專利名稱：防止沾黏的微機(jī)電結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種防止沾黏的微機(jī)電結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
微機(jī)電(MEMS，Micro-Electro-MechanicalSystem)元件目前已廣為應(yīng)用，例如
用以制作加速度計(jì)等。在微機(jī)電元件的制作過程中，由于應(yīng)力與其它原因所致，可能會(huì) 造成微機(jī)電元件的部份結(jié)構(gòu)發(fā)生沾黏(stiction)的現(xiàn)象。例如請(qǐng)參閱圖1，結(jié)構(gòu)層11因應(yīng) 力彎曲，以致與結(jié)構(gòu)層12沾黏，造成元件無法正常動(dòng)作。此情況可能在制作過程中、或 在制作過程后元件動(dòng)作時(shí)發(fā)生。因此，有必要解決此問題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提出一種防止沾黏的微機(jī) 電結(jié)構(gòu)，以解決上述問題。為達(dá)上述目的，就本實(shí)用新型的其中一個(gè)觀點(diǎn)而言，提供了一種防止沾黏的微 機(jī)電結(jié)構(gòu)，包含基板；以及位于基板上的至少兩結(jié)構(gòu)層，其中至少一結(jié)構(gòu)層為動(dòng)件， 該兩結(jié)構(gòu)層之一設(shè)有凸塊，以防止該動(dòng)件與其它結(jié)構(gòu)部份沾黏。以上所述微機(jī)電結(jié)構(gòu)中，該凸塊可設(shè)置于該至少一結(jié)構(gòu)層的上方、下方或側(cè) 方。凸塊可以成規(guī)則或不規(guī)則排列。凸塊的平面尺寸宜在0.25 μ m2或以下。以上所述微機(jī)電結(jié)構(gòu)中，可以有兩層或更多結(jié)構(gòu)層設(shè)有凸塊。當(dāng)該設(shè)有凸塊的結(jié)構(gòu)層為包含兩層以上的復(fù)合結(jié)構(gòu)層時(shí)，該凸塊可以為兩層以 上的結(jié)構(gòu)。下面通過具體實(shí)施例詳加說明，當(dāng)更容易了解本實(shí)用新型的目的、技術(shù)內(nèi)容、 特點(diǎn)及其所達(dá)成的功效。

圖1顯示現(xiàn)有技術(shù)的沾黏問題；圖2顯示本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例；圖2Α-2Β舉例顯示凸塊的排列方式；圖3-4顯示本實(shí)用新型的另兩個(gè)實(shí)施例；圖4Α舉例顯示凸塊的另一種排列方式；圖5顯示本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例，本實(shí)施例在平面上設(shè)置凸塊；圖6為沿圖5的A-A剖線所得的剖面圖；圖7標(biāo)出在平面上設(shè)置凸塊的另一實(shí)施例；圖8顯示沿圖7的B-B剖線所得的剖面圖；圖9與圖10顯示另兩個(gè)沒有檢查塊42的實(shí)施例；圖11-14舉例顯示凸塊441的數(shù)種實(shí)施型態(tài)；
3[0020]圖15-17舉例顯示當(dāng)凸塊系位于結(jié)構(gòu)層的上方或下方時(shí)的數(shù)種實(shí)施型態(tài)c圖中符號(hào)說明11，12 結(jié)構(gòu)層21 基板22 微機(jī)電元件的其它結(jié)構(gòu)部分23 電容感測(cè)元件231 下方結(jié)構(gòu)層2311 凸塊232 上方結(jié)構(gòu)層2321 凸塊42 檢查塊421 凸塊43 固定電極431 凸塊44 可動(dòng)電極441 凸塊46 彈簧48 固定柱100 同平面?zhèn)鞲衅?br> 具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型中的圖標(biāo)均屬示意，主要意在表示制程步驟以及各層之間的上下次 序關(guān)系，至于形狀、厚度與寬度則未依照比例繪制。本實(shí)用新型的特點(diǎn)之一在于在微機(jī)電元件的兩結(jié)構(gòu)部份間設(shè)置凸塊，以避免 在制作過程中或在元件動(dòng)作時(shí)發(fā)生沾黏問題。在后者情況下(欲避免在元件動(dòng)作時(shí)發(fā)生 沾黏問題)，兩結(jié)構(gòu)部份其中之一為動(dòng)件，另一結(jié)構(gòu)部份則可為動(dòng)件或固定件。在前者情 況下(欲避免在制作過程中發(fā)生沾黏問題)，則兩結(jié)構(gòu)部份不限于必須有一為動(dòng)件。凸塊 的平面尺寸宜(但不限于)在0.25 μ m2或以下。請(qǐng)參閱圖2，本實(shí)施例以出平面?zhèn)鞲衅鳛槔?，微機(jī)電元件包含基板21、位于基 板上的電容感測(cè)元件23、以及微機(jī)電元件的其它結(jié)構(gòu)部分22(例如為固定柱或隔離壁 等)。有關(guān)出平面?zhèn)鞲衅鞯募?xì)節(jié)非本實(shí)用新型重點(diǎn)，可參閱美國(guó)專利第6,402,968號(hào)、第 6,792,804號(hào)、第6,845,670號(hào)、第7,138,694號(hào)、第7,258,011號(hào)等。電容感測(cè)元件23包括 下方結(jié)構(gòu)層231 (構(gòu)成下電極板)與上方結(jié)構(gòu)層232 (構(gòu)成上電極板)。當(dāng)微機(jī)電元件移動(dòng) 造成上下電極板間的距離改變時(shí)，即可根據(jù)電容值的改變來計(jì)算微機(jī)電元件的位移。本 實(shí)施例的特點(diǎn)在于，在下方結(jié)構(gòu)層231的上方設(shè)有凸塊2311。如此，當(dāng)兩結(jié)構(gòu)層231， 232相對(duì)移動(dòng)時(shí)，或在制作過程中，便不會(huì)發(fā)生沾黏問題。凸塊2311的數(shù)目與間距可根 據(jù)兩結(jié)構(gòu)層231，232的尺寸來適當(dāng)安排，由頂視圖觀之，其例如可如圖2Α成縱列安排， 或甚至也可如圖2Β成不規(guī)則排列。圖3顯示也可在上方結(jié)構(gòu)層232的下方設(shè)置凸塊2321，同樣可達(dá)成與前一實(shí)施例相似的功效。圖4顯示凸塊2321不限于單獨(dú)一列，亦可安排成兩列。圖4A為底視 圖，顯示凸塊2321甚至亦可安排成單雙列的綜合形式。當(dāng)然，凸塊2321亦可成不規(guī)則 排列。以上各實(shí)施例為應(yīng)用于出平面?zhèn)鞲衅?，其?dòng)件在垂直方向上移動(dòng)，因此凸塊宜 設(shè)置在結(jié)構(gòu)層的上方或下方。本實(shí)用新型亦可應(yīng)用于動(dòng)件在水平方向上移動(dòng)的微機(jī)電元 件，例如同平面?zhèn)鞲衅鳌Ｕ?qǐng)參閱圖5，此為同平面?zhèn)鞲衅鞯囊焕?，本?shí)施例的同平面?zhèn)?感器100包含固定電極43、可動(dòng)電極44、彈簧46、固定柱48，此外并設(shè)有檢查塊42。 當(dāng)可動(dòng)電極44與固定電極43間的距離改變時(shí)，即可根據(jù)電容值的改變來計(jì)算微機(jī)電元件 的位移。同平面?zhèn)鞲衅鞯募?xì)節(jié)非本實(shí)用新型重點(diǎn)，有關(guān)同平面?zhèn)鞲衅鞯默F(xiàn)有技術(shù)，例如 可參閱美國(guó)專利第5,326,726號(hào)、第5,847,280號(hào)、第5,880,369號(hào)、第6,877,374號(hào)、第 6,892,576號(hào)、第2007/0180912號(hào)。本實(shí)施例的特點(diǎn)在于，檢查塊42和可動(dòng)電極44上分 別設(shè)有凸塊421與441，如此，當(dāng)可動(dòng)電極44水平移動(dòng)時(shí)，便不致發(fā)生沾黏。當(dāng)然，檢 查塊42和可動(dòng)電極44亦可僅其中之一設(shè)有凸塊(421或441之一)。圖6為沿圖5的A-A剖線所得的剖面圖，本實(shí)施例中可動(dòng)電極44為兩層以上的 復(fù)合結(jié)構(gòu)層，本圖顯示凸塊441不必須包含整個(gè)復(fù)合層(亦即在本實(shí)施例中不必須為三 層)，而可僅使其中單一層凸出構(gòu)成凸塊441。但當(dāng)然，如果復(fù)合結(jié)構(gòu)層的每一層皆凸 出，亦屬本實(shí)用新型的范圍，且各層的凸出彼此間不必須對(duì)齊。圖7標(biāo)出在平面上設(shè)置凸塊的另一實(shí)施例，本實(shí)施例中除在檢查塊42和可動(dòng)電 極44間設(shè)置凸塊外，亦在可動(dòng)電極44與固定電極43間，于可動(dòng)電極44這一側(cè)設(shè)置凸塊 441。圖8顯示沿圖7的B-B剖線所得的剖面圖。以上實(shí)施例中，檢查塊42并非絕對(duì)必要。圖9與圖10顯示另兩個(gè)沒有檢查塊 42的實(shí)施例。圖9中，在可動(dòng)電極44與固定電極43間，于可動(dòng)電極44與固定電極43 兩側(cè)皆設(shè)置凸塊(441與431)。圖10則在可動(dòng)電極44與固定電極43間，于固定電極43 這一側(cè)設(shè)置凸塊431。當(dāng)設(shè)置凸塊的結(jié)構(gòu)部份為兩層以上的復(fù)合結(jié)構(gòu)層時(shí)，凸塊可設(shè)置于其中任何一 層或多層，并可為任何結(jié)構(gòu)。例如，圖11-14舉例顯示了凸塊441的多種可能實(shí)施型態(tài)。 相似地，當(dāng)凸塊位于結(jié)構(gòu)層的上方或下方時(shí)，也可有各種的實(shí)施型態(tài)，例如圖15-17所 示。以上種種、與其變化，皆屬于本實(shí)用新型保護(hù)的的范圍。以上已針對(duì)較佳實(shí)施例來說明本實(shí)用新型，只是以上所述，僅為使本領(lǐng)域技術(shù) 人員易于了解本實(shí)用新型的內(nèi)容，并非用來限定本實(shí)用新型的權(quán)利范圍。對(duì)于本領(lǐng)域技 術(shù)人員，當(dāng)可在本實(shí)用新型精神內(nèi)，立即思及各種等效變化。舉例而言，以上所述各實(shí) 施例中的層數(shù)與產(chǎn)品應(yīng)用等皆為舉例，還有其它各種等效變化的可能。故凡依本實(shí)用新 型的概念與精神所為之均等變化或修飾，均應(yīng)包括于本實(shí)用新型權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種防止沾黏的微機(jī)電結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含基板；以及位于基板上的至少兩結(jié)構(gòu)層，其中至少一結(jié)構(gòu)層為動(dòng)件，該兩結(jié)構(gòu)層之一設(shè)有凸 塊，以防止該動(dòng)件與其它結(jié)構(gòu)部份沾黏。
2.如權(quán)利要求1所述的防止沾黏的微機(jī)電結(jié)構(gòu)，其特征在于，該凸塊設(shè)置于該兩結(jié)構(gòu) 層之一的上方、下方或側(cè)方。
3.如權(quán)利要求1所述的防止沾黏的微機(jī)電結(jié)構(gòu)，其特征在于，該至少兩結(jié)構(gòu)層皆設(shè)有 凸塊。
4.如權(quán)利要求1所述的防止沾黏的微機(jī)電結(jié)構(gòu)，其特征在于，該凸塊的平面尺寸在 0.25 μ m2或以下。
5.如權(quán)利要求1所述的防止沾黏的微機(jī)電結(jié)構(gòu)，其特征在于，該設(shè)有凸塊的結(jié)構(gòu)層為 包含兩層以上的復(fù)合結(jié)構(gòu)層，且該凸塊為單一層結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1所述的防止沾黏的微機(jī)電結(jié)構(gòu)，其特征在于，該設(shè)有凸塊的結(jié)構(gòu)層為 包含兩層以上的復(fù)合結(jié)構(gòu)層，且該凸塊為兩層以上的結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型提出了一種防止沾黏的微機(jī)電結(jié)構(gòu)，包含基板；以及位于基板上的至少兩結(jié)構(gòu)層，其中至少一結(jié)構(gòu)層為動(dòng)件，該兩結(jié)構(gòu)層之一設(shè)有凸塊，以防止該動(dòng)件與其它結(jié)構(gòu)部份沾黏。
文檔編號(hào)B81B7/02GK201793368SQ20102000417
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月20日
發(fā)明者徐新惠, 李昇達(dá), 王傳蔚 申請(qǐng)人:原相科技股份有限公司