WO1999062089A1

WO1999062089A1 - Mikromechanisches elektrostatisches relais

Info

Publication number: WO1999062089A1
Application number: PCT/DE1999/001548
Authority: WO
Inventors: Helmut Schlaak
Original assignee: Siemens Electromechanical Components Gmbh & Co. Kg
Priority date: 1998-05-27
Filing date: 1999-05-26
Publication date: 1999-12-02
Also published as: DE19823690C1

Abstract

Das mikromechanische elektrostatische Relais besitzt ein Basissubstrat mit Basiselektrode und mindestens zwei Basiskontaktstücken, außerdem ein Ankersubstrat mit einem freigeätzten, im Bereich einer mittleren Schwenkachse (20) über flexible Bänder (25, 26) schwenkbar aufgehängten rippenförmigen Anker. Der Anker (21) bildet beiderseits der Schwenkachse (20) jeweils einen in sich flexiblen, im Ruhezustand von dem Basissubstrat weg gekrümmten Ankerflügel (21a, 21b), von denen jeder mit dem Basissubstrat einen im Ruhezustand keilförmig sich nach außen erweiternden Arbeitsluftspalt bildet. Beim Anlegen einer Spannung zwischen einer Ankerelektrode und einer unter dem jeweiligen Ankerflügel (21a, 21b) angeordneten Basiselektrode (11, 12) wird der Anker um die Schwenkachse geschwenkt, während gleichzeitig der betreffende Ankerflügel (21a, 21b) auf der Basiselektrode abrollt und einen zugehörigen Kontakt schließt.

Description

Beschreibung

Mikromechanisches elektrostatisches Relais

Die Erfindung betrifft ein mikromechanisches elektrostatisches Relais mit

- einem flachen Basissubstrat, in dessen Oberflächenbereich zwei flächige Basiselektroden in Längsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind, - einem Ankersubstrat mit einem wippenförmigen Anker, der im Bereich einer mittigen Schwenkachse an zwei gegenüberliegenden Seiten über flexible Bänder in dem Ankersubstrat aufgehängt ist und beiderseits der Schwenkachse jeweils einen blattförmigen Ankerflügel bildet, wobei jeder Anker- flügel je einen Anker-Elektrodenabschnitt trägt, der seinerseits je einer der beiden Basiselektroden gegenübersteht, und

- wobei jeder Ankerflügel weiterhin mindestens einen beweglichen Kontakt trägt, der jeweils mit mindestens einem auf dem Basissubstrat angeordneten Festkontakt zusammenwirkt.

Ein derartiges mikromechanisch hergestelltes Relais mit Umschaltfunktion ist grundsätzlich bereits in der EP 0 520 407 AI gezeigt. Dort ist der mittig aufgehängte Wippanker als starre Platte ausgeführt. Er hat deshalb insgesamt einen relativ großen Abstand zwischen den Basiselektroden und der Ankerelektrode, wobei sich der jeweilige Ankerflügel auch in der jeweiligen Ansprech-Schaltstellung nur unter einem spitzen Winkel an die Gegenelektrode anlegt und diese im wesent- liehen nur punktförmig bzw. linienförmig berühren kann. Daraus ergibt sich, daß der elektrostatische Antrieb eine relativ hohe Anspruchspannung erfordert und daß wegen des im Anspruchzustand nur unvollkommen geschlossenen Arbeitsluftspaltes auch keine allzu hohen Kontaktkräfte erzielt werden kön- nen. Aus DE 42 05 029 Cl, DE 44 37 261 Cl und DE 44 37 259 Cl sind allerdings auch bereits mikromechanische Relais bekannt, bei denen ein einseitig eingespannter Anker im Ruhezustand einen keilförmigen Luftspalt mit einer Basiselektrode bildet, so daß sich der dortige Anker beim Ansprechen eng an die Basiselektrode anlegt.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein mikromechanisches elektrostatisches Umschaltrelais mit dem eingangs genannten Aufbau zu schaffen, bei dem mit verhältnismäßig geringer Ansprechspannung hohe Kontaktkräfte erreicht werden, wobei verschiedene Betriebsarten eines Umschalters, wie neutrale, bistabile und monostabile Schaltcharakteristik, auf einfache Weise realisierbar sind.

Erfindungsgemäß wird dieses Ziel bei dem eingangs genannten Aufbau dadurch erreicht, daß die beiden Ankerflügel in sich biegsam ausgebildet und jeweils im Ruhezustand von dem Basissubstrat weg gekrümmt sind, wobei sie jeweils einen keilför- migen Luftspalt mit diesem bilden, dessen engste Stelle in der Nähe der Schwenkachse liegt und der sich zum freien Ende des Ankerflügels hin stetig erweitert.

Bei dem erfindungsgemäßen mikromechanischen Relais ist also der Anker nicht nur über die flexiblen Bänder schwenkbar aufgehängt, sondern er ist auch in sich selbst biegsam und in seiner Grundform mit beiden Flügeln von der jeweiligen Basiselektrode weg gekrümmt, so daß bereits im Ruhezustand jeder Ankerflügel mit der Basiselektrode einen keilförmigen Luftspalt bildet. Zur Bildung dieses keilförmigen Luftspaltes ist der Anker im Bereich der Schwenkachse mit nur geringem Abstand zur Ebene der Basiselektroden angeordnet, so daß beim Anlegen einer Spannung bereits zu Beginn der Ansprechphase ein Bereich des Ankers einen kleinen Elektrodenabstand auf- weist; dadurch erreicht man ein schnelles Ansprechen des Ankers und einen Abrollvorgang, der sich von der engsten Stelle des keilförmigen Luftspaltes bis zum freien Ende des Ankers hin (nach dem Wanderkeilprinzip) fortsetzt und dabei eine verhältnismäßig große Kontaktkraft aufbaut. Soweit in der in^¬ neren Spitze des keilförmigen Luftspaltes, also im Bereich der Schwenkachse des Ankers, fertigungsbedingt ein nennens- werter Abstand zwischen dem Anker und der Ebene der Basiselektroden besteht, kann dieser beim Ansprechen auf annähernd Null verringert werden, wenn die flexiblen Bänder der Ankeraufhängung nicht nur eine Torsion, sondern auch eine Durchbiegung senkrecht zur Oberfläche des Basissubstrats er- möglichen.

Durch die Krümmung des Ankers und durch die flexible Aufhängung ergibt sich beim Ansprechen des Relais sowohl eine Schwenkbewegung um die Schwenkachse als auch eine Abrollbewe- gung des schaltenden Ankerflügels, welcher aus seiner vorgekrümmten Form in eine gestreckte Form übergeht, so daß er zum Schluß der Ankerbewegung flach auf der geraden Elektrode des Basissubstrats aufliegt. Bei dieser Anzugsbewegung entfernt sich also aufgrund der Schwenkbewegung der spannungslose Ankerflügel zusätzlich vom Basissubstrat weg. Dies hat den weiteren Vorteil, daß nach dem Anziehen eines Ankerflügels der gegenüberliegende Ankerflügel nicht durch Anlegen der normalen Ansprechspannung ebenfalls angezogen werden kann, so daß auf diese Weise eine Sicherheitsfunktion gegeben ist. Ge- nerell ist die vorgegebene Krümmung des Ankers im Bereich der Schwenkachse am stärksten, und sie wird zum jeweiligen freien Ende der Ankerflügel hin geringer. Im Extremfall besitzt der Anker im Bereich der Schwenkachse annähernd einen scharfen Knick, so daß er ein annähernd V-förmiges Profil im Längs- schnitt aufweist.

In weiterer Ausgestaltung sind die Kontaktbereiche des Ankers mit den beweglichen Kontakten vorzugsweise so gestaltet, daß sie über im Querschnitt verminderte Verbindungsstege ela- stisch angebunden sind und zum Aufbau der Kontaktkraft elastisch aus der Ankerebene heraus bewegbar sind. Die auf dem Anker befindlichen beweglichen Kontakte können als Einzelkontakte jeweils mit einer Zuleitung versehen sein oder als gemeinsamer Mittelkontakt eine gemeinsame Zuleitung besitzen; die Stromzuführungen werden dabei auf übliche Weise in Form von Leiterbahnen über eines oder beide flexiblen Bänder geführt. Daneben ist es aber auch möglich, die beweglichen Kontakte auf den beiden Ankerflügeln als Brückenkontakte auszuführen. In diesem Fall benötigen sie keine eigene Zuleitung, sondern sie überbrücken jeweils zwei feststehende Kon- takte auf dem Basissubstrat.

In einer vorteilhaften Weiterbildung kann weiterhin vorgesehen werden, daß durch zusätzliche Elektretschichten auf den Basiselektroden oder auch auf den Ankerelektroden eine mono- stabile bzw. bistabile Schaltcharakteristik erzeugt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt Figur 1 in perspektivischer, schematischer Darstellung die Anordnung eines Ankersubstrats mit einem erfindungsgemäß gestalteten Anker über einem Basissubstrat, Figur 2 ein ähnlich Figur 1 aufgebautes Relais in einer Schnittansieht, Figur 3 eine Draufsicht auf das Relais von Figur 2, Figur 4 eine gegenüber Figur 3 etwas abgewandelte Ausführungsform eines Relais in Draufsicht,

Figur 5 eine Seitenansicht auf einen Anker gemäß Figur 2 in betätigtem Zustand, Figur 6 eine Ausführungsform gemäß Figur 2 mit zusätzlichen Elektretschichten,

Figur 7a bis 7d die schematische Darstellung eines Schaltablaufs des Relais in vier Phasen und

Figur 8 ein Zeitdiagramm für den Schaltablauf gemäß Figur 7a bis 7d.

Das in den Figuren 1 bis 3 schematisch in verschiedenen Ansichten gezeigte Relais besitzt ein Basissubstrat 1, Vorzugs- weise aus Silizium bestehend, auf welchem ein Ankersubstrat 2, ebenfalls vorzugsweise aus Silizium hergestellt, angeordnet und, beispielsweise durch anodisches Bonden, befestigt ist. Das Basissubstrat besitzt in seinem Oberflächenbereich zwei flächige, gegeneinander in Längsrichtung versetzt angeordnete Basiselektroden 11 und 12, die in üblicher Weise als metallische Schichten erzeugt sind. Sie besitzen Steuerleitungen 11a bzw. 12a, die in Figur 1 schematisch als Leiterbahnen angedeutet sind. Außerdem sind auf dem Basissubstrat im vorliegenden Beispiel zwei Festkontakte 13 und 14 angeordnet, die ebenfalls Zuleitungen 13a bzw. 14a in Form von Leiterbahnen besitzen. Die spezielle Konfiguration der einzelnen Leiterbahnen ist im Einzelfall je nach den Gegebenheiten zu wählen; außerdem sind gegebenenfalls notwendige Isolier- schichten nicht gezeigt. Dazu sind in Figur 1 weitere Leiterbahnen 15 und 16 angedeutet, welche beispielsweise als Zuleitungen zum beweglichen Anker fungieren.

Das Ankersubstrat 2, welches in Figur 1 lediglich schematisch als Rahmen und in den Figuren 2 und 3 ebenfalls stark vereinfacht dargestellt ist, besteht wie das Basissubstrat vorzugsweise aus Silizium. Aus diesem Ankersubstrat ist ein blattförmiger Anker 21 so herausgearbeitet, daß er lediglich entlang einer Schwenkachse 20 über zwei mäanderförmige Federbän- der 25 und 26 aufgehängt ist. Diese Federbänder 25 und 26 ermöglichen nicht nur eine Torsion um die Schwenkachse 20, sondern auch eine Durchbiegung nach unten, so daß sich der Anker 21 im Bereich der Schwenkachse an das Basissubstrat 1 annähern kann.

Der Anker 21 bildet zwei Ankerflügel 21a und 21b beiderseits der Schwenkach.se 20. Dabei sind die Ankerflügel 21a und 21b jeweils von dem Basissubstrat 1 weg nach oben gekrümmt, so daß jeder der beiden Ankerflügel jeweils mit dem Basis- substrat im Ruhezustand einen keilförmigen Luftspalt bildet, der sich vom Bereich der Schwenkachse ausgehend zu den freien Enden hin stetig erweitert. Diese Krümmung kann durch eine gezielte Dotierung und damit erzeugte Zugspannung in einzelnen Schichten des Ankersubstrats hervorgerufen werden, wie dies beispielsweise grundsätzlich in der DE 42 05 029 Cl erwähnt ist. Die Krümmung wird, wie in Figur 2 angedeutet, im Bereich der Schwenkachse 20 auf einem kleinen Radius Rl eingestellt, der im Idealfall annähernd ein Knick sein könnte, was aber von der Fertigungstechnik her nicht ganz möglich ist, während zu den freien Enden des Ankers hin die Krümmung abnimmt, was in Figur 2 mit einem großen Radius R2 schema- tisch angedeutet ist; in Wirklichkeit handelt es sich natürlich nicht um eine Kreiskurve, sondern um eine flacher werdende Kurve, die zum Ende des Ankers hin in eine Gerade auslaufen könnte. Die Größenverhältnisse sind im übrigen übertrieben dargestellt. In einer typischen Ausführung hat der Anker eine Länge in der Größenordnung von 2 mm und eine Breite in der Größenordnung von 1 mm. Die Dicke des Ankers beträgt dann z.B. 5-10 μm, während der Kontaktabstand in Ruhe etwa al=10 μm betragen kann.

Der Anker 21 trägt im Bereich seiner Unterseite eine Ankerelektrode 22. Diese erstreckt sich in dem Beispiel über die gesamte Unterseite des Ankers. Für bestimmte Anwendungsfälle, zum Beispiel zur Ansteuerung beider Ankerflügel von getrennten Stromkreisen, könnten auch an der Unterseite der Anker- flügel voneinander isolierte Elektrodenabschnitte 22a bzw.

22b vorgesehen werden. An den unterseitigen Enden der Ankerflügel 21a und 21b sind außerdem bewegliche Kontakte 23 und 24 angeordnet, die mit den Festkontakten 13 bzw. 14 des Basissubstrats zusammenarbeiten. Die beweglichen Kontakte 23 und 24 befinden sich an der Unterseite von Kontaktbereichen 27, welche durch Einschnitte 28 teilweise von dem eigentlichen Ankerflügel abgetrennt sind, so daß sie nur über schmale Stege 29 an diese angebunden sind. Dies bewirkt, daß sie mit größerer Elastizität als der eigentliche Anker beim Schließen des jeweiligen Kontaktes aus der Ankerebene heraus bewegbar sind und so die gewünschte Kontaktkraft aufbauen, während die davon getrennte Ankerelektrode in den davon abgetrennten Um- gebungsbereichen flach auf der Basiselektrode aufliegt, wie dies in Figur 5 gezeigt ist.

Aus dieser Figur 5, die den Schließzustand des Ankerflügels 21b zeigt, ist auch zu ersehen, daß aufgrund der Schwenkbewegung des Ankers der linke Ankerflügel 21a sich zusätzlich weiter von der Basiselektrode abhebt, so daß der Kontaktabstand a2 zwischen den Kontakten 13 und 23 größer ist als der Kontaktabstand al im Ruhezustand des Relais gemäß Figur 2. Daraus ergibt sich auch eine zusätzliche Sicherheit gegen Fehlschaltung. Das bedeutet, daß nach dem Anziehen eines Ankerflügels, in diesem Fall des Ankerflügels 21b, eine An- steuerung des zweiten Ankerflügels 21a mit der gleichen Ansprechspannung diesen Ankerflügel mit seinen Kontakten 13 und 23 nicht gleichzeitig schließen kann. Hierzu wäre in einem typischen Fall etwa die dreifache Ansprechspannung erforderlich.

Die Funktion eines derartigen Relais wurde anhand eines Bei- spiels durchgerechnet, bei dem die Kontaktabstände kl bzw. k2 der beiden Ankerflügel im Ruhezustand 42 μm betrugen. Simuliert wurde dabei eine über Torsionsfedern gelagerte Siliziumwippe mit einer Dicke von 10 μm, einer Länge von 2 x 1300 μm und einer Breite von 1000 μm, welche im mittleren Bereich viermal so stark durch innere Spannungen gekrümmt ist wie im restlichen Bereich der beiden Flügel. An den Enden haben die beiden Flügel also einen Abstand von 42 μm von der Basis. Entsprechend diesem relativ hohen Kontaktabstand waren auch verhältnismäßig hohe Ansprechspannungen erforderlich.

Dabei ergaben sich die folgenden Ergebnisse, die in den Figuren 7a bis 7d in einer schematischen Darstellung der einzelnen Phasen des Schaltablaufs und in Figur 8 als zugehöriges Zeitdiagramm dargestellt sind. In den Figuren 7a bis 7d ist jeweils schematisch der Anker 21 mit den Ankerflügeln 21a und 21b über den beiden Basiselektroden 11 und 12 dargestellt. Uli bedeutet jeweils die Spannung zwischen dem Ankerflügel 21a und der Basiselektrode 11, U12 die Spannung zwischen dem Ankerflügel 21b und der Basiselektrode 12; kl ist der Kontaktabstand des Ankerflügels 21a, k2 der Kontaktabstand des Ankerflügels 21b von der jeweiligen Basiselektrode. In Figur 8 ist über der Zeit der Verlauf der Spannungen Uli und U12 sowie der Kontaktabstände kl und k2 gezeigt.

Als erste Phase zeigt Figur 7a den Ruhezustand mit U11=U12=0. Wie erwähnt, beträgt in diesem Fall der Ruhe-Kontaktabstand beider Ankerflügel kl=k2=42 μm. Vom Zeitpunkt Tl (Figur 8) wird die Spannung Uli eingeschaltet; dabei neigt sich die Wippe leicht zur Basiselektrode 11, so daß der Kontaktabstand kl auf etwa 36 μm sinkt und der Kontaktabstand k2 auf etwa 46 μm steigt (Figur 8) . Ansonsten bleibt der Ruhezustand erhal- ten, bis Uli den Ansprechwert Ullan=64 V erreicht. Bei diesem Zeitpunkt T2 schließt der Ankerflügel 21a, d.h. der Kontaktabstand kl wird zu 0. Gleichzeitig wird über die Wippe der andere Ankerflügel 21b weiter angehoben, so daß sein Kontaktabstand k2 auf 65 μm ansteigt (siehe Figur 7b) .

Eine weitere Erhöhung von Uli bis auf 100 V ändert nichts an dem Schaltzustand. Auch das Einschalten von U12 zwischen dem Ankerflügel 21b und der Basiselektrode 12 bei gleichzeitiger Beibehaltung von Ull=100 V ändert zunächst nichts an dem Schaltzustand. Erst bei U12=190 V schließt auch der Kontakt am Ankerflügel 21b, wie in Figur 7c gezeigt ist. Dieses gleichzeitige Einschalten von Uli und U12 entspricht einer nicht erwünschten Fehlbedienung des Relais. Da aber der Wert U12an=190 V etwa der Bedingung U12an=3 x Ullan entspricht, hat ein Wechslerrelais mit dem erfindungsgemäßen Aufbau eine genügend hohe Sicherheit gegen Fehlschaltungen.

Wird vom Zeitpunkt T4 an die Spannung Uli abgesenkt, so bleibt der Schaltzustand gemäß Figur 7c zunächst erhalten, bis Uli den Abfall-Spannungswert von Ullab=17 V erreicht hat (Zeitpunkt T5 in Figur 8) . Zu diesem Zeitpunkt fällt der Ankerflügel 21a ab, kl steigt auf den Wert von 65 μm gemäß Figur 7d. Der Kontakt am Ankerflügel 21b bleibt geschlossen.

Dieses Rechenbeispiel dient dem Nachweis des Funktionsprin- zips. Die Ergebnisse gelten entsprechend auch für kleinere Kontaktabstände in der Größenordnung von 10 μm, wobei dann auch kleinere Ansprechspannungen im Bereich von 10 bis 20 V genügen.

Die Stromzuführung für die beweglichen Kontakte 23 und 24 (in Figur 5) , die zweckmäßigerweise als Mittelkontakt miteinander verbunden sind, erfolgt über eine nicht dargestellte Leiterbahn über die Unterseite des Federbandes 25 und die Leiterbahn 15 auf dem Basissubstrat, während die Ansteuerung der Ankerelektrode 22 über eine ebenfalls nicht dargestellte Leiterbahn auf der Unterseite des Federbandes 26 zu der Leiterbahn 16 des Basissubstrates erfolgt. Sind mehrere Zuleitungen, etwa zu mehreren Kontakten, erforderlich, müßten über die Federbänder Leiterbahnen in verschiedenen Schichten ge- führt werden.

Um eine Laststromzuleitung über die Federbänder überhaupt zu vermeiden, ist es auch möglich, die beweglichen Kontakte als Brückenkontakte auszuführen. Eine derartige Ausgestaltung ist in Figur 4 schematisch gezeigt. Dort sind auf dem linken

Ankerflügel 21a zwei bewegliche Kontakte 33a und 33b über eine Berücke 33 verbunden, ebenso zwei bewegliche Kontakte 34a und 34b auf dem Ankerflügel 21b über eine Brücke 34. Beim Schalten kann so jeweils eine Kontaktbrücke 33 oder 34 zwei nicht dargestellte feststehende Kontakte auf dem Basissubstrat miteinander verbinden.

In Figur 6 ist eine Weiterbildung schematisch angedeutet, bei der über den Ankerelektroden 11 und 12 jeweils Elektrete 41 und 42 vorgesehen sind, die mit ihren Ladungen eine Vorspannung und damit eine bestimmte monostabile oder bistabile Schaltcharakteristik des Relais erzielen können. In dem ge- zeigten Beispiel sind die Elektretschichten auf dem Basis^¬ substrat über den feststehenden Elektroden angeordnet. Grundsätzlich wäre es natürlich auch möglich, entsprechende Elektretschichten wahlweise oder zusätzlich auf dem Anker anzubringen.

Je nach Art und Höhe der Ladungen in den Elektretschichten 41 und 42 lassen sich unterschiedliche Betriebsarten des Relais erzielen, wie sie in den folgenden Tabellen zusammengestellt sind.

Neutrales Relais (ohne Elektret-Ladungen)

Monostabiles Relais

Bistabiles Relais:

In den Tabellen bedeuten jeweils Uli die GesamtSpannung zwischen der Basiselektrode 11 und der Ankerelektrode 22, und U12 die Gesamt-Steuerspannung zwischen der Basiselektrode 12 und der Ankerelektrode 22. Darin eingeschlossen ist jeweils die Elektretspannung U41 des Elektreten 41 bzw. U42 des Elektreten 42. Die von außen anzulegende Steuerspannung ist deshalb geringer als Uli bzw. U12, nämlich U11-U41 bzw. U12-U42.

Ansonsten bedeutet:

Uan: Ansprechspannung allgemein UanO: Ansprechspannung des neutralen Relais Urück: die Rückfallspannung allgemein, also diejenige Spannung, bei der der Anker nicht mehr gehalten wird und in die Ruhestellung zurückkehrt,

UrückO: die Rückfallspannung beim neutralen Relais.

Die äquivalenten Elektretspannungen Ul beim monostabilen Relais und UO beim bistabilen Relais entsprechen etwa folgen- den Werten:

Ul > UanO

Uanl > Ul und

UrückO < UO < UanO.

Wie eingangs bereits erwähnt, können die Substrate mit bekannten Beschichtungs- und Ätzmethoden bearbeitet werden. Insbesondere kann der Anker 21 aus dem Ankersubstrat 2 mit bekannten Methoden gewonnen werden. Vorzugsweise wird der Anker durch eine dotierte Siliziumschicht in dem Ankersubstrat 2 gebildet, die dann durch rückseitiges anisotropes Ätzen des Siliziumwafers mit elektrochemischem Ätzstop freigelegt wird. Daneben sind aber auch andere Methoden anwendbar. Die in Figur 1 gezeigte Gestaltung des Kontaktbereiches 27 mit dem beweglichen Kontaktstück 23 bzw. 24 kann ebenfalls abgewandelt werden. Insbesondere sind dabei Gestaltungen eines Kontaktbereiches mit spiralfederartigen oder sonnenradar- tigen Aufhängungen möglich, wie dies in der DE 44 37 259 Cl beschrieben ist.

Claims

Patentansprüche

1. Mikromechanisches elektrostatisches Relais mit

- einem flachen Basissubstrat (1), in dessen Oberflächenbe- reich zwei flächige Basiselektroden (11,12) in Längsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind,

- einem Ankersubstrat (2) mit einem wippenförmigen Anker (21) , der im Bereich einer mittigen Schwenkachse (20) an zwei gegenüberliegenden Seiten über flexible Bänder (25,26) in dem Ankersubstrat (2) aufgehängt ist und beiderseits der Schwenkachse jeweils einen blattförmigen Ankerflügel (21a, 21b) bildet, wobei jeder Ankerflügel einen Anker- Elektrodenabschnitt (22a, 22b) trägt, der seinerseits je einer der beiden Basiselektroden (11,12) gegenübersteht, - wobei ferner jeder Ankerflügel (21a, 21b) mindestens einen beweglichen Kontakt (23, 24; 33a, 33b, 34a, 34b) trägt, der jeweils mit mindestens einem auf dem Basissubstrat (1) angeordneten Festkontakt (13,14) zusammenwirkt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die beiden Ankerflügel (21a, 21b) in sich biegsam ausgebildet und jeweils im Ruhezustand von dem Basissubstrat (1) weg gekrümmt sind, wobei sie jeweils einen keilförmigen Luftspalt mit diesem bilden, dessen engste Stelle in der Nähe der Schwenkachse (20) liegt und der sich zum freien Ende des Ankerflügels (21a, 21b) hin stetig erweitert.

2. Relais nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die flexiblen Bänder (25,26) zur Ankeraufhängung sowohl eine Torsion als auch eine Durchbiegung senkrecht zur Oberfläche des Basissubstrats (1) ermöglichen.

3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die flexi- blen Bänder (25,26) zur Aufhängung des Ankers (21) mäander- förmig gestaltet sind.

4. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Anker (21) im Bereich der Schwenkachse (20) einen kleinen Krümmungsradius (Rl) und in den zu den freien Enden der Ankerflü- gel (21a, 21b) sich erstreckenden Bereich einen großen Krümmungsradius (R2) aufweist.

5. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß beide Ankerflügel (21a, 21b) zusammenhängende Abschnitte (22a, 22b) einer gemeinsamen Ankerelektrode (22) tragen, die einen als Leiterbahn über mindestens eines der flexiblen Bänder (26) geführten Steueranschluß (16) besitzt.

6. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwei auf je einem Ankerflügel (21a, 21b) angeordnete bewegliche Kontakte (23,24) einen gemeinsamen Laststromanschluß (15) besitzen, der in Form einer Leiterbahn über eines der flexiblen Bänder (25) geführt ist.

7. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß jeder Ankerflügel (21a, 21b) eine bewegliche Brückenkontaktanordnung (33,34) ohne eigenen Anschluß aufweist, welche mit einem Paar feststehender Kontakte zusammenwirkt.

8. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß jeder be- wegliche Kontakt (23,24) in einem Kontaktabschnitt (27) angeordnet ist, der über Verbindungsstege (29) geringen Querschnitts elastisch aus der Hauptebene des jeweiligen Ankerflügels (21a, 21b) heraus bewegbar ist.

9. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zumindest in einem der keilförmigen Arbeitsluftspalte eine Elektret- schicht (41,42) auf der Basiselektrode (11,12) oder auf dem Ankerelektrodenabschnitt (22a, 22b) angeordnet ist.

10. Relais nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Erzielung einer monostabilen Schaltcharakteristik im Bereich eines ersten Arbeitsluftspaltes (11,21a) eine Elektretschicht (41) angeordnet ist und daß zwischen den Elektroden (12,22) des zweiten Arbeitsluftspaltes (12,21b) eine Steuerspannung (Uanl) anlegbar ist, die wesentlich größer ist als die Elektretspannung (Ul) .

11. Relais nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Erzie- lung einer bistabilen Schaltcharakteristik im Bereich beider Arbeitsluftspalte (11, , 21a; 12, 21b) jeweils eine Elektretschicht (41,42) angeordnet ist und daß zwischen den Elektroden beider Arbeitsluftspalte wahlweise eine Steuerspannung (Uan2) anlegbar ist, die wesentlich größer ist als die Elek- tretspannung (UO) .