JP2003522377A - 電気的にスイッチングを行うラッチングマイクロマグネッティックリレーおよびその動作方法 - Google Patents

電気的にスイッチングを行うラッチングマイクロマグネッティックリレーおよびその動作方法

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JP2003522377A JP2001557063A JP2001557063A JP2003522377A JP 2003522377 A JP2003522377 A JP 2003522377A JP 2001557063 A JP2001557063 A JP 2001557063A JP 2001557063 A JP2001557063 A JP 2001557063A JP 2003522377 A JP2003522377 A JP 2003522377A
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メイチュン ルアン，
ジュン シェン，
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アリゾナ ステイト ユニバーシティ
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Abstract

(57)【要約】 本発明の種々の実施形態に従って、リレー（１００）が、開状態および閉状態を示すように適切に形成される。リレー（１００）は、磁界に感応するカンチレバー（１２）を、カンチレバーがリレーの開状態に対応する第１の状態、およびリレーの閉状態に対応する第２の状態を示すように提供することにより動作する。第１の磁界は、カンチレバー（１１２）の磁気トルクを誘発するように提供され得、カンチレバーは、第１の状態と第２の状態との間をスイッチングされ得、第２の磁界は、例えば、リレーの基板上に形成された伝導体により発生され得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、米国空軍により一部出資（米国政府認可番号空軍ＳＢＩＲ Ｆ２９
６０１−９９−Ｃ−０１０１、副番号ＭＬ９９−０１）され、従って、米国政府
は本発明に対して特定の権利を有し得る。
【０００２】 （発明の分野） 本発明はリレーに関する。より具体的には、本発明は、低電力消費型のマイク
ロ磁気リレーをラッチし、マイクロ磁気リレーを作製および操作する方法に関す
る。
【０００３】 （発明の背景） リレーは、通常、電気制御される２つの状態のデバイスであり、電気的接触を
開閉して、電気回路におけるデバイスを動作させる。換言すると、リレーは、通
常、スイッチとして機能し、電気デバイス、光デバイスまたは他のデバイスの部
分を活性化または不活性化する。リレーは、一般的に、電気通信、無線周波数（
ＲＦ）通信、携帯型電子機器、大衆消費電子製品および産業電子製品、航空宇宙
産業および他のシステムを含む多くの用途において用いられる。
【０００４】 最も初期のリレーは、機械的デバイスか、または半導体デバイスであったが、
マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）技術およびマイクロ電子技術製造分野に
おける最近の発展は、マイクロ静電リレーおよびマイクロ磁気リレーを可能にし
た。このようなマイクロ磁気リレーは、通常、電機子に電流を流し、電気接触さ
せるかまたは切断する電磁石を含む。磁石が不活性化されると、ばねまたは他の
機械的な力は、通常、電機子を静止点に戻す。このようなリレーは、通常、多数
の際立った不利な点を示すが、その中でも、これらのリレーは、通常、安定した
出力（すなわち、静止状態）を１つ示すだけであり、ラッチしない（すなわち、
これらのリレーは電力がリレーから除去されるので、一定の出力を保持しない）
。さらに、従来のマイクロ磁気リレーによって必要とされるばねは、時間の経過
とともに劣化または破損し得る。
【０００５】 別のマイクロ磁気リレーは、Ｔａｙｌｏｒらによる米国特許第５，８４７，６
３１号（１９９８年１２月８日出願）において記載され、この出願は参考のため
、その全体を本明細書中で援用する。この文献において開示されるリレーは、電
磁場を生成するための永久磁石、および永久磁石により生成された磁場と断続的
に反対の電磁石を含む。このリレーは双安定であることを意図するが、このリレ
ーは、電磁石において電力の消費を必要とし、出力状態の少なくとも１つを維持
する。さらに、反対の磁場を生成するために必要な電力は著しく、従って、リレ
ーをスペース、携帯型電子機器、および低電力消費を要求する他の用途において
用いるために不適切にする。
【０００６】 従って、状態を維持するために電力を必要としない双安定ラッチングリレーが
所望される。このようなリレーは、さらに、信頼でき、簡単な設計であり、低コ
ストであり、製造が容易である。
【０００７】 （発明の要旨） 本発明の種々の実施形態により、リレーは開状態および閉状態を示すように適
切に形成される。このリレーは磁場に敏感なカンチレバーを提供することによっ
て動作され、このカンチレバーは、リレーの開状態に対応する第１の状態および
リレーの閉状態に対応する第２の状態を示す。第１の磁場は、カンチレバーにお
いて磁気トルクを誘導するために供給され得、カンチレバーは、例えば、リレー
を有する基板上に形成される導体によって生成され得る第１の状態と第２の状態
とを第２の磁場を用いて切り換え得る。
【０００８】 （例示的な実施例の詳細な説明） 本明細書中、以下の例示的な実施形態の詳細な説明において、本発明の上記お
よび他の特徴および利点について説明する。以下の詳細な説明は、添付の図面と
共に読まれるべきである。図面中、類似の参照符号は、類似の図における同一ま
たは類似の部分を指すものとして用いられる。
【０００９】 本明細書中に図示および記載される特定の実施構成は本発明の例示であって、
本発明の範囲をいかようにも限定することを意図したものではないことが理解さ
れるべきである。実際、記載を簡潔にするため、従来のエレクトロニクス技術、
従来の製造技術、従来のＭＥＭ技術および他のシステムの機能的局面（ならびに
システムの個々の動作コンポーネントのコンポーネント）については、本明細書
では言及しない場合がある。さらに、記載を簡潔にするため、本明細書中、本発
明を、電気システムまたは電子システムにおいて用いられる微細電子機械加工リ
レーに関するものとして頻繁に説明する。他にも多くの製造技術を用いて本明細
書中に記載のリレーを作製することが可能であり、また、本明細書中に記載の技
術は、機械リレー、光学リレー、または他の任意の切換えデバイスにおいて用い
ることが可能であることが理解されるべきである。さらに、本明細書中に記載の
技術は、電子システム、光学システム、家庭用電子製品、産業用電子製品、無線
システム、宇宙における使用、または他の任意の用途にも適している。さらに、
本明細書中の空間に関する記載はひとえに例示目的のためであり、実際にラッチ
ングリレーを構成する場合、構成方向および構成様式は任意にしてもよいことが
理解されるべきである。また、これらのリレーのアレイは、適切な様式および適
切なデバイスを用いて接続することによって形成してもよい。
【００１０】 （ラッチングリレー） 図１Ａおよび図１Ｂは、ラッチングリレーの上面図および側面図をそれぞれ示
す。図１Ａおよび図１Ｂを参照して、例示的ラッチングリレー１００は、磁石１
０２と、基板１０４と、導電体１１４を収容する絶縁層１０６と、接触部１０８
と、ステージング層１１０によって基板上部に配置されたカンチレバー１１２と
を適切に含む。
【００１１】 以下により完全に説明するように、磁石１０２は、永久磁石、電磁石などの任
意の種類の磁石であるか、または磁界ＨＯ１３４を生成することが可能な任意の
他の種類の磁石である。例示の実施形態において、磁石１０２はカリフォルニア
州ＦｒｅｍｏｎｔのＤｅｘｔｅｒ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅ
ｓ ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから販売されているモデル５９−Ｐ０９２１３Ｔ０
０１であるが、もちろん他の種類の磁石を用いてもよい。磁界１３４は任意の様
態そして任意の大きさ（例えば、約１エルステッドから１０４エルステッド以上
）で生成され得る。図１に示す例示の実施形態において、磁界ＨＯ１３４はＺ軸
にほぼ平行、そして約３７０エルステッドのオーダの大きさで生成され得るが、
他の実施形態は磁界１３４の方向および大きさの変化を用いる。種々の実施形態
において、１つの磁石１０２を、共通の基板１０４を共有する複数のリレー１０
０と共に用い得る。
【００１２】 基板１０４は、任意の種類の基板材料（例えば、シリコン、ガリウムヒ化物、
ガラス、プラスチック、金属または任意の他の基板材料）から形成される。種々
の実施形態において、基板１０４は絶縁材料（例えば、酸化物）でコーティング
され得、そして平面にされ得るか、または平坦にされ得る。種々の実施形態にお
いて、複数のラッチングリレー１００は１つの基板１０４を共有し得る。あるい
は、他のデバイス（例えば、トランジスタ、ダイオード、または他の電気デバイ
ス）が１つ以上のリレー１００と共に、例えば、従来の集積回路製造技術を用い
て基板１０４上に形成され得る。あるいは、磁石１０２を基板として用いてもよ
く、以下に説明するさらなるコンポーネントを磁石１０２上に直接形成してもよ
い。このような実施形態において、別々の基板１０４は必要でない場合がある。
【００１３】 絶縁層１０６は任意の材料（例えば、酸化物または別の絶縁体）から形成され
ている。例示の実施形態において、絶縁層はＰｒｏｂｉｍｉｄｅ−７５１０の材
料から形成されている。絶縁層１０６はコンダクタ１１４を適切に収容する。コ
イルパターンで配置された２つの端部１２６および１２８を有する１つのコンダ
クタであるコンダクタ１１４を図１Ａおよび図１Ｂに示す。コンダクタ１１４の
別の実施形態は、例えば、蛇行パターン、曲がりくねったパターン、ランダムな
パターン、または任意の他のパターンなどの任意の適切なパターンで配置された
１つまたは複数の電導性セグメントを用いる。コンダクタ１１４は、金、銀、銅
、アルミニウムまたは金属などの導電可能な任意の材料から形成されている。以
下により完全に説明するように、コンダクタ１１４が電気を伝導すると、磁界は
コンダクタ１１４の周囲に生成される。
【００１４】 カンチレバー１１２は磁気力によって影響を受け得る電機子、拡張部、露頭（
ｏｕｔｃｒｏｐｐｉｎｇ）または部材である。図１Ａに示す実施形態において、
カンチレバー１１２は適切には、磁気層１１８および導電層１２０を含む。磁気
層１１８はパーマロイ（例えば、ＮｉＦｅ合金）または任意の他の磁気感受性材
料（ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｍａｔｅｒｉａｌ）から
構成され得る。導電層１２０は金、銀、銅、アルミニウム、金属または任意の他
の導電性材料から構成され得る。種々の実施形態において、以下により完全に説
明するように、カンチレバー１１２はリレー１００が「開」または「閉」である
かに応じて２つの状態を呈する。多くの実施形態において、導電層１２０がステ
ージング層１１０をコンタクト１０８に接続する場合、リレー１００はいわゆる
「閉」である。逆に、カンチレバー１１２がコンタクト１０８と電気接触してい
ない場合、リレーはいわゆる「開」であり得る。カンチレバー１１２がコンタク
ト１０８との物理的接触に入ったり、出たりするため、種々の実施形態のカンチ
レバー１１２は、カンチレバー１１２が適切に曲がることができるように可撓性
を有するように製造される。可撓性は、カンチレバーの厚さ（またはその種々の
コンポーネント層）を変化させることによって、パターン化またはカンチレバー
内に穴またはカットを作製することによって、または可撓性がますます増す材料
を用いることによって生成され得る。あるいは、カンチレバー１１２を図３と共
に以下に説明するような「ヒンジ式（ｈｉｎｇｅｄ）」の構成になるように製造
し得る。カンチレバー１１２の寸法はもちろん、実現例ごとに動的に変化し得る
が、マイクロ磁気リレー１００内での使用に適した例示のカンチレバー１１２は
、長さが１０〜１０００ミクロン、厚さが１〜４０ミクロン、そして幅２〜６０
０ミクロンオーダであり得る。例えば、図１に示す実施形態による例示のカンチ
レバーは、約６００ミクロン×１０ミクロン×５０ミクロン、または１０００ミ
クロン×６００ミクロン×２５ミクロンの寸法、あるいは任意の他の適切な寸法
を有し得る。
【００１５】 コンタクト１０８およびステージング層１１０は絶縁層１０６上に適宜、設け
られる。種々の実施形態において、ステージング層１１０は、絶縁層１０６の上
のカンチレバー１１２を支え、これによりギャップ１１６が生じる。このギャッ
プ１１６は、真空である場合もあれば、空気または別の気体あるいは液体（例え
ば、油）で満たされる場合もある。ギャップ１１６のサイズは種々の実現例によ
って大きく異なるが、例示のギャップ１１６は１〜１００ミクロン（例えば、約
２０ミクロン）のオーダであり得る。以下に説明するように、コンタクト１０８
はリレー１００が閉の状態の場合、カンチレバー１１２を受け取り得る。コンタ
クト１０８およびステージング層１１０は、金、金合金、銀、銅、アルミニウム
または金属などの任意の導電性材料から形成され得る。種々の実施形態において
、コンタクト１０８およびステージング層１１０は同様の導電性材料から形成さ
れ、そしてリレーは、カンチレバー１１２によりステージング層１１０とコンタ
クト１０８との間の回路ができると、「閉」になると考えられる。他の実施形態
は、図３および図４と共に以下に説明するようなコンタクト１０８およびステー
ジング層１１０の異なる構成を用いる。カンチレバー１１２が電気を伝導しない
特定の実施形態において、ステージング層１１０は、Ｐｒｏｂｉｍｉｄｅ材料、
酸化物または任意の他の材料などの非導電性材料から構成され得る。さらに、カ
ンチレバー１１２が絶縁層１０６の上で別の方法で支持される場合には、別の実
施形態はステージング層１１０を必要としない場合がある。
【００１６】 （動作の原理） 本発明の広い局面では、マグネット１０２は、カンチレバー１１２に、磁化（
ｍ）を生成する磁界Ｈ０１２６を発生させる。磁化により、磁化の方向に依存し
て、強制的に、カンチレバー１１２をコンタクト１０８に向けるか、またはコン
タクト１０８から離すトルクがカンチレバー１１２に適切に生成されることによ
り、リレー１００は開または閉状態になる。カンチレバー１１２の磁化の方向は
、伝導体１１４により発生する第２の磁界により、適切かつ下記でより詳細に説
明するように、調節され得る。
【００１７】 図１Ａおよび図１Ｂを続けて参照して、磁界Ｈ０１３４は、この磁界がカンチ
レバー１１２の一次元（例えば、長さ）に対して垂直になるように、マグネット
１０２によって、主に、Ｚ軸に平行な方向に印加され得る。磁界１３４は、軟磁
性体から形成され得る、カンチレバー１１２の磁化を適切に誘発する。カンチレ
バー１１２の寸法形状のため、カンチレバー１１２の磁化は、図１の（Ｘ軸に平
行な）カンチレバー１１２の長さである、カンチレバーの長軸に沿って適切に並
ぶ。
【００１８】 カンチレバー１１２の磁化の向きは、印加された磁界１３４とカンチレバー１
１２の長軸との間の角度（α）に適切に依存する。詳細には、角度（α）が９０
度未満である場合、カンチレバー１１２の磁気モーメント（ｍ）は、カンチレバ
ー１１２の端部１３０から端部１３２に向く。磁気モーメントと磁界Ｈ０１３４
との相互作用によって、端部１３２を上方向に移動させる左回りのトルクが、カ
ンチレバー１１２の端部１３０の周りに適切に生成され、これにより、ステージ
ング層１１０とコンタクト１０８との間の回路が開く。反対に、角度（α）が９
０度よりも大きい場合、カンチレバー１１２の磁気モーメント（ｍ）は、端部１
３２から端部１３０に向き、端部１３０の周りに左回りのトルクが生成される。
この左回りのトルクは、端部１３２を下方向に移動し、ステージング層１１０と
コンタクト１０８との間に回路を完成させる。カンチレバー１１２の磁化（ｍ）
は、カンチレバー１１２の長軸と印加された磁界１３４との角度（α）が変わら
ない限り変化しないため、印加されたトルクは、外部摂動が適用されるまでその
ままである。カンチレバーまたは（コンタクト等の）ストッパーの弾性トルクが
、印加された磁気トルクのバランスを取るため、リレー１００は、カンチレバー
１１２の上向きおよび下向き位置（すなわち、リレー１００の開状態および閉状
態のそれぞれ）に対応する２つの安定状態を表わす。
【００１９】 スイッチングは、任意の適切なスイッチング技術により達成される。例示的な
実施形態では、スイッチングは、カンチレバー１１２の磁化（ｍ）に影響を与え
るほど十分に強い、カンチレバー１１２の長軸に沿った成分を有する第２の磁界
を発生することにより達成される。図１に示す実施形態では、第２の磁界の関連
する成分は、Ｘ軸に沿った磁界の成分である。カンチレバー１１２の長軸に沿っ
た第２の磁界の強度は、最も重要であるため、（当然、あらゆる強度の磁界が種
々の実施形態で用いられ得るが）第２の磁界の全体的な大きさは、通常、磁界１
３４の大きさよりも著しく小さい。例示的な第２の磁界が、約２０エルステッド
であり得るが、当然、それよりも強いか、または弱い磁界も他の実施形態で用い
られ得る。
【００２０】 第２の磁界は、例えば、電気的に制御された電磁石等のマグネットを介して発
生し得る。あるいは、第２の磁界は、伝導体１１４に電流を通すことにより発生
し得る。電力が伝導体１１４を通過すると、「右手の法則」に従って、磁界が生
成される。例えば、伝導体１１４（図１Ｂ）上の点１２６から点１２８に流れる
電流は、通常、図１Ａの磁界矢印１２２に対応する、示されるコイルの中心「へ
の」磁界を発生する。反対に、図１Ｂに示す点１２８から点１２６に流れる電流
は、図１Ａの点線磁界矢印１２４に対応する、示されるコイルの中心「から」流
れる磁界を生成する。磁界は、再度、図１Ａにも示すような方法で伝導体１１４
の周りをループし得、磁界の水平（Ｘ）成分がカンチレバー１１２にかかる。
【００２１】 導電体１１４を流れる電流または電流パルスの方向を変化させることによって
、第２の磁界の方向が、所望するように変更され得る。第２の磁界の方向を変更
することによって、カンチレバー１１２の磁化が影響され得、リレー１００は、
適切に切り換えられて、開けられ得るか、または、閉じられ得る。第２の磁界が
磁界矢印１２２の方向にある場合、例えば、カンチレバー１１２の磁化は、端部
１３０の方向を向く。この磁化によって、端部１３０の周りに時計回りのトルク
が生成され、カンチレバー１１２は、「ダウン」状態になり、リレー１００を適
切に閉じる。反対に、第２の磁界が、破線で示す電界矢印１２４の方向にある場
合、カンチレバー１１２の磁化は、端部１３２の方向を向き、反時計回りのトル
クが生成され、カンチレバー１１２は、「アップ」状態になり、リレー１００を
適切に開く。従って、カンチレバー１１２の「アップ」状態または「ダウン」状
態（従ってリレー１００の「開」状態または「閉」状態）は、導電体１１４を流
れる電流を制御することによって、調節され得る。さらに、カンチレバー１１２
の磁化は、外部摂動なしに一定に維持され、第２の磁界は、「パルス」で印加さ
れ得るか、そうでない場合には、リレーの切り換えの必要性に応じて、間断的に
印加され得る。リレーが状態の変化を必要としない場合、導電体１１４への電力
は取り除かれ得、双安定のラッチングリレー１００を、電力消費がない休止状態
にする。このようなリレーは、宇宙技術、航空技術、携帯電子機器などにおける
適用に適する。
【００２２】 （ラッチングリレーの製造） 図２は、ラッチングリレー１００の例示的な製造技術を示す複数の側面図を含
む。本明細書に開示したプロセスは、単に、ラッチングリレー１００を製造する
ために用いられ得る多くの技術のうちの一例として提供されているに過ぎないこ
とを理解されたい。
【００２３】 例示的な製造プロセスは、基板１０２を提供することによって、適切に開始す
る。基板１０２には、必要に応じて絶縁層を設けてもよい。上述したように、任
意の基板材料を用いて、ラッチングリレーを作製し得る。従って、例えば、絶縁
基板が用いられる場合には、絶縁層が不要となる。絶縁層を含む実施形態におい
て、この層は、厚さが１０００オングストロームのオーダーであり得る二酸化ケ
イ素（ＳｉＯ２）または他の絶縁材料の層である。また、絶縁材料に選択された
材料および層の厚さは、特定の実施によって変動し得る。
【００２４】 図２Ａを参照すると、導電体１１４が、基板１０４上に、適切に形成される。
導電体１１４は、堆積（例えば、電子ビーム堆積）、蒸着、電気めっき、無電解
めっきなどの任意の技術を用いることによって、形成され得る。様々な実施形態
において、導電体１１４は、図１に示すようなコイルパターンに形成される。あ
るいは、導電体１１４は、線状、ヘビ状、円形、蛇行、ランダム、または他のパ
ターンに形成される。絶縁層１０６は、図２Ｂに示すように、基板１０４および
導電体１１４に、スピンコーティングされるか、または他の方法で塗布される。
絶縁層１０６は、上部デバイスを電気的に絶縁することができる、フォトレジス
ト、二酸化ケイ素、Ｐｒｏｂｉｍｉｄｅ−７５１０材料、または任意の他の絶縁
材料の層として塗布され得る。様々な実施形態において、絶縁材料の表面は、化
学的−機械的平坦化（ＣＭＰ）などの任意の技術によって平坦化される。
【００２５】 コンタクトパッド１０８および１１０は、フォトリソグラフィ、エッチングな
どの任意の技術によって、絶縁層１０６上に形成され得る（図２Ｃ）。パッド１
０８および１１０は、１つ以上の導電性材料の層を絶縁層１０６に堆積し、例え
ば、ウェットエッチングによってパッドをパターニングすることによって、形成
され得る。例示的な実施形態において、パッド１０８および１１０は、適切には
、クロムの第１の層（絶縁層１０６への接着性を高める）と、金、銀、銅、アル
ミニウム、または他の導電性材料の第２の層とを含む。さらなる金属層が、電気
めっきまたは無電解めっき法によって、コンタクトに付加されて、接触の信頼度
を高め、抵抗を低くすることができる。
【００２６】 図２Ｄを参照して、コンタクトパッド１０８および１１０は、フォトレジスト
、アルミニウム、銅または他の材料からなる層によって適当に被覆され、犠牲層
２０２を形成し得る。犠牲層２０２中のカンチレバーベース領域上の開口部２０
６は、フォトリソグラフィ、エッチング、または他のプロセスによって定義され
得る。次いで、カンチレバー１１２は、堆積、スパッタリング、またはそうでな
ければ、１つ以上の材料層を犠牲層２０２の上に配置し、開口部２０６上に広げ
ることにより形成され得る（図２Ｅに示す）。１つの例示の実施形態において、
クロムまたは他の金属からなるベース層２０４を犠牲層２０２上に配置して接着
性を向上し得、かつ１つ以上の導電層１２０も同様に形成され得る。層２０４お
よび１２０は、例えば、堆積とそれに続く化学または機械エッチングによって形
成され得る。層１２０は、電気メッキまたは無電解メッキ法によって別の導電層
（例えば、金、金合金など）を付加することによって厚くされ得る。カンチレバ
ー１１２は、さらに電気メッキするか、またはそうでなければパーマロイ（Ｎｉ
Ｆｅパーマロイ）の層１１８を導電層１２０上に配置することによって形成され
る（図２Ｆに示す）。パーマロイ層１１８の厚さは、電気メッキのメッキ電流お
よび時間を変化させることよって制御され得る。１平方センチメートル当たり０
．０２アンペアの電気メッキを６０分間行うと、パーマロイ層の厚さは、例えば
、約２０ミクロンになり得る。種々の実施形態において、さらなるパーマロイ層
３０６（図３に示す）をカンチレバー１１２上に電気メッキすることによって、
カンチレバー１１２の磁界に対する応答性を増加し得る。
【００２７】 図２Ｇを参照して、犠牲層２０２を、例えば、ウエットまたはドライ（すなわ
ち、酸素プラズマ）放出（ｒｅｌｅａｓｉｎｇ）によって取り除き、カンチレバ
ー１１２と絶縁層１０６との間にギャップ１１６を形成し得る。種々の実施形態
において、接着層２０４を微細加工エッチングまたは他の技術によって適当に取
り除き、リレー１００を形成する（図２Ｈ）。次いで、リレー１００を賽の目に
切り、磁石１０２（図１に示す）を用いてパッケージするか、またはそうでなけ
れば、適宜処理される。永久磁石１０２もまた、基板上で直接に製造し、カンチ
レバー上に配置するか、またはコイルおよびカンチレバーを永久磁石基板上に直
接製造し得る。
【００２８】 （ラッチングリレーの別の実施形態） 図３および４は、別の実施形態のラッチングリレー１００を開示する。図３Ａ
および３Ｂは、ヒンジ付きカンチレバー１１２を含むラッチングリレーの別の実
施形態の側面および平面図をそれぞれ示す。図３Ａおよび３Ｂの見る方向は、図
１Ａおよび１Ｂにおいて示す見る方向からＸ−Ｙ平面において９０度回転させた
ものである。これによりヒンジ付きカンチレバーの詳細がよりよく見える。図３
Ａおよび３Ｂを参照して、ヒンジ付きカンチレバー１１２は、１つ以上のストリ
ング３０２および３０４を適当に含む。これらは、絶縁層１０６上の磁気感受性
メンバ３０６を支持する。メンバ３０６は、導電材料で形成され得るストリング
３０２および３０４と比較して、相対的に厚くあり得る（約５０ミクロンのオー
ダー）。図１を参照して上記されたリレー１００と同様に、ヒンジ付きカンチレ
バーを有するリレー１００は、磁石１０２およびコンダクタ１１４によって生成
されるものなどの磁界に応答し得る。種々の実施形態において、ストリング３０
２および３０４のうちの１つまたは両方は、リレーが「閉」状態である場合に、
コンタクトパッド１０８と電気連絡する。当然ながら、任意の数のストリングを
使用し得る。例えば、１つのストリングを、メンバ３０６の全荷重を支持するよ
うに作成し得る。さらに、ストリングをメンバ３０６上の任意の位置に配置し得
る。図３は、メンバ３０６の中心の近傍のストリング３０２および３０４を示す
が、例えば、ストリングをメンバ３０６のコンタクト１０８側の端の近傍に配置
して磁石１０２によって生成されるトルクを増加し得る。
【００２９】 図３Ｃは、図３Ａおよび３Ｂに示す実施形態を用いた使用に適するカンチレバ
ー１１２の１例の斜視図である。カンチレバー１１２は、導電層１２０に結合さ
れたメンバ３０６を適当に含む。穴３１０および／または３１２を導電層１２０
中に形成し、カンチレバー１１２の可撓性を向上し得、かつコンタクトバンプ３
０８を必要に応じて導電層１２０の表面上に形成してコンタクト１０８に接する
ようにし得る。ストリング３０２および３０４（図３Ｃに示さず）を適宜カンチ
レバー１１２上の任意の位置（導電層１２０の中心、または導電層１２０の一方
の端など）に貼付するか、またはそうでなければ形成し得る。あるいは、以下に
記載するように、ストリングを非導電材料で形成し得、かつカンチレバー１１２
は２つの別々のコンダクタの間に、閉状態のカンチレバーによって同時に接触さ
れる導電パスを提供し得る。
【００３０】 図４Ａおよび図４Ｂは、それぞれ、ラッチングリレー１００の異なる実施形態
の側面図および上面図である。図示のように、カンチレバー１１２のさまざまな
実施形態は、ステージング層１１０からコンタクト１０８へと直接に電気を通さ
なくてもよい。そのような実施形態において、導電エレメント４０２は、カンチ
レバー１１２に取り付けられて、リレー１００が「閉」状態にある場合、コンタ
クト１０８および４０８の間に適切な電気的接触を提供し得る。図４Ｃおよび図
４Ｄは、カンチレバー１１２の異なる例示的な実施形態の斜視図である。そのよ
うな実施形態において、カンチレバー１１２は、絶縁層４１０によって導電部４
０２から絶縁された磁気感応部分１１８を含む。絶縁層４１０は、例えば誘電性
絶縁体であり得る。図示のように、任意でコンタクトバンプ３０８を導電部４０
２の上に形成してもよい。カンチレバー１１２が、リレー１００の「閉」状態に
対応する状態にある場合、電流が、コンタクトパッド１０８および４０８の間の
矢印で示す経路を適宜流れ得る。
【００３１】 図５は、リレー１００の異なる例示的な実施形態の側面図である。図５を参照
すると、リレー１００は、（例えば図１と関連して）上で説明したように、磁石
１０２、基板１０４、およびカンチレバー１１２を含み得る。しかし、基板１０
４上に形成されたコンダクタ１１４の代わりに（またはコンダクタ１１４に加え
て）、コンダクタ１１４が、図示のように、第２の基板５０４上に形成され得る
。第２の基板５０４は、プラスチック、ガラス、シリコン等の任意のタイプの基
板である。上述の実施形態についていえるように、コンダクタ１１４は、適切な
様態で、絶縁層５０６で被覆され得る。リレー１００を形成ためには、さまざま
な構成要素が基板１０４および５０４上に形成され得、その後、基板が、適切に
整列および配置される。２つの基板１０４および５０４（ならびにその上に形成
されるさまざまな構成要素）が、図５のスペーサ５１０および５１２等の任意の
材料から形成され得るスペーサによって互いに分離され得る。
【００３２】 続けて図５を参照して、コンタクト１０８が、上述のように絶縁層１０６上に
形成され得る。あるいは、コンタクト５０８が、図５に示すように、第２の基板
５０４上に形成され得る。（当然、カンチレバー１１２は、カンチレバー１１２
の導電部がコンタクト５０８に接触するように再形成され得る。）別の実施形態
において、コンタクト１０８および５０８は、両方とも、カンチレバー１１２が
コンタクト１０８に接触する場合に、リレー１００が第１の状態にあり、カンチ
レバー１１２がコンタクト５０８に接触する場合に、リレー１００が第２の状態
にあり、および／または、カンチレバー１１２がコンタクト１０８ともコンタク
ト５０８とも接触しない場合に、リレー１００が第３の状態にあるように提供さ
れ得る。当然、図５に示したリレー１００の全体的なレイアウトは、上述の技術
およびレイアウトのいずれかと組み合わされて、リレー１００の新たな実施形態
を形成し得る。
【００３３】 本発明の範囲から逸れることなく、多くの他の実施形態を作り出し得ることが
理解される。例えば、カンチレバー１１２が開状態にある場合にカンチレバー１
１２と接触するさらなるコンタクト１０８を追加することによって、双投リレー
が形成され得る。同様に、さまざまな構成要素（パッド１０８および１１０なら
びにカンチレバー１１２等）のレイアウトを変更することによって、リレー１０
０のさまざまな構成およびジオメトリが想起され得る。
【００３４】 特許請求の範囲に記載の全ての構成要件の、対応する構造、材料、動作、およ
び均等物は、任意の構造、材料、または具体的に特許請求の範囲に記載された他
の構成要件と組み合わせた機能を実行する動作を含むことを意図している。さら
に、任意の方法クレームに記載の工程は、任意の順番で実行され得る。本発明の
範囲は上で説明した例示的形態によってではなく、特許請求の範囲およびその均
等物によって決定されねばならない。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】 図１Ａは、ラッチングリレーの例示的実施形態の側面図である。
【図１Ｂ】 図１Ｂは、ラッチングリレーの例示的実施形態の上面図である。
【図２Ａ】 図２Ａは、ラッチングリレーを作製する例示的技術を示す側面図である。
【図２Ｂ】 図２Ｂは、ラッチングリレーを作製する例示的技術を示す側面図である。
【図２Ｃ】 図２Ｃは、ラッチングリレーを作製する例示的技術を示す側面図である。
【図２Ｄ】 図２Ｄは、ラッチングリレーを作製する例示的技術を示す側面図である。
【図２Ｅ】 図２Ｅは、ラッチングリレーを作製する例示的技術を示す側面図である。
【図２Ｆ】 図２Ｆは、ラッチングリレーを作製する例示的技術を示す側面図である。
【図２Ｇ】 図２Ｇは、ラッチングリレーを作製する例示的技術を示す側面図である。
【図２Ｈ】 図２Ｈは、ラッチングリレーを作製する例示的技術を示す側面図である。
【図３Ａ】 図３Ａは、ラッチングリレーの第２の例示的実施形態の側面図である。
【図３Ｂ】 図３Ｂは、ラッチングリレーの第２の例示的実施形態の上面図である。
【図３Ｃ】 図３Ｃは、ラッチングリレーの第２の例示的実施形態との使用に適した例示的
カンチレバーの透視図である。
【図４Ａ】 図４Ａは、ラッチングリレーの第３の例示的実施形態の側面図である。
【図４Ｂ】 図４Ｂは、ラッチングリレーの第３の例示的実施形態の上面図である。
【図４Ｃ】 図４Ｃは、ラッチングリレーの第３の例示的実施形態との使用に適した例示的
カンチレバーの透視図である。
【図４Ｄ】 図４Ｄは、ラッチングリレーの第３の例示的実施形態との使用に適した例示的
カンチレバーの透視図である。
【図５】 図５は、ラッチングリレーの第４の例示的実施形態の側面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 マイクロマグネティックラッチングデバイスであって、 基板と、 該基板によりサポートされ、磁性体および長手軸を有する移動可能素子と、 該磁性体に磁化を含む、第１の磁界を生成する第１の永久磁石であって、該磁
    化は、該移動可能素子の該長手軸に沿った方向を向く磁化ベクトルにより特徴づ
    けられ、該第１の磁界は、該長手軸に対してほぼ垂直である、第１の永久磁石と
    、 第２の磁界を生成することにより、該移動可能素子を２つの安定状態の間でス
    イッチングする電磁石であって、該電磁石を通る一時的な電流により、該長手軸
    向と平行な該第２の磁界のコンポーネントが、該磁化ベクトルの方向を変更し、
    それにより、該移動可能素子が該２つの安定状態の間でスイッチングを行う、電
    磁石と、 を備える、デバイス。
  2. 【請求項２】 前記移動可能素子は、前記基板によりサポートされるステー
    ジング層によりサポートされる、請求項１に記載のデバイス。
  3. 【請求項３】 前記移動可能素子は、前記基板によりサポートされるヒンジ
    によりサポートされる、請求項１に記載のデバイス。
  4. 【請求項４】 前記第２の磁石は電磁石を含む、請求項１に記載のデバイス
    。
  5. 【請求項５】 前記電磁石はコイルを含む、請求項４に記載のデバイス。
  6. 【請求項６】 前記コイルは前記基板上に形成される、請求項５に記載のデ
    バイス。
  7. 【請求項７】 前記移動可能素子は、前記基板上のヒンジによりサポートさ
    れるカンチレバーを含む、請求項１に記載のデバイス。
  8. 【請求項８】 前記ヒンジは、前記長軸に沿ったほぼ中心位置で前記カンチ
    レバーをサポートする、請求項７に記載のデバイス。
  9. 【請求項９】 前記移動可能素子は前記基板の第１の側に位置し、前記第１
    の磁石は該基板の第２の側に位置する、請求項１に記載のデバイス。
  10. 【請求項１０】 前記磁性体は高透磁率材料を含む、請求項１に記載のデバ
    イス。
  11. 【請求項１１】 前記高透磁率材料はパーマロイを含む、請求項１０に記載
    のデバイス。
  12. 【請求項１２】 マイクロマグネティックラッチングデバイスを動作させる
    方法であって、 基板によりサポートされ、磁性体および長手軸を有する移動可能素子を提供す
    る工程と、 第１の永久磁石で第１の磁界を生成する工程であって、それにより、該磁性体
    の磁化が誘発され、該磁化は、該移動可能素子の該長手軸に沿った方向を向く磁
    化ベクトルにより特徴づけられ、該第１の磁界は、該長手軸に対してほぼ垂直で
    ある、工程と、 第２の磁界を生成することにより、該移動可能素子を２つの安定状態の間でス
    イッチングする工程であって、該磁化ベクトルの方向を変更することにより、該
    移動可能素子に該２つの安定状態の間でスイッチングを行わせるために、該第２
    の磁界の一時的な印加のみを必要とする、工程と、 を包含する、方法。
  13. 【請求項１３】前記第２の磁石は電磁石を含む、請求項１２に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記電磁石はコイルを含む、請求項１３に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記基板上にコイルを形成する工程をさらに包含する、請
    求項１４に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記移動可能素子は、ヒンジによりサポートされるカンチ
    レバーである、請求項１２に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記カンチレバーは、前記長軸に沿ったほぼ中心位置で前
    記ヒンジによりサポートされる、請求項１６に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 前記移動可能素子を前記基板の第１の側に配置し、前記第
    １の磁石を該基板の第２の側に配置する工程をさらに包含する、請求項１２に記
    載の方法。
  19. 【請求項１９】 前記磁性体は高透磁率材料を含む、請求項１２に記載の方
    法。
  20. 【請求項２０】 前記高透磁率材料はパーマロイを含む、請求項１９記載の
    デバイス。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008527642A (ja) * 2005-01-10 2008-07-24 シュネーデル、エレクトリック、インダストリーズ、エスアーエス 電磁制御マイクロシステム
US7501911B2 (en) 2005-07-29 2009-03-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Vertical comb actuator radio frequency micro-electro-mechanical system switch
JP2019021631A (ja) * 2017-07-17 2019-02-07 アナログ・ディヴァイシス・グローバル・アンリミテッド・カンパニー 電磁作動の微小電気機械スイッチ

Families Citing this family (63)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6853067B1 (en) 1999-10-12 2005-02-08 Microassembly Technologies, Inc. Microelectromechanical systems using thermocompression bonding
US7064879B1 (en) * 2000-04-07 2006-06-20 Microsoft Corporation Magnetically actuated microelectrochemical systems actuator
US20020096421A1 (en) * 2000-11-29 2002-07-25 Cohn Michael B. MEMS device with integral packaging
WO2002080207A1 (en) * 2001-03-30 2002-10-10 Arizona State University Micro-machined radio frequency switches and method of operating the same
AU2002318143A1 (en) * 2001-05-18 2002-12-03 Microlab, Inc. Apparatus utilizing latching micromagnetic switches
US20020196110A1 (en) * 2001-05-29 2002-12-26 Microlab, Inc. Reconfigurable power transistor using latching micromagnetic switches
US6633158B1 (en) * 2001-09-17 2003-10-14 Jun Shen Micro magnetic proximity sensor apparatus and sensing method
EP1437036B1 (en) * 2001-09-17 2010-02-17 John Stafford Latching micro magnetic relay packages and methods of packaging
US7301334B2 (en) * 2001-09-17 2007-11-27 Schneider Electric Industries Sas Micro magnetic proximity sensor system
JP2003188882A (ja) * 2001-10-12 2003-07-04 Hiroyuki Shinoda 通信装置、通信デバイス、基板実装方法および触覚センサ
US20030080839A1 (en) * 2001-10-31 2003-05-01 Wong Marvin Glenn Method for improving the power handling capacity of MEMS switches
US6717496B2 (en) * 2001-11-13 2004-04-06 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Electromagnetic energy controlled low actuation voltage microelectromechanical switch
US20030107460A1 (en) * 2001-12-10 2003-06-12 Guanghua Huang Low voltage MEM switch
US6836194B2 (en) * 2001-12-21 2004-12-28 Magfusion, Inc. Components implemented using latching micro-magnetic switches
US20030169135A1 (en) * 2001-12-21 2003-09-11 Jun Shen Latching micro-magnetic switch array
JP3770158B2 (ja) * 2001-12-26 2006-04-26 ソニー株式会社 Ｍｅｍｓ素子の製造方法
US20030179057A1 (en) * 2002-01-08 2003-09-25 Jun Shen Packaging of a micro-magnetic switch with a patterned permanent magnet
US20030137374A1 (en) * 2002-01-18 2003-07-24 Meichun Ruan Micro-Magnetic Latching switches with a three-dimensional solenoid coil
EP1331656A1 (en) * 2002-01-23 2003-07-30 Alcatel Process for fabricating an adsl relay array
US20030222740A1 (en) * 2002-03-18 2003-12-04 Microlab, Inc. Latching micro-magnetic switch with improved thermal reliability
US6924966B2 (en) * 2002-05-29 2005-08-02 Superconductor Technologies, Inc. Spring loaded bi-stable MEMS switch
US20030227035A1 (en) * 2002-06-05 2003-12-11 Hiromu Ishii Micromachine and manufacturing method therefor
CN100565740C (zh) 2002-09-18 2009-12-02 麦克弗森公司 层压机电系统
US20040121505A1 (en) 2002-09-30 2004-06-24 Magfusion, Inc. Method for fabricating a gold contact on a microswitch
US7317232B2 (en) * 2002-10-22 2008-01-08 Cabot Microelectronics Corporation MEM switching device
US6943448B2 (en) * 2003-01-23 2005-09-13 Akustica, Inc. Multi-metal layer MEMS structure and process for making the same
US6831542B2 (en) * 2003-02-26 2004-12-14 International Business Machines Corporation Micro-electromechanical inductive switch
US7005876B2 (en) * 2003-04-14 2006-02-28 Magfusion, Inc. Wafer-level tester with magnet to test latching micro-magnetic switches
DE10340619B4 (de) * 2003-09-03 2011-06-01 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Eichleitung
US20050083157A1 (en) * 2003-10-15 2005-04-21 Magfusion, Inc. Micro magnetic latching switches and methods of making same
CN1319096C (zh) * 2004-01-16 2007-05-30 北京工业大学 一种微机械电磁继电器及其制备方法
EP1836713B1 (fr) * 2005-01-10 2010-03-03 Schneider Electric Industries SAS Microsysteme integrant un circuit magnetique reluctant
FR2880730A1 (fr) * 2005-01-10 2006-07-14 Schneider Electric Ind Sas Microsysteme utilisant un microactionneur magnetique a aimant permanent.
US9284183B2 (en) 2005-03-04 2016-03-15 Ht Microanalytical, Inc. Method for forming normally closed micromechanical device comprising a laterally movable element
US7692521B1 (en) 2005-05-12 2010-04-06 Microassembly Technologies, Inc. High force MEMS device
US7482899B2 (en) * 2005-10-02 2009-01-27 Jun Shen Electromechanical latching relay and method of operating same
GB0618045D0 (en) * 2006-09-13 2006-10-25 Cavendish Kinetics Ltd Non-volatile memory bitcell
US8174343B2 (en) * 2006-09-24 2012-05-08 Magvention (Suzhou) Ltd. Electromechanical relay and method of making same
US7644490B1 (en) * 2007-05-25 2010-01-12 National Semiconductor Corporation Method of forming a microelectromechanical (MEMS) device
US7598829B1 (en) 2007-05-25 2009-10-06 National Semiconductor Corporation MEMS actuator and relay with vertical actuation
US7602267B1 (en) 2007-05-25 2009-10-13 National Semiconductor Corporation MEMS actuator and relay with horizontal actuation
FR2926922B1 (fr) * 2008-01-30 2010-02-19 Schneider Electric Ind Sas Dispositif de commande a double mode d'actionnement
US9019756B2 (en) * 2008-02-14 2015-04-28 Cavendish Kinetics, Ltd Architecture for device having cantilever electrode
US8665041B2 (en) * 2008-03-20 2014-03-04 Ht Microanalytical, Inc. Integrated microminiature relay
US8068002B2 (en) * 2008-04-22 2011-11-29 Magvention (Suzhou), Ltd. Coupled electromechanical relay and method of operating same
US8451077B2 (en) 2008-04-22 2013-05-28 International Business Machines Corporation MEMS switches with reduced switching voltage and methods of manufacture
US7902946B2 (en) * 2008-07-11 2011-03-08 National Semiconductor Corporation MEMS relay with a flux path that is decoupled from an electrical path through the switch and a suspension structure that is independent of the core structure and a method of forming the same
US8680955B1 (en) 2009-02-20 2014-03-25 Rf Micro Devices, Inc. Thermally neutral anchor configuration for an electromechanical actuator
US8143978B2 (en) * 2009-02-23 2012-03-27 Magvention (Suzhou), Ltd. Electromechanical relay and method of operating same
US8570122B1 (en) * 2009-05-13 2013-10-29 Rf Micro Devices, Inc. Thermally compensating dieletric anchors for microstructure devices
US8836454B2 (en) 2009-08-11 2014-09-16 Telepath Networks, Inc. Miniature magnetic switch structures
US8159320B2 (en) * 2009-09-14 2012-04-17 Meichun Ruan Latching micro-magnetic relay and method of operating same
US8581679B2 (en) * 2010-02-26 2013-11-12 Stmicroelectronics Asia Pacific Pte. Ltd. Switch with increased magnetic sensitivity
DE102010002818B4 (de) * 2010-03-12 2017-08-31 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen Bauelementes
US8432240B2 (en) 2010-07-16 2013-04-30 Telepath Networks, Inc. Miniature magnetic switch structures
KR101871522B1 (ko) 2010-09-21 2018-06-26 카벤디시 키네틱스, 인크. 풀업 전극 및 와플형 마이크로구조
US8957747B2 (en) 2010-10-27 2015-02-17 Telepath Networks, Inc. Multi integrated switching device structures
EP2761640B1 (en) 2011-09-30 2016-08-10 Telepath Networks, Inc. Multi integrated switching device structures
DE102014201100B4 (de) 2013-02-14 2016-01-14 Ford Global Technologies, Llc Bestimmungs verfahren und Kraftfahrzeug
US9972459B1 (en) 2013-09-09 2018-05-15 Apple Inc. Tactile switch assembly in an electronic device
US10109432B1 (en) * 2014-06-16 2018-10-23 Apple Inc. Switch assemblies
US10145906B2 (en) 2015-12-17 2018-12-04 Analog Devices Global Devices, systems and methods including magnetic structures
US10707032B1 (en) 2016-12-02 2020-07-07 Apple Inc. Electronic device having travel-magnifying input/output structure

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4570139A (en) 1984-12-14 1986-02-11 Eaton Corporation Thin-film magnetically operated micromechanical electric switching device
FR2618914B1 (fr) 1987-07-31 1991-12-06 Alain Souloumiac Perfectionnements apportes aux interrupteurs optomagnetiques
JP2714736B2 (ja) * 1992-06-01 1998-02-16 シャープ株式会社 マイクロリレー
JPH06251684A (ja) 1993-02-24 1994-09-09 Sharp Corp 電磁式リレー
US5472539A (en) 1994-06-06 1995-12-05 General Electric Company Methods for forming and positioning moldable permanent magnets on electromagnetically actuated microfabricated components
US5475353A (en) * 1994-09-30 1995-12-12 General Electric Company Micromachined electromagnetic switch with fixed on and off positions using three magnets
US5629918A (en) * 1995-01-20 1997-05-13 The Regents Of The University Of California Electromagnetically actuated micromachined flap
US5847631A (en) 1995-10-10 1998-12-08 Georgia Tech Research Corporation Magnetic relay system and method capable of microfabrication production
FR2742917B1 (fr) 1995-12-22 1998-02-13 Suisse Electronique Microtech Dispositif miniature pour executer une fonction predeterminee, notamment microrelais
US5945898A (en) 1996-05-31 1999-08-31 The Regents Of The University Of California Magnetic microactuator
US6094116A (en) 1996-08-01 2000-07-25 California Institute Of Technology Micro-electromechanical relays
US5742712A (en) 1996-10-08 1998-04-21 E-Tek Dynamics, Inc. Efficient electromechanical optical switches
US6028689A (en) 1997-01-24 2000-02-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Multi-motion micromirror
WO1998034269A1 (en) 1997-02-04 1998-08-06 California Institute Of Technology Micro-electromechanical relays
FR2761518B1 (fr) 1997-04-01 1999-05-28 Suisse Electronique Microtech Moteur planaire magnetique et micro-actionneur magnetique comportant un tel moteur
US5818316A (en) 1997-07-15 1998-10-06 Motorola, Inc. Nonvolatile programmable switch
CA2211830C (en) 1997-08-22 2002-08-13 Cindy Xing Qiu Miniature electromagnetic microwave switches and switch arrays
CH692829A5 (de) 1997-11-20 2002-11-15 Axicom Ltd Mikrorelais als miniaturisiertes Flachspul-Relais.
DE19820821C1 (de) * 1998-05-09 1999-12-16 Inst Mikrotechnik Mainz Gmbh Elektromagnetisches Relais
US6143997A (en) 1999-06-04 2000-11-07 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Low actuation voltage microelectromechanical device and method of manufacture
US6124650A (en) 1999-10-15 2000-09-26 Lucent Technologies Inc. Non-volatile MEMS micro-relays using magnetic actuators

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008527642A (ja) * 2005-01-10 2008-07-24 シュネーデル、エレクトリック、インダストリーズ、エスアーエス 電磁制御マイクロシステム
US7501911B2 (en) 2005-07-29 2009-03-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Vertical comb actuator radio frequency micro-electro-mechanical system switch
JP2019021631A (ja) * 2017-07-17 2019-02-07 アナログ・ディヴァイシス・グローバル・アンリミテッド・カンパニー 電磁作動の微小電気機械スイッチ
US10825628B2 (en) 2017-07-17 2020-11-03 Analog Devices Global Unlimited Company Electromagnetically actuated microelectromechanical switch

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