatsächlich keine wirk lichen Kreuzungspunkte in einer Ebene aus, sondern erscheinen lediglich in einem Schaltbild als solche Kreuzungspunkte 130. Denn tatsächlich verlaufen die Verbindungsleitungen 100 zum einen und die Leitungsverbindungen 110 der Gatekontakte 80 sowie die Leitungsverbindungen 120 der Groundkontakte 93 in zueinander parallelen und voneinander beabstandeten Ebenen.
Ersichtlich wird dies aus der detaillierteren Darstellung des MEMS-Schalters 20 in Fig. 3. Wie dargestellt umfasst der MEMS-Schalter 20 zwei Teile: Ein erster Teil 150 ist mit ei nem Silizium-on-Insulator-Substrat gebildet, welches zwei Si liziumschichten 160, 170 umfasst, die von einer Glasschicht 180 getrennt sind. Dabei weist eine erste der Siliziumschich ten 160 eine Dicke auf, welche etwa 30 mal so dick ist wie die übrige, zweite, Siliziumschicht 170, welche eine Dicke von 10 Mikrometern aufweist. Die zweite Siliziumschicht 170 bildet den Biegebalken 90 aus, welcher mittels der Glas schicht 180 an der ersten Siliziumschicht 160 in einem Be reich 185 angelenkt ist und ein freies Ende 190 aufweist. Der Biegebalken 90 streckt sich mit seinem freien Ende 190 in Richtung parallel zu den unbegrenzten, d.h. längsten, gewis sermaßen flächigen, Erstreckungsrichtungen der Glasschicht 180 von dem Bereich 185 fort, sodass sich im unausgelenktem Zustand die Längsmittelachse L des Biegebalkens 90 parallel zu den unbegrenzten Erstreckungsrichtungen der Glasschicht 180 erstreckt. Zwischen Bereich 185 und freiem Ende 190 ist das Silizium der zweiten Siliziumschicht 170 und das Glas der Glasschicht 180 entfernt, sodass das freie Ende 190 frei schwingen kann. Der Biegebalken 90 weist an seinem freien En de 190 den ersten Schaltkontakt 60 auf. Der MEMS-Schalter 20 weist zudem einen zweiten Teil 210 auf, welcher mit einem Glaswafer 220 gebildet ist. Der Glaswafer 220 weist zwei sich senkrecht zur Längsmittelachse L des Bie gebalkens 90 erstreckende Gräben 230, 240 auf, welche zum ersten Teil 150 des MEMS-Schalters 20 hin geöffnet sind. Ein erster der zwei Gräben 230 erstreckt sich mit dessen Breite entlang des gesamten freien Teils des Biegebalkens 90 und zu dem über das freie Ende 190 des Biegebalkens 90 hinaus, so- dass der Biegebalken 90 ungehindert in den ersten Graben 230 hineinschwenken kann. Dem ersten Schaltkontakt 60 zugewandt ist am Grund des ersten Grabens 230 der zweite Schaltkontakt 70 befestigt, sodass der Biegebalken 90 den ersten Schaltkon takt 60 und den zweiten Schaltkontakt 70 miteinander
elektrisch kontaktierend in Anlage bringen kann, indem der Biegebalken 90 auf den zweiten Teil 210 zu in den ersten Gra ben 230 hineinschwenkt.
Der zweite Graben 240 erstreckt sich parallel zum ersten Gra ben 230 und öffnet sich zum Bereich 185 hin. Der zweite Gra ben 240 ist vom ersten Graben 230 um einen Bruchteil seiner Breite beabstandet, sodass zwischen erstem Graben 230 und dem zweiten Graben 240 ein Steg befindlich ist, welcher an demje nigen Ende des Bereichs 185 anliegt, welcher am freien Ende 190 des Biegebalkens 90 angrenzt.
Die dem zweiten Teil zugewandte Oberfläche des Biegebalkens 90 bildet eine erste Ebene 245 aus, entlang welcher sich die Verbindungsleitungen 100 der Source-Anschlüsse 40 mit ihrer Leitungsrichtung, d.h. der Richtung eines durch die Verbin dungsleitungen 100 führenden Stromflusses, in Richtung senk recht zur Zeichenebene erstrecken. Beispielsweise erstrecken sich die Verbindungsleitungen 100 entlang des Bereichs 185.
Ein sich im Wesentlichen parallel zur Längsmittelachse L des Biegebalkens 90 erstreckender Grund 250, 260 der Gräben 230, 240 bildet eine zweite Ebene 265 aus, entlang welcher sich die Verbindungsleitungen 110 der Gatekontakte 80 mit ihrer Leitungsrichtung senkrecht zur Zeichenebene erstrecken. Bei spielsweise können sich auch die Verbindungsleitungen 120 entlang der zweiten Ebene 265 erstrecken, etwa entlang des Bodens 260.
Die MEMS-Schalter 20 in diesem Ausführungsbeispiel sind aus gebildet und gefertigt wie in der Offenlegungsschrift DE 10 2017 215 236 Al beschrieben.

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung von MEMS-Schaltern (20) mit beweglichen Elemen ten (90), welche miteinander in einer Total-Cross-Tied- Schaltung (10) geschaltet sind.
2. Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, bei welchem die MEMS-Schalter (20) matrixartig (30, 35) angeordnet sind.
3. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem sich Leiterverbindungen (100, 110, 120) entlang zu mindest zweier voneinander beabstandeter Ebenen (245, 265) erstrecken .
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die MEMS-Schalter (20) jeweils ein Biegeelement (90) als bewegliches Element aufweisen.
5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem jeder der MEMS-Schalter (20) jeweils an dem ersten beweglichen einen ersten elektrischen Kontakt (60) aufweist und jeweils einen zweiten elektrischen Gegenkontakt (70) auf weist, wobei die ersten Kontakte (60) an einer ersten der Ebenen (245) befindlich sind und die zweiten Kontakte (70) an einer zweiten der Ebenen (265) befindlich sind.
6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchen Gatekontakte (80) vorhanden sind, welche in der ers ten (245) und/oder zweiten Ebene (265) befindlich sind.
7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die MEMS-Schalter (20) jeweils einen ersten (150) und einen zweiten Teil (210) aufweisen, wobei der erste Teil (150) mit einem Silizium-Substrat gebildet ist und/oder der zweite Teil (210) mit einem Glaswafer (220) gebildet ist.
8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der erste Teil (150) mit einem Silicon-On-Insulator- Substrat, insbesondere mit einem Silicon-On-Glass-Substrat, gebildet ist.
9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die erste Ebene (245) an dem ersten Teil (150) und die zweite Ebene (265) an dem zweiten Teil (210) angeordnet ist und/oder die erste Ebene (245) an dem zweiten Teil (150) und die zweite Ebene (265) an dem ersten Teil (150) angeord net ist.
EP20754658.1A 2019-07-31 2020-07-28 Anordnung von mems-schaltern Pending EP3977497A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019211460.1A DE102019211460A1 (de) 2019-07-31 2019-07-31 Anordnung von MEMS-Schaltern
PCT/EP2020/071269 WO2021018888A1 (de) 2019-07-31 2020-07-28 Anordnung von mems-schaltern

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3977497A1 true EP3977497A1 (de) 2022-04-06

Family

ID=72050815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20754658.1A Pending EP3977497A1 (de) 2019-07-31 2020-07-28 Anordnung von mems-schaltern

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220277913A1 (de)
EP (1) EP3977497A1 (de)
DE (1) DE102019211460A1 (de)
WO (1) WO2021018888A1 (de)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004055410A (ja) * 2002-07-22 2004-02-19 Advantest Corp バイモルフスイッチ、バイモルフスイッチ製造方法、電子回路、及び電子回路製造方法
JP2005536013A (ja) * 2002-08-08 2005-11-24 エックスコム ワイアレス インコーポレイテッド マルチモルフ・アクチュエータと静電ラッチメカニズムとを有するマイクロ・ファブリケーションされた双投リレー
US8687325B2 (en) * 2008-09-11 2014-04-01 General Electric Company Micro-electromechanical switch protection in series parallel topology
US8576029B2 (en) * 2010-06-17 2013-11-05 General Electric Company MEMS switching array having a substrate arranged to conduct switching current
US8570713B2 (en) * 2011-06-29 2013-10-29 General Electric Company Electrical distribution system including micro electro-mechanical switch (MEMS) devices
US20170062165A1 (en) * 2015-08-26 2017-03-02 Innovative Micro Technology Device with separation limiting standoff
DE102016215001A1 (de) * 2016-08-11 2018-02-15 Siemens Aktiengesellschaft Schaltzelle mit Halbleiterschaltelement und mikroelektromechanischem Schaltelement
DE102017215236A1 (de) 2017-08-31 2019-02-28 Siemens Aktiengesellschaft MEMS-Schalter und Verfahren zur Herstellung eines MEMS-Schalters

Also Published As

Publication number Publication date
US20220277913A1 (en) 2022-09-01
WO2021018888A1 (de) 2021-02-04
DE102019211460A1 (de) 2021-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60314875T2 (de) Mikroelektromechanischer hf-schalter
DE60312665T2 (de) Haltlos elektrostatisch aktiviertes mikroelektromechanisches Schaltsystem
DE602005003008T2 (de) RF MEMS Schalter mit einer flexiblen und freien Schaltmembran
DE69934945T2 (de) Mikroelektromechanische Anordnung
DE60115086T2 (de) Kontaktstruktur für mikro-relais für rf-anwendungen
EP1252640A1 (de) Mikrorelais
WO1998021734A1 (de) Verfahren zum herstellen eines mikromechanischen relais
DE19823690C1 (de) Mikromechanisches elektrostatisches Relais
WO2008110389A1 (de) Mikromechanische schaltervorrichtung mit mechanischer kraftverstärkung
WO2021018888A1 (de) Anordnung von mems-schaltern
DE112011101117B4 (de) Integrierter elektromechanischer Aktuator und Verfahren zur Herstellung desselben
EP1269506B1 (de) Mikroaktoranordnung
EP1468436B1 (de) Mikro-elektromechanisches system und verfahren zu dessen herstellung
DE10037385A1 (de) Vorrichtung mit einem Kondensator
DE60307136T2 (de) Mikromechanischer elektrostatischer schalter mit niedriger betätigungsspannung
DE102006001321B3 (de) Mikromechanischer Hochfrequenz-Schalter für koplanare Wellenleiter
EP1719144B1 (de) Hochfrequenz-mems-schalter mit gebogenem schaltelement und verfahren zu seiner herstellung
DE19950373B4 (de) Mikromechanisches Relais mit federndem Kontakt und Verfahren zum Herstellen desselben
EP4057317A1 (de) Gekapseltes mems-schaltelement, vorrichtung und herstellungsverfahren
DE102021202409A1 (de) Kapazitiv betätigbarer MEMS-Schalter
EP1246215B1 (de) Mikrorelais mit neuem Aufbau
DE102004062992B4 (de) Schaltbares Hochfrequenz-MEMS-Element mit bewegbarem Schaltelement und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102006036499B4 (de) Mikromechanisches Bauelement
DE102014201533A1 (de) Schaltkontakt und Verfahren zu dessen Herstellung
EP1156504A2 (de) Mikromechanisches Relais mit verbessertem Schaltverhalten

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

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

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

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

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

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20211228

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20230201