特許ウォッチ

公開番号2025076374
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-15
出願番号2024189487
出願日2024-10-29
発明の名称プレーナ型貫通ガラスビア(TGV)付きのMEMSスイッチ
出願人メンロ・マイクロシステムズ・インコーポレーテッド,MENLO MICROSYSTEMS,INC.
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類B81B 7/02 20060101AFI20250508BHJP(マイクロ構造技術)
要約【課題】封止されたキャビティの気密性に影響を及ぼすことなく、微小電気機械(MEMS)素子に/MEMS素子から電気信号を伝えるMEMS部品を提供する。
【解決手段】MEMS部品は、ガラス基板12と、ガラス基板12上に配置されたMEMS素子10と、ガラス基板12上に配置されたガラスキャップ14と、を備え得る。ガラスキャップ14は、少なくとも1つの電気的に導通可能なビア18が貫通したものであり得る。ビア18は、ガラスキャップ14を上面から下面まで貫く円柱状の孔部、および円柱状の孔部の内側壁上に設けられた金属製のコンフォーマルな被膜302(上端および下端を有し得る)を含む。円柱状の孔部内には、可撓性の複合材308が、ガラスキャップ14の上面から下面まで設けられ得る。金属製のコンフォーマルな被膜302の上端および下端にはそれぞれ平板状の上部キャップ304aおよび下部キャップ304bが接続され得る。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
微小電気機械（ＭＥＭＳ）部品であって、
ガラス基板と、
前記ガラス基板上に配置されたＭＥＭＳ素子と、
ガラスキャップであって、（ｉ）当該ガラスキャップを貫通する少なくとも１つの導通可能なビアを有し、（ｉｉ）前記ガラス基板に取り付けられることで、キャビティ内に前記ＭＥＭＳ素子を封入して気密封止している、ガラスキャップと、
を備え、前記少なくとも１つの導通可能なビアが、電気的に導通可能な該ビアの上端に接続された、上部の端の平板状キャップ、および電気的に導通可能な該ビアの下端に接続された、下部の端の平板状キャップを含む、ＭＥＭＳ部品。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
請求項１に記載のＭＥＭＳ部品において、前記少なくとも１つの導通可能なビアが、円柱状である、ＭＥＭＳ部品。
【請求項３】
請求項２に記載のＭＥＭＳ部品において、前記少なくとも１つの導通可能なビアは、前記ガラスキャップの孔部の内壁上の金属製のコンフォーマルな被膜を、該コンフォーマルな被膜が孔部の残りを取り囲むようにして含む、ＭＥＭＳ部品。
【請求項４】
請求項３に記載のＭＥＭＳ部品において、前記孔部の残りに、可撓性の複合材が、前記上端から前記下端まで充填されている、ＭＥＭＳ部品。
【請求項５】
請求項４に記載のＭＥＭＳ部品において、前記可撓性の複合材が、導通可能である、ＭＥＭＳ部品。
【請求項６】
請求項４に記載のＭＥＭＳ部品において、前記可撓性の複合材が、実質的に導通不能である、ＭＥＭＳ部品。
【請求項７】
請求項４に記載のＭＥＭＳ部品において、前記可撓性の複合材が、前記上端から前記下端まで気密封止する材料混合物を含有する、ＭＥＭＳ部品。
【請求項８】
請求項４に記載のＭＥＭＳ部品において、上部の前記平板状キャップの上面が、前記ガラスキャップの上面と略同一平面にあり、下部の前記平板状キャップの下面が、前記ガラスキャップの下面と略同一平面にある、ＭＥＭＳ部品。
【請求項９】
請求項１に記載のＭＥＭＳ部品において、下部の前記平板状キャップが、前記ＭＥＭＳ素子に電気的に接続されている、ＭＥＭＳ部品。
【請求項１０】
請求項１に記載のＭＥＭＳ部品において、前記ガラスキャップは、前記ガラス基板に、前記ＭＥＭＳ素子がこれらガラス基板とガラスキャップとの間に形成されたキャビティ内に気密封止されるように接合されている、ＭＥＭＳ部品。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【背景技術】
【０００１】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）部品には、ガラス基板上のＭＥＭＳ素子と、気密封止したキャビティ（空洞）内に該ＭＥＭＳ素子を封入するようにして配置されたガラスキャップ（またはガラスカバー）と、を備えたものがある。
続きを表示（約 2,600 文字）【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
封止されたキャビティの気密性に影響を及ぼすことなく、ＭＥＭＳ素子に／ＭＥＭＳ素子から、ＭＥＭＳ部品の外部に由来した電気信号を伝えなければならない場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の記載の実施形態は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）部品であって、ガラス基板上のＭＥＭＳ素子と、気密封止されたキャビティを形成するように該基板に接合されて該キャビティに前記ＭＥＭＳ素子を収めたガラスキャップ（またはガラスリッドもしくはガラスカバー）と、を備えるＭＥＭＳ部品に向けられている。同ＭＥＭＳ部品は、さらに、前記キャビティ内の前記ＭＥＭＳ素子からの電気信号を前記キャビティ外の素子やシステムに（あるいはその逆に）容易に伝える少なくとも１つのプレーナ型貫通ガラスビア（ＴＧＶ）を備える。該ＴＧＶは、該ＴＧＶを通って前記キャビティ内外にガスが流れるのを防ぐように構成かつ配置されている。本明細書で説明する例示的な実施形態では、前記ＴＧＶが前記ガラスキャップに実現されているが、別の実施形態では、前記ＴＧＶが素子基板に実現されてもよい。本明細書で詳述するが、「プレーナ型」ＴＧＶとは、端部が例えば前記キャップの外表面と同一平面になり得るほどの平板状になっているＴＧＶのことを指す。
【０００４】
本発明は、一態様において、ガラス基板と、該ガラス基板上に配置された微小電気機械（ＭＥＭＳ）素子と、少なくとも１つの導通可能なビアが貫通しており、前記ガラス基板に取り付けられることで、キャビティ内に前記ＭＥＭＳ素子を封入して気密封止しているガラスキャップと、を備えるＭＥＭＳ部品であり得る。前記少なくとも１つの導通可能なビアは、電気的に導通可能な該ビアの上端に接続された、上部端の平板状キャップ、および電気的に導通可能な該ビアの下端に接続された、下部端の平板状キャップを含み得る。
【０００５】
一実施形態において、前記少なくとも１つの導通可能なビアは、円柱状であり得る。前記少なくとも１つの導通可能なビアは、前記ガラスキャップの孔部（ボイド）の内壁上の金属製のコンフォーマルな被膜を、該コンフォーマルな被膜が孔部の残りを取り囲むようにして含み得る。前記孔部の残りには、可撓性の複合材が、前記上端から前記下端まで充填され得る。前記可撓性の複合材は、導通可能または実質的に導通不能であり得る。
【０００６】
前記可撓性の複合材は、前記上端から前記下端まで気密封止する材料混合物を含有し得る。前記上部の平板状キャップの上面は、前記ガラスキャップの上面と略同一平面であり得て、前記下部の平板状キャップの下面は、前記ガラスキャップの下面と略同一平面であり得る。前記下部の平板状キャップは、前記ＭＥＭＳ素子に電気的に接続され得る。前記ガラスキャップは、前記ガラス基板に、前記ＭＥＭＳ素子がこれらガラス基板とガラスキャップとの間に形成されたキャビティ内に気密封止されるように接合され得る。
【０００７】
本発明は、他の態様において、ガラス基板と、該ガラス基板上に配置された微小電気機械（ＭＥＭＳ）素子と、前記ガラス基板上に配置されたガラスキャップと、を備えるＭＥＭＳ部品であり得る。前記ガラスキャップは、少なくとも１つの電気的に導通可能なビアが貫通したものであり得る。該導通可能なビアは、前記ガラスキャップを該ガラスキャップの上面から該ガラスキャップの下面まで貫く円柱状の孔部、および該円柱状の孔部の内側壁上に設けられた金属製のコンフォーマルな被膜を含み得る。該金属製のコンフォーマルな被膜は、前記ガラスキャップの前記上面に上端を、前記ガラスキャップの前記下面に下端を有し得る。前記導通可能なビアは、さらに、前記円柱状の孔部内に、前記ガラスキャップの前記上面から前記ガラスキャップの前記下面まで設けられた可撓性の複合材、前記金属製のコンフォーマルな被膜の前記上端に接続された上部の平板状キャップ、および前記金属製のコンフォーマルな被膜の前記下端に接続された下部の平板状キャップを含み得る。
【０００８】
前記ガラスキャップは、前記ガラス基板に、前記ＭＥＭＳ素子がこれらガラス基板とガラスキャップとの間に形成されたキャビティ内に気密封止されるように接合され得る。前記可撓性の複合材は、導通可能または導通不能であり得る。前記可撓性の複合材は、前記上端から前記下端まで気密封止する材料混合物を含有し得る。前記上部の平板状キャップの上面は、前記ガラスキャップの上面と略同一平面であり得て、前記下部の平板状キャップの下面は、前記ガラスキャップの下面と略同一平面であり得る。
【０００９】
本発明は、さらなる他の態様において、封入された微小電気機械（ＭＥＭＳ）素子に電気信号を伝達する方法であって、ガラス基板上に配置されたＭＥＭＳ素子を用意する過程と、ガラスキャップに少なくとも１つの導通可能なビアを貫通させて形成する過程と、を備える方法であり得る。前記少なくとも１つの導通可能なビアは、電気的に導通可能な該ビアの上端に接続された上部の平板状キャップ、および電気的に導通可能な該ビアの下端に接続された下部の平板状キャップを含み得る。同方法は、さらに、前記ガラスキャップを前記ガラス基板に取り付ける過程であって、これによってキャビティ内に前記ＭＥＭＳ素子を封入して気密封止する、過程を備え得る。
【００１０】
同方法は、さらに、前記ガラスキャップを、前記ガラス基板に、前記ＭＥＭＳ素子がこれらガラス基板とガラスキャップとの間に形成されたキャビティ内に気密封止されるように接合する過程、を備え得る。同方法は、さらに、前記下部の平板状キャップを、前記ＭＥＭＳ素子に電気的に接続する過程、を備え得る。同方法は、さらに、前記ガラスキャップの上面と略同一平面となるように前記上部の平板状キャップの上面、および前記ガラスキャップの下面と略同一平面となるように前記下部の平板状キャップの下面を作製する過程、を備え得る。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許