TW434617B - Micro-mechanical electrostatic relay, arrangement of many such relays and method to produce one or more such relays - Google Patents

Description

4346 1 7 A7 B7 經濟部中央標隼局員工消費合作社印裝 五、發明説明（1 ) 本發明偽關於一種微槺械式靜電繼電器，其具有 -一個固定體，作為基體用， -一個由固定材料所構成之可自由操作之可撓性錨凹舌 ，其之一側是固定於基體上且與肚基體形成一種楔形 之注開口端持鱭擴大之工作氣隙， -一個形成在基體上之平坦式基極電極， -一個形成在錨凹舌上之與基極電極相面對之錨凹電極， -至少一個配置在基體上之固定式接觸件， -至少一個配置在錨凹舌上之與上述固定式接觸件相面 對之移動式接觸件。 此種微機械式繼電器基本上已描述於DE4205029C1中 。由於在基極電極和錨凹電極之間存在一種楔形之氣隙 ，因此在此二個電極之間施加電壓時此錨凹舌會在基極 電極上展開，瑄樣就可使此二锢電極之間狹窄之間距由 绳！緊處至提供接觸之自由端繼纊移動以3「(^「1(6丨1-P「i n c i p丨e )。Μ此種方式，則一方面能Μ足夠之接觸間 隙來確保在開啟吠態時在固定式接觸件和移動式接晡件 之間有一種隔離強度且另一方面能Μ非常小之切換功率 以靜電方式使錨凹起反應。當然在此種純（pure)靜電式 之切換原理中較高之切換電臛是需要的；此外，珂獲得 之接觸力仍然相當小。 此外，在此種原理中很不容易實現開啟式接觸或切換 式接觸。 又，由U S 5 2 7 8 3 6 8 A中已知有一種靜電式繼電器，其中 -3 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 4346 1 7 A7 B7 五、發明説明（i 極電，成駐， 電換？ 關 電止大形。伸 靜切 Μ , 止靜當搔觭延 之之 U 啟 靜屆相電接方 藝佳 U 開 個二離之相上 技較 Θ 如 二此距對式份。述種 Η 例 此中之相形部觸所 , 且文 Η 和之一接頭成 Η 整 換此舌能狀的之開達 f 調 持 切然式只線度式文壓 W 行 間當動中或長面本電_ 進 極。移置狀之平成換-«]性 電t)至位點舌有形切躍特 止re其換 K 凹舌步之跳換 靜ct，切能錨凹一小之切 飼 U 著之只式錨進較望之 二“置自上動與是以期望 在層 ffi 各本移能的能所期 堊電地在基在可目使有所 Η 駐行極M只不之 ，具對。 舌有平電角别示明器其是換 式設相止銳分顯發電，於切 動又互靜画層中本繼性 ® , 移另橘使一電其 式特力閉 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 達錨表 器。電起•之此駐式 便或之 電整之同_定取使肜 Κ 上隙 缗調層共設選可本 造體氣 種行電加所可即基 構基作 此進駐施中此制於 之在工 ，況則之層因控由 述置形 中情 ，壓電。須舌 所S3楔 隙用端電駐性不凹 頭層在 氣應尖制據特得錨 開一含 形之之控依同使 ， 文少包 楔別隙與。不，力 本至層 在各氣時小之小應 有有電 含對形同較器大預 具具駐 包地楔即可電之之 器另棰 層好至時身繼度舌 電，此 電良伸始本取程凹 繼外， 駐常延開壓選棰錨 ，此層 使非内動電可某過 明.電 明可向移制刖成超 發的駐 發性層式控 ，度力 本目之 本特電換使度密引 撺逑上。於換駐切 ，密荷之 依上舌中由切於在用荷電層 成凹面 之由荷作電種電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） 4346 1 A7 B7 五、發明説明（） 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 舌觸，基或 基隙擇基電電駐 ue 態電le區或置 凹接小涸上 罩氣選於駐駐層(sbl择駐bl緊雔位 銳式堪一體 外之可下些層二和ta三層taI 夾距緊 s S 罩 ，啟力有基 之形且況瑄二此其is種二0S卜之的夾 下開應只在 外楔中情中此當則仏一此0[1y 舌間之 β 畤 況棰預當置 額個隙種其由。 ，態成由 ί 凹之舌 情一較，配 個一氣此，藉性時樓達藉態-TI錨舌凹 棰式力下地。一成於在層可特等雙可，锞to在凹錨 及 此形引況性上置形置。電下之相種亦面單 彡便錨由 在時種情擇極配91配上駐況層是一下方種 tM和是 。 此此種選電須基式極層情電值成況 一 一 體，極離 锻，時此可凹然式方電一此駐對達情另成 .基吠電距。 基上度在層錨當定之箪置在整絕可調。達 .曲極的大 離體密。電或，固動外設。調之即微性可 中彎基間變 偏基荷象駐上中傾播或別荷來荷式之特亦 造成且之地 而於電琨則舌式灶可上分電整電方當換度 構形曲極績 緊位之閉，凹形使M極上之調之種適切密 佳別彎電持 泣是小關時錨豳，舌電體性之性此在之荷 較分之罩而 力中較棰舌或實方凹極基電度電权或0)電。之須大外端 應態在一凹上之上錨基罩同密同此性bl之性明面最和由 預吠，生錨掻佳體此於外不荷不因特ta同特發表生極自 此止之產有電較基後置和有電中 ，換-S不換本隙產電其 被靜反.此設保在於然放上載中層零切ΓΙ中切在氣中搔向 而在。因髌基 體，地賴驛一| 電是之ft層之 之域基朝 t請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 4346 1 1 A7 B7 五、發明説明（4 ) 最好是使用矽或具有類似性質之單晶材料來作為基體 ,外罩基體和錨凹舌所用之材料。就錨凹舌而言，除了 單晶矽之外，亦可考盧多晶矽，金屬Μ及一些可在微機 械中操作之塑料（其具有金觴塗層）。在此種情況中， 駐電層（e丨ectret丨ayer)最好是由二氧化砂（Si〇2 )或 由二氧化矽/氮化矽（Si02 / Si3 N4 )化合结構所構成 。駐電層中之表面電荷密度可介於10 4和10 3 (亦可链 為102) c/b2之間。 本發明中製造本文開頭所述技藝之一個或多届繼電器 所用之方法主要是：在單晶之基體中藉由表面之整平而 產生一種與所期望之楔形氣隙表面相對應之外型（profile) 且藉由選擇性之塗層和結構化而形成之至少一層隔離層 ，一層金鼷層Μ構成基極電極和構成至少一負載回路導 引層；一層含有電荷之隔離層以作為駐電層；至少一菌 接觸件。在錨凹基體之下側藉由選擇性塗層和结構化而 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) I 、------^訂------ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 和凹側此化 方 極錨上後外構 U 些 去 電。之然 fc 结 一這 方 B層化。 C 和。 像 _ 離構止來層體 f 就 成隔结為出塗基fDf， 構面已度露行凹-fD中 K 表之厚裸進錨化驟 層個體凹面來至構步 匾一基錨側式結结造 金：至之個方連，製 層件结望三之來®-之 一 元連期由體面 _別 ,觸倒所丨基側㊣各 層接下至Ur於之 I,之 離式之直to似化刻器 隔動化平on類構蝕電 層移構整(CM 结之繼 一 俚結被形好已似於 少 一已體外最其類用 至少其基之體 Μ 或應 : 卒：Μ 凹舌基後同可 生成體錨 Μ 罩然相求 產構基ft錨外 ， 尋 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐> 4346 1 ΑΊ B7 五、發明説明（（ _ 好技 體最罩 基型遮 。 外性 樣之牲 一 曲犧 中彆或 械之 } 機用hy 微面ap 它表gr 其隙ho 或氣it 術之 f. 技體術 體基影 導罩微 半外 C 於時to 用要au 應需Gr 可況由 亦情藉 法及是 圓 晶 矽 於 中 置 配 化 樣 多 在 可 常 通 中 式 方 造 製 ο 得此 獲於 來由 術 系 效器 有電 ί 繼 統之 系 5¾ 之各 同使 相不 多後 許之 得成 獲製 上.在 成 製 是 的 利 有 此 因 持 保 是 而 離 隔 相 互 铳 中各 殻而 外件 之元 同端 共終 個取 一 選 在地 裝當 安適 如藉 例可 且統 中系 置器 配電 b 鯓 /Ί iL 樣之 多別 之各 述是 上於 在 式 圖 ο 述 。 描 中细 項詳 臑作 附例 各施 圍實 範各 利對 。 專式 制請圓 控申據 到在依 受述將 地敘下 時造以 同構明 或它發 地其本 別 放 開 或 ~ 閉 0 之 中 態 狀 換 切 個 二 在 別 分 : 圖 下 4 如第 明至 說 1 單第 簡 。 圖 圖面 面切 切之 之置 造配 構式 同換 不切 '之圈 器 5 電第 繼 第第 6 7 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .-. -^^^1 '一iffJ—^ϋ -- - --- -

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圖 視 之 VO 經濟部中央榇準局員工消费合作杜印製 單 有 具 其 式 形 施 實 之 舌 凹 錨 〇 之 形到 外看 之所 舌方 M上 錨由 有圖 示 δ 標第 其 式 接 橋 有 具 其 圖 視 之 舌 凹 錨 之 到 看 所 方 上 0 由 觸圖 接 9 式第 圖 面 切 之 體 基 中 驟 步 各 之 程 製 在 圖 Ε ο 11 至 A ο ο 1 觸第 接 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 434617 A7 B7 五、發明説明（C ) 第UA至1]H圔在多個製程步琢中製造一個（或二饀） 錨凹舌，與基體之連接Μ及施加另一個外罩基體等等之 切面圖。 第12圖繼電器多樣化配置之透視圖，其具有共同之基 鶊，許多相連接之錨凹舌Μ及一 共同之外罩基體。 第13至15圖本發明之繼電器之各種不同之路徑-電壓-特性圖。 在第1至第4圖中顯示一種具有駐電層之單一式闞閉 型型/開啟型繼電器之各種不同之實胞形式，其中只有 基髖1和錨凹基體2分別設有錨凹舌2〗。在基體1和錨 凹舌21之間形成一個楔形之氣隙10,在氣隙1〇敞開之末 端處此基艄1承載一涸固定式接觸件5且錨凹舌21承載 一偁移動式接觸件6 。為了簡單起見，假設：基體1和 錨凹舌2〗都Μ電極形式構成。控制電壓Us可經由相對應 之终端而腌加於此二饀電極之間。此外，在氣隙表面中 之一個表面上設置一暦駐電層4 ,其是一種在固定位置 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 ,M辱電式上 4 狀錨一駐一11層 形且有 C 單面電 其11具式種表駐 設面體形一之據 預表基本示 1 依 來之圖基表體 0 式坦 4 之只基上 形平和坦別在面 本種3A平分置表 基一第涸其ffi之 之有據 一 ί 地體 舌具依有子性基 凹賴或具例擇向 。 錨基，舌之選面 層和圖曲凹鼷可之 離體2Α彎錨 4}21 隔基和上且第件舌 之由1Α往12至啟凹 荷是第面面 1 開錨 電10據平表第或在 著隙依此之在件置 放氣中由曲 4 閉配 存 其舌彎Μ關或 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4祝格（2丨0 X 297公釐） 4346 1 7 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 B7五、發明説明（？） 之電荷密度來和錨凹舌對基體之機械預應力栢比較之結 果而產生各種不同之切換特性。 第U, 2A, 3A和4A分別顧示氣隙10敞開時之切換狀態 ，而第IB, 2B, 3B和4B則顯示氣隙翮閉時之狀態，因此 具有夾緊之錨凹舌21。吾人因此認為：駐電層4中之電 荷密度在無控制電壓Us之情況下不足Μ夾緊錨凹舌21, 因此瑄是一種闞閉型繼電器。在此悄況下，第U至4Α圖 表示一種具有開敗型接觸件之未激發之狀態，而第1Β至 4Β阃則表示在皰加一種控制電壓Us之施加因此可使接觸 件5和6之間的電潦固路關閉。 怛若駐電層4中之電荷密度很高，使錨凹舌21在無控 制電壓時即被吸引至基體1 ,則第1 B至第4B圖表示一種 具有關閉型接觸件5 , 6之靜止吠態。在開啟型繼電器 之情況中，必須在基體1和錨凹舌21之間施加一種控制 電壓UsM便使接觸件開啟，該控制電壓Us之極性和駐電 翳4之電荷相反旦較這些電荷所具有之電位遨大，使駐 電層之引力被壓抑且接觸件被開啟。在開啟型繼電器之 情況中第〗A至4A圖因此表示此種繼電器之激發狀態β 本發明繼電器之較佳S施形式當然不是單一式醑閉型 或開啟型繼電器。而是切換型繼電器，其顯示在第5圖 中。在此禅情況中，除了基體1和錨凹基體2 (其具有 錨凹舌21)之外須另設置一個外罩基體3 ,使得在基體 和外罩基艏之間形成一個楔形氣隙10且使此二個基體之 間的錨凹舌關閉。外罩基體3之構造最好是和基體1者 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2iOX297公釐） 43461 7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7五、發明説明（S ) 完全相同目.在錨凹基體2作為中間連接件之情況下此舛 罩基體3 K旋轉180°之方式設定在基體1上。基體之 面向氣隙10之表面11M及外罩基體之表面31就像先前所 述第3和第4圖之情況一樣須形成奪曲狀，使這些表面 在朝向尖端之内部氣隙之區域中具有最大之彎曲度，而 此種彎曲度往氣隙之敞開之末端則持績地變成較平坦， 但整體而言氣隙朝向敞開之末端則持續地變大。錨凹舌 21可依撺此二傾駐電層]2和32中之電荷密度而選擇性地 緊靠在外罩基體3之表面上或基體1之表面上（第5圖 之虛線所示）。 基本上基體1和3 (其具有逋當之摻雜）可用作基極 電極或外罩電極；同樣地錨凹基體2或錨凹舌21可直接 形成錨凹電極。但最好在基極表面上設置一個基極電極 19,在外罩表面上設置一個外罩電極39以及在錨四舌21 之各別表面上設置金圈性錨凹電極28或29 ◊形成各電極 時所用之金屬層可藉由各電極相對應之结構化而形成負 載電滾回路用之引隔離的傳輸線。由第5圈和第6 , 7 圖可辨認的是，可在各駐電層12或32上形成間隔條片13 或33,這些條片不載有電荷且在錨凹舌21之縱向中延伸 。利用這钱間隔條H13或33,則在錨凹舌和各駐電層名 間有機械性接觸時由於接觸面最小化而可防止大面積之 放電現象。此外，在切換畤之移動過程中可使黏滯性之 衰減變小，因此可防止所謂氣泵（P u si p >效應。 在另一種構造方式中，在電搔區域外部於基體（例如 -10- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 43461 7 ..- A7 B7 五、發明説明（9 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ,外罩基體）之表面上設置另一個具有較高電荷密度之 駐電層區域，在接阉件開啟期間之放電現象中所產生之 離子可藉由此駐電層區域而被中和（neutralize)。第7 國顯示tt種駐電層區域7 ,其K框架形式而圍繞基極- 駐電層12之區域的一部份。由第7圖中又可看出，基極 -駐電廣12具有一涸圍繞接觸件15之類似圓形之區域， 此區域不載有電荷，此區域以一個邊界線14來表示。ft 外，具有接隴區之錨凹舌21之外形（contour)在第7圖 中是K虚線來表示。此種特殊之外形稍後再詳述。 第7圖顯示此駐電層之三個不同之充電區域.即，Μ 框架形式配置之高充電之駐電層區域7 ,原來之駐電層 12 (其具有一種介於104和103 c/m2之間或102 c/b2 之確定的電荷密度）K及上述之由類似圓形之線14所界 定之接觸區域（其不載有表面電荷）。 切換型繼電器之接觸系统依據第5圖是由基極-固定 式接觸件15,外罩-固定式接觸件16和移動式中央接阑 件17 (其配置在錨凹舌21上）所構成◊錨凹舌21是Μ府 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 舌由式錨接已 凹藉動由之形 錨1828移別望造 ί W 區由.各期舌 色觸經可所凹 暗卜接22時得錨 成中式隙觸獲之 色圖動鐽接而件 染在移之在式觸 被示之合其方接 域顯17接使種式 區未件相，此掛 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以及情況需要時形成負載回路供電層）K及駐電曆表面 用之隔離層]04 ί其同樣須適當地被结構化）。然後依 撺第10D圖概加另一層隔離層105旦對其進行結構化以 形成一樺間隔條Η13或33 (第5圖）。最後，在金屬層 103上藉由電鍍式之強化作用而形成一饀固定式接觸件 106 。此外，藉由隔離層104之以電荷來進行结構化之 充電而形成所期望之駐電層（第7圖）。於是例如在原 來駐電層之區域中形成一種大約士 10至土 50V之電位， 而在框形駐電層表面7之外部抽吸區域中會產生大約 士 100至± 300V之電位。 在第11阚中顯示錨凹電極之另一種獲得方式及其與基 择電極和外罩電極之連接。於是首先在晶圓下側設置一 Μ含有隔離罾201之板形之錨Η基體200且在隔離層上 腌加一層金靨層202且對此金靥層202進行结構化Μ便 形成錨Μ電樺以及情況需要時須形成負載回路供電層。 然後胞加另一 _隔離層203且對其進行結構化，如第11Α _所示。藉由電鍍之強化作用依據第11Β _而在金屬層 202上形成移動式接觸件204 。 這樣所獲得之已结構化的錨凹基體200須以陽極式或 -13- (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 434617 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 B7五、發明説明（) 共晶式（eutectic)或其它方式而連結至基趙】〇〇 (其是 依據第10E鼷而構成），請參閲第11C圖。然後依據第 11D _而對錨凹基體進行蝕刻直至錨凹舌21所期望之厚 度為I卜.。此種厚度例如是在IOOmb之數量级中。若只需 依撺第3和第4圖來產生一種開啟件或顒閉件，則這樣 所獲得之錨四舌層210現在可在區域211之中央皤開， 因此可獲得二假在夾緊狀態中之模面對稱之錨凹舌21。 但為了獲得第5圖之切換式繼電器，則錨凹舌層210 之上蝌須再结構化，即，須施加另一層隔離層205 , K 及抱加金鼷曆206 S對其進行結構化Μ用於另一驅動電 择中且情況褥要時亦可用於負載回路供電層中，另又須 陁加一層隔離膚207且對其進行结構化（第11Ε圖）。 然後藉由金匾層206之電鍍強化作用而形成移動式接 觸件208 (第1 1Ρ阖）。 且最後是藉由側向结構化之三個側面之裸露而獲得二 涸錨ffl舌21.如第11G圖所示。最後，外罩基體300 (其構造就像第10E圖之基體—漾）由上方Μ已結 構化之表面往下連結於錨凹基體200上。Μ此種方式依 撺第11Η圖而形成一個具有二涸互相對立之錨凹舌21之 港電器，其中二個系铳之基極-固定式接觸件15和外罩 固定式接觸件16是經由金屬層103而互相連接。若這些 系统須可各別地被切換，則在製程中這些層須適當地互 相分隔或絕緣。 實際上各別基體之操作不只是藉由第10和11圖之二Μ -14- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 434617 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 B7五、發明説明（〇 ) 錨凹舌來進行，而是以更多個錨凹舌來進行，Μ便可獲 得一種具有許多繼電器系統之矩陣式配置。此種多樣化 配置是顯示在第12圖中，其中一假共用之基體100和一 個共用之外覃基體300包封著一個具有許多錨凹舌21之 錨凹基餺200 。各切換單元（其分別具有一個錨凹舌21) 因此可藉由適當之供電軌造形而各自或同時被控制及被 切換。 在第13牵15阖中所顯示的是三個所考盧之切換特性中 之路捽-電壓特性曲線。所顯示的是錨凹舌之偏移量S 對控制電磨U之赌係圖，其分別顧示一種閉合式之磁滯 冏路（loop)。第13圖顯示一種雙穩態之切換式繼電器之 特性曲線。在電壓-[II時第一接觸件在偏移量+S1時闊 閉。藉由駐電層適當之充電可使得當電壓去除時錨凹舌 仍固定在此一位置。只有在電壓+ U1時此錨凹舌才會切 換狀態，使第二接觸件在彈簧偏移量-S1時闞閉。 第14顬顯示一種單墦態切換式繼電器之特性曲線。在 未激發之狀態中此錨凹舌是藉由駐電層而往一側僑移一 阏偏移最+S1且固定著，使一個相對應之靜態接觸件關 閉。只有在電壓1)2時此錨凹舌才切換狀態，使一個工作 接觸件在偏移最-S1時關閉。在激發電壓下降至值ϋ3之 後相面對之駐電廣之引力占主要部份，使錨凹舌切換狀 態Μ及靜態接觸件關閉。 第15圓顯示一種三點式開關。在此情況下此錨凹舌在 未受到激發時通常是處於一種中間之睜止位置（零位置） -15- I . Ί » I Α I 訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐> A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 434617 B7 五、發明説明（14 ) • 其 中 不 會 有 接 觸 件 呈 關 閉 吠 態 〇 在 胞 加 正 電 壓 U4時 第 一 接 觸 件 關 閉 ( 此 時 饍 移 量 是 -S1) < 3但此- -切換位置 是 不 穩 定 的 > 當 電 壓 下 降 至 值 + U5 時 錯 凹 古 回 到 零 位 置 0 在 負 的 激 發 電 壓 -U6 時 則 第 二 接 觸 件 在 偏 移 量 + S 1 時 關 閉 在 此 -~* 負 電 壓 下 P革 至 值 -U7 時 第 二 接 觸 件 又 開 啟 0 因 此 可 提 供 一 種 點 式 之 開 關 1 其 具 有 涸 分 隔 之 關 閉 型 接 觸 件 以 及 -- 個 零 位 置 〇 各 別 之 繼 電 器 系 統 或 繼 電 器 多 樣 化 配 置 是 Μ 一 般 之 方 式 安 裝 在 外 般 中 此 外 殻 不 特 別 顯 示 出 來 0 種 這 樣 之 外 殼 噩 好 是 不 透 氣 之 方 式 密 封 著 且 例 如 須 抽 成 真 空 或 保 護 領 體 (Ν 2 或 SF e )填人， 此外， 亦可由金觴製成 此 樺 外 殼 Μ 作 為 靜 電 屏 m 之 用 〇 在 上 述 各 實 拖 例 中 之 圖 式 都 已 放 大 許 多 1 其 中 這 些 大 小 上 之 比 例 在 所 有 情 況 中 未 按 比 例 尺 繪 出 的 » 特 別 是 一 層 之 厚 度 為 了 清 楚 之 故 是 以 較 跨 大 之 方 式 顯 示 出 來 〇 ¢++ m 凹 舌 之 典 型 尺 寸 例 如 是 ： 長 度 1500 -2 0 0 0 w δ (微米） 寬 度 大 约 1000 U π m 度 10 U Ώ -16- 厂 il「 - - ^^^1 I — k ml m - -- I kn^ ml ^^^1 1^1 4 --5 ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2 i Ο X 297公釐） ¢34617 A7 B7 五、發明説明（ 經濟部中央標率局員工消費合作社印装 參考符號說明 1,100 2,200 3,300 4 5 6 7 1011,12 15 16 17 19 21 13,33 24 28,29 32 39 100 基體 錨凹基體 外罩基體 駐電層 固定式接觸件 移動式接觸件. 駐電區域 氣隙 表面 基瘓-固定式接觸件 外罩-固定式接觴件 移動式中央接觸件 基極電極 錨凹舌 間隔條Η 導電軌 錨凹電極 駐電曆 外罩電極 矽基體 102,104,105,201,203,205,207 隔離層 1 0 3,202, 206 金屬層 208 接觸件 210 錨凹舌層 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2ί〇Χ297公釐） mp dual I ^^1 .^ (請先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂

Claims (1)

1. 4346 1 年1月'日修正/更正/補充 Λ8 Β8 C8 D8 經·s部智慧时4.兑爵工消費合作社印製 夂、申請專利範圍 第871 20680號「微機械式靜電繼電器，多個此種繼電器所 構成之配置以及製造一個或多個此種繼電器所用之方法」 專利案 （90年2月修正） Λ申請專利範圍： 1. 一種微機械式靜電繼電器，具有 -—個固定體，作爲基體（丨）用， -一個由固定材料所構成之可自由操作之可撓性錨凹 舌（21)，其之一側是固定於基體（1)上且與此基體形 成一種模形之往開口端持續擴大之工作氣隙（1〇)， •—個形成在基體（1)上之平坦式基極電極（19)， -一個形成在錨凹舌（21)上之與基極電極（19)相面對之 錨凹電極（28, 29)， -至少一個配置在基體（1)上之固定式接觸件（5;〗5)， -至少一個配置在錨凹舌（21)上之與上述固定式接觸件 (5; 15)相面對之移動式接觸件（6; 17)， 此種靜電繼電器之特徵爲：至少有一種配置在基體（1) 上或錨凹舌（21)上之設置於楔形工作氣隙表面中之駐電 層（4;12;32)。 2. 如申請專利範圍第1項之繼電器，其中基體（1)具有 一種平坦之表面（1丨）且錨凹舌（21)受到預應力而由基體 (1)偏離成一種持續彎曲之基本形式。 3. 如申請專利範圍第1項之繼電器，其中錨凹舌（21)具 有一種平坦之基本形式且基體（1)具有一種由錨凹舌 (21)偏離之持續彎曲之表面（11)。 (請先閲绩背而之注意事項再填寫本頁) 、1Τ "·丨· 本紙張尺度遠闭中國國家標準（CNS ) A4規格（2]0父2^7公釐） 434617 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧时4局員工"費合作社印製 六、申請專利範圍 4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之繼電器，其中 駐電層（4)之電荷在基體（1)和錨凹舌（21)之間產生一 種引力，此種引力小於錨凹舌（21)之由基體（1)偏離之 預應力，因此形成一種關閉式接觸。 5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之繼電器，其中 駐電層（4)之電荷在基體（1)和錨凹舌（21)之間產生一 種引力，此引力大於錨凹舌（21)之由基體（1)偏移之預 應力，因此形成一種開啓式接觸。 6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之繼電器，其中 在形成一種持續之楔形氣隙（10)時須另外配置一個外罩 基體（3)於基體（1)上方且此外罩基體（3)須承載一個 與錨凹電極（28, 29)相對立之平面式外罩電極（39)， 使錨凹舌（21)夾緊於上述二個基體（1, 3)之間且在第 —切換位置時此錨凹舌（21)可施加於外罩基體（3)上且在 第二切換位置時可施加於基體（1)上，在基體（1)和外 罩基體（3)上分別配置一種駐電層（12; 32),其分別具 有不同極性之電荷。 7. 如申請專利範圍第6項之繼電器，其中在上述二層駐 電層（12, 32)中之電荷之和（sum)在數値上是相等的。 8. 如申請專利範圍第6項之繼電器，其中在上述二層駐 電層（12, 32)中之電荷之和（sum)在數値上是不同的。 9. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之繼電器，其中 在基體（1)，錨凹舌（21)和（如果有時）外罩基體（3)之 間形成楔形氣隙（10)之各彎曲之表面分別在錨凹舌（21) (請先閱婧背面之注意事項再填寫本頁) -1T 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格ί_ 2】0Χ297公釐） 6 4 3 4 ABCD 六、申請專利範圍 之拉力附近具有一種最大彎曲之區域。 10. 如申請專利範圍第6項之繼電器，其中在基體（1)，錨 凹舌（21)和（如果有時）外罩基體（3)之間形成楔形氣 隙（10)之各彎曲之表面分別在錨凹舌U1)之拉力附近具 有一種最大彎曲之區域。 11. 如申請專利範圍第1項之繼電器，其中每一駐電層 (4;12;32)分別藉由其各別載體基體（1;21;3)之絕緣之分 子型化合物而形成。 12. 如申請專利範圍第11項之繼電器，其中基體（1)及/ 或錨凹舌（21)及/或（如果有時）外罩基體（3)是由矽 所構成且駐電層（4;12;32)分別是完全由或一部份由二 氧化矽（SiCp所構成。 1¾如申請專利範圍第1項之繼電器，其中各別之駐電層（12, 32)具有一種無電荷之間隔條片（13，33),這些間隔條片 由駐電層之表面顯露出來且延伸於錨凹舌之縱向方向 中。 战如申請專利範圍第6項之繼電器，其中各別之駐電層（12, 32)具有一種無電荷之間隔條片（13, 33)，這些間隔條片 由駐電層之表面顯露出來且延伸於錨凹舌之縱向方向 中。 15. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之繼電器，其中 基體（1，3)中之至少一個基體在側向中靠近電極（19,39) 附近具有一·種高度充電之駐電層區域（7)。 16. 如申請專利範圍第6項之繼電器，其中基體（1，3)中之 本紙張尺度適用中國國家榡準{CNS ) Λ4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注項再填寫本頁) 訂 域！ 經渍部智慧財產局β工消費合作社印製 434617 ^ C8 D8六、申請專利範圍 至少一個基體在側向中靠近電極（19,3 9)附近具有一種 高度充電之駐電層區域（7)。 17.如申請專利範圍第1至3項中任一項之繼電器，其中 錨凹舌（21)在其可移動之末端區段區域中具有至少一個 可移動之彈性接觸區段（24, 28),其可承載一種移動性 接觸件（17)且經由可撓性之導電帶（25; 27)而由錨凹面 中伸出。 1&如申請專利範圍第丨7項之繼電器，其中錨凹舌（21)承 載一個移動性接觸件（17)，其經由導電帶（23)而與負載 端相連接且與基體（1)及/或外罩基體（3)之每一位置 固定之對置接觸件（15, 16)共同作用。 19. 如申請專利範圍第17項之繼電器，其中錨凹舌承載一 個移動式橋接（bridge)接觸件（24)而不具備負載端，該 橋接接觸件是與基體（1)及/或外罩基體（3)之二個位 置固定之對置接觸件（15)共同作用。 20. —種由多個繼電器所構成之配置，此繼電器是指申請專 利範圍第1至19項中任一項所述者，此種配置之特徵 爲：所有繼電器至少經由其基體（1)而共同連接至多樣 化配置中之單件式載體基體（199)上。 21. 如申請專利範圍第20項之配置，其中在載體基體（100) 上設置每一各別之繼電器所用之一些控制線。 22. 如申請專利範圍第20項之配置，其中在載體基體U 〇〇) 上設置一些控制線以同時控制多個繼電器。 23. 如申請專利範圍第20項之配置，其中此配置是配置在 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙伕尺度速用111國國家標準（C_NS ) Α4規格（210Χ297公釐） 經"部智慧財4局員工消費合作社印製 43461 7 as B8 C8 D8六、申請專利範圍 一種金屬性屏蔽外殻中。 2i如申請專利範圍第20至23項中任一項之配置，其中繼 電器單獨地或以多重配置之方式配置在一種以保護氣 體塡入之外殼中。 2& —種製造一個或多個繼電器所用之方法，此繼電器是指 申請專利範圍第1至24項中任一項所述者，此方法之 特徵爲： 在單晶之基體（100)中藉由表面之整平而產生一種與 所期望之楔形氣隙相對應之外型（profile)且藉由選擇 性地塗層以及結構化而形成至少一層隔離層（102)，一 層金屬層（103)〔其係用來形成基極電極），至少一層 負載回路供電層，一層存有電荷之隔離層（104)其係作 爲駐電層）以及至少一個接觸件（106)，在錨凹基體（200) 之下側上藉由選擇性地塗層和結構化而產生至少一層 隔離層（201)，一層金屬層（202)其係用來形成一個錨凹 電極），至少一個移動式接觸件以及一層表面隔離層 (203)， 錨凹基體（200)以其已結構化之下側而連結至基體 (100)之已結構化之上側且被整平直至一種所期望之錨 凹厚度爲止，然後此錨凹之外形（contour)由三個側面 裸露出來。 26如申請專利範圍第25項之方法，其中須對晶體所形成 之外罩基體（300)以類似於基體（100)之方式來進行塗 層且對其進行結構化，此種外罩基體（300)以其已結構 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張足度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2】0Χ297公釐） 43461 7 ; as * B8 C8 D8 六、申請專利範圍 化之側面而連結至錨凹基體（200)。 27,如申請專利範圍第25或26項之方法，其中基體（1)及 /或外罩基體（3)之彎曲之氣隙表面是藉由Grauton-微 影術而產生。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧时"局員工消費合作社印製 本紙張尺度遶用中國國家標準（CMS ) A4規格（公嫠）