可预防触头粘附的微型继电器制造技术

技术编号:7662879 阅读:263 留言:0更新日期:2012-08-09 07:28
本发明专利技术公开了一种微型电机系统(MEMS)的微型继电器,包括:一基层盖(capsubstrate)、一第一电气触头、一引动器和一第二电气触头。第一电气触头形成在该基层盖上,其包括一铂族金属和一铂族金属氧化物形成的第一表层。第二电气触头形成于该引动器上,其包括一铂族金属和一铂族金属氧化物形成的第二表层。在该微型继电器工作过程中,第一表层的至少一部分(即第一部分)与第二表层的至少一部分(即第二部分)接触。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及微型电机系统(MEMS,micro-electro-mechanical system),更特别地涉及微型继电器。
技术介绍
此处提供的背景描述目的是总体上说明本申请披露内容的前后因果。本专利技术的专利技术者作出的披露内容,达到
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部分中描述的程度,以及在提出本申请时未被当作现有技术而披露的某些方面,既不会明确地也不会暗示地认为是本申请公开内容的在先技术。微型电机系统可以包括各种机械、电气和/或电机组件。仅作为例子,微型电机系统可以包括一处理器、一微型传感器、一微型引动器(actuator)、和/或一个或多个其他组件。微型继电器就是一种微型引动器。微型继电器通常包括一顶部盖、一底部盖、一引动器和两个或多个触头。引动器被配置在顶部盖和底部盖之间的空间内。引动器在该空间内是可以运动的,从而实现两个或多个触头之间电气接通和断开。微型继电器可以用于多种
,例如自动测试设备(ATE)系统、射频(RF)天线转换、手持式装置和其他装置等。一些自动测试设备(ATE)系统包括仅作为例子,微型继电器可以连接/断开处于测试中的设备。
技术实现思路
一种微型电机系统(MEMS)的微型继电器,包括一基层盖(cap substrate)、一第一电气触头、一引动器和一第二电气触头。第一电气触头形成在该基层盖上,其包括一钼族金属和一钼族金属氧化物形成的第一表层。第二电气触头形成于该引动器上,其包括一钼族金属和一钼族金属氧化物形成的第二表层。在该微型继电器工作过程中,第一表层的至少一部分(即第一部分)与第二表层的至少一部分(即第二部分)接触。其他特征是,钼族金属为钌。其他特征是,钼族金属为铑。进一步特征是,第一和第二电气触头由沉积和电镀方式中的一种形成。 进一步特征是,第一和第二电气触头由溅射方式形成。其他特征是,第一和第二表层通过将第一和第二电气触头退火形成。其他特征是,第一和第二表层通过将该微型继电器承受一预定温度至一预定的时间且向该微型继电器提供一氧化剂而形成。 进一步特征是,该氧化剂为双原子氧(diatomic)和臭氧(ozone)中的一种。进一步特征是,该预定温度在200摄氏度与450摄氏度之间(含200和450),且其中预定时间在30分钟到60分钟之间(含30和60分钟)。其他特征是,第一和第二表层的厚度在20埃与450埃(Angstrom)之间(含20埃和450埃)。—种制造微型电机系统的微型继电器的方法,包括在该微型继电器的一基层盖上形成钼族金属构成的第一电气触头;在该微型继电器的一引动器上形成钼族金属构成的第二电气触头;以及将所述第一和第二电气触头的相应的第一和第二表层氧化。在该微型继电器工作过程中,第一表层的至少一个部分即第一部分与第二表层的至少一个部分即第二部分接触。其他特征是,钼族金属为钌。其他特征是,钼族金属 为铑。其他特征是,该方法还包括通过沉积和电镀方式中的一种来形成所述的第一和第二电气触头。 其他特征是,该方法还包括通过溅射方式来形成第一和第二电气触头。其他特征是,该方法还包括通过将第一和第二电气触头退火来形成第一和第二表层。其他特征是,该方法还包括将该微型继电器承受一预定温度至一预定的时间且向该微型继电器提供一氧化剂。进一步特征是,该氧化剂为双原子氧和臭氧中的一种。进一步特征是,该预定温度在200摄氏度与450摄氏度之间(含200和450),且其中预定时间在30分钟到60分钟之间(含30和60)。其他特征是,第一和第二表层的厚度在20埃与450埃之间(含20埃和450埃)。本专利技术的进一步的应用领域从下面的详细描述中会更加明显。应该理解,详细的描述和特定的举例只是为了解释说明目的,而不是限制本专利技术的范围。附图说明本专利技术在详细描述及结合附图的情况下将会被完全理解,其中 图I为根据本专利技术作出的微型继电器在断开时的第一实施例的剖视 图2为根据本专利技术作出的微型继电器在断开时的第二实施例的剖视 图3为根据本专利技术作出的微型继电器第一实施例在接通时的剖视 图4为根据本专利技术作出的微型继电器第二实施例在接通时的剖视 图5为触头粘附引起损坏的微型继电器的硬金属表层的放大 图6为根据本专利技术作出的微型继电器在断开状态时的第三实施例的剖视 图7为根据本专利技术作出的微型继电器在断开状态时的第四实施例的剖视 图8为根据本专利技术作出的微型继电器第三实施例在闭合状态时的剖视 图9为根据本专利技术作出的微型继电器第四实施例在闭合状态时的剖视 图10为根据本专利技术作出的硬金属触头氧化系统的功能方块 图11为已被氧化的微型继电器的硬金属表层的放大 图12显示了一流程图,其描述了根据本专利技术作出的制造具有氧化表层的硬金属触头的微型继电器的方法;图13为触头具有氧化表层和不具有氧化表层的微型继电器在工作循环一定数量后失效百分比的Weibull分析图。具体实施例方式下面的描述仅仅是从本质上解释说明并不是限制本专利技术的内容、应用或使用。为了描述清楚,附图中使用同样的参考数字来标示同样的零部件。如此处所使用的,A、B和C中至少一个构成的表达式表示逻辑值(A或B或C),用非排他性逻辑“0R”。应当理解,方法中的步骤可以在没有改变本专利技术原理的情况下按不同的顺序执行。—种微型电机系统的微型继电器,包括由硬金属或者硬金属与一种或多种其他金属形成的混合物制成的触头。举例来说,所述硬金属包括钌、铑和/或另外的合适的钼族金属。该硬金属是相对于用来制作触头的其他柔软金属而言较硬,柔软金属例如金、铟等等。触头可以使用薄膜沉积工艺(deposition),例如派射工艺(sputtering)来形成。 在形成过程中,硬金属可以吸收杂质。该杂质在微型继电器工作循环期间可以聚合。当触头本应当处于断开状态时,这些聚合体可以导致触头粘附(在闭合状态)。触头粘在一起(且产生触头之间短路)这一情况本文称为粘附(stiction)。随着时间的推移,粘附可以导致一个触头的某些部分产生裂纹且粘于其他触头上。根据本专利技术作出的微型继电器的触头进行了触头表层氧化处理。触头氧化有利于大大减少或者消除触头表面上或者表面附近的杂质,且在工作循环中大大减少或者防止其他杂质被吸收。形成的氧化物的韧性也小于硬金属的韧性。因此,具有氧化表层的硬金属触头比没有氧化表层的硬金属触头产生拉延裂纹的可能性更小。在整个使用寿命中,具有有氧化表层的硬金属触头的微型继电器趋于出现粘附频率小于没有氧化表层的硬金属触头的微型继电器。现在参照图I,显示了 MEMS的微型继电器100的一实施例的横截面视图。微型继电器100包括一底部基层盖102、一顶部基层盖106以及一导电的引动器层110。仅作为例子,底部基层盖102和/或顶部基层盖106可以包括一硅盖、陶瓷盖和/或玻璃盖。微型继电器100还包括两个或更多触头114。仅作为例子,微型继电器100包括三个触头114,如图I所示实施例。触头114中有一个或多个构造在底部基层盖102的表层即面向引动器层110的表层上。仅作为例子,触头114中有两个构造在底部基层盖102上,如图I所示。触头114中有一个或者多个构造在引动器层110的表层即面向底部基层盖102的表层上。仅作为例子,触头114中有一个构造在引动器层110的表层上,如图I所示。可以形成一个或者本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员:U·斯瑞达邹泉波A·S·科尔卡X·应
申请(专利权)人:马克西姆综合产品公司
类型:发明
国别省市:

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