(57)【要約】電気機械スイッチのためのトーションバネが開示されている。トーションバネは、スイッチの電機子の自由端から延びる少なくとも一つの歯部を含む一連の歯部を含む。末端部は歯部の間に回転式に懸架され、電気接触に少なくともその一部が露出される導電伝送路を含む。導電伝送路の長さは、電気機械スイッチが閉鎖位置に移動させられる時に導電伝送路の露出部分が電気機械スイッチの入力部と出力部との間で回路を形成し、末端部は導電伝送路の露出部分とスイッチの入力部と出力部との間に正角接触を提供するように歯部を介して回転し、そのようにしてその間の通電を最適化するように選択される。スイッチはまたＭＥＭＳ装置にも適用される。
2004535654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機械スイッチのためのトーションバネであって、前記電気機械スイッチは自由端および入力線と出力線を有する電機子を含んでおり、前記トーションバネは、
前記スイッチの前記電機子の前記自由端から延びる少なくとも一つの歯部を含む一連の歯部と、
前記歯部によって回転的に懸架され、導電伝送路を含み、少なくとも一部は電気接触に露出される末端部と、
を含み、
前記導電伝送路の長さは、前記電気機械スイッチが閉鎖位置に移動させられた時に、前記末端部が前記歯部を介して回転して前記導電伝送路と前記スイッチの前記入力線と出力線との間に正角接触を形成することによって前記導電伝送路の前記露出部分が前記電気機械スイッチの前記入力線と出力線との間に回路を形成するように選択されることを特徴とするトーションバネ。
【請求項２】
導電伝送路の電気接触に露出される部分は複数の凹部の形状で提供され、該凹部は入力部と出力部との間に形成される接触にそれぞれ対応し、それによって前記凹部は末端部の回転特性と共に導電伝送路と入力線と出力線との間の正角接触を提供し、その間に回路を形成することを特徴とする請求項１記載のトーションバネ。
【請求項３】
歯部は窒化ケイ素、タイプＩＩＩ〜Ｖ半導体および二酸化ケイ素で成る群から選択される素材で構成されることを特徴とする請求項２記載のトーションバネ。
【請求項４】
導電伝送路はチタニウム接着層、金導体層およびその間の抗拡散浸透層によって形成されることを特徴とする請求項３記載のトーションバネ。
【請求項５】
導電伝送路はチタニウム接着層、金導体層およびその間の抗拡散浸透層によって形成されることを特徴とする請求項１記載のトーションバネ。
【請求項６】
導電伝送路の電気接触に露出される部分は複数の凹部の形状で提供され、該凹部は入力部と出力部との間の接触にそれぞれ対応し、それによって前記凹部は末端部の回転特性と連携して前記導電伝送路と前記入力部と出力部との間で正角接触を提供し、その間で回路を形成することを特徴とする請求項５記載のトーションバネ。
【請求項７】
歯部は窒化ケイ素、タイプＩＩＩ〜Ｖ半導体および二酸化ケイ素で成る群から選択される素材で構成されることを特徴とする請求項１記載のトーションバネ。
【請求項８】
導電伝送路はチタニウム接着層および金導体層およびその間の拡散浸透層によって形成される素材で構成されることを特徴とする請求項７記載のトーションバネ。
【請求項９】
一連の歯部は複数の歯部を含むことを特徴とする請求項１記載のトーションバネ。
【請求項１０】
一連の歯部は２つの歯部を含むことを特徴とする請求項１記載のトーションバネ。
【請求項１１】
電気機械スイッチであって、
基板と、
前記基板上部の上の入力線と、
前記基板上部の上にあり、前記入力線と分離された出力線と、
前記基板上部の上にあり、前記入力線および前記出力線の近くに配置されているが分離されている基板電極と、
電機子と、
を含む電気機械スイッチであって、
前記電機子は、
前記基板と機械的に接続された第一端部および少なくとも一つの歯部を含む一連の歯部およびその間に回転式に懸架された末端部を有する第二端部を含んでおり、該末端部は前記入力線および前記出力線の上に位置する導電伝送路を含んでおり、該導電伝送路の少なくとも一部は前記入力線と前記出力線との間の正角接触のために露出されている第一梁型構造体層と、
前記基板電極の真上に位置し、前記電機子上に懸架される電機子電極と、
電機子電極と基板電極との間に配置され、その間の短絡を防ぐ末端部と、
を含んでおり、
それによってスイッチが閉鎖位置に作動された場合に前記末端部が自由に回転して前記導電伝送路の前記露出部分と前記入力線と出力線との間の正角接触を確実にし、その間に回路を形成して通電を可能にすることを特徴とする電気機械スイッチ。
【請求項１２】
導電伝送路の電気接触に露出される部分は複数の凹部で提供され、該凹部は入力部と出力部との接触にそれぞれ対応し、それによって前記凹部は末端部の回転特性と連携して前記導電伝送路と前記入力部と出力部との間で正角接触を提供し、その間で回路を形成することを特徴とする請求項１１記載の電気機械スイッチ。
【請求項１３】
歯部は窒化ケイ素、タイプＩＩＩ〜Ｖ半導体および二酸化ケイ素で成る群から選択される素材で構成されることを特徴とする請求項１２記載の電気機械スイッチ。
【請求項１４】
導電伝送路はチタニウム接着層、金導体層およびその間の抗拡散浸透層によって形成されることを特徴とする請求項１３記載の電気機械スイッチ。
【請求項１５】
導電伝送路はチタニウム接着層、金導体層およびその間の抗拡散浸透層によって形成されることを特徴とする請求項１１記載の電気機械スイッチ。
【請求項１６】
導電伝送路の電気接触に露出される部分は複数の凹部で提供され、該凹部は入力部と出力部との接触にそれぞれ対応し、それによって前記凹部は末端部の回転特性と連携して前記導電伝送路と前記入力部と出力部との間で正角接触を提供し、その間で回路を形成することを特徴とする請求項１５記載の電気機械スイッチ。
【請求項１７】
歯部は窒化ケイ素、タイプＩＩＩ〜Ｖ半導体および二酸化ケイ素で成る群から選択される素材で構成されることを特徴とする請求項１１記載の電気機械スイッチ。
【請求項１８】
導電伝送路はチタニウム接着層、金導体層およびその間の抗拡散浸透層によって形成されることを特徴とする請求項１７記載の電気機械スイッチ。
【請求項１９】
第一梁型構造体層は電機子電極の上方に配置されることを特徴とする請求項１１記載の電気機械スイッチ。
【請求項２０】
絶縁層は第二梁型構造体層として電機子電極の下に形成され、第一梁型構造体層および前記第二梁型構造体層を構成する素材はそれらの機械的および熱的特性がスイッチ起動時における湾曲の望む量を提供するように選択されることを特徴とする請求項１９記載の電気機械スイッチ。
【請求項２１】
導電伝送路の電気接触に露出される部分は複数の凹部で提供され、該凹部は入力部と出力部との接触にそれぞれ対応し、それによって前記凹部は末端部の回転特性と連携して前記導電伝送路と前記入力部と出力部との間で正角接触を提供し、その間で回路を形成することを特徴とする請求項２０記載の電気機械スイッチ。
【請求項２２】
歯部は第一あるいは第二梁型構造体層のどちらかと同じ素材で提供され、前記梁型構造体層は窒化ケイ素、タイプＩＩＩ〜Ｖ半導体および二酸化ケイ素で成る群から選択される素材で形成されることを特徴とする請求項２１記載の電気機械スイッチ。
【請求項２３】
導電伝送路はチタニウム接着層、金導体層およびその間の抗拡散浸透層によって形成されることを特徴とする請求項２２記載の電気機械スイッチ。
【請求項２４】
導電伝送路はチタニウム接着層、金導体層およびその間の抗拡散浸透層によって形成されることを特徴とする請求項２３記載の電気機械スイッチ。
【請求項２５】
導電伝送路の電気接触に露出される部分は複数の凹部で提供され、該凹部は入力部と出力部との接触にそれぞれ対応し、それによって前記凹部は末端部の回転特性と連携して前記導電伝送路と前記入力部と出力部との間で正角接触を提供し、その間で回路を形成することを特徴とする請求項２４記載の電気機械スイッチ。
【請求項２６】
歯部は窒化ケイ素、タイプＩＩＩ〜Ｖ半導体および二酸化ケイ素で成る群から選択される素材で形成されることを特徴とする請求項２５記載の電気機械スイッチ。
【請求項２７】
導電伝送路はチタニウム接着層、金導体層およびその間の抗拡散浸透層によって形成されることを特徴とする請求項２６記載の電気機械スイッチ。
【請求項２８】
導電伝送路の電気接触に露出される部分は複数の凹部で提供され、該凹部は入力部と出力部との接触にそれぞれ対応し、それによって前記凹部は末端部の回転特性と連携して前記導電伝送路と前記入力部と出力部との間で正角接触を提供し、その間で回路を形成することを特徴とする請求項１９記載の電気機械スイッチ。
【請求項２９】
歯部は第一あるいは第二梁型構造体層のどちらかと同じ素材で形成され、それぞれは窒化ケイ素、タイプＩＩＩ〜Ｖ半導体および二酸化ケイ素で成る群から選択される素材で形成されることを特徴とする請求項２８記載の電気機械スイッチ。
【請求項３０】
導電伝送路はチタニウム接着層、金導体層およびその間の抗拡散浸透層によって形成されることを特徴とする請求項２９記載の電気機械スイッチ。
【請求項３１】
導電伝送路はチタニウム接着層、金導体層およびその間の抗拡散浸透層によって形成されることを特徴とする請求項１９記載の電気機械スイッチ。
【請求項３２】
導電伝送路の電気接触に露出される部分は複数の凹部で提供され、該凹部は入力部と出力部との接触にそれぞれ対応し、それによって前記凹部は末端部の回転特性と連携して前記導電伝送路と前記入力部と出力部との間で正角接触を提供し、その間で回路を形成することを特徴とする請求項３１記載の電気機械スイッチ。
【請求項３３】
歯部は窒化ケイ素、タイプＩＩＩ〜Ｖ半導体および二酸化ケイ素で成る群から選択される素材で形成されることを特徴とする請求項１９記載の電気機械スイッチ。
【請求項３４】
導電伝送路はチタニウム接着層、金導体層およびその間の抗拡散浸透層によって形成されることを特徴とする請求項３３記載の電気機械スイッチ。
【請求項３５】
絶縁層は基板電極上の層として形成されることを特徴とする請求項１９記載の電気機械スイッチ。
【請求項３６】
導電伝送路の電気接触に露出される部分は複数の凹部で提供され、該凹部は入力部と出力部との接触にそれぞれ対応し、それによって前記凹部は末端部の回転特性と連携して前記導電伝送路と前記入力部と出力部との間で正角接触を提供し、その間で回路を形成することを特徴とする請求項３５記載の電気機械スイッチ。
【請求項３７】
歯部は第一梁型構造体層と同じ素材で構成され、該第一梁型構造体層は窒化ケイ素、タイプＩＩＩ〜Ｖ半導体および二酸化ケイ素で成る群から選択される素材で形成されることを特徴とする請求項３６記載の電気機械スイッチ。
【請求項３８】
導電伝送路はチタニウム接着層、金導体層およびその間の抗拡散浸透層によって形成されることを特徴とする請求項３７記載の電気機械スイッチ。
【請求項３９】
導電伝送路はチタニウム接着層、金導体層およびその間の抗拡散浸透層によって形成されることを特徴とする請求項３５記載の電気機械スイッチ。
【請求項４０】
導電伝送路の電気接触に露出される部分は複数の凹部で提供され、該凹部は入力部と出力部との接触にそれぞれ対応し、それによって前記凹部は末端部の回転特性と連携して前記導電伝送路と前記入力部と出力部との間で正角接触を提供し、その間で回路を形成することを特徴とする請求項３９記載の電気機械スイッチ。
【請求項４１】
歯部は窒化ケイ素、タイプＩＩＩ〜Ｖ半導体および二酸化ケイ素で成る群から選択される素材で形成されることを特徴とする請求項３５記載の電気機械スイッチ。
【請求項４２】
導電伝送路はチタニウム接着層、金導体層およびその間の抗拡散浸透層によって形成されることを特徴とする請求項４１記載の電気機械スイッチ。
【請求項４３】
一連の歯部は複数の歯部を含むことを特徴とする請求項１１記載の電気機械スイッチ。
【請求項４４】
一連の歯部は２つの歯部を含むことを特徴とする請求項１１記載の電気機械スイッチ。
【請求項４５】
トーションバネを有する電気機械スイッチのための電機子であって、
前記電気機械スイッチの基板に機械的に接続するための第一端部と、少なくともひとつの歯部を有する一連の歯部と、前記歯部間に回転式に懸架された末端部とを有しており、該末端部は前記入力線および前記出力線の上に位置する導電伝送路を含んでおり、該導電伝送路の少なくとも一部は前記入力線と前記出力線との間の正角接触のために露出されている第一梁型構造体層と、
前記電気機械スイッチの基板電極の真上に位置する電機子電極と、
前記電機子電極と前記基板電極との間に位置し、前記電機子が前記電気機械スイッチに取り付けられ起動される時にその間で短絡するのを防止する絶縁層と、
を含み、
ゆえに前記電機子が前記電気機械スイッチに取り付けられて“閉鎖位置”に移動されると、前記末端部は自由に回転して前記導電線の前記露出部分と前記入力線と出力線との間で正角接触を提供して回路を形成し、通電を提供することを特徴とする電機子。
【請求項４６】
絶縁層は電機子電極の下の第二梁型構造体層として形成され、第一梁型構造体層および第二梁型構造体層はそれらの機械的および熱的特性がスイッチ起動時に望む量の湾曲を提供するように選択される素材で形成されることを特徴とする請求項４５記載の電機子。
【請求項４７】
導電伝送路の電気接触に露出される部分は複数の凹部で提供され、該凹部は入力部と出力部との接触にそれぞれ対応し、それによって前記凹部は末端部の回転特性と連携して前記導電伝送路と前記入力部と出力部との間で正角接触を提供し、その間で回路を形成することを特徴とする請求項４６記載の電機子。
【請求項４８】
歯部は窒化ケイ素、タイプＩＩＩ〜Ｖ半導体および二酸化ケイ素で成る群から選択される素材で形成されることを特徴とする請求項４７記載の電機子。
【請求項４９】
導電伝送路はチタニウム接着層および金導体層およびその間の抗拡散浸透層で形成されることを特徴とする請求項４８記載の電機子。
【請求項５０】
導電伝送路はチタニウム接着層および金導体層およびその間の抗拡散浸透層で形成されることを特徴とする請求項４６記載の電機子。
【請求項５１】
導電伝送路の電気接触に露出される部分は複数の凹部で提供され、該凹部は入力部と出力部との接触にそれぞれ対応し、それによって前記凹部は末端部の回転特性と連携して前記導電伝送路と前記入力部と出力部との間で正角接触を提供し、その間で回路を形成することを特徴とする請求項５０記載の電機子。
【請求項５２】
歯部は窒化ケイ素、タイプＩＩＩ〜Ｖ半導体および二酸化ケイ素で成る群から選択される素材で形成されることを特徴とする請求項４６記載の電機子。
【請求項５３】
導電伝送路はチタニウム接着層および金導体層およびその間の抗拡散浸透層で形成されることを特徴とする請求項５２記載の電機子。
【請求項５４】
導電伝送路の電気接触に露出される部分は複数の凹部で提供され、該凹部は入力部と出力部との接触にそれぞれ対応し、それによって前記凹部は末端部の回転特性と連携して前記導電伝送路と前記入力部と出力部との間で正角接触を提供し、その間で回路を形成することを特徴とする請求項４５記載の電機子。
【請求項５５】
歯部は第一梁型構造体層と同じ素材で形成され、梁型構造体層はそれぞれ窒化ケイ素、タイプＩＩＩ〜Ｖ半導体および二酸化ケイ素で成る群から選択される素材で構成されることを特徴とする請求項５４記載の電機子。
【請求項５６】
導電伝送路はチタニウム接着層および金導体層およびその間の抗拡散浸透層で形成されることを特徴とする請求項５５記載の電機子。
【請求項５７】
導電伝送路はチタニウム接着層および金導体層およびその間の抗拡散浸透層で形成されることを特徴とする請求項４５記載の電機子。
【請求項５８】
導電伝送路の電気接触に露出される部分は複数の凹部で提供され、該凹部は入力部と出力部との接触にそれぞれ対応し、それによって前記凹部は末端部の回転特性と連携して前記導電伝送路と前記入力部と出力部との間で正角接触を提供し、その間で回路を形成することを特徴とする請求項５７記載の電機子。
【請求項５９】
歯部は窒化ケイ素、タイプＩＩＩ〜Ｖ半導体および二酸化ケイ素で成る群から選択される素材で形成されることを特徴とする請求項４５記載の電機子。
【請求項６０】
導電伝送路はチタニウム接着層および金導体層およびその間の抗拡散浸透層で形成されることを特徴とする請求項５９記載の電機子。
【請求項６１】
絶縁層は基材電極上の層として提供されることを特徴とする請求項４５記載の電機子。
【請求項６２】
導電伝送路の電気接触に露出される部分は複数の凹部で提供され、該凹部は入力部と出力部との接触にそれぞれ対応し、それによって前記凹部は末端部の回転特性と連携して前記導電伝送路と前記入力部と出力部との間で正角接触を提供し、その間で回路を形成することを特徴とする請求項６１記載の電機子。
【請求項６３】
歯部は第一梁型構造体層と同じ素材で形成され、梁型構造体層はそれぞれ窒化ケイ素、タイプＩＩＩ〜Ｖ半導体および二酸化ケイ素で成る群から選択される素材で形成されることを特徴とする請求項６２記載の電機子。
【請求項６４】
導電伝送路はチタニウム接着層および金導体層およびその間の抗拡散浸透層で形成されることを特徴とする請求項６３記載の電機子。
【請求項６５】
導電伝送路はチタニウム接着層および金導体層およびその間の抗拡散浸透層で形成されることを特徴とする請求項６１記載の電機子。
【請求項６６】
導電伝送路の電気接触に露出される部分は複数の凹部で提供され、該凹部は入力部と出力部との接触にそれぞれ対応し、それによって前記凹部は末端部の回転特性と連携して前記導電伝送路と前記入力部と出力部との間で正角接触を提供し、その間で回路を形成することを特徴とする請求項６５記載の電機子。
【請求項６７】
歯部は窒化ケイ素、タイプＩＩＩ〜Ｖ半導体および二酸化ケイ素で成る群から選択される素材で形成されることを特徴とする請求項６７記載の電機子。
【請求項６８】
導電伝送路はチタニウム接着層および金導体層およびその間の抗拡散浸透層で形成されることを特徴とする請求項６７記載の電機子。
【請求項６９】
一連の歯部は複数の歯部を含むことを特徴とする請求項４５記載の電機子。
【請求項７０】
一連の歯部は２つの歯部を含むことを特徴とする請求項４５記載の電機子。
【発明の詳細な説明】
【優先権】
【０００１】
本出願は、２００１年３月１２日に米国特許商標庁に出願された米国仮出願第６０／２７５，１７１号の優先権を主張する。
【技術背景】
【０００２】
（ａ）技術分野
本発明は、通常は電気機械スイッチに関し、より具体的にはマイクロ電気機械スイッチ（ＭＥＭＳ）に関し、最も具体的には高パワーＲＦ  ＭＥＭＳに関する。
（ｂ）関連技術の説明
通信関係の利用法では、スイッチはトランジスタまたはピンダイオード等の半導体素子を用いて構成されることが多い。しかしながら、マイクロ波周波数においてこれらの素子はいくつかの欠点を有する。ピンダイオードおよびトランジスタは、典型的には１ｄＢ以上の挿入損失を有し、これはスイッチ閉鎖時にスイッチを通る損失である。マイクロ波周波数で作動するトランジスタは、２０ｄＢ未満のアイソレーション値を有する傾向にある。
【０００３】
ゆえに、スイッチ開放時でさえ信号はスイッチを通って流れる。ピンダイオードおよびトランジスタは制限周波数応答を有し、典型的には２０ＧＨｚ未満の周波数のみに応答する。さらに、これらのスイッチの挿入損失および高アイソレーション値は、スイッチを通過する信号の周波数に応じて変化する。これらの特徴のため、半導体トランジスタおよびピンダイオードはマイクロ波を使用するスイッチの選択肢としては向かない。
【０００４】
米国特許第５，１２１，０８９号（Ｌａｒｓｏｎ）は、新規な部類のマイクロ波スイッチ、マイクロ電気機械（ＭＥＭ）スイッチを開示している。ＭＥＭスイッチは、非常に低い挿入損失（４５ＧＨｚで０．２ｄＢ未満）および開放時の高アイソレーション値（３０ｄＢ以上）を有する。さらに、スイッチは半導体トランジスタおよびピンダイオードより大きい周波数応答およびバンド幅を有する。これらの特徴によって、ＭＥＭスイッチがマイクロ波回路内で従来の狭いバンド幅のＰＩＮダイオードおよびトランジスタに置き換わる可能性が提供される。
【０００５】
ＬａｒｓｏｎのＭＥＭスイッチは、電機子構造を使用している。金属電機子の１端部は出力線に固定され、電機子のもう１つの端部は入力線の上方に位置する。電機子はスイッチが開放位置にある時は入力線から電気的に絶縁される。電機子の下方の電極に電圧が加えられると、電機子は下方に引かれて入力線に接触する。これにより入力線と出力線との間に金属電機子を介して導電経路が提供される。
【０００６】
しかしながら、前述の通常タイプのマイクロ電気機械スイッチは初期故障が多い。初期故障の原因は、電機子接点と基板接点との接触による衝撃から生じる損傷に関する。従来のＭＥＭスイッチは一定角度で基板接触面に接する電機子接点を有するため、損傷は悪化される。斜め衝突によって全衝突エネルギーは比較的小さい領域に伝達されるため、単位面積ごとの衝撃増加、および実際の接触の小領域を通る電流密度の増加による抵抗加熱から生じる熱の両方によって最終的には初期故障が引き起こされる。
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、接触板の間に実質的に正角接触を提供するように構成されるトーションバネを提供することによって上記を含む問題点を解決する。その結果のＭＥＭＳは向上した耐久力を持ち、実質的な正角接触がより良い電気接触を提供するために、熱は減少し、ＭＥＭはより多くのパワーに対応できる。ゆえに、耐久力が向上した多目的ＭＥＭスイッチが提供される。
【０００８】
本発明の１実施例は電機子搭載トーションバネを提供する。トーションバネは、電機子電極が電気機械的に基板電極に接触させられるとそれらの電極が相互間の実質的正角状態を提供して接触域を最大化し、摩耗およびオーム抵抗を減少させるような十分な柔軟性を提供するように構成される。
【０００９】
本発明は、金属同士の正角接触を提供するためにＲＦ線がトーションスプリングを搭載した新規なＲＦ  ＭＥＭスイッチを提供する。金属同士の正角接触は最大接触域および最小接触抵抗を確実にし、ゆえに重要な長期信頼性および良好な熱放散を提供して改良型高パワー対応をもたらす。
【００１０】
本発明は、別実施例中で電気機械スイッチにトーションバネを提供する。トーションバネは、少なくとも一つの歯部を有する一連の歯部を含む。一連の歯部はスイッチの電機子の自由端から延び、歯部の間に回転式に懸架された末端部を含む。末端部は導電伝送路を含み、少なくともその一部は電気接触のために露出される。導電伝送路の長さは、マイクロ電気機械スイッチが閉鎖位置へ移動させられると伝送路の露出部分がマイクロ電気機械スイッチの入力部と出力部との間で回路を形成するように選択される。スイッチが閉鎖すると末端部は歯部を介して回転し、導電伝送路の露出部分とスイッチの入力部と出力部との間で正角接続を形成し、その間の通電を最適化する。
【００１１】
トーションバネの別実施例では、電気接触のために露出される導電伝送路の部分は複数の凹部で提供される。それぞれの凹部は、入力部および出力部との接触にそれぞれ対応する。凹部は末端部の回転特性と共に導電伝送路と入力部と出力部との間の正角接触を提供し、その間に回路を形成する。
【００１２】
好適には、トーションバネは窒化ケイ素、タイプＩＩＩ〜Ｖの半導体および二酸化ケイ素で成る群から選択される素材で構成される。好適には、導電伝送路はチタニウム接着層と金導体層とで形成される。
【００１３】
一連のトーションバネは、好適には複数の歯部を含み、より好適には２つの歯部を含む。
【００１４】
別実施例では、本発明は互いに分離した入力線、出力線および基板電極を上部に有する基板を含むマイクロ電気機械スイッチを提供する。スイッチは、基板に機械接続された第一端部および少なくとも一つの歯部を有する一連の歯部を含む第二端部を持つ第一梁型構造体層を有する電機子をさらに含む。末端部は歯部の間に懸架され、入力部および出力部の上方に位置する導電伝送路を含む。導電伝送路の少なくとも一部は、入力線および出力線との正角接触のために露出される。電機子は基板電極の直接の上方に位置し、電機子上に懸架された電機子電極をさらに含む。絶縁層は電機子電極と基板電極との間に提供され、その間の短絡を妨げる。そのため、スイッチが閉鎖位置に移動させられると末端部は自由に回転して導電伝送路の露出部分と入力線と出力線との間に正角接触を形成し、その間で通電する回路を形成する。
【００１５】
スイッチの電機子は、好適にはトーションバネ実施例に関して前述されたのと同様に増強させて改良される。
【００１６】
マイクロ電気機械の別実施例では、絶縁層は第二梁型構造体層として電機子電極の下部に形成される。第一および第二梁型構造体層の構成素材は、スイッチ作動時にその機械的および熱的特性が望む量の湾曲を提供するように選択される。
【００１７】
本発明の別実施例は、トーションバネを有するマイクロ電気機械スイッチに１電機子を提供する。電機子は、マイクロ電気機械スイッチの基板に機械接続した第一端部および少なくとも一つの歯部を有する一連の歯部を含む第二端部を有する梁型構造体層を含む。末端部は歯部の間に懸架されており、マイクロ電気機械スイッチの入力線と出力線の上方に位置するように構成された導電伝送路を含む。導電伝送路の少なくとも一部は、入力線と出力線との正角接触のために露出される。電機子電極はマイクロ電気機械スイッチの基板電極の直接的上方に位置して電機子上に懸架されており、絶縁層は電機子電極および基板電極との間に位置し、電機子がマイクロ電気機械スイッチに取り付けられて閉鎖位置に移動させられる時にその間での短絡を防ぐ。電機子がマイクロ電気機械スイッチに取り付けられ、閉鎖位置に移動させられると、末端部は自由に回転して導電伝送路と入力線と出力線との間の正角接触を確実にし、その間で通電する回路を形成する。
【００１８】
好適には、電機子はトーションバネ実施例に関して前述されたのと同様に増強させて改良される。
【００１９】
電機子の別実施例では、第二梁型構造体層として電機子電極の下に形成され、第一および第二梁型構造体層の構成素材は、その機械的および熱的特性がスイッチ作動時に望む量の湾曲を提供するように選択される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
「発明の概要」で記述された利点を含む特徴と利点は、以下で図面を利用してより明確に詳述される。
【００２１】
図１は、導電伝送路が入力線および出力線の上方に位置する本発明のＭＥＭスイッチ別実施例の上面図である。
【００２２】
図２Ａは、図１のＭＥＭスイッチの側面図である。
【００２３】
図２Ｂは、閉鎖位置にある図２ＡのＭＥＭスイッチを示す。
【００２４】
図３Ａおよび図３Ｂは、電機子を含む層順序が変更された図１のＭＥＭスイッチ別実施例の側面図である。
【００２５】
図４Ａ〜図４Ｆは、本発明の製造工程の進行ステップ中にある図１のＭＥＭスイッチの側面図である。
【００２６】
図５は、ＭＥＭスイッチを５０オーム供給ラインに適合させるためにスイッチが分路電気容量と共に構成された本発明のＭＥＭスイッチを示す。
【００２７】
本発明は、通常は電子およびマイクロ電気機械スイッチ（ＭＥＭＳ）に関し、より具体的には高パワーＲＦ  ＭＥＭＳでの改良型入力／出力部接触を提供するトーションバネに関する。以下の記述は図面を利用して提供され、通常技術者が本発明を特定利用法に組み込むために製造および使用することを可能にする。様々な改良、別実施例中での様々な使用法および本明細書中に提供される一般的な本質は、当業者にとって明らかなように、広範囲の実施例に適応させることができる。ゆえに、本発明は記述される実施例には制限されず、本質と矛盾しない最大範囲と本書中で開示される新規な特性に従う。さらに、明記されない限りは本書中の図面は寸法を特定されずに図示されており、本発明の概念の性質を表している。
【００２８】
本発明はトーションバネによって電気機械スイッチ中の電機子接点と電極との間の正角接触を確実にし、ＭＥＭＳとの関連で特定使用法を有する。本発明が提供する接触の正角特性は利用可能な接触域を最大化し、熱放散は改良される。米国特許第６，０４６，６５９号に開示されているＲＦスイッチのごとき既存の単純な片持ち梁タイプのＲＦ  ＭＥＭＳスイッチは、スイッチを切るとエッジ接触を形成するという不利点を持つスイッチの１例である。この種の古いスイッチの接触域は、通常は１００平方ミクロン以上の全凹部（接触板）サイズの約１０平方ミクロンである。電極と凹部エッジとの接触による衝撃は、過剰な摩耗と初期故障を生じる。この過剰な摩耗は、スイッチが故障以前に対応できる使用回数を制限する主要素である。本発明は、従来型ＲＦスイッチに比べて、スイッチのサイクル寿命を増長させ、パワー対応能力を大幅に増加させる。
【００２９】
スイッチは、米国特許第６，０４６，６５９号に開示された工程を含む既存の製造工程によって製造できる。既存のＲＦ  ＭＥＭスイッチの信頼性を研究したところ、スイッチサイクル時間を制限する主要因は起動時の凹部縁部の性質であることが示された。エッジ接触が電極と接触させるのは凹部面の１０％未満のみである。このような接触域の制限は、２つの問題をもたらす。第一に、より小さい接触域によってスイッチシステムに衝撃に関するより大きい損傷が常に提供され、衝撃の集中地点からの分離を引き起こす。第二に、より小さい接触域によって接続は劣化し、それによってジュール（抵抗）加熱は増加し、初期故障あるいは動作劣化の要因ともなる。本発明のより大きい接触域は優れた接触、より良い熱放散およびパワー対応をもたらし、同時に接点での衝撃による損傷を軽減する。
【００３０】
本構成の改良された信頼性およびパワー対応能力は、回転の自由と共に凹部接触を提供するように構成されたトーションバネの追加によって提供される。試験結果は本構造が衝撃による初期故障の可能性を軽減し、正角凹部接触を確実にし、ゆえに接触抵抗を最小化することを示している。さらに、非常に拡大された接触域によって熱放散が改良されるため、この種のスイッチのパワー対応能力が向上される。
【００３１】
図１は、本発明によるマイクロ電気機械（ＭＥＭ）スイッチ１０の実施例の上面図である。この実施例では、導電伝送路２８は第一および第二梁型構造体層２６と２７の間に位置し、入力線２０または出力線１８のどちらにも直接接続されていない。電機子バイアス電極３０は、電機子１６下部の大部分および梁型構造体層２６と２７の間の領域を覆っている。電機子１６の一端部は、基板１４に直接固定される。電機子バイアス電極３０の上方に位置する電機子１６の自由端は分岐して、歯部４０の間に回転式に懸架されて入力線１８と出力線２０との間の隙間内に位置する末端部４２と共に一対の歯部４０を形成する。導電伝送路２８は電機子１６の末端部４２上に提供されるため、スイッチ１０が閉鎖した時に入力線２０と出力線１８との間の隙間を埋めることができる。基板バイアス電極２２と電機子バイアス電極３０との間に電圧が加えられると、電機子１６は基板１４の方へ湾曲する。これにより伝送路２８は入力線２０および出力線１８の両方に電気接触し、スイッチを閉鎖する。この状態で、信号は入力線１８から出力線２０へ導電伝送路２８を介して通過できる。
【００３２】
図２Ａおよび図２Ｂは、図１のＭＥＭスイッチ１０の側面図である。図２Ａは開放状態にあるＭＥＭスイッチを示し、図２Ｂは閉鎖状態にあるＭＥＭスイッチを示す。梁型構造物体２６は、固定アンカーバイアス３２を介して基板１４と接続される。懸架された電機子バイアス電極３０は層２６と２７の間の構造物体内に位置し、バイアス線３８と電機子バイアスパッド３４との間の接点を介して電気的にアクセスされる。導電伝送路２８は梁型構造体層２６と２７の自由端に位置し、（誘電性）梁型構造体層２６と２７によって懸架状電機子バイアス電極３０から電気的に絶縁される。導電伝送路２８には一対の凹部２４が提供されるため、スイッチ１０が閉鎖すると凹部２４と導電伝送路２８は連携して入力線１８と出力線２０との間に導電経路を形成し、通電が可能になる。凹部２４と基板１４との間の隙間は、第一構造体層２６と基板１４の間の距離よりも小さい。伝送路２８および凹部２４は、好適には歯部４０によって懸架された電機子１６の末端部４２に封入される。歯部４０は、凹部２４と入力線１８および出力線２０との間に正角接触を確実に提供するために末端部４２を回転させるように十分に柔軟な電機子１６の一部を提供する。歯部４０の厚みと形状の変動によって望ましいバネ特性が提供される。
【００３３】
さらに、歯部４０と末端部４２との間の連結の提供は、通電を最適化するために凹部２４と入力線１８および出力線２０との間の正角接触を確実にする望む回転度および回転方向を提供できるように変更できる。さらに、特定実施例および望む回転自由度に応じて、使用する歯部の数は１から特定実施例に実用的な数まで変更できる。歯部４０は正角接触を提供するために湾曲した後に元来の形状を取り戻すように十分に堅固である必要がある。歯部が過度に堅固である場合、スイッチ１０にかかる閉鎖強度に応じて脆性破壊が生じる可能性がある。懸架状接触凹部２４は第一梁型構造体層２６を通ってその下方に延び、入力線１８および出力線２０それぞれに金属接触域を提供する。基板バイアス電極２２は、基板１４表面上の懸架状電機子バイアス電極３０の下方に位置し、空隙４４によってそれから分離されている。懸架状電機子バイアス電極３０と基板バイアス電極２２との間に電圧が加えられると、静電引力が電機子バイアス電極３０を付着した電機子１６と共に基板バイアス電極２２の方へ引きつける。
【００３４】
動作中、電機子バイアス電極３０を基板バイアス電極２２の方へ近づかせるように電機子１６が湾曲した点において凹部２４は最初に入力線１８に接触する。その結果、懸架状接触凹部２４は入力線２０および出力線１８に接触するため、導電伝送路２８は入力線１８および出力線２０との間の隙間を埋めて、ＭＥＭスイッチ１０を図２Ｂが示す位置へ閉鎖する。このように、凹部２４と入力線１８との間の金属接触の力は、電機子電極３０を基板電極２２に引きよせる引力ではなく、主に歯部４０の柔軟性と凹部２４の構造に応じる。
【００３５】
接触凹部を持たない金属スイッチは、温度、年齢およびＭＥＭスイッチの使用量につれて変化する要因である電機子柔軟性およびバイアス強度に従う接触を有することは記述に値する。信頼性の改良に加えて、接触自体の品質は凹部を追加することで改良される。凹部は環境よりも製造に応じる特徴である制御可能なサイズや表面構成を有するためである。ゆえに、凹部２４を持たないＭＥＭスイッチは時間に応じて変化する接触特性を持つことが多く、そのためにスイッチをいくつかの回路実施例に使用することを困難あるいは不可能にする。
【００３６】
図３Ａと図３Ｂは図１、図２Ａおよび図２ＢのＭＥＭＳ１０別実施例の側面図である。この場合は、懸架状電機子バイアス電極３０は電機子１６下部の上の露出層である。懸架状電機子バイアス電極３０の露出特性により、スイッチが閉鎖位置にある場合に電機子バイアス電極３０と基板バイアス電極２２が電気的に短絡することを防ぐために、追加的絶縁層４８が基板バイアス電極２２上部の上に提供される。
【００３７】
図４Ａ〜図４Ｆは、図１および図２のＭＥＭスイッチ１０の製造に使用できる製造工程を示している。工程は基板１４から開始する。好適実施例では、基板にはＧａＡｓ（ガリウムヒ素）を使用している。しかしながら、Ｉｎｐ、セラミック、クオーツ、あるいはケイ素のごとき別素材を使用できる。これによって、回路素子およびＭＥＭスイッチ１０は金属スパッタリングおよびマスキングのごとき標準集積回路製造技術を用いて基板上で同時に製造できる。基板は主に回路技術および接続されるＭＥＭスイッチに基づいて選択されるため、ＭＥＭスイッチと回路は同時に製造できる。たとえば、ＩｎＰは低ノイズＨＥＭＴ  ＭＭＩＣＳ（高電子移動トランジスタモノリシックマイクロ波集積回路）に使用でき、ＧａＡｓは典型的にＰＨＥＭＴ（疑似形態ＨＥＭＴ）パワーＭＭＩＣＳに使用できる。ＭＥＭスイッチ１０製造は柔軟性を持つため、様々な回路への使用が可能である。これにより、本ＭＥＭスイッチを使用して構成される回路のコストおよび複雑性が軽減される。
【００３８】
図４Ａは、電機子バイアスパッド３４用に基板１４上に金属層を蒸着する第一ステップ後に、入力線１８、出力線２０および基板バイアス電極２２が完成したＭＥＭスイッチ１０の側面図である。金属層は、抵抗リフトオフ、抵抗提供（ｒｅｓｉｓｔ  ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）あるいは金属エッチングのような標準集積回路製造技術を使用してリトグラフィー式に蒸着できる。好適実施例では、金属層の主な組成として金（Ａｕ）が使用される。Ａｕは、その低抵抗率のためにＲＦ利用法では好適である。Ａｕを基板に確実に接着させるために、チタニウム（Ｔｉ）の薄層（２５０〜５００オングストローム）、続いて約１０００オングストロームのプラチナ（Ｐｔ）層、最後にＡｕを蒸着する。Ｐｔは拡散隔膜（抗拡散浸透層）の働きをしてＡｕがＴｉと混合するのを防止し、金属が基板との接着力を失うのを防ぐ。特定実施例の要求に応じて別の抗拡散浸透層を使用できる。ＩＩＩ〜Ｖ半導体基板の場合には、金ゲルマニウム（ＡｕＧｅ）共晶の薄層を最初に蒸着して、ＩＩＩ〜Ｖ ＭＥＳＦＥＴあるいはＨＥＭＴへの標準オーム金属加工に類似した半導体とＡｕＧｅの合金化によりＡｕの接着を確実にする。
【００３９】
次に図４Ｂでは、犠牲層４６が金属層（好適にはＡｕ）の上部の上に配置されてエッチングされるため、電機子１６は犠牲層４６の上方に形成することができる。犠牲層４６は、典型的にはスパッタ蒸着あるいはＰＥＣＶＤ（プラズマ助長化学気相蒸着）を使用して蒸着された２ミクロンのＳｉＯ２を含む。バイアホール５２は犠牲層４２内に彫刻されるため、金属電機子バイアスパッド３４は固定アンカーバイアス４２の形成を開始するために露出される。バイアホール５２は、犠牲層４６の標準抵抗リトグラフィーおよびエッチングで提供される。ＳｉＯ２以外の別素材を犠牲層４６に使用できる。犠牲層４６の重要な特徴は、高エッチング率、良好な厚さ均一度、および基板１４に既に蒸着されている金属の酸化物による正角塗装である。酸化物の厚さは、スイッチ１０を閉鎖するのに必要な電圧およびスイッチ１０開放時の電気的絶縁を決定するのに重要なスイッチ開口部（溝４４）の厚さを部分的に決定する。図４Ｆで示すように、犠牲層４６は電機子１６を開放するために最終ステップで取り除かれる。
【００４０】
ＳｉＯ２を犠牲層４６に使用する別利点は、ＳｉＯ２が高温に耐えられることである。有機ポリイミドのごとき犠牲層の別タイプは、高温下ではかなり堅くなる。ゆえに、ポリイミド犠牲層は後で取り除くことが難しい。犠牲層４６は、梁型構造体層として窒化ケイ素が蒸着された際に高温に露出される。より低いＢＯＥエッチング率を窒化ケイ素に提供するように、窒化ケイ素の蒸着には高温蒸着が望まれるためである。低ＢＯＥエッチング率は、ＳｉＯ２がエッチング処理で除かれると失われる第一梁型構造体層２６の量を最小化する。
【００４１】
図４Ｃは第一梁型構造体層２６の製造を示す。第一および第二梁型構造体層２６と２７は電機子１６の支持機構を提供し、好適には窒化ケイ素で構成されるが、タイプＩＩＩ〜Ｖ半導体物質および二酸化ケイ素のごとき窒化ケイ素とは別の素材を使用できる。窒化ケイ素は蒸着することができ、それによって梁型構造体層２６と２７に中性ストレスが発生するために好適である。中性ストレス製造はスイッチ起動時に起こり得る湾曲を減少させる。第一梁型構造体層２６に使用される素材は犠牲層４６より低いエッチング率を持つ必要があり、それによって電機子１６を開放するために犠牲層４６が取り除かれる際に第一梁型構造体層２６はエッチングで除去されない。第一梁型構造体層２６は、標準リトグラフィーおよびエッチング方法を用いて模様付けおよびエッチングできる。
【００４２】
図３Ａおよび図３Ｂのように、梁型構造体層２６は電機子バイアス電極３０の下方あるいは上方のどちらかに形成できる。梁型構造体層２６が電機子バイアス電極３０の片側のみに提供される場合、スイッチ作動時に梁型構造体層２６内のストレスが電機子バイアス電極３０内のストレスと異なる時に、電機子１６内で湾曲が生じる。電機子１６はどちらの物質がより高ストレスであるかに応じて上方あるいは下方へ湾曲する。湾曲はスイッチ起動に必要な電圧を変化させることができ、極度に湾曲した場合は起動電圧に関わらずスイッチを開放（下方に湾曲）あるいは閉鎖（上方に湾曲）から妨げることができる。ゆえに、電機子バイアス電極３０層のストレスレベルを梁型構造体層２６（適応できれば２７も）と一致させることが好適である。しかしながら、歯部４０および末端部４２に提供される本発明のトーションバネ品質は、必要な場合にはある程度まで湾曲に反発できる。
【００４３】
梁型構造体層はまた、図２に関して前述したように、電機子１６の湾曲を最小化するために第一梁型構造体層２６および第二梁型構造体層２７として電機子バイアス電極３０の上方および下方の両方に形成できる。電機子バイアス電極３０の両側面に梁型構造体層２６と２７を形成することにより、第二梁型構造体層２７は電機子バイアス電極３０の上方に位置し、第一梁型構造体層２６と同じように湾曲するため（電機子バイアス電極３０の下方）、物質圧力が異なる際の影響は最小化される。電機子バイアス電極３０は第一および第二梁型構造体層２６と２７に拘束され、構造体層２６と２７と共に湾曲するため、スイッチ内の湾曲は最小化される。２つの梁型構造体層が使用される場合、スイッチの湾曲の望む最小限レベルを提供するために同じ素材でそれらを構成することが好適である。しかしながら、異なる素材の組み合わせを使用して、歯部に湾曲に補正度を提供して所定レベルの湾曲を提供することも可能である。
【００４４】
図４Ｄでは、凹状受領部５４が第一梁型構造体層２６および犠牲層４６に彫刻されている。凹状受領部５４は凹部２４が後に蒸着される開口部である。凹状受領部５４は第一梁型構造体層２６の標準リトグラフィーおよびドライエッチング、次に犠牲層４６の部分的エッチングを使用して形成される。開口部によって凹部は第一梁型構造体層２６を通って突起できる。
【００４５】
次に、懸架状電機子バイアス電極３０、伝送路２８および凹部２４を形成する第二金属層が第一梁型構造体層２６上に蒸着される。好適実施例では、金属層はＴｉ薄層（２００オングストローム）をスパッタ蒸着し、続いて１０００オングストロームのＡｕを蒸着することにより成る。金属層はウエハー中で整合しなくてはならず、Ａｕのメッキ面として作用する。メッキされるスイッチの領域を開くためにメッキは金属リトグラフィーを使用して実行される。ウエハーの端部上の膜金属を電気的に接触し、メッキ溶液に金属模様ウエハーを置くことによってＡｕは電気メッキされる。電気回路を完成させるために膜金属がメッキ溶液に露出される部分でのみメッキは発生し、ウエハー上に電気的絶縁抵抗が残る部分では発生しない。２ミクロンのＡｕがメッキされた後、残りはウエハーから取り除かれ、膜金属を取り除くために全表面はイオンエッチングされる。イオンエッチング中にＡｕの一部もメッキされたＡｕの上部から取り除かれるが、膜の厚さは１２００オングストロームのみであるため損失は最小である。
【００４６】
この過程の結果として、好適実施例では主にＡｕである第二金属層内に電機子バイアス電極３０、導電伝送路２８および凹部２４が形成される。さらに、Ａｕはバイアホール５２を満たし、電機子バイアス電極３０を電機子バイアスパッド３４に接続する。Ａｕはその低抵抗率のために第二金属層の好適な選択肢である。第二金属層の金属および梁型構造体層２６と２８への素材を選択する際、起動の際に電機子１６が上方あるいは下方に湾曲しないように梁型構造体層２６と２８のストレスが電機子バイアス電極３０および導電伝送路２８のストレスと等しくなるような素材を選択することが重要である。これは構造体層への蒸着パラメータを注意深く決定することにより達成される。窒化ケイ素はその絶縁特性のみではなく、主にこれらの蒸着パラメータの制御性および結果として生じた膜のストレスレベルによって構造体層に選択された。また、電機子バイアス電極３０を導電伝送路２８より電気的に絶縁するために、その間の第二金属層の一部は取り除かれなければならない。第一梁型構造体層２６および第二梁型構造体層２７が共に使用される場合、この過程は第二梁型構造体層２７を電機子バイアス電極３０上に蒸着する以前に実行されなければならない。
【００４７】
第二梁型構造体層２７を蒸着後、リトグラフィーおよびエッチングでスイッチ製造を完成させる。最終的に、犠牲層４６は電機子１６を開放するために取り除かれる。さらに、歯部４０および末端部４２を形成する梁型構造体層２６と２７の部分は、望む厚さを提供するためにエッチングされる。
【００４８】
犠牲層４６がＳｉＯ２を含む場合、最終製造手順においてフッ化水素酸（ＨＦ）溶液を使用して典型的にはウェットエッチングで取り除かれる。除去過程を最適化するように除去液の滑らかで平らな流れを犠牲層４６に提供するために、液体の流れる小孔部は特に電機子１６の電機子バイアス電極３０部が大領域を有する位置および電機子１６の末端部４２内に層を通って形成される。エッチングと洗浄処理は、犠牲層４６が取り除かれる時に電機子１６を基板１４と接触させないために臨界点ドライヤー内で後工程で実行される。
【００４９】
この処理中に接触が発生した場合は、装置固着およびスイッチ故障が起こり得る。スイッチを直接的ではなく、液相と気相の間に超臨界相を導入して液相（例：ＨＦ）環境から気相（例：空気）環境へ移動させることによって接触を防ぐ。サンプルはＨＦ中でエッチングされ、希釈によってＤＩ水で洗浄されるため、過程中にスイッチは液体から取り除かれない。ＤＩ水は同様にメタノールで置き換えられる。サンプルは臨界点ドライヤーに移動され、房は密閉される。房内でメタノールは高圧力液体ＣＯ２に置き換えられるため、サンプルを取り囲むのはＣＯ２のみである。房は加熱されるため、ＣＯ２は超臨界相に変化する。続いて圧力が開放されるため、ＣＯ２は気相に変化する。サンプルが気体のみに囲まれれば、房から大気中に取り出してよい。犠牲層４６が除去された後のＭＥＭスイッチの側面図は図４Ｆに示されている。
【００５０】
図５の示すＭＥＭスイッチ１０”は、５０オーム直通線と接続されるように構成される。入力線１８および出力線２０は５０オーム直通線の一部である。短絡入力線と出力線と共に構成される場合は必要ないが、インピーダンス正角回路網は入力線２０および出力線１８において反射を発生させずに５ＧＨｚ以上の周波数でスイッチ１０”を操作するために使用できる。スイッチ１０”は、５０オーム直通線と直列で配置された場合には誘導リアクタンスを単独で提供する。スイッチ１０”のインピーダンスを５０オーム直通線と一致させるために、装置に分路電気容量が加えられる。
【００５１】
この構成の１実施例中では、分路電気容量は入力線２０および出力線１８の両方にマイクロストリップ放射状スタブ６０を追加することで提供できる。スタブ６０間の連続的静電結合を避けるために、スタブ６０はＭＥＭスイッチから一定角度で離される。このような連続的結合は、開放位置にあるＭＥＭスイッチ１０”の絶縁を弱める。結果の回路は低ミリメーター波範囲（約４０ＧＨｚ）までの周波数に対する低域フィルターとして機能する。電気容量値は、特定の通過域リップルを維持する一方で遮断周波数を最大化するように選択される。
【００５２】
要約すれば、従来型電機子ＭＥＭｓでは電機子１６が基板バイアス電極２２に引かれて入力線と出力線１８と２０の方へ湾曲すると、凹部２４は電機子１６の湾曲により生じる角偏向によって入力線と出力線１８と２０と正角接触できない。その結果、凹部２４はその表面領域の約１０％のみが入力線と出力線１８と２０と実際に接触を形成する質の悪い接触しか提供できない。この質の悪い接触によって、機械的損傷および小領域を通る電気流による熱が発生する。本発明は、末端部４２と共に付着された複数の歯部４０を含む電機子搭載のトーションバネを提供することによってこの問題を克服する。歯部４０は、装置の起動時に末端部４２を回転させて末端部４２上の凹部２４の入力線１８と出力線２０との正角接触を最大化させ、通電を可能にする。
【００５３】
当業者にとって明らかなように、本明細書で開示された以外にも本発明はその他多くの構造が可能である。たとえば、導電伝送路層、バイアス電極、バイアスパッド、入力線および出力線に別素材を使用できる。梁型構造体層２６と２７および犠牲層４６は、適切な対応素材であれば窒化ケイ素および二酸化ケイ素とは別の素材で製造できる。放射状スタブ実施例で開示したものとは別のインピーダンス正角回路網あるいは回路もまた使用できる。ゆえに、先行する詳述は例示のみのために提供されており、制限をするためではない。本発明の範囲はすべての均等物を含む以下の「特許請求の範囲」で制限される。
【図１】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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