專利名稱：帶有模擬連接矩陣的集成電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及包括至少一個模擬連接矩陣的集成電路，其中模擬連接矩陣具有多個模擬i/o(輸入/輸出)觸點，模擬i/o觸點具有經(jīng)由連接單元的多個相互電互連。
在本說明書和權利要求書中，措辭集成電路系指內(nèi)部包含僅一個硅塊的集成單片電路和包含不止一個硅塊的混合集成電路。也可以指SiP類型(片封裝內(nèi)的系統(tǒng))或HDP(高密度封裝)的集成電路，它們是復雜混合電路，在塑料封裝的內(nèi)部，包括諸如電阻器、電容器和/或線圈的分立元件。SiP的一個例子是INTEL公司的Pentium III。
現(xiàn)有技術允許在矩陣的i/o觸點之間建立電連接從而把一個i/o觸點的某一數(shù)字信號傳輸?shù)搅硪粋€i/o觸點的數(shù)字連接矩陣是眾所周知的。同樣，執(zhí)行類似功能的其他模擬連接矩陣也是眾所周知的，盡管它們按不同方式運行數(shù)字連接矩陣僅僅建立從輸入到輸出的連接，其中它們之間不存在實際電連接，但是有一個數(shù)字電路，該數(shù)字電路接收數(shù)字輸入信號，然后在輸出端重新生成該信號，然而，在模擬連接矩陣中，信號重建不會發(fā)生，但是在輸入和輸出之間建立傳輸模擬信號的實際電連接。盡管如此，模擬連接矩陣還是有許多缺點，這些缺點限制了它們的應用。
-它們使用不允許集成到集成電路中的大元件，這在很大程度上限制了它們在眾多電子應用中的使用。
-它們有高內(nèi)阻(例如，連接建立時內(nèi)阻為100歐姆或200歐姆，并且所述值有例如20％的變化)。諸如模擬多路轉(zhuǎn)接器的更簡單的器件其電阻高于1歐姆，通常高于10歐姆。
-它們不能在高頻率范圍內(nèi)運行，只能在低頻率(大約在10MHz以下)或相反在高頻率(超過500MHz)下運行。
-它們對信號的范圍和信號的功率有很強的限制。通常，它們限于-15V和+15V之間的信號，或者在其他情況中，它們可以與不超過200V的信號一起運行，但是它們也需要200V的電源，并且它們有高的內(nèi)阻(25歐姆以上)。
通常，上述缺點是相互關聯(lián)的，因此，模擬連接矩陣同時具有若干個上述缺點。
在本說明書和權利要求書中，模擬連接矩陣被認為是帶有多個i/o模擬觸點(至少4個)的器件，其中所述模擬i/o觸點的每一個觸點均可以作為輸入或輸出(亦即，傳輸?shù)男盘栔袥]有強制形式的預置方向性)，并且其中用戶可以按照自由選擇的方式，把至少兩個所述模擬i/o觸點的每一個觸點和至少兩個其他模擬i/o觸點一組的至少一個連接起來，其中建立的連接可以是可逆的，亦即，可以進行修改。例如，假設矩陣有8個模擬i/o觸點(i/o1，i/o2，...，i/o8)，則一個模擬i/o觸點(如i/o1)必須能夠與至少兩個剩余的模擬i/o觸點連接(如與i/o3和i/o6與它們中的任何一個或同時與它們兩個)，并且另一個模擬i/o觸點(如i/o4)必須還能與至少兩個剩余的模擬i/o觸點連接(如與i/o7和i/o8，或者與i/o3和i/o8與它們中的任何一個或同時與它們兩個)。請注意，在所示的例子中，i/o3是重復的，因為i/o3能夠同時與i/o4和i/o1連接。在本發(fā)明的意義上，有不能被看作是矩陣的許多器件。例如，多路轉(zhuǎn)接器有多個輸入和一個輸出，但是輸入永遠是輸入，它們不能成為輸出，反之亦然。此外，多路轉(zhuǎn)接器允許把某一輸出(如n°4)和該輸出連接起來，或者不與它相連，但是不能把輸入n°4和任何其他輸入連接起來。只有一個可以與不止一個觸點(任一輸入)相連的觸點(輸出)，并且總是采用選擇方式，亦即，不可能實現(xiàn)兩個輸入和該輸出之間的同時連接。類似地，多路分配器有一個輸入和許多輸出，但是它們彼此是不可交換的，并且也不能把每個輸出和該輸入連接起來。因此，在本發(fā)明的意義上，這些器件不是連接矩陣。同樣地，存在帶有多個模擬i/o觸點的器件，然而，它們有這樣的內(nèi)部配線結構，以致可以把任何一個特定模擬i/o(如n°5)和另一個(如n°8)連接起來或不與另一個相連。亦即，在兩個觸點之間有一個可隨意斷開或關閉的布線。盡管如此，唯一的選擇可能性也是連接n°5和n°8或使其完全斷開。在本發(fā)明的意義上，該器件也不是連接矩陣，只是物理固定在一個芯片上的獨立連接的排列。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述缺陷。利用上述類型的集成電路實現(xiàn)該目的，其特征在于，連接單元是微型繼電器，每個微型繼電器包括過渡空間中安排的導電單元，該導電單元適合于依據(jù)電磁控制信號在第一位置和第二位置之間運動，進而依據(jù)它是在第一位置還是在第二位置斷開或閉合電路。
事實上，通過使用微型繼電器可以解決一些缺陷。在本說明書和權利要求書中，繼電器被認為是一個器件，其中利用該導電單元與該電路的兩個點物理接觸使該電路閉合，并且其中利用該導電單元與該電路的至少一個點的物理分離斷開該電路。
微型繼電器的使用允許(模擬連接矩陣)在更大的頻率范圍內(nèi)運行。優(yōu)選地，模擬連接矩陣適合于切換頻率范圍在0到1GHz之間的信號，更可取地，適合于切換頻率范圍在0到10GHz之間的信號。
此外，可以達到更低的內(nèi)阻，優(yōu)選地，微型繼電器的接觸電阻低于100毫歐，更可取地，低于10毫歐。
另外，微型繼電器的使用允許模擬連接矩陣在遠高于固態(tài)器件之工作電壓和功率范圍的電壓和功率范圍下運行，或者至少以更廉價的方式運行。
有利的是，每個微型繼電器有其較大尺寸(優(yōu)選地，微型繼電器大致為平面，其厚度尺寸遠遠低于其長度和寬度)，不超過500微米×500微米，優(yōu)選地，不超過100微米×100微米。從而能夠在1cm2的印刷電路上包含1000個以上的繼電器，這足以形成如下描述的彼此之間完全互連的32個模擬i/o觸點的矩陣。
下面說明用來獲取能夠集成到集成電路中的微型繼電器的方式。
與本發(fā)明的集成電路一樣的集成電路使得印刷電路的設計更簡單，這歸因于以下事實，可以用簡單方式實現(xiàn)印刷電路的不同分立元件之間的互連，只不過要把這些元件安排在集成電路的周圍并把它們固定到集成電路上。其后，通過合適的編程，可以建立感興趣的元件之間的連接。此外，可以采用更簡單的方式對設計進行調(diào)整、修正或變更。甚至可以在印刷電路中包含某些冗余元件或具有相同值的元件，目的是最終使用它們中的一個元件。其他元件將保持與集成電路的連接，但是模擬矩陣將不連接它和該電路的任何其他元件。
另一個優(yōu)點是能夠檢查所有的電連接，這是因為所有的模擬i/o觸點都可以接通。
另一個附加優(yōu)點是采用數(shù)字形式調(diào)整濾波器、放大器和其他系統(tǒng)的可能性，這是因為可以包含特定模擬元件的許多值，并且每個時刻可以連接它們中的任何一個(它們中的一個或多個)，從而那個(或那些)元件總是連接的，由此獲得最佳結果。例如，通過適合于用按照本發(fā)明的集成電路連接或斷開的10個電容器，能夠達到10比特的調(diào)諧精度。
這些優(yōu)點能夠降低要使用的印刷電路的層數(shù)及其表面積，從而能夠節(jié)省成本，減少尺寸和重量。
有利的是，按照本發(fā)明的集成電路至少包括一個第二模擬連接矩陣，第二模擬連接矩陣具有多個第二模擬i/o觸點，第二模擬i/o觸點具有多個互連，互連是經(jīng)由第二連接單元的彼此之間相對的電連接，第二連接單元是微型繼電器，其中每個微型繼電器包括過渡空間中安排的導電單元，該導電單元適合于依據(jù)電磁控制信號在第一位置和第二位置之間運動，并且依據(jù)它是在第一位置還是在第二位置斷開或閉合電路，其中多個模擬i/o觸點電連接到多個第二模擬i/o觸點。
實際上，如果希望大量模擬i/o觸點，則可以開發(fā)能夠在不同模擬i/o觸點之間直接建立連接的單一模擬連接矩陣。然而，有利的是，提供多個(兩個或更多)相互連接的模擬連接矩陣。對于最終用戶，組件(在最終集成電路中)似乎是單一模擬連接矩陣，但是每一個都有少量模擬i/o觸點的多個模擬連接矩陣的使用，能夠減少必需的繼電器的數(shù)量，從而保持高的互連水平。
從通用性的觀點看，優(yōu)選地，每個模擬i/o觸點都有與每一個剩余的模擬i/o觸點的電連接。按照這種方式，互連性、靈活性和通用性是完全的。由于同樣原因，有不止一個模擬連接矩陣也是有利的，每個第二模擬i/o觸點都有與每一個剩余的第二模擬i/o觸點的電連接。
然而，完全互連性意味著需要包含大量繼電器，可取的是，可以犧牲某種程度的互連性，以換取較少的復雜性和/或可以有大量模擬i/o觸點的可能性。關于這一點，有利的是，至少一個模擬i/o觸點缺少與至少一個剩余的模擬i/o觸點的電連接。
模擬連接矩陣需要接收一系列控制信號，以斷開或閉合相應的繼電器，控制信號是按照特定方式建立不同模擬i/o觸點之間的連接的信號。優(yōu)選地，這些信號是由包含在模擬連接矩陣或至少包含在集成電路中的微型繼電器的控制電路生成的。在這種情況中，集成電路還配備有控制i/o觸點，利用控制i/o觸點對控制電路進行編程、控制和供電。
優(yōu)選地，每個電連接是由僅一個微型繼電器形成的。然而可取的是，特別是在復合模擬連接矩陣的情況中，可以包含內(nèi)部互連節(jié)點，從而某些電連接是由不止一個微型繼電器和至少一個內(nèi)部互連節(jié)點形成的。然而，復雜性的增加意味著通過從總體上降低模擬連接矩陣的復雜性來補償此種類型的電連接。
此外，本發(fā)明的目的是“通用”電路或模擬可編程電路。實際上，由于使用模擬連接矩陣作為上面描述的集成電路，所以能夠設計具有若干無源元件(如電阻器、線圈和/或電容器)和/或有源元件(如放大器、晶體管、二極管和/或其他半導體器件)以及其組合的電路，也可以包含具有相同類型但是具有不同值的電子元件，并且它們都與該模擬連接矩陣相連。僅僅通過對該模擬連接矩陣進行適當編程，就可以使該“通用”電路在執(zhí)行某一電氣功能或電子功能的任一特定電路中變形。此外，通過使用此種類型的“通用”電路，可以更快的改變設計，改進或調(diào)整先前的設計，或修正錯誤，所有這些僅僅需要對模擬連接矩陣進行重新編程。這在許多情況中是特別有利的，這歸因于以下事實，它能夠加快設計步伐，例如，在已經(jīng)開始生產(chǎn)某個產(chǎn)品的時候，如果檢測到設計缺陷，則本發(fā)明特別有用。實際上，在這種情況中，僅僅通過對模擬連接矩陣進行重新編程就能解決該問題，而無需修改生產(chǎn)線上安裝的任何物理單元。優(yōu)選地，該“通用”電路為印刷電路，印刷電路至少包括帶有按照本發(fā)明的模擬連接矩陣的集成電路以及與所述模擬連接矩陣電連接的多個有源和/或無源電子元件。另一方面，正如前面描述的那樣，可以在集成電路的內(nèi)部引入某些電子元件，有源或無源電子元件。因此，該“通用”電路可以是集成電路，該集成電路至少包括按照本發(fā)明的模擬連接矩陣以及與所述模擬連接矩陣電連接的多個有源和/或無源電子元件。邏輯上，兩個概念可以進行組合，亦即，可以把限定“通用”電路的集成電路安裝到印刷電路上，從而該組件限定另一個“通用”電路。另一方面，有利的是，上面提及的印刷電路和/或集成電路包括數(shù)字可編程電路。
當前，微型繼電器的生產(chǎn)可以有各種選擇方案，具體地，在技術層面上，通常稱為MEMS技術(微機電系統(tǒng))、微系統(tǒng)和/或微機器。原則上，可以依據(jù)它們移動接觸電極時使用的力的類型或激勵機制對它們進行分類。通常采用的分類是靜電、磁動、熱動和壓電繼電器。每一個都有它的優(yōu)點和缺點。然而，小型化技術要求使用盡可能小的激勵電壓和表面積?，F(xiàn)有技術的繼電器具有阻止其在這些方面上提高的一些問題。
降低激勵電壓的一種方式正是增加繼電器的表面積，這使得小型化更加困難，且不說有助于出現(xiàn)降低繼電器之使用壽命和可靠性的變形。在靜電繼電器中，降低激勵電壓的另一種解決方案是極大地減少電極之間的空間，或使用非常薄的電極或特殊材料，從而機械恢復力非常低。然而，這意味著粘連問題，因為毛細力很高，從而也會降低這些繼電器的有效工作壽命和可靠性。高激勵電壓的使用也有副作用，如元件的電離作用和加速磨損，這歸應于繼電器生成的強機械引發(fā)(solicitation)和電噪聲。
靜電繼電器的可靠性也有問題，這歸因于通常稱為“牽引(pull-in)”的現(xiàn)象，牽引存在于，一旦超過給定閾值，接觸電極會相對于另一個自由電極以越來越快的加速度移動。這歸因于以下事實，當繼電器閉合時，為閉合而施加靜電力的電容器會極大地增加其電容量(并且會增加到無窮大，如果不預先安放擋板的話)。因此，由于生成的高電場以及正在移動的電極受到的加速度引起的沖擊，電極上的磨損很嚴重。
熱動、磁動和壓電方法需要特殊材料和微機械加工工藝，因此很難和/或需要以很高的代價集成到更復雜的MEMS器件中，或集成到與電子電路集成在一起的MEMS器件中。另外，熱動方法非常慢(就是說，該電路有長的斷開或閉合時間)并且使用很大的功率。磁動方法生成電磁噪聲，這使得電子電路的閉合非常困難，并且需要高的峰值電流進行切換。
在本說明中，繼電器被認為是適合于斷開和閉合至少一個外部電路的任何器件，其中至少一個外部電路斷開和閉合操作是借助于電磁信號完成的。
在本說明書和權利要求書中，措辭“接觸點”系指進行電接觸(或可以進行電接觸)的接觸面。關于這一點，請注意，它們不是幾何意義上的點，因為它們是三維單元，而是電氣意義上的電路中的點。
盡管如此，在按照本發(fā)明的集成電路中，微型繼電器包括面對第二區(qū)的第一區(qū)，第一電容器板，第二區(qū)中安排的第二電容器板，其中第二板小于或等于第一板，第一區(qū)與第二區(qū)之間的過渡空間過渡空間中安排的導電單元，導電單元機械上獨立于第一區(qū)和第二區(qū)，并適合于運動穿越過渡空間，它取決于第一電容器板和第二電容器板上的電壓，電路的第一接觸點，該電路的第二接觸點，其中第一接觸點和第二接觸點限定第一擋板，其中導電單元適合于接觸第一擋板，在與第一擋板接觸時，導電單元閉合該電路。
事實上，在按照本發(fā)明的繼電器中，導電單元是能夠自由運動的分離部分，就是說，導電單元是響應于斷開和閉合外電路(第一接觸點與第二接觸點之間)的單元。即，材料的彈性力沒有用于迫使一種繼電器運動。這可以有多種不同的解決方案，其優(yōu)點是要求非常低的激勵電壓并可以有非常小的設計尺寸。導電單元放置在過渡空間。過渡空間是利用第一區(qū)和第二區(qū)以及側壁閉合，它們可以防止導電單元離開過渡空間。當電壓加到第一電容器板和第二電容器板上時，在導電單元中誘發(fā)電荷分布，它產(chǎn)生導電單元沿過渡空間運動的靜電力。借助于以下詳細描述的不同設計，這種效應可用于幾種不同的方式。
此外，按照本發(fā)明的繼電器還滿意地解決上述的“牽引”問題。
按照本發(fā)明繼電器的另一個優(yōu)點是如下所述在常規(guī)的靜電繼電器中，若導電單元粘連到給定的位置(它在很大程度上與濕氣有關)，則不可能使它松開(除非依靠外力，例如，使它干燥)，這是由于恢復力是彈性力，總是相同(僅與位置有關)，且不能增大。與此相反，若導電單元粘連在按照本發(fā)明的繼電器中，則通過增大電壓，總可以使它松開。
過渡空間的幾何形狀和電容器板的位置可以提供幾種不同類型的繼電器，以及它們的許多應用和功能方法。
例如，導電單元的運動可以是如下所述第一種可能性是，導電單元是沿第一區(qū)與第二區(qū)之間的過渡空間作平動方式運動，即，基本直線方式(當然，不排除意外和非所需外力引發(fā)的可能震動或振蕩和/或運動)。
第二種可能性是，導電單元有基本固定端，導電單元可以圍繞該端轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)軸可以具有外電路接觸點的功能，而導電單元的自由端可以在第一區(qū)與第二區(qū)之間運動，它與其他接觸點可以接觸或不接觸，取決于所在的位置。如以下所敘述的，這種方法有許多特定的優(yōu)點。
有利的是，第一接觸點是在第二區(qū)與導電單元之間。這可以得到以下討論的各種方案。
當?shù)谝话迨窃诘诙^(qū)時實現(xiàn)一個優(yōu)選實施例?；蛘?，繼電器可以設計成這樣，第一板是在第一區(qū)。在第一種情況下，得到的繼電器有較大的激勵電壓和較快速。另一方面，在第二種情況下，繼電器的速度較慢，這意味著導電單元和擋板經(jīng)受的震動較平滑，且能量消耗較低。顯然，我們可以在這兩個方案之間進行選擇，取決于每種情況的具體要求。
當?shù)诙佑|點也是在第二區(qū)時實現(xiàn)一個優(yōu)選實施例。在這種情況下，我們得到這樣一種繼電器，其中導電單元基本沿直線方向運動。當導電單元與第一擋板接觸時，即，與電路的第一接觸點和第二接觸點接觸時，可以使電路閉合，借助于以下詳細描述的不同類型力，可以使電路斷開。為了再次閉合電路，可以在第一電容器板與第二電容器板之間加電壓。這使導電單元被吸引到第二區(qū)，從而再次接觸第一接觸點和第二接觸點。
若第一電容器板是在第一區(qū)和第二電容器板是在第二區(qū)，則實現(xiàn)上一節(jié)中所述斷開電路所需的力是借助于在第二區(qū)中添加第三電容器板，其中第三電容器板小于或等于第一電容器板，而第二電容器板與第三電容器板一起大于第一電容器板。利用這種安排，第一電容器板是在過渡空間的一側，而第二電容器板和第三電容器板是在過渡空間的另一側且互相接近。按照這種方式，借助于靜電力，我們可以迫使導電單元沿兩個方向運動，此外，即使導電單元保持在基本未知的電壓上，我們可以確保外電路的閉合，導電單元受到閉合外電路作用的力。
實現(xiàn)本發(fā)明另一個優(yōu)選實施例的情況是，繼電器還包括所述第二區(qū)中安排的第三電容器板和所述第一區(qū)中安排的第四電容器板，其中所述第一電容器板與所述第二電容器板相等，而所述第三電容器板與所述第四電容器板相等。事實上，按照這種方式，若我們希望導電單元運動到第二區(qū)，則可以在第一電容器板和第四電容器板上加電壓以及在第二電容器板或第三電容器板上加電壓。假設導電單元運動到放置最小電容器板的位置，則它就運動到第二區(qū)。同樣地，在第二電容器板和第三電容器板上加電壓以及在第一電容器板或第四電容器板上加電壓，我們可以使導電單元運動到第一區(qū)。這種方案優(yōu)于較簡單的三個電容器板方案，它是完全對稱的，即，不管導電單元運動到第二區(qū)或第一區(qū)，可以獲得完全相同的繼電器性能。有利的是，第一電容器板，第二電容器板，第三電容器板和第四電容器板都相等，因為一般地說，它的設計是方便的，繼電器在幾個方向是對稱的。一方面，如上所述，第一區(qū)與第二區(qū)之間是對稱的。另一方面，需要保持其他類型的對稱性以避免出現(xiàn)其他的問題，例如，導電單元的轉(zhuǎn)動或擺動問題，以下給以評述。在這個方面，特別有利的是，繼電器還包括第一區(qū)中安排的第五電容器板和第二區(qū)中安排的第六電容器板，其中第五電容器板與第六電容器板相等。一方面，增大電容器板的數(shù)目具有更好補償制造過程變化因素的優(yōu)點。另一方面，可以獨立地激勵幾個不同的電容器板，這是從所加電壓和激勵時間兩個觀點考慮。6個電容器板可以都相等，或者，同側的三個電容器板可以有不同的尺寸。這可以減小激勵電壓。每個區(qū)中有三個或多個電容器板可以實現(xiàn)以下的目的它可以在兩個方向都具有對稱性，對于固定的總體繼電器尺寸，可以設計成有最小的激勵電壓，因為總是可以在一個區(qū)中激勵兩個電容器板而在另一個區(qū)中激勵一個電容器板，它們有不同的表面積，可以使電流和功率消耗最小化，還使繼電器運行較平滑，在它們接觸時，可以確保繼電器的斷開和閉合，它獨立于外電路傳輸?shù)綄щ妴卧碾妷骸?br> 特別是，若繼電器在每個區(qū)中有6個電容器板，則它還可以符合中心對稱的要求，如以下我們將看到的，這是另一個重要的優(yōu)點。所以，當繼電器在第一區(qū)中安排6個電容器板和第二區(qū)中安排6個電容器板時，可以實現(xiàn)本發(fā)明另一個優(yōu)選實施例。然而，在每個區(qū)中有6個電容器板以獲得中心對稱不是絕對必需的例如，也可以是每個區(qū)中有3個電容器板，雖然在這種情況下，我們必須首先減小繼電器的電流和功率消耗，并優(yōu)化“平滑”功能。一般地說，增大每個區(qū)中的電容器板數(shù)目在設計中具有較大靈活性和通用性，雖然它可以使制造中固有的變化減小，因為每個電容器板的制造因素變化往往是由其余電容器板的變化進行補償。
然而，不應當?shù)凸肋@樣一些情況，有意地產(chǎn)生力矩迫使導電單元完成某些類型的轉(zhuǎn)動和平動。例如，為了克服導電單元相對于固定壁的可能粘連或摩擦，這種運動方式是可能有益的。
有利的是，繼電器包括第一區(qū)與導電單元之間的第二擋板(或與第一擋板數(shù)目相同的第二擋板)。按照這種方式，我們可以在第一區(qū)與第二區(qū)之間實現(xiàn)幾何對稱性。當導電單元向第二區(qū)運動時，直至與第一擋板接觸，它可以使外電路閉合。當導電單元向第一區(qū)運動時，直至與第二擋板接觸，它也可以使外電路閉合。按照這種方式，導電單元完成的運動是對稱的。
當繼電器包括第一區(qū)與導電單元之間安排的第三接觸點時，可以實現(xiàn)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，其中第三接觸點限定第二擋板，因此，在與第二接觸點和第三接觸點接觸時，導電單元閉合第二電路。在這種情況下，繼電器的作用是換向器，交替地連接第二接觸點與第一接觸點和第三接觸點。
當導電單元包括限定軸的空心圓柱部分和扁平部分時，可以實現(xiàn)以上例子中一個特別優(yōu)選的實施例，其中在其內(nèi)部放置第二接觸點，而扁平部分是從徑向空心圓柱部分的一側突出，并沿軸的方向延伸，其中扁平部分沿軸方向測量的高度小于圓柱部分沿軸方向測量的高度。這種特殊情況同時符合導電單元圍繞它的一端作旋轉(zhuǎn)運動的情形(參照上述的“第二種可能性”)。此外，圓柱部分放置在承載面上(圓柱體每端有一個面，并沿第一區(qū)與第二區(qū)之間延伸)，而扁平部分懸掛在圓柱部分，因為它的重量較輕。因此，扁平部分不與壁或固定面接觸(除了第一接觸點和第三接觸點以外)，按照這種方式，可以減小粘連和摩擦力。關于第二接觸點，它放置在圓柱部分的內(nèi)部，并作為轉(zhuǎn)軸和第二接觸點。因此，在第一接觸點與第二接觸點之間建立電連接，或在第三接觸點與第二接觸點之間建立電連接?？招膱A柱部分限定圓柱形空心面，在所有的情況下，它有彎曲到第二接觸點的表面，從而減小粘連和摩擦力的風險。
當導電單元包括限定軸的空心平行六面體部分和扁平部分時，可以實現(xiàn)以上例子中另一個特別優(yōu)選的實施例，其中在其內(nèi)部放置第二接觸點，而扁平部分是從徑向空心平行六面體部分的一側突出，并沿軸的方向延伸，其中扁平部分沿軸方向測量的高度小于平行六面體部分沿軸方向測量的高度。事實上，這個實施例與以上的實施例類似，其中平行六面體部分限定平行六面體空心。這個方案特別適用于非常小繼電器實施例的情況，因為在這種情況下，制造過程(特別是在光刻制造過程的情況下)的分辨率容量不得不使用直線方式。在這種情況下，應當強調(diào)的是，決定性的幾何形狀是內(nèi)部空心的幾何形狀，事實上，幾種不同的組合是可能的有矩形斷面的軸(第二接觸點)和有矩形斷面的空心，有圓形斷面的軸和有圓形斷面的空心，有圓形斷面的軸和有矩形斷面的空心，反之亦然，雖然前兩種組合是最有利的。
邏輯上，若斷面是矩形，則在軸與平行六面體部分之間應當有足夠的間隙，使導電單元可以圍繞該軸轉(zhuǎn)動。同樣地，在圓形斷面的情況下，在軸與圓柱部分之間有很大間隙的情況下，導電單元進行的實際運動是繞軸轉(zhuǎn)動和第一區(qū)與第二區(qū)之間平動的組合。此外，應當注意，第二擋板不是電連接到任何電路也是可能的在這種情況下，得到的繼電器僅能斷開和閉合一個電路，但其中導電單元的運動是借助于轉(zhuǎn)動(或借助于平動與轉(zhuǎn)動的組合)。
當繼電器包括第一區(qū)與導電單元之間安排的第三接觸點和第四接觸點時，可以得到本發(fā)明另一個優(yōu)選實施例，其中第三接觸點和第四接觸點限定第二擋板，因此，在與第三接觸點和第四接觸點接觸時，導電單元閉合第二電路。事實上，在這種情況下，繼電器可以交替地連接兩個電路。
有利的是，第一區(qū)和第二區(qū)中的每個區(qū)中安排的每個電容器板集合相對于對稱中心是中心對稱的，其中所述對稱中心與導電單元的質(zhì)心重合。事實上，每個區(qū)中安排的每個電容器板集合在導電單元上產(chǎn)生力場。若來自這個力場的力相對于導電單元質(zhì)心有非零的力矩，則導電單元不但作平動，而且還作圍繞其質(zhì)心的轉(zhuǎn)動。在這一方面，每個區(qū)的電容器板集合有中心對稱是合適的，在這種情況下，這種轉(zhuǎn)動是不利的，或者，另一方面，如果可以誘發(fā)導電單元相對于其質(zhì)心的轉(zhuǎn)動，則可以方便地提供中心不對稱性，例如，為的是克服摩擦力和/或粘連。
如以上所指出的，導電單元往往實際上封閉在第一區(qū)，第二區(qū)和側壁之間的過渡空間。有利的是，在側壁與導電單元之間的間隙是充分地小，可以防止導電單元同時接觸由第一接觸點和第二接觸點構成的一組接觸點以及由第三接觸點和第四接觸點構成的一組接觸點。就是說，避免導電單元在過渡空間中采取橫向位置，其中它連接第一電路與第二電路。
為了避免粘連和高摩擦力，有利的是，導電單元有圓形外表面，最好是圓柱面或球面。球面方案減小沿所有方向的摩擦力和粘連，而有面對第一區(qū)和第二區(qū)的圓柱體底面的圓柱面方案可以減小相對于側壁的摩擦力，而有面對電容器板的大表面可以有效地產(chǎn)生靜電力。這個第二方案還有接觸點的較大接觸面，可以減小交換電路中引入的電阻。
同樣地，若導電單元有垂直于導電單元運動的上表面和下表面，和至少一個側面，則有利的是，側面有細微的突出部分。這種突出部分也可以減小側面與過渡空間側壁之間的粘連和摩擦力。
有利的是，導電單元是空心導電單元。這可以減輕質(zhì)量，從而實現(xiàn)較小的慣性。
若繼電器有兩個電容器板(第一板和第二板)且這兩個電容器板都在第二區(qū)，則有利的是，第一電容器板和第二電容器板有相同的表面積，因為按照這種方式，在相同的總器件表面積下，可以實現(xiàn)最小的激勵電壓。
若繼電器有兩個電容器板(第一板和第二板)，且第一板是在第一區(qū)，而第二板是在第二區(qū)，則有利的是，第一電容器板的表面積與第二電容器板的表面積相等或是它的兩倍，因為按照這種方式，在相同的總器件表面積下，可以實現(xiàn)最小的激勵電壓。
當一個電容器板同時作為電容器板和作為接觸點(和擋板)時，可以得到按照本發(fā)明繼電器的另一個優(yōu)選實施例。這種安排可以在固定的電壓下(通常是VCC或GND)連接其他的接觸點(外電路的接觸點)或在高阻抗下斷開它。


參照附圖描述本發(fā)明一些優(yōu)選實施例，根據(jù)以下完全非限制性的描述，本發(fā)明的其他優(yōu)點和特征是顯而易見的。這些附圖是圖1是n個模擬i/o觸點的模擬連接矩陣的圖示；圖2是三角形互連的圖示；圖3是正方形互連的圖示；圖4是六角形互連的圖示；圖5-8是模擬連接矩陣的互連的圖示；圖9是其第二區(qū)中有兩個電容器板的繼電器的簡圖；圖10是帶有兩個電容器板的繼電器的簡圖，其中每個區(qū)中一個電容器板；圖11是帶有三個電容器板的繼電器的簡圖；圖12是沒有外殼的按照本發(fā)明的繼電器的第一實施例的透視圖；圖13是圖12的繼電器的平面圖；圖14是按照本發(fā)明的繼電器的第二實施例的透視圖；圖15是去掉其上端的單元后的圖14的繼電器的透視圖；圖16是圖14的繼電器的下部單元的透視圖；圖17是沒有外殼的按照本發(fā)明的繼電器的第三實施例的透視圖；圖18是圖17的繼電器的圓柱部分的詳細透視圖；
圖19是按照本發(fā)明的繼電器的第四實施例的透視圖；圖20是按照本發(fā)明的繼電器的第五實施例的透視圖；圖21是按照本發(fā)明的繼電器的第六實施例的平面圖；圖22是按照本發(fā)明的繼電器的第七實施例的透視圖；圖23是不帶基片的按照本發(fā)明的繼電器的第八實施例的自下向上的透視圖；圖24是利用表面微機械加工生成的球面；以及圖25是沒有外殼的按照本發(fā)明的繼電器的第九實施例的平面圖。
從下面可以看出，附圖中說明的本發(fā)明優(yōu)選實施例包含上述幾種不同方案和選項的組合，而本領域?qū)I(yè)人員能夠看到，可以按照不同方式組合哪些方案和選項。
具體實施例方式
在內(nèi)部，模擬連接的矩陣本質(zhì)上是相互互連的并且與模擬i/o觸點相連的微型繼電器的集合?？刂茢?shù)字電路負責控制這些繼電器，按照特定編程促使它們中的每一個處于相應的斷開或閉合位置。正如前面提及的那樣，優(yōu)選地，該控制電路在同一集成電路中，因此，該集成電路具有對該控制電路進行編程、控制和供電的控制i/o觸點。
該控制電路可以是例如ASIC或PLD(可編程邏輯器件)，后者形成該集成電路內(nèi)的第二硅塊，與形成微型繼電器的硅塊鄰接。該控制電路具有用于每個繼電器的一個或多個連接，這些連接是用不超過5V的信號控制的。在使用與用來制造控制數(shù)字電路的CMOS技術或其他技術兼容的用于微型繼電器的制造方法的情況下，同一硅塊可以同時包含微型繼電器和控制電路。
模擬連接矩陣可以有完全的互連性，亦即，可以把任何一個模擬i/o觸點和所有其他的模擬i/o觸點連接起來，或者有部分互連性，互連性可多可少，這完全取決于設計。完全的互連性使得設計的復雜性大大增加，因為模擬i/o觸點的數(shù)量增加。迫使我們使用相當多的層，這是有技術限制的，或者降低分辨率規(guī)程，或者增加使用硅表面積。因此，使用帶有部分互連性但是是高互連性的模擬連接矩陣，可以是在設計制造成本和給用戶提供的性能之間的滿意承諾。
圖1是模擬連接矩陣的一個例子。如果希望完全互連，則需要最少M個內(nèi)部層，M等于N(N-1)/2，約等于N2/2，特別是對于大的N值。實際上，為了確保完全互連，必須建立每個模擬i/o觸點與所有其他觸點的互連。
圖2表示模擬i/o觸點2之間的互連的一個例子，其中用兩個圓圈之間的直線表示每個互連4。每個互連4相當于一個繼電器。在圖2中，頂行和底行的圓圈代表例如模擬i/o觸點2，而中間的圓圈代表互連的內(nèi)部節(jié)點6。正如在該情況中看到的那樣，互連不是完全的，但是可以利用后續(xù)互連層擴大互連。
在圖3中，可以觀察互連結構的一個例子。在圖2中，基本結構是三角形，在圖3中，基本結構是帶有對角線的正方形。在這種情況中，至少需要兩層，因為每個正方形的對角線必須在不同層上。對于互連的同一層的內(nèi)部節(jié)點6，該結構允許更多層的互連。
圖4表示互連的另一個例子，其中基本單位是六角形，在所有不相鄰的角當中有過渡互連。與前一種情況類似，由于需要更多層數(shù)引起的復雜性的增加意味著對互連的相同數(shù)目的內(nèi)部節(jié)點6有更大的互連性。
圖5表示4個ACX模擬連接矩陣的組合的一個例子，用于在不使復雜性超過特定值的情況下形成更大的模擬連接矩陣。每一個ACX模擬連接矩陣可以是完全互連或部分互連的。在彼此的互連性不完全的情況下(在圖5中，用虛線表示可能的互連)，利用每個矩陣的互連性和矩陣之間的互連性定義組合的互連性。在圖6中，可以觀察4×4ACX模擬連接矩陣的另一個例子(沒有表現(xiàn)互連)。
在每個ACX模擬連接矩陣是完全互連的情況下，如果希望組合是完全互連的，則需要在其他層上安排更多的ACX模擬連接矩陣。圖7表示一個例子，其中借助于具有完全互連的4個模擬i/o觸點2的10個ACX模擬連接矩陣，獲得8個模擬i/o觸點2的模擬連接矩陣。圖8表示另一個例子，其中借助于具有完全互連的8個模擬i/o觸點2的10個ACX模擬連接矩陣，獲得具有完全互連的16個模擬i/o觸點2的模擬連接矩陣。
對于具有16個模擬i/o觸點2和完全互連性的簡單模擬連接矩陣，最少需要120個內(nèi)部互連，對于具有完全互連性的32個模擬i/o觸點2，最少需要496個內(nèi)部互連?？紤]到按照本發(fā)明的繼電器可以為300微米×300微米，并且可以采用polyMUMPS技術進行生產(chǎn)(其精度為5微米)，所以可以把這些方案包含到1cm×1cm的集成電路內(nèi)。對于其他技術，如SUMMIT(其精度為1微米)，可以獲得更小的尺寸，或者相同尺寸可以獲得更復雜的矩陣。
圖9表示按照本發(fā)明繼電器的第一基本功能模式。該繼電器限定放置導電單元7的過渡空間25，導電單元7可以沿過渡空間25自由運動，因為實際上它是分離部分，而沒有實際連接到限定過渡空間25的壁。該繼電器還限定圖9中左側的第一區(qū)和圖9中右側的第二區(qū)。在第二區(qū)中安排第一電容器板3和第二電容器板9。在圖9所示的例子中，電容器板3和9有不同的表面積，雖然這兩個表面積可以是相等的。第一電容器板3和第二電容器板9連接到CC控制電路。在第一電容器板3與第二電容器板9之間加電壓時，導電單元總是被吸引到圖9的右側，被引向電容器板3和9。導電單元7向右側運動，直至它被第一擋板13阻擋，可以使第一外電路CE1閉合，第一擋板13是第一外電路CE1的第一接觸點15和第二接觸點17。
圖10表示按照本發(fā)明繼電器的第二基本功能模式。該繼電器同樣限定放置導電單元7的過渡空間25，導電單元7可以沿過渡空間25，圖10中左側的第一區(qū)和圖10中右側的第二區(qū)自由運動。在第二區(qū)中安排第二電容器板9，而在第一區(qū)中安排第一電容器板3。第一電容器板3和第二電容器板9連接到CC控制電路。在第一電容器板3與第二電容器板9之間加電壓時，導電單元總是被吸引到圖10中的右側，被引向最小的電容器板，即，第二電容器板9。因此，在圖10所示例子的情況下，電容器板3和9有不同的表面積是絕對必需的，若它們有相等的表面積，則導電單元7不可能朝任何方向運動。導電單元7向右側運動，直至它被第一擋板13阻擋，可以使第一外電路CE1閉合，第一擋板13是第一外電路CE1的第一接觸點15和第二接觸點17。在左側有第二擋板19的情況下，它沒有任何電功能，只是阻擋導電單元7與第一電容器板3接觸。在這種情況下，可以去掉第二擋板19，因為不可能發(fā)生導電單元7與第一電容器板3接觸的問題。這是因為在這一側僅有一個電容器板，如果有多個電容器板且它們連接到不同的電壓，則擋板是必需的以避免短路。
為了借助于靜電力實現(xiàn)導電單元7沿兩個方向的運動，需要配置第三電容器板11，如圖11所示。假設導電單元7總是運動到放置最小電容器板的位置，在這種情況下，要求第三電容器板11小于第一電容器板3，但第二電容器板9與第三電容器板11的表面積之和大于第一電容器板3的表面積。按照這種方式，通過激勵第一電容器板3和第二電容器板9，連接它們到不同的電壓，但第三電容器板11仍保持在高阻抗狀態(tài)，導電單元7就運動到右側，而在激勵三個電容器板3，9和11的情況下，導電單元7就運動到左側。在后者的情況下，給第二電容器板9和第三電容器板11提供相同的電壓，而給第一電容器板3提供不同的電壓。此外，圖11中的繼電器有連接到第二擋板19的第二外電路CE2，其方式是，這些第二擋板19限定第三接觸點21和第四接觸點23。
若兩個電容器板是第一區(qū)和第二區(qū)中的每個區(qū)，則可以按照兩個不同的方法引誘導電單元7的運動在相同區(qū)的兩個電容器板之間加電壓，使導電單元被這兩個電容器板吸引(其功能如圖9所示)，在一個區(qū)的一個電容器板與另一個區(qū)的一個(或兩個)電容器板之間加電壓，使導電單元7被吸引到充電電容器表面積是最小的區(qū)域(其功能如圖10所示)。
圖12和13表示利用EFAB技術設計制造的繼電器。借助于薄層沉積方法的這種微型機械加工制造技術是專業(yè)人員熟知的，可以制作多個薄層并在三維結構設計中有很大通用性。繼電器安裝在作為支承的基片1上，為了簡單明了，在幾個附圖中沒有畫出。該繼電器在導電單元7的左側安排第一電容器板3和第四電容器板5(圖13所示)，而在導電單元7的右側安排第二電容器板9和第三電容器板11。該繼電器還有兩個第一擋板13和兩個第二擋板19，第一擋板13是第一接觸點15和第二接觸點17，而第二擋板19是第三接觸點21和第四接觸點23。該繼電器的上部被覆蓋，雖然沒有畫出這個蓋子，為的是清楚地說明它的內(nèi)部細節(jié)。
按照圖13，繼電器的走向是沿過渡空間25從左到右，反之亦然?？梢钥闯觯谝粨醢?3和第二擋板19比電容器板3，5，9和11更靠近導電單元7。按照這種方式，導電單元7可以從左到右運動以閉合相應的電路，而不會干擾電容器板3，5，9和11以及它們相應的控制電路。
導電單元7有空心的內(nèi)部空間27。
在導電單元7與形成過渡空間25(即，第一擋板13，第二擋板19，電容器板3，5，9和11以及兩個側壁29)的各個壁之間有間隙，間隙是充分地小以防止導電單元7圍繞垂直于圖13平面的軸轉(zhuǎn)動，但它足以接觸第一接觸點15與第三接觸點21或第二接觸點17與第四接觸點23。然而，在這個附圖中，沒有按比例畫出間隙，為了使附圖更加清晰。
圖14至16表示利用EFAB技術設計制造的另一種繼電器。在按照圖14至16的情況下，導電單元7是沿垂直方向運動。在繼電器中利用一種或另一種運動取決于設計準則。制造技術包括沉積幾個薄層。在所有的附圖中，垂直方向是夸大的，就是說，實際器件比附圖所示器件扁平得多。若我們希望得到較大的電容器表面，最好是構造類似于圖14至16所示形式的繼電器(垂直繼電器)，如果需要較少薄層數(shù)目，則類似于圖12和13所示形式的繼電器(水平繼電器)是更加合適。若采用某種特殊技術(例如，通常稱之為polyMUMPS，Dalsa，SUMMIT，Tronic′s，Qinetiq′s等的技術)，薄層數(shù)目總是受限的。垂直繼電器的優(yōu)點是，使用較小的芯片面積得到較大的表面，這意味著可以利用遠遠低的激勵電壓(使用相同的芯片面積)。
理論上，圖14至16的繼電器非常類似于圖12和13的繼電器，在它的底部(圖16)安排第一電容器板3和第四電容器板5以及它們是第三接觸點21和第四接觸點23的第二擋板19。從附圖中可以看出，第二擋板19是在電容器板之上，因此，導電單元7可以承載在第二擋板19上，不會與第一電容器板3和第四電容器板5接觸。在頂部(圖14)有第二電容器板9，第三電容器板11和兩個第一擋板13，它們是第一接觸點15和第二接觸點17。在這種情況下，導電單元7與側壁29之間的間隙也是充分地小以避免第一接觸點15接觸第三接觸點21或第二接觸點17接觸第四接觸點23。
圖17和18所示的繼電器是一個繼電器例子，其中導電單元7的運動基本上是圍繞其一個端點的轉(zhuǎn)動。這種繼電器有第一電容器板3，第二電容器板9，第三電容器板11和第四電容器板5，它們都安裝在基片1上。此外，第一接觸點15與第三接觸點21面對面。第一接觸點15與第三接觸點21之間的距離小于兩個電容器板之間的距離。導電單元7有空心的圓柱部分31，其中空心也是圓柱形。在空心圓柱體內(nèi)部放置有圓柱斷面的第二接觸點17。
按照這種方式，導電單元7在第一接觸點15與第二接觸點17之間或在第三接觸點21與第二接觸點17之間建立電接觸。導電單元7完成的運動基本上是圍繞圓柱部分31限定軸的轉(zhuǎn)動。在圖17中，第二接觸點17與圓柱部分31之間的間隙是夸大的，然而，確實存在一定量的間隙，因此，導電單元7完成的運動不是純粹的轉(zhuǎn)動，而是轉(zhuǎn)動與平動的組合。
從圓柱部分31延伸的扁平部分33的高度小于沿所述圓柱部分31軸方向測量的圓柱部分31高度。在圖18中可以更細致地觀察到這一點，其中畫出示圓柱部分31和扁平部分33的剖面。按照這種方式，我們可以避免扁平部分33與基片1的接觸以減小摩擦力和粘連。
可以看出，只要間隙是足夠的，可以用平行六面體代替圓柱部分31以及利用有四邊形斷面的接觸點代替有圓形斷面的第二接觸點17，我們可以設計一種理論上相當于圖17和18所示的繼電器。
例如，若在圖17和18的繼電器中去掉第一接觸點15和/或第三接觸點21，則正是這兩個電容器板(具體地說，第三電容器板11和第四電容器板5)可以作為接觸點和擋板。適當選取電容器板必須工作的電壓，我們可以得到的這個電壓總是VCC或GND。另一種可能性是，例如，第三接觸點21不與任何外電路進行電連接。于是，第三接觸點僅僅是擋板，而當導電單元7接觸第二接觸點17與第三接觸點21時，第二接觸點17在電路中就處在高阻抗狀態(tài)。
圖19所示的繼電器設計成利用polyMUMPS技術制造。如以上所提到的，這種技術在專業(yè)人員中是眾所周知的，它的特征是，表面被微型機械加工成三個結構層和兩個保護層。然而，理論上，它類似于圖17和18所示的繼電器，雖然其中有一些差別。因此，在圖19所示的繼電器中，第一電容器板3與第三電容器板11相等，但它不同于第二電容器板9和第四電容器板5，這二者相等并小于前者。關于第二接觸點17，它的頂端有加寬部分，允許導電單元7保持在過渡空間25中。圖17和18中的第二接觸點17也可以配置這種類型的加寬部分。值得注意的是，在這種繼電器中，第一接觸點15與第三接觸點21之間的距離與兩個電容器板之間的距離相等。假設導電單元7的運動是圍繞第二接觸點17的轉(zhuǎn)動，則導電單元的相反端描繪這樣一條弧線，在扁平部分33可以接觸到電容器板之前，導電單元與第一接觸點15或第三接觸點21接觸。
圖20表示利用polyMUMPS技術設計制造的另一種繼電器。這種繼電器類似于圖12和13所示的繼電器，雖然它還有第五電容器板35和第六電容器板37。
圖21表示相當于圖12和13所示的繼電器，但它在第一區(qū)有6個電容器板和在第二區(qū)有6個電容器板。此外，我們應當注意到可以防止導電單元7脫離的頂蓋。
圖22和23表示導電單元7是圓柱形的繼電器。參照圖22所示的繼電器，圍繞導電單元的側壁是平行六面形，而在圖23所示的繼電器中，圍繞導電單元7的側壁29是圓柱形。關于圖24，它表示利用表面微型機械加工制造的球體，應當注意，它是由多個不同直徑的圓柱形盤構成。具有球形導電單元7的繼電器，如圖24所示，它在理論上非常類似于圖22或23所示的繼電器，它是利用球形導電單元代替圓柱形導電單元7。然而，應當考慮到，電容器板安排中的某些幾何調(diào)整和頂端的接觸點是為了防止球形導電單元7首先接觸電容器板而不是接觸點，這些接觸可以是相應的擋板。
圖25表示圖12和13所示繼電器的變型。在這種情況下，導電單元7在它的側面41有突出部分39。
權利要求
1.一種集成電路，至少包括一個模擬連接矩陣，所述模擬連接矩陣具有多個模擬i/o觸點(2)，所述模擬i/o觸點(2)具有經(jīng)由連接單元的彼此之間相對的多個電互連(4)，其特征在于，所述連接單元是微型繼電器，其中每個所述微型繼電器包括所述過渡空間(25)中安排的導電單元(7)，所述導電單元(7)適合于依據(jù)電磁控制信號在第一位置和第二位置之間運動，并且所述導電單元(7)依據(jù)它是在所述第一位置還是在所述第二位置斷開或閉合電路。
2.根據(jù)權利要求1的集成電路，其特征在于，它包括至少一個第二模擬連接矩陣，所述第二模擬連接矩陣具有多個第二模擬i/o觸點(2)，所述模擬i/o觸點(2)具有經(jīng)由第二連接單元的彼此之間相對的多個電互連(4)，所述第二連接單元是微型繼電器，其中每個微型繼電器包括過渡空間(25)中安排的導電單元(7)，所述導電單元(7)適合于依據(jù)電磁控制信號在第一位置和第二位置之間運動，并且所述導電單元(7)依據(jù)它是在所述第一位置還是在所述第二位置斷開或閉合電路，其中多個模擬i/o觸點(2)電連接到多個所述第二模擬i/o觸點(2)。
3.根據(jù)權利要求1或2之任一權利要求的集成電路，其特征在于，每個所述模擬i/o觸點(2)具有與每一個剩余的模擬i/o觸點(2)的電互連(4)。
4.根據(jù)權利要求3的集成電路，其特征在于，每個所述第二模擬i/o觸點(2)具有與每一個剩余的第二模擬i/o觸點(2)的電互連(4)。
5.根據(jù)權利要求1或2之任一權利要求的集成電路，其特征在于，至少一個所述模擬i/o觸點(2)缺少與至少一個剩余的模擬i/o觸點(2)的電互連(4)。
6.根據(jù)權利要求1-5之任一權利要求的集成電路，其特征在于，它還包括所述微型繼電器的一個控制電路和控制i/o觸點。
7.根據(jù)權利要求1-6之任一權利要求的集成電路，其特征在于，每個所述電互連(4)是由單一微型繼電器形成的。
8.根據(jù)權利要求1-6之任一權利要求的集成電路，其特征在于，至少一個所述電互連(4)是由不止一個微型繼電器形成的，并且是由互連的至少一個內(nèi)部節(jié)點(6)形成的。
9.根據(jù)權利要求1-8之任一權利要求的集成電路，其特征在于所述微型繼電器包括面對第二區(qū)的第一區(qū)，第一電容器板(3)，第二區(qū)中安排的第二電容器板(9)，其中所述第二板小于或等于所述第一板，所述第一區(qū)與所述第二區(qū)之間的所述過渡空間(25)，所述過渡空間中安排的所述導電單元(7)，所述導電單元(7)機械上獨立于所述第一區(qū)和第二區(qū)，并適合于運動穿越所述過渡空間(25)，它取決于所述第一和第二電容器板上的電壓，電路的第一接觸點(15)，所述電路的第二接觸點(17)，其中所述第一和第二接觸點(15，17)限定第一擋板(13)，其中所述導電單元(7)適合于接觸所述第一擋板(13)，并且其中在與所述第一擋板(13)接觸時，所述導電單元(7)閉合所述電路。
10.根據(jù)權利要求9的集成電路，其特征在于，所述第一接觸點(15)在所述第二區(qū)和所述導電單元(7)之間。
11.根據(jù)權利要求9或10之任一權利要求的集成電路，其特征在于，所述第一板在所述第二區(qū)中。
12.根據(jù)權利要求9或10之任一權利要求的集成電路，其特征在于，所述第一板在所述第一區(qū)中。
13.根據(jù)權利要求9-12之任一權利要求的集成電路，其特征在于，所述第二接觸點(17)也在所述第二區(qū)中。
14.根據(jù)權利要求12或13之任一權利要求的集成電路，其特征在于，它還包括所述第二區(qū)中安排的第三電容器板(11)，其中所述第三電容器板(11)小于或等于所述第一電容器板(3)，并且其中所述第二和第三電容器板一起大于所述第一電容器板(3)。
15.根據(jù)權利要求12或13之任一權利要求的集成電路，其特征在于，它還包括所述第二區(qū)中安排的第三電容器板(11)和所述第一區(qū)中安排的第四電容器板(5)，其中所述第一電容器板(3)和所述第二電容器板(9)彼此相等，并且所述第三電容器板(11)和所述第四電容器板(5)彼此相等。
16.根據(jù)權利要求15的集成電路，其特征在于，所述第一、第二、第三和第四電容器板彼此相等。
17.根據(jù)權利要求15或16之任一權利要求的集成電路，其特征在于，它還包括所述第一區(qū)中安排的第五電容器板(35)和所述第二區(qū)中安排的第六電容器板(37)，其中所述第五電容器板(35)和所述第六電容器板(37)彼此相等。
18.根據(jù)權利要求17的集成電路，其特征在于，它包括所述第一區(qū)中安排的6個電容器板和所述第二區(qū)中安排的6個電容器板。
19.根據(jù)權利要求9-18之任一權利要求的集成電路，其特征在于，它包括所述第一區(qū)和所述導電單元(7)之間的第二擋板。
20.根據(jù)權利要求9-19之任一權利要求的集成電路，其特征在于，它包括所述第一區(qū)與所述導電單元(7)之間安排的第三接觸點(21)，其中所述第三接觸點(21)限定第二擋板，因此，在與所述第二接觸點(17)和所述第三接觸點(21)接觸時，所述導電單元(7)閉合第二電路。
21.根據(jù)權利要求20的集成電路，其特征在于，所述導電單元(7)包括限定軸的空心圓柱部分(31)和扁平部分(33)，其中在空心圓柱部分(31)的內(nèi)部放置所述第二接觸點(17)，而扁平部分(33)從所述徑向空心圓柱部分(31)的一側突出，并沿所述軸的方向延伸，其中所述扁平部分(33)沿所述軸方向測量的高度小于所述圓柱部分(31)沿所述軸方向測量的高度。
22.根據(jù)權利要求20的集成電路，其特征在于，所述導電單元(7)包括限定軸的空心平行六面體部分和扁平部分(33)，其中在空心平行六面體部分的內(nèi)部放置所述第二接觸點(17)，而扁平部分(33)從所述徑向空心平行六面體部分(31)的一側突出，并沿所述軸的方向延伸，其中所述扁平部分(33)沿所述軸方向測量的高度小于所述平行六面體部分沿所述軸方向測量的高度。
23.根據(jù)權利要求9-18之任一權利要求的集成電路，其特征在于，它包括所述第一區(qū)與所述導電單元(7)之間安排的第三接觸點(21)和第四接觸點(23)，其中所述第三接觸點(21)和第四接觸點(23)限定第二擋板(19)，因此，在與所述第三接觸點(21)和第四接觸點(23)接觸時，所述導電單元(7)閉合第二電路。
24.根據(jù)權利要求9-23之任一權利要求的集成電路，其特征在于，所述第一和第二區(qū)中的每個區(qū)中安排的每個所述電容器板集合相對于對稱中心是中心對稱的，并且其中所述對稱中心與所述導電單元(7)的質(zhì)心重合。
25.根據(jù)權利要求9-23之任一權利要求的集成電路，其特征在于，所述第一和第二區(qū)中的每個區(qū)中安排的所述電容器板集合是中心非對稱的，從而生成相對于所述導電單元(7)的質(zhì)心的力矩。
26.根據(jù)權利要求23-25之任一權利要求的集成電路，其特征在于，在所述第一區(qū)和所述第二區(qū)之間延伸的兩個側壁(29)，其中在所述側壁(29)和所述導電單元(7)之間有間隙，所述間隙充分地小，以便從幾何上防止所述導電單元(7)同時接觸由所述第一和第二接觸點(15，17)構成的一組接觸點以及由所述第三和第四接觸點(21，23)構成的一組接觸點。
27.根據(jù)權利要求9-26之任一權利要求的集成電路，其特征在于，所述導電單元(7)有圓形外表面。
28.根據(jù)權利要求27的集成電路，其特征在于，所述導電單元(7)是圓柱面。
29.根據(jù)權利要求27的集成電路，其特征在于，所述導電單元(7)是球面。
30.根據(jù)權利要求9-28之任一權利要求的集成電路，其特征在于，所述導電單元(7)有垂直于所述導電單元(7)的所述運動的上表面和下表面，以及至少一個側面，其中所述側面有細微的突出部分。
31.根據(jù)權利要求9-30之任一權利要求的集成電路，其特征在于，所述導電單元(7)是空心的。
32.根據(jù)權利要求11的集成電路，其特征在于，所述第一電容器板(3)和所述第二電容器板(9)有相同的表面積。
33.根據(jù)權利要求12的集成電路，其特征在于，所述第一電容器板(3)的表面積與所述第二電容器板(9)的表面積相等或是它的兩倍。
34.根據(jù)權利要求9-33之任一權利要求的集成電路，其特征在于，所述電容器板(3，5，9，11，35，37)中的一個電容器板同時作為所述接觸點(15，17，21，23)中的一個接觸點。
35.根據(jù)權利要求1-34之任一權利要求的集成電路，其特征在于，它還包括電連接到所述模擬連接矩陣的多個電子元件，其中所述電子元件為有源元件和無源元件構成的組中的電子元件。
36.根據(jù)權利要求35的集成電路，其特征在于，它包括至少一個附加電子元件，所述附加電子元件是傳感器、電源、致動器和天線構成的組中的元件。
37.根據(jù)權利要求35或36之任一權利要求的集成電路，其特征在于，它還包括一個可編程數(shù)字電路。
38.一種印刷電路，其特征在于，它包括至少一個根據(jù)權利要求1-37之任一權利要求的集成電路，以及電連接到所述模擬連接矩陣的多個電子元件，其中所述電子元件是有源元件和無源元件構成的組中的電子元件。
39.根據(jù)權利要求38的印刷電路，其特征在于，它包括至少一個附加電子元件，所述附加電子元件是傳感器、電源、致動器和天線構成的組中的元件。
40.根據(jù)權利要求38或39之任一權利要求的印刷電路，其特征在于，它還包括一個可編程數(shù)字電路。
全文摘要
帶有模擬連接矩陣的集成電路。該集成電路包括一個模擬連接矩陣，該模擬連接矩陣具有多個模擬i/o觸點(2)。該模擬i/o觸點(2)具有經(jīng)由微型繼電器的彼此之間相對的多個電互連(4)，其中每個微型繼電器包括所述過渡空間(25)中安排的導電單元(7)，所述導電單元(7)適合于依據(jù)電磁控制信號在第一位置和第二位置之間運動，并且所述導電單元(7)依據(jù)它是在所述第一位置還是在所述第二位置斷開或閉合電路。
文檔編號H01H67/22GK1942995SQ200580011797
公開日2007年4月4日 申請日期2005年4月14日 優(yōu)先權日2004年4月19日
發(fā)明者希爾維斯特·卓塞普·蒙坦亞 申請人:寶蘭微系統(tǒng)公司