201005782 ----------J〇c/n 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種微機電開關，且特別是有關於一 種軟硬板結合的微機電開關。 、 【先前技術】 近年來，積體電路技術方面的進步帶動了微機電系統 _ (Micro-electro-mechanical systems, MEMS)的發展，這 a 一 種可以利用機械、靜電、電磁、射頻以及熱方法制動和控 制的微米級元件。其製造技術是將半導體微製造技術與^ 型機械製造方面進行結合並加以創新的技術發展。 MEMS裝置包括極小的電子機械元件（例如開關、鏡 面、電容器、加速度計、感應器、電容感測器或致動器等）， 而這些電子機械元件通常利用微機械結構與半導體元件， 例如互補式金屬氧化物半導體（c〇mplementary & semiconductor，CMOS)共同作用，使其内縮小的可移動或 藝 可擺動結構，例如懸臂樑、電容元件等，產生位移以達到 預設的目標。 在此以一磁性懸臂樑開關為例，圖i是習知一種磁性 懸臂樑開關的示意圖。此磁性懸臂樑開關1〇〇具有一懸臂 110 ’其形成於一基板12〇上，懸臂ho上並電鑛有鐵磁材 料130，而於基板no相對應處則有一觸點14〇以及平面 線圈150。施加電流於平面線圈15〇使其產生一磁場，進 而感應鐵磁材料130使懸臂11〇向下移動與觸點140接 aoc/n 201005782 觸，並使此開關成導通狀態。 110由於本身恢復力的作用， 臂110與觸點140分開。 旦取消施加電流，則懸臂 回到原來剛性狀態，並使懸
而此磁性懸臂樑開關100的製造方法（未緣示）則是 先將-梦基板以氣相沉積出平面_ 15G，並使梦基版 化以提供-犧牲層，接著沉積並轉印—層長、狹窄的多晶 石夕帶於絲板上，並使職轉塗佈定義出絲層，且在= 被光阻層覆蓋區域進行電鍍鐵磁材料13〇，於移除光阻 後’接著利用一含有氫氟酸的溶劑將此犧牲層溶解，從中 將懸臂110分離出來，並在懸臂11〇與基板12〇之間產生 使懸臂樑作動的空間。 上述流程雖是目前普遍的半導體製程，但不斷重複進 行的氧化、沉積、轉印以及餘刻方式，其過程手續眾多且 繁複’一旦其中一道流程發生錯誤’則整個元件必須重新 進行再加工，徒增其製造與時間成本。再者，由於懸臂樑 上不斷重複的機械應力，也容易因材料疲勞而遭受到扭 曲，降低其使用壽命。 【發明内容】 本發明提供一種微機電開關，藉由軟硬板結合使其具 有較佳的應用性。 本發明提出一種軟硬板結合的微機電開關，其包括一 線路板以及一軟性線路板。其中線路板具有一載板以及至 少—感應線路，此載板具有一平面’而感應線路配置於載 201005782 ----------ioc/n 板的平面上，用以產生一電磁場。軟性線路板配置於線路 板上，且具有一膠片以及位於膠片之一底面的一導磁金 屬’而膠片與平面相隔—間距，其中導磁金屬適於受電磁 場之磁力作用而接觸感應線路。 在本發明之一實施例中，上述之軟硬板結合的微機電 開關，其中感應線路為一迴旋式線圈，而電磁場於平面的 法線方向上具有一向下磁吸力。 # 在本發明之一實施例中，上述之軟硬板結合的微機電 開關，其中膠片於未受電磁場之磁力作用下大致上平行於 平面，且於受電磁場之磁力作用下彈性彎折為一弧形。 在本發明之一實施例中，上述之軟硬板結合的微機電 開關更包括多個凸塊，支撐於該線路板與該軟性線路板之 間。 在本發明之一實施例中，上述之軟硬板結合的微機電 開關，其中線路板具有多個第一接塾，而軟性線路板具有 多個對應於這些第一接墊的第二接墊，各凸塊電性連接於 ® 各第一接墊與各第二接墊之間。 ' 在本發明之一實施例中，上述之軟硬板結合的微機電 開關’其中軟性線路板具有至少一内接塾，配置於膠片的 底面，而導磁金屬形成於内接墊上，且面對感應線路之一 接觸部。 在本發明之一實施例中，上述之軟硬板結合的微機電 開關更包括一抗氧化層，覆蓋於導磁金屬上。 在本發明之一實施例中，上述之軟硬板結合的微機電 7 201005782 ^^v/twx.Joc/n 開關，其中軟性線路板還具有一外接墊以及一外層線路， 分別位於膠片之一頂面上，而内接墊經由外接塾與外層線 路電性連接。 ^ 在本發明之一實施例中，上述之軟硬板結合的微機電 開關，其中感應線路之周圍包括一磁性包覆體。 在本發明之一實施例中，上述之軟硬板結合的微機電 開關，其中導磁金屬的材質包括氧化鐵、氧化鎳、氧化鈷 Φ 或氧化鎂鋁。 在本發明之一實施例中，上述之軟硬板結合的微機電 開關’其中導磁金屬的材質包括鐵、鈷、鎳、釓或其合金。 本發明因採用一種軟硬板結合的微機電開關，利用軟 性電路板的可撓性，除可替代原矽基材料，且製造流程更 加簡便及谷易控制。再者，因使軟硬板結合而成，可提高 空間運用的靈活度，軟板可因應各式需求而予以進行變 更’不需要將整個元件進行重新加工，因此可增加使用上 的便利性。 φ 為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特 舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。 【實施方式】 圖2是本發明之一實施例的一種軟硬板結合的微機電 開關示意圖。請參考圖2，此微機電開關2〇〇包括一線路 板210以及一軟性線路板22〇，其中線路板21〇具有一载 板212以及至少一感應線路214。 uoc/n 201005782 圖3疋圖2載板及感應線路的俯視圖。請同時參考圖 2及圖3’載板212可為一矽基板、玻璃基板或塑膠基板等， f板212具有—平面S ’使感應線路214能以微影與蚀刻 等方式鋪設於此平面S上，且形成一迴旋式線圈，用以使 感應線路214藉由這種層疊環繞的方式產生一電磁場，並 作用於軟性線路板220上。在此實施例中，此迴旋式線圈 並未限定鋪設方向，其可為順時針（如圖3所示）亦可為 鲁 逆時針方向，此二方向的線圈分別於施加電流後產生的電 磁場皆可適用於本發明。 在本發明之另一實施例（未繪示），感應線路可為同 心圓式線圈，並未限定為上述實施例的迴旋式線圈，且接 觸部可配置於另一導通線路，與感應線路彼此獨立運作。 在此實施例中’同樣可藉由感應線圈造成之電磁場使磁導 金屬222與接觸部互相接觸後，而藉由導通線路與外部線 路進行電性連接。 軟性線路板220配置於線路板210上，其具有一膠片 • 221以及位於此膠片221的一底面W的一導磁金屬222與 一内接墊224。膠片221可由高分子聚合物，例如聚醯亞 胺（Polyimide) ’製造而成。膠片221可藉由多個凸塊230 支撐於線路板210上，且與平面s相隔一間距。 而磁導金屬222則可由鐵、鈷、鎳、釓或其合金，以 及其氧化物或其他具有氧化鎂鋁結構的導磁材料所製成。 導磁金屬222位於膠片221的底面S，並形成於内接墊224 上，且面對感應線路214的一接觸部214a。另外，為避免 9 a〇c/n 201005782 222容易產生氧化影響線路冑通，可於其表面覆 ^几氧化層225，用以作為避免導磁金屬222氧化的防 瘦增。 當軟性電路板22〇受到電磁場之磁力作用時，導磁金 屬222於平面s的法線方向產生一向下磁吸力f，進而帶 動膠片221向下彈性彎折為一弧形，使磁導金屬222盘接 觸部214a互相接觸造成軟性電路板22〇與載板212上^感 應線路214產生電性連接。此時即為此微機電開關200 p巧 啟狀態。 當取消施加於感應線路214的電流時，感應線路214 便無法產生電磁場，使得未受向下磁吸力F作用的軟性線 路板220恢復初始平行於平面s的狀態，導磁金屬222遠 離感應線路214，使微機電開關2〇〇呈關閉狀態。 在此實施例中，膠片221由高分子聚合物製成，因其 彈性係數比矽材料低，因此具有較高的靈敏性，且由於膠 片221具有可撓性（Flexibility)，因此受到巨大形變或機 • 械應力時亦不會因材料疲勞而使元件失效。 在此實施例中，凸塊230除作為支撐與接著軟性電路 板220於線路板210上之外’更提供作為一導通媒介，使 線路板210的多個第一接墊216能與軟性線路板220上相 對應的多個第二接墊223互相電性連接以構成迴路。 再者’軟性線路板220還具有一外接塾226與一外層. 線路227 ’其分別位於膠片221的一頂面τ上，當導磁金 屬222與感應線路214接觸時，將感應線路214的電流經 201005782 aoc/n 過抗氧化層225、導磁金屬222、内接墊224以及外接墊 226 ’使其與位於頂面τ的外層線路227產生連接。因此， 可經由上述方式’使線路板210與軟性線路板220得以電 性連接且訊號導通。
在本發明之另一實施例（未繪示）中，微機電開關2〇〇 因線路板210與軟性線路板220已藉由凸塊230構成迴 路，故並未限定如同上述實施例中，當導磁金屬222與感 應線路214接觸時是微機電開關2〇〇的開啟狀態，此時微 機電開關200亦可是關閉狀態。 圖4是本發明之另一實施例的一種軟硬板結合的微機 電開關的示意圖。與上述實施例不同的是，配置在载板212 雙面的感應線路214的周圍包括一磁性包覆體24〇，其目 的在於當施加電流於感應線路214肖，可使產生的電磁場 作用於磁性包覆體240，使其產生與原電磁場同方向的另 二電磁場，因而此二電磁場加乘後可增加此區域的磁通 ，，確保有足夠的向下磁吸力F將導磁金屬222與感應線 路214互相吸引接觸。 、、’示上所述，本發明因採用軟硬板結合的微機電開關， =製作流程上可減少原本半導體製程中繁複的過程與手 、、只，且可將軟板與硬板各自完成所需的 以 合，因此在製造上魏佳的靈活度_紐/再予以、，，。 再者，以高分子聚合物製成的軟板，因其具有 :==性，更能承受較大的受力與位移而不致因材 枓疲勞而a。且另-方面，軟板製程具有較雜料低的 11
Lioc/n 201005782 生產成本’在封裝技術與批次量產性上更能符合實際生產 需求。因此本發明之軟硬板結合的微機電開關具有較佳的 應用性與生產性。 —雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何所屬技術領域
==之精神和範圍内，當可作些許之二二不 H本U之保護範圍當視後附之中請專利範圍所界定者 【圖式簡單說明】 圖1是習知一種磁性懸臂樑開關的示意圖。 圖2是本發明之一實施例的 開關示意圖。 一種軟硬板結合的微機 電 圖3是圖2載板及感應線路的俯視圖。 圖4是本發明之另一實施例的一種軟硬板結合的微 電開關的示意圖。
【主要元件符號說明】 100 :磁性懸臂樑開關 110:懸臂 120 :基板 130 :鐵磁材料 140 :觸點 150 :平面線圈 12 201005782aoc/n 200 :微機電開關 210 :線路板 212 :載板 214 :感應線路 214a :接觸部 216 :第一接墊 220 :軟性線路板 221 :膠片 ® 222 :導磁金屬 223 :第二接墊 224 :内接墊 225 :抗氧化層 226 :外接墊 227 :外層線路 230 :凸塊 240 :磁性包覆體 ❿ F:向下磁吸力 S :平面 Τ :頂面 W :底面