TWI564588B - 封裝微機電系統切換器及方法 - Google Patents

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TWI564588B TW103139778A TW103139778A TWI564588B TW I564588 B TWI564588 B TW I564588B TW 103139778 A TW103139778 A TW 103139778A TW 103139778 A TW103139778 A TW 103139778A TW I564588 B TWI564588 B TW I564588B
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Description

封裝微機電系統切換器及方法
在此所述的實施例大致關於微電子裝置中的積體電路切換器。
例如IC(積體電路)封裝的微電子裝置包括大量的切換器，其為進行各式各樣操作所需。雖然電晶體提供極小尺度的切換能力，不過在某些應用中，訊號大小的大損失係包括在加入訊號路徑中的每個額外切換器(插入損失)。微機電系統(MEMS)結構已經用於減少插入損失，然而MEMS切換器包括許多額外的技術挑戰。改良的MEMS切換器為人所需求。
100‧‧‧IC封裝
110‧‧‧IC晶粒
114‧‧‧背側
120‧‧‧基板
122‧‧‧互連
130‧‧‧整合式散熱器
134‧‧‧(未知)
140‧‧‧熱介面材料
150‧‧‧熱槽
152‧‧‧鰭
154‧‧‧熱介面材料
200‧‧‧電子裝置
202‧‧‧有機介電質部分
210‧‧‧導線
211‧‧‧隔離電容器
212‧‧‧導線區段
214‧‧‧末端
216‧‧‧第二介電質
220‧‧‧導梁
222‧‧‧第一末端
223‧‧‧通孔
224‧‧‧第二末端
226‧‧‧間隙
228‧‧‧開口
230‧‧‧磁鐵
240‧‧‧第一連接
242‧‧‧栓
244‧‧‧第二連接
250‧‧‧第一接地線
252‧‧‧第二接地線
300‧‧‧電子裝置
302‧‧‧有機介電質部分
310‧‧‧導線
311‧‧‧隔離電容器
312‧‧‧導線區段
314‧‧‧末端
316‧‧‧第二介電質
320‧‧‧導梁
322‧‧‧第一末端
323‧‧‧通孔
324‧‧‧第二末端
326‧‧‧間隙
328‧‧‧開口
330‧‧‧磁鐵
340‧‧‧第一連接
342‧‧‧栓
344‧‧‧第二連接
350‧‧‧接地平面
400‧‧‧電子裝置
410‧‧‧連續導線
411‧‧‧電容器
412‧‧‧連續導線
416‧‧‧第二介電質
420‧‧‧導梁或導板
430‧‧‧永久磁鐵
440‧‧‧第一連接
442‧‧‧栓
444‧‧‧第二連接
450‧‧‧接地線
451‧‧‧通孔
452‧‧‧接地線
453‧‧‧通孔
502~508‧‧‧形成電子裝置的方法操作
600‧‧‧電子裝置
602‧‧‧系統匯流排
610‧‧‧電子總成
612‧‧‧處理器
614‧‧‧通訊電路
616‧‧‧顯示裝置
618‧‧‧揚聲器
620‧‧‧外部記憶體
622‧‧‧主記憶
624‧‧‧硬碟機
626‧‧‧可移除之媒體
630‧‧‧鍵盤和/或控制器
圖1是依據本發明的某些實施例之IC封裝的範例。
圖2A是依據本發明的某些實施例而包括切換器的電子裝置之範例的俯視圖。
圖2B是依據本發明的某些實施例而來自圖 2A之電子裝置的側視圖。
圖3A是依據本發明的某些實施例而包括另一 切換器的電子裝置之範例的俯視圖。
圖3B是依據本發明的某些實施例而來自圖 3A之電子裝置的側視圖。
圖4是依據本發明的某些實施例而包括另一 切換器的電子裝置之範例的俯視圖。
圖5是依據本發明的某些實施例的方法流程 圖。
圖6是依據本發明的某些實施例之電子系統 的方塊圖。
【發明內容及實施方式】
以下敘述和圖式充分示範特定實施例以使熟於此技藝者能夠實施之。其他實施例可以併入結構、邏輯、電、過程和其他的改變。某些實施例的部分和特色可以包括於其他實施例的部分和特色中或予以取代。列於請求項的實施例涵蓋了請求項之所有可得的等同者。
圖1顯示IC封裝100的截面代表圖。於IC晶粒是處理器晶粒的實施例，IC封裝可以稱為處理器總成。IC封裝100包括IC晶粒110，其以「覆晶」指向來安裝而其作用面朝下以耦合於基板120的上表面。於一範例，基板120是在無凸塊累積層(BBUL)過程中原位形成 在晶粒110上。於所選範例，晶粒110是至少部分包裝在基板120裡。於其他範例，晶粒110經由例如焊球或凸塊的互連而耦合於基板120。基板120也顯示在其相對表面上有多個第二層級的互連122以匹配例如電路板的額外封裝結構(未顯示)。
於一範例，藉由微影圖案化許多接續層的介電材料和導體或導線，而使基板120原位形成在晶粒上。於一此種範例，可以使用有機介電質，例如基於聚合物的材料。聚合性材料包括可固化的聚合物，其可以沉積並且藉由例如化學活化或紫外光(UV)活化等的方法而以交聯活化來硬化。基於聚合物的材料包括具有聚合物基質和分散相的複合材料。
晶粒110從位置靠近其作用側的內部結構(包括接線)而產熱；然而，顯著部分的熱是透過其背側114而逸散。集中於晶粒裡的熱則逸散到大表面，其接觸著晶粒而呈整合式散熱器130的形式。熱介面材料140常常提供在晶粒110和整合式散熱器130之間。於一實施例，為了進一步從整合式散熱器130逸散熱，選擇性具有鰭152的熱槽150經由第二層的熱介面材料而耦合於整合式散熱器130。於另一實施例，散熱器是呈金屬板的形式，其附著(譬如藉由焊接)到熱管以逸散晶粒所產生的熱。
圖2A顯示根據一範例的電子裝置200。顯示的是導線210，而有相鄰的導線區段212。導梁220建構成致動切換器，其將導線210耦合於相鄰的導線區段 212，或者選擇性的使導線210與相鄰的導線區段212隔離。導梁220包括第一末端222和第二末端224。於圖2A所示的範例，第一末端222固定於封裝基板以形成懸臂式切換器。
圖2B顯示導梁220的第一末端222，其固定 於導線210並且經由通孔223而電耦合。圖2B進一步顯示導梁220的第二末端224，其藉由間隙226而與相鄰的導線區段212隔開。於一操作方法，導梁220藉由彎折成懸臂而選擇性的致動，此使導梁220的第二末端224在相鄰導線區段212的末端214更靠近相鄰的導線區段212。 於一範例，在導梁220上的位置蝕刻或另外形成一或更多個開口228以調整彎折力。
圖2A和2B顯示磁鐵230，舉例而言為永久 磁鐵，其使用作為系統的一部分以選擇性的致動導梁220的彎折。圖2A進一步顯示第一連接240和第二連接244以經由導梁220的末端224來施加電流而在導梁220上產生電磁彎折力。第一連接240和第二連接244經由栓242而耦合於導梁220。於圖2A和2B所示範例，使用來自磁鐵230的力以及在導梁220和導線212之間的靜電荷或直流(DC)電壓所施加的靜電力，而選擇性的致動導梁220。
於一範例性切換致動，使用磁鐵230所產生 的電磁力和施加的電流來彎折導梁220，以使導梁220的第二末端224偏折朝向相鄰導線區段212的末端214。除了磁鐵230所提供的電磁力以外，導梁220的末端224還 被經由第一連接240、第二連接244、栓242所施加到導梁220的靜電荷往下拉和維持定位。
因為導梁220的第二末端224已經被電磁力 帶到較靠近相鄰導線區段212的末端214，所以需要較少量的電荷來使第二末端224維持在相鄰於相鄰導線區段212之末端214的彎折位置。附帶而言，於一範例，用於電磁致動的電流僅須施加以使導梁220的第二末端224帶到較靠近相鄰導線區段212的末端214。在靜電荷施加到導梁220以使之維持定位後，可以關閉用於電磁致動的電流以節省電力。
於一範例，所述的電子裝置200被併入IC封 裝(例如圖1所示的封裝120)的封裝部分裡。於一範例，封裝包括聚合物介電材料和金屬導線以使訊號從半導體晶片經過封裝而接到電路板(例如主機板)。於一範例，電子裝置200的製造要比在半導體基板中(例如在半導體晶片本身裡)的製造來得容易而較不昂貴。
於一範例，導梁220是由封裝裡之金屬導線 的一部分所形成。於一範例，從導梁220周圍選擇性的移除一定量的封裝介電質，而留下第二末端224懸掛在相鄰導線區段212的末端214上。於一範例，電子裝置200是在無凸塊累積層(BBUL)封裝形成過程期間形成。於範例性BBUL過程，多層聚合性介電材料原位沉積在半導體晶片的表面周圍。經由多個接續的步驟，聚合性介電質層和多個金屬導體層都被微影術圖案化和蝕刻以在聚合性介電 材料裡形成接線和通孔。
如圖2A和2B所示之電子裝置200的形成可 以使用已經用於BBUL處理以形成接線結構的微影術處理技術而輕易完成。因為已經在利用該等處理步驟，所以關聯於在基板裡之電子裝置200的形成只有最小的額外製造成本。封裝的有機介電質部分202顯示於圖2B。其他部分的有機封裝介電質則未顯示，以便更清楚顯示電子裝置200。此技藝中具一般技術者得利於本揭示，則將體認電子裝置200的範例可以實質嵌入有機封裝介電質或其他有機介電質裡。
於某些範例，可以難以使BBUL處理中的特 色小的如同半導體處理中所可得者。舉例而言，相較於半導體處理中之小間隙的形成，小間隙(例如圖2B所示的間隙226)的形成是困難的。以靜電致動而言，對於給定電壓的靜電力是與間隙的平方成反比，並且需要小間隙以在合理的低電壓下操作。
使用本揭示所示之電子裝置(例如電子裝置 200)的組態，則較大的間隙226不造成操作上的挑戰。如上所述，即使具有大間隙226，電磁力仍可以用於偏折導梁220的第二末端224，即使用於相對為大的間隙226。 在導梁220的第二末端224被電磁力往下拉之後，第一連接240、第二連接244、栓242所提供的靜電荷有助於低功率裝置操作。於一範例，間隙226大於大約10微米。 於一範例，間隙226是在大約10~15微米之間。
除了將裝置形成於有機封裝(例如BBUL)，電 子裝置(例如電子裝置200)還可以形成於許多有用的有機基板中，包括但不限於可撓性計算裝置(例如彎曲螢幕裝置)、可撓性穿戴裝置(例如腕帶)......。
於一範例，如圖2A和2B所示，電子裝置 200包括第二層的介電質216而在相鄰導線區段212的末端214上方。於一範例，第二介電質216包括氮化矽。於所選範例，添加第二介電質216則使切換器成為電容式切換器，其中相對於真正的接觸，偵測的是導梁220之第二末端224對於相鄰導線區段212之末端214的鄰近。雖然顯示的是電容式切換器組態，但是本發明不如此受限。
於一範例，包括了隔離電容器211以隔離部 分的導梁220並且有助於施加如上所討論的靜電荷。於一範例，第一接地線250和第二接地線252位在電子裝置200的側上以提供射頻阻抗控制給導線210和相鄰的導線區段212。雖然圖2A和2B顯示接地線250、252作為一範例，但是本發明不如此受限。
圖3A和3B顯示根據一範例的另一電子裝置 300。顯示的是導線310，而有相鄰的導線區段312。導梁320建構成致動切換器，其將導線310耦合到相鄰的導線區段312，或者選擇性的使導線310與相鄰的導線區段312隔離。導梁320包括第一末端322和第二末端324。 於圖3A所示的範例，第一末端322固定於封裝基板以形成懸臂式切換器。
圖3B顯示導梁320的第一末端322，其固定 於導線310並且經由通孔323而電耦合。圖3B進一步顯示導梁320的第二末端324藉由間隙326而與相鄰的導線區段312隔開。就如圖2A和2B的範例，於一操作方法中，導梁320藉由彎折成懸臂而選擇性的致動，此使導梁320的第二末端324在相鄰導線區段312的末端314帶到較靠近相鄰的導線區段312。於一範例，在導梁320上的位置蝕刻或另外形成一或更多個開口328以調整彎折力。
類似於圖2A和2B的範例，磁鐵330(例如永 久磁鐵)所產生的電磁力和施加的電流用於提供部分的致動力。也顯示於圖3A的是第一連接340和第二連接344，其施加該電流並且也施加靜電荷或DC電壓到導梁320。第一連接340和第二連接344經由栓342而耦合於導梁320。於圖3A和3B所示的範例，導梁320使用磁性和靜電系統二者(包括永久磁鐵330、第一連接340、第二連接344、栓342)而選擇性的致動。
於一範例，所述的電子裝置300併入IC封裝 (例如圖1所示的封裝120)的封裝部分裡。如上述電子裝置200的範例，在有機介電質(例如封裝)裡形成電子裝置300可以減少製造成本，並且提供設計可撓性，例如能夠做到將電子裝置200、300置於獨特的產品(例如可撓性電子器件和/或可穿戴的電子器件)中。
於一範例，包括了隔離電容器311以隔離部 分的導梁320並且有助於施加如上所討論的靜電荷。於一 範例，如圖3A和3B所示，電子裝置300包括第二層的介電質316而在相鄰導線區段312的末端314上方。於一範例，第二介電質316包括氮化矽。雖然顯示的是電容式切換器組態，但是本發明不如此受限。
圖3A和3B的範例進一步顯示接地平面 350，其位置相鄰於電子裝置300的構件而在下面以形成微條帶組態。於一範例，接地平面350提供射頻阻抗控制給導線310和相鄰的導線區段312。
圖4顯示根據一範例的另一電子裝置400。顯示的是載有射頻(RF)訊號的連續導線410-412。導梁或導板420建構成致動切換器，其使或不使導線410-412短路到在RF頻率的接地，而稱之為分流式切換器。於圖4所示範例，所有的導梁420就如栓442所提供的做上下移動而形成分流式切換器
類似於圖2A、2B、3A、3B的範例，永久磁鐵430所產生的電磁力和施加的電流用於提供部分的致動力。也顯示於圖4的是第一連接440和第二連接444，其用於施加靜電荷到導梁420。第一連接440和第二連接444經由栓442而耦合於導梁420。於圖4所示範例，導梁420使用電磁和靜電系統二者(包括永久磁鐵430、第一連接440、第二連接444、栓442)而選擇性的致動。
於一範例，所述的電子裝置400被併入IC封裝(例如圖1所示的封裝120)的封裝部分裡。就如上述電子裝置200和300的範例，在有機介電質(例如封裝)裡形 成電子裝置400可以減少製造成本，並且提供設計可撓性，例如能夠做到將電子裝置200、300、400置於獨特的產品(例如可撓性電子器件和/或可穿戴的電子器件)中。
圖4進一步顯示相鄰的接地線450和452。於 一範例，電容器411確保DC致動電壓可以施加到線450和452在電容器411之間的部分，而不會短路到接地線450和452。雖然電容器411將DC致動電壓與接地線450、452隔離，但是在RF頻率，它們出現成短路到接地線450和452。在隔離電容器之間而為450和452之一部分的致動線則顯示成分別經由通孔451和453而耦合於第一連接440和第二連接444。於一範例，如圖4所示，電子裝置400包括第二層的介電質416而在載有RF訊號的連續導線410-412上方。於一範例，第二介電質416包括氮化矽。當導梁420被致動並且接觸氮化矽時導致極大的電容，其有效的使連續RF線410-412短路到在RF頻率的導梁420而接地。因此連續線410-412上的RF訊號被短路到RF接地。這實施稱為分流式切換器，其使或不使RF訊號短路到接地。然而，於200和300所示的序列式切換器，RF訊號被或不被中斷。序列式和分流式切換器的組合係用於提供較大的隔離給完整的RF切換器。雖然顯示的是電容式切換器組態，但是本發明不如此受限。
圖4的範例也可以包括接地平面，其位置相 鄰於電子裝置400的構件而在下面，其類似於圖3A和3B的範例，以形成微條帶組態。如上所述，接地平面提供 RF阻抗控制給連續的導線410和412。
圖5顯示根據本發明實施例之形成電子裝置 的範例性方法。於操作502，累積接續層以形成基板。於一範例，形成接續層包括微影術形成由累積介電材料所包圍的金屬導線。於操作504，從基板裡的導梁周圍移除一部分的介電材料以形成可移動的梁而懸掛於相鄰的導線上。材料移除過程的範例包括但不限於化學蝕刻、物理/機械技術、或電漿增進的或反應性離子蝕刻。可移動的梁範例包括但不限於懸臂梁(例如圖2A、2B、3A、3B所示範例)和分流梁(例如圖4所示範例)。
於操作506，形成磁性構件而相鄰於可移動的 梁之末端。於操作508，形成靜電機制，其建構成提供至少部分的致動力以於操作期間移動可移動的梁之末端而相鄰於導線。形成磁性構件的範例包括但不限於在流程開始就嵌入永久磁鐵，或者在流程結束時從外部附接永久磁鐵。
如上所討論，於一範例，相較於在半導體材 料(例如半導體晶粒)裡，該電子裝置係形成於封裝基板中。於一範例，基板包括有機介電材料，例如基於聚合物的介電質。於一範例，導線(例如銅導線)也形成在基板裡。於一範例，如上所討論，基板和上述電子裝置的範例使用BBUL過程而形成。
包括了如本揭示所述而使用電子裝置和切換 器之電子裝置的範例，以顯示本發明之較高層級裝置應用 的範例。圖6是電子裝置600的方塊圖，其依據本發明的至少一實施例而併入至少一MEMS切換器和/或方法。電子裝置600只是當中可以使用本發明實施例之電子系統的一個範例。電子裝置600的範例包括但不限於個人電腦、平板電腦、行動電話、遊戲裝置、MP3或其他的數位音樂播放器......。於一範例，依據本發明之至少一實施例的至少一MEMS切換器和/或方法係配合天線來使用以選擇所要的頻率。MEMS切換器在天線系統中是有用的，因為它們可以提供切換能力，而來自切換器的訊號損失或插入損失極低。
於本範例，電子裝置600包括資料處理系 統，其包括系統匯流排602以耦合系統的多樣構件。系統匯流排602在電子裝置600的多樣構件之間提供通訊鏈路，並且可以實施成單一匯流排、匯流排的組合、或以任何其他適合的方式來實施。
電子總成610耦合於系統匯流排602。電子總 成610可以包括任何電路或電路的組合。於一實施例，電子總成610包括可以是任何類型的處理器612。如在此所用的，「處理器」意謂任何類型的計算電路，例如但不限於微處理器、微控制器、複雜指令組計算(CISC)微處理器、簡化指令組計算(RISC)微處理器、極長指令字元(VLIW)微處理器、圖形處理器、數位訊號處理器(DSP)、多核心處理器或任何其他類型的處理器或處理電路。
可以包括於電子總成610中的其他類型電路 是客製型電路、特用積體電路(ASIC)或類似者，舉例而言例如用於像是行動電話、平板電腦、膝上型電腦、雙向無線電和類似電子系統之無線裝置的一或更多個電路(例如通訊電路614)。IC可以執行任何其他類型的功能。
電子裝置600也可以包括外部記憶體620，其 轉而可以包括適合特殊應用的一或更多個記憶體元件，例如呈隨機存取記憶體(RAM)形式的主記憶體622、一或更多個硬碟機624和/或處理可移除之媒體626(例如光碟(CD)、快閃記憶卡、數位影音光碟(DVD)和類似者)的一或更多個碟機。
電子裝置600也可以包括顯示裝置616、一或 更多個揚聲器618、鍵盤和/或控制器630，其可以包括滑鼠、軌跡球、觸控螢幕、語音識別裝置、或允許系統使用者對電子裝置600輸入資訊和接收資訊的任何其他裝置。
為了更佳示範在此揭示的方法和設備，在此 提供非限制性的實施例條列：範例1包括電子裝置。電子裝置包括：半導體晶片，其耦合於封裝基板；以及至少一切換器，其至少部分容置在封裝基板裡；該切換器包括：導線；導梁，其容置在封裝基板介電質裡，該導梁具有至少一末端，其暴露在介電質裡並且是自由移動，其中該至少一末端藉由間隙而與對應的導線隔開；磁性構件，其建構成提供至少部分的致動力以移動該至少一末端；以及靜電機制，其建構成提供至少部分的致動力以移動該至少一末端或維持它定 位而相鄰於導線。
範例2包括範例1的電子裝置，其中間隙是在大約10~15微米之間。
範例3包括範例1~2中任一者的電子裝置，其中封裝基板介電質包括有機介電質。
範例4包括範例1~3中任一者的電子裝置，其進一步包括第二介電質，其在導梁和導線的對應末端之間以形成電容式切換器。
範例5包括範例1~4中任一者的電子裝置，其中第二介電質包括氮化矽。
範例6包括範例1~5中任一者的電子裝置，其中導梁的一末端固定於封裝基板以形成懸臂式切換器。
範例7包括範例1~6中任一者的電子裝置，其中導梁的二末端都是自由移動，而形成分流式切換器。
範例8包括範例1~7中任一者的電子裝置，其進一步包括接地導線，其在相同的封裝層級上相鄰於導線以形成共平面的波導。
範例9包括範例1~8中任一者的電子裝置，其進一步包括接地平面，其在封裝中的導線底下以形成微帶波導。
範例10包括電子系統。電子系統包括：半導體晶片，其耦合於封裝基板；以及至少一切換器，其至少部分容置在封裝基板裡；該切換器包括：導線；導梁，其容置在封裝基板介電質裡，該導梁具有至少一末端，其暴 露在介電質裡並且是自由移動，其中該至少一末端藉由間隙而與對應的導線隔開；磁性構件，其建構成提供至少部分的致動力以移動至少一末端；靜電機制，其建構成提供至少部分的致動力以移動至少一末端或維持它定位而相鄰於導線；以及天線，其耦合於至少一切換器，其中天線藉由至少一切換器的致動以變化跨越天線之電容的和/或電感的負載而可調諧至不同的頻率。
範例11包括範例10的電子系統，其中電子 裝置包括行動電話。
範例12包括範例10的電子系統，其中電子 裝置包括平板電腦。
範例13包括方法，其包括：累積接續層以形 成基板，其中形成接續層包括在基礎面板的頂部上製造介電質，並且以微影術形成由累積介電材料所包圍的金屬導線；移除介電材料在基板裡之導梁周圍的部分，以形成可移動的梁而懸掛於相鄰的導線上；形成磁性構件而相鄰於可移動的梁之末端，該磁性構件建構成提供至少部分的致動力以移動可移動的梁之末端；以及形成靜電機制，其建構成提供至少部分的致動力以於操作期間移動可移動的梁之末端而相鄰於導線。
範例14包括範例13的方法，其中移除介電材料在基板裡之導梁周圍的部分以形成可移動的梁包括：移除一末端周圍的介電材料以形成可撓性懸臂。
範例15包括範例13~14中任一者的方法，其 中移除介電材料在基板裡之導梁周圍的部分以形成可移動的梁包括：從導梁底下完全移除介電材料以形成分流式切換器。
範例16包括範例13~15中任一者的方法，其中累積接續層以形成基板包括：沉積基於聚合物的層。
範例17包括範例13~16中任一者的方法，其中形成金屬導線包括形成金屬銅導線，以及其中移除介電材料在導梁周圍的部分包括移除銅梁和銅栓周圍的材料。
範例18包括範例13~17中任一者的方法，其中移除部分的介電材料包括：使用化學或物理/機械或電漿增進的或反應性離子蝕刻以移除部分的介電材料。
範例19包括範例13~18中任一者的方法，其進一步包括將半導體晶片耦合於基板。
範例20包括範例13~19中任一者的方法，其中基板原位形成在半導體晶片上。
本電子裝置的這些和其他範例與特色以及相關方法將部分列於上面的詳細敘述。這概觀打算要提供本標的的非限制性範例-它不打算提供排他或窮盡的解釋。
上面的詳細敘述包括參考伴隨圖式，其形成詳細敘述的一部分。圖式以舉例方式來顯示當中可以實施本發明的特定實施例。這些實施例也在此稱為「範例」。此種範例可以包括附加於所顯示或描述者的元件。然而，發明人也思及當中僅提供那些所示或所述之元件的範例。此外，相對於特殊範例(或其一或更多個方面)而言，或相對 於在此所示或所述的其他範例(或其一或更多個方面)而言，發明人也思及使用那些所示或所述之元件(或其一或更多個方面)之任何組合或變換的範例。
於本文件，使用詞「一」，就如專利文件所常 見，以包括一或多於一，而獨立於「至少一」或「一或更多」的任何其他例子或使用。於本文件，「或」一詞是用於指稱非排外性的或，使得「A或B」包括「A但非B」、「B但非A」、「A和B」，除非另有所指。於本文件，使用「包括」和「其中」等詞分別作為「包含」和「當中」等詞的平直用語。同時，於下面的請求項，「包括」和「包含」等詞是開放端的，也就是說，包括附加於請求項此種詞之後所列之元件的系統、裝置、物體、組成、配方或過程仍視為落於該請求項的範圍裡。再者，於下面的請求項，「第一」、「第二」、「第三」......等詞僅使用作為標記，並且不打算在它們的物件上施加數字要求。
上面敘述打算是示範性的而非限制性的。舉 例而言，上述範例(或其一或更多個方面)可以彼此組合來使用。例如此技藝中具一般技術者在審視上面敘述時可以使用其他實施例。提供摘要以符合聯邦法規第37章第1.72(b)節以允許讀者快速確認技術揭示的本質。所理解而提出的是摘要將不用於解讀或限制請求項的範圍或意義。 同時，於上面的【實施方式】，多樣的特色可以群聚在一起以使本揭示流暢。這不應解讀成打算將未請求的揭示特色當成對任何請求項都是基本的。本發明標的之特色反而 是可以比特殊揭示實施例的所有特色來得少。因此，下面的請求項在此併入【實施方式】裡，而每個請求項自立為分別的實施例，並且思及此種實施例可以採取多樣的組合或變換而彼此組合。本發明的範圍應參考所附請求項並連同此種請求項所賦予的完整等同範圍來決定。
200‧‧‧電子裝置
210‧‧‧導線
211‧‧‧隔離電容器
212‧‧‧導線區段
220‧‧‧導梁
222‧‧‧第一末端
224‧‧‧第二末端
228‧‧‧開口
230‧‧‧磁鐵
240‧‧‧第一連接
242‧‧‧栓
244‧‧‧第二連接
250‧‧‧第一接地線
252‧‧‧第二接地線

Claims (18)

  1. 一種電子裝置，其包括：半導體晶片，其耦合於封裝基板；至少一切換器，其至少部分容置在該封裝基板裡，該切換器包括：導線；導梁，其容置在封裝基板介電質裡，該導梁具有至少一末端，其暴露在該介電質裡並且是自由移動；其中該至少一末端藉由間隙而與對應的導線隔開；磁性構件，其建構成提供至少部分的致動力以移動該至少一末端；靜電機制，其建構成提供至少部分的該致動力以移動該至少一末端或維持它定位而相鄰於該導線；以及接地平面，其在該封裝中的該導線底下以形成微帶波導。
  2. 如申請專利範圍第1項的電子裝置，其中該間隙是在大約10~15微米之間。
  3. 如申請專利範圍第1項的電子裝置，其中該封裝基板介電質包括有機介電質。
  4. 如申請專利範圍第1項的電子裝置，其進一步包括第二介電質，其在該導梁和該導線之間以形成電容式切換器。
  5. 如申請專利範圍第4項的電子裝置，其中該第二 介電質包括氮化矽。
  6. 如申請專利範圍第1項的電子裝置，其中該導梁的該一末端固定於該封裝基板以形成懸臂式切換器。
  7. 如申請專利範圍第1項的電子裝置，其中該導梁的二末端都是自由移動，而形成分流式切換器。
  8. 如申請專利範圍第1項的電子裝置，其進一步包括接地導線，其在相同的封裝層級上相鄰於該導線以形成共平面的波導。
  9. 一種電子系統，其包括：半導體晶片，其耦合於封裝基板；至少一切換器，其至少部分容置在該封裝基板裡，該切換器包括：導線；導梁，其容置在封裝基板介電質裡，該導梁具有至少一末端，其暴露在該介電質裡並且是自由移動；其中該至少一末端藉由間隙而與對應的導線隔開；磁性構件，其建構成提供至少部分的致動力以移動該至少一末端；靜電機制，其建構成提供至少部分的該致動力以移動該至少一末端或維持它定位而相鄰於該導線；以及天線，其耦合於該至少一切換器，其中該天線藉由該至少一切換器的致動以變化跨越該天線之電容的和/或電感的負載而可調諧至不同的頻率。
  10. 如申請專利範圍第9項的電子系統，其中該電子裝置包括行動電話。
  11. 如申請專利範圍第9項的電子系統，其中該電子裝置包括平板電腦。
  12. 一種形成電子裝置之方法，其包括：累積接續層以形成基板，其中形成該接續層包括：在基礎面板的頂部上製造介電質，並且以微影術形成由累積介電材料所包圍的金屬導線；移除該介電材料在該基板裡之導梁周圍的部分，以形成可移動的梁而懸掛於相鄰的導線上；形成磁性構件而相鄰於該可移動的梁之末端，該磁性構件建構成提供至少部分的致動力以移動該可移動的梁之該末端；以及形成靜電機制，其建構成提供至少部分的該致動力以於操作期間移動該可移動的梁之該末端或維持它定位而相鄰於該導線，其中形成金屬導線包括形成金屬銅導線，以及其中移除該介電材料在導梁周圍的部分包括移除銅梁和銅栓周圍的材料。
  13. 如申請專利範圍第12項的方法，其中移除該介電材料在該基板裡之導梁周圍的部分以形成可移動的梁包括：移除一末端周圍的介電材料以形成可撓性懸臂。
  14. 如申請專利範圍第12項的方法，其中移除該介電材料在該基板裡之導梁周圍的部分以形成可移動的梁包 括：從該導梁底下完全移除介電材料以形成分流式切換器。
  15. 如申請專利範圍第12項的方法，其中累積接續層以形成基板包括：沉積基於聚合物的層。
  16. 如申請專利範圍第12項的方法，其中移除部分的該介電材料包括：使用化學或物理/機械或電漿增進的或反應性離子蝕刻以移除部分的該介電材料。
  17. 如申請專利範圍第12項的方法，其進一步包括將半導體晶片耦合於該基板。
  18. 如申請專利範圍第17項的方法，其中該基板於原位形成在該半導體晶片上。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10453635B2 (en) 2013-12-17 2019-10-22 Intel Corporation Package MEMS switch and method

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10825628B2 (en) * 2017-07-17 2020-11-03 Analog Devices Global Unlimited Company Electromagnetically actuated microelectromechanical switch
US11073572B2 (en) * 2019-01-17 2021-07-27 Infineon Technologies Ag Current sensor device with a routable molded lead frame
US11222856B2 (en) * 2019-12-19 2022-01-11 Intel Corporation Package-integrated bistable switch for electrostatic discharge (ESD) protection
CN111415844A (zh) * 2020-04-28 2020-07-14 无锡市伍豪机械设备有限公司 一种微机电系统开关及其制造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6635837B2 (en) * 2001-04-26 2003-10-21 Adc Telecommunications, Inc. MEMS micro-relay with coupled electrostatic and electromagnetic actuation
US7307331B2 (en) * 2004-03-31 2007-12-11 Intel Corporation Integrated radio front-end module with embedded circuit elements
TW201241908A (en) * 2011-04-13 2012-10-16 Xintec Inc Chip package and manufacturing method thereof

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6570750B1 (en) * 2000-04-19 2003-05-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Shunted multiple throw MEMS RF switch
US6373007B1 (en) * 2000-04-19 2002-04-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Series and shunt mems RF switch
WO2002096166A1 (en) * 2001-05-18 2002-11-28 Corporation For National Research Initiatives Radio frequency microelectromechanical systems (mems) devices on low-temperature co-fired ceramic (ltcc) substrates
JP2004126503A (ja) * 2002-03-28 2004-04-22 Nikon Corp マイクロアクチュエータ及びこれを用いた光スイッチ
US6859119B2 (en) * 2002-12-26 2005-02-22 Motorola, Inc. Meso-microelectromechanical system package
KR100530010B1 (ko) * 2003-11-13 2005-11-22 한국과학기술원 전자기력과 정전기력을 이용하여 구동하는 토글방식의저전압, 저전력 초고주파 ｓｐｄｔ 마이크로 스위치
US9691579B2 (en) 2013-12-17 2017-06-27 Intel Corporation Package MEMS switch and method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6635837B2 (en) * 2001-04-26 2003-10-21 Adc Telecommunications, Inc. MEMS micro-relay with coupled electrostatic and electromagnetic actuation
US7307331B2 (en) * 2004-03-31 2007-12-11 Intel Corporation Integrated radio front-end module with embedded circuit elements
TW201241908A (en) * 2011-04-13 2012-10-16 Xintec Inc Chip package and manufacturing method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10453635B2 (en) 2013-12-17 2019-10-22 Intel Corporation Package MEMS switch and method

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