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Flüssigmetallmikroschalter (LIMMS
= liquid metal microswitches) wurden entwickelt, um eine zuverlässige Schaltfähigkeit
zu liefern, indem eine kompakte Hardware (z. B. in der Größenordnung
von Mikrometern) verwendet wird. Die geringe Größe von LIMMS macht dieselben
ideal zur Verwendung in Hybridschaltungen und anderen Anwendungen,
bei denen geringere Größen erwünscht sind.
Neben der geringeren Größe derselben
umfassen Vorteile von LIMMS gegenüber herkömmlicherer Schalttechnologien
Zuverlässigkeit,
die Eliminierung mechanischer Ermüdung, einen geringeren Kontaktwiderstand
und die Fähigkeit,
eine relativ hohe Leistung (z. B. etwa 100 Milliwatt) ohne ein Überhitzen
zu schalten, um nur wenige zu kennen.
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Gemäß einem Entwurf weisen LIMMS
einen Hauptkanal auf, der teilweise mit einem Flüssigmetall gefüllt ist.
Das Flüssigmetall
kann als das leitfähige Schaltelement
dienen. Treiberelemente, die benachbart zu dem Hauptkanal bereitgestellt
sind, bewegen das Flüssigmetall
durch den Hauptkanal, wobei die Schaltfunktion betätigt wird.
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Während
einer Zusammenfügung
muß das Volumen
eines Flüssigmetalls
genau abgemessen und in den Hauptkanal zugeführt werden. Ein nicht genaues
Abmessen und/oder Zuführen
des richtigen Volumens eines Flüssigmetalls
in den Hauptkanal könnte
bewirken, daß der
LIMM ausfällt
oder defekt ist. Zum Beispiel könnte
zuviel Flüssigmetall
in den Hauptkanal einen Kurzschluß bewirken. Nicht genügend Flüssigmetall
in dem Hauptkanal könnte
den Schalter daran hindern, eine gute Verbindung herzustellen.
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Die kompakte Größe von LIMMS macht es besonders
schwierig, das Flüssigmetall
genau abzumessen und in den Hauptkanal zuzuführen. Sogar Toleranzschwankungen
der Maschinenausrüstung, die
verwendet wird, um das Flüssigmetall
zuzuführen,
können
während
dem Zuführungsprozeß einen Fehler
einbringen. Abmessungsschwankungen des Hauptkanals selbst können ebenfalls
einen volumetrischen Fehler einbringen.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ein Verfahren zum Zusammenfügen eines Schalters oder einen
Schalter zu schaffen, so daß volumetrische
Fehler korrigiert werden, die während
eines Zusammenfügens
möglicherweise
eingebracht werden.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren
gemäß Anspruch
1, einen Schalter gemäß Anspruch
7 oder einen Schalter gemäß Anspruch
15 gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist ein Schalter, der eine Kanalplatte aufweist, die einen Hauptkanal
und zumindest eine Abfallkammer aufweist, die in derselben gebildet
ist. Der Schalter kann ferner ein Substrat aufweisen, das zumindest
eine Kontaktanschlußfläche aufweist.
Ein flüssiges
Schaltelement wird auf die zumindest eine Kontaktanschlußfläche aufgebracht.
Ein Abschnitt des flüssigen
Schaltelements wird von dem Hauptkanal in die zumindest eine Abfallkammer
isoliert, wenn die Kanalplatte mit dem Substrat zusammengefügt wird.
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Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist ein Verfahren zum Zusammenfügen
eines Schalters, das folgende Schritte aufweist: Aufbringen eines
flüssigen
Schaltelements auf ein Substrat; Positionieren einer Kanalplatte
benachbart zu dem Substrat; Bewegen der Kanalplatte zu dem Substrat
hin; Isolieren eines Abschnitts des flüssigen Schaltelements von einem
Hauptkanal in der Kanalplatte in eine Abfallkammer in der Kanalplatte.
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Es sind aber auch andere Ausführungsbeispiele
offenbart.
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Veranschaulichende und gegenwärtig bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen gezeigt.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden
Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1(a) eine
perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Schalters,
gezeigt in einem ersten Zustand;
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1(b) eine
perspektivische Ansicht des Schalters von 1(a), gezeigt in einem zweiten Zustand;
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2(a) einen
Grundriß einer
Kanalplatte, die verwendet wird, um den Schalter gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung herzustellen;
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2(b) einen
Grundriß eines
Substrats, das verwendet wird, um den Schalter gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung herzustellen;
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3 eine
Seitenansicht der Kanalplatte, die benachbart zu dem Substrat positioniert
ist, wobei ein flüssiges
Schaltelement gezeigt ist, das auf das Substrat aufgebracht ist;
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4 eine
Seitenansicht der Kanalplatte und des Substrats, die zueinander
hin bewegt werden, wobei das flüssige
Schaltelement die Kanalplatte benetzend gezeigt ist;
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5 eine
Seitenansicht der Kanalplatte und des Substrats, die näher zueinander
bewegt sind, wobei das flüssige
Schaltelement gezeigt ist, das sich in die Abfallkammern entlädt;
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6 eine
Seitenansicht der Kanalplatte und des Substrats, wobei das flüssige Schaltelement in
einem Gleichgewicht gezeigt ist;
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7 eine
Seitenansicht der Kanalplatte, die mit dem Substrat zusammengefügt ist,
gezeigt in einem ersten Zustand; und
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8 eine
andere Seitenansicht der Kanalplatte, die mit dem Substrat zusammengefügt ist,
gezeigt in einem zweiten Zustand.
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Ein Ausführungsbeispiel eines Schalters 100 ist
gemäß den Lehren
der Erfindung mit Bezug auf 1(a) und 1(b) gezeigt und beschrieben.
Der Schalter 100 weist eine Kanalplatte 110, die
einen Abschnitt eines Hauptkanals 120 definiert, Treiberkammern 130, 132 und
Teil- oder Subkanäle 140, 142 auf,
die die Treiberkammern 130, 132 fluidisch mit
dem Hauptkanal 120 verbinden. Die Kanalplatte 110 wird
mit einem Substrat 150 zusammengefügt, das ferner den Hauptkanal 120,
die Treiberkammern 130, 132 und die Subkanäle 140, 142 definiert.
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Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Kanalplatte 110 aus
Glas hergestellt, obwohl auch andere geeignete Materialien verwendet
werden können
(z. B. Keramik, Plastik, eine Kombination von Materialien). Das
Substrat 150 kann aus einem Keramikmaterial hergestellt
sein, obwohl auch andere geeignete Materialien verwendet werden
können.
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Kanäle können in die Kanalplatte 110 geätzt werden
(z. B. durch ein Sandstrahlen) und durch das Substrat 150 bedeckt
werden, wodurch der Hauptkanal 120, die Treiberkammern 130, 132 und
die Subkanäle 140, 142 definiert
sind. Andere Ausführungsbeispiele
zum Herstellen der Kanalplatte 110 und des Substrats 150 werden
ebenfalls als innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung befindlich
betrachtet.
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Natürlich ist es klar, daß der Hauptkanal 120, die
Treiberkammern 130, 132 und/oder die Subkanäle 140, 142 auf
jegliche, geeignete Weise definiert sein können. Zum Beispiel können der
Hauptkanal 120, die Treiberkammern 130, 132 und/oder
die Subkanäle 140, 142 gänzlich innerhalb
entweder der Kanalplatte 110 oder des Substrats 150 gebildet
sein. Bei anderen Ausführungsbeispielen
kann der Schalter zusätzliche
Schichten aufweisen, und der Hauptkanal 120, die Treiberkammern 130, 132 und/oder die
Subkanäle 140, 142 können teilweise
oder gänzlich
durch diese Schichten gebildet sein.
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Es ist ebenfalls klar, daß der Schalter 100 nicht
auf eine jegliche, spezielle Konfiguration begrenzt ist. Bei anderen
Ausführungsbeispielen
kann eine jegliche, geeignete Anzahl von Hauptkanälen 120,
Treiberkammern 130, 132 und/oder Subkanäle 140, 142 bereitgestellt
und in geeigneter Weise miteinander verbunden sein. Auf ähnliche
Weise sind die Hauptkanäle 120,
die Treiberkammern 130, 132 und/oder die Subkanäle 140, 142 nicht
auf eine jegliche, spezielle Geometrie begrenzt. Obwohl gemäß einem
Ausführungsbeispiel
die Hauptkanäle 120,
die Treiberkammern 130, 132 und/oder die Subkanäle 140, 142 einen
halbelliptischen Querschnitt aufweisen, kann der Querschnitt bei
anderen Ausführungsbeispielen
elliptisch, kreisförmig,
rechteckig oder eine jegliche, andere geeignete Geometrie sein.
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Gemäß dem in 1(a) und 1(b) gezeigten
Ausführungsbeispielen
kann der Schalter 100 ebenfalls eine Mehrzahl von Elektroden
oder Kontaktanschlußflächen 160, 162, 164 aufweisen, die
zu dem Inneren des Hauptkanals 120 freiliegend sind. Durch
das Substrat 150 können
Anschlußleitungen 170, 172 und 174 bereitgestellt
sein und können während einer
Operation des Schalters 100 einen elektrischen Strom zu/von
den Kontaktanschlußflächen 160, 162, 164 tragen.
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Natürlich kann der Schalter mit
einer jeglichen Anzahl von Kontaktanschlußflächen versehen sein und mehr
oder weniger umfassen als hierin gezeigt und beschrieben. Die Anzahl
der Kontaktanschlußflächen kann
zumindest zu einem gewissen Ausmaß von der beabsichtigten Verwendung
des Schalters 100 abhängen.
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Der Hauptkanal 120 ist teilweise
mit einem flüssigen
Schaltelement 180 gefüllt.
Bei einem Ausführungsbeispiel
ist das flüssige
Schaltelement 180 ein leitfähiges Fluid (z. B. Quecksilber
(HG)). Das flüssige
Schaltelement 180 als solches kann als ein leitfähiger Weg
zwischen den Kontaktanschlußflächen 160, 162 oder
den Kontaktanschlußflächen 162, 164 dienen.
Alternativ kann ein undurchlässiges Fluid
für einen
optischen Schalter verwendet werden (nicht gezeigt). Das undurchlässige Fluid
wird verwendet, um optische Wege zu blockieren und freizugeben,
wie es einem Fachmann auf dem Gebiet ohne weiteres klar ist, nachdem
derselbe mit den Lehren der Erfindung vertraut geworden ist.
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Die Subkanäle 140, 142 können zumindest teilweise
mit einem Treiberfluid 185 gefüllt sein. Vorzugsweise ist
das Treiberfluid 185 ein nicht-leitfähiges Fluid, wie beispielsweise
ein inertes Gas oder eine inerte Flüssigkeit. Die Treiberflüssigkeit 185 kann
verwendet werden, um das flüssige
Schaltelement 180 innerhalb des Hauptkanals 120 zu
bewegen.
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Treiberelemente 200, 202 (2(b)) können in den Treiberkammern 130, 132 bereitgestellt
sein. Die Treiberelemente 200, 202 können beispielsweise eine
Wärmeerzeugungseinrichtung
(z. B. Dünnfilmwiderstände) aufweisen,
die das Treiberfluid 185 erwärmen und bewirken, daß dasselbe
sich ausdehnt. Andere jetzt bekannte oder später entwickelte Ausführungsbeispiele
werden ebenfalls als innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung
befindlich betrachtet. Zum Beispiel können die Treiberelemente 200, 202 eine
Akustik- oder Pumpeinrichtung
aufweisen, um nur wenige zu nennen. In jedem Fall können die
Treiberelemente 200, 202 betrieben werden, daß Treiberfluid 185 (siehe 1(a) und 1(b)) in die Hauptkammer 120 zu
zwingen, was bewirkt, daß sich das
flüssige
Schaltelement 180 „teilt" und sich innerhalb
des Hauptkanals 120 bewegt.
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Durch eine Darstellung ist der Schalter 100 in 1(a) in einem ersten Zustand
gezeigt, wobei das flüssige
Schaltelement 180 einen leitfähigen Weg zwischen den Kontaktanschlußflächen 162 und 164 herstellt.
Das Treiberelement 202 kann betrieben werden, um eine Zustandsveränderung
des Schalters 100 zu bewirken, wie es in 1(b) gezeigt ist. Eine Operation des
Treiberelements 202 (2(b)) bewirkt,
daß sich
das flüssige
Schaltelement 180 zu dem anderen Ende des Hauptkanals 120 hin
bewegt, wobei das flüssige
Schaltelement 180 einen leitfähigen Weg zwischen den Kontaktanschlußflächen 160 und 162 herstellt.
Auf ähnliche
Weise kann das Treiberelement 200 (2(b)) betrieben werden, um den Zustand
des Schalters 100 zurück
in den ersten Zustand zu verändern.
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Geeignete Modifikationen an dem Schalter 100 werden
ebenfalls als innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung befindlich
betrachtet, wie es einem Fachmann auf diesem Gebiet ohne weiteres
ersichtlich ist, nachdem er mit den Lehren der Erfindung vertraut
geworden ist. Zum Beispiel ist die vorliegende Erfindung auch auf
optische Mikroschalter (nicht gezeigt) anwendbar. Siehe auch zum
Beispiel US-Patent
Nr. 6,323,447 von Kondoh et al. mit dem Titel "Electrical Contact Breaker Switch, Integrated Electrical
Contact Breaker Switch, and Electrical Contact Switching Method" und die US-Patentanmeldung
Seriennr. 10/137,691 eingereicht am 2. Mai 2002 von Marvin Wong
mit dem Titel "A
Piezoelectrically Actuated Liquid Metal Switch", wobei beide hierbei durch Bezugnahme
auf alles, was offenbart ist, aufgenommen sind.
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Die vorhergehende Beschreibung eines
Ausführungsbeispiels
des Schalters 100 ist bereitgestellt, um die Operation
desselben besser zu verstehen. Es sollte ebenfalls klar sein, daß die vorliegende
Erfindung auf jegliche eines breiten Bereichs anderer Typen und
Konfigurationen von Schaltern anwendbar ist, die jetzt bekannt sind
oder die eventuell in der Zukunft entwickelt werden.
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Der Schalter 100 kann eine
Kanalplatte 110 und ein Substrat 150 aufweisen,
wie es gemäß einem Ausführungsbeispiel
in 2(a) beziehungsweise 2(b) detaillierter gezeigt
ist. Es ist anzumerken, daß die
Kanalplatte 110 in 2(a) gezeigt
ist, wie dieselbe von oben durch die Kanalplatte 110 blickend erscheint.
Das Substrat 150 ist in 2(b) gezeigt, wie
dasselbe von der Seite (z. B. oben) erscheint, die an die Kanalplatte 110 anstößt. Zusätzlich sind
der Hauptkanal 120, die Subkanäle 140, 142,
die Abfallkammern 210, 212 und Heizkammern 130, 132 in 2(b) umrissen, um das Vorhandensein
derselben bei Ausführungsbeispielen
anzugeben, bei denen zumindest ein Abschnitt dieser Merkmale in
dem Substrat 150 bereitgestellt ist, wie es oben erörtert ist.
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Die Kanalplatte 110 weist
einen Hauptkanal 120 und Abfallkammern 210, 212 auf,
die in derselben gebildet sind. Das Substrat 150 weist
Kontaktanschlußflächen 160, 162, 164 auf.
Die Kontaktanschlußflächen 160, 162, 164 können auf
einem benetzbaren Material hergestellt sein. Wo die Kontaktanschlußflächen 160, 162, 164 dazu
dienen, elektrische Verbindungen herzustellen, sind die Kontaktanschlußflächen 160, 162, 164 aus
einem leitfähigen Material,
wie beispielsweise einem Metall, hergestellt.
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Die Kontaktanschlußflächen 160, 162, 164 sind
voneinander beabstandet. Vorzugsweise öffnen sich die Subkanäle 140, 142 zu
der Hauptkammer 120 in dem Raum, der zwischen den Kontaktanschlußflächen 160, 162, 164 bereitgestellt
ist. Eine derartige Anordnung dient dazu, um eine Trennung des flüssigen Schaltelements 180 während Schaltoperationen
zu verbessern.
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Ein flüssiges Schaltelement 180 kann
auf die Kontaktanschlußflächen 160, 162, 164 aufgebracht werden,
wie es gemäß einem
Ausführungsbeispiel
in 3 gezeigt ist. Vorzugsweise
ist das flüssige Schaltelement 180 mehr
als nötig
ist, um eine Schaltfunktion zu erfüllen. Ein Überschußabschnitt des flüssigen Schaltelements
entlädt
sich aus dem Hauptkanal 120 in die Abfallkammern 210, 212,
wenn die Kanalplatte 110 mit dem Substrat 150 zusammengefügt wird,
wie es im folgenden detaillierter erörtert wird.
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Der Hauptkanal 120 kann
von den Abfallkammern 210, 212 durch Sperren oder
Barrieren 300, 302 auf der Kanalplatte 110 isoliert
sein. Die Barrieren 300, 302 dienen dazu, das
flüssige
Schaltelement 180 während
eines Zusammenfügens
in den Hauptkanal 120 und die Abfallkammern 210, 212 zu isolieren,
siehe zum Beispiel die Darstellung von 4 durch 7,
die unten erörtert
wird. Die Barrieren 300, 302 dienen auch dazu,
nach einem Zusammenfügen
(z. B. während
einer Operation des Schalters 100) das überflüssige flüssige Schaltelement 180 in
den Abfallkammern 210, 212 zu isolieren. Folglich
müssen
die Abfallkammern 210, 212 nicht getrennt abgedichtet
sein, aber können
es sein, falls es so gewünscht
wird.
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Abdichtriemen 220, 222, 224 können auf
der Kanalplatte 110 bereitgestellt sein, um ein Benetzen des
flüssigen
Schaltelements 180 zu der Kanalplatte 110 zu fördern. Die
Abdichtriemen 220, 222, 224 sind in 2(a) in einer Umrißform dargestellt,
um die Position derselben relativ zu dem Hauptkanal 120 und den
Abfallkammern 210, 212 (d. h. über den Kanälen liegend) besser zu zeigen.
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Die Abdichtriemen 220, 222, 224 sind
vorzugsweise aus einem benetzbaren Material hergestellt. Geeignete
Materialien können
Metall und Metallegierungen umfassen, um nur wenige zu nennen. Bei
einem Ausführungsbeispiel
sind die Abdichtriemen 220, 222, 224 aus
einer oder mehreren Schichten eines Dünnfilmmetalls hergestellt.
Zum Beispiel können
die Abdichtriemen 220, 222, 224 eine
dünne Schicht
(z. B. etwa 1000 A) aus Chrom (Cr), eine dünne Schicht (z. B. etwa 5000
A) aus Platin (Pt) und eine dünne
Schicht (z. B. etwa 1000 A) aus Gold (Au) aufweisen. Die äußerste Schicht
aus Gold löst
sich schnell auf, wenn dieselbe in Kontakt mit einem flüssigen Schaltelement 180 aus
Quecksilber (Hg) kommt, und das Quecksilber bildet mit der Schicht aus
Platin eine Legierung. Folglich benetzt das flüssige Schaltelement 180 ohne
weiteres die Abdichtriemen 220, 222, 224.
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Es ist anzumerken, daß einer
der Abdichtriemen (z. B. 220) sich vorzugsweise über eine
der Barrieren (z. B. 300) in die benachbarte Abfallkammer
(z. B. 210) erstreckt. Daher benetzt das flüssige Schaltelement 180 die
Barriere 300 und überschüssiges flüssiges Schaltelement 180 wird
ohne weiteres während
eines Zusammenfügens
(siehe 4) in die Abfallkammer 210 entladen.
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Es ist ebenfalls anzumerken, daß einer
der Abdichtriemen (z. B. 224) sich vorzugsweise nicht über eine
der Barrieren (z. B. 302) in die benachbarte Abfallkammer
(z. B. 212) erstreckt. Das flüssige Schaltelement 180 benetzt
ohne einen Abdichtriemen die Barriere 302 nicht ohne weiteres.
Folglich wird zumindest ein Abschnitt des flüssigen Schaltelements 180 während einem
Zusammenfügen
(siehe 5) in den Hauptkanal 120 zu
der Kontaktanschlußfläche 162 hin
gedrängt.
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Auf ein Zusammenfügen folgend, bleibt die gewünschte Menge
des flüssigen
Schaltelements 180 in dem Hauptkanal 120, wie
es in 7 und 8 gezeigt ist. Das flüssige Schaltelement 180, das
in dem Hauptkanal 120 bleibt, kann verwendet werden, um
eine Zustandsänderung
bei dem Schalter 100 zu bewirken, wie es oben beschrieben
ist. Ein Überschuß des flüssigen Schaltelements 180 wird von
dem Hauptkanal 120 in den Abfallkammern 210, 212 isoliert.
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Vorzugsweise sind die Abfallkammern 210, 212 von
dem Hauptkanal 120 durch Barrieren 300, 302 getrennt.
Die Abfallkammern können
ebenfalls abgedichtet sein (z. B. um den äußeren Umfang des Schalters 100).
Zum Beispiel können
an dem äußeren Umfang
der Kanalplatte 110 und/oder des Substrats 150 Abdichtungen 310, 312 (z.
B. hergestellt aus CYTOP®, das im Handel von Asahi
Glass Company, Ltd (Tokyo, Japan) erhältlich ist) bereitgestellt
sein. Daher bleibt überschüssiges flüssiges Schaltelement 180 in
den Abfallkammern 210, 212. Alternativ kann überschüssiges flüssiges Schaltelement 180 aus
den Abfallkammern 210, 212 nach Wunsch entfernt
werden.
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Der Schalter 100 kann gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wie folgt hergestellt werden. Das flüssige Schaltelement 180 wird
auf das Substrat 150 aufgebracht, wie es in 3 dargestellt ist. Bei einem
Ausführungsbeispiel
wird das flüssige Schaltelement 180 auf
jede der Kontaktanschlußflächen 160, 162, 164 aufgebracht.
Obwohl das flüssige Schaltelement 180 nicht
genau abgemessen werden muß,
können
geeignete Volumina des aufgebrachten flüssigen Schaltelements 180 „Wölbungen" auf den Kontaktanschlußflächen 160, 162, 164 bilden,
doch dasselbe läuft
vorzugsweise nicht über
die Seiten der Kontaktanschlußflächen 160, 162, 164 auf
das Substrat 150.
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Die Kanalplatte 110 kann
benachbart zu dem Substrat 150 positioniert sein. Obwohl
die Kanalplatte 110 vor einem Aufbringen des flüssigen Schaltelements 180 benachbart
zu dem Substrat 150 positioniert werden kann, ist die Erfindung
nicht auf diese Sequenz beschränkt.
Die Kanalplatte 110 kann dann zu dem Substrat 150 hin
bewegt werden.
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Wenn die Kanalplatte 110 zu
dem Substrat 150 hin bewegt wird, kommt das flüssige Schaltelement 180 auf
den Kontaktanschlußflächen 160, 164 in
Kontakt mit den Barrieren 300, 302 auf der Kanalplatte 110,
wie es in 4 gezeigt
ist. Bei einem Ausführungsbeispiel
benetzt das flüssige
Schalt element 180 auf der Kontaktanschlußfläche 160 den
Abdichtriemen 220, der sich aus dem Hauptkanal 120 über die
Barriere 300 in die Abfallkammer 210 erstreckt. Folglich
wird überschüssiges flüssiges Schaltelement 180 in
die Abfallkammer 210 entladen und wird nicht in den Hauptkanal 120 gedrängt.
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Ebenso gemäß dem Ausführungsbeispiel benetzt das
flüssige
Schaltelement 180 auf der Kontaktanschlußfläche 164 die
Barriere 302 nicht, da dieselbe nicht mit einem Abdichtriemen 220 versehen ist,
der sich in die Abfallkammer 212 erstreckt. Anstelle dessen
erhöht
sich der hydrostatische Druck des flüssigen Schaltelements 180,
wenn die Barriere 302 gegen dasselbe bewegt wird, und drängt das flüssige Schaltelement 180 in
den Hauptkanal 120 und in Kontakt mit den flüssigen Schaltelement 180 auf
der Kontaktanschlußfläche 162,
wie es in 4 und 5 gezeigt ist. Ein Abschnitt
des flüssigen Schaltelements 180 (d.
h. Überschuß) kann
auch in die Abfallkammer 212 entladen werden.
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Der Zusammenfügungsprozeß weist vorzugsweise ein Anhalten
oder Verlangsamen einer Bewegung der Kanalplatte 110 zu
dem Substrat 150 hin für
eine Zeit auf, die ausreichend ist, um das flüssige Schaltelement 180 sich
ausgleichen oder in ein Gleichgewicht bringen zu lassen. Die Oberflächenspannung
des flüssigen
Schaltelements 180 bewirkt, das das flüssige Schaltelement 180 zu
einem Bereich hin fließt,
der einen größeren Querschnittsbereich aufweist
(d. h. die Abfallkammern 210, 212). Eine Bewegung
des flüssigen
Schaltelements 180 ist durch benetzbare Bereiche (d. h.
die Kontaktanschlußflächen 160, 164 und
die Abdichtriemen 220, 224) verbessert.
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Das flüssige Schaltelement 180 ist
in 6 in einem Gleichgewicht
zwischen den Abfallkammern 210, 212 und dem Hauptkanal 120 gezeigt.
Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
erstreckt sich das flüssige
Schaltelement 180 auf der Kontaktanschlußfläche 160 im
wesentlichen senkrecht zu dem Substrat 150 und ist zwischen
der Kante der Kontaktanschlußfläche 160 und
der Kante des Abdichtriemens 220 ausgerichtet. Das flüssige Schaltelement 180 auf
der Kontaktanschlußfläche 164 hat
sich mit dem flüssigen
Schaltelement 180 auf der Kontaktanschlußfläche 162 vermischt.
Das flüssige
Schaltelement 180 benetzt die Kontaktanschlußflächen 162, 164 und den
Abdichtriemen 222, 224 und hat sich von der Kanalplatte 110 und
dem Substrat 150 zwischen die Kontaktanschlußflächen 162, 164 und
die Abdichtriemen 222, 224 „zurückgezogen". Überschüssiges Schaltelement 180 wird
entladen oder anderweitig in die Abfallkammern 210, 212 entfernt.
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Die Kanalplatte 110 kann
dann gegenüber dem
Substrat 150 abgeschlossen werden, wie es in 7 gezeigt ist. Das flüssige Schaltelement 180 kann
unter den Barrieren 300, 302 heraus- und in den Hauptkanal 120 und
die Abfallkammer 210, 212 hineingedrängt werden.
Das Volumen des flüssigen Schaltelements 180,
das unter den Barrieren 300, 302 herausgedrängt wird,
kann sich zu dem Luftraum zwischen dem flüssigen Schaltelement 180 in
dem Hauptkanal 120 hin wölben (wie es in 7 dargestellt ist), doch
dasselbe wird nicht soweit in den Hauptkanal 120 hineingedrängt, daß der Schalter kurzgeschlossen
ist.
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Die Kanalplatte 110 kann
mit dem Substrat 150 auf jegliche geeignete Weise verbunden
werden. Bei einem Ausführungsbeispiel
wird ein Haftmittel verwendet, um die Kanalplatte 110 mit
dem Substrat 150 zu verbinden. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel
können
Schrauben oder andere geeignete Befestigungsvorrichtungen verwendet
werden. Die Barrieren 300, 302 dienen dazu, den
Hauptkanal 120 von den Abfallkammern 210, 212 zu
isolieren.
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Der Schalter 100 kann wie
oben beschrieben betrieben werden. Durch eine kurze Darstellung
ist der Schalter 100 in 7 in
einem ersten Zustand gezeigt, wobei das flüssige Schaltelement 180 einen leitfähigen Weg
zwischen den Kon taktanschlußflächen 162 und 164 herstellt.
Das Treiberelement 202 (2(b))
kann betrieben werden, um eine Zustandsänderung des Schalters 100 zu
bewirken, wie es oben erörtert
ist. Eine Operation des Treiberelements 202 bewirkt, daß das flüssige Schaltelement 180 sich
zu dem anderen Ende des Hauptkanals 120 hin bewegt, wobei
das flüssige
Schaltelement 180 einen leitfähigen Weg zwischen den Kontaktanschlußflächen 160 und 162 herstellt,
wie es in 8 gezeigt ist.
Das Treiberelement 200 (2(b))
kann betrieben werden, um den Zustand des Schalters 100 zurück in den
ersten Zustand (7) zu ändern.
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Es ist ohne weiteres ersichtlich,
daß der Schalter 100 und
die Herstellung desselben gemäß den Lehren
der vorliegenden Erfindung eine wichtige Entwicklung auf dem Gebiet
darstellen. Die vorliegende Erfindung läßt eine Abweichung bei dem
Flüssigmetallvolumen
zu, das abgemessen und in den Hauptkanal 120 zugeführt wird. Überschüssiges flüssiges Schaltelement 180 wird
in die Abfallkammer(n) 210, 212 entfernt. Folglich
korrigiert die vorliegende Erfindung volumetrische Fehler, die während einer Zusammenfügung von
Kontaktschaltvorrichtungen (z. B. LIMMS) eingebracht werden können. Zum
Beispiel korrigiert die vorliegende Erfindung volumetrische Fehler,
die aus der Toleranz der Zuführungswerkzeuge
resultieren. Die vorliegende Erfindung korrigiert ebenfalls volumetrische
Fehler, die aus Schwankungen in den Abmessungen des Hauptkanals 120 selbst
resultieren.