KR101648663B1 - Rf 신호를 스티어링하기 위한 미소전자기계 스위치 - Google Patents
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Abstract
스위치는 대향하는 단부에 탄성적으로 지지된 연신된 길이를 갖고 인가된 전압에 응답해서 이동축을 따라 이동하도록 구성된 셔틀을 포함한다. 셔틀 스위치부는 셔틀의 대향하는 측면으로부터 횡방향으로 연장하는 복수의 셔틀 접촉 핑거를 포함한다. 셔틀의 공통 단자측에서 공통 접촉부는 셔틀 접촉 핑거와 각각 맞물린 복수의 접촉 핑거를 포함한다. 제 1 및 제 2 단자 접촉부는 셔틀의 스위치 단자측에 인접하고, 셔틀 접촉 핑거와 각각 맞물린 제 1 단자 접촉 핑거 및 제 2 단자 접촉 핑거를 포함한다. 셔틀 스위치부는 제 1 단자 접촉부 또는 제 2 단자 접촉부에 공통 접촉부를 선택적으로 연결하도록 구성된다.
Description
본 발명의 배열은 미소전자기계 시스템(MEMS) 및 동일한 것을 형성하기 위한 방법, 그리고 더 구체적으로 RF 신호를 위한 양방향 스위치에 관한 것이다.
스위치 필터 구조는 다양한 관심의 대역에서 요구되는 신호를 파악하도록 많은 통신 시스템에서 공통이다. 이들 스위치 필터 구조는 광범위의 주파수(예, 1 MHz 내지 6.0 GHz)에 걸쳐 저손실 및 고절연과 같은 스위치 요구사항을 가진다. 모놀리식 마이크로파 집적 회로(MMIC)와 같은 소형화된 스위치 및 MEMS 스위치는 그러한 시스템의 부품 상에 부과된 엄격한 제한(크기, 파워 및 중량(SWaP)과 같음)으로 인해 광대역 통신 시스템에 흔히 사용된다.
3차원 미세구조는 연속 빌드 공정을 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 미국특허 제7,012,489호 및 제7,898,356호는 동축 도파관 미세구조를 제조하기 위한 방법을 설명한다. 이들 공정은 종래의 박막 기술에 대안을 제공할 뿐만 아니라, 소형화된 스위치와 같은 다양한 디바이스의 유리한 실행을 위한 효과적인 이용에 속하는 새로운 설계 도전을 나타낸다.
본 발명의 목적은 종래의 박막 기술에 대안을 제공할 뿐만 아니라, 소형화된 스위치와 같은 다양한 디바이스의 유리한 실행을 위한 설계를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예는 스위치에 관한 것이다. 스위치는 기판 상에 형성된 제 1 및 제 2 대향 기저 부재를 포함한다. 제 1 및 제 2 탄성 부재는 제 1 및 제 2 대향 기저 부재에서 각각 제공된다. 연신된 길이를 갖는 셔틀은 기판에 걸쳐 연장하고 제 1 및 제 2 탄성 부재 각각에 의해 대향하는 제 1 및 제 2 단부에 탄성적으로 지지된다. 구동부는 인가된 전압에 응답해서 연신된 길이를 따라 정렬된 이동축을 따라 셔틀을 선택적으로 이동하도록 구성된다. 구동부는 셔틀의 대향하는 측면으로부터 측방향으로 연장하는 복수의 셔틀 구동 핑거를 포함하는 연신된 길이를 따라 제 1 위치에 제공된 셔틀 구동부를 포함한다. 구동부는 또한 복수의 셔틀 구동 핑거와 맞물리는 복수의 이동 구동 핑거를 포함한다. 이동 구동 핑거는 기판에 대해 고정되고 셔틀의 셔틀 구동부의 대향하는 측면 상에 배치된다.
셔틀 스위치부가 셔틀의 연신된 길이를 따라 제 2 위치에 제공된다. 셔틀 스위치부는 셔틀 구동부로부터 그리고 제 1 및 제 2 대향하는 기저 부재로부터 전기적으로 절연된다. 셔틀 스위치부는 셔틀의 제 1 스위치 섹션의 대향하는 측면으로부터 횡방향으로 연장하는 제 1 복수의 셔틀 접촉 핑거의 형성된 제 1 스위치 부재를 포함한다. 셔틀 스위치부는 또한 셔틀의 제 2 스위치 섹션의 대향하는 측면으로부터 횡방향으로 연장하는 제 2 복수의 셔틀 접촉 핑거의 형성된 제 2 셔틀 스위치 부재를 포함한다. 기판에 대해 고정된 위치를 갖고 셔틀의 공통 단자측 상에 배치되는 공통 접촉부가 제공된다. 공통 접촉부는 제 1 복수의 셔틀 접촉 핑거 및 제 2 복수의 셔틀 접촉 핑거와 각각 맞물리는 제 1 및 제 2 복수의 공통 접촉 핑거를 포함한다.
제 1 및 제 2 단자 접촉부는 셔틀의 스위치 단자측에 인접한 기판의 일부 상에 고정된다. 제 1 및 제 2 단자 접촉부는 제 1 복수의 셔틀 접촉 핑거 및 제 2 복수의 셔틀 접촉 핑거와 각각 맞물리는, 제 1 단자 접촉 핑거와 제 2 단자 접촉 핑거 각각을 포함한다. 셔틀 스위치부는 구동부가 이동축을 따라 제 1 위치로 셔틀을 움직일 때 공통 접촉부와 제 1 단자 접촉부 사이의 전기 연결부를 배타적으로 형성한다. 셔틀 스위치부는 구동부가 이동축을 따라 제 2 위치로 셔틀을 이동할 때 공통 접촉부와 제 2 단자 접촉부 사이의 전기 연결부를 배타적으로 형성한다.
본 발명은 또한 전기 신호를 스위칭하기 위한 방법에 관한 것이다. 그 방법은 기판 상에 배치된 복수의 물질층으로부터 특정 스위치 부품을 형성하는 단계에 의해 시작한다. 스위치 부품은 셔틀, 구동부, 공통 접촉부 및 제 1 및 제 2 단자 접촉부를 포함한다. 셔틀은 기판에 걸쳐 연장하는 연신된 길이를 갖고 대향하는 단부에 탄성적으로 지지된다. 구동부는 인가된 전압에 응답해서 셔틀과 정렬된 두 개의 대향하는 방향으로 이동축을 따라 셔틀을 선택적으로 이동시키도록 구성된다. 셔틀의 대향하는 측면으로부터 횡방향으로 연장하는 제 1 복수의 셔틀 접촉 핑거의 형성된 제 1 스위치 부재, 및 제 1 스위치 부재로부터 절연되고 그리고 셔틀의 대향하는 측면으로부터 횡방향으로 연장하는 제 2 복수의 셔틀 접촉 핑거의 형성된 제 2 셔틀 스위치 부재를 포함하는 셔틀 스위치부가 연신된 길이에 따른 위치에 제공된다. 공통 접촉부는 기판에 대해 고정되고 셔틀의 공통 단자측에 인접해서 위치된다. 제 1 및 제 2 단자 접촉부는 또한 기판에 대해 고정되지만 셔틀의 스위치 단자측에 인접해서 위치된다.
그 방법은 또한 구동부가 이동축을 따라 휴지 위치로부터 제 1 위치로 제 1 방향에서 셔틀을 이동하도록 제 1 정전기력을 가할 때 공통 접촉부와 제 1 단자 접촉부 사이의 전기 연결부를 셔틀 스위치부로 선택적으로 배타적으로 형성하는 단계를 더 포함한다. 그 방법은 또한 구동부가 이동축을 따라 휴지 위치로부터 제 2 위치로 제 2 방향에서 셔틀을 이동시키도록 제 2 정전기력을 가할 때 공통 접촉부와 제 2 단자 접촉부 사이에 전기 연결부를 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명은 미소전자기계 시스템(MEMS) 및 동일한 것을 형성하기 위한 방법, 그리고 더 구체적으로 RF 신호를 위한 양방향 스위치를 제공한다.
실시예는 다음의 도면을 참조하여 설명되고, 여기서 동일한 숫자는 도면에 걸쳐 동일한 아이템을 나타내며, 여기서:
도 1은 본 발명을 이해하기에 유용한 스위치의 사시도이다.
도 2는 휴지 위치에 셔틀이 놓인 도 1에서 스위치의 평면도이다.
도 3은 도 1의 스위치에 사용된 셔틀의 평면도이다.
도 4는 제 1 스위치 위치에 셔틀이 놓인 도 1에서 스위치의 부분 평면도이다.
도 5는 제 2 스위치 위치에 셔틀이 놓인, 도 1에서 스위치의 일부의 평면도이다.
도 6-19는 도 1에서 스위치를 구성하는 방법을 이해하기에 유용한 일련의 도면이다.
도 20은 라인 20-20에 따라 취해진, 도 2에서 스위치의 횡단면도이다.
도 21은 라인 21-21에 따라 취해진, 도 2에서 스위치의 횡단면도이다.
도 22는 송신 라인 섹션의 구조를 이해하기에 유용한 라인 22-22를 따라 취해진, 도 2에서 스위치의 횡단면도이다.
도 23은 포토레지스트층이 용해된 후에, 라인 22-22를 따라 취해진, 도 2에서 스위치의 횡단면도이다.
도 1은 본 발명을 이해하기에 유용한 스위치의 사시도이다.
도 2는 휴지 위치에 셔틀이 놓인 도 1에서 스위치의 평면도이다.
도 3은 도 1의 스위치에 사용된 셔틀의 평면도이다.
도 4는 제 1 스위치 위치에 셔틀이 놓인 도 1에서 스위치의 부분 평면도이다.
도 5는 제 2 스위치 위치에 셔틀이 놓인, 도 1에서 스위치의 일부의 평면도이다.
도 6-19는 도 1에서 스위치를 구성하는 방법을 이해하기에 유용한 일련의 도면이다.
도 20은 라인 20-20에 따라 취해진, 도 2에서 스위치의 횡단면도이다.
도 21은 라인 21-21에 따라 취해진, 도 2에서 스위치의 횡단면도이다.
도 22는 송신 라인 섹션의 구조를 이해하기에 유용한 라인 22-22를 따라 취해진, 도 2에서 스위치의 횡단면도이다.
도 23은 포토레지스트층이 용해된 후에, 라인 22-22를 따라 취해진, 도 2에서 스위치의 횡단면도이다.
본 발명은 첨부된 도면에 대해 설명된다. 도면은 축척에 따라 그려지지 않고 단지 즉각적으로 본 발명을 도시하도록 제공된다. 본 발명의 여러 측면은 도시를 위해 예시적인 어플리케이션에 대해 아래에 설명된다. 다양한 특정 세부사항, 관계, 및 방법은 본 발명의 완전한 이해를 제공하도록 제시된다는 것이 이해되어야만 한다. 그러나 해당 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 특정 세부사항 중 하나 이상 없이 또는 다른 방법으로 실시될 수 있다는 것을 용이하게 인지할 것이다. 다른 실시예에서, 공지된 구조 또는 동작은 본 발명을 모호하게 하는 것을 피하도록 구체적으로 도시되지 않는다. 일부 작동이 다른 순서로 그리고/또는 다른 작동 또는 이벤트와 동시에 발생할 수 있기 때문에, 본 발명은 작동 또는 이벤트의 도시된 순서에 의해 제한되지 않는다. 또한, 모든 도시된 작동 또는 이벤트가 본 발명에 따른 방법론을 실행하도록 요구되는 것은 아니다.
도면은 MEMS 스위치(10)를 도시한다. 스위치(10)는 공통 부품과 제 1 및 제 2 전자 부품(미도시) 사이의 전기 접촉부를 선택적으로 확립하고 확립해제할 수 있다. 달리 말해서, 스위치는 단극, 쌍투형이다. 스위치(10)는 대략적으로 0.2mm의 최대 높이("z" 축)); 대략적으로 1.0mm의 최대 폭("y" 축); 및 대략적으로 1.6mm의 최대 길이("x" 축)를 가진다. 스위치(10)는 예시적인 목적을 위해서만 이들 특정 크기를 갖는 MEMS 스위치로서 설명된다. 스위치(10)의 대안적인 실시예는 크기, 무게, 및 파워(SWaP) 요구사항을 포함하는, 특정 어플리케이션의 요구사항에 따라 스케일 업 또는 다운될 수 있다.
스위치(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 접촉부(12), 구동부(14), 및 셔틀(16)을 포함한다. 셔틀(16)은 제 1 및 제 2 대향하는 기저 부재(18, 20)에 의해 기판(30)에 걸쳐 탄성적으로 유지된다. 제 1 및 제 2 전자 부품은 동축 송신 라인으로서 형성될 수 있는, 변이부(22,24)에 의해 접촉부(12)에 전기적으로 연결된다. 공통 전기 부품은 변이부(26)에 의해 접촉부(12)에 전기적으로 연결된다. 변이부(26)는 또한 동축 송신 라인으로서 형성될 수 있다. 더 구체적으로 공통 전기 부품은 공통 접촉부(28)로의 변이부(26)에 의해 연결되고, 제 1 부품은 제 1 단자 접촉부(31)로의 변이부(22)에 의해 전기적으로 연결되고, 제 2 부품은 제 2 단자 접촉부(32)로의 변이부(24)에 의해 전기적으로 연결된다. 공통 접촉부, 제 1 단자 접촉부 및 제 2 단자 접촉부의 각각은 언급된 기판에 대해 제 위치에 고정된다.
아래에 논의된 바와 같이, 셔틀(16)은 구동부(14)에 포함된 특정 이동 부재의 선택적인 여자 및 소자에 응답해서 제 1 위치, 제 2 위치 및 휴지 위치 사이의 "X" 방향으로 이동한다. 셔틀(16)이 제 1 또는 제 2 위치에 있을 때 셔틀(16)은 접촉부(12)를 통한 전류의 흐름을 선택적으로 용이하게 한다. 제 1 위치에서, 셔틀은 공통 접촉부(28)와 제 1 단자 접촉부(31) 사이의 전류의 흐름을 용이하게 한다. 제 2 위치에서, 셔틀은 공통 접촉부(28)와 제 2 단자 접촉부(32) 사이의 전류의 흐름을 용이하게 한다. 제 1 단자 접촉부는 항상 제 2 단자 접촉부로부터 절연된다. 전류는 휴지 위치에 있을 때 셔틀(16)을 통해 흐르지 않는다. 따라서, 제 1 및 제 2 전자 부품 모두는 셔틀(16)이 휴지 위치에 있을 때 공통 부품으로부터 절연된다.
스위치(10)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 실리콘(Si)과 같은 유전체로부터 형성된 기판(30)을 포함한다. 기판(30)은 대안적인 실시예에서 유리, 실리콘-게르마늄(SiGe), 또는 갈륨 비소(GaAs)와 같은 다른 물질로부터 형성될 수 있다. 스위치(10)는 또한 기판(30) 상에 배치된 접지(34)를 포함한다. 스위치(10)는 구리(Cu)와 같은 다섯 개 이상의 전기적으로 도전성 물질의 층으로부터 형성된다. 각각의 층은 예를 들어, 대략적으로 10㎛ 내지 50㎛의 두께를 가질 수 있다. 기타 다른 범위의 층 두께 역시 가능하다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 도전성 물질층은 50㎛ 내지 150㎛ 또는 50㎛ 내지 200㎛의 두께의 범위일 수 있다.
스위치는 또한 스위치의 전기적으로 절연부를 형성할 필요가 있을 수 있는 바와 같이 하나 이상의 유전체층을 포함할 수 있다. 이들 유전체부는 스위치의 다른 부분으로부터 그리고/또는 접지(34)로부터 스위치의 특정 부분을 차단하도록 사용된다. 여기 설명된 유전체층은 일반적으로 1㎛ 내지 20㎛의 두께를 가지지만 20㎛ 내지 100㎛의 범위일 수도 있다. 전기적으로 도전성 물질층 및 유전체층의 두께 및 수는 어플리케이션에 따르고, 설계의 복잡성, 다른 디바이스와의 하이브리드 또는 모놀리식 통합, 다양한 부품의 전체 높이("z" 축), 등과 같은 인자에 따라 변할 수 있다. 본 발명의 일 측면에 따라서, 스위치는 미국 특허 제7,012,489호 및 제7,898,356호에 설명된 이들과 유사한 기법을 사용하여 형성될 수 있다.
도 1 및 도 2에 발견될 수 있는 바와 같이, 셔틀(16)은 기판(34)에 대해 "x" 방향으로 연장하는 빔(17)에 의해 형성된 연신된 길이를 가진다. 여기에 달리 언급되는 경우를 제외하고, 셔틀은 구리(Cu)와 같은 도전성 물질로 구성된다. 셔틀은 제 1 및 제 2 탄성 부재(36, 38) 각각에 의해 대향하는 제 1 및 제 2 단부에서 탄성적으로 지지된다. 탄성 부재가 제 1 및 제 2 대향하는 기저 부재(18, 20)에 제공된다(예를 들어, 그들과 일체로 형성된다). 기저 부재 및 탄성 부재 역시 구리로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 탄성 부재(36, 38)는 "x" 방향으로 휠 수 있는 얇은 갈대 모양의 구조로 형성될 수 있다. 여전히, 본 발명은 갈대 모양 구조로 한정되지 않고 기판 위에 셔틀을 지지할 수 있고 셔틀이 이하에 설명된 바와 같이 +/- x 방향으로 이동하는 것을 허용한다면, 임의의 다른 탄성 구조 역시 사용될 수 있다. 셔틀은 바람직하게 탄성 부재(36, 38)의 제한을 조건으로 이동축(40)을 따라 자유롭게 이동할 수 있도록 기판의 표면 바로 위에 지지된다. 구동부(14)는 인가된 전압에 응답해서 이동축(40)을 따라 셔틀(16)을 이동하는 두 개의 대향하는 힘 중 하나를 선택적으로 인가하도록 설계된다. 구동부의 동작은 구조 진행의 구체화된 설명과 같이 더 명백해질 것이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 구동부(14)는 셔틀의 연신된 길이를 따라 제 1 위치에 제공되는 셔틀 구동부(42)를 포함한다. 셔틀 구동부(42)는 제 1 복수의 셔틀 구동 핑거(44), 및 제 2 복수의 셔틀 구동 핑거(43)를 포함한다. 제 1 및 제 2 복수의 셔틀 구동 핑거는 셔틀의 대향하는 측면으로부터 (+/- y 방향으로) 횡방향으로 연장한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 전극(46a, 46b, 48a, 48b)은 셔틀 구동부의 대향하는 측면 상의 기판(30)에 대해 제 위치에 고정된다. 본 발명의 일 실시예에서, 전극은 기판(30)의 표면 상에 형성된다. 전극의 각각은 복수의 이동 구동 핑거를 포함한다. 더 구체적으로, 전극(48a, 48b)은 도시된 바와 같이 제 1 복수의 셔틀 구동 핑거(44)와 각각 맞물리는 복수의 제 1 위치 이동 구동 핑거(52)를 포함한다. 유사하게, 전극(46a, 46b)은 도시된 바와 같이 제 2 복수의 셔틀 구동 핑거(43)와 맞물리는 복수의 제 2 위치 이동 구동 핑거(50)를 포함한다. 전극(48a, 48b)이 구동전압과 동시에 여기될 수 있도록 적합한 전기 연결부(미도시)가 제공된다. 유사하게, 전극(46a, 46b)이 구동전압과 동시에 여기될 수 있도록 전기 연결부가 제공된다.
셔틀이 도 2에 도시된 휴지 위치에 있을 때 제 1 위치 및 제 2 위치 이동 구동 핑거(52, 50)가 셔틀 구동 핑거(44, 43) 중 인접한 하나 사이에 다른 거리로 이격된다. 달리 말해서, 제 1 복수의 이동 구동 핑거(52) 중 개별적인 하나는 제 1 복수의 셔틀 구동 핑거(44) 중 인접한 하나 사이에 중심화되지 않는다. 유사하게, 제 2 복수의 이동 구동 핑거(50) 중 개별적인 하나는 제 2 복수의 셔틀 구동 핑거(43) 중 인접한 하나 사이에 중심화되지 않는다. 이러한 중심을 벗어난 이격의 목적은 특정 전극의 이동 구동 핑거(50, 52)에 의해 셔틀(16)에 인가된 정전기력이 반대 방향에 비해 이동축(40)을 따라 하나의 방향으로 더 커짐을 보장하는 것이다.
예를 들어, 전압 포텐셜이 셔틀 구동부(42)와 제 1 위치 이동 구동 핑거(52) 사이에 확립될 때, 정전기력이 셔틀 구동 핑거(44) 상에 가해질 것이다. 제 1 위치 이동 구동 핑거(52)에 최근접한 각각의 셔틀 구동 핑거에 가해진 힘은 동일한 제 1 위치 이동 구동 핑거(52)의 대향하는 측면 상에 위치된 셔틀 구동 핑거(44) 상에 가해진 힘에 비해 크지만, 더 먼 거리로 떨어져 이격된다. 따라서, 알짜 힘이 셔틀에 가해지고, 그로써 그것을 움직이게 한다. 제 1 위치 이동 구동 핑거(52)가 인접한 셔틀 구동 핑거(44) 사이에 동일하게 이격된다면, 인접한 셔틀 구동 핑거의 각각 상에 동일하지만 상반된 정전기력을 가하고 셔틀이 이동하지 않는다는 것이 인지될 수 있다. 따라서, 전압이 제 1 위치 이동 구동 핑거(52)에 가해질 때 알짜 힘이 제 1 이동 방향으로 셔틀(16)에 가해질 것이고, 힘은 셔틀이 이동축(40)을 따라 +x 방향으로 이동하게 할 것이다. 유사하게, 전압이 제 2 위치 이동 구동 핑거(50)에 가해질 때 알짜 힘이 반대 방향으로 셔틀(16)에 가해질 것이고, 힘은 셔틀이 이동축(40)을 따라 반대(-x) 방향으로 이동하게 할 것이다.
위에 설명된 양방향 이동을 얻기 위해, 전극(46a, 46b)과 연관된 핑거간 이격은 전극(48a, 48b)과 연관된 핑거간 이격에 비해 의도적으로 비대칭으로 구성된다. 특히, 제 1 위치 이동 구동 핑거(52)로부터 제 1 복수의 셔틀 구동 핑거(44) 중 인접한 하나로의 이격은 -x 방향으로인 것보다 +x 방향에서 더 작다. 반대로, 제 2 위치 이동 구동 핑거(50)로부터 제 2 복수의 셔틀 구동 핑거(43) 중 인접한 하나로의 이격은 -x 방향에서인 것보다 +x 방향에서 더 크다. 따라서, 제 1 복수의 셔틀 구동 핑거(44)에 대해 제 1 위치 이동 구동 핑거(52)의 핑거간 이격 구성은 제 2 복수의 셔틀 구동 핑거(43)에 대한 제 2 위치 이동 구동 핑거(50)의 핑거간 이격 구성에 비해 비대칭이다. 이러한 비대칭 핑거간 이격 배열은 전압이 오직 전극(48a, 48b)에만 배타적으로 인가될 때 셔틀(16)이 +x 방향을 따라 제 1 위치로 이동함을 보장한다(도 4에 도시됨). 반대로, 전압이 전극(46a, 46b)에 배타적으로 인가될 때 셔틀은 -x 방향을 따라 제 2 위치로 이동할 것이다(도 5에 도시됨). 어떠한 전압도 전극(46a, 46b, 48a, 48b)에 인가되지 않을 때, 셔틀은 도 2에 도시된 바와 같이 휴지 위치로 돌아갈 것이다. 결과적으로, 셔틀의 활성 양방향 이동 제어는 도시된 바와 같은 구동부 배열로 얻어진다.
도 3에 도시된 바와 같이, 셔틀(16)은 셔틀의 연신된 길이를 따라 제 2 위치에 제공된 셔틀 스위치부(54)를 포함한다. 셔틀 스위치부는 절연체 섹션(56)에 의해 셔틀 구동부(42)로부터 절연된다. 셔틀 스위치부는 절연체부(60)에 의해 전기적으로 더 차단된다. 절연체부(60)는 제 1 및 제 2 대향하는 기저 부재(18, 20)로부터 셔틀 스위치부를 절연한다. 셔틀 스위치부(54)는 셔틀의 제 1 스위치 섹션의 대향하는 측면으로부터 횡방향으로 연장하는 제 1 복수의 셔틀 접촉 핑거(64)로 형성된 제 1 스위치 부재(62), 및 셔틀의 제 2 스위치 셕션의 대향하는 측면으로부터 횡방향으로 연장하는 제 2 복수의 셔틀 접촉 핑거(68)로 형성된 제 2 셔틀 스위치 부재(66)를 포함한다. 절연체부(58)는 제 2 스위치 부재(66)로부터 제 1 스위치 부재(62)를 절연한다. 물질이 아래에 논의된 바와 같이 스위치(10)의 제조 동안 희생 저항을 용해시키도록 사용된 용매에 의해 공격되지 않는다면, 절연체부(56, 58, 60)는 폴리에틸렌, 폴리에스터, 폴리카보네이트, 셀룰로스 아세테이트, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리이미드, 벤조사이클로뷰텐, SU8, 등과 같은 적합한 유전체로 형성될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 스위치(10)는 기판(30)에 대해 고정된 위치를 갖는 공통 접촉부(28)를 포함한다. 예를 들어, 공통 접촉부(28)는 기판의 표면 상에 직접 배치될 수 있다. 공통 접촉부(28)는 일 측면 상의 셔틀에 인접하고, 셔틀의 공통 단자측(70)으로 여기에 언급되는 기판의 일부 상에 배치된다. 공통 접촉부(28)는 기판의 공통 접촉 단자측(70)에 걸쳐 연장하는 제 1 복수의 셔틀 접촉 핑거(64)와 맞물린 제 1 복수의 공통 접촉 핑거(72)를 포함한다. 공통 접촉부는 또한 기판의 공통 접촉 단자측(70)에 걸쳐 연장하는 제 2 복수의 셔틀 접촉 핑거(68)와 맞물리는 제 2 복수의 공통 접촉 핑거(74)를 포함한다.
스위치(10)는 또한 기판(30)에 대해 고정된 위치에 제공된 제 1 및 제 2 단자 접촉부(31, 32)를 포함한다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 단자 접촉부는 기판의 표면 상에 직접 위치될 수 있다. 제 1 및 제 2 단자 접촉부는 일 측면 상의 셔틀에 인접한 기판의 일부 상에 배치되고, 기판의 스위치 단자측(76)으로 여기에 언급된다. 제 1 및 제 2 단자 접촉부(31, 32)는 제 1 복수의 셔틀 접촉 핑거(64), 및 제 2 복수의 셔틀 접촉 핑거(68)와 각각 맞물리는 복수의 제 1 단자 접촉 핑거(78)와 복수의 제 2 단자 접촉 핑거(80)를 포함한다.
특히, 제 1 복수의 공통 접촉 핑거(72)는 제 1 복수의 셔틀 접촉 핑거(64) 중 인접한 하나에 대해 중심에서 벗어나 위치된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 공통 접촉 핑거(72)는 셔틀 접촉 핑거(64)의 인접한 하나에 대한 이격이 -x 방향에 비해 +x 방향으로 더 커지도록 배열된다. 제 1 단자 접촉 핑거(78)는 유사하게 제 1 복수의 셔틀 접촉 핑거(64) 중 인접한 하나에 대해 제 위치에서 상쇄하거나 또는 중심에서 벗어난다. 특히, 제 1 단자 접촉 핑거(78)로부터 셔틀 접촉 핑거(64) 중 인접한 하나로의 이격은 -x 방향으로의 이격에 비해 +x 방향에서 더 크다.
제 2 복수의 공통 접촉 핑거(74)는 제 2 복수의 셔틀 접촉 핑거(68) 중 인접한 하나에 대해 중심에서 벗어나 위치된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제 2 복수의 공통 접촉 핑거는 셔틀 접촉 핑거(68) 중 인접한 하나에 대한 이격이 -x 방향에 비해 +x 방향에서 더 작도록 배열된다. 제 2 단자 접촉 핑거(80)는 유사하게 제 2 복수의 셔틀 접촉 핑거(68) 중 인접한 하나에 대해 제 위치에서 상쇄하거나 중심에서 벗어난다. 특히, 제 2 단자 접촉 핑거(80)로부터 셔틀 접촉 핑거(68) 중 인접한 하나로의 이격은 -x 방향에 비해 +x 방향에서 더 작다.
앞서 언급된 것으로부터, 제 1 복수의 셔틀 접촉 핑거(64) 중 인접한 하나에 대한 제 1 복수의 공통 접촉 핑거(72)의 핑거간 이격 구성은 제 2 복수의 셔틀 접촉 핑거(68) 중 인접한 하나에 대한 제 2 복수의 공통 접촉 핑거(74)의 핑거간 이격에 비해 비대칭임이 인지될 수 있다. 유사하게, 제 1 복수의 셔틀 접촉 핑거(64) 중 인접한 하나에 대한 제 1 단자 접촉 핑거(78)의 핑거간 이격 구성이 제 2 복수의 셔틀 접촉 핑거(68) 중 인접한 하나에 대한 제 2 단자 접촉 핑거(80)의 핑거간 이격 구성에 비해 비대칭임이 인지될 수 있다. 앞서 언급한 비대칭 이격 구성은 더 구체적으로 아래에 설명될 바와 같이 양방향 스위치 동작을 용이하게 한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 스위치(10)는 또한 스위치의 주변부 주위의 기판의 표면으로부터 +z 방향으로 연장하는 벽(82)을 포함할 수 있다. 벽은 기판(30) 상에 배치되고 구리(Cu)와 같은 도전성 물질로 형성된다. 벽은 완벽하게 또는 적어도 실질적으로 셔틀(16), 전극(46a, 46b, 48a, 48b), 공통 접촉부(28) 및 제 1 및 제 2 단자 접촉부(31, 32) 주위로 연장한다. 일부 실시예에서, 제 1 및 제 2 대향하는 기저 부재(18, 20)는 본 발명이 이 점에서 한정되지 않음에도, 도시된 바와 같이 주변 벽(82)에 일체화될 수 있다. 벽(82)은 벽에 의해 둘러싸인 스위치의 내부 부품 중 임의의 하나 상에 나타날 수 있는 임의의 정전기장 및/또는 RF 에너지를 절연하게 한다. 위에 언급된 바와 같이, 기판(30)의 표면은 도전성 금속 접지(34)를 포함할 수 있다. 도전성 금속 접지(34)는 바람직하게 벽(82)의 범위 내의 기판의 영역에 부재한다.
도 1-3에 도시된 본 발명의 실시예에서, 변이부(22, 24, 26)의 외부 쉴드(84, 86, 88)는 벽(82)과 일체로 형성되고 그것과 전기 연결부를 형성한다. 변이부(22, 24, 26)의 각각은 또한 내부 도전체(90, 92, 94) 각각을 포함한다. 내부 도전체(90, 92, 94)의 각각은 벽(82)에서 정의된 각각의 개구부를 통해 연장한다. 내부 도전체(90)는 제 1 단자 접촉부(31)와 전기 연결부를 형성한다. 내부 도전체(92)는 제 2 단자 접촉부(32)와 전기 연결부를 형성한다. 내부 도전체(94)는 공통 접촉부(28)와 전기 연결부를 형성한다. 앞서 언급된 배열로 변이부(26) 상에 전달된 RF 신호는 변이부(22) 또는 변이부(24)에 라우팅되도록 스위치(10)의 동작에 의해 제어될 수 있다. RF 신호 라우팅은 여기 설명된 바와 같이 셔틀(16)의 일부에 의해 결정될 것이다.
내부 도전체(90, 92, 94)는 변이부(22, 24, 26)의 외부 쉴드(84, 86, 88) 내에 정의된 내부 채널(96, 98, 100) 내에 각각 유지된다. 내부 도전체는 도 1에 도시된 바와 같이 전기적으로 절연탭(102, 104, 106)에 의해 채널 내에 지지된다. 탭(102, 104, 106)은 유전체로부터 형성된다. 예를 들어, 물질이 아래에 논의된 바와 같이 스위치(10)의 제조 동안 희생 저항을 용해시키도록 사용된 용매에 의해 공격되지 않는다면, 탭은 폴리에틸렌, 폴리에스터, 폴리카보네이트, 셀룰로스 아세테이트, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리이미드, 벤조사이클로뷰텐, SU8, 등으로부터 형성될 수 있다. 탭(102, 104, 106) 각각은 예를 들어, 대략적으로 15㎛의 두께를 가질 수 있다. 각각의 탭은 채널(96, 98, 100)의 폭, 즉, x-방향 축에 걸쳐 있다. 각 탭의 단부는 그라운드 하우징 외부 쉴드(84, 86, 88)의 측면을 형성하는 전기적으로 도전성 물질의 층 사이에 샌드위치된다. 내부 도전체(90, 92, 94)는 에어 갭에 의해 둘러싸이고, 그것에 의해 외부 쉴드(84, 86, 88)의 내부 표면으로부터 떨어져 이격된다. 에어 갭은 외부 쉴드로부터 내부 도전체(90, 92, 94)를 절연하는 유전체로서 작동한다. 도 2에 대해 여기에 도시되고 설명된 전송 라인 구성의 유형은 흔히 그렇지 않으면 마이크로-코엑스로도 알려진 "렉타-코엑스" 구성으로 언급된다.
스위치(10)의 동작은 이제 도 4 및 도 5를 참조하여 더 구체적으로 설명될 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 전압차는 전극(48a, 48b)과 셔틀 구동부(42) 사이에 확립된다. 예를 들어, 도시된 실시예에서 전압 +V는 제 1 및 제 2 리드(108a, 108b)에 의해 전극(48a, 48b)의 각각에 인가되고, 셔틀 구동부(42)는 도시된 바와 같이 그라운드(예를 들어, 접지(34))에 연결된다. +V를 제공하는 예시적인 전압원은 120-볼트 직류(DC) 전압원(미도시)일 수 있다. 기판의 접지(34)는 전극(48a, 48b)로부터 절연된다. 전압이 이 방식으로 인가될 때, 정전기 포텐셜이 제 1 위치 이동 핑거(52)의 각각과 제 1 복수의 셔틀 구동 핑거(44) 중 인접한 하나 사이에 발생된다. 정전기 포텐셜은 힘이 제 1 복수의 셔틀 구동 핑거(44)에 인가되게 하고, 셔틀(16)을 도시된 바와 같이 제 1 위치로 +x 방향에서 몰았다. 결과적으로, 제 1 복수의 셔틀 접촉 핑거(64)는 제 1 복수의 공통 접촉 핑거(72)와 접촉하게 된다. 결과적으로, 제 1 복수의 셔틀 접촉 핑거(64)는 또한 제 1 단자 접촉 핑거(78)와 접촉하게 된다. 따라서, 셔틀 스위치부(54)는 제 1 위치에 있을 때 공통 접촉부(28)와 제 1 단자 접촉부(31) 사이에 전기 연결부를 형성한다. 특히, 셔틀이 제 1 위치에 있을 때, 제 2 복수의 셔틀 접촉 핑거(68)는 제 2 복수의 공통 접촉 핑거(74) 중 인접한 하나 사이에 이격되고, 그리고 또한 제 2 복수의 공통 접촉 핑거(80) 사이에 이격된다. 셔틀(16)이 제 1 위치에 있을 때 셔틀 접촉 핑거(68)와 공통 접촉 핑거(74) 사이의 갭 내의 에어, 및 셔틀 접촉 핑거(68)와 복수의 단자 접촉 핑거(80) 사이의 공기는 서로로부터 인접한 핑거를 절연하는 유전 절연체로서 작동한다. 따라서, 셔틀이 제 1 위치에 있을 때 어떠한 전기 접촉부도 공통 접촉부(28)와 제 2 단자 접촉부(32) 사이에 형성되지 않는다.
이제 도 5에 대해 언급하면서, 셔틀(16)이 제 2 위치에 도시된다. 제 2 위치로 셔틀을 이동시키도록, 전압차는 전극(46a, 46b)의 각각, 및 셔틀 구동부(42) 사이에 확립된다. 예를 들어, 도시된 실시예에서 전압 +V는 제 1 및 제 2 리드(110a, 110b)에 의해 전극(46a, 46b)의 각각에 인가되고, 셔틀 구동부(42)는 도시된 바와 같이 그라운드(예, 접지(34))에 연결된다. +V를 제공하는 예시적인 전압원은 120-볼트 직류(DC) 전압원(미도시)일 수 있다. 전압이 이 방식으로 인가될 때, 정전기 포텐셜이 제 2 위치 이동 핑거(50)의 각각과 제 2 복수의 셔틀 구동 핑거(43) 중 인접한 하나 사이에 발생된다. 정전기 포텐셜은 힘이 제 2 복수의 셔틀 구동 핑거(43)에 인가되게 하고, 셔틀(16)을 도시된 바와 같이 제 2 위치로 -x 방향에서 몰아간다. 결과적으로, 제 2 복수의 셔틀 접촉 핑거(68)는 제 2 복수의 공통 접촉 핑거(74)와 접촉하게 된다. 결과적으로, 제 2 복수의 셔틀 접촉 핑거(68)는 또한 제 2 단자 접촉 핑거(80)와 접촉하게 된다. 따라서, 셔틀 스위치부(54)는 제 2 위치일 때 공통 접촉부(28)와 제 2 단자 접촉부(31) 사이에 전기 연결부를 형성한다. 특히, 셔틀이 제 2 위치에 있을 때, 제 1 복수의 셔틀 접촉 핑거(64)는 제 1 복수의 공통 접촉 핑거(72) 중 인접한 하나 사이에 이격되고, 그리고 또한 제 1 복수의 단자 접촉 핑거(78) 사이에 이격된다. 셔틀 접촉 핑거(64)와 공통 접촉 핑거(72) 사이의 갭 내의 에어, 및 셔틀 접촉 핑거(64)와 복수의 단자 접촉 핑거(78) 사이의 에어는 셔틀(16)이 제 2 위치에 있을 때 서로로부터 인접한 핑거를 절연하는 유전 절연체로서 작동한다. 따라서, 셔틀이 제 2 위치에 있을 때 어떠한 전기 접촉도 공통 접촉부(28)와 제 2 단자 접촉부(31) 사이에 형성되지 않는다.
앞서 언급된 설명으로부터 인지될 바와 같이, 전압이 여기 설명된 바와 같이 인가될 때 셔틀(16)은 (셔틀의 휴지 위치에 대해) 이동축을 따라 특정 편향 거리를 이동할 것이다. 편향 거리와 인가된 전압 사이의 관계는 제 1 및 제 2 탄성 부재(36, 38)의 강도에 의존하고, 차례로 형상, 길이, 및 탄성 부재의 두께, 및 탄성 부재가 형성되는 물질의 특징, 예를 들어, 영률을 포함하는 인자에 의존한다. 구동부에 인가된 전압 포텐셜이 제거될 때 이들 인자는 예측되는 레벨 쇼크 및 진동을 용인하는 충분한 강도로; 그리고 개방 위치로의 셔틀(16)의 복귀를 용이하게 하는 충분한 탄성으로; 요구되는 구동전압을 최소화하는 한편, 특정 어플리케이션에서 셔틀을 지지하기에 충분한 강도를 제공하도록 특정 어플리케이션에 맞춰질 수 있다. 해당 기술분야의 당업자는 구동부(14)가 여기에 설명된 것과 다른 구성을 가질 수 있다는 것을 인지할 것이다. 예를 들어, 적합한 콤(comb), 플레이트, 또는 다른 유형의 정전기 액추에이터가 대안으로 사용될 수 있다.
스위치(10)의 구조가 이제 더 구체적으로 설명될 것이다. 스위치(10) 및 대안적인 실시예가 동축 전송 라인을 포함하는 3차원 마이크로구조를 생성하기 위한 공지된 처리 기법을 사용하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 미국특허 제7,898,356호 및 제7,012,489호에 설명된 처리 방법이 이러한 목적을 위해 사용될 수 있고, 이들 참조의 개시가 참조에 의해 여기에 병합된다. 스위치의 구조는 도 2에 라인 6-6 및 7-7을 따라 취해지는 바와 같이 구조의 다양한 횡단면도를 나타내는 도 6-21에 대해 설명될 것이다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 유전체의 형성된 제 1 포토레지스트층(110)이 기판(30)의 상부 표면에 적용되고 그래서 상부 표면의 노출된 부분이 도전성 물질이 제공될 위치에 대응한다. 제 1 포토레지스트층이 예를 들어, 기판(30)의 상부 표면 상의 광감성 또는 포토레지스트 물질을 증착하고 패터닝하는 것에 의해 형성된다. 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 전기적으로 도전성 물질(112)의 제 1 층이 이어서 미리결정된 두께로 기판(30)의 노출된, 부분 상에 증착된다. 도전성 물질층(112)은 도시된 바와 같이 제 2 복수의 공통 접촉 핑거(74)를 포함하는, 공통 접촉부(28)의 제 1 층을 형성한다. 도전성 물질층(112)은 또한 전극(46a, 46b, 48a, 48b), 제 1 및 제 2 단자 접촉(31, 32), 기저 부재(18, 20), 벽(82) 및 외부 쉴드(84, 86, 88)의 제 1층을 형성한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 도전성 물질층(112)은 또한 접지층(34)을 형성한다. 전기적으로 도전성 물질의 증착은 화학적 증기 증착(CVD)과 같은 적합한 기법을 사용하여 달성된다. 물리적 증기 증착(PVD), 스퍼터링, 또는 전기도금과 같은 다른 적합한 기법이 대안으로 사용될 수 있다. 새롭게 형성된 제 1층의 상부 표면은 화학적-기계적 평탄화(CMP)와 같은 적합한 기법을 사용하여 평면화될 수 있다.
포토레지스트 물질(114)의 제 2층은 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 증착되고 패턴된다. 그런 후에, 전기적으로 도전성 물질(116)의 제 2 층은 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 증착된다. 전기적으로 도전성 물질(116)의 제 2층은 도시된 바와 같이 제 2 복수의 공통 접촉 핑거(74)를 포함하는 공통 접촉부(28)의 제 2층을 형성한다. 도전성 물질층(116)은 또한 전극(46a, 46b, 48a, 48b), 제 1 및 제 2 단자 접촉부(31, 32), 기저 부재(18, 20), 벽(82) 및 외부 쉴드(84, 86, 88)의 제 2층을 형성한다. 제 2 도전성 물질층(116)은 또한 제 2 복수의 셔틀 접촉 핑거(68)를 포함하는 셔틀(16)의 부분을 형성한다. 도전성 물질층(116)에 의해 형성된 셔틀의 다른 부분은 빔(17), 제 1 복수의 셔틀 접촉 핑거(64), 제 1 및 제 2 복수의 셔틀 구동 핑거(43, 44)를 포함한다.
포토레지스트 및 도전성 물질층을 적용하는 앞서 언급된 공정이 포토레지스트(118)의 제 3층 및 도전성 물질(120)의 제 3층을 추가하는 것에 의해 도 14-17에 도시된 바와 같이 반복된다. 포토레지스트층 및 도전성 물질층을 추가하는 이러한 공정은 도 18 및 도 19에서의 구조가 얻어질 때까지 이어진다. 도전성 물질의 제 3, 제 4, 및 제 5 층(120)은 셔틀(16), 전극(46a, 46b, 48a, 48b), 공통 접촉부(28), 제 1 및 제 2 단자 접촉부(31, 32), 기저 부재(18, 20), 벽(82), 내부 도전체(90, 92, 94) 및 외부 쉴드(84, 86, 88)의 추가적인 부분을 형성한다.
추가적인 포토레지스트층 및 도전성 물질층은 특정 스위치 어플리케이션에 대한 요구에 따라 증착될 수 있다. 최종층이 증착된 후에, 마스킹 단계의 각각으로부터 남아있는 포토레지스트 물질은 적합한 기법을 사용하여 도 20 및 도 21에 도시된 바와 같이 방출되거나 그렇지 않으면 제거된다. 예를 들어, 포토레지스트는 포토레지스트 물질을 용해하는 적합한 용매에 대한 노출에 의해 제거될 수 있다. 포토레지스트의 제거는 층(110) 상에 지지된 셔틀(17)의 영역을 약화시킨다. 포토레지스트의 제거는 또한 기저 부재(18)와 탄성 부재(36) 사이의 이격, 및 탄성 부재(38)와 기저 부재(20) 사이의 이격으로부터 유전체를 용해시키고, 그로써 셔틀(16)을 이동축(40)을 따라 자유롭게 이동시킨다. 특히, 탭(102, 104, 106), 절연체부(56, 58, 60)를 형성하는 절연체층은 용매에 의해 제거되지 않는다. 탭, 절연부 등에 대해 사용된 절연체는 층을 쌓도록 사용된 포토레지스트 물질과 동일하지 않다. 따라서, 유전체는 포토레지스트를 용해시키도록 사용된 용매와 호환가능하지 않는 특징을 가져야만 한다.
모든 도전성 물질층 및 유전체층이 여기 설명된 바와 같이 증착된 후에, 라인 22-22에 따라 취해진, 변이부(26)의 횡단면도가 도 22에 도시된다. 포토레지스트 영역의 제거 후에, 라인 22-22에 따라 취해진, 변이부(26)의 횡단면도가 도 23에 도시된다. 탭(106)을 형성하는 유전체는 의도적으로 남도록 허용되고 용매에 의해 용해되지 않는다. 따라서, 내부 도전체(94)는 외부 도전성 쉴드(88)에 의해 정의된 채널(100) 내에 지지된다.
본 발명은 하나 이상의 실행에 대해 도시되고 설명됨에도, 균등한 대안 및 수정이 본 명세서 및 첨부된 도면의 독해 및 이해 시에 해당 기술분야의 당업자에게 발생할 것이다. 덧붙여, 본 발명의 특정 특징은 여러 실행 중 하나에 대해서만 개시될 수 있는 한편, 그러한 특징은 필요에 따라 다른 실행 중 하나 이상의 다른 특징과 조합될 수 있고 임의의 주어진 또는 특정 어플리케이션에 유리할 수 있다. 따라서, 본 발명의 사상 및 범위는 위에 설명된 실시예 중 어느 하나에 의해 제한될 수 있다. 그보다는, 본 발명의 범위는 다음의 청구항 및 그들의 균등물에 따라 정의될 수 있다.
Claims (10)
- 기판 상에 형성된 제 1 및 제 2 대향하는 기저 부재;
상기 제 1 및 제 2 대향하는 기저 부재에 각각 제공된 제 1 및 제 2 탄성 부재;
상기 기판에 걸쳐 연장하고 그리고 각각 상기 제 1 및 제 2 탄성 부재에 의해 그것의 대향하는 제 1 및 제 2 단부에 탄성적으로 지지되는 연신된 길이를 갖는 셔틀;
인가된 전압에 응답해서 상기 연신된 길이와 정렬된 이동축을 따라 상기 셔틀을 선택적으로 이동하도록 구성된 구동부, 상기 구동부는
상기 셔틀의 대향하는 측면으로부터 횡방향으로 연장하는 복수의 셔틀 구동 핑거를 포함하는 상기 연신된 길이를 따라 제 1 위치에 제공된 셔틀 구동부, 및
상기 복수의 셔틀 구동 핑거와 맞물린 복수의 이동 구동 핑거로 구성되고, 상기 이동 구동 핑거는 상기 기판에 대해 고정되고 그리고 상기 셔틀 구동부의 대향하는 측면 상에 배치되며;
상기 연신된 길이에 따른 제 2 위치에 제공되고, 상기 셔틀 구동부로부터 그리고 상기 제 1 및 제 2 대향하는 기저 부재로부터 전기적으로 절연된 셔틀 스위치부, 상기 셔틀 스위치부는 상기 셔틀의 제 1 스위치 섹션의 대향하는 측면으로부터 횡방향으로 연장하는 제 1 복수의 셔틀 접촉 핑거로 형성된 제 1 스위치 부재, 및 상기 셔틀의 제 2 스위치 섹션의 대향하는 측면으로부터 횡방향으로 연장하는 제 2 복수의 셔틀 접촉 핑거로 형성된 제 2 셔틀 스위치 부재를 포함하고;
상기 기판에 대해 고정부를 갖고 그리고 상기 셔틀의 공통 단자측 상에 배치된 공통 접촉부, 상기 공통 접촉부는 상기 제 1 복수의 셔틀 접촉 핑거 및 상기 제 2 복수의 셔틀 접촉 핑거와 각각 맞물린 제 1 및 제 2 복수의 공통 접촉 핑거를 포함하고;
상기 셔틀의 스위치 단자측에 인접한 상기 기판의 일부 상에 고정되고 그리고 상기 제 1 복수의 셔틀 접촉 핑거, 및 상기 제 2 복수의 셔틀 접촉 핑거와 각각 맞물린 제 1 단자 접촉 핑거 및 제 2 단자 접촉 핑거를 포함하는 제 1 및 제 2 단자 접촉부;를 포함하고,
상기 제 1 복수의 셔틀 접촉 핑거의 인접한 하나에 관련된 상기 제 1 복수의 공통 접촉 핑거의 맞물림 공간은 상기 제 2 복수의 셔틀 접촉 핑거의 인접한 하나에 관련된 상기 제 2 복수의 공통 접촉 핑거의 맞물림 공간에 비해 비대칭이고;
상기 셔틀 스위치부는 상기 구동부가 상기 셔틀을 상기 이동축을 따라 제 1 위치로 이동시킬 때 상기 공통 접촉부와 상기 제 1 단자 접촉부 사이에 전기 연결부를 배타적으로 형성하고, 그리고 상기 구동부가 상기 셔틀을 상기 이동축을 따라 제 2 위치로 이동시킬 때 상기 공통 접촉부와 상기 제 2 단자 접촉부 사이에 전기 연결부를 배타적으로 형성하는 것을 특징으로 하는 MEMS 스위치. - 제 1항에 있어서,
상기 복수의 이동 구동 핑거는 복수의 제 1 위치 이동 구동 핑거 및 복수의 제 2 위치 이동 구동 핑거로 구성되고, 그리고 상기 제 1 위치 이동 구동 핑거는 상기 제 2 위치 이동 구동 핑거로부터 전기적으로 절연되는 것을 특징으로 하는 MEMS 스위치. - 제 2항에 있어서,
상기 셔틀 구동부는 전압이 상기 제 1 위치 이동 구동 핑거에 인가될 때 상기 셔틀을 상기 제 1 위치로 이동시키도록 구성되고, 그리고 상기 전압이 상기 제 2 위치 이동 구동 핑거에 인가될 때 상기 제 2 위치로 이동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 MEMS 스위치. - 제 3항에 있어서,
상기 제 1 복수의 상기 셔틀 구동 핑거에 대해서 상기 제 1 위치 이동 구동 핑거의 맞물림 공간은 상기 제 2 위치 이동 구동 핑거와 상기 제 2 복수의 셔틀 구동 핑거의 맞물림 공간에 비해 비대칭이고, 그로써 상기 전압이 상기 제 1 위치 이동 구동 핑거에 인가될 때 상기 셔틀 상에 가해진 제 1 정전기력은 상기 전압이 상기 제 2 위치 이동 구동 핑거에 가해질 때 상기 셔틀 상에 가해진 제 2 정전기력으로부터의 방향에 대향되는 것을 특징으로 하는 MEMS 스위치. - 제 4항에 있어서,
상기 셔틀 구동부는 상기 기판의 접지부에 전기적으로 연결되고, 제 1 위치 이동 구동 핑거 및 상기 제 2 위치 이동 구동 핑거로부터 전기적으로 절연되는 것을 특징으로 하는 MEMS 스위치. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 제 1 복수의 셔틀 접촉 핑거 중 인접한 하나에 관련된 상기 제 1 단자 접촉 핑거의 맞물림 공간은 상기 제 2 복수의 셔틀 접촉 핑거 중 인접한 하나에 관련된 상기 제 2 단자 접촉 핑거의 맞물림 공간에 비해 비대칭인 것을 특징으로 하는 MEMS 스위치. - 기판 상에 형성된 제 1 및 제 2 대향하는 기저 부재;
상기 기판 위로 연장하는 연신된 길이를 갖고 그리고 상기 제 1 및 제 2 대향하는 기저 부재에 의해 그것의 대향하는 제 1 및 제 2 단부에 탄성적으로 지지된 셔틀;
인가된 전압에 응답해서 상기 셔틀과 정렬된 이동축을 따라 상기 셔틀을 선택적으로 이동시키도록 구성된 구동부;
상기 셔틀의 제 1 스위치 선택의 대향하는 측면으로부터 횡방향으로 연장하는 제 1 복수의 셔틀 접촉 핑거로 형성된 제 1 스위치 부재, 및 상기 셔틀의 제 2 스위치 선택의 대향하는 측면으로부터 횡방향으로 연장하는 제 2 복수의 셔틀 접촉 핑거로 형성된 제 2 셔틀 스위치 부재를 포함하는 상기 연신된 길이에 따른 위치에 제공된 셔틀 스위치부;
상기 기판에 대해 고정되고 그리고 상기 셔틀의 공통 단자측에 인접해서 위치되며 그리고 상기 제 1 복수의 셔틀 접촉 핑거 및 상기 제 2 복수의 셔틀 접촉 핑거와 각각 맞물린 제 1 및 제 2 복수의 공통 접촉 핑거를 포함하는 공통 접촉부;
상기 기판에 대해 고정되고 그리고 상기 셔틀의 스위치 단자측에 인접해서 위치된 제 1 및 제 2 단자 접촉부, 상기 제 1 및 2 단자 접촉부는 제 1 단자 접촉 핑거 및 제 2 단자 접촉 핑거를 각각 포함하고, 그리고 상기 제 1 복수의 셔틀 접촉 핑거 및 상기 제 2 복수의 셔틀 접촉 핑거와 각각 맞물리고, 상기 제 1 단자 접촉부는 상기 제 2 단자 접촉부로부터 전기적으로 절연되며;
상기 제 1 복수의 셔틀 접촉 핑거의 인접한 하나에 관련된 상기 제 1 복수의 공통 접촉 핑거의 맞물림 공간은 상기 제 2 복수의 셔틀 접촉 핑거의 인접한 하나에 관련된 상기 제 2 복수의 공통 접촉 핑거의 맞물림 공간에 비해 비대칭이고;
상기 셔틀 스위치부는 상기 구동부가 상기 셔틀을 상기 이동축을 따라 제 1 위치로 이동시킬 때 상기 공통 접촉부와 상기 제 1 단자 접촉부 사이에 전기 연결부를 배타적으로 형성하고, 그리고 상기 구동부가 상기 셔틀을 상기 이동축을 따라 제 2 위치로 이동시킬 때 상기 공통 접촉부와 상기 제 2 단자 접촉부 사이에 전기 연결부를 배타적으로 형성하는 것을 특징으로 하는 MEMS 스위치. - 전기 신호를 스위칭하기 위한 방법으로서,
기판 상에 배치된 복수의 물질층으로부터:
상기 기판 위로 연장하는 연신된 길이를 갖고 그리고 그것의 대향하는 단부에 탄성적으로 지지된 셔틀;
인가된 전압에 응답해서 상기 셔틀과 정렬된 두 개의 대향하는 방향으로 이동축을 따라 상기 셔틀을 선택적으로 이동시키도록 구성된 구동부;
상기 셔틀의 대향하는 측면으로부터 횡방향으로 연장하는 제 1 복수의 셔틀 접촉 핑거로 형성된 제 1 스위치 부재 및 상기 제 1 스위치 부재로부터 전기적으로 절연되고 그리고 상기 셔틀의 대향하는 측면으로부터 횡방향으로 연장하는 제 2 복수의 셔틀 접촉 핑거로 형성된 제 2 셔틀 스위치 부재를 포함하는 상기 연신된 길이를 따라 위치에 제공된 셔틀 스위치부;
상기 기판에 대해 고정되고 그리고 상기 셔틀의 공통 단자측에 인접해서 위치된 공통 접촉부, 상기 공통 접촉부는 상기 제 1 복수의 셔틀 접촉 핑거 및 상기 제 2 복수의 셔틀 접촉 핑거와 각각 맞물린 제 1 및 제 2 복수의 공통 접촉 핑거를 포함하고;
상기 기판에 대해 고정되고 그리고 상기 셔틀의 스위치 단자측에 인접해서 위치된 제 1 및 제 2 단자 접촉부를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 단자 접촉부는 상기 제 1 복수의 셔틀 접촉 핑거 및 상기 제 2 복수의 셔틀 접촉 핑거와 각각 맞물린 제 1 복수의 단자 접촉 핑거 및 제 2 복수의 단자 접촉 핑거를 각각 포함하고;
상기 제 1 복수의 셔틀 접촉 핑거의 인접한 하나에 관련된 상기 제 1 복수의 공통 접촉 핑거의 맞물림 공간은 상기 제 2 복수의 셔틀 접촉 핑거의 인접한 하나에 관련된 상기 제 2 복수의 공통 접촉 핑거의 맞물림 공간에 비해 비대칭이며;
상기 방법은 상기 셔틀 스위치부로, 상기 구동부가 상기 이동축을 따라 휴지 위치로부터 제 1 위치로의 제 1 방향으로 상기 셔틀을 이동시키도록 제 1 정전기력을 인가할 때 상기 공통 접촉부와 상기 제 1 단자 접촉부 사이에 전기 연결부를 선택적으로 배타적으로 형성하고, 그리고 상기 구동부가 상기 이동축을 따라 상기 휴지 위치로부터 제 2 위치로의 제 2 방향으로 상기 셔틀을 이동시키도록 제 2 정전기력을 가할 때 상기 공통 접촉부와 상기 제 2 단자 접촉부 사이에 전기 연결부를 배타적으로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 신호를 스위칭하기 위한 방법. - 기판의 표면으로부터 떨어져 횡방향으로 연장하고 그리고 상기 기판 상에 증착된 복수의 도전성 물질층으로 구성된 제 1 및 제 2 대향하는 기저 부재;
연신된 길이를 갖는 빔을 형성하도록 적층되고 배열된 상기 복수의 도전성 물질층 중 선택된 하나에 의해 형성된 셔틀;
이동축을 따라 상기 빔의 움직임을 용이하게 하도록 상기 빔의 대향하는 단부를 탄성적으로 지지하는 제 1 및 제 2 탄성 부재, 상기 제 1 및 제 2 탄성 부재는 상기 제 1 및 제 2 대향하는 기저 부재와 각각 맞물리고 그리고 상기 셔틀과 맞물리며, 그리고 또한 상기 제 1 및 제 2 기저 부재 및 상기 셔틀을 형성하는 상기 복수의 도전성 물질층 중 선택된 하나로부터 형성되고;
상기 셔틀의 대향하는 측면으로부터 횡방향으로 연장하는 복수의 셔틀 접촉 핑거를 포함하는 셔틀 스위치부;
상기 셔틀 스위치부의 하나의 측면에 인접한 공통 접촉부, 상기 공통 접촉부는 제 1 복수의 셔틀 접촉 핑거 및 제 2 복수의 셔틀 접촉 핑거와 각각 맞물린 제 1 및 제 2 복수의 공통 접촉 핑거를 포함하고;
상기 제 1 측면에 대향된 상기 셔틀 스위치부의 제 2 측면에 인접한 제 1 및 제 2 단자 접촉부, 상기 제 1 및 제 2 단자 접촉부는 상기 제 1 복수의 셔틀 접촉 핑거 및 상기 제 2 복수의 셔틀 접촉 핑거와 각각 맞물린 제 1 복수의 단자 접촉 핑거 및 제 2 복수의 단자 접촉 핑거를 각각 포함하고;
상기 제 1 복수의 셔틀 접촉 핑거의 인접한 하나에 관련된 상기 제 1 복수의 공통 접촉 핑거의 맞물림 공간은 상기 제 2 복수의 셔틀 접촉 핑거의 인접한 하나에 관련된 상기 제 2 복수의 공통 접촉 핑거의 맞물림 공간에 비해 비대칭이며;
상기 셔틀 스위치부는 상기 셔틀이 상기 이동축을 따라 제 1 위치에 있을 때 상기 제 1 단자 접촉부에, 상기 이동축을 따라 제 2 위치에 있을 때 상기 제 2 단자 접촉부에 상기 공통 접촉부를 선택적으로 연결하고, 그리고 상기 셔틀이 상기 이동축을 따라 제 3 위치에 있을 때 상기 제 1 및 제 2 단자 접촉부로부터 상기 공통 접촉부를 절연하도록 상기 셔틀 접촉 핑거가 배열되는 것을 특징으로 하는 MEMS 스위치.
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