TW501151B

TW501151B - Photolithographically-patterned out-of-plane coil structures and method of making

Info

Publication number: TW501151B
Application number: TW090111802A
Authority: TW
Inventors: Christopher L Chua; Francesco Lemmi; Schuylembergh Koenraad F Van; Jeng-Ping Lu; David K Fork
Original assignee: Xerox Corp
Priority date: 2000-05-17
Filing date: 2001-05-17
Publication date: 2002-09-01
Also published as: US7284324B2; US7000315B2; DE60122343T2; US20030179064A1; DE60122343D1; EP1729174B1; US20050270135A1; JP4813739B2; US20030027081A1; EP1301827B1; EP1729174A1; US6947291B2; EP1301827A1; JP2003533897A; EP1301827A4; US6856225B1; WO2001088612A1; DE60142714D1; ATE336738T1; AU2001261322A1

Description

501151 A7 , ______ B7___ 五、發明說明（丨） [本發明之背景] 本發明槪有關於應用在積體電路、電路板與其他裝置上的光刻-圖案化、離平面的線圈結構。 [相關技藝描述] 用於將積體電路或晶片電氣連接到電路板或其他裝置之標準接合技術，包括了打線接合、垂片接合、焊錫突塊接合。圖1顯不一個接點焊墊3，該者係形成在晶片2上 ’打線接合於某相㈣應而形成在基板1上之接點焊墊3。該等接點焊墊3係藉由接線4電性連接、或接合。由於晶片2通常是具有數十個甚或數百個接點焊塾3，因此將晶片2上的各個接點焊墊3予以打線接合到基板1上相對應之接點焊墊3會是一種勞力密集、昂貴且緩慢的作業。此外，該些接點焊墊3必須要夠大以容納接線4和用以產生 g亥打線接合之打線接合裝置的正確度。因此，該起接點焊墊3會被製作爲比起相較於補償該些接線4與打線接合裝置之尺寸限制所必要者爲大。圖2說明構成在晶片2上的接點焊塾3，該者係垂片接合於基板1上相對應之接點焊墊3。一個彈性基板5，具有構成於其底部表面處之導電線路，會被強迫靠置於該接點焊墊3。一非等方性黏劑(未以圖示)係被置於該接點焊塾 3與彈性基板5之間。當該彈性基板5被壓而靠向該接點焊墊3時，該非等方性黏劑與構成在彈性基板5上的導電線路會倂合以完成諸接點焊墊3間的電氣連接性。即如打 ...........................—— __3__ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚)'~ -----〜 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

__I---- _____I I--IAW--I I — — — — —----I 501151 A7 五、發明說明（> ) 線接合’垂片接合也會受到產出損失與昂貴成本的影響。而諸接點焊墊3高度的不規則性，會造成該彈性基板5壓向於諸接點焊墊3上的非均勻接觸力度。這種非均勻接觸力度的意思是，某些接點焊墊3將不會適宜地被接合到該彈性基板5上。另一種用以將構成於晶片2上之諸接點焊墊3，接合到基板1上的諸接點焊墊3或是接合到某些其他裝置之傳統方法，就是焊錫突塊接合。圖3顯示一晶片2，反置以露出諸接點焊墊3朝向該基板丨。「覆晶」這個名詞係導源於該晶片2的倒置狀況，因爲該晶片2係「翻置」以讓諸接點焊墊3朝向該基板1，相較於垂片接合和打線接合兩者’在此晶片2上之諸接點焊墊3係朝離於該基板1。在標準的覆晶接合作業裡，該些焊錫突塊6係構築於該基板1的諸接點焊墊3上。可藉由將該晶片2的諸接點焊墊 3壓向該些焊錫突塊6，而達成諸對應接點焊墊3間的電氣連接。覆晶接合是打線接合與垂片接合兩者的一項改進結果。當晶片2被壓向於該些焊錫突塊6時，相當軟的焊錫突塊6會易於永久形變。焊錫突塊6的這種形變確可補償諸接點焊墊3高度的某些不規則性，以及任何迫向該晶片2 朝於該些焊錫突塊6之不均勻的接觸壓力。然而’覆晶接合確易受該些焊錫突塊6的機械性與熱性變化所影響。如果該些焊錫突塊6高度不均或是假使該基板1既已彎曲，則諸接點焊墊3與諸焊錫突塊6間的接 _-........................................ 4 ___ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 ri97公爱) 一 {請先閱讀背面之注*事項再填寫本頁) m ϋ ϋ «I 一 = 0 fs m ί-Ι 線丨#- 501151 A7 五、發明說明（七） ^ 觸之處會出現斷裂。同時，倘若迫使該晶片2朝下於該些焊錫突塊6的接觸壓力不平均，那麼諸接點焊墊3與錫突塊6間的接觸之處或將失效。 α 圖4Α與4Β說明一種用以建立這兩種裝置之間暫時性電氣接觸的標準技術。具有諸多探針8的探針卡7會經由實體性地將諸多探針8壓置於諸接點焊墊3上而接接點焊墊3。這種諸探針8與接點焊墊3之間的實體接觸女可產生一5者探針8與構築於基板丨上的線路9間之電氣、、車接。米k 該些探針卡7通常是用於僅產生諸探針8與接點焊墊 3之間的暫時性接觸，因此裝置1〇可加以測試、詢查與之裝置10可爲—顯示電極矩陣，該者係主動矩g 式液晶頌示器之部分。裝置10的測試，諸如液晶顯示電極矩陣，可更爲徹底地描述於同申請人之申請案件 34053，與本案共同申請及共同審查中，且倂入本發明引用參考。 . 該等探針卡7通常具有比起僅供測試液晶顯示器方面更多的應用。任何具有眾多與相當小的接點焊墊3的裝置 10，即類似於如晶片2中所觀察而得者，皆可利用該探針卡7而加以測試。不過，用以製造探針卡7的標準技術極爲耗時且屬勞力密集者。各個探針卡7必須專爲特定裝置 10而依客戶量身自訂。通常，諸探針8係按手工方式構築於該探針卡7之上。由於諸探針卡7係量身定做且相當昂貴’該等探針卡7 一般是不會製作以一次就接觸裝置10上 -- — 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公ίΐ 一一· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · n n n n I n n saJI If n n n ϋ it n I n n n 1 501151 A7 __ B7 五、發明說明（所有的接點焊墊3。因此，任一卓次裡，僅裝置1 〇上某起局部可與之通訊、測g式或σ旬查，此需要移動該探針卡7以便對整個裝置10進行通訊、測試或詢查。也可用該探針卡7來測試晶片2，而同時該晶片2仍屬某單晶砂晶圓之一部份。迨種探針卡7之一款係由光刻圖案鍍層製程所構成’即如Corwith在其1995年2月 Advanced Packaging之「晶粒層級的探測丄乙文中第26 一 28頁所揭示者。光刻圖案鍍層製程可產生具有與標準探針卡7大致相同之設計的探針卡7。然而，這種新款的處理似可將生產探針8的方法自動化，而得避免按手工方式構築該些探針8。並且，該文中揭示一探針卡7，於靠近該些探針8的頂端彎曲，即如圖5所示。探針卡7的彎曲設計可使得該些探針8按某角度而接觸到該接點焊墊3。當該探針卡7將該些探針8推入該接點焊墊3時，即出現一機械式抓取動作，讓該些探針8穿透構成於該接點焊墊3上層表面上的氧化物。不過，所有的標準探針卡7會受限於測試按線性陣列方式所排置的接點焊墊3。同時，該些探針卡7對於基板1 上接點焊墊3高度的變化、基板1的不規則性或彎曲，以及溫度變異性極爲敏感。矽質基板上的小電感器的整合，在過去的15年間一直是全世界硏究的重要主題。這項努力係爲整合矽上線圈與砷化鍺積體電路(1C)之期望所驅動。然而，到目前所提出的結構一直屬於裝置變化，唯因技術限制之故，線圈繞線 ____6___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） n n n n n i i I I— I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · I I . 線蜂— 501151 A7 ___B7 _ 五、發明說明（（；）幾乎總是按平行於底層基板而以螺旋方式所實作。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 這些平面內含的架構具有兩項主要缺陷。當製作於像是矽質而屬略導性之基板上時，線圈磁場會於底層基板內感應出渦旋電流。這些電流造成會導致線圏耗損的電阻消散。而當線圈按高頻而運作時，就會出現第二個問題，其中集膚與鄰近效應會迫使線圈電流沿著導體的外表而流動。對於一般導體且按所欲頻率爲如900 MHz、1.9 GHz和 2·4 GHz無線通訊的情況來說，其「集膚深度」約爲2到3 μ m。線圏導體的AC電阻會顯著地高於其DC電阻，因爲並無全然運用該導體的剖面之故。圖31說明在運作在高頻時，平面內含式線圏的電流分布狀況。線圏裡較暗陰影區域表示較高的電流密度。而如圖31A的碟形線圏具有集中在繞線外部邊緣處的電流分布情況。因此，加寬導體僅僅是徒增導體的未用部分，而並不能降低AC電阻。這個情況可相比於典型的離散元件、平面離出線圈，即如圖31B所示，其中可僅僅藉由加寬導體寬度來減少該AC的電阻。以往確已針對這些相關於平面內含式感應器線圈之缺陷提出並加嚐試許多解決方法。例如可藉由飩刻去除該線圏底下的基板來減少渦旋電流。但是，這種方式並不實際，因爲這會犧牲結構整體性，並破壞矽質基板上的既有電子電路。爲降低如圖31A內之裝置的AC電阻，可利用諸如LIGA的微型機械加工技術而將導體做得極厚（參見A. Rognei*等人所著「LIGA技術-其係爲新的機會」，出版 ______7 _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 501151 A7 B7 ---_— ' 五、發明說明（b ) 於 1992 年 J· Micromech. Microeng·，第 2 冊，第 133 - 140 頁）。但是，處理高縱橫比之結構極爲困難且成本昂貴。現已提出各種平面離出式技術。例如，Chukwimenye Stanley Nnebe在「機械突出的微型機械加工可變電感器線圈」（www.ee.cornell.edu/MENG/Abstracts/tien.html)中即說明一種平面離出式可變電感器結構。i亥結構首先是基板的表面上多晶矽之金質材質化條帶，接著是透過絞鏈系統將該者予以提高與緊束，俾於該接觸處構成一個三角形幾何物。在設妥該線圏後，可接著透過某項由四個梳形驅動共振器（各運動方向上具有兩個梳形驅動共振器）所控制之撞擊系統，來啓動表示該磁場核心的滑動器。經由線圏而插置磁性核心會影響到發展於線圈周圍的磁場線束，並因而會按此改變該電感。該電感器的諧調範圍是由這項效應所設定，同時，可藉由細密控制彼等四個共振器而獲得可靠資料，這四個共振器可啓動該滑動器並穿過線圏令其移動某段有限距離。

Robert Marcus等人在國際PCT申請案號WO 99/18445，申請於1998年10月2日，標題爲「微型機械加工元件與其製造方法」乙案中即揭示一種藉沉積兩個在某犧牲層上具有不同熱性膨脹係數之材質層、移除該犧牲層，然後再加熱該懸桁結構直到部分地自內彎曲而其本身之方式所構成的線圈結構。線圈的終止係藉由圖案化一'個繫線彡而至該懸衍結構的尖贿而達成。當該犧牲層被移除並且該懸桁被加熱之後，該懸桁本身係捲曲，使得該繫線端 _^___8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A^規格（210 X 297公釐)^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 龜 —i ί ί i n 1 —ill — — n n 1 — — — — — III — . 501151 A7 _ B7 r 崎11— ———一—————一 — "" - 川_ 旧刪酬-圓1- 五、發明說明（，7 ) 扭曲。不過，對於製作矽質基板上諸密集緊緻、既加整合之完電感器陣列和其他結構而言，這種方法與結構卻不夠實際。像是行動電話、呼叫器、GPS接收器、資料倉儲管理 RF識別標記、無線電腦LAN、個人數位助理以及衛星通信等等的無線通訊裝置亟需可被整合於晶片上的低耗損電感器。尤其是，小型可攜式裝置會要求最小可能功率消耗以延長電池壽命，以及最大電路整合俾降低裝置尺寸與PC 板複雜性。低耗損電感器的要求是由一方面電力消耗情況與另一方面低耗損電路被動元件（如電感與電容）之需求兩者間的基本取捨結果所驅動。降低無線電電路內的電晶體偏壓會減少功率消散，不過也會顯著地劣化放大器增益、震盪器穩定性和濾波器選擇性。利用低耗損被動元件是爲克服這個問題的唯一可用技術。在0.1 - 100pF範圍的低耗損電容可正常地整合於現今的晶片內。然而，即便是最新進的整合式線圏架構，用於整合式RF設計裡仍屬過於耗損。因此，現存所有的RF晶片組皆仍受限於利用離散的電感器，構成目前與日聚增之小型化應用項目的面積瓶頸之處。現代的無線設計通常是執行於較低的GHz頻帶內。行動電話的標準頻率爲900MHz、1.8MHz、1·9ΜΗζ和 2·4ΜΗζ，而900MHz爲數位無話線電話的選定頻率。410 -43〇MHz、870MHz以及900 - 930MHz頻帶則使用於無線RS - 232、電腦LAN和RF識別作業。在這些100MHz ——…———_ ____9 ____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ____ 訂----- ft 501151 κι ————___Β7 _ 五、發明說明（I ) 到GHz頻率裡，被動元件的選擇通常會是，對電感而言爲 1到30nH，而對電容來說則爲1到3〇pF。而超外差式接收器的中頻爲40到350MHz，該者對應爲被動元件的100到 lOOOtiH和10到l〇〇pF之數階。雖然〇.lpF到100pF範圍的高品質晶片上電容係屬常見，但是能夠符合低耗損要求的整合電感與整合可變電容目前仍非屬可用。得被整合於晶片上的可變電容(varicap)也是需求迫切。當代無線收發器的標竿架構仍屬超外差架構，該者係利用電感與可變電容兩者。可變電容爲應用在諸多無線裝置之超外差架構電路的關鍵元件。含有電感與電容兩者的超外差架構電路目前仍無法被整合入商業裝置的單一晶片內，並因而呈現出的一個裝置小型化瓶頸。爲於單一晶片上實作出全超外差無線架構所缺少的鏈結處，即屬具有品質因數至少30到50的電感、具有諧調範圍10%和品質因數 30到50的可變電容，以及具有品質因數ι〇,000或更多的震盪器。而製作電容的製程技術應可相容於製作電感的製程。目刖的無線裝置利用分散式離晶（off-chip)元件以實作超外差電路。超高Q値震盪器通常爲石英震盪器。同時也有許多個「電壓控制震盪器(VCO)」，分別會利用到至少一個分離的電感與~個分離的可變電容。由於這些分離元件，因此VCO會佔據掉許多RF電路區域內的絕大部分。能夠整合整個VCO於晶片上會要求新款的可變電容與電感器。 " ____ ίο___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21G X 297公爱) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂·--------線 -- 501151 A7 -- -——SL--—-----—- 五、發明說明（。丨）故存在一種對於微型機械加工線圏結構的需要，該者應可簡易製作，並不需要廣大的晶片面積。亦需要一種可加整合於諸如矽質之導電基板上的低耗損線圈結構與可變電容。在此亦需要一種整合線圈結構，其中繞線部分具有較低的電阻性。也需要一種製造線圈結構之方法，其中得按電氣方式閉合該線圈的繞轉處，產生一種可用的電氣結構。亦需要一種能夠產生適於高Q値整合被動的電感器元件之封閉式線圏結構的可製作技術。也需要一可供整合電感器與可變電容於晶片上的製作技術。 [本發明之槪要] 按此，本發明提供一種彈簧接點，該者可展現出焊鍚突塊覆晶接合方式的速度和簡易性，消除產生均勻焊鍚突塊或均勻接觸壓力的需要。本發明可進一步提供一種禪簧接點，該者具有彈性性質，可供彈簧接點以維持與一接點焊墊的實體接觸，即使是因接點焊墊高度、接觸壓力或熱性變化等諸多變異性亦然。本發明也提供一種具有構成於彈簧接點處之應力梯度的彈性彈簧接點，而這會使得彈簧接點彎曲朝離於該基板，並因而提供與該接點焊墊相符的接觸性。本發明可進一步提供一種探針卡，以及製作該款具有彈簧接點以取代標準式探針之探針卡的方法。本項發明之諸彈簧接點係由薄金屬條帶所製成上，該者係部份地固定於某基板上，並電氣連接於該基板之某接點焊墊處。該金屬條帶上未被固定於該基板之活動部分會 ____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）嫌 " ^ (請先閱讀背面之注意事頊存填寫本頁) 訂----1 線Φ 501151 A7 _— _B7 _ 五、發明說明（Λ ) 彎曲向上、朝離於該基板。當該裝置上的接點焊墊被帶到壓置而接觸於該金屬條帶的活動部分時’該活動部分會變形並提供與該接點焊墊相符之接觸。由於該金屬條帶係屬電氣導通性、或經鍍以一導電材質，因此基板上的接點焊墊會透過彈簧接點而電氣連接於該裝置上的接點焊墊。本發明另一個具體實施例可克服平面式線圈結構的缺點，這是在於本發明線圈結構將線圏軸相對於該基板平面係按平行方式放置，而非垂直放置。根據本發明，線圈結構包括一基板與一具有內含應力縱面的彈性構件。該彈性構件包括一固定於該基板上的第一錨部、一迴圈繞線與一連接於該基板的第二錨部。該第二錨部與該迴圏繞線首先是固定於該基板上，不過會被從基板上釋放以分離於該基板。該彈性構件的內含應力縱面會偏移該第二錨部而朝離於板該基板，構成迴圏繞線並使得該第二錨部接觸到該基板。結果線圏結構即爲離出該基板平面。該迴圏繞線亦可含有諸多轉折處。可採用各種技術來定位該第二錨部朝離於該彈性構件的起點，就切線方式或沿軸方式皆可。如果該第二錨點係切線置於該起點，則迴圈繞線通常是按圓形外型，即該第二錨部會在與該第一錨部相同的垂直平面內接觸到該基板。可採取各種技術來定位該第二錨部切線朝離於該起點。例如，可將某機械性停止器可以被定置於該基板上的所欲位置處。或另者，亦可像是藉由增附一均勻地跨置於該彈性構件某局部橫寬處之負載層，或是圖案化某一或諸多均 —____12^____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂--------- 線丨—！ 501151 A7 __B7___ 五、發明說明（）勻佈於該彈性構件某局部橫寬處的開口或孔洞’藉此方式來改變該彈性構件的曲率半徑。如果該第二錨部係按沿軸朝離於該起點或第一錨部的方式所置放，則該迴圏繞線一般會是螺旋外型。現有許多技術可用以構成螺旋外型的迴圈繞線。例如’可將均勻應力非等方性引入於該彈性構件內，這會在既以釋放之層處產生螺旋形變結果。或另者，可改變該彈性構件的曲率半徑以引入螺旋形變。這可藉由按位置的函數來改變該彈性構件之內含應力縱面而達成。也可另由讓該最終迴圏繞線具有兩個（或更多）不同曲率半徑，藉此來構成螺旋形繞線。這可藉由例如在釋放之前先於彈性構件裡按非對稱方式構成一個或多個開口，或是於該彈性構件局部上按某一角度構成一負載層而達到（當釋放時，該負載層的重量會造成該迴圏繞線產生軸向位移結果）。可採用各種技術來將該第二錨部連接到該基板處。例如，該第二錨部可加焊接或經電鍍於該基板上。各個錨部可被接附於一金屬接點焊墊，供以電氣連接到該電路中其他的元件。最好該彈性構件係以導體材質所構成。或另者，可將一層像是金質或銀質之導體材質電鍍於其內部表面、外部表面或雙面處。本新穎結構首次可供將次毫米尺寸高Q値電感器整合於絕緣和導體基板上。當製作於像是矽質的導體基板上時，比起現有的平面內含式微型線圈來說，該線圈結構會產生少得許多會截切於基板的磁性束線，而這個會使得感應 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) *1111 -線岭 501151 A7 _____ _B7_________ 五、發明說明（、> ) 於基板內的渦旋電流較少，以及較低的線圏耗損。此外’ 本線圏結構可用於電感器，該者可與極適於限制磁場的環狀架構相容。這項性質可讓多重微型線圈得以緊緻地裝封而無須彼此互爲耦接。在以高頻運作時，集膚與鄰近效應會增加線圈電阻。而與平面內含式微型線圈不同之處’就在於平面離出式線圏結構可簡易地被設計爲低電阻運作’ 而不必複雜的高縱橫比處理。這種平面離出式線圏結構也會與像是廣泛應用之中心分接式電感器與變壓器等諸多微型線圈具體實施例相容。根據本發明，一種用以構成線圈結構的方法，包括於基板上沉積一層彈性材質，該彈性材質具有內含應力縱面。該彈性材質層接著會被光刻圖案化處理而爲一彈性構件。在該圖案化結構下方的基板局部會被深入蝕刻以從基板處釋放出該彈性構件的某活動部分，該彈性構件的某錨部則會維持固定於該基板上。該彈性構件內的內含應力縱面會將該彈性構件的活動局部偏移離於該基板，構成一迴圏繞線並使得該活動端接觸到該基板上某點。接著，可藉由例如焊接或電鎪而將該活動端連接到該基板上。在從基板移除掉諸犧牲層的過程中，該內含應力會將含有金屬的條帶彎曲移入某電感線圈的轉折處。製造微型線圈結構會要求對線圈的幾何性加以控制，特別是線圈半徑，以及如有出現應力非等方性，則亦包含線圈諸元的螺旋節距。假使例如該迴圈具有固定的曲率半徑r，並且釋離局部的長度爲2or，則活動端會自然地回返到該迴圈的 _ 14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） —i In ί i a— I m I I— m -II I flu s HI ϋ n m In*-9 n Hi HI UK m n n· I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 501151 A7 ______B7 _ 五、發明說明（A ) 起點處。藉由在離於該起點某位置處置放一機械性停止器，即得置放與錨定該活動端。藉由將基板上的諸多迴圏連接於接點焊墊，而該者係自某迴圏的起點延伸到鄰近迴圏的接點而產生一螺旋體，即可利用這種迴圏來產生磁性結構。在另外的具體實施例裡，彈簧的活動端係相對於該起點沿軸及/或橫向地而位移，藉以提供對鄰近諸迴圈襯墊的接觸。可藉由例如像是焊接、導體黏著、熱壓接合或電鍍方式來產生永久的機械性和電氣性接觸。本發明之一特點在於可知藉由經加工置入該沉積金屬之應力非等方性的方式，來產生受控直徑與節距之螺旋線圏式結構。螺旋扭曲性可提供有用的特性，即彈簧的活動端會被從起點縱向（或是沿軸方向）位移。基本上，這可供構成一含有多重轉折而無須中斷彈簧金屬的連續性電感器。這也可將超過一個以上待加以連結的轉折分段藉以產生一電感器。這些結構可減少線圏封閉互連的數目，並因而得以將互連對於電感器品質因數的影響最小化。本發明另一特點爲關於產生被賦有非固定半徑性質之線圏轉折。這可讓彈性構件的活動端能夠接觸到某個異於該迴圏起點的點處，該點係與該起點相切、或是與該起點沿軸位移之處。一旦離該起點的點處係爲電氣連接，則未昇起之金屬部分可被用來作爲朝往該電子電路上任何其他點處的流跡路徑，包括朝向另一電感器迴圈。現已提出諸多改變曲率半徑的方式，包括改變沿該彈性構件的內含應力縱面、沿該彈性構件局部而沉積一負載層以及在該彈性本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)a4規格（21〇 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 501151 A7 ________Β7_ __ 五、發明說明（4) 構件內光刻圖案化諸多孔洞。一種新穎的高Q値可變電容係包括〜基板、一固定於該基板的第一導電層、一固定於該導電層局部的介電層、以及一具有錨部與活動部的第二導電層。該錨部係固定於該介電層，而該活動部起先是固定於該介電層，但之後會自該介電層釋放而成爲隔離於該介電層。在該第二導電層內的內含應力縱面會偏移該活動部而朝離於該介電層。當一偏壓被施加於該第一導電層與該第二導電層之間時，該活動部內的靜電力會將該活動部彎曲朝向該第一導電層，藉以增加電容器的電容。製造本發明的技術可用以產生一採用線圏結構和可變電容的可諧調式LC組合，以提供矽晶片上完整的超外差式無線架構。 [圖示簡單說明] 本發明將按後列附圖詳細說明，在此參考編號係指近似元件，且其中：圖1顯示打線接合於基板上的晶片；圖2顯示垂片接合於基板上的晶片；圖3顯示焊錫突塊接合於該基板上的晶片’ 圖4A與4B顯示接觸於某電子裝寘的探針卡；圖5顯示具有一斜角探針之的探針卡；圖6爲在某一未形變之自由狀態下的弾簧接點’以及在當接觸於某接點焊墊時既已形變的彈簧接點； ____________16 _一本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 象 --訂---------線1泰 501151 A7 _______E__ 五、發明說明（Λ ) 圖7爲不具應力梯度的金屬條帶；圖8爲用以決定因應力梯度而生之彈簧接點曲率的模型；圖9顯示用以決定施於該彈簧接點尖端處上之反應力度的模型；圖10至13顯示某一構成彈簧接點之方法的諸多步驟圖14爲在一灘鍍沉積鎳-锆合金中的薄膜應力按電漿氣體壓力函數之圖形表示；圖15爲該彈簧接點之上視圖；圖16A與16B爲用以測試諸彈簧接點對之接觸電阻的裝置；圖17爲諸彈簧接點對所偵得之電阻的圖形表示；圖18爲彈簧接點之接觸電阻按該接點焊墊與該基板間距離爲函數的圖形表示；圖19爲具有平坦端之彈簧接點；圖20爲具有點尖端之彈簧接點；圖21爲具有兩個點t在尖端之彈簧接點；圖22爲在尖端具有諸多點處之彈簧接點；圖23爲於尖端具有可變形垂片之彈簧接點；圖24爲當受壓於接點焊墊而具有既已變形垂片之彈簧接點；圖25爲具有諸多電氣接合於某基板之彈簧接點的晶片 9 _________ 丨丨.丨丨丨 17 ________ 本^尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) ' * -- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

I rj _ -· ϋ ft ϋ n el t§ In·-I MM·· *··ΜΙ ·Ι·····Ι ·· a··· MM· I 501151 A7 ______B7___ 五、發明說明（A ) 圖26爲接合於一防塵蓋，並具有諸多電氣接觸於某基板之彈簧接點的晶片；圖27爲接合於某基板，並透過具有防塵蓋之晶片上諸多彈簧接點，而得電性接觸於某基板之晶片；圖28爲藉由具有諸多彈簧接點之中介性晶圓而電氣接合於某基板的晶片；圖29爲具有諸多用以測試某電子裝置之彈簧接點的探針卡；圖30爲液晶顯示器與一用以測試該顯示器運作的裝置圖31A與31B爲分別按碟狀與電磁圈，說明於高頻時其電流分布狀況之剖視圖；圖32爲沉積於某釋放層上之應力梯度薄膜的堆疊剖視圖；圖33爲固定半徑線圏結構；圖34爲一序列固定半徑迴圏之SEM顯微圖；圖35A至35E爲由一序列連通迴圈所構成之多重轉折線圈；圖36A至36C爲以一機械性停止器設置於該第二錨部圖37爲如圖36A至36C之機械性停止器設置方式；圖38爲對於100 μ m線圈半徑之不同彈性構件長度的上視投影圖；圖39A至ME爲從各個斜角線圈而構成一多重轉折線 Τ—---— _____18_____ _——-— 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 雜 ^N I n n n ϋ n n n I n ϋ n n ϋ n «I ϋ I» ϋ 501151 A7 _ B7_ 五、發明說明（β ) 圈；圖40A與40B爲提供線圏間連接之方法；圖41爲環狀之電磁圈；圖42爲線圏分接圖；圖43爲簡式空氣核心變壓器；圖44A與44B爲具備間繞有主要及次要繞線之空氣核心變壓器；圖45A與45B爲具電鍍的透磁合金核心之電感器；圖46A與46B爲疊層金屬核心；圖47A至47D爲微型變壓器的兩個階段；圖48爲按變動之彈簧指向而生的不同螺旋節距；圖49爲由單一螺旋轉折線圏所構成之多重轉折線圏；圖50爲螺旋方式接連的多重轉折迴圈；圖51爲具有三個不同半徑之三段式彈簧圖式；圖52爲利用一負載構件所封閉之線圏；圖53橫向地接連之單轉折迴圏；圖54A與54B說明兩種具有變動性曲率半徑的結構；圖55爲根據本發明之可變電容的剖視圖；圖56爲可變電容相對於彈簧彈昇之圖式；圖57爲具有諸個別電容元件的大型可變電容陣列之上視圖；圖58沿圖57裡線段A - A之剖視圖；以及圖59與圖60係描繪一種可調諧的LC電路。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I «ΙΙΙΙΙΙ — — ΙΙίιιιιιιΙΙΙΙΙί — — — 501151 A7 B7 五、發明說明（J ) [元件符號說明] 1. 2. 3. 4. 5. 6. Ί. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 基板晶片接點焊墊接線彈性基板焊錫突塊探針卡探針線路裝置活動部錨部釋放層基板彈簧接點金屬層光敏材質虛線金質層彈簧接點之陣列底部基板鏈結接點焊墊陣列頂部基板 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) n H « ϋ 1 n »1 ϋ n n I n n n ϋ n ϋ I I— n n n — ϋ I I n 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 501151 A7 _ B7 五、發明說明（\(i ) 24. 黏著 25. 防塵蓋或是封罐 26. 晶圓 27. 探針卡 30. 頂處 40. 顯示圖案產生器 41. 測試信號分析器 42. 驅動晶片 43. 定址線路 44. 顯示模板 45, 感測器模板 46. 掃描晶片 61 a - 65a. 彈性構件 61. 結構 61c - 64c. 彈性構件 62c - 65c. 接點焊墊 66. 釋放窗框 66. 釋放窗框 68. 線圈軸 71. 機械式阻障器或停止器 81a - 85a. 彈性構件 81b. U形部分 81c· 頂端部分 81d. 頂端部分 __ 21 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I « cl n f— ti «n an I—- 一.：，^^ a —i Ha Bn ill ϋ —s n I n ϋ n- m n 501151 A7 B7 五、發明說明（/ ) 81e. 82c - 86c. 91. 92. 93. 94. 95. 100. 102. 104. 106. 108. 100. 120. 122. 124. 126. 127. 130. 132. 140. 142. 143. 144. 對稱性元件襯墊部分線圈軸線圈轉折分接點分接點分接點接合結構金質層應力梯度式薄膜金質層釋放層接合結構輸入/輸出輸入/輸出主繞線次繞線多重出方箭頭左方彈簧右方彈簧多重轉折線圏迴圈襯墊接點焊墊 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) m 訂— 線—釋本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 501151 A7 B7 五、發明說明） 150. 151. 152. 153. 156. 160. 162. 170. 172. 200. 202. 204. 206. 208· 210. 220. 224. 261. 263. 264. 266. 267. 268. 269. 多重轉折線圏金屬層釋放層金屬層介電材質層彈性構件開口彈性構件開口基板 SiNx 彈性構件厚型薄膜 NiFe核心絕緣介電層彈性構件迴圏微型彈簧匯流排連接器彈簧接點底部電極接點介電層大型底部導體層導體 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

I «III 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 501151 A7 五、發明說明（ 270. 280. 282. 284. 286. 290. 301. 302. 303. 304. 釋放層電容器頂端模板底部模板電容器頂端模板底部導體層點處釋放層外部線圈導體層彈性構件材質負載層 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂----- [早父佳具體貫施例詳細說明j 圖6說明一具有諸多彈簧接點I5的接合結構100之側視圖。各個彈簧接點丨5均包含一活動部u以及一固著於底層或釋放層13的錨部12，並且電氣連通於某接點焊墊3 3各15是由非常有彈細觀所構成，像是絡-鉬合金或是鎳〜銷合金。最好，該等彈簧接點15係由彈性導體材質所構成，然假使確已層覆或電鍍一導體材質’則彼等仍可依非導體或是半導體材質所製成。更佳者爲，該等彈費接點15係由具有1%含量之锆的鎳—锆合金所構成。錯質被慘入該合金以改善合金的彈性性質，而不致大幅影響到合金的導電性。當該彈性材質非屬導體時，該者至少某側會被層覆以一導體材質，像是金屬或金屬合金者。 24 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 501151 A7 _____B7__ 五、發明說明（>7Ί ) 該接點焊墊3爲通訊線路的端子末端，該者電氣傳通於構成在基板14上的某電子裝置，像是電晶體、顯示電極或其他電子裝置。該接點焊墊3通常是由鋁質所製成，不過亦可由任何導體材質所構成。釋放層13是由氮化矽、石夕、鈦或其他可蝕刻材質所構成。然而，該釋放層Π並非必要，且可予以免除。該釋放層13與該接點焊墊3構築在基板14上或高於此，而該者則是由一種像是氧化矽或玻璃或某印刷電路板或陶瓷或矽質或砷化鍺等材質所構成。即如圖7, 一條並不於金屬中內含有應力梯度的金屬條帶平坦橫臥。然而，即如圖8所示，當某均勻應力梯度被引入該金屬條帶時，該條帶會彎捲成弧形。接著構成各個彈簧接點15，使得如圖8所示的應力梯度會被引入於該彈簧接點15。當構成出該彈簧接點15後，含有該彈簧接點15的金屬層會被沉積，使得壓迫性應力出現於該金屬層的低部，而張應力出現於該金屬層的高部。圖8顯示出現於該彈簧接點15內的應力差値爲△ σ (即由頂部到底部間的應力差値）。該金屬層低部的壓迫性應力是由朝指向左端的箭頭所描述。而該金屬層高部的張應力則是由朝指向右端的箭頭所描述。該應力梯度(應力差値除以厚度)會造成該彈簧接點1.5彎曲成爲一個具有半徑爲r 的弧形。等式1即給定該彈簧接點15曲率半徑r値： 1-V」Δσ 25 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) m ---^ --------1 1 秦 501151 A7 ---- -B7___ 五、發明說明（4 ) 其中y爲該金屬的楊式模數，h爲構成該彈簧接點15 之金屬層的厚度，△σ爲應力差，而v爲該金屬的剪力模數。現再度參考圖6，r爲該彈簧接點15活動部11的曲率半徑’即如圖1所預示者，而7；爲將朝向該活動部11連接處之半徑線分離於該錨定處12和朝向該活動部11頂處30 之半徑線間的角度。等式2即爲按7? < 50。，給定從基板 14到該彈簧接點頂處30之近似高度b : 其中L爲該活動部11的長度，而r爲該活動部11的曲率半徑。由於該彈簧接點15最好是由高度彈性材質所製成，各個彈簧接點15可被推下到該頂處30並且變形，即如圖6 所示，但是不致出現塑形形變。一般，該裝置1〇1的接點焊墊3會向下施加力度於該頂處30，並且通導接觸於該頂處30。該彈簧接點15會阻抗這個施加於該頂處30的向下力度，並維持通導接觸於該接點焊墊3。當該頂處30的力度被釋放掉後，該彈簧接點會回返到其未形變狀態。如此，該彈簧接點15的彈性可讓該彈簧接點15進行無數次與不同接點焊墊3間的電氣連接’而仍可維持該彈簧接點頂處30和接點焊墊3間之電氣連接的整合性。一 _ 26_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 象訂--------—線— 501151 A7 B7 五、發明說明（<) 此外，該彈簧接點15最好是以抗潛變材質所構成。所以當該彈簧接點15因被某接點焊墊3向下壓迫於該彈簧接點頂處30，而在一個延長時段上變形時，該彈簧接點15 會阻抗該向下力度，並且將該彈簧接點頂處30推向朝於該接點悍墊3而維持電氣連通。圖9顯示一種用以決定該彈簧接點頂處30回應於該接點焊墊3向下壓迫該彈簧接點頂處30，而會對該接點焊墊 3所施加之力度Ftip量値之模型。等式3即給定該彈簧接點頂處30的反應力Ftip : (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

Fti tip wh2Aa 12χ (3) 其中w爲該彈簧接點15的寬度，h爲該彈簧接點15 的厚度，△ σ爲應力梯度，而X爲從該彈簧接點頂處30到該彈簧接點15首先碰觸到基板14的點處之水平距離。對於某給定寬度w、厚度h以及應力梯度△ σ，頂處 30的反應力Ftip爲與距離X成反比。因此，該反應力Ftip 會隨著該彈簧接點頂處30愈來愈靠近基板14而增加，因爲距離X會隨著該彈簧接點15摺疊且壓迫於該基板14而遞減，即如圖6所示。該接點焊墊3壓迫該彈簧接點頂處 30而逐漸靠近於該基板14會使得該反應力Ftip增加，如此. 可改善該彈簧接點頂處30與該接點焊墊3之間的電氣連接結果。遞增的反應力Ftip可讓該彈簧接點頂處30於該接點焊墊3處局部地變形，擴大該接點焊墊3與該彈簧接點頂 27 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 501151 A7 _________ _B7______ 五、發明說明（A ) 處30之間的接觸區域。圖10至13顯示在一種用來構成某彈簧接點15之方法中的數項基本步驟。在圖1〇中，一接點焊墊3構成於該基板14之上或高於此。並且，一釋放層13係構成於該基板14之上或高於此。然而，即如前述，該釋放層13非屬必要且可予以略除。在圖11裡，一金屬層16係沉積於該基板14之上或高於此。在本發明較佳具體實施例中，該金屬可爲如前述之鎳-锆合金。該金屬層16的某部分係電氣連接於或直接地接觸於該接點焊墊3，而該金屬層16的另一部分則係沉積於該釋放層13之上或高於此。現有諸多方法可供將該金屬層16沉積於該基板14之上或高於此，包括電子束沉積、分子束磊晶、化學氣相沉積與濺鍍沉積。最好該金屬層 16以ί女灑鑛丨几積爲佳。當濺鍍沉積某種金屬時，該待加沉積之金屬會被放置在一目標處，並被設定爲負的高電壓。電漿氣體流束，通常是氬氣，會被導向該目標處。電漿氣體與目標金屬之間的高電壓電位會產生離子，而加速朝向並轟撃於該金屬目標處。這項轟著結果會敲擊出細微的金屬目標粒子而游離 ’而被釋放出的粒子則會被導向到其表面處並沉積於此。 g亥金屬層16係按諸多子層16-1到16-η的方式而沉積到約爲1 μ m的最終厚度h。藉由替換內含於該金屬層16 各個子層16-1到16-η裡的應力，即可將應力差値△〇·引入於該金屬層16內，即如圖11所示，而各個子層16_χ具 _____28_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐] "一 ™ ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 藥丨丨丨

* I I I I

---I I 線 501151 A7 _ —_ B7__!__ 五、發明說明（）有不同的內含應力水準。可按照各種方式而於濺鑛過程中將不同的應力水準引入所沉積之金屬層16各個子層16-x內，這些方法包括將一反應氣體增加入該電漿氣體內、以某角度來沉積該金屬或是改變沉積角度，並且改變電漿氣體壓力。最好是藉由改變電漿氣體壓力來將不同水準的應力引入於該金屬層內爲佳，而該者又以氬氣爲適。圖14表示濺鍍所沉積之鎳-锆合金內的薄膜應力’與沉積作業所用之電漿氣體壓力兩者間的關係圖。對於約 lmToxr的低電漿氣體壓力而言，該沉積金屬內的薄膜應力係屬壓迫性。而隨著電漿氣體壓力增加，該沉積子層內的薄膜應力會改變爲張應力，並且隨著電漿氣體壓力增加而 f "-f L Λ;* 昇咼。最好，該金屬層16係按五個子層16-1到16-5所沉積。第一子層16-1係按1 mTorr的電漿氣體壓力所沉積，即如圖14內的編號1所表不。該第一'子層16-1爲該金屬層 16的最底層，並具有內含壓迫應力。該第二子層16-2爲係按約6 mToir的電漿氣體壓力而沉積於該第一子層16-1 之上。該第二子層16-2略具有內含張應力，即如圖14內的編號2所表示。接著，諸個子層16-3、16-4和16-5依序按約如圖Η之編號3、4與5所表示的電漿氣體壓力而沉積於逐個之上。按五個個別子層16-1到16-5的金屬層16沉積方法會產生具有應力差値Δσ的金屬層16,而該項於金屬層16 _____29________ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

— — — — — —— 111 — I I--- I 501151 A7 ______ B7___ 五、發明說明（4 ) 底部爲壓迫性，並會朝向該金屬層16的頂端而逐漸增加張力。雖然應力梯度會驅使該金屬層16彎曲成爲弧狀，該金屬層16仍會附著於釋放層13、基板14以及接點焊墊3並因此爲平臥狀態。在該金屬層16既已沉積後，該金屬層16會被光刻圖案化成爲彈簧接點15。光刻圖案化作業係屬眾知之技術，並常被應用於半導體晶片業界。一般可槪如圖11 - 13而來完成該金屬層16的光刻圖案化作業。一光敏材質π均勻地沉積於該金屬層16表面上。接著，將該光敏材質17按約120°F的溫度來軟性烘烤。然後再利用適當遮罩將該光敏材質17曝照於光線下，通常是紫外線光譜者。該遮罩可確保該光敏材質Π的各個區域可適當地受曝於光線，而該者可描釋出該彈簧接點15的二維視圖。一旦該光敏材質17既已受曝於適當的光線圖案後，即按約20〇°F的適當溫度來顯影與硬性烘烤該光敏材質17。然後蝕刻該彈性材質16以構成彈簧接點15。可採用不同的蝕刻方法，包括離子磨除、反應離子蝕刻、電漿餽刻以及濕性化學鈾刻。最好是按濕性化學蝕刻爲佳。例如，對該彈性材質16施加一濕性化學蝕刻劑，即一種硝酸溶液。該蝕刻劑可蝕除掉該光敏材質17上的適當區域’而這是由該光敏材質17諸區域究爲受曝或是未受曝於該光線，以及所採用之光敏材質17的型態來決定。當該光敏材質17的適當區域既已移除後，蝕刻劑會蝕除該彈性材質16臥置於該光敏材質17移除區域底下的區域處。該彈 ----3〇 ____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） • τ LFI 廉 n n n n n n —-1- ^ ^ f n HI i n n i n I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 501151 A7 _ B7_ —_ 五、發明說明（) 性材質16的剩餘區域可構成彈簧接點15。該彈簧接點15 的上視圖即如圖15所示。該彈性材質16上被蝕刻劑所移除掉的區域即如虛線18所描繪。接下來，即如圖12所示，會透過一種過度蝕刻作業將該彈簧接點15的活動部11從該釋放層13處所釋放。直到該活動部11確已釋離於該釋放層13處之前，該活動部11 皆附著於該釋放層Π處，並且該彈簧接點15橫臥於基板 14上。第二層光敏材質Π會被沉積於該彈簧接點15以及環繞於該彈簧接點15的區域之上。然後再利用適當的遮罩，將該第二層光敏材質17曝照於光線’並予以顯影與硬式烘烤。接著，對該第二層光敏材質17施加一種選擇性的蝕刻劑，並移除該第二層光敏材質17環繞該彈簧接點15的區域。這種蝕刻劑被稱爲選擇性蝕刻劑，是因爲在該第二層光敏材質Π環繞該彈簧接點15的區域被移除後，該蝕刻劑會繼續移除該彈簧接點15底下的釋放層13。位於該彈簧接點15上的第二層光敏材質17會阻抗該選擇性餓刻劑，並保護該彈簧接點15。該選擇性蝕刻劑蝕除掉釋放層 13的速度比該選擇性蝕刻劑蝕除該彈簧接點15的金屬爲快。這意味著該彈簧接點15會被從釋放層13所釋離，並因該彈簧接點15內的應力梯度而得以彎曲朝離該釋放層 13 〇 . 僅有該釋放層13在該彈簧接點15之活動部11底下的各區域會被予以過蝕刻。該釋放層13上按各個彈簧接點 15而過蝕刻的區域可如圖17的陰影區域所表示。這意味 ___ 31 _________ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----1------------- I —訂--------1 IAW1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 501151 A7 ___B7__ 五、發明說明（Y ) 著該彈簧接點15的錨部12可相對於該釋放層13保持固定，而不會拉離於該釋放層13。然應知悉用來將該彈性材質 16圖案化至該彈簧接點15之上的方法，並不會對該彈性材質16產生任何退火作用。一旦該活動部Π既已釋離於該釋放層13後’應力梯度會使得該活動部11彎曲並朝離於該基板14。該應力梯度仍會內含於該錨部12，並迫使該錨部12拉離於該基板 14 〇爲減少該錨部12拉離於該基板14的機會，.可對該彈簧接點15予以退火處理俾釋除該錨部12所含之應力。該項退火處理並不會影響到該活動部11 ’這是因爲一旦該活動部11既已釋離並且容許彎曲向上後，於該活動部11上即無待由退火處理予以釋除之應力留存。因此，應力梯度會留存於該活動部11裡，並且在退火處理後該活動部11 會保持彎曲向上而朝離於該基板Η。最後，圖π顯示一鍍覆於各個彈簧接點15外部表面上的金質層19。最好是利用該金質層19以降低該彈簧接點15內的電阻爲佳，但是可用任何其他導體材質予以替換。最好，利用電鍍製程來將該金質層19鍍於該彈簧接點 15之上爲宜。如有必要，可對該項過蝕刻方法另行增附額外的步驟以加改善。例如，可將蝕刻劑通道或細微框窗蝕刻嵌入該彈簧接點15的活動部11裡。該些蝕刻劑通道可運作以按較快接達方式提供該選擇性蝕刻劑予該釋放層13，_以加一 32 $張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱) ' ' --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線 501151 A7 ___ B7_____ 五、發明說明（W ) 速釋放活動部11離於該釋放層13的處理方法。同時，可將一硬式遮罩施加於該彈簧接點15的頂端表面，來確保萬一保護該彈簧接點15頂端表面的第二層光敏材質17失效的話，該選擇性蝕刻劑仍不會從該彈簧接點15的頂端表面將材質移除掉。既然構成該彈簧接點15的製程僅受限於光刻圖案化的設計規則，故可構成出數百個甚或數千個緊密倂合於該基板14上的相當小的區域內的彈簧接點15。彈簧接點15的典型寬度w爲40 - 60 Am。所以可按緊密倂合方式構成該彈簧接點15,其間距離10- 20Am。這可得出相鄰彈簧接點15的中心對中心之距離約爲50 - 80 λ m，而這是妥善位於一標準半導體晶片2上相鄰諸接點焊墊3間的通常中心對中心之距離內。爲測試該彈簧接點15在類似於那些焊錫突塊接合內所用之應用上的有效性，現已發展一種按以中心對中心間距 80 mm之彈簧接點15的測試陣列，即如圖16A與16B所示。四組彈簧接點15陣列20構成在底部基板21之上。四個對應之鏈結接點焊墊22陣列則構成於一頂部基板23處。該頂部基板23以及底部基板21會被倂合，藉以讓該彈簧接點15接觸到其對應之接點焊墊3。接著會測量跨於各組彈簧接點15電子導程間的電阻値R。圖17以圖形方式說明在測試裝置裡對於各彈簧接點組對所測得的電阻値R。在各個陣列內所測得的電阻値R通常會由左至右傾斜向上，這是因爲相較於在各個陣列內置 __ 33 iS"尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（21(^ 297公釐）-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --訂·--------線- 501151 A7 ___B7____ 五、發明說明（> ) 放在左端的彈簧接點15，置放在右端的彈簧接點15所增加導體長度之故。而各彈簧接點15組對所測出的約近25 - 30歐姆電阻値，多數是因爲延展於該彈簧接點15和該接點焊墊3間之導體的長度與幾何性所產生。圖18顯示該彈簧接點15與其對應之接點焊墊3間之連接的總電阻値。即如圖18所示，約1.5歐姆的電阻是因電接至該接點焊墊3和該彈簧接點15的導體所產生。約 0.2歐姆的電阻是因該彈簧接點頂處30的外型所產生。至於剩下的電阻，約0.5- 0.8歐姆，則是因爲位於該接點焊墊3和該彈簧接點頂處30間之介面的電阻。一般說來，該接點焊墊3和該彈簧接點頂處30之間介面上的電阻會隨著高度b減少而降低。即如前述，該彈簧接點頂處30施展於該接點焊墊3上的反應力度Ftip，會隨著該接點焊墊3將該彈簧接點頂處30推近於基板14而增加。所增加的反應力度Ftip會造成該彈簧接點頂處30在該接點焊墊3處局部地形變，藉此而增加接觸區域並減少該介面處的電阻。該彈簧接點頂處30的外型可根據應用項目而採取不同形狀。圖19至24顯示一系列六種所測試的不同頂處30外型。雖然僅測試其中四款彈簧接點頂處3〇各項，然這些彈簧接點頂處30外型無一顯示出顯著地高於任何他款彈簧接點頂處30的優越性。即如前述，由於該彈簧接點15的生產僅受限於光刻圖案化設計規則，該彈簧接點15可被用來互連於無數種不同 _______ 34___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ..il .......一1 -——,ϋ n n Is t— n t^i n 謙一^^ · n «ϋ n t— n n i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 501151 A7 _____— —_B7__ 五、發明說明（4 ) 型態的裝置。例如，圖25 - 26顯示具有諸多構成於基板 14頂部表面上之彈簧接點15的基板14。構成於晶片2底部表面上的諸接點焊墊3係電氣連接於該基板14上對應的彈簧接點15。一黏著24握住該晶片2以相對於該基板14 保持固定。一防麈蓋或是封罐25會蓋住該晶片2並且氣密封隔於該基板14。該防塵蓋25可確保濕氣與其他外界物質不會侵入該彈簧接點15或接點焊墊3，或者是與各個彈簧接點15和所對應接點焊墊3間電氣連接間之介面。圖28顯示另一款用以電氣連接兩者裝置之連接裝置具體實施例。圖中顯示一晶圓26，具有諸多構成在該晶圓相反側上的彈簧接點15。在該晶圓26相反側上的彈簧接點 15組對可連通於另者，並且能夠電氣連接位於晶片2和基板14兩者之上的接點焊墊3。這項本發明具體實施例可提供能夠處理晶片2和基板14而又無須冒著損害該彈簧接點 15的風險。只有在完成晶片2和基板14上所有的製程之後，該晶圓26才被用來互連晶片2和基板14。圖27顯不本發明另一種具體實施例。該彈簧接點15 係構成於晶片2的底部表面上。該彈簧接點15會接觸到位於基板14上的對應接點焊墊3。黏著24係握住該晶片2 以相對於該基板14保持固定。該彈簧接點15並不被限制爲互連晶片2到該基板14 或是電路板。該彈簧接點15可等同適用於互連兩個晶片2 、兩個電路板或是其他電子裝置兩者間。一種該彈簧接點 15的替代用途即爲用於探針卡之內。即如前述，探針卡7 ________ 35______ _ 1¾尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) " 一 ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 霾 *111111 — I I I I I I I I I I I I —-- 501151 A7 —__ B7 ' --- ------------〜五、發明說明（4) 會被用來暫時性地連接兩項裝置，而這通常是當其一裝置係屬受測時。這種測試作業係常見於半導體產業，其中該探針卡7可被用來測試半導體晶片，而同時該晶片仍爲某單晶砂晶圓之一部份。圖29顯示一種本發明具體實施例，其中該探針卡27 具有一個用來替代標準式探針8的彈簧接點15陣列。該探針卡27按與標準式探針卡7相同方式運作，除了具有彈簧接點15以外。該探針卡27係經校準於裝置10，使得該彈簧接點15可相符地接觸到該裝置10所對應之接點焊墊3 。接者再由某個電氣連接於該探針卡27之測試裝置來測試或通連到該裝置10。一種範例性測試裝置可如圖30所示。一顯示圖案產生器40可與跨置於兩個全寬度探針卡27上的驅動晶片42相連通。該些探針卡27具有彈簧接點15，而這會接觸到相關而構成於該顯示模板44之上的定址線路43。該些定址線路43可與顯示電極(未以圖示)相傳通。因此該顯示圖案產生器40可驅動該等顯示電極以產生對應於某測試影像的電位矩陣。感測器模板45上的感測器(未以圖示)可對顯示電極上的電位矩陣進行偵測，並產生各個對應於該電位的信號。這些信號會被安裝於該感測器模板45上的掃描晶片 46所讀出。測試信號分析器41收到來自於掃描晶片46的信號’並且形成對應於該等信號之感測出的影像。該測試信號分析器41接著比較感測出的影像與藉由該顯示圖案產生器40輸出之測試影像，以決定該顯示模板44與諸顯示 t張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公t") " {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^OJ« n n ϋ n n n n I n n ϋ n n n ϋ n n n ϋ ϋ n n I 1 n n ϋ 501151 A7 ______ B7 ___ 五、發明說明) 電極運作上是否正常。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 由於製作一具有探針8的標準式探針卡7係屬勞力密集且極爲耗時’因此標準式探針卡7 —般是不會作爲接觸該顯示模板44上所有的定址線路43。所以，測試顯示模板44必須要逐段進行，因爲該等探針卡7無法容納定址線路43的全部寬度。相對地，以彈簧接點15製成的探針卡 27可簡易製作且價格較廉。同時，具有彈簧接點15的探針卡27可製作爲任何寬度，並因此可同一次地測試某個像是如圖26所示之裝置所有的資料或位址線路。前述用以製作適於探針卡與其他應用之彈簧的技術可加延伸至線圏結構製作。藉由引入某個經設計以產生所欲彈簧高度與曲率之數量的內含應力縱面，即可按此製作出彈簧。同樣地，可藉由在沉積過程中適當地改變成長條件，而將可重製的內建式應力梯度或內含應力縱面設計入某薄膜內，俾以生產線圈結構，即一種彎回於其本身，並產生一環繞且接觸於該基板之迴圏的彈簧。藉由加增某一或諸多導體層，即可製得一適用作爲電感器的線圏結構。許多濺鍍薄膜的內含應力會根據沉積該材質時其週遭的壓力而定。藉由改變濺鍍作業過程的壓力，即可讓薄膜在近於該基板-薄膜之介面處受到壓迫應力，並於薄膜表面承受到張應力。圖32顯示這種夾置於兩個金質層1〇2、 106之間的應力梯度式薄膜104。該應力梯度式薄膜可爲 NiZr、Mo/Cr、焊錫-可潤式Ni或其他適當材質。當釋放後該底部金質層106可構成線圈的外部表層，並提供作爲 __ 一一-__37___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 501151

五、發明說明（从）闻頻時電子的高導電路徑。上部的金質層可覆蓋於該表面。金屬堆疊則是沉積於適當的像是Ti、Si或S:iN之釋放層 1 〇 8之上。該釋放層應爲一種可藉由選擇的乾性或濕性過飩刻方式而予以快速移除的材質。對於Si釋放層來說，可能採用的蝕刻劑包括像是KOH (濕性製程)以及Xe2F2 (乾性製程）。在圖33裡，說明一種具連續諸層106和104之釋放結構。在相同基板上將迴圈的活動端連接到接點焊墊的挑戰殊爲困難，原因在於該迴圏通常具有一個固定的曲率半徑’並因此該活動端會自然而然地回返到起點。在此，可如後文所詳述採取許多技術來解決這個問題。圖34中的掃描電子微型圖顯示出一序列根據本發明所產製之平面離出微型電感繞線。在此，線圏繞線係利用經應力加工而按濺銨方式予以沉積之薄膜所製作。該薄膜係經光刻圖案化爲待於稍後從其底層基板上所釋放之微型彈簧或是彈性構件條帶。當釋放時，該內建應力梯度會使得彈性構件彎曲並構成三維性平面離出迴圈而得形成一電感線圏。即如圖34所示之線圈，各個迴圈具有對各個活動端適爲足夠之螺旋節距以接觸到該陣列的鄰近襯墊。螺旋扭曲方式可提供有用的特性，即該彈性構件的活動端會被從起點水平經度方向（沿軸方向）位移。這可供以構成一含有多重轉折而無須中斷之彈簧金屬的連續性電感器。爲當實際應用於某晶片或電路板上時得以保護電感器，這些迴圈可加封閉於模製組合之內。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 擊 tl--------•線丨· 38 _ 501151 A7 _______ B7_ 五、發明說明（d ) 如圖34的特定範例裡，具應力梯度之金屬爲0.3 λ m 厚度’ 85 Mo/15 Cr合金，並按五種依序遞增之壓力所沉積。該薄膜先經圖案化成爲4λιη寬的彈性構件，接著再利用1〇 : 1緩衝HF以移除底層的PECVD SiN層而將之釋放。經釋放之彈性構件會構成一直徑70 λ Μ的圓形迴圈。在用去離子水加以淸洗後，將所釋放的彈性構件壓向於平坦表面，而後將基板加熱至85°C。該壓迫作業可緊握該些彈簧’而同時讓水分逐漸蒸發。這項技術可防止當水分蒸發時液體表面張力將相鄰的彈性構件拉進而糾纏混亂。對於許多種應用來說，構成較大迴圏之較寬及較厚的彈性構件會較符合需要。比起如圖34所示者，這些較大線圏會較易於製作，因爲僅要求較少的應力梯度。此外，較寬的彈簧會較堅硬，而通常在彈簧釋放的過程中亦比較不易與鄰近組件發生糾纏。圖35A至35E說明用於從一系列個別圓形線圈結構來構建出一個多重轉折線圈結構的各項處理步驟。首先，於一釋放框窗上將諸彈性構件61a - 65a予以圖案化。各個彈性構件61 a - 6 5 a係屬較大樣式化結構61 - 6 5的一^部分。例如，結構61包括彈性構件61a、連接著襯墊61b和接點焊墊61c。爲構成一連續性結構，各個迴圈必須按彈性方式連接至下一個鄰接迴圈。在移除掉釋放窗框6 6之後，各個彈性構件61a- 65a會回繞於本身。經釋放後，諸彈性構件61a- 65a會構成具有如等式（1)所給定之半徑的圓形迴圏。而各個61a- 6Sa的長度係經設計，俾以讓該些彈性構 _____________________________________ 39 本紙張尺中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) 一 -- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---^ . I---II I * 丨泰 501151 A7 __B7 _____ 五、發明說明（4 ) 件在經釋放後不致擴展整個迴圈。這些頂端（活動端）係因缺少另側之接觸，即鄰接迴圏的接點焊墊62c- 65c，而被留置成懸掛狀態。接著這些迴圈會受壓向下朝於該接點並經焊接或電鍍在一起。而其結果之多重轉折線圏結構’其線圈軸68會開始於61a - 61b，然後是連接於接點焊墊62a 的第一迴圏繞線61c等等。圖36A至36C與37顯示一種用以構成線圏連接的替代方式。在該方式中，一機械式阻障器或停止器71會在接點焊墊62c的末端被固接於該基板上，俾以接收彈性構件 61c的頂端。這種方式係利用近乎全長度彈性構件，並輔以機械式阻障器71。很重要的是，適當地設計該機械式停止器的尺寸並正確地置放該停止器，使得該結構可完全落處於頂端的軌跡內，即如圖37所示。否則，在釋放過程中，這些彈性構件或將被纏捕於該停止器的近緣。在圖37裡，虛線表示該頂端的軌跡。圖38顯示一直徑2〇〇 Am而具有不同彈性構件長度之線圏的頂端軌跡圖式。該圖中的參數，i，對應於按or/4倍數之彈性構件長度，其中該r爲線圏半徑。該圖裡點係釋放窗框的邊緣。有趣的是，可注意到全長度彈蓄的頂端，即i=8，會於其整個軌跡中停留在釋放邊緣的右側。由於機械性阻障器必須被置於X < 0處，因此必須要將該彈性構件的長度製作爲短於全周長。可能軌跡的範圍也會對機械性阻障器的大小置以限制條件。除了機械性阻障器以外，另-翻以按切線離於 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

i · n n n n ϋ —i i 一一I n Bn ------- n ϋ --=1一 n I 40 501151 A7 _____B7 五、發明說明（川）點的方式來放置該活動端的方法，包括了改變彈性構件的曲率半徑。如果曲率半徑係沿著該彈性構件的長度而改變，則可構成一槪略爲圓形的線圏。非均等的曲率半徑可使得該活動端停止在某個離於該起點的點處上。如果曲率半徑係按彈性構件的長度與寬度之函數而變，則可構成出一螺旋線圈。可藉由例如像是均勻橫越於該彈性構件某一或諸多局部的寬度上增加一負載層，來改變該彈性構件的曲率半徑。也可以藉由均勻橫越於該彈性構件某局部的寬度上圖案化出某一或諸多開口或孔洞來改變該曲率半徑。而亦可採用負載層與孔洞（或開口）的某種組合。孔洞與負載層也可如下文所述般適用於產生螺旋繞線。圖39A至39E顯示另一種用以按個別環圈繞線來構成多重轉折線圏的方法。在該具體實施例裡，釋放窗框66係被定義成具有一相對於各個彈性構件61c - 64c之行程長度爲傾斜的角度。當該彈性構件被釋放後，諸線圏迴圈側躺接觸於鄰近的接點焊墊。如此迴圈繞線61c會接觸到襯墊 62a。也可藉由在諸彈簧中設計一種內建的應力非等方性來引入這種單邊彎曲方式（即如後述）。當彈簧被壓下後，他們的頂端會滑移至鄰近的接點焊墊，並構成一連續性線圈〇爲充分發揮可用導體路徑的優點，線圈厚度h應爲至少如下式之集膚深度的厚度： _ _ 41 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I ^--------^---------線祖Φ--------- (4)501151 A7 (5) 五、發明說明（ \k 其中0爲線圏導體的阻抗，λ爲導磁係數，而f爲# 業頻率。讓該薄膜厚於集膚深度並不會改善薄膜導電f生’ 因爲大多數的電流係受限於該導體表面的集膚深度內°對於所欲之頻率(約爲1 GHz)，理想的薄膜厚度爲1 λ m到3 λτη之間，此厚度範圍可相容於目前現有的沉積與圖案處理製程。如果線圏材質是由一種具有應力梯度之彈性材質所組成，且其厚度爲既已預定者，則可利用等式1來計算該線圏迴圏半徑。如果另有額外他層，則應力縱面非爲線性梯度性，因而需要修改等式1。對於該彈性構件，彈簧長度i 應被設計約爲 1 = 2 7Γ r 俾以當釋放後可構成完整的圓形迴圏。接著根據所欲電感値來決定線圏轉折數N，該者約爲： ---------·-------- 訂·1 ϋ —1 an n «ft n I 線！ ▲ (請先M讀背面之注意事項再填寫本頁)

L 'Nmr2 x (6) 其中x爲線圏繞線的節距，而λ。爲空氣導磁係數(對於空氣核心式線圈）。等式6雖優適於環狀與長型電磁圈 42 本紙張尺度適用中國國家標準（CNiS)A4規格（210 X 297公釐） 501151 A7 B7 五、發明說明Ui ) (N*x〉〉r)，不過仍可由教科書中取得對於短型電磁圈更爲複雜的表示式。彈簧寬度w可令以依需要而盡量地寬，以藉由下式來相容可接受的電阻R値： ΙπτρΝ ⑺ 等式6和7指出電感與電阻之間確有取捨關係。寬的彈性構件、少的迴圈數以及短的半徑可產生低電阻，但是也會導致低電感。線圏阻抗和電阻的比例，又稱爲線圈品質因數Q，是一個用來評鑑耗損如何地影響線圈效能的良好參數：

Q

IjrfL ~βΓ ⑻ 這個無維度之參數可決定LC共振器之共振峰値的尖銳度、LC瀘波器選擇度、震盪器閃動量以及共振放大器的增益。現在看到等式6與7，可觀察到品質因數會隨著線圏直徑’以及導體寬度對繞線節距之比例値而增加：

p/δ X (9) 同時，等式9內明顯地表示出低Ac薄片電阻，0/5 的重要性。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21G X 297公爱 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·· 訂---------線— ------------- 表1 :典型空氣核心平面離出電感線圈的數値矩陣 501151 A7 ____B7 ___ 五、發明說明（) 表1列出數項根據本發明所製成之平面離出式線圈的代表性電感値與Q因數。在此些估計値中係假定導體電阻係數爲2.5μΩ- cm。該等品質因數係按假設電流爲均勻薄片，且其薄層厚度等於集膚深度而所槪略逼近者。而由於未被納入本計算作業內的鄰近效應之故，真實品質因數或可達低於2之因數。在此所列出的Q値應和目前利用高縱橫比繞線方式與移除基板之最先進平面內含線圈所得到的 1〇到20最佳値相以比較，線寬[// m] 線角[# m] 線圏直徑[ β m] 線圏長度[ β m] #轉折 L[nH] Q@lGHz 4 8 70 76 10 6.4 7.3 4 8 70 796 100 61 7.0 24 30 200 294 10 13 32 24 30 200 2994 100 132 32 54 60 500 594 10 41 90 54 60 500 5994 100 412 90 90 100 1000 990 10 100 180 90 100 1000 9990 100 988 180 除了如圖35A至35E所示彼此連接個別迴圈繞線的「對角性」釋放窗框以外，許多其他種類的連接也是可行的。一種替代性的具體實施例可如圖40A與40B所示，其利用到對稱楔性起點。在圖40A與40B裡，彈性構件81a-85a係經沉積與圖案化於一基板上。各個彈性構件，例如 81a，含有一圖案化接點焊墊排置方式。這種接點焊墊排置方式包括一 U形部分81b，而該者包含兩個頂端部分81c ___ 44 ____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

n n ϋ ί ί H I 8- 0V 着 II ϋ n n n tn n D 501151 A7 B7 五、發明說明（和8Id。同時也包括支撐用的對稱性元件8le。該等對稱性支架可平衡在釋放薄膜81a內相對之雙軸應力，俾以減少線圈繞線的單邊彎曲情況。將釋放點放得比起所配合之接點焊墊爲較低，這也可將該彈性構件頂端帶到接點’而不需機械性停止器。這項設計替代方案可提供更佳的接觸效果，代價是略長的繞線節距。當彈性構件81a — 85a被釋放時，這些會蜷曲並接觸到襯墊部分82c - 86c (未以圖示）。如圖 35A 至 35E、36A 至 36C、39A 至 39E 和 40A 與 40B的多重轉折線圏設計可提供線性的線圏排置方式，即其線圏軸係屬直線。這些設計各個也可按圓形擺置所佈設以構成一微型環狀，即線圏軸爲圓形者。一微型彈簧環可如圖41所示，其中略示出該線圏軸91與各個線圏轉折92 。環狀物極具吸引力，這是因爲彼等可緊密地將磁場限制於繞線之內，按此而得讓多重線圈緊緻包封而無須相互耦接。而少了雜散磁場則更可減少耗損性基板渦旋電流。不同於平面內含線圏的是，可沿著電感器的任意位置處簡易地接取到平面離出式線圈的個別繞線。因此，確有可能藉由在適當位置處分接該等繞線，而從某單一線圈獲得到不同的電感値。當倂合以電晶體開關時，這些分接點就可被用來製作適合於可諧調式濾波器及共振器的可變式電感器。圖42顯示出可如何地藉由在接點焊墊61a處增附分接點93、在接點焊墊62a處增附分接點94以及在接點焊墊65a處增附分接點95，而來修改圖41內的線圏。注意到分接點是根據N，即接點之間的繞線數而定。在分接 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---訂·-------- 丨丨 501151 A7 ------ -_B7_ 五、發明說明（4 ) 點93與94之間，N=1，而在分接點94與95之間，N=4。 #了作爲電感器的應用以外，平面離出式線圏可被用來作爲變壓器。微型變壓器在像是混合器、雙諧調濾波器與RF信號變壓器等電子元件係屬關鍵。平面離出式線圈與各種微型變壓器架構相容。圖43即說明一種具空氣核心而ί安it型變壓器之形式的具體實施例，該者包括具輸入/輸出122之主繞線124，和具輸入/輸出120之次繞線126。兩個耦接線圈之間的電壓關係，是由主次繞線之間的轉折數比例所決定。箭頭對120與122表示進入和離出這兩個繞線124與126的電流路徑。圖44A與44B顯示一種空氣核心變壓器的替代性設計，其上具有間繞之主級124和次級126繞線。該次繞線 126內的多重指出的箭頭127指出線圈分接的可能性來獲得可變式變壓器比例。該插設方式顯示了用以實作出變壓器架構所必要的微型彈簧擺置。很自然地，線圏分接點也會相容於如圖43的裝置。鐵磁核心對於許多線圈應用項目也是極具吸引力，這是因爲可增加電感並且能夠將磁場導向與限制於良好定義之範圍內的能力。不過，對於高頻GHz應用來說，任何所用的鐵磁核心材質必須要爲電氣絕緣。否則會造成導致低 Q値的過度耗損。微型線圈在被從基板釋放之後可被嵌入於含有鐵氧體粒子的環氧基樹脂矩陣內。這會在微型線圈內及周圍產生一鐵氧體核心，可增加核心電感。而將電磁圏磁場予以限 ___ 46_ 本紙張尺度$用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐) 一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) # —訂---- 線丨舞 501151 A7 _____B7___

五、發明說明UO 制也是一種選擇方法。電磁圈外部的場線則不會再行散離，因爲線圈周圍的鐵氧體會包封住磁場的路徑。諸線圈間係按各個線圏利用鐵磁材質島而彼此磁性隔離。因而會將線圏繞線深置在由將旋鍍式BCB或是另一厚薄膜予以圖案化後所製得的凹室之內。在釋放彈性構件之後，該凹室內會被適當大小且充斥於絕緣樹脂矩陣之內的鐵磁粒子所塡滿。另外一種方法是，利用可依照相容於微型製程之方式所經沉積且圖案化的鐵磁金屬核心。不過，由於這些核心係屬導體性，彼等應用係受限於較低頻率者。圖52爲這種採用電鍍式透磁合金(NiFe)核心之裝置。在該具體實施例裡，一 SiNx202係經沉積於基板200上，隨後爲彈性構件 204。一層厚薄膜206，如SU-8光阻層，會首先被圖案化以定義出一用以電鍍該核心材質之窗框。該NiFe核心208 會被電鍍於某個薄型而真空沉積之種源層上，該者又係臥置於一絕緣介電層210上。然後將SU-8層206移除，再釋放彈性構件204以構成圍繞於該核心的諸多迴圈。可如圖52所示，藉由疊層該核心208的方式而將線圈損耗降低至某一程度。圖45A、45B、46A與46B並非按照真實的比例與縱橫比所繪示。特別是，必須要將該核心208設計爲該者確可符合於圖38中所論述之諸多限制條件。相較於可用的線圈剖面區域，該限制條件會讓核心佔據得比較少。不過，對於典型約爲1000的核心相對導磁係數，即使是10%的塡 ____^_47___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) # 501151 A7 _ ___B7 _— -- 五、發明說明（A ) 充因數也會使得空氣核心裝置的電感增加約1〇〇倍。亦可在釋放彈性構件220之前，藉由實體地接附一預鑄核心206，而於基板200上構成出一金屬或陶瓷性鐵磁核心，即如圖47A至47D所示。可利用晶片業界所常用的自動挑取和安裝設備來擺置。該預鑄核心的大小自然地亦需相符於如圖38所討論的相同限制條件。圖47A至47D說明如何利用前述諸法來製作鐵磁核心微型變壓器。圖47A顯示該彈性構件22〇於釋放前的排置方式。在BCB凹室裡放有兩組彼此相朝而屬主級與次級繞線的金屬線路。於釋放該彈性構件22〇之後，該凹室會被塡滿鐵磁性樹脂。如圖47B即說明經釋放之彈性構件。圖 47B內的迴圏224可表耦接於該等主級與次級線圈的磁性路徑之軌跡。該凹室係經設計具有於各線圏中處之下延展朝向線圏軸的特性。這些特性意味著可阻隔雜散磁場’並得改進所欲之主級與次級繞線間的耦接效果。雖然如圖 47A至47D內之變壓器的估計親接方式僅爲66%，不過假使是採用了光性可定義之塡充材質’則確可獲得顯著的改善結果。可根據如圖45A、45B、46A與46B所述方法來製作另〜種鐵磁核心微型變壓器。在該具體實施例裡’圖51和 52的核心是按照可磁性耦接一組兩個或更多線圈繞線之迴圈的方式而製作。爲降低核心飽和的可能性’可置以小型的空氣間隔以打斷該核心迴圈。前述之線圏結構具有圓形迴圈繞線。亦可利用具有螺 ___ _48 _ 尺g用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公麓Ί " ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) # —訂—------線丨— 501151 A7 ______B7___ 五、發明說明（4) 旋扭曲的線圈來製作這種線圈結構。既已觀察到在某些釋放結構內可發展出螺旋a曲性。該扭曲性係源自於應力非等方性。尤其是，在平面式的沉積系統裡，薄膜中的應力放射狀與切線性成分會以不同速率而改變，產生不同程度的應力結果。該應力非等方性會引起放射-切線剪力。在濺鍍系統裡的壓力會於沉積的過程中變化而產生應力梯度，然而由於該應力爲非等方性，故也會發展出剪力梯度。這點會對彈簧施加一個力矩，給定出一有限的螺旋節距。該螺旋節距會使得既經釋放之彈簧的頂端移離於其彈簧軸。現亦已觀察到較寬的指狀結構會比起同厚度的窄型指狀結構易於提昇較多。彈簧一次僅朝一個方向扭曲，並因而無法按某一方向完全釋放應力。由於平面扭緊狀況存在於較寬彈簧靠近水平經度中心線處，因此內含水平經度應力會完全放鬆，而同時橫向應力卻只能在靠近邊緣處放鬆〇圖48說明如何因變動彈簧指向而造成不同的螺旋節距。這些彈簧係由平面濺鍍系統內所沉積的金屬所製成。真空系統.內的晶圓平面運動會造成按該晶圓之放射及切線方向而抵達的線束其幾何性的差異。這會使得該晶圓放射及切線方向上的應力變爲不相等。圖中繪列兩個迴圈’左方者130係朝指於沿該主應力方向，並因此該螺旋彎曲實爲零値。在圖48中的右方彈簧132係相對於該主軸方向朝指 45度，並因而具有極大的螺旋節距，約爲迴圏直徑之數階 ----- 49 ___ 本，紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

501151 A7 _ --____Β7 _ 五、發明說明（β ) 。因此，取具有已知之應力非等方性的金屬薄膜，即本例中約8.6%，並按相對於該主軸方向之所欲角度將該彈簧指向，即可完全控制該節距。發明者David Fork的共同申請中之申請案D/A0505 (IP/A00002)，該案係於與本申請案同日申請，並被引用而倂入本案以爲參考，即揭示諸款用以濺鍍具受控應力非等方性之薄膜的製作方法。底下將討論其他用以於迴圏繞線內產生螺旋扭曲的方法。圖49說明如何於一基板上組態設定出利用單一螺旋轉折142的多重轉折線圈140。該線圏的各個轉折會具有足夠的螺旋節距，俾以讓迴圈的活動端行躍至一鄰接於該迴圏142的接點焊墊144。會產生與該墊之機械性接觸的活動端亦可作出電器接觸。而可藉由例如像是將該迴圈的活動端焊接於該墊143的方式，來改善強固的電子與機械接觸。如圖49內的說明顯示出該迴圈的活動端與鄰接迴圈基處之間的行躍方式。此項僅屬簡示，且對於真實裝置非屬必要者。對於具有較密繞線之線圏其效能較佳，因此盡可能地緊密堆集線圏將會較爲有利。圖50顯示一種多重轉折線圈150。對於這種線圈，該彈簧金屬係經圖案化而成爲一個夠長以擴展整個線圏的條帶。該圖示說明4個轉折。主要說來，轉折數係受限於基板長度，因爲彈簧長度是按轉折數與環圈周長的乘積所給定。如果從單一個多重轉折線圈來製作出某單一電感器非屬實用者，則可利用如圖34所示之焊墊接點來接連諸多重 _____50 __ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) # 訂.--------I AW.------- 501151 A7 _B7 _ 五、發明說明（。」（）轉折區段，以製得一完整裝置。一種如圖50之多重轉折迴圏區段的可能性’是用以產生更爲密集纏繞之線圈。對於由單一轉折迴圈所製得之線圏，關於擺置的考量會對隔置以爲至少略大於該迴圏裡彈簧金屬寬度的迴圏予以限制。然多重轉折迴圏並不會具有這項限制，因爲彈簧在橫向線圈方向上具有較長長度，以容納該些多重轉折。長型的金屬條帶可按較其寬度爲小的螺旋節距而捲曲，並且活動端可透過螺旋節距累積性移位、或藉由一從彈簧活動端延展到該襯墊之分接點而重疊於一接點焊墊。爲避免該多重轉折迴圏之重疊性轉折的短路情況，某一表面，最好是該彈簧金屬的頂層表面，會被一絕緣間隔層所覆蓋或爲部分地覆蓋。這項技術或將對於半徑與節距方面要求較爲緊密之控制，因爲活動端配置上的誤差會按逐轉折而所累積。可採取其他方法來相對於該起點將該彈性構件的活動端予以移代。改變線圏的曲率半徑會在橫向方向上移位該活動端。該曲率半徑係根據該彈性構件的內含應力縱面量値以及該彈性構件的的機械性質而定。爲獲取所欲之扭曲，可在某第一部分按一內含應力縱面値，而在其剩餘部分按另第二內含應力縱面値來構成某彈性構件。另一種方法則是藉由例如像是於該彈性構件某側上沉積一負載層來放入非等方性性質。當釋放該彈性構件之後，結果線圈會擁有兩個節段，各個具有不同的曲率半徑。兩種不同曲率半徑的效應是這會迫使該彈性構件出現扭曲。一____51 ____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公t ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

If— n --·== an si n I 一< n n 1-- 1 mmm mmm mmm 雇 mmmmm »1 n n n iI ϋ I II 501151 A7 ___B7_ 五、發明說明（θ ) 雖可採用具有兩種不同曲率半徑的線圈節段來將該頂端的著陸點從該彈性構件起點移位，然較適之組態仍屬具有三個具有不同曲率半徑的節段之線圏。圖51顯示一槪略爲0.5 mm直徑迴圈之圖示，其中該彈性構件係經設計以切接於某個約位於該彈性構件起點後150微米位置之點處。該線圈的上半部是由一比起下半部爲大的半徑所組成。這會具有將該活動端相對於該起點而向後移位的效應。其次，藉由讓該彈簧的底部（第一和第四）各部分(第一和第三區段）具有比起上部區段而言爲較小的半徑’該彈簧的活動端可切線地接觸到基板。切接方式或得較爲有利，因可增加接觸區域，而藉以減少接觸電阻。切接方式也可降低置放錯誤的敏感度。注意第一和第三區段的半徑係屬等同，因無須產生超過兩個的不同半徑；如此可簡化製程。另一種改變曲率半徑的方法是藉由倂合一負載層於該彈性構件的內部表面或者是於外部表面（或兩者）。該負載層爲一經圖案化於該彈性構件上之額外薄層’俾以施加應力來增加或減少彎曲半徑。對於某負載束之彎曲半徑R可表示爲如下： ^ Ygh4 + 2YJM2hl + + It1) + Υ,Υ 一 (1〇) ^ ^ah2{hY^tYx)^6(σ^0-σ^Ηί(β71ή 其中Υ〇爲該彈簧模數，Yi爲負載層模數，h爲彈簧厚度，t爲負載層厚度，△p爲彈簧內含應力變異數’ P 〇爲該彈性構件之淨內含應力，而P 1則爲負載層內含應力。 ____52............................ .. -— 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) #: I I H ϋ H ! n n * I n n Γ- ϋ n n 1 n ϋ I» 501151 A7 _ __B7____ 五、發明說明（) 在如圖51的範例中，這第一和第二區段的兩個半徑會被按如下參數所產生：彈性構件鎳合金構件應力梯度 1 GPa 構件淨應力 0 GPa 構件厚度 970 nm 負載金屬金質負載應力 0 GPa 負載厚度 180 mm 該負載層係經圖案化以藏駐於僅該彈性構件之中間區段內。注意該等式10假設純粹是彈性行爲，並且可爲近似者。金質可藉彈性流動而舒緩其部分的應力。這可稍微修改所要求的厚度。亦可按其他具有較高屈服點的材質來替代金質而作爲該負載材質。圖52顯示一藉由併合一負載層而爲切線移位所產製之線圈。該圖52的結構可根據下述製程而製作。首先，一個 100 nm厚的鈦釋放層301被沉積於某基板上(未以圖示）。接著，沉積一外部線圏導體層302 (本項最好是金質，不過也可爲任何其他適當導體）。然後，將彈性構件材質303，該者可爲NiZr，沉積於該導體層3〇2上。一負載層304，該者最好爲一金質的金屬層，再接著沉積在該彈性構件上。接下來，再以光阻遮蔽該些焊接墊的位置，之後將焊錫電鍍到焊接墊區域上。然後，將該焊接墊遮罩剝除，並且以光阻遮蔽該負載層。這可提供負載層的定位。接下來以 ------_53_____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) # 501151 A7 ------ — ------B7___ 五、發明說明（V) 碘化鉀來蝕刻該負載層，再將該負載層遮罩剝除。下一步是以光阻來遮蔽該彈性構件。然後以硝酸來餓刻該彈性構件303俾構成出未經釋放之線圈。接著以碘化鉀來蝕刻該線圈導體層302。爲淸除諸彈性構件，該釋放層3〇1最好是以氟質電漿進行乾式蝕刻方式爲宜。然後剝除彈性構件遮罩，並以光阻來遮蔽該釋放窗框。可利用氫氟酸透過該釋放窗框來移除該釋放層。如有需要，可剝除該釋放窗框遮罩。當該釋放層被移除之後，該線圈導體層3〇2的內含應力縱面會使得彈性構件蜷曲於其本身。該負載層3〇4會引生切線移位，而這會使得接觸於該接點焊墊。將助熔劑施加於該等焊錫接點處，該焊錫會再熱流。最好將某樹脂施加於結果線圈上並爲圈曲爲佳。最後另予切割該晶圓。如圖52內的結果線圈結構說明了確有可能僅以兩個區段來產生一種有用的線圈封閉結構。圖53列示出一款完整橫向連結之單一轉折迴圏的上視圖。可藉由在該彈性構件某區段上按非對稱方式放置一負載層，或是在釋放前按非對稱方式將某一或更多開口引入於該彈性構件內來改變該線圏區段的曲率半徑。現既已觀察到該彈簧彎曲的一種尺寸效應，而會出現該效應的原因是彈簧邊緣能夠舒緩掉某部分的內含應力。相比於寬型彈簧，較窄的彈簧可在邊緣處放鬆較多的整體應力。現已對於變動寬度或是槽型的彈簧提出一項理論。基本上，有效的彈簧雙軸模數可變動於γ/(1-//)與Υ/(1-μ2)所定義的限制之間，其中Υ和Α分別表示楊氏模數和帕松(Poisson)比 ——___54 _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規袼（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

— — — — — — — ·1111111« I I I I I I 1 I 501151 A7 ______B7_____ 五、發明說明（A ) 値。對於典型厂値，可藉由槽接彈簧，或改變其寬度，的方式來改變該半徑約30%。可藉由放置諸孔洞（如圖54A 內所示之彈性構件160的開口 162)，而不是槽溝(如圖54B 內所示之彈性構件170的開口 172)，於該彈性構件內來產生一種類似的效應；這會產生二維性的應力舒緩結果。可經由穿透該彈性構件的上部區段來利用這種效應，藉以使其彎曲爲較大的半徑。就以實用性而言，最好是將該彈性構件槽置於上部區段裡依需要盡可能少的條帶內’以便將電導性最大化。穿孔的優點在於這可無須再對某一額外的薄層’如負載層，另予個別地沉積、遮蔽與圖案化處理。因而製程成本可較爲低廉。其進一步優點則是這可減輕對於控制負載層材質性質的需要，從而簡化製程並提高產出。可藉由以一厚度爲1.75微米並具2.8GPa內含應力縱面之MoCr彈簧來槽接該中間區段的方式，產生如圖51所示之範例彈簧〇穿孔作業的進一步應用係爲產生一受控螺旋節距，但非如前述般發展於內含應力非等方性裡，而是藉槽接該彈性構件以產生一淨力矩的方式。按該彈性構件區段長度所延伸並移位到某側之接槽172，會造成該區段兩側彎曲爲不同的半徑。這會將該區段拉捲爲一螺旋型。其他的非對稱性組態亦得具有應用品項，像是對角接槽或諸負載層、或離心孔洞或諸負載層。該可變式半徑線圈也得藉由放鬆如圖38的限制條件而對NiFe核心提供較高的塡充因數。 _____55____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) # « d n n n n n n I 1 1 n n n n n n n n i— ϋ ϋ 501151 A7 ________ B7___ 五、發明說明（4 ) 製作有用線圈的重要挑戰是要讓該線圈的電阻爲低値( 高Q因數）。如前所述的微型線圏之一特點在於，可藉由調整彈簧寬度、外部導體電阻係數和外部導體厚度來產生高 Q電感器。由於集膚效應會將電流限制於該線圏的外部表面上，因此這些因數會主導該電感迴圏的高頻電阻。也可藉由將該迴圈的活動端連接回返到基板上具低電阻性的某接點焊墊來限制該迴圈閉封電阻。要在接點焊墊處獲取低電阻會需要含有高導電性材質的良好金屬接面。後文中將說明一種可達成具有低接觸電阻的金屬接面之結構與製造具體實施例。前文裡既已說明一種倂合有再熱流以封閉該迴圏之焊錫墊的線圈結構，同時亦可作出具有低接觸電阻的良好金屬接面。另者，該活動端可藉由電鍍，無電極或是電鍍者，而被連接到該接點焊墊。在該法中，. 可藉由釋放彈性構件來構成迴圏。該活動端會變爲機械个生接觸、或是鄰近於該電感基板上的某接點焊墊。接著，電鍍係施加導電材料在活動端與接點焊墊之周圍，從而構成彼等之間的連續性連接。在本具體實施例中，材質的施加並不需要被限制爲僅該活動端和墊區域。該些電鍍材質最好是具有高導電性並被電鍍於整個迴圏上，藉此降低線圈的電阻，從而有利地提高品質因數。本發明方法可提供製程的延擴性。這些處理流程僅係示範性，而他種變化亦爲可行。例如，前文中按圖52所描述之某些方法步驟可加以合倂或予以刪除。用以封_|亥迴圈的焊錫諸層也可作爲該彈簧釋放步驟中的釋放窗框。一 56 ^1尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） " 〜-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) f n n n I— n I— I— a n I» n n n if n I I n n n ϋ ϋ n ϋ n n n 501151 A7 B7 i 丨丨丨丨丨丨丨__一— — — _丨丨1丨丨_丨——-—一丨丨III III .................................................." .......丨丨丨丨丨丨丨丨麵___丨丨丨II - _ 五、發明說明（A ) 前述技術亦適用於製作新款的高Q値可變電容。這些可變電容利用如前述的相同微型彈簧技術、具有必要之電容値，並且可被整合於晶片上。一種根據微型彈簧的可變電容結構，可供得以利用相同的製程技術來製作缺少晶片上RF的被動元件，即電感器和可變電容這兩者。這些微型彈簧可變電容具有額外的益處，即要求相比於平行模板 MEMS電容而爲較低的偏壓。利用彈簧來作爲某光刻圖案化電容器的第二電極，並且改變固定模板與該彈簧之間的電壓，即可改變該結構之電容。圖55爲採用微型彈簧技術的可變電容之剖視圖。一金屬層153 (金屬〇)係首先沉積於基板(未以圖示)上並經圖案化爲所欲之形狀。接著，一介電材質層156沉積於該金屬層153上並予以圖案化。在該介電材質層156上，沉積一釋放層152。然後將金屬層151 (金屬1)沉積於該釋放層 152上。該金屬層151爲一具有內建之內含應力縱面的彈性材質。該內含應力縱面係按如前文中對於微型彈簧所述之相同方式而建構於該層內。該金屬層151係經圖案化爲所欲彈簧形狀。當該釋放層152既已圖案化並爲部分移除後，該金屬層151內的內含應力縱面會將該金屬層151的活動端偏移離於覆蓋著該金屬層的介電層156。如果對該釋放層152採用了某絕緣材質，則該介電層156即爲非屬必要。可藉由一*長度爲L!的懸浮切除下部的節段來定義電容値，該者平行於某固定部分且長度爲L〇者。如果施加一 _____57_ 本紙張尺度適用中關家標準(CNS)A4規格（21G X 297公发）"' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) #

訂---------線J 501151 A7 ____B7_____ 五、發明說明（& ) DC偏壓於薄層153與薄層151之間，則靜電力會使得該懸浮部分彎曲向下並增加AC電容。圖56以彈簧昇起d的函數，並按某特定範例Lq=25/z m、LelOO // m、d()=0.5 "m，電容寬度=500 #111 以及 r=500/zm而繪出該電容値。在一 VCO電路裡，該彈簧曲率半徑r可經設計使其等同於相隨電感器的迴圈半徑。這樣，即可按相同步驟來製作電感器與可變電容兩者。圖56說明當頂端偵測被偏離從10//m到7/zm時，該可變電容電容値從2pF變爲2.2pF。這個10%的諧調範圍對應於一項遠低於2/3初始昇起的偏斜，因此不會有雙穩態作業，即彈簧會突然向下驟降的危險。所需要用以讓該懸桁偏斜3 λΜ的估計電壓僅約爲10V。這個低電壓是因爲彎曲的電極縱面之故，該者通常比起傳統式的啓動器要求較低的驅動電壓。而對於較大的偏斜者，可考慮將該彈簧頂端尖細化藉以減緩出現雙穩態行爲。或另者，可於傳統彈簧下製作尖化之電極(如圖55內的薄層151)。根據上述方法所製作之可變電容可對震動方面展現出極佳的免疫能力。彎化的電極縱面可讓懸桁作得比起在平行模板裝置裡更爲堅硬，而產生對於慣性力具有低敏感度的裝置。在加速情況下，慣力對靜電力的比僅爲1〇5數量級。一可變電容陣列可被排置成單一裝置以產生較大的電容。圖57說明一種較大型的可變電容範例。現參考圖57 ，與圖58細部圖，於一基板269上沉積有一大型底部導體 _ 58 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公Θ ^^' -- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) # 訂--------線丨一 501151 A7 _____B7___ 五、發明說明（) 層268。接點266可提供該底部電極的接點，而該者可爲倂合電氣連接的多重電極或是某單一底部導電層。一介電層267係經沈積於該導體269之上，隨後爲一釋放層270 。在該釋放層270上係沈積有第二導體層261，該者經圖案化爲諸多平行「彈簧」橫列261組態，各者藉由一匯流排連接器263所電氣連接。該些微型彈簧261的高度能夠決定電容値，並可於彈簧接點264與底部電極接點266之間施用一電壓而予以控制。在某些具體實施例裡，如果該釋放層270是由電氣絕緣材質所構成，則該釋放層的保持低於該第一導體層261的部分可作爲一介電層。這可消除另加沉積個別介電層的需要。不過在多數的應用裡，最好還是讓該介電層267完全延伸於該第一和第二導體層之間以防止短路。本發明方法可簡易地適用於要求一 LC電路或是可諧調式LC電路的晶片上電路應用。現參考圖59與60，此爲一種可諧調式LC電路。該微型線圈270連接著一個可諧調式電容272，而這是由模板284 (A)以及282 (B)，並具共用介電層286 (D)所構成的。於該模板284 (A)與282 (B) 間施加一 DC偏壓可控制電容値。一個由模板280 (C)以及 282 (B)所構成的DC阻斷電容器可防止微型線圈不致短路偏壓源。注意該微型線圏270是如何地於點處290接附到該DC阻斷電容器。最好是利用與用於該微型線圏270相同的金屬，來實作該電容器頂端模板284 (A)與280 (C” 底部模板282(B)是由額外的金屬層所製作。 ___ 59__ 一本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) #: 訂---------線！ 501151 A7 ______B7_ _ 五、發明說明（d ) 可按經濟實惠方式完成處理製程。首先該底部導體層 286 (D)係沉積於該基板上並予以蝕刻。接著沉積該介電層 286，之後爲一單一釋放層（未以圖示），這會覆蓋電容器 BC和微型線圈270兩者的區域。再予以沉積一金屬層C。之後再將由彈性材質爲電容層A和微型線圈270所構成的金屬層加以沉積和塑型。當該釋放層既已切除下部後，即可構成該微型線圈與可變模板A。微型線圈的活動端係經利用前述諸法中某者而接附。範例：具有諧調範圍500//m乘550m的可變電容器 AB，500 nm Si3N4 介電物質（ε r=8) = 3.5 到 22.7 pF，具有最小覆蓋=500 m乘50 μ m ’驟降限制之最大覆蓋=500 μ m乘320 μ m。在此點，該模板A的頂端落下66%。阻斷電容器 DC 爲 400//m 乘 1.6mm，500 nm Si3N4 介電層（ε r=8) = 91 pF。兩者電容器串接時的諧調範圍=3.37到18.2 pF。該微型電磁圏270具有一 1mm直徑，5個繞線，500 //m長=26 nH。因此該LC共振頻率的諧調範圍=538到 232 MHz 〇本發明可提供一種新式高Q値而可被整合於矽質ic 內的微型電感器。不同於多數的前述微型線圏，這些微型線圈可提供平面離出架構的功能，其中線圈軸係平行於該晶圓表面所置放。該平面離出線圏係針對有關平面內含電感器之電感基板渦旋電流的問題。本發明也提供一種簡易的方法來克服因集膚效應所增加的電阻而無須訴諸於高縱橫比處理方法。本項設計亦相容於多種相關具體實施例， _60___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) # 501151 A7 _B7___ 五、發明說明（η ) 像是線圏分接和變壓器。本發明可提供一種在整合式RF 電路設計裡主要缺少的元件。現已說明一種新款而可被整合於矽質1C內的高Q値微型彈簧可變電容器與平面離出電感器·。當併同諸電感時，這些可變電容可被實作爲超外差式電路內整個VCO的晶片上整合。本發明雖係按該些特定具體實施例所描述，然這些特定具體實施例僅爲示範性，而不應被詮釋爲限制本發明範圍。對於熟諳本項技藝之人士而言確可得爲各種其他修飾與變化方式，而仍無虞悖離本發明精神或範圍。 --------------—^—--------訂-------- -!線丨； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims

^01151 A8 ---D8 六、申請專利範圍 I一種線圈結構，其係包含：一基板；以及一彈性構件，其係包括一第一錨部、一迴圏繞線與一第一錨部’該第一錨部係固定於該基板，而該第二錨部係連接於該基板上；其中該迴圈繞線具有一大致平行於該基板的軸。 2·如申請專利範圍第丨項之線圈結構，其中該第二錨部與該迴圏繞線首先是固定於該基板上，不過會被從基板上釋放以成爲分離於該基板，並且其中該彈性構件的內含應力縱面會偏移該第二錨部而朝離於該基板，其係構成迴圏繞線並使得該第二錨部接觸到該基板。 3·如申請專利範圍第1項之線圏結構，其中該彈性構件係由一種導電材質所構成。 4·如申請專利範圍第1項之線圏結構，其更包括一構成於該迴圏繞線內部表面與外部表面至少其中一者的一部分之上的導電層。 5·如申請專利範圍第1項之線圈結構，其更包括一固定於該基板上以定位該第二錨部之支架。 6. 如申請專利範圍第1項之線圈結構，其更包括一固定於該迴圏繞線內部表面與外部表面至少其中一者之負載構件。 7. 如申請專利範圍第1項之線圏結構，其中該迴圈繞線具有至少兩個不同的曲率半徑。 8. 如申請專利範圍第1項之線圈結構，其中該彈性構 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I ----------^^1 I --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂：經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 501151 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍件包括至少一個開口於其中。 9.如申請專利範圍第1項之線圏結構，其更包括一同軸置放於該迴圈繞線內之鐵磁核心。 10·如申請專利範圍第2項之線圈結構，其中該彈性構件係包括= 複數個第一彈性構件，各個第一彈性構件係包含一第一錨部、一迴圏繞線與一第二錨部，該第一錨部係固定於該基板，而該第二錨部則是連接於該基板上，其中該第二錨部與該迴圈繞線首先是固定於該基板上，不過會被從基板上釋放以變爲分離於該基板，並且其中該彈性構件的內含應力縱面會偏移該第二錨部而朝離於該基板，構成迴圈繞線並使得該第二錨部接觸到該基板；其中該彈性構件之迴圈繞線係一同軸置放鄰接於另一者，並且其中該等彈性構件中之一的第一錨部係連接於該等彈性構件裡其鄰接者的第二錨部。 1L如申請專利範圍第10項之線圏結構，其更包括一 U型接點焊墊，其係具有置於各對彈性構件之間的第一焊墊和第二焊墊，其中該等彈性構件中之一的第一錨部係連接於鄰接U型接點焊墊的第一焊墊，而該等彈性構件裡其鄰接者之第二錨部則是連接於該U型接點焊墊的第二焊墊〇 12·—種用以構成平面離出線圏結構的方法，其係包括於一基板上沉積一層彈性材質，該彈性材質具有內含 2 I ---------I --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂·· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 501151 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍應力縱面；光刻圖案化該彈性材質層而爲一彈性構件；以及 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 蝕刻該彈性構件下方的基板部分，以從該基板處釋放出該彈性構件的一活動部分，而該彈性構件的一錨部則維持固定於該基板；其中，該彈性構件內的內含應力縱面會將該彈性構件的活動部分偏移離於該基板，構成一迴圈繞線並使得該活動端接觸到該基板上的一點，並且將該活動端接觸到該基板。 13·如申請專利範圍第12項之方法，其更包括：在蝕刻該彈性構件下方的基板部分之前，於基板上之一點處構成一機械性停止器以定位出該活動端的回返點。 14·如申請專利範圍第12項之方法，其中該彈性構件內的內含應力縱面會將該彈性構件的活動部分偏移離於該基板’構成複數個迴圏繞線，並讓一活動端接觸到該基板上一個從該錨部所沿軸移位的點處上。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 15. 如申請專利範圍第12項之方法，其中該沉積一彈性層的步驟中更包括沉積出至少一個導電材質層，與一個具有內含應力縱面的彈性材質層；並且沉積其他諸層。 16. 如申請專利範圍第12項之方法，其更包括：在鈾刻該彈性構件下方的基板部分之前，沿該彈性構件表面之一部分沉積出一負載層；其中當釋放該活動端時，該負載構件會使得該活動端接觸到該基板上一個從該錨部所沿軸移位的點處上。 3 張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 501151 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 17.如申請專利範圍第12項之方法，其更包括：在蝕刻該彈性構件下方的基板部分之前，光刻圖案化該彈性構件中之至少一個孔洞；其中當釋放該活動端時，該孔洞會使得該活動端接觸到該基板上一個從該錨部所沿軸移位的點處上。 18·如申請專利範圍第12項之方法，其中沿著彈性材質層的內含應力縱面會隨著從錨點到活動端的距離而變化，其中該線圏結構的曲率半徑係按自該錨點的距離之函數而改變。 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱）