專利名稱：可彎折接觸開(kāi)關(guān)的制作方法
背景技術(shù)：
射頻(RF)開(kāi)關(guān)廣泛地應(yīng)用于移動(dòng)電話和其他便攜通信設(shè)備中。它們用于在發(fā)射和接收模式之間切換通信以及在多模式/頻帶無(wú)線電裝置中在頻率范圍之間切換。它們也可以整合在可調(diào)濾波器、收發(fā)機(jī)、相移器和智能天線中。RF開(kāi)關(guān)的插入損失的程度直接地影響使用該開(kāi)關(guān)的任何設(shè)備例如手機(jī)、無(wú)線局域網(wǎng)和寬帶無(wú)線接入設(shè)備的范圍和電池的壽命。
傳統(tǒng)的固態(tài)RF開(kāi)關(guān)，例如電氣控制的GaAs場(chǎng)效應(yīng)晶體管和PIN二極管經(jīng)常受到高插入損失的損害?；赗F開(kāi)關(guān)的微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)可以提供在較低的插入損失下的操作。
在MEMS開(kāi)關(guān)的希望的特征是高接觸力，例如大于200微牛的力，以實(shí)現(xiàn)低接觸電阻，且因此為較高的功率處理能力而實(shí)現(xiàn)使更多的電流通過(guò)開(kāi)關(guān)的能力。在要求高開(kāi)關(guān)速度的應(yīng)用中，例如在10微秒或更短的時(shí)間量級(jí)，靜電驅(qū)動(dòng)被廣泛地使用。常規(guī)的開(kāi)關(guān)一般地要求高于60伏特(V)的驅(qū)動(dòng)電壓，以獲得200微牛量級(jí)的接觸力。在常規(guī)開(kāi)關(guān)內(nèi)在較低的驅(qū)動(dòng)電壓下，例如在20V的量級(jí)的電壓下試圖實(shí)現(xiàn)如此高的接觸力將導(dǎo)致高的功率消耗且可能損壞開(kāi)關(guān)的接觸點(diǎn)，因此縮短了開(kāi)關(guān)的有效壽命。


被視為本發(fā)明的主題特別地被指出且在說(shuō)明書(shū)的結(jié)論部分清楚地要求。然而，關(guān)于操作的組織和方法，本發(fā)明連同它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)參考如下詳細(xì)描述且同時(shí)閱讀附圖被最好地理解，各圖為圖1為合并了開(kāi)關(guān)裝置的通信設(shè)備的部分的示意性的圖示，開(kāi)關(guān)裝置包括一個(gè)或多個(gè)根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例的開(kāi)關(guān)；圖2A為根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例的接觸開(kāi)關(guān)的示意性的頂視圖的圖示；圖2B、2C、2D和2E為根據(jù)圖2A中的典型實(shí)施例的接觸開(kāi)關(guān)在四個(gè)各自的操作位置的示意性的、側(cè)視圖的、截面圖的圖示；圖3A為根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)典型實(shí)施例的接觸開(kāi)關(guān)的示意性的、頂視圖的圖示；圖3B、3C、3D和3E為根據(jù)圖3A中的典型實(shí)施例的接觸開(kāi)關(guān)在四個(gè)各自的操作位置的示意性的、側(cè)視圖的、截面圖的圖示；圖4為描繪了接觸力作為根據(jù)發(fā)明的典型實(shí)施例的模擬開(kāi)關(guān)的施加的電壓的函數(shù)的曲線圖的示意性的圖示；圖5A為根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)典型實(shí)施例的開(kāi)關(guān)的示意性的、頂視圖的圖示；圖5B為根據(jù)圖5A的典型實(shí)施例的開(kāi)關(guān)的示意性的、截面?zhèn)纫晥D的圖示；圖6A為根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的典型實(shí)施例的開(kāi)關(guān)的示意性的、頂視圖的圖示；圖6B為根據(jù)圖6A的典型實(shí)施例的開(kāi)關(guān)的示意性的、截面?zhèn)纫晥D的圖示；圖7A為根據(jù)本發(fā)明的附加的典型實(shí)施例的開(kāi)關(guān)的示意性的、頂視圖的圖示；圖7B為根據(jù)圖7A的典型實(shí)施例的開(kāi)關(guān)的示意性的、截面?zhèn)纫晥D的圖示；圖8A為根據(jù)本發(fā)明的再另一個(gè)的典型實(shí)施例的開(kāi)關(guān)的示意性的、頂視圖的圖示；和圖8B為根據(jù)圖8A的典型實(shí)施例的開(kāi)關(guān)的示意性的、截面?zhèn)纫晥D的圖示。
為圖示簡(jiǎn)化和清晰將認(rèn)識(shí)到在圖中所示的元件不必需地按比例繪制。例如元件的一些的尺寸可以相對(duì)于其他元件為清晰而夸大。進(jìn)一步地，被認(rèn)為適當(dāng)之處參考數(shù)字將在圖中重復(fù)以指示相應(yīng)的或類似的元件。
具體實(shí)施例方式
在如下的詳細(xì)描述中，闡明了多個(gè)特定的細(xì)節(jié)以提供對(duì)本發(fā)明的徹底的理解。然而對(duì)本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將理解的是本發(fā)明可以不帶有這些特定的細(xì)節(jié)而實(shí)施。在其他的情況下，熟知的方法、程序、部件和電路將不詳細(xì)地描述以不使本發(fā)明模糊。
應(yīng)該理解的是本發(fā)明可以用于多種應(yīng)用。雖然本發(fā)明不限制在此方面，但是此處披露的MEMS設(shè)備和技術(shù)可以用在許多例如無(wú)線電裝置、移動(dòng)通信設(shè)備、多模式/頻帶無(wú)線電裝置、可調(diào)濾波器、收發(fā)機(jī)、相移器和智能天線的儀器中。意圖于包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)的系統(tǒng)僅通過(guò)例子的方式包括無(wú)線通信站和無(wú)線局域網(wǎng)。
雖然本發(fā)明不限制在此方面，但是在此披露的MEMS設(shè)備和技術(shù)可以用在任何其他的應(yīng)用中，例如直流繼電器，它例如可以用在汽車系統(tǒng)中。
將認(rèn)識(shí)到的是術(shù)語(yǔ)“頂”和“底”可以在此僅為示例的目的用于闡明一些部件的相對(duì)定位或放置，和/或指示第一和第二部件。此處所使用的術(shù)語(yǔ)“頂”和“底”不是必需指示“頂”部件在“底”部件上方，同樣地方向和/或部件可以倒轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)、在空間移動(dòng)、放置在對(duì)角取向或位置、水平地或垂直地放置、或類似地修改。
圖1示意性地圖示了合并了根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例的開(kāi)關(guān)裝置140的通信設(shè)備100的前端。設(shè)備100可以包括用于發(fā)送和接收信號(hào)的天線110。雖然本發(fā)明的范圍不限制在此方面，但是可以用于天線110的天線的類型可以包括但不限制于內(nèi)部天線、偶極天線、全向天線、單極天線、端饋天線、圓形極化天線、微條天線和分集天線等。開(kāi)關(guān)裝置140可以選擇性地將天線連接到可產(chǎn)生被天線110發(fā)射的信號(hào)的發(fā)射器120，或?qū)⑻炀€連接到可處理由天線110接收到的信號(hào)的接收器130。
裝置140可以包括開(kāi)關(guān)150和160，以選擇性地分別連接天線110到發(fā)射器120和接收器130。設(shè)備100也可以包括能控制開(kāi)關(guān)150和/或開(kāi)關(guān)160的操作的開(kāi)關(guān)控制器170，例如在發(fā)射器120和130之間轉(zhuǎn)換到天線110的連接。開(kāi)關(guān)150和160任一或二者可以包括根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例的靜電可彎折接觸開(kāi)關(guān)，如在下文中詳細(xì)地描述，該接觸開(kāi)關(guān)允許高速地在發(fā)射器120和130之間轉(zhuǎn)換到天線110的連接。如在下文中詳細(xì)地描述，開(kāi)關(guān)150和160的結(jié)構(gòu)使得開(kāi)關(guān)能以相對(duì)地低的電壓、低的功率消耗和/或大的接觸力操作，所有這些導(dǎo)致開(kāi)關(guān)150和160的壽命的延長(zhǎng)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，如上的對(duì)具有共用發(fā)射/接收天線的通信設(shè)備的描述僅是合并了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的可彎折開(kāi)關(guān)的設(shè)備的一個(gè)例子。將進(jìn)一步地認(rèn)識(shí)到，任何類型的使用了此可彎折開(kāi)關(guān)的設(shè)備、系統(tǒng)或方法也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
轉(zhuǎn)到圖2A-2E，示出了根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例的開(kāi)關(guān)200的示意性圖示。圖2A示出了頂視圖而圖2B-2E示出了開(kāi)關(guān)200在四個(gè)各自的操作位置的截面?zhèn)纫晥D。雖然本發(fā)明的范圍不限制于此方面，但是開(kāi)關(guān)200的頂層250可以包括三部分至少一個(gè)支撐梁205，它可以具有低的彈簧常數(shù)k，例如在50N/m和150N/m之間；頂電極220，它可以相對(duì)地大且剛硬；和接觸梁230，它可以具有高的彈簧常數(shù)k，例如在5000N/m和15000N/m之間。一個(gè)或多個(gè)止動(dòng)件222可以布置在頂電極220下方，且頂電觸點(diǎn)，例如接觸窩232可以布置在接觸梁230下方。在底電極210上可以布置一個(gè)或多個(gè)電絕緣區(qū)，例如直接在頂層止動(dòng)件222下方，且底電觸點(diǎn)，例如接觸金屬215可以在接觸窩232下方布置在底電極210上。
將認(rèn)識(shí)到，頂電極220和止動(dòng)件222可以在此一起地被稱為“頂電極結(jié)構(gòu)”且可以實(shí)現(xiàn)為例如合并了電極220和止動(dòng)件222的結(jié)構(gòu)和功能的單一元件的形式。此外，底電極210和絕緣區(qū)212可以在此一起地被稱為“底電極結(jié)構(gòu)”且可以實(shí)現(xiàn)為例如合并了電極210和絕緣區(qū)212的結(jié)構(gòu)和功能的單一元件的形式。
如下文中將討論，在圖2A和2B中所圖示的典型的開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)可以允許梁205響應(yīng)于施加在頂電極220和底電極210之間的相對(duì)地低的驅(qū)動(dòng)電壓而偏轉(zhuǎn)，導(dǎo)致在接觸窩232和接觸金屬215之間高的接觸力。
圖2C和圖2D示出了典型的開(kāi)關(guān)200響應(yīng)于相對(duì)地低的驅(qū)動(dòng)電壓的截面?zhèn)纫晥D。圖2C圖示了頂電極220如何可響應(yīng)于相對(duì)地低的驅(qū)動(dòng)電壓而被拉向底電極210，驅(qū)動(dòng)電壓例如為在以下圖4的示意性比較曲線圖所示出的電壓。低彈簧常數(shù)梁205可以大體上承載所有偏轉(zhuǎn)力，直至接觸窩232與接觸金屬215在點(diǎn)207處接觸。圖2D示出了開(kāi)關(guān)200在連續(xù)施加相對(duì)地低的驅(qū)動(dòng)電壓下如何可通過(guò)低彈簧常數(shù)梁205的強(qiáng)的向下偏轉(zhuǎn)且通過(guò)接觸梁230的略微向上的偏轉(zhuǎn)而彎折。由于止動(dòng)件222和電絕緣區(qū)212，例如0.1微米的希望的間隙可以在頂電極210和底電極220之間保持，雖然本發(fā)明決不限制于此例子。接觸梁230的偏轉(zhuǎn)可以導(dǎo)致在接觸窩232和接觸金屬215之間的高的接觸力。在窩232和金屬215之間的最終接觸點(diǎn)208可以略微地從最初實(shí)現(xiàn)接觸的點(diǎn)207處位移開(kāi)，因?yàn)榻佑|梁230在完全地彎折狀態(tài)下的最終偏轉(zhuǎn)。
應(yīng)該注意到，接觸梁230的偏轉(zhuǎn)可以導(dǎo)致大的接觸力，且接觸點(diǎn)從點(diǎn)207到點(diǎn)208的位移可以導(dǎo)致接觸窩232穿透表面污染層(未示出)的高的可能性，此表面污染層可能隨時(shí)間在接觸金屬215和/或接觸窩232上產(chǎn)生。這兩個(gè)效應(yīng)可以導(dǎo)致高度可靠的開(kāi)關(guān)，它能維持高的電流轉(zhuǎn)移特性和長(zhǎng)的接觸壽命。根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例，止動(dòng)件222和電絕緣區(qū)212分別維持了頂電極220和底電極210之間的氣隙，且此氣隙可以消除電極之間的電介質(zhì)充電，這是在常規(guī)彎折式開(kāi)關(guān)中經(jīng)常遇到的問(wèn)題。
在圖2E中，示出了在開(kāi)關(guān)彎折后和在低驅(qū)動(dòng)電壓移除后的典型的開(kāi)關(guān)200的截面?zhèn)纫晥D。驅(qū)動(dòng)電壓的移除可以因?yàn)樵诹?05和梁230內(nèi)偏轉(zhuǎn)力的松弛而導(dǎo)致開(kāi)關(guān)200的頂層250從開(kāi)關(guān)200的底電極210分離。
應(yīng)該注意的是，因?yàn)樵陧攲?50和底電極210之間僅存在數(shù)個(gè)物理接觸點(diǎn)，開(kāi)關(guān)200可以以“拉動(dòng)”動(dòng)作切換為斷開(kāi)而帶有相對(duì)地低的例如因?yàn)閹щ娀蛭锢斫佑|的靜摩擦效應(yīng)。進(jìn)一步地，因?yàn)槲锢碇箘?dòng)件222在電極210和220之間保留了氣隙，所以預(yù)計(jì)設(shè)備將經(jīng)歷較小的空氣阻尼，且因此所得到的斷開(kāi)速度可以相對(duì)地高。
轉(zhuǎn)到圖3，示出了根據(jù)本發(fā)明的開(kāi)關(guān)300的另一個(gè)典型實(shí)施例。雖然本發(fā)明的范圍不限制在此方面，但是在圖3中所圖示的開(kāi)關(guān)的構(gòu)造和操作可以大體上類似于那些在圖2中圖示的開(kāi)關(guān)，除去如下將描述的差異。在圖3的典型實(shí)施例中示出的設(shè)計(jì)大體上與圖2中的設(shè)計(jì)相同，不同在于圖3中的開(kāi)關(guān)300不包括直接在止動(dòng)件322下方的電絕緣區(qū)，如在圖2中的開(kāi)關(guān)200中所示。此差異通過(guò)圖3B中的截面?zhèn)纫晥D清晰地示出。當(dāng)開(kāi)關(guān)300位于其彎折狀態(tài)時(shí)，不存在電絕緣區(qū)可以導(dǎo)致分別在頂電極320和底電極310之間窄的氣隙，因?yàn)橹箘?dòng)件322向下直接承載在底電極310上。
在圖3C和圖3D中示出了典型的開(kāi)關(guān)響應(yīng)于相對(duì)地低的驅(qū)動(dòng)電壓的截面?zhèn)纫晥D。圖3C圖示了最初的偏轉(zhuǎn)而圖3D圖示了以類似于那些如上分別參考圖2C和圖2D所描述的方式的開(kāi)關(guān)的彎折。雖然本發(fā)明的范圍不限制在此方面，但是在圖3中所圖示的開(kāi)關(guān)的偏轉(zhuǎn)和彎折可以大體上類似于那些在圖2中所示的偏轉(zhuǎn)和彎折，不同在于分別在頂電極320和頂電極310之間得到的間隙。不存在電絕緣區(qū)可以導(dǎo)致較小的間隙且因此導(dǎo)致不同的最終接觸點(diǎn)308和在接觸窩322和接觸金屬315之間的不同接觸力，此力可以大于在圖2中的開(kāi)關(guān)200中遇到的接觸力。
在圖3E中示出了當(dāng)開(kāi)關(guān)彎折后且當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓移除后的典型的開(kāi)關(guān)的截面?zhèn)纫晥D。雖然本發(fā)明的范圍不限制在此方面，但是在圖3E中所示的頂層350從底電極310的分離可以類似于在圖2E中所示的分離，不同在于如下將討論的差異。當(dāng)開(kāi)關(guān)300在其彎折狀態(tài)下可以導(dǎo)致分別在頂電極320和底電極310之間的較小的間隙的不存在電絕緣區(qū)可以導(dǎo)致高彈簧常數(shù)接觸梁330更強(qiáng)的偏轉(zhuǎn)，且因此導(dǎo)致一旦移除驅(qū)動(dòng)電壓接觸梁330更快的分離。
轉(zhuǎn)到圖4，示出了描繪了接觸力作為根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例的模擬彎折開(kāi)關(guān)的施加的電壓的函數(shù)的曲線圖的示意圖示。在圖4中的頂曲線410示出了在根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例所設(shè)計(jì)的模擬開(kāi)關(guān)的頂接觸點(diǎn)和底接觸點(diǎn)之間的接觸力，該典型實(shí)施例例如為圖2中所示的類型。接觸力示出為在不同驅(qū)動(dòng)電壓下彎折的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。曲線410清晰地示出了即使對(duì)于非常低的驅(qū)動(dòng)電壓的相對(duì)地高的接觸力，例如對(duì)于20V電壓的300微牛。圖4中的下部曲線420示出了從常規(guī)的拉入接觸開(kāi)關(guān)中預(yù)期的接觸力。曲線410和420之間的比較清晰地示出了對(duì)于常規(guī)開(kāi)關(guān)在顯著地更高的驅(qū)動(dòng)電壓下顯著地更低的接觸力。
轉(zhuǎn)到圖5A和圖5B，示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)典型實(shí)施例的開(kāi)關(guān)500的示意性圖示。圖5A示出了開(kāi)關(guān)500的頂視圖而圖5B示出了開(kāi)關(guān)500的截面?zhèn)纫晥D。雖然本發(fā)明的范圍不限制在此方面，但是圖5中所圖示的開(kāi)關(guān)的構(gòu)造和操作可以大體上類似于圖2中所示的開(kāi)關(guān)的那些構(gòu)造和操作，除去如下將描述的差異。在圖5中所示的開(kāi)關(guān)的頂層550可以包括兩部分至少一個(gè)具有低彈簧常數(shù)k的支撐梁505和相對(duì)地大且剛硬的頂電極520。接觸窩532可以布置在頂電極520下，例如靠近低k梁505和電極520之間的接縫而直接在底接觸金屬515上方，接觸金屬515可以布置在底驅(qū)動(dòng)電極510上。電絕緣區(qū)512可以布置在底電極510上，且可以直接地定位在止動(dòng)件522下方，止動(dòng)件522可以布置在頂電極520下。
在圖5中所圖示的開(kāi)關(guān)的操作大體上類似于圖2中的開(kāi)關(guān)的操作。施加在頂電極520和底電極510之間的驅(qū)動(dòng)電壓可以導(dǎo)致低k梁505的偏轉(zhuǎn)和開(kāi)關(guān)500的彎折，這可以導(dǎo)致在接觸窩532和接觸金屬515之間的接觸。在彎折狀態(tài)下，在頂電極520和底電極510之間的間隙的尺寸，以及在接觸窩532和接觸金屬515之間的接觸強(qiáng)度可以受到止動(dòng)件522和絕緣區(qū)512的尺寸的影響。一旦移除驅(qū)動(dòng)電壓，止動(dòng)件522左側(cè)的接觸窩532的位置可以影響低彈簧常數(shù)梁505的導(dǎo)致斷開(kāi)力的非線性偏轉(zhuǎn)，此力可能高于在圖2和圖3中所示的典型實(shí)施例中的力，例如斷開(kāi)力大約為100N。這可以導(dǎo)致頂電極510從底電極520更快地?cái)嚅_(kāi)，且因此改善了開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)性能。
轉(zhuǎn)到圖6A和圖6B，示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)典型實(shí)施例的開(kāi)關(guān)600的示意性圖示。圖6A示出了開(kāi)關(guān)600的頂視圖而圖6B示出了開(kāi)關(guān)600的截面?zhèn)纫晥D。雖然本發(fā)明的范圍不限制在此方面，但是在圖6中所圖示的開(kāi)關(guān)的構(gòu)造和操作可以大體上類似于那些在圖2中所示出的開(kāi)關(guān)的構(gòu)造和操作，除去如下將描述的差異。在圖6中示出的開(kāi)關(guān)的頂層650可以包括兩部分至少一個(gè)具有低彈簧常數(shù)k的支撐梁605和相對(duì)地大且剛硬的頂電極620。接觸窩632可以布置在頂電極600下，例如靠近低k梁605和電極620的之間的接縫而直接在底接觸金屬615上方，接觸金屬615可以布置在底驅(qū)動(dòng)電極610上。止動(dòng)件622可以布置在頂電極620下。
在圖6中所圖示的開(kāi)關(guān)的操作大體上類似于圖2中的開(kāi)關(guān)的操作。施加在頂電極620和底電極610之間的驅(qū)動(dòng)電壓可以導(dǎo)致低k梁605的偏轉(zhuǎn)和開(kāi)關(guān)600的彎折，這可以導(dǎo)致在接觸窩632和接觸金屬615之間的接觸。在彎折狀態(tài)下，在頂電極620和底電極610之間的間隙的尺寸，以及在接觸窩632和接觸金屬615之間的接觸強(qiáng)度可以受到止動(dòng)件622的尺寸的影響。一旦移除驅(qū)動(dòng)電壓，止動(dòng)件622左側(cè)的接觸窩632的位置可以影響低彈簧常數(shù)梁605的導(dǎo)致斷開(kāi)力的非線性偏轉(zhuǎn)，此力可能高于在圖2和圖3中所示的典型實(shí)施例中的力，例如斷開(kāi)力大約為120N。這可以導(dǎo)致頂電極610從底電極620更快地?cái)嚅_(kāi)，且因此改善了開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)性能。
轉(zhuǎn)到圖7A和圖7B，示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)典型實(shí)施例的開(kāi)關(guān)700的示意性圖示。圖7A示出了開(kāi)關(guān)700的頂視圖而圖7B示出了開(kāi)關(guān)700的截面?zhèn)纫晥D。雖然本發(fā)明的范圍不限制在此方面，但是在圖7中所圖示的開(kāi)關(guān)的構(gòu)造和操作可以大體上類似于那些在圖2中所示出的開(kāi)關(guān)的構(gòu)造和操作，除去如下將描述的差異。在圖7中示出的開(kāi)關(guān)的頂層750可以包括兩部分具有低彈簧常數(shù)k的支撐梁705和相對(duì)地大且剛硬的頂電極720。接觸窩732可以布置在頂電極720下，例如靠近電極的邊緣而直接在底接觸金屬715上方，接觸金屬715可以布置在底驅(qū)動(dòng)電極710上。電絕緣區(qū)712可以布置在底電極710上，且可以直接定位在止動(dòng)件722下方，止動(dòng)件722可以布置在頂電極720下。
在圖7中所圖示的開(kāi)關(guān)的操作大體上類似于圖2中的開(kāi)關(guān)的操作。施加在頂電極720和底電極710之間的驅(qū)動(dòng)電壓可以導(dǎo)致低k梁705的偏轉(zhuǎn)和開(kāi)關(guān)700的彎折，這可以導(dǎo)致在接觸窩732和接觸金屬715之間的接觸。在彎折狀態(tài)下，在頂電極720和底電極710之間的間隙的尺寸，以及在接觸窩732和接觸金屬715之間的接觸強(qiáng)度可以受到止動(dòng)件722和絕緣區(qū)712的尺寸的影響。
轉(zhuǎn)到圖8A和圖8B，示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)典型實(shí)施例的開(kāi)關(guān)800的示意性圖示。圖8A示出了開(kāi)關(guān)800的頂視圖而圖8B示出了開(kāi)關(guān)800的截面?zhèn)纫晥D。雖然本發(fā)明的范圍不限制在此方面，但是在圖8中所圖示的開(kāi)關(guān)的構(gòu)造和操作可以大體上類似于那些在圖2中所示出的開(kāi)關(guān)的構(gòu)造和操作，除去如下將描述的差異。在圖8中示出的開(kāi)關(guān)的頂層850可以包括兩部分具有低彈簧常數(shù)k的支撐梁805和相對(duì)地大且剛硬的頂電極820。接觸窩832可以布置在頂電極820下，例如靠近電極邊緣而直接在底接觸金屬815上方，接觸金屬815可以布置在底驅(qū)動(dòng)電極810上。止動(dòng)件822可以布置在頂電極820下。
在圖8中所圖示的開(kāi)關(guān)的操作大體上類似于圖2中的開(kāi)關(guān)的操作。施加在頂電極820和底電極810之間的驅(qū)動(dòng)電壓可以導(dǎo)致低k梁805的偏轉(zhuǎn)和開(kāi)關(guān)800的彎折，這可以導(dǎo)致在接觸窩832和接觸金屬815之間的接觸。在彎折狀態(tài)下，在頂電極820和底電極810之間的間隙的尺寸，以及在接觸窩832和接觸金屬815之間的接觸強(qiáng)度可以受到止動(dòng)件822的尺寸的影響。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以存在許多附加的根據(jù)本發(fā)明的開(kāi)關(guān)的實(shí)施例和實(shí)現(xiàn)。上述的典型實(shí)施例僅例證了數(shù)個(gè)可能的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的開(kāi)關(guān)的變化且不意圖于以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
雖然本發(fā)明的某些特征已經(jīng)在此圖示且描述，許多修改、替代、變化和等價(jià)物現(xiàn)在將使本領(lǐng)域技術(shù)人員明白。因此需要理解的是附帶的權(quán)利要求書(shū)意圖于覆蓋所有這些落在本發(fā)明的實(shí)際精神內(nèi)的修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)備，其包括接觸開(kāi)關(guān)，其包括包括了底驅(qū)動(dòng)電極的底電板結(jié)構(gòu)；和包括了頂驅(qū)動(dòng)電極和一個(gè)或多個(gè)當(dāng)所述的開(kāi)關(guān)在彎折狀態(tài)時(shí)能保持所述的頂電極和所述的底電極之間的預(yù)先確定的間隙的止動(dòng)件的頂電極結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中當(dāng)所述的開(kāi)關(guān)在所述的彎折狀態(tài)下時(shí)所述的止動(dòng)件的至少一個(gè)能接觸所述的底電極。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述的底電極結(jié)構(gòu)包括一個(gè)或多個(gè)電絕緣區(qū)，其中當(dāng)所述的開(kāi)關(guān)在所述的彎折狀態(tài)下時(shí)所述的止動(dòng)件的至少一個(gè)能接觸所述的絕緣區(qū)的至少一個(gè)。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，包括與所述的頂電極相關(guān)且具有通常低的彈簧常數(shù)的支撐梁。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述的頂電極通常為剛硬的。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述的開(kāi)關(guān)包括當(dāng)所述的開(kāi)關(guān)在閉合狀態(tài)下時(shí)能與第二電觸點(diǎn)電連接的第一電觸點(diǎn)。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述的第一電觸點(diǎn)定位在與所述的頂電極相關(guān)的接觸梁上。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述的接觸梁的彈簧常數(shù)大于與所述的頂電極相關(guān)的支撐梁的彈簧常數(shù)。
9.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述的第一電觸點(diǎn)定位在所述的頂電極上希望的位置。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述的希望的位置基于所述的開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)時(shí)間周期而確定。
11.一種系統(tǒng)，其包括包括至少一個(gè)接觸開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)裝置，接觸開(kāi)關(guān)包括包括了底驅(qū)動(dòng)電極的底電極結(jié)構(gòu)；和包括了頂驅(qū)動(dòng)電極和一個(gè)或多個(gè)當(dāng)所述的開(kāi)關(guān)在彎折狀態(tài)時(shí)能保持所述的頂電極和所述的底電極之間的預(yù)先確定的間隙的止動(dòng)件的頂電極結(jié)構(gòu)；和能控制所述的至少一個(gè)接觸開(kāi)關(guān)的操作的開(kāi)關(guān)控制器。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)所述的開(kāi)關(guān)在所述的彎折狀態(tài)下時(shí)所述的止動(dòng)件的至少一個(gè)能接觸所述的底電極。
13.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述的底電極結(jié)構(gòu)包括一個(gè)或多個(gè)電絕緣區(qū)，其中當(dāng)所述的開(kāi)關(guān)在所述的彎折狀態(tài)下時(shí)所述的止動(dòng)件的至少一個(gè)能接觸所述的絕緣區(qū)的至少一個(gè)。
14.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述的開(kāi)關(guān)包括與所述的頂電極相關(guān)且具有通常低的彈簧常數(shù)的的支撐梁。
15.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述的開(kāi)關(guān)包括當(dāng)所述的開(kāi)關(guān)在閉合狀態(tài)下時(shí)能與第二電觸點(diǎn)電連接的第一電觸點(diǎn)。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述的第一電觸點(diǎn)定位在與所述的頂電極相關(guān)的接觸梁上。
17.一種設(shè)備，其包括包括頂電極結(jié)構(gòu)和底電極結(jié)構(gòu)的接觸開(kāi)關(guān)，所述的開(kāi)關(guān)能切換到彎折的閉合狀態(tài)，其中與所述的頂結(jié)構(gòu)相關(guān)的第一電觸點(diǎn)和與所述的底結(jié)構(gòu)相關(guān)的第二電觸點(diǎn)接觸，其中所述的頂結(jié)構(gòu)與所述的底結(jié)構(gòu)接觸，且其中在所述的頂結(jié)構(gòu)和底結(jié)構(gòu)的其他部分之間保持了預(yù)先確定的間隙。
18.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述的頂電極結(jié)構(gòu)包括頂驅(qū)動(dòng)電極和一個(gè)或多個(gè)止動(dòng)件。
19.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述的底電極結(jié)構(gòu)包括底驅(qū)動(dòng)電極和一個(gè)或多個(gè)電絕緣區(qū)。
20.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中響應(yīng)于在所述的頂結(jié)構(gòu)和所述的底結(jié)構(gòu)之間的小于40伏特的驅(qū)動(dòng)電壓，至少為100微牛的接觸力保持在所述的第一電觸點(diǎn)和所述的第二電觸點(diǎn)之間。
21.一種無(wú)線設(shè)備，其包括天線；和包括第一和第二接觸開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)裝置，所述的第一開(kāi)關(guān)能連接所述的天線和發(fā)射器，且所述的第二開(kāi)關(guān)能連接所述的天線和接收器，其中所述的接觸開(kāi)關(guān)的至少一個(gè)為可彎折開(kāi)關(guān)，其包括包括了底驅(qū)動(dòng)電極的底電極結(jié)構(gòu)；和包括了頂驅(qū)動(dòng)電極和一個(gè)或多個(gè)當(dāng)所述的可彎折開(kāi)關(guān)在彎折狀態(tài)時(shí)能保持所述的頂電極和所述的底電極之間的預(yù)先確定的間隙的止動(dòng)件的頂電極結(jié)構(gòu)。
22.如權(quán)利要求21所述的無(wú)線設(shè)備，其中當(dāng)所述的可彎折開(kāi)關(guān)在所述的彎折狀態(tài)下時(shí)所述的止動(dòng)件的至少一個(gè)能接觸所述的底電極。
23.如權(quán)利要求21所述的無(wú)線設(shè)備，其中所述的底電極結(jié)構(gòu)包括一個(gè)或多個(gè)電絕緣區(qū)，其中當(dāng)所述的可彎折開(kāi)關(guān)在所述的彎折狀態(tài)下時(shí)所述的止動(dòng)件的至少一個(gè)能接觸所述的絕緣區(qū)的至少一個(gè)。
24.如權(quán)利要求21所述的無(wú)線設(shè)備，其中所述的可彎折開(kāi)關(guān)包括與所述的頂電極相關(guān)且具有通常低彈簧常數(shù)的支撐梁。
25.如權(quán)利要求21所述的無(wú)線設(shè)備，其中所述的可彎折開(kāi)關(guān)包括當(dāng)所述的開(kāi)關(guān)在閉合狀態(tài)下時(shí)能與第二電觸點(diǎn)電連接的第一電觸點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施例描述了接觸開(kāi)關(guān)，該接觸開(kāi)關(guān)可以包括底電極結(jié)構(gòu)和頂電極結(jié)構(gòu)，底電極結(jié)構(gòu)包括底驅(qū)動(dòng)電極，頂電極結(jié)構(gòu)包括頂驅(qū)動(dòng)電極和一個(gè)或多個(gè)當(dāng)開(kāi)關(guān)在彎折狀態(tài)時(shí)能保持頂電極和底電極之間的預(yù)先確定的間隙的止動(dòng)件。
文檔編號(hào)H01H59/00GK1938807SQ200580010340
公開(kāi)日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2005年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月31日
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