接合式微机电组件制造技术

技术编号:7127979 阅读:160 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
描述了一种MEMS器件,所述MEMS器件具有主体,而所述主体带有接合到该主体的部件。所述主体具有主表面和相邻于主表面且小于主表面的侧表面。所述主体由一种材料形成,所述侧表面由该材料形成,并且所述主体处于一种不同于侧表面的晶体结构。所述主体包括在侧表面的出口,并且所述部件包括与所述出口处于流通连接的孔隙。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及接合式微机电组件
技术介绍
微机电系统(MEMQ通常具有利用传统半导体处理技术形成在半导体基底中的机械结构。MEMS可包括单一结构或多结构。MEMS具有电部件,其中,电信号各自激化 (activate)或由MEMS中各结构的致动所产生。MEMS可由一系列层通过层叠形成,其中,一个或多个层包括孔隙或凹部。或者, MEMS可借助于连续的沉积和蚀刻处理而形成。也可采用层叠与沉积和蚀刻处理的组合。一些MEMS包括一系列的重复式结构。通常,对于各种重复式结构,期望能够形成可重现的一致的特征。重现可部分依赖于稳定的处理条件。一系列的容纳模具的MEMS可形成在单个基底上。一旦形成MEMS的特征被完成, 模具就可从基底解除,例如通过将基底锯成独立的模具。或者,可在基底的一侧或两侧蚀刻道痕或切口,并且可通过沿所述道痕和切口猛折基底而手动使模具脱离。如图1所示,此方法常在模具10的边缘留下破损,例如在丧失碎片或段片的区域的缺口 20、过量材料的粗边或毛口 30。此破损按需可通过抛光去除。然而,抛光会产生渣或其它碎屑。因此,缺口、微裂口或毛口通常遗留在切割边缘上。
技术实现思路
容纳模具的MEMS可这样形成,即通过在基底中创建特征(features)并且利用聚焦在子表面的激光切割以从基底形成独立的模具。然后,使用粘接剂将部件接合到由切割所形成的表面上。聚焦于子表面的激光切割方法不产生碎屑或几乎无碎屑,从而消除了为产生适用于粘接剂接合的表面而执行的进一步处理例如抛光或清洁。一方面,描述了一种组件。该组件包括具有主表面的主体;和相邻于所述主表面且小于所述主表面的侧表面。利用粘接剂接合到所述侧表面的部件。所述主体包括所述侧表面中的出口,所述部件包括与所述出口处于流通连接的孔隙,其中,所述主体由一种材料形成,所述侧表面由所述材料形成,并且所述主体处于一种不同于所述侧表面的晶体结构。另一方面,描述了一种形成组件的方法。该方法包括激光切割容纳单晶体材料的主体以形成包括MEMS的模具,其中,所述激光切割将激光光线聚焦于贯穿主体厚度的多个点处,所述多个点确定出模具的侧表面并且将该表面接合到部件上。在此描述的器件和技术可包括下文中的一个或多个。主体可由晶体硅形成,并且侧表面可由多晶硅形成。侧表面可无缺口和毛口。出口可与腔室处于流体连通,并且组件还可包括关联的且构造成改变所述腔室的容积的致动器。部件可以是喷嘴板,孔隙可以是喷嘴。侧表面可以是大致平坦的平面型表面。侧表面可具有粗糙度在大约5埃与5微米之间的表面。侧表面可以不是抛光的表面。侧表面可垂直于主表面。主体可具有在侧表面的多个出口,该多个出口与部件中的多个孔隙处于流体连通。凹部可形成在基底的主表面中。基底可以是主体的一部分,并且基底的主表面可垂直于主体的侧表面。通过在主表面中形成凹部和对主体激光切割可在侧表面中形成出口。将表面接合到部件可包括接合内部具有孔隙的部件,使得所述孔隙与所述出口处于流体连通。出口可流通地连接到确定出一定容积的腔室,并且转换器可接合到主体,其中,转换器构造成当被致动时改变所述容积。垂直于基底的主表面的第二表面可被激光切割。所述第二表面可用于将模具对齐至壁。所述单晶体材料可以是硅,并且激光切割可形成多晶硅的表面。所述激光切割可产生子表面破损而无烧蚀或蒸发。将所述表面接合到所述部件可包括利用粘接剂接合。在此所述的方法可包括以下优点的一个或多个。可采用聚焦于子表面的激光切割形成表面。所述激光切割的表面可适用于接合到另一表面而无需进一步的处理步骤例如抛光或清洁。因而,可避免进一步的处理,从而无需去除作为进一步处理步骤的副产品的残留物或残渣。因此,可在不将碎屑引入模具中已有特征例如通道中的情况下形成器件。主体与部件的低的表面粗糙度容许两者彼此接合,使得被接合部分之间无层离或空隙,所述层离或空隙可能使组件不能正常工作。因为所需处理步骤较少,所以器件可被更快地生产。在此所述的切割和接合容许具有多个层的MEMS的形成,其中,一些层垂直于其它层。相比于使用传统技术,器件可形成具有更大的封装密度。相比于其它方法例如破碎或蒸发,激光切割容许利用更多的基底,因为基底在切割处理中没有或者几乎没有损失。通过将一部分接合到边缘上而形成的多层器件可容许形成更多种更复杂的结构。这些更复杂的结构在处理方向上可更小。即,模具的印迹可更小。小的器件和模具可容许更小的总体装置的产生,而器件则位于装置中。因而,多个模块可堆叠在小的空间内,例如在印制区内。这可容许更高分辨率的印制。小的器件也可被更经济地生产。由在此所描述的切割方法所产生的大致光滑、平坦或平面型表面也可用于将模具对齐至另一部件。本专利技术的一个或多个实施例的细节在附图和以下描述中给出。本专利技术的其它特征、目的、和优点将由描述和附图以及由权利要求而明显。附图说明图1是容纳模具的MEMS的透视图。图2是用于形成多个模具的组件的平面视图。图3是用于形成模具的组件的截面图。图4是以截面图示意性地示出激光切割。图5是模具的透视图。图6是带有接合式部件的模具的透视图。图7是模具在接合到接合式部件之前的替代实施例的透视图。图8是模具在接合之后的截面侧视图。图9是模具的一实施例的截面侧视图。各附图中相同的附图标记指示相同的元件。具体实施例方式描述一种利用MEMS形成模具的方法,该方法采用聚焦于子表面的激光切割以形成可用作接合表面的清洁的、大致光滑的表面。部件,例如面光滑的板,接合到所述切割表面上。由切割所产生的表面无需为了使粘接剂能够将另一部件接合到该表面而做进一步处理。参考图2和图3,基底50包括一个或多个区域75 (区域75的边界以虚线示出), 所述区域75包括特征或微制造出的结构,例如凹部或腔室90。区域75将最终与基底分离以形成独立的模具。虽然区域75示出呈间隔隔开,但是它们可彼此紧邻。基底50可包括一层单晶体材料,例如,半导体,例如硅、蓝宝石(sapphire)或III-V类材料,例如砷化镓 (gallium arsenide) 0多个模具可同时在基底上处理以避免材料浪费。嵌入式特征可通过处理基底的一层而形成,例如通过蚀刻例如深反应式离子蚀刻,并且将第二层105接合到所处理的层上以形成组件100。第二层105也可以是单晶体材料,例如与基底50相同的材料。一种示例性的多层处理流程在2005年5月12日公布的美国公布号U. S. 2005-0099467 中描述,其中对器件以及形成该器件的方法的描述通过引用结合于此。参考图4,一旦在基底或组件100上的处理完成且模具正待与组件100分离,就在组件100上执行激光切割。激光切割是聚焦于子表面、产生子表面破损或孔的激光切割。 而材料不被蒸发或烧蚀。激光光线110借助于聚光透镜115聚焦在组件100的各种非表面点120处。聚光透镜115使能量聚集成足够强,使得当激光在聚焦位置或焦点处达到峰值功率密度时产生孔。在所述孔的周围产生压应力和张应力。一系列的孔形成内部穿孔。经激光处理的基底在切割后保持完整无损。在一些实施例中,内部穿孔的基底附接到一种带上。所述带被展开,例如通过机械拉伸所述带,并且沿所述穿孔引入的应力区域使基底沿所述穿孔分离。激光光线采用多光子吸收或光学损伤,以便沿将成为模具的表面产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组件,包括:主体,具有主表面和相邻于主表面且小于主表面的侧表面,其中,主体由一种材料形成,侧表面由该材料形成,并且主体处于一种不同于侧表面的晶体结构;和利用粘接剂接合到侧表面的部件,其中,所述主体包括侧表面中的出口,并且所述部件包括与所述出口处于流通连接的孔隙。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:PA霍伊辛顿
申请(专利权)人:富士胶卷迪马蒂克斯股份有限公司
类型:发明
国别省市:US

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