(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンタクト基板と、
前記コンタクト基板上に配設された少なくとも２つの液体金属コンタクトと、
前記コンタクト基板に結合され、前記少なくとも２つの液体金属コンタクトを電気連絡させるアクチュエータ基板と
を備え、
前記コンタクト基板が前記アクチュエータ基板と別々に製造されるＭＥＭリレー。
【請求項２】
前記アクチュエータ基板がさらに、
前記アクチュエータ基板上に配設された片持ち梁支持部材と、
第１の端部および第２の端部を有する片持ち梁ビームであって、前記第２の端部が前記片持ち梁支持部材上に配設された片持ち梁ビームと、
ＭＥＭリレーが閉じた状態にあるときに前記少なくとも２つの液体金属コンタクトを電気連絡させて配置するように、前記片持ち梁ビームの前記第１の端部上に配設されたショート・バーとを備える、請求項１に記載のＭＥＭリレー。
【請求項３】
前記アクチュエータ基板がさらに、
前記アクチュエータ基板上に配設された横方向アクチュエータと、
ＭＥＭリレーが閉じた状態にあるときに前記少なくとも２つの液体金属コンタクトを電気連絡させて配置するように、前記横方向アクチュエータ上に配設された非湿潤金属ショート・バーとを備える、請求項１に記載のＭＥＭリレー。
【請求項４】
前記コンタクト基板がさらに、
液体金属を毛管流によって前記コンタクト基板に形成された孔内に導入することができるように前記コンタクト基板上に配設された少なくとも１つの外部充填ポートと、
ＭＥＭリレーが所定量の液体金属を受け取ったときに前記少なくとも１つの外部充填ポートを封止することができるようにする少なくとも１つのキャップとを備える、請求項１に記載のＭＥＭリレー。
【請求項５】
前記アクチュエータ基板がさらに、
前記アクチュエータ基板上に配設された横方向アクチュエータと、
ＭＥＭリレーが閉じた状態にあるときに前記少なくとも２つの液体金属コンタクトを電気連絡させて配置するように、前記横方向アクチュエータに移動可能に接続されたショート・バーとを備える、請求項１に記載のＭＥＭリレー。
【請求項６】
前記ショート・バーの運動が、前記少なくとも２つの液体金属コンタクトによって形成される平面に平行である、請求項５に記載のＭＥＭリレー。
【請求項７】
さらに、前記コンタクト基板と熱的に連絡するヒータを備える、請求項５に記載のＭＥＭリレー。
【請求項８】
前記ショート・バーが、絶縁作動アームによって前記横方向アクチュエータに移動可能に接続される、請求項５に記載のＭＥＭリレー。
【請求項９】
アクチュエータ基板に配設されたアクチュエータと、
前記アクチュエータ上に配設され、当該アクチュエータによって作動される非湿潤ショート・バーと、
上面および下面を有し、前記アクチュエータ基板と離隔関係にあるコンタクト基板と、
前記コンタクト基板の前記上面に配設された第１の液体金属コンタクトと、
前記コンタクト基板の前記下面に配設された第１の信号コンタクトと、
前記コンタクト基板を通過して形成され、液体金属が充填され、ＭＥＭリレーが閉じた状態にあるときに当該充填された液体金属により前記第１の液体金属コンタクトと前記第１の信号コンタクトとを電気連絡させる第１のバイアと、
前記コンタクト基板の前記上面に配設された第２の液体金属コンタクトと、
前記コンタクト基板の前記下面に配設された第２の信号コンタクトと、
前記コンタクト基板を通過して形成され、ＭＥＭリレーが閉じた状態にあるときに充填された液体金属により前記第２の液体金属コンタクトと前記第２の信号コンタクトとを電気連絡させる第２のバイアと
を備え、
ＭＥＭリレーが閉じた状態にあるときに前記第１の液体金属コンタクトと前記第２の液体金属コンタクトとが電気連絡させて配置するように、前記アクチュエータが前記非湿潤金属ショート・バーを作動させる、ＭＥＭリレー。
【請求項１０】
前記非湿潤ショート・バーが導電金属面を有する、請求項９に記載のＭＥＭリレー。
【請求項１１】
前記非湿潤ショート・バーが非導電膜である、請求項９に記載のＭＥＭリレー。
【請求項１２】
前記非湿潤ショート・バーが液体運動バーである、請求項９に記載のＭＥＭリレー。
【請求項１３】
前記非湿潤ショート・バーが非湿潤金属ショート膜である、請求項９に記載のＭＥＭリレー。
【請求項１４】
前記非湿潤金属ショート膜がさらに、複数のガス・ベントを備える、請求項１３に記載のＭＥＭリレー。
【請求項１５】
アクチュエータ基板とコンタクト基板とを有するＭＥＭリレーのコンタクト基板であって、
前記コンタクト基板を通過して形成された複数のバイアと、
前記コンタクト基板の一方の面で、前記複数のバイアの位置に配設された複数の液体金属コンタクトと、
前記コンタクト基板の他方の面で、前記複数のバイアの位置に配設された複数の信号コンタクトと
を備え、
前記複数の液体金属コンタクトが、前記複数のバイアを介して液体金属を移送させることによって液体金属で被覆される、ＭＥＭリレーのコンタクト基板。
【請求項１６】
アクチュエータ基板に配設されたアクチュエータと、
前記アクチュエータ上に配設され、当該アクチュエータによって作動されるショート・バーと、
前記アクチュエータ基板と離隔関係にあるコンタクト基板と、
前記コンタクト基板上に配設された複数の液体金属コンタクトと、
前記コンタクト基板上に配設され、前記複数の液体金属コンタクトと熱的に連絡する少なくとも１つのヒータと
を備え、
ＭＥＭリレーが閉じた状態にあるときに前記ショート・バーを介して前記複数の液体金属コンタクトが互いに電気連絡するように配置された、ＭＥＭリレー。
【請求項１７】
前記コンタクト基板がさらに、当該コンタクト基板上に配設された複数の湿潤金属コンタクトを備え、それにより前記湿潤金属コンタクトがそれぞれ、前記複数の液体金属コンタクトのそれぞれに近接し、前記湿潤金属コンタクトがそれぞれ、前記複数の液体金属コンタクトのそれぞれと電気連絡する、請求項１６に記載のＭＥＭリレー。
【請求項１８】
前記ショート・バーがさらに、前記ショート・バー上に配設された非湿潤金属面を備える、請求項１６に記載のＭＥＭリレー。
【請求項１９】
前記ショート・バーが非導電液体運動バーである、請求項１６に記載のＭＥＭリレー。
【請求項２０】
前記ショート・バーが非湿潤金属ショート膜である、請求項１６に記載のＭＥＭリレー。
【請求項２１】
前記非湿潤金属ショート膜がさらに、複数のガス・ベントを備える、請求項２０に記載のＭＥＭリレー。
【請求項２２】
前記複数の湿潤金属コンタクトがそれぞれ、液体金属の小滴が複数の湿潤金属コンタクトのそれぞれの上に形成されるように余剰な液体金属を含む、請求項１６に記載のＭＥＭリレー。
【請求項２３】
前記ショート・バーが、非湿潤金属ショート膜である、請求項１６に記載のＭＥＭリレー。
【請求項２４】
前記ショート・バーが、片持ち式の非湿潤金属ショート膜である、請求項１６に記載のＭＥＭリレー。
【請求項２５】
アクチュエータ基板に配設されたアクチュエータと、
前記アクチュエータ上に移動可能に配設されたアクチュエータ・スペーサと、
前記アクチュエータ・スペーサ上に配設されたショート・バーと、
上面および下面を有し、前記アクチュエータ基板から離隔されたコンタクト基板と、
前記コンタクト基板の前記上面に配設された複数の湿潤金属コンタクトと、
前記複数の湿潤金属コンタクト上に配設された複数の液体金属コンタクトと、
前記コンタクト基板の前記下面に配設された複数の外部コンタクトと、
前記複数の湿潤金属コンタクトのそれぞれを、前記複数の外部コンタクトの当該の１つと電気連絡させて配置する複数の導電バイアとを備え、
ＭＥＭリレーが閉じた状態にあるときに前記ショート・バーを介して前記複数の液体金属コンタクトが互いに電気連絡するように配置された、ＭＥＭリレー。
【請求項２６】
前記ショート・バーがさらに、複数のガス・ベントを備える、請求項２５に記載のＭＥＭリレー。
【請求項２７】
前記ショート・バーがさらに、前記ショート・バー上に配設された非湿潤金属表面を備える、請求項２５に記載のＭＥＭリレー。
【請求項２８】
前記ショート・バーが非導電液体運動バーである、請求項２５に記載のＭＥＭリレー。
【請求項２９】
前記ショート・バーが、非湿潤金属ショート膜である、請求項２５に記載のＭＥＭリレー。
【請求項３０】
前記非湿潤金属ショート膜がさらに、複数のガス・ベントを備える、請求項２９に記載のＭＥＭリレー。
【請求項３１】
前記複数の湿潤金属コンタクトがそれぞれ、液体金属の小滴が複数の湿潤金属コンタクトのそれぞれの上に形成されるように余剰な液体金属を含む、請求項２５に記載のＭＥＭリレー。
【請求項３２】
前記ショート・バーが、非湿潤金属ショート膜である、請求項２５に記載のＭＥＭリレー。
【請求項３３】
前記ショート・バーが、片持ち式の非湿潤金属ショート膜である、請求項２５に記載のＭＥＭリレー。
【請求項３４】
前記アクチュエータ・スペーサが、前記アクチュエータから前記ショート・バーを電気的に絶縁する、請求項２５に記載のＭＥＭリレー。
【請求項３５】
アクチュエータが配設されたアクチュエータ基板と、当該アクチュエータ基板に離隔して配設されたコンタクト基板とを有するＭＥＭリレーであって、
前記コンタクト基板は、
前記コンタクト基板上に配設され、互いに離隔された複数の液体金属コンタクトと、
前記複数の液体金属コンタクトに離隔して配置され、前記コンタクト基板から絶縁された非湿潤金属ショート膜と、
前記複数の液体金属コンタクトが配設された面とは反対側の前記コンタクト基板の面に配設された複数の下側外部コンタクトと、
前記複数の液体金属コンタクトのそれぞれが前記複数の下側外部コンタクトの各１つと電気連絡するように配置された複数の導電バイアと
を備え、
前記アクチュエータが前記非湿潤金属ショート膜を押してＭＥＭリレーが閉じた状態にあるとき、当該アクチュエータに押された当該非湿潤金属ショート膜を介して前記複数の下側外部コンタクトが互いに電気連絡する、ＭＥＭリレー。
【請求項３６】
前記非湿潤金属ショート膜がさらに、複数のガス・ベントを備える、請求項３５に記載のＭＥＭリレー。
【請求項３７】
複数の液体金属湿潤コンタクトを電気連絡させるＭＥＭリレーを製造する方法であって、
アクチュエータ基板を提供するステップと、
前記複数の液体金属湿潤コンタクトをコンタクト基板に提供するステップと、
前記アクチュエータ基板を前記コンタクト基板と接合し、当該コンタクト基板上の前記複数の液体金属湿潤コンタクトを互いに電気連絡可能にするステップと
を含む方法。
【請求項３８】
前記アクチュエータ基板を提供する前記ステップがさらに、
前記アクチュエータ基板上に配設される横方向アクチュエータを提供するステップと、
前記横方向アクチュエータ上に配設される非湿潤金属ショート・バーを提供するステップと
を含み、
前記非湿潤金属ショート・バーを介して前記コンタクト基板上の前記複数の液体金属湿潤コンタクトを互いに電気連絡可能にする、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
コンタクト基板を提供するステップがさらに、
前記コンタクト基板上に配設される少なくとも１つの外部充填ポートを提供するステップと、
毛管流によって前記コンタクト基板に形成された孔内に液体金属を導入するステップと、
前記少なくとも１つの外部充填ポートをキャップを用いて封止するステップとを含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項４０】
アクチュエータ基板とコンタクト基板とを有するＭＥＭリレーを製造する方法であって、
前記アクチュエータ基板にアクチュエータを提供するステップと、
前記アクチュエータ上に配設され、当該アクチュエータによって作動される非湿潤ショート・バーを提供するステップと、
前記コンタクト基板の一方の面に配設される第１の液体金属コンタクトを提供するステップと、
前記コンタクト基板の他方の面に配設される第１の信号コンタクトを提供するステップと、
液体金属で被覆された内面を有し、前記コンタクト基板を通過して形成され、前記第１の液体金属コンタクトと前記第１の信号コンタクトとを連絡する第１のバイアを提供するステップと、
前記コンタクト基板の前記一方の面に配設される第２の液体金属コンタクトを提供するステップと、
前記コンタクト基板の前記他方の面に配設される第２の信号コンタクトを提供するステップと、
液体金属で被覆された内面を有し、前記コンタクト基板を通過して形成され、前記第２の液体金属コンタクトと前記第２の信号コンタクトとを連絡する第２のバイアを提供するステップと、
前記コンタクト基板を前記アクチュエータ基板と離隔して接合するステップと、
前記第１および第２のバイアを介して液体金属を導入し、前記第１及び第２の液体金属コンタクトと前記第１及び第２の信号コンタクトとを各々電気連絡して、前記第１および第２の液体金属コンタクトを濡らすステップと
を含む方法。
【請求項４１】
さらに、
前記第１の液体金属コンタクトおよび前記第２の液体金属コンタクトと熱的に連絡する、前記アクチュエータ基板上に配設されるヒータを提供するステップを含む、請求項４０に記載のＭＥＭリレーを製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、電気および電子回路および構成要素に関する。より詳細には、本発明は、液体金属コンタクトを有するマイクロエレクトロメカニカル（ＭＥＭ）リレーに関する。
【０００２】
（発明の背景）
ＭＥＭスイッチは、静電荷、熱、圧電、または他の作動機構によって操作され、マイクロエレクトロメカニカル製造技法を使用して製造されるスイッチである。ＭＥＭスイッチは、電気的、機械的、または光学的信号の流れを制御することができる。従来のＭＥＭスイッチは通常、通常開いた静止状態を有する単極単投（ＳＰＳＴ）構成である。静電アクチュエータを有するスイッチでは、制御電極への静電荷の印加（または２電極構成への反対極性の静電荷の印加）が、スイッチに対する引力静電力（「引張り」）を生成し、スイッチを閉じる。スイッチは、制御電極の静電荷の除去によって開き、アーマチュアの機械的ばね復元力がスイッチを開くことができるようにする。アクチュエータの特性には、必要な作成および切断力、動作速度、寿命、封止性、およびコンタクト構造との化学的適合性が含まれる。
【０００３】
マイクロリレーは、個別のＭＥＭ電子作動構造によって機械的に操作されるＭＥＭ電子スイッチ構造を含む。マイクロリレーのスイッチ部とアクチュエータ部の間の機械的インターフェースのみが存在する。スイッチ電子回路が作動電子回路から絶縁されていないとき、得られるデバイスは通常、マイクロリレーではなくスイッチと呼ばれる。ＭＥＭデバイスは通常、集積回路製造に適合する基板を使用して構築されるが、本明細書で開示する電子スイッチ構造は、正常な実装にそのような基板を必要としない。ＭＥＭマイクロリレーは通常、一辺が１００マイクロメートルであり、一辺が数ミリメートルである。電子スイッチ基板は、所望のスイッチ性能に適合し、別々に製造される場合にはアクチュエータ構造との機械的インターフェースに適した特性（誘電損、電圧など）を有さなければならない。
【０００４】
ＭＥＭスイッチは、デバイス用のコンタクト金属として金またはニッケル（または他の適切な金属）を使用して構成されている。現行製造技術は、使用することができるコンタクト金属のタイプに制限を与える傾向がある。従来様式で製造されるコンタクトは、数百万サイクル以下の寿命を有する傾向がある。生じる問題の１つは、ＭＥＭデバイス上のマイクロスケール・コンタクトが非常に小さなコンタクト表面領域を有する傾向があることである（通常５マイクロメートル×５マイクロメートル）。全コンタクト表面のうち電流を搬送することができる部分は、微視的表面粗さ、および機械的および電気的コンタクトを形成する２つの表面の同一平面位置合わせを達成することの難しさによって制限される。したがって、ほとんどのコンタクトは、数百または数千平方マイクロメートルのコンタクト表面を利用可能であるようにみえる表面上でさえ点接触である。これらの小さな有効コンタクト領域内での高電流密度が微細溶接および表面溶融を生み、制御されていない場合には、コンタクトが損傷または故障する。そのような金属コンタクトは、動作寿命が短く、通常数百万サイクルとなる傾向がある。
【０００５】
マクロスケール・リレー／スイッチにおける現況技術がよく開発されている。信号コンタクト用の長寿命コンタクト冶金を開発するかなりの努力がなされてきた。信号コンタクト寿命と適切なコンタクト冶金とが、「ドライ」信号（重要でない電流または電圧）、誘導負荷、および高電流負荷などの適用例によって評価される傾向がある。
【０００６】
スイッチ・コンタクト導電率を高めるものとしては、水銀（化学記号Ｈｇ）を使用する電気コンタクトがより長いコンタクト寿命を生むことが当技術分野で知られている。また、Ｈｇ増強コンタクトは、水銀を用いない同じコンタクト構造よりも高い電流で動作することができることも知られている。水銀で濡らされたリード・スイッチが一例である。他の例または水銀で濡らされたスイッチは、米国特許出願第５６８６８７５号、４８０４９３２号、４６５２７１０号、４３６８４４２号、４０８５３９２号、および日本特許出願０３１１８５１０号（公開番号ＪＰ０４３４５７１７Ａ）に記載されている。
【０００７】
高電圧静電信号によって制御されるミニチュア・リレー（ＭＥＭリレーよりもはるかに大きなデバイス）での水銀小滴の使用が、米国特許出願第５９１２６０６号で教示されている。米国特許出願第５９１２６０６号は、ゲート上で静電信号を使用して、第１のコンタクトから引かれた液体金属を第２のコンタクトから引かれた液体金属に引き付ける、あるいはゲート上に取り付けられたショート・コンダクタに両方のコンタクトから液体金属を引いて、コンタクトを電気的に接続する。
【０００８】
従来の鉛直作動表面マイクロ加工された静電ＭＥＭマイクロリレー１０の構造が図１に示されている。ＭＥＭマイクロリレー１０は、片持ち梁支持部３４がその上でマイクロ加工されている単一基板３０を含む。第１の信号コンタクト５０、第２の信号コンタクト５４、および第１のアクチュエータ制御コンタクト６０ａが、同じ基板３０上に配設されている。各コンタクトは外部接続（図示せず）を有して、外部信号にマイクロリレーを接続する。片持ち梁４０の一端が片持ち梁支持部３４上に配設されている。片持ち梁４０は、第２のアクチュエータ制御コンタクト６０ｂを含む。片持ち梁４０の第２の端部がショート・バー５２を含む。２つの導電アクチュエータ制御コンタクト６０ａおよび６０ｂが、ＭＥＭマイクロリレー１０の作動を制御する。
【０００９】
制御信号を用いずに、片持ち梁４０上のショート・バー５２が、支持部３４によって基板３０の上方に位置決めされる。片持ち梁４０がこの位置にあるとき、基板３０上の第１および第２の信号コンタクト５０および５４は電子的に接続されていない。第２のアクチュエータ制御コンタクト６０ｂと基板３０の制御接続上の第１のアクチュエータ制御コンタクト６０ａとの間の電位差によって生成される静電力を使用して、基板３０に向けて下に片持ち梁４０を引張る。ＭＥＭマイクロリレー１０は、導電性のショート・バー５２を使用して、片持ち梁４０および片持ち梁支持部３４と同じ基板３０に取り付けられた２つの信号コンタクト５０と５４の間の接続を形成する。基板３０へ引っ張られるとき、ショート・バー５２は、第１および第２の信号コンタクト５０および５４に触れ、それらを電気的に一体に接続する。片持ち梁４０は通常、片持ち梁静電アクチュエータ制御コンタクト６０ｂからショート・バー５２を離隔する絶縁セクション（図示せず）を有する。このようにして、第１の信号コンタクト５０と第２の信号コンタクト５４が、片持ち梁４０のショート・バー５２によって接続され、バー５２は、２つのアクチュエータ制御コンタクト６０ａおよび６０ｂの表面を使用する絶縁静電力機構によって操作される。コンタクト５０、５４およびショート・バー５２は通常、上述した問題により動作寿命が短い。
【００１０】
マイクロ加工された静電ＭＥＭマイクロリレー１０が、通常開いた（ＮＯ）スイッチ・コンタクト構造として示されている。アクチュエータ制御コンタクト６０ａと片持ち梁ビーム４０との間の開いたギャップは通常、数ミクロン（１／１００００００メートル）の幅である。ショート・バーと信号コンタクトの間のギャップもほぼ同じ寸法である。スイッチが閉じるとき、片持ち梁ビーム４０がさらに閉じるが、しかしアクチュエータ制御コンタクト６０ａと直接電気接触はしない。
【００１１】
信号コンタクト金属が水銀との湿潤性をもち、マイクロリレーの残りは湿潤性をもたない場合、水銀を、信号メタライゼーション上に堆積し、毛管作用によって片持ち梁の下にある活性コンタクト領域内に流すことを可能にすることができる。これらの閉じたスペーシングでの水銀架橋の問題に対処しなければならない。水銀コンタクトが含まれていないとき、コンタクトは、撥ね、および液体金属再充填の必要性を含めた上記の特許に記載された全ての問題を受ける。
【００１２】
水銀コンタクトが、従来のＭＥＭスイッチに関する主要な課題を表す。基板上のコンタクトとショート・バーとの間の典型的な物理離隔距離は、数マイクロメートルから数十マイクロメートルである。マイクロリレーの製造中にコンタクト表面上に水銀を配置するには、化学プロセスが水銀または他の液体金属に適合していることが必要となる。水銀は、鉛直構造マイクロリレーを製造するために使用される典型的なＣＭＯＳプロセスとの適合性が制限されているか、または適合性がない。
【００１３】
ショート・バーとコンタクトの間の閉じた離隔距離は、マイクロリレーがフル稼働した後にコンタクト上に水銀を挿入するのを困難にする。完全に機能しているコンタクトおよびショート・バーの表面への水銀の湿潤の適用は困難であり、これら閉じたスペーシングでの水銀架橋の問題を克服しなければならない。マクロスケール液体コンタクトに適用する際に知られている全ての問題が、ＭＥＭマイクロリレー１０の構造にも当てはまる可能性がある。したがって、このＭＥＭマイクロリレー設計への液体コンタクトの追加は、異なる構成技術および異なるコンタクト・システムの使用を必要とする。
【００１４】
静電アクチュエータを使用する鉛直構造ＭＥＭリレーは、図１で説明した片持ち梁に対する代替物として、複数のアンカ点と、接触ばねおよび解放ばねとを有するように製造することができる。接触ばねおよび解放ばねを有する無線周波数（ＲＦ）リレーの一例は、Ｍｉｃｒｏ  Ｍａｃｈｉｎｅｄ  Ｒｅｌａｙ  ｆｏｒ  Ｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，Ｋｏｍｕｒａ等、ＯＭＲＯＮ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  ４７th  Ａｎｎｕａｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｒｅｌａｙ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（Ａｐｒｉｌ  １９−２１，１９９９）Ｎｅｗｐｏｒｔ  Ｂｅａｃｈ，ＣＡ．，Ｐａｇｅ１２−１、および日本特許要約書、公開番号１１−１３４９９８、公開日１９９９年５月２１日に記載されている。
【００１５】
図２は、横方向アクチュエータを有する従来のＭＥＭスイッチを示す。マイクロリレー１０’は、ショート・バー支持部４４に接続された横方向アクチュエータ７０を支持する基板３２を有する。第１の導電制御コンタクト６０ａ’がハウジング基板３２に取り付けられ、第２の導電制御コンタクト６０ｂ’が基板３２に取り付けられる。ショート・バー５２’がショート・バー支持部４４上に配設されている。第１の信号コンタクト５０’と第２の信号コンタクト５４’が同じハウジング基板３０上に配設されている。ショート・バー５２’は、マイクロリレー１０’が閉じた位置にあるときに電気接触するように信号コンタクト５０’と５４’を配置する。
【００１６】
この従来のマイクロリレー構造に液体コンタクトを適用するのは、やはり上述した理由により困難である。基板上のコンタクトとショート・バーとの間の典型的な物理的離隔距離は数マイクロメートルである。ＭＥＭスイッチが製造された後に、コンタクト上に液体金属（例えば水銀）を挿入するのは困難である。
【００１７】
既存の技術の欠点をなくするＭＥＭリレーのさらなる改良が当技術分野で求められている。必要なのは、マイクロエレクトロメカニカル（ＭＥＭ）プロセスを使用して製造される直流（ＤＣ）またはＲＦマイクロリレーを形成するためにＭＥＭアクチュエータと組み合わされた長寿命、高電流、および高電圧コンタクト構造である。いくつかの適用例では、環境の考慮により、水銀を含まない液体金属コンタクトの使用が求められる。
【００１８】
（発明の概要）
数百ボルトの開回路および数アンペアの電流の閉回路に耐え、少なくとも１０億回の操作の動作寿命を有することができるコンタクト構造を製造することが望ましい。多くの適用例では、液体金属の使用によりＭＥＭリレーのコンタクトを改良することが求められている。水銀を使用することができる場合、液体金属コンタクトを含むコンタクト基板を別個に製造し、コンタクト基板をアクチュエータ基板に結合してＭＥＭリレーを形成することができる。
【００１９】
多くの金属および導電合金がＭＥＭ構造の残りに関して使用可能な温度で液化するので、液体金属は水銀に限定されない。従来のリレーの物理的サイズでは、コンタクトまたはリレー全体を加熱するという概念は実用的でないが、従来のリレー・コンタクトと比べたＭＥＭマイクロリレー・コンタクトの微視的特性は、コンタクト領域（またはＭＥＭマイクロリレー全体）を加熱して液体コンタクト動作を得ることを実現可能にする。
【００２０】
本発明のＭＥＭ設計および方法によって当技術分野における要求に対処する。本発明の教示によれば、ＭＥＭリレーは、アクチュエータと、アクチュエータ上に配設されたショート・バーと、コンタクト基板と、コンタクト基板上に配設された複数の液体金属コンタクトとを含み、それによりＭＥＭリレーが閉じた状態にあるときに複数の液体金属コンタクトが電気連絡をするように配置される。さらに、ＭＥＭリレーは、前記コンタクト基板上に配設されたヒータを含み、前記ヒータが、複数の液体金属コンタクトと熱的に連絡する。コンタクト基板はさらに、コンタクト基板上に配設された複数の湿潤金属コンタクトを含むことができ、複数の湿潤金属コンタクトがそれぞれ、複数の液体金属コンタクトのそれぞれに近接し、湿潤コンタクトがそれぞれ、複数の液体金属コンタクトのそれぞれに電気的に連絡する。
【００２１】
そのような構成では、コンタクト・システムが、通常の温度でリレーが動作している間にヒータを使用して液化することができる、ＭＥＭ製造技術に適合するコンタクト材料を利用することができる。湿潤金属コンタクトおよび液体金属コンタクトが、ＭＥＭリレーの長寿命、高電流、および高電圧コンタクトを提供する。さらに、いくつかの適用例では、水銀の使用を回避することができる。
【００２２】
本発明のさらなる態様では、ＭＥＭリレーは、アクチュエータと、アクチュエータ上に配設された非湿潤金属ショート・バーと、上面および下面を有し、非湿潤金属ショート・バーと離隔関係にあるコンタクト基板とを含む。ＭＥＭリレーはさらに、コンタクト基板の下面に配設された第１の信号コンタクトを有するコンタクト基板の上面に配設された第１の液体金属コンタクトと、液体金属で被覆された外面および内面を有し、コンタクト基板を通過し、ＭＥＭリレーが閉じた状態にあるときに電気連絡するように第１の液体コンタクトおよび第１の信号コンタクトを配置する第１のバイア（ｖｉａ）とを含む。最終的に、ＭＥＭリレーは、コンタクト基板の下面に配設された第２の信号コンタクトを有するコンタクト基板の前記上面に配設された第２の液体金属コンタクトと、液体金属で被覆された外面および内面を有し、前記コンタクト基板を通過し、ＭＥＭリレーが閉じた状態にあるときに電気連絡するように前記第２の液体金属コンタクトおよび前記第２の信号コンタクトを配置する第２のバイアとを含む。
【００２３】
そのような構成では、ＭＥＭマイクロリレー内への液体金属コンタクトの挿入は、液体金属の毛管流を利用して、マイクロリレーが完全に製造された後に液体金属を挿入することによって達成することができる。この方法により、ＭＥＭコンタクト構造をＭＥＭアクチュエータと共に製造することができる。
【００２４】
本発明の別の態様によれば、ＭＥＭリレーを製造する方法が、アクチュエータを提供するステップと、アクチュエータ上に配設される非湿潤金属ショート・バーを提供するステップと、上面および下面を有し、非湿潤金属ショート・バーと離隔関係にあるコンタクト基板を提供するステップと、コンタクト基板の上面に配設される第１の液体金属コンタクトを提供するステップとを含む。この方法はさらに、コンタクト基板の下面に配設される第１の信号コンタクトを提供すること、液体金属で被覆された外面および内面を有し、コンタクト基板を通過し、ＭＥＭリレーが閉じた状態にあるときに電気連絡するように第１の液体金属コンタクトおよび第１の信号コンタクトを配置する第１のバイアを提供すること、およびコンタクト基板の上面に配設された第２の液体金属コンタクトを提供することを含む。最終的に、この方法は、コンタクト基板の下面に配設された第２の信号コンタクトを提供すること、液体金属で被覆された外面および内部を有し、コンタクト基板を通過し、ＭＥＭリレーが閉じた状態にあるときに電気連絡するように第２の液体金属コンタクトおよび第２の信号コンタクトを配置する第２のバイアを提供すること、ならびに第１および第２のコンタクトを濡らすために第１および第２のバイアを介して液体金属を導入することを含む。
【００２５】
そのような製造技法を用いると、液体金属コンタクトは、バイアを介して供給される外部源からの液体金属を受け取ることができる。さらに、より大量の液体金属が、導電金属ショート・バーを必要とせずに物理的電気接続を形成することができる液体金属コンタクトを形成することができる。本発明の技法で製造されるコンタクトは、より長い寿命を有し、より高い電流を搬送することができ、ＭＥＭリレーで使用される典型的なコンタクトよりも高い電圧信号を取扱うことができる。
【００２６】
本発明の別の態様によれば、ＭＥＭリレーは、少なくとも２つの液体金属コンタクトを有する別々に製造されたコンタクトを含む。制御基板はアクチュエータ基板に結合されている。そのような構成では、コンタクト・システムが作動システムと別々に製造され、次いで２つのアセンブリが一体に結合され、湿潤金属コンタクト表面上に挿入される液体金属の使用と、電気的および機械的コンタクトで配置することができる液体金属コンタクトの使用とを可能にする。液体金属湿潤金属コンタクトおよび液体金属コンタクトが、ＭＥＭリレー用の長寿命、高電流、および高電圧コンタクトを提供する。
【００２７】
本発明の教示は電気適用例に関して開示しているが、当業者に明らかなように、この教示を他のＭＥＭリレー構造および他の適用例にも使用することができる。
【００２８】
本発明のこれらおよびその他の目的、態様、特徴、および利点は、以下の図面、詳細な説明、および特許請求の範囲からより明らかになるだろう。
本発明の以下の特徴、および本発明自体は、以下の図面の説明により、さらに詳しく理解することができる。
【００２９】
（発明の詳細な説明）
本発明の詳細な考察を始める前に、いくつかの導入概念および用語を説明する。用語「液体金属コンタクト」は、電流伝導中の対合表面が溶融金属または溶融金属合金からなる電気コンタクトを指す。液体金属コンタクト（溶融金属）は、固体（非溶融）構造によって維持される（定位に保持される）。固体構造は、液体金属、例えば水銀の層を維持するために湿潤があるものにすることができる。用語「液体金属コンタクト」はまた、液体金属の位置を制御するために、ＭＥＭデバイスまたは維持構造の金属表面上での表面張力によって定位に保持される構造、例えば小滴を形成するある量の液体金属を指すこともできる。用語「スイッチ」と「リレー」は交換可能に使用される。
【００３０】
ＭＥＭデバイスは通常、現在の集積回路製造に適合する基板を使用して構築されるが、本明細書で開示する電子スイッチまたはリレー構造のいくつかは、正常の実装にそのような基板を必要としない。電子コンタクト基板は、所望のスイッチ性能に適合し、かつアクチュエータとスイッチ部が別々に製造される場合には電子アクチュエータ構造とのインターフェースに適した特性（誘電損、耐電圧など）を有さなければならない。
【００３１】
ＭＥＭデバイスでの従来の金属コンタクトは、動作寿命が限られている。液体金属コンタクトは、コンタクト・システムの動作寿命を改善することができる。しかし、従来のマイクロリレー構造に液体コンタクトを適用するのは困難である。例えば、基板上のコンタクトと片持ち梁アクチュエータとの間の典型的な物理的離隔距離は数マイクロメートルである。この離隔距離は、ＭＥＭスイッチがフル稼動した後でコンタクト上に水銀を挿入するのを困難にする。（高い片持ち梁支持部を必要とする）片持ち梁での広いスペーシングの使用は、動作に必要な制御電圧を増大させる。
【００３２】
ここで図３を参照すると、高性能ＭＥＭリレー１００が集積パッケージとして示されている。図３は、アクチュエータまたはコンタクト機構の詳細を伴わずに、ＭＥＭリレー１００に関する概略構成集積パッケージングを示す。ＭＥＭリレー１００は、モジュラ・リレー１００を形成するために、アクチュエータ基板１０４に結合された信号コンタクト基板１０６（コンタクト領域とも呼ばれる）を含む。最終的なパッケージ（図示せず）は、（機械的ソーイングによって基板全体から個々のダイを分離する際の必要に応じて）一辺が数ミリメートルになる可能性があり、印刷配線板およびハイブリッド・モジュールに関する現行製造技法が、２つの信号コンタクト１０８および１０９と、２つの制御コンタクト１０２ａおよび１０２ｂとの間の必要なスペーシングを決定する。
【００３３】
ＭＥＭリレー１００は、自己パッケージング・マイクロリレーを提供するように構成されている。ＭＥＭリレー１００への上部および底部カバー（図示せず）の追加により、完全な自己パッケージング・アセンブリが作成される。基板の外部に外部接続信号コンタクト１０８および１０９と制御コンタクト１０２ａおよび１０２ｂとを配置することにより、全アセンブリを表面実装コンポーネントとして使用することができる。ＭＥＭリレー１００は、（ハイブリッド・モジュールなど）より高レベルのアセンブリの一部として使用することもできる。完全に集積された構成が、従来のパッケージング技法に関連する別個の大きなパッケージまたは内部結合ワイヤを必要なくする。
【００３４】
次に図３Ａを参照すると、別個のアクチュエータ基板とコンタクト基板に基づく代替実施形態、ここでは鉛直ＭＥＭリレー１０１が示されている。鉛直ＭＥＭリレー１０１は、各基板が別々に製造された後にコンタクト基板１１４と組み立てられるアクチュエータ基板１１２を含む。
【００３５】
アクチュエータ基板１１２は、加工された片持ち梁支持部１２０と、第１のアクチュエータ制御コンタクト１２４ａとを含む。片持ち梁１２２の一端が、片持ち梁支持部１２０に配設され、第２のアクチュエータ制御コンタクト１２４ｂを含む。片持ち梁１２２の他端は、ショート・バー１２３を含む。２つの導電アクチュエータ制御コンタクト１２４ａおよび１２４ｂが、鉛直ＭＥＭリレー１０１の作動を制御する。
【００３６】
液体金属信号コンタクト１１６および１１８が、別個のコンタクト基板１１４上に製造されている。鉛直作動ＭＥＭスイッチへ液体コンタクトを追加するには、コンタクト基板１１４をアクチュエータ基板１１２と別々に製造する必要がある。液体信号コンタクト１１６および１１８は、好ましくは、水銀を使用する液体金属導電面を有する。液体金属信号コンタクト１１６および１１８に関する別々の製造プロセスにより、コンタクト構造上の液体金属の量を注意深く制御することができる。コンタクト基板１１４は、液体金属が塗布された後にアクチュエータ基板１１２と組み立てられる。液体金属信号コンタクト１１６および１１８とコンタクト基板１１４との間に追加の層、例えば湿潤金属コンタクトおよび絶縁層を製造することができることを理解されたい。
【００３７】
動作中、制御信号が印加されていない状態では、鉛直ＭＥＭリレー１０１が開いた位置にある。この位置では、片持ち梁１２２のショート・バー１２３が、支持部１２０によってアクチュエータ基板１１２の上方に持ち上げられ、またコンタクト基板１１４の上方に持ち上げられている。コンタクト基板１１４上の第１の液体金属信号コンタクト１１６と第２の液体金属信号コンタクト１１８は接続されていない。第２のアクチュエータ制御コンタクト１２４ｂと、アクチュエータ基板１１２上の第１のアクチュエータ制御コンタクト１２４ａとの間の電位差によって生成される静電力を使用して、片持ち梁１２２をアクチュエータ基板１１２に向けて下に引張る。また、これを使用して、片持ち梁１２２を、アクチュエータ基板１１２に結合された、別々に製造されたコンタクト基板１１４に向けて下に引張る。
【００３８】
鉛直ＭＥＭリレー１０１は、導電性ショート・バー１２３を使用して、別個のコンタクト基板１１４に取り付けられた２つの信号コンタクト１１６と１１８の間の接続をなす。ショート・バー１２３は、個別コンタクト基板１１４に向けて引張られるとき、第１および第２の液体金属信号コンタクト１１６および１１８の液体金属面に触れ、それらを互いに電気的に接続する。片持ち梁１２２は通常、片持ち梁静電制御コンタクト１２４ｂからショート・バー１２３を離隔する絶縁セクション（図示せず）を有する。このようにして、第１の液体金属信号コンタクト１１６と第２の液体金属信号コンタクト１１８は、片持ち梁１２２のショート・バー１２３によって接続され、これは、２つのアクチュエータ制御コンタクト１２４ａおよび１２４ｂの表面を使用する絶縁静電力機構によって操作される。
【００３９】
鉛直ＭＥＭリレー１０１は、通常開いた（ＮＯ）スイッチ・コンタクト構造として示されている。導電制御コンタクト１２４ａと片持ち梁１２２ビームとの間に開いたギャップは通常、幅が数ミクロン（１／１００００００メートル）である。鉛直ＭＥＭリレー１０１が閉じた位置にあるとき、片持ち梁ビーム１２２は、導電アクチュエータ制御コンタクト１２４ａに近接する。しかし、制御面、アクチュエータ制御コンタクト１２４ａと１２４ｂは直接電気接触することはできず、そうでなければ制御信号が短絡される。アクチュエータ基板１１２はコンタクト基板１１４と別々に製造されるので、第１および第２の液体金属信号コンタクト１１６および１１８に塗布される液体金属は、導電アクチュエータ制御コンタクト１２４ａおよび片持ち梁ビーム１２２の動作に干渉しない。
【００４０】
動作中、コンタクト基板１１４は、片持ち梁ビーム１２２とアクチュエータ基板１１２とに精密に位置合わせされ、片持ち梁ビーム１２２およびショート・バー１２３を、個別コンタクト基板１１４上に製造された液体金属信号コンタクト１１６および１１８を含み、かつ液体金属を含有するコンタクト・サブシステムに向かって下に引張ることができるようにする。片持ち梁ビーム・アクチュエータに関して鉛直静電制御システムによって生成される弱い力が追加の問題である。そのような弱い力は、片持ち梁ビームが利用可能な移動範囲を制限し、液体コンタクト材料による片持ち梁ビームの湿潤は、片持ち梁ビームをコンタクトから離れるように引くことができないようにする程の表面張力を生成する場合がある。これは、故障した（短絡した）マイクロリレー・システムをもたらす。この問題を緩和するために、好ましくはショート・バー１２３は非湿潤である。
【００４１】
静電アクチュエータを使用する鉛直構造ＭＥＭリレーは、片持ち梁ビーム１２２の代替物として、複数のアンカ点と、接触ばねおよび解放ばねとを有するように製造することができることを理解されたい。そのような多層鉛直構造は、コンタクト基板が移動可能アクチュエータ基板と別々に製造されるので、液体コンタクトの使用に適している。
【００４２】
アクチュエータとスイッチ構造の別個の製造は、液体コンタクト材料として水銀が使用されない場合は必要なく、液体コンタクト材料が動作温度で固体化するのを防止するための方法および構造（例えばコンタクト基板上に配設されたヒータ（図示せず））を提供することができる。
【００４３】
次に図４を参照すると、図１の代替実施形態、ここでは簡略化された鉛直ＭＥＭリレー１１０が図示される。鉛直ＭＥＭリレー１１０は、図１の要素のいくつかを含み（図１のリレーと同様の要素は同じ参照符号を付して提供されている）、さらにコンタクト基板３０上に配設されたヒータ１２９を含む。１つの好ましい実施形態では、湿潤金属コンタクト１２５および１２７が、ニッケル（Ｎｉ）を使用してコンタクト基板３０上に製造される。液体金属コンタクト１２６および１２８は、それぞれ湿潤金属コンタクト１２５および１２７上に配設される。表面張力は、コンタクト表面上の液体金属に対する保持効果を有する。表面張力はまた、コンタクトが開いているときに撥ねによる液体金属の損失を制御する助けをする。好ましくは、液体金属コンタクト１２６および１２８用に金（Ａｕ）が使用され、当技術分野で知られている技法を使用して製造することができる。
【００４４】
動作中、ヒータ１２９は、液体またはほぼ液体のコンタクト層を維持するために液体金属コンタクト１２６および１２８に伝導される十分な熱を供給する。ヒータ１２９は、好ましくは、湿潤金属コンタクト１２５および１２７を溶融することなく液体金属コンタクト１２６および１２８層でのマイクロ溶融をもたらすのに十分な熱を提供する。水銀以外では、典型的なコンタクト材料は、通常のリレー動作温度で固体化する。典型的な材料を使用する液体金属コンタクトの利点を得るためには、いくつかの形態の熱源が存在し、電流がマイクロリレー・コンタクト内を流れる間、溶融材料状態を維持しなければならない。熱源は外部にあっても内部にあってもよい。内部熱源は、液体金属コンタクト近傍のコンタクト領域に関する個別ヒータであっても、マイクロリレー全体を加熱することができるものであってもよいことを理解されたい。コンタクト領域は、電流の流れによりコンタクト材料内で発生したオーム（ジュール）熱によって加熱することができる。加熱方法の組合せを同時に採用することもできる。熱制御アクチュエータも熱を発生することができる。他の加熱方法も当技術分野で知られており、本明細書では特には論じない。
【００４５】
コンタクトが閉じているときの適当な抵抗接触（１〜１０オームなど）の存在が、コンタクト加熱を促進する。微細溶接を切断することによる開放プロセス中にコンタクトが引き離される場合、コンタクト表面がおそらく非常に粗くなる。粗い表面は、閉鎖時に適当な接触抵抗をもたらす場合がある。閉鎖時の適当な接触抵抗が、液体金属コンタクト１２６および１２８の急速加熱をもたらし、液体金属の形成によって良好なコンタクト・システムを復元する。
【００４６】
溶融作用は各閉鎖時に摺動摩耗をなくするので、ＭＥＭリレー１１０の開閉中の摺動摩耗による液体金属コンタクト１２６および１２８に対する損傷が低減される。ＭＥＭリレー１１０のコンタクト構造を使用する他のリレー構成は、片持ち梁構造の代替物として、複数のアンカ点と、接触ばねおよび解放ばねとを有するように製造されたエラストマー・アクチュエータと組み合わせることができることを理解されたい。平坦面、および凸形および凹形などの対合表面を含めた、しかしそれらに限定されない様々なタイプのコンタクト形状を使用することができる。
【００４７】
次に図４Ａを参照すると、図４の代替実施形態であるＭＥＭリレー１１０’は、コンタクト基板３０と湿潤金属コンタクト１２５および１２７との間でコンタクト基板３０上に配設され、液体金属コンタクト１２６および１２８に近接する個別ヒータ１２９’を含む。このヒータ１２９’の構成では、熱を、より効率的に、かつより高い制御で液体金属コンタクト１２６および１２８に送達することができる。
【００４８】
次に図５を参照すると、液体コンタクトを利用することができる横方向ＭＥＭリレー１３０が示されている。横方向ＭＥＭリレー１３０は、別々のアクチュエータ基板１４０とコンタクト基板１４６を使用して製造することができ、水銀を使用してコンタクトを濡らす場合には基板１４６上のコンタクトに液体金属を塗布した後にこれらの基板が一体に結合される。別法として、ヒータ（図示せず）を使用して、水銀または個別製造および結合を必要とせずに液体金属コンタクトを提供することができる。
【００４９】
横方向ＭＥＭアクチュエータ１７０がアクチュエータ基板１４０上に製造されている。ショート・バー支持部１４４が、一端で横方向ＭＥＭアクチュエータ１７０に接続され、他端でショート・バー１３２に接続される。横方向ＭＥＭアクチュエータ１７０は、２つの別々に製造された構造、アクチュエータ基板１４０とコンタクト基板１４６を結合するときに、実現可能な横方向構造に液体コンタクトを塗布するのに十分な移動距離に関連する高いコンタクト作成および切断力を有することができる。ショート・バー１３２は、好ましくは金属構造として製造され、非湿潤である。
【００５０】
第１の湿潤金属信号コンタクト１４９および第２の湿潤金属信号コンタクト１５３がコンタクト基板１４６上に製造される。ショート・バー１３２が液体金属によって濡らされた場合、コンタクトを開くようにショート・バー１３２が引き戻されるときに、湿潤表面１４９および１５３からショート・バー１３２に液体金属が架橋することによってコンタクト切断操作が複雑になる。ショート・バー１３２は、好ましくは、この問題を回避するために非湿潤である。
【００５１】
ヒータ（図示せず）が使用されない場合、液体金属、好ましくは水銀が、製造中にコンタクトに塗布されて液体金属コンタクト１５０および１５４を形成する。湿潤金属信号コンタクト１４９および１５３は、コンタクト基板１４６に固定された金属構造（水銀が使用される場合、好ましくは銀）であり、あるいはコンタクト基板１４６の壁に取り付けられた金属である。好ましい構成方法は、バルクまたは表面マイクロ加工または深い反応性イオン・エッチングを含む。
【００５２】
液体金属コンタクト１５０が、第１の湿潤金属信号コンタクト１４９上に配設され、液体金属コンタクト１５４が、第２の湿潤金属信号コンタクト１５３上に配設される。ヒータ（図示せず）が使用される場合、好ましくは、液体金属コンタクト１５０および１５４の用に金が使用される。液体金属として金が使用される場合、湿潤金属信号コンタクト１４９および１５３は、好ましくはニッケル構造である。コンタクト構造を製造するために使用することができる湿潤金属と液体金属の他の組合せが存在することを理解されたい。湿潤金属信号コンタクト１４９および１５３は、追加の絶縁層（図示せず）によってコンタクト基板１４６から絶縁することができる。いくつかの基板は部分的に導電性があるので、時として絶縁層が必要になる。湿潤金属コンタクトが絶縁基板に接着する場合、絶縁基板は絶縁層を必要としない。
【００５３】
動作中、アクチュエータは、第１の液体金属コンタクト１５０および第２の液体金属コンタクト１５４に向けてショート・バー１３２を移動させるように動作する。ショート・バー１３２が液体金属コンタクト１５０および１５４の液体金属面に接するとき、液体金属コンタクト１５０と１５４、および湿潤金属信号コンタクト１４９と１５３が電気的に接続される。
【００５４】
図５に示される状態にショート・バー１３２を戻すことにより、液体金属コンタクト１５０と１５４、および湿潤金属信号コンタクト１４９と１５３を開く。ショート・バー１３２は、好ましくは非湿潤であり、したがってコンタクトを効率良く切断することができる。液体金属コンタクト１５０および１５４がショート・バー１３２を濡らした場合、液体金属コンタクト１５０および１５４が開かれるとき、液体金属がショート・バー１３２に接着し、液体金属の液体表面張力によってギャップ領域内に引かれる。これは、コンタクトが開くのを妨げる可能性がある。この問題を緩和するために、ショート・バー１３２は非湿潤であることが好ましい。
【００５５】
横方向ＭＥＭリレー１３０は、組み立てられたとき、図２に関連して前述した従来の横方向作動マイクロリレーと同様に動作する。しかし、動作温度での液体金属コンタクト１５０および１５４を有する個別コンタクト構造１４６によって、またはより低温で加熱された液体金属コンタクトを使用することによって可能になる液体コンタクト面の使用により、非常に低い抵抗を有する大きな電流搬送断面を可能にする。注意深い構成により、寄生（ｐａｒａｓｉｔｉｃ）インダクタンスおよびキャパシタンスを制御することによって、横方向ＭＥＭリレー１３０が、極端に高い周波数での信号と共に使用可能になる。高電流を取り扱うことができる能力は、気化点まで液体金属の加熱をもたらすコンタクト構造の損失の関数である。液体コンタクトで発生した熱に低い熱抵抗（および大きな熱質量）を提供することによって余分な加熱を制御することができる。低温で動作する代替実施形態では、横方向ＭＥＭリレー１３０が、液体金属コンタクト１５０および１５４の液体金属付近にヒータ構造（図示せず）を含み、コンタクトが固体化しないようにすることができる。正の温度係数の抵抗材料を使用する加熱構造は、必ずしも個別の温度センサを必要としない。正の温度係数の材料が加熱されるとき、増大した抵抗が、発生する熱を低減し、コンタクト温度を安定にする。液体金属コンタクト・システムのオーム損失も熱を供給し、電流を搬送するときに液体状態でコンタクトを維持する傾向がある。
【００５６】
横方向ＭＥＭリレー１３０がいくつかの技法の任意のものを使用してアクチュエータ運動を達成することができることを理解されたい。例として、静電コーム・アクチュエータ、磁気アクチュエータ、圧電アクチュエータ、および熱アクチュエータが含まれる。
【００５７】
次に図６を参照すると、代替液体コンタクト充填技法を使用して製造された横方向ＭＥＭリレー１６０のコンタクト領域が示されている。コンタクト・システム全体は示されていない。図６は、ＭＥＭリレー１３０のショート・バー１３２（図５）と、液体金属コンタクト１５０および１５４（図５）とに関する代替構造を示す。ＭＥＭリレー１６０は、個別アクチュエータ基板と個別コンタクト基板の結合を必要としない。横方向ＭＥＭリレー１６０コンタクト構造は、アクチュエータ１８０に配設されたショート・バー１８４を含む。ショート・バー１８４は、好ましくは、非湿潤金属表面を有するように製造される。コンタクト基板１８８は、非湿潤金属ショート・バー１８４から離隔され、そこに面しているコンタクト基板１８８の表面上の２つの液体金属コンタクト１８５および１８６を含む。好ましくは、基板壁の内面は、液体金属を維持するために液体金属コンタクト用の２つの湿潤領域（図示せず）を有するように処理されたコンタクト表面を有する。液体金属コンタクト１８５および１８６は、コンタクト基板１８８の表面上の２箇所での鉛直な金属被覆部（メタライゼーション）である。各液体金属信号コンタクト１８５および１８６は、コンタクトをコンタクト基板１８８の外縁部に接続する導電バイア１９４を有する。２つの外部信号コンタクト１９０および１９２が、コンタクト基板１８８の外縁部に配設されている。
【００５８】
バイア１９４は、基板内にマイクロ加工された孔である。バイア１９４は、基板の一面から基板を介して反対面に進むアクセス経路である。マイクロ加工後、バイア１９４を、液体コンタクト金属を用いて湿潤金属でライニングして、基板を介する金属面を形成することができる。バイア１９４は、個々のＭＥＭデバイスを保持するウェハのダイシング後に、コンタクト基板１８８内に配置される。バイア１９４領域は湿潤であり、毛管流が、外部液体金属源からバイア１９４を介して充填される液体金属でコンタクト領域を充填することができるようにする。
【００５９】
組立て後、液体金属がバイア１９４の外面に塗布され、毛管作用が液体金属を内部に引く。表面張力および毛管作用により、２つのコンタクト領域が液体金属でコーティングされる。次いでバイア１９４への外部アクセスが封止され、２つの外部信号コンタクト１９０および１９２がコンタクト基板１８８の外部に配置される。
【００６０】
動作中、金属ショート・バー１８４は、横方向ＭＥＭリレー１６０が開くときにコンタクトの架橋を回避するために、好ましくは液体金属コンタクト１８５および１８６に対して非湿潤である。ＭＥＭリレー１６０が閉じるとき、金属ショート・バー１８４が液体金属信号コンタクト１８５および１８６に接し、導電バイア１９４を介して２つの外部信号コンタクト１９０および１９２に電気的に接続する。金属ショート・バー１８４の湿潤化は、横方向ＭＥＭリレー１６０が開くときにコンタクトとショート・バーとのスペーシングが液体金属の表面張力の架橋距離を超えることを必要とする。
【００６１】
この構造は、ＭＥＭアクチュエータ１８０およびＭＥＭコンタクトのメタライゼーションの製造後に、液体金属コンタクト１８５および１８６へ液体金属を塗布することを可能にする。毛管作用が、液体金属コンタクト１８５および１８６上に液体金属を再び満たすために使用される。
【００６２】
金属ショート・バー１８４は、液体金属コンタクト１８５および１８６の液体金属表面と接触する非湿潤導電面を有するように製造することができる。金属ショート・バー１８４の相当な湿潤は、液体金属コンタクト１８５および１８６から金属ショート・バー１８４への液体架橋の形成をもたらし、その結果、アクチュエータ１８０が後退されたときに開く際に液体金属コンタクト１８５および１８６の故障をもたらす可能性がある。液体金属コンタクト１８５および１８６上のコンタクト材料は、液体金属を保持するために湿潤がなければならない。
【００６３】
任意選択で湿潤ショート・バー（図示せず）が使用される場合、液体金属コンタクト領域から、液体金属の表面張力が任意の架橋短絡回路を切断する点まで後退することができなければならない。
【００６４】
好ましくは、各湿潤コンタクト面上に定義量の液体金属が存在する。コンタクトに使用される液体金属を低い動作温度で液状で維持するために、必要であれば、加熱デバイス（図示せず）をコンタクト基板１８８に結合することができる。例えば、ヒータが、摂氏マイナス３７度未満の温度で水銀が固体化しないようにする。ヒータは、正の温度係数の抵抗器であり、したがって加熱出力および液体金属温度がいくぶん自己調整的である。ヒータは、１つまたは複数のマイクロリレーがそこに熱接触する外部デバイスであってもよい。
【００６５】
上部カバー（図示せず）と底部カバー（図示せず）をＭＥＭリレー１６０に結合して、全ての面で封止パッケージを形成することができ、図３に示されるような構造を形成するために外部信号コンタクト１９０および１９２と制御接続（図示せず）とをＭＥＭリレー１６０の外面で利用可能である。
【００６６】
コンタクト構造は、コンタクト基板の壁の鉛直寸法全体を占める。さらに、アクチュエータ１８０に関する側壁にある小さなクリアランスのみを有してコンタクト領域を取り囲む側壁（図示せず）が存在し、それによりコンタクト基板１８８の周りのコンタクト領域が効果的に封止され、撥ねの問題を最小限に抑える。シールは、基板壁の非湿潤表面に対する液体金属の表面張力により得られる。コンタクトを有する壁のみが図６に示されている。完全な構造は、図３および５に関連して示されるパッケージング構成と同様である。
【００６７】
次に図７を参照すると、ＭＥＭリレー２００が、アクチュエータ基板２２０に製造された横方向アクチュエータ２２８と、別個に製造されたコンタクト基板２４０とを含む。コンタクト基板２４０は、液体金属コンタクト２５０および２５４と、外部接続２４４とを含む。コンタクト基板２４０はまた、バイア２４２を介して液体金属コンタクト２５０および２５４に接続された外部信号コンタクト２４４を含む。この構造は、図３に関連して示されるパッケージング構成と同様である。
【００６８】
横方向アクチュエータ２２８は通常、アクチュエータ基板２２０の中央にあるウェル内に製造され、アクチュエータ基板２２０によって支持される。横方向アクチュエータ２２８の運動は、アクチュエータ製造基板２２０に関するものである。アクチュエータ２２８は通常、（液体金属コンタクト２５０および２５４に向かう、またはそこから離れる）運動方向に力を発生することができる。アクチュエータ製造基板２２０は、アクチュエータを制御するために信号を結合するための外部アクチュエータ制御コンタクト２２４ａおよび２２４ｂを有する。アクチュエータ制御用のこれらの外部アクチュエータ制御コンタクト２２４ａおよび２２４ｂをアクチュエータ製造基板２２０の外面で利用可能にすることにより、図３に関連して上述した一体型自己パッケージングＭＥＭリレーの製造が可能になる。
【００６９】
絶縁アクチュエータ・スペーサ２３２が、横方向アクチュエータ２２８とショート・バー２３６の間に接続されている。絶縁アクチュエータ・スペーサ２３２の目的は、アクチュエータ制御経路からの信号経路の絶縁を保証することである。制御経路からの信号経路の絶縁は、液体金属コンタクトの使用に関する要件ではなく、しかし一般に、マイクロリレーの有用な適用に関する要件である。
【００７０】
液体金属コンタクト２５０および２５４とショート・バー２３６とはどちらも、好ましくは実質的に平坦な面である。他のコンタクト表面も任意に選択されることを理解されたい。ＭＥＭリレー２００は、結合点２３８でアクチュエータ基板２２０と、別個に製造されたコンタクト基板２４０とを結合することによって組み立てられる。ＭＥＭリレー２００は、液体金属信号コンタクト２５０および２５４付近でコンタクト基板２４０上に配設されたヒータ２４８を含み、コンタクトが固体化されないようにすることができる。液体金属として水銀が使用されない場合、アクチュエータ基板２２０およびコンタクト基板２４０の個別製造および結合は必要とされない。追加の金属経路（図示せず）の使用によって液体金属コンタクト２５０および２５４が外部接続２４４に電気的に接続される場合、バイア２４２の使用は必要ない。
【００７１】
次に図８を参照すると、代替ＭＥＭリレー２５８が、液体コンタクトを使用するショート・バー２６２とコンタクト構造２７６との構成を有する。コンタクト基板２７６は、湿潤化し得る金属コンタクト２６４および２６５を含む。湿潤化し得る金属コンタクト２６４および２６５は、バイア２８０を介して外部信号コンタクト２７８に接続する。液体金属コンタクト２７４および２７５は、湿潤金属コンタクト２６４および２６５上に配設される。アクチュエータ（図示せず）は、アクチュエータ絶縁スペーサ２６８に接続される。
【００７２】
絶縁スペーサ２６８は、第２のショート・バー（図示せず）に両端で接続することができ、両端にあるコンタクト・アセンブリ（図７には一端のみが示されている）が、２つの対向するコンタクト・セットを有するＭＥＭリレー２５８の製造を可能にし、それによりＭＥＭリレー２５８は、常に閉じられている一方または他方のコンタクト・セットを有することができるが、しかし一度に両方が閉じられることはない。これは、ＭＥＭリレー２５８用の単極双投スイッチの構成を可能にする（時として、現行リレー用語でＦｏｒｍ  Ｃと呼ばれる）。３位置機能（アクティブ左、静止中央、アクティブ右）を有するアクチュエータの使用は、２つのコンタクト・セットを両方とも活動化しない、または一方を活動化する代替ＭＥＭリレー構成を開発できるようにする。
【００７３】
ここで、ショート・バー２６２は、メタライズされた側面に円錐形凹部またはＶ字形凹部、およびガス・ベント２６０を有して、捕捉されたガスが、ショート・バー２６２と液体金属コンタクト２７４および２７５との間の領域から逃げられるようにする。ガス圧が一様化されている必要がない場合、またはスイッチング速度が最大である必要がない場合、ガス・ベント２６０は必要ない。Ｖ字形構造のショート・バー２６２は、ガスが逃げるのを可能にする開端部を含む。液体金属は、ガス抜き機構を介して逃げるのを防止されている。ガス・ベント２６０は、捕捉ガスを抜くことが可能な程度に十分に小さく、しかし液体金属上の内圧が液体金属の表面張力を克服することができ、ガス・ベント２９０を介して液体金属を進められるほど大きくはない。
【００７４】
一実施形態では、わずかな余剰液体金属がコンタクト上に配置され、ショート・バー２６２が、液体金属コンタクト２７４の液体を液体金属コンタクト２７５の液体に触れさせる。図８は、コンタクトが開いているＭＥＭリレー２５８を示し、図９は、コンタクトが閉じているＭＥＭリレー２５８を示す。
【００７５】
次に図９を参照すると、図８のＭＥＭリレー２５８が閉じた位置で示されている。ショート・バー２６２が液体金属コンタクト２７４および２７５に向けて移動し、そこに接触するとき、バイア２８０を介して接続された外部信号コンタクト２７８を含めた信号回路が閉じられる。アクチュエータ（図示せず）がコンタクトに向けてショート・バー２６２を移動させるとき、液体金属コンタクト２７４および２７５は、液体コンタクト２７４と２７５の間の領域に向けて部分的にずらされ、移動される。十分なコンタクト液体が液体金属コンタクト２７４と２７５の間のボリューム内に移動されると、コンタクト液体は、非湿潤ショート・バー金属２６２に並列に、湿潤金属コンタクト２６４と２６５の間の追加の電流経路を形成する。このコンタクト構造は、外部信号コンタクト２７８に電気的に一体に接続するための２つの経路を提供し、一方の経路は、液体金属コンタクト２７４からショート・バー２６２を介して液体金属コンタクト２７５に進み、第２の経路は、直接液体金属コンタクト２７４を介して液体金属コンタクト２７５と物理的に直接接触する。
【００７６】
次に図１０を参照すると、ＭＥＭリレー２５８の代替実施形態であるＭＥＭリレー２８６が、液体金属コンタクト２７４および２７５内に十分な液体金属を有し、それにより非湿潤金属ショート・バーをなくすことができ、コンタクト・プロセスは、コンタクトを作成する液体金属作成範囲内に完全にある。導電金属層を有さない円錐形またはＶ字形液体運動バー２９２がアクチュエータ基板２９０に配設されている。液体運動バー２９２は、図８の２つの液体金属構造２７４および２７５を図示した１つの導電構造に組み合わせるために使用される非導電機械構造である。
【００７７】
動作中、アクチュエータ基板２９０に配設された円錐形またはＶ字形液体運動バー２９２が、液体金属コンタクト２７４と２７５を互いに押し、液体運動バー２９２が液体内に移動されるときに液体の撥ねを制御する。液体金属コンタクト２７４と２７５が機械的に互いに押されるとき、それらは電気接触状態にある。液体が内側に撥ねる場合、接触領域からの液体損失はなく、ＭＥＭリレー２８６の動作寿命が延びる。ガス・ベント２６０は、コンタクト液体が逃げるのを防止するのに十分小さくなければならない。コンタクト液体の表面張力は、ベントを介する液体の逃げを制御する際に重要な因子となる。
【００７８】
アクチュエータ（図示せず）が、後退力能力、および液体金属内に液体運動バー２９２を押す能力を有する。したがって、アクチュエータは、コンタクト間の信号経路の開閉に加担する。
【００７９】
ＭＥＭリレー２８６は、液体金属信号コンタクト２７４および２７５付近でコンタクト基板２７６上に配設されたヒータ（図示せず）を含み、コンタクトが固体化しないようにすることができる。
【００８０】
次に図１１および１２を参照すると、ＭＥＭリレー３００は、図８、９、および１０で示される開いたシステム・コンタクト構造を有するＭＥＭリレー２５８および２８６の修正バージョンである。ＭＥＭリレー３００は、封止液体金属コンタクト・システムを有する閉じたコンタクト領域およびアクチュエータ構造を含む。図１１は、開いた位置でＭＥＭリレー３００を示す。
【００８１】
ＭＥＭリレー３００は、ＭＥＭリレー３００が開いた位置にあるときに、非湿潤金属ショート膜３１６から離隔されたアクチュエータ３１０を含む封止液体金属コンタクト・システムを含む。非湿潤金属ショート膜３１６は、一組のガス・ベント３１４を含むことができる。
【００８２】
一組の湿潤コンタクト３１８および３１９が、コンタクト基板３２４の浅いウェル内に製造される。湾曲性膜３１６が、コンタクト領域の上に配置されている。湾曲性膜３１６に小さなガス・ベント３１４が存在しており、スイッチ動作中に、温度変化の結果として圧力一様化を可能にする。ガス・ベント３１４は、液体金属コンタクト３２０および３２２の表面張力がガス・ベント３１４を介して液体金属を逃がすことがないように十分小さい。圧力を一様化する、またはスイッチング作用のスイッチング時間を加速する必要がない場合、ガス・ベント３１４は必要ない。アクチュエータ３１０は、図１２に示されるように、膜３１６を液体金属コンタクト３２０および３２２内に押して、ＭＥＭリレー３００を閉じる。好ましくは、膜３１６が導電性であり、膜３１６は液体金属コンタクト３２０および３２２それぞれに電気的に接触してスイッチを閉じる。非導電膜３１６を有する代替実施形態では、アクチュエータ３１０が、２つの液体金属コンタクト３２０および３２２を一体にするのに十分な力で膜３１６を押してＭＥＭリレー３００を閉じる。典型的には、膜３１６は、コンタクト・システムの架橋を回避するために非湿潤にすべきである。ＭＥＭリレー３００は、アクチュエータ３１０を引き戻すことによって開かれ、これにより、膜３１６の復元ばね力によって２つの液体金属コンタクト３２０と３２２を一体に保持する力が解放され、表面張力が２つの液体金属コンタクトを非接続状態に復元させることができるようになる。液体金属コンタクト３２０および３２２は、ＭＥＭリレー３００が開かれたときに液体金属の表面張力が液体金属を２つの個別液体金属コンタクト３２０および３２２に分離するように十分に離して配置しなければならない。
【００８３】
液体金属コンタクト３２０および３２２内で使用される液体金属用の主要な逃がし機構は、ガス・ベント３１４を介する蒸発および逃げによるものである。液体金属の大きなリザーバが存在する場合、液体金属コンタクト３２０および３２２の寿命が大幅に延びる。内部の様々な表面上への液体金属蒸気の再凝縮によってＭＥＭリレー３００の残りを劣化してはならない。上述したようにＭＥＭリレー３００が十分に封止されている場合、液体金属蒸気の外部解放は存在しない。ガス・ベント３１４を有さずにコンタクト領域が封止される場合、封止コンタクト領域外部への液体金属蒸気の逃げは存在しない。
【００８４】
図１２は、閉じた位置でのＭＥＭリレー３００コンタクト領域と図１１のアクチュエータ構造とを示し、非湿潤金属ショート膜３１６が２つの液体金属コンタクト３２０と３２２を一体にさせて、ＭＥＭリレー３００を閉じる。このコンタクト構造を、ショート・バー１３２および液体金属コンタクト１５０および１５４（図５）の代わりにして、図５のＭＥＭリレー１３０内で使用されるコンタクト構造の代用とすることができる。
【００８５】
ＭＥＭリレー３００は、液体金属コンタクト３２０および３２２付近でコンタクト基板３２４上に配設されたヒータ（図示せず）を含み、液体金属コンタクト３２０および３２２が固体化するのを防ぐことができる。
【００８６】
次に図１３を参照すると、アクチュエータ基板３１０およびコンタクト基板３２４を含む単一コンタクト封止構造のＭＥＭリレー３３５のコンタクト領域が示されている。ＭＥＭリレー３３５は、コンタクト基板３２４上に配設された、非湿潤であり、しかし導電性のある膜３４２から離隔された単一の湿潤金属信号コンタクト３５２を含む。液体金属コンタクト３４６が、単一の湿潤金属コンタクト３５２上に配設されている。外部信号コンタクト３４０は、非湿潤であり、しかし導電性のある膜３４２上に配設されている。ガス・ベント３１４が、非湿潤であり、しかし導電性のある膜３４２上に配設されている。一組のバイア３２８がコンタクト基板３２４上に配設されている。外部信号コンタクト３５０は、コンタクト基板３２４上に配設され、バイア３２８を介して湿潤金属信号コンタクト３５２に電気的に接続されている。
【００８７】
動作中、アクチュエータ３１０は、膜３４２を液体金属コンタクト３４６内に押してＭＥＭリレー３３５を閉じる。膜３４２は導電性があり、液体金属コンタクト３４６に触れて、ＭＥＭリレー３３５を閉じる。ＭＥＭリレー３３５の閉鎖により、外部信号コンタクト３４０と３５０を電気的に接続する。ＭＥＭリレー３３５は、アクチュエータ３１０を引き戻すことによって開かれ、これにより、液体金属コンタクト３４６に対して膜を保持する力が解放され、表面張力が液体金属コンタクト３４６を非接続状態に復元できるようになる。ガス・ベント３１４は圧力一様化を可能にし、液体金属の逃げを防止する。
【００８８】
ＭＥＭリレー３３５は、液体金属コンタクト３４６付近でコンタクト基板３２４上に配設されたヒータ（図示せず）を含み、コンタクトが固体化しないようにすることができる。
【００８９】
次に図１４を参照すると、横方向摺動液体金属コンタクト・システムのＭＥＭリレー３５０が示されている。液体金属コンタクトＭＥＭリレー４００は、アクチュエータ製造基板３６２上に配設され、絶縁作動アーム３６８によって導電摺動する非湿潤ショート・バー３７０に接続された横方向アクチュエータ３６６を含む。アクチュエータ製造基板３６２は、アクチュエータ３６６を制御するために信号を結合するための外部アクチュエータ制御コンタクト３６４ａおよび３６４ｂを有する。
【００９０】
ＭＥＭリレー４００はまた、アクチュエータ製造基板３６２に結合することができる、またはそれと共に製造することができるコンタクト製造基板３８０を含む。絶縁体３８２によって離隔された一組の液体金属コンタクト３７２および３７３は全て、コンタクト製造基板３８０上に配設されている。一対の信号コンタクト３７４および３７６が、コンタクト製造基板３８０の表面上に製造され、２つの液体金属コンタクト３７２および３７３にそれぞれ電気的に接続されている。
【００９１】
動作中、非湿潤ショート・バー３７０が、両側で絶縁体３８２によって、下側でコンタクト製造基板３８０によって分離され、収容されている２つの液体金属コンタクト３７２および３７３を横切って摺動することができる。非湿潤ショート・バー３７０は、２つの液体金属コンタクト３７２および３７３によって形成された平面と平行に移動する。
【００９２】
横方向アクチュエータ３６６がショート・バーの位置を変更するとき、両方の液体コンタクトに交互に係合して、電気回路を完成させる、または液体コンタクトのただ一方に係合して（またはどちらにも係合せずに）回路を開く。非湿潤ショート・バー３７０は、２つの液体金属コンタクト３７２および３７３を分離する（非湿潤）絶縁体３８２の上面に沿って摺動する。摺動するショート・バー３７０が液体金属コンタクト３７２および３７３によって濡らされていない場合、摩擦および摩耗を低減することができ、液体金属と液体金属のコンタクトにより導電性を改善することができるが、コンタクト間の液体金属架橋の制御を防止しなければならない。架橋問題は、２つの液体金属コンタクト３７２と３７３の間の適切なスペーシング、十分な横方向アクチュエータ３６６の通過長さ、および液体金属の適切な表面張力によって克服される。コンタクト製造基板３８０の非湿潤であるという特性も、架橋問題を克服するのに重要である。
【００９３】
摺動する非湿潤ショート・バー３７０とアクチュエータ絶縁体との間に湾曲性封止膜（図示せず）が存在する場合、このシステムを封止することができる。そのような封止膜（図示せず）は、液体金属セクションからアクチュエーション・セクションを分離する。これは、コンタクト・セクションから出てアクチュエータ製造基板３６２内へ進む液体金属の移行を制御する。
【００９４】
ＭＥＭリレー３５０のコンタクト構造を様々なアクチュエータ、および様々なアクチュエータ運動に適合させることができることを理解されたい。
一実施形態で、コンタクト製造基板３８０と熱接触するコンタクト加熱システム３８４を含むことができるＭＥＭリレー３５０の他の構成が存在することも理解されたい。上部カバー３６０および底部カバー３８６がＭＥＭリレー３５０を閉じることができる。
【００９５】
上述した実施形態は、好ましい実施形態で２つの液体金属コンタクトを有するように一般に示したが、代替のショート・バーおよびコンタクト構成を有するようにＭＥＭリレーを製造して、例えば複数コンタクトＭＥＭリレーを提供することができることも理解されたい。当業者は、多数のコンタクトおよびアクチュエータ構成が、以下に述べる使用ＭＥＭリレー製造技法を達成可能にすることを理解されよう。
【００９６】
本明細書で引用した全ての資料および参考文献の全体を、参照により本明細書に明確に組み込む。
本発明の好ましい実施形態を説明してきたが、それらの概念を組み込む他の実施形態を使用することができることも当業者には明らかであろう。例えば、複数の液体金属コンタクト、交互液体金属コンタクト構成、および交互アクチュエータ構成を含むＭＥＭリレーが、本発明の概念を組み込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来技術の鉛直作動面マイクロ加工された静電ＭＥＭマイクロリレーの図である。
【図２】  従来技術の横方向ＭＥＭマイクロリレーの上面図である。
【図３】  図３は、本発明によるマイクロリレーを形成する液体金属を有する集積作動基板およびコンタクト基板の概略図である。
図３Ａは、本発明による液体金属コンタクトを有する集積作動基板およびコンタクト基板を有する鉛直ＭＥＭデバイスの概略図である。
【図４】  図４は、本発明による液体金属コンタクトおよびヒータを有する鉛直ＭＥＭデバイスの概略図である。
図４Ａは、本発明による液体金属コンタクトに近接して配設された液体金属コンタクトおよびヒータを有する鉛直ＭＥＭデバイスの概略図である。
【図５】  本発明の教示による液体コンタクトを利用することができる横方向ＭＥＭマイクロリレー基板の上面図である。
【図６】  本発明による液体金属充填コンタクトを有する横方向ＭＥＭマイクロリレーのコンタクト領域の上面図である。
【図７】  本発明によるＭＥＭマイクロリレーを形成するために、別個に製造された液体金属コンタクト・セットとの横方向アクチュエータの集積を例示する概略図である。
【図８】  本発明の代替実施形態における、開いた位置の液体金属コンタクト充填横方向ＭＥＭマイクロリレー基板のコンタクト基板およびショート・バーの上面図である。
【図９】  本発明の代替実施形態における、閉じた位置の液体金属コンタクト充填横方向ＭＥＭマイクロリレー基板のコンタクト基板およびショート・バーの上面図である。
【図１０】  本発明の代替実施形態における、閉じた位置の液体金属コンタクト充填横方向ＭＥＭマイクロリレー基板のコンタクト基板および非導電液体運動バーの上面図である。
【図１１】  本発明の別の代替実施形態における、開いた位置の封止液体金属コンタクト充填横方向ＭＥＭマイクロリレー基板のコンタクト基板およびショート・バーの図である。
【図１２】  本発明の別の代替実施形態における、閉じた位置の封止液体金属コンタクト充填横方向ＭＥＭマイクロリレー基板のコンタクト基板およびショート・バーの図である。
【図１３】  本発明の別の代替実施形態における、開いた位置の単一コンタクト封止液体金属充填ＭＥＭマイクロリレー基板のコンタクト基板および非湿潤金属コンタクト膜の図である。
【図１４】  本発明の別の代替実施形態における、開いた位置の横方向摺動液体金属コンタクトＭＥＭマイクロリレー基板の図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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