專利名稱：制造微型系統(tǒng)的方法、這種微型系統(tǒng)、包括這種微型系統(tǒng)的箔堆疊、包括這種微型系統(tǒng)的 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種設(shè)有間隔的微型系統(tǒng)的制造方法。本發(fā)明還涉及 這種微型系統(tǒng)。本發(fā)明也涉及包括根據(jù)本發(fā)明的微型系統(tǒng)的箔堆。本 發(fā)明還涉及包括根據(jù)本發(fā)明的微型系統(tǒng)的電子設(shè)備。本發(fā)明也涉及這 種電子設(shè)備的用途。
背景技術(shù)：
這樣的方法和微型系統(tǒng)已見于Ramadoss， R等人的下列出版物 "Fabrication, As.sembly， and Testing of RF MEMS Capacitive Switches Using Flexible'Printed Circuit Technology." IEEE Transactions on Advanced Packaging, 26巻,No. 3, 2003年8月, 頁248 - 254。根據(jù)已知的方法，設(shè)有包銅襯底層。對包銅層進行拋光 以便使其平坦。此后，使用光刻和刻蝕步驟將共面波導(dǎo)限定在所述包 銅層中。然后，給所述襯底提供聚合物層，并隨后對其構(gòu)圖，該聚合 物形成底部電極的電介質(zhì)。此外在已知的方法中設(shè)有聚酰亞胺膜，其 上形成銅層。使用光刻和刻蝕步驟對所述銅層進行構(gòu)圖，從而形成頂 部電極。利用激光對所述聚酰亞胺膜進行構(gòu)圖，以便在膜中形成開口。 所述方法還包括提供粘合層以限定底部電極和頂部電極之間的間隔的 步驟。根據(jù)已知方法，通過將聚酰亞胺膜堆疊在所述襯底上來獲得MEMS 開關(guān)，雖然由粘合層將其隔離。利用包括定位銷的固定元件對各個層 進行對準(zhǔn)。最后，在升高的溫度下通過在所述層上施加壓力使各個層 互相連接。已知方法的問題在于它是一種比較復(fù)雜的方法。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種在"介紹，，部分中所描述的更加簡化的 方法。根據(jù)本發(fā)明，該目的是通過制造設(shè)有間隔的微型系統(tǒng)而實現(xiàn)的， 所述方法包括下列步驟-提供含有至少兩個電絕緣的彈性箔的集合，其中各個箔包括相 同的箔材料，并且其中在至少一個箔的至少一側(cè)上有傳導(dǎo)層，而且其中所述傳導(dǎo)層適于用作電極或?qū)w；-對所述傳導(dǎo)層進行構(gòu)圖，以便形成電極或?qū)w；-以形成開口的方式對至少一個箔進行構(gòu)圖，該開口形成微型系統(tǒng)的間隔；-將所述箔的集合堆疊，從而形成微型系統(tǒng)；以及-將所述箔結(jié)合在一起，當(dāng)兩個相鄰箔彼此接觸時，在兩個相鄰箔的箔材料之間的至少 一個傳導(dǎo)層已經(jīng);故除去的位置處，所述箔粘合在一起。使用根據(jù)本發(fā)明的方法，本領(lǐng)域技術(shù)人員將只需要一種箔材料， 通過該箔材料它可以形成任何微型系統(tǒng)。還可以由 一個且相同的輥獲 得所述箔。另一方面，根據(jù)已知方法，必須針對每一層選擇不同的材 料。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法比已知方法更加簡化。根據(jù)本發(fā)明的方法的另 一優(yōu)點在于它是一種通用方法。這意味著 所述方法是模式化的方法，而且因此，相比于已知方法，它適合于更 多的應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明的方法的改進實施例的特征在于提供箔的集合，各個 箔具有基本上相同的厚度。這個方面的優(yōu)點在于可獲得比已知方法更 高的規(guī)則程度。例如，如果各層或各間隔的厚度不同于設(shè)備中將要實 現(xiàn)的一個箔的厚度，則可以以簡單的方式將多個箔堆疊在一起。因此， 并不需要具有不同厚度的箔。這樣，在垂直于箔的方向上的所有尺寸 將始終等于一個箔的厚度的整數(shù)倍。此外，當(dāng)使用這個改進的方法時, 使用來自一個且相同輥的箔就足夠了。這使得所述方法更加簡化，并 因此成本更低。使用具有單一厚度的箔的另 一優(yōu)點在于可以在包括幾個箔的堆疊 中以箔的任何子集來實現(xiàn)設(shè)備。例如，如果A是被設(shè)計為包括5個箔 的泵，B是被設(shè)計為在溝道中包括3個箔的傳感器，則對于設(shè)計者來說, 在30個箔的堆疊中"^:計A和B可以有多種方法。優(yōu)選地，本發(fā)明的特征在于設(shè)有至少三個電絕緣的彈性箔。這在 要形成較復(fù)雜結(jié)構(gòu)的情況下(在此情況下兩個彈性箔是不夠的)尤為 有利。根據(jù)本發(fā)明的方法的另一實施例的特征在于設(shè)有至少四個電絕 緣的彈性箔。當(dāng)使用至少四個彈性箔時，對于設(shè)計者來說有更多的設(shè) 計可能。因此，設(shè)計者可以形成自由懸掛式翻板(flap),其充當(dāng)所 述間隔的關(guān)閉閥。由于在外部箔之間有兩層，因此當(dāng)箔;故連接在一起 時在翻板與間隔相鄰的位置處沒有粘合，因此翻板還將被自由懸掛。 通過液體流，或者通過靜電致動，可以打開或關(guān)閉所述翻板。根據(jù)本發(fā)明的方法的 一個實施例特征在于在微型系統(tǒng)中由至少一 個箔來形成可移動元件，該可移動元件附于所述微型系統(tǒng)的至少一側(cè)， 其中從包括可移動體、可移動閥和可移動薄膜的組中選擇所述可移動 元件，并且其中所述可移動元件位于間隔的一側(cè)。這個方面使得可以形成有源微流體設(shè)備和MEMS設(shè)備。在所述有源微流體設(shè)備的情況下， 重要的是在特定方向上阻礙氣體或液體流和/或?qū)⑺隽鞅３衷诹硪?方向。在MEMS設(shè)備的情況下，通常關(guān)注的是一個元件的移動轉(zhuǎn)變?yōu)殡?極上的電信號，或者恰恰相反，關(guān)注的是電極上的電信號轉(zhuǎn)變?yōu)樵?的移動。根據(jù)本發(fā)明的方法的另 一 實施例特征在于在微型系統(tǒng)中設(shè)有傳感 器，該傳感器形成在靠近間隔的箔上的傳導(dǎo)層中，用于測量所述間隔 中的量。傳感器同樣也是MEMS設(shè)備和微流體設(shè)備中重要的構(gòu)件塊。所述方法的上述實施例的第一主要變化特征在于將要制造的所述 微型系統(tǒng)包括MEMS設(shè)備。所述方法的第一主要變化的進一步細(xì)節(jié)特征 在于所制造的微型系統(tǒng)是屬于包括MEMS電容器麥克風(fēng)、MEMS壓力傳感 器、MEMS加速器的組的微型系統(tǒng)。在較大的電子設(shè)備中這些設(shè)備是重 要的構(gòu)件塊，通過所述方法可以以成本較低的方式生產(chǎn)這些設(shè)備。當(dāng) 然，其它設(shè)備也是可以的。所述方法的上述實施例的第二主要變化特征在于將要制造的所述 微型系統(tǒng)包括微流體設(shè)備。所述方法的第二主要變化的進一步細(xì)節(jié)特 征在于所制造的微型系統(tǒng)是屬于包括微型閥、微型泵和n TAS元件的組 的微型系統(tǒng)。在微流體設(shè)備中這些設(shè)備是重要的構(gòu)件塊，通過所述方 法可以以成本較低的方式生產(chǎn)這些設(shè)備。當(dāng)然，其它設(shè)備也是可以的。根據(jù)本發(fā)明的方法的進一步改進實施例特征在于通過激光進行所 述構(gòu)圖，無論是否結(jié)合掩模。這個方面使得可以實現(xiàn)對傳導(dǎo)層和/或箔 材料的移除的高度控制。此外，非常有利的是通過有選擇地刻蝕犧牲 材料無須清除所述間隔，而這在使用傳統(tǒng)方法時是必須的。根據(jù)本發(fā)明的方法的進一步改進實施例特征在于通過使用從下列 步驟中選擇的步驟進行所述構(gòu)圖-保持所述傳導(dǎo)層和所述箔完整；-除去所述傳導(dǎo)層以便暴露所述箔；-除去所述傳導(dǎo)層和部分所述箔，以便留下較薄的箔；以及 -完全除去所述傳導(dǎo)層和所述箔，以便形成所述間隔。 上述四個基本步驟實質(zhì)上提供了四個主要區(qū)域，當(dāng)被組合時，其 可以在箔中提供期望的構(gòu)圖-所述箔和所述傳導(dǎo)層都沒有^t除去的區(qū)域，-只有所述傳導(dǎo)層被除去的區(qū)域(例如以便形成與相鄰箔的連 接)，-所述傳導(dǎo)層和部分所述箔被除去的區(qū)域(例如以便調(diào)節(jié)箔的彈 性)，和-所述箔和所述傳導(dǎo)層都被除去的區(qū)域(例如以便建立間隔)。 如果通過在第一巻軸上纏繞至少一個箔實現(xiàn)箔的所述堆疊，則獲得根據(jù)本發(fā)明的方法的有利實施例。本實施例的主要優(yōu)點在于當(dāng)箔被堆疊時箔的對準(zhǔn)會更為容易。后面的方法的改進實施例特征在于在纏繞到第一巻軸上時從第二巻軸或輥展開箔的過程中實現(xiàn)所述方法。這個方面的主要優(yōu)點在于可以在連續(xù)的過程中實現(xiàn)所述方法，這使得所迷方法更加易于自動化。 如果在從下列可能性中選擇出的至少一個位置處進行對傳導(dǎo)層和箔的構(gòu)圖，則獲得進一步的改進在第一巻軸上或其附近，在第一和 第二巻軸之間，和在第二巻軸或輥上或其附近。取決于箔的兩側(cè)是否 有傳導(dǎo)層的問題，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以選擇他希望在那里進行所述構(gòu) 圖。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的方法特征在于在升高的溫度下通過在所述 堆疊的箔上施加壓力使各個箔互相連接，所述壓力施加方向垂直于所 述蕩。其結(jié)果是，所述箔將熔合在一起，而且所述設(shè)備將取它的定型。后面的方法的另 一 詳述實施例特征在于，通過在該結(jié)構(gòu)的間隔中 施加增加的壓力，來獲得與所述間隔相鄰的箔上所需的壓力。這個方 面的優(yōu)點在于在鄰接間隔的位置處箔被施壓以與相鄰箔進行更佳的鄰 接，從而所述箔實現(xiàn)更好的粘合。根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實施例特征在于在所述箔的堆疊中形成 開口 ，以便提供從微型系統(tǒng)的一側(cè)到與微型系統(tǒng)的電極連接的傳導(dǎo)層 的入口。以此方式按原樣提供接觸區(qū)域，用于電連接電極。根據(jù)本發(fā)明的方法的另一詳述實施例特征在于在箔已經(jīng)熔合之后 將所述微型系統(tǒng)與所述堆疊分離。從而所獲得的分離設(shè)備具有這樣的 優(yōu)點，即它可以被買賣或者合成在產(chǎn)品中。根據(jù)本發(fā)明的方法的另 一實施例特征在于用于傳導(dǎo)層的材料是從 包括鋁、柏、銀、金、銅、銦錫氧化物和磁性材料的組中選出的。這 些材料非常適于用作電極和/或?qū)w。而且銦錫氧化物具有光透的優(yōu) 點，這在用于微流體設(shè)備中時是有利的。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的方法特征在于所述箔材料是從包括聚苯硫化物(PPS)和聚對苯二甲酸乙烯酯(PET)的組中選出的。這些材料 非常適于用作電絕緣箔材料。本發(fā)明的優(yōu)選實施例的特征在于所使用的箔的厚度在1 M m到5 )u ra之間。使用在這個厚度范圍內(nèi)的箔的優(yōu)點在于獲得箔的合理的彈性 度，以及合理的準(zhǔn)確度，根據(jù)該準(zhǔn)確度可以在垂直于所述箔的方向上 固定設(shè)備的尺寸。本發(fā)明還涉及由至少兩個電絕緣的彈性箔構(gòu)建的微型系統(tǒng)，所述 彈性箔一個堆疊在另一個上面，其中各個箔包括相同的箔材料，其中 至少一個箔設(shè)有已構(gòu)圖的傳導(dǎo)層，其被設(shè)置為電極，并且其中至少一 個箔設(shè)有間隔。根據(jù)本發(fā)明的微型系統(tǒng)的優(yōu)點在于在堆疊箔集合時產(chǎn) 生很少的(例如由于溫度效應(yīng))扭力，因為層具有相同的性質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的微型系統(tǒng)的一個改進實施例特征在于各個箔具有基 本上相同的厚度。這個方面的主要優(yōu)點在于所述微型系統(tǒng)實現(xiàn)比已知 方法更高的規(guī)則程度。在垂直于箔的方向上的所有尺寸將始終等于一 個箔的厚度的整數(shù)倍。因此，所述微型系統(tǒng)更加簡化，并因此成本更 低。根據(jù)本發(fā)明的微型系統(tǒng)的上述實施例的另一改進特征在于至少所 述微型系統(tǒng)包括三個電絕緣的彈性箔。這在微型系統(tǒng)具有較復(fù)雜結(jié)構(gòu) 的情況下尤為有利，在此情況下通過兩個彈性箔無法實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā) 明的方法的另 一實施例的特征在于它包括至少四個電絕緣的彈性箔。 當(dāng)使用至少四個彈性箔時，可以獲得更多種不同的微型系統(tǒng)。因此， 所述微型系統(tǒng)可以包括自由懸掛的翻板，例如，其充當(dāng)所述間隔的關(guān) 閉閥。當(dāng)翻板位置與間隔相鄰時，它可以部分自由懸掛。通過液體流， 或通過靜電致動可以打開或關(guān)閉所迷翻板。根據(jù)本發(fā)明的微型系統(tǒng)的一個實施例特征在于所述微型系統(tǒng)包括 可移動元件，所述可移動元件包括至少一個箔，該可移動元件附于所 述^:型系統(tǒng)的至少一側(cè)，其中從包括可移動體、可移動閥和可移動薄 膜的組中選擇所述可移動元件，并且其中所述可移動元件位于間隔的 一側(cè)。在有源微流體設(shè)備和MEMS設(shè)備中需要這樣的可移動元件。在所 述有源微流體設(shè)備的情況下，重要的是在特定方向阻礙氣體或液體流 和/或在另一方向開始所述流。在MEMS設(shè)備的情況下，通常關(guān)注的是 一個元件的移動轉(zhuǎn)變?yōu)殡姌O上的電信號，或者恰恰相反，關(guān)注的是電 極上的電信號轉(zhuǎn)變?yōu)樵囊苿拥?。根?jù)本發(fā)明的微型系統(tǒng)的 一個實施例特征在于在微型系統(tǒng)中設(shè)有 傳感器，該傳感器形成在靠近間隔的箔上的傳導(dǎo)層中，用于測量所述間隔中的量。傳感器同樣也是MEMS設(shè)備和微流體設(shè)備中的重要構(gòu)件塊。 根據(jù)本發(fā)明的方法的 一 個實施例的特征在于將要制造的所述微型 系統(tǒng)包括MEMS電容器麥克風(fēng)。這樣的MEMS電容器麥克風(fēng)比硅技術(shù)中 的傳統(tǒng)MEMS電容器麥克風(fēng)成本低。另 一個優(yōu)點是與傳統(tǒng)MEMS電容器 麥克風(fēng)相比，它表現(xiàn)出改進的電操作性。畢竟，所述箔材料是電絕緣 的(不同于傳統(tǒng)MEMS電容器麥克風(fēng)所使用的硅襯底)，因此寄生電容 較小。該微型系統(tǒng)的另一詳述實施例特征在于所述箔集合包括至少三個 箔，微型系統(tǒng)中有間隔，該間隔在其第一側(cè)上設(shè)有第一箔，第一蕩被 設(shè)置為接收聲波的薄膜,以及所述間隔在其笫二側(cè)上設(shè)有第二箔，第 二箔4皮設(shè)置為背板，該第二箔包括用于到自由間隔的壓力波所經(jīng)過的 開口，所述間隔具有在垂直于箔的方向上測量的至少一個箔的厚度， 所述微型系統(tǒng)的特征還在于所述薄膜和背板也設(shè)有傳導(dǎo)層，所述傳導(dǎo) 層產(chǎn)生電連接所述微型系統(tǒng)的區(qū)域。由于筒化性，這樣的微型系統(tǒng)的 設(shè)計具有吸引力。該設(shè)計的主要優(yōu)點在于薄膜的表面區(qū)域可以正好和 背板的表面區(qū)域一樣大。這與硅技術(shù)中的微型系統(tǒng)相反，硅技術(shù)中需 要間隔的各向異性刻蝕，產(chǎn)生坡度(所述坡度為54.7°,例如，如果在 〈100〉硅晶片中通過K0H溶液進行所述刻蝕)。除了其它出版物，硅技 術(shù)中這樣的方案可見于Udo Klein, Matthias M ti 1 lenborn和Pr imin Romback的文章, "The advent of silicon microphones in high-volume applications" , MST news 02/1， 40—41頁。微型系統(tǒng)的隨后實施例的非常吸引人的變化特征在于薄膜和背板 的箔在兩側(cè)都設(shè)有傳導(dǎo)層。其優(yōu)點在于薄膜和背板的箔兩側(cè)具有傳導(dǎo) 層可防止箔可能發(fā)生的變形。如果薄膜的箔包括這樣的區(qū)域，其邊緣比其余薄膜的箔更薄，則 獲得所述微型系統(tǒng)的又一改進。這個方面的優(yōu)點在于它使得薄膜具有 改進的撓曲形狀。在硅技術(shù)中很難實現(xiàn)這樣的方面，然而這在箔技術(shù) 中通過部分除去箔(例如通過激光)卻很容易實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的微型系統(tǒng)的又一 實施例特征在于它包括MEMS壓力傳 感器。這樣的MEMS壓力傳感器比硅技術(shù)中的傳統(tǒng)MEMS壓力傳感器成 本低。另一個優(yōu)點是，這樣的MEMS壓力傳感器表現(xiàn)出比傳統(tǒng)MEMS壓 力傳感器更佳的電操作性。畢竟，箔材料是電絕緣的(與傳統(tǒng)MEMS壓 力傳感器使用的硅襯底相反)，因此寄生電容較小。該微型系統(tǒng)的又一詳述實施例特征在于所述箔集合包括至少三個 箔，第一間隔在所述微型系統(tǒng)中，該間隔在其笫一側(cè)上設(shè)有可移動薄膜，可移動薄膜包括充當(dāng)?shù)谝浑姌O的傳導(dǎo)層，所述薄膜的另一側(cè)與另 一間隔相鄰，在該另一間隔中有待測量的壓力，其中第一間隔在其第 二側(cè)上設(shè)有第二電極，在箔上的傳導(dǎo)層中實現(xiàn)所述第二電極，其中當(dāng) 在平行于箔的平面上投影時所述第一電極和笫二電極重疊，從而所述 第一電極和第二電極共同形成電容，該電容取決于所述第一間隔和所 述另一間隔之間的壓力差，該壓力差使得薄膜變形，所述微型系統(tǒng)進 一步特征在于第一間隔具有在垂直于箔的方向上測量的至少一個箔的 厚度，并且所述微型系統(tǒng)特征還在于電極的傳導(dǎo)層產(chǎn)生與微型系統(tǒng)電 連接的區(qū)域。由于簡化性，這樣的微型系統(tǒng)的設(shè)計具有吸引力。根據(jù)本發(fā)明的微型系統(tǒng)的又一 實施例特征在于它包括MEMS加速 器。這樣的MEMS加速器比硅技術(shù)中的傳統(tǒng)MEMS加速器成本低。另一 個優(yōu)點是，這樣的MEMS加速器表現(xiàn)出比傳統(tǒng)MEMS加速器更佳的電操 作性。畢竟，箔材料是電絕緣的(不同于傳統(tǒng)MEMS電加速器所使用的 硅襯底)，因此寄生電容較小。該微型系統(tǒng)的又一詳述實施例特征在于所述集合包括至少三個 蕩，在微型系統(tǒng)中有具有至少一個箔厚度的間隔，所述間隔在其第一 側(cè)上設(shè)有可移動體上的第一電極，所述可移動體由包括至少一個箔的 堆疊形成，并且所述可移動體經(jīng)由彈性連接與微型系統(tǒng)連接，并且所 述間隔的相對側(cè)上有笫二電極，其中在傳導(dǎo)層或箔中實現(xiàn)所述第一電 極和所述第二電極，其中當(dāng)在平行于箔的平面上投影時所述第一電極 和笫二電極重疊，/人而所述第一電極和第二電極共同形成電容，該電 容取決于施加在所述可移動體上的加速力，該加速力使所述可移動體 相對于微型系統(tǒng)產(chǎn)生相對移動，并且因此使兩個電極之間的間隔厚度 產(chǎn)生變化，所述微型系統(tǒng)特征還在于電極的傳導(dǎo)層產(chǎn)生與微型系統(tǒng)電 連接的區(qū)域。由于簡化性，這樣的微型系統(tǒng)的設(shè)計具有吸引力?？梢?以簡單的方式實現(xiàn)彈性連接，例如以薄化箔的形式(在此情況下，所 述傳導(dǎo)層已經(jīng)被完全除去而箔材料已經(jīng)被部分除去)。還可以局部地 除去整個箔而留下幾條箔帶，充當(dāng)彈性連接。此外，在此實施例中使 用電容平行板結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的微型系統(tǒng)的又一實施例特征在于它包括微型閥。這 樣的微型閥可以用在微流體系統(tǒng)中，并且比硅技術(shù)中的傳統(tǒng)微型閥成 本低。另一優(yōu)點是它比傳統(tǒng)微型閥工作得更好。所述閥比硅技術(shù)中制 成的傳統(tǒng)微型閥更富彈性。該微型閥的另一優(yōu)點在于它是光透的(如 杲傳導(dǎo)層已經(jīng)被除去)。這使得可以使用光檢測方法并進行光檢驗。 這對于硅技術(shù)中的微型閥是不可能的。該微型系統(tǒng)的又一詳述實施例特征在于所述箔的集合包括至少四 個箔，微型系統(tǒng)中具有包括入口和出口的間隔，其中至少出口可以通 過附于所述微型系統(tǒng)的可移動閥來關(guān)閉，所述閥包括設(shè)有限定第 一 電 極的傳導(dǎo)層的箔，并且其中所述間隔在其第一側(cè)上設(shè)有第二電極，而 在相對側(cè)上有第三電極，其中所述第二電極和第三電極二者在箔上的 電傳導(dǎo)層中實現(xiàn)，其中當(dāng)在平行于箔的平面上投影時所有電極重疊， 因此所述第二電極和第三電極可以用于電容驅(qū)動所述可移動閥，所述 微型系統(tǒng)的特征還在于具有在垂直于箔的方向上測量的至少一個箔的 厚度，所述微型系統(tǒng)特征還在于電極的傳導(dǎo)層產(chǎn)生與微型系統(tǒng)電連接 的區(qū)域。由于簡化性，這樣的微型系統(tǒng)的設(shè)計具有吸引力。在此實施 例中，所述可移動閥可以是懸臂閥，因為它與所述間隔相鄰，從而不 在局部經(jīng)受在高溫熔合箔的制造步驟過程中充分增強的壓力和在箔堆 疊上增強的壓力，因此它不與重疊的蕩粘合。根據(jù)本發(fā)明的微型系統(tǒng)的又 一 實施例特征在于它包括微型泵。這 樣的微型泵可以用在微流體系統(tǒng)中，并且比硅技術(shù)中的傳統(tǒng)微型泵成 本低。另一優(yōu)點是它與傳統(tǒng)微型泵相比表現(xiàn)出更佳的操作性。所述閥 比硅技術(shù)中制成的傳統(tǒng)微型閥更富彈性。該微型泵的另一優(yōu)點在于它 是光透的(如果傳導(dǎo)層已經(jīng)被除去)。這使得可以使用光檢測方法并 進行光檢驗。這對于硅技術(shù)中的微型泵是不可能的。該微型系統(tǒng)的又一詳述實施例特征在于所述集合包括至少六個 箔，微型系統(tǒng)中具有包括入口和出口的間隔，其中入口和出口可以通 過包括附于所述微型系統(tǒng)的箔的可移動閥而被關(guān)閉，并且其中所述第 一間隔在其第一側(cè)上設(shè)有可移動薄膜，所述可移動薄膜包括限定第一 電極的電傳導(dǎo)層，所述可移動薄膜在其相對側(cè)與第二間隔相鄰，所述 第二間隔在其相對側(cè)設(shè)有箔，所述箔包括充當(dāng)?shù)诙姌O的電傳導(dǎo)層， 并且當(dāng)在平行于箔的平面上投影時所述第一電極和所述第二電極重 疊，因此所述笫二電極可以用于電容驅(qū)動所述可移動薄膜，所述微型 系統(tǒng)的特征還在于具有在垂直于箔的方向上測量的至少一個箔的厚 度，所述微型系統(tǒng)特征還在于電極的傳導(dǎo)層產(chǎn)生與微型系統(tǒng)電連接的 區(qū)域。由于簡化性，這樣的微型系統(tǒng)的設(shè)計具有吸引力。所述薄膜可 以被設(shè)定為以多種方式移動。在第一種情況下，這可以通過靜電方法 實現(xiàn)。在該情況下，薄膜中第二電極相對于第一電極的電壓將使得包 括第一電極的薄膜在第二電極的方向上移動，其結(jié)杲是第二間隔的體 積將減小而第一間隔的體積將增大，從而在后者中產(chǎn)生負(fù)壓，使得液 體或氣體可以經(jīng)由入口被吸入。在此情況下，受到壓力差的影響入口處的可移動閥將打開。在第二種情況下，可以使用電阻加熱。在此情 況下，這樣構(gòu)建電極以便形成電阻器。經(jīng)過所述電阻的電流將使得所 述電阻器加熱，從而使環(huán)境加熱。當(dāng)在被彈性薄膜屏蔽的間隔中放置 電阻器時，所述體積的加熱將使得薄膜膨脹。其結(jié)果是，笫二間隔的 體積將減小而第 一間隔的體積將增大，從而在所述間隔中產(chǎn)生負(fù)壓， 使得液體或氣體可以經(jīng)由入口被吸入。在此情況下，受到壓力差的影 響入口處的可移動閥將打開。優(yōu)選地，后面的實施例的特征在于所述微型系統(tǒng)在第 一 間隔的第 二側(cè)上的箔上還設(shè)有另一傳導(dǎo)層，所述傳導(dǎo)層限定第三電極，其中當(dāng) 在平行于箔的平面上投影時所述第一電極和所述第二電極重疊，因此 所述第三電極也可以用于電容驅(qū)動所述可移動箔，所述微型系統(tǒng)特征 還在于該電極的傳導(dǎo)層還產(chǎn)生與微型系統(tǒng)電連接的區(qū)域。所述第三電 極的優(yōu)點在于它也可以用于電驅(qū)動所述薄膜。例如，如果相對于第一 電極向第三電極供給電壓，而且該電壓的極性與第一電極上的電壓相 反，則薄膜被按原樣從第三電極推開。因為電力較強，因此更易于移 動薄膜。根據(jù)本發(fā)明的微型系統(tǒng)的 一個可能的實施例特征在于它包括MTAS元件。這樣的MTAS元件可以用在微流體系統(tǒng)中，并且比硅技術(shù)中 的傳統(tǒng)n TAS元件成本低。該M TAS元件的另 一優(yōu)點在于它是光透的(如 果傳導(dǎo)層已經(jīng)被除去)。這使得可以使用光檢測方法并進行光檢驗。 這對于硅技術(shù)中的luTAS元件是不可能的。這樣的pTAS元件的其它優(yōu)點在于-箔粘合良好，從而存在極少泄漏的機會；-箔隔水，因此在jLiTAS元件中后來不會留有液體剩余，根據(jù)該優(yōu) 點在此情況下無須例如根據(jù)硅技術(shù)中iuTAS元件的隔水涂層；并且 -所述元件不排異。該微型系統(tǒng)的又一詳述實施例特征在于所述集合包括至少三個 箔，具有包括用于微型系統(tǒng)中存在的其它或液體經(jīng)過的入口和出口的 溝道，其中所述溝道具有在垂直于箔的方向上測量的至少一個箔的厚 度，并且其中所述溝道在其一側(cè)設(shè)有傳感器或致動器。由于簡化性， 這樣的微型系統(tǒng)的設(shè)計具有吸引力。優(yōu)選地，后面的實施例的特征在于所述傳感器或致動器形成在與 溝道相鄰的箔的傳導(dǎo)層中。這些實施例的第 一變化特征在于它包括流傳感器。這些實施例的 第二變化特征在于它包括電導(dǎo)率傳感器。這樣的傳感器的實現(xiàn)使得可以測量間隔中的量值，例如流速、溫度、電導(dǎo)率等等。后面兩個實施例的進一步改進特征在于它還包括傳感器或致動 器，其位于與溝道的相對側(cè)相鄰的箔的傳導(dǎo)層中。因此該實施例在溝 道的底部和溝道的上側(cè)都包括傳感器結(jié)構(gòu)。事實上可以在箔兩側(cè)設(shè)有 傳導(dǎo)層。實際上，這在硅技術(shù)中大約是不可能的。在此實施例中，例 如設(shè)計者可以與傳導(dǎo)傳感器相對地設(shè)置加熱元件。加熱和測量是傳感 器-致動器組合，其可以提供關(guān)于液體的有用信息。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的微型系統(tǒng)特征在于傳導(dǎo)層的材料包括來自 包括鋁、鉑、銀、金、銅、銦錫氧化物和磁性材料的組的金屬。從該 組中選擇何種材料在某種程度上取決于形成微型系統(tǒng)的要求。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的微型系統(tǒng)特征在于箔的材料包括從包括聚苯硫化物(pps)和聚對苯二甲酸乙烯酯(pet)的組中選出的物質(zhì)。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的微型系統(tǒng)特征在于箔的厚度在1 m m到5卩m 之間。本發(fā)明還涉及包括根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的箔的堆疊。所述堆疊也可 以是被纏繞或巻起的形式。本發(fā)明還涉及包括根據(jù)本發(fā)明的mems設(shè)備的電子設(shè)備。所述電子 設(shè)備的一個實施例的特征在于它還包括用于讀取或驅(qū)動來自微型系統(tǒng) 的信號的集成電路。 、、，，統(tǒng)設(shè)有凹部，其中容納集成電路，使得微型系統(tǒng)實際上形成集成電路 的部分封裝，所述集成電路與微型系統(tǒng)相連接。由于這個方面，所述 集成電路不需要傳統(tǒng)封裝，其結(jié)果是更加簡化而且成本更低。此外， 在這種方式設(shè)置集成電路對微型系統(tǒng)的電操作有有利的影響。微型系 統(tǒng)和集成電路之間的間距相對較小，因此減少了微型系統(tǒng)和集成電路 之間的連接中的電容和電感干擾。本發(fā)明還涉及這種電子設(shè)備的用途，特征在于所述微型系統(tǒng)包括 用于記錄聲音的mems電容器麥克風(fēng)，其中所述mems電容器麥克風(fēng)對 電極施以電壓x,并且所述電壓x由集成電路讀取。使用者在使用這樣 的電子設(shè)備時將感受到很小的噪音。


現(xiàn)在將參考附圖解釋根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備的上述和其它方 面，附圖中圖l是一部分方法的示意性表示，其示出在其上具有傳導(dǎo)層的箔上建立四個不同區(qū)域的方式；圖2示'出可以對箔進行自動化對準(zhǔn)和構(gòu)圖的方式；圖3是用于實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法的一部分配置的示意性表示；圖4示出用于實現(xiàn)所述方法的實際配置；圖5示出形成MEMS電容器麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)的8個箔的堆疊；圖6示出根據(jù)本發(fā)明的微型系統(tǒng)的第一實施例，即粘合圖5的箔之后的MEMS電容器麥克風(fēng)；圖7示出依照根據(jù)本發(fā)明方法的一個方面已經(jīng)在某些地方被薄化的MEMS電容器麥克風(fēng)的薄膜；圖8示出根據(jù)本發(fā)明的微型系統(tǒng)的第二實施例，即MEMS壓力傳感器,圖9示出根據(jù)本發(fā)明的微型系統(tǒng)的第三實施例，即MEMS加速器； 圖10示出根據(jù)本發(fā)明的微型系統(tǒng)的笫四實施例，即靜電驅(qū)動微型閥；圖11是圖10的靜電驅(qū)動微型閥的放大三維示圖；圖12示出根據(jù)本發(fā)明的微型系統(tǒng)的第五實施例，即靜電驅(qū)動微型泵；圖13是圖12的靜電驅(qū)動微型泵的放大三維示圖； 圖14示出根據(jù)本發(fā)明的微型系統(tǒng)的第六實施例，即mTAS元件； 圖15是圖14的yTAS元件的放大三維示圖； 圖16示出充當(dāng)集成電路的部分封裝的MEMS壓力傳感器，其中使 用焊線來在MEMS壓力傳感器和集成電路之間進4亍連接；圖17示出也充當(dāng)集成電路的部分封裝的MEMS壓力傳感器，其中使用覆晶技術(shù)。
具體實施方式
下面將對本發(fā)明進行詳細(xì)描述。如前所述，本發(fā)明既涉及制造凝 型系統(tǒng)的方法也涉及這樣的微型系統(tǒng)本身。根據(jù)本發(fā)明的微型系統(tǒng)可 以有非常多的實施方式，這些實施方式各式各樣。然而，所有這些實 施方式有共同之處，即它們是由預(yù)處理過的電絕緣箔的連接起來的堆 疊所建立的，所述箔在其至少一側(cè)設(shè)有傳導(dǎo)層。生產(chǎn)微型系統(tǒng)的方法包括幾個子步驟-給箔的至少一側(cè)提供傳導(dǎo)層(兩側(cè)也可以，而且在一些情況下 甚至是優(yōu)選的)； -預(yù)處理箔；-堆疊所述箔，從而形成微型系統(tǒng)；-粘合所述箔；以及-將微型系統(tǒng)與箔的堆疊分離。所述箔的預(yù)處理包括從下列步驟中選擇出的步驟-保持所述傳導(dǎo)層和所述箔完整；-除去所述傳導(dǎo)層以便暴露所述箔；-除去所迷傳導(dǎo)層和部分所述箔，以便留下較薄的箔；以及 -完全除去所述傳導(dǎo)層和所述箔。上述步驟的組合可以在傳導(dǎo)層和箔中實現(xiàn)大量不同的圖案，這使 得設(shè)計者可以構(gòu)建許多不同的結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，利用激光(例如準(zhǔn)分子 激光)實現(xiàn)上述步驟中的對材料的除去。使用激光的主要優(yōu)點在于與 例如刻蝕的除去相比，所述除去可以在無塵室外面進行。關(guān)于所述連 接，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到許多可能。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以使用寬 平行激光束與掩模結(jié)合，或者他可以利用單激光束掃描箔的表面并且 同時調(diào)制激光束的強度。在此情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在是調(diào)節(jié) 一系列簡光(brief light)脈沖的強度還是調(diào)節(jié)其占空比之中再次進 行選擇。圖1示出利用校準(zhǔn)激光束和掩模實現(xiàn)所述預(yù)處理的方式。該圖示 出三個激光束50、 52、 54，每個激光束具有不同的強度(在這個例子 中從左到右逐漸變強)。掩模20部分地阻擋激光束50、 52、 54。掩模 20下面的是箔10,在這個例子中其兩側(cè)設(shè)有傳導(dǎo)層lla、 llb。當(dāng)然， 也可以只使用一個傳導(dǎo)層lla。優(yōu)選地，所述傳導(dǎo)層lla、 llb包括鋁、 鉑、銀、金、銅、銦錫氧化物和磁性材料。在區(qū)域A中，所述掩模20屏蔽箔10,使得低能量束50不能到達 箔IO。箔10保持不變。在區(qū)域B中，光束50到達了箔，但是光束50 的能量只使得傳導(dǎo)層lla被除去(并且可能還有箔材料的一薄層，但 是在任何情況下都只是到可忽略的程度)。當(dāng)能量級進一步增加時， 相當(dāng)一部分箔材料IO將被除去，從而構(gòu)建了包括更薄箔的區(qū)域C。最 終，利用高能量激光束54在箔10中形成孔。在圖中所述孔示于區(qū)域D。 在前面的描述中，提到增加激光束的能量級，這可以理解為增加激光 脈沖的強度或持續(xù)時間。歸根結(jié)底，材料被除去的程度僅僅取決于所 供給的能量大小。對此，控制脈沖激光束的占空比要比控制激光束的 光強簡單。在對箔IO進行預(yù)處理之后，可以進行堆疊。優(yōu)選地，這通過在巻 軸上纏繞箔來實現(xiàn)。圖2中示出這樣的配置。在此情況下，預(yù)處理過的箔10實際上被包含在一個且相同的帶中。當(dāng)箔材料由聚酯薄膜組成 時，以厚度為ljum寬度為2cm的巻起帶形式是特別有用的。所述箔上 (在一側(cè)或兩側(cè)上)也可以具有20nm厚的鋁層，該層適于用作微型系 統(tǒng)中的傳導(dǎo)層。然而，在本說明書中，只討論單獨的箔IO。在此配置 中，可以預(yù)處理箔10的前側(cè)和后側(cè)。而且在此情況下，這可以利用例 如在位置L1、 L2的激光束而實現(xiàn)。所述箔IO在所述纏繞過程中在X 方向上移動，沿著旋轉(zhuǎn)R的方向被纏繞在巻軸70 (在此例中其具有兩 個平面?zhèn)?上。在位置L1將第一激光束引向巻軸70上的箔，以便在 蕩10的后側(cè)14預(yù)處理箔10。在位置L2將第二激光束引向不在巻軸 70上的箔，以便在箔10的前側(cè)預(yù)處理箔10。箔10的兩側(cè)12、 14上 都設(shè)有傳導(dǎo)層是不必要的，因此不必在兩側(cè)l2、 H上預(yù)處理箔IO。然 而，這在一些應(yīng)用中是有用的，如此后在對一些微型系統(tǒng)的實施例的 討論中會越發(fā)明顯。將蕩10纏繞在巻軸70上的主要優(yōu)點在于這使得將箔IO對準(zhǔn)更為 容易。預(yù)處理過的箔IO的堆疊(這可以通過或不通過將箔IO纏繞在 巻軸70上實現(xiàn))可以構(gòu)建間隔、懸臂(cantilever )和薄膜。通常在 例如MEMS設(shè)備和微流體的微型系統(tǒng)中需要這種元件。在堆疊所述箔IO之后，使用增加的壓力和升高的溫度可以將它們 粘合在一起。當(dāng)通過纏繞在巻軸70上堆疊所述箔10時，在箔10纏繞 在巻軸70上的同時簡單地進行所述粘合。事實上，當(dāng)粘合箔的堆疊時 有三種可能-一個箔的箔材料與其它箔的箔材料直接接觸，導(dǎo)致強粘合； -一個箔的箔材料與其它箔的傳導(dǎo)層直接接觸，導(dǎo)致弱粘合； -一個箔的傳導(dǎo)層與其它箔的傳導(dǎo)層直接接觸，在此情況下無法 粘合。如果不施以壓力，則箔IO將不會粘合在一起。這個效應(yīng)可以用于 制造閥。在實踐中，當(dāng)箔10鄰近間隔時,由于箔的彈性它將不經(jīng)受壓 力。實際上箔IO將繼續(xù)自由懸桂。這個方面將在此后對根據(jù)本發(fā)明微 型系統(tǒng)的實施例的討論中再次論述。然而當(dāng)期望鄰近間隔的箔粘合時，例如通過在所述間隔中使用增 加的壓力來實現(xiàn)。所述壓力可以是氣壓或液壓。圖3是用于實現(xiàn)所述方法的一部分可能配置的示意性表示。圖4 示出用于實現(xiàn)所述方法的實際配置。在如圖所示的配置中，從巻軸80 將箔IO展開，并且同時經(jīng)由輔助輥90將箔IO纏繞到前述巻軸70。所 述圖還示出激光束L1、 L2的可能位置。圖5和圖6示出根據(jù)本發(fā)明的微型系統(tǒng)的笫一實施例。兩個圖示 出MEMS電容器麥克風(fēng)MI,其由預(yù)處理過的箔的堆疊S所構(gòu)成。在圖5 中，放大示出在箔的粘合之前的MEMS麥克風(fēng)MI。在圖6中所述箔;陂粘 合在一起。所述箔堆疊S被放置在襯底上，以使得整體更易于管理。 MEMS麥克風(fēng)MI包括鄰近間隔110的可移動薄膜100，在一些區(qū)域105 中該薄膜100被錨定。從附圖局部來看，所迷區(qū)域似乎分離，但是優(yōu) 選地所述區(qū)域105完全圍繞間隔110。所述薄膜在兩側(cè)IOI、 102上設(shè)有傳導(dǎo)層。實際上，在一側(cè)只需要 一個傳導(dǎo)層(在此例中是底側(cè)102),來在薄膜100中形成電極，但是 在另一側(cè)101上使用第二傳導(dǎo)層的優(yōu)點在于薄膜IOO很難發(fā)生扭曲。 在所迷間隔中，離薄膜100—定距離的是背板120，其兩側(cè)121、 122 上同樣設(shè)有傳導(dǎo)層。實際上，在一側(cè)只需要一個傳導(dǎo)層(在此例中是 上側(cè)121)，以在背板120中形成電極，但是在此情況下，在另一側(cè) 122上使用第二傳導(dǎo)層的優(yōu)點在于背板120很難發(fā)生扭曲。薄膜100 和背板120的電極組合形成電容器。在此例中，電容器板之間的距離 相當(dāng)于五個箔。當(dāng)使用厚度為ljLim的箔時，所述距離為5jum。如果 MEMS麥克風(fēng)MI的表面面積為2 x 2mm2,則薄膜100的表面區(qū)域AB可能 接近該值(圖中尺寸不按比例)。也就是說，比已知的MEMS麥克風(fēng)， 根據(jù)本發(fā)明的MEMS麥克風(fēng)MI的表面面積可以#皮更有效地利用，已知 的MEMS麥克風(fēng)例如已見于Udo Klein, Matthias Miillenborn和 Primin Romback的文章,"7"力e a"e/ /" ^///'co刀歷/cro; 力anes // 力/g力，/麵卿//"〃麵"，MST畫s 02/1, 40-41頁。當(dāng)使用寬 度為2cm的聚酯薄膜帶時，可以在幾乎無限的行數(shù)(只由巻軸上帶的 長度決定)中并排產(chǎn)生IO個MEMS麥克風(fēng)。優(yōu)選地，背板120設(shè)有開口 125，用于緩解在由聲波造成的薄膜 100的振動期間在間隔110中增加的氣壓差。接下來是MEMS麥克風(fēng)的 操作。聲波使得薄膜100運動(薄膜將開始振動)。其結(jié)果是，薄膜 IOO和背板120之間的間隔也將開始振蕩，這導(dǎo)致電容器(由薄膜100 和背板120上的傳導(dǎo)層形成)的電容振蕩。這些電容變化可以被電測 量，并且同時是關(guān)于薄膜IOO上聲波的量度。MEMS麥克風(fēng)MI設(shè)有接觸孔130、 135,它們的作用是提供到薄膜 100和背板120的電容器板(電極)的通道。薄膜IOO上的上電極部分 位于箔l上，部分位于箔2上。以此方式，可以從上側(cè)經(jīng)由接觸孔135 到達電極。在圖5和圖6的例子中，MEMS麥克風(fēng)MI包括八個箔1、 2、 3、 4、5、 6、 7、 8的堆疊S。然而，也可以是不同數(shù)量的箔。這尤其取決于 所期望的垂直尺寸和麥克風(fēng)的間隔值。其適用于本說明書中所討論的 根據(jù)本發(fā)明的微型系統(tǒng)的所有實施例。
在薄膜100的張應(yīng)力不足，導(dǎo)致薄膜的撓曲形狀不理想的的情況 下，設(shè)計者可以選擇將薄膜100的邊緣處變薄。其示于圖7中。兩個 薄膜100都在區(qū)域105中凈支錨定。圖中上薄膜100不包括任何較薄的 區(qū)域，并且由于聲音壓力其在中心彎曲最嚴(yán)重。另一方面，圖中下薄 膜200在邊緣處包括較薄的區(qū)域208，其結(jié)果是薄膜200在相對大的區(qū) 域AD中表現(xiàn)出相同的彎曲程度。這個方面的結(jié)杲是可以利用相同的聲 音壓力測量MEMS麥克風(fēng)MI的電容器(由薄膜100和背板120上的傳 導(dǎo)層形成)上的較大電信號。對此(例如通過激光部分除去箔)，使 用根據(jù)本發(fā)明的方法形成這樣的較薄區(qū)域208是相當(dāng)簡單的，然而這 在硅技術(shù)中十分困難。
圖8示出根據(jù)本發(fā)明的微型系統(tǒng)的第二實施例。該圖示出由預(yù)處 理過的箔的堆疊S構(gòu)成的MEMS壓力傳感器PS。實際上，這樣的壓力傳 感器PS是特殊的麥克風(fēng)。因此，它表現(xiàn)出許多與MEMS麥克風(fēng)MI的相 似之處。MEMS壓力傳感器PS包括可移動薄膜300,其將間隔310密封 在MEMS壓力傳感器中。在上側(cè)301,所述薄膜設(shè)有用于形成電極的傳 導(dǎo)層。第二電極321以傳導(dǎo)層位于密封背板320上的方式位于間隔310 的另一側(cè)上。同時這是與麥克風(fēng)的特征區(qū)別，MEMS壓力傳感器PS的間 隔凈皮密封，而MEMS麥克風(fēng)MI的間隔則與周圍大氣連通。
在此例中，背板320包括幾個箔。這樣的優(yōu)點在于與可移動薄膜 300相比，背板320將相對固定。但是，蕩的數(shù)目可以變化。設(shè)計者可 以自由選擇該數(shù)目。例如，如果設(shè)計者選擇在襯底上放置箔堆疊S,則 可以降低背板320的箔數(shù)目。
下面是關(guān)于MEMS壓力傳感器的操作。薄膜300上的力F (其是關(guān) 于間隔310和薄膜300上的自由間隔之間的壓力差的量度)將使得薄 膜彎曲。這造成薄膜300和背板320之間的距離變化，其結(jié)果是電容 器(由薄膜300和背板320上的傳導(dǎo)層形成)的電容也將改變。該電 容變化可以被電測量，并且同時是關(guān)于薄膜300上的力F(從而是壓力) 的量度。
MEMS壓力傳感器PS設(shè)有接觸孔330、 335,其作用是提供到薄膜 300和背板320的電容器板(電極)的通道。
圖9示出根據(jù)本發(fā)明的微型系統(tǒng)的第三實施例。該圖示出由預(yù)處 理過的箔的堆疊S構(gòu)成的MEMS加速器AC。加速器可以由彈性元件505上的振動塊500形成。塊500的運動可以作為平行板505、 521 (其間 有間隔510)的電容變化而被測量。圖9中示出一可能的實施例。在 MEMS加速器AC的制造過程中(特別是在當(dāng)箔還保留在帶上時對箔進行 預(yù)處理的過程中)不可以將一塊箔與余下的箔完全分離。 一種方案是 以在箔中局部變薄部分505的方式在質(zhì)量塊500的所有箔中使用薄錨 定。在此例中，塊500由箔1-13構(gòu)成。在制造過程中，由于間隔510 的存在，所述蕩將很少粘合(如果不提供壓力則不能粘合)。 一種方 案是在間隔510的兩側(cè)上設(shè)置傳導(dǎo)層，以此方式，它們;陂彼此相對而 設(shè)。其結(jié)果是，鄰近間隔510的箔無論如何將不再粘合。但是，可以 使用化學(xué)軟加熱器，其以傳導(dǎo)層彼此接觸而其它層經(jīng)受壓力的方式對 所有層施壓,使得它們粘合。在箔的所述粘合之后，彈性元件505使 塊500彈回其原始位置。MEMS加速器AC設(shè)有接觸孔530、 535,它們 的作用是提供到電極502、 521的通道。上電極502部分位于箔13上， 部分位于箔14上。以此方式，可以從上側(cè)到達電極502，實現(xiàn)連接。 下面是關(guān)于MEMS加速器AC的操作。當(dāng)加速器經(jīng)受與箔垂直的加 速力時，振動塊500將向上或向下移動，因此，電極502、 521之間的 間隔將改變。所述變化導(dǎo)致所述電極間的電容發(fā)生變化，后者變化可 以凈皮電檢測到。
圖IO和圖11示出根據(jù)本發(fā)明的微型系統(tǒng)的第四實施例。這些圖 示出由預(yù)處理過的箔的堆疊S構(gòu)成的微型閥MV。在圖10中，所述箔堆 疊S已經(jīng)粘合，圖11示出^:型閥MV的放大圖。；微型閥MV設(shè)有具有入 口 750和出口 760的間隔710。在此例中，出口 76(H殳有可移動閥770， 其為在一側(cè)被錨定的箔。以傳導(dǎo)層771的形式位于可移動閥770上的 是電極。在間隔710的上側(cè)，第一電極701位于與所述間隔710相鄰 的箔700中。第一電極用于打開閥770。在間隔710的下側(cè)，第二電極 722位于與所述間隔710相鄰的箔720中。
所述閥為懸臂閥，如與間隔710相鄰，其結(jié)果是它在箔結(jié)合時不 經(jīng)受任何壓力。所述微型閥MV可以使用氣體也可以使用液體。關(guān)于圖 10的一個疑問是為什么前三個箔1、 2、 3粘合。然而根據(jù)圖ll，它變 得明顯，即只關(guān)注與間隔710相鄰的較小區(qū)域。因此，圍繞間隔710 的區(qū)域?qū)⒊浞终澈?。所述微型閥MV設(shè)有接觸孔730、 735、 740，它們 的作用是提供到電極701、 771、 722的通道。
所述微型閥MV如下進行操作。當(dāng)在接觸孔730 (第一電極701) 和740 (電極771 )之間施加電壓時，所述閥將朝著上電極701被靜電 牽拉，使其打開。當(dāng)在接觸孔735 (第二電極722 )和740 (電極771 )之間施加電壓時，所述閥770將朝著下電極722被靜電牽拉，使其關(guān) 閉。
圖12和圖13示出根據(jù)本發(fā)明的微型系統(tǒng)的第五實施例。這些圖 示出由預(yù)處理過的箔的堆疊S構(gòu)成的微型泵MP。在圖12中，所述箔堆 疊S已經(jīng)粘合，圖13示出微型泵MP的放大圖。微型泵MP設(shè)有具有入 口 950和出口 960的第一間隔910。所述第一間隔910在入口 950處設(shè) 有凈皮動閥955,在出口 960處設(shè)有被動閥965,這樣設(shè)置所述閥使得它 們只打開一側(cè)以流過氣體或液體。在上側(cè)，第一間隔910以箔上具有 第一電極901的方式設(shè)有可移動薄膜900。在下側(cè)，第一間隔910設(shè)有 第二電極922,其位于與第一電極901相鄰的箔的底側(cè)。薄膜900上的 是第二間隔915,優(yōu)選的是將其密封。在所述第二間隔915的上側(cè)，第 三電極927位于與所述第二間隔915相鄰的箔925上。圖13中，為了 清楚起見，將電極927畫在箔4的上側(cè)，但是實際上它位于底側(cè)。微 型泵MP設(shè)有接觸孔930、 935、 940，它們的作用是提供到電極901、 922、 927的通道。
所述微型泵MP如下進行操作。當(dāng)在第三電極927(經(jīng)由接觸孔940 ) 和第一電極901 (經(jīng)由接觸孔930 )之間施加電壓時，所述薄膜900將 朝著第三電極927被靜電牽拉，使得第二間隔915體積變小。其結(jié)果 是，第一間隔910體積增大，從而在第一間隔910中產(chǎn)生抽空。這使 得間隔的入口 950處的閥955打開，并且氣體或液體^皮吸入間隔910。 當(dāng)在第二電極922(經(jīng)由接觸孔935 )和第一電極901(經(jīng)由接觸孔930 ) 之間施加電壓時，薄膜900將朝著笫二電極9"被靜電牽拉，使得笫 二間隔915體積變大而第一間隔910體積變小，結(jié)果在第一間隔910 中產(chǎn)生過壓。這使得出口 962處的閥965打開，并且氣體或液體從間 隔910中排出。第二電極922是可選的。在第三電極927上沒有電壓 時，薄膜900將自動返回原始位置。第二間隔915周圍的電極也可以 被配置為或用作電阻器，使得經(jīng)由電阻加熱讓第二間隔915擴大。
除了微型泵和微型閥之外，也可以在根據(jù)本發(fā)明的微型系統(tǒng)中形 成傳感器。這使得可以產(chǎn)生所謂的ILiTAS元件(微型總分析系統(tǒng))。圖 14和圖15示出根據(jù)本發(fā)明的微型系統(tǒng)的第六實施例。這些圖示出由預(yù) 處理過的箔的堆疊S構(gòu)成的/iTAS元件MT。圖14中，所述箔堆疊S已 經(jīng)粘合，并且圖15示出mTAS元件MT的放大困。pTAS元件MT設(shè)有 具有入口 1150和出口 1160的第一間隔1110。在此例中，兩個不同的 傳感器，即流傳感器1170和電導(dǎo)率傳感器1180,與間隔1110相鄰。 所述傳感器位于與間隔相鄰的箔上的傳導(dǎo)層中。在此例中，流傳感器1170包括三個串聯(lián)電阻曲折結(jié)構(gòu)， 一個曲折結(jié)構(gòu)1176用于加熱，另兩 個曲折結(jié)構(gòu)1172、 1174用于測量所述曲折結(jié)構(gòu)的電阻，因此它們被用 作溫度傳感器。
在此實施例中，電導(dǎo)率傳感器1180也被設(shè)置為與間隔1U0相鄰。 所述電導(dǎo)率傳感器1180包括兩個梳狀結(jié)構(gòu)1182、 1184。在一個實施例 中，兩個;f危狀結(jié)構(gòu)1182、 1184之間測得的阻抗是關(guān)于間隔1110中存 在的帶電粒子量的量度，在液體中，它表示離子濃度。所述mTAS元件 MT設(shè)有接觸孔1130,它的作用是提供到傳感器1170、 1180的電極的 通道。
原則上，通常這樣的流傳感器(加熱元件1174和兩個溫度傳感器 1172、 1174的組合)和電導(dǎo)率傳感器1180是已知的，但是它們可以通 過使用根據(jù)本發(fā)明的方法以非常簡單的方式制造出來。如果m TAS元件 用于具有高pH值的液體，則在箔上使用純鋁不是最佳選擇，因為鋁易 受侵蝕。為了使傳感器更加不活躍，傳感器可以^皮鍍上例如銅(Cu)、 銀(Ag)或金(Au)。也可以從開始就使用鍍金帶。
圖16和圖17示出本發(fā)明微型系統(tǒng)的另一重要優(yōu)點。實際上，也 可以以形成集成電路IC (其可能與微型系統(tǒng)連接或不連接)的部分封 裝PA的方式制造根據(jù)本發(fā)明的微型系統(tǒng)。圖16和圖17舉例示出在箔 堆疊S中具有開口 1205的電容壓力傳感器PS。當(dāng)然也可以使用不同的 微型系統(tǒng)，例如MEMS麥克風(fēng)。開口 1205中具有集成電路IC。在此例 中，所述集成電路IC連接至壓力傳感器PS的電極。所述連接由圖16 中的金屬線1200 (例如金或銅)和圖17中的焊接球形成。第二種可能 也可以被成為倒裝芯片技術(shù)。在圖16和圖17中，所述微型系統(tǒng)PS都 設(shè)在襯底1300上。但是也可以不使用襯底l300，而是使用例如相當(dāng)薄 的箔堆疊S。
從本公開中的例子可以總結(jié)出本發(fā)明可以用于以低成本的方式制 造例如MEMS設(shè)備和微流體設(shè)備的微型系統(tǒng)。實施例的列舉無法窮盡。 通過使用本發(fā)明獲得的產(chǎn)品既可以用于消費者電子應(yīng)用也可以用于醫(yī) 學(xué)應(yīng)用，其中電子設(shè)備與環(huán)境之間的合作是必要的。這些產(chǎn)品的成本 如此低，以至于它們可用作一次性產(chǎn)品。下面列出本發(fā)明的一些具體 應(yīng)用
-移動電話和PDA的MEMS麥克風(fēng)； -在醫(yī)學(xué)分析系統(tǒng)中的微型泵和流體處理；以及 -輪中的壓力傳感器。
關(guān)于箔材料的選擇，可以使用許多材料，例如聚氯乙烯(PVC)、聚酰亞胺(PI)、聚(對苯二甲酸乙烯酯)(PET)、聚(2， 6-萘二 甲酸乙二酯)(PEN)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、 聚丙烯、聚乙烯、聚氨酯(PU)、玻璃紙、聚酯、聚對二甲苯。事實 上，它相當(dāng)于可以使用的符合多個標(biāo)準(zhǔn)的任何材料。應(yīng)當(dāng)注意 -箔的厚度確定垂直分辨率；
-作為基礎(chǔ)材料，箔必須可管理，優(yōu)選地設(shè)在輥上；
-箔能夠用金屬處理；
-金屬化的箔能夠優(yōu)選地;故激光預(yù)處理；
-箔在堆疊后可以被粘合，優(yōu)選地通過使用熱和壓力；
-材料可以在"低，，溫(<300度)熔化；以及
-在堆疊和粘合后，箔堆疊擁有微型系統(tǒng)所要求的特性。
該連接中重要之處在于箔的粘合優(yōu)選地發(fā)生在僅低于箔材料的熔 點的溫度。例如，如果聚對苯二甲酸乙烯酯(PET)被用作箔材料(熔 點為255°C),例如將使用溫度220。C。
更特別地，必須基于正考慮的應(yīng)用所要求的特性來選擇箔材料， 即溫度穩(wěn)定性、形狀穩(wěn)定性、壓力阻抗、光和化學(xué)特性。
最后，可以使用無機的、絕緣箔，例如云母。
本說明書中的所有附圖只是示意性表示，并沒有按比例繪制。它 們旨在對本發(fā)明的實施例進行說明，并提供技術(shù)背景。實際上，邊界 面形狀可以不同于圖中示出的邊界面形狀。在那些使用"一(個)" 的地方，當(dāng)然可以使用一個以上的數(shù)字。有理由相信本領(lǐng)域技術(shù)人員 可以對本發(fā)明設(shè)計出新實施方式。但是，這樣的新實施方式均落入權(quán) 利要求的范圍中。
對根據(jù)本發(fā)明的方法的可能的變化是同時纏繞兩個箔。例如，所 述箔可以來自或不來自兩個不同的輥。而且，所述箔可以已經(jīng)被粘合。 此外，箔可以已經(jīng)被構(gòu)圖。根據(jù)另一變化，箔不具有相同的厚度。此 外，可以纏繞兩個以上箔。
在本說明書中，詳細(xì)地講述了纏繞箔的例子。當(dāng)然也可以堆疊獨 立的箔。在那樣的情況下，也可以堆疊具有不同厚度的箔。
此外，這里已經(jīng)描述的微型系統(tǒng)的所有實施例可以包括與這里提 交的數(shù)目不同的箔數(shù)。這部分地取決于設(shè)計者的要求。
權(quán)利要求
1、一種制造設(shè)有間隔(110、310、510、710、910、1110)的微型系統(tǒng)(MI、PS、AC、MV、MP、MT)的方法，所述方法包括下列步驟-提供含有至少兩個電絕緣的彈性箔的集合(S)，其中各個箔包括相同的箔材料，并且其中在至少一個箔的至少一側(cè)上有傳導(dǎo)層，而且其中所述傳導(dǎo)層適于用作電極或?qū)w；-對所述傳導(dǎo)層進行構(gòu)圖，以便形成電極或?qū)w；-以形成開口的方式對至少一個箔進行構(gòu)圖，該開口形成微型系統(tǒng)的間隔；-將箔的所述集合(S)堆疊，從而形成微型系統(tǒng)；以及-將所述箔結(jié)合在一起，當(dāng)兩個相鄰箔彼此接觸時，在兩個相鄰箔的箔材料之間的至少一個傳導(dǎo)層已經(jīng)被除去的位置處，所述箔粘合在一起。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，特征在于提供箔的集合(S),各 個箔具有基本上相同的厚度。
3、 如前述任一權(quán)利要求所述的方法，特征在于設(shè)有至少三個電絕 緣的彈性箔。
4、 如前述任一權(quán)利要求所述的方法，特征在于在微型系統(tǒng)中由至 少一個箔來形成可移動元件，該可移動元件附于所述微型系統(tǒng)的至少 一側(cè)，其中從包括可移動體(500 )、可移動閥(770、 955、 965 )和 可移動薄膜(100、 200、 300、 900 )的組中選擇所述可移動元件，并 且其中所述可移動元件位于間隔的 一側(cè)。
5、 如前述任一權(quán)利要求所述的方法，特征在于微型系統(tǒng)設(shè)有傳感 器(1170、 1180),該傳感器形成在靠近間隔的箔上的傳導(dǎo)層中，用 于測量所述間隔中的量。
6、 如前述任一權(quán)利要求所述的方法，特征在于將要制造的所述微 型系統(tǒng)包括MEMS設(shè)備。
7、 如權(quán)利要求6所述的方法，特征在于所制造的微型系統(tǒng)是屬于 包括MEMS電容器麥克風(fēng)(MI) 、 MEMS壓力傳感器(PS ) 、 MEMS力口速 器(AC)的組的微型系統(tǒng)。
8、 如前述任一權(quán)利要求所述的方法，特征在于將要制造的所述微 型系統(tǒng)包括微流體設(shè)備。
9、 如權(quán)利要求7所述的方法，特征在于所制造的微型系統(tǒng)是屬于 包括微型閥(MV)、微型泵(MP)和pTAS元件(MT)的組的微型系統(tǒng)。
10、 如前述任一權(quán)利要求所述的方法，特征在于通過激光(L1、L2),或者與掩模(20)相結(jié)合，或者不與掩模U0)相結(jié)合，來進 行所述構(gòu)圖。
11、 如權(quán)利要求IO所述的方法，特征在于通過使用從下列步驟中 選擇的步驟進行所述構(gòu)圖-保持所述傳導(dǎo)層Ula)和所述箔(10)完整(A); -除去所述傳導(dǎo)層(lla)以便暴露所述箔(10) (B); -除去所迷傳導(dǎo)層(lla)和部分所述箔(10),以便留下較薄的 箔(C);以及-完全除去所述傳導(dǎo)層(lla、 lib)和所述箔以便形成所述間隔 (D)。
12、 如前述任一權(quán)利要求所述的方法，特征在于通過在第一巻軸 (70)上纏繞至少一個箔(10)實現(xiàn)箔的所述堆疊。
13、 如權(quán)利要求12所述的方法，特征在于在箔纏繞到第一巻軸(70) 上時從第二巻軸或輥(80)展開箔的過程中實現(xiàn)所述方法。
14、 如權(quán)利要求13所述的方法，在從下列可能性中選擇出的至少 一個位置處進行對傳導(dǎo)層(lla)和第(10)的構(gòu)圖在第一巻軸上或 其附近，在第一和第二巻軸之間，和在第二巻軸或輥上或其附近。
15、 如前述任一權(quán)利要求所述的方法，特征在于在升高的溫度下 通過在所述層上施加壓力使各個層互相連接，所述壓力施加方向垂直 于所述箔。
16、 如權(quán)利要求15所述的方法，特征在于通過在所述間隔中應(yīng)用 增加的壓力來獲得所述結(jié)構(gòu)中與間隔相鄰的箔上所需的壓力。
17、 如前述任一權(quán)利要求所述的方法，特征在于在所述箔的堆疊 中形成開口 (130、 135),以便提供從微型系統(tǒng)的一側(cè)到與微型系統(tǒng) 的電極連接的傳導(dǎo)層(121)的通道。
18、 如前述任一權(quán)利要求所述的方法，特征在于在箔已經(jīng)熔合之 后將所述微型系統(tǒng)與所述堆疊分離。
19、 如前述任一權(quán)利要求所述的方法，特征在于用于傳導(dǎo)層的材 料是從包括鋁、鉑、銀、金、銅、銦錫氧化物和磁性材料的組中選出 的。
20、 如前述任一權(quán)利要求所述的方法，特征在于所述箔材料是從 包括聚笨^ 克化物(PPS)和聚對苯二甲酸乙烯酯(PET)的組中選出的。
21、 如前述任一權(quán)利要求所述的方法，特征在于所使用的箔的厚 度在1 y m到5 jli m之間。
22、 一種由包含至少兩個的電絕緣的彈性蕩的集合(S)構(gòu)建的微型系統(tǒng)(MI、 PS、 AC、 MV、 MP、 MT)，所述彈性箔彼此堆疊，其中各 個箔包括相同的箔材料，其中至少一個箔設(shè)有已構(gòu)圖的傳導(dǎo)層，其被 設(shè)置為電極，并且其中至少一個箔設(shè)有間隔(110、 310、 510、 710、 910、 1110)。
23、 如權(quán)利要求22所述的微型系統(tǒng)，特征在于各個箔具有基本上 相同的厚度。
24、 如權(quán)利要求22或23所述的微型系統(tǒng)，特征在于所述微型系 統(tǒng)包括至少三個電絕緣的彈性箔。
25、 如權(quán)利要求22 - 24中任一權(quán)利要求所述的微型系統(tǒng)，特征在 于所述微型系統(tǒng)包括可移動元件，所述可移動元件包括至少 一個箔， 該可移動元件附于所述微型系統(tǒng)的至少 一側(cè)，其中從包括可移動體(500 )、可移動閥(770、 955、 965 )和可移動薄膜(100、 200、 300、 900 )的組中選擇所述可移動元件，并且其中所述可移動元件位于間隔 的一側(cè)。
26、 如權(quán)利要求22 - 25中任一權(quán)利要求所述的微型系統(tǒng)，特征在 于在微型系統(tǒng)中設(shè)有傳感器(1170、 1180),該傳感器形成在靠近間 隔的蕩上的傳導(dǎo)層中，用于測量所述間隔中的量。
27、 如權(quán)利要求25所述的微型系統(tǒng)，特征在于所述微型系統(tǒng)包括 MEMS電容器麥克風(fēng)(MI)。
28、 如權(quán)利要求27所述的微型系統(tǒng)，特征在于箔的所述集合(S) 包括至少三個箔，微型系統(tǒng)中有間隔(110),該間隔(110)在其笫 一側(cè)上設(shè)有第一箔(100),所述第一箔(100)被設(shè)置為接收聲波的 薄膜，以及所述間隔(110)在其第二側(cè)上設(shè)有第二箔(120),所述 第二箔(120)被設(shè)置為背板，該第二箔包括用于到自由間隔的壓力波 所經(jīng)過的開口 (125)，所述間隔(110)具有在垂直于箔的方向上測 量的至少一個箔的厚度，所述微型系統(tǒng)的特征還在于所迷薄膜(100) 和背板(120)也設(shè)有傳導(dǎo)層(102、 121)，所述傳導(dǎo)層(102、 121) 產(chǎn)生電連接所述微型系統(tǒng)的區(qū)域(130、 135)。
29、 如權(quán)利要求28所述的微型系統(tǒng)，特征在于薄膜(100)或背 板(120)的箔兩側(cè)設(shè)有傳導(dǎo)層(101、 102、 121、 122)。
30、 如權(quán)利要求28或29所述的微型系統(tǒng)，薄膜(200 )的箔包括 這樣的區(qū)域(208 )，其邊緣比薄膜的箔的其余部分薄。
31、 如權(quán)利要求25所述的微型系統(tǒng)，特征在于所述微型系統(tǒng)包括 MEMS壓力傳感器。
32、 如權(quán)利要求31所述的微型系統(tǒng)，特征在于箔的所述集合(S)包括至少三個箔，第一間隔(310)在所述微型系統(tǒng)中在該間隔(310) 的第一側(cè)上設(shè)有可移動薄膜(300 )，所述可移動薄膜(300 )包括充 當(dāng)?shù)谝浑姌O的傳導(dǎo)層(301)，所述薄膜(300 )的另一側(cè)與另一間隔 相鄰，在該間隔中有待測量的壓力，其中第一間隔(310)在其另一側(cè) 上設(shè)有第二電極，在箔(320 )上的傳導(dǎo)層(321)中實現(xiàn)所述第二電 極，其中當(dāng)在平行于箔的平面上投影時所述第一電極和第二電極重疊， 從而所述第一電極和第二電極共同形成電容，該電容取決于所述第一 間隔(310)和所述另一間隔之間的壓力差(F)，該壓力差使得薄膜(300 )變形，所述微型系統(tǒng)的特征進一步在于第一間隔(310)具有 在垂直于箔的方向上測量的至少一個箔的厚度，并且所迷微型系統(tǒng)的 特征還在于電極的傳導(dǎo)層(301、 321)產(chǎn)生與微型系統(tǒng)電連接的區(qū)域(330、 335 )。
33、 如權(quán)利要求25所述的微型系統(tǒng)，特征在于所述微型系統(tǒng)包括 MEMS力口速器(AC)。
34、 如權(quán)利要求23所述的微型系統(tǒng)，特征在于所述集合(S)包 括至少三個箔，在微型系統(tǒng)中包括具有至少一個箔厚度的間隔(510), 所述間隔(510)在其第一側(cè)上設(shè)有可移動體(500 )上的第一電極(502 )， 所述可移動體(500 )由包括至少一個箔的堆疊形成，并且所述可移動 體(500 )經(jīng)由彈性連接(505 )與微型系統(tǒng)連接，并且所述間隔(510) 的相對側(cè)上有第二電極(521),其中在傳導(dǎo)層或箔中實現(xiàn)所述第一電 極(502 )和所述第二電極(521),其中當(dāng)在平行于箔的平面上投影 時所述第一電極(502 )和第二電極(521)重疊，從而所述第一電極(502 )和第二電極(521)共同形成電容，該電容取決于施加在所述 可移動體(500 )上的加速力，該加速力使所述可移動體(500 )相對 于微型系統(tǒng)產(chǎn)生相對移動，并且因此使在兩個電極之間的間隔(510) 的厚度上產(chǎn)生變化，所述微型系統(tǒng)特征還在于電極的傳導(dǎo)層(502、 521 ) 產(chǎn)生與微型系統(tǒng)電連接的區(qū)域(530、 535 )。
35、 如權(quán)利要求25所述的微型系統(tǒng)，特征在于它包括微型閥(MV )。
36、 如權(quán)利要求35所述的微型系統(tǒng)，特征在于所述集合(S)包 括至少四個箔，微型系統(tǒng)中包括具有入口 ( 750 )和出口 ( 760 )的間 隔(710),其中至少出口 ( 760 )可以通過附于所迷微型系統(tǒng)的可移 動閥(770 )而被關(guān)閉，所述閥(770 )包括設(shè)有限定第一電極(771) 的傳導(dǎo)層的箔，并且其中所述間隔(710)其第一側(cè)上設(shè)有第二電極(701)，而在相對側(cè)上設(shè)有第三電極(722 )，其中所述第二電極(701) 和第三電極(722 ) 二者在箔(700、 720 )上的電傳導(dǎo)層中實現(xiàn)，其中當(dāng)在平行于箔的平面上投影時所有電極(701、 7"、 771)重疊，因此 所述第二電極(701)和第三電極("2)可以用于電容驅(qū)動所述可移 動閥(770 ),所述微型系統(tǒng)的特征還在于所述間隔(710)具有在垂 直于箔的方向上測量的至少一個箔的厚度，所述微型系統(tǒng)特征還在于 電極的傳導(dǎo)層(701、 722、 771)產(chǎn)生與微型系統(tǒng)電連接的區(qū)域(730、 735、 740)。
37、 如權(quán)利要求25所述的微型系統(tǒng)，特征在于它包括微型泵(MP )。
38、 如權(quán)利要求37所述的微型系統(tǒng)，特征在于所述集合(S)包 括至少六個箔，微型系統(tǒng)中包括具有入口 ( 950 )和出口 ( 960 )的第 一間隔(910),其中入口 ( 950 )和出口 ( 960 )可以通過包括附于所 述微型系統(tǒng)的箔的可移動閥(955、 965 )而被關(guān)閉，并且其中所述第 一間隔(910)在其第一側(cè)上設(shè)有可移動薄膜(900 ),所述可移動薄 膜(900 )包括限定第一電極的電傳導(dǎo)層(901),所述可移動薄膜在 其相對側(cè)與第二間隔(915)相鄰，所述第二間隔(915)在其相對側(cè) 設(shè)有箔(925 ),所述箔(925 )包括充當(dāng)?shù)诙姌O的電傳導(dǎo)層(927 )， 并且當(dāng)在平行于箔的平面上投影時所述第一電極(901)和所述第二電 極(927 )重疊，因此所述第二電極(927 )可以用于電容驅(qū)動所述可 移動薄膜(900 )，所述微型系統(tǒng)的特征還在于所述間隔(910、 915) 具有在垂直于箔的方向上測量的至少一個箔的厚度，所迷微型系統(tǒng)特 征還在于電極的傳導(dǎo)層(901、 927 )產(chǎn)生與微型系統(tǒng)電連接的區(qū)域(930、 940 )。
39、 如權(quán)利要求38所迷的微型系統(tǒng)，特征在于所述微型系統(tǒng)在第 一間隔(910)的第二側(cè)上的箔(920 )上還設(shè)有另一傳導(dǎo)層(922 ), 所述傳導(dǎo)層(922 )限定第三電極，其中當(dāng)在平行于箔的平面上投影時 所述第一電極OOl )和所述第三電極(9")重疊，因此所述第三電 極(922 )也可以用于電容驅(qū)動所述可移動箔(900 ),所迷微型系統(tǒng) 特征還在于該電極的傳導(dǎo)層(922 )還產(chǎn)生與微型系統(tǒng)電連接的區(qū)域(935 )。
40、 如權(quán)利要求26所述的微型系統(tǒng)，特征在于它包括mTAS元件 (MT)。
41、 如權(quán)利要求40所述的微型系統(tǒng)，特征在于所迷集合(S)包 括至少三個箔，微型系統(tǒng)中包括具有入口 (1150)和出口 (1160)、 用于氣體或液體流經(jīng)的溝道(1110),其中所述溝道(1110)具有在 垂直于箔的方向上測量的至少一個箔的厚度，并且其中所述溝道(1110)在其一側(cè)設(shè)有傳感器或致動器(1170、 1180)。
42、 如權(quán)利要求41所述的微型系統(tǒng)，特征在于所迷傳感器或致動 器形成在與溝道相鄰的箔的傳導(dǎo)層中。
43、 如權(quán)利要求42所述的微型系統(tǒng)，特征在于所迷^:型系統(tǒng)包括 流傳感器(1170)。
44、 如權(quán)利要求42或43所述的微型系統(tǒng)，特征在于所述微型系 統(tǒng)包括電導(dǎo)率傳感器(1180)。
45、 如權(quán)利要求42 - 44中任一權(quán)利要求所述的微型系統(tǒng)，特征在 于所述微型系統(tǒng)還包括傳感器或致動器，其位于與溝道(1110)的相 對側(cè)相鄰的箔的傳導(dǎo)層中。
46、 如權(quán)利要求22 - 45中任一權(quán)利要求所述的微型系統(tǒng)，傳導(dǎo)層 的材料包括來自包括鋁、鉑、銀、金、銅、銦錫氧化物和磁性材料的 組的金屬。
47、 如權(quán)利要求22 - 46中任一權(quán)利要求所述的微型系統(tǒng)，特征在 于所述箔材料包括從包括聚苯硫化物(PPS)和聚對苯二甲酸乙烯酯(PET)的組中選出的物質(zhì)。
48、 如權(quán)利要求22 - 47中任一權(quán)利要求所述的微型系統(tǒng)，特征在 于箔的厚度在ljum到5jum之間。
49、 包括如權(quán)利要求27 - 34中任一權(quán)利要求所述的微型系統(tǒng)的電 絕緣的彈性箔的堆疊(S)。
50、 包括如權(quán)利要求27 - 34中任一權(quán)利要求所述的微型系統(tǒng)的電 子設(shè)備。
51、 如權(quán)利要求50所述的電子設(shè)備，特征在于它還包括用于讀取 或驅(qū)動來自微型系統(tǒng)的信號的集成電路(IC)。
52、 如權(quán)利要求51所述的電子設(shè)備，特征在于所述微型系統(tǒng)設(shè)有 凹部(1205 ),其中容納集成電路(IC),使得微型系統(tǒng)實際上形成 集成電路(IC)的部分封裝，所述集成電路(IC)與微型系統(tǒng)相連接。
53、 使用如權(quán)利要求50 - 52中任一權(quán)利要求所述的電子設(shè)備，特 征在于所述微型系統(tǒng)包括用于記錄聲音的MEMS電容器麥克風(fēng)(MI), 其中所述MEMS電容器麥克風(fēng)在電極上施以電壓X，并且所述電壓X由 集成電路(IC)讀取。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造微型系統(tǒng)的方法以及這樣的微型系統(tǒng)。利用所述方法，可以通過堆疊預(yù)處理過的箔(10)來制造微型系統(tǒng)，所述箔的至少一側(cè)上具有傳導(dǎo)層(11a、11b)。在堆疊之后，使用壓力和熱將箔(10)粘合。最后將所述微型系統(tǒng)與堆疊(S)分離。箔的所述預(yù)處理(優(yōu)選地利用激光束實現(xiàn))包括對下列步驟的選擇(A)保持箔完整，(B)局部地除去傳導(dǎo)層，(C)除去傳導(dǎo)層并部分地蒸發(fā)箔(10)，以及(D)將傳導(dǎo)層和箔(10)都除去，從而在箔(10)中形成孔。與所述堆疊相結(jié)合，可以構(gòu)建洞、自由懸掛翻板和薄膜。這獲得了制造各種微型系統(tǒng)的可能，如MEMS設(shè)備和微流體系統(tǒng)。
文檔編號B81C1/00GK101258102SQ200680032943
公開日2008年9月3日 申請日期2006年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月9日
發(fā)明者G·朗格賴斯, J·B·吉斯伯斯, J·W·維坎普 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司