ES2256239T3 - Estructuras de condesador variable con dibujos formados por fotolitografia y procedimiento de produccion. - Google Patents

Estructuras de condesador variable con dibujos formados por fotolitografia y procedimiento de produccion.

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ES2256239T3
ES2256239T3 ES01935276T ES01935276T ES2256239T3 ES 2256239 T3 ES2256239 T3 ES 2256239T3 ES 01935276 T ES01935276 T ES 01935276T ES 01935276 T ES01935276 T ES 01935276T ES 2256239 T3 ES2256239 T3 ES 2256239T3
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Eric Peeters
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Abstract

Un condensador variable, que comprende: un substrato; una primera capa (153) conductora eléctricamente, fijada al substrato; una capa de liberación (152) formada de un material aislante eléctricamente sobre una porción de la primera capa (153) conductora eléctricamente; y una segunda capa (151) conductora eléctricamente que comprende por una porción de anclaje y por una porción libre, estando fijada la porción de anclaje a la capa de liberación (152) y la porción libre se libera por recorte mediante ataque químico de una porción de la capa de liberación bajo la segunda capa (151) conductora eléctricamente, en el que un perfil de tensiones inherentes de la segunda capa conductora eléctricamente fuerza la porción libre a que se separe del substrato; en el que una fuerza electroestática aplicada a la segunda capa conductora eléctricamente (151) hace que la porción libre se desplace hacia la primera capa (153) conductora eléctricamente, con lo cual se incrementa la capacitancia del condensador.

Description

Estructuras de condensador variable con dibujos formados por fotolitografía y procedimiento de producción.
Antecedentes de la invención Campo de la invención
Esta invención se refiere en general a estructuras de bobinas fuera de plano, configuradas fotolitográficamente, para su utilización en circuitos integrados, placas de circuitos y otros dispositivos.
Descripción de la técnica relacionada
Las técnicas de unión estándar para conectar eléctricamente circuitos integrados, o pastillas de silicio ("chip"), a una placa de circuitos u otro dispositivo incluyen la unión por hilo soldado, unión por orejetas y unión "flip - chip" o por pastilla volteada con bolas de soldadura. La figura 1 muestra una zona 3 de contacto formada en una pastilla 2 unida por hilo soldado a una zona 3 de contacto correspondiente formada en un substrato 1. Las zonas 3 de contacto están conectadas eléctricamente, o unidas, por un hilo 4. Puesto que la pastilla 2 típicamente tiene decenas, o incluso centenares, de zonas 3 de contacto, la unión por hilo de cada zona 3 de contacto en la pastilla 2 con una zona 3 de contacto correspondiente en el substrato 1 exige mucha mano de obra, es cara y lenta. Además, las zonas 3 de contacto deben ser lo suficientemente grandes para acomodar el hilo 4 así como precisión del dispositivo de unión del hilo utilizado para crear la unión por hilo. Por lo tanto, las zonas 3 de contacto se hacen mayores de lo que de otra manera sería necesario para compensar las limitaciones de tamaño del hilo 4 y del dispositivo de unión de hilos.
La figura 2 muestra la zona 3 de contacto formada en la pastilla 2 unida por orejetas a la zona 3 de contacto correspondiente en el substrato 1. Se fuerza un substrato flexible 5 que tiene líneas conductoras formadas en su superficie inferior contra las zonas 3 de contacto. Se coloca una capa de adhesivo anisotrópico (no mostrado) entre las zonas 3 de contacto y el substrato flexible 5. Cuando se presiona el substrato flexible 5 contra las zonas 3 de contacto, el adhesivo anisotrópico y las líneas conductoras formadas en el substrato flexible 5 cooperan para completar la conexión eléctrica entre las zonas 3 de contacto. De manera similar a la unión por hilo, la unión por orejetas sufre pérdida de eficiencia y altos costos. Las irregularidades en las alturas de la zona 3 de contacto producen una fuerza de contacto no uniforme que presiona al substrato flexible 5 contra las zonas 3 de contacto. La fuerza de contacto no uniforme significa que algunas zonas 3 de contacto no se unirán adecuadamente al substrato flexible 5.
Otro procedimiento convencional para unir las zonas 3 de contacto formadas en la pastilla 2 a las zonas 3 de contacto formadas en el substrato 1 o a otro dispositivo es por medio de la unión por pastillas volteadas con bolas de soldadura. La figura 3 muestra la pastilla 2 invertida estando orientadas las zonas 3 de contacto hacia el substrato 1. El nombre "pastilla volteada" deriva de la inversión de la pastilla 2, puesto que la pastilla 2 se "voltea" con las zonas 3 de contacto orientadas hacia el substrato 1, como contraste a ambas uniones por soldadura o por hilo en las que las zonas 3 de contacto en la pastilla 2 se orientan separándose del substrato 1. En la soldadura por pastilla volteada estándar, se forman bolas de soldadura 6 sobre las zonas 3 de contacto en el substrato 1. La conexión eléctrica entre las zonas 3 de contacto correspondientes se completa presionando las zonas 3 de contacto en la pastilla 2 contra las bolas de soldadura 6.
La unión por pastilla volteada es una mejora respecto a la unión por hilo así como a la unión por orejetas. Las bolas de soldadura 6 relativamente blandas tienden a deformarse permanentemente cuando se presiona la pastilla 2 contra las bolas de soldadura 6. Esta deformación de las bolas de soldadura 6 compensa algunas irregularidades de alturas de las zonas 3 de contacto así como cualquier presión de contacto desigual que fuerce la pastilla 2 contra las bolas de soldadura 6.
Sin embargo, la unión por pastilla volteada sufre las variaciones, tanto mecánicas como térmicas, en las bolas de soldadura 6. Si las bolas de soldadura 6 no son uniformes en altura o si el substrato 1 está arrugado, el contacto entre las zonas 3 de contacto y las bolas de soldadura 6 se puede romper. Además, si la presión de contacto que fuerza la pastilla 2 sobre las bolas de soldadura 6 es desigual, el contacto entre algunas zonas 3 de contacto y las bolas de soldadura 6 correspondientes puede fallar.
La figura 4 muestra una técnica estándar para establecer un contacto eléctrico temporal entre dos dispositivos. Una tarjeta 7 de sonda que tiene una pluralidad de agujas 8 de sonda entra en contacto con las zonas 3 de contacto presionando físicamente las agujas 8 de sonda contra las zonas 3 de contacto. El contacto físico entre las agujas 8 de sonda y las zonas 3 de contacto crea una conexión eléctrica entre las agujas 8 de sonda y las líneas 9 formadas en el substrato 1.
Las tarjetas 7 de sonda generalmente se utilizan para crear solamente contactos temporales entre las agujas 8 de sonda y las zonas 3 de contacto, de manera que se pueda probar el dispositivo 10, ser interrogado o se pueda comunicar con él de alguna otra manera. El dispositivo 10 puede ser una matriz de electrodos de visualización que son parte de una pantalla de cristal de matriz líquida activa. Las pruebas de los dispositivos 10, tales como las matrices de electrodos de pantalla de cristal líquido, se describe más completamente en la solicitud JAO 34053 del mismo inventor, presentada y tramitada junto con la presente y que se incorpora a la presente como referencia.
Las tarjetas 7 de sonda tienen muchas más aplicaciones que solamente la prueba de las pantallas de cristal líquido. Cualquier dispositivo 10 que tenga numerosas zonas 3 de contacto relativamente pequeñas, similares a las que se encuentran en la pastilla 2, se puede probar utilizando la tarjeta 7 de sonda. Sin embargo, las técnicas estándar para producir la tarjeta 7 de sonda son lentas y precisan gran cantidad de mano de obra. Cada tarjeta 7 de sonda se debe hacer a medida para el dispositivo 10 en particular que se va a probar. Típicamente, las agujas 8 de sonda se forman manualmente en la tarjeta 7 de sonda. Debido a que las tarjetas 7 de sonda están fabricadas a medida y son relativamente caras, las tarjetas 7 de sonda típicamente no se fabrican para que entren en contacto al mismo tiempo con todas las zonas 3 de contacto en el dispositivo 10. Por lo tanto, solamente algunas porciones del dispositivo 10 se pueden comunicar, probar o interrogar en un momento determinado, requiriendo que la tarjeta 7 de sonda se mueva para permitir la comunicación, prueba o interrogación del dispositivo completo 10.
Las tarjetas 7 de sonda también se utilizan para probar las pastillas 2 mientras las pastillas 2 todavía son parte de una oblea de silicio de cristal único. Una tarjeta 7 de sonda de este tipo se forma por el procedimiento de revestimiento metálico con configuración fotolitográfica, como se muestra en la publicación Probing at Die Level, Corwith, Advanced Packaging, Febrero 1995, páginas 26 - 28. El procedimiento de revestimiento metálico con configuración fotolitográfica produce tarjetas 7 de sonda que tienen esencialmente el mismo diseño que la tarjeta 7 de sonda estándar. Sin embargo, este nuevo tipo de procedimiento aparece para automatizar el procedimiento de producción de agujas 8 de sonda, con lo cual se evita la formación manual de las agujas 8 de sonda. Además, este documento muestra una tarjeta 7 de sonda que está doblada en el extremo más próximo a las agujas 8 de sonda como se muestra en la figura 5. El pliegue en la tarjeta 7 de sonda permite que las agujas 8 de sonda entren en contacto con la zona 3 de contacto bajo un cierto un ángulo. Cuando la tarjeta 7 de sonda empuja las agujas 8 de sonda a las zonas 3 de contacto, se produce una acción mecánica de raspado que permite que las agujas 8 de sonda se introduzcan a través del óxido formado en la superficie superior de la zona 3 de contacto.
Sin embargo, todas las tarjetas 7 de sonda estándar están limitadas a probar zonas 3 de contacto que se encuentran dispuestas en una disposición lineal. Además, las tarjetas 7 de sonda estándar son sensibles a las variaciones en la altura de las zonas 3 de contacto en el substrato 1, irregularidades o pliegues en el substrato1, y a las variaciones de temperatura.
La integración de inductores pequeños en los substratos de silicio ha sido el objeto de una investigación universal intensa durante más de 15 años. Este tensión es motivado por el deseo de integrar bobinas en los circuitos integrados (IC) de silicio y de arseniuro de galio. Sin embargo, las estructuras que se han propuesto hasta la fecha han sido variaciones de dispositivos en los cuales, debido a los límites tecnológicos, los enrollamientos de bobina casi siempre se han implantado como espirales paralelas al substrato subyacente.
Estas arquitecturas en el plano tienen dos inconvenientes principales. Cuando se hace en un substrato que es ligeramente conductor, tal como el silicio, los campos magnéticos de la bobina inducen corrientes inducidas en el substrato subyacente. Estas corrientes producen una disipación de resistencia que contribuye a las pérdidas de la bobina. El segundo problema se produce cuando la bobina se hace funcionar a frecuencias elevadas, cuando los efectos de piel y de proximidad fuerzan a la corriente de la bobina a que circule a lo largo de las superficies exteriores del conductor. La "profundidad de la piel" es aproximadamente 2 a 3 micrómetros en los conductores típicos a frecuencias de interés para la comunicación sin cables, por ejemplo, 900 MHz, 1,9 GHz y 2,4 GHz. La resistencia de CA del conductor de bobina se hace apreciablemente más alta que su resistencia de CC, debido a que la sección transversal del conductor no se utiliza completamente.
La figura 31 muestra la distribución de corriente en las bobinas en el plano que funcionan a altas frecuencias. El sombreado más oscuro en la bobina indica una densidad de corriente más elevada. La bobina en forma de disco que se muestra en la figura 31a tiene una distribución de corriente que se concentra en los bordes superiores del hilo del devanado. Por lo tanto, ensanchar el conductor simplemente incrementa la porción no utilizada del conductor y no reduce la resistencia de CA. Esta situación se puede comparar con la bobina no coplanar de componente discreto típico de la figura 31b, en donde la resistencia de AC se puede reducir simplemente haciendo los conductores más anchos.
Se han propuesto y se han probado soluciones en el pasado para solucionar los inconvenientes asociados con las bobinas inductoras en el plano. Por ejemplo, se pueden reducir las corrientes inducidas por ataque químico del substrato debajo de la bobina. Sin embargo, este enfoque no es práctico puesto que sacrifica la integridad estructural y destruye circuitos electrónicos existentes en el substrato de silicio. Para reducir la resistencia de CA del dispositivo de la figura 31a, se puede hacer el conductor muy grueso utilizando técnicas de micromecanización, tales como la LIGA (véase A. Rogner et al., "La técnica LIGA - qué son las nuevas oportunidades "J. Micromech. Microeng., vol. 2, pag. 133-140, 1992). Sin embargo, el procesamiento de estructuras de relación de aspecto elevado es difícil y caro.
Se han sugerido varias técnicas fuera de plano. Por ejemplo, Chukwunenye Stanley Nnebe, en el documento "Una Bobina Inductora Variable Micromecanizada Realzada Mecánicamente" (www. ee.cornell.edu/MENG/Abstarcts/
tuen.htm) describe una estructura de inductor variable no coplanar. La estructura inicialmente son bandas metalizadas con oro de polisilicona sobre el plano de la superficie del substrato, las cuales, a continuación, se realzan y se fijan por medio de un sistema de articulación para formar una geometría triangular cuando se realiza el contacto. Después de que la disposición de la bobina se haya completado, se puede actuar la corredera que representa al núcleo magnético por medio de un sistema de impacto que está controlado por cuatro resonadores accionados por peines (dos resonadores excitados por peines en cada dirección del movimiento). La inserción del núcleo magnético a través de las bobinas influencia el flujo magnético desarrollado alrededor de las bobinas y de esta manera, variará consecuentemente la inductancia. El rango de sintonización del inductor es establecido por este efecto, y se pueden obtener datos fiables controlando cuidadosamente los cuatro resonadores que actúan sobre la corredera, haciendo que ésta se mueva una distancia finita por medio de las bobinas. Una técnica de este tipo es bastante complicada de micro mecanizar y requiere componentes adicionales en el valioso estado real de las pastillas.
Robert Markus et al. en la solicitud de Patente Internacional PCT WO 99/18445 presentada el 2 de octubre de 1998, titulada Elemento micro mecanizado y Procedimiento de fabricación del mismo, muestra una estructura en bobina que se forma depositando dos capas de materiales que tienen diferentes coeficientes de expansión térmica, sobre una capa de sacrificio, retirar la capa de sacrificio y, a continuación, calentar la estructura en voladizo hasta que se enrolle parcialmente sobre sí misma. El cierre de la bobina se consigue configurando un extremo amarrado a la punta de la estructura en voladizo. Cuando se retira la capa de sacrificio y se calienta el voladizo, el voladizo se curva sobre sí mismo, haciendo que el extremo amarrado se retuerza. Sin embargo, un procedimiento estructural de este tipo no es práctico para producir agrupaciones de microinductores integrados y de otras estructuras densamente empaquetadas sobre substratos de silicio.
Los Inductores de pérdida baja que se pueden integrar en pastillas son los más deseables en los dispositivos de comunicación sin cables, tales como teléfonos celulares, seguidores, receptores GPS, tarjetas de identificación RS de gestión de almacenes, ordenadores sin cables LAN, asistentes digitales personales y telecomunicación por satélite. En particular, los pequeños dispositivos portátiles requieren el mínimo consumo de energía posible para conseguir una vida prolongada de batería y máxima integración de circuitos para reducir el tamaño del dispositivo y la complejidad de la tarjeta PC. La búsqueda de inductores de pérdida baja es motivada por un compromiso fundamental entre el consumo de energía por un lado y la necesidad de circuitos pasivos de pérdida baja (por ejemplo, inductores y condensadores) por la otra. La disminución de la polarización de los transistores en los circuitos de radio reduce la disipación de energía, pero también degrada significativamente las ganancias del amplificador, la estabilidad del estabilizador y la selectividad de los filtros. Utilizar elementos pasivos de pérdida baja es la única técnica viable para solucionar este problema. Los condensadores de pérdida baja en el rango de 0,1 a 100 pF en la actualidad se integran rutinariamente en las pastillas. Sin embargo, las arquitecturas de bobina integrada del estado de la técnica son todavía demasiado disipativas para que puedan utilizarse en diseños integrados RF. Por lo tanto, todos los conjuntos de pastillas RF actuales están limitados a utilizar inductores discretos, lo cual forma un cuello de botella real en las aplicaciones actuales crecientemente miniaturizadas.
Los diseños sin cables modernos típicamente funcionan en las bandas GHz inferiores. Las frecuencias estándar para los teléfonos celulares son 900 MHz, 1,8 GHz, 1,9 GHz y 2,4 GHz, mientras que 900 MHz es la frecuencia de elección para los teléfonos digitales sin cables. Se utilizan las bandas 410-430 MHz, 870 MHz y 900-930 MHz para las RS 232 sin cables, LAN de los ordenadores e identificación RF. A estas frecuencias de 100 MHz a GHz, los elementos pasivos de elección típicamente son, para inductores,1 a 30 nH, y para condensadores, 1 a 30 pF. Las frecuencias intermedias en receptores superheterodinos son 40 a 350 MHz, lo cual exige elementos pasivos del orden de 100 a 1000 nH y de 10 a 100 pF. Aunque son comunes los condensadores en pastillas de alta calidad que varían de 0,1 pF a 100 pF, en la actualidad no se encuentran disponibles inductores integrados y condensadores variables integrados que cumplan los requisitos de pérdida baja.
Los condensadores variables (varicaps) que se pueden integrar en las pastillas también tienen una gran demanda. La arquitectura de referencia para los transceptores sin cables actuales es todavía la arquitectura superheterodina, que utiliza inductores así como varicaps. Los condensadores variables son componentes esenciales de los circuitos superheterodinos utilizados en muchos dispositivos sin cables. Los circuitos superheterodinos contienen inductores así como condensadores que actualmente no se pueden integrar en las pastillas en los dispositivos comerciales, y por lo tanto representan un cuello de botella para la miniaturización de los dispositivos. Los eslabones que faltan para implementar las arquitecturas sin cables completamente superheterodinas en una pastilla son inductores con factores de calidad de, al menos, 30 a 50, condensadores variables (varicaps) con un rango de sintonización de un 10% y factores de calidad de 30 a 50, y osciladores con factores de calidad de 10.000 o más. La tecnología de los procedimientos para fabricar los condensadores debería ser compatible con los procedimientos para fabricar los inductores.
Los actuales dispositivos sin cables utilizan componentes fuera de plano discretos para implementar los circuitos superheterodinos. El oscilador de Q muy alta normalmente es un oscilador de cristal. También hay numerosos Osciladores Controlados por Voltaje (VCO), cada uno de los cuales utiliza, al menos, un inductor discreto y un varicap discreto. Debido a que estos componentes discretos, los VCO ocupan una porción grande de mucha área del circuito RF. Para poder integrar VCO completos en una pastilla se requiere un nuevo tipo de varicap, así como un inductor.
Existe la necesidad de una estructura de bobina micromecanizada que sea fácil de fabricar y que no utilice mucho espacio de pastilla. Existe la necesidad de estructuras de bobina y condensadores variables de pérdida baja que se pueden integrar en substratos conductores, tales como silicio. También existe la necesidad de una estructura de bobina integrada en la cual los devanados tengan una resistencia menor. Existe la necesidad de un procedimiento de fabricación de una estructura de bobina, en la cual el cierre eléctrico de las espiras de la bobina produzca una estructura eléctrica viable. Existe la necesidad de una técnica de fabricación que produzca una estructura de bobina cerrada para elementos inductores pasivos integrados de Q alta. Existe la necesidad de una técnica de fabricación que permita la integración de inductores y varicaps sobre las pastillas.
El documento EP-A-0 759 628 describe un condensador variable. Un condensador variable pequeño incluye una sección amovible compuesta por un electrodo amovible soportado por una sección de soporte. Hay provistos un electrodo de excitación y un electrodo de detección, orientados hacia el electrodo amovible.
El documento US-A-5 613 861 describe un contacto elástico configurado fotolitográficamente. Un contacto elásticos configurado fotolitográficamente se forma sobre un substrato y conecta eléctricamente zonas de contacto de dos dispositivos. El contacto elástico también compensa las variaciones térmicas y mecánicas y otros factores ambientales. Un gradiente de tensión inherente en el contacto elástico hace que una porción libre del contacto elástico se doble hacia arriba separándose del substrato. Una porción de anclaje permanece fijada al substrato y está conectada eléctricamente a una primera zona de contacto en el substrato.
El documento JP 10079324A describe un elemento de capacidad variable. Se forma un electrodo fijo en un substrato de soporte y se forma uno en voladizo sobre el electrodo fijo por medio de una separación que se encuentra en posición opuesta al electrodo fijo. Se forma un electrodo amovible en una cara opuesta al electrodo fijo del
voladizo.
Sumario de la invención
Es un objetivo de la presente invención mejorar un condensador variable y un procedimiento para formar un condensador variable, en particular en lo que se refiere a una fiabilidad mejorada y unos costos reducidos. Este objetivo se alcanza proporcionando un condensador variable de acuerdo con la reivindicación 1 y un procedimiento para formar un condensador variable de acuerdo con la reivindicación 5. Realizaciones de la invención se establecen en las reivindicaciones dependientes.
Breve descripción de los dibujos
Las realizaciones que se muestran en las figuras 1 a 54 no forman parte de la invención
Esta invención se describirá en relación a los dibujos que siguen, en los cuales los números de referencia indican los mismos elementos, y en los cuales:
la figura 1 muestra un hilo de pastilla unido a un substrato;
la figura 2 muestra la orejeta de la pastilla unida al substrato;
la figura 3 muestra la pastilla volteada con bola de soldadura, unida al substrato;
la figura 4 muestra una tarjeta de sonda que está en contacto con un dispositivo electrónico;
la figura 5 muestra una tarjeta de sonda que tiene una aguja de sonda angulada;
la figura 6 es un contacto elástico en un estado libre no deformado y otro contacto elástico deformado cuando entra en contacto con una zona de contacto;
la figura 7 muestra una banda metálica sin gradiente de tensión;
la figura 8 muestra un modelo para determinar la curvatura de un contacto elástico debida al gradiente de tensión;
la figura 9 muestra un modelo para determinar la cantidad de fuerza de reacción ejercida en la punta del contacto elástico;
las figuras 10-13 muestran los pasos para un procedimiento de formación de un contacto elástico;
la figura 14 es una representación gráfica de la tensión de película en una aleación de níquel-zirconio depositada por pulverización iónica en función de la presión del gas de plasma.
la figura 15 es una vista superior de un contacto elástico;
la figura 16 es un dispositivo para probar la resistencia de contacto de una pluralidad de pares de contactos elásticos;
la figura 17 es una representación gráfica de la resistencia detectada de una pluralidad de pares de contacto elástico;
la figura 18 es una representación gráfica de la resistencia de contacto de un contacto elástico, en función de la distancia entre la zona de contacto y el substrato;
la figura 19 es un contacto elástico que tiene un extremo plano;
la figura 20 es un contacto elástico que tiene un extremo apuntado;
la figura 21 es un contacto elástico que tiene dos puntos en el extremo de punta;
la figura 22 es un contacto elástico que tiene puntos múltiples en el extremo de punta;
la figura 23 es un contacto elástico que tiene una zona deformable en el extremo de punta;
la figura 24 muestra un contacto elástico que tiene un extremo de orejeta deformado cuando se fuerza contra una zona de contacto;
la figura 25 es una pastilla que tiene una pluralidad de contactos elásticos unidos eléctricamente a un substrato;
la figura 26 es una pastilla unida a una tapa contra el polvo y que tiene una pluralidad de contactos elásticos conectados eléctricamente a un substrato;
la figura 27 es una pastilla unida a un substrato y conectada eléctricamente a un substrato por medio de una pluralidad de contactos elásticos en la pastilla que tiene una tapa contra el polvo;
la figura 28 es una pastilla unida eléctricamente a un substrato por medio de una oblea intermedia que tiene una pluralidad de contactos elásticos;
la figura 29 es una tarjeta de sonda que tiene una pluralidad de contactos elásticos utilizados para probar un dispositivo electrónico;
la figura 30 es una pantalla de cristal liquido y un dispositivo para probar el funcionamiento de la pantalla;
las figuras 31a y 31b son cortes transversales que ilustran la distribución de corriente a altas frecuencias en una bobina en forma de disco y en un solenoide, respectivamente;
la figura 32 es un corte transversal de una pila de película graduada en tensión depositada sobre una capa de liberación;
la figura 33 ilustra una estructura de bobina de radio constante;
la figura 34 es un micro gráfico SEM de una serie de bucles de radio constante;
la figura 35 ilustra una bobina de espiras múltiples formada por una serie de bucles conectados;
la figura 36 ilustra el posicionado de la segunda porción de anclaje con un tope mecánico;
la figura 37 ilustra el posicionado del tope mecánico de la figura 36;
la figura 38 es un gráfico de las trayectorias de punta de diferentes longitudes del miembro elástico para un radio de bobina de 100 micrómetros;
la figura 39 ilustra la formación de una bobina de espiras múltiples a partir de bobinas inclinadas individuales;
la figura 40 ilustra un procedimiento para proporcionar conexiones entre las bobinas;
la figura 41 ilustra un solenoide toroidal;
la figura 42 ilustra las derivaciones de bobina;
la figura 43 ilustra un simple transformador con núcleo de aire;
la figura 44 ilustra un transformador con núcleo de aire con devanados primario y secundario entrelazados;
la figura 45 ilustra un inductor con núcleos de permalloy electrodepositados;
la figura 46 ilustra el laminado de núcleos metálicos;
las figuras 47a y 47b ilustran dos etapas de un micro transformador;
la figura 48 ilustra diferentes pasos helicoidales de orientaciones variadas de resortes;
la figura 49 ilustra una bobina de espiras múltiples formada a partir de bobinas de espiras helicoidales únicas;
la figura 50 ilustra un bucle de espiras múltiples unidas helicoidalmente;
la figura 51 es un gráfico de un resorte de tres segmentos con tres radios diferentes;
la figura 52 ilustra una bobina cerrada utilizando un miembro de carga;
la figura 53 ilustra la unión transversal de bucles de espiras únicas;
las figuras 54a y 54b ilustran dos estructuras que tienen un radio de curvatura que varía;
la figura 55 es un corte transversal de un varicap de acuerdo con la invención;
la figura 56 es un gráfico de la capacidad del varicap respecto realzado elástico; y
la figura 57 es una vista superior de un varicap que tiene una gran agrupación de elementos de condensador individuales;
la figura 58 es una sección transversal por la línea A - A de la figura 57; y
las figuras 59 y 60 ilustran un circuito LC sintonizable.
Descripción detallada de realizaciones preferentes
Las realizaciones como se describen en las páginas 13 a 40 y se muestran en las figuras 1 a 54 no forman parte de la invención. Se proporciona la descripción de estas realizaciones para ayudar a una mejor compresión de la misma.
La figura 6 muestra una vista lateral de una estructura 100 de unión que tiene una pluralidad de contactos elásticos 15. Cada contacto elástico 15 comprende una porción libre 11 y una porción de anclaje 12 fijada a una capa inferior o capa de liberación 13 y conectada eléctricamente a una zona 3 de contacto. Cada contacto elástico 15 está fabricado de un material extremadamente elástico, tal como una aleación de cromo-molibdeno o una aleación de níquel-circonio. Preferiblemente, se forman los contactos elásticos 15 de un material elástico conductor, aunque se pueden formar de un material no conductor o semiconductor si se encuentran recubiertas o revestidas con un material conductor. Más preferiblemente, los contactos elásticos 15 se forman de una aleación de níquel-circonio que tiene un 1% de zirconio. Se añade zirconio a la aleación para mejorar las propiedades elásticas de la aleación, al mismo tiempo que no afecta en gran medida la conductividad de la aleación. Cuando el material elástico es no conductor, está recubierto por al menos un lado, con un material conductor, tal como un metal o aleación metálica.
La zona 3 de contacto es el extremo terminal de una línea de comunicaciones que se comunica eléctricamente con un dispositivo electrónico formado en el substrato 14, tal como un transistor, un electrodo de pantalla u otro dispositivo eléctrico. La zona 3 de contacto típicamente está fabricada de aluminio, pero se puede hacer de cualquier material conductor. La capa de liberación 13 está hecha de nitruro de silicio, Si, Ti u otro material que puede ser atacado químicamente. Sin embargo, la capa de liberación 13 no es necesaria y puede ser eliminada. La capa de liberación 13 y la zona 3 de contacto se forman sobre o encima de un substrato 14, que está formado por un material, tal como el silicio oxidado o vidrio o una tarjeta de circuito impreso o cerámico o silicio o arseniuro de galio.
Como se muestra en la figura 7, una banda de metal que no tiene un gradiente de tensión inherente en el metal se mantendrá plana. Sin embargo, como se muestra en la figura 8, cuando se introduce un gradiente de tensión uniforme en la banda de metal, la banda se doblará formando un arco.
Cada contacto elástico 15 se forma de manera que el gradiente de tensión que se muestran en la figura 8 se introduzca en el contacto elástico 15. Cuando se forma el contacto elástico 15, la capa de metal compuesta por el contacto elástico 15 se deposita de manera que la tensión de compresión se encuentre presente en las porciones inferiores de la capa metaliza y el tensión de tracción se encuentre presente en las porciones superiores de la capa metálica. La figura 8 muestra la diferencia de tensiones \Delta\sigma (es decir, la diferencia de tensión entre la parte superior y la parte inferior) presente en el contacto elástico 15. El esfuerzo de compresión en las porciones inferiores de la capa metálica se muestran por flechas dirigidas a la izquierda. El tensión de tracción se muestra en las porciones superiores de la capa metálica por flechas dirigidas a la derecha. El gradiente de tensión (diferencia de tensiones dividida por grosor) hace que el contacto elástico 15 se doble en forma de un arco que tiene un radio r. La ecuación 1 proporciona el radio de curvatura r del contacto elástico 15;
(1)r = \left( \frac{y}{1 - v} \right) \frac{h}{\Delta \sigma}
en la que i es el módulo de Young del metal, h es el grosor de la capa de metal que forma el contacto elástico 15, \Delta\sigma es la diferencia de tensiones, y \nu es el modulo de cizalladura del metal.
Haciendo referencia de nuevo a la figura 6, r es el radio de curvatura de la porción libre 11 del contacto elástico 15, como se predice en la ecuación 1, y h es el ángulo que separa la línea de radio dirigida hacia la unión de la porción libre 11 con la porción de anclaje 12 y la línea de radios dirigida hacia la punta 30 de la porción libre 11. La ecuación 2 proporciona la altura aproximada b de la punta 30 de contacto elástico del substrato 14 para ángulos h menor 50º:
(2)b \approx \frac{L^{2}}{2r}
en la que L es la longitud de la porción libre 11 y r es el radio de curvatura de la porción libre 11.
Puesto que cada contacto elástico 15 preferiblemente está fabricado de un material altamente elástico, cada contacto elástico 15 se puede empujar hacia abajo por la punta 30 y deformarse como se muestra en la figura 6, pero no se deformará plásticamente. Típicamente, una zona 3 de contacto de un dispositivo 101 ejerce la fuerza hacia abajo dispuesta en la punta 30 y entra en contacto eléctricamente con la punta 30. El contacto elástico 15 resiste la fuerza descendente aplicada sobre la punta 30 y mantiene contacto eléctrico con la zona 3 de contacto.
Cuando se libera la fuerza sobre la punta 30, el contacto elástico volverá a su estado no deformado. De esta manera, la elasticidad de los contactos elásticos 15 permite que los contactos elásticos 15 realicen numerosas conexiones eléctricas con diferentes zonas 3 de contacto mientras mantienen la integridad de la conexión eléctrica entre la punta 30 de contacto elástico y las zonas 3 de contacto.
Además, el contacto elástico 15 preferiblemente está fabricado de un material resistente a la fluencia. Por lo tanto, cuando el contacto elástico 15 se deforma elásticamente en un periodo extendido por una zona 3 de contacto que presiona hacia abajo sobre la punta 30 de contacto elástico, el contacto elástico 15 resiste la fuerza descendente y fuerza a la punta 30 del contacto elástico contra la zona 3 de contacto, manteniendo la conexión eléctrica.
La figura 9 muestra un modelo para determinar la cantidad de fuerza F_{tip} aplicada por la punta 30 de contacto elástico a una zona 3 de contacto como reacción a la fuerza de la zona 3 de contacto que presiona hacia abajo sobre la punta 30 de contacto elástico. La ecuación 3 proporciona la fuerza de reacción F_{tip} de la punta 30 del contacto elástico:
(3)F_{tip} = \frac{wh^{2} \Delta \sigma}{12x}
en la que w es la anchura del contacto elástico 15, h es el grosor del contacto elástico 15, \Delta\sigma es el gradiente de tensión y x es la distancia horizontal desde la punta 30 de contacto elástico al punto en el que el contacto elástico15 toca al substrato 14 en primer lugar.
Para una anchura dada w, grosor h y gradiente de tensión \Delta\sigma, la fuerza de reacción F_{tip} de la punta 30 varía inversamente con la distancia x. Por lo tanto, la fuerza de reacción F_{tip} se incrementa cuando la punta 30 del contacto elástico está más cercana al substrato 14, puesto que la distancia x disminuye cuando el contacto elástico 14 se colapsa y presiona contra el substrato 14, como se muestra en la figura 6. El incremento en la fuerza de reacción F_{tip} cuando la zona 3 de contacto presiona a la punta 30 del contacto elástico para que se acerque al substrato 14, generalmente mejora la conexión eléctrica entre la punta 30 del contacto elástico y la zona 3 de contacto. La fuerza de reacción creciente F_{tip} hace que la punta 30 del contacto elástico se deforme localmente en la zona 3 de contacto, incrementando el área de contacto entre la zona 3 de contacto y la punta 30 del contacto elástico.
Las figuras 10 - 13 muestran los pasos básicos en un procedimiento para formar un contacto elástico 15. En la figura 10, se forma una zona 3 de contacto en o sobre un substrato 14. Adicionalmente, se forma una capa de liberación 13 en o sobre el substrato 14. Sin embargo, como se ha mencionado más arriba, no se requiere la capa de liberación 13 y esta se puede eliminar.
En la figura 11, se deposita una capa de metal 16 en o sobre el substrato 14. En la realización preferente de la invención, el metal es la aleación de níquel-circonio que se ha descrito más arriba. Parte de la capa 16 de metal está conectada eléctricamente a la zona 3 de contacto o contacta directamente con ella, y otra porción de la capa 16 de metal se deposita en o sobre la capa de liberación 13. Hay muchos procedimientos disponibles para depositar una capa de metal 16 en o sobre el substrato 14, incluyendo la deposición por haz de electrones, epitaxia por haz molecular, deposición por vapor químico y deposición por pulverización iónica. Preferiblemente, la capa 16 de metal se ha depositado por pulverización iónica.
Cuando se realiza una deposición de un metal por pulverización iónica, el metal que se va a depositar se coloca sobre un objetivo y se establece con un voltaje negativo elevado. Una corriente de gas plasma, típicamente argón, se dirige hacia el objetivo. El potencial negativo alto entre el gas de plasma y el metal objetivo produce iones que se aceleran hacia el objetivo de metal y lo bombardean. Este bombardeo deja libres pequeñas partículas del metal objetivo y las partículas liberadas se dirigen a la superficie, en donde se depositan las partículas.
La capa de metal 16 se deposita en varias subcapas 16-1 a 16-n, hasta alcanzar un grosor final h de aproximadamente 1 micrómetro. Se introduce la diferencia de tensiones \Delta\sigma en la capa 16 de metal alterando la tensión inherente en cada una de las subcapas 16-1 a 16-n de la capa de metal 16, como se muestra en la figura 11, teniendo cada subcapa 16-x un nivel diferente de tensión inherente.
Los diferentes niveles de tensión se pueden introducir en cada subcapa 16-x de la capa 16 de metal depositada durante la deposición por pulverización iónica en una variedad de formas, incluyendo añadir un gas reactivo al plasma, depositar el metal con un cierto ángulo, o variar el ángulo de deposición, y cambiar la presión del gas de plasma. Preferiblemente, se introducen los diferentes niveles de tensiones en la capa 16 de metal variando la presión del gas de plasma, que preferiblemente es argón.
La figura 14 es un gráfico que muestra la relación de la tensión de la película en la aleación de níquel y zirconio depositada por pulverización iónica y la presión del gas de plasma usado en la deposición. Para presiones bajas del gas de plasma, aproximadamente 1 mTorr, la tensión de película en el metal depositado es compresiva. Cuando se incrementa la presión del gas de plasma, la tensión de película en la subcapa depositada cambia a tensión de tracción y se incrementa cuando se incrementa la presión de gas de plasma.
Preferiblemente, la capa 16 de metal se deposita en cinco subcapas 16-1 a 16-5. La primera subcapa 16-1 se deposita con una presión de gas de plasma de 1 mTorr, como se indica por el número 1 en la figura 14. La primera subcapa 16-1 es la capa más en el fondo en la capa 16 de metal y tiene una tensión de compresión inherente. La segunda subcapa 16-2 se deposita sobre la primera subcapa 16-1 con una presión de gas de plasma de, aproximadamente, 6 mTorr. La segunda subcapa 16-2 tiene una tensión de tracción inherente ligero, como se indica por el número 2 en la figura 14. Las subcapas 16-3, 16-4 y 16-5 se depositan a continuación una sobre la otra con presiones de gas de plasma indicadas por los números 3, 4 y 5 en la figura 14.
El procedimiento de depositar la capa 16 de metal en cinco subcapas separadas 16-1 a 16-5 hace que la capa 16 de metal tenga una diferencia de tensiones \Delta\sigma que es compresiva en la porción inferior de la capa de metal 16 y que se convierte crecientemente en tracción hacia la parte superior de la capa 16 de metal. Aunque el gradiente de tensión fuerza a que la capa 16 de metal se doble en un arco, la capa 16 de metal se adhiere a la capa de liberación 13, al substrato 14 y a la zona 3 de contacto y de esta manera permanece plana.
Después de que se haya depositado la capa 16 de metal, la capa 16 de metal es configurada fotolitográficamente en los contactos elásticos 15. La configuración fotolitográfica es una técnica bien conocida y se utiliza de manera rutinaria en la industria de las pastillas semiconductoras. La configuración fotolitográfica de la capa 16 de metal se completa en general como se muestra en las figuras 11-13. Se deposita por igual un material 17 fotosensible sobre la superficie superior de la capa 16 de metal. A continuación, la capa 17 fotosensible se hornea a una temperatura de aproximadamente 48,89ºC. A continuación, la capa 17 fotosensible se expone a la luz, típicamente en el espectro ultravioleta, utilizando una máscara apropiada. La máscara asegura que las áreas del material fotosensible 17 se expongan apropiadamente a la luz que describe una vista en dos dimensiones de los contactos elásticos 15.
Una vez que el material fotosensible 17 se haya expuesto al patrón apropiado de luz, el material fotosensible 17 se revela y se hornea a una temperatura de aproximadamente 93,33ºC. A continuación, el material elástico 16 es atacado químicamente para formar los contactos 15 elásticos. Se pueden utilizar diferentes medios de ataque químico, incluyendo la fragmentación de iones, el ataque químico por iones reactivos, el ataque químico por plasma y el ataque químico húmedo. Preferiblemente, se utiliza el ataque químico húmedo.
Por ejemplo, el atacante químico húmedo es una solución de ácido nítrico, que se aplica al material elástico 16. El atacante elimina áreas apropiadas del material fotosensible 17, determinadas por las áreas del material fotosensible 17 que fueron expuestas o no expuestas a la luz y al tipo de material fotosensible 17 usado. Cuando se han eliminado las áreas apropiadas del material fotosensible 17, el atacante elimina las áreas de la capa 16 de metal que permanecen bajo las áreas eliminadas del material fotosensible 17. Las áreas remanentes de la capa 16 de metal forman los contactos elásticos 15. En la figura 15 se muestra una vista superior de un contacto elástico 15. El área de la capa 16 de metal retirada por el atacante está descrita por la línea de trazos 18.
A continuación, como se muestra en la figura 12, la porción libre 11 del contacto elástico 15 se libera de la capa de liberación 13 por un procedimiento de ataque químico de recorte. Hasta que la porción libre 11 se haya liberado de la capa de liberación 13, la porción libre 11 se adhiere a la capa de liberación 13 y el contacto elástico 15 se mantiene plano sobre el substrato 14. Se deposita una segunda capa del material fotosensible 17 sobre la parte superior de los contactos elásticos 15 y sobre el área que rodea a los contactos elásticos 15. A continuación, se expone a la luz la segunda capa del material fotosensible 17 utilizando la máscara apropiada, se revela y se hornea vigorosamente. A continuación, se aplica un atacante selectivo al material fotosensible 17 y el mismo elimina áreas del material fotosensible 17 alrededor de los contactos elásticos 15. El atacante se denomina atacante selectivo debido a que, después de que las áreas de material fotosensible 17 alrededor de los contactos elásticos 15 se hayan eliminado, el atacante procede a atacar químicamente la capa de liberación 13 bajo los contactos elásticos 15. El material fotosensible 17 sobre los contactos elásticos 15 resiste el atacante selectivo y protege los contactos elásticos 15. El atacante selectivo ataca químicamente la capa de liberación 13 más rápido que el atacante selectivo retira metal de los contactos elásticos 15. Esto significa que los contactos elásticos 15 se liberan de la capa de liberación 13 y se les permite que se doblen hacia arriba y separándose de la capa de liberación 13 debido al gradiente de tensión en los contactos elásticos 15.
Solamente aquellas áreas de la capa 13 de liberación bajo la porción libre 11 del contacto elástico 15 son recortadas por ataque químico. El área de la capa 13 de liberación recortada por ataque químico de cada contacto elástico 15 se describe por la porción sombreada de la figura 17. Esto significa que la porción 12 de anclaje del contacto elástico 15 permanece fijada a la capa de liberación 13 y no se estira separándose de la capa de liberación 13. Se debe apreciar que el procedimiento para configurar la capa 16 de metal sobre los contactos elásticos no debe producir ningún recocido de la capa 16 de metal.
Una vez que la porción libre 11 se ha liberado de la capa 13 de liberación, el gradiente de tensión hace que la porción libre 11 se doble hacia arriba separándose del substrato 14. El gradiente de tensión todavía es inherente en la porción de anclaje 12 y fuerza la porción de anclaje 12 para que se retire del substrato 14.
Para disminuir la posibilidad que la porción de anclaje 12 se separe del substrato 14, el contacto elástico 15 puede ser recocido para relajar las tensiones en la porción de anclaje 12. Este procedimiento de recocido no afecta la porción libre 11 debido a que, una vez que la porción libre 11 se haya liberado y se le haya permitido doblarse, no permanecerá tensión en la porción libre 12 que tenga que ser relajada por recocido. De esta manera, el gradiente de tensión permanece en la porción libre 11, y la porción libre 11 permanece curvada y separada del substrato 14 después del recocido.
Finalmente, la figura 13 muestra una capa 19 de oro que reviste la superficie exterior de cada contacto elástico 15. La capa 19 de oro preferiblemente se usa para reducir la resistencia en el contacto elástico 15, pero puede ser reemplazada por cualquier otro material conductor. Preferiblemente, la capa 19 de oro reviste los contactos elásticos 15 durante el procedimiento de revestimiento.
Se pueden añadir pasos adicionales al procedimiento de ataque químico de recorte para mejorar el procedimiento, en caso necesario. Por ejemplo, vías de atacante, o pequeñas ventanas, se pueden formar por ataque químico en las porciones libres 11 de los contactos elásticos 15. Las vías de atacante funcionan para proporcionar el acceso más rápido del atacante selectivo a la capa de liberación 13, con lo que se acelera el procedimiento de liberar las porciones libres 11 de la capa de liberación 13. Además, se puede aplicar una máscara dura a la superficie superior de los contactos elásticos 15 para asegurar que el atacante selectivo no retire material de la superficie superior de los contactos elásticos 15 en caso de que el material fotosensible 17 que protege la parte superior de los contactos elásticos 15 falle.
Puesto que el procedimiento para formar los contactos elásticos 15 solamente está limitado por las reglas de diseño de la configuración fotolitográfica, se pueden formar ajustadamente entre sí muchos cientos o miles de contactos elásticos 15 en un área relativamente pequeña en el substrato 14. La anchura típica w de contacto elástico 15 es de 40-60 lm. Por lo tanto, los contactos elásticos 15 se pueden formar ajustadamente entre sí, con una separación de, aproximadamente 10-20 lm. Esto hace que la distancia de centro a centro entre los contactos elásticos adyacentes 15 sea de, aproximadamente, 50-80 lm, que se encuentra bien en la distancia típica de centro a centro entre las áreas de contacto 3 adyacentes en la pastilla de semiconductor estándar 2.
Para probar la efectividad de los contactos elásticos 15 en aplicaciones similares a aquellas que se encuentran en la unión por pastilla volteada con bolas de soldadura, se desarrolló una agrupación de prueba de contactos elásticos 15 con una separación de centro a centro de 80 mm, que se muestra en la figura 16. Cuatro conjuntos de agrupaciones 20 de contactos elásticos 15 se formaron en un substrato de fondo 21. Cuatro agrupaciones correspondientes de zonas 22 de contacto articuladas se formaron sobre un substrato superior 23. El substrato superior 23 y el substrato inferior 21 se llevaron uno junto al otro de manera que los contactos elásticos 15 entrasen en contacto con una zona 3 de contacto correspondiente. A continuación, se midió la resistencia R en las parejas de conductores de los contactos elásticos 15.
La figura 17 muestra gráficamente la resistencia medida R en cada pareja de contactos elásticos en el aparato de prueba. La resistencia medida R en cada agrupación generalmente crece hacia arriba desde la izquierda a la derecha, debido a la longitud incrementada del conductor de los contactos elásticos 15 situados a la derecha en comparación con los contactos elásticos 15 situados a la izquierda en cada agrupación. La mayor parte de los aproximadamente
25 - 30 ohms de resistencia medida en cada pareja de contactos elásticos 15 se debe a la longitud y a la geometría de los conductores que se extienden entre los contactos elásticos 15 y las zonas 3 de contacto.
La figura 18 muestra la resistencia total de la conexión entre un contacto elástico 15 y la zona 3 de contacto correspondiente. Como se muestra en la figura 18, aproximadamente 1,5 ohms de resistencia se debe a los conductores que conducen a la zona 3 de contacto y al contacto elástico 15. Aproximadamente 0,2 ohms de resistencia se debe a la forma de la punta 30 del contacto elástico. El resto de la resistencia, aproximadamente 0,5 - 0,8 ohms es la resistencia en la interfase entre la zona 3 de contacto y la punta 30 del contacto elástico.
En general, la resistencia en la interfase entre la zona 3 de contacto y la punta 30 del contacto elástico disminuye cuando disminuye la altura b. Como se ha mencionado más arriba, la fuerza de reacción F_{tip} que ejerce la punta 30 del contacto elástico contra la zona 30 de contacto se incrementa cuando la zona 3 de contacto empuja a la punta 30 del contacto elástico a una posición más próxima al substrato 14. La fuerza de reacción incrementada F_{tip} hace que la punta 30 del contacto elástico deforme localmente la zona 3 de contacto, con lo cual se incrementa el área de contacto y disminuye la resistencia en la interfase.
La forma de la punta 3 del contacto elástico toma diferentes formas dependiendo de la aplicación. Las figuras 19 - 24 muestran una serie de seis puntas 30 diferentes de formas probadas. Aunque solamente se probaron cuatro de cada tipo de punta 30 del contacto elástico, ninguna de las formas de las puntas 30 de contacto elástico mostró una superioridad significativa respecto a cualquier otro tipo de punta 30 del contacto elástico.
Como se ha mencionado más arriba, puesto que la producción de los contactos 15 elásticos está limitada solamente por las reglas de diseño de la configuración fotolitográfica, los contactos elásticos 15 se pueden utilizar para interconectar numerosos tipos diferentes de dispositivos. Por ejemplo, las figuras 25 - 26 muestran el substrato 14 que tiene una pluralidad de contactos elásticos 15 formados sobre la superficie superior del substrato 14. Las zonas 3 de contacto formadas sobre la superficie inferior de la pastilla 2 se conectan eléctricamente a los contactos elásticos 15 correspondientes en el substrato 14. Un adhesivo 24 sujeta la pastilla 20 estacionaria en relación al substrato 14. Una tapa contra el polvo, o tapa 25, cubre la pastilla 2 y se sella herméticamente al substrato 14. La tapa contra el polvo 25 asegura que la humedad y otras sustancias extrañas no produzcan corrosión en los contactos elásticos 15 o en las zonas 3 de contacto, o interfieran de otra manera con las conexiones eléctricas entre los contactos elásticos 15 individuales y las zonas 3 de contacto correspondientes.
La figura 28 muestra una realización alternativa de un dispositivo de conexión para conectar eléctricamente dos dispositivos. Se muestra una oblea 26 que tiene una pluralidad de contactos elásticos 15 formados en los lados opuestos de la oblea. Parejas de contactos elásticos 15 en lados opuestos de la oblea 26 se comunican entre sí y conectan eléctricamente las zonas 3 de contacto en la pastilla 2 así como en el substrato 14. Esta realización de la invención permite el procesado de la pastilla 2 y del substrato 14 sin producir riesgos de daños a los contactos elásticos 15. Se utiliza la oblea 26 para interconectar la pastilla 2 y el substrato 14 solamente después de que se haya completado todo el procedimiento en la pastilla 2 y en el substrato 14.
La figura 27 muestra otra realización de la invención. Los contactos elásticos 15 se forman sobre la superficie inferior de la pastilla 2. Los contactos elásticos 15 entran en contacto con zonas 3 de contacto correspondientes en el substrato 14. El adhesivo 24 sujeta en posición estacionaria la pastilla 2 con respecto al substrato 14.
Los contactos elásticos 15 no están limitados a interconectar una pastilla 2 a un substrato 14 o placa de circuitos. Los contactos elásticos 15 se utilizan igualmente bien para interconectar dos pastillas 2, dos placas de circuito u otros dispositivos electrónicos entre sí. Un uso alternativo de este tipo de los contactos elásticos 15 es en las tarjetas de sonda. Como se ha discutido más arriba, se utilizan las tarjetas 7 de sonda para conectar temporalmente dos dispositivos, típicamente cuando se prueba uno de los dispositivos. Una prueba de este tipo es común en la industria de los semiconductores, cuando se utilizan las tarjetas 7 de sonda para probar pastillas semiconductoras mientras las pastillas son todavía parte de una oblea de silicio de cristal único.
La figura 29 muestra una realización de la invención en la que la tarjeta 27 de sonda tiene una agrupación de contactos elásticos 15 que se utilizan en lugar de las agujas 8 de sonda estándar. La tarjeta 27 de sonda funciona idénticamente a la tarjeta 7 de sonda estándar, excepto porque tiene contactos elásticos 15. La tarjeta 27 de sonda está alineada con el dispositivo 10 de manera que los contactos elásticos 15 entran en contacto con las zonas 3 de contacto correspondientes en el dispositivo 10. A continuación, el dispositivo 10 se prueba o se comunica con un dispositivo de prueba conectado eléctricamente a la tarjeta 27 de sonda.
Un dispositivo de prueba ejemplar se muestra en la figura 30. Un generador 40 de configuración de pantallas se comunica con las pastillas excitadoras 42 montadas en las dos tarjetas 27 de sonda de anchura completa. Las tarjetas 27 de sonda tienen contactos elásticos 15 que entran en contacto con líneas de dirección 43 asociadas, formadas en la placa de la pantalla 44. Las líneas de dirección 43 se comunican con electrodos de pantalla (no mostrados). Por lo tanto, el generador 40 de configuración de pantallas puede excitar los electrodos de pantalla para producir una matriz de potenciales eléctricos que se corresponden a una imagen de prueba. Los sensores (no mostrados) en la placa sensora 45 detectan la matriz de potenciales eléctricos en los electrodos de pantalla y generan señales correspondiéndose cada una de ellas al potencial eléctrico. Las señales son leídas por pastillas 46 de escáner montadas en la placa 45 sensora. El analizador 41 de señal de prueba recibe las señales de las pastillas 46 de escáner y forman una imagen detectada que se corresponde con las señales. A continuación, el analizador 41 de señales de prueba compara la imagen detectada con la salida de la imagen de prueba del generador 40 de configuración de pantalla para determinar si la placa 44 de pantalla y los electrodos de pantalla están trabajando adecuadamente.
Puesto que producir una tarjeta 7 de sonda estándar con agujas 8 de sonda exige gran cantidad de mano de obra y es lenta de producción, las tarjetas 7 de sonda estándar generalmente no se hacen para que entren en contacto con todas las líneas de dirección 43 en la placa 4 de pantalla. Por lo tanto, se debe realizar la prueba de la placa 44 de pantalla en secciones, puesto que las tarjetas 7 de sonda no pueden acomodarse a la anchura completa de las líneas de dirección 43. Como contraste, la tarjeta 27 de sonda, hecha con contactos elásticos 15 puede hacerse fácil y baratamente. Además, las tarjetas 27 de sonda que tienen contactos elásticos 15 se pueden hacer de cualquier anchura, y por lo tanto, pueden probar al mismo tiempo todos los datos o líneas de dirección de un aparato, tal como la pantalla que se muestra en la figura 26.
Las técnicas anteriores para la fabricación de resortes para tarjetas de sonda y otras aplicaciones se pueden extender a la fabricación de estructuras de bobina. Los resortes se hacen introduciendo un perfil de tensión intrínseco de una cierta magnitud, diseñado para producir la altura y curvatura deseadas del resorte. De manera similar, se puede diseñar un gradiente de tensión reproducible o un perfil de tensiones intrínseco en una película delgada variando las condiciones de crecimiento apropiadamente durante la deposición para producir estructuras de bobinas, es decir, un resorte que se doble hacia atrás sobre sí mismo produciendo un devanado de bucle y entrando en contacto con el substrato. Añadiendo una o más capas conductoras, se puede fabricar una estructura de bobina adecuada para utilizarse como inductor.
La tensión intrínseca de muchas películas delgadas pulverizadas iónicamente depende de la presión ambiental a la cual se depositó el material. Variando la presión durante la pulverización iónica, se pueden obtener películas que tienen una tensión de compresión cerca de la interfase película - substrato y que están sometidas a tensión de tracción en la superficie de la película. La figura 32 muestra una película 104 de tensión graduada de este tipo, que se encuentra emparedada entre dos capas 102, 106 de oro. La película de tensión graduada puede ser de NiZr, Mo/Cr, Ni de soldadura húmeda o de otro material adecuado. La capa 106 de oro de fondo forma la piel exterior de la bobina cuando se libera, y proporciona un trayecto de alta conductividad para los electrones a altas frecuencias. La capa de oro superior pasiva la superficie. La pila de metal se deposita encima de una capa 108 de liberación adecuada, tal como de Ti, Si o SiN. La capa de liberación debe ser un material que se pueda eliminar rápidamente por ataque químico de recorte inferior selectivo, seco o húmedo. Atacantes posibles para una capa de liberación de Si, incluye el KOH (procedimiento húmedo) y el XeF_{2} (procedimiento seco).
En la figura 33, se muestra una estructura liberada con capas continuas 106 y 104. El reto de conectar el extremo libre del bucle a una zona de contacto en el mismo substrato se hace dificultoso por el hecho de que el bucle típicamente tiene un radio de curvatura constante y por lo tanto, el extremo libre volverá naturalmente al punto de despegue. Se pueden utilizar varias técnicas para solucionar este problema, como se describirá más adelante.
El micro gráfico de electrones de barrido en la figura 34 muestra una serie de devanados microinductores fuera de plano producidos de acuerdo con la invención. Los devanados de bobina se realizaron utilizando películas delgadas de tensionadas que se depositaron por pulverización iónica. La película está configurada fotolitográficamente en bandas de micro resortes o miembros elásticos que posteriormente se liberan de su substrato subyacente. Con la liberación, el gradiente tensión incorporado hace que los miembros elásticos se doblen y formen bucles de tres dimensiones y fuera de plano que producen la bobina inductora. En la bobina que se muestra en la figura 34, cada bucle tiene justamente el paso helicoidal suficiente para que cada extremo libre entre en contacto con la zona adyacente de la agrupación. El retorcimiento helicoidal proporciona la útil característica de que el extremo libre del miembro elástico se desplace longitudinalmente (o axialmente) del punto de despegue. Esto permite la formación de un inductor continuo que consiste en múltiples espiras sin interrupción del metal elástico. Para proteger el inductor en uso real en una pastilla o tarjeta de circuitos, los bucles se pueden encerrar por un compuesto de moldeado.
En el ejemplo específico de la figura 34, el metal de tensión graduada es de un grosor de 0,3 lm de una aleación de 85 Mo/15 Cr depositada a cinco presiones progresivamente crecientes. La película se configuró en miembros elásticos de 4 micrómetros de anchura que, a continuación, se liberaron retirando una capa subyacente de PECVD SiN utilizando un HF tampón 10:1. Los miembros elásticos liberados formaban bucles circulares de 70 micrómetros de diámetro. Después de enjuagar en agua D.I, los miembros elásticos liberados se presionaron contra una superficie plana y se calentó el substrato a 85ºC. La compresión mantiene los resortes apretados mientras el agua se evapora lentamente. Esta técnica impide que la tensión superficial del líquido tire de los miembros elásticos adyacentes haciendo que se enreden cuando se evapora el agua. En muchas aplicaciones se desean miembros de formación elásticos más anchos y más gruesos que forman bucles mayores. Estas bobinas mayores son más fáciles de hacer que aquellas de la figura 34, debido a que se requiere menos gradiente de tensión. Además, los resortes más anchos son más rígidos y generalmente son menos susceptibles a enredarse con los miembros adyacentes durante la liberación del resorte.
La figura 35 muestra algunos pasos del procedimiento para formar una estructura de bobina de espiras múltiples a partir de una serie de estructuras de bobina circular individual. Inicialmente, se configura una pluralidad de miembros elásticos 61a - 65a en una ventana de liberación. Cada miembro elástico 61a - 65a es parte de una estructura mayor configurada 61 - 65. Por ejemplo, la estructura 61 incluye un miembro elástico 61a, una zona 61b de contacto y una zona 61c de contacto. Para formar una estructura continua, cada bucle debe estar conectado eléctricamente al siguiente bucle adyacente. Después de la retirada de la ventana de liberación 66, cada miembro elástico 61a - 65a se enrolla sobre sí mismo. Cuando se libera, los miembros elásticos 61a - 65a formarán bucles circulares con radios dados por la ecuación 1 anterior. La longitud de cada uno de los miembros elásticos 61a - 65a está diseñada de manera que los miembros elásticos no abarquen bucles completos cuando se liberan, Se dejan las puntas (extremos libres) colgando justamente antes de un contacto opuesto, que es la zona 62c - 65c de contacto del bucle adyacente. A continuación, se presionan los bucles hacia abajo sobre el contacto y se sueldan o se revisten conjuntamente. La estructura de bobina de espiras múltiple resultante, empezando el eje de la bobina 68 en 61a - 61b, a continuación la primera espira 61c de bucle que está conectada a la zona 62a de contacto, y se continua de esta manera.
Las figuras 36 y 37 muestran un enfoque alternativo para formar las conexiones de la bobina. En este enfoque, una barrera mecaniza o tope 71 se fija al substrato en el extremo de la zona 62c de contacto, con el fin de recibir la punta del miembro elástico 61c. Este enfoque utiliza miembros elásticos de longitud casi completa ayudado por una barrera mecánica 71. Es importante diseñar las dimensiones del tope mecánico adecuadamente y situar el tope correctamente, de manera que la estructura se mantenga completamente dentro de la trayectoria de la punta, como se ilustra en la figura 37. En otro caso, los miembros elásticos pueden ser atrapados en el borde cercano del tope durante la liberación. En la figura 7, la línea de trazos muestra la trayectoria de la punta.
La figura 38 muestra un gráfico de trayectorias de punta para bobinas de diámetro 200 micrómetros que tiene diferentes longitudes de los miembros elásticos. El parámetro i en la figura se corresponde a la longitud del miembro elástico en múltiplos de r/4, en donde r es el radio de la bobina. El punto x = 0 en la figura es el borde de la ventana de liberación. Es interesante hacer notar que la punta del resorte de longitud completa, i = 8, se mantiene a la derecha del borde de liberación en su trayectoria completa. Puesto que el bloque mecánico tiene que colocarse en x < 0, la longitud del miembro elástico tiene que ser menor que una circunferencia completa. El rango de trayectorias posibles también sitúa límites en las dimensiones del bloque mecánico.
Además del tope mecánico, otro método para situar tangencialmente la punta libre, separada del punto de despegue, incluye variar el radio de curvatura del miembro elástico. Si se varía el radio de curvatura a lo largo de la longitud del miembro elástico, se formará una bobina generalmente circular. Un radio de curvatura desigual hará que la punta libre se pare en algún punto separado del punto de despegue. Si el radio de curvatura varía en función de la longitud y de la anchura del miembro elástico, se formará una bobina helicoidal. El radio de curvatura del miembro elástico puede variarse, por ejemplo añadiendo una capa de carga uniformemente a través de la anchura de una o más porciones del miembro elástico. El radio de curvatura también se puede variar configurando una o más aberturas o perforaciones uniformemente en la anchura de una porción del miembro elástico. También se puede utilizar alguna combinación de capa de carga y de perforaciones (o aberturas). Las perforaciones y capas de carga también se pueden utilizar para crear devanados helicoidales como se describirá más adelante.
La figura 39 muestra otro enfoque para formar una bobina de múltiples espiras con devanados de bucle individuales. En esta realización, se define la ventana de liberación 66 para que tenga un ángulo oblicuo en relación con la longitud de carrera de cada miembro elástico 61c - 64c. Cuando se libera el miembro elástico, los bucles de bobina se inclinan lateralmente entrando en contacto con la zona de contacto adyacente. De esta manera, el devanado 61c del bucle entra en contacto con la zona 62a. Esta curvatura lateral también puede ser inducida diseñando una anisotropía de tensiones incorporada en los resortes (que se describirán más adelante). Cuando los resortes se presionan hacia abajo, sus puntas se deslizan sobre las zonas de contacto vecinas y se forma una bobina continua.
Para aprovecharse completamente del trayecto conductor disponible, el grosor h de bobina debe ser, al menos, tan grueso como la profundidad de la piel:
(4)h \geq \delta = \sqrt{\frac{\rho}{\pi \mu f}}
en la que \rho es la resistividad del conductor de bobina, \mu es su permeabilidad magnética y f es la frecuencia de funcionamiento. Hacer que la película sea más gruesa que la profundidad de piel no mejora la conductividad de la película debido a que la mayor parte de la corriente está confinada al interior de la profundidad de la película de la superficie conductora. Para frecuencias de interés (alrededor de 1 GHz) el grosor de película ideal se encuentra entre 1 lm y 3 lm, un rango de grosor que es compatible con la deposición de corriente y con los procedimientos de configuración.
Si el material de bobina está compuesto por un material elástico con un gradiente de tensión, estando determinado el grosor de la película, el radio del bucle de bobina se puede calcular usando la ecuación 1. Si hay capas adicionales, el perfil de tensiones no es un gradiente lineal y la ecuación 1 tiene que ser modificada. La longitud, l, del resorte tiene que ser diseñada hasta aproximadamente
(5)l = 2 \pi r
para que los miembros elásticos formen bucles completos circulares cuando se liberan. El número de espigas de bobina, N, se determina a continuación en base a la inductancia deseada, que aproximadamente es igual a:
(6)L = \mu_{0} \frac{N \pi r^{2}}{x}
En la que x es el paso entre devanados de bobina y \mu_{0} es la permeabilidad del aire (para bobinas de núcleo de aire). Aunque la ecuación 6 es buena para toroides y solenoides largos (N * x >>r), hay expresiones más complicadas para solenoides cortos disponibles en libros de texto. La anchura w del resorte puede ser tan ancha como sea necesaria para acomodar una resistencia eléctrica aceptable, R, por medio de la siguiente aproximación:
(7)w = \frac{2 \pi \rho N}{\delta R}
Las ecuaciones 6 y 7 indican que hay una compensación entre inductancia y resistencia. Los miembros elásticos anchos, pequeño número de bucles y radios cortos producen una resistencia baja pero también conducen a una inductancia baja. La relación entre impedancia y resistencia de la bobina, también denominada factor de calidad Q de la bobina, es un buen parámetro para evaluar cómo las perdidas influencian la eficacia de la bobina:
(8)Q = \frac{2\pi f L}{R}
Este parámetro adimensional determina la agudeza de los puntos de resonancia de los resonadores LC, la selectividad de los filtros LC, la cantidad de fluctuación del oscilador y la ganancia de los amplificadores resonantes. Volviendo de nuevo ahora a las ecuaciones 6 y 7, se puede ver que el factor de calidad se incrementa con el diámetro de la bobina y con la relación entre la anchura del conductor y el paso del devanado:
(9)Q \approx \frac{\pi f \mu_{0}}{\rho l \delta} \frac{w}{x} r
Además, la importancia de una resistencia baja de lámina de CA, \rhol \delta, se expresa explícitamente en la ecuación 9.
La tabla 1 tabula unos pocos valores de inductancia representativos y factores Q para bobinas fuera de plano producidas de acuerdo con la invención. Se asume en las estimaciones una resistividad de conductor de 2,5 \mu\Omega- cm. Los factores de calidad se aproximan en grandes rasgos al suponer que la corriente circula como una lámina uniforme con un grosor de lámina igual a la profundidad de la piel. El factor de calidad real puede ser hasta un factor menos en 2 debido al efecto de proximidad que no está incluido en estos cálculos. Los números Q listados se deben comparar con los mejores valores de 10 a 20 que se obtienen actualmente con las bobinas en el plano de la técnica actual utilizando devanados de relación de aspecto elevado y substratos retirados.
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TABLA 1 Matriz de valores para bobinas inductoras fuera de plano con núcleo de aire típicas
Ancho de Paso de línea Diámetro de Longitud de Número de L Q @
línea (micrómetros) bobina bobina espiras (nH) IGHz
(micrómetros) (micrómetros) (micrómetros)
4 8 70 76 10 6,4 7,3
4 8 70 796 100 61 7,0
24 30 200 294 10 13 32
24 30 200 2994 100 132 32
54 60 500 594 10 41 90
54 60 500 5994 100 412 90
90 100 1000 990 10 100 180
90 100 1000 9990 100 988 180
Además de la ventana de liberación "diagonal" para conectar devanados de bucles individuales entre sí como se describe en la figura 35, son posibles muchos otros tipos de conexiones. Una realización alternativa se muestra en la figura 40 que utiliza puntos de despegue en cuña simétricos. En la figura 40, se depositan los miembros elásticos
81a - 85a y se configuran en un substrato. Por ejemplo, cada miembro elástico 81a, incluye una disposición de zona de contacto configurada. Esta disposición de zona de contacto incluye una porción 81b en forma de U, que incluye dos porciones de punta 81c y 81d. También hay incluido como soporte un elemento simétrico 81e. El elemento simétrico soporta el balance de tensiones biaxiales opuestas en la película librada 81a con el fin de reducir la curvatura lateral de los devanados de la bobina. La colocación del punto de liberación más bajo que una zona de contacto correspondiente también lleva la punta del miembro elástico al punto de contacto apropiado sin bloqueo mecánicos. Este diseño permite alternativamente un contacto mejor a expensas de un paso de devanado ligeramente más largo. Cuando se liberan los miembros elásticos 81a - 85a, se enrollan y entran en contacto con las porciones 82c - 86c (no mostradas) de zona de contacto.
Los diseños de bobinas de espigas múltiples en las figuras 35, 36, 39 y 40 proporcionan dispositivos de bobinas lineales, es decir, el eje de la bobina es una línea recta. Cada uno de estos diseños también se puede disponer en una disposición circular para formar micro toroides, es decir, el eje de la bobina es un circulo. Un toroide de micro resorte se muestra en la figura 41, mostrándose esquemáticamente el eje 91 de la bobina y cada espira 92 de bobina. Los toroides son atractivos debido a que confinan los campos magnéticos muy apretadamente en el interior de sus devanados, lo cual permite que se empaqueten bobinas múltiples muy apretadamente sin que se produzca acoplamiento mutuo. La ausencia de campos magnéticos de dispersión también reduce adicionalmente las corrientes inducidas en pérdida del substrato.
A diferencia de las bobinas en el plano, los devanados individuales de bobinas fuera de plano son fácilmente accesibles en posiciones arbitrarias a lo largo del inductor. Por lo tanto, es posible obtener diferentes inductancias de una única bobina derivando los devanados en posiciones apropiadas. Cuando se combina con conmutadores de transistor, estas derivaciones se pueden utilizar para hacer inductores variables útiles en filtros y resonadores sintonizables. La figura 42 muestra como la bobina de la figura 41 se puede modificar añadiendo la derivación 93 en la zona 61a de contacto, la derivación 94 en la zona 62a de contacto y la derivación 95 en la zona 65a de contacto. Se hace notar que estos puntos de derivación dependen de N, el número de devanados entre las derivaciones. Entre las derivaciones 93 y 94, N = 1, y entre las derivaciones 93 y 95, N = 4.
Además de su utilización como inductores, las bobinas fuera de plano se pueden utilizar como transformadores. Los micro transformadores son esenciales en componentes electrónicos tales como en mezcladores, filtros de doble sintonización y transformadores de señales RF. Las bobinas fuera de plano son compatibles con una variedad de arquitecturas de micro transformadores. La figura 43 muestra una realización en forma de un transformador toroidal con un núcleo de aire, que incluye un devanado primario 124 que tiene entrada/salida 122 y un devanado secundario 126 con entrada/salida 120. La relación de voltaje entre las dos bobinas acopladas está determinada por la relación de espiras entre los devanados primario y secundario. La pareja de flechas 120 y 122 indican los trayectos de corriente dentro y fuera de los dos devanados 124 y 126.
La figura 44 muestra un diseño alternativo de un transformador de núcleo de aire con devanados primario 124 y secundario 126 entrelazados. Las múltiples flechas 127 hacia fuera en la bobina secundaria 126 ilustran la posibilidad de la derivación de la bobina obteniendo relaciones de transformación variables. La inserción muestra la disposición de micro resortes necesaria para implementar la arquitectura del transformador. Naturalmente, la derivación de bobinas también es compatible con el dispositivo en la figura 43.
Los núcleos ferromagnéticos son atractivos en muchas aplicaciones de bobinas debido a su capacidad para incrementar la inductancia de las bobinas y canalizar y confinar campos magnéticos en regiones bien definidas. Sin embargo, para aplicaciones de alta frecuencia de GHz, cualquier material ferromagnético utilizado tiene que estar aislado eléctricamente. En otro caso, se produciría una pérdida excesiva que conduce a una Q baja.
Las micro bobinas se pueden incrustar en una matriz epoxídica que contiene partículas de ferrita, después de que se liberan del substrato. Esto produce un núcleo de ferrita en y alrededor de la micro bobina que incrementa la inductancia de la bobina. Este también es el procedimiento de elección para confinar los campos magnéticos de los solenoides. Las líneas de campo fuera del solenoide no salen ya en abanico debido a que la ferrita alrededor de la bobina cierra el trayecto magnético.
Las bobinas están aisladas magnéticamente entre sí usando una isla de material ferromagnético en cada bobina individual. Por lo tanto, los devanados de bobina se colocan en bolsillos profundos realizados al configurar BCB recubiertos por centrifugado u otra película gruesa. Después de la liberación del miembro elástico, se llena el bolsillo con partículas ferromagnéticas de un tamaño adecuado, inmersas en una matriz epoxídica aislante.
Otro enfoque utiliza núcleos metálicos ferromagnéticos que se pueden depositar y configurar de manera que sean compatibles con la micro fabricación. Sin embargo, puesto que estos núcleos son conductores, sus aplicaciones están limitadas a frecuencias más bajas. La figura 52 muestra un dispositivo de este tipo que utiliza un núcleo de permalloy (NiFe) electro revestido. En esta realización, se deposita una capa 202 de SiN_{x} en el substrato 200, seguida por el miembro elásticos 204. En primer lugar, se configura una película gruesa 206, tal como foto resistente SU-8, para definir una ventana para revestir el material del núcleo. El núcleo de NiFe 208 se reviste por encima de una capa de semilla depositada por vacío ligero, la cual, a su vez, se mantiene sobre un dieléctrico aislante 210. A continuación se retira la capa de 206 SU-8, seguido por la liberación del miembro elástico 204 para formar bucles que encierran al núcleo. Las perdidas de bobina se pueden reducir en alguna extensión laminando el núcleo 208, como se muestra en la figura 52.
Las figuras 45 y 46 no se han dibujado utilizando escalas y relaciones de aspecto reales. En particular, el núcleo 208 se ha diseñado de manera que se conforme a los límites discutidos en la figura 38. Esta limitación hace que el núcleo ocupe mucho menos del área de sección transversal disponible de la bobina. Sin embargo, para una permeabilidad relativa del núcleo de aproximadamente 1000, incluso un factor de llenado del 10% incrementará la inductancia del dispositivo de núcleo de aire aproximadamente 100 veces.
Un núcleo ferromagnético cerámico o metálico también se puede formar uniendo físicamente un núcleo prefabricado 206 en el substrato 200 antes de liberar los miembros elásticos 220, como se muestra en la figura 47. La colocación se puede efectuar por un equipo automático de tomar y colocar comúnmente utilizado en la industria de las pastillas. Naturalmente, las dimensiones del núcleo prefabricado tendrán que conformarse también a los mismos límites discutidos en la figura 38.
La figura 47 ilustra como se puede fabricar un micro transformador de núcleo ferromagnético utilizando los procedimientos que se han descrito más arriba. La figura 47a muestra la disposición del miembro elástico 220 antes de la liberación. Dos conjuntos de líneas metálicas orientadas en oposición una respecto a la otra para los devanados primario y secundario se colocan en el interior del bolsillo BCB. Después de liberar los miembros elásticos 220, el bolsillo se llena con una resina epoxídica ferromagnética. Una ilustración de los miembros elásticos liberados se muestra en la figura 47b. El bucle 224 en la figura 47b traza una trayectoria magnética que acopla las bobinas primaria y secundaria. El bolsillo está diseñado con características que se extienden hacia el eje de la bobina a mitad de distancia de cada bobina. Estas características son para obstruir los campos magnéticos de dispersión y mejorar el acoplamiento pretendido entre los devanados primario y secundario. Aunque el acoplamiento estimado del transformador en la figura 47 es sólo de, aproximadamente, el 66%, son posibles mejoras significativas si se utilizan materiales de relleno foto definibles.
Un micro transformador de núcleo ferromagnético alternativo se puede fabricar con los procedimientos discutidos en las figuras 45 y 46. En esta realización, el núcleo de las figuras 51 y 52 están modelado en un bucle que acopla magnéticamente un conjunto de dos o más devanados de bobina. Para reducir la posibilidad de la saturación del núcleo, se puede disponer un pequeño espacio de aire para romper el bucle del núcleo.
Las estructuras de bobina que se han descrito más arriba tienen devanados de bucles circulares. Tales estructuras de bobina también se pueden fabricar utilizando bobinas con un retorcimiento helicoidal.
Se ha observado que se desarrolla una torsión helicoidal en algunas estructuras liberadas. El origen de esta torsión es la anisotropía de tensiones. Específicamente en un sistema de deposición planetaria, los componentes radial y tangencial de la tensión en la película varían a diferentes velocidades, produciendo tensiones de magnitudes diferentes. La anisotropía de tensiones produce un cizallamiento radial - tangencial. Sin embargo, la presión en el sistema de pulverización iónica varía durante la deposición para producir un gradiente de tensión, debido a que la tensión es anisotrópica, también se desarrolla un gradiente de tensión de cizalladura. Esto aplica un par torsor al resorte, proporcionándole un paso helicoidal finito. El paso helicoidal hace que la punta del resorte liberado se mueva saliendo del eje del resorte.
También se ha observado que las estructuras de dedos más anchos tienden a levantar más que la estructura de dedos estrechos del mismo grosor. Los resortes pueden torsionarse solamente en una dirección en un cierto momento, de manera que no pueden relajar completamente la tensión en una dirección. Puesto que las condiciones de tensión en plano existen cerca de la línea de centros longitudinal de los resortes más anchos, las tensiones longitudinales intrínsecas se relajan completamente mientras que las tensiones transversales solamente se puede relajar muy cerca de los bordes.
La figura 48 ilustra como diferentes pasos helicoidales producen orientaciones de resorte variadas. Los resortes están hechos de metal depositado en un sistema de pulverización iónica planetario. El movimiento planetario de la oblea en el sistema de vacío produce diferencias geométricas en la llegada de flujo en las direcciones radial y tangencial de la oblea. Esto hace que las tensiones en las direcciones radial y tangencial de la oblea sea desiguales. Se muestran dos bucles, el de la izquierda 130 está orientado a lo largo de una dirección de tensión principal, y como resultado, la curvatura helicoidal es prácticamente cero. El resorte 132 de la derecha en la figura 48 está orientado a 45 grados del eje principal, y como resultado, tiene un paso helicoidal grande, del orden del diámetro del bucle. Por lo tanto, tomando una película metálica con anisotropía de tensiones conocida, en este caso aproximadamente 8,6%, y orientando el resorte en un ángulo deseado respecto al eje principal, el paso puede ser controlado de manera útil.
La solicitud de patente en trámite junto con la presente del inventor David Fork D/A 0505 (IP/A 000002) que se ha presentado el mismo día que esta solicitud y que se incorpora a la presente memoria descriptiva a título de referencia, muestra procedimientos de fabricación para pulverizar iónicamente películas delgadas con anisotropía de tensiones controlada. Otros procedimientos para crear una tensión helicoidal en el devanado del bucle se muestran más adelante.
La figura 49 ilustra cómo una bobina de espiras múltiples 140 utilizando una única espira helicoidal 142 puede configurarse sobre un substrato. Cada espira de la bobina tiene un grado suficiente de paso helicoidal para ajustar por avances sucesivos el extremo libre del bucle sobre la zona 144 de contacto adyacente al bucle 142. El extremo libre cuando se hace un contacto mecánico con la zona también puede hacer un contacto eléctrico. Se pueden mejorar los contactos eléctricos y mecánicos robustos, por ejemplo, soldando el extremo libre del bucle a la zona 143. La ilustración en la figura 49 muestra un ajuste por avances sucesivos entre el extremo del primer bucle y la base del bucle adyacente. Esto se hace por claridad, y no es necesario para el dispositivo actual. La eficiencia es mejor en bobinas con devanados más densos, y por lo tanto es ventajoso empaquetar las bobinas lo más ajustado posible.
La figura 50 muestra una bobina de espiras múltiples 150. Para una bobina de este tipo, el metal elástico es configurado en una banda que es lo suficientemente larga para abarcar la bobina completa. La ilustración muestra cuatro espiras. En principio, el número de espiras está limitado por la longitud del substrato, puesto que la longitud del resorte está dada por el producto del número de espiras por la circunferencia del bucle. Si no es práctico hacer un único inductor a partir de una única bobina de espiras múltiples, se pueden unir segmentos de espiras múltiples usando los puntos de contacto de la zona mostrados en la figura 34, para producir un dispositivo completo.
Una posibilidad con un segmento de bucle de espiras múltiples de la figura 50 es producir bobinas enrolladas más densamente. Para bobinas producidas de bucles de espiras únicas, las consideraciones de diseño limitan que la separación de los bucles que sea, al menos, ligeramente mayor que la anchura del metal elástico en el bucle. Sin embargo, los bucles de espiras múltiples no tienen esta restricción, debido a que los resortes se hacen más largos en la dirección de la bobina transversal para acomodar las espiras múltiples. Una larga banda de metal puede enrollarse con un paso helicoidal menor que su anchura, y el extremo libre puede superponerse a una zona de contacto, ya sea por el desplazamiento acumulativo del paso helicoidal, o por una orejeta que se extiende desde el extremo libre del resorte a la zona. Para prevenir el cortocircuito de las espiras que se superponen del bucle de espiras múltiples, una superficie, preferiblemente la superficie superior del metal elástico, puede estar cubierta o parcialmente cubierta con una capa separadora aislante. Esta técnica puede requerir un control más ajustado del radio y del paso, puesto que el error en la colocación del extremo libre se acumularía con cada espira.
Se pueden utilizar otros procedimientos para desplazar el extremo libre del miembro elástico con respecto al punto de despegue. Variar el radio de curvatura de la bobina desplazará el extremo libre en una dirección transversal. El radio de curvatura depende de la cantidad de perfil de tensiones intrínsecas en el miembro elástico y en las propiedades mecánicas del miembro elástico. Para obtener una torsión deseada, se puede formar un miembro elástico con un perfil de tensiones intrínsecas de un valor en una primera porción y de un segundo valor de perfil de tensiones intrínsecas en las restantes porciones. Otro procedimiento es incluir propiedades anisotrópicas, por ejemplo, depositando una capa de carga en un lado del miembro elástico. Cuando se libera el miembro elástico, la bobina resultante tendrá dos secciones, cada una de ellas con un radio de curvatura diferente. El efecto de los dos radios de curvatura diferentes es que fuerza a que se torsione el miembro elástico.
Mientras se puede utilizar una bobina con secciones que tienen dos radios de curvatura diferentes para compensar la posición de aterrizaje de la punta desde el punto de despegue del miembro elástico liberado, una configuración preferente es una con tres secciones de radios de curvatura diferentes. La figura 1 muestra un trozo de un bucle de diámetro aproximado de 0,5 mm, en el que el miembro elástico se diseñó para que entrase en contacto tangencialmente con un punto aproximadamente de 150 micrómetros detrás del punto de despegue del miembro elástico. La mitad superior de la bobina posee un radio mayor que la mitad de fondo. Esto tiene el efecto de desplazar el extremo libre hacia atrás con respecto al punto de despegue. En segundo lugar, haciendo que los cuartos de fondo (primero y cuarto) (segmentos primero y tercero) del resorte tengan un radio menor que el segmento superior, el extremo libre del resorte entrará en contacto tangencialmente con el substrato. El contacto tangencial puede ser ventajoso para incrementar el área de contacto y de esta manera disminuir la resistencia de contacto. El contacto tangencial también puede reducir la sensibilidad a los errores de colocación. Se hace notar que los radios de los segmentos primero y tercero son iguales, no hay necesidad de crear más de dos radios diferentes; esto simplifica el procedimiento.
Otra manera de variar el radio de curvatura es incorporando una capa de carga, ya sea en la superficie interior del miembro elástico o en la superficie exterior (o en ambas). La capa de carga es una capa adicional configurada en el miembro elástico para que aplique tensión que o bien incrementa o bien disminuye el radio de curvatura. El radio de curvatura, R, para una viga cargada se puede expresar como
(10)R = \frac{Y^{2}_{0} h^{4} + 2Y_{0} Y_{1} ht(2h^{2} + 3ht + 2t^{2}) + Y_{1}^{2} t^{4}}{\Delta \sigma h^{2} (hY_{0} + tY_{1}) + 6(\sigma_{1} Y_{0} - \sigma_{0} Y_{1}) ht(t + h)}
en la que Y_{0} es el módulo elástico, Y_{1} es el módulo de la capa de carga, h es el grosor del resorte, t es el grosor de la capa de carga, \Delta\sigma es la variación de la tensión intrínseca del resorte, \sigma_{0} es la tensión intrínseca neta en el miembro elástico, y \sigma_{1} en la tensión intrínseca de la capa de carga.
En el ejemplo en la figura 51, los dos radios de los segmentos primero y segundo se podrían producir con los parámetros siguientes:
Miembro elástico: aleación de níquel
Gradientes de tensión del miembro: 1 GPa
Tensión neta del miembro: 0 GPa
Grosor del miembro: 970 nm
Metal de carga: oro
Tensión de carga: 0 GPa
Grosor de carga: 180 nm
La capa de carga está configurada para residir solamente en el segmento medio del miembro elástico. Se hace notar que la ecuación 10 asume un comportamiento puramente elástico, y puede ser aproximada. El oro puede liberar algunas de sus tensiones por flujo plástico. Esto puede modificar de alguna manera el grosor requerido. Otros materiales, con puntos de cesión más elevados, pueden sustituir al oro como materiales de carga.
La figura 52 muestra una bobina producida con un desplazamiento tangencial incorporando una capa de carga. La estructura de la figura 52 se puede producir de acuerdo con el procedimiento que sigue. En primer lugar, se deposita una capa de liberación 301 de Ti de 100 nm en un substrato (no mostrado). A continuación, se deposita la capa de conductancia 302 de la bobina exterior (que preferiblemente es oro pero que puede ser cualquier otro conductor adecuado). A continuación, se deposita el material 303 del miembro elástico, que es NiZr, sobre la capa conductora 302. A continuación, se deposita una capa de carga 304, que preferiblemente es una capa metálica de oro, sobre el miembro elástico. A continuación se enmascara la localización de las zonas de soldadura con un material foto resistente, seguido por revestimiento de soldador sobre las áreas de la zona de soldadura. Esto proporciona la localización de la capa de carga. A continuación, la capa de carga es sometida a ataque químico con ioduro de potasio. Para la limpieza entre los miembros elásticos, la capa de liberación 301 es atacada químicamente, preferiblemente por ataque químico seco en un plasma de fluoruro. La máscara del miembro elástico se desnuda y a continuación se enmascara la ventana de liberación con un material foto resistente. Se elimina la capa de liberación por medio de la ventana de liberación utilizando ácido fluorhídrico. Si se desea, se puede desnudar la máscara de la ventana de liberación. Cuando se elimina la capa de liberación, el perfil de tensiones intrínsecas en el miembro elástico 302, hace que el miembro elástico se enrolle sobre sí mismo. La capa de carga 304 produce un desplazamiento tangencial, que permite el contacto con una zona de contacto. Se aplica flujo a los contactos de soldadura, y el material de soldadura vuelve a circular. Preferiblemente, se aplica una resina epoxídica sobre la bobina resultante y se cura. Finalmente, se fragmenta la oblea.
La estructura de bobina resultante en la figura 52 ilustra que es posible crear una estructura de cierre útil con tan poco como dos segmentos. La figura 53 ilustra una vista superior de un bucle completo de espira única unido transversalmente.
El radio de curvatura del segmento de bobina se puede variar colocando una capa de carga asimétricamente a través de un segmento del miembro elástico, o introduciendo una o más aberturas asimétricamente en el miembro elástico antes de la liberación. Se ha observado un efecto de tamaño en el curvado del resorte, que se produce debido a que los bordes del resorte pueden relajar algo de la tensión intrínseca. Los resortes más estrechos relajan más de la tensión total en sus bordes que los resorte anchos. Se ha desarrollado una teoría para los resortes de anchura variable, o resortes ranurados,. Esencialmente, el módulo biaxial efectivo del resorte se puede variar entre los límites definidos por
Y/(1 - F) e Y/(1 - F^{2)} en el que Y y F son el módulo de Young y la relación de Poisson, respectivamente. Para valores típicos de F, se puede variar el radio aproximadamente el 30% ranurando el resorte, o variando su anchura. Es posible un efecto similar colocando orificios (aberturas 162 en el miembro elástico 160, como se muestra en la figura 5 a) en lugar de ranuras (ranura 172 en el miembro elástico 170, como se muestra en la figura 54b) en el miembro elástico; esto produciría una relajación de tensiones en dos dimensiones. Este efecto se puede explotar perforando el segmento superior del miembro elástico con el fin de hacer que se curve con un radio mayor. Por razones prácticas, es mejor ranurar el miembro elástico en tan pocas bandas como se necesite en el segmento superior, con el fin de maximizar la conductancia.
Las ventajas de la perforación son que ésta elimina la necesidad de depositar, enmascarar y configurar separadamente una capa adicional, tal como una capa de carga. Por lo tanto, el procedimiento es menos caro. Una ventaja adicional, es que alivia la necesidad de controlar las propiedades de los materiales de la capa de carga, simplificando de esta manera el procedimiento e incrementando el rendimiento. El resorte del ejemplo que se muestra en la figura 51 podría ser creado ranurando el segmento medio del resorte de MoCr con un grosor de 1,75 micrómetros y un perfil de tensiones intrínsecas de 2,8 GPa.
Una aplicación adicional de la perforación es producir un paso helicoidal controlado, no por hacer crecer una anisotropía de tensiones intrínsecas como se ha descrito más arriba, sino que, por el contrario, ranurando el miembro elástico para producir un par torsor neto. Una ranura 172 que corre hacia abajo en la longitud de un segmento del miembro elástico 170, y que está desplazada a un lado, hará que los dos lados del segmento se curven con radios diferentes. Esto dispondrá al segmento en una hélice. Otras configuraciones asimétricas también pueden tener utilidad, tal como ranuras diagonales o capas de carga, u orificios descentrados o capas de carga. Una bobina de radio variable también permitirá factores de relleno más elevado de los núcleos de NiFe, relajando los límites de la figura 38.
Un reto significativo cuando se fabrica una bobina útil, es hacer que la resistencia de la bobina sea baja (factor Q alto). Un aspecto de las micro bobinas que se han descrito más arriba es que se pueden crear inductores de Q alta ajustando el ancho del resorte, y la resistividad del conductor exterior, y el grosor del conductor exterior. Debido a que el efecto de piel confina la corriente a la superficie exterior de la bobina, estos factores dominan resistencia de la alta frecuencia del bucle del inductor.
La resistencia del cierre del bucle también puede limitarse conectando el extremo libre de un bucle a una zona de contacto en el substrato con baja resistencia. La obtención de una baja resistencia en la zona de contacto requiere una buena unión metalúrgica que implica materiales altamente conductores. Más abajo se describe una estructura y una realización de fabricación que consigue uniones metalúrgicas con bajas resistencias de contacto. Las estructuras de bobina que incorporan una zona de soldadura que vuelve a fluir para cerrar el bucle se han descrito más arriba y consiguen una buena unión metalúrgica así como una baja resistencia de contacto. Alternativamente, el extremo libre se puede unir a la zona de contacto por revestimiento metálico, ya sea sin electrodos o con electrodos. En este procedimiento, el bucle se forma liberando el miembro elástico. El extremo libre entra, ya sea en contacto mecánico o en proximidad, con una zona de contacto en el substrato del inductor. A continuación, el revestimiento metálico aplica material conductor alrededor del extremo libre así como en la zona de contacto, formando una unión continua entre ellos. En esta realización, la aplicación de material no tiene que estar limitada solamente a las áreas libre y de zona. Preferiblemente, el material de revestimiento tiene alta conductividad, y se ha aplicado en el bucle con el fin de reducir la resistencia de la bobina, con lo cual se incrementa beneficiosamente el factor de calidad.
El procedimiento de la invención permite procesar extensiones. Estos flujos de procedimiento son ejemplares, pero son posibles otras variaciones. Por ejemplo, ciertos pasos de procedimiento que se han descrito más arriba con respecto a la figura 52 se pueden combinar o eliminar. Las capas del soldador utilizadas para cerrar el bucle, también podrían servir como ventana de liberación en el paso de liberación del resorte.
Las técnicas anteriores también se pueden utilizar para fabricar un nuevo tipo de varicap de Q alta. Estos varicaps utilizan la misma tecnología de micro resortes que se ha descrito más arriba, cumplen con los valores de capacidad de los requisitos, y se pueden integrar en una pastilla. Una estructura de varicap basada en los micro resortes permite que falten componentes pasivos RF en la pastilla así como que se puedan fabricar los inductores y los varicaps utilizando la misma tecnología de procedimiento. Estos varicaps de micro resortes presentan el beneficio adicional de requerir voltajes de polarización inferiores que los condensadores MEMS de placas paralelas. Usando un resorte como segundo electrodo en un condensador configurado fotolitográficamente y variando el voltaje entre una placa fija y el resorte, varía la capacidad de la estructura.
La figura 55 muestra una sección transversal de un condensador variable que utiliza la tecnología de micro resortes. En primer lugar se deposita una capa metálica 153 (metal 0) y se configura con la forma deseada sobre un substrato (no mostrado). A continuación, se deposita una capa de material dieléctrico 156 y se configura sobre la capa de metal 153. Se deposita una capa de liberación 152 sobre la capa dieléctrica 156. A continuación, la capa metálica 151 (metal 1) se deposita sobre la capa de liberación 152. La capa metálica 151 es un material elástico que posee un perfil de tensiones inherentes incluido. Este perfil de tensiones inherentes se construye en la capa de la misma manera que se ha descrito más arriba con respecto a los micro resortes. La capa metálica 151 está configurada con la forma del resorte deseada. Cuando se configura la capa de liberación 152 y se retira parcialmente, el perfil de tensiones inherentes en la capa metálica 151 fuerza a la porción libre de la capa metálica 151 separándola de la capa dieléctrica 156 que cubre la capa metálica. Si se utiliza un material aislante para la capa de liberación 152, la capa dieléctrica 156 puede no ser necesaria.
La capacidad se define por una sección inferior recortada suspendida de longitud L_{1} en paralelo con una porción fija de longitud L_{0}. Si se aplica una polarización de CC entre la capa 153 y la capa 151, las fuerzas electroestáticas harán que la parte suspendida se curve hacia abajo y se incremente la capacidad de CA.
La figura 56 representa la capacidad en función de la elevación del resorte, d, para un caso específico en el que
L_{0} = 25 micrómetros, L_{1} = 100 micrómetros, d_{0} = 0,5 micrómetros, anchura del condensador = 500 micrómetros, y
r = 500 micrómetros. En un circuito VCO, el radio de curvatura r del resorte se diseñaría de manera que fuese idéntico al radio del bucle del inductor acompañante. De esta manera, se pueden fabricar los inductores así como los varicaps en el mismo paso.
La figura 56 muestra que la capacidad del varicap varía de 2 pF a 2,2 pF cuando la punta se deflecta de 10 micrómetros a 7 micrómetros. Este rango de sintonización del 10% se corresponde a una deflexión que se encuentra bien por debajo de 2/3 de la elevación inicial, de manera que no hay peligro de una operación biestable cuando el resorte repentinamente salta elásticamente hacia abajo. El voltaje estimado requerido para flexionar el voladizo en 3 micrómetros es solamente aproximadamente 10 V. Este bajo voltaje es debido al perfil de electrodo curvado, que generalmente requiere voltajes de excitación más bajos que los actuadores más convencionales. Para flexiones mayores, se puede considerar estrechar la punta del resorte para retrasar el principio del comportamiento biestable. De manera alternativa, se puede hacer un electrodo estrechado progresivamente (capa 151 en la figura 55) con un resorte convencional.
Los varicaps hechos de acuerdo con los procedimientos anteriores presentan una inmunidad excelente a la vibración. El perfil de electrodo curvado permite que el voladizo se haga más rígido que en los dispositivos de placas paralelas, lo cual produce dispositivos con baja sensibilidad a las fuerzas de inercia. Bajo aceleración, la relación de fuerzas inerciales a fuerzas electroestáticas es solamente del orden de 10^{5}.
Una agrupación de condensadores variables se puede disponer en un único dispositivo para producir una capacidad mayor. La figura 57 muestra un ejemplo de un condensador variable mayor. Haciendo referencia a las figuras 57 y en detalle de la figura 58, se deposita una capa 268 conductora de fondo grande, sobre un substrato 269. El contacto 266 proporciona el contacto para el electrodo de fondo, que pueden ser múltiples electrodos conectados eléctricamente entre sí o una única capa conductora de fondo. Se deposita una capa dieléctrica 267 sobre el conductor 269, seguido por una capa de liberación 270. Sobre la capa de liberación 270 se deposita la segunda capa conductora 261, que está configurada con una configuración de filas paralelas de "resortes" 261, estando cada uno de ellos conectado eléctricamente por un bus conector 263. La altura de los micro resortes 261 determina la capacidad y se controla aplicando un voltaje entre los contactos 264 de los resortes y el contacto de los electrodos de fondo 266. En algunas realizaciones, si la capa de liberación 270 está formada por un material aislante eléctricamente, la porción de la capa de liberación permanece debajo de la primera capa conductora 261 que funciona como la capa dieléctrica. Esto elimina la necesidad de depositar una capa dieléctrica separada. Sin embargo, en la mayor parte de las aplicaciones, es preferible hacer que la capa dieléctrica 267 se extienda completamente entre las capas conductoras primera y segunda para impedir el cortocircuito.
El procedimiento de la invención se puede aplicar fácilmente a aplicaciones de circuito en la pastilla que requieren un circuito LC o un circuito LC sintonizable. Haciendo referencia a las figuras 59 y 60, se muestra un circuito LC sintonizable. La micro bobina 270 conecta un condensador sintonizable 272 formado por las placas 284 (A) y 282 (B), con una capa dieléctrica común 286 (C). Aplicando una polarización de CC entre las placas 284 (A) y 282 (B) se controla el valor de la capacidad. Un condensador de bloqueo de CC formado por las placas 280 (C) y 282 (B) impide que la micro bobina cortocircuite la fuente de polarización. Se hace notar cómo se une la micro bobina 270 al condensador de bloqueo de CC en el punto 290. Las placas superiores 284 (A) y 280 (C) de condensador se implementan preferiblemente utilizando el mismo metal que la micro bobina 270. La placa de fondo 282 (B) está hecha de una capa de metal adicional.
El procedimiento se realiza de manera económica. En primer lugar, la capa conductora de fondo B (286) se deposita en el substrato y es atacada químicamente. A continuación, se deposita la capa dieléctrica 286 seguida por una única capa de liberación (no mostrada) que cubre el área del condensador BC así como el área de la micro bobina 270. Se deposita una capa C de metal. A continuación, se deposita y se conforma una capa metálica formada de un material elástico para ambas capas A de condensador y micro bobina 270. Cuando se recorta la capa de liberación, se forman la micro bobina y la placa variable A. Los extremos libres de la micro bobina se unen utilizando uno de los procedimientos que se han descrito más arriba.
Ejemplo
Varicap AB con un rango de sintonización de capacidad variable de 500 micrómetros por 550 micrómetros, 500 nm de Si_{3}N_{4} dieléctrico (\mu_{r} = 8) = 3,5 a 22,7 pF, con un solapamiento mínimo = 500 micrómetros por 50 micrómetros, solapamiento máximo en el límite de encaje = 500 micrómetros por 320 micrómetros. En este punto, la punta de la placa A está abajo en un 66%. El condensador de bloqueo de CC de tamaño 400 micrómetros por 1,6 milímetros, capa dieléctrica de 500 nm de Si_{3}N_{4} dieléctrico (\mu_{r} = 8) = 91 pF. Rango de sintonización de ambos condensadores en serie = 3,37 a 18,2 pF. El micro solenoide 270 tiene un diámetro de 1 mm, 5 devanados, longitud 500 micras = 26 nH. Como resultado, el rango de sintonización de la frecuencia de resonancia LC = 538 a 232 MHz.
La invención proporciona un nuevo tipo de microinductores de alta Q que se pueden integrar en los IC de silicio. A diferencia de la mayor parte de las micro bobinas anteriores, las estructuras de bobina caracterizan una arquitectura no coplanar en la que el eje de la bobina se coloca paralelo a la superficie de la oblea. Las bobinas fuera de plano solucionan el problema de corrientes inducidas en el substrato asociadas a los inductores en el plano. También proporciona una manera simple de contrarrestar la resistencia eléctrica incrementada producida por los efectos de piel sin tener que recurrir a procesamientos de relación de alto aspecto. El diseño es compatible con una gran variedad de realizaciones relacionadas, tales como derivaciones de bobinas y transformadores. Esta invención suministra un elemento perdido principal en el diseño de los circuitos RF integrados.
Se ha descrito un nuevo tipo de condensadores variables de micro resortes de alta Q y de inductores fuera de plano que se pueden integrar en IC de silicio. Estos varicaps, cuando se combinan con inductores, se pueden implementar para la integración en las pastillas de VCO completos en circuitos superheterodinos. Aunque la invención se ha descrito con referencia a realizaciones específicas, la descripción de las realizaciones específicas es ilustrativa solamente y no se debe considerar como limitativa del alcance de la invención.

Claims (6)

1. Un condensador variable, que comprende:
un substrato;
una primera capa (153) conductora eléctricamente, fijada al substrato;
una capa de liberación (152) formada de un material aislante eléctricamente sobre una porción de la primera capa (153) conductora eléctricamente; y
una segunda capa (151) conductora eléctricamente que comprende por una porción de anclaje y por una porción libre, estando fijada la porción de anclaje a la capa de liberación (152) y la porción libre se libera por recorte mediante ataque químico de una porción de la capa de liberación bajo la segunda capa (151) conductora eléctricamente, en el que un perfil de tensiones inherentes de la segunda capa conductora eléctricamente fuerza la porción libre a que se separe del substrato;
en el que una fuerza electroestática aplicada a la segunda capa conductora eléctricamente (151) hace que la porción libre se desplace hacia la primera capa (153) conductora eléctricamente, con lo cual se incrementa la capacitancia del condensador.
2. El condensador de la reivindicación 1, que comprende, además, una capa dieléctrica (156) dispuesta sobre la primera capa (153) conductora eléctricamente, en el que la capa dieléctrica se extiende sustancialmente entre la porción libre y la primera capa (153) conductora eléctricamente.
3. El condensador de la reivindicación 1, en el que una punta de una primera porción de la primera capa (153) conductora eléctricamente está ahusada.
4. El condensador de la reivindicación 2, en el que la segunda capa (151) conductora eléctricamente comprende una pluralidad de capas (261) conductoras eléctricamente separadas individualmente, comprendiendo cada segunda capa conductora eléctricamente una porción de anclaje y una porción libre, estando fijada la porción de anclaje a la capa dieléctrica (267).
5. Un procedimiento para formar un condensador variable, que comprende:
depositar una primera capa (153) de un material conductor eléctricamente sobre un substrato;
depositar una capa de liberación (152) formada de un material aislante eléctricamente sobre una porción de la primera capa (153) conductora eléctricamente;
depositar una segunda capa (151) de un material conductor eléctricamente sobre al menos una porción de la capa de liberación (152);
recortar por ataque químico una porción de la capa de liberación (152) bajo la segunda capa (151) para liberar una porción libre de la segunda capa de la capa de liberación, en el que una porción de anclaje de la segunda capa (151) permanece fijada a la capa de liberación (152);
en el que un perfil de tensiones inherentes en la segunda capa (151) fuerza la porción libre de la segunda capa configurada (151) separándola de la capa de liberación (152);
en el que, cuando se aplica un voltaje de polarización entre la primera capa (153) conductora eléctricamente y la segunda capa (151), las fuerzas electroestáticas en la porción libre curvan la porción libre hacia la primera capa (153) conductora eléctricamente.
6. El procedimiento de la reivindicación 5, que comprende, además, el paso de depositar una capa dieléctrica (156) entre la capa de liberación (152) y la primera capa (153) conductora eléctricamente.
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Families Citing this family (75)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6429528B1 (en) * 1998-02-27 2002-08-06 Micron Technology, Inc. Multichip semiconductor package
US7382142B2 (en) 2000-05-23 2008-06-03 Nanonexus, Inc. High density interconnect system having rapid fabrication cycle
US6799976B1 (en) * 1999-07-28 2004-10-05 Nanonexus, Inc. Construction structures and manufacturing processes for integrated circuit wafer probe card assemblies
US6812718B1 (en) 1999-05-27 2004-11-02 Nanonexus, Inc. Massively parallel interface for electronic circuits
JP2001153886A (ja) * 1999-11-26 2001-06-08 Mitsubishi Electric Corp プローブカード、及びこれを備えたテスト装置
US6396677B1 (en) * 2000-05-17 2002-05-28 Xerox Corporation Photolithographically-patterned variable capacitor structures and method of making
US6856225B1 (en) * 2000-05-17 2005-02-15 Xerox Corporation Photolithographically-patterned out-of-plane coil structures and method of making
US6392524B1 (en) * 2000-06-09 2002-05-21 Xerox Corporation Photolithographically-patterned out-of-plane coil structures and method of making
US7952373B2 (en) 2000-05-23 2011-05-31 Verigy (Singapore) Pte. Ltd. Construction structures and manufacturing processes for integrated circuit wafer probe card assemblies
US6456420B1 (en) * 2000-07-27 2002-09-24 Mcnc Microelectromechanical elevating structures
US20020096421A1 (en) * 2000-11-29 2002-07-25 Cohn Michael B. MEMS device with integral packaging
US6595787B2 (en) * 2001-02-09 2003-07-22 Xerox Corporation Low cost integrated out-of-plane micro-device structures and method of making
US6534249B2 (en) * 2001-02-09 2003-03-18 Xerox Corporation Method of making low cost integrated out-of-plane micro-device structures
US6635513B2 (en) * 2001-05-29 2003-10-21 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Pre-curved spring bolster plate
US7141812B2 (en) * 2002-06-05 2006-11-28 Mikro Systems, Inc. Devices, methods, and systems involving castings
US7785098B1 (en) 2001-06-05 2010-08-31 Mikro Systems, Inc. Systems for large area micro mechanical systems
CA2448736C (en) * 2001-06-05 2010-08-10 Mikro Systems, Inc. Methods for manufacturing three-dimensional devices and devices created thereby
US6625004B1 (en) * 2001-08-31 2003-09-23 Superconductor Technologies, Inc. Electrostatic actuators with intrinsic stress gradient
EP1296380B1 (en) * 2001-09-20 2007-11-28 STMicroelectronics S.r.l. Variable capacitance capacitor
US6998696B2 (en) * 2001-09-21 2006-02-14 Casper Michael D Integrated thin film capacitor/inductor/interconnect system and method
JP3890952B2 (ja) * 2001-10-18 2007-03-07 ソニー株式会社 容量可変型キャパシタ装置
US6870276B1 (en) * 2001-12-26 2005-03-22 Micron Technology, Inc. Apparatus for supporting microelectronic substrates
US7031136B2 (en) * 2002-04-09 2006-04-18 Ngimat Co. Variable capacitors, composite materials
JP4075503B2 (ja) * 2002-07-30 2008-04-16 ソニー株式会社 マイクロマシンおよびその製造方法
US7085121B2 (en) * 2002-10-21 2006-08-01 Hrl Laboratories, Llc Variable capacitance membrane actuator for wide band tuning of microstrip resonators and filters
US7098577B2 (en) * 2002-10-21 2006-08-29 Hrl Laboratories, Llc Piezoelectric switch for tunable electronic components
US7656071B2 (en) * 2002-10-21 2010-02-02 Hrl Laboratories, Llc Piezoelectric actuator for tunable electronic components
US6856499B2 (en) 2003-03-28 2005-02-15 Northrop Gurmman Corporation MEMS variable inductor and capacitor
US6844214B1 (en) * 2003-08-21 2005-01-18 Xerox, Corporation Microelectromechanical system based sensors, sensor arrays, sensing systems, sensing methods and methods of fabrication
US6973722B2 (en) * 2003-11-17 2005-12-13 Palo Alto Research Center Incorporated Release height adjustment of stressy metal devices by annealing before and after release
US6891711B1 (en) * 2004-04-08 2005-05-10 Kulite Semiconductor Products, Inc. Ultra-miniature, high temperature, capacitive inductive pressure transducer
US7279391B2 (en) * 2004-04-26 2007-10-09 Intel Corporation Integrated inductors and compliant interconnects for semiconductor packaging
US6935867B1 (en) 2004-05-24 2005-08-30 Alps Electric Co., Ltd. Connection unit between substrated and component and method for fabricating connection unit
CN1947209B (zh) * 2004-05-31 2011-04-27 富士通株式会社 可变电容器及其制造方法
US7265019B2 (en) * 2004-06-30 2007-09-04 International Business Machines Corporation Elastomeric CMOS based micro electromechanical varactor
US7456092B2 (en) * 2004-10-07 2008-11-25 Palo Alto Research Center Incorporated Self-releasing spring structures and methods
JP2006210843A (ja) * 2005-01-31 2006-08-10 Fujitsu Ltd 可変キャパシタ及びその製造方法
FR2884960B1 (fr) * 2005-04-25 2007-07-06 Commissariat Energie Atomique Micro-condensateur electromecanique a capacite variable et procede de fabrication d'un tel micro-condensateur
JP2007005635A (ja) * 2005-06-24 2007-01-11 Toshiba Corp 半導体装置
US7283347B2 (en) * 2005-08-31 2007-10-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Low cost digital variable capacitor
US7539003B2 (en) * 2005-12-01 2009-05-26 Lv Sensors, Inc. Capacitive micro-electro-mechanical sensors with single crystal silicon electrodes
US7550855B2 (en) * 2005-12-02 2009-06-23 Palo Alto Research Center Incorporated Vertically spaced plural microsprings
JP4654897B2 (ja) * 2005-12-09 2011-03-23 イビデン株式会社 部品実装用ピンを有するプリント配線板の製造方法
JP2007165383A (ja) * 2005-12-09 2007-06-28 Ibiden Co Ltd 部品実装用ピンを形成したプリント基板
JP4848752B2 (ja) 2005-12-09 2011-12-28 イビデン株式会社 部品実装用ピンを有するプリント配線板及びこれを使用した電子機器
US20070145523A1 (en) * 2005-12-28 2007-06-28 Palo Alto Research Center Incorporated Integrateable capacitors and microcoils and methods of making thereof
US7517769B2 (en) * 2005-12-28 2009-04-14 Palo Alto Research Center Incorporated Integrateable capacitors and microcoils and methods of making thereof
US9156674B2 (en) * 2006-06-02 2015-10-13 MicroZeus, LLC Micro transport machine and methods for using same
US8159107B2 (en) * 2006-06-02 2012-04-17 Microzeus Llc Micro rotary machine and methods for using same
US8282284B2 (en) * 2006-06-02 2012-10-09 MicroZeus, LLC Methods and systems for micro bearings
WO2007143623A2 (en) 2006-06-02 2007-12-13 Stalford Harold L Methods and systems for micro machines
US8884474B2 (en) * 2006-06-02 2014-11-11 MicroZeus, LLC Method of fabricating a micro machine
US8915158B2 (en) * 2006-06-02 2014-12-23 MicroZeus, LLC Methods and systems for micro transmissions
US8134276B2 (en) * 2006-06-02 2012-03-13 MicroZeus, LLC Methods and systems for positioning micro elements
EP2100176B1 (en) * 2006-12-05 2019-09-04 Wispry, Inc. Substrates with slotted metals and related methods
JP4910679B2 (ja) * 2006-12-21 2012-04-04 株式会社ニコン 可変キャパシタ、可変キャパシタ装置、高周波回路用フィルタ及び高周波回路
DE102006062485A1 (de) * 2006-12-28 2008-07-03 Robert Bosch Gmbh Elektrische Kontaktiervorrichtung, insbesondere für elektronische Schaltungen, und elektrische/elektronische Schaltung
DE102007012060A1 (de) * 2007-03-13 2008-09-18 Robert Bosch Gmbh Sensoranordnung zur Druckmessung
US8217738B2 (en) 2007-05-17 2012-07-10 Panasonic Corporation Electromechanical element, driving method of the electromechanical element and electronic equipment provided with the same
US7927905B2 (en) * 2007-12-21 2011-04-19 Palo Alto Research Center Incorporated Method of producing microsprings having nanowire tip structures
US8122973B2 (en) 2008-05-21 2012-02-28 Stalford Harold L Three dimensional (3D) robotic micro electro mechanical systems (MEMS) arm and system
EP2559535A3 (en) 2008-09-26 2016-09-07 Mikro Systems Inc. Systems, devices, and/or methods for manufacturing castings
US8755166B2 (en) * 2008-12-02 2014-06-17 Meidensha Corporation Vacuum capacitor
KR101325052B1 (ko) * 2008-12-02 2013-11-05 메이덴샤 코포레이션 진공 콘덴서
JP5482398B2 (ja) 2010-04-19 2014-05-07 株式会社明電舎 真空コンデンサ
US8490495B2 (en) 2010-05-05 2013-07-23 Consensic, Inc. Capacitive pressure sensor with vertical electrical feedthroughs and method to make the same
US8441808B2 (en) 2010-09-22 2013-05-14 Palo Alto Research Center Incorporated Interposer with microspring contacts
US8519534B2 (en) 2010-09-22 2013-08-27 Palo Alto Research Center Incorporated Microsprings partially embedded in a laminate structure and methods for producing same
US8294184B2 (en) 2011-02-23 2012-10-23 Qualcomm Mems Technologies, Inc. EMS tunable transistor
US8813824B2 (en) 2011-12-06 2014-08-26 Mikro Systems, Inc. Systems, devices, and/or methods for producing holes
US8525353B2 (en) 2011-12-19 2013-09-03 Palo Alto Research Center Incorporated Microspring structures adapted for target device cooling
US10510945B1 (en) * 2014-10-06 2019-12-17 National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc Magnetoelastically actuated MEMS device and methods for its manufacture
US10222265B2 (en) * 2016-08-19 2019-03-05 Obsidian Sensors, Inc. Thermomechanical device for measuring electromagnetic radiation
US10332687B2 (en) 2017-10-23 2019-06-25 Blackberry Limited Tunable coplanar capacitor with vertical tuning and lateral RF path and methods for manufacturing thereof
US10497774B2 (en) 2017-10-23 2019-12-03 Blackberry Limited Small-gap coplanar tunable capacitors and methods for manufacturing thereof

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US544599A (en) * 1895-08-13 Type -whiting machine
JPS5530113A (en) * 1978-08-22 1980-03-03 Nippon Telegraph & Telephone Electrostatically drive relay
CA2062710C (en) 1991-05-31 1996-05-14 Nobuo Shiga Transformer for monolithic microwave integrated circuit
US5336921A (en) 1992-01-27 1994-08-09 Motorola, Inc. Vertical trench inductor
FR2705492B1 (fr) * 1993-05-13 1995-06-30 Gec Alsthom T & D Sa Condensateur à haute stabilité thermique.
US5526172A (en) * 1993-07-27 1996-06-11 Texas Instruments Incorporated Microminiature, monolithic, variable electrical signal processor and apparatus including same
JPH07202278A (ja) * 1993-12-28 1995-08-04 Chodendo Sensor Kenkyusho:Kk 超伝導薄膜
US5446616A (en) * 1994-03-28 1995-08-29 Litton Systems, Inc. Electrode structure and method for anodically-bonded capacitive sensors
US5644349A (en) * 1994-09-07 1997-07-01 Xerox Corporation Mechanical capacitor
US5470790A (en) * 1994-10-17 1995-11-28 Intel Corporation Via hole profile and method of fabrication
DE4437261C1 (de) * 1994-10-18 1995-10-19 Siemens Ag Mikromechanisches elektrostatisches Relais
US5613861A (en) 1995-06-07 1997-03-25 Xerox Corporation Photolithographically patterned spring contact
JP3106389B2 (ja) * 1995-08-18 2000-11-06 株式会社村田製作所 可変容量コンデンサ
US5665648A (en) * 1995-12-21 1997-09-09 Hughes Electronics Integrated circuit spring contact fabrication methods
JPH1012123A (ja) * 1996-06-19 1998-01-16 Honda Motor Co Ltd 冷陰極とその製造方法
JP3566809B2 (ja) * 1996-08-12 2004-09-15 株式会社豊田中央研究所 多結晶シリコン薄膜の製造方法および多結晶シリコン薄膜構造体素子
JPH1079324A (ja) * 1996-09-04 1998-03-24 Murata Mfg Co Ltd 容量可変素子
JPH10189393A (ja) * 1996-12-19 1998-07-21 Murata Mfg Co Ltd 可変容量コンデンサ
US5905241A (en) * 1997-05-30 1999-05-18 Hyundai Motor Company Threshold microswitch and a manufacturing method thereof
US6245444B1 (en) 1997-10-02 2001-06-12 New Jersey Institute Of Technology Micromachined element and method of fabrication thereof
US6127908A (en) * 1997-11-17 2000-10-03 Massachusetts Institute Of Technology Microelectro-mechanical system actuator device and reconfigurable circuits utilizing same
US5944537A (en) * 1997-12-15 1999-08-31 Xerox Corporation Photolithographically patterned spring contact and apparatus and methods for electrically contacting devices
US5979892A (en) * 1998-05-15 1999-11-09 Xerox Corporation Controlled cilia for object manipulation
JP2000021282A (ja) * 1998-07-07 2000-01-21 Omron Corp 静電マイクロリレー
US6242989B1 (en) * 1998-09-12 2001-06-05 Agere Systems Guardian Corp. Article comprising a multi-port variable capacitor
US6147582A (en) 1999-03-04 2000-11-14 Raytheon Company Substrate supported three-dimensional micro-coil
US6184755B1 (en) * 1999-07-16 2001-02-06 Lucent Technologies, Inc. Article comprising a variable inductor
US6229684B1 (en) * 1999-12-15 2001-05-08 Jds Uniphase Inc. Variable capacitor and associated fabrication method
US6396677B1 (en) * 2000-05-17 2002-05-28 Xerox Corporation Photolithographically-patterned variable capacitor structures and method of making
US6392524B1 (en) * 2000-06-09 2002-05-21 Xerox Corporation Photolithographically-patterned out-of-plane coil structures and method of making
US6290510B1 (en) * 2000-07-27 2001-09-18 Xerox Corporation Spring structure with self-aligned release material

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