KR100333196B1 - 열에 의한 아치형 빔을 구비한 초소형 정밀기계 소자 및 관련 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따라 제공되는 MEMS 액추에이터는 적합한 양의 전력을 소모하면서 상당량의 힘 및 변위를 제공한다. MEMS 액추에이터는 초소형 전자기판, 전자기판 상에 배치되는 공간적으로 떨어진 지지물, 및 공간적으로 떨어진 지지물 사이에서 연장되는 금속의 아치형 빔을 포함한다. MEMS 액추에이터는 또한 빔이 더욱 아치형이 되도록 아치형 빔을 가열하는 수단을 포함한다. 가열기로부터 금속 아치형 빔으로의 효율적인 열 전달을 위해, 금속 아치형 빔은 가열기 상부에서 연장되며 가열기로부터 약간이나마 공간적으로 떨어져 배치된다. 자체로는, MEMS 액추에이터는 가열기로부터 발생된 열을 금속 아치형 빔의 기계적 이동으로 효율적으로 변환한다. 또한 효율적인 동작 특성을 이용하도록 하나 이상의 MEMS 액추에이터를 포함하는 릴레이, 스위칭 어레이 및 밸브와 같은 다른 MEMS 소자 계열이 제공된다. 또한, MEMS 액추에이터를 제조하는 방법이 제공된다.

Description

열에 의한 아치형 빔을 구비한 초소형 정밀기계 소자 및 관련 제조 방법 {THERMAL ARCHED BEAM MICROELECTROMECHANICAL DEVICES AND ASSOCIATED FABRICATION METHODS}
최근에는 릴레이, 액추에이터, 밸브 및 센서와 같은 종래의 전자 기계 소자를 대신해서 초소형 정밀 기계 시스템(MEMS)이 개발되고 있다. MEMS 소자는 초소형 전자 제조 기술의 사용으로 인해 저 코스트가 가능한 소자이다. 또한 MEMS 소자는 종래의 전자기계 소자에 비해 매우 작게 만들 수 있으므로 새로운 기능이 제공될 수도 있다.
MEMS 기술의 가능한 많은 응용들은 MEMS 액추에이터를 사용한다. 예를 들어 많은 센서, 밸브 및 위치결정기(positioner)는 이동을 위해 액추에이터를 사용한다. 제대로 설계되면 MEMS 액추에이터는 이치적인 양의 파워를 사용하면서 유용한힘과 이동을 할 수 있다. MEMS 액추에이터에 대한 여러 가지 구성이 제안되었다. 예를 들면 마커스(Marcus) 등에게 허여된 '초소형프루브(Microprobe)'라는 제목의 미합중국 특허 제5,475,318호는 캔틸레버 바이모르프(cantilever bimorph) 초소형프루브 및 이중으로 지지되는 빔 바이모르프 초소형프루브를 개시한다. 그에 더하여 에노 에이치. 클라젠(Erno H. Klaassen) 등이 1995년 6월 스웨덴의 스톡혹름에서 열린 고체 센서 및 액추에이터, 트랜스듀서 국제 회의 '95에 발표한 '실리콘 용해 접착 및 심부 반응성 이온 식각; 초소형구조용 신기술'이란 제목의 기사는 한 쌍의 지지부 사이로 연장되는 한 쌍의 아치형 빔을 갖는 열 액추에이터(thermal actuator)를 설명한다. 아치형 빔을 통하여 흐르는 전류에 의해서 상기 아치형 빔은 연장되어 더욱더 아치형이 된다. 클라젠 논문의 열 액추에이터는 복수의 아치형 빔에 연결되어 소재에 대하여 반대로 밀어내는 작용을 하는 중심 기둥을 포함한다. 상기 클라젠의 논문은 또한 많은 수의 맞물린 손가락들 사이의 공간을 조정하기 위해 열 액추에이터를 사용하는 용량성 가속도계 구조를 설명한다.
앞서 제안된 MEMS 액추에이터에도 불구하고, 릴레이, 액추에이터, 밸브 및 센서와 같은 이미 존재하는 잘 고안된 MEMS 시스템들은 효율적인 방법으로 이치적인 양의 파워를 소모하면서 유용한 힘과 이동을 제공하는 더 정밀한 액추에이터를 필요로 한다. 최종 MEMS 시스템은 배치(batch) 프로세스로 제조되는 것이 바람직하기 때문에, 최종 MEMS 시스템을 제조하는 초소형 전자 제조 기술이 가능하고, 반복할 수 있고, 신뢰할만해지는 것이 바람직하다.
본 발명은 1996년 12월 16일 출원된 미합중국 특허 제08/767,192호의 연속이며, 상기 특허의 전체 내용은 본 발명에 포함되어있다.
본 발명은 일반적으로 초소형 정밀 기계 소자에 관한 것으로, 특히 아치형 열 빔 액추에이터(actuator)를 포함하는 초소형 정밀 기계 소자 및 관련 제조 방법에 관한 것이다.
도 1은 빔을 더 아치형이 되게 하는 가열기를 포함하는 본 발명의 한 실시예의 MEMS 액추에이터의 평면도.
도 2는 도 1의 선 2-2에 따른 MEMS 액추에이터의 단면도로 점선은 가열기의 복수의 가지를 지시하며, 그 중 두개의 구부러진 가열기 가지가 논의를 목적으로 예시됨.
도 3은 액추에이터 부재 아래에 놓인 가열기를 구비한 본 발명의 다른 실시예에 따른 MEMS 액추에이터 도면.
도 4는 도 3의 선 4-4에 따른 MEMS 액추에이터의 단면도.
도 5a 내지 5e는 본 발명의 일 실시예의 MEMS 액추에이터의 제조 중에 수행되는 동작을 예시하는 단면도.
도 6a 내지 6f는 본 발명의 다른 실시예의 MEMS 액추에이터의 제조 중에 수행되는 동작을 예시하는 단면도.
도 7a는 평면도이고, 도 7b 및 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 MEMS 액추에이터를 포함하는 MEMS 릴레이에서 열린 위치에 있는 MEMS 릴레이의 단면도.
도 8a는 평면도이고, 도 8b 및 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 MEMS 액추에이터를 포함하는 MEMS 릴레이에서 닫힌 위치에 있는 MEMS 릴레이의 단면도.
도 9a 내지 9c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 MEMS 액추에이터를 포함하는 MEMS 릴레이의 평면도로, MEMS 릴레이의 순차적인 개폐 동작 수행을 예시함.
도 10은 과전압 보호를 제공하기 위한 제1 및 제2필드 강화 구조를 포함하는 본 발명의 일 실시예의 MEMS 릴레이의 일부분의 평면도.
도 11은 래치 수단 및 리셋 수단을 포함하는 본 발명의 다른 실시예의 MEMS 릴레이의 평면도.
도 12는 본 발명의 다른 유용한 실시예의 MEMS 릴레이의 평면도.
도 13은 본 발명의 또 다른 유용한 실시예의 MEMS 릴레이의 평면도.
도 14는 래치 수단의 유용한 일 실시예를 예시하는 도 13의 MEMS 릴레이의 일부분의 확대된 계획도(plan view).
도 15는 본 발명의 유용한 일 실시예에 따른 4 ×4 스위칭 어레이의 열린위치에서의 평면도.
도 16은 제1 및 제2액추에이터의 액추에이터 부재가 교차하는 것을 허용하는 한가지 기술을 예시하는 도 15의 스위칭 어레이의 일부분의 확대된 사시도.
도 17은 제1열과 제3행 사이에 전기적 접촉이 이루어진 도 15의 스위칭 어레이의 평면도.
도 18은 본 발명의 일 실시예의 MEMS 밸브의 평면도.
도 19는 도 18의 선19-19에 따른 단면도로 각각 열린 위치 와 닫힌 위치의 단면도.
도 20은 본 발명의 다른 유용한 실시예에 따른 정상 상태가 열린 팬형인 MEMS 밸브의 평면도.
도 21은 본 발명의 다른 유용한 실시예에 따른 정상 상태가 닫힌 팬형인 MEMS 밸브의 평면도.
본 발명의 MEMS 소자는 하나 이상의 MEMS 액추에이터를 포함하는 릴레이, 스위칭 어레이, 밸브와 같은 다른 MEMS 소자 계열은 물론 특히 MEMS 액추에이터의 장점을 포함한다. 그에 더하여 본 발명에 따른 MEMS 액추에이터의 제조 방법이 또한 제공된다.
본 발명에 따르면, MEMS 구조(이하 MEMS 액추에이터라함)는 초소형 전자기판, 상기 기판 상에 공간을 두고 떨어져 있는 지지물(spaced apart support) 및 공간을 두고 떨어져 있는 지지물 사이로 연장되는 상기 아치형 금속 빔을 포함한다. 상기 MEMS 액추에이터는 또한 아치형 빔을 가열시켜 빔이 더욱더 아치형이 되도록 만든다. 바람직하게 가열 수단은 제1 및 제2 반대 단부로 연장되어 초소형 전자기판 위에 놓이는 가열기를 포함한다.
가열기의 열을 아치형 금속 빔에 효과적으로 전달하게 위하여 상기 금속 빔은 비록 느리기는 하지만 가열기에서 연장되고 공간을 차지하므로, 가열기에 의해 발생된 열은 아치형 금속 빔이 더 아치형이 되게 만든다. 본질적으로 본 유용한 실시예의 MEMS 액추에이터는 가열기에 의해 생성된 열을 아치형 금속 빔의 기계적 운동으로 효과적으로 변환시킨다. 여기서 설명된 바와 같이 많은 MEMS 소자는 많은 양의 파워를 소모하지 않고서 제어 가능한 힘과 변위를 제공하기 위해서 본 발명의 MEMS 액추에이터를 일체로 포함할 수 있다.
가열기는 바람직하게 질화규소 또는 이산화 규소와 같은 유전 물질에 의해 둘러싸인 폴리실리콘, 티탄 또는 텅스텐과 같이 높은 저항을 갖는 적어도 부분적인 도전 물질을 포함한다. 적어도 부분적인 도전 물질을 둘러싼 유전 물질은 상기 아치형 금속 빔과 상기 가열기 사이의 에어갭(air gap)과 같이 아치형 금속 빔을 부분적인 도전 물질로부터 절연시킨다. 가열기에 의해 생성된 열 에너지를 아치형 금속 빔에 효율적으로 전달하기 위해 상기 에어갭은 바람직하게 5 미크론 이하로 작으며, 더 바람직하게는 약 1-2 미크론이다. 마찬가지로 상기 유전 물질 또한 한 유용한 실시예에서 상대적으로 얇은 것이 바람직한데, 약 0.5 미크론의 두께를 갖는다.
상기 MEMS 액추에이터는 또한 바람직하게 상기 아치형 금속 빔에 연결되고 제1방향에서 바깥으로 연장되는 길이방향의 연장 액추에이터 부재를 포함한다. 유용한 일 실시예에 따르면, 가열기는 제1방향으로 액추에이터 부재와 함께 정렬되어 놓인다. 이 정렬의 결과로 본 실시예의 가열기에 의해 생성된 열은 액추에이터 부재에 더 효율적으로 전달되고, 이어서 상기 아치형 금속 빔에 전달되어 상기 아치형 빔이 더욱더 아치형이 된다.
많은 MEMS 소자가 적합한 양의 파워를 소모하면서 유용한 힘과 변위를 제공하는 하나 이상의 MEMS 액추에이터를 사용하는 본 발명에 따라 개발되고 있다. 예를 들어 본 발명의 MEMS 릴레이는 초소형 전자기판, 상기 기판 상의 제1접합 쌍 및 상기 접합 쌍 사이의 전기적 접촉의 성립을 제어할 수 있도록 하기 위해 상기 기판 상에 제1MEMS 액추에이터를 포함한다. 상기 MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재는 바람직하게 아치형 빔과 결합하는 길이방향의 연장부 및 길이방향 연장부의 이동에 응답하여 접촉의 제1쌍과의 접촉 성립을 위해 확장된 접촉부를 포함한다. 한 실시예에 따라, 길이방향 연장부 및 확장 접촉부를 포함하는 액추에이터 부재는 단일구조이다. 그러나 다른 실시예에 따라 액추에이터 부재의 길이방향 연장부 및 확장 접촉부는 분리 구조로 위치하고, 따라서 길이방향 연장부는 아치형 빔의 가열에 응답하여 길이방향 연장부의 이동에 따라 확장된 접촉부와 접촉되게 이동할 것이다.
본 발명의 MEMS 릴레이의 동작에 따라, 액추에이터 부재는 상기 액추에이터 부재가 접촉의 제1쌍에서 떨어져 있는 열린 위치와 상기 액추에이터 부재가 접촉의 제1쌍과 접촉하여 그들 사이의 전기적 연결을 성립시키는 닫힌 위치 사이에서 움직이다. MEMS 릴레이에 필요한 파워를 더 감소시키기 위해, 상기 MEMS 릴레이는 아치형 빔의 가열에 따라 액추에이터 부재의 이동 위치에서 액추에이터 부재를 고정시키는 수단을 포함한다. 상기 고정수단은 액추에이터 부재와 기판 사이에 정전력(electrostatic force)을 인가하기 위한 수단을 포함할 수 있고, 그 것에 의해 액추에이터 부재의 적어도 한 부분을 기판에 대해 고정시킨다.
상기 MEMS 릴레이는 또한 기판에 적어도 하나의 고정 부재를 가지고 위치하여 일단 액추에이터 부재가 아치형 빔의 가열에 응답하여 움직이면 상기 액추에이터 부재를 받쳐준다. 본 유익한 실시예에 따라 상기 액추에이터 부재는 적어도 하나의 우묵한 곳(recess)으로 정의되는 기판을 대면하는 더 낮은 표면을 포함하며, 상기 우묵한 곳은 정전력 같은 것에 의해 액추에이터 부재가 한 장소에 고정되게 하는 각각의 고정부재를 공동으로 수납하기 위한 것이다.
대안적으로 MEMS 릴레이는 아치형 빔의 가열 및 상기 액추에이터 부재의 이동에 따른 위치에 액추에이터 부재를 래칭하기 위한 래치 수단을 포함할 수 있다.상기 액추에이터 부재를 적당한 위치에 래칭함으로써, 상기 MEMS 액추에이터를 계속 동작하는일 없이 접촉의 제1쌍 사이의 전기적 접촉을 유지할 것이며, 그로 인해 MEMS 릴레이에 필요한 파워를 추가로 감소시킨다. 한 유익한 실시예에 따라 상기 래치 수단은 MEMS 액추에이터의 동작에 따라 외부 확장을 실시할 수 있게 하기 위한 액추에이터 부재 및 관련 래치 부재로부터 외부로 연장된 돌기를 포함한다. 본 실시예의 MEMS 릴레이는 또한 리셋 수단을 포함할 수 있는데, 대표적으로 외부연장 돌기으로부터 래치 부재를 떼기 위한 래치 부재를 포함하는 액추에이터 부재를 구비한 제2MEMS 액추에이터를 포함하며, 그로 인해 MEMS 릴레이를 리셋 위치로 돌아가게 하는 것이 허용된다.
개선된 과전압 보호를 제공하기 위해 MEMS 릴레이는 또한 제1 및 제2필드 강화 구조를 포함할 수 있고, 이것은 접촉의 제1쌍 각각에 전기적으로 연결된다. 제1 및 제2필드 강화 구조는 그것에 의해 방전 갭을 정의하기 위한 관계를 갖도록 배치된다. 바람직하게 각 필드 강화 구조는 방전 갭을 더 정밀하게 정의하기 위해 다른 필드 강화 구조 방향으로 연장되는 적어도 하나의 강화 보호(pointed protection)를 포함한다.
한 실시예에 따르면, MEMS 릴레이는 제1접촉 쌍과 관련있는 제1MEMS 액추에이터의 반대 부분에 제2MEMS 액추에이터를 포함한다. 제2MEMS 액추에이터는 제1MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재를 접촉의 제1쌍에서 분리하는 것을 조정 가능하게 설계하여 접촉의 제1쌍을 다시열 수 있게 한다. 제2MEMS 액추에이터의 아치형 빔을 가열함에 따라 제2MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재는 가급적 움직여서 제1MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재에 접촉되고, 그로 인해 제1MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재가 접촉의 제1쌍으로부터 분리된다.
다른 유익한 실시예의 MEMS 릴레이는 대안적으로 제1 및 제2접촉 쌍을 연결한다. 본 실시예의 MEMS 릴레이는 기판, 기판 상의 제1 및 제2접촉 쌍, 및 기판 상의 제1 및 제2MEMS 액추에이터를 포함한다. 제1MEMS 액추에이터의 동작에 따라 상기 MEMS 액추에이터가 적절한 위치에 놓여지고, 상기 제1MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재는 제2MEMS 액추에이터의 부재에 적절히 부착된다. 일단 부착되면, 전기적 접촉이 어느 MEMS 액추에이터에서도 더이상 없는 상태에서 접촉의 제1쌍 사이에 형성된다. 제2MEMS 액추에이터의 동작에 따라서, 반대로 전기적 접촉이 단지 접촉의 제2쌍 사이에서 형성된다.
제2MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재의 단부는 그 단부를 통하여 열리는 소매를 포함한다. 상응하게 제1MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재의 단부는 바람직하게 제1MEMS 액추에이터의 동작에 따라 소매의 단부를 통한 삽입을 위한 부착부를 포함한다. 제1 및 제2MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재 그 자체로서 제1MEMS 액추에이터의 동작을 따라 적절히 부착될 것이다.
전술한 MEMS 릴레이를 만들면, MEMS 스위칭 어레이 또한 기판 및 기판 상에 적절히 위치한 복수의 제1 및 제2MEMS 액추에이터를 포함하고 제공되며, 복수의 제1MEMS 액추에이터는 각자의 열 요소를 정의하고, 복수의 제2MEMS 액추에이터는 각자의 행 요소를 정의한다. 본 실시예에 따라 각 MEMS 액추에이터는 또한 각 액추에이터 부재를 따라서 떨어져있고, 그것들의 바깥으로 연장되는 복수의 접촉 부재를 포함한다. 제1 및 제2MEMS 액추에이터 쌍의 동작에 따라 각각의 액추에이터 부재들은 이동되어각각의 접촉 부재들 사이에 전기적 접촉을 형성하고, 그것에 의해 제1 및 제2MEMS 액추에이터 쌍 사이에 연속되는 전기적 연결이 형성된다.
상기 MEMS 스위칭 어레이는 또한 제1 및 제2MEMS 액추에이터 각 쌍의 액추에이터 부재를 동작된 위치에서 래칭하기 위한 래칭 수단을 포함한다. 제1 및 제2MEMS 액추에이터의 각 쌍을 계속 동작하는일 없이 전기적 접촉을 계속 유지함으로써 추가로 MEMS 스위칭 어레이의 파워를 감소시킨다. 유용한 실시예에 따라 래치 수단은 각 액추에이터 부재로부터 밖으로 연장되는 래치 부재 및 복수의 앵커(anchor) 부재를 포함한다. 각 앵커 부재는 각 MEMS 액추에이터에 결합되고, 기판 상에 위치하여 래치 부재를 각 MEMS 액추에이터의 동작에 따라 적절히 부착되도록 한다.
상기 MEMS 스위칭 어레이 또한 제1 및 제2MEMS 액추에이터 각 쌍의 액추에이터 부재를 언래칭(unlatching) 시켜 각 접촉 부재가 분리되어 제1 및 제2MEMS 액추에이터 각 쌍의 추가 동작 없이는 전기적 접촉을 더이상 만들지 않는 리셋 수단을 포함한다. 리셋 수단은 복수의 제1MEMS 액추에이터 및 복수의 제2MEMS 액추에이터를 각각 리셋하기 위한 제1 및 제2리셋 엑추에이터를 포함한다. 추가로 각 리셋 액추에이터는 바람직하게 액추에이터 부재에 공간을 두고 상기 액추에이터 부재에 따라서 복수의 리셋 부재를 갖는 액추에이터 부재를 포함한다. 복수의 리셋 부재는 각각 리셋 액추에이터의 동작에 따라서 제1 및 제2MEMS 액추에이터의 각 액추에이터 부재를 부착시키고, 그렇게 하여 액추에이터 부재의 래치 부분을 각 앵커 부재에서 분리시킨다.
본 발명의 다른 관점에서 한 MEMS 밸브가 개구부를 정의하는 기판, 상기 기판 상에 아치형 빔에 직접적으로 또는 액추에이터 부재를 통하여 간접적으로 적절히 연결되고 상기 기판의 개구부를 적어도 부분적으로 덥도록 부착되는 밸브 판을 포함하고 제공된다. 밸브 판에 의해 덮인 개구부의 부분은 MEMS 액추에이터의 동작에 따라 기판과 관련하여 밸브 판을 움직이는 방법으로 정밀하게 제어될 수 있다. 본 발명의 MEMS 밸브에 의한 파워 소모를 추가로 감소시키기 위하여 상기 MEMS 밸브는 또한 아치형 빔의 동작을 추가로 필요로 하지 않으면서 개구부에 관련된 위치에 밸브 판을 고정하기 위한 수단을 포함할 수 있다.
MEMS 밸브의 흐름률을 증가시키기 위해 상기 기판은 바람직하게 복수의 개구부를 정의하고, 대응하는 MEMS 액추에이터는 아치형 빔에 적절히 결합되고 적어도 개구부의 일부분을 덮도록 부착되는 밸브 판을 포함한다. 개구부의 크기를 증가시키기 위해 그래서 MEMS 밸브의 흐름률을 추가로 증가시키기 위해, 상기 밸브 판은 피봇 점에서 회전하도록 가늘고 기다란 판같이 설계되는데, 대표적으로 기판에서 바깥으로 연장되는 베어링 포스트에 의해 정의되며, 밸브 판에 의해 덮인 개구부의 부분을 제어 가능하게 하기 위해 아치형 빔이 가열된다. 본 실시예에 따라서 기판에 의해 정의된 개구부들은 베어링 포스트에 대해서 비스듬히 공간을 갖는 것이 바람직하다. 본 실시예의 MEMS 밸브는 팬 날개로 작용하는 회전하는 밸브 판과 함께 팬의 일반적인 모양을 갖는다. 본 실시예의 MEMS 밸브는 정상상태를 열림 또는 닫힘으로 해서 설계될 수 있다.
본 발명은 또한 MEMS 액추에이터와 같은 MEMS 구조를 제조하기 위한 유익한 방법을 제공하는데, 상기 MEMS 액추에이터는 가열기 위에 공간을 가지고 놓이는 아치형 금속 빔을 포함한다. 이 방법에 따라서 희생적인 판 베이스가 초소형 전자기판의 제1표면에 따라 최초로 증착된다. 그 후 포토레지스트층은 희생적인 판 베이스 상에 증착되고 하나 이상의 창을 열기 위해 상기 희생적인 판 베이스에 패턴이 형성된다. 상기 창은 공간을 가지고 떨어진 지지물 쌍 및 최종 MEMS 액추에이터의 공간을 가지고 떨어진 지지물들 사이로 연장되는 아치형 빔에 대응하는 것이 바람직하다. 그 후 공간을 가지고 떨어져 있는 지지물 쌍과 공간을 가지고 떨어져 있는 지지물 사이로 연장되는 아치형 빔을 형성하기 위해 포토레지스트에 의해 정의된 창내에서 니켈 같은 금속이 전기도금된다. 그 후 포토레지스트층은 제거되고, 희생적인 판 베이스 부분은 식각되어 기판에서 아치형 빔이 생긴다.
아치형 빔을 만들기 위해 아치형 빔을 아래 놓는 모든 판 베이스의 제거에 대한 대안으로, 아치형 빔의 아래로 산화층이 패턴 형성되지만 지지물 사이에 공간이 형성되지는 않는다. 이 산화층의 제거는 그 자체로 아치형 빔을 기판에서 분리할 것이다.
기판 상의 희생적인 판 베이스를 증착하기 전에, 가열기는 기판의 제1표면 상에 형성될 수 있다. 덧붙여 공동(空洞)이 가열기의 아래 기판 부분에 식각될 수 있고, 대표적으로 포토레지스트층의 제거 및 희생적인 판 베이스 및/또는 산화층의 식각을 뒤따르며, 따라서 가열기의 중앙부는 기판에서 더 열적으로 고립된다.
본 발명의 방법에 따른 MEMS 구조의 제조에 의해서, 종횡비가 큰 아치형 금속 빔이 가열기 위에서 상대적으로 작은, 대표적으로 5 미크론 이하로 도금될 수 있고, 가열기와 그 위에 있는 아치형 금속 빔 사이에는 공간 또는 에어갭이 있다. 그 결과 가열기에 의해 생성되는 열은 효과적으로 아치형 금속 빔으로 전달되어 아치형 빔의 기계적인 움직임으로 변환된다. 추가로 전술한 MEMS 액추에이터의 제조와 동시에 본 발명의 방법은 또한 MEMS 릴레이, MEMS 스위칭 어레이 및 MEMS 밸브와 같은 본 발명의 MEMS 구조의 다른 면을 같이 제조할 수 있다.
전술한 바와 같이, MEMS 액추에이터를 포함하는 본 발명의 MEMS 구조는 이치적인 양의 파워를 소모하면서 상당한 힘과 변위를 제공한다. 특히 본 발명의 MEMS 액추에이터의 설계는 가열기에 의해 생성된 열을 그 위에 놓인 아치형 금속 빔에 효율적으로 전달하여 아치형 금속 빔을 더욱더 아치형이 되게 만든다. 본 발명의 MEMS 액추에이터의 효율적인 동작을 이용하기 위해서 다양한 MEMS 릴레이, MEMS 스위칭 어레이 및 MEMS 밸브와 같은 다수의 MEMS 소자가 또한 유용하게 제공된다.
본 발명은 이제 첨부한 도면을 참조하여 이하에서 더 자세히 설명될 것이며, 본 발명의 바람직한 실시예도 도시될 것이다. 그러나 본 발명은 많은 다양한 형태로 실시될 수 있으므로 여기에 설명된 실시예로 제한되는 것으로 해석되어서는 안되며, 오히려 이들 실시예들이 제공되어 이 개시가 철저하고 완전해지며, 당업자에게 본 발명의 범위를 충분히 전달할 것이다. 전체를 통하여 같은 번호는 같은 요소를 참조한다.
도 1을 참조하면 본 발명에 따른 MEMS 구조의 제1실시예가 예시된다. MEMS구조가 감지와 동작을 포함하는 다양한 목적으로 채용될 수 있지만, 명확하게 하기 위하여 이후로 MEMS 구조는 MEMS 액추에이터(30)로 간주한다. MEMS 액추에이터는 초소형 전자기판(32)과 상기 기판 상에 공간을 가지고 떨어진 지지물(34) 쌍을 포함한다. 기판은 여러 물질로 형성될 수 있으며, 상기 기판은 일반적으로 실리콘, 유리 또는 석영으로 형성된다.
공간을 두고 떨어져 있는 지지물(34)는 니켈 같은 금속으로 형성되는 것이 바람직하며, 이하에 설명하는 바와 같이 높은 종횡 비를 갖기 위해 전기도금 공정 수단으로 기판(32) 상에 증착된다. 당업자에게 알려져 있는 바와 같이, 전기도금 기술은 'LIGA' 기술을 포함하지만, 그것으로 제한되는 것은 아니다.
MEMS 액추에이터(30)는 또한 공간을 두고 떨어져 있는 지지물(34) 사이에 적어도 하나, 더 바람직하게는 많은 수의 아치형 빔(36)을 포함한다. MEMS 액추에이터는 임의의 수와 임의의 크기의 아치형 빔을 가질 수 있지만, 일 실시예의 MEMS 액추에이터는 넓이가 5㎛ 높이가 30㎛ 길이가 2㎜인 5개의 아치형 빔을 포함한다. 아치형 빔은 또한 대표적으로 열 팽창 계수가 양(positive)인 전도성 물질로 형성된다. 특히 아치형 빔은 금속이 바람직하며, 더 바람직하게는 니켈 또는 니켈-인 합금으로 형성되는 것이 좋다. 공간을 두고 떨어져 있는 지지물와 관련하여 전술한 바와 같이, 아치형 빔은 또한 전기도금에 의해 형성되는 것이 바람직하며, 아치형 빔의 종횡 비는 1.5:1보다 큰 것이 바람직하며, 약 3:1이 더 바람직하다. 도 1에 도시된 바와 같이 아치형 빔은 기판(32)에 평행하게 연장되어 아치형이 되는 것이 바람직하다. 이하에 설명되는 바와 같이 일반적으로 해제층(release layer)과습식 식각에 의해 아치형 빔이 기판에서 자유롭게되더라도, 아치형 빔은 공간을 두고 떨어져 있는 곳에 붙어서 남아있고 바라는 또는 미리 정한 동작 방향으로 아치형이 된다.
MEMS 액추에이터(30)는 또한 열을 아치형 빔(36)에 공급하기 위한 수단을 포함한다. 공급되는 열은 빔의 열팽창의 결과로 빔이 더욱더 아치형이 되게 한다. 빔의 아치형은 미리 정한 동작 방향으로 발생하여 아치형 빔의 변위가 일어나는 것이 바람직하다. 아치형 빔을 가열하기 위해 다양한 기술이 채용될 수 있지만, 예시된 실시예의 MEMS 액추에이터는 외부 가열기(38)를 포함한다. 상기 외부 가열기는 보통 가열기와 전기적 접촉을 이루기 위한 접촉 패드로 사용되는 제1 및 제2반대 단부 사이로 연장된다. 도 1에 도시된 바와 같이 유용한 일 실시예의 가열기는 아치형 금속 빔의 아래에 앞뒤로 감겨서 꾸불꾸불한 가열기에 의해 생성된 열은 아치형 금속 빔을 상대적으로 균일하게 가열한다.
가열기(38)의 제1 및 제2단부가 기판(32) 상에 위치하지만, 가열기의 나머지 부분 아래에 놓인 기판 부분, 즉 가열기의 중앙부분은 식각되거나 제거될 수 있어도 2에 도시되고 이하에서 설명되는 바와 같이 기판에서 열적으로 고립된다. 도 1에 도시된 바와 같이 가열기는 기판 내에 정의된 구멍(32a)위에 한쪽만 연결되며, 또는 대안적으로 기판에 의해 정의된 구멍은 칸막이에 의해 덮일 수 있고, 대표적으로 질화규소와 같은 유전물질로 형성되어 가열기와 기판 사이에 충분한 열적 고립이 유지되도록 가열기를 구조적으로 지지한다. 도시되지는 않았지만, 기판에 정의된 구멍위로 연장되는 가열기의 중앙부는 가열기와 기판의 다른 부분 사이를 연결해주는 링크에 의해 추가로 지지될 수 있고, 상기 링크는 일반적으로 질화규소 같은 유전 물질로 형성된다.
이하에서 설명되는 바와 같이, 가열기(38)는 일반적으로 적어도Ω·㎝ 정도의 높은 저항을 갖는 적어도 부분적인 전도성 물질로 둘러싸인 유전물질로 형성된 코어(38a) 및 적어도 부분적인 전도성 물질을 둘러싼 유전물질로 형성된 코팅(38b)를 포함한다. 일 실시예에서 가열기는 질화규소 또는 산화 규소 코팅에 의해 둘러싸인 폴리실리콘, 티탄 또는 텅스텐 코어를 포함한다. 도 2의 단면에 도시된 바와 같이 아치형 빔(36)은 에어갭(40) 및 가열기의 유전 코팅 조합에 의해 가열기의 적어도 일부분이 전도성인 코어로부터 전기적으로 고립된다. 가장 효율적인 방법으로 아치형 빔에 가열기에서 발생한 열을 전달하기 위하여 에어갭은 일 실시예의 1000 볼트와 같은 전압에서 전기적 고립을 충분히 유지할 수 있는 한도 내에서 최대한 감소되는 것이 바람직하다. 유용한 일 실시예에서, 에어갭은 5 미크론 이하이며, 더 바람직하게는 1 미크론 내지 2 미크론이다. 에어갭이 1 미크론 내지 2 미크론 사이인 실시예에서, 아치형 빔을 칠한 적어도 부분적으로 전도성인 물질을 덮는 유전 물질은 약 0.5 미크론의 두께를 갖는다.
본 발명의 MEMS 액추에이터(30)는 또한 바람직하게 아치형 빔(36)에 결합되고 거기서 외부로 연장되는 길이방향의 연장 액추에이터 부재(42)를 포함한다. 액추에이터 부재는 도 1에 도시된 바와 같이 공간을 두고 떨어져 있는 지지물(34) 사이의 지점에서 복수의 아치형 빔과 기계적으로 결합된다. 미리 결정되어 있는 방향에서 아치형 빔이 더욱더 아치형이 되는 것은 액추에이터 부재를 미리 정해진 방향과 동일한 방향으로 변위 시킨다. 다중 아치형 빔 어레이 구성에 의해 생성되는 MEMS 액추에이터는 배가된 힘을 가지므로 큰 힘과 큰 변위를 제공할 수 있다. 더 나아가 액추에이터 부재와 기계적으로 연결된 다중 빔에 의해 생성되는 MEMS 액추에이터는 또한 경화 효과를 가지므로 개별적으로 동작하는 동일한 수의 개별 아치형 빔보다 더 높은 강도의 힘을 제공할 수 있다.
본 발명의 MEMS 액추에이터(30)는 전술하고 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 외부 가열기(38) 수단에 의해 바람직하게 가열되지만, MEMS 액추에이터는 또한 아치형 빔(36)을 통하여 흐르는 전류에 의해 또는 외부 가열기에 의해 발생하는 열 및 아치형 빔(36)을 통하여 흐르는 전류의 조합에 의해 가열된다. 예를 들면 외부 가열은 MEMS 액추에이터의 초기 변위를 제공할 수 있고, 하나 이상의 아치형 빔을 통하여 흐르는 전류에 의해 발생되는 내부 가열은 뛰어난 이동 제어를 제공한다. 추가로 MEMS 액추에이터는 고온 판(hot plate), 오븐, 적외선, 방열 또는 그와 같은 외부 가열 수단에 의해 가열될 수 있다. 본 발명의 MEMS 액추에이터는 그 자체로 온도 센서 또는 온도 스위치로 쉽게 사용될 수 있다.
당업자에게 명백한 것 같이 가열기(38)는 도 1 및 도 2에 도시된 구불구불한 가열기와 같이 여러 모양을 취할 수 있다. 도 3 및 도 4에 예시된 유용한 일 실시예가 있지만, 가열기는 액추에이터 부재(42) 아래에 정렬되어 있다. 전술한 바와 같이 가열기의 반대 단부는 기판(32) 상에 배치된다. 그러나 가열기의 제1 및 제2단부 사이의 중앙부 기판은 바람직하게 식각되거나 제거되어 가열기가 기판에서 열적으로 분리되게 한다. 전술한 것과 같은 방법에 있어서 전류는 가열기를 통하여흘러 아치형 빔(36)에 효율적으로 전달되는 열을 발생시킬 수 있으므로 추가로 아치형이 되게 만들며, 그로 인해 미리 정해진 방향으로 액추에이터 부재의 변위가 일어난다.
본 발명에 따른 제조 기술이 또한 MEMS 액추에이터(30)와 같은 MEMS 구조를 형성하도록 제공되는데, 상기 MEMS 액추에이터는 위에 기술되고 도 1 내지 도 4에 예시된 아치형 금속 빔(36)을 갖는다. 크게 다양한 MEMS 구조가 본 유용한 방법에 따라 제조될 수 있지만, 가열기(38) 아래 기판 부분이 식각되거나 제거되는 도 1 및 도 2에 묘사된 MEMS 액추에이터는 이후로 예시의 목적으로 설명될 것이다. 도 1 및 도 2의 MEMS 액추에이터의 기판에 의해 정의되는 구멍(32a)이 열려있더라도, 상기 구멍은 원하는 경우 가열기를 추가로 지원하기 위해서 질화규소와 같은 절연 물질로 형성된 가로막으로 덮여진다.
도 5a에 도시된 바와 같이 질화규소 마스크 층(44)은 최초로 기판(32) 상에 증착되고, 기판 내에 형성되는 구멍에 해당하는 창을 열도록 패턴을 형성한다. 층 또는 소자가 다른 층 또는 소자 '상에' 있는 것으로 설명될 경우 그것은 상단, 바닥 또는 측면 영역에서 상기 층상에 직접 형성될 수 있고, 또는 하나 이상의 개재층이 층들 사이에 제공될 수 있다는 것은 당업자에게 당연한 일이다.
산화층(46)을 증착한 후, 가열기(38)가 제조된다. 이것을 고려하여 질화규소층(48)이 증착되고 패턴이 형성된다. 그 후 최종 가열기의 코어(38a)를 형성하는 폴리실리콘층(50)이 질화규소층 상에 증착되고, 제2질화규소층(52)이 폴리실리콘층 위에 증착되므로 도 5a에 도시된바와 같이 질화규소로 폴리실리콘층이 감싸진다.
일단 가열기(38)가 제조되면 희생 베이스 판은 티탄, 구리 및 티탄으로 형성된 3층구조와 같이 당업자에게 알려진 다양한 베이스 판중 어느 것이나 될 수 있다. 베이스 판의 증착에 뒤따라서 포토레지스트(56)의 두꺼운 층이 증착되고 상기 희생 베이스 판에 다수의 창을 열기 위해 리소그래피를 사용하여 패턴이 형성된다. 창들이 MEMS 액추에이터(30)의 공간을 가지고 떨어져 있는 지지물(34) 및 복수의 아치형 빔(36)과 같은 최종 MEMS 구조의 여러 금속 콤포넌트에 대응하여 포토레지스트 내에 열려있다. 본 발명의 MEMS 액추에이터를 포함하는 릴레이, 스위칭 어레이, 및 밸브와 같은 소자의 제조 중에 접촉과 같은 다른 금속 구조에 대응하여 추가로 창이 포토레지스트 내에 열릴 수 있다. 포토레지스트 패턴에 의해 정의된 창 내에 노출되는 상부 티탄층이 이제 식각된다. 그 후 니켈, 구리 또는 금같은 금속(58)이 포토레지스트에 의해 정의된 창 내에서 전기도금되어 도 5c에 도시된 구조를 만든다. 도금 가능한 어떤 금속이라도 사용될 수 있지만, 니켈이 상대적으로 큰 열 팽창 계수를 가지고 낮은 내부 응력을 가지고 증착되어 판 편향에서 더 강하게 되므로 특히 유용하다. 낮은 내부 응력으로 니켈층을 전기도금하는 것은 미국 전기도금 및 표면 기술 학회에서 발행한 H.W. Sapraner저 '전기도금된 금속 및 합금의 특성'(1986) 295면 내지 315면에 설명되어 있고, 그 내용은 본 발명에 인용되어 본 발명의 일부를 이룬다.
일단 금속(58)이 전기도금되면 포토레지스트(56)는 제거된다. 도 5d에 도시된 바와 같이, 베이스 판(54)의 남아있는 층, 즉 구리 및 하부 티탄층은 제거되어아치형 빔(36)이 기판(32)에서 분리된다. 본 발명에 따라서 베이스 판의 식각 기간은 바람직하게 제어되고, 그래서 아치형 빔 아래에 놓인 베이스 판 부분은 공간을 두고 떨어져 있는 지지물(34) 아래 있는 베이스 판의 상당한 부분의 제거 없이 제거되어 공간을 두고 떨어져 있는 지지물가 아닌 아치형 빔이 기판(32)에서 분리된다. 구멍(32a)이 가열기(38) 아래 기판 부분에 형성되는 실시예에 있어서, 산화층(46) 또한 식각되어 기판에 창을 만든다, 즉 마스크(44)에 의해 창이 정의된다. 기판을 이방성 식각하여, 대표적으로 KOH로 이방성 식각하여, 구멍은 가열기 아래에 형성될 수 있고, 그로 인해 가열기가 기판으로부터 열적으로 더욱더 고립된다.
본 발명에 따른 MEMS 액추에이터(30)와 같은 MEMS 구조를 제조하는 대안적인 방법 하나가 도 6a 내지 도 6f에 예시되어있다. 도 6a에 도시되고 전술한 바와 같이 일단 가열기(38)가 제조되면 제2산화층(53)이 도 6b에 도시된 바와 같이 증착된다. 그 후 창들이 리소그래피에 의해 정의되고 공간을 가지고 떨어져 있는 지지물(34)에 해당하는 공간을 가지고 떨어져 있는 위치에서 제1 및 제2산화층이 식각된다. 도 6c 및 6d에 도시된 바와 같이 크롬 및/또는 구리 같은 금속층(55)이 베이스 판(54)에 증착되기 전에 이들 창 내에 증착된다. 일단 아치형 빔 및 공간을 두고 떨어져 있는 지지물와 같은 금속 콤포넌트들이 리소그래피에 의해 정의되고 전술한 바와 같이 전기도금되면, 베이스 판의 노출된 부분들은 식각되어 금속 콤포넌트의 밑을 심각하게 잘라내는일 없이 제2산화층에 노출된다. 도 6e를 보라. 그 후 제1 및 제2산화층이 식각되거나 제거되어 아치형 빔(36)과 가열기가 분리되지만, 도 6f에 도시된 바와 같이 공간을 두고 떨어져 있는 지지물는 기판(32)에서분리되지 않는다.
본 발명에 따라서 아치형 빔(36)은 베이스 판(54)의 식각 시간을 정밀하게 조정하는 일 없이 분리되어 아치형 빔의 밑에 있는 베이스 판 부분은 공간을 가지고 떨어져 있는 지지물(34) 밑에 있는 베이스 판의 상당한 부분을 제거하는 일없이 제거된다. 추가로 유용한 이 실시예의 방법은 특히 이하에 설명되는 MEMS 밸브와 같은 MEMS 구조를 형성하는데 적합하며, 여기서 분리되는 금속 콤포넌트는 기판(32)에 의해 지지되는 금속 콤포넌트보다 크다.
전술한 유용한 방법에 따른 MEMS 액추에이터(30) 제조에 의해서 아치형 금속 빔(36)은 1.5:1 또는 그이상의 상대적으로 높은 종횡비를 가지고 형성될 수 있다. 상대적으로 높은 종횡비를 가지므로 아치형 빔은 평면에서 동작이 허용되지만, 그러나 평면 외부로는 상대적으로 경직된다. 본 발명의 제조 방법은 또한 외부 가열기(38)가 아치형 금속 빔 아래 있는 기판(32) 부분에 형성되고 작은 에어갭(40)에 의해 아치형 금속 빔에서 정밀하게 공간을 두고 떨어져 있도록 허용하여 가열기에 의해 발생하는 열이 아치형 빔으로 효율적으로 전달된다. 추가로 전술한 바와 같이 MEMS 액추에이터의 제조와 동시에 본 발명의 방법은 또한 MEMS 릴레이, MEMS 스위칭 어레이 및 MEMS 밸브와 같은 본 발명의 MEMS 구조의 다른 부분들을 같이 제조할 수 있으며, 그로 인해 제조 공정의 효율이 추가로 증가한다.
다수의 MEMS 소자는 효율적인 동작 특성의 이점을 얻기 위해 이상에서 설명한 MEMS 액추에이터(30)를 포함할 수 있다. 예를 들면, MEMS 릴레이(60)가 또한 본 발명의 일 실시예에 따라서 제공된다. 도 7a에 도시된 바와 같이 MEMS 릴레이는초소형 전자기판(62), 상기 기판 상의 제1접촉 쌍(64), 및 제1접촉 쌍 사이의 전기적 접촉 달성을 제어하기 위한 액추에이터 부재를 포함하는 MEMS 액추에이터(66)를 포함한다. 일반적으로 제1접촉 쌍은 본딩 패드로 사용될 수 잇는 금속 패드이다. 당업자에게 명백한 바와 같이 제1접촉 쌍은 바람직하게 질화규소와 같은 유전층에 의해 기판에서 떨어져 있으므로 기판에서 제1접촉 쌍이 전기적으로 절연된다. 추가로 접촉은 여러 전도성 물질이 어느 것으로나 형성될 수 있지만, 한가지 유용한 몸체의 접촉은 니켈로 형성되고 금이나 로듐 같은 귀금속으로 코팅되어 그 위에 산화층이 형성되는 것을 막는다.
도 7a에 예시된 실시예에 있어서, MEMS 릴레이(60)는 열린 것이 정상 상태이다. 즉 MEMS 액추에이터(66)가 동작 되지 않고 아치형 빔(70)이 추가로 아치형이 되지 않을 경우 MEMS 릴레이는 열린 위치에 있다. 가열기(72)를 흐르는 전류에 의한 것과 같이 아치형 빔의 가열에 의해 아치형 빔은 더욱더 아치형이 되고, 그로 인해 액추에이터 부재(68)가 제1접촉 쌍(64) 방향으로 이동한다. 한가지 유용한 실시예에 따르면, 액추에이터 부재는 아치형 빔에 결합되는 길이방향의 연장부(68a) 및 제1접촉 쌍을 접촉하기 위한 확장된 접촉부(68b)를 포함한다. 확장된 접촉부의 일 실시예가 도 7a에 도시되어 있지만, 확장된 접촉부는 여러 형태의 모양과 크기를 가질 수 있다. 도 8a에 도시된 것처럼 아치형 빔의 추가 아치형성은 액추에이터 부재의 확장된 접촉부가 제1접촉 쌍 사이의 접촉을 이루고 그로 인해 접촉이 연결된다.
다른 힘이 없는 경우에 있어서, 도 7 및 도 8의 '열린 정상 상태'를 갖는MEMS 릴레이(60)는 아치형 빔(70)이 가열기(72)를 통하여 흐르는 전류가 더이상 없는 것과 같은 더이상 가열되지 않는 상태에서 열린 위치로 돌아간다. 아치형 빔이 일단 더 이상 가열되지 않는데도 도 8a에 도시된 바와 같이 닫힌 위치로 MEMS 릴레이를 유지하기 위해서, 그리고 MEMS 릴레이의 진동/충격 저항을 개선시키기 위해, MEMS 릴레이는 MEMS 액추에이터(66)의 추가 동작이 없는 상태에서 닫힌 위치와 같은 위치에 액추에이터 부재(68)의 확장된 접촉부(68b)를 고정시키기 위한 수단을 포함할 수 있다. 액추에이터 부재를 제위치에 고정시키기 위한 수단은 액추에이터 부재와 기판(62) 사이에 액추에이터 부재 및 더 바람직하게는 액추에이터 부재의 확장된 접촉부를 기판 방향으로 끌어당기고 액추에이터 부재의 적어도 일부분을 기판에 반대 방향으로 고정시키기 위한 정전력을 공급하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 기판에 대해 액추에이터 부재를 고정함으로써, 액추에이터 부재는 일반적으로 하나 이상의 층에 대해 고정되고 일반적으로 기판의 표면에 증착되는 유전층을 포함하는 것이 고려된다.
도 7b, 7c, 8b, 8c에 도시된 것처럼 정전력을 공급하기 위한 수단은 유용하게도 기판(62)의 표면에 배치되는 전극(74)을 포함한다. 도시된 것처럼, 적어도 전극의 한 부분이 제1접촉 쌍(64) 사이의 기판 상에 배치되는 것이 바람직하다. 전극이 기판 내부에 묻힐 수 있지만, 예시된 실시예의 전극은 기판 상에 배치되고 일반적으로 질화규소로 형성되는 유전층(76)에 의해 분리된다. 전극에 대한 풀다운 전압의 응용에 따라서 액추에이터 부재(68)의 확장된 머리부(68b)는 전극을 향한 아래 방향으로 당겨진다. 예시된 것처럼 전극은 또한 일반적으로 질화규소와같은 유전층(78)으로 덮여서 전극을 액추에이터 부재의 확장된 머리부로부터 절연시킨다. 액추에이터 부재의 확장된 머리부와 전극 사이의 에어갭은 1,000 내지 3,000 옹스트롬 정도로 충분히 작으므로 확장된 머리부를 기판에 고정시키는데 단지 수십 볼트로 충분할 수 있다.
일단 고정되면, MEMS 액추에이터(66)는 가열기(72)를 흐르는 전류의 중지에 의해 동작이 해제되고 MEMS 릴레이(60)는 닫힌 상태를 유지할 것이다. 정전력의 공급에 의해 닫힌 위치에 MEMS 릴레이가 고정되므로, MEMS 릴레이의 파워 요구는 MEMS 액추에이터를 계속해서 동작하는데 필요한 파워와 비교하여 상당히 감소한다. MEMS 릴레이(60)를 닫힌 위치로 유지하는 것을 돕기 위해 MEMS 릴레이는 또한 적어도 하나 및 더 일반적으로는 두개 또는 그 이상의 유지 부재(80)를 포함할 수 있고, 상기 유지 부재(80)는 액추에이터 부재(68) 밑에 놓여있는 기판(62)의 일부분을 가로질러 연장된다. 예를 들어 예시된 실시예의 유지 부재는 액추에이터 부재의 연장된 머리부의 넓이의 일부분을 가로질러 연장되는 연장 부재이다. 도 7b, 7c, 8b, 8c에 도시된 것처럼 기판을 대면하는 액추에이터 부재의 하부 표면은 일단 MEMS 릴레이가 닫힌 위치에 있고 액추에이터 부재가 전극(74)에 의해 공급되는 클램프다운 전압에 의해 기판 방향을 향해 밑으로 구부러지면 유지 부재의 해당되는 것을 수납하기 위한 하나 또는 그 이상의 홈과 같이 하나 또는 그 이상의 오목한 곳(82)을 포함한다. 상기 유지 부재는 기계적으로 액추에이터 부재를 연결하도록 돕고, 그로 인해 액추에이터 부재가 기판에 클램프 되어 남아있는한 닫힌 위치에 MEMS 릴레이를 유지하기 위해 전극에 의해 공급되는 정전력이 지원된다.
그 후 MEMS 릴레이(60)를 열기 위해 전극(74)에 의해 공급되는 클램프다운 전압은 제거되어 액추에이터 부재(68)는 기판(62)의 표면에서 들려진다. 액추에이터 부재는 아치형 빔(70)에 의해 제공되는 복원력 수단에 의해 축소되어 도 7a 내지 7c에 도시된 것처럼 열린 위치가된다. 도 7 및 도 8의 MEMS 릴레이는 전술한 바와 같이 열린 것이 정상 상태인 릴레이 이지만, 상기 MEMS 릴레이는 본 발명의 정신과 범위에서 벗어나는 일없이 아치형 빔을 가열하는 것과 같은 방법으로 MEMS 액추에이터(66)의 동작에 따라 열리고 정상 상태에서는 닫히는 것도 가능하다.
본 발명의 MEMS 릴레이(60)는 정전력 또는 자기적으로 동작되는 초소형 릴레이와 비교할 때 많은 장점이 제공된다. 본 발명의 MEMS 액추에이터(66)에 의해 제공되는 큰 변위의 결과로 더 큰 분리가 접촉(64)의 제1쌍과 함께 유지될 수 있고, 그로 인해 MEMS 릴레이의 고립 전압 능력이 증가한다. 추가로 MEMS 액추에이터에 의해 제공되는 상대적으로 큰 힘은 좋은 릴레이 또는 스위치 닫힘을 제공하고, 그로 인해 낮은 접촉 저항을 보증할 수 있다.
전술한 MEMS 릴레이(60)의 액추에이터 부재(68)가 도 7 및 도 8에 도시된 것처럼 단일 구조일 수 있지만, 길이방향의 연장부(68a) 및 확장된 머리부(68b)는 도 9a 내지 도 9c에 도시된 것처럼 분리 구조로 될 수 있다. 본 실시예에 따라 액추에이터 부재의 길이 방향 연장부는 복수의 아치형 빔(70)에 연결된다. 그러나 확장된 머리부는 액추에이터 부재의 길이방향의 연장부에 연결되지 않는다. 대신에 확장된 머리부는 도 9a에 도시된 것처럼 한 쌍의 스프링(84)에 의해서 제1접촉 쌍 가까이에서 정지된다. 일반적으로 스프링은 전기도금 단계 중에 니켈과 같은 금속으로 형성된다. 스프링은 확장된 머리부의 반대 에지들에서부터 기판(62)에서 위쪽으로 연장되는 각 앵커 부재(86)들까지 연장된다. 일반적으로 앵커 부재는 베이스 판 및/또는 유전층의 수단에 의해 기판으로부터 분리된다.
기판(62)에 부착된 앵커 부재(86)와는 달리 확장된 머리부(68b)의 남은 부분은 기판에서 자유롭게 분리된다. 가열기(72)를 통하여 전류가 흐르고 아치형 빔(70)이 더욱더 아치형이 되게 하는 방법에 의해 길이 방향의 연장부(68a)의 단부는 확장된 머리부의 후면에 접촉되고 상기 확장된 머리부는 접촉부(64)의 제1쌍에 접촉되게된다. 도 9b를 보라. 도 7 및 도 8과 관련하여 전술한 것처럼 본 실시예의 MEMS 릴레이(60)는 또한 일단 전류가 가열기에서 제거되고 액추에이터 부재의 길이 방향의 연장부가 도 9c에 도시된 것처럼 정지 위치 또는 중립 위치로 돌아간 위치에서 액추에이터 부재의 확장된 머리부를 고정시키기 위한 수단을 포함할 수 있다. 도 9a 내지 9c에 도시된 것처럼 고정 수단은 전술한 것처럼 전정 클램프다운 힘을 공급하기 위한 전극(74)을 포함할 수 있다. 그러나 클램프다운 힘이 일단 제거되면, 확장된 머리부는 스프링(84)에 의해 제공되는 복원력의 결과로 도 9a에 도시된 것처럼 열린 위치로 돌아간다.
도 7 및 도 8의 MEMS 릴레이와 관련하여 전술한 것처럼 도 9의 MEMS 릴레이(60)가 정상 상태가 열린 MEMS 릴레이와 관련하여 설명된다. 그러나 원한다면 본 발명의 정신과 범위에서 벗어나는 일없이 대신에 본 실시예의 MEMS 릴레이는 정상 상태가 닫힌 것일 수 있다.
각 실시예에 따라 MEMS 릴레이(60)는 또한 과전압 보호를 제공하기 위해 제1및 제2필드 강화 구조(88)를 포함할 수 있다. 도 10에 도시된 것처럼, 제1 및 제2필드 강화 구조는 접촉(64)의 제1쌍의 해당하는 각각에 전기적으로 연결되고, 서로 마주보는 관계로 배치된다. 더 구체적으로 각 필드 강화 구조는 바람직하게 다른 필드 강화 구조를 향하여 연장되는 적어도 하나의 뽀족한 돌기(90)를 포함한다. 접합부의 제1쌍을 가로질러 형성되는 과잉 전압은 그 자체로서 불꽃을 일으키지 않고 액추에이터 부재(68)의 확장된 머리부(68b)와 접촉부의 제1쌍 사이에 항복현상을 일으킨다. 대신에 제1 및 제2필드 강화 구조는 액추에이터 부재(68)의 확장된 머리부(68b)와 접촉부의 제1쌍 사이에 항복현상을 일으키기 전에 과잉전압 조건에서 항복현상을 일으킬 방전 갭을 정의하는 것에 의해 퓨즈로 동작한다.
일반적으로 필드 강화 구조(88)는 니켈과 같은 금속으로 형성되며, 질화규소와 같은 유전층을 수단으로하여 기판(62)에서 분리된다. 덧붙여 각 필드 강화 구조의 뽀족한 돌기(90)는 일반적으로 도 10에 도시된 것처럼 한 점으로 연장되는 원뿔형 돌기이다. 그러나 필드 강화 구조는 본 발명의 정신 및 범위에서 벗어나는 일없이 다른 형태의 돌기를 포함할 수 있다.
MEMS 릴레이(60)는 또한 아치형 빔(70)의 가열에 따른 액추에이터 부재의 이동 위치에서 액추에이터 부재(68)를 래칭하기 위한 래치 수단을 포함할 수 있다. MEMS 릴레이의 일 실시예의 아치형 빔이 가열은 MEMS 릴레이를 도 11에 도시된 바와 같이 정상 상태인 열린 위치에서 액추에이터 부재가 접촉 부재(64)와 전기적으로 접촉되는 닫힌 위치로 이동시킨다. 이것을 고려하면 액추에이터 부재는 접촉 부재와 슬라이딩 접촉을 만들고, 그로 인해 접촉 부재 상에 생길 수 있는 임의의산화층이 적어도 부분적으로 제거된다. 예시되지는 않았지만 원한다면 MEMS 릴레이는 닫힌 것을 정상 상태로 할 수 있다.
도 11의 MEMS 릴레이(60)의 래치 수단은 래치 부재(69)와 액추에이터 부재에서 바깥으로 연장되는 상응하는 돌기(68c)를 포함하여 액추에이터 부재의 이동이 래치 부재를 넘어서 외부로 연장되는 돌기에 앞설 것이다. 도시된 것처럼 외부로 연장되는 돌기는 래치 부재와 관련하여 외부로 연장되는 돌기의 이동을 용이하게 하기 위해 끝이 가늘어지는 것이 바람직하다. 액추에이터 부재의 외부로 연장되는 돌기가 일단 래치 부재를 지나서 나아가면 래치 부재는 돌기에 의해 정의된 어깨에 바람직하게 연결되어 액추에이터 부재는 MEMS 릴레이가 더이상 동작되지 않아도 적절한 위치에 남을 것이다. 액추에이터 부재를 적절한 위치에 래칭함으로써 MEMS 릴레이를 계속 동작하는 일없이 전기적 접촉이 접촉 부재(64)들 사이에 유지될 것이고, 그로 인해 추가로 MEMS 릴레이의 파워 요구가 감소한다.
본 실시예의 MEMS 릴레이(60)는 래치 부재(69)로부터 반대측에 있는 액추에이터 부재(68)에 인접한 기판(62) 상에 위치한 베어링(73)을 포함할 수 있다. 상기 베어링은 일단 돌기가 래치 부재를 지나서 나아가면 외부로 연장된 돌기의 어깨(68c)는 래치 부재를 맞물리게하기위해 액추에이터 부재에 의해 정의된 베어링 포면(68d)과 함께 작동하는 비스듬한 베어링 포면(73a)을 정의한다.
본 실시예의 MEMS 릴레이(60)는 또한 래치 부재(69)와 외부로 연장된 돌기(68c)의 결합을 풀기 위한 리셋 수단을 포함하여 MEMS 릴레이가 정지 위치로 돌아올 수 있게 허용한다. 도 11에 도시된 것처럼 리셋 수단은 래치 부재를 포함하는 액추에이터 부재를 구비한 제2MEMS 액추에이터(71)를 포함할 수 있다. 제2MEMS 액추에이터의 동작은 외부로 연장된 돌기로부터 멀어지게 래치 부재를 움직여 래치 부재와 돌기가 풀리게 하며, 그로 인해 MEMS 릴레이가 정지 위치로 돌아가게, 즉 본 실시예에서 추가 동작 없이 열린 위치로 돌아가게 한다.
다른 실시예의 MEMS 릴레이(92)는 도 12에 예시된다. 본 실시예의 MEMS 릴레이는 접촉부(96)의 제1쌍의 반대측 상의 기판(94)에 배치되는 제1 및 제2MEMS 액추에이터를 포함한다. 접촉부의 제1쌍 사이에 전기적 접촉을 이루기 위해서 제1MEMS 액추에이터(98)가 가열기(100)를 통하여 전류가 흐르는 것과 같은 방법으로 동작된다. 동작에 따라 제1MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재(102)의 단부(102a)는 접촉부의 제1쌍에 삽입되고 그로 인해 그들 사이에 전기적 접촉이 이루어진다.
도 12에 도시된 것처럼 접촉부의 제1쌍은 바람직하게 외부로 연장되는 접촉팔(96a)을 포함하고, 상기 접촉팔(96a)은 기판으로부터 자유롭고 한쪽이 고정된 상태로 기판 위를 지나 연장된다. 또한 도시된 것처럼 접촉부의 제1쌍의 접촉팔은 제1MEMS 액추에이터(98)의 액추에이터 부재(102)의 끝이 가는 단부(102a)의 넓이보다 약간 작은 넓이를 갖는 갭을 정의한다. 그러므로 명백해지는 것처럼 액추에이터 부재의 끝이 가는 단부를 제1MEMS 액추에이터의 동작에따라 접촉부의 제1쌍 사이에 삽입하는 것은 해당 접촉팔이 분리되게 만든다. 그 결과 접촉팔의 내부복원력은 접촉팔 사이의 액추에이터 부재의 단부를 결합하는 것으로 동작할 것이므로 MEMS 릴레이는 닫힌 위치에 남아있는다, 즉 제1MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재의 끝이 가는 단부는 접촉부의 제1쌍 사이에 고정되고, 심지어 제1MEMS 액추에이터의 동작이 끝난 후에도 고정된다.
접촉부의 제1쌍 사이에 액추에이터 부재(102)의 삽입을 용이하게 하기 위해 제1MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재(102)는 바람직하게 끝이 점점 가늘어지는 단부(102a)를 갖는다. 도 12를 보라. 추가로 제1MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재를 수납하고 전기적으로 접촉시키는 접촉팔(96a)의 에지 표면은 바람직하게 상응하여 점점 가늘어진다. 제1MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재의 점점 가늘어지는 단부는 그 자체로 접촉부의 제1쌍에 꼭 맞게 맞물린다.
유용한 본 실시예의 MEMS 릴레이(92)를 열기 위해 제2MEMS 액추에이터(104)는 바람직하게 동작에이트되어 해당하는 액추에이터 부재(106)를 지나간다. 제2MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재가 전진하므로, 액추에이터 부재의 단부는 제1MEMS 액추에이터(98)의 액추에이터 부재(102)의 가늘어지는 단부(102a)에 접촉될 것이고, 그래서 제1MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재의 가늘어지는 단부를 접촉부(96)의 제1쌍에서 푼다. 일단 풀리면 아치형 빔(99)에 의해 제공되는 복원력은 제1MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재를 도 12에 도시된 중립 위치로 더 물러나게 하도록 만든다.
제1MEMS 액추에이터(98)의 액추에이터 부재(102)와의 접촉을 용이하게 하기 위해 제2MEMS 액추에이터(104)의 액추에이터 부재(106)의 단부는 바람직하게 접촉팔(96a) 사이의 갭보다 작은 넓이를 갖는 감소된 넓이 부분(106a)을 포함한다. 제2MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재의 감소된 넓이 부분은 접촉 또는 그렇지 않으면 접촉부의 제1쌍을 맞물리게 하는 일없이 제1MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재에 접촉할 수 있다.
제1MEMS 액추에이터(98)의 액추에이터 부재(102)는 상대적으로 길기 때문에 MEMS 릴레이(92)는 또한 액추에이터 부재의 단부(102a)에 연결되는 정지 스프링(108)을 포함할 수 있다. 상기 정지 스프링은 더 접촉부(96)의 제1쌍에 상대적으로 액추에이터 부재의 가늘어지는 단부가 더 정밀하게 위치를 잡고 제1MEMS 액추에이터의 가늘어지는 단부를 중립 위치로 돌려보내는 역할을 한다.
도 13은 접촉부의 제1 및 제2쌍을 대안적으로 연결하기 위한 다른 실시예의 MEMS 릴레이(110)를 예시한다. 본 실시예에 따라 MEMS 릴레이는 기판(112) 및 상기 기판 상의 접촉부의 제1 및 제2쌍을 포함한다. 전술한 것처럼 접촉부는 바람직하게 예를 들면 질화규소로 형성되는 유전층의 수단 같은 것에 의해 기판으로부터 고립된다.
본 발명의 MEMS 릴레이(110)는 또한 접촉부의 제1 및 제2쌍의 맞은편 기판(112) 상에 배치된 제1 및 제2MEMS 액추에이터를 포함한다. 도 13에 도시된 것처럼 제2MEMS 액추에이터(114)의 액추에이터 부재(116)는 접촉부의 제1 및 제2쌍 방향으로 연장되고, 접촉부의 제1 및 제2쌍 사이에 배치되는 확장된 머리부(116a)를 포함한다. 제2MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재는 또한 액추에이터 부재의 단부에 장착된 소매(116b) 및 액추에이터 부재의 끝(116c)을 통과하는 개구부를 포함한다. 대응하여 제1MEMS 액추에이터(118)의 액추에이터 부재(120)는 바람직하게 어떤 확장된 결합부(120a)를 포함하여 제1MEMS 액추에이터의 동작이 제2MEMS 액추에이터를 향한 방향으로 액추에이터 부재가 지나가서 결합부가 소매의 단부를 통하여 삽입된다.
도 14에 더 자세히 도시된 바와 같이 소매(116d)의 열린 단부(116c)는 바람직하게 내부로 연장되는 플랜지(flange; 116d)를 포함한다. 추가로 제1MEMS 액추에이터(118)의 액추에이터 부재(120)의 결합부(120a)는 소매의 열린 단부를 통하여 결합부의 삽입이 쉽게 점점 가늘어지거나 나팔꽃모양이 된다. 또한 도 14에 도시된 것처럼 제1MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재의 맞물림 부분은 또한 바람직하게 소매의 열린 단부의 내부로 연장된 플랜지와 함께 결합되도록 어깨(120b)를 정의한다. 제1 및 제2MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재는 제1MEMS 액추에이터의 동작 해제 뒤에도 결합으로 남아있을 것이다.
일단 제1 및 제2MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재들은 함께 결합되면 MEMS 액추에이터가 동작에이트되지 않더라도 제1MEMS 액추에이터(118)의 아치형 빔(122)의 복원력은 제2MEMS 액추에이터(114)의 액추에이터 부재(116)의 확장된 머리부(116a)를 끌어당겨 접촉부의 제1쌍과 저촉시킨다. 그 자체로 접촉부의 제1쌍은 '닫힌 정상상태' 접촉으로 불리고, 접촉부의 제2쌍은 '열린 정상상태' 접촉으로 불린다. 제2MEMS 액추에이터의 아치형 빔(130) 아래 놓인 가열기(128)를 통하여 흐르는 전류로 제2MEMS 액추에이터를 동작시키거나 또는 제1 및 제2MEMS 액추에이터를 동시에 동작시키므로, 확장된 머리부는 접촉부의 제1쌍에서 풀려날 수 있고 대신에 접촉부의 제2쌍과 전기적으로 접촉되게 놓일 수 있다. 그러나 일단 제2MEMS 액추에이터가 풀리면 접촉은 전술한 바와 같이 접촉부의 제1쌍에 다시 이루어진다.
도 15에 도시된 본 발명의 다른 면에 따르면, 복수의 MEMS 액추에이터는 MEMS 스위칭 어레이(140)를 정하기 위해 조립될 수 있다. 본 실시예에 따라 다수의 제1 및 제2MEMS 액추에이터는 기판(142) 상에 위치하여, 제1MEMS 액추에이터(144)는 해당되는 행(row) 엘리먼트를 정의하고, 제2MEMS 액추에이터(146)는 해당하는 열 엘리먼트를 정의한다. 도 15에 도시된 것처럼 예를 들면 4가지 MEMS 액추에이터의 제1세트는 4개의 열(column) 엘리먼트(R0, R1, R2 및 R3)를 정하고, 4가지 MEMS 액추에이터의 제2세트는 4개의 열(column) 엘리먼트(R0, R1, R2 및 R3)를 정하고, 그로 인해 4X4 스위칭 어레이를 정의한다. 명백하듯이 본 실시예의 스위칭 어레이는 동일한 수의 필요로 하는 행 및 열 엘리먼트를 가질 필요가 없고, 사실 원하는 임의의 행렬 엘리먼트를 가질 수 있다. 아래 설명되는 것처럼, 제1 제2MEMS 액추에이터의 해당하는 동작은 각 액추에이터 부재로 움직이고 접촉 부재 사이에 전기적인 접합이 달성된다. 그 결과 연속적인 전자 패스가 제1 및 제2MEMS 액추에이터의 해당쌍 사이에 이루어진다.
각 MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재(148)는 바람직하게 액추에이터 부재를 따라 그곳에서 외부로 연장된 복수의 접촉 부재(150)를 포함한다. 각각의 열 엘리먼트를 정의하는 MEMS 액추에이터를 위하여 액추에이터 부재는 바람직하게 행 엘리먼트와 같은 수의 접촉 부재를 포함한다. 마찬가지로 각각의 행 엘리먼트를 정의하는 MEMS 액추에이터를 위하여 액추에이터 부재는 바람직하게 열 엘리먼트와 같은 수의 접촉 부재를 포함한다. 도 15에 도시된 것처럼 예를 들면, 각 액추에이터 부재는 액추에이터 부재를 따라서 떨어져 있고 외부로 연장되는 4개의 접촉 부재를 포함한다. 본 발명의 스위칭 어레이는 그 자체로 스위칭 어레이의 각 스위치를 위한 분리된 액추에이터를 필요로 하지 않으므로, 그로 인해 일부 종래의 스위칭 어레이와 비교해보면 스위치 설계가 간편하다.
각 MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재(148)는 바람직하게 전체 어레이를 지나서 연장된다. 제1 및 제2MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재를 가로지르게 하기 위해 각 제1MEMS 액추에이터(144)의 액추에이터 부재는 바람직하게 복수의 아치형 부분(152)을 포함하고 도 16에 도시된 것처럼 액추에이터 부재가 제2MEMS 액추에이터(146)의 액추에이터 부재 위를 지나가도록 허락한다. 그러나 필요한 경우 각 제2MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재는 대신에 복수의 아치형 부분을 포함하고 액추에이터 부재가 제1MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재 위를 지나가도록 허락하는 것이 명백해질 것이다. 도 16에 도시된 것처럼, 액추에이터 부재의 아치형 부분의 넓이는 바람직하게 각 액추에이터 부재가 동작에서 최대의 자유를 허용하고 충분한 유전 분리를 제공할 수 있기에 충분한 넓이이다. 각 열 엘리먼트를 정의하는 제1MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재 및 각 행 엘리먼트를 정의하는 제2MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재는 상호 관계에 있어서 자유롭게 움직인다. 바람직하게는 액추에이터 부재의 아치형 부분은 앞선 전기도금 단계에서 증착된 액추에이터 부재의 나머지와 연결되는 니켈과 같은 금속의 제2층을 전기도금하는 방법으로 형성된다.
예로서 제1열 소자(R0)를 정의하는 제1MEMS 액추에이터(144) 및 제3행소자(C2)를 정의하는 제2MEMS 액추에이터(146)가 작동되어 전기적 접촉이 도 17에 원으로 표시된 것처럼 각 접촉 부재(150) 사이에 형성된다. 특히 접촉 부재는 바람직하게 문지르는 방식의 이동으로 접촉부로 이동하므로 인해 각각의 접촉 부재의 표면에 형성될 수 있는 산화물이 제거된다. 그러나 열 및 행 소자의 한쌍 이상이 한번의 제1 및 제2MEMS 액추에이터의 작동으로 동시에 연결될 수 있다는 것이 명백하며, 그로 인해 필요할 경우 '일대다' 연결이 제공된다.
제1 및 제2MEMS 액추에이터의 각 쌍들이 연속적으로 동작하는 것이 요구되지 않으면서 전기적 접촉을 유지하기 위해서, 유용한 일 실시예의 MEMS 스위칭 어레이(140)는 제1 및 제2 MEMS 액추에이터의 동작에 뒤이어 각각의 액추에이터 부재(148)를 래칭하기 위한 래치 수단을 포함한다. 제1 및 제2 MEMS 액추에이터의 각 제1쌍은 이제 동작을 멈출 수 있고 각 접촉 부재는 전기적 연결을 계속 유지할 것이다. 도 15 및 도 17에 도시된 것처럼 유용한 일 실시예의 래치 수단은 끝이 가늘어지는 돌기이고 각각의 액추에이터 부재의 단부에서 외부로 연장되는 것과 같은 래치 부재(154)를 포함한다. 본 발명의 래치 수단은 또한 기판(142) 상에 형성되는 복수의 앵커 부재(156)를 포함하는데, 하나의 앵커 부재는 해당하는 각 MEMS 액추에이터의 래치 부재와 결합한다. 도시된 것처럼 앵커 부재는 또한 바람직하게 외부로 연장되는 끝이 가늘어지는 돌기(156a)를 포함한다. 앵커 부재의 끝이 가늘어지는 돌기는 각각의 액추에이터 부재의 래치 부재와 같이 동작하여 액추에이터 부재가 조금씩이긴 하지만 액추에이터 부재의 단부를 편향되어 지나가므로 래치 부재는 앵커 부재 너머까지 전진할 수 있다. 일단 래치 부재가 각 앵커 부재를 지나서 전진하면, 앵커 부재는 각 MEMS 액추에이터의 동작이 멈추어도 앵커 부재를 래치 부재와 맞물리게 하는 것과 같은 방법으로 각 MEMS 액추에이터의 래치 부재가 오므라드는 것을 막는 것으로 작용한다.
앵커 부재(156)는 일반적으로 질화규소와 같은 유전층 및/또는 베이스 판에 의해 기판(142)에서 분리되는 니켈 같은 전기도금된 금속으로 형성된다. 각 액추에이터 부재(148)의 단부가 기판에서 멀어지는 방향으로 과도하게 편향되는 것을 막기 위해서, 앵커 부재는 또한 바람직하게 직교하는 액추에이터 부재의 한쌍에 대해 도 16에 예시된 것과 같은 방법으로 액추에이터 부재의 단부 위를 지나가는 아치형 부분(156b)을 포함한다. 도 15 및 도 17에 도시된 것처럼, 앵커 부재의 맞은편에 있는 아치형 부분의 단부는 바람직하게 다른 지지물(158)에 부착된다. 유용한 일 실시예에서 상기 다른 지지물는 또한 일반적으로 질화규소와 같은 유전층 및/또는 베이스 판에 의해 기판(142)에서 분리되는 니켈 같은 전기도금된 금속으로 형성된다.
래치 부재를 포함하는 MEMS 스위칭 어레이의 실시예를 위하여, MEMS 스위칭 어레이(140)는 또한 바람직하게 액추에이터 부재(148)를 푸는 리셋 수단을 포함하여, 각 접촉 부재(150)는 분리되고 MEMS 액추에이터의 각각의 동작이 더이상 없는 상태에서 더이상 전기적 접촉을 만들지 않는다. 도 15 및 도 17에 도시된 것처럼, 리셋 수단은 바람직하게 복수의 제1 및 제2MEMS 액추에이터를 리셋하기 위한 제1 및 제2리셋 MEMS 액추에이터를 포함한다. 도시된 것처럼 제1리셋 MEMS 액추에이터(160)의 액추에이터 부재(162)는 바람직하게 제1MEMS 액추에이터(144)의액추에이터 부재의 각 단부에 일반적으로 직각 방향으로 그리고 그 인근에서 길이 방향으로 연장된다. 마찬가지로 제2리셋 MEMS 액추에이터(164)의 액추에이터 부재(166)는 바람직하게 제2MEMS 액추에이터(146)의 액추에이터 부재의 각 단부에 일반적으로 직각 방향으로 그리고 그 인근에서 길이 방향으로 연장된다.
제1리셋 MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재(162)의 단부가 기판(142)에서 멀어지는 방향으로 과도하게 편향되는 것을 막기 위해서, 아치형 부재(162a)는 바람직하게 기판 위에 위치하는 앵커 부재 한 쌍 사이로 연장되어 아치형 부재가 직교하는 액추에이터 부재의 한쌍에 대해 도 16에 예시된 것과 같은 방법으로 제1리셋 MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재의 단부 위를 지나간다. 마찬가지로 다른 아치형 부재(166a)는 바람직하게 기판 위에 위치하는 앵커 부재 제2쌍 사이로 연장되어 아치형 부재가 제1리셋 MEMS 액추에이터(164)의 액추에이터 부재(166)의 단부 위를 지나간다.
제1 및 제2리셋 MEMS 액추에이터 각각의 액추에이터 부재는 액추에이터 부재를 따라 공간을 두고 떨어져 있고 액추에이터 부재로부터 스위칭 어레이(140) 방향의 외부로 연장되는 복수의 리셋 부재(168)를 포함한다. 특히 리셋 부재의 공간은 바람직하게 리셋을 일으키는 각 액추에이터 부재의 공간과 동일하다. 유용한 일 실시예에 따라서 리셋 부재는 각 리셋 MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재에 일반적으로 직교하는 방향에서 외부로 연장되는 기둥이다.
동작에 있어서, 리셋 MEMS 액추에이터가 동작함으로 각 액추에이터 부재가 움직이고, 그래서 리셋 부재(168)는 래치되는 각 MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재와 맞물린다. 예를 들어 도 15 및 도 17을 참조하면, 제2리셋 MEMS 액추에이터(164)가 각 액추에이터 부재(166)를 왼쪽으로 이동시키는 동안, 제1리셋 MEMS 액추에이터(160)는 각 액추에이터 부재(162)를 아래 방향으로 이동시킨다. 일단 맞물리면 리셋 MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재의 추가 운동은 각 앵커 부재로부터 멀어지는 방향으로 각 MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재의 단부가 편향된다. 각 MEMS 액추에이터의 아치형 빔에 의해 제공되는 복원력은 액추에이터 부재를 도 15에 도시된 것과 같이 중립 위치, 래치되지 않는 상태로 되돌릴 것이다.
MEMS 스위칭 어레이(140)는 그 자체로 각각 개별 열 및 행 소자를 정의하는 제1 및 제2MEMS 엑추에이터의 각 쌍들 사이에 신뢰할 만한 전기적 접촉이 이루어지도록 허용한다. 전기적 신호는 이제 연결된 MEMS 엑추에이터의 각 쌍의 금속부분을 통하여 전달된다. 예를 들어 연결된 MEMS 액추에이터 중 하나의 공간을 두고 떨어져 있는 지지물의 한쪽에 소개된 전기적 신호는 액추에이터 부재 및 접촉 부재를 통하여 연결된 MEMS 액추에이터의 다른 하나의 지지물의 한쪽으로 전달된다. 따라서 본 발명의 MEMS 스위칭 어레이는 특히 원격 통신 및 다른 스위칭 응용에 유용하다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 일반적으로 벌크 초소형 기계기술 또는 다른 종래의 공정에 의해 적어도 하나의 개구부(172a)가 기판(172)을 통하여 정의되는 MEMS 밸브(170)가 제공된다. 본 실시예에 따르면, MEMS 밸브는 아치형 빔(178)에 동작이 연결된 밸브판(176)을 구비, 더 바람직하게는 액추에이터 부재(180)에 동작이 연결되어 아치형 빔이 더욱더 아치형이 되는 것이 밸브판을 기판에 대해 제어 가능하게 움직이거나 또는 이동시키는 MEMS 액추에이터(174)를 포함한다. 일반적으로 밸브판은 니켈 같은 전기도금 금속으로 형성된다.
도 18에 도시된 것처럼, MEMS 액추에이터(174)는 개구부(172a)와 관련하여 기판에 유용하게 위치하고, 그래서 밸브판(176)은 적어도 부분적으로 개구부를 덮고, 더 바람직하게는 MEMS 액추에이터의 동작에 따라 개구부 전체를 덮어 '열린 정상 상태' 밸브를 형성한다. 대안적으로 MEMS 액추에이터는 개구부와 관련하여 기판에 위치할 수 있고, 그래서 밸브판은 동작 없이 개구부를 덮고 MEMS 액추에이터의 동작에 따라 개구부에서 제거되어 '닫힌 정상 상태' 밸브를 형성한다.
도 18의 '열린 정상상태' MEMS 액추에이터(174)의 동작에 따라서, 가열기(182)를 통하여 흐르는 전류와 같은 것으로 인해 밸브판(176)이 기판(172)의 개구부(172a) 위로 이동하여 도 19b에 도시된 것처럼 개구부를 닫는다. MEMS 릴레이에 관하여 전술한 바와 같이 MEMS 밸브(170)는 또한 바람직하게 MEMS 액추에이터의 동작에 따라 개구부의 상대적인 위치에 밸브판을 고정하기 위한 수단을 포함한다. 예를 들면, 밸브판을 제 위치에 고정하기 위한 수단은 밸브판과 기판 사이에 정전력을 공급하기 위한 수단을 포함한다. 정전력의 결과로 밸브판은 기판 방향으로 편향되어 개구부 위로 단속되고, 그로 인해 개구부를 통한 추가흐름이 제한되거나 거부된다. 정전력을 공급하기 위해서, 전압차가 밸브판과 기판 사이에 공급될 수 있고, 또는 대안적으로 밸브판과 단부에 인접한 기판 부분 내에 또는 몇 가지 실시예에서 MEMS 릴레이와 관련하여 전술한 것과 같은 방법으로 개구부를 감싸는 기판부분 위에 형성되는 전극(184) 사이에 공급될 수 있다. 정전력을 계속 공급함으로써 MEMS 액추에이터가 동작하지 않더라도 밸브판은 기판에 의해 정의된 개구부 위를 막는 위치에 고정될 수 있고, 그로 인해 MEMS 밸브에 요구되는 파워가 감소된다. 그러나 밸브판과 기판 사이에 전압차를 더이상 공급하지 않으므로 밸브판을 놓으면, MEMS 액추에이터는 개구부가 열린 도 18 및 도 19a에 도시된 중간 위치로 돌아간다. 증가된 흐름을 제공하기 위해서 복수의 개구부(172a)가 도 18에 도시된 것처럼 기판(172)에 의해 정의될 수 있다. 본 유용한 실시예에 따라 MEMS 액추에이터(174)는 바람직하게 기판에 의해 정의되는 다수의 개구부 숫자와 동일한 개수의 밸브판(176)을 포함한다. 밸브판 각각은 바람직하게 아치형 빔(178)에 연결되어 동작하고, 더 바람직하게는 MEMS 액추에이터의 액추에이터 부재(180)에 연결되어 동작하므로 아치형 빔의 운동은 개구부 각각에 관하여 밸브판의 이동을 제어할 수 있다. 도 18의 실시예에 있어서, 예를 들면 MEMS 액추에이터의 운동이 기판에 의해 정의된 각각의 개구부 위로 밸브판의 쌍을 이동시키지만, MEMS 액추에이터의 동작 중단은 개구부가 닫히는 리셋 또는 중간 위치로 밸브판이 돌아간다.
기판(172)에 정의된 더큰 개구부(172a)를 통하여 더 증가된 흐름을 제공하는 MEMS 밸브(170)의 다른 실시예는 도 20 및 도 21에 도시된다. 본 실시예에 있어서 MEMS 액추에이터(174)는 팬형 구조를 가지며, 각 밸브판(176)은 가열된 아치형 빔(184)으로써 회전점 근처에서 회전한다. 도시된 것처럼 회전점은 일반적으로 기판에서 외부로 연장되는 베어링 기둥(186)에 의해 정의된다. 본 유용한 실시예의 기판에 의해 정의되는 개구부는 일반적으로 베어링 기둥 근처에 비스듬히 공간을 가지므로, 복수의 밸브판은 회전점에서 회전하도록 부착되는 중앙판(188)에 결합된다. 도시된 것처럼 중앙판은 기판 위의 스프링(189) 수단에 의해 일반적으로 정지된다.
도 20 및 도 21에 추가로 도시된 것처럼, MEMS 액추에이터(174)의 액추에이터 부재(190)의 단부는 바람직하게 회전점으로부터 갈라진 점에 중앙판(188)에 바람직하게 연결된다. MEMS 액추에이터의 동작 및 액추에이터 부재의 결과적인 이동은 밸브판을 베어링 기둥에 대해 회전시킬 것이며, 그로 인해 기판(172)에 의해 정의되는 각각의 개구부(172a)에 해당하는 밸브판이 움직인다.
도 20에 도시된 팬형 밸브(170)의 실시예에 있어서, MEMS 밸브는 열림이 정상 상태이다. MEMS 액추에이터(174)의 동작은 그 자체로 밸브판(176)을 회전시킬 것이고, 그래서 적어도 일부분이 기판(172)에 의해 정의되는 개구부(172a)의 해당되는 각각을 덮는다. 대안으로 팬형 MEMS 밸브는 도 21에 도시된 것처럼 닫힘이 정상 상태가 될 수 있으며, 그것은 MEMS 액추에이터의 동작이 밸브판을 회전시켜 기판에 의해 정의되는 개구부 각각의 일부분이 열리거나 또는 모두 열린다. 도 20 및 도 21 양쪽에 도시된 것처럼, MEMS 밸브는 MEMS 밸브의 동작에 따라서 각 밸브판에 접촉하기 위한 기판에 위치하는 적어도 하나의 정지(177)를 포함하여 밸브판의 과도한 회전을 방지한다.
전술한 바와 같이 본 실시예의 MEMS 밸브(170)는 또한 MEMS 액추에이터의 동작이 멈춘 후에라도 개구부(172a) 각각의 관련있는 위치에 밸브판(176)의 각각을 고정하기 위한 수단을 포함할 수 있고, 그로 인해 추가로 MEMS 밸브가 필요로 하는 파워가 감소된다. 예시되지는 않았지만, 고정 수단은 바람직하게 각각의 개구부를둘러싼 또는 적어도 인근에 있는 기판(172)의 부분에 따라 위치하는 전극을 포함한다. 밸브판은 바람직하게 각각의 개구부보다 조금 크므로 밸브판은 개구부를 완전히 덮을 수 있고 충분한 정전력은 놓여있는 전극과 밸브판 사이에 생성될 수 있고 밸브판은 흐름을 제한하거나 막을 수 있다.
본 발명의 MEMS 밸브(170)의 여러 실시예는 기판(172) 내에 정의되는 하나 이상의 개구부(172a)를 통하여 흐르는 흐름을 신뢰할 만하게 제어한다. 다중 개구부를 제어할 수 있게 열고 닫으므로 본 발명이 MEMS 밸브에 의해 지지되는 전체 흐름량은 또한 단일 개구부를 열고 닫는 다른 설계에 따라 증가되는데, MEMS 밸브에 의해 닫힐 수 있는 개구부의 크기가 일반적으로 아치형 빔이 공급할 수 있는 최대 변위에 의해 제한되기 때문이다. 추가로 팬형 설계를 채용하여 액추에이터 부재(190)의 이동에 의해 제공되는 변위의 양은 레버 팔의 길이 a에 비례하여 밸브판(176)의 길이 b의 비율에 의해 곱해진다, 즉 액추에이터 부재의 단부의 연결에서 중앙판(188) 까지의 거리는 회전점으로부터 오프셋(offset)이다. 이 비율이 일반적으로 1보다 크기 때문에 본 발명의 팬형 밸브는 증가된 밸브판에 의해 열리고 닫힐 수 있는 개구부의 크기를 허용한다.
MEMS 액추에이터를 포함하는 본 발명의 MEMS 구조는 이치적인 양의 파워를 소모하면서 상당한 힘과 변위를 제공한다. 전술한 바와 같이 본 발명의 MEMS 액추에이터의 설계는 가열기에 의해 발생된 열의 효율적인 전달을 제공하여 아치형 금속 빔이 추가로 더욱더 아치형이 되게한다. 본 발명의 MEMS 액추에이터의 효율적인 동작에 따라 이용하기 위하여, 여러 가지 MEMS 릴레이, MEMS 스위칭 어레이 및MEMS 밸브와 같은 많은 MEMS 소자가 또한 유용하게 제공된다.
전술한 설명과 관련된 도면에 나타나는 유익과 교시를 유지하면서 본 발명에 대한 많은 수정과 다른 실시예들을 당업자들이 생각해 낼 수 있다. 따라서 본 발명이 개시된 특정 실시예로 제한되지 않고, 다른 실시예와 수정도 첨부한 청구 범위 내에 포함되도록 의도된 것은 물론이다. 여기서 특정 용어가 채용되었지만 그것들은 일반적이고 묘사하는 의미로 사용되었으며 제한하려는 의도로 사용된 것이 아니다.
본 발명의 방법에 따른 MEMS 구조의 제조에 의해서, 가열기에 의해 생성되는 열이 효과적으로 종횡비가 큰 아치형 금속 빔으로 전달되어 아치형 빔의 기계적인 움직임으로 변환된다. 상기 방법을 사용함으로 MEMS 액추에이터의 제조와 동시에 MEMS 릴레이, MEMS 스위칭 어레이 및 MEMS 밸브와 같은 본 발명의 MEMS 구조의 다른 면을 같이 제조할 수 있어 전력소모가 적은 초소형 릴레이를 만들 수 있다.

Claims (44)

  1. 초소형 정밀기계 구조에 있어서,
    a) 초소형 전자기판(32);
    b) 상기 초소형 전자기판(32) 상에 배치되는 제1 및 제2 대향 단부 사이로 연장되는 가열기(38); 및
    c) 상기 초소형 전자기판(32) 상에 배치되는 공간적으로 떨어져 있는 지지물들
    을 포함하고,
    아치형 금속 빔(36)이―여기서 아치형 금속 빔(36)은 상기 가열기(38) 상부로 연장되며 상기 가열기(38)로부터 공간적 떨어져 배치되므로 상기 가열기(38)에 의해 발생되는 열에 의해 상기 아치형 금속 빔(36)이 더욱 아치형이 됨―상기 공간적으로 떨어져 있는 지지물들(34) 사이로 연장되는
    초소형 정밀기계 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가열기는(38)
    높은 저항률을 갖는 적어도 부분적으로 도전성인 물질로 이루어지는 코어(38a); 및
    상기 적어도 부분적으로 도전성인 코어(38a)를 둘러싸는 유전물질 코팅(38b)―여기서 유전물질 코팅(38b)은 상기 아치형 금속 빔(36) 및 상기 가열기(38) 사이에 정해지는 에어 갭(air gap; 40)과 상호 작용하여 상기 적어도 부분적으로 도전성인 코어(38a)로부터 상기 아치형 금속 빔(36)을 전기적으로 절연시킴―
    을 포함하는 초소형 정밀기계 구조.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 부분적으로 도전성인 물질은 폴리실리콘, 티탄 및 텅스텐으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되며, 상기 유전 물질은 질화규소 및 이산화규소로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 초소형 정밀기계 구조.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 아치형 금속 빔(36) 및 상기 가열기(38) 사이에 정해지는 에어갭(40)이 5 미크론 보다 작은 초소형 정밀기계 구조.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 아치형 금속 빔(36) 및 상기 가열기(38) 사이로 정의되는 에어갭(40)은 1 미크론 내지 2 미크론 사이이고, 상기 아치형 금속 빔(36)에 접하는 적어도 부분적으로 도전성인 물질의 일부를 덮는 상기 유전물질 코팅(38b)의 두께는 약 0.5 미크론인 초소형 정밀기계 구조.
  6. 제1항에 있어서,
    니켈로 형성되는 복수의 아치형 빔(36)을 추가로 포함하는 초소형 정밀기계 구조.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 아치형 금속 빔(36)과 결합되고, 제1 방향에서 외부 방향인 길이 방향으로 연장되는 액추에이터 부재(42)를 추가로 포함하며, 여기서 상기 가열기(38)는 상기 제1 방향에서 상기 액추에이터 부재(42)의 하부에 배치 및 정렬되는
    초소형 정밀기계 구조.
  8. a) 초소형 전자기판(32)의 제1 표면 상에 희생 도금 베이스(sacrificial plating base; 54)를 증착하는 단계;
    b) 상기 희생 도금 베이스(54) 상에 포토레지스트층(photoresist layer; 56)을 증착하는 단계;
    c) 상기 희생 도금 베이스(54)에 하나 이상의 창(window)을 개방하도록 상기 포토레지스트층(56) 패턴을 형성하는 단계―여기서 패턴 형성 단계는 한 쌍의 공간적으로 떨어져 있는 지지물(34) 및 상기 공간적으로 떨어져 있는 지지물(34) 사이로 연장되는 아치형 빔(36)에 대응하는 창을 정하는 단계를 포함함―;
    d) 상기 공간적으로 떨어져 있는 지지물 쌍(34) 및 상기 공간적으로 떨어져 있는 지지물들(34) 사이로 연장되는 상기 아치형 빔(36)을 형성하기 위해 상기 포토레지스트층(56)에 의해 정해지는 상기 창 내에 금속을 전기도금(electroplating)하는 단계;
    e) 상기 전기도금 단계에 뒤이어 상기 포토레지스트층(56)을 제거하는 단계; 및
    f) 상기 포토레지스트층(56)의 제거에 뒤이어 상기 초소형 전자기판(32)으로부터 상기 아치형 빔(36)을 분리(release)하는 단계
    를 포함하는 초소형 정밀기계 구조 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 분리 단계가 상기 포토레지스트층(56)의 제거에 뒤이어 적어도 상기 희생 도금 베이스(54)의 일부를 식각하는 단계를 포함하는 초소형 정밀기계 구조 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 초소형 전자기판(32)의 제1 표면 상에 산화층(oxide layer; 46)을 증착하는 단계; 및
    상기 산화층(46)이 상기 아치형 빔(36)의 하부에 배치될 상기 초소형 전자기판(32) 제1 표면의 일부 상에 증착되되 상기 공간적으로 떨어져 있는 지지물 쌍 하부에 배치될 상기 초소형 전자기판(32) 제1 표면의 일부 상에 배치되지 않도록 상기 산화(46)층의 패턴을 형성하는 단계
    를 추가로 포함하며,
    상기 산화층(46) 증착 단계 및 상기 산화층(46) 패턴 형성 단계는 상기 희생 도금 베이스(54)를 증착하는 상기 단계 이전에 수행되고,
    상기 분리 단계는 상기 산화층(46)을 식각하여 상기 초소형 전자기판(32)으로부터 상기 아치형 빔(36)을 분리하는 단계를 포함하는
    초소형 정밀기계 구조 제조 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 초소형 전자기판(32) 제1 표면 상에 상기 희생 도금 베이스(54)를 증착하기 전에 상기 초소형 전자기판(32) 제1 표면 상에 가열기(heater; 38)를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 초소형 정밀기계 구조 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 가열기(38)의 일부가 상기 초소형 전자기판(32)으로부터 또한 전기적으로 절연되도록, 상기 초소형 전자기판(32) 제1 표면을 통해 개방되는 상기 가열기(38) 하부에 배치되는 상기 초소형 전자기판(32)의 일부에 공동(空洞; 32a)을 식각하는 단계를 추가로 포함하는 초소형 정밀기계 구조 제조 방법.
  13. a) 초소형 전자기판(62, 94); 및
    b) 상기 초소형 전자기판(62, 94) 상에 배치되는 제1 접촉(contact) 쌍(64, 96)
    을 포함하고,
    상기 제1 접촉 쌍(64, 96) 사이에서 제어 가능한 전기적 접촉을 설정하기 위한 상기 초소형 전자기판(62, 94) 상의 제1 초소형 정밀기계식 액추에이터(66, 98)―여기서 제1 초소형 정밀기계식 액추에이터는
    ⅰ) 상기 초소형 전자기판(62, 94) 상에 배치되는 공간적으로 떨어져 있는 지지물들;
    ⅱ) 상기 공간적으로 떨어져 있는 지지물들 사이로 연장되는 아치형 빔(70, 99);
    ⅲ) 상기 아치형 빔(70, 99)에 결합되어 동작되며, 상기 제1 접촉 쌍(64, 96)을 향해 외부로 연장되는 액추에이터 부재(68, 102); 및
    ⅳ) 상기 액추에이터 부재(68, 102)가 상기 제1 접촉 쌍(64, 96)으로부터 공간적으로 떨어져 있는 개방 위치 및 상기 액추에이터 부재(68, 102)가 상기 제1 접촉 쌍(64, 96)과 접촉하는 폐쇄 위치 사이에서 상기 액추에이터 부재(68, 102)가 이동되고 상기 개방 위치 및 폐쇄 위치 사이에 전기적 연결부를 설정하기 위해 상기 빔(70, 99)이 더욱 아치형이 되도록 상기 아치형 빔(70, 99)을 가열하는 수단
    을 포함함―
    를 포함하는 초소형 정밀기계식 릴레이(60, 92).
  14. 제13항에 있어서,
    상기 액추에이터 부재(68)가
    상기 아치형 빔(70)의 가열시에 함께 이동되도록 상기 아치형 빔(70)에 결합되는 길이 방향으로 연장된 부분(68a); 및
    상기 길이 방향으로 연장된 부분(68a)의 이동에 응답하여, 상기 제1 접촉 쌍(64)과 접촉하는 확대된 접촉 부분(68b)
    을 포함하는 초소형 정밀기계식 릴레이(60).
  15. 제14항에 있어서,
    상기 액추에이터 부재(68)의 상기 길이 방향으로 연장된 부분(68a) 및 상기 확대된 접촉 부분(68b)이 단일 구조물(unitary structure)인 초소형 정밀기계식 릴레이(60).
  16. 제14항에 있어서,
    상기 액추에이터 부재(68)의 상기 길이 방향으로 연장된 부분(68a) 및 상기 확대된 접촉 부분(68b)이 개별적인 구조물이며, 상기 길이 방향으로 연장된 부분(68a)이 상기 아치형 빔(70)의 가열에 응답하여 상기 길이 방향으로 연장된 부분(68a)의 이동시에 상기 확대된 접촉 부분(68b)과 접촉하는 초소형 정밀기계식 릴레이(60).
  17. 제13항에 있어서,
    상기 아치형 빔(70, 99)의 가열 및 상기 액추에이터 부재(68, 102)의 이동에 뒤이어 상기 액추에이터 부재(68, 102)를 제 위치에 유지하는 수단을 추가로 포함하는 초소형 정밀기계식 릴레이(60, 92).
  18. 제17항에 있어서,
    상기 액추에이터 부재를 제 위치에 유지하는 상기 수단이, 상기 액추에이터 부재(68) 및 상기 초소형 전자기판(62) 사이에 정전력(electrostatic force)을 인가하여 상기 초소형 전자기판(62)에 대향하는 적어도 상기 액추에이터 부재(68)의 일부를 유지하는 수단을 포함하는 초소형 정밀기계식 릴레이(60).
  19. 제17항에 있어서,
    상기 아치형 빔(70)의 가열에 응답하는 상기 액추에이터 부재(68)의 이동에 뒤이어 상기 초소형 전자기판(62) 상에 및 상기 액추에이터 부재(68) 하부에 배치되는 적어도 하나의 보유 부재(retaining member; 80)를 추가로 포함하며, 여기서 상기 액추에이터 부재(68)는 상기 액추에이터 부재(68)가 제 위치를 유지하도록 하는 각각의 보유 부재(80)가 함께 작용하도록 수납하는 적어도 하나의 구멍(recess; 82)을 규정하는 상기 초소형 전자기판(62)에 대향하는 하부 표면을 포함하는
    초소형 정밀기계식 릴레이(60).
  20. 제13항에 있어서,
    상기 제1 초소형 정밀기계식 액추에이터(66)의 상기 액추에이터 부재(68)의 동작에 뒤이어 상기 액추에이터 부재를 래치(latch)하여 추가 동작이 없는 경우 전기적인 접촉을 상기 제1 접촉 부재 쌍(64) 사이에서 유지시키는 래치 수단(latch means)을 추가로 포함하는 초소형 정밀기계식 릴레이(60).
  21. 제20항에 있어서,
    상기 래치 수단이
    상기 제1 초소형 정밀기계식 액추에이터(66)의 상기 액추에이터 부재(68)로부터 외부로 연장되는 돌출부(projection; 68c); 및
    상기 제1 초소형 정밀기계식 액추에이터(66)의 동작시 상기 돌출부(68c)를 함께 작용하도록 체결하는 래치 부재(latch member; 69)
    를 포함하는 초소형 정밀기계식 릴레이.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제1 초소형 정밀기계식 액추에이터(66, 98)의 상기 액추에이터 부재(68, 102)를 언래치(unlatch)하여 상기 제1 초소형 정밀기계식 액추에이터(66, 98)의 추가 동작이 없는 경우 전기적인 접촉을 상기 제1 접촉 부재 쌍(64, 96) 사이에서 더 이상 유지시키지 않는 리셋 수단(reset means)을 추가로 포함하는 초소형 정밀기계식 릴레이(60, 92).
  23. 제22항에 있어서,
    상기 리셋 수단이 상기 래치 부재(69)를 구비하는 액추에이터 부재(68)를 갖는 제2 초소형 정밀기계식 액추에이터(71)―여기서 제2 초소형 정밀기계식 액추에이터(71)는 상기 제1 초소형 정밀기계식 액추에이터(66)의 상기 액추에이터 부재(68)를 언래치함―를 포함하는 초소형 정밀기계식 릴레이(60).
  24. 제13항에 있어서,
    상기 가열 수단이 상기 아치형 빔(70, 99)을 외부에서 가열하는 수단을 포함하는 초소형 정밀기계식 릴레이(60, 92).
  25. 제13항에 있어서,
    상기 제1 접촉 쌍(64, 96)에 대해 상기 제1 초소형 정밀기계식 액추에이터(66, 98)에 대향하는 상기 초소형 전자기판(62, 94)의 일부 상에 배치되는 제2 초소형 정밀기계식 액추에이터(71, 104)―여기서 제2 초소형 정밀기계식 액추에이터(71, 104)는 상기 제1 접촉 쌍(64, 96)으로부터 상기 제1 초소형 정밀기계식 액추에이터(66, 98)를 제어 가능하게 체결 해제함―을 추가로 포함하며, 상기 제2 초소형 정밀기계식 액추에이터(71, 104)가
    ⅰ) 상기 초소형 전자기판(62, 94) 상에 배치되는 공간적으로 떨어져 있는 지지물들;
    ⅱ) 상기 공간적으로 떨어져 있는 지지물들 사이로 연장되는 아치형 빔;
    ⅲ) 상기 아치형 빔에 결합되어 동작되며, 상기 제1 접촉 쌍(64, 96)을 향해 외부로 연장되는 액추에이터 부재(106); 및
    ⅳ) 상기 액추에이터 부재(106)가 상기 제1 초소형 정밀기계식 액추에이터(66, 98)의 상기 액추에이터 부재(68, 102)와 접촉하며 상기 제1 접촉 쌍(64, 96)으로부터 상기 제1 초소형 정밀기계식 액추에이터(66, 98)의 상기 액추에이터 부재(68, 104)를 체결 해제하기 위해 상기 아치형 빔이 더욱 아치형이 되도록 상기 아치형 빔을 가열하는 수단
    을 포함하는
    초소형 정밀기계식 릴레이(60, 92).
  26. 제13항에 있어서,
    상기 제1 접촉 쌍(64, 96) 중 각각 하나에 전기적으로 연결되며 접하는 관계로 배치되어 과전압 보호를 제공하도록 방전 갭(discharge gap)을 정하는 제1 및 제2 필드 강화 구조물(88)을 추가로 포함하는 초소형 정밀기계식 릴레이(60, 92).
  27. 제26항에 있어서,
    필드 강화 구조물(88) 각각이 다른 필드 강화 구조물(88)을 향해 연장되는 적어도 하나의 뾰족한 돌출부(pointed projection; 90)를 포함하는 초소형 정밀기계식 릴레이(60, 92).
  28. 제1 및 제2 접촉 쌍(124, 126)을 교대로 연결하는 초소형 정밀기계식 릴레이(110)에 있어서,
    a) 초소형 전자기판(112); 및
    b) 상기 초소형 전자기판(112) 상의 제1 및 제2 접촉 쌍(124, 126)
    을 포함하고,
    상기 초소형 전자기판(112) 상에 배치되는 제1 및 제2 초소형 정밀기계식 액추에이터(118, 114)―여기서 초소형 정밀기계식 액추에이터(118, 114) 각각은
    ⅰ) 상기 초소형 전자기판(112) 상에 배치되는 공간적으로 떨어져 있는 지지물;
    ⅱ) 상기 공간적으로 떨어져 있는 지지물 사이로 연장되는 아치형 빔; 및
    ⅲ) 상기 아치형 빔에 결합되어 동작하며 외부로 연장되는 액추에이터 부재
    를 포함함―
    를 포함하며,
    상기 제1 초소형 정밀기계식 액추에이터(118)의 상기 액추에이터 부재(120)가 상기 제1 초소형 정밀기계식 액추에이터(118)의 동작시 상기 제2 초소형 정밀기계식 액추에이터(114)의 상기 액추에이터 부재(116)를 함께 동작하도록 체결하여, 어떠한 초소형 정밀기계식 액추에이터(118, 114)도 동작하지 않으면 전기적 접촉이 상기 제1 접촉 쌍(124) 사이에 설정되며, 상기 제2 초소형 정밀기계식 액추에이터(118)가 동작하면 전기적 접촉이 상기 제2 접촉 쌍(126) 사이에 설정되는
    초소형 정밀기계식 릴레이(110).
  29. 제28항에 있어서,
    상기 제2 초소형 정밀기계식 액추에이터(114)의 상기 액추에이터 부재(116)가 상기 제1 및 제2 접촉 쌍(124, 126)을 교대로 접촉시키기 위해 상기 제1 및 제2 접촉 쌍(124, 126) 사이에 배치되는 확대된 헤드 부분(116a)을 포함하는 초소형 정밀기계식 릴레이(110).
  30. 제28항에 있어서,
    상기 제2 초소형 정밀기계식 액추에이터(114)의 상기 액추에이터 부재(116)에 대한 단부 부분(end portion)은 그 단부(116c)를 통하는 소매(116b) 개구부(sleeve opening)를 포함하며, 상기 제1 초소형 정밀기계식 액추에이터(118)의 상기 액추에이터 부재(120)에 대한 단부 부분은 상기 제1 및 제2 초소형 정밀기계식 액추에이터(118, 114)의 상기 액추에이터 부재들(120, 116)이 상기 제1 초소형 정밀기계식 액추에이터(118)의 동작 해제에 뒤이어 함께 체결 동작이 유지되도록 상기 제1 초소형 정밀기계식 액추에이터(118)의 동작시 상기 소매(116b)의 단부(116c)를 통해 삽입되는 체결부(engagement portion; 120a)를 포함하는 초소형 정밀기계식 릴레이(110).
  31. 제28항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 초소형 정밀기계식 액추에이터(118, 114) 모두의 아치형 빔이 동일 방향으로 아치 형성되는 초소형 정밀기계식 릴레이(110).
  32. 초소형 전자기판(142)을 포함하고,
    상기 초소형 전자기판(142) 상에 배치되는 복수의 제1 및 제2 초소형 정밀기계식 액추에이터(144, 146)―여기서 복수의 제1 초소형 정밀기계식 액추에이터(144)는 각각 행 소자(row element)를 나타내고 복수의 제2 초소형 정밀기계식 액추에이터(146)는 열 소자(column element)를 나타내며, 상기 초소형 정밀기계식 액추에이터(144, 146) 각각은
    ⅰ) 상기 초소형 전자기판(142) 상에 배치되는 공간적으로 떨어져 있는 지지물;
    ⅱ) 상기 공간적으로 떨어져 있는 지지물들 사이로 연장되는 아치형 빔;
    ⅲ) 상기 아치형 빔과 결합되어 동작하며 상기 아치형 빔으로부터 외부로 연장되는 액추에이터 부재(148); 및
    ⅳ) 상기 액추에이터 부재(148)에 대해 공간적으로 떨어져 있고 상기 액추에이터 부재로부터 외부로 연장되는 복수의 접촉 부재(150)
    를 포함함―
    를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 초소형 정밀기계식 액추에이터(144, 146) 쌍 각각의 동작은 상기 액추에이터 부재(148) 각각을 이동시키고 각각의 접촉 부재(150)들 사이에 전기적 접촉을 설정하여 연속적인 전기 경로가 각각의 상기 제1 및 제2 초소형 정밀기계식 액추에이터(144, 146) 쌍 사이로 연장되는
    초소형 정밀기계식 스위칭 어레이(140).
  33. 제32항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 초소형 정밀기계식 액추에이터(144, 146) 쌍 각각의 상기 액추에이터 부재의 동작에 뒤이어 액추에이터 부재(148)를 래치하여 추가 동작이 없는데도 전기적인 접촉을 상기 각각의 접촉 부재들(150) 사이에서 유지시키는 래치 수단을 추가로 포함하는 초소형 정밀기계식 스위칭 어레이(140).
  34. 제33항에 있어서,
    상기 래치 수단이
    액추에이터 부재(148) 각각으로부터 외부로 연장되는 래치 부재(latch member)(154); 및
    상기 초소형 전자기판(142) 상에 배치되는 복수의 고정 부재(anchor member; 156)―여기서 하나의 고정 부재(156)는 상기 초소형 정밀기계식 액추에이터(144, 146) 각각의 동작시 상기 래치 부재(154)가 함께 동작되도록 체결하기 위해 상기 제1 및 제2 초소형 정밀기계식 액추에이터(144, 146) 각각과 결합됨―
    을 포함하는 초소형 정밀기계식 스위칭 어레이(140).
  35. 제33항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 초소형 정밀기계식 액추에이터(144, 146) 쌍 각각의 상기 액추에이터 부재(148)를 언래치하여 상기 제1 및 제2 초소형 정밀기계식 액추에이터(144, 146)의 동작이 없는 경우 상기 각각의 접촉 부재(150)들이 분리되고 더 이상 전기적 접촉이 유지되지 않는 리셋 수단을 추가로 포함하는 초소형 정밀기계식 스위칭 어레이(140).
  36. 제34항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 초소형 정밀기계식 액추에이터(144, 146)를 각각 리셋시키는 제1 및 제2 리셋 액추에이터(160, 164)―여기서 리셋 액추에이터(160, 164) 각각은
    ⅰ) 상기 초소형 전자기판(142) 상에 배치되는 공간적으로 떨어져 있는 지지물;
    ⅱ) 상기 공간적으로 떨어져 있는 지지물들 사이로 연장되는 아치형 빔;
    ⅲ) 상기 아치형 빔과 결합되어 동작하며 상기 아치형 빔으로부터 외부로 연장되는 액추에이터 부재(162, 166); 및
    ⅳ) 상기 액추에이터 부재(162, 166)에 대해 공간적으로 떨어져 있고 상기 액추에이터 부재(162, 166)로부터 외부로 연장되는 복수의 리셋 부재(168)
    를 포함하며,
    상기 복수의 리셋 부재(168)는 상기 리셋 액추에이터(160, 164)의 동작시 상기 초소형 정밀기계식 액추에이터(144, 146)의 액추에이터 부재(148) 각각을 체결하여 상기 액추에이터 부재(148)의 래치 부재(154)가 상기 고정 부재(156) 각각으로부터 체결이 해제됨―
    를 추가로 포함하는 초소형 정밀기계식 스위칭 어레이.
  37. 적어도 하나의 개구부(172a)가 자신을 통하도록 정해지는 초소형 전자기판(172)을 포함하고,
    상기 초소형 전자기판(172) 상에 배치되는 초소형 정밀기계식 액추에이터(174)―여기서 초소형 정밀기계식 액추에이터(174)는
    ⅰ) 상기 초소형 전자기판(172) 상에 배치되는 공간적으로 떨어져 있는 지지물;
    ⅱ) 상기 공간적으로 떨어져 있는 지지물들 사이로 연장되는 아치형 빔(178, 184);
    ⅲ) 상기 아치형 빔(178, 184)에 결합되어 동작하며 상기 개구부(172a)를 적어도 부분적으로 덮도록 적용되는 밸브판(valve plate; 176); 및
    ⅳ) 상기 밸브판(176)이 상기 개구부(172a)에 대해 이동되어 상기 밸브판(176)에 의해 덮이는 상기 개구부(172a)의 일부를 제어가능하게 정렬하기 위해 상기 빔(178, 184)이 더욱 아치형이 되도록 상기 아치형 빔(178, 184)을 가열하는 수단
    을 포함함―
    을 포함하는 초소형 정밀기계식 밸브.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 초소형 정밀기계식 액추에이터(174)는 함께 이동되도록 상기 아치형 빔(178, 184)과 결합되어 동작하는 액추에이터 부재(180)를 추가로 포함하며, 상기 밸브판(176)은 상기 액추에이터 부재(180)와 결합되어 동작되는 초소형 정밀기계식 밸브(170).
  39. 제38항에 있어서,
    상기 초소형 전자기판(172)은 복수의 개구부(172a)를 정하며, 상기 초소형 정밀기계식 액추에이터(174)는 상기 아치형 빔(178, 184)과 결합되어 동작하며 상기 개구부(172a) 중 하나를 각각 적어도 부분적으로 덮도록 적용되는 복수의 밸브판(176)을 추가로 포함하는 초소형 정밀기계식 밸브(170).
  40. 제38항에 있어서,
    상기 밸브판(176)은 상기 아치형 빔(184)이 가열됨에 따라 피봇 지점에 대해 회전함으로써 상기 밸브판(176)에 의해 덮이는 상기 개구부(172a)의 일부를 제어가능하게 조정하는 초소형 정밀기계식 밸브(170).
  41. 제40항에 있어서,
    상기 초소형 전자기판(172)으로부터 외부로 연장되는 베어링 포스트(bearing post; 186)를 추가로 포함하며,
    상기 밸브판(176)은 상기 아치형 빔(184)이 가열됨에 따라 상기 베어링 포스트에 대해 회전하는 연장 플레이트(elongate plate; 188)를 포함하는
    초소형 정밀기계식 밸브(170).
  42. 제41항에 있어서,
    상기 초소형 전자기판(172)이 상기 베어링 포스트(186)에 대해 소정 각도 떨어져 배치되는 복수의 개구부(172a)를 규정하며,
    상기 초소형 정밀기계식 밸브(170)는 상기 아치형 빔(184)과 결합되어 동작하며 상기 아치형 빔(184)이 가열됨에 따라 상기 베어링 포스트(186)에 대해 회전함으로써 상기 개구부(172a) 중 하나를 각각 적어도 일부를 덮도록 적용되는 복수의 밸브판(176)을 추가로 포함하는
    초소형 정밀기계식 밸브(170).
  43. 제37항에 있어서,
    상기 아치형 빔(184)의 가열에 뒤이어 상기 개구부(172a)에 대해 상기 밸브판(176)이 제 위치를 유지하게 하는 수단을 추가로 포함하는 초소형 정밀기계식 밸브(170).
  44. 제43항에 있어서,
    상기 밸브판(176)을 제 위치에 유지하는 수단이 상기 밸브판(176) 및 상기 초소형 전자기판(172) 사이에 정전력을 인가하는 수단을 포함하는 초소형 정밀기계식 밸브(170).
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Families Citing this family (230)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6316796B1 (en) 1995-05-24 2001-11-13 Lucas Novasensor Single crystal silicon sensor with high aspect ratio and curvilinear structures
US6533366B1 (en) 1996-05-29 2003-03-18 Kelsey-Hayes Company Vehicle hydraulic braking systems incorporating micro-machined technology
EP1517344B1 (en) * 1996-08-27 2007-06-06 Omron Corporation Matrix-relay
US5994816A (en) * 1996-12-16 1999-11-30 Mcnc Thermal arched beam microelectromechanical devices and associated fabrication methods
US6786420B1 (en) 1997-07-15 2004-09-07 Silverbrook Research Pty. Ltd. Data distribution mechanism in the form of ink dots on cards
US6565181B2 (en) * 1997-07-12 2003-05-20 Silverbrook Research Pty Ltd Printing cartridge with switch array identification
US6618117B2 (en) 1997-07-12 2003-09-09 Silverbrook Research Pty Ltd Image sensing apparatus including a microcontroller
US7551201B2 (en) 1997-07-15 2009-06-23 Silverbrook Research Pty Ltd Image capture and processing device for a print on demand digital camera system
US6648453B2 (en) 1997-07-15 2003-11-18 Silverbrook Research Pty Ltd Ink jet printhead chip with predetermined micro-electromechanical systems height
US6855264B1 (en) 1997-07-15 2005-02-15 Kia Silverbrook Method of manufacture of an ink jet printer having a thermal actuator comprising an external coil spring
US7195339B2 (en) 1997-07-15 2007-03-27 Silverbrook Research Pty Ltd Ink jet nozzle assembly with a thermal bend actuator
US7556356B1 (en) 1997-07-15 2009-07-07 Silverbrook Research Pty Ltd Inkjet printhead integrated circuit with ink spread prevention
US6682174B2 (en) 1998-03-25 2004-01-27 Silverbrook Research Pty Ltd Ink jet nozzle arrangement configuration
US6935724B2 (en) 1997-07-15 2005-08-30 Silverbrook Research Pty Ltd Ink jet nozzle having actuator with anchor positioned between nozzle chamber and actuator connection point
US7468139B2 (en) 1997-07-15 2008-12-23 Silverbrook Research Pty Ltd Method of depositing heater material over a photoresist scaffold
US6985207B2 (en) 1997-07-15 2006-01-10 Silverbrook Research Pty Ltd Photographic prints having magnetically recordable media
AUPO850597A0 (en) 1997-08-11 1997-09-04 Silverbrook Research Pty Ltd Image processing method and apparatus (art01a)
US6879341B1 (en) 1997-07-15 2005-04-12 Silverbrook Research Pty Ltd Digital camera system containing a VLIW vector processor
US6488361B2 (en) * 1997-07-15 2002-12-03 Silverbrook Research Pty Ltd. Inkjet printhead that incorporates closure mechanisms
US6712453B2 (en) 1997-07-15 2004-03-30 Silverbrook Research Pty Ltd. Ink jet nozzle rim
US7337532B2 (en) 1997-07-15 2008-03-04 Silverbrook Research Pty Ltd Method of manufacturing micro-electromechanical device having motion-transmitting structure
US7110024B1 (en) 1997-07-15 2006-09-19 Silverbrook Research Pty Ltd Digital camera system having motion deblurring means
US6690419B1 (en) 1997-07-15 2004-02-10 Silverbrook Research Pty Ltd Utilising eye detection methods for image processing in a digital image camera
US6624848B1 (en) 1997-07-15 2003-09-23 Silverbrook Research Pty Ltd Cascading image modification using multiple digital cameras incorporating image processing
US7465030B2 (en) 1997-07-15 2008-12-16 Silverbrook Research Pty Ltd Nozzle arrangement with a magnetic field generator
AUPO802797A0 (en) 1997-07-15 1997-08-07 Silverbrook Research Pty Ltd Image processing method and apparatus (ART54)
US6159385A (en) 1998-05-08 2000-12-12 Rockwell Technologies, Llc Process for manufacture of micro electromechanical devices having high electrical isolation
US7011378B2 (en) 1998-09-03 2006-03-14 Ge Novasensor, Inc. Proportional micromechanical valve
US6523560B1 (en) * 1998-09-03 2003-02-25 General Electric Corporation Microvalve with pressure equalization
WO2000014415A2 (en) * 1998-09-03 2000-03-16 Lucas Novasensor Proportional micromechanical device
AUPP702098A0 (en) 1998-11-09 1998-12-03 Silverbrook Research Pty Ltd Image creation method and apparatus (ART73)
EP1116338B1 (de) * 1998-09-25 2004-11-24 Siemens Aktiengesellschaft Programmierbares mobilfunk-endgerät
JP2002527272A (ja) * 1998-10-16 2002-08-27 シルバーブルック リサーチ プロプライエタリイ、リミテッド インクジェットプリンタに関する改良
US6253011B1 (en) 1998-12-30 2001-06-26 Mcdonnell Douglas Corporation Micro-aligner for precisely aligning an optical fiber and an associated fabrication method
TW493043B (en) * 1999-02-23 2002-07-01 Matsushita Electric Works Ltd Semiconductor device
KR100414513B1 (ko) * 1999-02-23 2004-01-13 마츠시다 덴코 가부시키가이샤 반도체 장치 및 이를 이용한 반도체 마이크로 액튜에이터및 반도체 마이크로 밸브 및 반도체 마이크로 릴레이 및반도체 장치의 제조 방법 및 반도체 마이크로액튜에이터의 제조 방법
US6590313B2 (en) * 1999-02-26 2003-07-08 Memscap S.A. MEMS microactuators located in interior regions of frames having openings therein and methods of operating same
US6236139B1 (en) * 1999-02-26 2001-05-22 Jds Uniphase Inc. Temperature compensated microelectromechanical structures and related methods
US6540203B1 (en) 1999-03-22 2003-04-01 Kelsey-Hayes Company Pilot operated microvalve device
US6218762B1 (en) 1999-05-03 2001-04-17 Mcnc Multi-dimensional scalable displacement enabled microelectromechanical actuator structures and arrays
US6428173B1 (en) * 1999-05-03 2002-08-06 Jds Uniphase, Inc. Moveable microelectromechanical mirror structures and associated methods
AUPQ056099A0 (en) 1999-05-25 1999-06-17 Silverbrook Research Pty Ltd A method and apparatus (pprint01)
WO2000074532A1 (en) * 1999-06-07 2000-12-14 Mccord Winn Textron Inc. Microvalve controller for pneumatically contoured support
US7106493B2 (en) * 1999-07-27 2006-09-12 Sanford James E MEMS-based valve device
US6887615B1 (en) 1999-07-30 2005-05-03 The Procter & Gamble Company Microvalve for controlling fluid flow
WO2001009579A1 (en) * 1999-07-30 2001-02-08 Xactix, Inc. Thermal isolation using vertical structures
US6962170B1 (en) 1999-07-30 2005-11-08 The Procter & Gamble Company Microvalve for controlling fluid flow
AU6356700A (en) * 1999-07-30 2001-02-19 Procter & Gamble Company, The Microvalve for controlling fluid flow
US6268635B1 (en) * 1999-08-04 2001-07-31 Jds Uniphase Inc. Dielectric links for microelectromechanical systems
US6291922B1 (en) * 1999-08-25 2001-09-18 Jds Uniphase, Inc. Microelectromechanical device having single crystalline components and metallic components
US6255757B1 (en) * 1999-09-01 2001-07-03 Jds Uniphase Inc. Microactuators including a metal layer on distal portions of an arched beam
US6211598B1 (en) * 1999-09-13 2001-04-03 Jds Uniphase Inc. In-plane MEMS thermal actuator and associated fabrication methods
US6803755B2 (en) 1999-09-21 2004-10-12 Rockwell Automation Technologies, Inc. Microelectromechanical system (MEMS) with improved beam suspension
US6798312B1 (en) * 1999-09-21 2004-09-28 Rockwell Automation Technologies, Inc. Microelectromechanical system (MEMS) analog electrical isolator
US6617750B2 (en) 1999-09-21 2003-09-09 Rockwell Automation Technologies, Inc. Microelectricalmechanical system (MEMS) electrical isolator with reduced sensitivity to inertial noise
US6275320B1 (en) * 1999-09-27 2001-08-14 Jds Uniphase, Inc. MEMS variable optical attenuator
US6472739B1 (en) * 1999-11-15 2002-10-29 Jds Uniphase Corporation Encapsulated microelectromechanical (MEMS) devices
KR100312432B1 (ko) * 1999-11-25 2001-11-05 오길록 마이크로 구조체를 이용한 광스위치
US6574077B1 (en) 1999-12-02 2003-06-03 Seagate Technology Llc Microactuator assembly having improved standoff configuration
US6429034B1 (en) 1999-12-16 2002-08-06 Corning Incorporated Method of making high aspect ratio features during surface micromachining
US6366186B1 (en) * 2000-01-20 2002-04-02 Jds Uniphase Inc. Mems magnetically actuated switches and associated switching arrays
US6388359B1 (en) 2000-03-03 2002-05-14 Optical Coating Laboratory, Inc. Method of actuating MEMS switches
US6303885B1 (en) 2000-03-03 2001-10-16 Optical Coating Laboratory, Inc. Bi-stable micro switch
US6580947B1 (en) 2000-03-10 2003-06-17 Medtronic, Inc. Magnetic field sensor for an implantable medical device
US6845962B1 (en) 2000-03-22 2005-01-25 Kelsey-Hayes Company Thermally actuated microvalve device
US6694998B1 (en) 2000-03-22 2004-02-24 Kelsey-Hayes Company Micromachined structure usable in pressure regulating microvalve and proportional microvalve
US6351580B1 (en) 2000-03-27 2002-02-26 Jds Uniphase Corporation Microelectromechanical devices having brake assemblies therein to control movement of optical shutters and other movable elements
US6333583B1 (en) 2000-03-28 2001-12-25 Jds Uniphase Corporation Microelectromechanical systems including thermally actuated beams on heaters that move with the thermally actuated beams
DE10015598C2 (de) 2000-03-29 2002-05-02 Fraunhofer Ges Forschung Mikroaktoranordnung
US6310419B1 (en) 2000-04-05 2001-10-30 Jds Uniphase Inc. Resistor array devices including switch contacts operated by microelectromechanical actuators and methods for fabricating the same
US6367251B1 (en) 2000-04-05 2002-04-09 Jds Uniphase Corporation Lockable microelectromechanical actuators using thermoplastic material, and methods of operating same
US6360539B1 (en) * 2000-04-05 2002-03-26 Jds Uniphase Corporation Microelectromechanical actuators including driven arched beams for mechanical advantage
US6445842B1 (en) * 2000-04-05 2002-09-03 Jds Uniphase, Inc. Microelectromechanical optical cross-connect switches including mechanical actuators and methods of operating same
US6542656B1 (en) 2000-04-05 2003-04-01 Jds Uniphase Corporation Add-drop optical switches including parallel fixed and movable reflectors and methods of fabricating same
US7064879B1 (en) * 2000-04-07 2006-06-20 Microsoft Corporation Magnetically actuated microelectrochemical systems actuator
US6832477B2 (en) * 2000-05-08 2004-12-21 Mark A Gummin Shape memory alloy actuator
US6675578B1 (en) * 2000-05-22 2004-01-13 Microsoft Corporation Thermal buckle-beam actuator
AU6851101A (en) * 2000-06-19 2002-01-02 Univ Brigham Young Thermomechanical in-plane microactuator
US6494804B1 (en) 2000-06-20 2002-12-17 Kelsey-Hayes Company Microvalve for electronically controlled transmission
US6780570B2 (en) * 2000-06-28 2004-08-24 Institut National D'optique Method of fabricating a suspended micro-structure with a sloped support
US6367252B1 (en) 2000-07-05 2002-04-09 Jds Uniphase Corporation Microelectromechanical actuators including sinuous beam structures
JP5236141B2 (ja) * 2000-07-07 2013-07-17 フェンウォール、インコーポレイテッド Ｍｅｍｓを用いた医療システム、方法および装置
US6539143B1 (en) 2000-07-31 2003-03-25 Sarcon Microsystems, Inc. Optical switching system
EP1307398B1 (de) * 2000-08-09 2004-03-31 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Anordnung mit variabler kapazität
US6581640B1 (en) 2000-08-16 2003-06-24 Kelsey-Hayes Company Laminated manifold for microvalve
DE10040867A1 (de) 2000-08-21 2002-05-23 Abb Research Ltd Mikroschalter
US6407478B1 (en) 2000-08-21 2002-06-18 Jds Uniphase Corporation Switches and switching arrays that use microelectromechanical devices having one or more beam members that are responsive to temperature
AU2001277656A1 (en) * 2000-08-21 2002-03-04 Jds Uniphase Corporation Switches and switching arrays that use microelectromechanical devices having oneor more beam members that are responsive to temperature
US6561479B1 (en) * 2000-08-23 2003-05-13 Micron Technology, Inc. Small scale actuators and methods for their formation and use
US6636655B2 (en) 2000-08-29 2003-10-21 Memscap S.A. MEMS optical switches having obliquely angled inputs and outputs relative to a face thereof and moveable reflectors with parallel positions therein and methods of forming same
US6531947B1 (en) * 2000-09-12 2003-03-11 3M Innovative Properties Company Direct acting vertical thermal actuator with controlled bending
US6708491B1 (en) 2000-09-12 2004-03-23 3M Innovative Properties Company Direct acting vertical thermal actuator
US6483419B1 (en) * 2000-09-12 2002-11-19 3M Innovative Properties Company Combination horizontal and vertical thermal actuator
US6501282B1 (en) 2000-09-29 2002-12-31 Rockwell Automation Technologies, Inc. Highly sensitive capacitance comparison circuit
US6592098B2 (en) * 2000-10-18 2003-07-15 The Research Foundation Of Suny Microvalve
US6775048B1 (en) * 2000-10-31 2004-08-10 Microsoft Corporation Microelectrical mechanical structure (MEMS) optical modulator and optical display system
US6422011B1 (en) * 2000-10-31 2002-07-23 Microsoft Corporation Thermal out-of-plane buckle-beam actuator
US6708492B2 (en) 2000-10-31 2004-03-23 Microsoft Corporation Resonant thermal out-of-plane buckle-beam actuator
US6804552B2 (en) 2000-11-03 2004-10-12 Medtronic, Inc. MEMs switching circuit and method for an implantable medical device
US6961368B2 (en) * 2001-01-26 2005-11-01 Ericsson Inc. Adaptive antenna optimization network
JP4109992B2 (ja) * 2001-01-30 2008-07-02 株式会社アドバンテスト スイッチ、及び集積化回路装置
US6583374B2 (en) 2001-02-20 2003-06-24 Rockwell Automation Technologies, Inc. Microelectromechanical system (MEMS) digital electrical isolator
US6549107B2 (en) * 2001-02-26 2003-04-15 Opticnet, Inc. Latching mechanism for MEMS actuator and method of fabrication
US6771001B2 (en) 2001-03-16 2004-08-03 Optical Coating Laboratory, Inc. Bi-stable electrostatic comb drive with automatic braking
KR100378360B1 (ko) * 2001-04-10 2003-03-29 삼성전자주식회사 수평 동작형 ＭＥＭｓ 스위치
US6756310B2 (en) 2001-09-26 2004-06-29 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method for constructing an isolate microelectromechanical system (MEMS) device using surface fabrication techniques
US6522452B2 (en) 2001-04-26 2003-02-18 Jds Uniphase Corporation Latchable microelectromechanical structures using non-newtonian fluids, and methods of operating same
US6768628B2 (en) 2001-04-26 2004-07-27 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method for fabricating an isolated microelectromechanical system (MEMS) device incorporating a wafer level cap
US6815243B2 (en) 2001-04-26 2004-11-09 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method of fabricating a microelectromechanical system (MEMS) device using a pre-patterned substrate
US6761829B2 (en) 2001-04-26 2004-07-13 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method for fabricating an isolated microelectromechanical system (MEMS) device using an internal void
US6569701B2 (en) 2001-10-25 2003-05-27 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method for fabricating an isolated microelectromechanical system device
US6794271B2 (en) 2001-09-28 2004-09-21 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method for fabricating a microelectromechanical system (MEMS) device using a pre-patterned bridge
US6845959B2 (en) * 2001-05-04 2005-01-25 Hydril Company, L.P. Quick release blowout preventer bonnet
US6801682B2 (en) * 2001-05-18 2004-10-05 Adc Telecommunications, Inc. Latching apparatus for a MEMS optical switch
US6757093B2 (en) 2001-05-21 2004-06-29 Jds Uniphase Corporation MEMS reflectors having tail portions that extend inside a recess and head portions that extend outside the recess and methods of forming same
US7141812B2 (en) * 2002-06-05 2006-11-28 Mikro Systems, Inc. Devices, methods, and systems involving castings
US7785098B1 (en) 2001-06-05 2010-08-31 Mikro Systems, Inc. Systems for large area micro mechanical systems
US7410606B2 (en) 2001-06-05 2008-08-12 Appleby Michael P Methods for manufacturing three-dimensional devices and devices created thereby
US6688169B2 (en) * 2001-06-15 2004-02-10 Textron Systems Corporation Systems and methods for sensing an acoustic signal using microelectromechanical systems technology
US6544898B2 (en) 2001-06-25 2003-04-08 Adc Telecommunications, Inc. Method for improved die release of a semiconductor device from a wafer
US6664786B2 (en) 2001-07-30 2003-12-16 Rockwell Automation Technologies, Inc. Magnetic field sensor using microelectromechanical system
US6698201B1 (en) * 2001-08-16 2004-03-02 Zyvex Corporation Cascaded bimorph rotary actuator
US20030048016A1 (en) * 2001-08-30 2003-03-13 Show-Way Yeh Thin motor and pump
US6664885B2 (en) 2001-08-31 2003-12-16 Adc Telecommunications, Inc. Thermally activated latch
US6731492B2 (en) 2001-09-07 2004-05-04 Mcnc Research And Development Institute Overdrive structures for flexible electrostatic switch
US6593870B2 (en) 2001-10-18 2003-07-15 Rockwell Automation Technologies, Inc. MEMS-based electrically isolated analog-to-digital converter
US6690178B2 (en) 2001-10-26 2004-02-10 Rockwell Automation Technologies, Inc. On-board microelectromechanical system (MEMS) sensing device for power semiconductors
AU2002363529A1 (en) * 2001-11-09 2003-05-19 Coventor, Incorporated Micro-scale interconnect device with internal heat spreader and method for fabricating same
US7011288B1 (en) 2001-12-05 2006-03-14 Microstar Technologies Llc Microelectromechanical device with perpendicular motion
US7244367B2 (en) * 2001-12-11 2007-07-17 Jds Uniphase Corporation Metal alloy elements in micromachined devices
US6804959B2 (en) * 2001-12-31 2004-10-19 Microsoft Corporation Unilateral thermal buckle-beam actuator
US6828171B2 (en) * 2002-01-16 2004-12-07 Xerox Corporation Systems and methods for thermal isolation of a silicon structure
US20030150268A1 (en) * 2002-02-08 2003-08-14 Ball Semiconductor, Inc. System and method for reducing electric discharge breakdown in electrostatically levitated MEMS devices
US6858911B2 (en) * 2002-02-21 2005-02-22 Advanced Micriosensors MEMS actuators
US6717227B2 (en) * 2002-02-21 2004-04-06 Advanced Microsensors MEMS devices and methods of manufacture
US6900510B2 (en) * 2002-02-21 2005-05-31 Advanced Microsensors MEMS devices and methods for inhibiting errant motion of MEMS components
US6665104B2 (en) 2002-03-12 2003-12-16 Memx, Inc. Mirror positioning assembly with vertical force component compensation
US7055975B2 (en) 2002-03-12 2006-06-06 Memx, Inc. Microelectromechanical system with non-collinear force compensation
US6824278B2 (en) * 2002-03-15 2004-11-30 Memx, Inc. Self-shadowing MEM structures
US6701779B2 (en) 2002-03-21 2004-03-09 International Business Machines Corporation Perpendicular torsion micro-electromechanical switch
US7040349B2 (en) * 2002-03-27 2006-05-09 Viking Technologies, L.C. Piezo-electric actuated multi-valve manifold
US7053519B2 (en) * 2002-03-29 2006-05-30 Microsoft Corporation Electrostatic bimorph actuator
US6673697B2 (en) * 2002-04-03 2004-01-06 Intel Corporation Packaging microelectromechanical structures
US6739132B2 (en) 2002-04-30 2004-05-25 Adc Telecommunications, Inc. Thermal micro-actuator based on selective electrical excitation
US6828887B2 (en) * 2002-05-10 2004-12-07 Jpmorgan Chase Bank Bistable microelectromechanical system based structures, systems and methods
US6753582B2 (en) * 2002-08-14 2004-06-22 Intel Corporation Buckling beam bi-stable microelectromechanical switch using electro-thermal actuation
US6713314B2 (en) * 2002-08-14 2004-03-30 Intel Corporation Hermetically packaging a microelectromechanical switch and a film bulk acoustic resonator
US20040031266A1 (en) * 2002-08-16 2004-02-19 Pc Lens Corp System and method for providing a micro-electro-mechanical microengine assembly
KR100485787B1 (ko) * 2002-08-20 2005-04-28 삼성전자주식회사 마이크로 스위치
CN1711491A (zh) * 2002-11-08 2005-12-21 内诺林公司 动态微型定位与校准器
US20040166602A1 (en) * 2003-01-17 2004-08-26 Ye Wang Electro-thermally actuated lateral-contact microrelay and associated manufacturing process
US7021191B2 (en) * 2003-01-24 2006-04-04 Viking Technologies, L.C. Accurate fluid operated cylinder positioning system
US6975783B2 (en) * 2003-02-19 2005-12-13 Northrop Grumman Corporation Switch control with light beams
WO2004097218A2 (en) * 2003-04-28 2004-11-11 Nanomuscle, Inc. Flow control assemblies having integrally formed shape memory alloy actuators
US7190245B2 (en) * 2003-04-29 2007-03-13 Medtronic, Inc. Multi-stable micro electromechanical switches and methods of fabricating same
US7474923B2 (en) * 2003-04-29 2009-01-06 Medtronic, Inc. Micro electromechanical switches and medical devices incorporating same
US20070063613A1 (en) * 2003-05-09 2007-03-22 Technion Research And Development Foundation Ltd. Thermoelastically actuated microresonator
WO2005001863A1 (en) * 2003-06-02 2005-01-06 Carnegie Mellon University Self-assembling mems devices having thermal actuation
US6985651B2 (en) * 2003-08-05 2006-01-10 Xerox Corporation Thermal actuator with offset beam segment neutral axes and an optical waveguide switch including the same
US6985650B2 (en) * 2003-08-05 2006-01-10 Xerox Corporation Thermal actuator and an optical waveguide switch including the same
US6983088B2 (en) * 2003-08-05 2006-01-03 Xerox Corporation Thermal actuator and an optical waveguide switch including the same
US20070188846A1 (en) * 2003-09-03 2007-08-16 Slicker James M MEMS switch with bistable element having straight beam components
EP1664604B3 (en) * 2003-09-05 2020-09-23 Alfmeier Präzision SE A system, method and apparatus for reducing frictional forces and for compensating shape memory alloy-actuated valves and valve systems at high temperatures
US20050058959A1 (en) * 2003-09-17 2005-03-17 General Electric Company Gas flow control for gas burners utilizing a micro-electro-mechanical valve
US7388459B2 (en) * 2003-10-28 2008-06-17 Medtronic, Inc. MEMs switching circuit and method for an implantable medical device
US8011388B2 (en) 2003-11-24 2011-09-06 Microstaq, INC Thermally actuated microvalve with multiple fluid ports
US20070251586A1 (en) * 2003-11-24 2007-11-01 Fuller Edward N Electro-pneumatic control valve with microvalve pilot
JP2007512489A (ja) * 2003-11-24 2007-05-17 アルーマナ、マイクロウ、エルエルシー 可変容量形コンプレッサの制御に適したマイクロバルブ・デバイス
US6988706B2 (en) * 2003-12-17 2006-01-24 General Electric Company Piezoelectric microvalve
JP2007525630A (ja) * 2004-02-27 2007-09-06 アルーマナ、マイクロウ、エルエルシー ハイブリッド・マイクロ／マクロ・プレート弁
JP5196422B2 (ja) 2004-03-05 2013-05-15 ドゥンアン、マイクロスタック、インク マイクロバルブ形成のための選択的ボンディング
US7039268B2 (en) * 2004-03-29 2006-05-02 Japan Aviation Electronics Industry Limited Optical device
US7749792B2 (en) * 2004-06-02 2010-07-06 Carnegie Mellon University Self-assembling MEMS devices having thermal actuation
US7183622B2 (en) * 2004-06-30 2007-02-27 Intel Corporation Module integrating MEMS and passive components
US7156365B2 (en) 2004-07-27 2007-01-02 Kelsey-Hayes Company Method of controlling microvalve actuator
US7623142B2 (en) * 2004-09-14 2009-11-24 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Flexure
CN100368795C (zh) * 2004-12-22 2008-02-13 东南大学 测量多晶硅薄膜热膨胀系数的测量结构及其测量方法
US7312678B2 (en) * 2005-01-05 2007-12-25 Norcada Inc. Micro-electromechanical relay
EP1836399A1 (en) * 2005-01-14 2007-09-26 Alumina Micro LLC System and method for controlling a variable displacement compressor
US7224883B2 (en) * 2005-03-31 2007-05-29 Xerox Corporation Actuator and latching systems and methods
US7046411B1 (en) 2005-04-29 2006-05-16 Sandia Corporation Tensile-stressed microelectromechanical apparatus and micromirrors formed therefrom
US7619346B2 (en) * 2005-05-13 2009-11-17 Evigia Systems, Inc. Method and system for monitoring environmental conditions
US7159397B1 (en) 2005-06-07 2007-01-09 Sandia Corporation Tensile-stressed microelectromechanical apparatus and tiltable micromirrors formed therefrom
US7913928B2 (en) 2005-11-04 2011-03-29 Alliant Techsystems Inc. Adaptive structures, systems incorporating same and related methods
US20070205473A1 (en) * 2006-03-03 2007-09-06 Honeywell International Inc. Passive analog thermal isolation structure
US7872432B2 (en) * 2006-03-20 2011-01-18 Innovative Micro Technology MEMS thermal device with slideably engaged tether and method of manufacture
US7401515B2 (en) * 2006-03-28 2008-07-22 Honeywell International Inc. Adaptive circuits and methods for reducing vibration or shock induced errors in inertial sensors
US9079762B2 (en) * 2006-09-22 2015-07-14 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Micro-electromechanical device
DE112007003035T5 (de) 2006-12-15 2009-11-05 Microstaq, Inc., Austin Mikroventilvorrichtung
US7602266B2 (en) * 2007-03-16 2009-10-13 Réseaux MEMS, Société en commandite MEMS actuators and switches
CN101675280B (zh) 2007-03-30 2013-05-15 盾安美斯泰克公司(美国) 先导式微型滑阀
CN101668973B (zh) 2007-03-31 2013-03-13 盾安美斯泰克公司(美国) 先导式滑阀
US20090146773A1 (en) * 2007-12-07 2009-06-11 Honeywell International Inc. Lateral snap acting mems micro switch
US8199020B1 (en) 2008-02-11 2012-06-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Thermal cutoff fuse for arbitrary temperatures
US8232858B1 (en) * 2008-02-20 2012-07-31 Sandia Corporation Microelectromechanical (MEM) thermal actuator
US7956759B1 (en) * 2008-05-13 2011-06-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Humidity sensitive cutoff fuse
CN102164846B (zh) 2008-08-09 2016-03-30 盾安美斯泰克公司(美国) 改进的微型阀装置
US8113482B2 (en) 2008-08-12 2012-02-14 DunAn Microstaq Microvalve device with improved fluid routing
US9315663B2 (en) 2008-09-26 2016-04-19 Mikro Systems, Inc. Systems, devices, and/or methods for manufacturing castings
CN102308131B (zh) 2008-12-06 2014-01-08 盾安美斯泰克有限公司 流体流动控制组件
US20100156577A1 (en) * 2008-12-22 2010-06-24 General Electric Company Micro-electromechanical system switch
WO2010117874A2 (en) 2009-04-05 2010-10-14 Microstaq, Inc. Method and structure for optimizing heat exchanger performance
US20120145252A1 (en) 2009-08-17 2012-06-14 Dunan Microstaq, Inc. Micromachined Device and Control Method
US8804295B2 (en) * 2009-10-15 2014-08-12 Altera Corporation Configurable multi-gate switch circuitry
US9006844B2 (en) 2010-01-28 2015-04-14 Dunan Microstaq, Inc. Process and structure for high temperature selective fusion bonding
WO2011094302A2 (en) 2010-01-28 2011-08-04 Microstaq, Inc. Process for reconditioning semiconductor surface to facilitate bonding
US8666218B2 (en) * 2010-03-02 2014-03-04 Agiltron, Inc. Compact thermal actuated variable optical attenuator
JP2011248960A (ja) * 2010-05-26 2011-12-08 Hitachi Ltd 磁気ディスク装置
US8996141B1 (en) 2010-08-26 2015-03-31 Dunan Microstaq, Inc. Adaptive predictive functional controller
US8184009B1 (en) * 2011-05-10 2012-05-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Humidity-sensitive cutoff fuse
US8813824B2 (en) 2011-12-06 2014-08-26 Mikro Systems, Inc. Systems, devices, and/or methods for producing holes
US8925793B2 (en) 2012-01-05 2015-01-06 Dunan Microstaq, Inc. Method for making a solder joint
US9140613B2 (en) 2012-03-16 2015-09-22 Zhejiang Dunan Hetian Metal Co., Ltd. Superheat sensor
CN102882307B (zh) * 2012-09-06 2015-07-01 上海大学 基于凸轮机构的可调输出位移的直线微马达
US9235219B2 (en) * 2012-12-27 2016-01-12 Zhejiang Dunan Hetian Metal Co., Ltd. Microvalve with integrated flow sensing capability
TWI506661B (zh) * 2013-05-20 2015-11-01 Univ Nat Taiwan 單鍵驅動雙穩態開關
US9188375B2 (en) 2013-12-04 2015-11-17 Zhejiang Dunan Hetian Metal Co., Ltd. Control element and check valve assembly
US10752492B2 (en) 2014-04-01 2020-08-25 Agiltron, Inc. Microelectromechanical displacement structure and method for controlling displacement
US10576201B2 (en) 2014-08-14 2020-03-03 SFC Fluidics, Inc. Dual latching microvalves
CN106064805B (zh) * 2015-12-03 2017-08-15 无锡微奥科技有限公司 一种带恒温控制的热式驱动mems器件
US10190702B2 (en) * 2016-03-15 2019-01-29 Dunan Microstaq, Inc. MEMS based solenoid valve
US10875761B2 (en) * 2016-09-12 2020-12-29 Mems Drive, Inc. Systems and methods for a MEMS actuation systems device with one or more slidable connection assemblies
US11407634B2 (en) 2016-09-12 2022-08-09 MEMS Drive (Nanjing) Co., Ltd. MEMS actuation systems and methods
US11261081B2 (en) 2016-09-12 2022-03-01 MEMS Drive (Nanjing) Co., Ltd. MEMS actuation systems and methods
CN107742598A (zh) * 2017-09-26 2018-02-27 西安交通大学 一种电热驱动双稳态mems开关
US10962424B2 (en) * 2018-09-27 2021-03-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Micro-electro-mechanical system (MEMS) thermal sensor
US11353140B2 (en) * 2019-01-29 2022-06-07 Dunan Microstaq, Inc. Two port mems silicon flow control valve
CN110212805B (zh) * 2019-05-30 2020-12-25 上海集成电路研发中心有限公司 一种改善翘曲程度的mems结构
DE102019125143A1 (de) * 2019-09-18 2021-03-18 Universität des Saarlandes Thermische Aktoranordnung mit verbesserter Rückstellzeit
WO2024102632A1 (en) * 2022-11-07 2024-05-16 MEMS Drive (Nanjing) Co., Ltd. Mems flexure assembly

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5266863A (en) * 1991-09-26 1993-11-30 Fuji Electric Co., Ltd. Piezoelectric actuator
US5536988A (en) * 1993-06-01 1996-07-16 Cornell Research Foundation, Inc. Compound stage MEM actuator suspended for multidimensional motion
JPH08250779A (ja) * 1995-03-15 1996-09-27 Canon Inc マイクロ構造体、その製造方法及びそれを用いた静電アクチュエータ
US5658698A (en) * 1994-01-31 1997-08-19 Canon Kabushiki Kaisha Microstructure, process for manufacturing thereof and devices incorporating the same

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1258368A (en) * 1916-09-05 1918-03-05 Westinghouse Electric & Mfg Co Motor.
US1658669A (en) * 1926-06-02 1928-02-07 Gen Electric Thermal responsive device
FR764821A (fr) * 1933-02-22 1934-05-29 Alsthom Cgee Procédé de commande indirecte, éventuellement à distance, avec multiplication possible d'effort
GB792145A (en) * 1953-05-20 1958-03-19 Technograph Printed Circuits L Improvements in and relating to devices for obtaining a mechanical movement from theaction of an electric current
US3213318A (en) * 1962-10-19 1965-10-19 Gen Electric Bimetallic filament positioning device
US3609593A (en) * 1966-05-25 1971-09-28 Bell Telephone Labor Inc Vibratory reed device
JPH0670429B2 (ja) * 1985-04-03 1994-09-07 時枝 直満 直線運動型アクチュエータ
DE3809597A1 (de) * 1988-03-22 1989-10-05 Fraunhofer Ges Forschung Mikromechanisches stellelement
KR940002671B1 (ko) * 1990-04-06 1994-03-28 가부시끼가이샤 히다찌세이사꾸쇼 과부하 보호장치
US5050838A (en) * 1990-07-31 1991-09-24 Hewlett-Packard Company Control valve utilizing mechanical beam buckling
DE4031248A1 (de) * 1990-10-04 1992-04-09 Kernforschungsz Karlsruhe Mikromechanisches element
US5355712A (en) * 1991-09-13 1994-10-18 Lucas Novasensor Method and apparatus for thermally actuated self testing of silicon structures
US5179499A (en) * 1992-04-14 1993-01-12 Cornell Research Foundation, Inc. Multi-dimensional precision micro-actuator
US5309056A (en) * 1992-06-01 1994-05-03 Rockwell International Corporation Entropic electrothermal actuator with walking feet
US5261747A (en) 1992-06-22 1993-11-16 Trustees Of Dartmouth College Switchable thermoelectric element and array
US5441343A (en) * 1993-09-27 1995-08-15 Topometrix Corporation Thermal sensing scanning probe microscope and method for measurement of thermal parameters of a specimen
US5367584A (en) 1993-10-27 1994-11-22 General Electric Company Integrated microelectromechanical polymeric photonic switching arrays
US5475318A (en) * 1993-10-29 1995-12-12 Robert B. Marcus Microprobe
US5558304A (en) * 1994-03-14 1996-09-24 The B. F. Goodrich Company Deicer assembly utilizing shaped memory metals
US5483799A (en) * 1994-04-29 1996-01-16 Dalto; Michael Temperature regulated specimen transporter
JP2791383B2 (ja) * 1994-06-10 1998-08-27 ウチヤ・サーモスタット株式会社 二重安全サーモスタット
US5467068A (en) * 1994-07-07 1995-11-14 Hewlett-Packard Company Micromachined bi-material signal switch
US5600174A (en) * 1994-10-11 1997-02-04 The Board Of Trustees Of The Leeland Stanford Junior University Suspended single crystal silicon structures and method of making same
US5644177A (en) * 1995-02-23 1997-07-01 Wisconsin Alumni Research Foundation Micromechanical magnetically actuated devices
US5722989A (en) * 1995-05-22 1998-03-03 The Regents Of The University Of California Microminiaturized minimally invasive intravascular micro-mechanical systems powered and controlled via fiber-optic cable
US5862003A (en) * 1995-06-23 1999-01-19 Saif; Muhammad T. A. Micromotion amplifier
US5629665A (en) * 1995-11-21 1997-05-13 Kaufmann; James Conducting-polymer bolometer
BE1010134A3 (nl) * 1996-04-10 1998-01-06 Wiele Michel Van De Nv Gaapvormingsinrichting voor een textielmachine.
US5909078A (en) * 1996-12-16 1999-06-01 Mcnc Thermal arched beam microelectromechanical actuators
US5994816A (en) * 1996-12-16 1999-11-30 Mcnc Thermal arched beam microelectromechanical devices and associated fabrication methods
US5796152A (en) * 1997-01-24 1998-08-18 Roxburgh Ltd. Cantilevered microstructure
US5870518A (en) * 1997-08-21 1999-02-09 Mcdonnell Douglas Corporation Microactuator for precisely aligning an optical fiber and an associated fabrication method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5266863A (en) * 1991-09-26 1993-11-30 Fuji Electric Co., Ltd. Piezoelectric actuator
US5536988A (en) * 1993-06-01 1996-07-16 Cornell Research Foundation, Inc. Compound stage MEM actuator suspended for multidimensional motion
US5658698A (en) * 1994-01-31 1997-08-19 Canon Kabushiki Kaisha Microstructure, process for manufacturing thereof and devices incorporating the same
JPH08250779A (ja) * 1995-03-15 1996-09-27 Canon Inc マイクロ構造体、その製造方法及びそれを用いた静電アクチュエータ

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001518677A (ja) 2001-10-16
US6324748B1 (en) 2001-12-04
AU9212798A (en) 1999-04-12
EP1008161B1 (en) 2002-07-10
IL135185A0 (en) 2001-05-20
US5955817A (en) 1999-09-21
DE69806487T2 (de) 2003-01-30
EP1008161A1 (en) 2000-06-14
CA2304655C (en) 2005-03-22
US6023121A (en) 2000-02-08
WO1999016096A1 (en) 1999-04-01
US5994816A (en) 1999-11-30
CA2304655A1 (en) 1999-04-01
CN1277731A (zh) 2000-12-20
KR20010024308A (ko) 2001-03-26
DE69806487D1 (de) 2002-08-14
CN1126135C (zh) 2003-10-29
ATE220474T1 (de) 2002-07-15
US6114794A (en) 2000-09-05

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