IT202100023240A1 - Attuatore mems e relativo processo di fabbricazione - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione industriale dal titolo: ?ATTUATORE MEMS E RELATIVO PROCESSO DI FABBRICAZIONE?
La presente invenzione ? relativa ad un attuatore MEMS e relativo processo di fabbricazione. In dettaglio, ? relativa ad un attuatore MEMS comprendente una struttura deformabile che definisce uno spazio interno che si espande quando un fluido ? pompato all?interno di esso, generando una conseguente deformazione della struttura deformabile che permette di esercitare una forza di attuazione su un corpo esterno presente sulla struttura deformabile. Inoltre, ? relativa ad un processo di fabbricazione dell?attuatore MEMS e ad un metodo di controllo del medesimo.
Come noto, gli attuatori MEMS (?Micro Electro-Mechanical Systems?) sono dispositivi che convertono energia da una forma ad un?altra, cio? tra variabili fisiche differenti fra loro. Esempi di attuatori MEMS sono valvole, interruttori (?switches?), pompe, micro-motori di tipo lineare o rotativo, e permettono ad esempio di convertire una grandezza elettrica (es., tensione) in una grandezza meccanica (es., uno spostamento, un allungamento o una torsione).
In particolare, sono noti attuatori MEMS (microattuatori) di tipo piezoelettrico, che generano spostamenti a seguito di deformazioni (?strain?) dei medesimi causate da campi elettrici applicati ad essi.
Tuttavia, i micro-attuatori piezoelettrici noti sono in grado di generare forze ridotte, generalmente comprese fra circa 10 mN e circa 100 mN, che per alcune applicazioni risultano non esser sufficienti.
Scopo della presente invenzione ? fornire un attuatore MEMS, un metodo di controllo e un processo di fabbricazione dell?attuatore MEMS che superino gli inconvenienti dell?arte nota.
Secondo la presente invenzione vengono realizzati un attuatore MEMS, un metodo di controllo e un processo di fabbricazione dell?attuatore MEMS, come definiti nelle rivendicazioni annesse.
Per una migliore comprensione della presente invenzione vengono ora descritte forme di realizzazione preferite, a puro titolo di esempi non limitativi, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
- la figura 1 ? una sezione prospettica di un attuatore MEMS, secondo una forma di realizzazione;
- la figura 2 ? una sezione prospettica di una struttura deformabile dell?attuatore MEMS di figura 1, secondo una forma di realizzazione;
- la figura 3 ? una vista in sezione laterale della struttura deformabile di figura 2;
- la figura 4 ? una vista in sezione laterale dell?attuatore MEMS di figura 1;
- le figure 5A-5C sono grafici che mostrano segnali di controllo di elementi dell?attuatore MEMS di figura 1;
- la figura 6 ? un grafico che mostra segnali di spostamento di detti elementi dell?attuatore MEMS di figura 1;
- le figure 7A-7I sono viste in sezione laterali che illustrano fasi di un processo di fabbricazione dell?attuatore MEMS di figura 1, secondo una forma di realizzazione;
- le figure 8 e 9 sono viste in sezione laterale dell?attuatore MEMS, secondo diverse forma di realizzazione; e
- la figura 10 ? una sezione prospettica della struttura deformabile dell?attuatore MEMS, secondo una diversa forma di realizzazione.
Elementi comuni alle diverse forme di realizzazione della presente invenzione, descritte nel seguito, sono indicati con gli stessi numeri di riferimento.
La figura 1 mostra, secondo una forma di realizzazione e in un sistema di riferimento cartesiano triassiale definito da assi X, Y e Z, un attuatore (o micro-attuatore) 10 realizzato in tecnologia MEMS e per questo nel seguito anche chiamato attuatore MEMS 10.
L?attuatore MEMS 10 comprende: un corpo semiconduttore 12 di materiale semiconduttore (es, silicio), avente una prima superficie 12a e una seconda superficie 12b opposte fra loro lungo l?asse Z; e una struttura deformabile 20 di materiale semiconduttore (es, silicio) formata nel corpo semiconduttore 12, ad esempio in corrispondenza della prima superficie 12a.
Al fine di illustrarne anche la struttura interna, l?attuatore MEMS 10 viene esemplificativamente mostrato in figura 1 e nelle figure seguenti in sezione lungo un piano XZ, definito dagli assi X e Z, passante per un asse di mezzeria (meglio discusso nel seguito) della struttura deformabile 20.
La struttura deformabile 20 ? pneumaticamente controllabile in modo da deformarsi elasticamente lungo un asse di deformazione 14 trasversale alla prima superficie 12a (in dettaglio, nella presente forma di realizzazione ? ortogonale alla prima superficie 12a), esercitando di conseguenza una forza di attuazione lungo l?asse di deformazione 14. In altre parole, la struttura deformabile 20 realizza un elemento a volume variabile, quale un soffietto pneumatico.
In dettaglio, come meglio mostrato nelle figure 2 e 3, la struttura deformabile 20 si estende in una cavit? di alloggiamento 22 del corpo semiconduttore 12, affacciata alla superficie superiore 12a. In particolare, la struttura deformabile 20 ? monolitica con il corpo semiconduttore 12. In maggior dettaglio, la struttura deformabile 20 ? accoppiata fisicamente ad una superficie inferiore 22a della cavit? di alloggiamento 22 (opposta alla prima superficie 12a del corpo semiconduttore 12 rispetto alla cavit? di alloggiamento 22), e si estende a distanza da superfici laterali 22b della cavit? di alloggiamento 22 (che uniscono la superficie inferiore 22a alla prima superficie 12a del corpo semiconduttore 12).
La struttura deformabile 20 ? una struttura di materiale semiconduttore che definisce e delimita esternamente uno spazio interno 24 della struttura deformabile 20, e che presenta un?apertura 21 attraverso la quale lo spazio interno 24 pu? comunicare pneumaticamente con un ambiente esterno all?attuatore MEMS 10. In altre parole, la struttura deformabile 20 ha sezione anulare in un piano XY (definito dagli assi X e Y) e delimita lo spazio interno 26 radialmente rispetto all?asse Z. In particolare, lo spazio interno 24 ? in connessione di fluido con l?ambiente esterno tramite un canale fluidico 25 che si estende nel corpo semiconduttore 12 definendo un percorso fluidico. Il canale fluidico 25 ha una prima estremit? 25? che si estende attraverso la superficie inferiore 22a della cavit? di alloggiamento 22 in continuit? con l?apertura 21, ? affacciata allo spazio interno 24 e ha una seconda estremit? 25? affacciata all?ambiente esterno.
In particolare, la struttura deformabile 20 ? ripiegata su s? stessa lungo l?asse Z e definisce uno o pi? sottospazi interni 26 (es., camere) della struttura deformabile 20. Nel caso di una pluralit? di sottospazi interni 26, essi sono sovrapposti fra loro lungo l?asse Z, sono in comunicazione di fluido fra loro attraverso uno o pi? fori di comunicazione fluidica 27 (ciascun foro di comunicazione fluidica 27 collegando due sottospazi interni 26 contigui fra loro), e assieme formano lo spazio interno 24. Ad esempio, l?uno o pi? fori di comunicazione fluidica 27 sono allineati, lungo l?asse Z, fra loro e con la prima estremit? 25? del canale fluidico 25.
A scopo puramente esemplificativo, la figura 2 mostra un primo sottospazio interno 26? e un secondo sottospazio interno 26? connessi tramite un foro di comunicazione fluidica 27, sebbene il numero di sottospazi interni 26 possa esser analogamente minore (cio? un solo sottospazio interno 26) o maggiore (cio? tre o pi? sottospazi interni 26) e il numero di fori di comunicazione fluidica 27 possa variare conseguentemente.
La struttura deformabile 20 presenta inoltre un asse di mezzeria 15 parallelo all?asse Z (in dettaglio, un asse ortogonale al piano XY passante per un centro, nel piano XY, della struttura deformabile 20), esemplificativamente mostrato coincidente con l?asse di deformazione 14.
Nella forma di realizzazione di figura 2, la struttura deformabile 20 ? simmetrica rispetto all?asse di mezzeria 15; il foro di comunicazione fluidica 27 e l?apertura 21 sono allineati fra loro e concentrici lungo l?asse di mezzeria 15.
A scopo esemplificativo, la struttura deformabile 20 presenta forma circolare parallelamente al piano XY, sebbene diverse forme poligonali possano esser analogamente considerate come meglio descritto nel seguito.
La figura 3 mostra la struttura deformabile 20 in una condizione di riposo, cio? in una condizione in cui non viene pompato fluido (nel seguito si considera esemplificativamente aria) nello spazio interno 24 e dunque la struttura deformabile 20 non ? deformata da una forza di espansione dovuta a tale pompaggio, come meglio discusso nel seguito. Nella condizione di riposo, la struttura deformabile 20 ? in una posizione di riposo.
La struttura deformabile 20 presenta forma anulare parallelamente al piano XY e presenta, in sezione lungo un piano XZ definito dagli assi X e Z (analogamente, lungo un piano piano YZ definito dagli assi Y e Z), una pluralit? di pieghe che definiscono il primo e il secondo sottospazio interno 26? e 26?.
In dettaglio, il primo e il secondo sottospazio interno 26? e 26? sono rispettive cavit? che si estendono nella struttura deformabile 20, e presentano estensione principale parallelamente al piano XY. Ad esempio, ciascun sottospazio interno 26? e 26? presenta una prima dimensione massima D1 lungo l?asse X o Y (misurata fra prime superfici interne 23b? della struttura deformabile 20 opposte fra loro lungo l?asse X o Y ed affacciate al rispettivo sottospazio interno 26?, 26?) e una seconda dimensione massima D2 lungo l?asse Z (misurata fra seconde superfici interne 23b???? della struttura deformabile 20 opposte fra loro lungo l?asse Z ed affacciate al rispettivo sottospazio interno 26?, 26?) minore della prima dimensione massima D1. Ad esempio, un rapporto fra la seconda dimensione massima D2 e la prima dimensione massima D1 ? minore di circa 6%.
In particolare, la struttura deformabile 20 comprende: una prima porzione di raccordo 23a che unisce la struttura deformabile 20 al corpo semiconduttore 12, in corrispondenza della superficie inferiore 22a della cavit? di alloggiamento 22, e che definisce l?apertura 21; una prima porzione deformante 23b che ? unita alla prima porzione di raccordo 23a da parte opposta di quest?ultima rispetto alla superficie inferiore 22a della cavit? di alloggiamento 22, e che definisce il primo sottospazio interno 26?; una seconda porzione di raccordo 23c che ? unita alla prima porzione deformante 23b da parte opposta di quest?ultima rispetto alla prima porzione di raccordo 23a, e che definisce il foro di comunicazione fluidica 27 che collega il primo sottospazio interno 26? al secondo sottospazio interno 26?; e una seconda porzione deformante 23d che ? unita alla seconda porzione di raccordo 23c da parte opposta di quest?ultima rispetto alla prima porzione deformante 23b, e che definisce il secondo sottospazio interno 26?. Le porzioni deformanti 23b e 23d si estendono a distanza, lungo l?asse Z, sia fra loro che rispetto alla superficie inferiore 22a della cavit? di alloggiamento 22, a causa delle rispettive porzioni di raccordo 23a e 23c. Inoltre, il canale fluidico 25 si estende in prosecuzione con l?apertura 21, affacciandosi cos? al primo sottospazio interno 26?.
In maggior dettaglio, ciascuna porzione di raccordo 23a, 23c presenta, parallelamente al piano XY, forma anulare definita da una prima dimensione massima interna Di,1 (misurata parallelamente al piano XY, dunque ortogonalmente all?asse Z, e ad esempio lungo l?asse X, fra superfici interne 23a? della porzione di raccordo 23a, 23c che sono opposte fra loro lungo l?asse X e che si affacciano al canale fluidico 25 e, rispettivamente, al foro di comunicazione fluidica 27) e da una prima dimensione massima esterna De,1 (misurata parallelamente al piano XY, ad esempio lungo l?asse X, fra superfici esterne 23a? della porzione di raccordo 23a, 23c che sono opposte fra loro lungo l?asse X e che si affacciano alla cavit? di alloggiamento 22) maggiore della prima dimensione massima interna Di,1. Inoltre, ciascuna porzione deformante 23b, 23d presenta, in corrispondenza del rispettivo sottospazio interno 26?, 26? e parallelamente al piano XY, forma anulare definita da una seconda dimensione massima interna Di,2 (misurata parallelamente al piano XY, ad esempio lungo l?asse X, fra le prime superfici interne 23b? della porzione deformante 23b, 23d che sono opposte fra loro lungo l?asse X e che si affacciano al rispettivo sottospazio interno 26?, 26?) e da una seconda dimensione massima esterna De,2 (misurata parallelamente al piano XY, ad esempio lungo l?asse X, fra prime superfici esterne 23b? della porzione deformante 23b, 23d che sono opposte fra loro lungo l?asse X e che si affacciano alla cavit? di alloggiamento 22) maggiore della seconda dimensione massima interna Di,2. Qui, la seconda dimensione massima interna Di,2 ? pari alla summenzionata prima dimensione massima D1. Inoltre, valgono le relazioni Di,1<Di,2 e De,1<De,2, e in maggior dettaglio vale la relazione Di,1<De,1<Di,2<De,2. Inoltre, ciascuna porzione deformante 23b, 23d presenta, parallelamente all?asse Z, una terza dimensione massima esterna De,3 (misurata lungo l?asse Z, fra seconde superfici esterne 23??? della porzione deformante 23b, 23d che sono opposte fra loro lungo l?asse Z e che si affacciano alla cavit? di alloggiamento 22) che ? maggiore della seconda dimensione massima D2 e minore della seconda dimensione massima esterna De,2. Ad esempio, un rapporto fra la terza dimensione massima esterna De,3 e la seconda dimensione massima esterna De,2 ? minore di circa 6%.
In figura 3, per semplicit? sono state indicate le dimensioni massime interne Di,1, Di,2 e le dimensioni massime esterne De,1, De,2 solo per la prima porzione di raccordo 23a e per la prima porzione deformante 23b, sebbene essi siano chiaramente e analogamente applicabili anche alla seconda porzione di raccordo 23c e alla seconda porzione deformante 23d.
Inoltre, la prima porzione di raccordo 23a e la seconda porzione di raccordo 23c sono concentriche fra loro e simmetriche rispetto ad un asse di simmetria 16 che, nella forma di realizzazione di figura 2 e 3, coincide con l?asse di mezzeria 15.
A scopo puramente esemplificativo, la prima dimensione massima interna Di,1 ? compresa fra circa 5 ?m e circa 100 ?m, la prima dimensione massima esterna De,1 ? compresa fra circa 50 ?m e circa 500 ?m, la seconda dimensione massima interna Di,2 ? compresa fra circa 200 ?m e circa 1000 ?m, la seconda dimensione massima esterna De,2 ? compresa fra circa 300 ?m e circa 2000 ?m.
Ad esempio, nella presente forma di realizzazione in cui la struttura deformabile 20 ha forma circolare parallelamente al piano XY (cio? dette sezioni anulari hanno forma circolare), le dimensioni massime interne Di,1, Di,2 coincidono con un diametro minore delle sezioni anulari delle porzioni di raccordo 23a, 23c e, rispettivamente, delle porzioni deformanti 23b, 23d, mentre le dimensioni massime esterne De,1, De,2 coincidono con un diametro maggiore delle sezioni anulari delle porzioni di raccordo 23a, 23c e, rispettivamente, delle porzioni deformanti 23b, 23d.
Inoltre, la struttura deformabile 20 presenta una superficie superiore 23e (qui una superficie superiore della seconda porzione deformante 23d, estendentesi da parte opposta della seconda porzione deformante 23d rispetto alla prima porzione deformante 23b) che, nella posizione di riposo della struttura deformabile 20, ? allineata lungo l?asse Z con la prima superficie 12a del corpo semiconduttore 12.
In uso, la struttura deformabile 20 viene utilizzata come attuatore. In particolare, viene inserita (pompata attivamente) aria attraverso il canale fluidico 25 nello spazio interno 24, come meglio descritto nel seguito. Questo pompaggio d?aria genera detta forza di espansione (non mostrata) operante, radialmente rispetto allo spazio interno 24 e verso l?esterno, sulla struttura deformabile 20 (in dettaglio, sulle superfici interne della struttura deformabile 20 che si affacciano allo spazio interno 24). La forza di espansione causa una deformazione della struttura deformabile 20 lungo l?asse di deformazione 14, e dunque una crescita del volume dello spazio interno 24, che porta la superficie superiore 23e della struttura deformabile 20 ad allontanarsi dal corpo semiconduttore 12.
In altre parole, la struttura deformabile 20 presenta una dimensione massima di allungamento Dall lungo l?asse Z (cio? una massima lunghezza lungo l?asse Z, ad esempio misurata fra la superficie superiore 23e della struttura deformabile 20 e la superficie inferiore 22a della cavit? di alloggiamento 22); quando la struttura deformabile 20 ? nella posizione di riposo (es., figura 3), lo spazio interno 24 presenta un primo volume e la dimensione massima di allungamento Dall ha un primo valore; quando la struttura deformabile 20 ? sollecitata e deformata a causa del pompaggio d?aria nello spazio interno 24 (es., figura 2), la struttura deformabile 20 ? in una propria posizione di allungamento (diversa dalla posizione di riposo), lo spazio interno 24 presenta un secondo volume maggiore del primo volume e la dimensione massima di allungamento Dall ha un secondo valore maggiore del primo valore.
In dettaglio, data la forma della struttura deformabile 20 lungo l?asse Z, tale deformazione avviene principalmente lungo l?asse di deformazione 14 verso l?esterno della cavit? di alloggiamento 22 (cio? in direzione opposta rispetto alla superficie inferiore 22a). Inoltre, in modo pressoch? trascurabile, la struttura deformabile 20 si deforma anche parallelamente al piano XY, in dettaglio subendo contrazione lungo gli assi X e Y rispetto a quando essa ? in condizione di riposo.
Come conseguenza dell?allungamento della struttura deformabile 20 lungo l?asse Z al crescere della pressione nello spazio interno 24, la struttura deformabile 20 esercita, in corrispondenza della superficie superiore 23e, detta forza di attuazione (indicata in figura 2 con il riferimento Fatt) lungo l?asse di deformazione 14, verso l?esterno della cavit? di alloggiamento 22. Di conseguenza, un corpo esterno posto sulla superficie superiore 23e subir? l?effetto di tale forza di attuazione Fatt e verr? alzato (cio? allontanato lungo l?asse Z rispetto al corpo semiconduttore 12).
Con riferimento alla figura 1 e secondo una forma di realizzazione, l?attuatore MEMS 10 comprende inoltre un gruppo di pompaggio 30 che si estende nel corpo semiconduttore 12 (ad esempio in corrispondenza della prima superficie 12a) lungo il percorso fluidico definito dal canale fluidico 25, ? pneumaticamente accoppiato alla struttura deformabile 20 ed ? controllabile per pompare aria nella struttura deformabile 20 in modo da causarne la deformazione.
In dettaglio, il gruppo di pompaggio 30 comprende una prima valvola 32, una micro-pompa 34 e una seconda valvola 36, disposte in successione fra loro e in collegamento pneumatico sia fra loro che con la struttura deformabile 20.
In particolare, la micro-pompa 34 e la prima e la seconda valvola 32 e 36 si estendono lungo il percorso fluidico e permettono il pompaggio d?aria dall?ambiente esterno verso lo spazio interno 24. Lungo questo percorso fluidico, la micro-pompa 34 ? interposta fra la prima e la seconda valvola 32 e 36, e la seconda valvola 36 ? interposta fra la micro-pompa 34 e la struttura deformabile 20.
La prima valvola 32, la micro-pompa 34 e la seconda valvola 36 sono realizzate in tecnologia MEMS e sono di tipo noto. In particolare, sono di tipo piezoelettrico, e ad esempio sfruttano ?thin films? piezoelettrici.
In dettaglio, come meglio mostrato nella figura 4, il corpo semiconduttore 12 comprende un primo substrato 40 e un secondo substrato 41, entrambi di materiale semiconduttore quale silicio, accoppiati fra loro tramite uno strato di fissaggio 42 (es., ?blanker wafer? oppure strato di materiale polimerico, per permettere un fissaggio permanente). In particolare, il primo substrato 40 presenta una prima superficie 40a e una seconda superficie 40b opposte fra loro lungo l?asse Z, il secondo substrato 41 presenta una prima superficie 41a e una seconda superficie 41b opposte fra loro lungo l?asse Z, e lo strato di fissaggio 42 si estende a contatto con le seconde superfici 40b e 41b dei substrati 40 e 41, che dunque sono affacciate fra loro attraverso lo strato di fissaggio 42.
Inoltre, il primo substrato 40 presenta una regione che ? lateralmente sfalsata rispetto al secondo substrato 41 (cio? non ? verticalmente sovrapposta, lungo l?asse Z, al secondo substrato 41), in modo da non esser affacciata al secondo substrato 41 e da lasciare esposta una prima regione esposta 40b? della seconda superficie 40b del primo substrato 40. La prima superficie 40a del primo substrato 40 forma la prima superficie 12a del corpo semiconduttore 12, mentre la prima superficie 41a del secondo substrato 41 e la prima regione esposta 40b? della seconda superficie 40b del primo substrato 40 formano la seconda superficie 12b del corpo semiconduttore 12.
La prima valvola 32, la micro-pompa 34 e la seconda valvola 36 si estendono in corrispondenza della prima superficie 12a del corpo semiconduttore 12.
In dettaglio, la prima valvola 32, la micro-pompa 34 e la seconda valvola 36 hanno struttura analoga, che viene esemplificativamente descritta con riferimento alla micropompa 34 sebbene sia analogamente applicabile anche alla prima e alla seconda valvola 32, 36. In maggior dettaglio, la micro-pompa 34 comprende una struttura di attuazione 37 di tipo piezoelettrico, estendentesi su un corpo di membrana 38 sospeso su una cavit? sepolta 39 presente nel corpo semiconduttore 12, in corrispondenza della prima superficie 12a. La struttura di attuazione 37 comprende un primo elettrodo 37a sulla prima superficie 12a del corpo semiconduttore 12 (es., a contatto con essa), uno strato piezoelettrico 37b sovrapposto al primo elettrodo 37a e un secondo elettrodo 37c sovrapposto allo strato piezoelettrico 37b (cio? estendentesi da parte opposta di quest?ultimo rispetto al primo elettrodo 37a).
In uso, gli elettrodi 37a e 37c sono posti a rispettive tensioni in modo da polarizzare lo strato piezoelettrico 37b interposto fra essi che, per effetto piezoelettrico inverso, si deforma verso la cavit? sepolta 39 sottostante. Poich? la struttura di attuazione 37 ? solidale al corpo di membrana 38 e forma con esso una membrana 35, la deformazione dello strato piezoelettrico 37b causa una deformazione dell?intera membrana 35 verso la cavit? sepolta 39.
Le cavit? sepolte 39 della prima valvola 32, della micro-pompa 34 e della seconda valvola 36 sono in comunicazione fluidica tra loro e formano parte del canale fluidico 25.
Di conseguenza, in uso, la prima e la seconda valvola 32, 36 sfruttano questa deformazione della membrana 35 per occludere (in dettaglio, ostruire completamente) il canale fluidico 25 in corrispondenza della rispettiva cavit? sepolta 39. Ci? impedisce la comunicazione fluidica e pneumatica nel canale fluidico 25 fra l?ingresso e l?uscita della valvola 32, 36 considerata, e cio? separa il canale fluidico 25 in due zone fra loro pneumaticamente isolate. Invece, la micro-pompa 34 sfrutta questa deformazione della membrana 35, in combinazione con le valvole 32 e 36 come meglio descritto nel seguito, per applicare una pressione all?aria presente fra la prima e la seconda valvola 32, 36, in modo da generare un gradiente di pressione nel canale fluidico 25 che causa lo spostamento dell?aria nello spazio interno 24 della struttura deformabile 20.
In altre parole, ciascuna valvola 32, 36 ? operabile in uno stato aperto (posizione aperta della valvola 32, 36, corrispondente ad una condizione di riposo della valvola 32, 36, e cio? di assenza di polarizzazione e dunque di assenza di deformazione del rispettivo strato piezoelettrico 37b) o in uno stato chiuso (posizione chiusa della valvola 32, 36, corrispondente ad una condizione di lavoro della valvola 32, 36, e cio? di polarizzazione e dunque di deformazione del rispettivo strato piezoelettrico 37b); inoltre, la micropompa 34 ? operabile in uno stato inattivo (posizione di risposo della micro-pompa 34, corrispondente ad una condizione di assenza di polarizzazione e dunque di assenza di deformazione del rispettivo strato piezoelettrico 37b) o in uno stato attivo (posizione di pompaggio o deflessa della micro-pompa 34, corrispondente ad una condizione di lavoro della micro-pompa 34, e cio? di polarizzazione e dunque di deformazione dello strato piezoelettrico 37b). Ad esempio, nello stato aperto o inattivo, le membrane 35 delle valvole 32 e 36 e della micro-pompa 34 presentano stress compressivi intrinseci dello strato piezoelettrico 37b che causano una deformazione delle membrane 35 stesse in direzione opposta rispetto alle cavit? sepolte 39 (cio? verso l?ambiente esterno); nello stato chiuso o attivo, le membrane 35 delle valvole 32 e 36 e della micro-pompa 34 subiscono stress tensili degli strati piezoelettrici 37b, causati dall?effetto piezoelettrico inverso, che si oppongono agli stress compressivi e generano la deformazione delle membrane 35 verso le cavit? sepolte 39 (cio? all?interno di queste ultime).
Il canale fluidico 25 ha la seconda estremit? 25? affacciata alla prima regione esposta 40b?, e si estende nel primo substrato 40 fino a raggiungere lo spazio interno 24 della struttura deformabile 20.
In particolare, una prima porzione 25a del canale fluidico 25 si estende, principalmente parallelamente all?asse Z, dalla prima regione esposta 40b? fino alla cavit? sepolta 39 della prima valvola 32, attraversando dunque la maggior parte del primo substrato 40 lungo l?asse Z. Lungo il canale fluidico 25, seguono poi le cavit? sepolte 39 della prima valvola 32, della micro-pompa 34 e della seconda valvola 36. Il canale fluidico 25 comprende poi una seconda porzione 25b che si estende, principalmente parallelamente all?asse Z, dalla cavit? sepolta 39 della seconda valvola 36 fino ad una terza porzione 25c del canale fluidico 25, che presenta direzione di estensione principale parallela all?asse X e che si estende a contatto con parte della seconda superficie 41b del secondo substrato 41 fino a raggiungere l?apertura 21 affacciata allo spazio interno 24.
Viene ora descritto un metodo di controllo dell?attuatore MEMS 10, con riferimento alle figure 5 e 6.
In dettaglio, le figure 5A-5C sono grafici che mostrano l?andamento in funzione del tempo di segnali di controllo Sv1, Sp, Sv2, rispettivamente, della prima valvola 32, della micro-pompa 34 e della seconda valvola 36. Questi segnali di controllo Sv1, Sp, Sv2 sono forniti dall?esterno dell?attuatore MEMS 10 (ad esempio, da un modulo di polarizzazione esterno elettricamente accoppiabile agli elettrodi 37a e 37c della prima valvola 32, della micropompa 34 e della seconda valvola 36) e sono ad esempio segnali di tensione, in dettaglio la differenza di potenziale applicata agli elettrodi 37a e 37c per controllare la prima valvola 32, la micro-pompa 34 o la seconda valvola 36. Ad esempio, ciascuno dei segnali di controllo Sv1, Sp, Sv2 pu? variare tra un rispettivo primo valore (indicativo, rispettivamente, dello stato aperto della prima valvola 32, dello stato inattivo della micro-pompa 34 e dello stato aperto della seconda valvola 36 e ad esempio pari a circa 0 V) e un rispettivo secondo valore (indicativo, rispettivamente, dello stato chiuso della prima valvola 32, dello stato attivo della micro-pompa 34 e dello stato chiuso della seconda valvola 36 e ad esempio pari a circa 28-30 V).
Inoltre, la figura 6 ? un grafico che mostra l?andamento in funzione del tempo di segnali di spostamento Xv1, Xp, Xv2, e Xstr, rispettivamente, della prima valvola 32, della micropompa 34, della seconda valvola 36 e della struttura deformabile 20. Questi segnali di spostamento Xv1, Xp, Xv2, e Xstr sono indicativi di spostamenti misurati lungo l?asse Z della prima valvola 32, della micro-pompa 34, della seconda valvola 36 e della struttura deformabile 20 dalle rispettive posizioni in condizione di riposo. Ad esempio, il segnale di spostamento Xv1 fa riferimento allo spostamento lungo l?asse Z della membrana 35 della prima valvola 32 rispetto alla sua posizione a riposo (es., spostamento del corpo di membrana 38 nella cavit? sepolta 39), cio? quando non viene polarizzato il rispettivo strato piezoelettrico 37b; invece, il segnale di spostamento Xv1 fa riferimento allo spostamento lungo l?asse Z della superficie superiore 23e della struttura deformabile 20 rispetto alla sua posizione a riposo, cio? quando non viene pompata aria nello spazio interno 24 (in altre parole, ? pari alla differenza fra la dimensione massima di allungamento Dall della struttura deformabile 20 nella posizione di allungamento e la dimensione massima di allungamento Dall della struttura deformabile 20 nella posizione di riposo).
In particolare, il metodo di controllo dell?attuatore MEMS 10 comprende una o pi? iterazioni eseguite in successione fra loro. La prima iterazione inizia con l?attuatore MEMS 10 in una condizione di risposo (cio? quando non ? eseguito alcun pompaggio d?aria nello spazio interno 24, e dunque la prima valvola 32 ? in stato aperto, la micropompa 34 ? in stato inattivo e la seconda valvola 36 ? in stato aperto). Ciascuna iterazione comprende, in successione fra loro:
a) chiudere la prima valvola 32, lasciare inattiva la micro-pompa 34 e lasciare aperta la seconda valvola 36 (cio? Sv1 assume il secondo valore, Sp assume il primo valore e Sv2 assume il primo valore, come mostrato all?istante t1), affinch? la parte del canale fluidico 25 dopo la prima valvola 32 sia pneumaticamente disaccoppiata dalla parte del canale fluidico 25 prima della prima valvola 32;
b) lasciare chiusa la prima valvola 32, attivare la micro-pompa 34 e lasciare aperta la seconda valvola 36 (cio? Sv1 assume il secondo valore, Sp assume il secondo valore e Sv2 assume il primo valore, come mostrato all?istante t2), affinch? la micro-pompa 34 pompi aria verso lo spazio interno 24 (il valore del segnale di spostamento Xstr cresce rispetto al passo a);
c) lasciare chiusa la prima valvola 32, lasciare attiva la micro-pompa 34 e chiudere la seconda valvola 36 (cio? Sv1 assume il secondo valore, Sp assume il secondo valore e Sv2 assume il secondo valore, come mostrato all?istante t3), affinch? la parte del canale fluidico 25 dopo la seconda valvola 36 sia pneumaticamente disaccoppiata dalla parte del canale fluidico 25 prima della seconda valvola 36;
d) aprire la prima valvola 32, lasciare attiva la micropompa 34 e lasciare chiusa la seconda valvola 36 (cio? Sv1 assume il primo valore, Sp assume il secondo valore e Sv2 assume il secondo valore, come mostrato all?istante t4), affinch? la parte del canale fluidico 25 compresa fra la prima e la seconda valvola 32 e 36 torni ad esser in comunicazione di fluido con l?ambiente esterno;
e) lasciare aperta la prima valvola 32, disattivare la micro-pompa 34 e lasciare chiusa la seconda valvola 36 (cio? Sv1 assume il primo valore, Sp assume il primo valore e Sv2 assume il secondo valore, come mostrato all?istante t5), affinch? dell?aria venga risucchiata dall?ambiente esterno verso la parte del canale fluidico 25 compresa fra la prima e la seconda valvola 32 e 36; e
f) chiudere la prima valvola 32, lasciare inattiva la micro-pompa 34 e lasciare chiusa la seconda valvola 36 (cio? Sv1 assume il secondo valore, Sp assume il primo valore e Sv2 assume il secondo valore, come mostrato all?istante t6), cos? da isolare pneumaticamente la parte del canale fluidico 25 compresa fra la prima e la seconda valvola 32 e 36 sia dall?ambiente esterno che dallo spazio interno 24.
Ripetendo i passi a-f, e dunque eseguendo pi? iterazioni del metodo di controllo, ? possibile far aumentare progressivamente la quantit? d?aria nello spazio interno 24, e dunque deformare sempre di pi? la struttura deformabile 20 per aumentarne la dimensione massima di allungamento Dall.
Con riferimento alle figure 7A-7I, viene ora descritto un processo di fabbricazione dell?attuatore MEMS 10, secondo una forma di realizzazione.
In dettaglio, la figura 7A mostra una prima fetta 50 di materiale semiconduttore (es., silicio) atta a formare il primo substrato 40. La prima fetta 50 presenta una prima superficie 50a e una seconda superficie 50b, opposte fra loro lungo l?asse Z.
Con riferimento alla figura 7B, una prima cavit? sepolta 52 ? formata in corrispondenza della prima superficie 50a della prima fetta 50. Parallelamente al piano XY, la prima cavit? sepolta 52 presenta forma anulare (in dettaglio, forma a ciambella) e centralmente ad essa si estende una prima regione di raccordo 51 della prima fetta 50 atta a formare la prima porzione di raccordo 23a. In particolare, la prima regione di raccordo 51 presenta parallelamente al piano XY la prima dimensione massima esterna De,1, mentre la prima cavit? sepolta 52 presenta parallelamente al piano XY una prima dimensione massima di cavit? Dc,1 (es., misurata fra pareti laterali della prima cavit? sepolta 52 che sono opposte fra loro lungo l?asse X o Y) maggiore della prima dimensione massima esterna De,1. Ad esempio, nella forma di realizzazione esemplificativamente considerata in cui la prima cavit? sepolta 52 ha forma circolare, la prima dimensione massima di cavit? Dc,1 coincide con un diametro maggiore della sezione anulare formata dalla prima cavit? sepolta 52, mentre la prima dimensione massima esterna De,1 coincide con un diametro minore della sezione anulare formata dalla prima cavit? sepolta 52.
In dettaglio, la prima cavit? sepolta 52 ? realizzata tramite il noto processo ?VenSen? (anche chiamato processo ?Venice?, e divulgato ad esempio nei documenti brevettuali US7294536 e US2008261345). In maggior dettaglio, trincee di lavoro (non mostrate) sono formate in una regione della prima superficie 50a della prima fetta 50 destinata a diventare la prima cavit? sepolta 52. In tale regione della prima fetta 50 viene formato, ad esempio usando noti passaggi litografici e di attacco chimico selettivo, un gruppo di trincee di lavoro che delimitano una rispettiva pluralit? di pilastri (non mostrati) di materiale semiconduttore. Mediante una fase di crescita epitassiale, uno strato epitassiale (non mostrato) ? cresciuto sulla prima superficie 50a della prima fetta 50 (che quindi aumenta di spessore), alla quale sono affacciate le trincee di lavoro. Vengono quindi eseguite una o pi? fasi di trattamento termico (?annealing?) della prima fetta 50, ad esempio in ambiente riducente (es., in atmosfera di idrogeno) e a temperature elevate (es., superiori a 1000?C). L?una o pi? fasi di trattamento termico provocano una migrazione degli atomi di semiconduttore, qui silicio, che tendono a portarsi in una posizione di minore energia: di conseguenza, gli atomi di semiconduttore dei pilastri migrano completamente, formando la prima cavit? sepolta 52. La cavit? sepolta 52 ? dunque delimitata superiormente da uno strato di semiconduttore formato in parte da atomi cresciuti epitassialmente e in parte da atomi migrati; tale strato di semiconduttore forma uno strato di chiusura della prima fetta 50 e realizza una nuova prima superficie della prima fetta 50 (la prima superficie della prima fetta 50 di figura 7B essendo sovrapposta lungo l?asse Z alla prima superficie 50a della prima fetta 50 di figura 7A ed essendo opposta alla prima seconda superficie 50b della prima fetta 50 lungo l?asse Z, e quindi essendo indicata nuovamente con il riferimento 50a).
Con riferimento alla figura 7C, una seconda cavit? sepolta 54 ? formata in corrispondenza della prima superficie 50a della prima fetta 50 di figura 7B, tramite il processo VenSen precedentemente descritto. La seconda cavit? sepolta 54 ? sovrapposta lungo l?asse Z alla prima cavit? sepolta 52 ed ? atta a formare il primo sottospazio interno 26?. La seconda cavit? sepolta 54 presenta parallelamente al piano XY la seconda dimensione massima interna Di,2 ed in particolare, nella presente forma di realizzazione, presenta forma circolare.
Con riferimento alla figura 7D, una terza cavit? sepolta 56 ? formata in corrispondenza della prima superficie 50a della prima fetta 50 di figura 7C, tramite il processo VenSen. La terza cavit? sepolta 56 ? sovrapposta lungo l?asse Z alla seconda cavit? sepolta 54 ed ? analoga alla prima cavit? sepolta 52 e dunque non viene nuovamente descritta in dettaglio; inoltre, centralmente alla terza cavit? sepolta 56 si estende una seconda regione di raccordo 55 della prima fetta 50 atta a formare la seconda porzione di raccordo 23c.
Con riferimento alla figura 7E, una quarta cavit? sepolta 58 ? formata in corrispondenza della prima superficie 50a della prima fetta 50 di figura 7D, tramite il processo VenSen. La quarta cavit? sepolta 58 ? sovrapposta lungo l?asse Z alla terza cavit? sepolta 56 ed ? atta a formare il secondo sottospazio interno 26?. La quarta cavit? sepolta 58 ? analoga alla seconda cavit? sepolta 54 e dunque non viene nuovamente descritta in dettaglio. La prima fetta 50 al termine della fase di figura 7E definisce il primo substrato 40, dove la seconda superficie 40b del substrato 40 coincide con la seconda superficie 50b della prima fetta 50 e la prima superficie 40a del substrato 40 coincide con la prima superficie 50a della prima fetta 50 di figura 7E.
Opzionalmente, nella fase mostrata in figura 7E vengono anche formate le cavit? sepolte (o quinte cavit? sepolte) 39 della prima valvola 32, della micro-pompa 34 e della seconda valvola 36, tramite il processo VenSen, ad esempio contemporaneamente alla realizzazione della quarta cavit? sepolta 58. In dettaglio, le cavit? sepolte 39 si estendono lateralmente alla quarta cavit? sepolta 58, in regioni della prima superficie 50a della prima fetta 50 di figura 7D atte ad ospitare la prima valvola 32, la micro-pompa 34 e la seconda valvola 36. In maggior dettaglio, le cavit? sepolte 39 si estendono allo stesso livello della quarta cavit? sepolta 58 lungo l?asse Z.
Nella fase di fabbricazione (opzionale) mostrata in figura 7F, vengono formate le strutture di attuazione 37 della prima valvola 32, della micro-pompa 34 e della seconda valvola 36, secondo tecniche di fabbricazione di per s? note e dunque non discusse in dettaglio. In particolare, le strutture di attuazione 37 sono formate sulle rispettive cavit? sepolte 39, cio? sono sovrapposte lungo l?asse Z a queste ultime.
Con riferimento alla figura 7G, viene eseguito un primo attacco (in dettaglio, attacco chimico secco, ?chemical dry etch?, quale ?deep reactive ion etching?, ad esempio tramite fluoruri quali XeF2) sul primo substrato 40 per formare la cavit? di alloggiamento 22 e dunque per definire esternamente la struttura deformabile 20. In dettaglio, il primo attacco ? eseguito in una seconda regione esposta 60 della prima superficie 40a del primo substrato 40, che presenta forma anulare e che ? sovrapposta, lungo l?asse Z, alle cavit? sepolte 52-58. La seconda regione esposta 60 della prima superficie 40a rimane esposta da uno strato di photoresist (non mostrato) che viene depositato sulla prima superficie 40a del primo substrato 40 per operare come maschera per il primo attacco. In maggior dettaglio, la seconda regione esposta 60 presenta parallelamente al piano XY sezione anulare definita da una terza dimensione massima interna Di,3 (misurata parallelamente al piano XY, ad esempio lungo l?asse X, e pari alla seconda dimensione massima esterna De,2) e da una terza dimensione massima esterna De,3 (misurata parallelamente al piano XY, ad esempio lungo l?asse X) maggiore della terza dimensione massima interna Di,3. Nella forma di realizzazione esemplificativamente considerata in cui la struttura deformabile 20 ha forma circolare nel piano XY, la terza dimensione massima interna Di,3 coincide con un diametro minore della sezione anulare formata dalla seconda regione esposta 60, mentre la terza dimensione massima esterna De,3 coincide con un diametro maggiore della sezione anulare formata dalla seconda regione esposta 60.
In dettaglio, il primo attacco di figura 7G viene eseguito in modo da formare una prima trincea 62 con forma anulare che si estende a partire dalla prima superficie 40a del primo substrato 40 verso la seconda superficie 40b del primo substrato 40, senza raggiungere quest?ultima. In particolare, la prima trincea 62 si estende dalla prima superficie 40a del primo substrato 40 attraverso la terza cavit? sepolta 56 fino a raggiungere la prima cavit? sepolta 52, ponendo in comunicazione fluidica con l?ambiente esterno sia la prima cavit? sepolta 52 che la terza cavit? sepolta 56. La prima trincea 62, la prima cavit? sepolta 52 e la terza cavit? sepolta 56 sono dunque unite fra loro e formano la cavit? di alloggiamento 22 che separa fisicamente la struttura deformabile 20 dal primo substrato 40, al quale la struttura deformabile 20 rimane accoppiata solo tramite la prima porzione di raccordo 23a.
Con riferimento alla figura 7H, viene eseguito un secondo attacco (in dettaglio, attacco chimico secco, ?chemical dry etch?, quale ?deep reactive ion etching?, ad esempio tramite fluoruri quali XeF2) sul primo substrato 40 per formare il canale fluidico 25 e per definire internamente la struttura deformabile 20. Il secondo attacco ? eseguito sulla seconda superficie 40b del primo substrato 40, e forma una seconda trincea 64 che si estende lungo l?asse Z a partire dalla seconda superficie 40b del primo substrato 40 fino alla quarta cavit? sepolta 58, attraverso la prima e la seconda regione di raccordo 51 e 55. In altre parole, nella presente forma di attuazione la seconda trincea 64 si estende centralmente rispetto alle cavit? sepolte 52-58. Di conseguenza, la seconda trincea 64 forma l?apertura 21 e il foro di comunicazione 27, cos? da porre in comunicazione fluidica sia fra loro che con l?ambiente esterno la seconda e la quarta cavit? sepolta 54 e 58, formando cos? lo spazio interno 24. Inoltre, la seconda trincea 64 forma parte del canale fluidico 25, e in dettaglio forma la prima estremit? 25? del canale fluidico 25.
Opzionalmente, l?attacco di figura 7H forma anche: una terza trincea 66 che si estende dalla seconda superficie 40b del primo substrato 40 alla cavit? sepolta 39 della prima valvola 32, e che forma la prima porzione 25a del canale fluidico 25; una quarta trincea 68 che si estende dalla seconda superficie 40b del primo substrato 40 alla cavit? sepolta 39 della seconda valvola 36, e che forma la seconda porzione 25b del canale fluidico 25; e una cavit? esposta 70 affacciata alla seconda superficie 40b del primo substrato 40, che si estende lungo l?asse X fra la seconda trincea 64 e la quarta trincea 68 e che ? atta a formare la terza porzione 25c del canale fluidico 25.
Con riferimento alla figura 7I (fase opzionale), una seconda fetta di materiale semiconduttore (es., silicio) realizza il secondo substrato 41 e viene fissata al primo substrato 40, ad esempio tramite incollaggio. In dettaglio, lo strato di fissaggio 42 viene deposto, secondo tecniche di per s? note, fra le seconde superfici 40b e 41b del primo e del secondo substrato 40 e 41 in modo da incollarli reciprocamente. Ci? permette di chiudere la cavit? esposta 70, formando cos? la terza porzione 25c del canale fluidico 25. Inoltre, i substrati 40 e 41 sono accoppiati fra loro in modo da non ostruire la seconda estremit? 25? del canale fluidico 25, che rimane affacciata all?ambiente esterno. Di conseguenza, lo spazio interno 24 ? in comunicazione fluidica con l?ambiente esterno solamente tramite il canale fluidico 25 attraverso cui si estende il gruppo di pompaggio 30.
Da un esame delle caratteristiche del trovato realizzato secondo la presente invenzione sono evidenti i vantaggi che essa consente di ottenere.
In particolare, la struttura deformabile 20 permette di raggiungere allungamenti e forze di attuazione maggiori rispetto a quelli degli attuatori MEMS di tipo noto, ad esempio basati su tecnologie piezoelettriche. In dettaglio, la forza di attuazione Fatt esercitabile da parte della struttura deformabile 20 ? ad esempio compresa fra 300 mN e 500 mN.
Ci? ? permesso sia grazie alla forma della struttura deformabile 20 che al gruppo di pompaggio 30 che pu? pompare efficientemente una elevata quantit? d?aria nello spazio interno 24.
Inoltre, la struttura deformabile 20 e il gruppo di pompaggio 30 sono integrati nell?attuatore MEMS 10, che presenta dimensioni ridotte (es., dell?ordine di centinaia di ?m).
Inoltre, il processo di fabbricazione precedentemente descritto permette di fabbricare in modo semplice ed economico l?attuatore MEMS 10.
Risulta infine chiaro che al trovato qui descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall?ambito protettivo della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate. Ad esempio, le diverse forme di realizzazione qui descritte possono esser combinate fra loro per fornire ulteriori soluzioni.
Inoltre, il gruppo di pompaggio 30 pu? presentare pi? di una micro-pompa 34, come mostrato nella forma di realizzazione di figura 8. In questo caso, le micro-pompe 34 sono disposte in serie fra loro lungo il canale fluidico 25, fra la prima e la seconda valvola 32 e 36. La pluralit? di micro-pompe 34 permette di migliorare la capacit? di pompaggio di aria del gruppo di pompaggio 30, aumentando la pressione applicabile all?aria presente fra la prima e la seconda valvola 32 e 36.
La struttura deformabile 20 pu? esser asimmetrica nel piano XZ. In altre parole, come mostrato nella figura 9, il foro di comunicazione fluidica 27 e l?apertura 21 sono allineati fra loro lungo l?asse di simmetria 16 che, nella presente forma di realizzazione, ? parallelo all?asse Z ma diverso (non coincidente) dall?asse di mezzeria 15. Dunque il foro di comunicazione fluidica 27 e l?apertura 21 sono decentrati nel piano XY rispetto all?asse di mezzeria 15, e sono lateralmente sfalsati rispetto ad un centro (es., baricentro) nel piano XY della superficie superiore 23e della struttura deformabile 20. Inoltre, la prima porzione di raccordo 23a e la seconda porzione di raccordo 23c sono concentriche fra loro, simmetriche rispetto all?asse di simmetria 16, ed eccentriche rispetto all?asse di mezzeria 15 della struttura deformabile 20, qui diverso dall?asse di simmetria 16. Di conseguenza, anche la deformazione della struttura deformabile 20 ? asimmetrica, e in particolare la superficie superiore 23e della struttura deformabile 20 si inclina trasversalmente alla prima superficie 12a del corpo semiconduttore 12 quando la struttura deformabile 20 si deforma a causa del pompaggio d?aria nello spazio interno 24 (come si pu? anche vedere in figura 10). In questo modo, ? possibile raggiungere una dimensione massima di allungamento Dall maggiore rispetto al caso della struttura deformabile 20 simmetrica, a parit? di capacit? di pompaggio applicata e di dimensioni dell?attuatore MEMS 10.
Come mostrato in figura 10, la struttura deformabile 20 pu? anche presentare forme nel piano XY diverse da quella circolare, e ad esempio forma rettangolare. Esempi di altre forme poligonali possono esser forma quadrata, esagonale, ottagonale, ecc.
Inoltre, la struttura deformante 20 pu? comprendere pi? di due porzioni deformanti 23b e 23d e pi? di due porzioni di raccordo 23a e 23c, in modo da aumentare lo spazio interno 24 e la capacit? della struttura deformante 20 di allungarsi lungo l?asse Z.
Inoltre, il gruppo di pompaggio pu? anche pompare nello spazio interno 24 un fluido diverso dall?aria, ad esempio acqua o olio.
Claims (16)
1. Attuatore MEMS (10) comprendente:
- un corpo semiconduttore (12) di materiale semiconduttore avente una prima superficie (12a) e una seconda superficie (12b) opposte fra loro lungo un primo asse (Z), e definente una cavit? di alloggiamento (22) che ? affacciata alla prima superficie (12a) del corpo semiconduttore (12) e che presenta una superficie inferiore (22a), opposta alla prima superficie (12a) del corpo semiconduttore (12) lungo il primo asse (Z), e una o pi? superfici laterali (22b) che uniscono la superficie inferiore (22a) della cavit? di alloggiamento (22) alla prima superficie (12a) del corpo semiconduttore (12), il corpo semiconduttore (12) definendo inoltre un canale fluidico (25) estendentesi nel corpo semiconduttore (12) e avente una prima estremit? (25?) estendentesi attraverso la superficie inferiore (22a) della cavit? di alloggiamento (22); e
- una struttura deformabile (20) che si estende nella cavit? di alloggiamento (22), ? accoppiata al corpo semiconduttore (12) in corrispondenza della superficie inferiore (22a) della cavit? di alloggiamento (22), si estende a distanza dall?una o pi? superfici laterali (22b) della cavit? di alloggiamento (22), presenta una superficie superiore (23e) opposta alla superficie inferiore (22a) della cavit? di alloggiamento (22) rispetto alla struttura deformabile (20), e definisce uno spazio interno (24) che ? affacciato alla prima estremit? (25?) del canale fluidico (25) e che comprende almeno un primo sottospazio interno (26?) e un secondo sottospazio interno (26?) sovrapposti fra loro lungo il primo asse (Z) e pneumaticamente connessi fra loro e con il canale fluidico (25),
in cui, quando un fluido ? pompato attraverso il canale fluidico (25) nello spazio interno (24), il primo sottospazio interno (26?) e il secondo sottospazio interno (26?) si espandono deformando la struttura deformabile (20) lungo il primo asse (Z) e generando una forza di attuazione (Fatt) esercitata dalla superficie superiore (23e) della struttura deformabile (20) lungo il primo asse (Z), in direzione opposta rispetto alla cavit? di alloggiamento (22).
2. Attuatore MEMS secondo la rivendicazione 1, in cui la struttura deformabile (20) presenta, in sezione lungo un primo piano (XY) ortogonale al primo asse (Z), forma anulare che delimita lo spazio interno (24) radialmente rispetto al primo asse (Z).
3. Attuatore MEMS secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la struttura deformabile (20) ? monolitica con il corpo semiconduttore (12).
4. Attuatore MEMS secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la struttura deformabile (20) comprende:
- una prima porzione di raccordo (23a) che unisce la struttura deformabile (20) alla superficie inferiore (22a) della cavit? di alloggiamento (22) e che definisce un?apertura (21) della struttura deformabile (20), che ? affacciata alla prima estremit? (25?) del canale fluidico (25) e che mette in comunicazione di fluido il canale fluidico (25) con lo spazio interno (24);
- una prima porzione deformante (23b) che ? unita alla prima porzione di raccordo (23a) e che definisce il primo sottospazio interno (26?), la prima porzione di raccordo (23a) essendo interposta lungo il primo asse (Z) fra il corpo semiconduttore (12) e la prima porzione deformante (23b);
- una seconda porzione di raccordo (23c) che ? unita alla prima porzione deformante (23b) e che definisce un foro di comunicazione fluidica (27) che collega il primo sottospazio interno (26?) al secondo sottospazio interno (26?), la prima porzione deformante (23b) essendo interposta lungo il primo asse (Z) fra la prima porzione di raccordo (23a) e la seconda porzione di raccordo (23c); e
- una seconda porzione deformante (23d) che ? unita alla seconda porzione di raccordo (23c) e che definisce il secondo sottospazio interno (26?), la seconda porzione di raccordo (23c) essendo interposta lungo il primo asse (Z) fra la prima porzione deformante (23b) e la seconda porzione deformante (23d),
in cui, quando il fluido ? pompato attraverso il canale fluidico (25) nello spazio interno (24), la prima porzione deformante (23b) e la seconda porzione deformante (23d) si deformano lungo il primo asse (Z).
5. Attuatore MEMS secondo la rivendicazione 4 e la rivendicazione 2, in cui la prima (23a) e la seconda (23c) porzione di raccordo presentano ciascuna, parallelamente al primo piano (XY), forma anulare definita da una prima dimensione massima interna (Di,1) e da una prima dimensione massima esterna (De,1) maggiore della prima dimensione massima interna (Di,1), la prima dimensione massima interna (Di,1) essendo misurata ortogonalmente al primo asse (Z) fra superfici interne (23a?) della prima (23a) o seconda (23c) porzione di raccordo che sono opposte fra loro ortogonalmente al primo asse (Z) e sono affacciate allo spazio interno (24), e la prima dimensione massima esterna (De,1) essendo misurata ortogonalmente al primo asse (Z) fra superfici esterne (23a?) della prima (23a) o seconda (23c) porzione di raccordo che sono opposte fra loro ortogonalmente al primo asse (Z) e sono affacciate alla cavit? di alloggiamento (22),
in cui la prima (23b) e la seconda (23d) porzione deformante presentano ciascuna, in corrispondenza del rispettivo primo (26?) e secondo (26?) sottospazio interno e parallelamente al primo piano (XY), forma anulare definita da una seconda dimensione massima interna (Di,2) e da una seconda dimensione massima esterna (De,2) maggiore della seconda dimensione massima interna (Di,2), la seconda dimensione massima interna (Di,2) essendo misurata ortogonalmente al primo asse (Z) fra prime superfici interne (23b?) della prima (23b) o seconda (23d) porzione deformante che sono opposte fra loro ortogonalmente al primo asse (Z) e sono affacciate allo spazio interno (24), e la seconda dimensione massima esterna (De,2) essendo misurata ortogonalmente al primo asse (Z) fra prime superfici esterne (23b?) della prima (23b) o seconda (23d) porzione deformante che sono opposte fra loro ortogonalmente al primo asse (Z) e sono affacciate alla cavit? di alloggiamento (22), e in cui la prima dimensione massima esterna (De,1) ? minore della seconda dimensione massima interna (Di,2).
6. Attuatore MEMS secondo la rivendicazione 5, in cui la prima (23a) e la seconda (23c) porzione di raccordo presentano ciascuna una terza dimensione massima esterna (De,3), misurata lungo il primo asse (Z) fra seconde superfici esterne (23b???) della prima (23a) o seconda (23c) porzione di raccordo che sono opposte fra loro lungo il primo asse (Z) e sono affacciate alla cavit? di alloggiamento (22), minore della seconda dimensione massima esterna (De,2).
7. Attuatore MEMS secondo la rivendicazione 4 e la rivendicazione 2, o secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui la prima porzione di raccordo (23a) e la seconda porzione di raccordo (23c) sono concentriche fra loro e simmetriche rispetto ad un asse di simmetria (16) coincidente con un asse di mezzeria (15) della struttura deformabile (20), parallelo al primo asse (Z), la struttura deformabile (20) essendo inoltre simmetrica rispetto all?asse di mezzeria (15).
8. Attuatore MEMS secondo la rivendicazione 4 e la rivendicazione 2, o secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui la prima porzione di raccordo (23a) e la seconda porzione di raccordo (23c) sono concentriche fra loro, simmetriche rispetto ad un asse di simmetria (16) parallelo al primo asse (Z), ed eccentriche rispetto ad un asse di mezzeria (15) della struttura deformabile (20), parallelo al primo asse (Z) e diverso dall?asse di simmetria (16).
9. Attuatore MEMS secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 4-8, in cui la struttura deformabile (20) comprende inoltre:
- almeno una terza porzione di raccordo che ? unita alla seconda porzione deformante (23b) e che definisce un ulteriore foro di comunicazione fluidica che collega il secondo sottospazio interno (26?) ad un terzo sottospazio interno della struttura deformabile (20), la seconda porzione deformante (23d) essendo interposta lungo il primo asse (Z) fra la seconda porzione di raccordo (23c) e l?almeno una terza porzione di raccordo; e
- almeno una terza porzione deformante che ? unita all?almeno una terza porzione di raccordo e che definisce il terzo sottospazio interno, la terza porzione di raccordo essendo interposta lungo il primo asse (Z) fra la seconda porzione deformante (23d) e l?almeno una terza porzione deformante,
in cui, quando il fluido ? pompato attraverso il canale fluidico (25) nello spazio interno (24), la prima porzione deformante (23b), la seconda porzione deformante (23d) e l?almeno una terza porzione deformante si deformano lungo il primo asse (Z).
10. Attuatore MEMS secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la struttura deformabile (20) presenta una dimensione massima di allungamento (Dall) misurata lungo il primo asse (Z) fra la superficie superiore (23e) della struttura deformabile (20) e la superficie inferiore (22a) della cavit? di alloggiamento (22),
in cui, quando non viene pompato il fluido nello spazio interno (24), la struttura deformabile (20) ? in una posizione di riposo, lo spazio interno (24) presenta un primo volume e la dimensione massima di allungamento (Dall) ha un primo valore, e
quando il fluido ? pompato nello spazio interno (24), la struttura deformabile (20) ? in una posizione di allungamento, lo spazio interno (24) presenta un secondo volume maggiore del primo volume e la dimensione massima di allungamento (Dall) ha un secondo valore maggiore del primo valore.
11. Attuatore MEMS secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il canale fluidico (25) presenta una seconda estremit? (25?) opposta alla prima estremit? (25?), e
in cui l?attuatore MEMS comprende inoltre un gruppo di pompaggio (30) che si estende nel canale fluidico (25) fra la prima (25?) e la seconda (25?) estremit? ed ? configurato per pompare il fluido nello spazio interno (24) della struttura deformabile (20).
12. Attuatore MEMS secondo la rivendicazione 11, in cui il gruppo di pompaggio (30) comprende una prima valvola (32), una o pi? micro-pompe (34) e una seconda valvola (36), l?una o pi? micro-pompe (34) estendendosi nel canale fluidico (25) fra la prima valvola (32) e la seconda valvola (36), e la seconda valvola (36) estendendosi nel canale fluidico (25) fra l?una o pi? micro-pompe (34) e la struttura deformabile (20),
in cui la prima (32) e la seconda (36) valvola sono comandabili in una posizione aperta, in cui permettono il passaggio del fluido nel canale fluidico (25), o in una posizione chiusa, in cui impediscono il passaggio del fluido nel canale fluidico (25), e
in cui l?una o pi? micro-pompe (34) sono comandabili in una posizione di riposo, in cui non presentano deflessione all?interno del canale fluidico (25), o in una posizione di pompaggio, in cui presentano deflessione all?interno del canale fluidico (25).
13. Attuatore MEMS secondo la rivendicazione 12, in cui la prima valvola (32), l?una o pi? micro-pompe (34) e la seconda valvola (36) sono di tipo piezoelettrico.
14. Metodo di controllo di un attuatore MEMS (10) secondo la rivendicazione 12 o 13, comprendente eseguire in successione fra loro le fasi di:
a) comandare la prima valvola (32) nella posizione chiusa, comandare la micro-pompa (34) nella posizione di riposo e comandare la seconda valvola (36) nella posizione aperta;
b) comandare la prima valvola (32) nella posizione chiusa, comandare la micro-pompa (34) nella posizione di pompaggio e comandare la seconda valvola (36) nella posizione aperta;
c) comandare la prima valvola (32) nella posizione chiusa, comandare la micro-pompa (34) nella posizione di pompaggio e comandare la seconda valvola (36) nella posizione chiusa;
d) comandare la prima valvola (32) nella posizione aperta, comandare la micro-pompa (34) nella posizione di pompaggio e comandare la seconda valvola (36) nella posizione chiusa;
e) comandare la prima valvola (32) nella posizione aperta, comandare la micro-pompa (34) nella posizione di riposo e comandare la seconda valvola (36) nella posizione chiusa; e
f) comandare la prima valvola (32) nella posizione chiusa, comandare la micro-pompa (34) nella posizione di riposo e comandare la seconda valvola (36) nella posizione chiusa.
15. Processo di fabbricazione di un attuatore MEMS (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-13, comprendente le fasi di:
- formare, in corrispondenza di una prima superficie (50a) di una prima fetta (50) di materiale semiconduttore, una prima cavit? sepolta (52) di forma anulare che presenta una prima regione di raccordo (51) della prima fetta (50) che si estende, lungo il primo asse (Z), attraverso la prima cavit? sepolta (52), la prima fetta (50) avendo inoltre una seconda superficie (50b) opposta alla prima superficie (50a) lungo il primo asse (Z);
- formare, in corrispondenza della prima superficie (50a) della prima fetta (50), una seconda cavit? sepolta (54) interposta, lungo il primo asse (Z), fra la prima cavit? sepolta (52) e la prima superficie (50a) della prima fetta (50), la seconda cavit? sepolta (54) essendo sovrapposta lungo il primo asse (Z) alla prima regione di raccordo (51);
- formare, in corrispondenza della prima superficie (50a) della prima fetta (50), una terza cavit? sepolta (56) di forma anulare che presenta una seconda regione di raccordo (55) della prima fetta (50) che si estende, lungo il primo asse (Z), attraverso la terza cavit? sepolta (56), la terza cavit? sepolta (56) essendo interposta, lungo il primo asse (Z), fra la seconda cavit? sepolta (54) e la prima superficie (50a) della prima fetta (50), la seconda regione di raccordo (55) essendo sovrapposta lungo il primo asse (Z) alla seconda cavit? sepolta (54);
- formare, in corrispondenza della prima superficie (50a) della prima fetta (50), una quarta cavit? sepolta (58) interposta, lungo il primo asse (Z), fra la terza cavit? sepolta (56) e la prima superficie (50a) della prima fetta (50), la quarta cavit? sepolta (58) essendo sovrapposta lungo il primo asse (Z) alla seconda regione di raccordo (55);
- formare, in corrispondenza della prima superficie (50a) della prima fetta (50), una prima trincea (60) di forma anulare che si estende dalla prima superficie (50a) della prima fetta (50) alla prima cavit? sepolta (52), attraverso la terza cavit? sepolta (56), a distanza dalla seconda cavit? sepolta (54) e dalla quarta cavit? sepolta (58); e
- formare, in corrispondenza della seconda superficie (50b) della prima fetta (50), una seconda trincea (64) che si estende dalla seconda superficie (50b) della prima fetta (50) alla quarta cavit? sepolta (58), attraverso la seconda cavit? sepolta (54), la seconda trincea (64) estendendosi attraverso la prima regione di raccordo (51) e la seconda regione di raccordo (55) e a distanza dalla prima cavit? sepolta (52) e dalla terza cavit? sepolta (56).
16. Processo di fabbricazione secondo le rivendicazioni 15 e 12, comprendente inoltre le fasi di:
- formare, in corrispondenza della prima superficie (50a) della prima fetta (50), quinte cavit? sepolte (39) disposte lateralmente fra loro e rispetto alla quarta cavit? sepolta (58), le quinte cavit? sepolte (39) essendo in connessione di fluido fra loro;
- formare, sulla prima superficie (50a) della prima fetta (50), strutture di attuazione (35) di tipo piezoelettrico, ciascuna struttura di attuazione (35) essendo sovrapposta ad una rispettiva delle quinte cavit? sepolte (39) e formando con detta rispettiva quinta cavit? sepolta (39), rispettivamente, la prima valvola (32), una dell?una o pi? micro-pompe (34) o la seconda valvola (36);
- formare, in corrispondenza della seconda superficie (50b) della prima fetta (50), una terza trincea (66) che si estende dalla seconda superficie (50b) della prima fetta (50) alla quinta cavit? sepolta (39) della prima valvola (32);
- formare, in corrispondenza della seconda superficie (50b) della prima fetta (50), una quarta trincea (68) che si estende dalla seconda superficie (50b) della prima fetta (50) alla quinta cavit? sepolta (39) della seconda valvola (36);
- formare, in corrispondenza della seconda superficie (50b) della prima fetta (50), una cavit? esposta (70) che ? affacciata alla seconda superficie (50b) della prima fetta (50) e che si estende fra la seconda trincea (64) e la quarta trincea (68); e
- fissare una seconda fetta di materiale semiconduttore alla seconda superficie (50b) della prima fetta (50), definendo cos? il canale fluidico (25) formato dalla seconda trincea (64), dalla cavit? esposta (70), dalla quarta trincea (68), dalle quinte cavit? sepolte (39) e dalla terza trincea (66).
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6146543A (en) * | 1997-04-11 | 2000-11-14 | California Institute Of Technology | Microbellows actuator |
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|---|---|---|---|---|
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| TWI553230B (zh) * | 2014-09-15 | 2016-10-11 | 研能科技股份有限公司 | 微型氣壓動力裝置 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7294536B2 (en) | 2000-07-25 | 2007-11-13 | Stmicroelectronics S.R.L. | Process for manufacturing an SOI wafer by annealing and oxidation of buried channels |
| US20080261345A1 (en) | 2004-03-19 | 2008-10-23 | Stmicroelectronics S.R.L. | Method for manufacturing a semiconductor pressure sensor |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
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| BUTEFISCH S ET AL: "Novel micro-pneumatic actuator for MEMS", SENSORS AND ACTUATORS A: PHYSICAL, ELSEVIER BV, NL, vol. 97-98, 1 April 2002 (2002-04-01), pages 638 - 645, XP004361660, ISSN: 0924-4247, DOI: 10.1016/S0924-4247(01)00843-3 * |
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