[发明专利]由柔性电路基板形成的微设备

说明书

公开了一种柔性电子电路基板，其包括由柔性电子电路基板的各层制成的设备，作为柔性电子电路基板的构造的一部分。此类设备可以是功能单元，例如微机电(MEMS)设备，例如微加速度计传感器元件，微流量传感器，微压力传感器等。

本申请根据35 U.S.C的第119条要求于2017年10月2日提交的标题为“MicroDevices Formed by Flex Circuit Substrates”的美国临时专利申请序列号62/566,591的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本说明书涉及柔性电路和微设备，例如加速度计。

背景技术

柔性(或挠性)电路技术是一种通过将电子部件安装在柔性塑料基板上来制造电子电路的方法。可以使用各种类型的塑料材料，例如聚酰亚胺。可以使用其他材料，例如聚醚醚酮(PEEK)，PET聚对苯二甲酸乙二酯和透明导电聚酯。可以使用用于刚性印刷电路板的相同部件来制造柔性电路组件。然而，与刚性印刷电路板不同，柔性电路技术允许柔性电路板在使用期间弯曲或顺应形状。

加速度计是一种测量“适当加速度”的设备，即，人体在其自己的瞬时静止框架中的速度变化率，其与坐标加速度相反，坐标加速度是固定坐标系中的加速度。加速度计在工业和科学中有多种应用。例如，加速度计用于平板电脑，手持式智能电话，数码相机等中，因此屏幕上的图像始终显示为竖直状态。提供单轴和多轴加速度计。微机械加速度计设备存在于许多便携式电子设备中，例如诸如遥控器和视频游戏控制器之类的手持控制器，并且用于提供设备位置变化(例如运动)的粗略指示。

发明内容

通常，在应用中使用的微加速度计是分立的设备部件，其通常安装在或固定在电路板等上或固定到电路板等上以提供完成的组件。作为分立的设备部件，这种加速度计增加了生产使用加速度计的设备的制造成本。虽然增加分立的设备部件加速度计的增量成本可能是最终组件总成本的一小部分，但在某些应用(例如上述消费者应用)中，希望将此类成本降至最低。该问题可以扩展到其他类型的微机电部件，这些微机电部件被制造为分立部件，从而增加了成本，对于此类设备的某些应用而言，成本可能很高。

根据一个方面，电路基板包括一种或多种材料的多个层，所述多个层粘附在一起，并且所述多个层中的至少第一组在其上具有图案化的电导体；和由所述多个层中的第二组形成的微机电设备。

一些实施例包括材料的多个层中的至少一些是包括刚性或半刚性或柔性材料中的一个或多个的层，材料的多个层中的至少一些是包括柔性材料的层，其中，多个层中的第二组的至少一些层在其部分上方具有金属导体。一些实施例包括：多个层中的第二组层中的至少一些具有隔室，并且多个层中的第二组层中的至少一些其他层均具有支撑在一些其他层的部分上的金属导体，柔性材料的多个层中的第二组层的至少一些具有隔室，并且多个层的第二组中的至少一个层具有与所述一个层一体形成的构件，其中所述构件在隔室内可移动。

一些实施例包括，所述多个层中的第二组层包括柔性材料，并且所述设备是微加速度计传感器元件。微加速度计传感器元件还包括：第一电极，支撑在所述多个层的第二组层的第一层上；具有第一隔室的第一间隔层，所述第一间隔层由所述多个层的第二组层的第二层提供；从所述多个层的第二组层的第三层提供的悬臂梁，所述悬臂梁承载悬臂梁电极；具有第二隔室的第二间隔层，第二间隔层由所述多个层的第二组层的第四层提供；和第二电极，支撑在所述多个层的第二组层的第五层上，其中悬臂梁电极在第一隔室和第二隔室之间以及在第一电极和第二电极的部分之间垂直对准地设置。

柔性电路还包括：电容测量电路，其具有联接到第一电极和梁电极的第一对输入以及联接到第二电极和梁电极的第二对输入；和控制器，将来自电容测量电路的测量电容转换为加速度。