KR20080044263A - 마이크로시스템 제작 방법, 그러한 마이크로시스템, 그러한마이크로시스템을 포함하는 포일의 스택, 그러한마이크로시스템을 포함하는 전자 디바이스, 및 그러한 전자디바이스의 사용 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마이크로시스템을 제작하는 방법과 더 나아가 그러한 마이크로시스템에 관한 것이다. 이러한 방법으로, 적어도 한 면 위에 전도층(1, 1a, 1b)을 가지는 미리 처리된 포일(10)을 적층함으로써 마이크로시스템이 제작될 수 있다. 적층 후, 포일(10)은 압력 및 열을 사용하여 밀봉된다. 마지막으로, 이 마이크로시스템은 스택(S)으로부터 분리된다. 포일을 미리 처리하는 것(바람직하게는 레이저 빔에 의해 행해지는)은, 다음 단계, 즉 (A) 포일을 원래대로 두는 단계, (B) 상기 전도층을 국부적으로 제거하는 단계, (C) 상기 전도층을 제거하고, 상기 포일(10)을 부분적으로 증착시키는 단계, 및 (D) 상기 포일(10)과 함께 상기 전도층 모두를 제거하여 상기 포일(10)에 구멍(hole)을 만드는 단계 중에서 선택하는 것을 포함한다. 상기 적층과 결합하여, 공동(cavity), 자유롭게 매달린 캔티레버 및 막을 생성하는 것이 가능하다. 이는 MEMS 디바이스와 마이크로유체 시스템과 같은 다양한 마이크로시스템을 제작하는 가능성을 연다.

Description

마이크로시스템 제작 방법, 그러한 마이크로시스템, 그러한 마이크로시스템을 포함하는 포일의 스택, 그러한 마이크로시스템을 포함하는 전자 디바이스, 및 그러한 전자 디바이스의 사용{A METHOD OF MANUFACTURING A MICROSYSTEM, SUCH A MICROSYSTEM, A STACK OF FOILS COMPRISING SUCH A MICROSYSTEM, AN ELECTRONIC DEVICE COMPRISING SUCH A MICROSYSTEM AND USE OF THE ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은 공간이 제공된 마이크로시스템을 제작하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 마이크로시스템에 관한 것이다. 본 발명은 또한 본 발명에 따른 마이크로시스템을 포함하는 포일의 스택(stack)에 관한 것이다. 본 발명은 또한 본 발명에 따른 마이크로시스템을 포함하는 전자 디바이스에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 전자 디바이스를 사용하는 것에 관한 것이다.

이러한 방법 및 마이크로시스템은, 2003년 8월 개선된 패키징에 관한 IEEE Transactions, Vol. 26, No. 3의 248 내지 254페이지에 "Fabrication, Assembly, and Testing of RF MEMS Capacitive Switches Using Flexible Printed Circuit Technology"라는 제목으로 실린 Ramadoss, R. 등에 의한 발표문으로부터 알려져 있다. 이 알려진 방법으로, 구리-피복 기판 층이 제공된다. 구리 피복은 연마되어 더 편평하게 만들어진다. 그 다음에, 포토리소그라피 및 에칭 단계들을 사용하여 공면 도파관이 구리 피복에서 한정된다. 이후, 폴리머 층이 기판에 적용되고 이어 패턴화되며, 이 폴리머는 하부 전극에 대한 유전체를 형성한다. 게다가, 폴리이미드 막이 알려진 방법으로 제공되고, 이 폴리이미드 막 위에는 구리층이 형성된다. 이 구리층은 포토리소그라피 및 에칭 단계들을 사용하여 패턴화되어, 상부 전극을 형성한다. 이 폴리이미드 막은 레이저에 의해 패턴화되어, 막에 개구를 형성한다. 이 방법은 또한 하부 전극과 상부 전극 사이에 이격을 한정하기 위해, 접착층이 제공되는 단계를 포함한다. 이러한 알려진 방법으로, 기판 위에는 폴리이미드 막을 적층함으로써 MEMS 스위치가 얻어지지만 이는 접착층에 의해 기판으로부터 분리되어 있다. 다양한 층의 정렬은 기준 핀(reference pin)들을 포함하는 고정 요소에 의해 이루어진다. 마지막으로, 다양한 층이 상승된 온도에서 층들에 압력을 가함으로써 상호 연결된다.

이 알려진 방법이 지닌 문제점은 그것이 비교적 복잡한 방법이라는 점이다.

본 발명의 목적은 도입부에서 언급되는 종류의 덜 복잡한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 이 목적은 공간이 제공된 마이크로시스템을 제작하는 방법에 의해 달성되고, 이 방법은

- 적어도 2개의 전기적으로 절연성인 유연한 포일의 세트를 제공하는 단계로서, 개별 포일들은 실질적으로 동일한 두께를 가지고, 전도층이 적어도 한 포일의 적어도 한 면 위에 존재하며, 상기 전도층은 전극 또는 도체로서 사용하기에 적당한, 제공 단계,

- 전극 또는 도체를 형성하도록 상기 전도층을 패턴화하는 단계,

- 상기 마이크로시스템의 공간을 형성하는 개구가 형성되는 방식으로, 적어도 1개의 포일을 패턴화하는 단계,

- 상기 포일 세트를 적층하여 상기 마이크로시스템을 형성하는 단계, 및

- 2개의 인접 포일이 서로 접촉하고 있을 때, 2개의 인접 포일의 포일 물질 사이의 적어도 1개의 전도층이 제거된 위치에서 포일들이 함께 결합되는, 포일들을 함께 결합시키는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 방법에 의하면, 규칙성의 정도는 알려진 방법에 의한 것보다 더 크다. 예컨대, 한 포일의 두께와는 상이한 두께를 가지는 층 또는 공간이 디바이스에서 실현되어야 한다면, 다수의 포일이 간단한 방식으로 함께 적층될 수 있다. 따라서, 상이한 두께를 가지는 포일은 필요하지 않다. 그러므로 포일들에 수직인 방향으로의 모든 크기는 언제나 한 포일의 다수의 두께에 해당한다. 따라서, 본 발명에 따른 방법은 덜 복잡하고 따라서 더 저렴하다.

본 발명에 따른 방법의 추가 장점은 그것이 보편적인 방법이라는 점이다. 이는 이 방법이 모듈(modular) 방법이고, 그러므로 알려진 방법보다 더 많은 애플리케이션에 적당하다는 의미이다.

균일한 두께를 가지는 포일을 사용하는 장점은, 여러 포일을 포함하는 스택에 포일의 임의의 서브세트(subset)로 디바이스를 구현하는 것이 가능하다는 점이다. 예컨대, A가 포일의 5개 층을 포함하도록 설계될 펌프이고, B가 포일의 3개 층을 포함하는 채널에서 설계될 센서라면, 포일의 30개 층의 스택에서 A와 B를 배치 설계하는 많은 상이한 방식이 설계자에게 이용 가능하다.

본 발명에 따른 방법의 개선된 일 실시예는, 포일의 한 세트가 제공되고, 개별 포일은 동일한 포일 물질을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 양상의 장점은 한 타입의 포일만이 사용될 필요가 있다는 점이고, 이는 하나의 동일한 롤(roll)로부터 포일을 사용하는 것을 가능하게 한다. 이는 이 방법을 훨씬 덜 복잡하게 하고 따라서 훨씬 더 저렴하게 한다.

이 방법은 바람직하게는 적어도 3개의 전기적으로 절연성인 유연한 포일이 제공되는 것을 특징으로 한다. 이는 2개의 유연한 포일로는 충분하지 않은, 더 복잡한 구조가 형성되어야 하는 경우 특히 유리하다. 본 발명에 따른 방법의 또 다른 실시예는 적어도 4개의 전기적으로 절연성인 포일이 제공되는 것을 특징으로 한다. 적어도 4개의 포일이 사용될 때, 더 많은 설계 가능성이 설계자에게 이용 가능하다. 그러므로, 설계자는 자유롭게 매달리는 플랩(flap)을 형성할 수 있고, 이 플랩은 공간의 차단(shut-off) 밸브로서의 기능을 한다. 외부 포일 사이에는 2개의 층이 존재하기 때문에, 포일이 함께 합쳐질 때, 플랩이 공간에 인접하는 위치에는 어떠한 부착도 존재하지 않게 되어, 그 플랩은 계속해서 자유롭게 매달려 있게 된다. 그 플랩은 액체 흐름, 가능하게는 또한 정전기 조작(electrostatic actuation)에 의해 개폐될 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 일 실시예는, 이동 가능한 요소는 마이크로시스템에서의 적어도 1개의 포일로 형성되고, 그 이동 가능한 요소는 적어도 한 면 위에서 그 마이크로시스템에 부착되며, 그 이동 가능한 요소는 이동 가능한 물질(mass), 이동 가능한 밸브, 이동 가능한 막(membrane)을 포함하는 그룹으로부터 선택되고, 그 이동 가능한 요소는 공간의 한 면 위에 존재하는 것을 특징으로 한다. 그러한 양상은 능동 마이크로유체(microfluidic) 디바이스와 MEMS 디바이스의 형성을 가능하게 한다. 능동 마이크로유체 디바이스의 경우, 한 특별한 방향으로 기체나 액체의 흐름을 차단하는 것 및/또는 또 다른 방향으로 그 흐름을 유지하는 것이 중요하다. MEMS 디바이스의 경우, 한 요소의 움직임을 한 전극에서의 전기적인 신호로 변환하는 것이 관련되거나 그 반대로, 한 전극에서의 전기 신호를 한 요소의 움직임으로 변환하는 것이 관련된다.

본 발명에 따른 방법의 또 다른 실시예는, 마이크로시스템에 상기 공간에서의 양을 측정하기 위해, 그 공간에 가까운 포일 위의 전도층에서 형성되는 센서가 제공되는 것을 특징으로 한다. 센서는 마찬가지로 MEMS 디바이스와 마이크로유체 디바이스에서의 중요한 빌딩 블록이다.

이 방법의 위 실시예들의 제 1 주된 변형예는 제작될 마이크로시스템이 MEMS 디바이스를 포함하는 것이다. 이 방법의 이러한 주된 변형예의 추가적인 상세 사항은, 제작되는 마이크로시스템이 MEMS 커패시터 마이크로폰, MEMS 압력 센서, MEMS 가속도계를 포함하는 그룹으로부터의 마이크로시스템인 것을 특징으로 한다. 이들 디바이스는, 본 방법에 의해 비교적 값이 싼 방식으로 만들어질 수 있는, 더 큰 전자 디바이스에서의 중요한 빌딩 블록이다. 물론, 다른 디바이스 또한 가능하다.

본 방법의 위 실시예들의 제 2 주된 변형예는, 제작될 마이크로시스템이 마이크로유체 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 방법의 이러한 주된 변형예의 추가적인 상세 사항은, 제작되는 마이크로시스템이 마이크로밸브, 마이크로펌프, μTAS 요소를 포함하는 그룹으로부터의 마이크로시스템인 것을 특징으로 한다. 이들 디바이스는 본 방법에 의해 비교적 값이 싼 방식으로 만들어질 수 있는 마이크로유체 디바이스에서의 중요한 빌딩 블록이다. 물론, 다른 디바이스 또한 가능하다.

본 발명에 따른 방법의 또 다른 개선된 실시예는, 상기 패턴화하는 단계가 마스크와 결합하여 또는 결합하지 않고도 레이저에 의해 수행되는 것을 특징으로 한다. 이 양상은 전도층 및/또는 포일 물질의 크게 제어된 제거를 실현하는 것을 가능하게 한다. 또한, 종래의 방법이 사용될 때 필수적인 희생 물질의 선택성 에칭을 통해 공간이 비워질 필요가 없다는 점이 매우 유리하다.

본 발명에 따른 방법의 또 다른 개선된 실시예는,

- 전도층과 포일을 원래대로 두는 단계,

- 상기 포일을 노출하도록 상기 전도층을 제거하는 단계,

- 더 얇은 포일이 남아 있도록, 상기 전도층과 상기 포일의 부분을 제거하는 단계,

- 공간을 형성하도록 상기 전도층과 상기 포일을 완전히 제거하는 단계

로부터의 선택을 사용함으로써 상기 패턴화 단계가 수행되는 것을 특징으로 한다.

위 4가지 기본 단계들은 본질적으로 4개의 주된 영역을 제공하는데, 이들은 결합될 때 포일에서의 바라는 패턴을 제공할 수 있고, 이 4개의 주된 영역은

- 포일과 전도층 모두가 제거되지 않은 영역,

- 전도층만이 제거된 영역(예컨대, 인접 포일과의 연결부를 형성하도록),

- 전도층 하지만 포일의 부분도 제거된 영역(예컨대, 포일의 유연성을 조종하도록), 및

- 전도층과 포일 모두가 제거된 영역(예컨대, 공간을 생성하도록)이다.

본 발명에 따른 방법의 유리한 실시예는, 제 1 릴(reel) 위에서 적어도 한 포일을 감음으로써, 포일의 상기 적층이 발생하는 경우 얻어진다. 이 실시예의 주요 장점은 포일이 적층될 때 포일을 정렬하는 것이 더 쉽게 된다는 점이다.

후자의 방법의 개선된 일 실시예는, 그 방법이 그 포일이 제 1 릴 위로 감겨질 때 제 2 릴 또는 롤로부터 그 포일의 감김이 풀어지는 과정에서 수행된다는 것을 특징으로 한다. 이 양상의 주된 장점은, 이 방법이 연속 과정으로 수행될 수 있어, 이 방법이 더 자동화되기 쉽게 된다는 점이다.

추가 개선점은, 전도층과 포일의 상기 패턴화가 다음 가능성, 즉 제 1 릴 위 또는 부근, 제 1 릴과 제 2 릴 사이, 및 제 2 릴 또는 롤 위 또는 부근으로부터 선택된 적어도 하나의 위치에서 발생하는 경우 얻어진다. 전도층이 포일의 양면에 존재하는지의 문제에 따라, 당업자는 그가 상기 패턴화가 발생하기 원하는 곳을 선택할 수 있다.

본 발명에 따른 방법은, 바람직하게는 포일의 상기 합쳐지는 것(joining)이 상승된 온도에서 적층된 포일 위에 압력을 가함으로써 수행되고, 그 경우 그 압력은 그 포일에 수직인 방향으로 가해지는 것을 특징으로 한다. 그 결과, 그 포일들은 함께 융합하여, 디바이스는 그것의 일정한(definitive) 모양을 취하게 된다.

후자의 방법의 추가적인 정교한 일 실시예는, 그 구조물에서의 공간에 인접한 포일 위의 요구된 압력이 그 공간에서의 상승한 압력의 적용을 통해 얻어지는 것을 특징으로 한다. 이 양상의 장점은 그 포일들이 공간에 인접하는 곳에서 인접 포일과의 더 나은 접합점(abutment)으로 그 포일들이 눌려져서, 상기 포일들의 더 나은 부착이 얻어진다는 점이다.

본 발명에 따른 방법이 바람직한 일 실시예는, 포일의 스택에 개구가 형성되어, 마이크로시스템의 한 면으로부터 그 마이크로시스템의 한 전극에 연결되는 전도층으로의 액세스를 제공하는 것을 특징으로 한다. 이러한 식으로, 말하자면 그 전극을 전기적으로 연결하는 접촉 영역이 제공된다.

본 발명에 따른 방법의 추가적인 정교한 일 실시예는, 포일의 융합이 일어난 후, 마이크로시스템이 스택으로부터 분리되는 것을 특징으로 한다. 그렇게 얻어진 분리된 디바이스는, 그것이 교환되거나 제품에 통합될 수 있다는 장점을 가진다.

본 발명에 따른 방법의 또 다른 실시예는, 전도층에 대한 물질이 알루미늄, 백금, 은, 금, 구리, 인듐 주석 산화물, 및 자기 물질을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 한다. 이들 물질은 전극 및/또는 도체로서 사용하기에 매우 적당하다. 게다가, 인듐 주석 산화물은 광학적으로 투명하다는 장점을 가지고, 이는 마이크로유체 디바이스에서 사용될 때 유리하다.

본 발명에 따른 방법은, 바람직하게 그 포일 물질이 폴리페닐 설파이드(PPS: polyphenyl sulphide)와 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 한다. 이들 물질은 전기적으로 절연성인 포일 물질로서 사용하기에 매우 적당하다.

본 방법의 바람직한 일 실시예는, 사용되는 포일이 1㎛와 5㎛ 사이의 두께를 가지는 것을 특징으로 한다. 그러한 범위의 포일 두께를 사용하는 장점은, 그 포일들에 수직인 방향으로 디바이스에서의 크기가 고정될 수 있는 적당한 정도의 정확도와 함께, 적당한 정도의 유연성을 가진 포일들이 얻어진다는 점이다.

본 발명은 또한 하나의 포일 위에 다른 하나의 포일이 적층되는, 적어도 2개의 전기적으로 절연성이고 유연한 포일의 한 세트로 이루어지는 마이크로시스템에 관한 것이고, 이 경우 개별 포일은 실질적으로 동일한 두께를 가지며, 패턴화된 전도층이 적어도 하나의 포일에 제공되고, 이러한 패턴화된 전도층은 전극으로서 배치되며, 하나의 공간이 적어도 하나의 포일에 제공된다. 본 발명에 따른 마이크로시스템의 장점은 그 마이크로시스템이 알려진 마이크로시스템보다 규칙성의 정도가 더 크다는 것을 보여준다는 점이다. 그 포일들에 수직인 방향으로의 모든 크기는 언제나 한 포일의 다수의 두께이다. 따라서, 이 마이크로시스템은 덜 복잡하고 그로 인해 값이 싸다.

본 발명에 따른 마이크로시스템의 개선된 일 실시예는, 개별 포일이 동일한 포일 물질을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 양상의 주요 장점은 포일 세트가 적층되면 비틀림(torsional) 힘(예컨대, 온도 영향으로 인한)이 덜 발생한다는 것을 특징으로 하며, 이는 층들이 동일한 특성을 가지기 때문이다.

본 발명에 따른 마이크로시스템의 위 실시예에 대한 추가 개선예는, 마이크로시스템이 적어도 3개의 전기적으로 절연성인 유연한 포일을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이는 2개의 유연한 포일에 의해 실현될 수 없는, 더 복잡한 구조를 가지는 마이크로시스템의 경우 유리하다. 본 발명에 따른 방법의 또 다른 실시예는, 그것이 적어도 4개의 전기적으로 절연성인 포일을 포함하는 것을 특징으로 한다. 적어도 4개의 포일이 사용될 때, 상당히 더 많은 상이한 마이크로시스템이 얻어질 수 있다. 그러므로, 이 마이크로시스템은 예컨대 공간의 차단 밸브로서의 기능을 하는 자유롭게 매달린 플랩을 포함할 수 있다. 이 플랩이 그 공간에 인접하게 위치하면, 부분적으로 자유롭게 매달리게 된다. 이 플랩은 액체 흐름, 또는 가능하게는 정전기 조작에 의해 개폐될 수 있다.

본 발명에 따른 마이크로시스템의 일 실시예는, 마이크로시스템이 이동 가능한 요소를 포함하고, 이 이동 가능한 요소는 적어도 하나의 포일을 포함하며 적어도 한 면 위에서 그 마이크로시스템에 부착되고, 이 이동 가능한 요소는 이동 가능한 물질, 이동 가능한 밸브, 이동 가능한 막을 포함하는 그룹으로부터 선택되며, 이 이동 가능한 요소는 공간의 한 면에 존재하는 것을 특징으로 한다. 그러한 이동 가능한 요소는 능동 마이크로유체 디바이스와 MEMS 디바이스에서 요구된다. 능동 마이크로유체 디바이스의 경우, 특별한 방향으로 기체 또는 액체의 흐름을 차단하는 것 및/또는 또 다른 방향으로 흐름을 시작하는 것이 중요하다. MEMS 디바이스의 경우에는, 보통 한 요소의 움직임을 한 전극에서의 전기적인 신호로 변환하는 것이 관련되거나 정 반대로, 한 전극에서의 전기 신호를 한 요소의 움직임으로 변환하는 것이 관련된다.

본 발명에 따른 마이크로시스템의 일 실시예는, 공간 부근의 포일 위에 있는 전도층에서 구현되어 상기 공간에서의 양을 측정하는 센서가 상기 마이크로시스템에 제공되는 것을 특징으로 한다. 센서는 마찬가지로 MEMS 디바이스와 마이크로유체 디바이스에서의 중요한 빌딩 블록이다.

본 발명에 따른 방법의 일 실시예는, 마이크로시스템이 MEMS 커패시터 마이크로폰을 포함하는 것을 특징으로 한다. 그러한 MEMS 커패시터 마이크로폰은 실리콘 기술로 만들어진 종래의 MEMS 커패시터 마이크로폰보다 저렴하다. 추가 장점은 종래의 MEMS 커패시터 마이크로폰에 비해 개선된 전기 동작을 보여준다는 점이다. 결국, 포일 물질은 전기적으로 절연성이어서(종래의 MEMS 커패시터 마이크로폰에서 사용된 실리콘 기판과는 달리), 기생 커패시턴스가 덜 존재하게 된다.

이 마이크로시스템의 추가적인 정교한 일 실시예는, 포일의 세트가 적어도 3개의 포일을 포함하고, 한 공간이 그 마이크로시스템에 존재하며, 그 공간에는 음파를 수신하기 위한 막으로서 배치된 제 1 포일이 제 1 면 위에 제공되고, 백플레이트(backplate)로서 배치된 제 2 포일이 제 2 면 위에 제공되며, 이 제 2 포일은 자유 공간으로의 압력 파(wave)의 통로를 위한 개구를 포함하고, 이 공간은 포일들에 수직인 방향으로 측정된, 적어도 한 포일의 두께를 가지며, 이 마이크로시스템은 또한 전도층이 막과 백플레이트에 또한 제공되는 것을 특징으로 하고, 이 층들은 마이크로시스템을 전기적으로 연결하기 위한 영역에 도달한다. 그러한 마이크로시스템의 설계는 그것의 간단함으로 인해 매력적이다. 이 설계의 주요 장점은 그 막의 표면적이 백플레이트의 표면적 만큼이나 클 수 있다는 점이다. 이는 실리콘 기술로 만들어진 마이크로시스템과는 대조적인데, 이러한 실리콘 기술로 만들어진 마이크로시스템에서는 공간의 이방성 에칭이 필요하고, 그 경우 경사(sloping)가 형성된다(예컨대, 상기 에칭이 <100> 실리콘 웨이퍼에서의 KOH 용액에 의해 수행된다면 상기 기울기는 54.7°가 된다). 실리콘 기술로 만들어진 그러한 용액은 특히 MST 뉴스 02/1 40 내지 41페이지에 Udo Klein, Matthias Mullenborn과 Primin Romback에 의한, 제목이 "The advent of silicon microphones in high-volume applications"인 발표문으로부터 알려져 있다.

마이크로시스템의 후자의 실시예의 매우 매력적인 변형예는, 2개의 면 위에 전도층이 막 또는 백플레이트의 포일에 제공되는 것을 특징으로 한다. 이것의 장점은 막 또는 백플레이트의 포일의 2개의 면 위에 전도층이 존재하는 것이 포일의 가능한 뒤틀어짐을 방지한다는 점이다.

상기 마이크로시스템의 또 다른 개선예는, 막의 포일이 그 막의 포일의 나머지보다 얇은 막의 가장자리에서 영역을 포함하는 경우 얻어진다. 이 양상의 장점은, 그 막의 개선된 편향 프로파일이 되게 한다는 점이다. 그러한 양상은 실리콘 기술로 실현하기가 매우 어려운데 반해, 포일의 부분적인 제거를 통한 포일 기술로 실현하기는 매우 간단하다(예컨대, 레이저에 의해).

본 발명에 따른 마이크로시스템의 또 다른 실시예는, 그 마이크로시스템이 MEMS 압력 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다. 그러한 MEMS 압력 센서는 실리콘 기술로 만들어진 종래의 MEMS 압력 센서보다 저렴하다. 추가 장점은 그러한 MEMS 압력 센서가 종래의 MEMS 압력 센서에 비해 개선된 전기 동작을 보여준다는 점이다. 결국, 포일 몰질은 전기적으로 절연성이어서(종래의 MEMS 커패시터 마이크로폰에서 사용된 것과 같은 실리콘 기판과는 대조적으로), 기생 커패시턴스가 덜 존재하게 된다.

이러한 마이크로시스템의 추가적인 정교한 일 실시예는, 포일의 세트가 적어도 3개의 포일을 포함하고, 제 1 공간은 그 마이크로시스템에 존재하며, 그 제 1 공간의 제 1 면에 제 1 전극으로서의 기능을 하는 전도층을 포함하는 이동 가능한 막이 그 제 1 공간에 제공되고, 그 제 1 공간의 다른 면 위에 그 이동 가능한 막은 측정될 압력이 지배하는 추가 공간에 인접하게 위치하며, 그 제 1 공간에는 포일 위에 전도층으로 구현되는 제 2 전극이 그 제 1 공간의 제 2 면 위에 제공되고, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극은 그 포일들에 평행한 평면 위에 돌출될 때 중첩되어, 제 1 전극과 제 2 전극이 함께 상기 제 1 공간과 상기 추가 공간 사이의 압력 차이에 의존하는 커패시턴스를 형성하여 그 막이 편향되게 하며, 이 마이크로시스템은 또한 제 1 공간이 포일들에 수직인 방향으로 측정된, 적어도 한 포일의 두께를 가지는 것을 특징으로 하고, 또한 그 전극의 전도층이 그 마이크로시스템을 전기적으로 연결하기 위한 영역에 도달하는 것을 특징으로 한다. 이 마이크로시스템의 그러한 설계는 그것의 간단함으로 인해 매력적이다.

본 발명에 따른 마이크로시스템의 또 다른 실시예는, 그 마이크로시스템이 MEMS 가속도계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 그러한 MEMS 가속도계는 실리콘 기술로 만들어진 종래의 MEMS 가속도계보다 저렴하다. 추가 장점은 그러한 MEMS 가속도계가 종래의 MEMS 가속도계에 비해 개선된 전기 동작을 보여준다는 점이다. 결국, 포일 물질은 전기적으로 절연성이어서(종래의 MEMS 가속도계와 사용된 실리콘 기판과는 달리), 기생 커패시턴스가 덜 존재하게 된다.

이 마이크로시스템의 추가적인 정교한 일 실시예는, 상기 세트가 적어도 3개의 포일을 포함하고 그 마이크로시스템에는 적어도 한 포일의 두께를 가지는 공간이 존재하며, 이 공간에는 이동 가능한 물질 위의 제 1 전극이 이 공간의 제 1 면 위에 제공되며, 그 물질은 적어도 한 포일을 포함하는 스택으로 구성되고, 그 물질은 탄력성 있는 연결을 통해 마이크로시스템에 연결되며, 그 공간의 반대 면 위에는 제 2 전극이 존재하고, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극은 모두 포일의 전도층에서 구현되며, 제 1 전극과 제 2 전극은 포일에 평행한 평면 위에 돌출될 때 중첩되어, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극은 함께 커패시턴스를 형성하고, 이 커패시턴스는 이동 가능한 물질 위에 가해지는 가속력에 의존하며, 이 가속력은 마이크로시스템에 관해 그 물질의 상대적인 움직임에 영향을 미치고, 이로 인해 2개의 전극 사이의 공간 두께의 변화가 일어나며, 상기 마이크로시스템은 또한 전극의 전도층이 그 마이크로시스템을 전기적으로 연결하기 위한 영역에 도달하는 것을 특징으로 한다. 이 마이크로시스템의 그러한 설계는 그것의 간단함으로 인해 매력적이다. 탄력성 있는 연결은, 예컨대 얇은(thinned) 포일의 형태로 간단한 방식으로 실현될 수 있다(이 경우 전도층은 충분히 제거되고, 따라서 포일 물질은 부분적으로 제거된다). 또한 전체 포일을 국부적으로 제거하고 탄력성 있는 연결로서의 기능을 하는 포일의 소수의 스트립(strip)만을 남겨두는 것이 가능하게 된다. 또한, 이 실시예에서는 용량성 병렬 플레이트 구성이 사용된다.

본 발명에 따른 마이크로시스템의 또 다른 실시예는, 그 마이크로시스템이 마이크로밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다. 그러한 마이크로밸브는 마이크로유체 시스템에서 사용될 수 있고, 실리콘 기술로 만들어진 종래의 마이크로밸브보다 저렴하다. 추가 장점은 그것이 종래의 마이크로밸브보다 더 잘 작용한다는 점이다. 이 밸브는 실리콘 기술로 만들어진 종래의 마이크로밸브보다 더 유연하다. 이 마이크로밸브의 추가 장점은, 그것이 광학적으로 투명하다는 사실이다(전도층이 제거되었다는 가정하에). 이는 광학 검출 방법을 사용하고 광학 검사를 수행하는 것을 가능하게 한다. 이는 실리콘 기술로 만들어진 마이크로밸브에서는 가능하지 않다.

이 마이크로시스템의 추가적인 정교한 일 실시예는, 상기 포일 세트가 적어도 4개의 포일을 포함하고, 이 마이크로시스템에는 입구와 출구를 가지는 공간이 존재하며, 적어도 이 출구는 이 마이크로시스템에 부착되는 이동 가능한 밸브에 의해 차단될 수 있고, 상기 밸브는 제 1 전극을 한정하는 전도층이 제공된 포일을 포함하며, 상기 공간의 제 1 면에는 제 2 전극이, 상기 공간의 반대쪽 면에는 제 3 전극이 공간에 제공되고, 상기 제 2 전극과 상기 제 3 전극은 모두 포일 위의 전도층으로 구현되며, 이 포일들에 평행한 평면 위에 돌출될 때 이 모든 전극이 중첩되어, 상기 제 2 전극과 상기 제 3 전극은 이동 가능한 밸브를 용량성으로 구동하기 위해 사용될 수 있는 것을 특징으로 하고, 상기 마이크로시스템은 또한 상기 공간이 상기 포일들에 수직인 방향으로 측정된, 적어도 하나의 포일의 두께를 가지는 것을 특징으로 하며, 상기 마이크로시스템은 또한 전극의 전도층이 상기 마이크로시스템을 전기적으로 연결하기 위한 영역에 도달하는 것을 특징으로 한다. 그러한 마이크로시스템의 설계는 그것의 간단함으로 인해 매력적이다. 이 실시예에서, 이동 가능한 밸브는 캔틸레버 밸브일 수 있는데, 이는 그러한 캔틸레버 밸브가 공간에 인접하고 따라서 포일을 포일 스택 위에서 높은 온도와 상승한 압력으로 녹이는 제작 단계 동안 충분히 상승한 압력을 국부적으로 받지 않게 되어, 밑에 있는 포일에 접착되지 않게 되기 때문이다.

본 발명에 따른 마이크로시스템의 또 다른 실시예는, 마이크로펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다. 그러한 마이크로펌프는 마이크로유체 시스템에서 사용될 수 있고, 실리콘 기술로 만들어진 종래의 마이크로펌프보다 저렴하다. 추가 장점은 그러한 마이크로펌프가 종래의 마이크로펌프에 비해 개선된 동작을 보여준다는 점이다. 그 밸브는 실리콘 기술로 만들어진 종래의 마이크로펌프와 사용된 밸브보다 더 유연하다. 이 마이크로펌프의 또 다른 추가 장점은, 그것이 광학적으로 투명하다는 점이다(전도층이 제거되었다는 가정하에). 이는 광학 검출 방법을 사용하고 광학 검사를 수행하는 것을 가능하게 한다. 이는 실리콘 기술로 만들어진 마이크로펌프에서는 가능하지 않다.

이 마이크로시스템의 추가적인 정교한 일 실시예는, 상기 세트가 적어도 6개의 포일을 포함하고, 이 마이크로시스템에는 입구와 출구를 가지는 제 1 공간이 존재하며, 이 입구와 출구는 모두 마이크로시스템에 부착되는 포일을 포함하는 이동 가능한 밸브에 의해 차단될 수 있고, 상기 마이크로시스템의 제 1 면에는 제 1 전극을 한정하는 전도층을 포함하는 이동 가능한 막이 상기 제 1 공간에 제공되며, 이 이동 가능한 막은 상기 제 1 공간의 반대쪽 면에 제 2 공간과 인접하게 위치하고, 상기 제 1 공간의 반대쪽 면에는 제 2 전극으로서의 기능을 하는 전도층을 포함하는 포일이 상기 제 2 공간에 제공되며, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극은 상기 포일에 평행한 평면 위에 돌출될 때 중첩되어, 상기 제 2 전극은 이동 가능한 막을 용량성으로 구동하기 위해 사용될 수 있는 것을 특징으로 하고, 상기 마이크로시스템은 또한 상기 2개의 공간이, 상기 포일들에 수직인 방향으로 측정된 적어도 한 포일의 두께를 가지는 것을 특징으로 하며, 상기 전극의 전도층이 상기 마이크로시스템을 전기적으로 연결하기 위한 영역에 도달하는 것을 특징으로 한다. 그러한 마이크로시스템의 설계는 그것의 간단함으로 인해 매력적이다. 그 막은 다양한 방식으로 이동하도록 설정될 수 있다. 제 1 경우에서 이는 정전(electrostatic) 수단에 의해 행해질 수 있다. 이 경우 그 막에서의 제 1 전극에 대한 제 2 전극 위의 전압은, 제 1 전극을 포함하는 막이 제 2 전극의 방향으로 이동하게 하고, 그 결과 제 2 공간은 부피가 감소하고, 제 1 공간은 부피가 증가하여, 제 1 공간에서의 압력 강하(underpressure)를 발생시켜 액체 또는 기체가 입구를 경유하여 흡입될 수 있다. 입구에서의 이동 가능한 밸브는 그러한 경우 압력 차이의 영향으로 열리게 된다. 제 2 경우에서는 저항성 가열이 사용될 수 있다. 그 경우 전기 저항이 형성되도록 전극이 구성된다. 상기 저항을 통한 전류의 통과는 저항을 가열시켜 주변을 가열시킨다. 그 저항이 유연한 막에 의해 차폐되는 공간에 놓일 때는, 상기 부피의 상기 가열이 막으로 하여금 부풀어지게 한다. 그 결과, 제 2 공간은 부피가 감소하고, 제 1 공간은 부피가 증가하여, 상기 공간에서의 압력 강하를 발생시켜, 액체 또는 기체가 입구를 경유하여 흡입될 수 있다. 입구에서 이 이동 가능한 밸브는 그 경우 압력 차이의 영향으로 인해 열리게 된다.

후자의 실시예는 바람직하게는, 마이크로시스템에 추가로 제 1 공간의 제 2 면 위의 포일 위의 또 다른 전도층이 제공되고, 이 전도층은 제 3 전극을 한정하며, 상기 제 1 전극과 상기 제 3 전극은 상기 포일들에 평행한 평면에 돌출될 때 중첩되어, 제 3 전극이 또한 이동 가능한 포일을 용량성으로 구동하기 위해 사용될 수 있게 되는 것을 특징으로 하고, 상기 마이크로시스템은 또한 이 전극의 전도층이 그 마이크로시스템을 전기적으로 연결하기 위한 영역에 도달하는 것을 특징으로 한다. 제 3 전극의 장점은 그것이 또한 막을 전기적으로 구동하기 위해 사용될 수 있다는 점이다. 예컨대, 제 1 전극에 대해 제 3 전극에 전압이 인가되면, 그 전압의 극성은 제 1 전극 위의 전압의 극성과 반대가 되고, 그 막은 말하자면 제 3 전극으로부터 밀어 제쳐진다. 이는 그 막을 움직이기 더 쉽게 하는데, 이는 전기력이 더 크기 때문이다.

본 발명에 따른 마이크로시스템의 가능한 일 실시예는, 그 마이크로시스템이 μTAS 요소를 포함하는 것을 특징으로 한다. 그러한 μTAS 요소는 마이크로유체 시스템에서 사용될 수 있고, 실리콘 기술로 만들어진 종래의 μTAS 요소보다 저렴하다. 이 μTAS 요소의 추가 장점은 그것이 광학적으로 투명하다는 것이다(전도층이 제거되었다는 가정하에). 이는 광학 검출 방법의 사용과 광학 검사의 수행을 가능하게 한다. 이는 실리콘 기술로 만들어진 μTAS 요소에서는 가능하지 않다. 그러한 μTAS 요소의 다른 추가 장점은

- 포일이 잘 접착되어, 덜 누출하게 된다,

- 포일이 소수성(hydrophobic)이어서, 액체의 찌꺼기가 μTAS 요소에서 뒤에 남지 않고, 이러한 장점으로 인해 예컨대 실리콘 기술에서의 μTAS 요소에서 흔히 그러하듯이 어떠한 소수성 코팅도 필요로 하지 않다,

- 그 요소는 생물학적으로 적합하다.

이 마이크로시스템의 추가적인 정교한 일 실시예는, 세트가 적어도 3개의 포일을 포함하고, 기체나 액체의 통로를 위한 입구와 출구를 가지는 채널이 그 마이크로시스템에 존재하며, 그 채널은 포일에 수직인 방향으로 측정된, 적어도 한 파일의 두께를 가지고, 그 채널에는 그 한쪽 면에 센서 또는 액추에이터(actuator)가 제공된다. 그 마이크로시스템의 설계는 그것의 간단함으로 인해 매력적이다.

바람직하게, 후자의 실시예는 상기 센서 또는 액추에이터가 그 채널에 인접한 포일의 전도층에 형성되는 것을 특징으로 한다.

이들 실시예의 제 1 변형예는 그 마이크로시스템이 흐름 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이들 실시예의 제 2 변형예는 그 마이크로시스템이 도전율 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다. 그러한 센서를 구현하는 것은, 공간에서의 흐름 속도(flow rate), 온도, 도전율 등과 같은 양을 측정하는 것을 가능하게 한다.

나중의 2가지 실시예의 추가 개선예는, 그 마이크로시스템이 채널의 반대 면에 인접한 포일의 전도층에 존재하는, 추가 센서 또는 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 한다. 그러므로 이 실시예는 채널의 바닥과 채널의 상부 면 모두에 센서 구조물을 포함한다. 실제로 포일은 그 양쪽 면에 전도층이 제공될 수 있다. 이는 실리콘 기술에서는 사실상 불가능한 것이다. 이 실시예에서, 설계자는 예컨대 도전율 센서와 반대 쪽에 가열 요소를 배치할 수 있다. 가열 및 측정은 액체에 대한 유용한 정보를 제공할 수 있는 센서-액추에이터 결합이다.

바람직하게, 본 발명에 따른 마이크로시스템은 전도층의 물질이 알루미늄, 백금, 은, 금, 구리, 인듐 주석 산화물, 및 자기 물질을 포함하는 그룹으로부터의 금속을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 그룹으로부터의 물질의 선택은, 마이크로시스템이 필요로 하는 요구 사항에 의해 부분적으로 결정된다.

바람직하게, 본 발명에 따른 마이크로시스템은 포일에 대한 물질이 폴리페닐 설파이드(PPS)와 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하는 그룹으로부터의 물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 본 발명에 따른 마이크로시스템은 그 포일이 1㎛와 5㎛ 사이의 두께를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 디바이스를 포함하는 포일의 스택에 관한 것이다. 이 스택은 또한 릴(reel) 위에서 감기는 포일의 형태일 수 있다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 MEMS 디바이스를 포함하는 전자 디바이스에 관한 것이다. 이 전자 디바이스의 일 실시예는 그 전자 디바이스가 마이크로시스템으로부터의 신호를 판독 또는 구동하기 위한 집적 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전자 디바이스의 매우 유리한 실시예는, 그 마이크로시스템에 집적 회로가 수용되는 오목한 곳(recess)이 제공되어, 그 마이크로시스템이 실제로 집적 회로의 패키지 부분을 형성하고, 이러한 집적 회로는 그 마이크로시스템에 연결되는 것을 특징으로 한다. 이 양상 때문에, 집적 회로는 관습적인 패키지를 필요로 하지 않고, 그 결과 덜 복잡하고 또한 저렴하다. 게다가, 이러한 식으로 집적 회로를 제공하는 것은, 그 마이크로시스템의 전기적 동작에 유리한 효과를 미친다. 마이크로시스템과 집적 회로 사이의 이격(spacing)은 비교적 작게 되어, 이 마이크로시스템과 집적 회로 사이의 연결에서 용량성 및 유도성 간섭의 발생이 감소한다.

본 발명은 또한 그러한 전자 디바이스의 사용 방법(use)에 관한 것으로, 그 마이크로시스템은 소리를 기록하기 위한 MEMS 커패시터 마이크로폰을 포함하고, 이 MEMS 커패시터 마이크로폰은 전극에 전압(X)을 전달하며, 이 전압(X)은 집적 회로에 의해 판독된다. 사용자는 그러한 전자 디바이스를 사용할 때 잡음이 덜한 것을 경험하게 된다.

이제 본 발명에 따른 방법 및 디바이스의 이들 및 다른 양상이 도면을 참조하여 더 상세히 설명된다.

도 1은 본 발명의 방법의 일부를 개략적으로 도시한 것으로서, 4개의 상이한 영역이 전도층이 그 위에 존재하는 포일 위에 생성되는 방식을 도시하는 도면.

도 2는 포일이 자동으로 정렬되고 또한 패턴화될 수 있는 방식을 도시하는 도면.

도 3은 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 배치 일부의 실시예를 개략적 으로 도시하는 도면.

도 4는 본 발명의 방법을 수행하기 위한 실제 배치의 사진을 도시하는 도면.

도 5는 MEMS 커패시터 마이크로폰 구조를 형성하는 8개 포일이 적층된 것을 도시하는 도면.

도 6은 도 5의 포일의 결합 후의 본 발명에 따른 마이크로시스템의 제 1 실시예, 즉 MEMS 커패시터 마이크로폰을 도시하는 도면.

도 7은 본 발명에 따른 방법의 일 양상에 따라 특정 장소에서 얇아진 MEMS 커패시터 마이크로폰의 막을 도시하는 도면.

도 8은 본 발명에 따른 마이크로시스템의 제 2 실시예, 즉 MEMS 압력 센서를 도시하는 도면.

도 9는 본 발명에 따른 마이크로시스템의 제 3 실시예, 즉 MEMS 가속도계를 도시하는 도면.

도 10은 본 발명에 따른 마이크로시스템의 제 4 실시예, 즉 정전기적으로 구동된 마이크로밸브를 도시하는 도면.

도 11은 도 10의 정전기적으로 구동된 마이크로밸브의 확장된 3차원 예시도.

도 12는 본 발명에 따른 마이크로시스템의 제 5 실시예, 즉 정전기적으로 구동된 마이크로펌프를 도시하는 도면.

도 13은 도 12의 정전기적으로 구동된 마이크로밸브의 확장된 3차원 예시도.

도 14는 본 발명에 따른 마이크로시스템의 제 6 실시예, 즉 μTAS 요소를 도시하는 도면.

도 15는 도 14의 μTAS 요소의 확장된 3차원 예시도.

도 16은 MEMS 압력 센서와 집적 회로 사이의 연결을 위해 땜납 와이어가 사용되는 집적 회로의 패키지의 부분으로서도 기능을 하는 MEMS 압력 센서를 도시하는 도면.

도 17은 플립-칩 기술이 사용되는 집적 회로의 패키지의 부분으로서 또한 기능하는 MEMS 압력 센서를 도시하는 도면.

이후, 본 발명의 상세한 설명이 주어진다. 전술한 바와 같이, 본 발명은 마이크로시스템의 제작 방법과 그러한 마이크로시스템 자체에 관한 것이다. 본 발명에 따른 마이크로시스템의 상당히 많은 실시예가 가능하고, 그 실시예들은 다양한 성질을 지닌다. 그럼에도 불구하고, 모든 이들 실시예는 공통 인자, 즉 그것들은 적어도 하나의 면 위에 전도층이 제공되는 미리 처리된 전기 절연성 포일의 함께 결합된 스택(stack)으로 이루어진다는 사실을 가진다.

마이크로시스템을 만드는 방법은 여러 하위 단계를 포함하는데, 이들 하위 단계는

- 포일의 적어도 한 면에 전도층을 붙이는 단계(2개의 면 또한 가능하고, 따라서 일부 경우에는 더 바람직하다),

- 포일을 미리 처리하는 단계,

- 포일을 적층하고 따라서 마이크로시스템을 형성하는 단계,

- 포일을 결합하는 단계, 및

- 포일이 적층된 것으로부터 마이크로시스템을 분리하는 단계이다.

상기 포일을 미리 처리하는 단계는 다음 단계, 즉

- 전도층과 포일을 원래대로 두는 단계,

- 포일이 노출되도록 전도층을 제거하는 단계,

- 더 얇은 포일이 남아 있도록, 전도층과 포일의 부분을 제거하는 단계, 또는

- 그 전도층과 포일을 완전히 제거하는 단계들의 선택으로 이루어진다.

위 단계들의 조합은 전도층과 포일 양쪽에서 다수의 상이한 패턴을 실현시키는 것을 가능하게 하고, 이는 설계자가 많은 상이한 구조를 생성할 수 있게 한다. 바람직하게, 위 단계들에서 물질의 제거는 레이저{예컨대, 엑시머(excimer) 레이저}에 의해 수행된다. 레이저를 사용하는 주된 장점은, 예컨대 에칭에 의한 제거와는 대조적으로 청정실 외부에서 상기 제거가 이루어질 수 있다는 점이다. 이와 관련하여 몇몇 가능성이 당업자에게 열려있다. 당업자라면 마스크와 조합하여 넓은 평행한 레이저 빔을 사용할 수 있거나, 단일 레이저 빔으로 포일을 표면을 스캔할 수 있고 동시에 빔의 세기를 조정할 수 있다. 이 경우 당업자는 다시 일련의 짧은 광 펄스의 듀티 사이클이나 세기를 조정하는 것 중에서 선택할 수 있다.

도 1은 시준된 레이저 빔과 마스크에 의해 상기 미리 처리하는 것이 수행되는 방식을 도시한다. 도 1은 각각 상이한 세기를 가지는(이 예에서는 좌측으로부터 우측으로 진행하는) 3개의 레이저 빔(50, 52, 54)을 도시한다. 마스크(20)는 부분적으로 레이저 빔(50, 52, 54)을 차단한다. 마스크(20) 아래에는 포일(10)이 존재 하고, 이 포일(10)에는 이 예의 경우 양쪽 면에 전도층(11a, 11b)이 제공된다. 또한 물론 1개의 전도층(11a)만을 사용하는 것이 가능하다. 바람직하게, 전도층(11a, 11b)은 알루미늄, 백금, 은, 금, 구리, 인듐 주석 산화물 또는 자기 물질을 포함한다.

영역(A)에서는 마스크(20)가 포일(10)을 차폐하여, 낮은 에너지의 빔(50)이 포일(10)에 도달할 수 없다. 포일(10)은 영향을 받지 않은 채로 있게 된다. 영역(B)에서는, 레이저 빔(50)이 포일에 도달하지 않지만, 레이저 빔(50)의 에너지는 전도층(11a)만이 제거될 정도가 된다(그리고, 또한 가능하게는 포일 물질의 얇은 층, 그러나 어떤 경우에서는 오직 무시할 수 있을 정도까지). 에너지 레벨이 더 증가되면, 포일 물질(10)의 많은 부분이 또한 제거되어, 더 얇은 포일을 포함하는 영역(C)이 생성된다. 마지막으로, 높은 에너지의 레이저 빔(54)에 의해 포일(10)에 구멍(hole)이 형성된다. 그러한 구멍은 도 1에서 영역(D)으로 도시되어 있다. 앞에서, 레이저 빔의 에너지 레벨을 증가시키는 것에 대한 언급이 있었고, 이는 레이저 펄스의 세기 또는 지속 시간이 증가되는 것을 의미하는 것이라고 이해될 수 있다. 결국, 오직 중요한 것은 물질이 제거되는 정도는, 오직 인가되는 에너지의 양에 의존한다는 점이다. 펄스 형태의 레이저 빔의 듀티 사이클을 조종하는 것은 그 문제에 대한 레이저 빔의 광 세기를 조작하는 것보다 쉽다.

포일(10)이 미리 처리된 후에는, 적층(stacking)이 이루어질 수 있다. 바람직하게, 이 적층은 포일을 릴 위에 감음으로써 이루어진다. 그러한 배치는 도 2에 도시되어 있다. 미리 처리된 포일(10)은 실제로 그 경우 하나의 동일한 테이 프(tape) 내에 포함된다. 포일 물질이 마일라(Mylar)로 이루어지면, 이는 특히 두께가 1㎛이고 폭이 2㎝인 말아 올려진(rolled-up) 테이프의 형태로 이용 가능하다. 상기 포일은 또한 그 위(한 면 위 또는 양 면 위)에 존재하는 20㎚ 두께의 알루미늄층으로 이용 가능하고, 이 층은 마이크로시스템에서 전도층으로서 사용하기에 적합하다. 하지만, 본 설명에서는 분리된 포일(10)만이 논의된다. 이 배치에서, 포일(10)의 앞 면과 뒤 면 모두 미리 처리될 수 있다. 또한 이 경우, 이는 예컨대 위치(L1, L2)에서 레이저 빔에 의해 행해질 수 있다. 이 포일(10)은 이 경우 R의 회전 방향으로 2개의 편평한 면을 가지는 릴(70) 위에 감기는 상기 감는 과정 동안 X 방향으로 움직인다. 위치(L1)에서의 제 1 레이저 빔은 릴(70) 위에 존재하는 포일을 향하게 되어, 포일(10)의 뒷면(14)에서 포일(10)을 미리 처리한다. 위치(L2)에서의 제 2 레이저 빔은 아직 릴(70) 위에 존재하지 않는 포일을 향하여, 포일(10)의 앞면에서 포일(10)을 미리 처리한다. 포일(10)에는 양 면(12, 14) 위에 전도층이 반드시 제공될 필요는 없고, 따라서 포일(10) 또한 2개의 면(12, 14) 위에서 반드시 미리 처리될 필요는 없다. 하지만 일부 애플리케이션에서는 그렇게 하는 것이 유익할 수 있고, 이는 이후 나오는 마이크로시스템의 일부 실시예의 논의에서 분명해진다.

포일(10)을 릴(70) 위에 감는 것의 주된 장점은, 그렇게 하는 것이 포일(10)을 정렬하는 것을 더 쉽게 한다는 점이다. 미리 처리된 포일(10)을 적층하는 것{포일을 릴(70) 위에 감음으로써 행해지거나 행해지지 않을 수 있는}은 공간, 캔틸레버(cantilever), 및 막(membrane)을 생성하는 것을 가능하게 한다. 이러한 종류의 요소는 보통 MEMS 디바이스와 마이크로유체(microfluidic) 디바이스와 같은 마이크로시스템에서 필요로 한다.

포일(10)이 적층된 후, 상승한 온도와 압력을 사용하여 함께 결합될 수 있다. 포일(10)이 릴(70) 위에 감겨 적층될 때, 상기 결합은 포일(10)을 릴 위에 감으면서 간단히 이루어질 수 있다. 실제로, 포일의 스택을 결합할 때 3가지 가능성이 존재한다. 즉,

- 한 포일의 포일 물질이 나머지 포일의 포일 물질과 직접적인 접촉을 하여 강한 결합을 만들어낸다.

- 한 포일의 포일 물질이 나머지 포일의 전도층과 직접적인 접촉을 하여 약한 결합을 만들어낸다.

- 한 포일의 전도층이 나머지 포일의 전도층과 직접적인 접촉을 하여 그 경우 결합이 얻어지지 않는다.

어떠한 압력도 미치지 않는다면, 포일(10)은 함께 결합되지 않는다. 이 효과는 밸브를 만드는 데 이용될 수 있다. 특히, 포일(10)이 공간에 인접하게 되면, 포일의 유연성 때문에 임의의 압력을 받지 않게 된다. 실제로, 포일(10)은 계속해서 자유롭게 매달려 있게 된다. 이 양상은 이후 본 발명에 따른 마이크로시스템의 실시예의 논의에서 다시 나오게 된다.

그렇지만 공간에 인접한 포일이 결합되는 것이 바람직한 경우에는, 예컨대 상기 공간에서의 상승한 압력을 사용하여 달성될 수 있다. 상기 압력은 기체 압력일 수 있지만, 또한 액체 압력일 수도 있다.

도 3은 본 발명의 방법을 수행하기 위한 가능한 배치의 한 부분의 일 실시예의 개략도이다. 도 4는 본 발명의 방법을 수행하기 위한 실제 배치의 사진을 도시한다. 도시된 배치에서, 포일(10)은 릴(80)로부터 풀리고 동시에 보조 롤러(roller)(90)를 통해 전술한 릴(70) 위로 감긴다. 도 4는 레이저 빔의 가능한 위치(L1, L2)를 도시한다.

도 5와 도 6은 본 발명에 따른 마이크로시스템의 제 1 실시예를 도시하는 도면이다. 도 5와 도 6 모두 처리된 포일의 스택(S)으로 이루어진 MEMS 커패시터 마이크로폰(MI)을 도시한다. 도 5에서, MEMS 마이크로폰(MI)은 포일의 결합에 앞서 확대된 형태로 도시되어 있다. 도 6에서, 포일은 함께 결합되어 있다. 포일 스택(S)은 기판 위에 놓일 수 있어, 전체를 더 관리 가능하게 한다. MEMS 마이크로폰(MI)은 공간(110)에 인접한 이동 가능한 막(100)을 포함하고, 이는 여러 영역(105)에 고정된다. 도 6의 단면도에서, 상기 영역은 분리된 것으로 보이지만, 바람직하게는 상기 영역(105)이 공간(110)을 완전히 둘러싼다.

이 막에는 양 면(101, 102) 위에 전도층이 제공된다. 실제로는, 막(100)에서 전극을 형성하기 위해 한 면{이 예에서는 하부 면(102)} 위에 1개의 전도층만이 필요로 하지만, 나머지 측면(101) 위의 제 2 전도층을 사용하는 장점은, 막(100)의 뒤틀어짐이 덜 쉽게 발생한다는 점이다. 공간 내에 존재하며, 어떤 거리를 두고 막(100)으로부터 백플레이트(120)가 이격되어 있고, 이 백플레이트(120)에는 마찬가지로 양 면(121, 122) 위에 전도층이 제공된다. 실제로, 백플레이트(120)에서 전극을 형성하기 위해 한 면{이 예에서는 상부 면(121)} 위에는 1개의 전도층만이 필 요로 하지만, 이 경우 나머지 면(122) 위에 제 2 전도층을 사용하는 장점은 백플레이트(120)의 뒤틀어짐이 덜 쉽게 발생한다는 점이다. 막(100)과 백플레이트(120)의 전극은 함께 커패시터를 형성한다. 커패시터 플레이트 사이의 공간은 이 예에서 5개의 포일에 상당한다. 1㎛의 두께를 가지는 포일이 사용될 때, 그 이격은 5㎛에 상당한다. MEMS 마이크로폰(MI)이 2 ×2㎟의 표면적(AM)을 가진다면, 막(100)의 표면적(AB)은 상기 값(도면에서는 그 크기가 축척대로 그려지지 않음)에 가깝게 될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 MEMS 마이크로폰(MI)에서의 표면적은, Udo Klein, Matthias Mullenborn and Priming Romback에 의해 "The advent of silicon microphones in high-volume applications"라는 제목으로 MSTnews 02/1, pp 40-41에 실린 발표문에 알려진 MEMS 마이크로폰과 같은 알려진 MEMS 마이크로폰에서보다 더 효율적으로 이용될 수 있다. 2㎝의 폭을 가지는 마일라 테이프가 사용될 때에는, 거의 무한한 개수의 행들(릴 위의 테이프의 길이에 의해서만 결정되는)에서 서로 나란히 10개의 MEMS 마이크로폰을 만드는 것이 가능하다.

백플레이트(120)에는 음파에 의해 유도된 막(100)이 진동하는 동안 공간(110)에서 생기는 공기압의 차이를 없애기 위한 개구(125)가 바람직하게 제공된다. MEMS 마이크로폰의 동작은 다음과 같다. 음파는 막(100)을 움직이는 상태로 만든다(막은 요동하기 시작한다). 그 결과, 막(100)과 백플레이트(120) 사이의 공간 또한 요동하기 시작하고, 이는 차례로 커패시터{막(100)과 백플레이트(120) 위의 전도층에 의해 형성된}의 커패시턴스의 발진을 이끌어낸다. 이들 커패시턴스 변화는 전기적으로 측정될 수 있고, 동시에 막(100) 위의 음파의 측정치이다.

MEMS 마이크로폰(MI)에는 막(100)과 백플레이트(120)의 커패시터 플레이트(전극)와 백플레이트(120)에 액세스를 제공하는 기능을 하는 접촉 구멍(contact hole)(130, 135)이 제공된다. 막(100)의 상부 전극은 일부는 포일(1)에 일부는 포일(2)에 위치한다. 이러한 식으로, 전극은 접촉 구멍(135)을 통해 상부 면으로부터 액세스 가능하다.

도 5와 도 6의 예에서, MEMS 마이크로폰(MI)은 8개의 포일(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)의 스택(S)을 포함한다. 하지만 상이한 개수의 포일이 또한 가능하다. 이는 특히 마이크로폰의 이격 값과 바라는 수직 크기에 의존한다. 본 설명에서 논의되는 본 발명에 따른 마이크로시스템의 모든 실시예에 동일하게 이것이 적용된다.

막(100)의 인장 응력이 충분하지 못하여 그 결과, 막의 편향 프로파일이 최적이지 않은 경우에는, 설계자는 막(100)이 가장자리에서 더 얇게 만드는 것을 택할 수 있다. 이는 도 7에 도시되어 있다. 막(100)은 모두 영역(105)에 고정된다. 도 7에서의 상부 막(100)은 임의의 얇게 된 영역을 포함하지 않고, 소리의 압력 때문에, 중심부에서 가장 강하게 편향된다. 반면에, 도 7에서의 밑의 막(200)은 가장자리에서 얇게 된 영역(208)을 포함하고, 그 결과 막(200)은 비교적 큰 영역(AD)에 걸쳐 동일한 편향 전도를 보여준다. 이 양상의 결과, MEMS 마이크로폰(MI)의 커패시터{막(100)과 백플레이트(120) 위의 전도층으로 이루어지는} 위의 더 큰 전기 신호가 동일한 소리의 압력으로 측정될 수 있다. 본 발명에 따른 방법을 사용하여 이렇게 얇아진 영역(208)의 형성은 그 문제(예컨대 레이저에 의한 포일의 부분적인 제거)에 대해 상당히 간단한데 반해, 실리콘 기술에서는 매우 어렵다.

도 8은 본 발명에 따른 마이크로시스템의 제 2 실시예를 도시한다. 이 도 8은 미리 처리된 포일의 스택(S)으로 이루어진 MEMS 압력 센서(PS)를 도시한다. 실제로, 그러한 압력 센서(PS)는 특별한 마이크로폰이다. 따라서 그것은 MEMS 마이크로폰(MI)을 상당히 많이 닮아있음을 보여준다. MEMS 압력 센서(PS)는 이동 가능한막(300)을 포함하고, 이 이동 가능한 막(300)은 MEMS 압력 센서에서의 공간(310)을 폐쇄한다. 상부 면(301)에서는, 그 막에 전극을 형성하기 위한 전도층이 제공된다. 공간(310)의 나머지 면에 존재하는 것은 폐쇄된 백플레이트(320) 위의 전도층의 형태로 된 제 2 전극(321)이다. 이는 동시에 마이크로폰과의 특징적인 차이인데, 즉 MEMS 압력 센서(PS)의 공간은 폐쇄되고, MEMS 마이크로폰(MI)의 공간은 둘러싸는 대기와 연통하고 있다.

이 예에서, 백플레이트(320)는 여러 포일을 포함한다. 이렇게 하는 장점은 백플레이트(320)가 이동 가능한 막(300)과 비교시 비교적 단단하다는 점이다. 하지만 포일의 개수는 변할 수 있다. 설계자는 이러한 개수를 선택하는 선택의 자유를 가진다. 예컨대, 설계자가 기판 위에 포일 스택(S)을 놓는 것을 택하게 되면, 백플레이트(320)에 대한 포일의 개수는 감소할 수 있다.

MEMS 압력 센서의 동작은 다음과 같다. 막(300) 위의 힘(F){공간(310)과 막(300) 위의 자유 공간 사이의 압력차이의 측정치인}은 막이 편향하게 한다. 이는 막(300)과 백플레이트(322) 사이의 공간이 변하게 하고, 그 결과 커패시터{막(300)과 백플레이트(320) 위의 전도층에 의해 형성된}의 커패시턴스 또한 변하게 된다. 이러한 커패시턴스 변화는 전기적으로 측정될 수 있고, 동시에 막(300) 위의 힘(F)(그리고 그로 인한 압력)의 측정치이다.

MEMS 압력 센서(PS)에는 막(300)과 백플레이트(320)의 커패시터 플레이트(전극)에 액세스를 제공하는 기능을 하는 접촉 구멍(330, 335)이 제공된다.

도 9는 본 발명에 따른 마이크로시스템의 제 3 실시예를 도시한다. 이 도 9는 미리 처리된 포일의 스택(S)으로 이루어진 MEMS 가속도계(AC)를 도시한다. 가속도계는 탄력성을 지닌 요소(505) 위의 진동성 물질(seismic mass)(500)로 이루어질 수 있다. 이 물질(500)의 움직임은 그 사이에 공간(510)이 존재하는, 평행한 플레이트(505, 521)의 커패시턴스에서의 변화로서 측정될 수 있다. 가능한 일 실시예는 도 9에 도시되어 있다. MEMS 가속도계(AC)를 제작하는 동안 남아있는 포일로부터 완전히 하나의 포일을 분리하는 것은 가능하지 않다(특히 포일들이 여전히 테이프에 담겨 있으면서 포일들을 미리 처리하는 동안). 포일에서 국부적으로 얇아진 부분들(505)의 형태로 진동성 물질(500)의 모든 포일 층에서 얇은 앵커(anchor)를 사용하는 것이 해결책이다. 이 예에서, 물질(500)은 포일(1 내지 13)로 이루어진다. 이 포일들은 제작하는 동안에는 약하게 결합되는데, 이는 공간(510)이 존재하기 때문이다(어떠한 압력도 가해지지 않으면 결합이 얻어지지 않는다). 한 해결책은 전도층이 서로 반대 위치에 놓이는 방식으로, 공간(510)의 양 면 위에 전도층을 구현하는 것이다. 그 결과, 공간(510)에 인접한 포일은 아무리 해도 결합되지 않는다. 하지만, 이제는 기계적으로 부드러운 히터를 사용하는 것이 가능하고, 이 히터는 전도층이 서로 접촉하고 그렇지만 나머지 층들이 압력을 받아 결합되게 하는 방식으로 모든 층을 압착한다. 상기 포일의 결합 후에는, 탄력성 있는 요소(505)가 물 질(500)로 하여금 그것의 원래 위치로 튀어 오르게 한다. MEMS 가속도계(AC)에는 전극(502, 521)으로의 액세스를 제공하는 기능을 하는 접촉 구멍(530, 535)이 제공된다. 상부 전극(502)은 일부가 포일(13)에 일부가 포일(14)에 있게 위치한다. 이러한 식으로, 전극(502)은 연결을 위해 상부 면으로부터 액세스 가능하게 된다.

MEMS 가속도계(AC)의 동작은 다음과 같다. 가속도계가 포일에 수직인 가속 힘을 받게 되면, 진동성 물질(500)가 상 또는 하로 움직이게 되어, 전극(502, 521) 사이의 공간은 변화시킨다. 상기 변화는 상기 2개의 전극 사이의 커패시턴스의 변화를 초래하고, 이러한 커패시턴스의 변화는 전기적으로 검출할 수 있다.

도 10과 도 11은 본 발명에 따른 마이크로시스템의 제 4 실시예를 도시한다. 이들 도면은 미리 처리된 포일의 스택(S)으로 이루어진 마이크로밸브(MV)의 가능한 일 구현예를 도시한다. 도 10에서, 포일 스택(S)은 이미 결합되고, 도 11은 마이크로밸브(MV)의 확대된 도면을 도시한다. 마이크로밸브(MV)에는 입구(750)와 출구(760)를 가지는 공간(710)이 제공된다. 이 예에서, 출구(760)에는 한 면에서 고정되는 포일의 형태로 된 이동 가능한 밸브(770)가 제공된다. 이동 가능한 밸브(770) 위에 존재하는 것은 전도층(771)의 형태로 된 전극이다. 공간(710)의 상부 면에서는 상기 공간(710)에 인접한 포일(700)에 제 1 전극(701)이 존재한다. 이 제 1 전극은 밸브(770)를 열기 위해 사용된다. 공간(710)의 하부 면에는, 상기 공간(710)에 인접한 포일(720)에 제 2 전극(722)이 존재한다.

이 밸브는 캔틸레버 밸브로, 공간(710)에 인접하여 포일의 접합시에는 어떠한 압력도 받지 않는다. 마이크로밸브(MV)는 액체와 함께 또한 기체와도 사용될 수 있다. 도 10과 관련하여 왜 처음 3개의 포일(1, 2, 3)이 결합되는지에 대해 의문을 가질 수 있다. 하지만, 도 11로부터 공간(710)에 인접한 작은 영역만이 관련된다는 것이 분명해진다. 그러므로 공간(710)을 둘러싸는 영역은 충분히 결합된다. 마이크로밸브(MV)에는 전극(701, 771, 722)에 액세스를 제공하는 기능을 하는 접촉 구멍(730, 735, 740)이 제공된다.

마이크로밸브(MV)는 다음과 같이 동작한다. 접촉 구멍(730){제 1 전극(701)}과 접촉 구멍(740){제 1 전극(771)} 사이에 전압이 인가되면, 밸브는 상부 전극(701) 쪽으로 정전기적으로(electrostatically) 당겨지게 되어 열리게 된다. 접촉 구멍(735){제 2 전극(722)}과 접촉 구멍(740){전극(771)} 사이에 전압이 인가되면 밸브(770)가 하부 전극(722) 쪽으로 정전기적으로 당겨지게 되어 닫히게 된다.

도 12와 도 13은 본 발명에 따른 마이크로시스템의 제 5 실시예를 도시한다. 이들 도면은 미리 처리된 포일의 스택(S)으로 이루어진 마이크로펌프(MP)의 가능한 일 실시예를 도시한다. 도 12에서, 포일 스택(S)은 이미 결합되어 있고, 도 13은 마이크로펌프(MP)의 확대도를 도시한다. 이 마이크로펌프(MV)에는 입구(950)와 출구(960)를 가지는 제 1 공간(910)이 제공된다. 이 제 1 공간(910)에는 입구(950)에는 수동 밸브(955)가, 출구에는 수동 밸브(965)가 제공되고, 이들 밸브는 그것들이 기체나 액체를 통과시키기 위해 한 면으로만 열리게 배치된다. 상부 면에서는 제 1 공간(910)에 제 1 전극(901)이 존재하는 포일의 형태로 이동 가능한 막(900)이 제공된다. 하부 면에서는 제 1 공간(910)에 제 1 공간(910)과 인접한 포일(920)의 하부 면에 존재하는 제 2 전극(922)이 제공된다. 막(900) 위에 존재하는 것은 바람직 하게는 완전히 닫히는 제 2 공간(915)이다. 상기 제 2 공간의 상부 면에서는, 상기 제 2 공간(915)에 인접한 포일(925) 위에 제 3 전극(927)이 존재한다. 도 13에서, 전극(927)은 명확하게 하기 위해 포일(4)의 상부 면에 그려져 있지만, 실제로는 바닥 면에 위치한다. 마이크로펌프(MP)에는 전극(901, 922, 927)에 액세스를 제공하는 기능을 하는 접촉 구멍(930, 935, 940)이 제공된다.

마이크로펌프(MP)는 다음과 같이 동작한다. 전압이 제 3 전극(927){접촉 구멍(940)을 통해}과 제 1 전극(901){접촉 구멍(930)을 통해} 사이에 인가되면, 막은 제 3 전극(927) 쪽으로 정전기적으로 당겨지게 되어 제 2 공간(915)이 부피가 줄어들게 된다. 그 결과, 제 1 공간(910)은 부피가 늘어나게 되고, 그 결과 제 1 공간(910)에는 압력 강하(underpressure)가 발생한다. 이는 이 공간의 입구(950)에서의 밸브(955)가 열리게 하고, 기체 또는 액체가 공간(910)으로 흡입된다. 제 2 전극(922){접촉 구멍(935)을 통한}과 제 1 전극(901){접촉 구멍(930)을 통한} 사이에 전압이 인가되면, 막(900)이 제 2 전극(922) 쪽으로 당겨서 제 2 공간(915)의 부피가 증가하게 하고, 제 1 공간(910)의 부피는 작아지게 하여, 그 결과 초과 압력(overpressure)이 제 1 공간(910)에서 생성된다. 이는 출구(962)에서 밸브(965)가 열리게 하고, 기체 또는 액체가 공간(910)으로부터 빠져나오게 된다. 제 2 전극(922)은 선택적이다. 제 3 전극(927)에 전압이 없는 경우, 막(900)은 자동으로 본래 위치로 되돌아간다. 제 2 공간(915)을 둘러싸는 전극이 또한 배치되고 저항으로서 사용될 수 있어, 제 2 공간(915)이 저항성 가열을 통해 팽창할 수 있게 한다.

마이크로펌프와 마이크로밸브 외에, 또한 센서는 본 발명에 따른 마이크로시 스템에서 형성될 수 있다. 이는 소위 μTAS(micro total analysis system: 마이크로 총 분석 시스템) 요소를 만드는 것을 가능하게 한다. 도 14와 도 15는 본 발명에 따른 마이크로시스템의 제 6 실시예를 도시한다. 도 14와 도 15는 미리 처리된 포일의 스택(S)으로 이루어진 μTAS 요소 MT의 가능한 일 구현예를 도시한다. 도 14에서는 포일 스택(S)이 이미 결합되고, 도 15는 μTAS 요소 MT의 확대도를 도시한다. μTAS 요소 MT에는 입구(1150)와 출구(1160)를 가지는 제 1 공간(1110)이 제공된다. 2개의 상이한 센서, 즉 흐름 센서(1170)와 도전율 센서(1180)가 이 예에서 공간(1110)에 인접하게 위치한다. 이 센서들은 공간에 인접한 포일 위의 전도층에 존재한다. 이 예에서, 흐름 센서(1170)는 3개의 직렬 연결된 저항성 구불구불한 구조를 포함하는데, 그 중 한 구불구불한 구조(1176)는 가열을 위해 사용되고, 나머지 2개의 구불구불한 구조(1172, 1174)는 상기 구불구불한 구조의 저항을 측정하기 위해 사용되어, 이들 3개의 구조는 온도 센서로서 사용된다.

이 실시예에서, 도전율 센서(1180)는 또한 공간(1110)에 인접하게 배치된다. 상기 도전율 센서(1180)는 2개의 빗 구조물(1182, 1184)을 포함한다. 일 실시예에서, 2개의 빗 구조물(1182, 1184) 사이에서 측정된 임피던스는 공간(1110)에 존재하는 대전된 입자의 양을 측정한 것으로, 이는 액체에서는 이온 세기를 표시한다. μTAS 요소 MT에는 또한 센서(1170, 1180)의 전극에 액세스를 제공하는 기능을 하는 접촉 구멍(contact hole)이 제공된다.

원칙적으로는 그러한 흐름 센서{1개의 가열 요소(1174)와 2개의 온도 센서(1172, 1174)의 조합}와 도전율 센서(1180)는 일반적으로 알려져 있지만, 그것들 은 본 발명에 따른 방법을 사용하여 매우 간단한 방식으로 제작될 수 있다. 만약 μTAS 요소가 높은 pH 값을 가지는 액체에 대해 사용된다면, 포일 상의 순수한 알루미늄의 사용은 최상의 선택이 아닌데, 이는 알루미늄이 공격받기 쉽기 때문이다. 센서를 더 둔감하게 만들기 위해서, 센서는 예컨대 구리(Cu), 은(Ag) 또는 금(Au)으로 도금될 수 있다. 또한 시작할 때부터 금 도금된 테이프를 사용하는 것이 가능하다.

도 16과 도 17은 본 발명에 따른 마이크로시스템의 또 다른 중요한 장점을 도시한다. 사실은 본 발명에 따른 마이크로시스템이 또한 집적 회로 IC(마이크로시스템에 연결되거나 연결되지 않을 수 있는)의 패키지(PA)의 부분을 형성하는 방식으로, 본 발명에 따른 마이크로시스템을 제작하는 것이 또한 가능하다는 점이다. 도 16과 도 17은 포일 스택(S)에서 개구(1205)를 가지는 용량성 압력 센서(PS)의 예를 도시한다. 물론 MEMS 마이크로폰과 같은 상이한 마이크로시스템을 사용하는 것도 가능하다. 개구(1205)에 존재하는 것은 집적 회로(IC)이다. 이 예에서, 집적 회로(IC)는 압력 센서(PS)의 전극에 연결된다. 이 연결은 도 16에서는 금속 와이어(1200)(예컨대, 금 또는 어떤 경우에는 구리)에 의해, 도 17에서는 땜납 볼(solder ball)에 의해 형성된다. 두 번째 가능성은 또한 플립-칩(flip-chip) 기술이라고 불린다. 도 16과 도 17 모두에서, 기판(1300) 위에는 마이크로시스템(PS)이 제공된다. 하지만, 기판(1300)을 사용하지 않고, 예컨대 훨씬 더 두꺼운 포일 스택(S)을 사용하는 것도 가능하다.

본 개시물에서의 이들 예로부터, 본 발명은 비싸지 않은 방식으로 MEMS 디바 이스와 마이크로유체 디바이스와 같은 마이크로시스템을 제작하기 위해 사용될 수 있다고, 결론이 내려질 수 있다. 실시예를 열거하는 것을 결코 완전한 것이 아니다. 본 발명을 사용하여 얻은 제품은, 전자 디바이스와 그 환경 사이의 협력이 필수적인 가전 및 의료 응용 모두에서 사용될 수 있다. 이들 제품의 비용은 심지어 매우 낮아 사용 후 버릴 수 있는 제품으로서 사용될 수 있다. 본 발명의 다수의 구체적인 응용예가 아래에 열거된다.

- 이동 전화기와 PDA용 MEMS 마이크로폰,

- 화학 분석 시스템에서의 마이크로펌프와 유체 처리, 및

- 타이어의 압력 센서.

포일 물질의 선택에 관해서는, 예컨대, 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리이미드(PI), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET), 폴리(에틸렌 2,6-나프탈레이트)(PEN), 폴리스티렌(PS), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리프로필렌, 폴리에텐(polyethene), 폴리우레탄(PU), 셀로판, 폴리에스테르, 파릴렌(parilene)과 같은 많은 물질이 사용될 수 있다. 실제로는 다수의 기준을 만족하는 임의의 물질이 사용될 수 있다는 것과 같다.

- 포일의 두께는 수직 해상도를 결정하고,

- 기본 물질로서의 포일은 바람직하게는 롤(roll) 위에 공급되어, 관리 가능해야 하며,

- 포일은 금속화될 수 있고,

- 금속화된 포일은 바람직하게는 레이저에 의해, 미리 처리될 수 있으며,

- 포일을 바람직하게는 열 및 압력을 사용하여 적층한 후 결합될 수 있어야 하고,

- 그 물질은 "낮은(low)" 온도(<300°)에서 녹을 수 있으며,

- 적층하고 결합한 후 포일 스택은 마이크로시스템에 대해 요구되는 특성을 소유하게 된다는 점에 주의해야 한다.

이러한 점에서 중요한 주목할 점은, 포일의 결합은 바람직하게는 포일 물질의 녹는점 바로 아래의 온도에서 일어난다는 점이다. 예컨대, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)가 포일 물질(255℃의 녹는점을 가지는)로서 사용된다면, 예컨대 220℃의 온도가 사용된다.

더 구체적으로는, 포일 물질이 문제의 응용에 대해 요구된 특성, 즉 온도 안정성, 모양 안정성, 압력 저항, 광학 및 화학적 특성에 기초하여 선택되어야 한다.

마지막으로, 운모와 같은 무기 절연성 포일이 사용될 수 있다.

본 설명에 있는 모든 도면은 단지 개략적인 표현이고 또한 축척에 맞춰 그려지지 않았다. 모든 도면은 본 발명에 의해 목표로 한 실시예의 예시에 의해 의도되고 기술적인 배경을 제공하기 위한 것이다. 실제로, 경계면의 모양은 도면에 도시되는 경계면의 것과는 상이할 수 있다. 단수 개의 요소가 사용되는 경우, 물론 복수 개의 요소가 사용될 수 있다. 당업자라면 본 발명의 새로운 실시예를 고안하게 된다는 것이 사리에 맞다. 하지만 그러한 새로운 실시예는 모두 청구항의 범주 내에 있다.

본 발명에 따른 방법에 관한 가능한 변형예는, 동시에 2개의 포일을 감아 올 린 것이다. 이 포일들은, 예컨대 2개의 상이한 롤로부터 오거나 오지 않을 수 있다. 또한 이 포일들은 이미 결합되었을 수 있다. 게다가, 이 포일들은 이미 패턴화되었을 수 있다. 또 다른 변형예에 따르면, 이 포일들은 동일한 두께를 가지지 않는다. 또한, 2개보다 많은 포일이 감아 올려질 수 있다.

본 설명에서, 1개의 포일을 감아 올리는 예가 광범위하게 예시되어 있다. 물론 분리된 포일을 적층하는 것도 가능하다. 그러한 상황에서는 동일한 두께를 갖지 않는 포일을 적층하는 것도 가능하다.

또한, 본 명세서에서 설명된 마이크로시스템의 모든 실시예는, 본 명세서에서 언급된 개수와 상이한 개수의 포일을 포함할 수 있다. 이는 설계자의 요구 조건에 부분적으로 의존한다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 공간이 제공된 마이크로시스템을 제작하는 것과, 그러한 마이크로시스템을 포함하는 전자 디바이스를 사용하는 분야에 이용 가능하다.

Claims (53)

1. 공간(110, 310, 510, 710, 910, 1110)이 제공된 마이크로시스템(MI, PS, AC, MV, MP, MT)을 제작하는 방법으로서,

   - 적어도 2개의 전기적으로 절연성인 유연한 포일의 세트(S)를 제공하는 단계로서, 개별 포일들은 실질적으로 동일한 두께를 가지고, 전도층이 적어도 한 포일의 적어도 한 면 위에 존재하며, 상기 전도층은 전극 또는 도체로서 사용하기에 적당한, 제공 단계,

   - 전극 또는 도체를 형성하도록 상기 전도층을 패턴화하는 단계,

   - 상기 마이크로시스템의 공간을 형성하는 개구가 형성되는 방식으로, 적어도 1개의 포일을 패턴화하는 단계,

   - 상기 포일 세트(S)를 적층하여 상기 마이크로시스템을 형성하는 단계, 및

   - 2개의 인접 포일이 서로 접촉하고 있을 때, 2개의 인접 포일의 포일 물질 사이의 적어도 1개의 전도층이 제거된 위치에서 포일들이 함께 결합되는, 포일들을 함께 결합시키는 단계를

   포함하는, 마이크로시스템 제작 방법.
2. 제 1항에 있어서, 포일의 한 세트(S)가 제공되고, 개별 포일은 동일한 포일 몰질을 포함하는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템 제작 방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 적어도 3개의 전기적으로 절연성인 유연한 포일이 제공되는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템 제작 방법.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 이동 가능한 요소는 상기 마이크로시스템에서의 적어도 1개의 포일로 형성되고, 상기 이동 가능한 요소는 적어도 한 면 위에서 상기 마이크로시스템에 부착되며, 상기 이동 가능한 요소는 이동 가능한 물질(500), 이동 가능한 밸브(770, 955, 965), 이동 가능한 막(membrane)(100, 200, 300, 900)을 포함하는 그룹으로부터 선택되고, 상기 이동 가능한 요소는 상기 공간의 한 면 위에 존재하는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템 제작 방법.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마이크로시스템에는 상기 공간에서의 양을 측정하기 위해, 상기 공간에 가까운 포일 위의 전도층에서 형성되는 센서(1170, 1180)가 제공되는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템 제작 방법.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 제작될 마이크로시스템은 MEMS 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템 제작 방법.
7. 제 6항에 있어서, 제작되는 마이크로시스템은, MEMS 커패시터 마이크로폰(MI), MEMS 압력 센서(PS), MEMS 가속도계(AC)를 포함하는 그룹으로부터의 마이 크로시스템인 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템 제작 방법.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 제작될 마이크로시스템은 마이크로유체(microfluidic) 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템 제작 방법.
9. 제 7항에 있어서, 제작되는 마이크로시스템은 마이크로밸브(MV), 마이크로펌프(MP), μTAS 요소(MT)를 포함하는 그룹으로부터의 마이크로시스템인 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템 제작 방법.
10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 패턴화하는 단계는 마스크(20)가 결합되어 또는 결합되지 않고 레이저(L1, L2)에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템 제작 방법.
11. 제 10항에 있어서, 상기 패턴화하는 단계는

    - 전도층(11a)과 포일(10)을 원래대로 두는 단계(A),

    - 상기 포일(10)을 노출하도록 상기 전도층(11a)을 제거하는 단계(B),

    - 더 얇은 포일이 남아 있도록, 상기 전도층(11a)과 상기 포일(10)의 부분을 제거하는 단계(C),

    - 공간을 형성하도록 전도층(11a, 11b)과 상기 포일을 완전히 제거하는 단 계(D)

    로부터의 선택을 사용함으로써, 수행되는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템 제작 방법.
12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포일의 적층은 제 1 릴(reel)(70) 위에서 적어도 한 포일(10)을 감음으로써 일어나는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템 제작 방법.
13. 제 12항에 있어서, 상기 방법은 상기 포일(10)이 상기 제 1 릴(70) 위로 감겨질 때 제 2 릴 또는 롤(80)로부터 그 포일의 감김이 풀어지는 과정에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템 제작 방법.
14. 제 13항에 있어서, 상기 전도층(11a)과 포일(10)의 상기 패턴화는, 다음 가능성, 즉 제 1 릴(L1) 위 또는 부근, 제 1 릴과 제 2 릴(L2) 사이, 및 제 2 릴 또는 롤(80) 위 또는 부근으로부터 선택된 적어도 하나의 위치에서 일어나는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템 제작 방법.
15. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포일의 합쳐지는 것(joining)은 상승된 온도에서 적층된 포일 위에 압력을 가함으로써 수행되고, 그 경우 상기 압력은 상기 포일에 수직인 방향으로 가해지는 것을 특징으로 하는, 마 이크로시스템 제작 방법.
16. 제 15항에 있어서, 상기 구조물에서의 공간에 인접한 포일 위의 요구된 압력이 상기 공간에서의 상승한 압력의 적용을 통해 얻어지는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템 제작 방법.
17. 제 1항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서, 포일의 상기 스택에 개구(130, 135)가 형성되어, 상기 마이크로시스템의 한 면으로부터 상기 마이크로시스템의 한 전극에 연결되는 전도층(121)으로의 액세스를 제공하는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템 제작 방법.
18. 제 1항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마이크로시스템은 상기 포일의 융합이 일어난 후, 상기 스택으로부터 분리되는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템 제작 방법.
19. 제 1항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전도층에 대한 물질은 알루미늄, 백금, 은, 금, 구리, 인듐 주석 산화물, 및 자기 물질을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템 제작 방법.
20. 제 1항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포일 물질은 폴리페닐 설파이드(PPS: polyphenyl sulphide)와 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템 제작 방법.
21. 제 1항 내지 제 20항 중 어느 한 항에 있어서, 사용되는 포일(10)이 1㎛와 5㎛ 사이의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템 제작 방법.
22. 하나의 포일 위에 다른 하나의 포일이 적층되는, 적어도 2개의 전기적으로 절연성이고 유연한 포일의 한 세트로 이루어지는 마이크로시스템(MI, PS, AC, MV, MP, MT)으로서,

    상기 개별 포일은 실질적으로 동일한 두께를 가지며, 패턴화된 전도층이 상기 적어도 하나의 포일에 제공되고, 이러한 패턴화된 전도층은 전극으로서 배치되며, 하나의 공간(110, 310, 510, 710, 910, 1110)이 상기 적어도 하나의 포일에 제공되는, 마이크로시스템.
23. 제 22항에 있어서, 상기 개별 포일은 동일한 포일 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템.
24. 제 22항 또는 제 23항에 있어서, 상기 마이크로시스템은 적어도 3개의 전기적으로 절연성인 유연한 포일을 포함하는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템.
25. 제 22항 내지 제 24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마이크로시스템은 이동 가능한 요소를 포함하고, 상기 이동 가능한 요소는 적어도 하나의 포일을 포함하며 적어도 한 면 위에서 상기 마이크로시스템에 부착되고, 상기 이동 가능한 요소는 이동 가능한 물질(500), 이동 가능한 밸브(770, 955, 965), 및 이동 가능한 막(100, 200, 300, 900)을 포함하는 그룹으로부터 선택되며, 상기 이동 가능한 요소는 상기 공간의 한 면에 존재하는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템.
26. 제 22항 내지 제 25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마이크로시스템은 상기 공간 부근의 포일 위에 있는 전도층에서 구현되어 상기 공간에서의 양을 측정하는 센서(1170, 1180)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템.
27. 제 25항에 있어서, 상기 마이크로시스템은 MEMS 커패시터 마이크로폰(MI)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템.
28. 제 27항에 있어서, 포일의 세트(S)가 적어도 3개의 포일을 포함하고, 한 공간(110)이 그 마이크로시스템에 존재하며, 상기 공간(110)에는 음파를 수신하기 위한 막으로서 배치된 제 1 포일(100)이 상기 공간(110)의 제 1 면 위에 제공되고, 상기 공간(110)에는 백플레이트(backplate)로서 배치된 제 2 포일(120)이 상기 공간(110)의 제 2 면 위에 제공되며, 상기 제 2 포일은 자유 공간으로의 압력 파(wave)의 통로를 위한 개구(125)를 포함하고, 상기 공간(110)은 상기 포일들에 수직인 방향으로 측정된, 적어도 한 포일의 두께를 가지며, 상기 마이크로시스템은 또한 전도층(102, 121)이 막(100)과 백플레이트(120)에 또한 제공되고, 상기 전도층(102, 121)은 상기 마이크로시스템을 전기적으로 연결하기 위한 영역(130, 135)에 도달하는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템.
29. 제 28항에 있어서, 2개의 면 위에 전도층(101, 102, 121)이 막(100) 또는 백플레이트(120)의 포일에 제공되는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템.
30. 제 28항 또는 제 29항에 있어서, 상기 막(200)의 포일은 상기 막의 포일의 나머지보다 얇은 상기 막의 가장자리에서의 영역(208)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템.
31. 제 25항에 있어서, 상기 마이크로시스템은 MEMS 압력 센서(PS)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템.
32. 제 31항에 있어서, 상기 세트(S)는 적어도 3개의 포일을 포함하고, 제 1 공간(310)은 상기 마이크로시스템에 존재하며, 상기 공간(310)의 제 1 면에 제 1 전극으로서의 기능을 하는 전도층(301)을 포함하는 이동 가능한 막(300)이 공간(310)에 제공되고, 상기 공간의 다른 면 위에 이동 가능한 막(300)은 측정될 압력이 지배하는 추가 공간에 인접하게 위치하며, 상기 제 1 공간(310)에는 포일(320) 위에 전도층(321)으로 구현되는 제 2 전극이 상기 제 1 공간(310)의 제 2 면 위에 제공되고, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극은 상기 포일들에 평행한 평면 위에 돌출될 때 중첩되어, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극이 함께 상기 제 1 공간(310)과 상기 추가 공간 사이의 압력 차이에 의존하는 커패시턴스를 형성하여 상기 막(300)이 편향되게 하며, 상기 마이크로시스템은 또한 상기 제 1 공간(310)이 상기 포일들에 수직인 방향으로 측정된, 적어도 한 포일의 두께를 가지는 것을 특징으로 하고, 또한 상기 전극의 상기 전도층(301, 321)이 상기 마이크로시스템을 전기적으로 연결하기 위한 영역(330, 335)에 도달하는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템.
33. 제 25항에 있어서, 상기 마이크로시스템은 MEMS 가속도계(AC: accelerometer)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템.
34. 제 23항에 있어서, 상기 세트(S)는 적어도 3개의 포일을 포함하고 상기 마이크로시스템에는 적어도 한 포일의 두께를 가지는 공간(510)이 존재하며, 상기 공간(510)에는 이동 가능한 물질(500) 위의 제 1 전극(502)이 상기 제 1 공간(510)의 제 1 면에 제공되며, 상기 물질(500)은 적어도 한 포일을 포함하는 스택으로 구성되고, 상기 물질(500)은 탄력성 있는 연결을 통해 상기 마이크로시스템에 연결되며, 상기 공간(510)의 반대 면 위에는 제 2 전극(521)이 존재하고, 상기 제 1 전극(502)과 상기 제 2 전극(521)은 모두 포일의 전도층에서 구현되며, 상기 제 1 전극(502)과 상기 제 2 전극(521)은 상기 포일에 평행한 평면 위에 돌출될 때 중첩되 어, 상기 제 1 전극(502)과 상기 제 2 전극(521)은 함께 커패시턴스를 형성하고, 상기 커패시턴스는 이동 가능한 물질(500) 위에 가해지는 가속력에 의존하며, 상기 가속력은 상기 마이크로시스템에 관해 상기 물질(500)의 상대적인 움직임에 영향을 미치고, 이로 인해 2개의 전극 사이의 상기 공간(510) 두께의 변화가 일어나며, 상기 마이크로시스템은 또한 상기 전극의 전도층(502, 521)이 상기 마이크로시스템을 전기적으로 연결하기 위한 영역(530, 535)에 도달하는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템.
35. 제 25항에 있어서, 상기 마이크로시스템은 마이크로밸브(MV)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템.
36. 제 35항에 있어서, 상기 세트(S)는 적어도 4개의 포일을 포함하고, 상기 마이크로시스템에는 입구(750)와 출구(760)를 가지는 공간(710)이 존재하며, 적어도 상기 출구(760)는 상기 마이크로시스템에 부착되는 이동 가능한 밸브(770)에 의해 차단될 수 있고, 상기 밸브(770)는 제 1 전극(771)을 한정하는 전도층이 제공된 포일을 포함하며, 상기 공간의 제 1 면에는 제 2 전극(701)이, 상기 공간의 반대쪽 면에는 제 3 전극(722)이 공간(710)에 제공되고, 상기 제 2 전극(701)과 상기 제 3 전극(722)은 모두 포일(700, 720) 위의 전도층으로 구현되며, 상기 포일들에 평행한 평면 위에 돌출될 때 상기 모든 전극(701, 722, 771)이 중첩되어, 상기 제 2 전극(701)과 상기 제 3 전극(722)은 상기 이동 가능한 밸브(770)를 용량성으로 구동 하기 위해 사용될 수 있는 것을 특징으로 하고,

    상기 마이크로시스템은 또한 상기 공간(710)이 상기 포일들에 수직인 방향으로 측정된, 적어도 하나의 포일의 두께를 가지는 것을 특징으로 하며,

    상기 마이크로시스템은 또한 전극의 전도층(701, 722, 771)이 상기 마이크로시스템을 전기적으로 연결하기 위한 영역(730, 735, 740)에 도달하는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템.
37. 제 25항에 있어서, 상기 마이크로시스템은 마이크로펌프(MP)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템.
38. 제 37항에 있어서, 상기 세트(S)는 적어도 6개의 포일을 포함하고, 상기 마이크로시스템에는 입구(950)와 출구(960)를 가지는 제 1 공간(910)이 존재하며, 상기 입구(950)와 상기 출구(960)는 모두 상기 마이크로시스템에 부착되는 포일을 포함하는 이동 가능한 밸브(955, 965)에 의해 차단될 수 있고, 상기 마이크로시스템의 제 1 면에는 제 1 전극을 한정하는 전도층(901)을 포함하는 이동 가능한 막(900)이 상기 제 1 공간(910)에 제공되며, 상기 이동 가능한 막은 상기 제 1 공간(910)의 반대쪽 면에 제 2 공간(915)과 인접하게 위치하고, 상기 제 1 공간(910)의 반대쪽 면에는 제 2 전극으로서의 기능을 하는 전도층(927)을 포함하는 포일(925)이 상기 제 2 공간(915)에 제공되며, 상기 제 1 전극(901)과 상기 제 2 전극(927)은 상기 포일에 평행한 평면 위에 돌출될 때 중첩되어, 상기 제 2 전 극(927)은 이동 가능한 막(900)을 용량성으로 구동하기 위해 사용될 수 있는 것을 특징으로 하고,

    상기 마이크로시스템은 또한 상기 2개의 공간(910, 915)이, 상기 포일들에 수직인 방향으로 측정된 적어도 한 포일의 두께를 가지는 것을 특징으로 하며,

    상기 전극의 전도층(901, 927)이 상기 마이크로시스템을 전기적으로 연결하기 위한 영역(930, 940)에 도달하는 것을 또한 특징으로 하는, 마이크로시스템.
39. 제 38항에 있어서, 상기 마이크로시스템에는 추가로 상기 제 1 공간(910)의 제 2 면 위의 포일(920) 위의 또 다른 전도층(922)이 제공되고, 상기 전도층(922)은 제 3 전극을 한정하며, 상기 제 1 전극(901)과 상기 제 3 전극(922)은 상기 포일들에 평행한 평면에 돌출될 때 중첩되어, 상기 제 3 전극(922)이 또한 이동 가능한 포일(900)을 용량성으로 구동하기 위해 사용될 수 있게 되는 것을 특징으로 하고,

    상기 마이크로시스템은 또한 이 전극의 전도층(922)이 상기 마이크로시스템을 전기적으로 연결하기 위한 영역(935)에 도달하는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템.
40. 제 26항에 있어서, 상기 마이크로시스템은 μTAS 요소(MT)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템.
41. 제 40항에 있어서, 상기 세트(S)가 적어도 3개의 포일을 포함하고, 기체나 액체의 통로를 위한 입구(1150)와 출구(1160)를 가지는 채널(1110)이 상기 마이크로시스템에 존재하며, 상기 채널(1110)은, 상기 포일들에 수직인 방향으로 측정된, 적어도 한 파일의 두께를 가지고, 상기 채널(1110)에는 그 한쪽 면에 센서 또는 액추에이터(actuator)(1170, 1180)가 제공되는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템.
42. 제 41항에 있어서, 상기 센서 또는 액추에이터는 상기 채널에 인접한 포일의 전도층에 형성되는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템.
43. 제 42항에 있어서, 상기 마이크로시스템은 흐름 센서(1170)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템.
44. 제 42항 또는 제 43항에 있어서, 상기 마이크로시스템은 도전율 센서(1180)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템.
45. 제 42항 내지 제 44항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마이크로시스템은 상기 채널(1110)의 반대 면에 인접한 상기 포일의 전도층에 존재하는, 추가 센서 또는 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템.
46. 제 22항 내지 제 45항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전도층의 물질이 알루 미늄, 백금, 은, 금, 구리, 인듐 주석 산화물, 및 자기 물질을 포함하는 그룹으로부터의 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템.
47. 제 22항 내지 제 46항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포일들에 대한 물질이 폴리페닐 설파이드(PPS)와 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하는 그룹으로부터의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템.
48. 제 22항 내지 제 47항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포일이 1㎛와 5㎛ 사이의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는, 마이크로시스템.
49. 제 27항 내지 제 34항 중 어느 한 항에 기재된 마이크로시스템을 포함하는 전기적으로 절연성의 유연한 포일들의 스택(S).
50. 제 27항 내지 제 34항 중 어느 한 항에 기재된 마이크로시스템을 포함하는 전자 디바이스.
51. 제 50항에 있어서, 상기 전자 디바이스는 상기 마이크로시스템으로부터의 신호를 판독 또는 구동하기 위한 집적 회로(IC)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자 디바이스.
52. 제 51항에 있어서, 상기 마이크로시스템에 상기 집적 회로(IC)가 수용되는 오목한 곳(recess)(1205)이 제공되어, 상기 마이크로시스템이 실제로 집적 회로(IC)의 패키지 부분을 형성하고, 상기 집적 회로(IC)는 상기 마이크로시스템에 연결되는 것을 특징으로 하는, 전자 디바이스.
53. 제 50항 내지 제 52항 중 어느 한 항에 기재된 전자 디바이스의 사용 방법으로서, 상기 마이크로시스템은 소리를 기록하기 위한 MEMS 커패시터 마이크로폰(MI)을 포함하고, 상기 MEMS 커패시터 마이크로폰은 전극에 전압(X)을 전달하고, 상기 전압(X)은 상기 집적 회로(IC)에 의해 판독되는 것을 특징으로 하는, 전자 디바이스의 사용 방법.

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