KR20110113977A - 가속도 대응 스위칭 소자 및 스위칭 회로 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 태양에 따른 스위칭 소자는 기판, 상기 기판 상에 형성된 제 1 전극 및 상기 기판 상에 형성된 제 2 전극을 포함하되, 상기 제 1 전극은 서로 연결된 고정 영역, 가동 영역 및 이음새 영역을 포함하고, 상기 고정 영역은 상기 기판 상에 고정 되며, 상기 가동 영역 및 상기 이음새 영역은 상기 기판과 이격 되고, 상기 가동 영역은 상기 기판의 가속도에 응답하는 이동을 하여 상기 제 2 전극에 접촉하여 ON 상태를 형성하거나, 상기 제 2 전극에서 이격되어 OFF 상태를 형성하고, 상기 고정 영역과 상기 가동 영역을 서로 연결하는 상기 이음새 영역은 상기 ON 상태 및 상기 OFF 상태에서 제 1 형상을 가지고, 중간 상태에서 상기 가동 영역의 이동에 의해 발생된 외력에 의한 제 2형상을 가지는 탄성 틸팅 수단을 포함한다.
Description
본 발명은 스위칭 소자 및 스위칭 회로에 관한 것이다. 더욱더 자세하게는, 가속도 문턱값 이상으로 운동하는 경우 ON 상태로 전환되는 MEMS(MicroElectroMechanical Systems) 스위칭 소자 및 상기 스위칭 소자를 이용한 스위칭 회로에 관한 것이다.
소정의 가속도에 대응하는 스위칭 소자는 여러가지 용도로 사용될 수 있다. 예를 들어, 폭탄 또는 미사일의 폭발이 특정 시점에서 수행 될 수 있도록 하는 안전 장착 장치(S&A)는 최소한의 안전 보장 시간 이전에는 폭발이 이뤄지지 않도록 하기 위하여 가속도 기반 스위칭 소자를 구비한다. 상기 안전 장착 장치가 보다 소형화되어 보다 넓은 범위에서 적용되기 위하여는 상기 가속도 대응 스위칭 소자의 소형화가 필요하다.
또한, 안전성을 더욱 보장하기 위하여, 가속도 문턱값 미만에서는 ON 상태로 전환되지 않도록 다중의 작동 오류 보정 수단을 구비한 스위칭 회로의 제공이 요청되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 가속도 문턱값 미만에서는 OFF 상태를 유지하는 가속도 대응 스위칭 소자 및 상기 스위칭 소자를 이용한 스위칭 회로를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 스위칭 소자 및 스위칭 회로를 소형화 할 수 있도록 가속도 문턱값 미만에서는 OFF 상태를 유지하는 가속도 대응 스위칭 MEMS 소자 및 상기 스위칭 소자를 이용한 스위칭 회로를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상기 스위칭 소자를 복수개 구비하여 가속도 문턱값 미만에서 ON 상태로 변이하지 않도록 안정성을 확보하는 구성의 스위칭 회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 태양에 따른 스위칭 소자는 기판, 상기 기판 상에 형성된 제 1 전극 및 상기 기판 상에 형성된 제 2 전극을 포함하되, 상기 제 1 전극은 서로 연결된 고정 영역, 가동 영역 및 이음새 영역을 포함하고, 상기 고정 영역은 상기 기판 상에 고정 되며, 상기 가동 영역 및 상기 이음새 영역은 상기 기판과 이격 되고, 상기 가동 영역은 상기 기판의 가속도에 응답하는 이동을 하여 상기 제 2 전극에 접촉하여 ON 상태를 형성하거나, 상기 제 2 전극에서 이격되어 OFF 상태를 형성하고, 상기 고정 영역과 상기 가동 영역을 서로 연결하는 상기 이음새 영역은 상기 ON 상태 및 상기 OFF 상태에서 제 1 형상을 가지고, 중간 상태에서 상기 가동 영역의 이동에 의해 발생된 외력에 의한 제 2형상을 가지는 탄성 틸팅 수단을 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 태양에 따른 스위칭 회로는, 상기 스위칭 소자 및 일단이 상기 제 2 전극에 접속되고, 타단이 접지단에 접속되는 RC회로를 포함한다. 다만, 상기 RC 회로의 저항 및 캐패시터 사이에 출력단이 연결됨을 유의한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 태양에 따른 스위칭 회로는, 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 제 1 스위칭 소자, 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 제 2 스위칭 소자, 일단이 상기 제 1 스위칭 소자의 상기 제 2 전극에 접속되고, 타단이 접지단에 접속되며, 제 1 저항 및 제 1 캐패시터 사이에 제 1 출력단이 연결되는 제 1 RC회로, 일단이 상기 제 2 스위칭 소자의 상기 제 2 전극에 접속되고, 타단이 접지단에 접속되며, 제 2 저항 및 제 2 캐패시터 사이에 제 2 출력단이 연결되는 제 2 RC회로 및 상기 기판 상에 형성되고, 일단이 상기 제 1 출력단에 연결되며, 상기 제 2 스위칭 소자의 상기 가동 영역을 향하여 돌출 된 적어도 하나의 제 1 OFF 상태 유지 전극을 구비하는 OFF 상태 유지부를 포함한다. 다만, 상기 제 1 스위칭 소자의 상기 제 1 전극은 상기 제 2 스위칭 소자의 상기 제 1 전극과 바로 연결되고, 상기 제 2 스위칭 소자의 상기 가동 영역은 상기 제 1 OFF 상태 유지 전극을 향해 돌출 된 적어도 하나의 제 2 OFF 상태 유지 전극을 더 포함함을 유의하여야 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 태양에 따른 상기 스위칭 회로의 동작 방법은, 상기 제 1 스위칭 소자의 상기 제 1 전극에 입력 전압이 인가되어 상기 제 1 스위칭 소자 및 상기 제 2 스위칭 소자에 대한 상기 래칭이 해제되고, 상기 제 2 스위칭 소자의 상기 제 2 OFF 상태 유지 전극에 걸리는 전압과 상기 제 1 OFF 상태 유지 전극의 전압 차이에 의한 정전력에 의해 제 2 스위칭 소자의 OFF 상태가 유지되고, 상기 스위칭 회로가 문턱 값 가속도 이상의 가속도로 운동하고, 상기 제 1 스위칭 소자가 ON 상태로 천이하고, 상기 제 1 스위칭 소자의 상기 제 2 ON 상태 유지 전극과 상기 제 1 ON 상태 유지 전극의 간격이 감소하여, 상기 제 1 스위칭 소자의 상기 제 2 ON 상태 유지 전극과 상기 제 1 ON 상태 유지 전극 사이의 전압차에 의한 정전력에 의해 제 1 스위칭 소자의 ON 상태가 유지되고, 상기 제 1 캐패시터의 충전 완료 시까지 제 1 지연이 이뤄지고, 상기 제 1 지연 후 상기 제 1출력단에 제 1 출력 전압이 인가되어 제 2 스위칭 소자의 OFF 상태 유지가 해제되고, 상기 제 1 스위칭 소자가 ON 상태로 천이하고, 상기 제 2 스위칭 소자의 상기 제 2 ON 상태 유지 전극과 상기 제 1 ON 상태 유지 전극의 간격이 감소하여, 상기 제 2 스위칭 소자의 상기 제 2 ON 상태 유지 전극과 상기 제 1 ON 상태 유지 전극 사이의 전압차에 의한 정전력에 의해 제 2 스위칭 소자의 ON 상태가 유지되고 및 상기 제 2 캐패시터의 충전 완료 시까지 제 2 지연이 이뤄진 후, 출력 전압이 상기 제 2 출력단에 인가되는 동작을 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 미리 지정된 가속도 문턱값 이상의 가속도로 운동하는 경우에 한하여 ON 상태가 되는 미세 스위칭 소자를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 미세 스위칭 소자를 복수개 RC 지연 회로를 통해 연결하고, 상기 미세 스위칭 소자가 모두 ON 상태가 되는 경우에 한하여 최종 출력단에 전압이 인가되도록 함으로써 가속도 문턱값 미만에서 최종 출력단에 전압이 인가될 확률을 현저히 낮출 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스위칭 소자의 제조 공정을 설명한 개념도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 OFF 상태의 스위칭 소자의 제 1 평면도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 중간 상태의 스위칭 소자의 제 1 평면도이다.
도 2c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 ON 상태의 스위칭 소자의 제 1 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 OFF 상태의 스위칭 소자의 제 2 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 중간 상태의 스위칭 소자의 제 2 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 ON 상태의 스위칭 소자의 제 2 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스위칭 회로의 래치 및 ON 상태 유지부 제 1 확대도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스위칭 회로의 래치 및 ON 상태 유지부 제 2 확대도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스위칭 회로의 래치 및 OFF 상태 유지부 제 1 확대도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스위칭 회로의 래치 및 OFF 상태 유지부 제 2 확대도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스위칭 회로의 평면도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 OFF 상태의 스위칭 소자의 제 1 평면도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 중간 상태의 스위칭 소자의 제 1 평면도이다.
도 2c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 ON 상태의 스위칭 소자의 제 1 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 OFF 상태의 스위칭 소자의 제 2 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 중간 상태의 스위칭 소자의 제 2 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 ON 상태의 스위칭 소자의 제 2 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스위칭 회로의 래치 및 ON 상태 유지부 제 1 확대도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스위칭 회로의 래치 및 ON 상태 유지부 제 2 확대도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스위칭 회로의 래치 및 OFF 상태 유지부 제 1 확대도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스위칭 회로의 래치 및 OFF 상태 유지부 제 2 확대도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스위칭 회로의 평면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"는 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 소자 또는 상기 스위칭 소자를 포함하는 스위칭 회로의 제조 공정을 도 1을 참조하여 설명하기로 한다. 다만, 본 실시예에 따른 스위칭 소자의 제조 공정에 있어서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 내용은 명시적으로 기재되지 않을 수 있음을 유의하여야 한다.
먼저, 기판(10) 상에 형성된 반도체층(20)으로 구성된 웨이퍼(S10) 상에 깊은 반응성 이온 에칭(DRIE)을 이용한 패터닝을 수행하기 위한 하드 마스크 층(30)을 형성한다(S20). 기판(10)은 예를 들어 글라스(glass)로 형성될 수 있으며, 하드 마스크 층(30)은 예를 들어 TEOS(Tetraethly orthosilicate) 층일 수 있다.
반도체층(20)은 실리콘으로 형성된 막일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 반도체층(20)은 기판(10) 상에 형성된 니켈 혹은 구리 등 금속 도금층이 형성된 것일 수도 있다. 이 경우, 반도체층(20)의 저항이 감소되어 신호 전달 측면에서 유리한 효과가 있다.
다음으로, 하드 마스크 층(30) 상에 PR(PhotoResist) 층(40)을 형성하고, PR 층(40)을 상기 스위칭 소자 또는 상기 스위칭 소자를 포함하는 스위칭 회로의 형상으로 패터닝 한다(S30).
다음으로, 하드 마스크 층(30)을 PR 층(40)의 형상과 동일하게 식각한 후(S40), PR 층(40)은 애슁(Ashing) 공정을 통하여 제거한다(S50). 다음으로, 반도체층(20)을 DRIE를 이용하여 하드 마스크 층(30)의 형상과 동일하게 식각한다(S60).
다음으로, 반도체층(20) 중 가동 영역 하단의 기판(10)에 트렌치를 형성하기 위하여 반도체층(20)의 가동 영역에 일정 간격으로 형성된 식각 중공(113)을 통한 언더컷 에칭으로 상기 가동 영역 하단의 기판을 제거한다(S70). 그 결과 상기 가동 영역과 상기 가동 영역 하단의 기판(10)는 이격 되므로, 상기 가동 영역이 반도체층(20) 중 기판(10) 상단에 적층되어 형성된 고정 영역과 탄성이 있는 이음새 영역으로 연결되는 경우, 상기 가동 영역이 소정 구간 이동 가능하게 된다.
다음으로, 반도체층(20)의 상단에 도전층(50)을 형성한다(S80). 도전층의 형성은, 예를 들어 열증착법, 스퍼터링(sputtering) 등을 이용할 수 있다. 도전층(50)은 예를 들어, 금(Au)으로 형성된 막일 수 있다.
도 2a 내지 도 10은 상기 공정에 의하여 형성된 스위칭 소자 또는 상기 스위칭 소자를 포함하는 스위칭 회로의 평면도이다. 도 2a 내지 도 10에서 반도체층(20)이 식각에 의하여 제거된 영역이 백색으로 도시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 소자의 구조 및 동작에 대하여 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 설명하기로 한다.
도 2a는 본 실시예에 따른 스위칭 소자의 OFF 상태의 평면도이고, 도 2b는 본 실시예에 따른 스위칭 소자의 중간 상태의 평면도이며, 도 2c는 본 실시예에 따른 스위칭 소자의 ON 상태의 평면도이다. 이하, 'OFF 상태'는 스위칭 소자의 제 1 전극 및 제 2 전극이 서로 연결되지 않은 상태이고, 'ON 상태'는 스위칭 소자의 제 1 전극 및 제 2 전극이 서로 연결된 상태이며, '중간 상태'는 'ON 상태'에서 'OFF 상태'로 상태가 변하거나 'OFF 상태'에서 'ON 상태'로 상태가 변하는 경우의 과도기적인 상태를 의미하는 것으로 이해될 수 있을 것이다.
상기 스위칭 소자는 기판(10) 상에 형성된 제 1 전극(100) 및 제 2 전극(102)을 포함한다. 제 1 전극(100)은 서로 연결된 고정 영역(101), 가동 영역(112) 및 이음새 영역(105, 110)으로 구분 될 수 있다.
고정 영역(101)은 기판(10) 상에 고정되며, 고정 영역(101)을 통하여 입력 전압이 인가될 수 있다. 또한, 고정 영역(101)은 반도체층(20)의 프레임(미도시)과 연결된 것일 수 있다. 즉, 고정 영역(101)은 입력 전압이 인가되는 반도체층(20)의 프레임(미도시)의 일부 영역일 수 있다. 가동 영역(112) 및 이음새 영역(105, 110)은 기판(10)과 이격 된다. 가동 영역(112) 및 이음새 영역(105, 110)은 기판(10)에 형성된 트렌치와 이격 되도록 기판(10) 상에 형성된 것일 수 있다. 즉, 가동 영역(112) 및 이음새 영역(105, 110)은 가동 영역(112)과 달리 기판(10) 상에 고정되지 않고 일정 범위 내에서 운동 가능하다.
가동 영역(112)은 상기 스위칭 소자가 설치된 장치의 운동에 따라 기판(10)에 적용되는 가속도에 응답하여 상기 가속도의 방향과 동일하지 않은 방향으로 이동하고, 제 2 전극(102)에 접촉하여 ON 상태를 형성하거나, 제 2 전극(102)에서 이격되어 OFF 상태를 형성한다.
고정 영역(101)과 가동 영역(112)을 서로 연결하는 이음새 영역(105, 110)은 상기 ON 상태 및 상기 OFF 상태에서 제 1 형상을 가지고, 중간 상태에서 외력에 의한 제 2 형상을 가지는 탄성 틸팅(tilting) 수단을 포함한다. 상기 외력은 가동 영역(112)의 이동에 의해 발생된 것이다.
본 실시예에 따른 스위칭 소자는 형상 및 탄성 계수에 의하여 미리 정의된 외력이 주어지지 않는 경우 상기 제 1 형상에서 상기 제 2 형상으로 변형되지 않는 상기 탄성 틸팅 수단이 가동 영역(112)을 OFF 상태에서 중간 상태로 변하지 않도록 지지하여, 미리 지정된 가속도 문턱값 미만에서 ON 상태가 되는 것을 방지할 수 있다. 상기 탄성 틸팅 수단의 형상, 탄성 계수는 상기 가속도 문턱값에 의하여 정의 될 수 있다.
보다 자세하게는, 본 실시예에 따른 스위칭 소자가 OFF 상태에서 ON 상태로 변화하거나 ON 상태에서 OFF 상태로 변화하기 위하여는 중간 상태를 거쳐야 하는데, OFF 상태나 ON 상태에서 중간 상태로 변화하도록 가동 영역(112)이 이동하기 위하여는 상기 탄성 틸팅 수단에 외력이 가해져서 상기 제 2 형상을 가지도록 상기 탄성 틸팅 수단의 탄성에 의하여 형상이 변형되어야 하고, 상기 외력은 상기 가속도 문턱값 이상의 가속도로 본 실시예에 따른 스위칭 소자가 운동하는 경우에 한하여 가동 영역(112)의 이동에 따라 발생할 수 있는 것으로 정의 되어 있으므로, 본 실시예에 따른 스위칭 소자는 상기 가속도 문턱값 이상의 가속도로 운동하는 경우에 한하여 ON 상태와 OFF 상태의 전환이 이뤄진다. ON 상태로 전환되는지 OFF 상태로 전환되는지 여부는 스위칭 소자의 운동 방향에 따라 결정됨을 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 또한, 상기 제 2 형상은 상기 탄성 틸팅 수단의 본래 형상이 아니라, 외력이 가해진 결과 본래의 형상이 자신의 탄성에 의해 변형된 것이므로 탄성 에너지 측면에서 안정된 상태가 아니어서, 상기 탄성 틸팅 수단은 제 2 형상에서 제 1 형상으로 다시 복원 되려는 성질을 가지며, 상기 성질에 의하여 ON 상태와 OFF 상태 간의 전환이 이루어짐을 이해할 수 있을 것이다.
다시 말하면, 가동 영역(112)의 이동에 의해 상기 탄성 틸팅 수단에 미리 정의된 외력 이상의 힘이 작용하는 경우 상기 탄성 틸팅 수단이 자신의 탄성에 의해 제 2 형상으로 변형되고, 상기 탄성 틸팅 수단이 상기 제 2 형상으로 변형 됨에 따라 가동 영역(112)은 제 2 전극(102)과 접촉 및 이격 상태를 전환할 수 있도록 스위칭 소자에 주어지는 가속도 방향과 동일하지 않은 방향으로 이동할 수 있게 된다.
본 실시예의 변형 실시예에 따른 스위칭 소자의 구조 및 동작에 대하여 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 설명하기로 한다. 본 실시예에 따르면, 상기 탄성 틸팅 수단은 상기 가동 영역에 양 끝단이 연결되는 틸팅 바(110)이고, 상기 이음새 영역은 상기 틸팅 바(110)와 상기 가동 영역 사이에 형성되는 중공(107)을 더 포함할 수 있다. 이 때, 틸팅 바(110)의 상기 제 2 형상은 상기 제 1 형상이 중공(107) 방향으로 휘어지는 형상일 수 있다. 중공(107)은 상기 제 2 형상에 따른 틸팅 바(110)의 중심점이 가동 영역(112)에 접촉하지 않을 만큼의 영역으로 형성될 수 있다. 도 2a 내지 도 2c에는 중공(107)이 직사각형 형상으로 도시되었으나, 반드시 직사각형 모양으로 한정되는 것은 아니다. 상기 제 1 형상은 도 2a 및 도 2c에 도시된 바와 같이 선형일 수 있으나, 반드시 선형일 필요는 없다.
이하, 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 이음새 영역이 틸팅 바(110) 및 틸팅 바(110)의 중심점 및 고정 영역(101)을 연결하는 탄성 조인트(105)를 포함하는 경우, 상기 스위칭 소자의 동작을 설명하기로 한다. 이때 탄성 조인트(105)는 고정 영역(101) 및 틸팅 바(110)에 접하는 면을 서로 잇는 축 방향으로는 수축하지 않고, 상기 축의 중앙 부위의 너비가 상기 축의 양 끝단 부위의 너비보다 더 좁은 형상으로 인하여 상기 축의 중앙 부위를 중심으로 휘어질 수 있는 것을 특징으로 한다. 또한, 가동 영역(112)이 제 2 전극(102)에 접촉 하거나 제 2 전극(102)에서 이격 되는 이동을 함에 있어서, 상기 탄성 조인트(105)의 휨에 의한 가동 영역(112)의 회전이 일어 나지 않도록 하는 가이드(미도시)를 더 포함할 수 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이 OFF 상태에서의 제 1 전극(100)의 가동 영역(112)은 제 2 전극과 이격하여 위치한다. 스위칭 소자가 소정의 가속도로 운동을 하는 경우, 제 1 전극(100)의 가동 영역(112)은 상기 가속도 방향(1)과 반대 방향으로 관성을 받는다. 그 결과 탄성 조인트(105)가 틸팅 바(110)의 중심점에 외력을 작용한다. 상기 외력은 상기 가속도의 크기가 커질수록 비례하여 커짐은 당연하다. 틸팅 바(110)는 상기 외력의 크기가 미리 정의된 값 이상일 때까지는 상기 제 2 형상으로 변형 되지 않는다. 이하, 틸팅 바(110)가 상기 제 2 형상으로 변형되는 상기 외력을 문턱값 외력이라 지칭하기로 한다. 상기 문턱값 외력은 상기 가속도의 크기가 상기 가속도 문턱값인 경우 발생하는 것이 바람직하다.
상기 가속도의 크기가 상기 가속도 문턱값 이하인 경우, 틸팅 바(110)가 상기 제 2 형상으로 변형 되지 않으므로, 제 1 전극(100)의 가동 영역(112)은 제 2 전극(102)에 접촉되도록 이동할 수 없다. 반면에, 상기 가속도의 크기가 상기 가속도 문턱값을 초과하는 경우, 도 2b에 도시된 바와 같이, 틸팅 바(110)가 상기 제 2 형상으로 변형 되어, 상기 스위칭 소자가 일시적으로 중간 상태가 되고, 도 2c에 도시된 바와 같이 곧이어 틸팅 바(110)가 다시 상기 제 1 형상으로 변형 되어, 상기 스위칭 소자가 ON 상태가 된다.
이상으로, 본 실시예에 따른 스위칭 소자가 OFF 상태에서 ON 상태로 변화하는 동작을 설명하였으나, 스위칭 소자에 가해지는 가속도의 방향에 따라 ON 상태에서 OFF 상태로 변화하는 동작도 OFF 상태에서 ON 상태로 변화하는 동작과 동일한 원리하에 수행될 수 있음을 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
본 실시예의 변형 실시예에 따른 스위칭 소자의 구조에 대하여 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하기로 한다. 본 실시예에 따른 스위칭 소자의 이음새 영역은 암(arm)(108), 암(108)과 고정 영역(101)을 연결하는 제 1 탄성 벤딩부(104) 및 암(108)과 틸팅 바(110)의 중심점을 연결하는 제 2 탄성 벤딩부(106)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 이음새 영역은 상기 고정 영역과 가동 영역(112)을 연결하는 제 3 탄성 벤딩부(116) 및 제 4 탄성 벤딩부(118)를 더 포함할 수 있다. 제 3 탄성 벤딩부(116)는 고정 영역 중 일부인 영역(120)에 연결되고, 제 4 탄성 벤딩부(118)는 고정 영역 중 일부인 영역(122)에 연결될 수 있다.
제 3 탄성 벤딩부(116) 및 제 4 탄성 벤딩부(118)는 가동 영역(112)이 제 2 전극(102)에 접촉 하거나 제 2 전극(102)에서 이격 되는 이동을 함에 있어서, 가동 영역(112)의 회전이 일어 나지 않도록 하는 상기 가이드일 수 있다.
본 실시예에 따른 스위칭 소자는 가동 영역(112)의 제 2 전극(102)에 접촉 하거나 이격 되는 방향의 이동에 있어서, 가동 영역(112)과 고정 영역(101)의 연결이 두 개의 벤딩부(104, 106)를 통해 이뤄지고, 중간 상태에서 가동 영역(112)이 고정 영역(101)의 반대방향으로의 이동이 제 3 탄성 벤딩부(116) 및 제 4 탄성 벤딩부(118)에 의해 불가능해지므로, 가동 영역(112)의 제 2 전극(102)에 접촉 하거나 이격 되는 방향의 이동 궤적의 곡률을 감소시키는 효과가 있다. 상기 이동 궤적의 곡률이 감소되는 경우, 틸팅 바(110)의 휨 없이는 ON 상태 및 OFF 상태 변환이 불가능해지므로, 상기 가속도의 크기가 상기 가속도 문턱값 이하인 경우에서의 ON 상태 및 OFF 상태 변환을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 회로에 대하여 도 6 내지 도 7을 참조하여 설명하기로 한다. 본 실시예에 따른 스위칭 회로는 상기 설명된 실시예 중 하나의 스위칭 소자(100, 102) 및 일단이 상기 제 2 전극에 접속되고, 타단이 접지단에 접속되는 RC회로(미도시)를 포함한다. 이때, 상기 RC회로의 저항 및 캐패시터 사이에 출력단이 연결된다. 상기 스위칭 소자가 ON 상태가 되는 경우, 인가 전압이 상기 저항을 거쳐 상기 캐패시터에 인가되는데, 상기 캐패시터에 충전이 완료되는 시점까지는 상기 출력단에 전압이 인가되지 않으므로, 스위칭 소자가 ON 상태가 된 이후에도 미리 정의된 시간만큼 출력단에 전압을 인가하는 것을 지연할 수 있는 효과가 있다. 예를 들어, 상기 스위칭 회로가 안전 장착 장치(S&A)에 사용되는 경우, 상기 스위칭 소자가 오작동 하여 가속도 문턱값 이하에서 ON 상태가 된다고 하더라도 상기 RC 회로의 지연효과는 최소한의 안전 보장 시간 이전에는 폭발이 이뤄지지 않도록 할 수 있다.
도 6 및 도 7에는 스위칭 소자의 오작동을 막기 위한 수단으로서 래치(200)가 도시되어 있다. 본 실시예에 따른 스위칭 회로는 스위칭 소자(100, 102)의 제 1 전극(100)에 입력 전압이 인가되어 발생하는 정전력에 대응하는 회동 운동에 의해 상기 ON 상태 형성을 막는 래칭을 해제하는 상기 기판 상에 형성되는 래치(200)를 더 포함할 수 있다. 입력 전압이 인가되어 정전력이 발생하는 래치(200)의 상세 구조는 도 10에 상세히 도시되어 있으며, 이하 관련동작에 대하여 보다 자세히 설명한다.
래치(200)의 상기 래칭을 위해 스위칭 소자(100, 102)의 가동 영역(112)은 래치 걸림부(210)를 더 포함할 수 있다. 유의하여야 할 점은, 래치 걸림부(210)로부터 평행 이동하여 멀어지는 동작을 하여 래치(200)가 해제되는 경우, 래치 걸림부(210)와 래치(200) 사이에 마찰력이 발생할 수 있고, 상기 마찰력으로 래치(200)가 해제되지 못할 수 있으므로, 래치(200)는 회동 운동에 의해 래치 걸림부(210)로부터 멀어지는 동작을 함으로써 래칭을 해제하여야 한다.
도 6은 래치(200)가 스위칭 소자(100, 102)의 가동 영역(112)을 래칭 중이고, 스위칭 소자(100, 102)가 OFF 상태인 경우의 스위칭 회로이다. 고정 영역(101)을 통하여 전압이 인가되더라도, 제 1 전극과 제 2 전극(102)이 이격되어 있어 인가 전압이 상기 RC 회로(미도시)에 인가되지 않는 것을 알 수 있다.
본 실시예에 따른 스위칭 회로는 기판(10) 상에 형성되고, 일단이 접지되며, 스위칭 소자(100, 102)의 가동 영역(112)을 향하여 돌출 된 적어도 하나의 제 1 ON 상태 유지 전극(304)을 구비하는 ON 상태 유지부(306)를 더 포함할 수 있다. 이때, 가동 영역(112)은 제 1 ON 상태 유지 전극(304)을 향하여 돌출 된 적어도 하나의 제 2 ON 상태 유지 전극(302)을 더 포함하되, 한 쌍의 대응하는 제 1 ON 상태 유지 전극(304) 및 제 2 ON 상태 유지 전극(302) 간의 거리는 OFF 상태에서 ON 상태로 됨에 따라 감소함을 알 수 있을 것이다. 이때, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 제 1 ON 상태 유지 전극(304)은 대응하는 제 2 OFF 상태 유지 전극(302) 보다 제 2 전극(102)으로부터 가깝게 위치하여야 한다.
제 1 ON 상태 유지 전극(304) 및 제 2 ON 상태 유지 전극(302)은 각각에 인가되는 전위차에 의하여 발생하는 정전력(Electro-static force)에 의하여 스위칭 소자(100, 102)의 ON 상태를 유지하도록 한다. 보다 자세하게는 제 1 ON 상태 유지 전극(304)은 접지되어 있으므로, 상기 정전력은 상기 제 2 ON 상태 유지 전극(302)에 인가되는 전압, 즉 스위칭 소자(100, 102)의 고정 영역(101)을 통하여 인가되는 입력 전압이 클수록, 제 1 ON 상태 유지 전극(304) 및 제 2 ON 상태 유지 전극(302) 간의 거리가 짧을수록, 제 1 ON 상태 유지 전극(304) 및 제 2 ON 상태 유지 전극(302)의 수가 많을수록 커진다는 점은 명확하다.
스위칭 소자가 OFF 상태인 경우 제 1 ON 상태 유지 전극(304) 및 제 2 ON 상태 유지 전극(302) 간의 거리는 입력 전압에 의하여 발생하는 정전력에 의해 발생하는 틸팅 바(110)에 대한 외력이 상기 문턱값 외력 이상이 되지 않도록 하여야 한다.
도 7은 래치(200)가 해제되고, 스위칭 소자(100, 102)가 ON 상태인 경우의 스위칭 회로이다. 이 경우, 제 1 ON 상태 유지 전극(304) 및 제 2 ON 상태 유지 전극(302) 간의 거리가 짧아지고, 제 1 ON 상태 유지 전극(304) 및 제 2 ON 상태 유지 전극(302) 상호간에 작용하는 정전력에 의하여 스위칭 소자(100, 102)의 ON 상태가 유지된다. 상기 정전력은 도 7에 'F'로 표시되었다.
다만, 주의하여야 할 점은 ON 상태에서 제 1 ON 상태 유지 전극(304) 및 제 2 ON 상태 유지 전극(302)이 서로 접촉하지 않도록 하는 스토퍼(stopper)가 구비되어야 한다는 점이다. 상기 스토퍼는 기판 상에 별도로 구비될 수 있다. 또는, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 가동 영역(112)과 제 2 전극(102) 사이의 거리 'd2' 가 OFF 상태에서의 한 쌍의 대응하는 제 1 ON 상태 유지 전극(304) 및 제 2 ON 상태 유지 전극(302) 간의 거리 'd1' 보다 짧게 하여 제 2 전극(102)이 상기 스토퍼의 역할을 수행하도록 할 수 있다. 즉, OFF 상태에서의 한 쌍의 대응하는 제 1 ON 상태 유지 전극(304) 및 제 2 ON 상태 유지 전극(302) 간의 거리 'd1'에서 가동 영역(112)과 제 2 전극(102) 사이의 거리 'd2'를 빼면 ON 상태에서의 제 1 ON 상태 유지 전극(304) 및 제 2 ON 상태 유지 전극(302) 간의 거리 'd3'가 된다.
본 실시예의 변형 실시예에 따른 스위칭 회로에 대하여 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명하기로 한다. 상기 실시예와 달리, 본 변형 실시예에 따른 스위칭 회로는 스위칭 소자를 둘 이상 포함할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 스위칭 소자를 두 개 포함하는 스위칭 회로에 대하여 설명하기로 한다.
도 10은 본 실시예에 따른 스위칭 회로의 평면도이고, 도 8 및 도 9는 OFF 상태 유지부(406) 및 제 2 스위칭 소자(600) 확대도이다.
본 실시예에 따른 스위칭 회로는 제 1 스위칭 소자(500), 제 2 스위칭 소자(600) 및 일단이 제 1 스위칭 소자(500)의 제 2 전극(102)에 접속되고, 타단이 접지단에 접속되며, 제 1 저항(702) 및 제 1 캐패시터(704) 사이에 제 1 출력단이 연결되는 제 1 RC회로, 일단이 제 2 스위칭 소자(600)의 제 2 전극(102)에 접속되고, 타단이 접지단에 접속되며, 제 2 저항(706) 및 제 2 캐패시터(708) 사이에 제 2 출력단(710)이 연결되는 제 2 RC회로 및 기판(10) 상에 형성되고, 일단이 상기 제 1 출력단에 연결되며, 제 2 스위칭 소자(600)의 가동 영역(112)을 향하여 돌출 된 적어도 하나의 제 1 OFF 상태 유지 전극(404)을 구비하는 OFF 상태 유지부(406)를 포함하되, 제 1 스위칭 소자(500)의 제 1 전극(100)은 제 2 스위칭 소자(600)의 제 1 전극(100)과 바로 연결되고, 제 2 스위칭 소자(600)의 가동 영역(112)은 제 1 OFF 상태 유지 전극(404)을 향해 돌출 된 적어도 하나의 제 2 OFF 상태 유지 전극(402)을 더 포함한다. 제 1 스위칭 소자(500), 제 2 스위칭 소자(600)의 상기 가속도 문턱 값은 동일할 수 있다.
OFF 상태 유지부(406)는 상기 제 1 출력단을 통하여 전압이 인가되기 전에는 제 1 OFF 상태 유지 전극(404)에 인가되는 전압이 0인 점을 이용하여, 상기 스위칭 회로에 가해지는 가속도의 크기가 가속도 문턱 값을 초과하는 경우라도, 인가되는 전압이 없어 접지된 것과 같은 제 1 OFF 상태 유지 전극(404)과 입력 전압이 인가된 제 2 OFF 상태 유지 전극(402) 간에 발생하는 정전력을 통하여, 도 8에 도시된 바와 같이, 래치(200)가 해제된 상태라도, 제 1 스위칭 소자(500)가 상태가 ON이 되기 전에는 제 2 스위칭 소자(600)의 상태가 ON이 되지 않도록 한다. 이때, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 제 1 OFF 상태 유지 전극(404)은 대응하는 제 2 OFF 상태 유지 전극(402) 보다 제 2 전극(102)으로 부터 멀리 위치하여야 한다. 도 10에도 제 1 및 제 2 OFF 상태 유지 전극(402, 404)이 도시되어 있다(540).
본 실시예에 따른 스위칭 회로는, 제 1 스위칭 소자(500)의 제 1 전극(100)에 입력 전압이 인가되어 발생하는 정전력에 대응하는 회동 운동에 의해 제 1 스위칭 소자(500)의 ON 상태 형성을 막는 래칭을 해제하는 제 1 래치(200) 및 제 1 스위칭 소자(500)의 제 1 전극(100)에 입력 전압이 인가되어 발생하는 정전력에 대응하는 회동 운동에 의해 제 2 스위칭 소자(600)의 ON 상태 형성을 막는 래칭을 해제하는 제 2 래치(202)를 더 포함할 수 있다.
도 10을 참조하여 제 1 래치(200) 및 제 2 래치(202)의 동작을 설명한다. 먼저, 도 10에 도시된 스위칭 회로에 따른 제 1 스위칭 소자(500)의 제 1 전극(100)은 반도체층(20)의 프레임의 일부임을 알 수 있다. 따라서, 상기 프레임에 입력 전압이 인가되는 경우, 즉, 제 1 스위칭 소자(500)의 제 1 전극(100)에 입력 전압이 인가되는 경우, 제 1 래치(200) 및 제 2 래치(202)에도 상기 입력 전압이 인가된다. 이 경우, 제 1 래치(200) 및 제 2 래치(202)에 구비된 정전력 발생 전극과, 접지된 상태의 대응 전극 간에 정전력이 발생하여 제 1 래치(200) 및 제 2 래치(202)가 각각 제 1 스위칭 소자(500) 및 제 2 스위칭 소자(600)의 래칭을 해제한다. 다만, 정전력 발생 전극과, 접지된 상태의 대응 전극이 서로 정전력에 의하여 접근하되, 접촉하지는 않도록 래치 스토퍼(stopper)(미도시)가 기판(10) 상에 더 형성되는 것이 바람직하다.
제 1 래치(200) 및 제 2 래치(202)는 도 10에 도시된 바와 같이 래치 고리, 상기 래치 고리를 연결하는 래치 암, 상기 래치 암에 연결되어 대응 전극을 향해 돌출 된 정전력 발생 전극 및 상기 래치 암이 회동 가능하도록 상기 프레임에 연결하며 상기 래치 암보다 좁은 폭을 가지는 탄성 래치 벤딩부를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 스위칭 회로는 기판(10) 상에 형성되고, 일단이 접지되며, 제 1 스위칭 소자(500)의 가동 영역(112)을 향하여 돌출 된 적어도 하나의 제 1 ON 상태 유지 전극(304) 및 제 2 스위칭 소자(600)의 가동 영역(112)을 향하여 돌출 된 적어도 하나의 제 1 ON 상태 유지 전극(304)을 구비하는 ON 상태 유지부(306)를 더 포함하여 상기 연결된 ON 상태 유지 동작이 제 1 스위칭 소자(500) 및 제 2 스위칭 소자(600)에 의해 수행되도록 할 수 있다. 이때, 제 1 스위칭 소자(500) 및 제 2 스위칭 소자(600)의 가동영역(112)은 제 1 ON 상태 유지 전극(304)을 향하여 돌출 된 적어도 하나의 제 2 ON 상태 유지 전극(302)을 더 포함하되, 한 쌍의 대응하는 상기 제 1 ON 상태 유지 전극 및 상기 제 2 ON 상태 유지 전극 간의 거리는 상기 OFF 상태에서 상기 ON 상태로 됨에 따라 감소한다. 도 10에도 제 1 및 제 2 ON 상태 유지 전극(302, 304)이 도시되어 있다(520).
이하, 도 10을 참조하여 본 실시예에 따른 스위칭 회로의 동작을 설명하기로 한다.
먼저, 제 1 스위칭 소자의 제 1 전극(100)에 입력 전압이 인가되어 제 1 스위칭 소자(500) 및 제 2 스위칭 소자(600)에 대한 상기 래칭이 해제된다. 제 1 스위칭 소자(500) 및 제 2 스위칭 소자(600)에 대한 래칭을 동시에 해제하는 방법은, 제 1 스위칭 소자(500)가 ON 된 후 제 2 스위칭 소자(600)에 대한 래칭을 해제하는 방법에 비하여, 래칭에 걸리는 시간이 오차로 작용하지 않기 때문에 가속도 문턱값을 초과하는 시점으로부터 출력단 신호 출력시까지의 지연 시간을 정확히 산출할 수 있는 효과가 있다.
제 2 스위칭 소자(600)의 상기 제 2 OFF 상태 유지 전극에 걸리는 전압과 상기 제 1 OFF 상태 유지 전극의 전압 차이에 의한 정전력에 의해 제 2 스위칭 소자에 대한 래칭이 해제 되더라도 제 1 스위칭 소자가 ON 되기 전에는 제 2 스위칭 소자는 OFF 상태를 유지한다.
상기 스위칭 회로가 문턱 값 가속도 이상의 가속도로 운동하면,
제 1 스위칭 소자(500)가 ON 상태로 천이하고, 제 1 스위칭 소자(500)의 제 2 ON 상태 유지 전극(302)과 제 1 ON 상태 유지 전극(304)의 간격이 감소하여, 제 1 스위칭 소자(500)의 제 2 ON 상태 유지 전극(302)과 제 1 ON 상태 유지 전극(304) 사이의 전압 차에 의한 정전력에 의해 제 1 스위칭 소자(500)의 ON 상태가 유지된다.
다음으로, 제 1 캐패시터(704)의 충전 완료 시까지 제 1 지연이 이뤄지고, 상기 제 1 지연 후 상기 제 1 출력단에 제 1 출력 전압이 인가되어 제 1 OFF 상태 유지 전극(404)에 상기 제 1 출력 전압이 인가됨으로써, 제 2 OFF 상태 유지 전극(402) 간의 전압 차가 줄어들고, 그에 따라 정전력도 감소하여 제 2 스위칭 소자(600)의 OFF 상태 유지가 해제된다.
상기 스위칭 회로가 지속해서 상기 가속도 문턱 값 이상의 가속도로 운동하는 경우, 제 2 스위칭 소자(600)도 ON 상태로 변한다. 이 때, 제 2 스위칭 소자(600)의 제 2 ON 상태 유지 전극(302)과 제 1 ON 상태 유지 전극(304)의 간격이 감소하여, 제 2 스위칭 소자(600)의 제 2 ON 상태 유지 전극(302)과 제 1 ON 상태 유지 전극(304) 사이의 전압차에 의한 정전력에 의해 제 2 스위칭 소자(600)의 ON 상태가 유지된다.
최종적으로, 제 2 캐패시터(708)의 충전 완료 시까지 제 2 지연이 이뤄진 후, 출력 전압이 제 2 출력단(710)에 인가된다.
도 10에는 두 개의 스위칭 소자를 가지는 스위칭 회로가 도시되었으나, 일부 실시예에 의하면 3 개 이상의 스위칭 소자를 가지는 스위칭 회로가 상기 설명된 원리에 의해 구성가능하다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100 제 1 전극
101 고정 영역
104, 106 제 1 탄성 벤딩부, 제 2 탄성 벤딩부
112 가동 영역
108 암(arm)
110 틸팅 바
102 제 2 전극
500 제 1 스위칭 소자
600 제 2 스위칭 소자
101 고정 영역
104, 106 제 1 탄성 벤딩부, 제 2 탄성 벤딩부
112 가동 영역
108 암(arm)
110 틸팅 바
102 제 2 전극
500 제 1 스위칭 소자
600 제 2 스위칭 소자
Claims (11)
- 기판;
상기 기판 상에 형성된 제 1 전극; 및
상기 기판 상에 형성된 제 2 전극을 포함하되,
상기 제 1 전극은 서로 연결된 고정 영역, 가동 영역 및 이음새 영역을 포함하고, 상기 고정 영역은 상기 기판 상에 고정 되며, 상기 가동 영역 및 상기 이음새 영역은 상기 기판과 이격되고,
상기 가동 영역은 상기 기판의 가속도에 응답하는 이동을 하여 상기 제 2 전극에 접촉하여 ON 상태를 형성하거나, 상기 제 2 전극에서 이격되어 OFF 상태를 형성하고
상기 고정 영역과 상기 가동 영역을 서로 연결하는 상기 이음새 영역은 상기 ON 상태 및 상기 OFF 상태에서 제 1 형상을 가지고, 중간 상태에서 상기 가동 영역의 이동에 의해 발생된 외력에 의한 제 2형상을 가지는 탄성 틸팅 수단을 포함하는 스위칭 소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 탄성 틸팅 수단은 상기 가동 영역에 양 끝단이 연결되는 틸팅 바이고,
상기 이음새 영역은 상기 틸팅 바와 상기 가동 영역 사이에 형성되는 중공을 더 포함하는 스위칭 소자. - 제 2 항에 있어서,
상기 틸팅 바의 상기 제 2 형상은 상기 제 1 형상이 상기 중공 방향으로 휘어지는 형상인 스위칭 소자. - 제 2 항에 있어서,
상기 이음새 영역은 암(arm), 상기 암과 상기 고정 영역을 연결하는 제 1 탄성 벤딩부 및 상기 암과 상기 틸팅 바의 중심점을 연결하는 제 2 탄성 벤딩부를 포함하는 스위칭 소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 이음새 영역은 상기 고정 영역과 상기 가동 영역을 연결하는 제 3 탄성 벤딩부 및 제 4 탄성 벤딩부를 더 포함하는 스위칭 소자. - 제 1 항 내지 제 5항 중 어느 한 항의 스위칭 소자; 및
일단이 상기 제 2 전극에 접속되고, 타단이 접지단에 접속되는 RC회로를 포함하되, 상기 RC회로의 저항 및 캐패시터 사이에 출력단이 연결되는 스위칭회로. - 제 6 항에 있어서,
상기 기판 상에 형성되고, 일단이 접지되며, 상기 스위칭 소자의 가동 영역을 향하여 돌출 된 적어도 하나의 제 1 ON 상태 유지 전극을 구비하는 ON 상태 유지부를 더 포함하고,
상기 가동 영역은 상기 제 1 ON 상태 유지 전극을 향하여 돌출 된 적어도 하나의 제 2 ON 상태 유지 전극을 더 포함하되,
한 쌍의 대응하는 상기 제 1 ON 상태 유지 전극 및 상기 제 2 ON 상태 유지 전극 간의 거리는 상기 OFF 상태에서 상기 ON 상태로 됨에 따라 감소하는 스위칭 회로. - 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 전극에 입력 전압이 인가되어 발생하는 정전력에 대응하는 회동 운동에 의해 상기 ON 상태 형성을 막는 래칭을 해제하는 상기 기판 상에 형성되는 래치를 더 포함하는 스위칭 회로. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 제 1 스위칭 소자;
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 제 2 스위칭 소자;
일단이 상기 제 1 스위칭 소자의 상기 제 2 전극에 접속되고, 타단이 접지단에 접속되며, 제 1 저항 및 제 1 캐패시터 사이에 제 1 출력단이 연결되는 제 1 RC회로;
일단이 상기 제 2 스위칭 소자의 상기 제 2 전극에 접속되고, 타단이 접지단에 접속되며, 제 2 저항 및 제 2 캐패시터 사이에 제 2 출력단이 연결되는 제 2 RC회로; 및
상기 기판 상에 형성되고, 일단이 상기 제 1 출력단에 연결되며, 상기 제 2 스위칭 소자의 상기 가동 영역을 향하여 돌출 된 적어도 하나의 제 1 OFF 상태 유지 전극을 구비하는 OFF 상태 유지부를 포함하되,
상기 제 1 스위칭 소자의 상기 제 1 전극은 상기 제 2 스위칭 소자의 상기 제 1 전극과 바로 연결되고, 상기 제 2 스위칭 소자의 상기 가동 영역은 상기 제 1 OFF 상태 유지 전극을 향해 돌출 된 적어도 하나의 제 2 OFF 상태 유지 전극을 더 포함하는 스위칭 회로. - 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 스위칭 소자의 제 1 전극에 입력 전압이 인가되어 발생하는 정전력에 대응하는 회동 운동에 의해 상기 제 1 스위칭 소자의 상기 ON 상태 형성을 막는 래칭을 해제하는 제 1 래치; 및
상기 제 1 스위칭 소자의 제 1 전극에 입력 전압이 인가되어 발생하는 정전력에 대응하는 회동 운동에 의해 상기 제 2 스위칭 소자의 상기 ON 상태 형성을 막는 래칭을 해제하는 제 2 래치를 더 포함하는 스위칭 회로. - 제 9 항에 있어서,
상기 기판 상에 형성되고, 일단이 접지되며, 상기 제 1 스위칭 소자의 가동 영역을 향하여 돌출 된 적어도 하나의 제 1 ON 상태 유지 전극 및 상기 제 2 스위칭 소자의 가동 영역을 향하여 돌출 된 적어도 하나의 제 1 ON 상태 유지 전극을 구비하는 ON 상태 유지부를 더 포함하고,
상기 제 1 스위칭 소자의 가동 영역 및 상기 제 2 스위칭 소자의 가동영역은 상기 제 1 ON 상태 유지 전극을 향하여 돌출 된 적어도 하나의 제 2 ON 상태 유지 전극을 더 포함하되,
한 쌍의 대응하는 상기 제 1 ON 상태 유지 전극 및 상기 제 2 ON 상태 유지 전극 간의 거리는 상기 OFF 상태에서 상기 ON 상태로 됨에 따라 감소하는 스위칭 회로.
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| KR1020100033356A KR101080981B1 (ko) | 2010-04-12 | 2010-04-12 | 가속도 대응 스위칭 소자 및 스위칭 회로 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020100033356A KR101080981B1 (ko) | 2010-04-12 | 2010-04-12 | 가속도 대응 스위칭 소자 및 스위칭 회로 |
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-
2010
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013094875A1 (en) * | 2011-12-19 | 2013-06-27 | Lg Innotek Co., Ltd. | Micro electro mechanical systems device and apparatus for compensating tremble |
| KR20130070436A (ko) * | 2011-12-19 | 2013-06-27 | 엘지이노텍 주식회사 | 멤스 소자 및 흔들림 보정 장치 |
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|---|---|
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