特許 7579970 電子モジュール及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-30

(45)【発行日】2024-11-08

(54)【発明の名称】電子モジュール及び装置

(51)【国際特許分類】

   H01H 59/00 20060101AFI20241031BHJP

   H01H 45/00 20060101ALI20241031BHJP

   H01H 50/54 20060101ALI20241031BHJP

【ＦＩ】

H01H59/00

H01H45/00 A

H01H50/54 E

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2023519121

(86)(22)【出願日】2021-09-28

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-10-13

(86)【国際出願番号】 EP2021076644

(87)【国際公開番号】W WO2022069469

(87)【国際公開日】2022-04-07

【審査請求日】2023-06-01

(31)【優先権主張番号】20199173.4

(32)【優先日】2020-09-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】591245473

【氏名又は名称】ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ

(74)【代理人】

【識別番号】110003317

【氏名又は名称】弁理士法人山口・竹本知的財産事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100075166

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 巖

(74)【代理人】

【識別番号】100133167

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100169627

【弁理士】

【氏名又は名称】竹本 美奈

(72)【発明者】

【氏名】キーフル，シュテファン

(72)【発明者】

【氏名】ラープ，オリバー

(72)【発明者】

【氏名】シュヴァルツ，マルクス

(72)【発明者】

【氏名】ヴィルケ，ハンス

【審査官】関 信之

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１５８５０６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１７２６７２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｈ ５０／５４

Ｈ０１Ｈ ４５／００

Ｈ０１Ｈ ５９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気回路（７０）並びに第一のスイッチング閾値電圧（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｖｏｌｔａｇｅ）を有する少なくとも１つの第一の制御接点（ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｏｎｔａｃｔ）（５０）を備えた少なくとも１つの第一のＭＥＭＳスイッチ（１０）及び前記第一のスイッチング閾値電圧とは異なる第二のスイッチング閾値電圧を有する第二の制御接点（５０’）を備えた少なくとも１つの第二のＭＥＭＳスイッチ（１０’）を有する電子モジュールであって、前記第一のＭＥＭＳスイッチ（１０）及び前記第二のＭＥＭＳスイッチ（１０’）の前記制御接点（５０、５０’）が前記電気回路（７０）に連結されている電子モジュールであって、
前記第一のＭＥＭＳスイッチが第一の信号を切り替え、これにより、前記第一のスイッチング電圧が閾値を超えたことが示され、前記第二のＭＥＭＳスイッチが、更に、第二の信号を切り替え、これにより、前記第二のスイッチング電圧が閾値を超えたことが示され、ここで、前記電子モジュールが、前記第一のＭＥＭＳスイッチ（１０）のスイッチング位置及び前記第二のＭＥＭＳスイッチ（１０’）のスイッチング位置に応じて、少なくとも１つの信号（Ｖ_ｌｏｗ、Ｖ_ｈｉｇｈ）を出力する信号装置を有する電子モジュール。

【請求項2】

前記第一の制御接点（５０）及び前記第二の制御接点（５０’）が、前記電気回路（７０）の同一の電位に連結される、請求項１に記載の電子モジュール。

【請求項3】

前記第一の制御接点（５０）及び前記第二の制御接点（５０’）が前記電気回路（７０）の分圧器の部分電圧に連結される請求項１に記載の電子モジュール。

【請求項4】

前記第一のＭＥＭＳスイッチ及び前記第二のＭＥＭＳスイッチが、それぞれ、ソース接点及びドレイン接点を有し、ここで、前記第一のＭＥＭＳスイッチのソース接点及びドレイン接点は、前記第一のスイッチング接点により、第一の導電経路に沿って導電的に接続可能であり、前記第二のＭＥＭＳスイッチのソース接点及びドレイン接点は、前記第二のスイッチング接点により、第二の導電経路に沿って導電的に接続可能であり、ここで、前記第一の導電経路及び前記第二の導電経路が互いに並列に接続されているか又は接続可能である請求項１～３のいずれか１項に記載の電子モジュール。

【請求項5】

前記第一のスイッチング閾値電圧及び／又は前記第二のスイッチング閾値電圧とは異なる第三のスイッチング閾値電圧を有する第三の制御接点を備えた少なくとも１つの第三のＭＥＭＳスイッチを有する請求項１～４のいずれか１項に記載の電子モジュール。

【請求項6】

第一のＭＥＭＳスイッチ（１０）及び第二のＭＥＭＳスイッチ（１０’）並びに第三のＭＥＭＳスイッチ及び／又は１つ若しくは複数の更に別のＭＥＭＳスイッチが、それぞれの曲げ要素（３０）を有して形成されている請求項１～５のいずれか１項に記載の電子モジュール。

【請求項7】

ガルバニック絶縁された電圧測定が可能な請求項６に記載の電子モジュール。

【請求項8】

少なくとも前記第一のＭＥＭＳスイッチ及び前記第二のＭＥＭＳスイッチが、それぞれの曲げ要素を有して形成されており、前記第一のＭＥＭＳスイッチ及び前記第二のＭＥＭＳスイッチが、曲げ要素当たり少なくとも２つのスイッチング接点を有し、これらのスイッチング接点が互いに導電的に接続されており、導電接続を確立し又は遮断することができる請求項１～７のいずれか１項に記載の電子モジュール。

【請求項9】

前記信号装置が、前記電気回路の電圧を少なくとも１つの電圧間隔と比較し、ここで、前記第一のＭＥＭＳスイッチ及び／又は前記第二のＭＥＭＳスイッチが、それぞれ、電圧間隔の限界を規定する請求項１～８のいずれか１項に記載の電子モジュール。

【請求項10】

前記第一のスイッチング閾値電圧及び／又は前記第二のスイッチング閾値電圧及び／又は更に別のスイッチング閾値電圧が、それぞれの場合に、ＭＥＭＳスイッチ（１０、１０’）の少なくとも１つの幾何学的な及び／又は材料によって決定されるパラメータ（ｈ、ｂ、Ｌ）、及び／又はＭＥＭＳスイッチの電極間隔（ｇ）及び／又は誘電応力及び／又は層応力及び／又はＭＥＭＳスイッチの層材料（１０、１０’）によって定義される請求項１～９のいずれか１項に記載の電子モジュール。

【請求項11】

前記電気回路（７０）が、更に別のＭＥＭＳスイッチ（１２０）を有し、前記電気回路（７０）が、更に別のＭＥＭＳスイッチ（１２０）の負荷回路を形成する請求項１～１０のいずれか１項に記載の電子モジュール。

【請求項12】

請求項１～１１のいずれか１項に記載の電子モジュール（６０）を有する装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気回路と少なくとも１つの第一のＭＥＭＳスイッチとを有する電子モジュール及び装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ＭＥＭＳスイッチ（ＭＥＭＳ＝Ｍｉｃｒｏ－Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｗｉｔｃｈ）を有する電子モジュールが知られている。

【0003】

そのようなＭＥＭＳスイッチは、例えば特許文献１及び特許文献２に記載されている。

【0004】

ＭＥＭＳスイッチは、通常、特に静電的に偏向させることができる曲げ要素、例えば曲げビーム、を有する。曲げ要素は、電気的なスイッチング接点を担持しており、これらのスイッチング接点は、偏向の結果として、対応して配置された対向接点と、接触することができ、従って、導電接続を提供し又は中断することができる。

【0005】

従って、ＭＥＭＳスイッチを有する電子モジュールは、ＭＥＭＳスイッチの曲げ要素を偏向させるために用いられる制御電流回路と、ＭＥＭＳスイッチによって切り替えられる負荷電流回路との間で、ガルバニック絶縁を可能にするスイッチング機能を有する。

【0006】

電子モジュールの場合、負荷電流回路の電圧を監視することが望ましいことがよくある。このようにして、例えば、負荷電流回路中に配置された負荷を、過電圧又は不足電圧から保護することができる。このような電圧の監視は、スイッチ自体の保護のためにも必要である。特に産業用装置の制御装置では、このような電圧の監視が定期的に行なわれている。

【0007】

電圧の監視、即ち電圧測定、をするために、アナログ／デジタルコンバータが知られているが、このコンバータは、例えば光結合素子のような、追加の部品が設けられていない限り、負荷電流回路からガルバニック絶縁することができない。ガルバニック絶縁された電圧測定は、容量性の電圧測定によって行なうことができる。しかし、それは複雑な評価電子装置を必要とする。更に、そのような容量性の電圧測定は、交流電圧用途においてのみ達成することができる。原理的には、電圧測定の目的でＭＥＭＳ電圧計を設けることもできる。しかし、そのようなＭＥＭＳ電圧計も、複雑な評価電子装置及び追加の部品を必要とする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】独国特許出願公開第一０２０１７２１５２３６Ａ１号明細書

【文献】国際公開第２０１８／０２８９４７Ａ１号パンフレット

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

従って、本発明の課題は、ガルバニック絶縁された電圧測定を可能にする改良された電子モジュールを提供することにある。特に、本発明による電子モジュールは、追加のプロセスコストやプロセス費用を要することなく、製造できるようにしなければならない。更に、本発明の課題は、そのような電子モジュールを有する、好ましくは制御及び／又は調整モジュールを備えた、改良された装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明のこれらの目的は、請求項１記載の特徴事項を有する電子モジュールによって、また、請求項１３記載の特徴事項を有する装置によって解決される。本発明の好ましい発展形態は、関連する従属請求項、以下の説明及び図面に明記されている。

【0011】

本発明による電子モジュールは、電気回路と、第一のスイッチング閾値電圧を有する少なくとも１つの第一の制御接点を備えた少なくとも１つの第一のＭＥＭＳスイッチと、前記第一のスイッチング閾値電圧とは異なる第二のスイッチング閾値電圧を有する少なくとも１つの第二の制御接点を備えた少なくとも１つの第二のＭＥＭＳスイッチとを有する。本発明による電子モジュールでは、前記第一及び前記第二のＭＥＭＳスイッチの制御接点、即ち前記第一の制御接点及び前記第二の制御接点、は、前記電気回路に連結されている。

【0012】

このようにして、第一のＭＥＭＳスイッチによって、そして、第二のＭＥＭＳスイッチによって、前記第一のスイッチング閾値電圧及び／又は前記第二のスイッチング閾値電圧を超過していることに基づいて、第一及び／又は第二のＭＥＭＳスイッチを切り替えることによって、前記電気回路内の電圧を測定することが可能である。従って、異なる第一及び第二のスイッチング閾値電圧に基づいて、前記電気回路内の電圧を推定することができる。従って、本発明による電子モジュールの場合、電圧測定は、第一及び第二のＭＥＭＳスイッチによって行なわれる。従って、電圧測定は、電気回路からガルバニック絶縁された方法で行なわれる。前記電気回路に連結されている必要があるのは、第一及び第二の制御接点のみである。本発明による電子モジュールの場合、電圧測定は、複数のＭＥＭＳスイッチによって行なうことができるので、特に、複数の電気回路には、第一のＭＥＭＳスイッチ及び第二のＭＥＭＳスイッチと共に、更に別のＭＥＭＳスイッチが設けられるとよい。本発明による電子モジュールでは、他の構成要素を設けるための更に別のプロセスステップは必要ない。言い換えれば、電子モジュールの場合、前記電気回路に、いずれにせよＭＥＭＳスイッチが設けられるのであれば、電圧測定のための第一のＭＥＭＳスイッチ及び第二のＭＥＭＳスイッチも、本発明による電子モジュールの製造プロセスに容易に組み入れることができる。

【0013】

本発明による電子モジュールを使用することにより、電圧測定を、例えば光結合素子などの、追加部品なしで済ませることができる。その結果、追加の１つ又は複数のＭＥＭＳスイッチによるスペースの増加は最小限に抑えられるにも拘らず、全体的な結果では、スペースが節約され、従ってコストも節約される。

【0014】

本発明による電子モジュールの場合、第一のＭＥＭＳスイッチは、好ましくは、第一の信号を切り替えるように構成されており、これにより、第一のスイッチング閾値電圧を超過していることが示され、第二のＭＥＭＳスイッチは、好ましくは、他の第二の信号を切り替えるように構成されており、これにより、第二のスイッチング閾値電圧を超過していることが示され、ここで、電子モジュールは、第一のＭＥＭＳスイッチのスイッチング位置及び第二のＭＥＭＳスイッチのスイッチング位置に依存する少なくとも１つの信号を出力する信号装置を有する。本発明のこの発展形態では、信号装置は、第一のＭＥＭＳスイッチのスイッチング位置及び第二のＭＥＭＳスイッチのスイッチング位置のそれぞれに依存する信号を出力することができるか、又は第一のＭＥＭＳスイッチのスイッチング位置及び第二のＭＥＭＳスイッチのスイッチング位置の双方に依存する信号を出力することができる。

【0015】

本発明による電子モジュールの場合、第一の制御接点及び第二の制御接点は、好ましくは、電気回路の同一の電位に連結されている。本発明による電子モジュールの場合、共通接地電位にある各対向接点を第一の制御接点及び第二の制御接点に割り当てることも好都合である。このようにして、第一のＭＥＭＳスイッチによって、そして、第二のＭＥＭＳスイッチによって、電圧間隔を見つけることができ、この電圧間隔において、第一のＭＥＭＳスイッチ及び第二のＭＥＭＳスイッチによって、電気回路の電圧が電圧間隔内にあるか又は電圧間隔外にあるかを、また必要に応じて、電気回路の電圧が電圧間隔のどちらの側にあるかを、容易に確認することができる。

【0016】

本発明による電子モジュールの好ましい発展形態の１つでは、第一の制御接点及び第二の制御接点は、前記電気回路の分圧器の部分電圧に連結されている。分圧器の部分電圧からでも、第一のスイッチング閾値電圧と第二のスイッチング閾値電圧とは互いに関連づけることができる。従って、この構成でも、第一のＭＥＭＳスイッチ及び第二のＭＥＭＳスイッチによって電圧を測定することができる。

【0017】

本発明による電子モジュールの場合、特に好ましくは、第一のＭＥＭＳスイッチと第二のＭＥＭＳスイッチとが互いに並列に接続されている。この構成では、第一のＭＥＭＳスイッチの第一のスイッチング閾値電圧と第二のＭＥＭＳスイッチの第二のスイッチング閾値電圧とにより、電圧間隔を非常に簡単に形成することができ、第一のＭＥＭＳスイッチ及び第二のＭＥＭＳスイッチのスイッチング処理の結果として、前記電圧間隔に対する前記電気回路の電圧の位置を簡単に決定することができる。

【0018】

この場合、第一及び第二のＭＥＭＳスイッチが互いに並列に接続されるという表現は、第一及び第二のＭＥＭＳスイッチが、それぞれ、ソース接点及びドレイン接点を有し、このとき、第一のＭＥＭＳスイッチのソース接点及びドレイン接点が、第一のスイッチング接点によって第一の伝導経路に沿って導電的に接続可能であり、第二のＭＥＭＳスイッチのソース接点及びドレイン接点が、第二のスイッチング接点によって第二の伝導経路に沿って導電的に接続可能であり、ここで、第一及び第二の伝導経路が、互いに並列に接続されているか又は接続可能であることを、意味する。

【0019】

第一及び／又は第二のＭＥＭＳスイッチのそれぞれのソース接点及びドレイン接点は、第一及び／又は第二のＭＥＭＳスイッチのそれぞれのスイッチングによって、それぞれ導電接続され得るか又は電気的に絶縁され得るスイッチング接点を、それぞれ、形成することを理解するべきである。上述の発展形態のこの用語に沿って、第一及び第二の制御接点は、それぞれ、第一及び第二のＭＥＭＳスイッチのゲート接点と呼ばれ得ることを理解するべきである。

【0020】

本発明による電子モジュールは、有利には、第一のＭＥＭＳスイッチのスイッチング位置及び第二のＭＥＭＳスイッチのスイッチング位置に依存する少なくとも１つの信号を出力する信号装置を有する。信号装置は、本発明のこの発展形態において、既述の信号装置であることが好ましい。本発明のこの発展形態において、信号装置は、第一のＭＥＭＳスイッチのスイッチング位置及び第二のＭＥＭＳスイッチのスイッチング位置にそれぞれ依存する信号を出力することができるか、又は第一のＭＥＭＳスイッチのスイッチング位置及び第二のＭＥＭＳスイッチのスイッチング位置の両方に依存する信号を出力することができる。もし、例えば、第一及び第二の制御接点を有する第一のＭＥＭＳスイッチ及び第二のＭＥＭＳスイッチが電気回路の同一の電圧電位に連結されていて、且つ、第一及び第二のＭＥＭＳスイッチが互いに並列に接続されている場合には、電気回路の電圧が最低のスイッチング閾値電圧を超過した際に、関連するＭＥＭＳスイッチが切り替えられる。次いで、対応するＭＥＭＳスイッチは、関連するスイッチング閾値電圧を超過していることを示す信号を切り替えることができる。電気回路の電圧が、関連するＭＥＭＳスイッチの他のスイッチング閾値電圧に達した場合に、このＭＥＭＳスイッチもオンとなり、このＭＥＭＳスイッチは、例えば、電圧が関連するスイッチング閾値電圧を超過していることを示す他の第二の信号を能動的に切り替えることができる。

【0021】

本発明による電子モジュールの好ましい発展形態の１つでは、電子モジュールは、第一及び／又は第二のスイッチング閾値電圧とは異なる第三のスイッチング閾値電圧を有する制御接点を備えた少なくとも１つの第三のＭＥＭＳスイッチを備えている。このように、電圧測定の分解能又は電圧測定の測定範囲を、更に別のスイッチング閾値電圧によって増加させることができる。有利には、第一及び／又は第二及び／又は第三のスイッチング閾値電圧とは異なるスイッチング閾値電圧を有する制御接点を備えた第四のＭＥＭＳスイッチも、電子モジュールの一部であってよい。

【0022】

本発明による電子モジュールの場合、第一のＭＥＭＳスイッチ及び／又は第二のＭＥＭＳスイッチ及び／又は第三のＭＥＭＳスイッチ及び／又は更に別のＭＥＭＳスイッチ及び／又は全てのＭＥＭＳスイッチは、それぞれ曲げ要素で、好ましくはそれぞれ曲げビームで、形成されている。このように、制御接点は、曲げ要素、特に曲げビーム、を偏向させる電極を形成する。有利には、曲げ要素、特に曲げビーム、は、少なくとも１つのスイッチング接点を担持し、該スイッチング接点によって、曲げ要素の偏向の結果として導電接続を提供することができる。

【0023】

特に好ましくは、本発明による電子モジュールの場合、即ち、本発明による電子モジュールによって、ガルバニック絶縁された電圧測定が可能である。ガルバニック絶縁された電圧測定は、特に、以下に説明する発展形態によって可能である。換言すれば、以下に説明する本発明の発展形態の特徴が実現されているような方法で、ガルバニック絶縁された電圧測定が可能である。

【0024】

この点に関し、本発明の有利な発展形態の１つにおいて、少なくとも第一のＭＥＭＳスイッチ及び第二のＭＥＭＳスイッチは、それぞれ曲げ要素、特にそれぞれ曲げビーム、で形成され、第一及び第二のＭＥＭＳスイッチは、曲げ要素当たり少なくとも２つのスイッチング接点を備えていることが好ましく、これらのスイッチング接点は、互いに導電接続されており、導電接続を確立し又は中断することができる。スイッチング接点によって、本発明による電子モジュールのＭＥＭＳスイッチは、電子モジュールの制御接点からガルバニック絶縁された方法で、信号、特に、第一のスイッチング閾値電圧を超過していることを示す上述の第一の信号、と、第二のスイッチング閾値電圧を超過していることを示す第二の信号とを、切り替えることができる。制御接点に存在する電圧は、切り替えられた信号によって、特に第一及び／又は第二の信号によって、容易に測定することができる。

【0025】

本発明の有利な発展形態の１つでは、第一の制御接点に存在する電圧は、第一のＭＥＭＳスイッチの曲げ要素に対して相対的に測定される。即ち、この制御接点に存在する電圧は、第一のＭＥＭＳスイッチの曲げ要素の電位、特にゼロ電位、に対して測定される。本発明の有利な発展形態の１つでは、第二の制御接点に存在する電圧は、第二のＭＥＭＳスイッチの曲げ要素の電位、特にゼロ電位、に対して測定される。

【0026】

理想的には、本発明による電子モジュールの場合、信号装置は、電子回路の電圧を少なくとも１つの電圧間隔と比較し、ここで、第一のＭＥＭＳスイッチ及び／又は第二のＭＥＭＳスイッチが、それぞれ電圧間隔の限界を規定する。本発明のこれまでの発展形態に関して既に説明したように、第一及び／又は第二のＭＥＭＳスイッチによって電圧間隔を形成することができ、電気回路の電圧を、前記電圧間隔と比較することができる。

【0027】

好ましくは、本発明による電子モジュールの場合、第一のスイッチング閾値電圧及び／又は第二のスイッチング閾値電圧及び／又は更に別のスイッチング閾値電圧は、ＭＥＭＳスイッチの少なくとも１つの幾何学的パラメータ及び／又は材料依存のパラメータによって規定されている。好ましくは、幾何学的パラメータ及び／又は材料依存パラメータは、曲げ要素の長さ及び／若しくは幅及び／若しくは厚さ、並びに／又はＭＥＭＳスイッチの電極間隔及び／若しくは誘電体応力及び／若しくは層応力及び／若しくは層材料である。この点に関し、曲げ要素の長さ又は幅又は厚さは、スイッチング閾値電圧を、簡単な方法で、規定することができる。同様に、電極間隔、誘電体応力若しくは層応力、又は層材料は、ＭＥＭＳスイッチのスイッチング閾値電圧に影響を与える。

【0028】

好ましくは、本発明による電子モジュールの場合、電気回路は、更に別のＭＥＭＳスイッチを有し、電気回路は、更に別のＭＥＭＳスイッチの負荷回路を形成する。このようにして、まず、電子モジュールの負荷回路が１つのＭＥＭＳスイッチによって切り替えられ、電気回路の電圧が複数のＭＥＭＳスイッチによって測定される。従って、負荷回路の切り替え及び負荷回路の電圧測定は、同じ技術により実現される。

【0029】

本発明による装置は、特に、制御モジュール及び／又は調整モジュールを有する。この装置は、上記のような電子モジュールを有する。特に好ましくは、電子モジュールは、制御及び／又は調整モジュールの一部である。

【0030】

以下、本発明を、図面に示す実施例に基づいて、更に詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】図１は、本発明による電子モジュールの第一のＭＥＭＳスイッチを断面図で概略的に示す。

【図2】図２は、図１による第一のＭＥＭＳスイッチを平面図で概略的に示す。

【図3】図３は、図１及び図２による第一のＭＥＭＳスイッチと第二のＭＥＭＳスイッチとを有する本発明による電子モジュールを平面図で概略的に示す。

【図4】図４は、図３による本発明による電子モジュールを有する本発明による装置を概略基本図で示す。

【発明を実施するための形態】

【0032】

図１に示されている、本発明による電子モジュール（図１及び図２に示されていない）のＭＥＭＳスイッチ１０は、基板２０及びそれに枢動可能に取り付けられた曲げビーム３０を有する。曲げビーム３０は、自由端４０によって、基板２０の方向に偏向可能である。曲げビーム３０の自由端４０を偏向させるために、基板２０上には、曲げビーム３０に面する表面に電極５０が平面状に被着されており、この電極は、曲げビーム３０上に位置する対向電極（図面には明示されていない）に静電引力を及ぼし、それにより、曲げビーム３０の自由端４０は、電極５０に向かって、従って基板２０に向かって移動することができる。偏向の目的で、第一のＭＥＭＳスイッチ１０の第一の制御接点を形成する電極５０に電圧が印加され、その結果、曲げビーム３０が偏向させられる。

【0033】

図１及び図２には具体的に示されていないが、曲げビーム３０は、その自由端４０に２つのスイッチング接点を有し、これらのスイッチング接点は、図面の平面に対して垂直に互いに導電接続されており、自由端４０において、そのうち１つは図面の平面の前方にあり、もう１つは図面の平面の後方にある。本発明の文脈において、両スイッチング接点は、ソース接点及びドレイン接点とも呼ぶことができる。従って、それらのスイッチング接点は、図面の平面に対して垂直に導電接続を確立し又は中断することができる。図示の実施例では、曲げビーム３０の自由端４０が基板２０に向かって動かされる場合、導電接続が確立される。第一のＭＥＭＳスイッチ１０の自由端４０の偏向のためには、第一の制御接点を形成する電極５０において、第一のスイッチング閾値電圧を形成する電圧が必要である。この第一のスイッチング閾値電圧は、曲げビーム３０の幾何学的寸法に依存する。曲げビーム３０の長さＬが大きいほど（図２参照）、曲げビーム３０は基板２０に向かって移動しやすくなる。言い換えると、長さＬが増加するに連れて、第一のＭＥＭＳスイッチ１０の自由端４０を偏向させるために必要なスイッチング閾値電圧は減少する。

【0034】

それに反して、幅ｂが増加すると（図２参照）、第一のＭＥＭＳスイッチ１０の曲げビーム３０の曲げ剛性が増加し、それに対応して第一のスイッチング閾値電圧が増加する。更に、第一のスイッチング閾値電圧は、曲げビーム３０と基板２０との間の距離ｇの増加とともに増加する。従って、幾何学的寸法によって、第一のスイッチング閾値電圧を第一のＭＥＭＳスイッチ１０に合わせて調整することができる。本発明による電子モジュール６０（図３）は、第一のＭＥＭＳスイッチ１０だけを有しているのではなく、第二のＭＥＭＳスイッチ１０’をも有しており、この第二のＭＥＭＳスイッチにおいては、屈曲ビーム３０’は、より短い長さＬを有する。その結果、第二のＭＥＭＳスイッチ１０’を切り替えるためのより高い電圧を第二のＭＥＭＳスイッチ１０’の第二の制御接点５０’に印加する必要がある。従って、第二のＭＥＭＳスイッチ１０’は、第一のＭＥＭＳスイッチ１０よりも高いスイッチング閾値電圧を有する。

【0035】

第一のＭＥＭＳスイッチ１０及び第二のＭＥＭＳスイッチ１０’は、それぞれ、負荷電位Ｖ_Ｌａｓｔ及び接地電位Ｖ_{Ｌａｓｔ，ＧＮＤ}を含む負荷回路７０の同じ電位に配置される。負荷電位Ｖ_Ｌａｓｔ及び接地電位Ｖ_{Ｌａｓｔ，ＧＮＤ}は、それぞれ、第一のＭＥＭＳスイッチの電極５０及び対向電極－図１に図示されていない－、並びに第二のＭＥＭＳスイッチ１０’の第二の制御接点５０’及び第二の対向制御接点－図１に図示されていない－に、導電的に連結されている。この場合に、接地電位Ｖ_{Ｌａｓｔ，ＧＮＤ}は、それぞれ、第一のＭＥＭＳスイッチ１０及び第二のＭＥＭＳスイッチ１０’の曲げビーム３０，３０’に導かれ、他方、負荷電位Ｖ_Ｌａｓｔは、それぞれ、基板２０上に位置する電極５０及び第二の制御接点５０’に導かれる。従って、第一のＭＥＭＳスイッチ１０及び第二のＭＥＭＳスイッチ１０’は、負荷電位Ｖ_Ｌａｓｔ及び接地電位Ｖ_{Ｌａｓｔ，ＧＮＤ}によって、切り替えることができる。

【0036】

図３に示す実施例では、負荷電位Ｖ_Ｌａｓｔは、電気出力線Ｏｕｔと接触可能である。その接触を可能にするために、出力線Ｏｕｔ及び負荷電位Ｖ_Ｌａｓｔは、それぞれ、櫛歯１００，１１０を有する櫛形構造体８０，９０に連結されており、これらの櫛歯は、更に別のＭＥＭＳスイッチ１２０によって互いに導電接触させることができる。この更に別のＭＥＭＳスイッチ１２０が切り替えられると、櫛歯１００，１１０は互いに導電接触させられ、その結果、出力線Ｏｕｔは負荷電位Ｖ_Ｌａｓｔにされる。本発明による電子モジュール６０の場合には、第一のＭＥＭＳスイッチ１０及び第二のＭＥＭＳスイッチ１０’によって、負荷電位Ｖ_Ｌａｓｔと接地電位Ｖ_{Ｌａｓｔ，ＧＮＤ}との間の電圧を決定することができる。第一閾値スイッチング電圧と第二閾値スイッチング電圧とが互いに異なる結果、負荷電圧Ｖ_Ｌａｓｔが第一閾値スイッチング電圧を超えると、ＭＥＭＳスイッチ１０はオンになる。この場合、第一のＭＥＭＳスイッチ１０はオンとなり、第一のＭＥＭＳスイッチ１０が第一の信号切替回路Ｖ_ｌｏｗをオン状態とすることによって、電圧信号Ｖ_ｌｏｗを出力する。そのオン状態では、第一の信号切替回路において、第一の閾値スイッチング電圧を超える負荷電圧Ｖ_Ｌａｓｔを検出することができる。負荷電圧Ｖ_Ｌａｓｔが第二の閾値スイッチング電圧を超えると、第二のＭＥＭＳスイッチ１０’は、それに対応して、第二の信号切替回路をオン状態とし、その第二の信号切替回路は信号Ｖ_ｈｉｇｈを出力する。従って、本発明による信号装置を形成する電圧信号Ｖ_ｌｏｗ及びＶ_ｈｉｇｈに基づいて、負荷電位Ｖ_Ｌａｓｔが第一閾値スイッチング電圧及び第二閾値スイッチング電圧の制限内にあるかどうかを容易に判定することができる。

【0037】

本発明による電子モジュール６０は、本発明による産業用装置３００の一部である制御モジュール及び調整モジュール２００の一部である。産業用装置３００は、図面に示されていない産業用モータの制御及び調整のために使用される。

【符号の説明】

【0038】

１０ 第一のＭＥＭＳスイッチ
１０’ 第二のＭＥＭＳスイッチ
２０ 基板
３０ 曲げビーム
３０’ 曲げビーム
４０ 自由端
５０ 電極／第一の制御接点
５０’ 電極／第二の制御接点
６０ 電子モジュール
７０ 電気回路（負荷電流回路）
８０ 櫛形構造体
９０ 櫛形構造体
１００ 櫛歯
１１０ 櫛歯
１２０ 他のＭＥＭＳスイッチ
２００ 制御モジュール及び調整モジュール
３００ 産業用装置
ｂ 幅
ｇ 間隔
ｈ 厚さ
Ｌ 長さ
Ｏｕｔ 電気出力線
Ｖ_Ｌａｓｔ 負荷電位
Ｖ_{Ｌａｓｔ，ＧＮＤ} 接地電位
Ｖ_ｌｏｗ 電圧信号
Ｖ_ｈｉｇｈ 電圧信号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】