专利名称：微系统的制造方法、微系统、包括微系统的箔叠层、包括微系统的电子器件以及电子器件 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有间隔(space)的微系统的制it^法。本发明还涉^J1 样一种微系统。本发明还涉及包^it样一种4Nt本发明的微系统的箔叠厨astack offoils)。本发明还涉及包4封N居本发明的微系统的电子器件。本发明还涉^J1样 一种电子器件的^J )。
背景技术：
上述方法和微系统公开于Ramadoss^R等发表于DEEE Transactions on Advanced Packaging,巻26,第3期,2003年8月，第248^254页的文章"Fabrication, Assembly, and Testing of RF MEMS Capacitive Switches Using Flexible Printed Circuit Technology"。在该已知的方法中，提供了外包#1#底层。抛光该铜M 使其更加平坦。其后，^^^J'j和蚀刻步^^铜覆层中限定共面波导。然后，聚 ^4勿层^^IML衬^Ji并iH被构图，所述聚賴形錄电极的电介质。而且， 在该已知方法中提供了 ！^ili胺薄膜(polyimide membrane)，在其上形成铜层。 利用颜']和蚀刻步^^勾图铜层，由此形成顶电极。絲亚胺薄膜通ii^Ubf勾图以 在膜中形成开口。该方法还包括提供粘结层以P艮M电极和顶电极之间的间隔 (spacing)的步骤。利用该已知方法，通过在衬^Ji层叠IW^胺薄膜，虽然(albeit) 其自》bf皮粘结层隔开，但得到了MEMS开关。通过包括参考引脚的固定元件， 实现多个层的对准。最后，通#升高的温度下在层_1^口压力，多个层相互连 接。该已知方法的问题在于，其是一种相对复杂的方法。 发明内容本发明的一个目的是提^-"种如开篇所说的相对简单的方法。 根据本发明，该目的通过制造具有间隔(space)的微系统的方法实现，该方法 包才舌以下步艰^:提fr^且至少两层的电^^，性箔(foil),其中各层箔具有J^M目同的厚度， 并且其中导电层位于至少一层箔的至少一侧上，并且其中所述导电层适合用作电城科；构图(patteraing)所述导电层以形成电M导沐；以形成一个开口 (opening)的方式构图至少一层箔，所述开口形成微系统 的间隔；层叠(stacking)所述箔层组，由此形成微系统；以及将这些箔连接在-^，其中这些箔^ii样的位置处净^^在-"^:当两层相邻 的箔纟鈔b^触时，两层相邻箔的箔材料之间的至少一个导电层被去除。通it^发明的方法，规则度(degree of regularity)比用已知方法的要高。 例如，如絲器件中形成具有与一层箔的厚度不同的厚度的层或间隔，那么可以 以简单的方式把多层箔层叠(stacking)在-"^。因此，不需要具有不同厚度的箔。 由》b^垂直于箔方向上的所有尺寸将总是等于一层箔厚度的很多倍。因此，本发 明的方法相对不那么复杂并且因而更{更宜。才M居本发明方法的另一优点在于，它是一种通用的方法。这意思是该方法是 才^:化的方法，因此比知方法适用于更多的应用。^^I具有均匀厚度箔的优点在于，可以在包括几层箔的叠层中以箔的4封可子 集来形成器件。例如，如果A是设计以包括5层箔的泵，而B是设计絲沟道 中包括3层箔的传感器，那么对于设计者来说，肯沐许多不同方法以在30层箔 的叠层中^t^i殳计A和B。根据本发明方法的改进实施例的特M于，"^供了"-^且箔，^^层箔包4封目同 的箔材料。这个方面的优点在于，只需要"f狄一种类型的箔，这使得能够使用来 自同一个滚筒(roll)的箔。这使得该方法变得甚至更不那么复杂且由此更加便 宜。该方法的伊速特棘于，提供了至少三层电彰辨性箔。如果要形成更复杂 的结构，在该情况下，两层捧f生箔是不够的，这是特别有利的。根据本发明的另 一实施例的特絲于，提供了至少四层电绝缘箔。当^J ]至少四层箔时，为设计 者提供了更多设计的可能性。由此，设计者可以形成自由悬浮薄片(flap)，其 作为间隔的关闭阀门。由于夕卜层箔之间有两层，因此当箔结^(bond)到-"^,薄 片与间隔相邻的位置上没有粘连，使得薄片继续自由悬浮。薄片可以通it^体流 动开启或关闭，还可以通过静电驱动。根据本发明方法的一个实施例的特征在于,可移动元件由微系统中的至少一 层箔(foil)构成，所述可移动元件至少在"^则连接到微系统，其中可移动元M 自包才舌可移动块、可移动阀门和可移动膜的组，并且其中可移动元件在间隔的一边 这个方面，使得可以形成有源微流器件和MEMS器件。对于有源微流(active microfluidic)器件，P且挡气体或液体向特定方向的流动和/或保持向另一方向的流 动很重要。对于MEMS器件，通常关注的是，#—个元件的移动转换成电^feUi 的电信号，或者相反地，将电极上的电信号转4M^L件的移动。根据本发明方法的另一实施例，特絲于微系统具有传感器，其形絲靠近 间隔的箔上的导电层中，用来测量所述间隔中的量(quantity)。传感器同样是 MEMS器#微流器件中的一个重要组件。所述方法上述实施例的一个重要变体，其特4i^于，要制造的微系统包括 MEMS器件。所述方法的这种主要变体的进一步细节特*于，所制造的微系 统是自包括MEMS电容^X、 MEMS压力传感器和MEMS加il计的《且的凝: 系统。这些器件是较大电子器件中的重要组件，其可以通it^斤i^T法相对便宜地 制造。当然其它器件也可以。所it^法上述实施例的第二个重要变^(variant),其特征在于，要制造的微 系统包括微流(microfluidic)器件。该方法的这种主要变体的另一详细特4^于， 所制造的微系统是来自包括微型阀门、微型絲yTAS元件的组的微系统。这些 器件是微流器件中的重要组件，其能够通it/斤i^法以相对便宜的方式制造。当 然也可以采用其它器件。才財居本发明的方法的另一M实施例，^#^于，无"^是否与^^才莫结^^吏 用，通im^ii行所述构图。这个方面使得能够高度可^iM除导电层和/或箔 材料。另夕卜，不需要通iii^棒I"生蚀刻牺^^料的来清洗间隔，狄非常有利的， 而当佳月传统方法时此步骤是必不可少的。根据本发明的方法的另一改进实施例，其特征it于，通iiit择下述步骤^^亍 所述构图-保留导电层和箔不动(intact);-去除导电层以J^露所述箔；-去除导电层和部分箔，以保留更薄的箔；和-完4r去除导电层和箔以形成间隔。上述四个鉢步骤J4Ui形成了四种主要的区域，当其组^f^l时，育^箔 中提供想要的图案-箔和导电层都没被去除的区域，-但J又只有导电层4皮去除的区域(例如为了形成与4峰箔的连接)， -导电层以及部分箔被去除的区域(例如为了处理箔的弹性)，以及-导电层和箔都被去除的区域(例如为了形成间隔)。如^it过在第一44由(reel)上 &至少一层箔而形成所述箔的叠层，就得 到了根据本发明方法的一个有利实施例。这个实施例的主^^C点是当箔^C^叠 时，更容易实现箔的对准。后一种方法的一个M实施例，其特征在于该方法中，箔4^&到第一44由 上时从第二巻轴或滚筒展开。这个方面的主要优点在于该方法能以连续工艺执 行，以使该方法更容易自动化。如杲所述导电层和箔的构图在W以下可能位置中选择的至少 一个位置^ 生，则育M寻到进一步的^:在第一44由上或附近、在第~~^第二44由之间，以 及在第二44由或滚筒的上面或者附近。根据导电层是否在箔的两侧上，本领域技术人员肯^L择他希望的构图位置。本发明方法的伊速特站于，箔的所iii^接通it^升高的温度下在叠层箔上施加垂直于箔方向上的压力而实现。结果，箔会熔合在-"^，并且器件将具有确 定的形状。后者方法的另一M实施例的特征在于，通#所述间隔中施加升高的温 度，得到了^M构中4條间隔的箔上所需要的压力。这个方面的优点在于，在箔々瞎间隔的位置对箔⑩口压力以便与相邻箔更好i44條，从而得到所述箔的更佳條。才財居本发明的方法的一个伊Ci^实施例的特征g于，在箔叠层中形成开口以提供从微系统^f则到与微系统电fe^接的导电层的通道。以这种方^^供了^ff象用 于电i^接电极的"^触区h戈。才M居本发明的方法的另一胁实施例，其特站于，在M箔熔合后，微系 统从叠层分开。由》w寻到的分离器件的优点在于，它能用来买卖或结合到产品中。才艮据;^发明的方法的另一实施例，^#征在于，导电层材沐4自包括铝、柏、 银、金、铜、氧4b^和磁l^N"料的组。这些材料非常适于用作电极和/或科。 氧^4B锡具有光学透明的优点，当用在微流器件中时奴非常有利的。才財居;^发明的方法，优选特M于，箔材料从包括聚^^4W(PPS)和^t ^Ji甲酸乙二醇酉旨(PET)的组中选择。这些材料非常适于用作电^^彖箔材料。该方法的一个怖悉实施例的特M于，所使用的箔具有1 jLi m至5 in m之间 的厚度。^^厚度在该范围内的箔的优点在于，所得到箔的捧性度tb4支合理，器 件在垂直箔方向上的尺寸的精确度也比较合理。本发明还涉及由一组至少两层上下层叠的电多&i^4生箔构成的微系统，其中每层箔具有J44目同的厚度，其中至少一层箔具有构图的导电层，其被设置为电极，并且其中至少一层箔具有间隔(space)。才 本发明的微系统的优点在于， 微系统具有比已知微系统更高的MJ，J度。垂直于箔方向上的所有尺寸总是一层箔 厚度的倍数。因此，微系统不那么复杂从而不那么昂贵。才N居本发明的微系统的一个改进实施例的特絲于，每层箔包4封目同的箔材 料。这个方面的主^^点在于，在层叠所述箔层组时，由于这些层具有相同的性 能，会产生更少的扭力(例如由于温度的影响)。本发明的微系统的上述实施例的另一^ii^t的特4^于，微系统包括至少 三层电l^辨性箔。在微系统具有更复杂结构而不育诚过两层棒性箔实现的情况 下，ilA非常有利的。根据本发明的方法的另一实施例的特征在于，其包括至少 四层电^^彖箔。当^JU至少四层箔时，能实现更多数量的不同的微系统。因此， 该微系统可以包括自由悬挂的薄片(flap),例如，该薄片用作间隔的关闭阀门。当 薄片与间隔相邻时，它##分自由地悬挂。该薄片可以通it^流，或可育^t过静 电驱动来开启或关闭。#^居本发明的微系统的一个实施例，^#棘于，微系统包括可移动元件，该 可移动元件包括至少一层箔并且其在至少"H则上连接到微系统，其中可移动元件 从包括可移动块、可移动阀门和可移动膜的组中选择，并且其中可移动元件位于 间隔的一侧。在有源微流器件和MEMS器件中需要这样的可移动元件。对于有 源微流器件，实现在特定方向上阻挡气il^液流和/或在另 一方向上开始所述流 是非常重要的。对于MEMS器件，通常关心的是元件的移动被转^^电板Ji的 电信号，或相瓦地，电极上的电信号被转4M^件的移动。根据本发明的微系统的一个实施例的特征在于，传感器设置在靠近间隔的箔 上的导电层中，用以测量所述间隔中的量。传感器同样是MEMS器件^f敫流器 件中重要的组件。本发明方法的一个实施例，其特征在于，该微系统包括MEMS电容:^J5(L 这样的MEMS电容^jLK比传统的硅技术MEMS电容^jL^l更^f更宜。另一优 点在于，与传统的MEMS电容^ 目比，该麦^Ur有更好的电操作性能。 毕竟，箔材料是电^#的(不像传统MEMS电容:^X使用的硅衬底)，因此具有更小的寄生电容。该微系统的另一具体实施例的特征在于，所述箔层组包括至少三层箔，在 樣吏系统中具有间隔，所述间隔在其第"~#滴上具有设置为用于接收声波的膜的第 一层箔，并且所述间隔#其第二侧面上具有作为背^(backplate)的第二层箔，所述第二层箔包括开口 ，该开口用于压力波传输到自由空间(free space)的通道， 所述间隔在垂直于箔方向上具有至少一层箔的厚度，所述微系统进一步的特4iE^ 于，膜和背板也具有导电层，这些层通向用于电连接微系统的区域。因为简单， 这样的微系统设计是非常有吸引力的。这种设计的主^fe点在于，膜的表面积能 与背板表面的面积一样大。这与采用硅技术的微系统形成了对比，其中需要间隔 的各向异性蚀刻技术，并需要形^i皮度(例如如果所述蚀刻通过KOH溶絲 <100>硅晶片中进行,那么所iiJ^A54.7。)。从其它出版物，UdoMeiiMVIattliias Mtillenbom和Primin Romback著的出版物'The advent of silicon microphones in High-volume applications" JMST news 02/1,4041页中可以知道il样的珪技术方 法。该微系乡仏一实施例的非常吸引人的一种变体，其特4iMt于，膜或背板的 箔在两个侧面上#*有导电层。这样的优点在于，在膜或背板的箔的两侧上* 有导电层防止了箔的翘曲(wraping)。如果膜的箔在其边缘处包括比膜的箔的剩余区域更薄的区域，则实现了所 述孩i系统的另一^i。这个方面的优点在于，其改善了膜的挠曲形状(deflection profile)。这样的方面在硅技术里是非常难于实现的，然而在箔技术中，通过部 分去除箔(例如通it^t)非常容易实现。根据本发明的微系统的另一实施例的特征在于，其包括MEMS压力传感器。优点是，与传统的MEMS压力传感器相比，这样的MEMS压力传感器具有改 善的电操作性能。毕竟，箔材料是电纟^彖的(与传统MEMS电容;^J^使用的 硅衬W目比)，因此寄生电容更小。该微系统的另一糾实施例的特棘于，所述箔层组包括至少三层箔，其中 微系统具有第一间P鬲，所述第一间隔在第"H则面上具有包括用作第一电极的导电 层的可移动膜，所翩莫在其另一侧面上邻近另一间隔，在该间隔中待测量的压力 占优势，其中第一间隔在其第二側面上提供第一间隔，具有在箔上的导电层中实 现的第二电极，其中当投影到平行于箔的平面上时，所述第一电极和所述第二电 极交叠，以^^一电极和第二电极共同地形成了电容，该电沐决于所述第一间 隔和所述另一间隔之间的压力差，该压力差导舰变形变，所述微系统的特减 在于，第一间隔具有在垂直于箔方向上具有测量的至少一层箔的厚度，并JL^斤述 微系根据本发明的微系统的另一实施例的特棘于，其包括MEMS加ii^计 (accelerometer)。这样的MEMS加速度计tb^技术中的传统MEMS加ii^ 计便宜。另一优点在于，与传统的MEMS力口i^l计相比，这样的MEMS加速 度计具有改善的电辦性能。毕竟，箔材料是电绝缘的(不像#^克MEMS加速 度计使用的硅衬底)，因此寄生电容更小。该微系统的另一糾实施例的特絲于，所iil且具有至少三层箔，且该微系 统具有厚度等于至少一层箔的间隔，所述间隔在其第"H则面上具有可移动^Ji第 一电极，所述块由包4舌至少一层箔的叠层形成，并且所述块通过弹性连接器 (coimection)连接到微系统，其中第二电极位于间隔的相对侧面上，其中所述第一 电极和所述第二电极都设置在箔的导电层中，其中当投影到平行于箔的平面上 时，第一电极和第二电极交叠，因此所述第一电Wp所述第二电极共同形成了电 容，所述电#决于 口在可移动块上的加速力，所 口速力引起块相对于微系 统的相对移动，并且由此引起两个电极之间的间隔厚>1^化，所述微系统的特征 #于，电极的导电层通向用于电连^m系统的区域。由于其简约，该微系统的 设计是有吸引力的。棒l"生连接器能以简单的方式实现，例如以变薄的箔的形式实 现(在该情况下，导电层已经^^全去除了并且由此箔材料被部分去除了 )。还 可以局部地去除整层箔，而仅仅留下一些用作捧性连接器的箔带。并且，在这个 实施例中采用了电容平^^反iM。根据本发明的微系统的另一实施例的特棘于，其包括微阀门。这样的微阀 门能用在微流系统中并且tb^技术中的传统微阀门便宜。其它优点在于，其比传 乡Af敖阀门工作得更好。该阀门比利用珪技术制造的传M/^阀门更有弹〖生。该微阀 门的另一优点在于，其是光学透明的(假设导电层已经被去除了 )。这使得能够 ^^I光学探测方法和进行光学检测。对于利用硅技术的微阀门，M不可能的。该微系统的另一姊实施例的特絲于，所述箔层组包括至少四层箔，具有 入口和出口的间P鬲位于微系统中，其中至少出口^iiiti^接到微系统的可移动阀 门关闭，所述阀门包括具有导电层的箔，该导电层限定第一电极，并且其中该间 隔在其第一侧上g沐第二电极，斜目反侧上自沐第三电极，其中所述第二电极和 所述第三电极两者设置在箔上的导电层中，其中当投影到平行于箔的平面上时， 所有的电极交叠，以^/斤述第二电极和所述第三电极能用于电容l"生驱动可移动阀 门，所述微系统进一步的特4i^于，该间隔在垂直于箔方向上具有至少一层箔的 厚度，所述微系统进一步的特机在于，电极的导电层通向(leadto)用于电连接 微系统的区域。由于其简约，这样的设计是有吸引力的。^il个实施例中，可移动阀门可以是悬臂阀门，因为P條间隔并且由此不会在高温下熔合箔的制造步骤期间局部经受充分升高的压力和箔叠层上的升高压力，因jtb^不会与下层箔粘接。才M居本发明的微系统的另一实施例的特絲于，其包括微型^(micropmnp)。 这样的微型泵可以用于微流系统中并JUb^技术中的传M^型泵便宜。另1点 在于，与传统的微型斜目比，这样的微型泵具有更好的梯作性能。阀门比利用硅 技术制造的传M^型泵^J^的阀门更具捧f生。该微型泵的另^点在于，其狄 学透明的(假设导电层已经被去除了)。这使得能够使用光学探测方法和进行光 学检测。对于利用硅技术的微型泵，奴不可能的。该微系统的另一具体实施例的特征在于，所iii且包括至少六层箔，具有入口 和出口的笫一间隔位于微系统中，其中入口和出口两者都f诚过包^i^接到微系 统的荡的可移动阀门关闭，其中所述第一间隔在其第一側面上具有可移动膜，该 膜包括P艮定第一电极的导电层，所述可移动膜其拟目对侧4峰第二间隔，所述第 二间隔在其相对侧上具有包括用作第二电极的导电层的箔，其中当投影到平行于 荡的平面上时，所述第一电极和所述第二电极交叠，以使第二电极能用于电容性 驱动可移动膜，所述微系统进一步的特征在于，这两个间隔在垂直于箔方向上具 有至少一层箔的厚度，所述微系统进一步的特征在于，电极的导电层通向用于电 连接微系统的区域。由于其简约，这沖羊的i殳计A^有吸引力的。可以通过多种方式 使得该膜移动。首先可以通过静电方式实现。在这种情况下，在膜中第二电 目 对于第一电极的电压祸会导致包括第一电极的膜在第二电极的方向上移动，结杲 第二间隔的^M^减小，而第一间隔的^P、会增大，由》t^第一间隔中产生负 压，由此液体或气体^it过入口被吸入。在il种情况下，入口处的可移动阀门将 会在压力差的作用下打开。其次，可以使用电阻加热。在这种情况下，设置电极 以形成电阻。电流通过该电阻会导致电阻发热，由jth^口热环境。当该电P卫》文置在 由f举^l錄蔽的间隔中时，该^K内的加热会导IU^胀。结果，第二间隔的体 积会减小，第一间隔的体积会增大，由此在所述间隔中产生负压，由此液体或气 体^it过入口祐:吸入。在il种情况下，在压力差的影响下，入口处的可移动阀门 会打开。后者实施例的伏选特征在于，该微系统还具有在第一间隔的第二侧的箔上的 另一导电层，所述导电层P艮定了第三电极，其中当投影到平行于箔的平面上时， 所述第一电极和所述第三电极交叠，由此第三电极也能用于电容l^Nk4区动可移动 箔，所述微系统进一步的特征在于，该电极的导电层"tkit向(leadto)用于电连接微系统的区域。第三电极的优点在于，^能用于电驱动膜。例如，如斜目对 于第 一 电旨第三电 >极性与第 一 电相上的电H^'〖封目反的电压，那么就好 4刻莫被从第三电极推开一样。由于电场力更大，这使得能更容易移动膜。本发明微系统的一个可能实施例的特站于，其包括iuTAS元件。该nTAS 元件能用在微流系统中，其tb^技术中的传统yTAS元件更便宜。该yTAS元 件的另一优点在于，其是光学透明的(假设导电层已被去除)。这使得能够^^J 光学探测方法和进行光学检测。i^t于硅技术中的juTAS元件是不可能的。这种 jli TAS元件的其它优点在于-箔津壤好，因此出现泄漏的可能性更小；-箔狄水性的(hydrophobic),因此没有液体会残留在"TAS元件上， 具有不再需要不易被水沾湿的涂层的优点，而在例如硅^t术的pTAS元件中就需 要这样的涂层；-元件^jl物相容的(biocompatible)。该微系统的另一M实施例的特絲于,所iii且包括至少三层箔，其中微系统 中具有带入口和出口的沟道，用于通过气体或液体，其中该沟#垂直于箔的方 向上具有至少一层箔的厚度，其中沟it^其"H则上具有传感器或致动器。由于其 简约，it样的樣i系统i殳计是有吸引力的。伊Ci4i也，后来实施例的特M于，所述传感器或致动器形威在4峰沟道的箔 的导电层中。这些实施例的第一变体的特征在于，其包括流量传感器(flow sensor)。这 些实施例的第二变体的特征在于，其包括电导^ft感樹conductivity sensor)。采 用这些传感器可以测量在间隔中的量，例如流速、温度、传导率(conductivity)等。后两个实施例的进一步^ii的特M于，其包括另一传感器或致动器，M 于4條沟道的相反侧面的箔的导电层中。该实施例由jtb^沟ii^部和在沟iiJi部 包括传感器结构。事实是，箔可在其两側上具有导电层。这^^技术中实际上是 不可能实现的。在这个实施例中，例如，设计者可以在与电导*感器相反面设 置加热元件。加热和测量是肯^^供有关液体的有用信息的传感器-致动器组合。伊Ci^，根据本发明的微系统的特#于，导电层的材料包括来自包括铝、 柏、银、金、铜、氧^4S^和磁性材料的组的金属。从该组中选##料，部分地 由构成微系统的要求决定。伊Ci4i也，根据本发明的微系统的特絲于，用于箔的材料包括来自包^^:苯 硫化物(PPS)和fel"苯二甲酸乙二醇酯(PET)的组的材料(substance)。^i^k ,根据本发明的微系统的特棘于，该箔具有ljum至5Mm之间的厚度。本发明也涉及包4封N居本发明的器件的箔叠层。该叠层(stack)也可以是缠 #44由上的箔的形式。本发明也涉及包4封M居本发明的MEMS器件的电子器件。所述电子器件的 一个实施例的特征在于，其还包括用于读取或驱动来自微系统的信号的集成电路。才N居本发明的电子器件的非常有利的实施例，特絲于，该微系统具有凹陷， 其中容纳集成电路，因j^敖系统实际上形成了集成电路的部^j"装，所述員电i^i^接到樣i系统。因为il个方面，M电路不需要^f^克的封装，因jHi^变得不那 么复杂并iL也更^使宜。并且，以这种方式提供 <电路对微系统的电#^具有有 利影响。微系M^絲电^L间的间P^f^f目对较小，因》bfi:系M^絲电^ 间的连接中产生的电容'l"沐电感性干始咸小了 。本发明也涉^il样电子器件的用途，^#棘于，微系统包括用于记录声音 的MEMS电容:^J孔，其中MEMS电容;^X在电^Lh产生电压X，其中电压 X被絲电路读取。当^JU这样的电子器件时，用户会经受更少的噪声。
下面将参考附图更详细^4葛述根据本发明的方法和器件的上#其它方面， 其中图l是表示本发明方法的一部分的示意图，其示出了在其上具有导电层的箔 上形成四个不同区&戈的方式；图2示出箔自动对准和构图的方式；图3 ;UD于^/f亍本发明方法的装置一郎分的实施例示意图；图4示出用于#^亍该方法的实际装置的照片； 图5示出形成MEMS电容^^l结构的8层箔的叠层(stack); 图6示出本发明微系统的第一实施例，即图5的箔粘接后的MEMS电容麦 絲；图7示出MEMS电容^LK的膜，期財居本发明方法的一个方面在某些位 置被薄；图8示出根据本发明的微系统的第二实施例，即MEMS压力传感器；图9示出了根据本发明的微系统的第三实施例，即MEMS加速度计(accelerometer);图10示出#|居本发明的微系统的第四实施例，即静电驱动微阀门；图11是图10的静电驱动微阀门的展开三维说明图；图12示出根据本发明的微系统的第五实施例，即静电驱动微型泵；图13是图12的静电驱动微型泵的展开三维说明图；图14示出才財居本发明的微系统的第六实施例，即yTAS元件；图15是图14的in TAS元件的展开三维说明图；图16示出MEMS压力传感器，M用作M电路封装的-^分，其中焊接 线用于连接MEMS压力传感器和M电路；图17示出也用作a电路封装的-"^分的MEMS压力传感器，其中^fM 了 倒装芯片(ffip"Chip)^支术。M实施方式在下文中将给出本发明的详细说明。如上所述，本发明涉及制造微系统的方 法以Ail种微系M4^身这。根据本发明的微系统的很多实施例都是可能的，这些 实施例是多种多样的。然而，所有的这些实施例具有一个共同的因素，即它们由 预处理(pr^processed)的电纟^彖箔的连接在"-^的叠层构^所述预处理的电绝 缘箔至少其一侧面上具有导电层。制造该微系统的方法包括以下几个子步骤-在箔的至少一侧面上涂it(apply)导电层(因此两侧也可以，并JL在某些情 况下甚至伊Ci^i也在两侧上)； -预处理所述的箔； -层叠所述箔，由jHi形成樣i系统； -機(bonding,齡)所述箔；并且 -^fcR系MA/斤述箔叠层分离。 所述箔的预处理由选自以下步骤的步骤组成 -使导电层和箔##完整(intact); -去除导电层以暴露所述箔； -去除导电层和部分箔，以保留更薄的箔；或者 -完全去除导电层和箔。上述步骤的组^j吏得能够在导电层和箔上形成大量的不同图案，其使设计者 能创造许多不同的结构。伊Ci^也，在上述步骤中材料的去ltit逸l^(例如受激准^a器)进行。^^激光的主刻fe点在于，与例如通过蚀刻去除相比，所述去除可以在净室(clean room)外进行。在这个方面，本领域技术人员还可以 知if^t别的形式。本领域技权员可以把宽的平行We^合掩模^^1,或者 他可以利用单个^Lit^扫描箔的表面，同时调制邀光束的强度。在这种情况下， ;^4页域技权员同样育t^调制一组短暂iy^冲(brief light pulse)的强度或占空 系^t(duty of circle)^L间进行选择。图1示出了通it^直^^^^才莫i^f亍所述预处理的方式。该图示出了三个 ^50、 52、 54,每个'^^具有不同的强度(vjfeil个示例中M到右^^欠增 大)。掩模20部分地阻挡了^束50、 52、 54。箔10位于掩模20下面，^Lii 个示例中箔的两侧上具有导电层lla、 llb。当然也可以只用一层导电层lla。优 i4i也，导电层lla、 llb包括铝、铀、银、金、铜、氧^W或磁性材料。在区域A，掩冲莫20屏蔽了箔10，以使低能量束50不能到达箔10。箔10保 持不受影响。在区域B， B束50的确到达了箔，但LA^t^50的能量使其仅 仅去除了导电层lla (并且也可能去除箔材料的薄层，但^/^M可^^^^可 以忽略的程度)。当进一步增加能级时，箔材料10的相当部分^Mf被去除，因 》W寻到了包括更薄的箔的区域C。 通过高肯&J^t^54肯化箔10上形成 孑L这样的孑L如图中的区域D所示。上面提到了增加^L^的能级，其育^皮理解 为 ^^冲的强>1或者'^^沖的持续时间增加了。毕竟，重要的是材料被去除 的程度仅仅催于所⑩口的能量。^it^面，控制脉冲 ^的占空因数比控制 ^t^的强度更容易。在预处理箔10后，可以进行层叠(stacking)。伏逸地，层叠通^44由(reel) 上缠绕箔i^f亍。这样的装置如图2所示。在il种情况下，实际上预处理的箔10 包含在一个相同的带(tape)里面。当箔材料由勑旨薄膜(mylar)构成时，就其 可以是具有1 n m厚度和2cm H的巻曲带的形式。所述箔上也可以具有20nm 厚的铝层(在一侧或在两側上)，该层适合用作微系统中的导电层。然而，在本 说明书中，纟射义讨论分离的箔10。在这种装置中，箔10的正面和背面都育^皮预 处理。同样在这种情况下，这可以通it^t^ii行，例如在位置L1和L2。在所 ii^期间，箔10在X方向上移动，沿旋转方向R，到44由70,在这个示例 中该44由具有两个平坦表面。在位置Ll处的第一^^t准位于巻轴70上的箔， 以在箔10的背面14预处理荡10。在位置L2处的第二 ^冲准尚不在44由70 上的箔，以在箔10的正面预处理箔10。箔10的两侧12、 14上具有导电层并不 是必须的，因此箔10在两側12、 14被预处理也不是必须的。但是在某些应用中，这可能是有用的，在下文有关微系统的一些实施例的讨论中，这将是显然的。在4# 70上敏箔10的主^L点在于，其使得对准箔10容易得多。预处 理的荡10的叠层(stacking)(其或许可以通itlt绕箔在巻轴70上来完成)可 以形成间隔(space)、悬臂，(membrane)。通常在孩t系统如MEMS器件 和微流器件中需要这种类型的元件。在箔10 ^>&叠后，能^^升高的压力和升高的温度将它们津*#在~"^。如 果箔10通itlt^44由70上来层叠，在箔10 ^^44由上同时能简单^i 所述^(bonding)。实际上，当粘接(bonding)箔层叠(a stack of foils)时会发 生三种情况-一层箔的箔才才料与另一层箔的箔材料直^^触，形成坚固的结合； -一层箔的箔材料与另一层箔的导电层直##触，形成不牢固的结合； -一层箔的导电层与另一层箔的导电层直##触，^itii种情况下没有形g合。如果不^口压力，箔10不^^y^在一^。这:个效应可以用来制造阀门。具 体地，当箔10 4條间隔时，由于箔的棒性，其不会经受<封可压力。实际上，箔 10^l续被自由地悬挂。在下文中讨论4M居本发明的微系统的实施例时会再次讨然而，当希望粘粉條间隔的箔时，例如通#所述间隔中使用升高的压力 就能实现^il一点。所逸&力可以是气体压力，4旦也可以;1液体压力。图3 ^l于^f亍本发明方法的一种可能装置一部分的实施例的示意图。图4 示出了用于^^亍该方法的实际装置的照片。在所示装置中，箔10/A44由80展开 并且同时通过辅助滚筒90 It^前ii44由70上。该图进一步示出了潔沈束Ll 、 L2的可能位置。图5和图6示出了根据本发明的微系统的第一实施例。两个图都说明了 MEMS电容^KMI,其由预处理后的箔叠层S构成。在图5中，以展开形式 示出在箔^^^前的MEMS^XMI。在图6中，il些箔粘"^在^"^。箔叠层 S可以方tt在村底(subtrate)上以使M更便于处理。MEMS ;I^LMI包括 邻接间隔110的可移动膜100,所述间隔锚(anchor)定在几个区域105中。在 该图的截面视图中，所述区域^^^^f了，但是^Liti也，所述区域105完全围 绕间隔110。膜在两侧101、 102上#*有导电层。实际上，为了在膜100上形成电极， 只需要在"H则上形成一个导电层(在这个示例中在底侧面102上)，但是在另一侧面101上形成第二导电层的优点在于，膜100更不容易J^^曲(warp)。在 间隔内，与膜100有一&巨离，有一背板120,同样在两^H则面121、 122^p^有 导电层。实际上，为了在背板120中形成电极，只需要在一側上形成一层导电层 (在这个示例中在上侧121上)，但是在这种情况下在另 一侧122上使用第二导 电层的优点同样在于，背板120将更不容易M翘曲。膜100的电极和背板120 的电极共同形成了电容器。^il个示例中，电^^反之间的间距等于5层箔。当使 用具有ljum厚度的箔时，间J 巨会等于5Mm。如果MEMS MI具有2 x2mm2的表面积AM,那么膜100的表面积AB可以接i^斤述值(附图中的尺寸 不是按比例的)。换句话说，与已知的MEMS麦克风相比，例如从Udo Klein^Matthias Mtillenborn和Priming Romback的出版物'The advent of s迅con microphones in high-volume applications" MSTnews 02/l，4(Ml页所知的MEMS :t^X，根据本发明的MEMS;^WMI中的表面区域肯^iL^有^Nk^用。当 4^]具有2cm宽的聚酯薄膜带时，可以在几乎无限多的行(仅由44由(reel)上 的带的长^1决定)上并排生产10个MEMS ^iX。背板120^i也具有开口 125，所述开口 125用于#^支在由声波引起的膜100 的振动期间出现在间隔100中的空气压力差。MEMS^X的操怍如下。声波 使膜100运动(膜会开始振动)。结果，膜100和背板120之间的间隔(spacing) 也会开始振动，其反it^导致电容器(由膜100和背板120上的导电层形成)的 电，荡。这些电容的变化可以进行电测量，同时AM100上的声波的度量。MEMS MI具有接触孔130、 135,其用于提供到膜100和背板120的电容板(电极)的通路。膜100上的上电极部分地位于箔1上，且部分位于箔 2上。这种样，经过接触孔135可以肚俩J^触到(accessibleto)电极。在图5和图6的示例中，MEMS^KMI包括8层箔1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8的叠层S。然而也可以使用不同数量的箔。i^l其取决于需要的^X垂直 尺寸和间距值。同样的情^U1用于在本说明书中讨^根据本发明的微系统的所 有实施例。若膜100的张应力不够，其结果M的挠曲形状(deflection profile)不^J: 佳的，那么设计者可以使膜100在边缘处更薄。逸在图7中已示出。膜100两者 都固定在区域105中。在该图中的上部膜100不包4射封可变薄的区域，且在中心 由于声压形变最大。另一方面，在该图中的下部膜200在边缘处的确包括更薄的 区域208,因J^莫200拟目对大的区域AD上具有相同程度的变形(deflection)。 这个方面的刻漆在于，用同样的声压，在MEMS^iLXMI的电容器(由膜100和背板120上的导电层构成)上能测量到更大的电信号。对于这种情况(例如通 ii^t^去RHP分箔)来说，^^I才M居本发明的方法形^1种变薄的区域208是非 常简单的，然而在硅技术中ii^非常困难的。图8示出了根据本发明的微系统的第二实施例。该图示出了由预处理的箔的 叠层S构成的MEMS压力传感器PS。实际上，这样的压力传感器PS是一种特 殊的M风。因此，其与MEMS^KMI有很大程度上的类似。MEMS压力 传感器PS包括可移动膜300，其在MEMS压力传感器中封闭了间隔310。在上 侧301处，膜具有用于形成电极的导电层。在间隔310的另一侧，是在密封背板 320上的导电层形式的第二电极321。这同时也是与^X的典型区别，MEMS 压力传感器的间隔是密封的，而MEMS MI的间隔与周围大气是逸遏的。扭个示例中，背板320包括/Li:箔。这样的优点在于，背板320与可移动 膜300相tbN对刚硬。然而，箔层的数量可以改变。设计者具有选择箔层数量的 自由。例如，如果设计者决定在衬^U文置箔叠层S，那么就可以减小用于背板 320的箔的凝:量。MEMS压力传感器的操作如下。在膜300上的力F (其是间隔310和膜300 上的自由空间之间的压力差的量)会导 变形。这导劍度300和被板322之间 的间距改变，由此电容器(由膜300和背板320上的导电层形成)的电容也会改 变。这种电容改变育^皮电测量，同时^I莫300上的力F (由此，压力)的度量。MEMS压力传感器PS具有接触孔330、 335，用来提供到膜300和背板320 的电容板(电极)的通道。图9示出了根据本发明微系统的第三实施例。该图示出了由预处理的箔的叠 层S构成的MEMS加ii^计(accelerometer) AC。加i^^i十可以由在棒JiiiL件 505上的地震块(seismic mass) 500制成。通过其中具有间隔510的平4tt反502、 521 的电容变化，能测量出块500的移动。图9示出了一种可能的实施例。在制造 MEMS加速;1计AC期间(特别是当箔仍然留在带上时对箔的预处理期间)， 不可能将单片箔与其余箔完全分离。 一种解决方法是^Li也震块500的所有箔层中 ^JU局部变薄部分505形式的薄簧片(thinnedanchor) 。 ^il个示例中，块500 由箔l-13构成。由于存在间隔510 (如果不施加压力，将无法实现粘接)，在 制造期间这些箔的连接不佳。 一种解决方法是在间隔510的两个侧面上都形成导 电层，其中所述导电层;^jH^目对。因此，无论怎样，4條间隔510的箔都不^^占 接。然而，现在可以佳月机械的软加热器(soft heater),其压缩所有层以使导 电层彼jtb^触，而使其它层经受压力，从而使其粘接(bond)。进行所述箔的粘22接后，棒性元件505使块500弹回其最初位置。MEMS加ii^计AC具有用于提 供到达电极502、 521的通道的接触孔530、 535。上电极502部分位于箔13上并 且部分位于箔14上。这样，电极502可以>^#^入用于连接。MEMS力口ii^计AC的，如下。当力口it^计经受垂直于箔的加速力时， 地震块500会向上或向下移动，由此改变电极502 、 521之间的间3E(spacing)。所 述改变导致所述两个电极之间电容的变化，而电容变化可以进行电学测量。图IO和11示出了才M居本发明的微系统的第四实施例。这些图示出了由预处 理的箔的叠层S构成的微阀门MV的一种可能实施例。在图10中，箔叠层S已 经#^,图ll示出了微型阀门MV的展^H见图。微型阀门MViM了具有入口 750和出口 760的间隔710。 ^il个示例中，出口 760具有可移动阀门770,其是 固定在一侧的箔的形式。在可移动阀门770上是导电层771形式的电极。在间隔 710的上侧，第一电极701位于4峰所述间隔710的箔700上。第一电极用于打 开阀门770。在间隔710的下侧，第二电极772位于々條所述间隔710的箔720 中。所述阀门(valve)是悬臂阀门(cantilever valve)，由于P瞎间隔710， 因jH^i^接所述的箔时其不会经受^f可压力。微型阀门MV可以与气体或液体一 起使用。关于图IO，人们可能^奇为什么起初的三层箔1、 2、 3粘接起来。不 过从图ll可以看出，所关心的只有4條间隔710的小区域。由此，围绕间隔710 的区域将充^* 。微型阀门MV具有接触孔730、 735、 740,用于^R供到达电 才及701、 771、 722的it道。微型阀门MV的餅如下。当在触点730 (第一电极701)和740 (电极771) 之间^口电压时，阀门将被静电力向上电极701方向拉动，使絲开。当在触点 735 (第二电极722)和740 (电极771)之间;^口电压时，阀门770 #^被静电 力向下电极722方向拉动，从而使其关闭。图12和13示出了才財居本发明的微系统的第五实施例。这些图示出了由预处 理的箔的叠层S构成的微型泵MP的一种可能实施例。在图12中，箔叠层S已 经粘接，而图13示出了微型泵MP的展开视图。微型泵MV设置有具有入口 950 和出口 960的第一间隔910。第一间隔910具有在入口 950处的祐:动阀门(passive valve) 955和在出口处的寻皮动阀门965,设置这些阀门以使它们育化"^则打开以 通过气体或液体。在上側，第一间隔910具有箔形式的可移动膜900,在所 上具有第一电极901。在底部，第一间隔910具有第二电极922,其位于4峰第 一间隔910的箔920的底部。第二间隔915位于膜900之上，其伊Ci4i也是完M闭的。在所述第二间隔上部，第三电极927位于邻i^斤述第二间隔915的箔925 上。在图13中，为了清II^L,所示出的电极927位于箔4的上部(upperside)， 但实际上雞于底部(bottom side)。微型泵MP具有接触孔930、 935、 940, 用于提供到电极901、 922 、 927的通道(access)。微型泵MP的操作如下。当在第三电极927 (通，点940)和第一电极901 (通过触点930)之间^i。电压时，膜将被静电力向第三电极927拉动，使第二 间隔915的^ 、减小。结果，第一间隔910的^R会增加，导致在第一间隔910 中产生负压。这导致在间隔的入口 950处的阀门955开启，气M液体会被PiL^ 到间隔910中。当在第二电极922(通，点935)和第一电极901(通，点930) 之间施加电压时，膜900被拉向第二电极922，导致第二间隔915的体积增加而 第一间隔910的^ 、减小，结果导致在第一间隔910中产生趙a(overpressure)。 这导致在出口 962处的阀门965开启，气体或液体会从间隔910排出。第二电极 922是可选的。在第三电极927上不^p电压时，膜900会自动地回到初始位置。 围绕第二间隔915的电极也可以设置并用作电阻器，佳弟二间隔915通过电PiU口 热而膨胀。除了微型絲微型阀门，也可以在#|居本发明的微系统中形成传感器。这可 以形成所谓的"TAS元件(微型l^^分析系统，micro total analysis system)。图 14和15示出了根据本发明的微系统的第六实施例。这些图示出了由预处理的箔 的叠层S构成的juTAS元件MT的一种可能实施例。在图14中，箔叠层S已经 津诚,图15示出了 jLiTAS元件的展开视图。"TAS元件MT设置有具有入口 1150 和出口 1160的第一间隔1110。 ^il个示例中，两个不同的传感器，即流量传感 器(flow sensor) 1170和电导率传感器(conductivity sensor) 1180,位于间隔1110 附近。这些传感^i于4瞎所述间隔的箔上的导电层中。^ii个示例中，流量传 感器1170包括三个串联的电阻性弯曲(resistive meander)结构， 一个弯曲结构 1176用于加热，其余两个弯曲结构1172、 1174用于测量所述弯曲结构的电阻， 因此它们用作温>1传感器。^il个实施例中，在间隔1110附近还设置电导4^感器1180。所述电导率 传感器1180包括两个橫1^结构(combstructure)1182、 1184。在一个实施例中， 在两个桥水结构1182、 1184之间测量的阻抗是间隔1110中存在的带电粒子数量 的度量，其在液体中指示了离子强度。MTAS元件MT还具有接触孔1130，用 于"R^f^到达传感器1170、 1180的电极的通道(access)。原则上，这样的流量传感器(加热元件1174和两个温度传感器1172、 1174的组合)和电导辨感器1180通常是已知的，但是它们肯腿过^J )才財居本发明 的方法以非常简单的方式制造。如果pTAS元件用于具有高PH值的液体，在箔 上^J I纯铝不M好的选择，因为铝容易被腐蚀。为使传感器更稳定，传感器可 以电镀例如铜(Cu)、银(Ag)或金(Au)。也可以从一开始就^JU镀金的带 (tape) 图16和17示出了才財居本发明的微系统的另一重^t点。事实是，也可以以 这样的方式制造才N居本发明的微系统，其还形成絲电路IC (其可以连接或可 以不连接到微系统)的封装PA的一部分。图16和17通过示例示出了在箔叠层 S中具有开口 1205的电容压力传感器PS。当然也可以使用不同的微系统，例如 MEMS^X。絲电路IC位于开口 1205内。^il个示例中，絲电路IC连 接到压力传感器PS的电极。所述的连接通过图16中的金属线1200(例如金或铜) 和图17中的焊球形成。第-冲可能方式也称为倒装芯片技术。在图16和图17 中，微系统PS提供在衬底1300上。然而，错可能不^J J衬底1300,而是^J J 例如厚得多的箔叠层S。从本公开的示例可以推出，本发明能用于以廉价的方式制造微系统例如 MEMS器件和微流器件。实施例的列举并不是穷举。通过^^)本发明得到的产 品能用在消费电子和电子器件与环境之间的合作必不可少的医疗应用中。这些产 品的成本是如此的低以至于它们可以用作一次性产品。本发明的一些^^应用如 下所示-用于移动电诏帝PDA的MEMS-化学分析系统中的微型#流体治疗；以及 -轮胎中的压力传感器；关于箔材料的选择，可以使用许多材料，例如皿乙烯(pvc) 、 m亚胺(PI) 、 fe)"苯二甲酸乙二醇酯(PET) 、 f^j"笨二甲酸乙二酯(PEN) 、 M 乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯、聚乙烯、聚亚安酯(PU)、 玻璃纸、聚酯、parilene。实际上，几乎可以说可以使用满足一系列标准的任何 材泮十。应当注意以下几点-箔的厚度决定了垂直M率；_箔作为勤出材料必须是容易处理的(manageable)，伊Ci^k^供在滚筒上； 一箔能用4^^r处理(metallized);—镀金的箔育^皮预处理，伊Ci4i也借助于駄；-箔在层叠后育^皮津 ,伊Ci^i4iiiii口热和压力的方式；-材料f^ "低"温下(<300度)下融化；并且 -箔叠层在层叠和津*#后具有微系统需要的性能；在ii^、上，应当注意，箔的津^Li4i4^刚好低于箔材料的熔点下的温度进 行。例如，如果糾^曱酸乙二醇酯(PET)用作箔材料(具有255。C的熔点)， #ft^l例如22(TC的温度。更M地，箔材料必须根据相应应用所需要的性肯缺^ii行选择，即温度 稳定性、形状稳定性、耐压性、光学和化学性能。最后，可以4M^4几的、绝緣的箔，例如云母。本说明书中所有的图#1^议示奮法描述的，并且并不是按比例^^的。它 们通it^发明的实施例来说明并提供了技术背景。实际上，边界面的形状可以与 图中示出的边界面的形状不同。在^J I措辞"一个"的位置，当然也可以使用比 一个更大的数字。；^页域技^A员将能够设计出本发明的新实施例，这是符合晴 理的。然而这样的新实施例都落入权矛溪求的范围内。才N居本发明方法的可能变体是，同时M^&两层箔。例如，这些箔可以来自或 不来自两个不同的滚筒(roll)。并且，这些箔可以是已经被津嫌(bonded)。 另夕卜，il些箔可以是已经4皮构图(patterned)的。才N居另一变体，这些箔不具有 相同的厚度。并且，可以員多于两层的箔。在本说明书中，详细;^y翁述了敏(winging up)箔的示例。当然也可以层 叠分开的箔。在这种情况下，也可以层叠不具有相同厚度的箔。另夕卜，处已经描述的微系统的所有实施例可以包4封午多箔，这些箔的数量 不同于;^iL^^到的ii:量。这部分取决于设计者的要求。
权利要求
1.一种制造具有间隔(110、310、510、710、910、1110)的微系统(MI、PS、AC、MV、MP、MT)的方法，该方法包括以下步骤-提供一组(S)至少两层电绝缘弹性箔，其中各层箔具有基本相同的厚度，并且其中导电层位于至少一层箔的至少一侧上，并且其中所述导电层适合用作电极或导体；-构图所述导电层以形成电极或导体；-以形成开口的方式构图至少一层箔，所述开口形成微系统的间隔；-层叠所述箔组(S)，由此形成所述微系统；并且-将这些箔连接在一起，其中在这些箔结合在一起的位置，当两层相邻的箔彼此接触时，在两层相邻箔的箔材料之间去除至少一个导电层。
2. 如权利要求l所述的方法，^4争絲于提^"^且(S)箔，其中各层箔包 4封目同的箔树饰牛。
3. 如前述任意一个权矛J^求所述的方法，其特4i^于提供至少三层电乡^彖 的 举性箔。
4. 如前述任意一个权矛1^求所述的方法，其特抓在于，由微系统中的至少 一层箔形成可移动元件，所述可移动元件在其至少-H則上连接到微系统，其中所 ii可移动天/H^人包4舌可移动块(500)、可移动阀门(770、 955、 965)和可移动 膜(100、 200、 300、 900)的组中选择，以及其中所述可移动元件位于间隔的一 侧上。
5. 如前述任意一个权利要求所述的方法，其特絲于，该微系统具有在所 述间隔附近的箔上的导电层中形成的传感器(1170、 1180)，用于测量所述间隔的量。
6. 如前述任意一个权利要求所述的方法，^#棘于所述要制造的微系统 包括MEMS器件。
7. 如权利要求6所述的方法，其特M于，所制造的微系统是来自包括 MEMS电容^X(MI) 、 MEMS压力传感器(PS) 、 MEMS加速度计(AC)的组的微系统。
8，如前述任意一个权矛]^求所述的方法，^#站于，所述要制造的微系 统包括微流器件。
9.如权矛设求7所述的方法，^#站于，所制造的微系统是来自包括微 型阀门(MV)、微型泵(MP)和juTASit件(MT)的纟且的孩t系统。
10. 如前it《壬意一个4又矛J^^求f斤述的方法，^4^^于，f斤述构图无"^是否结合掩模(20)，都通it^ (Ll、 L2)进行。
11. 如权矛溪求10所述的方法，^#4^于，所述构图通过^ffl从下列步 骤中选择的步^ii行-使导电层(lla)和箔(10)1緣完^(A); -去除导电钩lla)以暴露箔(10)(B);-去除导电厨lla)和部分的箔(10)，以保留更薄的箔(C);以及 -完4^去除导电层(lla、 lib)和箔以形成间隔(D)。
12. 如前述任意一个权矛溪求所述的方法，其特征在于所述箔的层叠通过将 至少一层箔(10) ^在第一44由(70)上来实现。
13. 如权矛J^求12所述的方法，其特M于该方法^il样的工艺中进《亍 ^!t^到所述第一44由(70)上时，所述箔(10)从第二44由或滚筒(80)展开。
14. 如4又矛J^"求13所述的方法，^#征在于，所述导电层(lla)和箔(10) 的构图在火以下可能的位置中选出的至少一个位置处进行在第一44由(Ll)之 上或附近，在第一和第二44由(L2)之间，以凡g第二44由或滚筒(80) U或 附近。
15. 如前述任意一个权矛决求所述的方法，其特絲于，所述箔的连接通錄 升高的温度下在叠层箔上施加压力而实现，其中所述压力在垂直于箔方向Ji^加。
16. 如权矛溪求15所述的方法，^4争M于在结构中4條间隔的箔上所需要 的压力通ii^所述间隔中施加升高的压力而得到。
17. 如前述任意一个权利要求所述的方法，其特M于，在箔叠层中形成开 口 (130、 135)，以提供从微系统"H则到与微系统的电fe^接的导电层(121)的通道。
18. 如前述任意一个权利要求所述的方法，其特征在于，在箔的熔合;^后， 微系乡iA/斤述叠层甜。
19. 如前述任意一个权禾'溪求所述的方法，^#絲于导电层材泮樣自包括 铝、柏、银、金、铜、氧《^^和磁|1#料的组。
20. 如前述任意一个权矛决求所述的方法，^##于箔材料从包#^^^危 化物(PPS)和^t^甲酸乙二醇酉旨(PET)的组中选择。
21. 如前述任意一个权矛溪求所述的方法，^4争絲于所^f狄的箔(10)具 有1 M m至5 /a m之间的厚度。
22. —种微系统(MI、 PS、 AC、 MV、 MP、 MT),由一组(S)至少两层 电绝缘弹性箔构成，所必科生箔中的一层箔层叠在另一层箔上，其中^"层箔具 有J^目同的厚度，其中至少一层箔具有被设置成电极的构图导电层，并且其中 至少一层箔具有间隔(110、 310、 510、 710、 910、 1110)。
23. 如权利要求22所述的微系统，其特征在于每层箔包括相同的箔材料。
24. 如权利要求22或23所述的微系统，其特征在于，所述微系统包括至少三 层电绝缘性箔。
25. 如权利要求22-24中任何一个所述的微系统，其特征在于，所述微系 统包4舌可移动元件，所述可移动元件包4舌至少一层箔并JL其在至少一侧上i^接到 所述微系统，其中所述可移动元件从包括可移动块(500)、可移动阀门(770、 955、 965)和可移动膜(100、 200、 300、 900)的组中选择，以^^其中所述可移 动元/f牛位于所述间隔的一刚。
26. 如权要求22-25中任何一个所述的微系统，其特征在于，所述微系 统包括在间隔附近的箔上的导电层中实现的传感器(1170、 1180),用于测量所 述间隔的量。
27. 如权利要求25所述的微系统，其特征在于所述微系统包括MEMS电容 (MO 。
28. 如权利要求27所述的微系统，^4争棘于所述箔組(S)包括至少三层 箔，在所述微系统中具有间隔(110)，所述间隔(110)在其第"H则面上设置有 第一层箔(100)作为接收声波的膜，以及所述间隔(110)在其第二側面上设置 有第二层箔(120)作为背板，所述第二层箔包括用作压力波传输到自由空间的 通道的开口 (125),所述间隔(110)在垂直于所述箔的方向上具有至少一层箔 的厚度，并且特征在于，所述微系统的进一步特征是，所皿(100)和所述背 板(120)也具有导电层(102、 121),所述层(102、 121)通向用于电连接所 it樣吏系统的区&戈(130、 135)。
29. 如权矛设求28所述的微系统，其特征于，所舰(100)或背板(120) 的箔在两个测面上^"有导电层(101、 102、 121、 122)。
30. 如权利要求28或29所述的微系统，其特征于，所iiM(200)的箔 在其边缘处包括比膜的所述箔的剩余区域更薄的区域(208)。
31. 如权矛J^求25所述的微系统，其特征于，所述微系统包括MEMS压 力传感器(PS)。
32. 如权矛决求31所述的微系统，其特征于，所述组(S)包括至少三层箔，其中所述微系统中具有第一间隔(310),所述间隔(310)在其第-H则面上 具有包括用作第一电极的导电层(301)的可移动膜(300)，所逸漢(300)在 其另一侧面上邻近另一间隔，^il一间隔中测量的压力占优势，其中所述第一间 隔(310)在其第二侧面上设置有在箔(320)上的导电层(321)中实现的第二 电极，其中当投影到平行于所述箔的平面上时，所述第一电极和所述第二电极交 叠，由此使第一电极和第二电极共同形成了电容，该电^决于所述第一间隔 (310)和所述另一间隔之间的导皿(300)形变的压力差，所ii樣i:系统的特征 *于，所述第一间隔(310)在垂直于所述箔的方向上具有至少一层箔的厚度, 所述微系统的特M在于，所迷电极的导电层(301、 321)通向用于电连接所述 樣史系统的区&戈(330、 335)。
33. 如权矛溪求25所述的微系统，其特鍵于，所述微系统包括MEMS加 狄计(AC)。
34. 如权矛虔求23所述的微系统，^#站于，所iti且(S)具有至少三层 箔，在该微系统中有厚度等于至少一层箔的间隔(510),所述间隔(510)在其 第一侧面上设置有可移动块(500)上的第一电极(502),所述块(500)由包 括至少一层箔的叠层构成，并JL^斤述块(500)通她〖4i^接器(505)连接到所 述微系统，以及其中第二电极(521)位于间隔(510)的相对侧面上，其中所述 第一电极(502)和所述第二电极(521) ^i史置在箔的导电层中，其中当投影到 平行于箔的平面上时，所述第一电极(502)和所述第二电极(521)交叠，由此 所述第一电极(502)和第二电极(521)共同形成了电容，所述电鉢决于 口 在可移动块(500)上的加速力，所iii口速力引起块(500)相对于凝:系统的相对 移动，并且由此改变两个电极之间的间隔(510)的厚度，所述樣i系统的特M 在于，所述电极的所述导电层(502、 521)通向用于电连##系统的区域(530、 535)。
35. 如权矛虔求25所述的微系统，^#站于，所述微系统包括微型阀门 (野)。
36. 如权利要求35所述的微系统，^#站于，该组(S)包括至少四层箔， 具有入口 (750)和出口 (760)的间隔(710)位于所述微系统中，其中至少出 口 (760)能通iii^接到微系统的可移动阀门(770)关闭，所述阀门(770)包 括具有导电层的箔，该导电层限定第一电极(771)，以及其中该间隔(710)在 其第一側上设置有第二电极(701),在其相反的一侧上设置有第三电极(722 ), 其中所述第二电极(701)和所述第三电极(722) ;tpi殳置在箔(700、 720)上的导电层中，其中当投影到平行于箔的平面上时，所有电极(701、 722、 771)交 叠，使得所述第二电极(701)和第三电极(722)能用于电容性驱动所述可移动 阀门(770),所述微系统进一步的特征在于，该间隔(710)在垂直于箔方向上 具有至少一层箔的厚度,所述微系Mii—步的特棘于，电极的所述导电层(701、 722、 771)通向用于电连接所述微系统的区域(730、 735、 740)。
37，如权利要求25所述的^敛系统，其特征在于所述微系统包括微型泵(MP)。
38. 如权矛虔求37所述的微系统，^#站于，所iil且(S)包括至少六层 箔，具有入口 (950)和出口 (960)的第一间隔(910)位于所述微系统中，其 中入口 (950)和出口 (960)都育琉过包^^接到微系统的箔的可移动阀门(955, 965)关闭，以及其中所述第一间隔(910)在其第一侧面上设置有包括P艮定了第 一电极的导电层(901)的可移动膜(900)，所述可移动膜在其相对侧处邻近第 二间隔(915),所迷第二间隔(915)在其相对"H则上设置有包括用作第二电极 的导电层(927)的箔(925),其中当投影到平行于所述箔的平面上时，所述第 一电极(901)和所迷第二电极(927)交叠，使得所述第二电极(927)能用于 电容性驱动可移动膜(900),所述微系Mii—步的特棘于，所述两个间隔(910、 915)在垂直于箔的方向上具有至少一层箔的厚度，所述微系统进一步的特M 于，所述电极的所述导电层(901、 927)通向用于电连接所述微系统的区域(930、 940)。
39. 如权禾'谈求38所述的樣吏系统，^#站于，所述微系M^具有在第一 间隔(910)的第二侧面上的箔(920)上的另一导电层(922),所述导电层(922) 限定了第三电极，其中当投影到平行于箔的平面上时，所述第一电极(901)和 第三电极(922)交叠，由此第三电极(922)也能用于电容性驱动可移动箔(900)， 所述微系统进一步的特M于，该电极的所述导电层(922) M向用于电连接 所述微系统的区域(935)。
40. 如权矛J^求26所述的樣i系统，^#絲于微系统包括y TAS元件(MT )。
41. 如权利要求40所述的微系统，其特#于，该组(S)包括具有至少三 层箔，在微系统中有具有入口 (1150)和出口 (1160)的沟道(1110),用于从 中通过气体或液体，其中该沟道(1110)在垂直于箔的方向上具有至少一层箔的 厚度，其中所述沟道(1110)在其一侧上具有传感器或致动器(1170、 1180)。
42. 如权矛溪求41所述的微系统，其特;f碌于，所述传感器或致动器在邻 接沟道的箔的导电层中形成。
43. 如权利要求42所述的微系统，其特M于，所述微系统包括流量传感器(1170)。
44, 如权矛J^求42或43所述的微系统，^#4￡^于，所述微系统包括电导 #感器(1180)。
45, 如权矛决求42 - 44中^f可一个所述的微系统，^Hr站于，所述微系 统包括另1感器或致动器，^于4峰沟道(1110)的相反侧面的箔的导电层 中。
46, 如权矛虔求22 - 45中<封可一个所述的微系统，>^#站于，导电层的 材料包括来自包括铝、鉑、银、金、铜、氧ib^^和磁4i^料的组的金属。
47，如权矛]^求22 - 46中4封可一个所述的微系统，^#站于，箔的材料 包括来自包^f:^5克化物(PPS)和^t苯二曱酸乙二醇酯(PET)的组的材料。
48. 如权矛J^求22 - 47中frf可一个所述的微系统，^4争棘于，箔具有1 pm至5iim之间的厚度。
49. 电^^#4生箔的叠层，包括如权矛J^求27-34中的任意一个所述的微 系统。
50. 电子器件，包括如权利要求27-34中任意一个所述的微系统。
51，如权矛J^求50所述的电子器件，其特征在于，所述电子器件还^i舌用于读WL驱动来自微系统的信号的i^电路(IC)。
52, 如权矛溪求51所述的电子器件，其特站于，微系统具有凹陷(1205)， 其中容纳城电路(IC)，由jtbft系统实际上形成了 a电路(IC)的部^]"装, 所述狄电路(IC)连接到所述微系统。
53. 如权利要求50-52中任何一个所述的电子器件的使用，其特^于， 微系统包括用于i谅声音的MEMS电容^LK (MI),其中MEMS电容U 财电4 Lh提供电压X，以及其中所述电压X被絲电路(IC)读取。
全文摘要
本发明涉及一种制造微系统的方法并且还涉及该微系统。利用该方法，可以通过层叠在至少一侧上具有导电层(11a，11b)的预处理的箔(10)制造微系统。在层叠之后，使用压力和热来密封这些箔(10)。最后，微系统从叠层(S)分开。箔的预处理(优选通过激光束完成)包括选自以下的步骤(A)保持箔完整，(B)部分去除导电层，(C)去除导电层和部分蒸发所述箔(10)，以及(D)去除导电层以及箔(10)，由此在箔(10)上形成孔。结合所述层叠，可以形成空腔，自由悬挂的悬臂以及膜。这使得能够制造不同的微系统，例如MEMS器件和微流系统。
文档编号B81C1/00GK101263077SQ200680033035
公开日2008年9月10日 申请日期2006年8月24日 优先权日2005年9月9日
发明者G·兰格赖斯, J·B·吉斯伯斯, J·W·威坎普 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司