TWI519467B

TWI519467B - 微小化開關

Info

Publication number: TWI519467B
Application number: TW102133511A
Authority: TW
Inventors: 約翰Ｅ羅傑斯; 麥克Ｒ維斯朋
Original assignee: 賀利實公司
Priority date: 2013-09-16
Filing date: 2013-09-16
Publication date: 2016-02-01
Also published as: TW201512075A

Description

微小化開關

本發明之配置係關於微小化開關及其它裝置，諸如微機電系統(MEMS)開關、可調及不可調濾波器、耦合器、移相器及裝備膠囊封裝體之相控陣列天線(PAA)。

微小化開關(諸如單片微波積體電路(MMIC)及MEMS開關)通常在寬頻通信系統中使用。一般而言，MEMS裝置中之小移動零件之存在使裝置必需具備避免機械損害(例如，靜摩擦)和環境污染物(例如，水分、濕氣、微粒等等)的某種保護。然而，達成此保護可導致開關之整體覆蓋區之顯著增大，可添加其設計之複雜性，且可增大製造開關所需之步驟數目。此外，將開關與其它組件電互連之需要可使將開關密封以獲得必需保護度變得困難或不可行。

可藉由利用循序建造製程形成三維微結構。例如，美國專利第7,012,489號及第7,898,356號描述用於製造同軸波導微結構之方法。此等製程為傳統薄膜技術提供一替代，但亦呈現關於其等對各種裝置(諸如，微小化開關)之有利實施之有效利用之新設計挑戰。

用於製造具有膠囊封裝體之微小化開關之製程包括選擇性將一導電材料應用於一基板之一部分以形成開關之一第一層。開關之第一層包括一接地平面之至少一部分、一致動器之一部分及封裝體之一側之一部分。製程進一步包含選擇性應用更多導電材料以形成開關之一第二層。第二層包括致動器之一第二部分及封裝體之側之一第二部分。製程亦包含選擇性應用更多導電材料以形成開關之一第三層。第三層包括經組態藉由致動器移動進入及脫離與開關之一第一電導體及一第二電導體之接觸之一接觸元件。

用於製造具有膠囊封裝體之微小化開關之製程包含選擇性將一導電材料應用於一基板之一部分以形成開關之一第一層。開關之第一層包含一接地平面之至少一部分、一致動器之一部分及封裝體之一側之一部分。製程進一步包含選擇性應用更多導電材料以形成開關之一第二層。第二層包含致動器之另一部分及封裝體之側之另一部分。製程亦包含選擇性應用更多導電材料以形成開關之一第三層。第三層包含封裝體之側之至少一部分及經組態藉由致動器移動進入及脫離與開關之一第一電導體及一第二電導體之接觸之一接觸元件。

根據本文揭示之發明概念之另一態樣，微小化開關包含一基板、安置於基板上之一導電殼、在殼內懸置於電絕緣支撐件上之一第一電導體及與第一電導體空間隔開之一第二電導體。開關進一步包含經組態用於在一第一位置(在該第一位置上之接觸元件與第一電導體及第二電導體間隔開及電隔離)與一第二位置(在該第二位置上之接觸元件接觸第一電導體及第二電導體)之間移動之一接觸元件。開關亦包含安裝於基板上之一封裝體。基板及封裝體界定一氣密密封體積。殼、第一電導體及第二電導體及接觸元件安置於體積內。

根據本文所揭示之發明概念之一進一步態樣，提供用於製造具有一膠囊封裝體之一MEMS裝置之製程。製程包含利用一第一遮罩在基板之一部分上形成一光阻材料之一暴露部分，且將一導電材料應用於基板之一暴露部分以形成裝置之一第一層。裝置之第一層包含一接地平面之至少一部分及封裝體之一側之一第一部分。製程亦包含利用一第二遮罩在第一層之一部分上形成更多光阻材料之一暴露部分，且隨後應用更多導電材料以形成裝置之一第二層。裝置之第二層包括一殼之一第一部分及封裝體之側之一第二部分。製程進一步包含利用一第三遮罩在第二層之一部分上形成更多光阻材料之一暴露部分，且隨後應用更多導電材料以形成裝置之一第三層。裝置之第三層包括殼之一第二部分、懸置於殼內、與殼電絕緣及間隔開之一電導體之至少一部分及封裝體之側之一第三部分。

10‧‧‧微機電系統開關/開關/MEMS開關

12‧‧‧接觸部分

14‧‧‧致動器部分/致動部分

16‧‧‧梭

26‧‧‧基板

27‧‧‧接地平面

28‧‧‧接地殼

29a‧‧‧主要部分/接地平面之主要部分

29b‧‧‧支柱/接地平面之支柱

30‧‧‧內部通道/通道

34‧‧‧第一內導體

36‧‧‧第二內導體

37‧‧‧突片

38‧‧‧第一內導體之一末端

39a‧‧‧內導體之第一部分

39b‧‧‧內導體之第二部分

40‧‧‧第二內導體之一末端

44‧‧‧氣隙

50‧‧‧氣隙

52‧‧‧長形本體/本體/梭之本體

53a‧‧‧第一部分/梭之本體之第一部分

53b‧‧‧第二部分/梭之本體之第二部分

53c‧‧‧第三部分/梭之本體之第三部分

53d‧‧‧第四部分/梭之本體之第四部分

56a‧‧‧第一底座

56b‧‧‧第二底座

62‧‧‧基底

64‧‧‧橫樑部分

74‧‧‧指狀部

76‧‧‧氣隙

80‧‧‧本體/致動器部分之本體

82‧‧‧第一引線/致動器部分之第一引線

83‧‧‧第二引線/致動器部分之第二引線

86‧‧‧本體之支柱

88‧‧‧本體之頂部分

90a‧‧‧第一半/本體之頂部分之第一半

90b‧‧‧第二半/本體之頂部分之第二半

92‧‧‧指狀部

96‧‧‧指狀部

98a‧‧‧第一部分/第一引線及第二引線之第一部分

98b‧‧‧第二部分/第一引線及第二引線之第二部分

100‧‧‧膠囊封裝體/封裝體

101a‧‧‧封裝體之側

101b‧‧‧封裝體之頂

102‧‧‧通孔

104‧‧‧塗層

110‧‧‧孔

120‧‧‧腔室

121‧‧‧濺鍍氣體

122‧‧‧濺鍍靶材

200‧‧‧第一光阻層

202‧‧‧第二光阻層

204‧‧‧第三光阻層

206‧‧‧第四光阻層

208‧‧‧第五光阻層

210‧‧‧第六光阻層

212‧‧‧第七光阻層

將參考以下圖式描述實施例，其中在整個圖式中類似元件符號代表類似項目，且其中：圖1係沒有其膠囊封裝體之一MEMS開關之一俯視透視圖，描繪在一開放位置之開關之一梭；圖2係圖1中所展示之一接地殼及開關之一接地平面之一部分之一俯視透視圖，其中為了繪示之明確起見移除殼之一頂層；圖3係圖1中指定「C」之區域之一放大圖，將殼及梭描繪成透明；圖4係圖1至圖3展示之開關之正面圖，描繪在開放位置中之梭及展示開關之層狀結構且添加凸紋以更好地指示繪示結構；圖5A係圖1中指定「A」之區域之一俯視放大圖，描繪在開放位置中之梭；圖5B係圖1中指定「A」之區域之一俯視放大圖，描繪在一閉合位置中之梭；圖6A係圖1中指定「B」之區域之一俯視圖，以虛線描繪開關之一接地殼，且描繪在開放位置中之梭；圖6B係圖1中指定「B」之區域之一俯視圖，以虛線描繪開關之一接地殼，且描繪在閉合位置中之梭；圖7係圖1至圖6B中展示之開關之膠囊封裝體之一透視圖；圖8係圖7中展示之封裝體之一截面圖，其沿著圖7之線「G-G」取得且描繪在封裝體內之圖1至圖6B之開關之剩餘部分；圖9係圖7中展示之封裝體之一截面圖，其沿著圖7之線「H-H」取得且描繪封裝體內之圖1至圖6B之開關之剩餘部分；圖10係圖1至圖9所展示之開關之一基板之一仰視圖，描繪安置於形成於基板中之通孔內之開關之各種電互連點；圖11係圖10中指定「I」之區域之一放大圖；圖12係圖10中指定「J」之區域之一放大圖；圖13係圖1至圖12中展示之安入一真空腔室中且經歷一濺鍍沈積製程之開關之一側視圖；圖14A、圖15A、圖16A......圖29A係截面圖，其等通過圖1之線「E-E」取得，描繪在各種製造階段期間之圖1至圖13中展示之開關之部分；及圖14B、圖15B、圖16B......圖29B係截面圖，其等通過圖1之線「F-F」取得，描繪在各種製造階段期間之圖1至圖13中展示之開關之部分；及圖14C、圖15C、圖16C......圖29C係截面圖，其等通過圖1之線「D-D」取得，描繪在各種製造階段期間之圖1至圖13中展示之開關之部分。

參考附加圖式描述本發明。圖式未按比例繪製且提供其等僅為了繪示本發明。下文參考用於繪示之實例應用描述本發明之若干態樣。應瞭解，闡述數種特定細節、關係及方法以提供發明之一完全瞭解。然而，相關一般技術者將容易意識到沒有一或多個特定細節或用其他方法可實踐本發明。在其他例項中，未詳細展示熟知結構或操作以免混淆本發明。本發明不被動作或事件之繪示順序限制，因為一些動作可以不同順序發生及/或與其它動作或事件並行發生。此外，不需要所有繪示動作或事件來實施根據本發明之一方法。

圖式描繪以具有一膠囊封裝體100之一MEMS開關10之形式之一微小化開關裝置。封裝體100將開關10之剩餘部分自其周圍環境予以氣密密封。如下文詳細討論，封裝體100及開關10之剩餘部分在一並行基礎上藉由沈積諸如銅(Cu)之一導電材料之層製造於一基板26之一上表面上。本文結合開關10(一大體上垂直開關，其細節僅為了例示目的)之剩餘部分描述封裝體100及用於其製造之一製程。封裝體100之替代實施例可與其他類型開關及與其他類型裝置(諸如濾波器、耦合器、移相器及相控陣列天線(PAA)等等)一起使用。例如，封裝體100之替代實施例可被用於囊封2012年9月20日申請之名稱為「Switches for use in Microelectromechanical and Other Systems,and Processes for Making Same」之代理人檔案號碼75449.00433；GCSD-2489；H8798之申請中之美國申請案第13/623,188號中揭示之開關。

開關10可選擇性建立及廢除對其電連接之一第一電子組件(未展示)與一第二電子組件(未展示)之間之電接觸。封裝體100內之開關10之部分具有約1mm之一最大高度(「z」維度)、約3mm之一最大寬度(「y」維度)及約3mm之一最大長度(「x」維度)。封裝體100具有約1.5mm之一最大高度、約4mm之一最大寬度及約4mm之一最大長度。僅為例示目的將開關10描述為具有此等特定維度之一MEMS開關。根據一特定申請案之需求，包含大小、重量及功率(SWaP)需求，可按比例放大或縮小開關10之替代實施例。

基板26由高電阻氮化鋁(AlN)形成。在替代實施例中，基板26可由其它介電材料(諸如矽(Si)、玻璃、矽鍺(SiGe)或砷化鎵(GaAs))形成。基板26可具有約125μm之一厚度(即，「z」維度)。

開關10及封裝體100由一導電材料(諸如銅(Cu))之層形成。如圖4、圖8及圖9中所展示，最底下層銅材料直接沈積於基板26上。定位於封裝體100內之開關10之部分由五層銅材料形成，且封裝體100由七層銅材料形成。儘管形成封裝體100及開關10之剩餘部分之個別結構共置於組成整體結構之七層中之五層上，封裝體100及組成開關10之剩餘部分之結構組件在各層內相互電隔離及機械隔離。在替代實施例中，封裝體100可電連接至開關10之一接地平面27，使得封裝體100如接地平面27受制於相同接地或基準電壓。在此等實施例中，封裝體可包括五層導電材料。

如下文所詳細討論，各層銅材料經組態以提供該特定層上之開關10之所需幾何形狀。第一層藉由選擇性將光可界定或光阻遮蔽材料應用於基板26之部分形成。應用光阻材料以僅留下開關10之第一層之結構中之暴露區域。銅材料隨後沈積於暴露區域以形成或積累開關10之第一層。隨後在一循序基礎上藉由選擇性將光阻遮蔽材料應用於先前形成層之部分且在暴露區域沈積額外銅材料來形成剩餘層而形成開關10之剩餘層。

銅材料之各層可具有(例如)約50μm之一厚度。用於形成開關10之銅材料之層數取決於申請者，且可隨著因素(諸如，設計之複雜性、其它裝置與開關10之混合或單片整合、開關10之整體高度、各層之厚度等等)變化。用於形成封裝體100之銅材料之層數取決於在開關10之剩餘部分中之層數。例如，為了維持與開關10之其它組件之電隔離及機械隔離，同時最小化封裝體100之整體高度或「z」維度，封裝體100由七層形成。

如圖1及圖4中所展示，接地平面27安置於基板26上。接地平面27具有形成為導電材料之一第一層或最底下層之部分之一主要部分29a。接地平面27進一步包含自主要部分29a向下延伸之四支柱29b。在圖12及圖15C至圖29C中描繪支柱29b。

如圖10至圖12及圖14C中所繪示，基板26具有在其中形成之複數個通孔102。如圖4、圖10、圖12及圖15C至圖29C中所繪示，四個通孔102容納接地平面27之各支柱29b。各通孔102在基板26之上表面與下表面之間延伸。通孔102可藉由一合適技術(諸如球磨或鐳射鑽孔)形成。如在圖11中可見，通孔102被金屬化，即，界定各通孔102之基板26之表面覆蓋一導電材料(諸如銅)之一塗層104。如下文所討論，當形成開關10之第一層時，形成支柱29b之材料沈積於對應通孔102中。

接地平面27經由支柱29b與四個通孔102之塗層104電接觸。與各通孔102相關之塗層104毗連形成於基板26之下表面上之一相關導電墊(未展示)。該等墊電連接至一接地或基準電壓源(亦未展示)。因此，接地平面27經由相關通孔102之墊及塗層104電連接至接地或基準電壓源。在替代實施例中可使用用於在開關10與第一電子裝置及第二電子裝置之間形成必須電互連之其它構件。

如圖1中所展示，開關10包括一接觸部分12、一致動器部分14及以一梭16之形式之一接觸元件。第一電子組件及第二電子組件電連接至接觸部分12之相對端，且在一選擇基礎上經由接觸部分12相互電連接。如下文所討論，回應於致動器部分14之供能及去能，梭16在一開放位置與一閉合位置之間在「y」方向移動。當梭16在其閉合位置時，梭16有利於電流流動穿過接觸部分12，藉此在第一電子組件與第二電子組件之間建立電接觸。當梭16在其開放位置時，電流未流動穿過接觸部分12。因此，當梭16在其開放位置時，第一電子組件及第二電子組件互相電隔離。

如圖1及圖4中所繪示，開關10之接觸部分12包含安置於接地平面27上之一導電接地殼28。接地殼28由導電材料之第二至第五層之部分形成。如圖1至圖4、圖6A及圖6B中所描繪，接地殼28及接地平面27之下伏部分界定大體上在「x」方向延伸之一內部通道30。

如圖1至圖4、圖6A及圖6B中所展示，接觸部分12進一步包含各具有一大體上矩形橫截面之一導電第一內導體34及一導電第二內導體36。第一內導體34及第二內導體36各具有一第一部分39a及一毗連第二部分39b。如在圖2中可見，第一部分39a及第二部分39b大體上在垂直方向延伸。第一部分39a及第二部分39b形成為銅材料之第三層之部分。如圖1至圖4、圖6A及圖6B中所展示，第一部分39a定位於通道30內且實質上在「x」方向延伸。如圖2中所展示，第二部分39b經定位鄰接通道30之各自末端且向下(即，在「-z」方向)延伸進入基板26。如在圖1及圖2中可見，接地平面27之主要部分29a經組態使得當第二部分39b向下延伸進入基板26時，第二部分39b不接觸接地平面27。

在基板26中形成兩個額外通孔102以容納第一內導體34及第二內導體36之第二部分39b。如圖4、圖10及圖12中所繪示，容納接地平面27之支柱29b之兩個通孔102之間形成各額外通孔102。如圖4、圖10、圖12及圖15C至圖29C中所展示，額外通孔102之一者與第一內導體34之第二部分39b對齊且接收第一內導體34之第二部分39b。額外通孔102之另一者與第二內導體36之第二部份39b對齊且接收第二內導體36之第二部分39b。如下文討論，當形成開關10之第一層時，形成第二部分39b之材料沈積於相關通孔102中。

經由第二部分39b，第一內導體34及第二內導體36與通孔102之塗層104電接觸。與該等通孔102之各者相關之塗層104毗連形成於基板26之下表面上之一相關導電墊(未展示)。與第一內導體34之第二部分39b相關之墊在第一內導體34與第一電子裝置之間輸送信號。與第二內導體36之第二部分39b相關之墊在第二內導體36及第二電子裝置之間輸送信號。因此，第一內導體34及第二內導體36經由相關通孔102之此等墊及塗層104各自電連接至第一電子裝置及第二電子裝置。第一電子裝置及第二電子裝置可藉由(例如)諸如導線接合法及倒裝晶片接合法之混合整合方法與開關10整合。

如圖2及圖3中所展示，第一內導體34之第一部分39a之一末端38定位於通道30內。同樣地，第二內導體36之第二部分39b之一末端40定位於通道30內。第一內導體34之末端38與第二內導體36之末端40藉由一氣隙44(且如下文所討論)藉由定位於氣隙44內之梭16之一部分間隔開。

如圖2、圖3、圖6A及圖6B中所繪示，第一內導體34及第二內導體36各在通道30內懸置於電絕緣突片37上。突片37由一介電材料形成。例如，突片37可由聚乙烯、聚酯、聚碳酸酯、醋酸纖維素、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚醯胺、聚醯亞胺、苯併環丁烯、SU8等等形成，前提是該材料不會被如下文所討論之開關10製造期間用於溶解犧牲抗蝕劑之溶劑腐蝕。突片37可各具有(例如)約15μm之一厚度。各突片37跨越通道30之寬度，即，y方向維度。各突片37之末端被夾在形成接地殼28之側之導電材料之第二層部分與第三層部分之間。第一內導體34及第二內導體36之第一部分39a藉由一氣隙50被接地殼28之內表面包圍且藉由一氣隙50與接地殼28之內表面間隔開。氣隙50充當一介電質，其將第一內導體34及第二內導體36與接地殼28電隔離。傳輸線組態之類型通常稱為一「矩形同軸電纜」組態，另外地稱為微小同軸電纜。

如圖1至圖6B中所展示，梭16具有大體上在「y」方向延伸之一長形本體52。本體52包含一電絕緣第一部分53a及一毗連導電第二部分53b。本體52亦包含毗連第二部分53b之一電絕緣第三部分53c及毗連第三部分53c之一導電第四部分53d。本體52之導電第二部分53b及第四部分53d形成為導電材料之第三層之部分。電絕緣第一部分53a及第三部分53c由一介電材料(諸如聚乙烯、聚酯、聚碳酸酯、醋酸纖維素、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚醯胺、聚醯亞胺、苯併環丁烯、SU8等等)形成，前提是該材料不會被如下文所討論之開關10製造期間用於溶解犧牲抗蝕劑之溶劑腐蝕。

開關10包含一第一底座56a及一大體上完全相同之第二底座56b。如圖1、圖6A及圖6B中所展示，第一底座56a安置於與開關10之接觸部分12相關之接地平面27之部分上。如圖1、圖5A及圖5B中所繪示，第二底座56b安置於與開關10之致動器部分14相關之接地平面27之部分上。

第一底座56a及第二底座56b各包含毗連接地平面27之一基底62及毗連基底62之一橫樑部分64。各基底62形成為導電材料之第二層部分及第三層部分。橫樑部分64形成為導電材料之第三層之部分。應注意橫樑部分64之組態取決於申請案，且可隨著因素(諸如用於容納橫樑部分64之可用空間之量、所需或所要之橫樑部分64之彈簧常數等等)變化。因此，橫樑部分64之組態不限於圖1中所描繪的組態。

如圖1、圖6A及圖6B中所描繪，梭16之第一部分53a之一末端毗連第一底座56a之橫樑部分64。如圖1、圖5A及圖5B中所繪示，梭16之第四部分53d之一末端毗連第二底座56b之橫樑部分64。因此，梭16藉由梭16之第一部分53a與第一底座56a之橫樑部分64之間之機械連接及梭16之第四部分53d與第二底座56b之橫樑部分64之間之機械連接之功效，由第一底座56a及第二底座56b懸置且由第一底座56a及第二底座56b完全支撐。

橫樑部分64經組態以撓曲，以便有利於梭16在其縱長方向(即，在「y」方向)之移動。特定言之，如圖1、圖3、圖5A及圖6A中所描繪，當橫樑部分64在其等中立或非撓曲位置中時，梭16在其開放位置。當梭16在「+y」方向驅使時，橫樑部分64藉由如下文所討論在致動器部分14中發展之靜電力撓曲朝向其閉合位置。圖5B及圖6B中展示在其等撓曲狀態之橫樑部分64。

如圖3、圖6A及圖6B中所展示，梭16之第二部分53b包含以指狀部74形式之兩個凸出物。指狀部74定位於第二部分53b之相對側，且實質上垂直於本體52之縱長方向(即，在「+/-x」方向)上延伸。梭16經組態使得當梭16在其開放位置中時，指狀部74之一者面對第一內導體34且藉由一氣隙76與第一內導體34間隔開。當梭16在其開放位置中時，另一指狀部74面對第二內導體36且藉由另一氣隙76與第二內導體36間隔開。氣隙76內之空氣充當梭16在其開放位置中時將指狀部74與第一內導體34及第二內導體36電隔離之一介電絕緣體。

如圖6B中所展示，梭16向其閉合位置之移動引起各指狀部74橫貫及閉合相關氣隙76同時指狀部74移動進入與其相關第一內導體34及第二內導體36之接觸。當指狀部74與第一內導體34或第二內導體36接觸時，導電指狀部74及本體52之毗連第二部分53b因此橋接氣隙76，藉此，在第一內導體34與第二內導體36之間建立電接觸。

當梭16在其開放位置時，氣隙44、76充當將第一內導體34與第二內導體36電隔離之一介電絕緣體。如圖6A中所展示，儘管梭16之第二部分53b延伸穿過第一內導體34之末端38與第二內導體36之末端40之間之氣隙44，第二部分53b不與末端38或末端40接觸。因此，當梭16在其開放位置時，電流不經由第二部分53b在第一內導體34與第二內導體36之間傳輸。

如圖6B中所展示，當梭16在閉合位置時，藉由橋接氣隙76，梭16電連接第一內導體34及第二內導體36，藉此閉合開關10使得電流可經由第一內導體34及第二內導體36及梭16之第二部分53b形成之一信號路徑流動穿過開關10。

如圖1及圖3至圖6B中所描繪，本體52之第二部分53b毗連本體52之電絕緣第一部分53a及第三部分53c。第一部分53a將第二部分53b與導電第一底座56a電隔離。第三部分53c將第二部分53b與導電第四部分53d電隔離。因此，穿過開關10之信號路徑之電隔離經由第一內導體34及第二內導體36與接地殼28之鄰近內部表面之間之氣隙50及經由梭16之第一部分53a及第三部分53c達成。

如圖1及圖4中所展示，開關10之致動器部分14包含一本體80、一第一引線82及一第二引線83。本體80包含兩支柱86及一毗連頂部分88。支柱86形成為導電材料之第一層及第二層之部分。頂部分88形成為導電材料之第三層之部分。如圖1中所展示，支柱86安置於基板26上，在接地平面27之相對側。因此，本體80跨過接地平面27且不與接地平面27機械接觸或電接觸。

如圖1、圖5A及圖5B中所描繪，本體80之頂部分88包含一第一半90a及一第二半90b。如圖1中所展示，第一半90a與支柱86之一者相關，且第二半90b與另一支柱86相關。第一半90a及第二半90b定位於梭16之第四部分53d之相對側上。第一半90a及第二半90b各包含以大體上在「x」方向上延伸之指狀部92形式之三個凸出物。指狀部92之最佳數目取決於申請案，且可隨著因素(諸如將梭16移動至其閉合位置所需之力之量)變化。

如圖1、圖5A及圖5B中所繪示，梭16之本體52之第四部分53d包含以大體上在「x」方向上延伸之指狀部96之形式之六個凸出物。指狀部96之三者安置於第四部分53d之一第一側，且指狀部96之另三者安置於第四部分53d之另一側。第四部分53d及本體80之第一半90a及第二半90b經組態，使得指狀部92及指狀部96交錯或交叉，即，指狀部92、96沿著「y」方向以一交替樣式配置。此外，如圖5A中所描繪，指狀部96之各者經定位鄰接相關指狀部92之一者，且當梭16在其開放位置中時，藉由一間隙，例如，約50μm，與相關指狀部92分離。

致動部分14之第一引線82及第二引線83各具有一第一部分98a及一毗連第二部分98b。在圖1及圖4中描繪第一部分98a；在圖4、圖8、圖9及圖11中展示第二部分98b。第一部分98a及第二部分98b大體上在垂直方向延伸。如圖1中所展示，第一部分98a安置於基板26上，且形成為導電材料之第一層之部分。第一引線82之第一部分98a毗連與本體80之頂部分88之第一半90a相關之支柱86。第二引線83之第一部分98a毗連與頂部分88之第二半90b相關之支柱86。

如圖4、圖8、圖9及圖11中所描繪，第一引線82之第二部分98b對齊且安置於形成於基板26中之另一金屬化通孔102中。同樣地，第二引線83之第二部分98b對齊且安置於形成於基板26中之一額外金屬化通孔102中。當形成開關10之第一層時，形成第二部分98b之材料沈積於相關通孔102中。

第一引線82及第二引線83經由第二部分98b與通孔102之塗層104電接觸。與此等通孔102之各者相關之塗層104毗連形成於基板26之下表面上之一相關導電墊(未展示)。該等墊電連接至一電壓源，諸如，一個120伏直流(DC)電壓源(未展示)。因此，經由此等墊及相關通孔102之塗層104可將電力輸送至第一引線82及第二引線83之第二部分98b。

因為頂部分88之第一半90a及第二半90b與其等相關支柱86接觸，第一引線82及第二引線83之供能導致包含指狀部92之第一半90a及第二半90b之供能。如下文，歸因於梭16與致動器部分14之間之所得靜電吸引，使第一引線82及第二引線83受制於一電壓引起梭16自其開放位置移動至其閉合位置，且保持在閉合位置。如上文所討論，梭16之第一部分53a毗連第一底座56a之橫樑部分64，且梭16之第四部分53d毗連第二底座56b之橫樑部分64，使得梭16由第一底座56a及第二底座56b懸置。如圖5A及圖6A中所描繪，當梭16在其開放位置時，橫樑部分64在其等中立或非撓曲位置。此外，梭16之第四部分53d經由第二底座56b電連接至接地平面27，且藉由梭16之第三部分53c與梭16之第二部分53b電隔離。第四部分53d(包含其指狀部96)因此總是保持在一接地或零電勢狀態。

如上文所討論，使致動器部分14之第一引線82及第二引線83受制於一電壓電勢導致指狀部92之供能。經供能指狀部92充當電極，即，歸因於指狀部92受制於電勢，在各指狀部92周圍形成一電場。經供能指狀部92之各者與接地梭16上之其相關指狀部96足夠近定位，以便使相關指狀部96受制於由指狀部92周圍之電場造成之靜電力。靜電力將指狀部96吸引至其對應指狀部92。

作用於六個指狀部96之淨靜電力在「+y」方向上驅使梭16。如圖5B及圖6B中所展示，指狀部92被供能之前在其等中立或非撓曲狀態之第一底座56a及第二底座56b之橫樑部分64經組態回應於此力撓曲，藉此，允許懸置梭16在「+y」方向上移動至其閉合位置。

封裝體100完全覆蓋開關10之其他組件，且與基板26一起將開關10之內部組件自周圍環境予以氣密密封。如下文所討論，當封裝體100受制於一真空時被密封，以最小化或消除封裝體100內水分及其他污染物之存在。因此，封裝體100保護開關10之內部組件避免環境污染物，且避免潛在由敲擊、擠壓或另外藉由其它物件干擾開關10引起之機械損害。

如圖1及圖7至圖9中所展示，封裝體100之形狀通常遵循開關10之其餘部分之外部輪廓。此外，如圖8、圖9及圖26A至圖26C中可見，封裝體100不與開關10之內部組件接觸，且封裝體100之鄰近表面與開關10之其它組件藉由約等於銅材料之一層之厚度之一距離間隔開。因為開關10之內部組件由五層銅材料組成，因此封裝體100由七層銅材料形成，使得封裝體100在其等最高點覆蓋內部組件，同時藉由約等於一層之厚度之一距離與內部組件保持間隔開。封裝體100之輪廓組態與封裝體100與開關10之內部組件之間之最小間隔組合幫助最小化封裝體100之整體尺寸覆蓋區。

此外，將開關10之電互連與基板26用上文描述方式整合免除使開關10裝備連接器及其它用於建立與其它組件之必需電接觸之獨立特徵之任何需要。本文所描述之互連方法可藉此幫助最小化開關10之尺寸覆蓋區及複雜性，且亦幫助最小化危害藉由封裝體100及基板26形成之氣密密封之可能性。

使用用於產生三維微結構(包含同軸傳輸線)之已知處理技術可製作開關10及其替代實施例。例如，美國專利第7,898,356號及第7,012,489號中所描述之處理方法(其揭示內容以引用的方式併入本文中)可經調適及應用於開關10及其替代實施例之製作。

根據圖14A至圖29C中所描繪之以下製程，可同時形成封裝體100及開關10之其它組件。封裝體100及開關10之內部組件藉由在一循序基礎上沈積形成開關10之七層銅材料而製造。

銅材料之第一(或最底下)層形成接地平面27之主要部分29a；第一內導體34及第二內導體36之第二部分39b之部分；致動器部分14之本體80之各支柱86之一部分；及致動器部分14之第一引線82及第二引線83之第一部分98a之部分。如圖7、圖8及圖9中所展示，銅材料之第一層亦形成封裝體100之側101a之部分。如圖14A至圖14C中所展示，藉由利用一遮罩或其他合適構件選擇性將一第一光阻層200應用於基板26之上表面形成第一層，使得僅上表面之暴露部分對應於接地平面 27、支柱86、引線82、83及封裝體100之側101a定位之位置。

銅材料隨後沈積於基板26之暴露部分至一預定厚度以形成如圖15A至圖15C中所展示之銅材料之第一層。使用一合適技術(諸如化學氣相沈積(CVD))完成銅材料之沈積。其它合適技術(諸如物理氣相沈積(PVD)、濺鍍或電鍍)可在替代中使用。新形成之第一層之上表面可使用一合適技術(諸如化學機械平坦(CMP))平坦化。

如圖14C中可見，各通孔102之上末端定位於基板26之一暴露部分內。因此，當銅材料之第一層沈積於基板26上時，暴露通孔102。如圖15C中所繪示，因為沈積第一層，因此通孔102填充銅材料，藉此形成接地平面27之支柱29b及第一引線82及第二引線83之第二部分98b，且部分形成第一內導體34及第二內導體36之第二部分39b。

銅材料之第二層形成接地殼28之側之部分；第一內導體34及第二內導體36之第二部分39b之另一部分；各支柱86之另一部分；第一引線82及第二引線83之第一部分98a之另一部分；及第一底座56a及第二底座56b之各者之基底62。銅材料之第二層亦形成封裝體100之側101a之額外部分。如圖16A至圖16C中所展示，使用一遮罩或其他合適技術，藉由在部分建構開關10上及先前應用第一光阻層200上以第二光阻層202之所要形狀圖案化額外光阻材料形成一第二光阻層202，使得僅部分建構開關10上之暴露區域對應於開關10之上文提及部分定位之位置。銅材料隨後沈積於開關10之暴露部分上至一預定厚度以形成如圖17A至圖17B中所展示之銅材料之第二層。接著使開關10之新形成部分之上表面平坦化。

如圖18B及圖18C中所展示，形成突片37之介電材料接著沈積及圖案化於先前形成之光阻層之頂。在形成突片37之前或之後，如圖18A中所展示，形成梭16之本體52之第一部分53a及第三部分53c之介電材料沈積及圖案化於先前形成之光阻層之頂。

銅材料之第三層形成接地殼28之側之額外部分；第一內導體34及第二內導體36之第一部分39a；梭16之本體52之第二部分53b及第四部分53d；第一底座56a及第二底座56b之橫樑部分64；及致動器部分14之本體80之頂部分88。銅之第三層亦形成封裝體100之側101a之額外部分。如圖19A至圖19C中所展示，藉由在部分建構開關10上以第三光阻層204之所要形狀圖案化額外光阻材料將一第三光阻層204應用於部分建構開關10，且在第二光阻層202上使用一遮罩或其它合適構件，使得僅在部分建構開關10上之暴露區域對應於上文提及組件定位之位置。隨後銅材料沈積於開關10之暴露部分至一預定厚度以形成如圖20A至圖20C中所展示之銅材料之第三層。接著可使開關10之新形成部分之上表面平坦化。

銅材料之第四層形成接地殼28之側之額外部分及封裝體100之側101a之額外部分。銅材料之第五層形成接地殼28之頂及封裝體100之頂101b之部分。以與第一層、第二層及第三層類似之一方式形成第四層及第五層。特定言之，如圖21A至圖21C中所展示，藉由將額外光阻材料應用於部分建構開關10且在第三光阻層204上利用一遮罩或其它合適構件形成一第四光阻層206。接著在暴露區域沈積額外銅材料以形成如圖22A至圖22C中所展示之開關10之第四層。隨後，如圖23A至圖23C中所展示，藉由將額外光阻材料應用於部分建構開關10，且在第四光阻層206上利用一遮罩或其它合適構件形成一第五光阻層208。接著將額外銅材料沈積於未遮蔽區域以形成如圖24A至圖24C中所展示之開關10之第五層。在應用銅材料之第四層及第五層之各者後，可使開關10之新形成部分之上表面平坦化。

第五光阻層208經組態使得孔110形成於對應於封裝體100之頂101b之第五層之部分中。如下文所討論，在開關10之製造製程之一隨後步驟中填充孔110。在圖7至圖9中描繪孔110。孔110可具有(例如)10 μm之一直徑。孔110之整體數目及位置可不同於本文所揭示之整體數目及位置。

銅材料之第六層形成封裝體100之側101a之額外部分。銅材料之第七層形成封裝體100之頂101b之額外部分。以類似於第一至第五層之一方式形成第六層及第七層。特定言之，如圖25A至圖25C中所展示，藉由將額外光阻材料應用於部分建構開關10且在第五光阻層208上利用一遮罩或其它合適構件形成一第六光阻層210。接著將額外銅材料沈積於暴露區域以形成如圖26A至圖26C中所展示之封裝體100之第六層。如圖27A至圖27C中所展示，隨後藉由將額外光阻材料應用於部分建構開關10及第六光阻層210上形成一第七光阻層212。接著將額外銅材料沈積於暴露區域以形成如圖28A至圖28C中所展示之封裝體100之第七層。在應用第六層及第七層之各者後，使封裝體100之新形成部分之上表面平坦化。如圖7至圖9中所展示，第七光阻層212經組態使得額外孔110形成於回應於第七層之封裝體100之頂101b之部分中。

如圖29A至圖29C中所描繪，應用銅材料之第七層後，將自各遮蔽步驟剩餘之光阻材料釋放或另外移除。例如，藉由使光阻材料暴露至引起光阻材料溶解之一適當溶劑完成光阻材料之移除。經由形成於封裝體100中之孔110將溶劑引入封裝體100之內部。可經由孔110自封裝體100內之體積清除溶解光阻及溶劑。

隨後填充封裝體100之孔110以使開關10之內部組件與周圍環境隔離。特定言之，可將開關10放置於一腔室120中，該腔室120經組態以在一部分真空下藉由一合適技術(諸如濺鍍沈積)將一金屬薄膜應用於封裝體100。在圖13中描繪腔室120。一旦放置於腔室120中之開關10被密封，一部分真空，例如，10-6托，被排出腔室120。將一濺鍍氣體121引入腔室中以自腔室120內之一濺鍍靶材122釋出金屬材料，例如，銅。釋出銅材料在孔110內(及在封裝體100之外表面上)形成薄膜層。孔110內之薄膜層最終變厚以便填充於孔110中，藉此在封裝體100內部與周圍環境之間形成一不透氣障壁。

揭示使用一濺鍍沈積製程填充孔110僅用於例示目的。可在替代中使用其它合適技術，包含其他類型之物理氣相沈積(PVD)及化學氣相沈積(CVD)製程。