专利名称：集成簧片开关的制作方法
技术领域：
本发明涉及簧片开关(reed switch)，更具体地涉及微小簧片开关和被用于制造 微小簧片开关的批量微细加工技术。
背景技术：
干簧开关通常包括间隔较小间隙并由玻璃密封外壳支承的两个重叠的软铁磁体 导电悬臂(簧片)。在施加磁场时，两个相对的悬臂相互连接并在簧片之间形成电接触。在 没有磁场时，悬臂处于其初始分离和电绝缘状态。同样采用这种基本“单杆、单掷”常开开 关的多个机电和电气变型。已经提出多个干簧和湿簧开关设计，例如在美国专利7，321，观2 “MEM的簧片 开关排列”、7，227，436 “模块化簧片开关组件及其制造方法”、5，883，556 “簧片开关”、 5，847，632 “簧片开关”、4，837，537 “簧片开关装置”、4，329，670 “水银簧片开关”和 4，039，985 “磁性簧片开关”中描述的那些设计。然而，常规簧片开关设计制造成本高，并且即使是相同设计的开关中也具有较宽 的操作参数范围。它们通常还受限于外部电触点的特定相对定向和所施加的磁场。例如， 常规玻璃封装的簧片开关由其从圆柱形玻璃安瓿轴向延伸的导线制成并对沿导线轴线定 向的外部施加磁场最敏感。例如在美国专利5，430, 421,5, 605, 614和6，040, 748中已经提出多种微型制造的
簧片开关。这些开关通常依靠例如通过在使恒定性能难以实现的材料上存在的应力梯度产 生的与沉积平面正交的梁运动，这样在制造和包装方面会有困难。这种设计还存在梁刚度 的问题(也就是通常要求梁在所需弯曲方向上具有可预测刚度以及(在其他方向上)具有 高刚度)。这些设计通常还具有小簧片点的梁，从而导致对施加的磁场灵敏度低并因此导致 性能不符合要求(尤其对于小型开关)。这些设计通常还具有共面的外部电源接头，它们难 以用于表面安装的电子组件。本发明中所述的集成簧片开关可以被构造成使其正交定向并直接位于簧片开关 结构下面的灵敏轴和电导线具有更任意的定向。
发明内容
本发明的实施方式可以提供具有更一致的操作参数的小型簧片开关，所述开关此 常规簧片开关更有效地制成。本发明还提供采用微细加工技术制造小型簧片开关的方法。本发明可以采用基于平版印刷的制造方法使簧片开关具有单块集成电路结构。基 于批量平版印刷的微细加工造可以提供高制造容积并有助于通过增强尺寸控制来提高可重复性。微刻可以在大阵列装置上重复形成具有精密容差的微米尺寸，如果图案被平移到 适用于机电装置的材料上，则所述大阵列装置可以提供可重复且一致的机电操作。例如，对 簧片开关中的两个簧片或簧片与固定触点之间的间隙的精密尺寸控制可以使簧片开关之 间具有一致的性能。因而，本发明可以利用簧片开关生产批量中的灵敏度分布的相应减小 使通常考虑的簧片开关的特殊灵敏度，或关闭簧片开关所需的“安匝数”(Ampere-turns)得 到精密控制。由于微型制造装置的成本大体上与其占用的基板面积成此例，因此本发明可 以提供具有较小基板占用面积的微型制造的簧片开关。簧片开关微型制造的一个重要内容是闸刀厚度的容差，因为簧片闸刀的机械刚度 与其在弯曲方向上的厚度的三次幂(立方)成比例，而其宽度或与弯曲方向正交的尺寸仅 对簧片闸刀刚度具有线性影响。簧片开关微刻构造的一种方法是压制闸刀，使得运动的方 向与微型制造基板的平面正交(垂直)。在该方法中，通过间刀材料沉积率的控制规定梁 厚度和相应厚度容差，并且作为与其运动正交的尺寸的闸刀宽度通过平版印刷得到确定。 因此，图20所示的薄膜表面微型制造布局具有对关闭(closure)的磁性灵敏度，其取决于 通过由沿基板面积且从基板到基板明显变化的沉积率规定的梁的外平面厚度。簧片开关 微型制造的另一方法是构造簧片间刀，使得其厚度通过平版印刷得到确定，以形成运动方 向平行于制造基板的闸刀。对于常规簧片开关尺寸来说，簧片宽度可以是数百微米到数毫 米，具有数十微米的厚度，运动平行于基板的簧片开关的构造形成所谓的“高纵横此”(high aspect-ratio)的几何结构并在图21中示出。平行于高纵横此磁性簧片悬臂的基板的弯 曲刚度比其正交于基板的刚度小得多，从而提供了在平行于基板平面的方向上的运动。能 够精密压制高纵横此结构的微型制造过程包括利用电铸的χ射线基和厚紫外线微刻以及 深硅化学蚀刻。在任何情况下，利用该方法，簧片开关闸刀可以被制成使得其厚度沿其整个 宽度得到精密限定，由此使悬臂沿微型制造的基板具有可重复和精确的一致性，这样使开 关闭合具有精密控制的磁性灵敏度。常规玻璃封装的簧片开关由相对不精确的冲压过程制 成，这样导致厚度控制变差并由此导致磁性灵敏度变化较大。簧片开关小型化可以包括几个物理上缩放比例的限制。良好的簧片开关性能需要 例如在电闭合过程中较低和可重复的接触阻力(contact resistance)，这样又需要足够高 的接触机电作用力。然而，由于簧片开关小型化并且其总体包装容积降低，因此接触力在恒 定激励磁场的重叠接触面积下降低。另外，簧片开关与外部磁场的耦合会遇到递减的缩放 此例。上文简述的用于微细加工的簧片开关的功能装置、经济性和制造限制鼓励采用平 面制造，其可以支持明显延伸到制造基板平面外(数百微米)的结构限定。这种加工被称 为“高纵横此”加工，其中装置部件加工平面外的厚度可以此相应横向或平面内的尺寸大得 多。这样如果簧片开关被制造成其顺应方向处于基板平面内，则可以允许弥补其容积缩放 比例的一定损失，因为簧片闸刀的宽度(基板上方的高度)可以被制成为几百微米。同时， 所需容纳簧片开关重叠面积的基板面积的量保持较小并且不受增大的闸刀宽度和随之产 生的闸刀重叠的影响。根据本发明的簧片开关还可以在相对于其他簧片开关的减小的尺寸处保持灵敏 度。簧片开关的灵敏度与动作所需的磁场的量相关。当簧片开关在尺寸上减小时，使磁场 与簧片开关间隙耦合的能力降低。为了在微小缩放比例下保持簧片开关的灵敏度，本发明的示例性实施方式包含铁磁材料的压制基底，其从簧片悬臂向外延伸并在一些情况下部分 环绕簧片悬臂。保持力以对小型化簧片继电器保持较低接触阻力还可以包括缩放此例相关性。本 发明的示例性实施方式包括具有固定触点部件的单个悬臂。对于受限的最大装置容积，采 用单个悬臂允许包含更多的铁磁材料以增强与外部施加的磁场的耦合。对于给定的开关间 隙，接触固定触点的单个悬臂与各自偏转过一半间隙以形成接触的两个悬臂之间的反应差 异如下所述。对于长度1，厚度h，宽度b，弹性模量E和尖端处的力P的无夹紧悬臂，尖端
偏转为w = <其中惯性力矩I为，/ = Mi对于具有间隙g的两个悬臂簧片，并且长度 3EI ‘12 °
1 = lm/2，偏转5 = 1是每个悬臂所需的，产生该偏转相应所需的力为，AC =￡6射^·)3。对
2Lm
于具有间隙g和1 = Im的一个悬臂，偏转S = g是所需的，产生该偏转相应所需的力为， ，或此两个悬臂小4倍的力以使单个悬臂偏转给定间隙距离。因而，如果存
H Lm
在足够的簧片弹簧刚度以使簧片悬臂与电触点脱开并提供足够的耐冲击和振动性能，则单 个悬臂开关在给定簧片间隙下不会使接触力减少的与双悬臂簧片开关一样多。本发明还通过在靠近基底或机械锚固件的簧片上设置局部减小的(reduced)横 截面来提供减小簧片开关中的簧片悬臂顺应性的另一方式。尽管这样增大了闸刀的磁阻并 因此使磁场与接触间隙的耦合能力增大，但在一些应用中，这是增强簧片开关灵敏度的可 接受的折衷办法。通过采用微刻压制技术，这种变窄的图案可以通过几乎任何方式被构造 成具有次微米容差，因而对于常规25-100微米的闸刀厚度，所述图案使闸刀刚度具有适当 的精确性和可重复性。
结合在说明中并构成其一部分的
了本发明的一种或多种实施方式，并与 说明书一起作为对本发明原理的解释。这些附图仅仅用于说明本发明的一种或多种示例性 实施方式，并不被认为是限制本发明。图1是示例性集成单杆-单掷(“SPST”或“A型”)簧片集成簧片开关的分解图。图2是示例性密封包装且单数的簧片开关。图3是示例性集成簧片开关的基板和基板通孔(vias)装置的顶视图。图4是具有电源接头的示例性集成簧片开关基板的底视图。图5是具有结合环的示例性集成簧片开关基板的顶视图。图6是具有簧片的示例性集成簧片开关的顶视图。图7是具有延长底锚固件的示例性A型集成簧片开关的分解透视图。图8是具有单个悬臂和扩张的非对称底锚固件的示例性A型集成簧片开关的分解 透视图。图9是具有单个悬臂和扩张的对称性底锚固件的示例性A型集成簧片开关的分解 透视图。图10是具有单个悬臂和部分闭合的触点的示例性A型集成簧片开关的分解透视图。图11是具有对角定位的单个悬臂的示例性A型集成簧片开关的分解透视图。图12是单个悬臂具有局部变窄横截面的示例性A型集成簧片开关的分解透视图。图13是被用于构造示例性集成簧片开关的通孔基板的顶视图。图14是用于示例性簧片开关的底部电垫接头的视图。图15是具有金属电型板和结合环的示例性通孔基板的透视图。图16是示例性铁磁材料结合步骤的透视图。图17是制造过程中簧片部件结合之后的示例性集成簧片开关的透视图。图18是示例性盖结合步骤的透视图。图19是盖已经结合之后的示例性集成簧片开关的透视图。图20是具有与制造基板正交的触点运动的平面薄膜微细加工开关的透视图。图21是由触点运动平行于制造基板的高纵横此制造形成的微细加工开关的透视 图。图22是具有前侧基板电触点的微细加工高纵横此簧片的分解图。图23是具有顶侧电触点构造的集成簧片开关的横截面图。图M是具有盖和侧壁的本发明的示例性实施方式的透视图。图25是具有盖和侧壁的本发明的示例性实施方式的透视图。
具体实施例方式根据本发明的微细加工簧片开关的示例性实施方式包括具有电通孔或馈入装置 的电绝缘基板、簧片开关机构、向簧片开关提供气密封的盖、以及向簧片开关提供电连接的 导电垫。附图大体上仅表示单个示例性的开关，仅包括属于单个开关装置的圆片或电路小 片的一小部分。在制造中，可以在单个基板上制造许多这样的开关(或其他装置)。图1是示例性集成单杆-单掷(“SPST”或“A型”)集成簧片开关的分解图。图2 是图1所示的示例性开关得到密封、包装且单数(singulated)的视图。基板100具有如图 3中的示例性开关的视图所示的电通孔106，108。基板可以包括任何类型的电绝缘材料，例 如玻璃、矾土和镀SiA电介质的硅。通孔106，108可以包括导电材料，例如金、铜、银或镍 并且可以密封附着在基板上。图4是与图3所示相同的基板的底视图，电垫112，114包括 压印在基板基底上的导电材料，例如金。电垫112，114可以通过焊接或适当的电气装置与 外部电路相连。图6是图1所示的示例性集成簧片开关的机电部分的顶视图。所述机电部分包括 具有连接在间隔部件116，118上的支承点或锚固点124，126的铁磁闸刀120，122。该铁磁 闸刀可以包括软铁磁材料(例如具有高磁导率的铁磁材料，例如多种透磁合金)，其可以通 过冶金术镀有适当触点，包括但不局限于金、银、钌、铑和钼。注意到闸刀具有通常所说的 “高纵横比”，这意味着与沉积平面正交的间刀厚度此平面上的厚度大得多。高纵横此具有 多个优点。例如，沉积和动作平面上厚度可以根据加工中的部件宽度、应受的精密控制并由 此产生的可预测的刚度和动作力需求得到控制。作为另一例子，垂直应变梯度经常产生于 多种沉积材料。这些应变梯度会导致间刀变形，例如正交于沉积平面发生卷曲。这种变形 部分地通过本发明中提供的与沉积平面正交的相对较大的厚度提供的更大刚度来抵消，在示例性实施方式中，闸刀刚度平面外此平面内大50倍。具有与沉积平面正交的动作的之前 设计会因所述应变梯度引起的变形而不实用。图5是具有间隔部件116，118的基板100的视图。间隔部件可以使铁磁闸刀与基 板分离，由此形成悬臂闸刀并允许闸刀无阻碍地运动。另外，可以在这一层包含密封环110， 其提供用于盖侧壁102和盖104的结合表面。在操作中，可以通过施加外部磁场使根据本发明的簧片开关进行操作。该磁场例 如可以由永久磁铁或电磁线圈产生。在施加磁场时，软铁磁簧片使磁场与簧片间隙耦联，从 而促使吸引力施加在簧片开关闸刀的重叠尖端上。对于在此的几个示例性实施方式来说， 簧片间隙还可以包括可移动簧片悬臂和固定触点。如果磁场足够大，则簧片将偏转直至它 们接触，由此通过涂敷闸刀的触点冶金术形成电触点。常规簧片开关通常由密封圆柱形玻璃管外壳制成，该外壳具有从管的端部延伸的 电导线。在常规构造中，簧片开关沿圆柱轴线最灵敏并因此最多受到同轴定位的电磁铁或 永久磁铁的操作，所述磁铁的极性沿簧片开关的圆柱轴线定向。根据本发明的集成簧片开 关的示例性实施方式可以具有在几乎任意位置直接在簧片开关下面延伸的电导线。最灵 敏的开关轴线的定位由此相对于电接头的位置得到调节。此外，通过本发明能够实现的设 计软铁磁基座的纵横比和位置，最高簧片开关的灵敏度的定向可以相对于封装定向得到调 节。另外，本发明可以提供沿多个方向具有更均勻或几乎相等灵敏度的簧片开关。图7是示例性A型集成簧片开关的分解透视图，延长的底锚固件208，210与具有 用于密封盖202和壁204的环206的基板200安装在一起。图7的示例性实施方式提供了 与簧片悬臂212，214的一部分重叠的更大簧片锚固区域。其余材料增强了外部磁场与簧片 接触间隙220的耦合。例如在这一和其他示例性实施方式中所示的这些“延长的底锚固件” 可以使压制成与悬臂梁(或多个悬臂梁)接触和靠近的软铁磁材料具有明显较大的体积， 以增强与外部施加的磁场的耦合。不具有这样增强耦合的微细加工的开关对施加的磁场具 有较低的灵敏度，并且使这样的开关动作所需的高磁场会使开关在许多场合下不实用。这 种考虑对任何尺寸的开关都重要，但已经被观察到对于微细加工的开关尤其重要，因为此 例也会影响灵敏度。图8是具有单个悬臂300和扩张的非对称底锚固件300、302的示例性A型集成簧 片开关的分解透视图。图8的示例性实施方式包括一个悬臂304和相对的固定触点302。该 示例性实施方式提供由固定触点302和可移动悬臂梁304限定的间隙306。在示例性实施 方式中，悬臂底部300或锚固区域被示出此相应的固定触点底部区域302更大。备选地，两 个底部区域如图9的示例性实施方式中所示面积相等，其中锚固区域400和402具有大致 相等的尺寸。这种构造对外部施加的磁场提供了与图8的示例性实施方式不同的磁耦合。 因此，通过提供不同的底部和闸刀尺寸，本发明可以提供不同的簧片开关灵敏度。这样还可 以设计在施加的磁场方向具有簧片开关灵敏度的变化。图10是具有单个悬臂和部分闭合触点的示例性A型集成簧片开关的分解透视图。 图10的示例性实施方式包括与结合图7的示例性实施方式所述相同的延长的锚固件500。 设置固定触点502，使得接触区域由软铁磁材料部分包围。图11是具有对角定向的单个悬臂的示例性A型集成簧片开关的分解透视图。图 11的示例性实施方式提供锚固件600和固定触点602，以及与包装成角度的悬臂。
图12是具有局部变窄横截面的单个悬臂的示例性A型集成簧片开关的分解透视 图。图12的示例性实施方式提供锚固件700和固定触点702。悬臂706的一部分具有减小 的横截面704。变窄的横截面可以有效提供局部弯曲铰链，悬臂706可以绕其弯曲以封闭间 隙708并与在底部702形成的固定触点形成接触。示例性制造方法对根据本发明的集成簧片开关的制造的描述首先是制备适当的基板。可以采用多 种绝缘基板，例如矾土、玻璃、玻璃陶瓷复合物和氧化硅。可以通过在孔中形成的通孔提供 与簧片开关的电连接，对一些应用来说通孔尺寸范围为直径0. 002”-0. 040”。可以采用激 光或喷水钻孔加工所述孔。可以通过多种方法使孔具有导电材料。方法的选择会影响指定 应用下簧片开关寿命可接受的密封等级。例如，可以通过采用薄膜物理蒸气与电镀组合或 通过采用挤压、烧结和烧成的金属粉末或在陶瓷浆液型加工中的导电插头胶使孔具有导电 材料。适当的导电材料包括例如金、银和铜。在孔形成和提供导电材料之后，例如图13所 示的基板使电绝缘基板或圆片800具有导电插头或通孔802，804。贯穿基板通孔的采用对 与表面安装电子封装和组件的兼容是重要的。例如，根据本发明具有用于外部电接头的贯 穿基板通孔的簧片开关需要最小的“占面面积(在电路板上的空间)并且有效适用于表面 安装和球栅印刷的电路技术。备选地，可以通过采用多层金属和内层电介质加工将绝缘通孔设置在基板表面 上。在图22中示出了示例性实施方式。电绝缘基板920包含在该集成高纵横此微细加工的 磁性簧片开关的特定实施方式中，具有铁磁部件923，拟4和926，以及由盖921和侧壁922 组成的封套。前侧电接头被实施为具有用于簧片开关的金属喷镀和具有电接头的结合垫 928的多个层，以及在这些金属喷镀层与导电盖密封环932之间的绝缘电介质930。因此， 通过这种方式，形成与基板前侧上的开关的内部密封腔的电连接。前侧金属喷镀层随后可 以被用于使多个装置连接在一起或与其他电或机电部件相连。制造工序中的另一步骤可以在图14所示的基板的底侧上形成电垫806，808。这一 点采用例如金或锡的标准金属模制实现，以提供外部电连接装置。可以焊接或粘结在最终 簧片开关的应用中的这些垫可以提供从簧片开关包装外侧到通孔中的导电材料的电接口。在图15中示出的互补的金属图案可以形成在基板前侧上，其通过几何结构例如 812和814提供与簧片开关底部的电连接。前侧连接的几何结构可以被构造成适于特定簧 片开关设计的锚固和接触部分。前侧金属图案还可以包括结合环810以提供用于封套密封 的基底。该前侧层可以由多种导电材料(包括金)构成，由此随后可以采用金扩散结合连 接铁磁部件并对封套进行气密封。后和前侧金属喷镀图案可以通过多种平面加工金属喷镀 技术制成，包括利用离地平版技术或通过光致抗蚀剂电镀进行金属喷涂或蒸发。图16是示例性铁磁材料结合步骤的透视图。图17是在制造过程中簧片部件结合 之后的示例性集成簧片开关的透视图。压制的铁磁部件820，822和824结合在主基板800 上。压制的铁磁部件820，822和拟4可以与用于制造铁磁部件和在结合过程中保持它们的 第二基板(图中未示出)安装在一起。结合后，通过例如对留在铁磁部分与第二基板之间 的牺牲层进行选择性化学蚀刻或通过第二基板的本体溶解来去除第二基板。通过例如金属 扩散结合(固态焊接)、瞬时液相结合、铜焊或回流焊实现结合。间隔图案826，拟8还可以 设置在铁磁部件822和拟4的周围以提供位于铁磁区域内的结合层。该分隔层可以在铁磁闸刀820响应磁场移动以与触点区域拟4形成电连接时提供额外的空隙。另外，闸刀820 和固定触点拟4通常在结合并转移到主基板800之前可以具有适当的电触点层。适当的触 点金属例如Mi和Ru可以电镀在铁磁基底层与另外的电介质场层上以防止触点金属电镀在 结构之间，这样又可以防止铁磁结构在转移到主基板800的过程中脱落。另外，通过在铁磁 层结构下面对牺牲层进行略微掏槽，可以利用多种物理蒸发沉积方法例如蒸发或喷涂使触 点金属沉积。所述步骤可以被用于图17所示的示例性制造方法，还可以利用元件形状的相 应改进被用于其他实施方式，包括但不局限于在此其他部分所述的示例性实施方式。为了形成气密封开关，需要由适当气密材料制成的封套包套该装置。通过与铁磁 层的结合类似的方式，包括盖842和侧壁840的封套可以通过金属扩散结合与结合环810 结合以绕图18所示的簧片开关形成气密封腔。在图19中示出了去除初始支承封套的基板 之后的结果。盖的材料可以包括非磁性材料以使外部磁场与软铁磁簧片开关部件可以耦 合。也可以采用玻璃作为盖材料并阳极结合或熔合在相应适当的结合环上，该结合环可以 包括玻璃或半导体例如硅。侧壁和盖的示例性实施方式图对和25是具有侧壁1001和盖1000的簧片开关的示例性实施方式的透视图。在 此所述的其他示例性实施方式包括具有两层的盖平面层和侧壁层，使得侧壁与簧片开关 安装在一起并定位在开关元件上方的平面层内。在图对和25的示例性实施方式中，作为开 关制造过程的一部分形成侧壁层1001。盖则可以包括例如电介质或金属材料的层1002，通 过采用相对较薄的间隔图案1003，所述层1002与之前形成的作为开关一部分的侧壁1001 安装在一起。这种方法提供了圆片层级结合基板夹层，可以在分离(singulation)或圆片 切割(而不是平版印刷)过程中形成用于该基板夹层的盖。上述特定的尺寸和设备在此描述仅用于说明本发明的特定实施例。可以想到采用 本发明可以包括不同尺寸和特性的部件。这些都包含在如所附权利要求所定义的范围之 内。
权利要求
1.一种簧片开关，包括a.实质上平面的基板，其包括实质上非导电的材料，并具有适于布置成与该簧片开关 外部的电路电导通的第一和第二电触点；b.一个或多个簧片，各自包括在与其长度实质上正交并且不与该基板的平面正交的方 向上可弯曲的细长元件，并在一端与该基板安装在一起，该簧片各自与至少一个该电触点 电导通，并被安装成使得当施加适当磁场时，该簧片或多个簧片弯曲，从而该两个电触点置 于相互电导通位置。
2.如权利要求1所述的簧片开关，其特征在于，还包括盖，其与该基板安装成使得该簧 片可自由操作，并使得该盖和基板一起实质上防止外来物质例如空气进入该簧片或多个簧 片的操作区域。
3.如权利要求1所述的簧片开关，其特征在于，包括a.与该基板安装在一起并与该第一电触点电导通的第一锚固件；b.与该第一锚固件安装在一起并电导通以及可以在与该基板平面实质上平行的方向 上弯曲的第一簧片，其沿其长度的一部分与该第一锚固件分离但接近；c.与该基板安装在一起并与该第二电触点电导通的第二锚固件；d.与该第二锚固件安装在一起并电导通以及可以在与该基板的平面实质上平行的方 向上弯曲的第二簧片，其沿其长度的一部分与该第二锚固件分离但接近；e.该第一和第二簧片在该簧片开关处于第一磁性状态时不电导通，在该簧片开关处于 第二磁性状态时电导通。
4.如权利要求3所述的簧片开关，其特征在于，所述第一簧片与第一锚固件安装成使 得该第一锚固件部分环绕该第一簧片。
5.如权利要求3所述的簧片开关，其特征在于，还包括盖，其与基板安装成使得该簧 片可自由操作，并使得该盖和基板一起实质上防止外来物质例如空气进入该簧片的操作区 域。
6.如权利要求1所述的簧片开关，其特征在于，包括a.与该基板安装在一起并与该第一电触点电导通的第一锚固件；b.可以在与该基板平面实质上平行的方向上弯曲以及与该第一锚固件安装在一起并 电导通的第一簧片，其沿其长度的一部分与该第一锚固件分离但接近；c.与该基板安装在一起并与该第二电触点电导通的固定触点元件；d.该第一簧片和固定触点在该簧片开关处于第一磁性状态时不电导通，在该簧片开关 处于第二磁性状态时电导通。
7.如权利要求6所述的簧片开关，其特征在于，该第一簧片与第一锚固件安装成使得 该第一锚固件部分环绕该第一簧片。
8.如权利要求6所述的簧片开关，其特征在于，该固定触点成形为使得该固定触点部 分环绕该第一簧片的端部。
9.如权利要求6所述的簧片开关，其特征在于，该第一簧片与该第一锚固件的第一侧 安装在一起，并且第一簧片、第一锚固件以及该固定触点与该基板安装成使得第一锚固件 和固定触点限定第一轴线，以及使得第一簧片从第一锚固件向固定触点延伸，从而与该第 一轴线交叉。
10.如权利要求1所述的簧片开关，其特征在于，至少一个簧片具有在柔性方向上限定 的横截面，并且所述横截面在沿簧片长度的区域上具有减小的部分。
11.如权利要求1所述的簧片开关，其特征在于，其由基于批量平版印刷的微细加工方 法制成。
12.如权利要求1所述的簧片开关，其特征在于，至少一个簧片具有平行于基板平面的 厚度，该厚度小于与基板平面正交的厚度。
13.如权利要求1所述的簧片开关，其特征在于，至少一个簧片具有平行于基板平面的 厚度，该厚度小于与基板平面正交的厚度的一半。
14.一种制造簧片开关的方法，包括a.提供具有第一和第二电触点的第一基板；b.在第二基板上形成簧片开关元件；c.将该第一基板结合在该簧片开关元件上，使得某些簧片开关元件与第一和第二电触 点电导通；d.从该簧片开关元件上去除该第二基板；e.将盖与该第一基板安装在一起，使得该簧片开关元件处于由该盖和该第一基板限定 的容积内，以及使得该第一和第二电触点延伸到所述容积外部。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，提供该第一基板包括提供实质上平面的 基板、穿过该基板形成两个孔、以及提供延长该孔的长度的导电材料。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括使导电材料沉积在该第一基板的 表面上，与第一孔中的导电材料电导通。
17.一种开关，包括a.电绝缘基板；b.第一和第二铁磁基底，其与基板的表面安装在一起并与基板上的导电通孔电连接；c.至少一个悬臂元件在第一端与基底安装在一起并且第二端可以沿不与基板的表面 正交的路径移动；d.其特征在于该悬臂元件响应外部施加的磁场移动，使得悬臂元件的运动可以使第一 和第二基底置于电导通位置。
18.如权利要求17所述的开关，其特征在于，该悬臂元件在没有外部施加的磁场时不 会使第一和第二基底置于电导通位置。
19.如权利要求18所述的开关，其特征在于，该悬臂元件从与基底的安装位置沿经过 基底一部分的路径延伸。
20.如权利要求1所述的开关，其特征在于，该第一和第二电触点提供与基底第一侧上 的外部电路的电连接，并且该簧片在基底与第一侧相对的第二侧上与基底安装在一起。
全文摘要
本发明涉及簧片开关，更具体地涉及微型簧片开关和被用于制造微小簧片开关的批量微型制造技术。本发明可以提供具有更一致操作参数的微小簧片开关，其可以比常规簧片开关更有效的制成。本发明还可以提供采用微型制造技术制造微型簧片开关的方法。本发明可以采用基于平版印刷的制造方法使簧片开关具有整体结构。微刻可以在大阵列装置上重复形成具有精密容差的微米尺寸，如果图案被平移到适用于机电装置的材料上，则所述大阵列装置可以提供可重复且一致的机电操作。例如，对簧片开关中的两个簧片或簧片与固定触点之间的间隙的精密尺寸控制可以使簧片开关之间具有一致的性能。
文档编号H01H51/22GK102067262SQ200980118178
公开日2011年5月18日 申请日期2009年3月18日 优先权日2008年3月20日
发明者托德·R·克里斯坦森 申请人:Coto技术有限公司, Ht微量分析有限公司