[发明专利]由穿过衬底的通孔提供的电感器

说明书

优先权资料

本发明主张谢诺伊(Shenoy)等人于2012年10月16日申请的标题为穿衬底通孔电感器(THROUGH SUBSTRATE VIA INDUCTORS)(代理人案号QUALP155A/121830U1)的共同待决的第13/653,132号美国专利申请案的优先权，所述申请案特此以全文引用的方式并入本文中且用于所有目的。

技术领域

本发明大体上涉及电感器，且更确切地说涉及穿衬底通孔电感器。

背景技术

机电系统(EMS)包含具有电及机械元件的装置，例如传感器及激活器等换能器、例如镜面及光学膜等光学组件及电子器件。EMS装置或元件可以多种尺度制造，包含(但不限于)微尺度及纳米尺度。举例来说，微机电系统(MEMS)装置可包含大小在约一微米到数百微米或以上的范围内的结构。纳米机电系统(NEMS)装置可包含大小小于一微米(包含例如小于数百纳米的大小)的结构。可使用沉积、蚀刻、光刻及/或蚀刻掉衬底及/或所沉积材料层的部分或添加层以形成电及机电装置的其它微机械加工工艺来形成机电元件。

一种类型的EMS装置称为干涉式调制器(IMOD)。术语“IMOD”或“干涉式光调制器”是指使用光学干涉原理选择性地吸收及/或反射光的装置。在一些实施方案中，IMOD显示元件可包含一对导电板，所述导电板中的一者或两者可能整体或部分地为透明的及/或反射性的，且能够在施加适当电信号后即刻进行相对运动。举例来说，一个板可包含沉积在衬底上方、衬底上或由衬底支撑的静止层，另一板可包含与所述静止层以气隙分开的反射隔膜。一个板相对于另一板的位置可改变入射在IMOD显示元件上的光的光学干涉。基于IMOD的显示装置具有广泛范围的应用，且预期用于改进现有产品及形成新产品，尤其是具有显示能力的产品。

电感器是在包含个人计算机、平板计算机及无线移动手持机的装置的范围内用于大量功率调节、频率控制及信号调节应用中的普遍存在的无源模拟电子组件。实际的电感器具有有限的品质因数(Q)，意味着除了存储感应磁场中的能量之外，它们也通过欧姆及磁性损耗而耗散能量。此外，电感器可需要大的物理尺寸(约数毫米)以便实现大于数十毫微亨利(nH)的电感值。一些电感器是使用由高磁导率材料制成的芯制造的，其增加它们的电感密度。归因于与设计及制造具有必需的形状因数、品质因数及电感密度相关联的挑战，电感器常常是与其它离散及集成电子元件在板层级集成的离散组件。

发明内容

本发明的系统、方法及装置各自具有若干创新方面，其中没有单个方面单独负责本文所揭示的合乎需要的属性。

本发明中所描述的标的物的一个新颖方面可实施在包含绝缘衬底(例如玻璃衬底)的装置中，其中在所述衬底中界定腔。至少两个金属条在所述腔中。每一金属条的第一端接近所述衬底的第一表面，且每一金属条的第二端接近所述衬底的第二表面。金属迹线连接第一金属条及第二金属条。

在一些实施方案中，第一介电层可安置在所述衬底的所述第一表面上，且第二介电层可安置在所述衬底的所述第二表面上。在此些实施方案中，进一步在所述第一及所述第二介电层中界定所述腔。所述金属迹线可与所述第一介电层接触。而且，所述衬底可包含光可成像玻璃衬底。在一些实施方案中，所述金属条可包含一或多个实心金属条及/或一或多个中空金属条。在一些实施方案中，磁芯可安置在所述腔中。所述第一金属条、所述第二金属条及所述金属迹线可界定相对于所述磁芯的边界。在一些实施方案中，可通过将电路中的电容器与所述装置连接而实现谐振器电路。

在一些实施方案中，所述金属条及所述金属迹线界定电感器的至少部分。所述电感器可具有对应于所述电感器的可变电感的柔性程度。在一些实施方案中，所述金属条及所述金属迹线界定布置在环面中的多个金属匝中的一者的至少一部分以界定位于大体上平行于所述衬底的平面中的环面电感器。在环面电感器的一些实施方案中，所述金属迹线可具有沿着所述平面的锥形形状，其中所述锥形形状是由接近所述环面的外侧的较宽部分及接近所述环面的内侧的较窄部分界定。所述环面可具有圆形形状、椭圆形状、跑道形状或其某一组合。

在环面电感器的一些实施方案中，一或多个热接地平面可安置在所述衬底的一个或两个表面上，其中进一步在所述一或多个热接地平面中界定所述腔。热接地平面可包含例如氮化铝(AlN)、类金刚石碳(DLC)或石墨烯等材料。