KR100507950B1 - 자기마이크로스위치와그런스위치의제조를위한방법 - Google Patents

Abstract

자기 마이크로스위치(microswitch)는 자기장에 의해서 작동시킬 수 있으며, 자기 마이크로스위치(microswitch)는 두 개의 스트립(1, 2)을 포함하며, 각각의 스트립은, 겹침(overlap)으로 인해 거리 e 의 공기 간격(air gap)을 형성하는 각각 스트립의 끝 부분(distal portion)(5, 5')을, 발(9)을 통하여 기판에 붙어 있는 하나의 끝(3)을 가지는 자기 재료로 만들어진 상기 스트립(1)의 적어도 하나를, 중간 부분(median portion)(4)과 길이 Lo 인 끝 부분(distal portion)(5) 등을 포함하며, 상기의 스트립은 두 번째 스트립(2)에 대하여 나긋나긋하다. 자기장의 영향 아래에서, 자기장이 없을 때 열려있는 위치로 향하는 충분한 돌아가는 힘(return force)의 영향 아래에서, 접촉을 만드는 e 와 적어도 같은 증폭의 양쪽 편향(both deflection)을 스트립이 가지도록 하는 보다 덜 구부러지는 저항을 가질 목적으로, 나긋나긋한 스트립(flexible strip)(1)의 중간 부분(median portion)(4)은 끝 부분(distal portion)의 단면적보다 작은 전체 단면적으로 형성된다.

Description

자기 마이크로스위치와 그런 스위치의 제조를 위한 방법

본 발명은, 특별한 구조가 신뢰성이 있는 작동을 보장하는 스트립 마이크로스위치(microswitch)에 관한 것으로서, 자기장의 영향아래에서 두 개의 스트립을 같이 모으는 것에 의하여 전기 회로를 닫고, 그리고 자기장이 제거되었을 때 상기의 회로를 끊기 위한 스트립 마이크로스위치(microswitch)에 관한 것이다.

본 발명은 또한 기판에서 갈바니 성장(galvanic growth)에 의해서 그러한 마이크로스위치(microswitch)를 제조하는 방법에 관한 것이다.

좀더 일반적으로, 소위 "스템(stem)" 스위치의, 좀더 넓은 의미로 "스트립(strip)"스위치의, 잘 알려진 분야에 발명을 속하며, 스템(stem)이나 스트립(strip)에 평행인 그렇지 않으면 그것에 직각인 외부의 자기장(magnetic field)에 의해서 상기의 스위치는 작동된다. 평행 자기장의 스템 스위치는 일반적으로 리드 스위치(reed switch)로 불린다. 그런 리드 스위치의 표준적인 디자인은, 나긋나긋하고 자기장을 걸 수 있는 스템(stem)에 의해서 각 스템(stem)의 끝에서 꿰뚫어지는, 재료가 유리인 원통형의 진공관으로 이루어지고, 각각 스템의 자유로운 끝(free ends)은, 서로 서로를 향하는 스템 끝들의 처음 움직임을 통하여, 전기 회로를 닫기 위하여 외부의 자기장의 영향 아래에서 서로 서로를 끌 수 있고, 그리고, 자기장을 제거했을 때 스템이나 스트립의 탄성력(resilient force)에 의해서 뒤로 즉 처음의 위치로 가져올 수 있다. 이런 표준적인 디자인의 극소화는 순수한 기술적 요소에 의해서 필연적으로 제한되기 때문에, 지금까지 얻어진 가장 작은 리드 스위치는, 때때로 의심스러운 기계적 안정성을 가지면서, 7.5㎜의 길이와 1.5㎜의 지름을 가진다.

이러한 표준적인 디자인은 많은 개선이 일어나 왔으며, 본 발명의 범위 내(內)에서 그러한 개선은, 한편으로는 -예를 들면, 시계와 같이 마이크로전자(micro-electronic) 조립으로의 집적을 가능하도록 - 차지하는 공간을 줄일 목적을, 또 다른 한편으로는 자기-기계상의 보다 더 신뢰성 있고 효율적인 수행을 만드는 목적을 상기시킨다.

물건이 차지하는 공간을 줄이기 위한 해답에 관하여, US Patent No.5,430,421을 참조한다면, 이 특허는, 기판에서 갈바니 성장(galvanic growth)을 통하여 매우 작은 치수의, 전형적인 경우로는 수십 배의 백만 분의 1ｍ의 너비 b 와 공기간격 e 에 대하여, 약 500㎛의 길이 L과 약 100㎛의 두께 a 를 가지는 스트립(strip)을 지닌 장치인 스트립 마이크로스위치(strip microswitch)를 배치(batch)로 제조하는 것이 가능한 제조방법을 드러낸다. 하지만, 쓰는 동안에 같은 배치에서, 즉, 정확하게 같은 조건에서 제조된, 어떤 마이크로스위치(microswitch)는, 믿을만한 동작을 보장하는 것이 가능한 표준을 충족시키지 않는다. 갈바니 성장에 의해 매달린 금속 구조물의 구성은, 기하학적 구조 특히 충분히 정확한 방식으로 제어되는 강자성 물질의 침전물의 두께를 가능하게 하지만, 공지(公知)된 것처럼 갈바니 성장의 처음에 보다 더 중요한 잔류 응력(residual stress)을 어떤 방식으로 예측하는 것이 상기의 금속 구조물의 제조에서는 불가능하다. 희생용 층(sacrificial layer)의 제거 후에 스트립의 매우 작은 두께가 주어진다면, 결과적으로 어떤 마이크로스위치는 여전히 다쳐진 위치에 있고, 반대로 보통 적용되는 자기장의 영향아래에서 다쳐진 위치로 되는 스트립을 위한 너무 큰 공기 간격(air gap)을 상기 마이크로스위치는 가진다.

상기의 마이크로스위치의 자기 기계상의 결점을 극복하기 위하여, 주어진 탄성계수를 가지는 물질로 만들어진, 주어진 자기장에 놓여진 스트립(strip)을 위한 연구는 수행되어 왔으며, 두 개의 스트립사이에서 편향과 접촉압력의 가능성을 예상하면서 잔류응력을 줄이거나 제거하기 위하여 변화시키는 것이 가능한 스트립 구성 파라미터에 관하여 연구는 수행되어 왔다.

스트립의 두께 b 를 증가시키는 것에 의해서, 잔류응력의 영향을 줄이며 두 개의 스트립에서 서로 서로에 과하여 보다 더 좋은 위치를 얻으며, 그러나, 두 스트립의 단단함은 또한 그것에 의하여 증가된다. 닫힘을 위하여 필요한 나긋나긋함을 가지기 위하여, 스트립의 길이 L을 증가시켜야 한다. 이것은 본 발명의 극소화라는 목적을 충족시키지 않는다.

자기장에 놓인 그리고 매우 작은 공기 간격(air gap) e 를 가지는 장치를 위하여 편향(deflection)은 대략적으로 에 비례한다(L 은 스트립의 길이, b 는 두께, r 은 두 개의 스트립이 공기간격 e 에서 부분적으로 겹쳐지는 길이). 모든 다른 파라미터는 같으면서, 접촉 압력(contact pressure)은 대략적으로 에 비례한다.

L 을 증가시키고 b 를 감소시키는 것에 의해서, 가장 큰 편향(deflection)을 얻는다. L 이 증가함으로써, 마이크로스위치의 전체의 차지하는 공간이 증가하며, 이것은 본 발명의 예정되어 있는 목적을 충족시키지 않으며 또한 이것은 공기 간격(air gap)에서 자기장의 분산을 증가시키는 역효과를 가진다. b 를 줄이는 것은, 한편으로는 접촉압력을 줄이는, 또 다른 한편으로는 앞에서 지적된 것처럼 잔류응력에 보다 더 민감한 스트립을 만드는, 요구되어지지 않는 효과를 가진다.

단지 부분적으로 겹쳐지는 길이 r 을 줄이는 것만이, 편향(deflection)과 접촉압력(contact pressure)을 동시에 증가시키는 것이 가능하다. 하지만, r의 값은 실질적으로 두께 b 의 몇 배와 같아야만 하는데 그렇지 않으면, 자기장 분산의 효과는 얻어진 이익보다 커져 버린다.

그러므로, 당해(當該)기술종사자의 지식은, 갈바니 성장에 의해 만들어진 마이크로스위치의 자기기계상의 결점에 충분한 해답을 공급하지 않는다는 것은 앞서의 관찰에서 명백하다.

그러므로, 본 발명의 목적은, 마이크로스위치의 전체적인 공간의 수정 없이 적어도 하나의 스트립의 원래 기하학적 구조는, 끝에서 얻어지는 최대 힘의 수정 없이 상기 스트립의 나긋나긋함을 증가시키는 해답을 제안하는 것이다.

본 발명은, 기판에서 갈바니 성장(galvanic growth)에서 만들어지는, 길이가 L 과 L' 이고 너비가 a 인, 그리고 스트립의 각 끝에 의해 전기적인 연결 기관(electric connection means)에 연결된 두 개의 전도성이 있는 스트립(conductive strip)을 포함하고, 각각의 단면 aㆍb 와 aㆍb' 의, 길이 e 인 공기 간격(air gap)을 결정하는 길이 r 인 겹쳐지는 끝 부분(distal portion)을 가지는 각각의 스트립을 포함하는, 자기 마이크로스위치(magnetic microswitch)에 관한 것으로서, 상기 스트립의 적어도 하나는 자기 재료로 만들어지며, 발(foot)을 통하여 기판에 붙어 있는 하나의 끝으로, 길이 Lo 인 중간부분(median portion)과 끝 부분(distal portion)으로 이루어지면서, 상기의 스트립은 자기장이 없는 열려있는 위치(open position)와 자기장의 영향아래에서 두 개의 스트립이 서로서로 접촉되어 있는 닫혀진 위치(closed position) 사이에서 두 번째 스트립의 끝 부분(distal portion)에 대하여 나긋나긋하면서, 상기의 자기 마이크로스위치(magnetic microswitch)는 자기장의 영향 아래에서, 자기장이 없을 때 열려있는 위치로 향하는 충분한 돌아가는 힘(return force)의 영향 아래에서 접촉을 만드는 e 와 적어도 같은 증폭의 양쪽 편향을 스트립이 가지도록 하는 보다 덜 구부러지는 저항을 가질 목적으로, 끝 부분(distal portion)의 단면보다 적은 총 단면으로, 상기의 나긋나긋한 중간 부분(median portion)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

적용되는 자기장이 스트립에 평행일 때, 두 개의 스트립은 같은 자기 재료에서의 갈바니 성장(galvanic growth)에 의해서 만들어진다.

자기장을 중간 부분(median portion)의 포화(saturation)에 적용시키는 것에 의해서, 그 다음에 스트립이 충분한 편향을 가지도록 하면서 낮은 저항에서 재생되는 접촉을 얻기 위하여, 끝 부분(distal portion)의 각각의 두께 b, b' 을 증가시키는 것에 의하여 두 개의 스트립사이에서 접촉 압력(contact pressure)을 증가시키는 것이 가능하다.

첫 번째 실시예에 따라, 나긋나긋한 스트립(flexible strip)은, 스트립의 끝 부분(distal portion)에 발을 고착시키는 그 끝에서 일정한 두께 b 를 가지며, 이러한 두 끝 사이에서 접합을 형성하는 중간부분(median portion)은 하나나 둘 이상의 협부(峽部)로 형성됨으로써, 상기의 중간부분(median portion)의 전체의 가로지르는 단면적을 중간부분(median portion)의 단면적보다 더 작아지며, 그러므로 차지하는 공간의 증가 없이 굉장한 나긋나긋함을 가지는 스트립을 가능하게 한다.

이러한 협부(峽部)는 스트립에서 하나나 그 이상의 터진 틈(openings)의 경계를 정할 수 있다. 단 하나의 협부(峽部)만 있다면, 스트립의 테두리 위에 두 개의 터진 구멍(scallopings)의 경계를 정하는 것에 의해 협부(峽部)는 될 수 있으면 중앙에 차지한다. 협부(峽部)는 또한 발에 고정된 끝과 끝 부분(distal portion) 등의 사이에서 다양한 단면적을 가지는 데, 예를 들면, 인접한 튼튼한 직사각형의 또는 사각형의 터진 틈(opening)을 형성하거나, 발에 붙어 있는 점에서 감소시키는 값의 표면을 가진다.

두 번째 실시예에 따라, 스트립은 터진 틈(opening)이 없고, 터진 구멍(scallopings)도 없지만, 스트립의 중간부분(median portion)은 끝 부분(distal portion)의 두께 b 보다 더 작은 두께를 가지며, 어떤 방식으로 스트립의 두께에서 새김눈(notch)을 형성하며, 새김눈(notch)을 스트립 면의 한쪽 면이나 다른 쪽면에 설치할 수 있다.

이미 지적된 것처럼, 중간부분(median portion)은 마이크로스위치(microswitch)의 자기적인 행동에 적은 효과를 가지며, 특히 마이크로스위치(microswitch)가 스트립의 길이에 평행한 자기장에 놓인다면 더 효과가 적다. 바꿔 말하면, 활동력있는 존(zone)은 길이 Lo 의 끝 부분(distal portion)이다. 이러한 경우에 있어서, 두 번째 스트립이 기판에 붙어 있을 때, 자기장의 분산을 가능하면 피하기 위하여, 길이 Lo 와 같은 스트립의 길이 L' 와 스트립 두께 b' 에 대하여 나긋나긋한 스트립(flexible strip)의 두께 b 와 같다는 것은 유리하다.

스트립에 수직인 자기장에 마이크로스위치(microswitch)가 놓이고, 두 번째 스트립이 기판에 붙어 있을 때, 상기 두 번째스트립의 길이 L' 이 겹치는(overlap) 길이 r 과 같다는 것은 충분하며, 형성되는 재료는 자기적이나 자기적이 아닐 수 있으며, 그리고, 스트립의 두께 b 는 나긋나긋한 스트립(flexible strip)의 두께 b 보다 클 수 있다.

기판에 직접적으로 붙이는 대신에, 두 번째 스트립은 상시의 스트립에 또 하나의 발을 통하여 붙을 수 있다. 그 다음에 두 번째 스트립은 나긋나긋할 것이며, 첫 번째 스트립과 같은 구조를 가질 필요 없이 앞에서 기술한 방식의 하나에 따라 두 번째 스트립을 조직할 수 있다.

본 발명에 따른 마이크로스위치(microswitch)는 또한 스트립의 두께가 b, b' 인 값과 차지하는 공간의 수정 없이 다양한 공기 간격(air gap)의 값 e 등을 허용한다. b, b' 의 증가는 나긋나긋함에서 감소를 가져오며, 공기 간격(air gap)의 값 e 를 줄이는 것이 가능한 두 개의 스트립의 상관적인 보다 좋은 위치를 가지게 한다.

도 1 은, 제조과정에서 분리된 한 부분인 마이크로스위치(microswitch)의 첫 번째 실시예를 보여준다. 마이크로스위치는 기판(10)에 의해서 지탱되는 두 개의 스트립(1, 2)을 포함하며, 하기(下記)에서 설명될 것처럼, 갈비니 성장(galvanic growth)을 통하여 기판에서 마이크로스위치를 만든다.

이러한 예에서, 스트립에 평행한 자기장에 지배받도록 마이크로스위치를 설치한다. 두 개의 스트립을 형성하는 재료는 강자성 - 예를 들면, 자기장을 제거했을 때 재생할 수 있는 터진 틈(opening)을 가능하게 하는 낮은 자기 이력(履歷)현상을 가지는 철-니켈 합금-이어야만 한다.

도선(21)과 도선(22)에 의해서 도식적으로 대표되는 전기회로(보이지 않음)에 연결된 기관을 각각의 두 개의 스트립을 포함하며, 당해(當該) 기술 종사자는, 특히 상기의 마이크로스위치가 좀 더 복잡한 전자 조립에 통합될 예정일 때, 다른 연결용 기관(connection means)을 완벽하게 설계할 수 있다. 두 개의 스트립은 실질적으로 100㎛처럼 50㎛에서 150㎛ 사이에서 같은 너비 a 를, 10㎛의 두께 b, b'을 가진다. 발(9)을 통하여 기판(10)에 붙어 있는 스트립(1)은 500㎛처럼, 일반적으로 300㎛ 에서 900㎛ 사이에서 전체길이 L을 가진다. 이러한 스트립(1)은, 실질적으로 같은 길이를 가지는 그리고 다른 기능을 떠맡는 세 개의 존(zones)을 포함한다. 스트립의 하나의 끝(3)은 발(9)에 붙어 있음이 가능하고, 스트립(9)의 나머지 부분은 기판(10)위에 매달려 있다. 길이가 Lo이고 "끝 부분(distal portion)"이라고 명명된 다른 하나의 끝(5)는 자기적 동작을 보장한다. 중간부분(4, median portion)는, 스트립(1)의 나긋나긋함을 조절함 - 즉, 주어진 자기장에서 끝 부분(distal end) 최대의 편향(deflection)을 가능하게 하는 것에 의한 기계적 작동을 보장한다. 이러한 목적을 위하여, 중간 부분대(4, median portion)는, 그 한가운데에 스트립(1)의 테두리 위에서 경계를 정하는 사각형 터진 틈(6, square opening)을 포함하며, 두 개의 협부(峽部)(8a, 8b)는 발(9, foot)에 붙어 있는 끝(3)을 끝 부분(5, distal portion)에 연결한다. 그러므로, 이러한 중간부분(median portion)에서, 전체의 단면적은 끝 부분(distal portion)에서의 단편적 a, b 보다 작으며, 이것은 주어진 탄성계수(modulus of elasticity)을 가지는 재료에 대한 스트립의 최대한의 나긋나긋함(flexibility)을 준다. 기판에 붙어 있는 두 번째 스트립(2)은 두께 b'와 길이 L'를 가지며, 특별한 구조를 아니 가진다. 하지만, 두 번째 스트립의 두께 b'는, 되도록 나긋나긋한 스트립(1)의 두께 b와 실질적으로 같을 것이다. 두 개의 스트립을, 길이 r에 걸쳐서 - 10㎛에서 15㎛사이에서의 공기 간격(air gap) e 를 두 개의 마주보는 스트립 표면 사이에서 정의하면서 - 부분적으로 겹치는 그러한 방식으로, 서로 서로에 관하여 위치시킨다. 두 개의 스트립의 겹치는 길이 r 은 될 수 있으면 - 자기장의 분산효과를 줄이기 위하여 - 스트립에 대하여 선택된 두께 b, b'의 몇 배와 일치한다.

마지막 쓰임새에 따라, 공기나 제어되는 대기 내(內)에서, 예를 들면 보이지 않지만 기판 표면 위에 접합되거나 용접되는 플라스틱 하우징(plastic housing)에 의해서, 또는 적당한 내(內)에서의 조립에 의해서, 마이크로스위치(microswitch)를 넣을 수 있다.

도 7 이나 도 8 에 관해서, 도 1 에서 보여지는, 기판(10)에서 갈비니 성장(galvanic growth)에 의해서 마이크로스위치(microswitch)를 만드는 방법을 간단하게 지금 묘사한다. 원래, 이러한 방법은, US Patent 5,430,421에 드러난 방법의 단계를 적어도 하나 적용시키는 것으로 구성되며, 보다 상세하게 참조할 수 있다. 도 7 은 희생용 층(sacrificial layer)을 제거하기 전에 제조과정에서 분리된 단 하나의 마이크로스위치 협부(8a)를 통한 세로의 단면이다. 사실상 기판(10)은 웨이퍼(wafer)의 한 부분이며, 웨이퍼는, 다수의 마이크로스위치(microswitch)가 하나의 과정에서 제조하는 것이 가능한 절연층(insulating layer)으로 덮인 전도성이 있는 재료나 절연 재료나 반도체 재료로 만들어진다. 공지된 방법에 의해서 표면을 에칭하는 것에 의해 전기적으로 절연된 두 개의 경로(12, 13)를 형성하기 위하여, 첫 번째로 걸기용 층(12a, 13a)(binder layer) - 예를 들면, 티타늄이나 크롬 - 의 침전물을 열 증발(vapour deposition, evaporation thermique)에 의해서 실행하고, 그 다음에 보호용 층(12b, 13b) - 예를 들면, 금 - 을 침전시킨다. 그 다음에, 예를 들면 스핀 코우팅 기술(spin coating technique)에 의해서, 계속해서 두꺼운 포토레지스트 층(14, 15, 16)(photoresist layer)을 침전시키며, 각각의 포토레지스트 층은, 갈바니 성장(galvanic growth)의 한 걸음 한 걸음 실행함이 가능하게 하는 터진 틈(openings)을 설치하기 위한 마스크(mask)(보이지 않음)에 의해서 만들어진다. 첫 번째 층(14)은, 발(9)의 첫 번째 레벨(9a)과 스트립(2) 등의 갈바니 성장을 가능하게 하는 터진 틈(openings) 두 개로써 만들어진다. 두 번째 층(15)은, 발(9)의 두 번째 레벨(96)이 갈바니 성장에 의해 얻어지는 것이 가능한 단 하나의 터진 틈으로 만들어진다. 포토레지스트의 세 번째층(16)을 침전시키기 전에, 새로운 두 번의 금속증착(17)을 실행한다. 도 8 에서 좀 더 정확하게 보이는 것처럼, 세 번째 층(16)은, 발(9), 끝 부분(5, distal position), 협구(8a, 8b) 등에 붙어 있는 끝(3)에 일치하는 터진 틈(opening)을 남기기 위해서 만들어진다. 이러한 예에서, 갈바니 성장의 모든 단계는 같은 강자성 재료 - 예를 들면, 20-80 철-니켈 합금 - 로 완수된다. 금으로 코팅 두 스트립 맞은 편에 의해서, - 즉, 첫 번째 갈바니 침전 전(前)에 그리고 두 번째 갈바니 침전 후(後)에 - 두 개의 스트립이 자기장의 지배를 받을 때, 스트립의 전기 접촉을 개선하는 것이 가능하다. 그 다음에 갈바니 성장에 의해 얻어지는 마이크로구조(micro structure)는, 하나나 그 이상의 단계에서 포토레지스트(photoresist)와 중간의 금속증착 층(17)을 제거하는 그리고 마이크로스위치를 풀어주는 부식액(etchant)에, 지배받는다. 이미 지적된 것처럼, 마지막 쓰임새에 따른 결정된 설치에 일치하는 각각을 그렇지 않으면 무리로 자르는 것에 의하여 상기의 마이크로스위치를 떼어 내기 전(前)에, 모든 상기의 동작은 캡슐에 넣을 수 있는 마이크로스위치의 일괄제조 과정에서 실행된다.

도 2 는 스트립에 평행인 자기장에 놓이기로 예정되어 있는, 다시 단지 하나의 나긋나긋한 스트립(flexible strip)만 있는 또 하나의 마이크로스위치 예(例)를 보여준다. 나긋나긋한 스트립(flexible strip)의 중간부분(4)(median portion)은, 세 개의 협부(峽部)(8a, 8b, 8c)에 의해 경계가 정해지는 두 개의 직사각형 터진 틈(rectangular openings)(6a, 6b)을 포함한다. 보이는 것처럼, 도 1 과 도 2 를 비교하는 것에 의해서, 기판에 붙어 있는 두 번째 스트립(2)은 길이 L' = Lo 를 가지며, 두 개의 스트립은 도 1 에서 보여진 것 보다 더 큰 두께이고 b = b' 을 가지며, 서로 관계 있는 공기 간격(air gap) e 는 더 작다.

도 3 에서 보여진 마이크로스위치는, 스트립에 직각인 자기장에 놓여있는 것이다. 보이는 것처럼, 기판에 붙어 있는 두 번째 스트립(2)을, 두 개의 스트립이 겹치는 거리 r 에 적어도 같은 길이 L' 을 가지는, 나긋나긋한 스트립(flexible strip)의 두께보다 더 큰 두께 b' 을 가지는 집전편(集電片)으로 줄일 수 있다. 이러한 예에서, 또한 발의 첫 번째 레벨과 스트립(2)을 자기 재료가 아닌 물질 - 예를 들면 금으로 형성하기 위하여, 첫 번째 성장 단계를 수행하는 것이 가능하다. 중간 부분(median portion)은 - 나비가 발에서 위쪽 방향으로 증가하는 세 개의 존(s, m, l)으로 형성되는 협부(峽部)(8a, 8b)에 의해서 스트립 각각의 테두리 위에서 경계가 정해지는 단 하나의 터진 틈(openings)을 형성하면서 - 튼튼한 세 개의 그리고 인접한 터진 틈(6a, 6b, 6c)을 포함한다.

도 4 에서, 보여진 마이크로스위치(microswitch)는, 스트립에 평행한 자기장에 놓일 예정이며, 나긋나긋한 스트립(flexible strip)의 중간부분(median portion)에 스트립의 테두리 위에 터진 구멍(scallopings)(6d, 6e)의 경계를 정하는 단 하나의 협부(峽部)를 포함한다.

도 5 에서 보여진 마이크로스위치(microswitch)에서, 기판(10)에 붙어 있는 스트립(2)에 대하여 움직이는 스트립의 나긋나긋함에 있어서 증가는, 중간부분(median portion)(5)의 두께 b 보다 적은 두께 b'' 를 가지는 중간부분(median portion)(4)을 구성하는 것에 의하여 얻어진다. 보여진 예(例)에서 이러한 구성은 기판을 향하여 열린 새김눈(notch)(6f)과 일치한다. 갈바니 성장에 의하여 이러한 마이크로구조(microstructure)를 만들 목적으로 물론 새김눈(notch)(6f)을 구성하기 위한 추가의 단계를 수행할 필요가 있을 것이다.

도 6 은, 스트립에 평행한 자기장에 놓일 예정인, 두 개의 스트립이 서로서로에 관하여 움직이는 마이크로스위치(microswitch)를 보여준다. 첫 번째 스트립(1)은 발(9)을 통하여 기판(10)에 붙어 있으며, 터진 구멍(6)을 스트립의 중간부분(median portion)에서 포함한다. 두 번째 스트립(2)은 발(11)을 통하여 기판(10)에 붙어 있다. 보여진 예(例)에서 이러한 두 번째 스트립은 직사각형 터진 구멍(rectangular opening)(7)을 중간부분(median portion)에서 포함한다. 이러한 부분은 스트립(1)에서 미리 기술된 구성의 하나를 가지거나, 발(11)에 고정된 스트립의 끝에서 스트립의 끝 부분(distal portion)까지 전체의 일정한 단면적을 가진다. 갈바니 성장에 의하여 이러한 마이크로구조(microstructure)를 만들기 위하여, 물론 발(11)을 구성하는 추가의 단계를 수행하는 것이 필요하며, 갈바니 침전에 의하여 스트립(2)과 발(9)의 추가 레벨을 구성하고 성장시키기 전에 추가의 금속 증착 단계를 공급하는 것이 필요하다.

본 발명의 범위에서 벗어나지 않으며, 당해(當該) 기술 종사자는 굉장한 나긋나긋함을 가지는 적어도 하나의 스트립의 중간부분(median portion)의 다른 구성을 상상하는 위치에 있으며, 결과적으로 개선된 자기-기계적 특징을 가지는 마이크로스위치(microswitch)를 얻는 위치에 있다.

도 1 은, 모든 특징 있는 길이의 지적에 의하여, 단 하나의 나긋나긋한 스트립(flexible strip)을 가지는 마이크로스위치(microswitch) 첫 번째 실시예의 투시도이다.

도 2 에서 도 5 까지는, 단지 하나의 스트립이 나긋나긋(flexible)한 네 개의 다른 실시예의 투시도이다.

도 6 은, 두 개의 스트립이 나긋나긋(flexible)한 여섯 번째 실시예의 투시도이다.

도 7 은, 희생용 층(sacrificial layer)의 제거 전에, 도 1 의 VII-VII 선에 따른 단면도를 보여준다.

도 8 은, 희생용 층(sacrificial layer)의 제거 전에, 도 1 의 VIII-VIII 선에 따른 단면도를 보여준다.

*부호 설명

L ... 스트립 길이 a ... 스트립 너비

b ... 스트립 두께 e ... 공기 간격(air gap, 금속판의 틈)

r ... 두 개의 스트립이 부분적으로 겹쳐지는 길이

1 ... 전도성이 있는 스트립(conductive strip)

나긋나긋한 스트립(flexible strip)

2 ... 전도성이 있는 스트립(conductive strip)

3 ... 스트립 끝

4 ... 중간 부분(median portion, parti median)

5, 5' ... 끝 부분(distal portion, parti distal)

6 ... 사각형의 터짐 틈(square opening)

8a, 8b, 8c ... 협부(峽部)

9 ... 발(foot) 10 ... 기판(substrate)

21, 22 ... 전기적인 연결 기관(electric connection means)

12a, 13a ... 걸기용 층(binder layer)

12b, 13b ... 보호용 층(protective layer)

12, 13 ... 절연된 경로(insulated paths)

14, 15, 16 ... 포토레지스트 층(photoresist layers)

9a ... 발(foot)의 첫 번째 레벨

9b ... 발(foot)의 두 번째 레벨

17 ... 중간 금속 증착 층(intermediate metallisation layer)

6a, 6b ... 직사각형 터진 틈(rectangular openings)

11 ... 발(foot)

6d, 6e ... 터진 구멍(scallopings, echancrure)

6f ... 새김눈(notch)

Claims (15)

1. 기판(10)으로부터 갈바니 성장(galvanic growth)에 의해 구현되는 자기 마이크로스위치로서,

   상기 마이크로스위치는 길이가 L 과 L' 이고 너비가 a 인 두 개의 전도 스트립(1, 2)으로 구성되고,

   상기 스트립(1, 2)의 각각의 단부(3, 3')는 전기적 연결 수단(21, 22)에 연결되며,

   각각의 스트립(1, 2)은 해당 단면적 aㆍb 및 aㆍb' 을 가진 자기-연결부(5, 5')를 포함하고,

   길이 r만큼 겹쳐지는 각각의 스트립(1, 2)은 길이 e의 공기 간격을 결정하며,

   상기 스트립 중 한 개 이상(1)은 자기 재료로 만들어지고, 이 스트립(1)은 발(9)을 통해 기판에 부착되는 한 단부(3), 중간부(4), 그리고 길이 L₀의 자기-연결부(5)로 구성되며,

   상기 스트립(1)은, 자기장이 없을 때의 열린 위치와 자기장 영향 하에 두 스트립들(1, 2)이 서로 연결되는 닫힌 위치 사이에서, 제 2 스트립(2)의 자기-연결부(5')에 대해 나긋나긋하며(flexible),

   상기 나긋나긋한 스트립(1)의 상기 중간부(4)의 총 단면적은 상기 자기-연결부(5)의 총 단면적보다 적고, 이에 따라, 상기 중간부(1)의 구부림 저항력이 적어서,

   자기장이 공급될 때, 상기 스트립(1)이 닫힌 위치로 연결될 수 있을 만큼의 진폭 편향을 일으키고,

   자기장이 없을 때, 상기 스트립(1)이 열린 위치로 복원될 수 있는 것을 특징으로 하는 자기 마이크로스위치.
2. 제 1 항에 있어서, 자기장이 두 스트립(1, 2)에 평행하게 공급될 때 상기 두 스트립(1, 2)이 자기 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 자기 마이크로스위치.
3. 제 1 항에 있어서,

   나긋나긋한 상기 스트립(1)의 두께는 일정하고(b),

   발(9)에 고정된 단부(3)에 상기 자기-연결부(5)를 연결하는 한 개 이상의 협부(峽部)(8a, 8b, 8c)에 의해 상기 중간부(4)가 형성되는 것을 특징으로 하는 자기 마이크로스위치.
4. 제 3 항에 있어서, 한개의 정사각형 또는 직사각형의 구멍(6)을 형성하는 상기 스트립(1)의 변들에 위치하는 두 개의 협부(8a, 8b)에 의해 상기 중간부가 형성되는 것을 특징으로 하는 자기 마이크로스위치.
5. 제 3 항에 있어서, 여러개의 정사각형 또는 직사각형의 구멍(6a, 6b)을 형성하는 스트립(1)의 길이 방향으로 평행하게 뻗어가는 세 개 이상의 협부(8a, 8b, 8c)에 의해 상기 중간부가 형성되는 것을 특징으로 하는 자기 마이크로스위치.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 스트립(1)의 변에 위치하는 두 개의 협부(8a, 8b)의 단면적은 상기 발(9)에 부착하는 영역과 자기-연결부 사이에서 감소하며, 이에 따라, 여러개의 연속적인 정사각형 또는 직사각형의 구멍(6a, 6b, 6c)을 형성하는 것을 특징으로 하는 자기 마이크로스위치.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 중간부(4)는 오목한 모양(6d, 6e)을 형성하는 단일한 중앙 협부(8c)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 마이크로스위치.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 중간부(4)의 두께가 상기 자기-연결부(5)의 두께(b) 보다 작은 것을 특징으로 하는 자기 마이크로스위치.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 스트립(2)이 상기 기판에 부착되고, 상기 제 2 스트립(2)은 일정한 단면적과 길이 L'을 가지며, 자기장이 두 스트립(1, 2)의 길이 방향 축과 평행하게 공급될 때 상기 길이 L'이 길이 L₀와 같음을 특징으로 하는 자기 마이크로스위치.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 스트립(2)이 상기 기판에 부착되고, 상기 제 2 스트립(2)은 일정한 단면적과 길이 L'을 가지며, 자기장이 두 스트립(1, 2)의 길이 방향 축에 수직으로 공급될 때 상기 길이 L'이 길이 r과 같음을 특징으로 하는 자기 마이크로스위치.
11. 제 1 항에 있어서, 각각의 스트립(1, 2)은 해당 발(9, 11)을 통해 기판(10)에 부착되는 것을 특징으로 하는 자기 마이크로스위치.
12. 제 11 항에 있어서, 각 스트립(1, 2)의 중간부가 구부림저항이 적도록 만들어지는 것을 특징으로 하는 자기 마이크로스위치.
13. 제 1 항에 있어서, 자기장이 두 스트립(1, 2)의 길이방향 축에 평행하게 공급될 때, 두 스트립(1, 2)의 자기-연결부의 두께(b, b')가 동일한 것을 특징으로 하는 자기 마이크로스위치.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 스트립(1, 2)에 대한 두께(b, b')를 증가시키면, 상기 마이크로스위치의 전체 공간 요건을 변경하지 않으면서 공기 간격 e를 이에 대응하여 감소시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 자기 마이크로스위치.
15. 제 1 항에 따른 자기 마이크로스위치를 제작하는 방법으로서, 이 방법은,

    - 기판(10) 위에 두 개의 전기절연 경로(12, 13)를 형성하는 단계,

    - 두꺼운 일련의 포토레지스트층(14, 15, 16)을 형성하여, 갈바니 성장을 구현하게 하는 단계,

    - 스트립을 형성하기 전에 기획득한 구조의 전체 표면을 중간 금속화(metallisation)(17)하는 단계, 그리고

    - 에칭제를 이용하여 상기 포토레지스트층과 중간 금속화층을 한 개 이상의 단계로 제거하는 단계

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 마이크로스위치를 제작하는 방법.