KR101380604B1

KR101380604B1 - 기계식 스위치

Info

Publication number: KR101380604B1
Application number: KR1020120140837A
Authority: KR
Inventors: 윤준보; 송용하
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2012-12-06
Filing date: 2012-12-06
Publication date: 2014-04-09
Also published as: US20140158506A1; US9318291B2

Abstract

본 발명의 실시 예는 기계식 스위치에 관한 것이다.
실시 예에 따른 기계식 스위치는, 제1전극; 상기 제1전극과 이격된 제2전극; 상기 제1전극과 전기적으로 연결된 제1물질; 및 상기 제1전극과 전기적으로 연결된 제2물질;을 포함하고, 상기 제2물질의 경도, 영률 및 녹는점 중 어느 하나는 상기 제1물질의 경도, 영률 및 녹는점 중 어느 하나보다 더 낮고, 상기 제1전극과 상기 제2전극이 전기적으로 연결될 때, 상기 제1물질이 상기 제2전극과 연결된 후, 상기 제2물질이 상기 제2전극과 연결된다.

Description

기계식 스위치{MECHANICAL SWITCH}

실시 예는 기계식 스위치에 관한 것이다.

기계식 스위치(Mechanical Switch)는 무접점 스위치(Non-contact Switch)와 달리 접촉면을 갖는 스위치로써 전류가 흐르는 접촉면의 접촉과 분리에 따라 전기 회로를 개폐하는 스위치이다.

기계식 스위치의 접촉물질(contact material)을 선택함에 있어 높은 신뢰성과 낮은 접촉저항간에 항상 상반관계(trade-off)가 있다. 즉, 단단한 물질은 높은 경도, 영률(Young’s modulus) 및 녹는점을 가지고 있어 높은 신뢰성을 가질 수 있지만 그로 인해 높은 접촉저항을 갖는다. 반대로, 부드러운 물질은 낮은 접촉저항을 가질 수 있지만 물리적으로 약하기 때문에 신뢰성이 낮다.

미국등록특허 제 7,235,750호(등록일: 2007.06.26)

[1] S. Majumder, J. Lampen, R. Morrison, and J. Maciel, "Mems switches," IEEE Instrum. Measure. Mag., vol. 6, no. 1, pp. 12?15,Mar. 2003. [2] S. Duffy, C. Bozler, S. Rabe, J. Knecht, L. Travis, P.Wyatt, C. Keast, and M. Gouker, "MEMS microswitches for reconfigurable microwave circuitry," IEEE Microwave Wireless Compon. Lett., vol. 11, pp. 106?108, Mar. 2001.

실시 예는 높은 신뢰성과 낮은 접촉저항을 동시에 갖는 기계식 스위치를 제공한다.

실시 예에 따른 기계식 스위치는, 제1전극; 상기 제1전극과 이격된 제2전극; 상기 제1전극과 전기적으로 연결된 제1물질; 및 상기 제1전극과 전기적으로 연결된 제2물질;을 포함하고, 상기 제2물질의 경도, 영률 및 녹는점 중 어느 하나는 상기 제1물질의 경도, 영률 및 녹는점 중 어느 하나보다 더 낮고, 상기 제1전극과 상기 제2전극이 전기적으로 연결될 때, 상기 제1물질이 상기 제2전극과 연결된 후, 상기 제2물질이 상기 제2전극과 연결된다..

여기서, 상기 제1물질의 외부 오염은 상기 제2물질의 외부 오염에 비해 둔감할 수 있다.

여기서, 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 이격되어 배치된 제3전극; 상기 제1전극과 전기적으로 연결된 일 측과, 상기 제2전극 상에 배치된 타 측을 포함하는 제1이동부; 및 상기 제1전극과 전기적으로 연결된 일 측과 상기 제2전극 상에 배치된 타 측을 포함하는 제2이동부;를 더 포함하고, 상기 제1물질은 상기 제1 이동부의 타 측에 배치되고, 상기 제2물질은 상기 제2이동부의 타 측에 배치될 수 있다.

여기서, 상기 제1이동부의 타 측과 접촉하도록 상기 제1이동부 아래에 위치하는 상기 제2전극의 일 측에 배치된 제3물질; 및 상기 제2이동부의 타 측과 접촉하도록 상기 제2이동부 아래에 위치하는 제2전극의 일 측에 배치된 제4물질;을 더 포함하고, 상기 제1물질과 상기 제3물질은 같은 물질이고, 상기 제2물질과 상기 제4물질은 같은 물질일 수 있다.

여기서, 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 이격되어 배치된 제3전극; 상기 제2전극과 전기적으로 연결된 일 측과, 상기 제1전극 상에 배치된 타 측을 포함하는 제1이동부; 및 상기 제2전극과 전기적으로 연결된 일 측과 상기 제1전극 상에 배치된 타 측을 포함하는 제2이동부;를 더 포함하고, 상기 제1물질은 상기 제1이동부의 타 측과 접촉하도록 상기 제1이동부 아래에 위치하는 상기 제1전극의 일 측에 배치되고, 상기 제2물질은 상기 제2이동부의 타 측과 접촉하도록 상기 제2이동부 아래에 위치하는 상기 제1전극의 일 측에 배치될 수 있다.

여기서, 상기 제3전극은, 상기 제1이동부 아래에 배치된 제1 제어부와 상기 제2이동부 아래에 배치된 제2제어부를 포함하고, 상기 제1제어부의 면적은 상기 제2제어부의 면적보다 클 수 있다.

여기서, 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 이격되어 배치된 제3전극; 및 상기 제1전극과 전기적으로 연결된 일 측과, 상기 제2전극 상에 배치된 타 측을 포함하는 이동부;를 더 포함하고, 상기 제1물질 및 상기 제2물질은 상기 이동부의 타 측에 배치되고, 상기 이동부와 상기 제2전극이 전기적으로 연결될 때, 상기 제2물질이 상기 제1물질보다 나중에 접촉할 수 있는 위치에 있을 수 있다.

여기서, 상기 제1물질과 접촉하도록 상기 제1물질 아래에 위치하는 상기 제2전극의 일 측에 배치된 제3물질; 및 상기 제2물질과 접촉하도록 상기 제2물질 아래에 위치하는 상기 제2전극의 일 측에 배치된 제4물질;을 더 포함하고, 상기 이동부와 상기 제2전극이 전기적으로 연결될 때, 상기 제4물질이 상기 제3물질보다 나중에 접촉할 수 있는 위치에 있는, 상기 제1물질과 상기 제3물질은 같은 물질이고, 상기 제2물질과 상기 제4물질은 같은 물질일 수 있다.

여기서, 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 이격되어 배치된 제3전극; 및 상기 제2전극과 전기적으로 연결된 일 측과, 상기 제1전극 상에 배치된 타 측을 포함하는 이동부;를 더 포함하고, 상기 제1물질 및 상기 제2물질은 상기 이동부의 타 측과 접촉하도록 상기 이동부 아래에 위치하는 상기 제1전극의 일 측에 배치되고, 상기 이동부와 상기 제1전극이 전기적으로 연결될 때, 상기 제2물질이 상기 제1물질보다 나중에 접촉할 수 있는 위치에 있을 수 있다.

여기서, 전기적으로 연결된 상기 제1전극과 상기 제2전극이 서로 분리될 때, 상기 제2물질이 상기 제2전극과 분리된 후, 상기 제1물질이 상기 제2전극과 분리될 수 있다.

실시 예에 따른 기계식 스위치는, 제1전극; 상기 제1전극과 이격된 제2전극;

상기 제1전극과 전기적으로 연결된 제1물질; 및 상기 제2전극과 전기적으로 연결된 제2물질;을 포함하고, 상기 제2물질의 경도, 영률 및 녹는점 중 어느 하나는 상기 제1물질의 경도, 영률 및 녹는점 중 어느 하나보다 더 낮고, 상기 제1전극과 상기 제2전극이 전기적으로 연결될 때, 상기 제1물질이 상기 제2전극과 연결된 후, 상기 제2물질이 상기 제1전극과 연결된다.

여기서, 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 이격되어 배치된 제3전극; 상기 제1전극과 전기적으로 연결된 일 측과, 상기 제2전극 상에 배치된 타 측을 포함하는 제1이동부; 및 상기 제1전극과 전기적으로 연결된 일 측과, 상기 제2전극 상에 배치된 타 측을 포함하는 제2이동부;를 더 포함하고, 상기 제1물질은 상기 제1이동부의 타 측에 배치되고, 상기 제2물질은 상기 제2이동부의 타 측과 접촉하도록 상기 제2이동부 아래에 위치하고, 상기 제2전극에 배치될 수 있다.

여기서, 상기 제1이동부의 타 측과 접촉하도록 상기 제1이동부 아래에 위치하는 상기 제2전극의 일 측에 배치된 제3물질; 및 상기 제2이동부의 타 측에 배치된 제4물질;을 더 포함하고, 상기 제1물질과 상기 제3물질은 같은 물질이고, 상기 제2물질과 상기 제4물질은 같은 물질일 수 있다.

여기서, 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 이격되어 배치된 제3전극; 상기 제2전극과 전기적으로 연결된 일 측과, 상기 제1전극 상에 배치된 타 측을 포함하는 제1이동부; 및 상기 제2전극과 전기적으로 연결된 일 측과, 상기 제1전극 상에 배치된 타 측을 포함하는 제2이동부;를 더 포함하고, 상기 제1물질은 상기 제1이동부의 타 측과 접촉하도록 상기 제1이동부 아래에 위치하는 제1전극의 일 측에 배치되고, 상기 제2물질은 상기 제2이동부의 타 측에 배치될 수 있다.

여기서, 상기 제3전극은, 상기 제1이동부 아래에 배치된 제1제어부와 상기 제2이동부 아래에 배치된 제2제어부를 포함하고, 상기 제1제어부의 면적은 상기 제2제어부의 면적보다 클 수 있다.

여기서, 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 이격되어 배치된 제3전극; 및 상기 제1전극과 전기적으로 연결된 일 측과, 상기 제2전극 상에 배치된 타 측을 포함하는 이동부;를 더 포함하고, 상기 제1물질은 상기 이동부의 타 측에 배치되고, 상기 제2물질은 상기 이동부의 타 측과 접촉하도록 상기 이동부 아래에 위치하는 상기 제2전극의 일 측에 배치되고, 상기 이동부와 상기 제2전극이 전기적으로 연결될 때, 상기 제2물질이 상기 제1물질보다 나중에 접촉할 수 있는 위치에 있을 수 있다.

여기서, 상기 제1물질과 접촉하도록 상기 제1물질 아래에 위치하는 상기 제2전극의 일 측에 배치된 제3물질; 및 상기 이동부의 타 측에 배치된 제4물질;을 더 포함하고, 상기 이동부와 상기 제2전극이 전기적으로 연결될 때, 상기 제4물질이 상기 제3물질보다 나중에 접촉할 수 있는 위치에 있는, 상기 제1물질과 상기 제3물질은 같은 물질이고, 상기 제2물질과 상기 제4물질은 같은 물질일 수 있다.

여기서, 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 이격되어 배치된 제3전극; 및 상기 제2전극과 전기적으로 연결된 일 측과, 상기 제1전극 상에 배치된 타 측을 포함하는 이동부;를 더 포함하고, 상기 제1물질은 상기 이동부의 타 측과 접촉하도록 상기 이동부 아래에 위치하는 상기 제1전극의 일 측에 배치되고, 상기 제2물질은 상기 이동부의 타 측에 배치되고, 상기 이동부와 상기 제1전극이 전기적으로 연결될 때, 상기 제2물질이 상기 제1물질보다 나중에 접촉할 수 있는 위치에 있을 수 있다.

여기서, 전기적으로 연결된 상기 제1전극과 상기 제2전극이 서로 분리될 때, 상기 제2물질이 상기 제1전극과 분리된 후, 상기 제1물질이 상기 제2전극과 분리될 수 있다.

실시 예에 따른 기계식 스위치를 사용하면, 단단한 접촉물질이 부드러운 접촉물질보다 먼저 붙고, 나중에 떨어지기 때문에, 기계식 스위치의 높은 신뢰성과 낮은 접촉저항을 동시에 가질 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 기계식 스위치의 개념도.
도 2는 도 1에 도시된 기계식 스위치의 다른 예들을 보여주는 도면.
도 3은 제1실시 예에 따른 기계식 스위치의 사시도.
도 4는 제1실시 예에 따른 기계식 스위치의 측면도.
도 5는 제1실시 예에 따른 기계식 스위치를 위에서 내려본 투시도.
도 6은 제1실시 예에 따른 기계식 스위치의 구동 순서에 대한 도면.
도 7은 제1실시 예에 따른 기계식 스위치의 제3전극에 인가되는 전압의 파형(waveform)에 대한 그래프.
도 8은 제1실시 예에 따른 기계식 스위치의 제3전극에 인가되는 전압에 따른 접촉저항에 대한 그래프.
도 9는 제1실시 예에 따른 기계식 스위치의 접촉저항과 신뢰성에 대한 그래프.
도 10은 제1실시 예에 따른 기계식 스위치의 실제 예.
도 11은 제2실시 예에 따른 기계식 스위치의 사시도.
도 12는 제2실시 예에 따른 기계식 스위치의 측면도.
도 13은 제2실시 예에 따른 기계식 스위치를 위에서 내려본 투시도.
도 14는 제2실시 예에 따른 기계식 스위치의 구동 순서에 대한 도면.
도 15는 제2실시 예에 따른 기계식 스위치의 동작에 대한 그래프.
도 16은 제2실시 예에 따른 기계식 스위치의 접촉저항과 신뢰성에 대한 그래프.
도 17은 제2실시 예에 따른 기계식 스위치의 실제 예.

도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.

본 발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명의 기계식 스위치의 개념도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 기계식 스위치는 제1전극(100), 제1전극(100)과 이격된 제2전극(200) 및 제1 내지 제4물질(10, 20, 30, 40)을 포함할 수 있다.

제1 및 제2전극(100, 200)은 소오스(source)전극일 수 있고, 드레인(Drain)전극일 수 있다. 이때, 제1전극(100)이 소오스전극이면, 제2전극(200)은 드레인전극일 수 있고, 제1전극(100)이 드레인전극이면, 제2전극(200)은 소오스전극일 수 있다.

제1전극(100)은 제1 및 제2물질(10, 20)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 제2전극(200)은 제3 및 제4물질(30, 40)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 제1물질(10)과 제3물질(30)은 같은 물질일 수 있고, 제2물질(20)과 제4물질(40)은 같은 물질일 수 있다.

제1전극(100)에 연결된 제1물질(10)과 제2물질(20)은 서로 이격되도록 배치될 수 있고, 제2전극(200)에 연결된 제3물질(30)과 제4물질(40)도 서로 이격되도록 배치될 수 있다.

제1물질(10)은 제3물질(30)과 서로 접촉할 수 있다. 또한, 제2물질(20)은 제4물질(40)과 서로 접촉할 수 있다.

제2 및 제4물질(20, 40)은 제1 및 제3물질(10, 30)보다 낮은 접촉저항을 가지는 물질일 수 있다. 또한, 제1 및 제3물질(10, 30)은 제2 및 제4물질(20, 40)보다 높은 신뢰성을 가지는 물질일 수 있다. 구체적으로, 제1 및 제3물질(10, 30)의 경도는 제2 및 제4물질(20, 40)의 경도보다 높을 수 있다. 또는, 제1 및 제3물질(10, 30)의 영률(Young’s modulus)은 제2 및 제4물질(20, 40)의 영률보다 높을 수 있다. 또는, 제1 및 제3물질(10, 30)의 녹는점은 제2 및 제4물질(20, 40)의 녹는점보다 높을 수 있다. 또는, 제1 및 제3물질(10, 30)이 제2 및 제4물질(20, 40)에 비해 외부 오염(contamination)에 둔감할 수 있다. 여기서, 오염(contamination)은 어떤 물질이 다른 물체 또는 공기와 접촉하여, 그 본래의 상태, 성분이 여기에 의해서 순수(純粹)성을 상실하는 것을 말한다. 이러한 현상이 일어나면 그 본래의 목적을 달성하는 일이 방해되고, 거기에 여러 가지 장해를 발생하게 된다. 또한, 신뢰성은 기계, 기기 또는 주어진 조건 하에서 의도하는 기간에, 요구된 기능을 적정하게 수행할 확률, 제품 기능의 시간적 안정성을 뜻한다. 또한, 신뢰성은 동작횟수를 포함할 수 있다.

제1전극(100)과 제2전극(200)이 전기적으로 연결될 때, 제1물질(10)과 제3물질(30)이 제2물질(20)과 제4물질(40)보다 먼저 붙을 수 있다. 제1물질(10)과 제3물질(10, 30)이 먼저 붙게 되면, 제1전극(100)과 제2전극(200)은 전압이 같아진다. 전압이 같아지면, 제1전극(100)과 제2전극(200) 사이에 발생하는 전기장(electric field, E-field)이 줄어들 수 있다. 여기서, 전기장은 제1전극(100)과 제2전극(200)의 전압차로 인해 생성될 수 있다. 그로 인해, 제2물질(20)과 제4물질(40)이 서로 붙을 때 전기장으로 인한 마모 및 아크(arc)가 발생하지 않을 수 있다. 아크(arc)는 접촉물질에 강한 전류를 흐르게 하면, 접촉물질의 접촉저항에 의해 과열되고, 접촉물질이 증발하는 현상이다. 이때, 제1물질(10)이 제3물질(30)과 접촉되고, 제2물질(20)이 제4물질(40)과 접촉된 상태이기 때문에, 제1전극(100)과 제2전극(200)은 제1 내지 제4물질(10, 20, 30, 40)로 병렬 연결된 상태일 수 있다. 제1 내지 제4물질(10, 20, 30, 40)로 병렬 연결된 기계식 스위치는 낮은 접촉저항을 가지는 제2 및 제4물질(20, 40)보다 더 낮은 접촉저항을 가질 수 있다. 그로 인해, 제1 내지 제4물질(10, 20, 30, 40)로 병렬 연결된 기계식 스위치는 낮은 접촉저항을 갖기 때문에 많은 전류를 흐르게 할 수 있다.

전기적으로 연결된 제1전극(100)과 제2전극(200)이 서로 분리될 때, 제2 및 제4물질(20, 40)은 제1 및 제3물질(20, 40)보다 먼저 떨어질 수 있다. 여기서, 제1물질(10)과 제3물질(30)이 접촉된 상태이기 때문에, 제2물질(20)과 제4물질(40)이 서로 떨어져도 제1 및 제2전극(100, 200)의 전압은 같아진다. 그로 인해, 제2물질(20)과 제4물질(40)이 서로 떨어져도 마모 및 아크가 발생하지 않게 된다.

제1 내지 제4물질(10, 20, 30, 40)은 탄소나노튜브(CNT), 내화금속(Refractory metal), 합금(alloy), 산화금속(oxidized metal), 다이아몬드(diamond), 백금(Platinum, Pt), 금(Gold, Au), 은(Silver, Ag) 등일 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 기계식 스위치의 다른 예들을 보여주는 도면이다.

도 2의 (a)는 도 1에 도시된 기계식 스위치와 달리, 제2전극(200)에 제3 및 제4물질(30, 40)이 배치되지 않은 기계식 스위치이다. 도 2의 (a)의 기계식 스위치는 제1물질(10)이 제2전극(200)과 먼저 전기적으로 연결된 후, 제2물질(20)이 제2전극(200)과 전기적으로 연결될 수 있다.

도 2의 (b)는 도 1에 도시된 기계식 스위치와 달리, 제1전극(100)에 제1 및 제2물질(10, 20)이 배치되지 않은 기계식 스위치이다. 도 2의 (b)의 기계식 스위치는 제3물질(30)이 제1전극(100)과 전기적으로 연결된 후, 제4물질(40)이 제1전극(100)과 전기적으로 연결될 수 있다.

도 2의 (c)는 도 1에 도시된 기계식 스위치와 달리, 제1전극(100)에 제2물질(20)과 제2전극의 제3물질(30)이 배치되지 않은 기계식 스위치이다. 도 2의 (c)의 기계식 스위치는 제1물질(10)이 제2전극(200)과 전기적으로 연결된 후, 제4물질(40)이 제1전극(100)과 전기적으로 연결될 수 있다.

이처럼, 도 2에 도시된 기계식 스위치들은 도 1에 도시된 기계식 스위치와 같은 동작을 할 수 있다. 따라서, 도 2에 도시된 기계식 스위치들도 낮은 접촉저항과 높은 신뢰성을 가질 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 도 1에 도시된 기계식 스위치가 적용된 본 발명의 실시 예에 따른 기계식 스위치를 설명한다.

<제1실시 예>

도 3은 제1실시 예에 따른 기계식 스위치의 사시도이고, 도 4는 제1실시 예에 따른 기계식 스위치의 측면도이고, 도 5는 제1실시 예에 따른 기계식 스위치를 위에서 내려본 투시도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 제1실시 예에 따른 기계식 스위치는 제1전극(100), 제2전극(200), 제3전극(300), 제1이동부(410), 제2이동부(420) 및 제1 내지 제4물질(10, 20, 30, 40)을 포함할 수 있다.

제1전극(100)은 소오스전극일 수 있다.

제1전극(100)은 제1 및 제2이동부(410, 420)와 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1이동부(410)의 일 측과 제2이동부(420)의 일 측이 제1 전극(100)에 연결될 수 있다.

제2전극(200)은 드레인전극일 수 있다.

제2전극(200)은 제1전극(100)과 이격될 수 있다.

제2전극(200)에는 제3 및 제4물질(30, 40)이 배치될 수 있다. 제3물질(30)은 제1이동부(410) 아래에 위치할 수 있고, 제4물질(40)은 제2이동부(420) 아래에 위치할 수 있다. 여기서, 제1물질(10)이 제3물질(30)과 전기적으로 연결되는 부위의 면적은 제2물질(20)이 제4물질(40)과 전기적으로 연결되는 부위의 면적보다 클 수 있다. 구체적으로, 제1물질(10)과 제3물질(30)이 서로 전기적으로 연결되는 부위의 면적이 제2물질(20)과 제4물질(40)이 서로 전기적으로 연결되는 부위의 면적보다 크면, 제2 물질(20)과 제4물질(40)이 서로 전기적으로 연결되는 부위의 접착력(adhesion force)이 제1 물질(10)과 제3물질(10, 30)이 서로 전기적으로 연결되는 부위의 접착력(adhesion force)보다 클 수 있다. 접착력이 큰 제1 및 제3물질(10, 30)은 접착력이 작은 제2 및 제4물질(20, 40)보다 나중에 분리될 수 있다. 여기서 접착력(adhesion force)은 서로 접촉한 두 물질 사이에 발생하는 붙어있으려는 힘이다.

제3전극(300)은 게이트(gate)전극일 수 있다.

제3전극(300)은 제1전극(100)과 제2전극(200) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 제3전극(300)은 제1이동부(410) 아래에 배치된 제1제어부(310)와 제2이동부(420) 아래에 배치된 제2제어부(320)를 포함할 수 있다. 이때, 제1제어부(310)의 면적은 제2제어부(320)의 면적보다 클 수 있다. 제1제어부(310)의 면적이 제2제어부(320)의 면적보다 크기 때문에 제1이동부(410)의 풀인 전압(pull-in voltage)이 제2이동부(420)의 풀인 전압보다 낮아 제1이동부(410)가 먼저 동작할 수 있다. 구체적으로, 제3전극(300)과 제1 및 제2이동부(410, 420) 사이에는 정전기적 인력이 발생할 수 있다. 정전기적 인력은 두 물체가 마주보는 면적에 비례한다. 즉, 제1제어부(310)가 제2제어부(320)보다 정전기적 인력이 높기 때문에, 제1이동부(410)는 제2이동부(420)보다 먼저 동작할 수 있다.

제1이동부(410)는 제1전극(100)과 전기적으로 연결된 일 측과, 제2전극(200) 상에 배치된 타 측을 포함할 수 있다. 제2이동부(420)는 제1전극(100)과 전기적으로 연결된 일 측과, 제2전극(200) 상에 배치된 타 측을 포함할 수 있다. 이때, 제1이동부(410)의 타 측에는 제1물질(10)이 배치될 수 있고, 제2이동부(420)의 타 측에는 제2물질(20)이 배치될 수 있다.

제1실시 예에 따른 기계식 스위치의 구동 순서에 대해서는 이하에서 설명한다.

도 6은 제1실시 예에 따른 기계식 스위치의 구동 순서에 대한 도면이고, 도 7은 제1실시 예에 따른 기계식 스위치의 제3전극에 인가되는 전압의 파형(waveform)에 대한 그래프이다.

구체적으로, 도 6은 제1실시 예에 따른 기계식 스위치의 구동 순서를 시간순서로 나열한 도면이고, 도 7은 도 3 내지 도 5에 도시된 제3전극(300)에 인가되는 전압의 파형에 따른 제1 및 제2이동부(410, 420)의 동작을 보여주는 그래프이다. 여기서, 도 7의 (a)~(e)는 도 6의 (a)~(e)와 같은 단계일 수 있다.

도 7에서 제3전극에 인가되는 전압이 (a)일 때는 도 6의 (a)와 같이 제1 및 제2이동부(410, 420)는 제2전극(200)과 떨어져 있다.

도 7에서 제3전극에 인가되는 전압이 (b)일 때는 도 6의 (b)와 같이 제1이동부(410)와 제2전극(200)은 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 제3전극(미도시)의 제1제어부(미도시)의 면적은 제2제어부(미도시)의 면적보다 넓기 때문에, 제1이동부(410)의 풀인 전압은 제2이동부(420)의 풀인 전압보다 낮을 수 있다. 그러므로, 제3전극(미도시)에 인가되는 전압 (b)는 제1이동부(410)의 풀인 전압과 같고, 제2이동부(420)의 풀인전압보다 작기 때문에, 제1이동부(410)는 제2이동부(420)보다 먼저 제2전극(200)과 전기적으로 연결될 수 있다.

도 7에서 제3전극(미도시)에 인가되는 전압이 (c)일 때는 도 6의 (c)와 같이 제2이동부(420)와 제2전극(200)은 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 제3전극(미도시)에 인가되는 전압(c)이 제2이동부(420)의 풀인 전압과 같기 때문에, 제2이동부(420)는 제2전극(200)과 전기적으로 연결될 수 있다.

도 7에서 제3전극(미도시)에 인가되는 전압이 (d)일 때는 도 6의 (d)와 같이 제2이동부(420)와 제2전극(200)은 서로 분리될 수 있다. 구체적으로, 제3전극(미도시)에 인가되는 전압 (d)가 제2이동부(420)의 풀아웃 전압(pull-out voltage)보다 작고, 제1이동부(410)의 풀아웃 전압보다 크다. 또한, 제2물질(20)과 제4물질(40) 사이의 접착력이 제1물질(10)과 제3물질(30) 사이의 접착력보다 작기 때문에 제2이동부(420)는 제1이동부(410)보다 먼저 제2전극(200)과 분리될 수 있다.

도 7에서 제3전극(미도시)에 인가되는 전압이 (e)일 때는 도 6의 (e)와 같이 제1이동부(410)와 제2전극(200)은 서로 분리될 수 있다. 구체적으로, 제3전극(미도시)에 인가되는 전압 (e)가 제1이동부(410)의 풀아웃 전압보다 작기 때문에 제1이동부(410)와 제2전극(200)은 서로 분리될 수 있다.

이처럼, 제1실시 예에 따른 기계식 스위치는 높은 신뢰성을 갖는 물질을 먼저 연결하고, 낮은 접촉저항을 갖는 물질을 나중에 연결하는 방법으로 높은 신뢰성과 낮은 접촉저항을 동시에 가질 수 있는 이점이 있다.

도 8은 제1실시 예에 따른 기계식 스위치의 제3전극에 인가되는 전압에 따른 접촉저항에 대한 그래프이다.

구체적으로, 도 8의 가로축은 제3전극에 인가되는 전압(V)이고, 세로축은 접촉저항(Ohm)이다. 또한, 도 8은 도 3내지 도 5의 제1스위치(410)의 제1 및 제3물질(10, 30)로 Pt(백금)을 사용하고, 제2스위치(420)의 제2 및 제4물질(20, 40)로 Au(금)을 사용한 그래프이다.

도 8의 네모(square)로 표시된 선은 도 3 내지 도 5의 제1스위치(410)만을 동작시킨 경우의 기계식 스위치다. 또한, 도 8의 세모(triangle)로 표시된 선은 도 3 내지 도 5의 제2스위치(420)만을 동작시킨 경우의 기계식 스위치다. 그리고, 도 8의 동그라미(circle)로 표시된 선은 도 3 내지 도 5의 제1스위치(410)와 제2스위치(420)를 도 6의 구동순서로 동작시킨 경우의 기계식 스위치다.

도 8을 참조하면, 제1스위치와 제2스위치를 도 6의 구동순서로 동작시킨 경우의 기계식 스위치는 제1스위치만을 동작시킨 경우의 기계식 스위치보다 낮은 접촉저항을 가질 수 있다. 또한, 제1스위치와 제2스위치를 도 6의 구동순서로 동작시킨 경우의 기계식 스위치는 제2스위치만을 동작시킨 경우의 기계식 스위치보다 낮은 접촉저항을 가질 수 있다.

도 9는 제1실시 예에 따른 기계식 스위치의 접촉저항과 신뢰성에 대한 그래프이다.

구체적으로, 도 9의 가로축은 동작횟수(Switching Cycle)이고, 세로축은 접촉저항(Ohm)이다.

도 9의 네모(square)로 표시된 선, 세모(triangle)로 표시된 선 및 동그라미(circle)로 표시된 선에 대한 기계식 스위치는 도 8에서 사용된 기계식 스위치와 동일한 스위치를 사용하였다. 여기서, 세모로 표시된 선에서 접촉저항이 ‘0’이 되는 부분은 stiction이 일어난 상태이다. stiction은 변성, 마모 등에 의해 제1 내지 제4물질이 눌러 붙는 현상이다.

도 9를 참조하면, 제1스위치와 제2스위치를 도 6의 구동순서로 동작시킨 경우의 기계식 스위치는 제1스위치만을 동작시킨 경우의 기계식 스위치보다 많은 동작횟수를 가질 수 있다. 또한, 제1스위치와 제2스위치를 도 6의 구동순서로 동작시킨 경우의 기계식 스위치는 제2스위치만을 동작시킨 경우의 기계식 스위치보다 낮은 접촉저항을 가질 수 있다.

도 10은 제1실시 예에 따른 기계식 스위치의 실제 예이다.

도 10은 제1이동부의 제1 및 제3물질로 Pt가 사용되고, 제2이동부의 제2 및 제4물질로 Au가 사용된 기계식 스위치의 주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscope)사진이다.

<제2실시 예>

도 11은 제2실시 예에 따른 기계식 스위치의 사시도이고, 도 12는 제2실시 예에 따른 기계식 스위치의 측면도이고, 도 13은 제2실시 예에 따른 기계식 스위치를 위에서 내려본 투시도이다.

도 11 내지 도 13에 도시된 제2실시 예에 따른 기계식 스위치를 구성하는 구성요소들 중, 제1실시 예와 동일한 구성요소는 동일한 도면번호를 사용하였다. 이하에서는, 제1실시 예와 다른 점을 중심으로 설명하도록 한다.

도 11 내지 도 13을 참조하면, 제2실시 예에 따른 기계식 스위치는 제1전극(100), 제2전극(200), 제3전극(300), 이동부(400) 및 제1 내지 제4물질(10, 20, 30, 40)을 포함할 수 있다.

제1전극(100)에는 이동부(400)가 전기적으로 연결될 수 있다. 이동부(400)는 제1전극(100)과 전기적으로 연결된 일 측과, 제2전극(200) 상에 배치된 타 측을 포함할 수 있다. 이동부(400)의 타측에는 제1물질(10)과 제2물질(20)이 배치될 수 있다. 이때, 제2물질(20)은 제1물질(10)보다 이동부(400)의 일 측에 배치될 수 있다. 이동부(400)의 타 측에는 외주에서 내측방향으로 파진 복수의 홈(500)이 형성될 수 있다. 홈(500)이 형성된 이동부(400)는 collapsing현상을 이용하여 제1 및 제3물질(10, 30)이 제2 및 제4물질(20, 40)보다 먼저 붙고 나중에 떨어지기 쉽게 할 수 있다. 여기서, collapsing현상은 제3전극(300)에서 풀인 전압(pull-in voltage)이상이 발생하면 떠 있는 구조체가 주저앉는 현상이다. 또한, 이동부(400)의 홈(500)의 모양과 개수는 도 11 내지 도 13으로 한정하는 것은 아니다.

제2전극(200)에는 제3물질(30)과 제4물질(40)이 배치될 수 있다. 제3물질(30)은 제1물질(10) 아래에 위치할 수 있고, 제4물질(40)은 제2물질(20) 아래에 위치할 수 있다. 이때, 이동부(400)와 제2전극(200)이 전기적으로 연결될 때, 제4물질(40)은 제3물질(30)보다 이동부(400)의 일 측에서 접촉하도록 배치될 수 있다. 여기서, 제1실시 예와 달리 제1물질(10)이 제3물질(30)과 전기적으로 연결되는 부위의 면적은 제2물질(20)이 제4물질(40)과 전기적으로 연결되는 부위의 면적과 같을 수 있고, 서로 다를 수 있다.

제3전극(300)은 ‘U’자 형상일 수 있다. 구체적으로, 제3전극(300)의 ‘U’자 형상의 양단이 제2전극(200)방향으로 향하고, 제2전극(200)이 제3전극(300)의 내측으로 삽입되는 형상일 수 있다.

제2실시 예에 따른 기계식 스위치의 구동 순서에 대해서는 이하에서 설명한다.

도 14는 제2실시 예에 따른 기계식 스위치의 구동 순서에 대한 도면이다.

구체적으로, 제2실시 예에 따른 기계식 스위치의 구동 순서는 온 상태(on-state)일 때, (a)에서 (c)로 동작하고, 오프 상태(off-state)일 때, (c)에서 (a)로 동작할 수 있다. 구체적으로, 제2실시 예에 따른 기계식 스위치의 구동 순서는 (a)-(b)-(c)-(b)-(a)의 순서일 수 있다. 여기서, 온 상태(on-state)는 제3전극(300)에 전압이 인가된 상태이고, 오프 상태(off-state)는 제3전극(300)에 전압이 인가되지 않은 상태이다.

제2실시 예에 따른 기계식 스위치는 구동 전일 때는 이동부(400)와 제2전극(200)이 서로 떨어져 있다.

제3전극(300)에 전압이 인가되면 collapsing현상으로 이동부(400)가 구부러지며 제1물질(10)과 제3물질(30)이 접촉할 수 있다. 구체적으로, 제2물질(20)보다 제1물질(10)이 이동부(400)의 타 측에 배치되기 때문에, 제1물질(10)이 제2물질(20)보다 먼저 제2전극(200)과 전기적으로 연결될 수 있다.

제3전극(300)에 인가되는 전압이 더욱 증가하면, 이동부(400)가 완전히 구부러질 수 있다. 이때, 제2물질(20)과 제4물질(40)이 접촉할 수 있다.

제3전극(300)에 인가되는 전압이 감소하면, 구부러진 이동부(400)는 다시 펴질 수 있다. 제2 및 제4물질(20, 40)이 제1 및 제3물질(10, 30)보다 이동부(400)의 내 측에 배치되기 때문에, 제2 및 제4물질(20, 40)은 제1 및 제3물질(10, 30)보다 먼저 분리될 수 있다.

제3전극(300)에 인가되는 전압이 더욱 감소하면, 구부러진 이동부(400)는 완전히 펴질 수 있다. 이때, 제1 및 제3물질(10, 30)이 분리될 수 있다.

이처럼, 제2실시 예에 따른 기계식 스위치는 제3전극(300)에 인가되는 전압의 파형(waveform)을 사용하지 않고, 일반적인 구형파로도 제1 및 제3물질(10, 30)을 먼저 접촉시키고 나중에 분리되게 할 수 있는 이점이 있다.

도 15는 제2실시 예에 따른 기계식 스위치의 동작에 대한 그래프이다.

구체적으로, 도 15의 가로축은 시간(Time)이고, 좌측의 세로축은 게이트전극에 인가되는 전압(V)이고, 우측의 세로축은 드레인전극과 연결된 제3 및 제4물질에 인가되는 전압(V)이다.

도 15의 파란색(blue)으로 표시된 선은 게이트전극에 인가되는 전압이다. 또한, 도 15의 검정색(black)으로 표시된 선은 제3물질에 인가되는 전압이다. 그리고, 도 15의 빨간색(red)으로 표시된 선은 제4물질에 인가되는 전압이다. 여기서, 게이트전극에 인가되는 전압이 0V에서 60V가 되면 온 상태(On-state)이고, 게이트전극에 인가되는 전압이 60V에서 0V가 되면 오프 상태(Off-state)이다. 또한, 드레인전극에 인가되는 전압이 5V에서 0V로 떨어지면, 제3 및 제4물질이 이동부와 전기적으로 연결된 상태이다.

도 15의 위에 도시된 그래프를 참조하면, 제2실시 예에 따른 기계식 스위치는 온 상태(On-state)일 때, 제3물질이 제4물질보다 먼저 이동부와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 제2실시 예에 따른 기계식 스위치가 오프 상태(Off-state)일 때, 전기적으로 연결된 제4물질이 전기적으로 연결된 제3물질보다 먼저 이동부와 분리될 수 있다.

도 15의 밑에 도시된 그래프를 참조하면, 제2실시 예에 따른 기계식 스위치는 온 상태(On-state)일 때, 이동부와 제3 및 제4물질 사이에서 발생하는 바운싱(bouncing) 현상에서도 제3물질이 제4물질보다 먼저 붙고 제3물질보다 제4물질이 먼저 분리될 수 있다. 여기서, 바운싱 현상이란, 두 물체가 물리적으로 접촉할 때, 두 물체가 접촉한 순간 미세하게 붙었다 떨어지는 현상이다.

이처럼, 제2실시 예에 따른 기계식 스위치는 별도의 전압의 파형(waveform)을 사용하지 않고도, 제1 및 제3물질이 먼저 접촉하고, 제2 및 제4물질이 접촉할 수 있는 이점이 있다.

도 16은 제2실시 예에 따른 기계식 스위치의 접촉저항과 신뢰성에 대한 그래프이다.

구체적으로, 도 16의 가로축은 동작횟수(Switching Cycle)이고, 세로축은 접촉저항(Ohm)이다.

도 16의 네모(square)로 표시된 선은 도 11 내지 도 13의 제1 내지 제4물질(10, 20, 30, 40)이 Pt(백금)인 경우의 기계식 스위치다. 또한, 도 16의 세모(triangle)로 표시된 선은 도 11 내지 도 13의 제1 내지 제4물질(10, 20, 30, 40)이 Au(금)인 경우의 기계식 스위치다. 그리고, 도 16의 동그라미(circle)로 표시된 선은 도 11 내지 도 13의 제1 및 제3물질(10, 30)이 Pt이고, 제2 및 제4물질(20, 40)이 Au인 경우의 기계식 스위치다.

도 16을 참조하면, 제1 및 제3물질이 Pt이고, 제2 및 제4물질이 Au인 경우의 기계식 스위치는 제1 내지 제4물질이 Pt인 경우의 기계식 스위치보다 많거나 제1 내지 제4물질이 Pt인 경우의 기계식 스위치와 비슷한동작횟수를 가질 수 있다. 또한, 제1 및 제3물질이 Pt이고, 제2 및 제4물질이 Au인 경우의 기계식 스위치는 제1 내지 제4물질이 Au인 경우의 기계식 스위치와 비슷한 수준의 낮은 접촉저항을 가질 수 있다.

도 17은 제2실시 예에 따른 기계식 스위치의 실제 예이다.

도 17은 제1 및 제3물질로 Pt가 사용되고, 제2 및 제4물질로 Au가 사용된 기계식 스위치의 주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscope)사진이다.

도 1 내지 도 17에 도시된 본 발명의 실시 예들에 따른 기계식 스위치들은 경도, 영률 및 녹는점이 높은 물질을 경도, 영률 및 녹는점이 낮은 물질보다 먼저 전기적으로 연결되고, 나중에 분리되는 기계식 스위치들로써 낮은 접촉저항과 높은 신뢰성을 동시에 얻을 수 있다.

또한, 2개의 이동부(410, 420)를 사용하는 방법과 1개의 이동부(400)를 사용하는 방법으로 낮은 접촉저항과 높은 신뢰성을 동시에 얻을 수 있다.

이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 제1전극
200: 제2전극
300: 제3전극
400, 410, 420: 이동부

Claims

제1전극;
상기 제1전극과 이격된 제2전극;
상기 제1전극과 전기적으로 연결된 제1물질; 및
상기 제1전극과 전기적으로 연결된 제2물질;을 포함하고,
상기 제2물질의 경도, 영률 및 녹는점 중 어느 하나는 상기 제1물질의 경도, 영률 및 녹는점 중 어느 하나보다 더 낮고,
상기 제1전극과 상기 제2전극이 전기적으로 연결될 때, 상기 제1물질이 상기 제2전극과 연결된 후, 상기 제2물질이 상기 제2전극과 연결되는, 기계식 스위치.
제1항에 있어서,
상기 제1물질의 외부 오염은 상기 제2물질의 외부 오염에 비해 둔감한, 기계식 스위치.
제1항에 있어서,
상기 제1전극 및 상기 제2전극과 이격되어 배치된 제3전극;
상기 제1전극과 전기적으로 연결된 일 측과, 상기 제2전극 상에 배치된 타 측을 포함하는 제1이동부; 및
상기 제1전극과 전기적으로 연결된 일 측과 상기 제2전극 상에 배치된 타 측을 포함하는 제2이동부;를 더 포함하고,
상기 제1물질은 상기 제1 이동부의 타 측에 배치되고, 상기 제2물질은 상기 제2이동부의 타 측에 배치된, 기계식 스위치.
제3항에 있어서,
상기 제1이동부의 타 측과 접촉하도록 상기 제1이동부 아래에 위치하는 상기 제2전극의 일 측에 배치된 제3물질; 및
상기 제2이동부의 타 측과 접촉하도록 상기 제2이동부 아래에 위치하는 제2전극의 일 측에 배치된 제4물질;을 더 포함하고,
상기 제1물질과 상기 제3물질은 같은 물질이고, 상기 제2물질과 상기 제4물질은 같은 물질인, 기계식 스위치.
제1항에 있어서,
상기 제1전극 및 상기 제2전극과 이격되어 배치된 제3전극;
상기 제2전극과 전기적으로 연결된 일 측과, 상기 제1전극 상에 배치된 타 측을 포함하는 제1이동부; 및
상기 제2전극과 전기적으로 연결된 일 측과 상기 제1전극 상에 배치된 타 측을 포함하는 제2이동부;를 더 포함하고,
상기 제1물질은 상기 제1이동부의 타 측과 접촉하도록 상기 제1이동부 아래에 위치하는 상기 제1전극의 일 측에 배치되고, 상기 제2물질은 상기 제2이동부의 타 측과 접촉하도록 상기 제2이동부 아래에 위치하는 상기 제1전극의 일 측에 배치된, 기계식 스위치.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제3전극은, 상기 제1이동부 아래에 배치된 제1 제어부와 상기 제2이동부 아래에 배치된 제2제어부를 포함하고,
상기 제1제어부의 면적은 상기 제2제어부의 면적보다 큰, 기계식 스위치.
제1항에 있어서,
상기 제1전극 및 상기 제2전극과 이격되어 배치된 제3전극; 및
상기 제1전극과 전기적으로 연결된 일 측과, 상기 제2전극 상에 배치된 타 측을 포함하는 이동부;를 더 포함하고,
상기 제1물질 및 상기 제2물질은 상기 이동부의 타 측에 배치되고,
상기 이동부와 상기 제2전극이 전기적으로 연결될 때, 상기 제2물질이 상기 제1물질보다 나중에 접촉할 수 있는 위치에 있는, 기계식 스위치.
제7항에 있어서,
상기 제1물질과 접촉하도록 상기 제1물질 아래에 위치하는 상기 제2전극의 일 측에 배치된 제3물질; 및
상기 제2물질과 접촉하도록 상기 제2물질 아래에 위치하는 상기 제2전극의 일 측에 배치된 제4물질;을 더 포함하고,
상기 이동부와 상기 제2전극이 전기적으로 연결될 때, 상기 제4물질이 상기 제3물질보다 나중에 접촉할 수 있는 위치에 있는,
상기 제1물질과 상기 제3물질은 같은 물질이고, 상기 제2물질과 상기 제4물질은 같은 물질인, 기계식 스위치.
제1항에 있어서,
상기 제1전극 및 상기 제2전극과 이격되어 배치된 제3전극; 및
상기 제2전극과 전기적으로 연결된 일 측과, 상기 제1전극 상에 배치된 타 측을 포함하는 이동부;를 더 포함하고,
상기 제1물질 및 상기 제2물질은 상기 이동부의 타 측과 접촉하도록 상기 이동부 아래에 위치하는 상기 제1전극의 일 측에 배치되고,
상기 이동부와 상기 제1전극이 전기적으로 연결될 때, 상기 제2물질이 상기 제1물질보다 나중에 접촉할 수 있는 위치에 있는, 기계식 스위치.
제1항 내지 제5항 및 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
전기적으로 연결된 상기 제1전극과 상기 제2전극이 서로 분리될 때, 상기 제2물질이 상기 제2전극과 분리된 후, 상기 제1물질이 상기 제2전극과 분리되는, 기계식 스위치.
제1전극;
상기 제1전극과 이격된 제2전극;
상기 제1전극과 전기적으로 연결된 제1물질; 및
상기 제2전극과 전기적으로 연결된 제2물질;을 포함하고,
상기 제2물질의 경도, 영률 및 녹는점 중 어느 하나는 상기 제1물질의 경도, 영률 및 녹는점 중 어느 하나보다 더 낮고,
상기 제1전극과 상기 제2전극이 전기적으로 연결될 때, 상기 제1물질이 상기 제2전극과 연결된 후, 상기 제2물질이 상기 제1전극과 연결되는, 기계식 스위치.
제11항에 있어서,
상기 제1물질의 외부 오염은 상기 제2물질의 외부 오염에 비해 둔감한, 기계식 스위치.
제11항에 있어서,
상기 제1전극 및 상기 제2전극과 이격되어 배치된 제3전극;
상기 제1전극과 전기적으로 연결된 일 측과, 상기 제2전극 상에 배치된 타 측을 포함하는 제1이동부; 및
상기 제1전극과 전기적으로 연결된 일 측과, 상기 제2전극 상에 배치된 타 측을 포함하는 제2이동부;를 더 포함하고,
상기 제1물질은 상기 제1이동부의 타 측에 배치되고, 상기 제2물질은 상기 제2이동부의 타 측과 접촉하도록 상기 제2이동부 아래에 위치하고, 상기 제2전극에 배치된, 기계식 스위치.
제13항에 있어서,
상기 제1이동부의 타 측과 접촉하도록 상기 제1이동부 아래에 위치하는 상기 제2전극의 일 측에 배치된 제3물질; 및
상기 제2이동부의 타 측에 배치된 제4물질;을 더 포함하고,
상기 제1물질과 상기 제3물질은 같은 물질이고, 상기 제2물질과 상기 제4물질은 같은 물질인, 기계식 스위치.
제11항에 있어서,
상기 제1전극 및 상기 제2전극과 이격되어 배치된 제3전극;
상기 제2전극과 전기적으로 연결된 일 측과, 상기 제1전극 상에 배치된 타 측을 포함하는 제1이동부; 및
상기 제2전극과 전기적으로 연결된 일 측과, 상기 제1전극 상에 배치된 타 측을 포함하는 제2이동부;를 더 포함하고,
상기 제1물질은 상기 제1이동부의 타 측과 접촉하도록 상기 제1이동부 아래에 위치하는 제1전극의 일 측에 배치되고, 상기 제2물질은 상기 제2이동부의 타 측에 배치된, 기계식 스위치.
제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제3전극은, 상기 제1이동부 아래에 배치된 제1제어부와 상기 제2이동부 아래에 배치된 제2제어부를 포함하고,
상기 제1제어부의 면적은 상기 제2제어부의 면적보다 큰, 기계식 스위치.
제11항에 있어서,
상기 제1전극 및 상기 제2전극과 이격되어 배치된 제3전극; 및
상기 제1전극과 전기적으로 연결된 일 측과, 상기 제2전극 상에 배치된 타 측을 포함하는 이동부;를 더 포함하고,
상기 제1물질은 상기 이동부의 타 측에 배치되고, 상기 제2물질은 상기 이동부의 타 측과 접촉하도록 상기 이동부 아래에 위치하는 상기 제2전극의 일 측에 배치되고,
상기 이동부와 상기 제2전극이 전기적으로 연결될 때, 상기 제2물질이 상기 제1물질보다 나중에 접촉할 수 있는 위치에 있는, 기계식 스위치.
제17항에 있어서,
상기 제1물질과 접촉하도록 상기 제1물질 아래에 위치하는 상기 제2전극의 일 측에 배치된 제3물질; 및
상기 이동부의 타 측에 배치된 제4물질;을 더 포함하고,
상기 이동부와 상기 제2전극이 전기적으로 연결될 때, 상기 제4물질이 상기 제3물질보다 나중에 접촉할 수 있는 위치에 있는,
상기 제1물질과 상기 제3물질은 같은 물질이고, 상기 제2물질과 상기 제4물질은 같은 물질인, 기계식 스위치.
제11항에 있어서,
상기 제1전극 및 상기 제2전극과 이격되어 배치된 제3전극; 및
상기 제2전극과 전기적으로 연결된 일 측과, 상기 제1전극 상에 배치된 타 측을 포함하는 이동부;를 더 포함하고,
상기 제1물질은 상기 이동부의 타 측과 접촉하도록 상기 이동부 아래에 위치하는 상기 제1전극의 일 측에 배치되고, 상기 제2물질은 상기 이동부의 타 측에 배치되고,
상기 이동부와 상기 제1전극이 전기적으로 연결될 때, 상기 제2물질이 상기 제1물질보다 나중에 접촉할 수 있는 위치에 있는, 기계식 스위치.
제11항 내지 제15항 및 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
전기적으로 연결된 상기 제1전극과 상기 제2전극이 서로 분리될 때, 상기 제2물질이 상기 제1전극과 분리된 후, 상기 제1물질이 상기 제2전극과 분리되는, 기계식 스위치.