Mikroprzełączniki MS1 sterowane polem magnetycznym, wykonane w technologii MEMS

W ostatnich latach obserwuje się znaczący wzrost produkcji układów MEMS i systematyczne rozszerzanie się obszaru ich zastosowań. Wynika to z zalet technologii MEMS, do której należy zaliczyć niewielkie wymiary struktur, mały pobór mocy, integrację z układami scalonymi, rosnący stopień upakowania i niskie ceny. Jednym z układów wykonanych w tej technologii jest mikroprzełącznik MS1.

Posłuchaj
00:00

Konstrukcja MS1

Rys. 1. Budowa mikroprzełącznika MS1

Rys. 2. Zasada działania mikroprzełącznika MS1

Elementem ruchomym mikroprzełącznika jest galwanicznie naniesiona na krzemowe podłoże warstwa ferromagnetyka w postaci stopu FeNi o grubości 8μm. Płytka ta w chwili pojawienia się zewnętrznego pola magnetycznego zwiera kontakty elektryczne. Stan przełącznika (zwarty–rozwarty) jest determinowany przez kierunek linii sił pola magnetycznego.

Budowę mikroprzełącznika MS1 przedstawiono na rysunku 1. Pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego płytka ferromagnetyka jest magnesowana zgodnie z kierunkiem linii sił pola magnetycznego. Następuje zwarcie lub rozwarcie styków. Zmiana kierunku linii sił pola magnetycznego powoduje zmianę kierunku namagnesowania płytki ferromagnetyka i zmianę stanu styków przełącznika.

Rys. 3. Wymiary mikroprzełącznika MS1

Rys. 4. Mikroprzełącznik z magnesem ruchomym

Przełączenie następuje w chwili, gdy środek ruchomego magnesu przesuwa się poza środek mikroprzełącznika. Schematycznie zasadę działania MS1 zamontowanego na płytce PCB przedstawiono na rysunku 2. W tabeli 1 zamieszczono jego podstawowe parametry. Do zalet mikroprzełączników MS1 należy zaliczyć:

  • małe straty mocy,
  • dużą skalę integracji,
  • dużą precyzję przełączania,
  • małą histerezę,
  • małe wymiary styków,
  • możliwość montażu powierzchniowego,
  • szeroki zakres temperatur pracy od –40°C do +150°C,
  • zgodność z wymogami dyrektywy RoHS.

Przykładowe zastosowania

Tabela 1. Podstawowe parametry mikroprzełącznika MS1

Na rysunku 4 przedstawiono strefy zwarcia i rozwarcia styków mikroprzełącznika sterowanego magnesem neodymowym NdFeB o wymiarach 3×3×1mm. Odległość magnesu od mikroprzełącznika wynosi 2mm. Stan styków przełącznika determinuje obecność pola magnetycznego. W wielu przypadkach matryca mikroprzełącznika nie zawsze może pozostawać pod wpływem pola magnetycznego ruchomego magnesu.

W tym przypadku stosuje się magnes polaryzujący umieszczony pod płytką PCB. Podane na rysunku wielkości stref zwarcia i rozwarcia styków MS1 oraz położenie tych stref są pochodną wymiarów magnesów i ich odległości od mikroprzełącznika. W tym przypadku magnes ruchomy NdFeB charakteryzuje się wymiarami 3×1×1mm i szerokością szczeliny 2mm.

Magnes polaryzujący NdFeB charakteryzuje się wymiarami 2×2×1mm i szerokością szczeliny (równą grubości płyty PCB) 0,8mm. Strefa zwarcia styków wynosi 2mm. Mikroprzełącznik MS1 zamontowany na płytce PCB przedstawiono na rysunku 6.

Rys. 5. Mikroprzełącznik z magnesem polaryzującym

Rys. 6. Widok płytki PCB z zamontowanym mikroprzełącznikiem MS1

Podsumowanie

W artykule przedstawiono nowe możliwości zastosowań mikroprzełączników wykonanych w technologii MEMS. Mogą one znaleźć zastosowanie tam, gdzie decydującymi parametrami są miniaturyzacja i niezawodność działania w trudnych warunkach środowiskowych. Prosimy o kontakt: directors@dolam.pl.

Dolam SA
www.dolam.pl

Zobacz więcej w kategorii: Prezentacje firmowe
Zasilanie
Nowe serie zasilaczy MEAN WELL na szynę DIN - większe możliwości w mniejszych wymiarach
Mikrokontrolery i IoT
Moduł conga-SA8 - sprawdzone rozwiązanie dla Edge i IIoT, które warto znać
Produkcja elektroniki
Jak tanio uruchomić stronę firmową dla branży elektronicznej? Poradnik dla B2B
Zasilanie
Transformatory zasilaczy impulsowych - indywidualne rozwiązania z systemem izolacji UL
Produkcja elektroniki
Grupa Renex wprowadza nowe oprogramowanie do robota lutowniczego Reeco z ramieniem Yamaha SCARA
Pomiary
Nowe oscyloskopy Voltcraft - seria DOV ma ekran dotykowy, wyjście HDMI, małą masę i kompaktowe wymiary
Zobacz więcej z tagiem: Artykuły
Magazyn
Lipiec 2025
Magazyn
Czerwiec 2025
Targi zagraniczne
Elmässan Stockholm 2025

Komponenty indukcyjne

Podzespoły indukcyjne determinują osiągi urządzeń z zakresu konwersji mocy, a więc dążenie do minimalizacji strat energii, ułatwiają miniaturyzację urządzeń, a także zapewniają zgodność z wymaganiami norm w zakresie EMC. Stąd rozwój elektromobilności, systemów energii odnawialnej, elektroniki użytkowej sprzyja znacząco temu segmentowi rynku. Zapotrzebowanie na komponenty o wysokiej jakości i stabilności płynie ponadto z aplikacji IT, telekomunikacji, energoelektroniki i oczywiście sektorów specjalnych: wojska, lotnictwa. Pozytywnym zauważalnym zjawiskiem w branży jest powolny, ale stały wzrost zainteresowania klientów rodzimą produkcją pomimo wyższych cen niż produktów azjatyckich. Natomiast paradoksalnie negatywnym zjawiskiem jest fakt, że jakość produktów azjatyckich jest coraz lepsza i jeśli stereotyp "chińskiej bylejakości" przestanie być popularny, to rodzima produkcja będzie miała problem z utrzymaniem się na rynku bez znaczących inwestycji w automatyzację i nowe technologie wykonania, kontroli jakości i pomiarów.
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów