Recherche, Strukturierung und Analyse des Stands der Technik zu Mikrorelais

Mikrorelais sind miniaturisierte elektrisch betätigte Schalter. Trotz zahlreicher Forschungsprojekte und Veröffentlichungen zu dem Themengebiet existiert jedoch bis jetzt keine Übersicht, die alle relevanten Teilbereiche behandelt. Dadurch herrscht bei der Verwendung von Begriffen sowie der Bewertung von Mikrorelais Unsicherheit. In der vorliegenden Arbeit soll daher ein Überblick über den Stand der Technik der Mikrorelais gegeben werden. Hierzu wird ein theoretisches Fundament erarbeitet, das eine Definition des Begriffes »Mikrorelais« und eine Abgrenzung von anderen Schalterarten erlaubt. Um eine Bewertung der Eigenschaften von Mikrorelais zu ermöglichen, werden Kenngrößen hergeleitet, mit denen ein Mikrorelais charakterisiert werden kann. Zur Vertiefung werden vier Anwendungsgebiete und deren Anforderungen für Mikrorelais vorgestellt. Gleichzeitig ermöglichen die dabei angestellten Betrachtungen das Verständnis für den Einsatz und die Vorzüge von Mikrorelais. Da nachgewiesen wird, dass die gewünschte Datenübernahme aus einer bestehenden Zusammenstellung nicht möglich ist, wird eine alternative Quelle für Relaiskennwerte vor dem Betrachtungszeitraum dieser Arbeit gefunden. So ist es im Folgenden möglich, die technischen Fortschritte im Zeitraum 2003 bis 2012 herzuleiten und darzustellen. Da zwischen dem Potential der technischen Möglichkeiten und der erfolgten Umsetzung im kommerziellen Bereich ein starker Widerspruch besteht, wird eine Übersicht über die Marktsituation für Mikrorelais aufgestellt und die Gründe für das bisherige Scheitern einer kommerziellen Anwendung erläutert. Das am Institut für Elektromechanische Konstruktionen entworfene und gefertigte elektrothermische Mikrorelais wird untersucht. Im Hinblick auf den geplanten Einsatzzweck in automatischen Schaltmatrizen für Telekommunikationsanwendungen erfüllt das Relais alle Anforderungen. Unter allen betrachteten Mikrorelais gibt es keinen vergleichbar leistungsfähigen Entwurf