KR100548200B1 - Ｍｅｍｓ 기술로 제조된 방진구조물 및 그 제조 방법 - Google Patents

Ｍｅｍｓ 기술로 제조된 방진구조물 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

MEMS 기술로 제조된 방진구조물이 개시된다. 본 방진구조물은, 상부 표면의 소정 영역에 함몰부가 형성된 기판, 기판상에서 함몰부 이외의 영역에 형성된 외곽프레임, 함몰부 상에 부유되며, 소정의 외부 디바이스와 전기적으로 결합되는 플랫폼, 외곽프레임 및 플랫폼을 연결하여 외부 디바이스 및 외곽프레임 간에 전달되는 진동을 감쇄시키는 적어도 하나의 방진스프링, 및 적어도 하나의 방진스프링 상부표면에 형성되어 소정의 외부 디바이스 및 외부전기단자를 전기적으로 연결시키는 적어도 하나의 전극을 포함한다. 이에 따라, 연결된 외부디바이스에 전해지는 진동을 감쇄시키며, 외부전기단자와 전기적으로 연결시킬 수 있게 된다.
MEMS(Micro Electro-Mechanical System), 방진스프링, 전극

Description

ＭＥＭＳ 기술로 제조된 방진구조물 및 그 제조 방법 { Vibration isolating apparatus fabricated with MEMS technic and fabrication method thereof }
도 1(a)는 진동 방지 시스템을 모델링한 모식도,
도 1(b)는 도 1(a)의 진동 방지 시스템으로 인한 진동 감쇄 효과를 나타내는 그래프,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 멤스 기술로 제조된 방진구조물의 모식도,
도 3은 도 2의 방진구조물을 B-B'단면에서 표시한 단면도,
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따라 멤스 기술로 제조된 방진구조물의 모식도,
도 5은 본 발명의 제2실시예에 따른 방진구조물을 B-B'단면에서 표시한 단면도,
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따라 멤스 기술로 제조된 방진구조물의 모식도,
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 방진구조물을 A-A'단면에서 표시한 단면도, 그리고,
도 8(a) 내지 도 8(e)는 본 발명의 제1실시예에 따라 방진구조물을 제조하는 공정을 단계적으로 도시한 공정도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110, 210, 310 : 기판 120, 220, 320 : 외곽프레임
125 : 지지층 130, 230, 330 : 절연층
175, 275, 385 : 제1패드 178, 278, 388 : 전도층
140, 240, 340 : 제2패드 150, 250, 350 : 방진스프링
360 : 커넥터 160, 260, 370 : 전극
170, 270, 380 : 플랫폼 180, 280, 390 : 함몰부
190, 290, 395 : 조립지그홀
본 발명은 방진구조물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 MEMS 기술로 제조되어 다른 외부 MEMS구조물과 전기적으로 결합될 수 있으며, 외부로부터 전해지는 진동에 따른 영향을 감쇠시킬 수 있는 방진구조물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
MEMS란 Micro Electro-Mechanical System의 머릿글자로 반도체 가공방법을 응용해 미세기계구조를 가공하는 기술 또는 가공된 제품을 지칭한다. 이를 이용하면 수㎛ 이하의 초미세구조를 지닌 기계·장비를 설계할 수 있다는 점에서, 전자·기계·의료·방산 등 전 산업 분야에 엄청난 변혁을 불러올 것으로 예측되어, 세계 각국은 MEMS를 전략산업으로 육성하고 있다. 특히 이러한 MEMS 기술을 활용하여, 초소형, 초경량으로 성능이 우수한 각종 센서를 개발할 수 있게 되었다.
한편, 최근 각광을 받고 있는 MEMS(Micro Electric Mechanical System)기술로 제조된 센서들은, 일반적으로 초소형으로 제조될 수 있으므로, 휴대폰과 같은 각종 소형기기등에 내장되어 수십 nm - 수 um 까지의 기계적 움직임을 수 pF의 전기적 신호로 감지하는 등의 동작을 수행한다. 한편, 멤스 기술로 제조된 멤스구조물은 그 크기가 워낙 미세하며, 또한 정밀한 동작을 수행하므로 외부에서 주어지는 충격이나 진동에 의해 심각한 영향을 받을 수 있다. 즉, 멤스 구조물 자체가 센서라면, 외부 충격이나 진동으로 인해 잘못된 값을 측정할 수 있으며, 측정이 불가능한 상태가 될 수도 있다. 특히, 멤스 기기는 입출력 효율을 높이기 위해 구조물의 고유진동주파수와 일치하는 주파수의 진동을 인가하기도 하며, 이 경우, 외부의 충격이나 진동이 멤스 기기에 인가된 주파수와 같은 성분으로 작용할 경우 정상출력을 내기가 어렵게 된다는 문제점이 있다.
한편, 물체에 가해지는 진동을 방지하거나, 그러한 진동으로 인한 영향을 줄이기 위한 시스템을 일반적으로 진동방지 시스템 또는 진동감쇄 시스템이라 한다. 자동차, 오토바이, 엘리베이터, 지하철 등등, 현재의 사회에서 이러한 진동방지 시스템이 작용하는 예는 무수히 많다. 이러한 진동방지 시스템들은 그 적용예 및 구현방법에 있어서는 각각 상당한 차이가 있으나, 전부 공통된 원리를 사용하여 구현된다는 특성이 있다.
도 1에서는 이러한 진동방지 시스템들을 일반적으로 모델링하고, 그 진동방 지 효과를 그래프로 표현하고 있다. 먼저, 도 1(a)에 따르면, M이라는 질량을 가지는 질량체(10)를 포함한 진동방지장치(20)를 도시하고 있다. 진동방지장치(20)는 실제적으로 다양한 기계적 장치로 구현되나, 단순하게 모델링하면, 질량 M을 가지는 질량체(10), 탄성계수 k 를 가지는 스프링(21) 및 댐핑계수 c를 가지는 댐퍼(damper : 22)로 표현될 수 있다. 도 1(a)에서, u는 외부진동에 의해 진동하는 진동방지장치(20)의 변위량, x는 외부진동에 의해 진동하는 질량체의 변위량을 나타낸다. 이에 따라, 진동 방지 혹은 진동 절연은 전달율(Transmissibility)로서 아래의 수식으로 표현될 수 있다.
Figure 112003050677585-pat00001
수학식 1에서 ω는 외부의 가진주파수, ω0는 진동방지장치(20)의 비감쇠고유진동수, 그리고, ζ는 댐핑계수 c에 비례하는 비례상수를 나타낸다. 수학식을 살펴보면, 진동 절연 정도를 나타내는 전달율은 외부의 가진 주파수 ω와 진동방지장치(20)의 비감쇠고유진동수 ω0에 의해 결정된다.
한편, 비감쇠고유진동수 ω0는 아래의 수식으로 표현될 수 있다.
Figure 112003050677585-pat00002
수학식 2에서, k는 스프링 상수, M은 질량체(10)의 질량을 나타낸다.
도 1(b)는 상술한 수학식 1 및 2로 표현되는 전달율을 그래프로 도시하고 있다. 도 1(b)에 따르면, 외부의 가진주파수 ω가 진동방지장치(20)의 주파수보다 상당히 큰 ω* 로 가해질 경우 진동방지장치(20) 내의 질량체(10)에 작용하는 변위량은 수학식 1에 의해 계산된 T* A 만큼 감소되어 나타난다. 예를 들어, ω* 로 동작하는 멤스 디바이스가 진동방지장치의 질량체(10)에 부착된다면, 외부의 ω*의 주파수 성분에 의한 진동량은 T* A 만큼 감소되어 멤스 디바이스에 작용하게 된다.
하지만, 지금까지의 진동방지장치는 일반적으로 기계학적으로 구현된 것으로써, 상술한 MEMS 디바이스와 같이 그 크기가 매우 미소한 경우에는, 기존의 진동방지장치를 이용할 수 없으며, 설령 이용한다고 하더라도 전체 시스템의 크기가 증대되어 작게 구현 할 수 있는 MEMS 디바이스 자체의 장점을 희석시킬 수 있다는 문제점이 있었다. 또한, MEMS 디바이스 자체는 외부로부터 전기적 신호를 인가받아 동작하는 장치이므로, 진동방지장치와 결합되는 경우 외부와의 전기적 연결이 이루어져야 하는데, 기존의 진동방지장치로는 이러한 외부와의 전기적 연결이 어렵다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 외부 MEMS 디바이스와 결합하여 외부진동에 따른 영향을 감쇄시키 는, MEMS 기술로 제조된 MEMS 방진구조물 및 그 제조 방법을 제공함에 있다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 MEMS 방진구조물은, 상부 표면에 함몰부가 형성된 기판, 상기 기판상에서 상기 함몰부 이외의 영역에 부착 형성된 외곽프레임, 상기 함몰부 상에 부유되며, 소정의 외부 디바이스와 전기적으로 결합되는 플랫폼, 상기 외곽프레임 및 상기 플랫폼을 연결하여 상기 소정의 외부 디바이스 및 상기 외곽프레임 간에 전달되는 진동을 감쇄시키는 적어도 하나의 방진스프링, 및 상기 적어도 하나의 방진스프링 상부표면에 형성되어 상기 소정의 외부 디바이스 및 외부전기단자를 전기적으로 연결시키는 적어도 하나의 전극을 포함한다.
이 경우, 상기 플랫폼은 상기 함몰부상에 부유된 상태로 상기 플랫폼을 지지하는 하부지지구조, 상기 하부지지구조 상부표면에 증착된 절연층, 상기 절연층 상의 소정영역에 형성되어 상기 외부 디바이스가 직접 연결되는 전도층, 및 상기 절연층상의 소정영역에 형성되어 상기 외부 디바이스의 전기단자 및 상기 전극을 연결시키는 적어도 하나의 제1패드를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 외곽프레임 상부표면에 증착되어, 상기 외부전기단자 및 상기 적어도 하나의 전극을 각각 연결시키는 적어도 하나의 제2패드를 더 포함할 수도 있다.
한편, 보다 바람직하게는, 상기 적어도 하나의 패드 및 상기 플랫폼을 전기적으로 연결시키는 적어도 하나의 커넥터를 더 포함할 수 있다. 상기 커넥터는, 상 기 플랫폼 및 상기 외곽프레임을 연결시키는 적어도 하나의 하부커넥터, 상기 하부커넥터 상에 증착된 절연층, 및 상기 절연층상에 증착되어, 상기 소정의 외부 디바이스 및 소정의 외부전기단자를 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 상부커넥터로 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 커넥터는 방진스프링보다 적어도 10이상 적은 스프링 강성을 가지도록 제조하는 것이 또한 바람직하다.
한편, 본 발명에 따라서, 상부표면에 제작된 적어도 하나의 제1패드를 통해 소정의 외부 디바이스와 전기적으로 결합되는 플랫폼, 외곽프레임, 및, 상기 외곽프레임 및 플랫폼을 연결하여 상호간에 전달되는 진동을 감쇄시키는 적어도 하나의 방진스프링을 포함하는 MEMS 방진구조물의 제조방법은, (a) 기판 상에 지지층을 증착하는 단계, (b) 상기 지지층을 소정 형태로 패터닝하여, 상기 플랫폼, 상기 방진 스프링, 및 상기 외곽 프레임을 각각 제작하는 단계, (c) 상기 플랫폼, 상기 방진 스프링, 및 상기 외곽 프레임 각각의 상부표면에 절연층을 증착시키는 단계, (d) 상기 절연층상에 메탈층을 증착시켜 상기 제1패드, 상기 외곽프레임상에 위치하는 적어도 하나의 제2패드, 및, 상기 제1패드와 제2패드를 독립적으로 연결하는 적어도 하나의 전극을 제작하는 단계, 및 (e) 상기 플랫폼 및 상기 방진스프링에 접하는 기판영역을 소정 두께만큼 식각하여, 상기 플랫폼 및 상기 방진스프링을 상기 기판과 이격시키는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 지지층을 패터닝하여, 상기 외곽플레임 및 상기 플랫폼을 연결하는 적어도 하나의 하부커넥터를 제작하는 단계, 상기 하부커넥터 상에 상기 절연층을 증착하는 단계, 및 상기 절연층 상에 소정의 도전물질을 증착하여, 상 기 소정의 외부디바이스 및 소정의 외부전기단자를 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 상부커넥터를 제작하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 이상과 같은 MEMS 방진구조물과 결합하여 진동을 방지하는 상기 외부 디바이스로는 자이로스코프 센서가 이용될 수 있다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 자세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따라 제조된 MEMS 방진구조물을 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2의 MEMS 방진구조물을 B-B'단면에서 자른 단면도를 나타낸다. 도 2에 따르면, 본 MEMS 방진구조물은 기판(110), 플랫폼(170), 및 방진스프링(150)을 포함한다.
플랫폼(170)은 외부 MEMS 디바이스(500)와 전기적으로 결합되는 부분이다. 플랫폼(170)은 하부지지구조(170a), 절연층(130), 전도층(178) 및 적어도 하나의 제1패드(175)를 포함하는 구조를 가진다.
하부지지구조(170a)는 플랫폼(170)의 하부구조로써 플랫폼(170) 자체를 지지하는 역할을 하는 부분으로써, 실리콘(si)과 같은 물질로 방진스프링(150) 및 외곽프레임(120)과 일체로 제작될 수 있다.
한편, 절연층(130)은 하부지지구조(170a), 방진스프링(150), 및 외곽프레임(120) 각각의 상부에 증착되며, 후술하는 단계에서 도전물질로 이루어진 메탈층이 절연층(130) 상부에 증착되면 상하부 물질을 전기적으로 절연시키는 역할을 한다.
전도층(178)이란 플랫폼(170)의 상부구조로써, 외부 디바이스(500)와 직접 결합되는 부분을 의미한다. 전도층(178)상에 결합된 외부 디바이스(500)는 제1패드(175)와 와이어본딩을 통해 전기적으로 연결되어, 외부전기단자와 전기적으로 연결되게 된다.
방진스프링(150)은 플랫폼(170) 및 외곽프레임(120)을 연결시켜, 플랫폼(170)상부에 결합된 외부 디바이스(500)에 외부로부터 진동이 가해지거나, 역으로 외부 디바이스(500)로부터 외부로 진동이 가해지는 경우에, 상호간에 진동으로 인해 생기는 영향을 감쇄시키는 역할을 한다. 즉, 상술한 바와 같이 적절한 스프링상수 k를 가지도록 소정의 두께 및 형태로 제조함으로써 플랫폼(170)에 결합된 외부 디바이스(500)의 진동주파수를 변화시키게 된다. 이러한 방진스프링(150)은 실리콘(si)과 같은 물질을 이용하여 플랫폼의 하부지지구조(170a) 및 외곽프레임(120)과 동시에 일체로 제작될 수 있다. 한편, 방진스프링(150)은 구현하고자 하는 진동방지시스템에 따라 소정 개수로 제조될 수 있다. 도 2에서는, 4개의 방진스프링(150)이 제조된 상태를 도시하고 있다.
방진스프링(150) 상부에는 각각 절연층(130)이 증착되고, 다시 메탈층이 증착되어 전극(160)을 형성한다. 형성된 전극(160)은, 외부전기단자(미도시)로부터 플랫폼(170)에 결합된 외부 디바이스(500)에 전기를 인가하는 통로가 된다.
한편, 외곽프레임(120)과 접하는 기판(110)은 일반적으로 글래스 웨이퍼(glass wafer)를 사용한다. 기판(110) 상부에서 플랫폼의 하부지지구조(170a) 및 방진스프링(150)과 접하는 소정 기판(110)영역이 식각되어 함몰부(180)를 형성함으로써, 플랫폼(170)에 장착된 외부 디바이스(500)가 진동하 거나, 방진스프링(150)자체가 방진을 위하여 상하좌우로 요동할 수 있는 일정한 공간이 확보된다.
외곽프레임(120)은 방진스프링(150) 및 플랫폼의 하부지지구조(170a)와 일체로 제작되어, 기판(110)상부에 고정됨으로써 방진스프링(150) 및 플랫폼(170)을 지지하는 역할을 한다. 외곽프레임(120) 상부 표면에는 적어도 하나의 제2패드(pad : 140)가 제작됨으로써, 외부전기단자로부터 인가된 전기적 신호를 플랫폼(170)에 결합된 MEMS 디바이스(500)로 전달하게 된다. 제2패드(140)는 소정의 도전물질로 이루어지며, 전극(160), 제1패드(175) 및 전도층(178)과 일체로 제작될 수 있다.
플랫폼(170) 상부에는 진동에 의해 민감하게 반응하는 소정의 소자, 특히, MEMS 기술로 제조된 소형 디바이스를 결합할 수 있다. 구체적인 활용예를 들면, 진동형 자이로스코프 센서를 플랫폼(170)상에 연결하여 사용할 수 있다. 도 2에 도시된 조립지그홀(190)을 통해 조립지그를 투입하여 플랫폼(170)을 고정시킨 후, 자이로스코프 센서와 같은 외부 MEMS 소자를 연결시키게 된다.
한편, 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따라 제조된 MEMS 방진구조물을 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 4의 MEMS 방진구조물을 B-B'단면에서 표시한 단면도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 제2실시예에 따르면 플랫폼(270) 및 외곽프레임(230)을 네개의 방진스프링(250)으로 연결한 후, 방진스프링(250) 각각의 상부표면에 두 개의 전극(260)을 증착시켜, 플랫폼(270)에 연결되는 MEMS 디바이스에 다수의 전극단자를 공급할 수 있다. 제2실시예의 그외의 구성은 제1실시예와 거의 유사하다. 즉, 함몰부(280)가 형성된 기판(210)을 기반으로, 함몰부(280) 상층에 부유하는 상태가 되도록 플랫폼(270)의 하부지지구조(270a) 및 방진스프링(250)이 외곽프레임(220)과 일체로 제작되고, 그 위에 절연층(230) 및 도전물질이 각각 증착, 패터닝되어 전도층(278), 제1패드(275), 전극(260),및 제2패드(240)를 형성하게 된다.
한편, 제2실시예와 같이 하나의 방진스프링(250)상에 수개의 전극을 제조하게 되면, 스프링상수를 변화시키지 않으면서, 동시에, 연결될 외부 디바이스(500)가 필요로 하는 전기단자 개수에 따라 필요한 개수만큼의 전극(260)을 제작할 수 있게 된다.
한편, 도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 MEMS 방진구조물의 사시도를 나타내고, 도 7은 도 6의 MEMS 구조물을 A-A'단면에서 표시한 단면도를 나타낸다. 본 발명의 제3실시예는 4개의 방진스프링(350)이외에 별도의 커넥터(360)를 더 제작하여 플랫폼(380)에 연결되는 외부 디바이스(500)에 다수의 전극을 추가적으로 공급할 수 있다.
즉, 플랫폼의 하부지지구조(380a), 방진스프링(350) 및 외곽프레임(330)과 일체로 하부커넥터(360a) 구조를 제작한 후, 절연층(330) 및 도전물질을 증착하고, 도전물질을 소정형태로 패터닝하여 상부커넥터(360b)를 제작하게 된다.
상부커넥터(360b)는 전도층(388), 제1패드(385), 전극(370) 및 제2패드(340)와 같이 도전물질을 사용하며, 일괄적으로 제조될 수 있다. 제3실시예에 따른 MEMS 방진구조물의 그 외의 구조는 제1 및 제2실시예에 따른 MEMS 방진구조물과 거의 유 사하다. 즉, 4개의 방진스프링(350) 및 플랫폼(380)이 함몰부(390)가 형성된 기판(310)상에 부유되도록 외곽프레임(330)에 의해 지지된 상태로 제조되며, 플랫폼(380) 하부의 기판(310)은 상하부가 관통되어 조립지그홀(395)을 형성한다.
제3실시예에 따르면, 플랫폼(380) 상부에 제작된 적어도 하나의 제1패드(385)와 외곽프레임(320)상부에 제작된 적어도 하나의 제2패드(340)를 연결하는 전극이 부족한 경우, 방진스프링(350)이외의 별도의 커넥터(360)를 더 제조하여 추가적인 전극을 제공할 수 있다. 커넥터(360)는 이를 지지하는 하부커넥터(360a), 하부커넥터(360a)상에 증착된 절연층(330), 및 절연층(330)상에 증착되어 제1패드 및 제2패드를 연결시키는 상부커넥터(360b)로 구성될 수 있다. 이 경우, 하부커넥터(360a)는 스프링상수에 거의 영향을 주지않을 정도로 낮은 스프링강성을 가지도록 소정의 형태로 제조하여야 한다.
제2실시예에 따르면, 방진스프링(350) 상부표면이 협소하여 다수의 전극(370)을 제작할 수 없는 경우가 발생할 수 있다. 또한, 방진스프링(350)의 면적을 넓히거나 그 개수를 추가적으로 늘리게 되면, 스프링상수를 적절하게 조절하지 못하게 되므로 방진효과를 얻지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우에는, 제3실시예에 따라 별도의 커넥터(360)를 제작함으로써 외부전기단자를 추가적으로 공급할 수 있게 된다.
도 8(a) 내지 도 8(e)는 본 발명의 제1실시예에 따른 MEMS 방진구조물의 제조공정을 단계적으로 표현하는 공정도이다. 먼저, 도 8(a)에 따르면, 플랫폼(170) 및 방진스프링(150)이 형성될 위치의 하부 기판(110)영역을 식각하여 함몰부(180) 를 형성한다. 함몰부(180)는 플랫폼(170) 및 방진스프링(150)이 진동할 수 있는 공간을 제공하게 된다.
한편, 바람직하게는 기판 식각시 플랫폼(170) 하부영역을 상하 관통시켜 조립지그홀(190)을 제조하는 단계도 포함할 수 있다. 도 8(b)는 이러한 조립지그홀(190) 제작 단계를 도시하고 있다.
도 8(c)에서는, 함몰부(180)가 형성된 기판 상에 지지층(125)을 접합하는 단계를 도시하고 있다. 이 경우, 접합 방법은 온도를 가하여 접합시키는 다이렉트 본딩(Direct Bonding)방법, 전압을 가하여 접합시키는 어노딕 본딩(Anodic Bonding)방법, 에폭시(Epoxy)등의 접착제를 이용하여 접합하는 방법, 금속을 이용하는 유테틱 본딩(Eutetic Bonding)방법 등이 가능하나, 다이렉트 본딩방법 및 어노딕 본딩방법은 비교적 고온단계를 거친다는 점에서, 저온단계를 거치는 접착제이용방법 또는 유테틱본딩방법을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 지지층(125)은 후술하는 단계에서 패터닝되어 플랫폼, 방진스프링 및 외곽프레임을 형성하게 된다.
다음으로, 도 8(d)와 같이 지지층(125) 상부에 절연층(130)을 증착하게 된다. 절연층(130)은 상술한 바와 같이 그 상하부에 위치하는 물질들을 전기적으로 절연시키는 역할을 한다.
다음, 도 8(e)에서는, 절연층(130)상부에 메탈층을 증착한 후 패터닝하여, 전도층(178), 적어도 하나의 제1패드(175), 전극(160), 및 적어도 하나의 제2패드(140)를 제작한다.
다음으로, 도 8(f)에서와 같이, 절연층(130) 및 지지층(125)을 패터닝하여, 플랫폼(170)의 하부지지구조(170a), 및 방진스프링(150)을 제작하게 된다. 이 경우, 하부지지구조(170a) 및 방진스프링(150)을 형성하는 부분 이외의 지지층(125)은 외곽프레임(120)을 형성하게 된다. 외곽프레임(120)은 기판(110)에 고정되어 방진스프링(150) 및 플랫폼(170)을 지지하게 된다.
한편, 본 발명의 제2실시예 및 제3실시예에 따른 MEMS 방진구조물의 제조공정도 도 8(a) 내지 도 8(f)와 유사하다. 다만, 제2실시예의 경우, 도 8(e)에 도시된 공정에서 도전물질의 패터닝을 조절하여 전극수를 늘린다는 점에서 차이가 있고, 제3실시예의 경우에는 도 8(f)에 도시된 공정에서 방진스프링(350) 이외에 하부커넥터(360a)를 더 제조한다는 점에서 약간의 차이가 있다.
이상과 같은 방법으로 제조되면, 소정의 외부 디바이스(500)를 플랫폼(170, 270, 380) 상에 연결하여 방진스프링(150, 250, 350)을 통해 외부진동으로 인한 영향을 방지 또는 감쇄시키는 동시에, 그 외부 디바이스(500)의 전기단자를 와이어 본딩 방법으로 제1패드에 연결시켜 외부단자와 연결시킬 수 있게 된다. 한편, 외부 디바이스(500)가 여러 개의 외부단자를 필요로 하는 경우에는, 별도로 커넥터를 더 제조함으로써 각 전극단자를 모두 외부단자와 연결시킬 수 있게 된다. 이에 따라, 다양한 외부 디바이스에 사용할 수 있는 MEMS 방진구조물을 제조할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 진동에 민감한 영향을 받는 소형 디바이스와 결합하여 진동으로 인한 영향을 감쇄시킬 수 있는 MEMS 방진구조물을 간단한 공정을 통해 제조할 수 있다. 특히, 방진시스템에 필요한 방진스프링 상에 외부전기단자와 연결되는 전극을 제작하여, 연결된 외부 디바이스에 외부의 전기적 신호를 인가하여 구동시킬 수 있게 된다. 뿐만 아니라, 외부단자와 연결되는 전기적 통로의 개수를 다양하게 조절할 수 있어, 다양한 외부 디바이스에 활용할 수 있게 된다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (8)

  1. 상부 표면의 소정 영역에 함몰부가 형성된 기판;
    상기 기판상에서 상기 함몰부 이외의 영역에 형성된 외곽프레임;
    상기 함몰부 상에 부유되며, 소정의 외부 디바이스와 전기적으로 결합되는 플랫폼;
    상기 외곽프레임 및 상기 플랫폼을 연결하여 상기 소정의 외부 디바이스 및 상기 외곽프레임 간에 전달되는 진동을 감쇄시키는 적어도 하나의 방진스프링;및
    상기 적어도 하나의 방진스프링 상부표면에 형성되어 상기 소정의 외부 디바이스 및 외부전기단자를 전기적으로 연결시키는 적어도 하나의 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 MEMS 방진구조물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소정의 외부 디바이스는 자이로스코프 센서인 것을 특징으로 하는 MEMS 방진구조물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 플랫폼은,
    상기 함몰부상에 부유된 상태로 제조되어, 상기 방진스프링과 연결된 하부지지구조;
    상기 하부지지구조 상부표면에 증착된 절연층;
    상기 절연층 상의 소정영역에 형성되어 상기 외부 디바이스가 직접적으로 결합하는 전도층;및
    상기 절연층상의 소정영역에 형성되어 상기 소정의 외부 디바이스 및 상기 전극을 전기적으로 연결시키는 적어도 하나의 제1패드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 MEMS 방진구조물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 외곽프레임 상부표면에 증착되어, 상기 외부전기단자 및 상기 적어도 하나의 전극을 각각 연결시키는 적어도 하나의 제2패드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MEMS 방진구조물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 플랫폼 및 상기 외곽프레임을 연결시키는 적어도 하나의 하부커넥터;
    상기 하부커넥터 상에 증착된 절연층; 및
    상기 절연층상에 증착되어, 상기 소정의 외부 디바이스 및 소정의 외부전기단자를 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 상부커넥터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MEMS 방진구조물.
  6. 상부표면에 제작된 적어도 하나의 제1패드를 통해 소정의 외부 디바이스와 전기적으로 결합되는 플랫폼, 외곽프레임, 및, 상기 외곽프레임 및 플랫폼을 연결하여 상호간에 전달되는 진동을 감쇄시키는 적어도 하나의 방진스프링을 포함하는 MEMS 방진구조물의 제조방법에 있어서,
    (a) 기판 상부 표면의 소정 영역을 식각하는 단계;
    (b) 상기 기판 상부 표면에 지지층을 접합한 후, 상기 지지층 상부 표면에 절연층을 형성하는 단계;
    (c) 상기 절연층 상에 메탈층을 증착한 후, 패터닝하여 상기 제1패드, 상기 외곽프레임상에 위치하는 적어도 하나의 제2패드, 및, 상기 제1패드와 상기 제2패드를 독립적으로 연결하는 적어도 하나의 전극을 제작하는 단계;및
    (d) 상기 절연층 및 상기 지지층을 소정 형태로 패터닝하여, 상기 플랫폼, 상기 방진스프링, 및 상기 외곽프레임을 각각 제작하는 단계;를 포함하는 것을 특 징으로 하는 MEMS 방진구조물의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 절연층 및 상기 지지층을 패터닝하여, 상기 외곽플레임 및 상기 플랫폼을 연결하는 적어도 하나의 하부커넥터를 제작하는 단계;및
    상기 하부 커넥터 상의 절연층 상부 표면에 소정의 도전물질을 증착하여, 상기 소정의 외부디바이스 및 소정의 외부전기단자를 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 상부커넥터를 제작하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MEMS 방진구조물의 제조방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 소정의 외부 디바이스는 자이로스코프 센서인 것을 특징으로 하는 MEMS 방진구조물의 제조방법.
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