[发明专利]微型机械式静电继电器及其制造方法

说明书

本发明涉及了一个微型机械式静电继电器，该继电器有

-一个带有基极的基本基片，并且具有至少一个固定触点，一个衔铁簧舌，该簧舌单边连接到与基本基片相连的支持层上，该簧舌有一个被安装在基极对面的衔铁电极，静止状态时根据楔形空气隙的构造该衔铁簧舌由基本基片灵活的向外弯曲并且在其自由端有至少一个在固定触点对面的活动触点。另外本发明还涉及了一个用于制造这种继电器的方法。

这种微型机械式继电器和相应的制造方法根据DE 42 05 029 C1已经基本上被了解了。在这里重要的是，从支持层出来的衔铁簧舌是如下这样弯曲的，即衔铁电极利用对面的基极构造一个楔形空气隙，这个楔形空气隙利用加载在两个电极之间的电压根据所谓的活动楔形原则产生一个快速拉力动作。该原则的中心意思在DE 44 37 259 C1和DE 44 37 261 C1中以举例的方式给出。

对于所有这种为人所熟悉的带有微型机械结构的继电器来说由于这两个支持层而需要相对较高的制造技术费用，因为一方面带有基极和固定触点的基本基片以及另一方面带有衔铁簧舌，衔铁电极和活动触点的衔铁支持层分别被加工而且互相之间又必须被连接。除了所提到的两个支持层主功能元件外还必须有其他的涂膜和腐蚀过程，举例来说如绝缘层，引线以及这一类的。就是说两个支持层必须经过针对它们的所有必须采用的昂贵工序，在它们的主功能层可以互相面对的被连接之前。因为开关元件也应该防止环境的影响，所以在这个原则下必须有一个附加的外壳部分用做防护元件，这里就不必进一步探讨了。

如果继电器的所有功能元件可以在支持层一侧被构造，简化制造就是可以期望的。这里原则上可以考虑，带有活动触点的簧舌以及固定触点元件在一个和同一个支持层上被制造，例如在这里可以重复放置的来制造固定触点和活动触点并且在这里通过所谓的消耗层刻蚀可以构造触点间隔。基本上这种构成可以从US-4 570 139被熟悉。可是对于这种微型机械式开关来说在衔铁簧舌下面产生了一个没有详细定义的空隙，这个空隙对于静电驱动的结构是不适合的。所以对于这种开关设计成，不仅衔铁簧舌而且固定触点都被装上了磁性层并且通过在外面布置的磁场控制该开关。利用这种磁场在相对较小的触点间隔上可以产生必须的触点力，这种触点间隔是利用消耗层技术在活动触点和刚性的固定触点之间实现的。可是这必须有一个用于产生磁场的附加设备例如一个线圈，这个设备需要有比用于控制微型机械式继电器所限定的使用场合大很多的空间。    

本发明的目的是，开头所说方式的微型机械继电器有益的改进，以便利用静电驱动可以产生一个较大的接触力，但是在这里继电器的功能元件可以在支持层上通过其一面的加工处理被制造。

依照本发明这个目的利用如下方式被达到，即至少一个固定触点被布置在固定触点簧舌上，这个固定触点簧舌放置在衔铁簧舌的对面就象单边被连接到支持层上并且静止状态时由基本基片灵活的向外弯曲，同时至少一个活动的触点通过这个突出被构造在衔铁簧舌的自由端并且重叠在固定触点上。

在本发明中与以前微型机械式继电器和开关的建议的区别是固定触点不再被固定的布置在基本基片上，而是象活动触点一样布置在可弯曲的簧舌上，由此获得一个另外的接触行程。该活动触点布置在衔铁簧舌上并且重叠在固定触点上。通过两个互相正对着的簧舌的预弯曲从触点闭合开始到衔铁的终端位置对于开关来说获得了一个足够的超程来产生期望的接触力。如下的效果被获得，即如果根据在基本基片上的衔铁簧舌的构造通过消耗层技术在衔铁下面可以仅仅产生一个相对较小的自由空间，穿过这个自由空间在启动时衔铁在其被延伸的位置上面向外仅产生一个小的特定的超程连到对电极上。

这种制造特别有利的就是，不仅衔铁簧舌而且固定触点簧舌都是由同一个支持层构成的并且由此在一个和同一个腐蚀过程中可以被制造。这种何其自由端点互相正对放置的簧舌能够以有利的方式按齿状交错连接，以便于向外突出的活动的触点不是仅仅被连接到其后面端子，而是至少也要被连接到衔铁簧舌上平面的一边。这种特殊的设计依赖于是否应该制造常开接点或电桥触头。