Charakterisierung eines bistabilen Schalters mit großem Schaltweg und einstellbaren Haltekräften

Abstract:
Ein mikromechanischer bistabiler Schalter mit großen Schaltwegen zwischen den bistabilen Punkten und großen Haltekräften wurde entwickelt. Das Umschalten zwischen den beiden stabilen Schaltzuständen des nach dem Kniehebelprinzip ausgelegten Schalters erfolgt elektrostatisch. Die Bistabilität wird durch eine mechanische Vorspannung geeignet dimensionierter Rahmenstrukturen erzeugt. Der Schalter wurde in SOI-Technik realisiert. Für die quantitative Analyse des Schalters wurde eine spezielle Testvorrichtung und Teststrategie entwickelt. Die Messergebnisse demonstrieren die angestrebten Kenndaten und insbesondere die Bistabilität. Damit ist der Schalter für alle Anwendungen interessant, bei denen es auf leistungsloses, sicheres Halten der Position in beiden Schaltpositionen ankommt. Anwendungsbeispiele des bistabilen Schalters sind Schalter für Multimodefasern, Relais und digitale Kraftsensoren.