[发明专利]具有频率可调谐功能块的封装

说明书

技术领域

本发明的领域涉及集成在微机械加工(micro-machined)结构中的电子元件，尤其对要求低损耗的微波元件应用非常有益。

背景技术

微机械加工工艺允许制作有源或无源的结构，在毫米频率处降低成本并可观地提高性能的同时，相对于诸如印刷电路之类的传统技术，极大地减小了有源或无源结构的尺寸和重量。具体地，该技术能够以3个尺寸集成功能性，这能够提高电路的集成密度。在这些微机械加工结构的内部，还提供了将高级(high-level)多功能系统集成在单个平面技术中的可能性。例如，采用该类技术，利用倒装晶片或配线来集成有源元件是非常可行的。

这还使得能够容易地集成微机械加工无源元件，作为对分立元件的替换，其中分立元件经常需要复杂且由此而昂贵的集成研究。此外，该技术具有以下优点：在减小最终结构的尺寸的同时，能够直接集成MEMS(微电子存储系统)元件以及获得从1GHz到数个THz的非常有效的系统。

因为通过结构的屏蔽自然地实现了电路的保护，所以微机械加工电路不需要任何特殊的封装，也就是说，不需要任何外部封装或支撑。

微机械加工技术使得能够在非常精细隔膜(约10μm)上蚀刻导体以及在固态基板中封装整个结构。可以将其应用于任何类型的半导体基板，但是硅的使用使得能够更可观地降低制造成本，该基板被广泛使用于半导体工业中。

已经具体地提出了包括微机械加工结构的模块，其中微机械加工结构包括频率可调谐功能块(function)，如图1中所示。在基板1的表面处限定蚀刻的信号线L_S和关联的接地面PM_S，并将蚀刻的信号线L_S和关联的接地面PM_S封装在由典型地通过机械加工硅片来获得的基板和支撑2所限定的微机械加工设备中。这包括由接地面的三级PM₁、PM_S和PM₂所限定的所谓的三级(triplate)结构，接地面PM₁和PM₂保证了对包括空腔3的整体的电磁屏蔽。

此外，已经公知的是：通过使用其特征随着电子激励而变化的电介质材料，能够实现频率可调谐功能块。

例如，在文献(“Tunable Passive Phase Shifter for MicrowaveApplications using Highly isotropic Liquid Crystals”，WEIF-32，IEEEMTT-S Digest 2004，pp 1153-1156，“Ferro-electric and Liquid CrystalTunable Microwave Phase Shifters”，33rd European MicrowaveConference-Munich 2003，pp 1431-1434，“Improvement of an InvertedMicrostrip Line-Based Microwave Tunable Phase-Shifter using LiquidCrystal”，33rd European Microwave Conference-Munich 2003，pp1417-1420，“Nouvelles structures de déphaseurs agiles en fréquence àsubstrat cristal liquide″[New frequency-agile phase shifter structures withliquid crystal substrate]，12th Journées Nationales Microondes，16-17-18May 2001-POITIERS，6B1)中已描述的液晶的使用，这使得不仅能够实现可变电容器或移相器，还能够实现可调谐滤波器。

例如，为了使由信号线及其接地面所限定的功能块频率可调谐，已经提出了利用其电介质常数可以被电控制的液晶类型的材料来填充空腔3。

然而，接地类(ground-like)基板的出现表现了该类型结构的缺点，这一方面因为传统上用作基板的材料的高介电常数，另一方面因为其电介质性质的非频率(non-frequency)可调谐性。

发明内容