BR112016016629B1 - Método para a produção de um componente - Google Patents
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Abstract
método para a produção de um componente. em um método para a produção de um componente, uma primeira camada composta é primeiramente produzida, compreendendo uma camada estruturada e uma ranhura preenchida com um material isolante. a camada estruturada é eletricamente condutiva pelo menos em uma primeira região. a ranhura preenchida com um material isolante se estende em um sentido para fora a partir da primeira superfície da camada estruturada e está disposta na primeira região da camada estruturada. a primeira superfície da camada estruturada está voltada para uma primeira superfície da primeira camada composta. adicionalmente o método tem a etapa de produzir de uma segunda camada composta, a qual tem uma primeira depressão em uma primeira superfície da segunda camada composta, e a etapa de conectar a primeira camada composta a segunda camada composta. a primeira superfície da primeira camada composta ajunta a primeira superfície da segunda camada composta pelo menos em algumas regiões, a referida ranhura preenchida estando disposta no interior da posição lateral da primeira depressão. após a primeira camada composta ter sido conectada a segunda camada composta, a espessura da primeira camada composta a partir de uma segunda superfície da primeira camada composta até a profundidade da ranhura preenchida é reduzida. a segunda superfície da primeira camada composta repousa oposta a primeira superfície da primeira camada composta. adicionalmente o método tem a etapa de produzir de uma estrutura ativa na camada estruturada, a referida estrutura ativa compreendendo duas segundas regiões as quais estão dispostas na primeira região da camada estruturada e as quais são mecanicamente conectadas, uma a outra, de uma maneira rígida, mas são eletricamente isoladas uma a partir da outra por intermédio da ranhura preenchida.
Description
[001] A invenção se refere a um método para a produção de um componente, em particular, um componente micro mecânico, micro eletromecânico (MEMS) ou ainda um componente micro ótico-eletromecânico (MOEMS) assim como tal componente.
[002] Componentes micros eletromecânicos (MEMS), ou melhor, componentes micros óticos eletromecânicos (MOEMS), frequentemente, compreendem estruturas ativas. Em particular, estruturas móveis ou estruturas as quais igualmente incluem componentes móveis e óticos (por exemplo, espelhos móveis), devem ser subentendidos como “estruturas ativas”. O termo “área ativa” indica a área, ou melhor, o volume do componente no qual a estrutura ativa repousa, ou melhor, se move. Pode ser necessário ou vantajoso se a estrutura ativa não consistir de um composto uniforme, mas ter pelo menos duas partes ou regiões separadas, as quais sejam mecanicamente conectadas, uma a outra, de uma maneira rígida, mas que sejam total e eletricamente isoladas uma a partir da outra.
[003] A formação de um isolamento elétrico entre as partes da estrutura ativa eletricamente isoladas, uma a partir da outra, apresenta um desafio particular no que diz respeito a produção de tal componente uma vez quer a estrutura ativa é fisicamente conectada a outros elementos do componente apenas até uma extensão limitada, com o objetivo de assegurar a sua mobilidade.
[004] Portanto, é o objetivo da invenção proporcionar um método para a produção de um componente, em particular, um componente micro mecânico, mico eletromecânico ou um componente micro ótico eletromecânico, por intermédio do qual uma estrutura ativa do componente com duas partes ou regiões separadas, as quais são mecanicamente conectadas, uma a outra de uma maneira rígida, mas são totalmente eletricamente isoladas uma a partir da outra, possa ser realizada.
[005] Esse objetivo é resolvido por intermédio da matéria em questão da reivindicação independente, As realizações preferidas podem ser encontradas nas reivindicações dependentes.
[006] Um método para a produção de um componente de acordo com a presente invenção compreende a etapa de produzir de uma primeira camada composta, a qual compreende uma camada estruturada, a qual é eletricamente condutiva pelo menos em uma primeira região, e uma ranhura preenchida com um material isolante, a qual se estende em um sentido para fora a partir de uma primeira superfície da camada estruturada e está disposta na primeira região da camada estruturada. A primeira superfície da camada estruturada fica de frente a uma primeira superfície da primeira camada composta. Adicionalmente, o método para a produção de um componente tem a etapa de produzir de uma segunda camada composta, a qual tem uma primeira depressão em uma primeira superfície da segunda camada composta, e a etapa de conexão da primeira camada composta à segunda camada composta, a primeira superfície da primeira camada composta pelo unir a primeira superfície da segunda camada composta pelo menos em algumas regiões, e a ranhura preenchida estando disposta no interior da posição lateral da primeira depressão. Depois de a primeira camada composta ter sido conectada a segunda camada composta, a espessura da primeira camada composta a partir da segunda superfície da primeira camada composta até a profundidade da ranhura preenchida é reduzida, a segunda superfície da primeira camada composta repousando oposta a primeira superfície da primeira camada composta. Adicionalmente, o método tem a etapa de produzir de uma estrutura ativa do componente na camada estruturada, a estrutura ativa estando disposta no interior da posição lateral da primeira depressão e compreendendo duas segundas regiões da camada estruturada. As segundas regiões da camada estruturada estão dispostas na primeira região da camada estruturada, fisicamente conectadas, uma a outra, de uma maneira rígida, e eletricamente isolada uma a partir da outra por intermédio da ranhura preenchida.
[007] De acordo com uma realização do método para a produção de um componente, a camada preenchida na primeira camada composta pode, antes da etapa de conexão da primeira camada composta com a segunda camada composta, se estender até uma profundidade, a qual é menor que a espessura da primeira camada composta. Isto significa que a ranhura preenchida não alcança a segunda superfície da primeira camada composta, a qual repousa oposta a primeira superfície da primeira camada composta.
[008] De acordo com uma realização específica, a primeira camada composta, adicionalmente, compreende uma camada auxiliar pelo unir a segunda superfície da camada estruturada, a segunda superfície da camada estruturada repousando oposta a primeira superfície da camada estruturada. A ranhura preenchida se estende até a segunda superfície da camada estruturada.
[009] De acordo com uma realização do método, nenhuma estrutura adicional, adicionalmente a ranhura preenchida com um material isolante, é formada na primeira camada composta antes da conexão da primeira camada composta à segunda camada composta. Em particular, nenhuma ranhura divisória, por exemplo, ranhuras não preenchida com um material isolante, é formada.
[010] Neste caso, a camada estruturada - após a redução da espessura da primeira camada composta até a profundidade da ranhura preenchida - é estruturada com o objetivo de produzir a estrutura ativa do componente.
[011] De acordo com outra realização do método, as ranhuras divisórias são, adicionalmente às ranhuras preenchidas, formadas na primeira camada composta antes da conexão da primeira camada composta à segunda camada composta, as quais não são preenchidas com um material e se estendem a partir da primeira superfície da primeira camada composta até uma profundidade, a qual é igual a ou maior que uma profundidade da ranhura preenchida. As ranhuras divisórias definem a limitação lateral da estrutura ativa produzida em uma etapa de método subsequente.
[012] Neste caso, a estrutura ativa do componente pode ser produzida por intermédio da redução da espessura da primeira camada composta até a profundidade da ranhura preenchida.
[013] De acordo com uma realização, o método para a produção de um componente, adicionalmente, tem a etapa de produzir de uma terceira camada composta, a qual tem uma primeira superfície e a etapa de conexão da primeira camada composta a terceira camada composta após a produção da estrutura ativa, a primeira superfície da terceira camada composta pelo unir a segunda superfície da primeira camada composta pelo menos em algumas regiões. Assim sendo, a camada estruturada pode ser encapsulada de uma maneira hermeticamente vedada.
[014] Antes de a conexão da primeira camada composta a terceira camada composta, uma segunda depressão pode ser produzida na primeira superfície da terceira camada composta. Durante a conexão da primeira camada composta a terceira camada composta, a estrutura ativa está disposta no interior da posição lateral da segunda depressão.
[015] De acordo com uma realização, a camada da primeira camada composta de face para a terceira camada composta e a camada da terceira camada composta de face para a primeira camada composta consistem do mesmo material.
[016] De acordo com outra realização, a camada da primeira camada composta de face para a segunda camada composta e a camada da segunda camada composta de face para a primeira camada composta consistem do mesmo material.
[017] No caso das camadas serem conectadas umas as outras, por exemplo, a camada da primeira camada composta de face para a segunda camada composta, e a camada da segunda camada composta de face para a primeira camada composta e, quando e onde aplicável, a camada da primeira camada composta de face para a terceira camada composta e a camada da terceira camada composta de face para a primeira camada composta, consistirem do mesmo material, métodos particularmente adequados para a conexão destas camadas, por exemplo, processos de amarração, podem ser usados. Por exemplo, as camadas correspondentes podem consistir de um material semicondutor, em particular, silicone.
[018] As realizações do método de acordo com a invenção são explicadas em maiores detalhes no texto aqui a seguir com base nas figuras, com os elementos similares sendo designados com numerais de referência idênticos.
[019] A Figura 1 mostra uma primeira camada composta de acordo com uma realização do método em uma seção cruzada.
[020] A Figura 2 mostra uma primeira camada composta de acordo com outra realização do método em uma seção cruzada.
[021] A Figura 3 mostra uma segunda camada composta de acordo com uma realização do método em uma seção cruzada.
[022] A Figura 4 mostra um componente de acordo com uma realização do método em uma seção cruzada após a conexão da primeira e da segunda camada composta.
[023] A Figura 5 mostra o componente da Figura 4 em uma seção cruzada após a redução da espessura da primeira camada composta.
[024] A Figura 6 mostra o componente a partir da Figura 5 em uma seção cruzada após a estruturação da camada estruturada de acordo com uma realização do método.
[025] A Figura 7 mostra uma terceira camada composta de acordo com uma realização do método em uma seção cruzada.
[026] A Figura 8 mostra o componente a partir da Figura 6 em uma seção cruzada após a conexão do componente a terceira camada composta a partir da Figura 7.
[027] A Figura 9 mostra o componente a partir da Figura 8 em uma seção cruzada seguindo etapas de processos adicionais de acordo com uma realização do método.
[028] A Figura 10 mostra uma primeira camada composta de acordo com outra realização do método em uma seção cruzada.
[029] A Figura 11 mostra um componente de acordo com uma realização do método em uma seção cruzada após a conexão da primeira camada composta a partir da Figura 10 e a segunda camada composta.
[030] A Figura 12 mostra o componente da Figura 11 em uma seção cruzada após a redução da espessura da primeira camada composta.
[031] A Figura 1 mostra uma seção cruzada através de uma primeira camada composta 10 produzida de acordo com uma primeira realização. A primeira camada composta 10 ilustrada na Figura 1 compreende uma camada estruturada 11 e uma ranhura 15 preenchida com um material isolante. A Figura 1 mostra duas ranhuras preenchidas 15, contudo, uma ranhura preenchida já é o suficiente para o método de acordo com a invenção. A primeira camada composta 10 tem uma primeira superfície 110 e uma segunda superfície 112, as quais repousam oposta a primeira superfície 110 da primeira camada composta 10. A camada estruturada 11 tem uma primeira superfície 11 e uma segunda superfície 113, as quais repousam oposta a primeira superfície 111. Na realização ilustrada na Figura 1, a primeira camada composta apenas compreende a camada estruturada 11, de tal maneira que a primeira superfície 111 da camada estruturada 11 corresponde à primeira superfície 110 da primeira camada composta 10, e a segunda superfície 113 da camada estruturada 11 corresponde à segunda superfície 112 da primeira camada composta 10.
[032] A camada estruturada 11 tem pelo menos uma primeira região 114, a qual é eletricamente condutiva e na qual a ranhura preenchida 15 é formada. Uma pluralidade de ranhuras preenchidas 15 pode ser formada nesta mesma região 114, conforme é aqui ilustrado na Figura 1. Todavia, várias ranhuras preenchidas 15 também podem ser formadas em várias primeiras regiões 114, as quais são eletricamente isoladas, umas a partir das outras. A(s) primeira(s) região(ões) 114 podem se estender em um sentido para fora a partir da primeira superfície 111 da camada estruturada 11 e podem alcançar/atingir uma profundidade de até d15 das ranhuras preenchidas 15, conforme é aqui ilustrado na Figura 1. Contudo, a(s) primeira(s) região(ões) 114 também podem alcançar outra profundidade, a qual é diferente a partir da profundidade d15 das ranhuras preenchidas 15 ou podem ser formadas como regiões enterradas, as quais não ajuntam qualquer uma da primeira ou da segunda superfície 111 e 113, respectivamente, da camada estruturada 11. A(s) primeira(s) região(ões) 114 podem, por exemplo, ser áreas dopadas em uma camada semicondutora ou em um substrato semicondutor, por exemplo, feito de silicone. Também é possível que toda a camada estruturada 11 seja eletricamente condutiva e, assim sendo, a primeira região 114 se estende por toda a camada estruturada 11.
[033] O termo “camada estruturada” descreve formações consistindo de apenas um material, por exemplo, uma pastilha de silicone, a qual, todavia, também pode incluir um composto feito de uma pluralidade de camadas e de materiais contanto que a primeira região 114 na camada estruturada 11 seja eletricamente condutiva.
[034] Em uma etapa de processo subsequente, uma estrutura ativa de um componente é produzida na primeira região 114 com a ranhura preenchida eletricamente isolando regiões individuais da estrutura ativa, uma a partir da outra. Também, uma pluralidade de estruturas ativas pode ser produzida. Assim sendo, o número de ranhuras preenchidas resulta a partir do número de regiões a serem produzidas posteriormente a uma ou mais estruturas ativas na camada estruturada, ao passo que as regiões deveriam ser fisicamente conectadas, uma a outra, de uma maneira rígida, mas, eletricamente isoladas uma a partir da outra. Isto significa que o número de ranhuras preenchidas 15 das primeiras regiões 114 das regiões de uma estrutura ativa, isoladas umas a partir das outras e das estruturas ativas, não é algo restritivo.
[035] A(s) ranhura(s) preenchida(s) é (são) preenchida(s) com um material isolante e se estendem a partir da primeira superfície 11 do primeiro substrato 11 até uma profundidade d15. De acordo com uma realização, a profundidade d15 das ranhuras preenchidas 15 é menor que uma espessura d10 da primeira camada composta 10. Por esta razão, as camadas preenchidas 15 não alcançam/atingem a segunda superfície 112 da primeira camada composta 10. Na vista superior, as camadas preenchidas 15 podem ser arranjadas arbitrariamente e podem ter qualquer forma. Por exemplo, elas podem percorrer em uma linha reta ou curvada na vista superior e, se uma pluralidade de ranhuras preenchidas 15 é formada, pode ser formada em paralelo ou em um ângulo, uma a outra. As ranhuras preenchidas 15 podem - em seção cruzada - se estender em um sentido para fora arbitrariamente a partir da primeira superfície 111. Isto significa que as ranhuras preenchidas 15 podem percorrer em uma linha reta ou curvada perpendicular a primeira superfície 111 ou em um ângulo definido aquela superfície. A largura das ranhuras preenchidas 15 pode variar através das suas profundidades. Adicionalmente, várias ranhuras preenchidas 15 podem ser formadas diferentemente com a profundidade de todas as ranhuras preenchidas 15 sendo, preferivelmente, a mesma.
[036] As ranhuras preenchidas 15 podem ser produzidas com o auxílio de um processo de cauterização, por exemplo, um processo de cauterização a seco (DRIE) ou um processo de cauterização úmido fortemente anisotrópico usando uma máscara ou com o auxílio de outros processos e um processo de enchimento subsequente das ranhuras imersas com um material isolante. As ranhuras são produzidas a partir da primeira superfície 111 da camada estruturada 11. O material isolante, por intermédio do qual as ranhuras são preenchidas pode, por exemplo, ser cheio nas ranhuras com o auxílio de um método de deposição a vapor químico ou físico (CVD e PVD, respectivamente). Subsequentemente ao enchimento das ranhuras com um material isolante, o material isolante em excesso localizado sobre a primeira superfície 11 é outra vez removido. Isto pode ser conduzido com o auxílio de um processo de polimento químico mecânico (CMP) ou com o auxílio de um processo de cauterização.
[037] O resultado desta etapa de processo é aqui ilustrado na Figura 1.
[038] Opcionalmente, estruturas adicionais podem ser produzidas na primeira camada composta 10. Por exemplo, ranhuras adicionais, as quais se estendem a partir da primeira superfície 110 da primeira camada composta 10 ou a partir da primeira superfície 111 da camada estruturada 11, mas não são preenchidas com um material ou regiões adicionais eletricamente condutivas podem ser formadas na camada estruturada 11, na qual, todavia, nenhuma ranhura 15 preenchida com um material isolante está disposta. Isto é explicado em maiores detalhes posteriormente com referência as Figuras de 10 a 12.
[039] A Figura 2 mostra outra realização da primeira camada composta 10 como um resultado da primeira etapa de processo do método de acordo com a invenção. Adicionalmente a camada estruturada 11 e a ranhura preenchida 15, a camada composta 10 compreende uma camada auxiliar 13 pelo unir a segunda superfície 113 da camada estruturada 11. De acordo com a realização aqui ilustrada na Figura 2, a primeira superfície 111 da camada estruturada 11 corresponde à primeira superfície 110 da primeira camada composta 10, ao passo que a segunda superfície 113 da camada estruturada 11 corresponde fica voltada para a segunda superfície 112 da primeira camada composta 10, mas não corresponde a mesma.
[040] A camada auxiliar 13 pode consistir de um material isolante, por exemplo, óxido de silicone, ou de qualquer outro material contanto que o mesmo adere bem a camada estruturada 11 e que possa ser removido outra vez em uma etapa de processo subsequente. Adicionalmente, a camada auxiliar 13 pode consistir de uma pluralidade de camadas. A(s) ranhura(s) preenchida(s) 15 pode se estender até qualquer profundidade na primeira camada composta 10. Preferivelmente, as mesmas se estendem até a segunda superfície 113 da camada estruturada 11, conforme é aqui ilustrado na Figura 2. Todavia, elas também podem se estender até uma profundidade a qual é menor ou maior que uma espessura da camada estruturada 11.
[041] No que diz respeito a primeira região 114 da camada estruturada 11,assim como a posição e a forma das ranhuras preenchidas 15 e a sua produção, as declarações aqui acima mencionadas são aplicadas.
[042] Opcionalmente, a primeira camada composta 10 aqui ilustrada na Figura 1 ou 2 também pode compreender uma ou mais camadas adicionais, as quais podem ser arranjadas arbitrariamente. Por exemplo, uma camada adicional pode ser arranjada sobre a primeira superfície 111 da camada estruturada 11 e ajuntar a primeira superfície 110 da primeira camada composta 10. Assim sendo, a primeira superfície 111 da camada estruturada 11 não corresponde a primeira superfície 110 da primeira camada composta 10, mas fica voltada para a mesma, todavia é distanciada a partir da mesma devido à camada adicional. Esta camada adicional pode consistir de um material isolante e, pode ser aplicada após a produção das ranhuras preenchidas 15, de tal maneira que as ranhuras preenchidas 15 se estendam em um sentido para fora a partir da primeira superfície 111 da camada estruturada 11. Todavia, a camada adicional também pode ser aplicada antes da produção das ranhuras preenchidas 15, de tal maneira que as ranhuras preenchidas 15 se estendam em um sentido para fora a partir da primeira superfície 110 da primeira camada composta 10.
[043] Em uma segunda etapa de processo, o qual resultado é aqui ilustrado na Figura 3, uma segunda camada composta 20 é produzida. A segunda camada composta 20 pode, conforme é aqui ilustrado na Figura 3, compreender um primeiro substrato 21 feito de um material eletricamente condutivo, por exemplo, e uma primeira camada 22 feita de um material isolante, por exemplo. Também, outras combinações de materiais são possíveis, por exemplo, o primeiro substrato 21 pode consistir de um material eletricamente isolante e a primeira camada 22 de um material eletricamente condutivo.
[044] No que diz respeito a isto, o termo “substrato” descreve estruturas as quais consistem de um material, por exemplo, uma pastilha de silicone ou uma placa de vidro, a qual, todavia, também pode incluir um composto de uma pluralidade de camadas e de materiais. Todavia, a segunda camada composta 20 também pode consistir de apenas um primeiro substrato 21.
[045] A segunda camada composta 20 tem uma primeira depressão 210, a qual é formada em uma primeira superfície 211 da segunda camada composta 20. A primeira depressão 210 tem uma profundidade, a qual é menor que uma espessura da segunda camada composta. A segunda camada composta 20 também pode ter uma pluralidade de primeiras depressões 210, assim como depressões adicionais, ao passo que as depressões adicionais podem ter a mesma profundidade da primeira depressão 210 ou uma profundidade diferente a partir dessa.
[046] A etapa de produzir da segunda camada composta 20 é cronologicamente independente da etapa de produzir da primeira camada composta 10, e pode ser feita antes ou a seguir de tal etapa.
[047] Em uma etapa de processo adicional, o qual resultado é aqui ilustrado na Figura 4, a primeira camada composta 10 é conectada a segunda camada composta 20 e um componente 1 é produzido. Para a ilustração na Figura 4, a primeira camada composta 10 ilustrada na Figura 1 e a segunda camada composta 20 ilustrada na Figura 3 foram selecionadas. Todavia, a primeira camada composta 10 e a segunda camada composta 20 podem ser formadas arbitrariamente, conforme é aqui acima descrito. Como um resultado, a primeira superfície 110 da primeira camada composta 10 ajunta a primeira superfície 211 da segunda camada composta 20 pelo menos em algumas regiões com a(s) ranhura(s) preenchida(s) 15 estando dispostas no interior da posição lateral da primeira depressão 210 na segunda camada composta 20. Assim sendo é assegurado que uma estrutura ativa, a qual é produzida em uma etapa de processo subseqüente na camada estruturada 11 e compreende pelo menos uma ranhura preenchida 15, pode mover livremente no que diz respeito a segunda camada composta 20 e não escora sobre a primeira superfície 211 da segunda camada composta 20.
[048] Para a conexão da primeira camada composta e da segunda camada composta, 10 e 20, por exemplo, processos de amarração/ligação com base em processos de ligação direta assim como processos de ligação anódicos podem ser usados. Assim sendo, em particular os componentes MEMS ou MOEMS podem ser produzidos de uma maneira custo eficientes. Adicionalmente, tais processos de amarração/ligação permitem uma conexão estável e hermeticamente vedada da primeira camada composta e da segunda camada composta, 10 e 20, uma a outra.
[049] Uma vez que as ranhuras preenchidas 15 preferivelmente não se estendem até a segunda superfície 112 da primeira camada composta 10, parâmetros particularmente adequados podem ser usados durante o processo de conectar a primeira camada composta e a segunda camada composta, 10 e 20, por exemplo, altas pressões de contato e/ou supressões de ar durante um processo de amarração/ligação.
[050] Uma vez que na realização correntemente descrita do método até aquela etapa do processo, nenhuma estrutura adicional, exceto as ranhuras 15 preenchidas com um material isolante, é formada na primeira camada composta 10, em particular, nenhuma ranhura estando preenchida com um material, a primeira camada composta 10 tem uma estabilidade aumentada durante o processo de conexão, o qual permite o uso particular de parâmetros de processos adequados.
[051] É particularmente vantajoso para um processo de amarração/ligação se as camadas da primeira camada composta 10 e da segunda camada composta 20 sendo conectada, uma a outra, consistirem do mesmo material. Isto significa que a camada da primeira camada composta 10 voltada para a segunda camada composta 20 e a camada da segunda camada composta 20 voltada para a primeira camada composta 10 possam consistir do mesmo material, por exemplo, silicone.
[052] Em uma próxima etapa de processo, o qual resultado é aqui ilustrado na Figura 5, a primeira camada composta 10 é afinada/reduzida em um sentido para fora a partir da segunda superfície 112 até a profundidade d15 das ranhuras preenchidas 15, por exemplo, a espessura da primeira camada composta 10 é reduzida até uma espessura a qual corresponde à profundidade d15 das ranhuras preenchidas 15. Isto pode ser conduzido, por exemplo, com o auxílio de um processo de CMP ou um processo de cauterização. O material da primeira camada composta 10 é removido até que as ranhuras preenchidas 15 sejam alcançadas/atingidas. Como um resultado, as ranhuras preenchidas 15 ajuntam a segunda superfície 112 da primeira camada composta 10, e, assim sendo, isolam eletricamente as segundas regiões específicas 115 da camada estruturada 11 a partir de outras regiões da camada estruturada 11 no interior da primeira região 114 da camada estruturada 11 pelo menos em algumas regiões. “Pelo menos em algumas regiões” significa aqui que as segundas regiões 115 podem possivelmente ser conectadas em outro nível de seção cruzada no qual as ranhuras preenchidas 15 não sejam formadas, nem sejam eletricamente condutivas, uma para a outra. Em particular, isto pode ser o caso quando nenhuma outra estrutura, exceto as ranhuras preenchidas 15, tenha sido ainda produzida na primeira camada composta 10.
[053] O resultado de uma etapa de processo para a produção de estruturas em uma primeira camada composta 10 é ilustrado na Figura 6. Em particular, as ranhuras divisórias 16 na primeira camada composta 10, as quais, por exemplo, só podem compreender a camada estruturada 11, podem ser formadas por intermédio de um processo de cauterização, com as ranhuras divisórias 16 não sendo preenchidas com um material e, assim sendo, fisicamente dividem regiões individuais ou estruturas na primeira camada composta 10, umas a partir das outras. Assim sendo, por exemplo, uma ou mais estruturas ativas 17 e outras estruturas 18 podem ser produzidas, as quais também podem ser móveis. Na Figura 6 duas estruturas ativas 17 e seis outras estruturas 18 são ilustradas, contudo, o número de estruturas ativas 17 e de outras estruturas 18 não é restrito e as outras estruturas 18 podem, por exemplo, não serem formadas de jeito algum.
[054] As duas estruturas ativas 17 ilustradas, cada uma delas, compreendem duas segundas regiões 115 da camada estruturada 11, com as segundas regiões 115 estando dispostas pelo menos parcialmente na primeira região 114 da camada estruturada 11. Preferivelmente, as segundas regiões 115 são totalmente eletricamente condutivas, por exemplo, as mesmas são totalmente arranjadas na primeira região 114 da camada estruturada 11. As ranhuras divisórias 16 estão dispostas de tal maneira que as mesmas limitam lateralmente as estruturas ativas 17 e - em conexão com a ranhura preenchida 15 - isolam eletricamente as segundas regiões 115 de uma das estruturas ativas 17, uma a partir da outra, todavia, as segundas regiões 115 da estrutura ativa 17 específica sendo fisicamente conectada uma a outra de uma maneira rígida. Assim sendo, potenciais diferentes podem ser aplicadas as diferentes segundas regiões 115 da estrutura ativa 17, por exemplo, via molas eletricamente condutivas, as quais conectam as segundas regiões 115 da estrutura ativa 17 a eletrodos correspondentes e permitem o movimento da estrutura ativa 17. Com o objetivo de permitir o movimento da estrutura ativa também em uma direção perpendicular a uma primeira superfície 110 da primeira camada composta 10, a estrutura ativa 17 está disposta no interior da posição lateral da primeira depressão 210 na segunda camada composta 20.
[055] Em uma etapa de processo adicional do método para a produção de um componente, uma terceira camada composta 30 pode ser produzida de acordo com uma realização. O resultado desta etapa é ilustrado na Figura 7. A terceira camada composta 30 pode, conforme é aqui ilustrado na Figura 7, compreender um segundo substrato 31 feito de, por exemplo, um material eletricamente condutivo, e uma segunda camada 32 feita de, por exemplo, um material isolante. Outras combinações de materiais também são possíveis, por exemplo, o segundo substrato 31 pode consistir de um material eletricamente isolante, e a segunda camada 32 de um material eletricamente condutivo. No que diz respeito a este fato, o termo “substrato” descreve estruturas as quais consistem de apenas um material, por exemplo, uma pastilha de silicone ou uma placa de vidro, a qual, todavia, também podem incluir uma composição de uma pluralidade de camadas e de materiais. Todavia, a terceira camada composta 30 também pode consistir de apenas um segundo substrato 31.
[056] Preferivelmente, a terceira camada composta 30 tem pelo menos uma segunda depressão 310, a qual é formada em uma primeira superfície 311 da terceira camada composta 30. A segunda depressão 310 tem uma profundidade a qual é menor que uma espessura da terceira camada composta 30. A terceira camada composta 30 também pode ter várias segundas depressões 310 assim como depressões adicionais, ao passo que as depressões adicionais podem ter a mesma profundidade da segunda depressão 310 ou uma profundidade diferente da mesma.
[057] A etapa de produzir da terceira camada composta 30 é cronologicamente independente das etapas de processo descritas anteriormente e pode ser feita antes da ou a seguir das etapas de processos seguintes ou individuais ou de todas as etapas de processo previamente descritas.
[058] Em uma etapa de processo adicional, o qual resultado é aqui ilustrado na Figura 8, o componente já disponível 1, o qual compreende a primeira camada composta 10 e a segunda camada composta 20 e no qual a estrutura ativa 17 é formada, é conectado a terceira camada composta 30. No que diz respeito a ilustração na Figura 8, a realização do componente 1 ilustrado na Figura 6 foi selecionado. Todavia, a primeira camada composta 10 e a segunda camada composta 20 podem ser formadas arbitrariamente, conforme é aqui acima descrito. Como um resultado, a segunda superfície 112 da primeira camada composta 10 ajunta a primeira superfície 311 da terceira camada composta 30 pelo menos em algumas regiões, com a estrutura ativa 17 estando disposta no interior da posição lateral da segunda depressão 310 na terceira camada composta 30. Assim sendo, é assegurado que a estrutura ativa 17 pode mover livremente no que diz respeito a terceira camada composta 30 e não escora sobre a primeira superfície 311 da terceira camada composta 30.
[059] Para a conexão da primeira camada composta 10 e da Terceira camada composta 30, processos de amarração/ligação com base em processos de ligação direta assim como processos de ligação anódicos podem, por exemplo, ser usados. Isto permite uma conexão hermeticamente vedada da primeira e da terceira camada composta 10 e 30, uma a outra. Como um resultado, a estrutura ativa 17 é encapsulada de uma maneira hermeticamente vedada.
[060] Para um processo de ligação é particularmente vantajoso se as camadas da primeira camada composta 10 e da terceira camada composta 30 ser conectadas, uma a outra, consistirem do mesmo material. Isto significa que a camada da primeira camada composta 10 voltada para a terceira camada composta 30, e a camada da terceira camada composta 30 voltada para a primeira camada composta 10 possam consistir do mesmo material, por exemplo, silicone.
[061] Subseqüentemente, etapas de processos adicionais para o acabamento do componente 1 podem ser realizadas, os quais resultados são ilustrados em uma realização da Figura 9. Por exemplo, uma primeira camada de revestimento 40 pode ser aplicada a segunda camada composta 20 e uma segunda camada de revestimento 41 a terceira camada composta 30. A primeira e a segunda camada de revestimento 40 e 41 podem consistir do mesmo material, por exemplo, um metal, ou de materiais diferentes. Elas podem servir como proteção de uma área ativa do componente 1 a partir de campos elétricos externos ou outros impactos ambientais, por exemplo, tais como umidade. Adicionalmente, as superfícies de contato 42 para contatar eletricamente a primeira camada composta 10, em particular, a camada estruturada 11, assim como os contatos elétricos 43, podem ser produzidos. Por exemplo, uma camada de metal pode ser produzida sobre a primeira superfície 110 da primeira camada composta 10, como uma superfície de contato 42 em uma terceira depressão 220 na segunda camada composta 20 e, eletricamente contatadas por intermédio de um fio 43. Todavia, outros métodos para a produção de um contato elétrico a primeira camada composta 10 também são possíveis.
[062] Como já fora mencionado, estruturas adicionais em adição a(s) ranhuras(s) preenchida(s) 15 também podem ser produzidas na primeira camada composta 120 antes da conexão a segunda camada composta 20. Uma realização exemplar é aqui ilustrada na Figura 10. Aqui, uma primeira camada composta 10 tem uma pluralidade de ranhuras divisórias 16, as quais não são preenchidas com um material. As ranhuras divisórias 16 se estendem em um sentido para fora a partir da primeira superfície 110 da primeira camada composta 10 até uma profundidade, a qual, preferivelmente, é igual a ou é maior que a profundidade d15 das ranhuras preenchidas 15, mas menor que a espessura d10 da primeira camada composta. As ranhuras divisórias 16 estão dispostas de tal maneira a delinear uma ou mais regiões da camada estruturada 11, com cada uma das regiões correspondendo a uma estrutura ativa do componente.
[063] Similarmente, conforme a Figura 2, a primeira camada composta 10 também pode ter uma camada auxiliar 13 com as ranhuras divisórias 16 preferivelmente se estendendo até a segunda superfície 113 da camada estruturada 11.
[064] Adicionalmente, as ranhuras divisórias 16 também podem se estender em um sentido para fora a partir da primeira superfície 111 da camada estruturada 11. Isto significa que há uma camada adicional sobre a superfície 111 da camada estruturada 11, então as ranhuras divisórias 16 não necessariamente precisam se estender em um sentido para fora a partir da primeira superfície 110 da primeira camada composta 10.
[065] A Figura 11 mostra um componente 1 após a conexão a primeira camada composta 10 ilustrada no Figura 10 a segunda camada composta 20 ilustrada na Figura 3. Uma vez que as ranhuras divisórias 16, preferivelmente, não se estendem até a segunda superfície 112 da primeira camada composta 10, e, assim sendo, não interferem significativamente com a estabilidade da primeira camada composta 10, métodos e parâmetros de processos particularmente adequados conforme descritos com referência a Figura 4, também podem ser usados para a conexão da primeira camada composta 10 a segunda camada composta 20.
[066] Subseqüente a etapa de conectar a primeira camada composta 10 a segunda camada composta 20, a primeira camada composta 10 é afinada em um sentido para fora a partir da segunda superfície 112 da primeira camada composta 10. Para este propósito, preferivelmente, o processo de polimento químico mecânico (CMP)e processos de cauterização são adequados. A espessura da primeira camada composta 10 é reduzida a uma espessura a qual corresponde a profundidade d15 das ranhuras preenchidas 15, de tal maneira que as camadas preenchidas 15 ajuntam a segunda superfície 112 da primeira camada composta 10. Durante o afinamento da primeira camada composta 10, as ranhuras divisórias 16 sobre a segunda superfície 112 da primeira camada composta 10 são abertas ao mesmo tempo, onde e quando então as estruturas ativas 17 e as outras estruturas 18 podem ser produzidas. O resultado desta etapa de processo é aqui ilustrado na Fig. 12.
[067] Se as ranhuras divisórias 16, conforme é aqui acima descrito, não se estende em um sentido para fora a partir da primeira superfície 110 da primeira camada composta 10, as ranhuras divisórias 16 devem, subseqüentemente ainda ser abertas para a primeira superfície 110 da primeira camada composta 10, de tal maneira que uma estrutura ativa 17 móvel seja produzida. Isto pode ser efetuado por intermédio de um processo de cauterização, onde a aqui acima descrita camada adicional, a qual cobre/reveste as ranhuras divisórias 16 sobre a primeira superfície 110 da primeira camada composta 10, é removida pelo menos nas regiões das ranhuras divisórias 16.
[068] O processamento adicional do componente 1 aqui ilustrado na Figura 12 é idêntico conforme o aqui descrito com referência as Figuras 8 e 9, com a terceira camada composta 30 ilustrado na Figura 7 sendo usado.
[069] Adicionalmente as realizações ilustradas nas Figuras de 1 a 3 assim como de 7 a 10, realizações adicionais da primeira camada composta 10, da segunda camada composta 20 e da terceira camada composta 30 são possíveis assim como várias combinações diferentes dessas realizações. Por exemplo, a condução de pontes de trajetórias, as quais conectam regiões individuais eletricamente condutivas, mas fisicamente separadas da primeira camada composta 10, uma a outra de uma maneira eletricamente condutiva, ou eletrodos, os quais têm um potencial específico e, por exemplo, podem servir como detectores ou algo que restringe movimentos, pode ser formado no interior da segunda camada composta 20 ou na terceira camada composta 30.
[070] O método para a produção do componente 1 de acordo com a invenção permite a produção de uma estrutura ativa do componente com duas partes ou regiões separadas, as quais são mecanicamente conectadas, uma a outra, de uma maneira rígida, mas são totalmente e eletricamente isoladas, uma a partir da outra.
[071] Adicionalmente, o aperto de encapsular hermeticamente a área ativa do componente 1 pode ser assegurado. Em particular, parâmetros de ligação adequados podem ser selecionados durante um processo de ligação para a conexão da primeira camada composta 10 a segunda camada composta 20 uma vez que a primeira camada composta 10 durante a conexão a segunda camada composta 20 tem uma espessura a qual é maior que a profundidade das ranhuras preenchidas 15 e, assim sendo, tem uma estabilidade mais alta.
Claims (9)
1. Método para a produção de um componente (1), compreendendo as etapas de: produzir uma primeira camada composta (10), a qual compreende uma camada estruturada (11), a qual é eletricamente condutiva pelo menos em uma primeira região (114), e uma ranhura (15) preenchida com um material isolante, a qual se estende em um sentido para fora a partir de uma primeira superfície (111) da camada estruturada (11) e está disposta na primeira região (114) da camada estruturada (11), a primeira superfície (111) da camada estruturada (11) voltada para uma primeira superfície (110) da primeira camada composta (10); produzir uma segunda camada composta (20), a qual tem uma primeira depressão (210) em uma primeira superfície (211) da segunda camada composta (20); conectar a primeira camada composta (10) a segunda camada composta (20) pelo unir a primeira superfície (110) da primeira camada composta (10) a primeira superfície (211) da segunda camada composta (20) em pelo menos algumas regiões, referida ranhura preenchida (15) estando disposta no interior da posição lateral da primeira depressão (210); após a primeira camada composta (1) ter sido conectada a segunda camada composta (20), reduzir a espessura da primeira camada composta (10) a partir de uma segunda superfície (112) da primeira camada composta (10) até a profundidade da ranhura preenchida (15), a segunda superfície (112) da primeira camada composta (10) repousando oposta a primeira superfície (11) da primeira camada composta (10), e produzir uma estrutura ativa (17) do componente (1) na camada estruturada (11), a estrutura ativa (17) estando disposta no interior da posição lateral da primeira depressão (210) e compreendendo duas segundas regiões (115) da camada estruturada (11), as quais estão dispostas na primeira região (114) da camada estruturada (11) e estão fisicamente conectadas uma a outra de uma maneira rígida e são eletricamente isoladas uma a partir da outra por intermédio da ranhura preenchida (15), em que antes da conexão da primeira camada composta (10) à segunda camada composta (20), a ranhura preenchida (15) na primeira camada composta (10) se estende até uma profundidade (d15) a qual é menor que uma espessura (d10) da primeira camada composta (10), caracterizado pelo fato que a primeira camada composta (10) adicionalmente compreende uma camada auxiliar (13), a qual une uma segunda superfície (113) da camada estruturada (11) à segunda superfície (113) da camada estruturada (11) repousando oposta a primeira superfície (111) da camada estruturada (11) e, a ranhura preenchida (15) se estende até uma segunda superfície (113) da camada estruturada (11).
2. Método para a produção de um componente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que adicionalmente à ranhura preenchida (15), nenhuma estrutura adicional é formada na primeira camada composta (10) antes da conexão da primeira camada composta (10) a segunda camada composta (20).
3. Método para a produção de um componente de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato que a estrutura ativa (17) do componente (1) é produzida por intermédio da estruturação da camada estruturada (11), após a espessura (d10) da primeira camada composta (10) ter sido reduzida até a profundidade (d15) da ranhura preenchida (15).
4. Método para a produção de um componente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que adicionalmente à ranhura preenchida (15), antes da conexão da primeira camada composta (10) a segunda camada composta (20), as ranhuras divisórias (16) não preenchidas com um material são formadas na primeira camada composta (10), com as ranhuras divisórias se estendendo a partir da primeira superfície (110) da primeira camada composta (10) até uma profundidade a qual é igual a ou maior que uma profundidade (d15) da ranhura preenchida (15), com as ranhuras divisórias (16) limitando a estrutura ativa (17) do componente (1) lateralmente.
5. Método para a produção de um componente de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato que a estrutura ativa (17) do componente (1) é produzida por intermédio da redução da espessura (d10) da primeira camada composta (10) até uma profundidade (d15) da ranhura preenchida (15).
6. Método para a produção de um componente de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato que uma terceira camada composta (30) é produzida, a qual tem uma primeira superfície (311) da terceira camada composta (30) e que após a estrutura ativa (17) ter sido produzida, a primeira camada composta (10) é conectada a terceira camada composta (30), a primeira superfície (311) da terceira camada composta (30) pelo unir a segunda superfície (112) da primeira camada composta (10) pelo menos em algumas regiões.
7. Método para a produção de um componente de acordo com reivindicação 6, caracterizado pelo fato que antes da conexão da primeira camada composta (10) à terceira camada composta (30), uma segunda depressão (310) é produzida na primeira superfície (311) da terceira camada composta (30) e que durante a conexão da primeira camada composta (10) a terceira camada composta (30), a estrutura ativa (17) está disposta no interior da posição lateral da segunda depressão (310).
8. Método para a produção de um componente de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato que a camada da primeira camada composta (10) voltada para a terceira camada composta (3), e a camada da terceira camada composta (30) voltada para a primeira camada composta (1) consistem do mesmo material.
9. Método para a produção de um componente de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato que a camada da primeira camada composta (10) voltada para a segunda camada composta (20), e a camada da segunda camada composta (20) voltada para a primeira camada composta (10), consistem do mesmo material.
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