WO2000025337A1 - Micromechanical relay with a resilient contact and method for producing the same - Google Patents

Micromechanical relay with a resilient contact and method for producing the same Download PDF

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WO2000025337A1 PCT/EP1999/008016 EP9908016W WO0025337A1 WO 2000025337 A1 WO2000025337 A1 WO 2000025337A1 EP 9908016 W EP9908016 W EP 9908016W WO 0025337 A1 WO0025337 A1 WO 0025337A1
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Gerd Hechtfischer
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Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg
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Definitions

  • the present invention relates to a micromechanical relay with a resilient contact and a method for producing the same.
  • Micromechanical relays with dimensions in the sub-mm range have recently been implemented using microtechnology. This extreme miniaturization makes properties possible that stand out from the prior art.
  • the switching time in the ⁇ s range, the bounce-free switching behavior and the almost powerless switching due to the electrostatic drive are particularly worth mentioning here.
  • the contact capacities of a microrelay are in the fF range. This extremely low value leads to a pronounced insulation capacity when the contact is open, i.e. the coupling of signals into an adjacent circle is sufficiently attenuated even at very high frequencies (GHz range).
  • Micromechanical relays and methods for producing the same are known from DE 196 46 667 and DE 197 30 715.
  • the resistances built into the control lines avoid resonances caused by coupled signals.
  • the current is limited by the resistors, but this is not disadvantageous for the operation of the microrelay, since only charge has to be supplied to generate an electrostatic force between the movable bar and the bottom electrode; a continuous current is not necessary.
  • the coupling is also damped by the resistors in the control lines that a microrelay designed in this way is suitable for transmitting frequencies up to 100 GHz.
  • FIG. 1 shows the individual steps for the production of a micromechanical relay according to the invention
  • FIG. 2 shows the basic structure and the electrical mode of operation.
  • FIG. 2 shows a microstrip line with a coupling gap, which can be bridged by a micro relay.
  • the contact clip of the microrelay is narrower or as wide as the stripline. If the contact clip is narrower than the strip conductor, the ends that run towards the micro relay can be chamfered. This increases the insulation since the coupling between the strip conductors is damped more due to the smaller coupling area.
  • the microrelay is firmly connected to the substrate via an anchor pad. Signals can also reach the opposite strip conductor via this anchor pad.
  • the anchor pads must be beveled according to the invention ( Figure 2). This increases the path from the stripline to the anchor pad and prevents overcoupling.
  • the coupling is greatly damped by the low contact capacity of the microrelay, so that such a microstrip line, which can be switched with a microrelay, is also suitable for switching very high frequencies in the GHz range.
  • a microrelay can transmit high frequencies due to the small dimensions, since the component size is very small compared to the wavelength.
  • the switching signal is coupled in via the stripline with low reflection, the control lines are connected to the voltage supply via bond pads and bond wires.
  • a NiCr layer is deposited as a resistance layer on an Al 2 O 3 ceramic substrate.
  • the surface resistance is in the lOOOhm / square range.
  • an adhesive layer for example TiW
  • a conductive layer for example gold
  • These three layers are structured for the bottom electrode and for control lines, gold being applied with an electrodeposition and subsequently etched to roughen the surface thereof.
  • gold and TiW are removed from the control lines in a defined area, so that a NiCr resistor is created (NiCr resistor in the kOhm range).
  • the control lines are thus defined as resistance conductors ( Figure la).
  • polyimide is spun on, which serves as a spacer between the bottom electrode and the movable electrode. Indentations are etched into this polyimide layer, which also serves as a sacrificial layer (FIG. 1 a). These depressions are made by the subsequent silicon dioxide deposition
  • the movable bar is formed, which is characterized by elevations and depressions on the underside of the bar (FIG. 1d).
  • the structure of the movable bar is analogous to the prior art disclosed in DE 196 46 667 (FIG. 1b).
  • the lower compressive stress layer SiO 2 (1) is deposited thicker than the upper compressive stress layer SiO 2 (2).
  • the lower compressive stress layer has a larger volume than the upper, so that the resulting force of the lower compressive stress layer is greater than the upper. After removing the sacrificial layer, this leads to a deformation of the bar upwards.
  • a second layer of polyimide is applied.
  • This polyimide layer is not only windowed at the free end of the movable bar (as in DE 196 46 667), but also at the points of firm contact (FIG. 1c).
  • the two polyimide layers are also removed locally at the clamping point.
  • the subsequent metal deposition TiW adhesive layer and electroplating gold
  • the conductor tracks are also galvanically reinforced for firm contact. This reinforcement of the conductor track leads to a lower conductor track resistance and thus to an improved volume resistance.
  • a metal connection is also made from the fixed end of the movable beam to a control line on the substrate.
  • the movable electrode is now connected to the control line and can now be controlled via the NiCr resistor.
  • An adhesive layer for example TiW and a gold layer, is deposited on the back of the Al 2 O 3 substrate. This rear-side metallization is necessary for the implementation of the microstrip line from FIG. 2, since it represents the planar electrode with ground contact, while the strip line from FIG. 2 serves as a strip-shaped electrode.
  • the microrelay shown in FIG. 1d is formed with deformed movable bars and a voltage-compensated contact clip.
  • the distance of the movable bar from the substrate is between 0.1 ⁇ m and 5 ⁇ m at the clamping point and between 0.1 ⁇ m and 100 ⁇ m at the free end.
  • the bar length is between l ⁇ m and lOOOO ⁇ m.
  • the dome-shaped or cylindrical resilient contact is achieved by the local removal of polyimide below the fixed contact.
  • the compressive stress layer SiO 2 (l) pushes the two-layer metal composite upwards.
  • the resilient contact is anchored to the substrate via polyimide supports. If the polyimide supports only remain on two sides, a cylindrical surface is formed. The resilient contact is only anchored on two sides like a bridge. On the other hand, if the fixed contact is clamped on all four sides, a dome-shaped contact occurs. A resilient contact is created with both embodiments.

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Abstract

The invention relates to a micromechanical relay for switching high-frequency signals. Said relay comprises a ground electrode arranged on a substrate, a movable counter-electrode with an electrically conductive contact bridge and two control leads for controlling the ground and counter electrode. The relay is also provided with two contact surfaces that are spaced apart by a connection gap. When a voltage is applied, the contact bridge is moved between ground and counter electrode towards the ground electrode, thereby establishing an electrical connection between the contact surfaces. The two control leads each have a resistance in the kΦ range or are provided with a resistor element or a resistor chain in the kΦ range.

Description

Mikromechanisches Relais mit federndem Kontakt und Verfahren zum Herstellen desselbenMicromechanical relay with resilient contact and method for producing the same
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein mikromechanisches Relais mit federndem Kontakt und einem Verfahren zum Herstellen desselben.The present invention relates to a micromechanical relay with a resilient contact and a method for producing the same.
Durch Anwendung der Mikrotechnik werden in neuester Zeit mikromechanische Relais realisiert, deren Abmessungen im sub-mm-Bereich liegen. Diese extreme Miniaturisierung macht Eigenschaften möglich, die sich vom Stand der Technik abheben. Hier ist vor allem die Schaltzeit im μs-Bereich, das prellfreie Schaltverhalten und das fast leistungslose Schalten durch den elektrostatischen Antrieb zu nennen. Darüberhinaus liegen die Kontaktkapazitäten eines Mikrorelais im fF-Bereich. Dieser äußerst geringe Wert führt zu einem ausgeprägten Isolationsvermögen bei geöffnetem Kontakt, d.h. das Überkoppeln von Signalen in einen benachbarten Kreis wird auch noch bei sehr hohen Frequenzen (GHz-Bereich) ausreichend gedämpft.Micromechanical relays with dimensions in the sub-mm range have recently been implemented using microtechnology. This extreme miniaturization makes properties possible that stand out from the prior art. The switching time in the μs range, the bounce-free switching behavior and the almost powerless switching due to the electrostatic drive are particularly worth mentioning here. In addition, the contact capacities of a microrelay are in the fF range. This extremely low value leads to a pronounced insulation capacity when the contact is open, i.e. the coupling of signals into an adjacent circle is sufficiently attenuated even at very high frequencies (GHz range).
Mikromechanische Relais und Verfahren zum Herstellen desselben sind aus DE 196 46 667 und DE 197 30 715 bekannt.Micromechanical relays and methods for producing the same are known from DE 196 46 667 and DE 197 30 715.
Beim Schalten von Hochfrequenzsignalen kann es zum Einkoppeln solcher Signale in den Steuerkreis, also in Bodenelektrode und bewegliche Elektrode kommen. Dies führt zu Resonanzen, die das Signal stark verfälschen.When switching high-frequency signals, such signals can be coupled into the control circuit, ie into the bottom electrode and the movable electrode. This leads to resonances that strongly distort the signal.
Es ist Aufgabe der Erfindung, solche Einkopp ingen in den Steuerkreis eines mikromechanischen Relais zu vermeiden.It is an object of the invention to avoid such coupling into the control circuit of a micromechanical relay.
Dies wird erfindungsgemäß ausgehend von einem mikromechanischen Relais laut Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.According to the invention, this is achieved on the basis of a micromechanical relay according to the preamble of the main claim by its characteristic features. Advantageous further developments result from the subclaims.
Durch die in die Steuerleitungen eingebauten Widerstände werden durch eingekoppelte Signale hervorgerufene Resonanzen vermieden. Durch die Widerstände wird zwar der Strom begrenzt, dies ist für den Betrieb des Mikrorelais jedoch nicht nachteilig, da für die Erzeugung einer elektrostatischen Kraft zwischen beweglichen Balken und Bodenelektrode nur Ladung zugeführt werden muß, ein Dauerstrom ist nicht nötig. Durch die Widerstände in den Steuerleitungen wird auch die Einkopplung gedämpft, so daß ein derart ausgebildetes Mikrorelais geeignet ist, Frequenzen bis zu 100 GHz zu übertragen.The resistances built into the control lines avoid resonances caused by coupled signals. The current is limited by the resistors, but this is not disadvantageous for the operation of the microrelay, since only charge has to be supplied to generate an electrostatic force between the movable bar and the bottom electrode; a continuous current is not necessary. The coupling is also damped by the resistors in the control lines that a microrelay designed in this way is suitable for transmitting frequencies up to 100 GHz.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is explained in more detail below with the aid of schematic drawings using an exemplary embodiment.
Figur 1 zeigt die einzelnen Schritte für die Herstellung eines erfindungsgemäßen mikromechanischen Relais,FIG. 1 shows the individual steps for the production of a micromechanical relay according to the invention,
Figur 2 zeigt den prinzipiellen Aufbau und die elektrische Wirkungsweise.Figure 2 shows the basic structure and the electrical mode of operation.
Figur 2 zeigt eine Mikrostreifenleitung mit Koppelspalt, der durch ein Mikrorelais überbrückt werden kann. Der Kontaktbügel des Mikrorelais ist dabei schmäler oder genauso breit wie der Streifenleiter. Ist der Kontaktbügel schmäler als der Streifenleiter, können die Enden, die auf das Mikrorelais zulaufen, abgeschrägt werden. Dies erhöht die Isolation, da die Kopplung zwischen den Streifenleitern aufgrund der geringeren Koppelfläche stärker gedämpft wird.FIG. 2 shows a microstrip line with a coupling gap, which can be bridged by a micro relay. The contact clip of the microrelay is narrower or as wide as the stripline. If the contact clip is narrower than the strip conductor, the ends that run towards the micro relay can be chamfered. This increases the insulation since the coupling between the strip conductors is damped more due to the smaller coupling area.
Das Mikrorelais ist über ein Ankerpad mit dem Substrat fest verbunden. Über dieses Ankerpad können ebenfalls Signale in den gegenüberliegenden Streifenleiter gelangen. Um hier eine verbesserte Dämpfung zu erreichen, müssen die Ankerpads erfindungsgemäß abgeschrägt werden (Figur 2). Dadurch erhöht sich der Weg vom Streifenleiter zum Ankerpad und die Überkopplung wird verhindert.The microrelay is firmly connected to the substrate via an anchor pad. Signals can also reach the opposite strip conductor via this anchor pad. In order to achieve improved damping here, the anchor pads must be beveled according to the invention (Figure 2). This increases the path from the stripline to the anchor pad and prevents overcoupling.
Darüberhinaus wird die Kopplung durch die geringe Kontaktkapazität des Mikrorelais stark gedämpft, so daß eine solche mit einem Mikrorelais schaltbar aufgebaute Mikrostreifenleitung auch noch zum Schalten von sehr hohen Frequenzen im GHz- Bereich geeignet ist. Schließlich kann ein solches Mikrorelais aufgrund der geringen Abmessungen hohe Frequenzen übertragen, da die Bauteilgröße sehr klein gegenüber der Wellenlänge ist.In addition, the coupling is greatly damped by the low contact capacity of the microrelay, so that such a microstrip line, which can be switched with a microrelay, is also suitable for switching very high frequencies in the GHz range. Finally, such a microrelay can transmit high frequencies due to the small dimensions, since the component size is very small compared to the wavelength.
Das Schaltsignal wird über den Streifenleiter reflexionsarm eingekoppelt, die Steuerleitungen werden über Bondpads und Bonddrähten an die Spannungsversorgung angeschlossen.The switching signal is coupled in via the stripline with low reflection, the control lines are connected to the voltage supply via bond pads and bond wires.
Das Verfahren zum Herstellen des Mikrorelais mit Widerstandleiter und federndem Kontakt wird anhand von Figur 1 beschrieben. Auf einem Al2O3-Keramiksubstrat wird eine NiCr-Schicht als Widerstandsschicht abgeschieden. Der Flächenwiderstand liegt hierbei im lOOOhm/Square-Bereich. Anschließend wird eine Haftschicht zum Beispiel TiW und eine leitende Schicht zum Beispiel Gold aufgetragen. Diese drei Schichten werden zur Bodenelektrode und zu Steuerleitungen strukturiert, wobei Gold mit einer galvanischen Abscheidung aufgebracht wird und nachfolgend zur Aufrauhung der Oberfläche derselben angeätzt wird. Daraufhin wird erfindungsgemäß bei den Steuerleitungen in einem definierten Bereich Gold und TiW entfernt, so daß ein NiCr- Widerstand entsteht (NiCr- Widerstand im kOhm-Bereich). Die Steuerleitungen sind somit als Widerstandsleiter definiert (Figur la).The method for producing the microrelay with a resistance conductor and resilient contact is described with reference to FIG. 1. A NiCr layer is deposited as a resistance layer on an Al 2 O 3 ceramic substrate. The surface resistance is in the lOOOhm / square range. Then an adhesive layer, for example TiW, and a conductive layer, for example gold, are applied. These three layers are structured for the bottom electrode and for control lines, gold being applied with an electrodeposition and subsequently etched to roughen the surface thereof. Thereupon, according to the invention, gold and TiW are removed from the control lines in a defined area, so that a NiCr resistor is created (NiCr resistor in the kOhm range). The control lines are thus defined as resistance conductors (Figure la).
Im nächsten Technologieschritt wird Polyimid auf geschleudert, das als Distanzschicht zwischen Bodenelektrode und beweglicher Elektrode dient. In dieser auch als Opferschicht dienenden Polyimidschicht werden Vertiefungen eingeätzt (Figur la). Diese Vertiefungen werden durch die nachfolgende SiliziumdioxidabscheidungIn the next technology step, polyimide is spun on, which serves as a spacer between the bottom electrode and the movable electrode. Indentations are etched into this polyimide layer, which also serves as a sacrificial layer (FIG. 1 a). These depressions are made by the subsequent silicon dioxide deposition
(SiO2(l) ) gefüllt. Nach Aufbau der gesamten Struktur und Entfernen der Opferschicht entsteht der bewegliche Balken, der durch Erhebungen und Vertiefungen an der Balkenunterseite gekennzeichnet ist (Figur ld).(SiO 2 (l)) filled. After the entire structure has been built up and the sacrificial layer has been removed, the movable bar is formed, which is characterized by elevations and depressions on the underside of the bar (FIG. 1d).
Der Aufbau des beweglichen Balkens erfolgt analog zu dem in DE 196 46 667 offenbarten Stand der Technik (Figur lb). Allerdings wird die untere Druckspannungsschicht SiO2(l) dicker abgeschieden als die obere Druckspannungsschicht SiO2(2). Dadurch weist die untere Druckspannungsschicht ein größeres Volumen auf als die obere, so daß die resultierende Kraft der unteren Druckspannungsschicht größer ist als die obere. Nach dem Entfernen der Opferschicht führt dies zu einer Deformation des Balkens nach oben.The structure of the movable bar is analogous to the prior art disclosed in DE 196 46 667 (FIG. 1b). However, the lower compressive stress layer SiO 2 (1) is deposited thicker than the upper compressive stress layer SiO 2 (2). As a result, the lower compressive stress layer has a larger volume than the upper, so that the resulting force of the lower compressive stress layer is greater than the upper. After removing the sacrificial layer, this leads to a deformation of the bar upwards.
Nach Strukturieren des beweglichen Balkens wird eine zweite Polyimidschicht aufgebracht. Diese Polyimidschicht wird nicht nur an dem freien Ende des beweglichen Balkens gefenstert (wie in DE 196 46 667), sondern auch an den Stellen des festen Kontakts (Figur lc). Darüberhinaus werden auch am Einspannpunkt die beiden Polyimidschichten örtlich entfernt. Bei der anschließenden Metallabscheidung (Haftschicht TiW und Galvanik-Gold) wird nun nicht nur der Kontaktbügel aufgebaut, sondern auch die Leiterbahnen zum festen Kontakt galvanisch verstärkt. Diese Verstärkung der Leiterbahn führt zu einem geringeren Leiterbahnwiderstand und somit zu einem verbesserten Durchgangswiderstand.After structuring the movable beam, a second layer of polyimide is applied. This polyimide layer is not only windowed at the free end of the movable bar (as in DE 196 46 667), but also at the points of firm contact (FIG. 1c). In addition, the two polyimide layers are also removed locally at the clamping point. During the subsequent metal deposition (TiW adhesive layer and electroplating gold), not only is the contact bracket built up, but the conductor tracks are also galvanically reinforced for firm contact. This reinforcement of the conductor track leads to a lower conductor track resistance and thus to an improved volume resistance.
Bei dieser Metallabscheidung wird auch eine Metallverbindung vom festen Ende des beweglichen Balkens zu einer Steuerleitung auf dem Substrat hergestellt. Die bewegliche Elektrode ist hiermit an der Steuerleitung angeschlossen und kann nun über den NiCr- Widerstand angesteuert werden. Auf der Rückseite des Al2O3-Substrats wird eine Haftschicht zum Beispiel TiW und eine Goldschicht abgeschieden. Diese Rückseitenmetallisierung ist für die Realisierung der Mikrostreifenleitung von Figur 2 notwendig, da sie die planar gestaltete Elektrode mit Massekontakt darstellt, während die Streifenleitung von Figur 2 als streifenförmige Elektrode dient.With this metal deposition, a metal connection is also made from the fixed end of the movable beam to a control line on the substrate. The The movable electrode is now connected to the control line and can now be controlled via the NiCr resistor. An adhesive layer, for example TiW and a gold layer, is deposited on the back of the Al 2 O 3 substrate. This rear-side metallization is necessary for the implementation of the microstrip line from FIG. 2, since it represents the planar electrode with ground contact, while the strip line from FIG. 2 serves as a strip-shaped electrode.
Nach Entfernen der beiden Opferschichten entsteht das in Figur ld gezeigte Mikrorelais mit verformten beweglichen Balken und spannungskompensiertem Kontaktbügel. Der Abstand des beweglichen Balkens vom Substrat beträgt am Einspannpunkt zwischen 0, 1 μm und 5μm und am freien Ende zwischen 0, 1 μm und lOOμm. Die Balkenlänge liegt zwischen lμm und lOOOOμm.After removing the two sacrificial layers, the microrelay shown in FIG. 1d is formed with deformed movable bars and a voltage-compensated contact clip. The distance of the movable bar from the substrate is between 0.1 μm and 5 μm at the clamping point and between 0.1 μm and 100 μm at the free end. The bar length is between lμm and lOOOOμm.
Der kuppeiförmige oder auch zylinderförmige federnde Kontakt wird durch die örtliche Entfernung von Polyimid unterhalb des festen Kontaktes erreicht. Die Druckspannungsschicht SiO2(l) drückt den Zweilagen-Metallverbund nach oben. Dabei ist der federnde Kontakt über Polyimidstützen auf dem Substrat verankert. Bleiben die Polyimidstützen nur auf zwei Seiten stehen, kommt es zur Ausbildung einer Zylinderfläche. Der federnde Kontakt ist dabei wie eine Brücke nur an zwei Seiten verankert. Wird dagegen der feste Kontakt an allen vier Seiten eingespannt, kommt es zu einem kuppeiförmigen Kontakt. Mit beiden Ausführungsformen wird ein federnder Kontakt geschaffen. The dome-shaped or cylindrical resilient contact is achieved by the local removal of polyimide below the fixed contact. The compressive stress layer SiO 2 (l) pushes the two-layer metal composite upwards. The resilient contact is anchored to the substrate via polyimide supports. If the polyimide supports only remain on two sides, a cylindrical surface is formed. The resilient contact is only anchored on two sides like a bridge. On the other hand, if the fixed contact is clamped on all four sides, a dome-shaped contact occurs. A resilient contact is created with both embodiments.

Claims

A N S P R U C H E EXPECTATIONS
1. Mikromechanisches Relais zum Schalten von Hochfrequenzsignalen, mit einer auf einem Substrat angeordneten Bodenelektrode, einem über ein Verbindungselement mit dem Substrat verbundenen beweglichen Element, das eine Gegenelektrode bildet und einen elektrisch leitenden Kontaktbügel trägt, zwei Steuerleitungen zum Ansteuern von Boden- und Gegenelektrode und zwei über einen Koppelspalt voneinander beabstandeten Kontaktflächen, wobei das bewegliche Element mit dem Kontaktbügel bei Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen Boden- und Gegenelektrode in Richtung der Bodenelektrode bewegt wird, wodurch der Kontaktbügel eine elektrische Verbindung zwischen den voneinander beabstandeten Kontaktflächen herstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Steuerleitungen jeweils einen Widerstand im kΩ-Bereich aufweisen oder mit einem Widerstandselement oder einer Widerstandskette im kΩ-Bereich versehen sind.1.Micromechanical relay for switching high-frequency signals, with a bottom electrode arranged on a substrate, a movable element which is connected to the substrate via a connecting element and which forms a counter electrode and carries an electrically conductive contact clip, two control lines for driving the bottom and counter electrodes and two via a coupling gap spaced contact surfaces, the movable element is moved with the contact bracket upon application of an electrical voltage between the bottom and counter electrodes in the direction of the bottom electrode, whereby the contact bracket establishes an electrical connection between the spaced-apart contact surfaces, characterized in that the two Control lines each have a resistance in the kΩ range or are provided with a resistance element or a resistance chain in the kΩ range.
2. Mikromechanisches Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitungen als strukturierte Schichten oder Schichtfolgen auf dem Substrat ausgebildet sind, wobei Bereiche dieser Schichten oder Schichtfolgen zur Bildung eines Widerstandes im kΩ-Bereich aus einem Material mit geringer Leitfähigkeit bestehen.2. Micromechanical relay according to claim 1, characterized in that the control lines are formed as structured layers or layer sequences on the substrate, regions of these layers or layer sequences for forming a resistance in the kΩ range consisting of a material with low conductivity.
3. Mikromechanisches Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrische Form der Kontaktflächen und/oder eines in einer zum Substrat parallelen Ebene gebildeten Querschnitts des Verbindungselementes derart von der Form eines einfachen Rechteckes abweicht, daß eine unerwünschte Überkopplung zwischen den Kontaktflächen reduziert wird.3. Micromechanical relay according to claim 1 or 2, characterized in that the geometric shape of the contact surfaces and / or a cross-section of the connecting element formed in a plane parallel to the substrate deviates from the shape of a simple rectangle in such a way that undesired coupling between the contact surfaces is reduced becomes.
4. Mikromechanisches Relais nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Breite der Kontaktflächen zum Koppelspalt hin verringert.4. Micromechanical relay according to claim 3, characterized in that the width of the contact surfaces decreases towards the coupling gap.
5. Mikromechanisches Relais nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Breite des Querschnitts des Verbindungselementes zum Koppelspalt hin verringert. 5. Micromechanical relay according to claim 3 or 4, characterized in that the width of the cross section of the connecting element to the coupling gap decreases.
6. Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen Relais nach einem der vorangehenden Ansprüche mit folgenden Schritten:6. A method for producing a micromechanical relay according to one of the preceding claims with the following steps:
- Aufbringen einer ersten Schicht einer ersten, geringen Leitfähigkeit zur Bildung einer Widerstandsschicht auf die Oberfläche eines Substrates;Applying a first layer of a first, low conductivity to form a resistance layer on the surface of a substrate;
- Gegebenenfalls Aufbringen einer Zwischenschicht, insbesondere einer Haftschicht, auf die erste Schicht;Optionally applying an intermediate layer, in particular an adhesive layer, to the first layer;
- Aufbringen einer zweiten Schicht einer zweiten, hohen Leitfähigkeit auf die erste Schicht bzw. die Zwischenschicht; - Strukturieren der zweiten Schicht entsprechend der Geometrie der Bodenelektrode und zumindest von Abschnitten der Steuerleitungen;- Application of a second layer of a second, high conductivity on the first layer or the intermediate layer; - Structuring the second layer according to the geometry of the bottom electrode and at least sections of the control lines;
- Entfernen der zweiten Schicht und gegebenenfalls der darunterliegenden Zwischenschicht zur Freilegung der ersten Schicht in Bereichen der Steuerleitungen, in denen die Steuerleitungen mit einem Widerstand im kΩ-Bereich versehen werden sollen, wobei die Größe der freigelegten Bereiche unter Berücksichtigung der ersten Leitfähigkeit entsprechend der Größe des Widerstandes gewählt werden;- Removing the second layer and optionally the underlying intermediate layer to expose the first layer in areas of the control lines in which the control lines are to be provided with a resistance in the kΩ range, the size of the exposed areas taking into account the first conductivity according to the size of the Resistance can be chosen;
- Aufbringen einer Abstandsschicht;- application of a spacer layer;
- Aufbringen und Strukturieren der für das bewegliche Element und die Kontaktflächen erforderlichen Schichten auf die Abstandsschicht; - Aufbringen einer Hilfsschicht;- Application and structuring of the layers required for the movable element and the contact surfaces on the spacer layer; - application of an auxiliary layer;
- Strukturieren der Hilfsschicht und der Abstandsschicht zur Definition der Bereiche des Kontaktbügels und eines Abschnittes der Steuerleitung zur Gegenelektrode;- Structuring the auxiliary layer and the spacer layer to define the areas of the contact clip and a section of the control line to the counter electrode;
- Aufbringen und Strukturieren der für den Abschnitt der Steuerleitung zur Gegenelektrode und den Kontaktbügel erforderlichen Schichten; - Entfernen der Hilfsschicht und teilweises Entfernen der Abstandsschicht mittels Ätzen zur Freilegung des beweglichen Elementes. - Application and structuring of the layers required for the section of the control line to the counter electrode and the contact bracket; - Removal of the auxiliary layer and partial removal of the spacer layer by means of etching to expose the movable element.
PCT/EP1999/008016 1998-10-23 1999-10-22 Micromechanical relay with a resilient contact and method for producing the same WO2000025337A1 (en)

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