PL206924B1

PL206924B1 - Indukcyjny przełącznik mikroelektromechaniczny

Info

Publication number: PL206924B1
Application number: PL377816A
Authority: PL
Inventors: Richard P. Volant; John E. Florkey; Robert A. Groves
Original assignee: Ibm
Priority date: 2003-02-26
Filing date: 2003-10-28
Publication date: 2010-10-29
Also published as: KR20050110620A; EP1602113A4; KR100714762B1; TW200509152A; US6831542B2; AU2003287361A1; JP2006514414A; WO2004078638A3; AU2003287361A8; EP1602113B1; US20040164825A1; JP4299788B2; WO2004078638A2; PL377816A1; TWI283418B; CN100447915C; CN1757080A; EP1602113A2

Description

Opis wynalazku

Dziedzina techniki

Przedmiotem wynalazku jest indukcyjny przełącznik mikroelektromechaniczny MEM działający na zasadzie sprzęgania i odsprzęgania indukcyjnego, w pełni kompatybilny ze standardowymi materiałami i procesami do wytwarzania układów CMOS.

Operacje przełączania stanowią fundamentalną część wielu aplikacji elektrycznych, mechanicznych i elektromechanicznych. Przy operacjach przełączania znajdują zastosowanie przełączniki MEM. Wyroby wykonane z wykorzystaniem techniki przełącznikowej są rozpowszechnione w systemach biomedycznych, lotniczych i komunikacyjnych.

Jakkolwiek przełączniki MEM są wytwarzane z zastosowaniem różnych konfiguracji, to zawsze zawierają one sterowane elektrostatycznie beleczki, które zapewniają styk metal-metal, lub podobną strukturę, działającą z wykorzystaniem przerwy dielektrycznej dla utworzenia przełącznika pojemnościowego. Wspólną cechą charakteryzującą to urządzenie jest to, że zaopatrzone jest ono w przynajmniej jeden element ruchomy, który styka się z innym zamykając obwód.

W celu uł atwienia zrozumienia niniejszego wynalazku, poniż ej opisano konwencjonalny przełącznik MEM, w odniesieniu do fig. 1 przedstawiającej przekrój przełącznika MEM, w którym obydwa końce odkształcanej belki 5 są zamocowane do dielektryka 2. Poziom najniższy składa się z materiału dielektrycznego 1 zaopatrzonego w elementy przewodzące 3 i 4, które służą do łączenia lub stanowią różne elementy elektryczne urządzenia. Przewodniki z odnośnikami liczbowymi 3 i 6 są wykorzystywane do zapewnienia roboczego potencjału napięciowego, który powoduje ugięcie (lub odkształcenie) belki. Przewodnik 4, który przewodzi sygnał elektryczny, podczas działania przełącznika MEM styka się z odkształcalną belką. Fig. 2 przedstawia w widoku od góry ten sam przełącznik konwencjonalny.

W typowej implementacji konwencjonalnego przełącznika MEM, belka stykowa jest ukształtowana przez osadzanie krzemu polikrystalicznego na dielektryku wykonanym na przykład z SO2. Materiał otaczający jest wytrawiany z pozostawieniem struktury położonej wyżej, która jest połączona z belką krzemową 5. Element stykowy 6, utwierdzony jednym końcem na belce krzemowej 5 jest zawieszony drugim końcem nad przewodami 3 i 4, i jest wykonany, korzystnie, z krzemu polikrystalicznego. Następnie urządzenie jest poddawane bezprądowemu powlekaniu, zwykle złotem, które przywiera do krzemu polikrystalicznego, co kończy wytwarzanie elementów przewodzących 3, 4 i 6.

Przełącznik jest uruchamiany przez wywołanie różnicy potencjałów między belką stykową 6 a elektrodą 3. To napięcie powoduje przyciąganie elektrostatyczne, które powoduje zetknięcie belki 8 z elektrodą 4, i zamknięcie przełącznika. Skręcenie, któremu podlega utwierdzona belka 5 jest wykorzystywane do przywracania styku 6 do jego położenia otwarcia po zmniejszeniu się sterującego potencjału napięciowego.

Zwykle wszystkie konwencjonalne przełączniki MEM działają na zasadzie kontaktowania fizycznego, zwłaszcza na kontaktowaniu metalu z metalem przy operacji przełączania. Prowadzi to do wielu problemów niezawodnościowych związanych z powstawaniem łuku, przenoszeniem materiału, mikrozgrzewaniem, zlepianiem itp. Znaną jest rzeczą, że w większości te przełączniki stają się mniej niezawodne przy większych częstotliwościach. Niektóre z tych metali, jak złoto, które są powszechnie stosowane przy próbach złagodzenia tych problemów, nie są kompatybilne ze standardową technologią CMOS. Indukcyjny przełącznik MEM według wynalazku, który opisano w dalszej części opisu, nadaje się do uruchamiania przez wiele znanych aktuatorów MEM.

Przykłady aktuatorów MEM można znaleźć na należącej do Sandia National Laboratory stronie sieci web (www.sandia.gov), lub w kilku patentach na systemy MEM, odnoszących się do aktuatorów, na przykład w patencie USA nr 6.328.903, George E. Vernon, Sr., Surface-Micromachined Chain for Use in Micro-Mechanical Structures (Powierzchniowy łańcuch mikromechaniczny do zastosowania w strukturach mikromechanicznych), wydanym dn. 2001.12.11. Inne znane patenty konkretnie ukierunkowane na grzebieniowe układy wzbudzające opisane poniżej, można znaleźć na przykład w patencie USA nr 5.998.906, Jerman i in., Electrostatic Microactuator and Method for Use Thereof (Elektrostatyczny element pobudzający i sposób jego wykorzystania), wydany dn. 1999.12.07.

W konwencjonalnych przełącznikach MEM, jak na przykład opisanych w patencie USA nr 6.074.890. Yao i in. Method of Fabricating Suspended Single Crystal Silicon MEM Devices (Sposób wytwarzania zawieszonych elementów MEM z krzemu monokrystalicznego), wydany dn. 2000.06.13, i dodatkowo opisanych w IEEE Microwave, wyd. grudzień 2001, zwykle do przynajmniej jednej elektrody w obwodzie przełączającym doprowadza się potencjał prądu stałego, jako część pobudzenia

PL 206 924 B1 elektrostatycznego. Zatem występuje potrzeba oddzielania układu pobudzającego od obwodu przełączającego tak, aby napięcie sterujące prądu stałego nie było podawane na żaden ze styków przy realizacji pobudzania elektrostatycznego.

Z patentu amerykań skiego US 6184755 „Article Comprising a Variabe Inductor (Wyrób zawierający zmienną cewkę indukcyjną) znana jest mikromechaniczna zmienna/przestrajalna cewka indukcyjna zawierająca co najmniej dwa elementy zdolne do obsługi przestrzennego sprzęgania elektromagnetycznego oraz środki do zmiany ich zależności geometrycznych, dzięki czemu możliwa jest zmiana indukcyjności cewki indukcyjnej.

Istota wynalazku

Indukcyjny przełącznik mikroelektromechaniczny (MEM) według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera wzbudniki grzebieniowe, których nieruchome grzebienie są przytwierdzone do platformy nieruchomej, a ruchome grzebienie zaczepiają zakrzywionymi końcami o platformę ruchomą, na której są usytuowane ruchome cewki indukcyjne, przy czym platforma ruchoma umieszczona jest na sworzniu przegubowym utwierdzonym w platformie nieruchomej, a nieruchome cewki indukcyjne umieszczone są na płaszczyźnie nieruchomej.

Korzystnie platforma ruchoma usytuowana jest powyżej lub poniżej platformy nieruchomej.

Korzystnie, przełącznik dodatkowo posiada połączone ze sobą, za pomocą przewodów, cewki indukcyjne, drugą i trzecią, na platformie ruchomej na jej odpowiednich końcach.

W drugiej odmianie indukcyjny przełącznik mikroelektromechaniczny (MEM) według wynalazku charakteryzuje się tym, że cewki tworzą układ cewek indukcyjnych na platformie nieruchomej, przy czym są one umieszczone blisko siebie nawzajem, a co najmniej jedna cewka indukcyjna jest oddzielona od tego układu cewek indukcyjnych, a dwie cewki są połączone wzajemnie, za pomocą przewodów, na platformie ruchomej, połączonej ze wzbudnikami grzebieniowymi zapewniającymi ruch obrotowy, przy czyn przełącznik (MEM) posiada sworzeń przegubowy, utwierdzony w platformie nieruchomej, na którym zamocowana jest platforma ruchoma.

Korzystnie, platforma ruchoma jest zamocowana na sworzniu przegubowym na jednym jego końcu.

Korzystnie, platforma ruchoma jest zamocowana na ramieniu obrotowym, przy czym to ramię obrotowe jest zamocowane na sworzniu przegubowym na jednym jego końcu i obraca się wokół niego.

W kolejnej odmianie indukcyjny przełącznik mikroelektromechaniczny (MEM) według wynalazku charakteryzuje się tym, że cewki tworzą układy, przy czym pierwszy i drugi układ cewek indukcyjnych znajdują się na platformie nieruchomej, a dwie pary cewek są rozmieszczone odpowiednio na dwóch platformach ruchomych, przy czym platformy ruchome są połączone ze sobą na odpowiednich końcach ramienia obrotowego, które to ramię sprzężone jest z końcami ruchomych grzebieni wzbudników grzebieniowych, których nieruchome grzebienie są przytwierdzone do platformy nieruchomej, przy czym ramię obrotowe jest zamocowane do sworznia przegubowego utwierdzonego w platformie nieruchomej.

W kolejnej odmianie indukcyjny przełącznik mikroelektromechaniczny (MEM) według wynalazku charakteryzuje się tym, że cewki tworzą układ cewek indukcyjnych znajdujący się na platformie nieruchomej, oraz tym, że posiada platformę ruchomą zamocowaną do sworznia przegubowego, który jest utwierdzony w platformie nieruchomej, przy czym platforma ruchoma zawiera znajdujące się na niej dwie cewki indukcyjne.

W kolejnej odmianie indukcyjny przełącznik mikroelektromechaniczny (MEM) według wynalazku charakteryzuje się tym, że cewki tworzą zbiór cewek indukcyjnych umieszczony na platformie nieruchomej oraz tym, że posiada jedną lub wiele cewek indukcyjnych na platformie ruchomej, przy czym platforma ruchoma jest umieszczona w prowadnicy i jest sprzężona za pomocą zębnika z zębatką sprzężoną z prostopadle połączonymi końcami ruchomych grzebieni wzbudników grzebieniowych, których nieruchome grzebienie są przytwierdzone do platformy nieruchomej.

Korzystnie, cewki indukcyjne tworzą albo pojedynczą zamkniętą pętlę albo spiralę złożoną z wielu pę tli.

W kolejnej odmianie indukcyjny przełącznik mikroelektromechaniczny (MEM) według wynalazku charakteryzuje się tym, że jedna lub wiele cewek indukcyjnych znajduje się na platformie nieruchomej oraz tym, że cewki te tworzą dwie pary cewek indukcyjnych, przy czym każda z tych dwóch par jest umieszczona, odpowiednio, na jednej platformie ruchomej, a każda z platform ruchomych ma jeden koniec połączony ze sworzniem przegubowym utwierdzonym w płaszczyźnie nieruchomej.

PL 206 924 B1

W kolejnej odmianie indukcyjny przełącznik mikroelektromechaniczny (MEM) według wynalazku charakteryzuje się tym, że cewki tworzą układ cewek indukcyjnych na platformie nieruchomej oraz zbiór cewek indukcyjnych, wzajemnie połączonych za pomocą przewodów, na platformie ruchomej, przy czym platforma ruchoma jest zamocowana na sworzniu przegubowym w środku ciężkości platformy ruchomej lub w jego pobliżu, przy czym sworzeń przegubowy jest utwierdzony w platformie nieruchomej.

W kolejnej odmianie indukcyjny przełącznik mikroelektromechaniczny (MEM) według wynalazku charakteryzuje się tym, że cewki tworzą zbiór cewek indukcyjnych na platformie nieruchomej oraz tym, że posiada platformę ruchomą ze znajdującymi się na niej, jedną lub wieloma, cewkami indukcyjnymi, przy czym platforma ruchoma przymocowana jest na jednym końcu do sworznia przegubowego, który jest utwierdzony w platformie nieruchomej.

Cele wynalazku

Odpowiednio do powyższego, celem niniejszego wynalazku jest opracowanie indukcyjnego przełącznika MEM działającego na zasadzie włączania i wyłączania sprzężenia dla sygnałów elektrycznych.

Innym celem jest opracowanie indukcyjnego przełącznika MEM, izolującego sygnał sterujący od sygnałów przełączanych przez oddzielenie drogi sygnału przełączanego od obwodu sterującego wykorzystywanego przy eksploatacji urządzenia.

Jeszcze innym celem jest opracowanie indukcyjnego przełącznika MEM o izolacyjności w stanie wyłączenia przewyższającej izolacyjność w stanie wyłączenia przełącznika konwencjonalnego, ograniczoną zwykle do około 59 dB przy 6 GHz.

Następnym celem wynalazku jest opracowanie indukcyjnego przełącznika MEM, który nadawałby się do konfigurowania w pewnej liczbie różnych układów wielobiegunowych, wielodrożnych, i umoż liwiał sterowanie go przez pewną liczbę liniowych lub obrotowych ukł adów pobudzają cych.

Jeszcze innym celem niniejszego wynalazku jest opracowanie indukcyjnego przełącznika MEM nadającego się do niezawodnej realizacji przełączania na gorąco, mianowicie przełączania przy pracy z nominalnymi poziomami mocy. Przełączanie może się odbywać przy mocy IW, 5W, aż do dowolnej wartości, którą może znieść pozostała część obwodu, ponieważ przełączanie jest bezstykowe, a zatem bez występowania łuku czy zgrzewania styków.

Jeszcze innym celem niniejszego wynalazku jest opracowanie indukcyjnego przełącznika MEM, działającego niezawodnie bez potencjału prądu stałego czy fizycznego punktu styku na drodze sygnału, który potencjalnie mógłby być przyczyną występowania łuku, zgrzewania lub przenoszenia materiału i degradacji.

Następnym celem jest opracowanie indukcyjnego przełącznika MEM o zwiększającej się sprawności przy wyższych częstotliwościach, umożliwiającego zmniejszenie rozmiarów cewek przy zwiększaniu częstotliwości sygnału, przy osiągnięciu wzrostu sprawności przez sprzężenie polem magnetycznym miedzy częściami przełącznika, z otrzymaniem w ten sposób lepszych charakterystyk strat wtrąceniowych przy wyższych częstotliwościach bez odpowiedniego zmniejszenia izolacyjności.

Innym celem wynalazku jest opracowanie kombinacji przełącznika/transformatora dla zapewnienia dopasowania impedancyjnego. Przez odpowiedni dobór indukcyjności każdej części przełącznika indukcyjnego, możliwe jest niezależne korygowanie wejściowej i wyjściowej impedancji przełącznika. Korekcja umożliwia równocześnie dopasowanie impedancyjne i przełączanie. Możliwe jest zastosowanie specjalnej konfiguracji transformatora przy tworzeniu konwertera sygnału niesymetrycznego na symetryczny (symetryzatora) lub konwertera BALUN (Balanced-UNbalanced - desymetryzatora), zapewniającego zarówno przełączanie, jak i konwersję sygnału w jednym urządzeniu.

Jeszcze innym celem jest opracowanie indukcyjnego przełącznika MEM nadającego się do wytwarzania z wykorzystaniem procesów i materiałów kompatybilnych z CMOS.

Korzystne skutki wynalazku

W jednym z aspektów niniejszego wynalazku przełączanie sygnału odbywa się przez włączanie i wyłączanie sprzężenia między cewkami nieruchomymi i ruchomymi. Przełączanie następuje przy współliniowym lub niewspółliniowym ustawieniu cewek ruchomych względem cewek nieruchomych.

Czterozwojowa spiralna cewka indukcyjna, przy grubości metalu wynoszącej 4 μm, szerokości zwoju wynoszącej 10 μm, i średnicy zewnętrznej 150 μm, skonfigurowana jako jeden element przełącznika, jest sprzężona magnetycznie z inną podobną spiralą, znajdującą się bezpośrednio powyżej lub poniżej zapewniając współczynnik sprzężenia wynoszący około 0,85. Przy skonfigurowaniu tych spiral w opisany sposób, osiąga się straty wtrąceniowe zamkniętego przełącznika wynoszące

PL 206 924 B1 poniżej 6,6 dB i izolacyjność w stanie otwarcia 65 dB przy 13 GHz. Daje to doskonały stosunek włączenia i wyłączenia przy dostrojeniu do częstotliwości poniżej 13 GHz przez dodanie zewnętrznego kondensatora strojącego między dwoma wejściami przełącznika. Podobnie, półtorazwojowa cewka spiralna, o grubości warstwy metalu wynoszącej 4 μm, szerokości zwoju wynoszącej 10 μm i średnicy zewnętrznej wynoszącej 150 μm, skonfigurowana jako jeden element przełącznika, jest sprzężona magnetycznie inną podobną spiralą, umieszczoną powyżej, i zapewnia współczynnik sprzężenia około 0,85. Kiedy spirale są skonfigurowane jako takie, przy częstotliwości 25 GHz osiąga się straty wtrąceniowe włączenia o wartości 10 dB, a izolacyjność w stanie otwarcia o wartości 60 dB. Daje to znakomity stosunek włączenie-wyłączenie wstrajany do częstotliwości poniżej 25 GHz przez dodanie zewnętrznego kondensatora strojącego między dwoma wejściami przełącznika.

W innym aspekcie niniejszego wynalazku przełącznik MEM rozwiązuje problemy znane jako tarcie statyczne, powstawanie łuku i zgrzewanie styków przełącznika, z których wszystkie zostają wyeliminowane z powodu braku fizycznego kontaktowania się elementów przełączających. Cewki są po prostu ustawione osiowo w ścisłej bliskości tak, że sprzężenie indukcyjne może przenosić sygnał z jednej na drugą. Z punktu widzenia tej właściwości charakterystycznej, przełącznik MEM może z łatwością obsługiwać przełączanie z pełną mocą (Hot switching - przełączanie na gorąco) i przy wyraźnie większej mocy, niż konwencjonalny przełącznik MEM.

Przez zmianę liczby cewek nieruchomych lub ruchomych i/lub przez zmianę geometrycznej konfiguracji cewek i odpowiednie przemieszczanie elementów ruchomych realizuje się wiele konfiguracji przełączania. Ponadto, możliwe jest ogólne odizolowanie od sygnału sterującego i przełączanego toru sygnałowego ponieważ obwód pobudzający jest całkowicie niezależny od obwodu przełączającego.

Objaśnienie rysunku

Te i inne cele, aspekty i zalety niniejszego wynalazku w sposób oczywisty wynikają z poniższego szczegółowego opisu korzystnych odmian wykonania niniejszego wynalazku.,

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym

Fig. 1 i 2 przedstawiają uproszczone szkice ukazujące znany przełącznik MEM odpowiednio, w przekroju i w widoku od góry.

Fig. 3 przedstawia pierwszą odmianę wykonania niniejszego wynalazku, zgodnie z którą pewien moduł ruchomych cewek indukcyjnych obraca się wokół sworznia przegubowego przy włączaniu i wyłączaniu sprzężenia indukcyjnego jednego zestawu cewek z drugim. Przedstawiono również wzbudniki grzebieniowe ilustrujące jeden z możliwych trybów pracy. Na fig. 3 przedstawiono przełącznik ustawiony w trybie bez sprzężenia dla zapewnienia lepszej widoczności cewek nieruchomych.

Fig. 4 przedstawia to samo urządzenie, które jest pokazane na fig. 3, lecz znacznie obrócone, z przedstawieniem trybu ze sprzężeniem cewek ruchomych z cewkami nieruchomymi, według niniejszego wynalazku.

Fig. 5 przedstawia w widoku z góry układ cewek ruchomych. Linia A-A wyznacza przekrój wykorzystywany na fig. 6.

Fig. 6 przedstawia przekrój z fig. 5 wzdłuż linii A-A. Przedstawiono również odnośną część znajdującego się poniżej podłoża z cewkami nieruchomymi 40 i 50, otworem sworznia i sworzniem, na którym ten element się obraca.

Fig. 7 przedstawia w innym widoku z góry ten sam element w przekroju wzdłuż innej linii B-B, służącej do wyznaczenia przekroju przedstawionego na fig. 8.

Fig. 8 przedstawia przekrój elementu z fig. 7 wzdłuż linii B-B, z lepszym ustawieniem w perspektywie elementów wykorzystywanych do łączenia cewek ruchomych.

Fig. 9 i fig. 9A przedstawiają konstrukcję, w której sworzeń wchodzi do wnętrza jednej z cewek ruchomych. Przedstawiono również cewkę sprzężoną z cewką nieruchomą 40, przy utworzeniu przełącznika wielopozycyjnego.

Fig. 10 i fig. 10A przedstawiają przełącznik MEM skonfigurowany z cewkami na jednym końcu ramienia obrotowego.

Fig. 11 i fig. 11A przedstawiają rozszerzenie fig. 10, zapewniające dodatkowe możliwości funkcjonalne przełącznika jako przełącznika wielobiegunowego.

Fig. 12 i fig. 12A przedstawiają konstrukcję z wykorzystaniem napędu obrotowego do wielopozycyjnego przełącznika MEM.

Fig. 13 przedstawia konstrukcję z napędem liniowym (czyli zębnika z zębatką) zapewniającym przemieszczanie poprzeczne przełącznika MEM według niniejszego wynalazku.

PL 206 924 B1

Fig. 14 przedstawia przekrój poprzeczny przełącznika MEM przedstawionego na fig. 3 do 5, z całkowicie zamkniętą wnęką otaczającą przełącznik.

Fig. 15 przedstawia przełącznik MEM z fig. 14, z ukazaniem górnego zespołu cewek dodanego dla zwiększenia funkcjonalności.

Fig. 16 przedstawia w widoku od góry inną odmianę wykonania elementu MEM, zawierającego cewkę jednozwojową i wymagającego tylko jednego poziomu uzwojenia w części ruchomej elementu.

Fig. 17 przedstawia w przekroju element z fig. 16, w widoku od linii C-C.

Fig. 18 i 19 przedstawiają możliwość wytwarzania kilku układów cewek ruchomych dla bardziej wymagających zastosowań.

Fig. 20 przedstawia strukturę nadającą się do równoczesnego sprzęgania więcej, niż dwóch par cewek.

Fig. 21 ilustruje zastosowanie pojedynczej cewki ruchomej do utworzenia kombinacji przełącznika/symetryzatora (BALUN - BAlanced-UNbalanced).

Fig. 22 przedstawia ten sam przełącznik/symetryzator, co przedstawiony na fig. 21, w stanie sprzęgnięcia.

Fig. 23 przedstawia w widoku od góry strukturę liniową, przy czym cewki są wbudowane pionowo (prostopadle do płaszczyzny podłoża).

Fig. 24 i fig. 24A przedstawiają przedstawiaj przekrój urządzenia objaśniający ustawienie cewki ruchomej wewnątrz ruchomego elementu przełącznika MEM.

Fig. 25 przedstawia w widoku od góry bardziej złożoną konstrukcję cewki ruchomej, podobną do konstrukcji przedstawionej na fig. 23.

Fig. 26 przedstawia w przekroju przełącznik MEM pokazany na fig. 25.

Fig. 26A stanowi rysunek perspektywiczny trójwymiarowej konstrukcji cewki, przedstawionej na fig. 25 i 26.

Szczegółowy opis wynalazku

Poniżej zamieszczono bardziej szczegółowy opis niniejszego wynalazku, w odniesieniu do rysunków, na których przedstawiono korzystne odmiany wykonania niniejszego wynalazku.

Fig. 3 przedstawia w uproszczeniu pierwszą odmianę wykonania niniejszego wynalazku w jego najprostszej postaci. Zespół 10 cewek ruchomych złożony jest z podłoża, modułu, lub platformy ruchomej 15 cewek ruchomych 20 i 30, które obracają się wokół sworznia przegubowego 70 przy indukcyjnym włączaniu i wyłączaniu sprzężenia indukcyjnego cewek ruchomych 20 i 30 z cewkami nieruchomymi 40 i 50 umieszczonymi na drugim podłożu powyżej lub poniżej platformy ruchomej 15. Wzbudniki grzebieniowe 8 i 9 ukazują możliwości pobudzania zespołu ilustrując jeden z możliwych trybów pracy, jakkolwiek możliwe jest stosowanie, zależnie od skuteczności, również innych układów pobudzania. Na następnych figurach ukazano element w obu położeniach, dla lepszego zilustrowania położenia względnego cewek ruchomych względem cewek nieruchomych.

Wspomniane dwie cewki 20 i 30 połączone są dla zamknięcia obwodu przez przewody 25 i 35, tak że wszelki przepływ prądu indukowany w jednej cewce przepływa przez drugą. Sworzeń przegubowy 70 przechodzi przez otwór 75 (przedstawiony bardziej szczegółowo na fig. 6). Cewki 40 i 50 umieszczone są na znajdującej się poniżej platformie nieruchomej 7 (przedstawionej na fig. 6), i są połączone z innymi obwodami wymagającymi przełączania, jak na przykład wzmacniacz mocy, odbiornik i antena.

Mechanizm do powodowania ruchu obrotowego nie jest przedmiotem niniejszego wynalazku. Dla specjalisty działającego praktycznie jest oczywiste, że do zapewnienia nadania wymaganego przemieszczenia elementowi można zastosować dowolną mieszczącą się liczbę przełączników MEM. Przykład takiego elementu znajduje się na przykład w patencie USA nr 6.074.890 Method of Fabricating Suspended Single Crystal Silicon MEMS devices (Sposób wytwarzania zawieszonych elementów MEMS z monokrystalicznego krzemu), na nazwisko Yao i in., który zawiera opis sposobu wytwarzania pojedynczego wzbudnika grzebieniowego, lub w patencie USA nr 6.465.929 Micro-electromechanical system actuator for extended linear motion (Mikroelektromechaniczny aktuator dla większych przemieszczeń liniowych, na nazwisko Levitan i in., z których obydwa włącza się do niniejszego dokumentu przez przywołanie.

Fig. 4 przedstawia przełącznik MEM z fig. 3, po obrocie do położenia, w którym cewki są sprzężone indukcyjnie, mianowicie, cewka ruchoma 20 z cewką nieruchomą 40, natomiast cewka ruchoma 30 jest sprzężona z cewką nieruchomą 5. Dzięki temu sygnał wprowadzony do cewki 40 może być przekazany indukcyjnie do cewki 20. Sygnał elektryczny jest przekazywany do cewki 30,

PL 206 924 B1 która z kolei przekazuje go przez sprzężenie do znajdującej się niżej cewki 50. Tak więc, sygnał elektryczny, na przykład ze wzmacniacza mocy nadajnika jest podawany do cewki 40, i przechodzi przez ten element do cewki 50, która może z kolei być połączona na przykład z anteną. Należy zauważyć, że częścią tego zespołu mogą być dodatkowe cewki zapewniające dodatkowe możliwości funkcjonalne. Objaśniono to poniżej, w odniesieniu do fig. 9-10, 13 i 18-20.

Fig. 5 przedstawia w widoku z góry zespół 10 z cewkami 20 i 30, i ich wewnętrznymi i zewnętrznymi połączeniami wzajemnymi, odpowiednio 35 i 25. Przedstawiono również linię przekroju A-A, wykorzystywanego poniżej w opisie fig. 6.

Fig. 6 przedstawia przekrój z fig. 5 wzdłuż linii A-A. Przedstawiono również dolne podłoże 77, które zawiera cewki nieruchome i ewentualnie inne odnośne obwody (nie przedstawione w niniejszym dokumencie dla przejrzystości). Na platformie nieruchomej 7 jest osadzone zgrubienie 80 otaczające sworzeń przegubowy 70. To zgrubienie zapewnia niezbędny prześwit umożliwiający poruszanie się zespołu 10. Wysokość zgrubienia wyznacza wielkość tego prześwitu, i w pewnym stopniu, wartość współczynnika sprzężenia cewek. Zgrubienie ma grubość rzędu 1000 A do ponad 2 μm, zależnie od konkretnego zastosowania. Sworzeń przegubowy 70 mieści się w obszarze zgrubienia, i jego rozmiar jest wyznaczony możliwością swobodnego poruszania się zespołu 10 na nim bez zacięć i bez znacznego bicia osiowego. Średnica sworznia przegubowego powinna być dostateczna do zapewnienia niezbędnej niezawodności, i jest odpowiednio dobierana. Średnica ta zależy też od wyboru materiału i możliwości procesu. Podobnie, otwór 75 w zespole 10 jest projektowany odpowiednio do takiego pomieszczenia sworznia ruchomego, aby ruch w pożądanym zakresie odbywał się bez zacięć. Wysokość sworznia jest dobierana do grubości zespołu 10. Dla przykładu, jeżeli zespół 10 ma grubość 3 μm, to wtedy na sworzeń przypadnie znaczna część grubości, dla niezawodnego przytrzymania tego elementu. Korzystne jest, jeżeli sworzeń jest wykonany jako nieco wyższy, niż grubość zespołu 10, tak że sworzeń dotyka zgrubienia górnego 85 (fig. 14) zamykając i przytrzymując element.

Fig. 7 przedstawia w widoku z góry ruchomą część zespołu 10 widzianego z innego miejsca, określonego linią B-B, służącej do dalszego wykorzystania na fig. 8.

Fig. 8 przedstawia przekrój poprzeczny elementu z fig. 7 w perspektywie od strony linii B-B. Ukazuje on w szczególności górne połączenie 35 między cewkami a słupkami 60 stosowanymi przy wytwarzaniu wielopoziomowej struktury potrzebnej do utworzenia cewek spiralnych. Dzięki temu możliwe jest połączenie wewnętrznych końców cewek 20 i 30. Przewód zewnętrzny 25 jest wykonany na tej samej warstwie co cewki, a zatem nie wymaga słupków. Należy zauważyć, że ten układ nie jest jedynym możliwym. W zamieszczonym poniżej opisie fig. 16 i 17 przedstawiono cewki, które są zbudowane z wykorzystaniem tylko jednego piętra przewodów.

Fig. 9 przedstawia drugą odmianę wykonania niniejszego wynalazku, w której sworzeń przegubowy 70 jest przesunięty w stronę jednego końca ruchomej części zespołu 10, a dodatkowo cewki nieruchome 42 i 45 są umieszczone obok cewek 40 i 50. Ilustruje to jeden sposób otrzymania struktury wielopozycyjnej. W przedstawionej strukturze, cewka wyjściowa 30 może być sprzęgana z dowolną z cewek nieruchomych 42, 45 i 50. Sygnał wejściowy do cewek ruchomych jest podawany przez sprzężenie cewki nieruchomej 40 z cewką 20. Ponieważ sworzeń przegubowy 70 znajduje się na środku cewki 20, to ta przy obrocie zespołu 10 pozostaje w sprzężeniu indukcyjnym z cewką 40, jak to pokazano na fig. 9A, kiedy włączony jest wzbudnik grzebieniowy 13 i element obraca się w kierunku przeciwnym do kierunku ruchu wskazówek zegara, przy czym cewki 42 i 30 pokrywają się, wchodząc w sprzężenie indukcyjne.

Fig. 10 przedstawia inną odmianę wykonania niniejszego wynalazku, w której cewki ruchome 20 i 30 są wykonane na jednym końcu ramienia obrotowego 11. Przy zmianie położenia parami wchodzą one w sprzężenie i wychodzą ze sprzężenia z cewkami nieruchomymi 40, 42 i 50. Fig. 10 przedstawia zespół 10 w położeniu do sprzężenia z cewkami nieruchomymi 42 i 40. Fig. 10A przedstawia zespół 10 po obróceniu w prawo przez wzbudnik grzebieniowy 13, tak że cewka 42 jest wyprowadzona ze sprzężenia umożliwiając wejście cewek 40 i 50 w sprzężenie z cewkami, odpowiednio, 20 i 30.

Fig. 11 przedstawia inną implementację wynalazku, w której odmiana wykonania z fig. 10 jest rozszerzona obejmując zbiór zespołów cewek ruchomych dla ukształtowania przełącznika wielobiegunowego, wielopozycyjnego. Konfiguracja symetryczna do pokazanej na fig. 10 jest wykorzystywana do powielenia struktury cewki z fig. 10, przy czym cewki nieruchome 42A, 40A i 50A są indywidualnie sprzężone z cewkami ruchomymi 20A i 30A, które są przymocowane do ramienia obrotowego 11 i obracane wokół sworznia przegubowego 70. Fig. 11 przedstawia to urządzenie, w którym cewki 20A

PL 206 924 B1 i 30A są sprzężone indukcyjnie z cewkami, odpowiednio, 42 i 40. Równocześnie cewki 20A i 30A są sprzężone z cewkami, odpowiednio 42A i 40A. Na fig. 11A przedstawiono to samo urządzenie w jego położeniu dopełniającym po jego obróceniu w prawo przez wzbudniki grzebieniowe 13. W tym położeniu, cewki 20 i 30 są przedstawione jako sprzężone, odpowiednio, z cewkami 40A i 50A.

Fig. 12 przedstawia inną odmianę wykonania niniejszego wynalazku, w której zespół 10 cewek ruchomych jest pobudzany przez napęd obrotowy (nie pokazany) przy przełączaniu w kilku trybach. Niniejsze zgłoszenie jest w szczególności korzystne, na przykład do przełączania pasma w telefonach komórkowych. Takie napędy są znane, i szczegółowo opisane, na przykład w patencie USA nr 6.404.599 High Performance Integrated micro-actuator (Scalony mikroaktuator o dużej wydajności) na nazwisko Vegan. Fig. 12 przedstawia zespół 10, obracający się w kierunku ruchu wskazówek zegara, tak że cewki 20 i 30 są obecnie sprzężone z cewkami, odpowiednio 40 i 40A. Ten obrót w kierunku ruchu wskazówek zegara przemieszcza element dalej, tak że cewki 20 i 30 są sprzężone z cewkami, odpowiednio, 50 i 50A. Obrót może dodatkowo być kontynuowany w kierunku ruchu wskazówek zegara dla innych kombinacji, lub też kierunek ruchu może w tym momencie zostać odwrócony, w celu powtórzenia wspomnianego wejścia w sprzężenie i wyjścia ze sprzężenia cewek ruchomych 20 i 30 z odpowiednimi cewkami nieruchomymi. Ruch obrotowy może zostać nadany zespołowi 10 za pomocą dowolnych środków obecnie znanych w stanie techniki.

Fig. 13 przedstawia jeszcze inną odmianę wykonania niniejszego wynalazku, w której zespół 10 jest przytrzymywany przez szynę czyli prowadnicę 16, i jest przemieszczany poprzecznie za pośrednictwem napędu liniowego lub, jak to pokazano, zębnika 17 z zębatką 18. Przedstawione urządzenie zawiera tylko jedną cewkę nieruchomą 42 i dwie cewki ruchome 20 i 30. Poniżej (lub powyżej) zespołu 10, w sąsiedztwie cewki nieruchomej 42 (podobnie jak 40A i 50A na fig. 15) mogą być włączone również inne cewki, których dla przejrzystości nie przedstawiono. Kiedy zespół 10 przemieszcza się tam i z powrotem, wchodzi w sprzężenie i wychodzi ze sprzężenia z różnymi cewkami nieruchomymi umieszczonymi poniżej (lub powyżej) tego elementu. Przykładowe urządzenie MEM z zębatką i pędnikiem jest opisane w patencie USA nr 6.305.779, MEMS ink-jet nozzle cleaning and closing mechanism (Mechanizm czyszcząco-zamykający dyszy MEMS do wyrzutu atramentu), na nazwisko Capurso, i in., który włącza się do niniejszego dokumentu przez przywołanie.

Fig. 14 przedstawia przekrój poprzeczny zmontowanego urządzenia całkowicie zamkniętego ze względów niezawodności. Dolne nieruchome cewki 40 i 50 są wykonane na dielektrycznej platformie nieruchomej 7. Dodatkowo, na tej samej platformie nieruchomej 7 osadzone jest dolne zgrubienie 80, wykonane z tego samego materiału co komplanarna warstwa dielektryczna 90, i zapewnia przestrzeń niezbędną dla zespołu 10. Górna warstwa dielektryczna 100 otacza zespół 10 i zapewnia dodatkowe podparcie mechaniczne konstrukcji, jak to pokazano w związku z górnym zgrubieniem 85 stykającym się ze sworzniem przegubowym 70.

Fig. 15 jest podobna do fig. 14, z tym wyjątkiem, że ta pierwsza ukazuje możliwość zwiększenia funkcjonalności przez włączenie w górną warstwę dielektryczną 100 dodatkowych cewek 40A i 50A.

Fig. 16 przedstawia w widoku od góry zespół 10 o prostszym układzie przewodów, eliminującym potrzebę stosowania słupków (na przykład 60 na fig. 8). Ta odmiana wykonania upraszcza budowę zespołu 10, lecz nie umożliwia budowy cewek spiralnych, a zatem może być w ograniczonym stopniu wykorzystywana do niektórych zastosowań. Linia C-C stanowi odniesienie dla przekroju ukazanego na fig. 17.

Fig. 17 przedstawia w przekroju strukturę w widoku od linii C-C z fig. 16. Figura ta jest porównywalna z opisaną poprzednio fig. 8, która przedstawia uzwojenie wielowarstwowe niezbędne w przypadku cewek spiralnych.

Fig. 18 przedstawia jeszcze inną odmianę wykonania niniejszego wynalazku, z wykorzystaniem kilku zespołów 10 i 10A ruchomych względem cewki nieruchomej 30. Te elementy mogą być kształtowane na różnych poziomach konstrukcji, jak te, które przemieszczają się w sposób pokazany na fig. 19 przy pionowym sprzęganiu się równocześnie więcej niż dwóch cewek indukcyjnych. Fig. 18 przedstawia zespoły 10 i 10A cewek ruchomych wyprowadzone ze stanu sprzężenia, natomiast fig. 19 przedstawia elementy z fig. 18 w stanie sprzężenia.

Fig. 20 przedstawia budowę przełącznika indukcyjnego zawierającego więcej niż dwie cewki, trójkątne podłoże obracające się wokół sworznia przegubowego 70. W tym układzie, cewki 20, 21 i 30 przedstawiono jako sprzężone z cewkami, odpowiednio, 56, 41 i 51. Przedstawienie z pewną niewspółosiowością ma na celu zapewnienie przejrzystości. Przy obrocie elementu w prawo, cewki 20, 21 i 30 dochodzą do współosiowości z cewkami, odpowiednio, 40, 50 i 55.

PL 206 924 B1

Fig. 21 przedstawia indukcyjny przełącznik MEM w stanie bez sprzężenia, przy czym pojedyncza cewka ruchoma służy do utworzenia kombinowanego przełącznika/symetryzatora (BALUN). Jak wspominano poprzednio dopasowanie impedancyjne i funkcje symetryzatora, jak również przełączanie są możliwe przy zastosowaniu w odpowiednich miejscach przełącznika indukcyjnego różnych wartości indukcyjności.

Fig. 22 przedstawia to samo urządzenie, co fig. 21, w stanie sprzęgnięcia. Ruchoma cewka/ symetryzator 20A sprzęga się współbieżnie z obiema cewkami indukcyjnymi 40 i 50.

Fig. 23 przedstawia w widoku od góry strukturę liniową, przy czym cewki nieruchome i cewka ruchoma są wbudowane pionowo, czyli prostopadle do płaszczyzny podłoża zespołu 10.

Fig. 24 przedstawia przekrój zespołu 10 cewki ruchomej z fig. 23 ilustrujący sposób wbudowania cewki ruchomej w zespół 10. Fig. 24A przedstawia bardziej szczegółowo budowę cewki pionowej. Struktura jest wykonywana w postaci wielu warstw, z warstwą A stanowiącą dolną część pętli cewek indukcyjnych. Proces jest podobny do standardowej technologii wielowarstwowej. Warstwa B zawiera części zewnętrznych i wewnętrznych przewodów pionowych w pętlach, jak również poziomy przewód wewnętrzny, podobny do dwoistych struktur wielowarstwowych z przepustami i liniami łączącymi. Warstwa C zawiera górną część pętli pionowych i górny przewód poziomy razem tworzą cewkę (cewki), również jak w dwoistej strukturze wielowarstwowej. Warstwa D jest po prostu wierzchnią warstwą izolacyjną, która służy również do celów hermetyzacji i ochrony metalu.

Fig. 25 stanowi inny widok od góry bardziej złożonej konstrukcji cewki ruchomej, podobnej do konstrukcji przedstawionej na fig. 23, natomiast fig. 26 przedstawia w przekroju konstrukcję przedstawioną na fig. 25 z cewkami 20 i 30 w pionowej strukturze trójwymiarowej zamiast opisywanych wcześniej cewek dwuwymiarowych. Fig. 26A przedstawia w postaci rysunku układ cewki trójwymiarowej, przedstawionej na fig. 25 i 26. Ta struktura jest zbudowana w sposób podobny do opisanego w przypadku fig. 24, przy czym różne segmenty cewek są wykonane normalnie w warstwach, typowo w procesie wielowarstwowym lub dwoistym wielowarstwowym.

Indukcyjny przełącznik MEM według niniejszego wynalazku wykazuje większą wydajność przy większych częstotliwościach, co umożliwia zmierzenie rozmiarów cewek w miarę wzrostu częstotliwości. Zwiększenie wydajności osiąga się przez sprzężenie za pośrednictwem pola magnetycznego między elementami przełączającymi. Sprzężenie za pośrednictwem pola magnetycznego zapewnia lepsze charakterystyki strat wtrąceniowych przy wyższych częstotliwościach bez odpowiedniego zmniejszania skuteczności izolacyjnej. Ta wydajna praca przy wyższych częstotliwościach pozostaje w kontraście do pogarszającej się skuteczności typowych przełączników metal-metal i przełączników pojemnościowych przy wyższych częstotliwościach z powodu zmniejszania ich skuteczności izolacyjnej w stanie otwarcia. Typowe przełączniki metal-metal mogą pracować niezawodnie tylko do częstotliwości 2 - 3 GHz, podczas gdy przełączniki według niniejszego wynalazku mogą z łatwością pracować do 25 GHz.

Inna zaleta niniejszego wynalazku polega na możliwości budowy kombinowanego przełącznika/transformatora dla wbudowanego układu dopasowania impedancyjnego. Przy odpowiednim doborze indukcyjności dla każdej części przełącznika indukcyjnego możliwa jest niezależna korekcja impedancji wejściowej i wyjściowej przełącznika. Ta korekcja umożliwia dopasowanie impedancyjne i równocześnie przełączanie. Specjalna konfiguracja tego transformatora może być wykorzystywana do utworzenia symetryzatora czyli konwertera BALUN, umożliwiającego równoczesne przełączanie i konwersję sygnału.

Jakkolwiek wynalazek opisano w połączeniu z korzystną odmianą wykonania, to dla specjalisty jest oczywiste, że według powyższego opisu możliwych jest wiele rozwiązań alternatywnych, modyfikacji i odmian wykonania. Odpowiednio do tego, wszystkie takie rozwiązania alternatywne, modyfikacje i odmiany wykonania uważa się za objęte istotą i zakresem załączonych zastrzeżeń. Wszelkie stwierdzenia opisane powyżej lub przedstawione na załączonych rysunkach należy uważać za ilustracyjne i nieograniczające.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Indukcyjny przełącznik mikroelektromechaniczny (MEM) posiadający jedną lub wiele ruchomych cewek indukcyjnych i jedną lub wiele cewek indukcyjnych na nieruchomej platformie, znamienny tym, że zawiera wzbudniki grzebieniowe (8, 9), których nieruchome grzebienie są przytwierdzone

PL 206 924 B1 do platformy nieruchomej, a ruchome grzebienie zaczepiają zakrzywionymi końcami o platformę ruchomą (15), na której są usytuowane ruchome cewki indukcyjne (20, 30) przy czym platforma ruchoma (15) umieszczona jest na sworzniu przegubowym (70) utwierdzonym w platformie nieruchomej (7), a nieruchome cewki indukcyjne (40, 50) umieszczone są na płaszczyźnie nieruchomej (7).
2. Przełącznik według zastrz. 1, znamienny tym, że platforma ruchoma (15) usytuowana jest powyżej lub poniżej platformy nieruchomej (7).
3. Przełącznik według zastrz. 2, znamienny tym, że dodatkowo posiada połączone ze sobą, za pomocą przewodów (25, 35), cewki indukcyjne, drugą (20) i trzecią (30), na platformie ruchomej (15) na jej odpowiednich końcach.
4. Indukcyjny przełącznik mikroelektromechaniczny (MEM) posiadający jedną lub wiele ruchomych cewek indukcyjnych i jedną lub wiele cewek indukcyjnych na platformie nieruchomej, znamienny tym, że cewki te tworzą układ cewek indukcyjnych (42, 45, 50) na platformie nieruchomej (7), przy czym są one umieszczone blisko siebie nawzajem, a co najmniej jedna cewka indukcyjna (40) jest oddzielona od tego układu cewek indukcyjnych, a dwie cewki (20, 30) są połączone wzajemnie, za pomocą przewodów (25, 35), na platformie ruchomej (15), połączonej ze wzbudnikami grzebieniowymi (13) zapewniającymi ruch obrotowy, przy czym przełącznik (MEM) posiada sworzeń przegubowy (70), utwierdzony w platformie nieruchomej (7), na którym zamocowana jest platforma ruchoma (15).
5. Przełącznik według zastrz. 4, znamienny tym, że platforma ruchoma (15) jest zamocowana na sworzniu przegubowym (70) na jednym jego końcu.
6. Przełącznik według zastrz. 4, znamienny tym, że platforma ruchoma (15) jest zamocowana na ramieniu obrotowym (11), przy czym to ramię obrotowe (11) jest zamocowane na sworzniu przegubowym (70) na jednym jego końcu i obraca się wokół niego.
7. Indukcyjny przełącznik mikroelektromechaniczny (MEM) posiadający jedną lub wiele ruchomych cewek indukcyjnych i jedną lub wiele cewek indukcyjnych na platformie nieruchomej, znamienny tym, że cewki te tworzą układy, przy czym pierwszy (40, 42, 50) i drugi (40A, 42A, 50A) układ cewek indukcyjnych znajdują się na platformie nieruchomej (7), a dwie pary cewek (20, 30), (20A, 30A) są rozmieszczone odpowiednio na dwóch platformach ruchomych (15, 15A), przy czym platformy ruchome są połączone ze sobą na odpowiednich końcach ramienia obrotowego (11), które to ramię sprzężone jest z końcami ruchomych grzebieni wzbudników grzebieniowych (13), których nieruchome grzebienie są przytwierdzone do platformy nieruchomej (7), przy czym ramię obrotowe (11) jest zamocowane do sworznia przegubowego (70) utwierdzonego w platformie nieruchomej (7).
8. Indukcyjny przełącznik mikroelektromechaniczny (MEM) posiadający jedną lub wiele ruchomych cewek indukcyjnych i jedną lub wiele cewek indukcyjnych na platformie nieruchomej, znamienny tym, że cewki te (40, 42, 50, 40A, 42A, 50A) tworzą układ cewek indukcyjnych znajdujący się na platformie nieruchomej (7), oraz tym, że posiada platformę ruchomą (15) zamocowaną do sworznia przegubowego (70), który jest utwierdzony w platformie nieruchomej (7), przy czym platforma ruchoma (15) zawiera znajdujące się na niej dwie cewki indukcyjne (20, 30).
9. Indukcyjny przełącznik mikroelektromechaniczny (MEM) posiadający jedną lub wiele ruchomych cewek indukcyjnych i jedną lub wiele cewek indukcyjnych na platformie nieruchomej, znamienny tym, że cewki te tworzą zbiór cewek indukcyjnych umieszczony na platformie nieruchomej (7) oraz tym, że posiada jedną lub wiele cewek indukcyjnych (20, 30) na platformie ruchomej (15), przy czym platforma ruchoma jest umieszczona w prowadnicy (16) i jest sprzężona za pomocą zębnika (17) z zębatką (18) sprzężoną z prostopadle połączonymi końcami ruchomych grzebieni wzbudników grzebieniowych (14), których nieruchome grzebienie są przytwierdzone do platformy nieruchomej (7).
10. Przełącznik według zastrz. 9, znamienny tym, że cewki indukcyjne tworzą albo pojedynczą zamkniętą pętlę albo spiralę złożoną z wielu pętli.
11. Indukcyjny przełącznik mikroelektromechaniczny (MEM) zawierający jedną lub wiele ruchomych cewek indukcyjnych i jedną lub wiele cewek indukcyjnych na platformie nieruchomej, znamienny tym, że jedna lub wiele cewek indukcyjnych znajduje się na platformie nieruchomej (7) oraz tym, że cewki te tworzą dwie pary (10, 10A) cewek indukcyjnych, przy czym każda z tych dwóch par jest umieszczona, odpowiednio, na jednej platformie ruchomej (15, 15A), a każda z platform ruchomych ma jeden koniec połączony ze sworzniem przegubowym (70) utwierdzonym w płaszczyźnie nieruchomej (7).
12. Indukcyjny przełącznik mikroelektromechaniczny (MEM) zawierający jedną lub wiele ruchomych cewek indukcyjnych i jedną lub wiele cewek indukcyjnych na platformie nieruchomej, znamienPL 206 924 B1 ny tym, że cewki te tworzą układ cewek indukcyjnych na platformie nieruchomej (7) oraz zbiór cewek indukcyjnych (20, 21, 30), wzajemnie połączonych za pomocą przewodów (125, 135, 136), na platformie ruchomej (15), przy czym platforma ruchoma (15) jest zamocowana na sworzniu przegubowym (70) w środku ciężkości platformy ruchomej lub w jego pobliżu, przy czym sworzeń przegubowy (70) jest utwierdzony w platformie nieruchomej (7).
13. Indukcyjny przełącznik mikroelektromechaniczny (MEM) zawierający jedną lub wiele ruchomych cewek indukcyjnych i jedną lub wiele cewek indukcyjnych na platformie nieruchomej, znamienny tym, że cewki te tworzą zbiór cewek indukcyjnych (40, 50) na platformie nieruchomej (7) oraz tym, że posiada platformę ruchomą (15) ze znajdującymi się na niej, jedną lub wieloma, cewkami indukcyjnymi (20A), przy czym platforma ruchoma (15) przymocowana jest na jednym końcu do sworznia przegubowego (70), który jest utwierdzony w platformie nieruchomej (7).