液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)電容器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)電容器，其包括第一電容器板，第二電容器板，通道，電介質(zhì)摻雜微滴，以及微滴致動(dòng)模塊。所述通道被實(shí)施或被嵌入在板的一個(gè)或多個(gè)層中，以及所述電介質(zhì)摻雜微滴被包含在所述通道中。微滴致動(dòng)模塊，其可操作改變相對(duì)于第一和第二電容器板的電介質(zhì)摻雜微滴，其中所述第一和第二電容器板接近所述通道并彼此間隔距離，從而改變所述液態(tài)MEMS電容器的介質(zhì)特性。
【專利說明】液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)電容器
[0001]相關(guān)專利的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2012年9月10日提交的題為“Liquid Micro Electro MechanicalSystems (MEMS) Devices and Applications” 的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第 61/699，183 號(hào)的優(yōu)先權(quán)，以及于2012年10月31日提交的美國(guó)申請(qǐng)第13/665，712號(hào)的優(yōu)先權(quán)，并且其全部?jī)?nèi)
容結(jié)合于此作為參考。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明主要涉及無(wú)線電通信，尤其是涉及可以用于無(wú)線通信設(shè)備中的液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)磁性部件。
【背景技術(shù)】
[0004]射頻(RF)通信設(shè)備按照一個(gè)或多個(gè)通信協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn)來(lái)有助于在一個(gè)或多個(gè)頻帶中進(jìn)行無(wú)線通信是眾所周知的。為了適應(yīng)多種通信協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn)，RF通信設(shè)備包括RF通信設(shè)備的每個(gè)部(例如，基帶處理，RF接收器，RF發(fā)射器，天線接口)的多種版本(每種用于一個(gè)協(xié)議)和/或包括可編程部。例如，RF通信設(shè)備可以包括可編程基帶部，多個(gè)RF接收器部，多個(gè)RF發(fā)射器部，以及可編程天線接口。
[0005]為了提供RF通信設(shè)備可編程部的至少某些可編程能力，該部包括一個(gè)或多個(gè)可編程電路，其中可編程能力經(jīng)由基于開關(guān)的電路元件組(例如，電容器，電感器，電阻器)實(shí)現(xiàn)。例如，選擇基于開關(guān)的電容器組和基于開關(guān)的電感器組的各種組合產(chǎn)生各種諧振電路，其能夠被用于濾波器(作為放大器中的負(fù)載等)。RF技術(shù)的新發(fā)展是使用集成電路(IC)微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)開關(guān)來(lái)提供基于開關(guān)的電路元件組的開關(guān)。
[0006]關(guān)于IC MEMS開關(guān)的問題包括最小接觸面積(這產(chǎn)生過熱點(diǎn))，電觸點(diǎn)彈跳(這限制冷切換的使用)以及受限的使用壽命。針對(duì)這些問題，射頻技術(shù)的新發(fā)展是采用IC實(shí)現(xiàn)的液態(tài)RF MEMS開關(guān)(這也稱為電化學(xué)潤(rùn)濕開關(guān))。隨著IC制造技術(shù)的不斷發(fā)展以及IC晶方(die)以及IC上制造的部件的尺寸降低，IC實(shí)現(xiàn)的液態(tài)RF MEMS開關(guān)可能具有受限的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)電容器,包括:第一電容器板；第二電容器板；在板材的一個(gè)或多個(gè)層中的通道，其中，所述第一電容器板和第二電容器板接近所述通道并且彼此間隔；電介質(zhì)摻雜微滴，包含在所述通道中；以及微滴致動(dòng)模塊，可操作相對(duì)于所述第一電容器板和第二電容器板改變所述電介質(zhì)摻雜微滴，從而改變所述液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)電容器的介質(zhì)特性。
[0008]優(yōu)選地，液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)電容器，其中，所述電介質(zhì)摻雜微滴包括:懸浮在非導(dǎo)電液態(tài)溶液中的多個(gè)介質(zhì)顆粒，其中，作為對(duì)來(lái)自所述微滴致動(dòng)模塊的刺激的響應(yīng)所述非導(dǎo)電液態(tài)溶液膨脹。[0009]優(yōu)選地,液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)電容器,其中，所述電介質(zhì)摻雜微滴包括:懸浮在非導(dǎo)電液態(tài)溶液中的多個(gè)介質(zhì)顆粒，其中，作為對(duì)來(lái)自所述微滴致動(dòng)模塊的刺激的響應(yīng)所述非導(dǎo)電液態(tài)溶液收縮。
[0010]優(yōu)選地，液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)電容器，進(jìn)一步包括:所述微滴致動(dòng)模塊可操作地將所述電介質(zhì)摻雜微滴在所述通道內(nèi)移動(dòng)以便影響所述電介質(zhì)摻雜微滴的所述改變。
[0011]優(yōu)選地，液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)電容器，進(jìn)一步包括:所述板材包括以下各項(xiàng)之一:印刷電路板(PCB)、集成電路(IC)封裝基板、以及PCB或IC封裝基板的重分布層(RDL)。
[0012]優(yōu)選地，液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)電容器，其中，所述微滴致動(dòng)模塊包括以下各項(xiàng)中的至少一項(xiàng):致動(dòng)器；電場(chǎng)源；磁場(chǎng)源；熱源；壓縮源；以及膨脹源。
[0013]優(yōu)選地,液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)電容器,進(jìn)一步包括:第二電介質(zhì)摻雜微滴，其中，所述電介質(zhì)摻雜微滴具有第一介質(zhì)特性，以及所述第二電介質(zhì)摻雜微滴具有第二介質(zhì)特性。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)電容器,包括:板材；通道，在所述板材的一個(gè)或多個(gè)層中；第一電容器板，接近所述通道；第二電容器板，接近所述通道且與所述第一電容器板間隔；以及致動(dòng)模塊，可操作將電介質(zhì)溶液注入到所述通道的至少一部分中，以便改變所述液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)電容器的介質(zhì)特性。
[0015]優(yōu)選地，液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)電容器，其中，所述電介質(zhì)溶液包括:懸浮在非導(dǎo)電液態(tài)溶液中的多個(gè)電介質(zhì)顆粒。
[0016]優(yōu)選地,液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)電容器,進(jìn)一步包括:控制模塊，可操作地生成控制信號(hào)，其中，所述控制模塊向所述致動(dòng)模塊發(fā)送所述控制信號(hào)，以便調(diào)整所述電介質(zhì)溶液的注入，從而實(shí)現(xiàn)所述液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)電容器的期望容量。
[0017]優(yōu)選地，液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)電容器，進(jìn)一步包括:具有四面的方管形形狀的所述通道；在所述通道的第一壁上的所述第一電容器板；在所述通道的第一相對(duì)壁上的所述第二電容器板，其中，所述第一壁和第一相對(duì)壁彼此大致平行。
[0018]優(yōu)選地，液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)電容器，進(jìn)一步包括:在第二壁和第二相對(duì)壁上的絕緣體，其中，所述第二壁近乎垂直于所述第一壁且大致平行于所述第二相對(duì)壁。
[0019]優(yōu)選地，液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)電容器，進(jìn)一步包括:在所述板材的多個(gè)層中的多個(gè)通道，其中，所述多個(gè)通道包括所述通道；接近所述多個(gè)通道的所述第一電容器板；接近所述多個(gè)通道且與所述第一電容器板間隔的所述第二電容器板；以及所述致動(dòng)模塊可操作地將所述電介質(zhì)溶液注入到所述多個(gè)通道中的一個(gè)或多個(gè)通道的至少一部分中，以便改變所述液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)電容器的介質(zhì)特性。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種可編程電容器，包括:第一多個(gè)電容器板段，在基板的第一一層或多個(gè)層上；第二多個(gè)電容器板段，在所述基板的第二一層或多個(gè)層上；多個(gè)液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS )開關(guān),其中，所述多個(gè)液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)開關(guān)中的液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)開關(guān)包括:板材；通道，在所述板材的一個(gè)或多個(gè)層中；電觸點(diǎn)，接近所述通道；導(dǎo)電微滴，包含在所述通道中；以及微滴致動(dòng)模塊:所述微滴致動(dòng)模塊可操作地處于第一狀態(tài)以使所述導(dǎo)電微滴電氣連接到所述電觸點(diǎn)；以及所述微滴致動(dòng)模塊可操作地處于第二狀態(tài)以使所述導(dǎo)電微滴不與所述電觸點(diǎn)中的至少一個(gè)電氣連接；控制模塊:所述控制模塊可操作地將所述多個(gè)液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)開關(guān)中的第 個(gè)或多個(gè)液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)開關(guān)置于所述第一狀態(tài)，以便將所述第一多個(gè)電容器板段中的兩個(gè)以上耦接在一起從而形成第一電容器板；以及所述控制模塊可操作地將所述多個(gè)液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)開關(guān)中的第二一個(gè)或多個(gè)液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)開關(guān)置于第一狀態(tài)，以便將所述第二多個(gè)電容器板段中的兩個(gè)以上耦接在一起從而形成第二電容器板。
[0021]優(yōu)選地，可編程電容器，進(jìn)一步包括:包括所述基板的所述板材。
[0022]優(yōu)選地，可編程電容器，進(jìn)一步包括:包括集成電路電路晶方的所述基板，所述基板還支撐所述控制模塊。
[0023]優(yōu)選地，可編程電容器，進(jìn)一步包括:在所述板材的一個(gè)或多個(gè)層中的第二通道，其中，所述第一多個(gè)電容器板段和第二多個(gè)電容器板段接近所述第二通道且彼此間隔；包含在所述通道中的電介質(zhì)摻雜微滴；以及微滴致動(dòng)模塊，可操作地相對(duì)于第一多個(gè)電容器板段和第二多個(gè)電容器板段改變所述電介質(zhì)摻雜微滴，從而改變所述可編程電容器的介質(zhì)特性。
[0024]優(yōu)選地，可編程電容器，進(jìn)一步包括:在所述板材的一個(gè)或多個(gè)層中的第二通道，其中，所述第一多個(gè)電容器板段和第二多個(gè)電容器板段接近所述第二通道且彼此間隔；以及致動(dòng)模塊，可操作地將電介質(zhì)溶液注入到所述第二通道中的至少一部分，以便改變所述液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)電容器的介質(zhì)特性。
[0025]優(yōu)選地，可編程電容器，進(jìn)一步包括:在所述板材的多個(gè)層中的多個(gè)第二通道，其中，所述第一多個(gè)電容器板段和第二多個(gè)電容器板段接近所述多個(gè)第二通道且彼此間隔；以及致動(dòng)模塊，可操作地將所述電介質(zhì)溶液注入到所述多個(gè)第二通道中的一個(gè)或多個(gè)通道的至少一部分中，以便改變可編程電容器的介質(zhì)特性。
[0026]優(yōu)選地，可編程電容器，其進(jìn)一步包括:所述板材包括以下各項(xiàng)之一:印刷電路板(PCB)，集成電路(IC)封裝基板，以及PCB或IC封裝基板的重分布層(RDL)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1和2是根據(jù)本發(fā)明的液態(tài)MEMS電容器的實(shí)施方式的示意性框圖；
[0028]圖3是根據(jù)本發(fā)明的液態(tài)MEMS電容器的電介質(zhì)摻雜微滴的實(shí)施方式的示意性框圖；
[0029]圖4是根據(jù)本發(fā)明的具有多個(gè)電介質(zhì)摻雜微滴的液態(tài)MEMS電容器的另一個(gè)實(shí)施方式的示意性框圖；
[0030]圖5和6是根據(jù)本發(fā)明的液態(tài)MEMS電容器的另一個(gè)實(shí)施方式的不意性框圖；
[0031]圖7和8是根據(jù)本發(fā)明的液態(tài)MEMS電容器的另一個(gè)實(shí)施方式的不意性框圖；
[0032]圖9和10是根據(jù)本發(fā)明的液態(tài)MEMS電容器的另一個(gè)實(shí)施方式的示意性框圖；
[0033]圖11是根據(jù)本發(fā)明的液態(tài)MEMS電容器的另一個(gè)實(shí)施方式的示意性框圖；
[0034]圖12是示出根據(jù)本發(fā)明的液態(tài)MEMS電容器的另一個(gè)實(shí)施方式的示意性框圖；
[0035]圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的包括液態(tài)MEMS開關(guān)的可編程電容器的另一個(gè)實(shí)施方式的示意性框圖；
[0036]圖14是示出根據(jù)本發(fā)明的包括液態(tài)MEMS開關(guān)的可編程電容器的另一個(gè)實(shí)施方式的示意性框圖；以及
[0037]圖15和16是不出根據(jù)本發(fā)明的液態(tài)MEMS電容器的另一個(gè)實(shí)施方式的不意性框圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0038]圖1和2是可以用于無(wú)線通信設(shè)備中的液態(tài)MEMS電容器10的實(shí)施方式的示意性框圖。無(wú)線通信設(shè)備可以是便攜式計(jì)算通信設(shè)備，該便攜式計(jì)算通信設(shè)備可以是被人攜帶在身上、可以至少部分由電池供電的任何設(shè)備，其包括無(wú)線電收發(fā)器(例如，射頻(RF)和/或毫米波(MMW))，并且執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)軟件應(yīng)用程序。例如，便攜式計(jì)算通信設(shè)備可以是蜂窩電話，筆記本電腦，個(gè)人數(shù)字助理終端，視頻游戲機(jī)，視頻游戲播放器，個(gè)人娛樂裝置，平板電腦等。
[0039]如圖所不,液態(tài)MEMS磁性電容器10包括板12,通道14,第一電容器板16,第二電容器板17，電介質(zhì)摻雜微滴18，以及微滴致動(dòng)模塊20。板12可以是印刷電路板(PCB)，集成電路(IC)封裝基板，或者是PCB或IC封裝基板的重分布層(RDL)，并且其支持在一個(gè)或多個(gè)層中的通道14。例如，通道14被構(gòu)造在板12的一個(gè)或多個(gè)層中。作為另一個(gè)例子，通道14被嵌入在板12的一個(gè)或多個(gè)層中。需要注意的是，通道14可以具有不同的形狀。例如，通道14可以具有方管形的形狀，圓柱形的形狀，非線性方管形的形狀，或非線性圓柱形的形狀，其中非線性指的是通道的軸向形狀是不同于直線的形狀(例如，曲折線、弧線、圓形、橢圓形、多邊形或其一部分)。此外，通道14可以具有涂覆了絕緣層、電介質(zhì)層、半導(dǎo)體層和/或?qū)щ妼拥膬?nèi)壁和/或外壁。
[0040]電介質(zhì)摻雜微滴18包含在通道14中，以及第一板16和第二板17被定位接近通道16 (例如，通道的相反表面)并且彼此間隔距離(d)。如圖1所示，微滴致動(dòng)模塊20將第一等級(jí)的力22施加在電介質(zhì)摻雜微滴18上，使得微滴18在通道14內(nèi)具有第一尺寸和/或形狀，和/或相對(duì)板16，17的第一定位。如圖2所示，微滴致動(dòng)模塊20將第二等級(jí)的力22施加在電介質(zhì)摻雜微滴18上，使得微滴18在通道14內(nèi)具有第二尺寸和/或形狀，和/或相對(duì)第一板16和第二板17的第二定位。相對(duì)于第一板16和第二板17改變電介質(zhì)摻雜微滴18導(dǎo)致液態(tài)MEMS電容器10的介質(zhì)特性(例如，有效距離，有效重疊面積，介電常數(shù)，電容器容量等)的改變。
[0041]作為例子，電介質(zhì)摻雜微滴18是包含懸浮電介質(zhì)顆粒的溶液，并且其形狀、尺寸和/或位置在存在力22 (例如，電場(chǎng)，磁場(chǎng)，壓縮，致動(dòng)，熱等)的時(shí)候改變。例如，隨著施加最小的(或無(wú)效的)力22，微滴18處于收縮形狀，其為液態(tài)MEMS電容器提供第一介質(zhì)特性(即，微滴18具有第一形狀、尺寸和/或相對(duì)于板16，17的定位)。當(dāng)足夠大(或有效)的力22被施加時(shí)，微滴18的形狀、尺寸和/或位置改變，這改變電容器的介電特性。需要注意的是，電容器的電容是C= ε r ε ^ (A/d)，其中C是電容，A是兩個(gè)板重疊的面積，ε ^是板之間材料的相對(duì)靜態(tài)介電常數(shù)(例如，介電常數(shù))，以及d是兩個(gè)板之間的距離。因此，通過改變介電特性，介電常數(shù)被改變，這成比例地改變液態(tài)MEMS電容器的電容。
[0042]圖3是液態(tài)MEMS電容器10的電介質(zhì)摻雜微滴18的實(shí)施方式的示意性框圖。電介質(zhì)摻雜微滴18包括非導(dǎo)電液態(tài)溶液(例如，磁和/或電惰性液體，凝膠，油等)以及懸浮在液體溶液中的多個(gè)電介質(zhì)顆粒30。顆粒30可以是瓷料、玻璃和/或塑料顆粒。需要注意的是，非導(dǎo)電液態(tài)溶液具有使顆粒30能夠懸浮的密度。需要進(jìn)一步注意的是，顆粒30可以被涂以減少他們各自的密度的材料。可供選擇地，電介質(zhì)摻雜微滴18可以是非導(dǎo)電液態(tài)溶液和顆粒30的液態(tài)膠體，或者是包括顆粒30的水狀膠體。需要注意的是，非導(dǎo)電液態(tài)溶液可以膨脹、收縮、改變其形狀，和/或改變其在通道中的位置，作為對(duì)微滴致動(dòng)模塊20施加的力20的響應(yīng)。
[0043]圖4是液態(tài)MEMS電容器10的另一個(gè)實(shí)施方式的示意性框圖，該液態(tài)MEMS電容器包括多個(gè)電介質(zhì)摻雜微滴18-1，18-2，以及微滴致動(dòng)模塊20。在這個(gè)實(shí)施方式中，電介質(zhì)摻雜微滴18-1具有第一介質(zhì)特性(例如，基于微滴18-1中顆粒的第一濃度、尺寸和材料等的第一可變介電常數(shù))，以及第二電介質(zhì)摻雜微滴18-2具有第二介質(zhì)特性(例如，基于微滴18-2中顆粒的第二濃度、尺寸和材料等的第二可變介電常數(shù))。由于每個(gè)微滴具有不同的介電常數(shù)，在力22改變的時(shí)候，它們不同地影響液態(tài)MEMS電容器10的介質(zhì)特性。
[0044]為了進(jìn)一步增強(qiáng)微滴之間的差異，每種微滴18-1，18-2的液態(tài)溶液可以是不同的，使得他們與力22進(jìn)行不同地反應(yīng)。例如，微滴18-1的液態(tài)溶液具有第一密度，以及微滴18-2的液態(tài)溶液具有第二密度，使得每種與所施加的力不同地反應(yīng)(例如，壓縮，熱，致動(dòng)器
O
[0045]雖然微滴18-1和18-2在通道14中被示為是堆疊的，但是它們可以彼此具有不同的定向。例如，不同于堆疊，微滴18-1和18-2可以是并排的。作為另一個(gè)例子，隔板將微滴18-1與18-2物理隔開，使得微滴保持并排或堆疊的狀態(tài)。作為另一個(gè)例子，微滴18-1和18-2的密度是不同的，以便保持物理分離。
[0046]圖5和6是液態(tài)MEMS電容器10的另一個(gè)實(shí)施方式的示意性框圖，該液態(tài)MEMS電容器10包括通道14，微滴18，第一板16，第二板17，以及微滴致動(dòng)模塊20。微滴致動(dòng)模塊20可以生成電場(chǎng)力，磁場(chǎng) 力，壓力，致動(dòng)力，或使微滴18的位置相對(duì)于板16和17移動(dòng)的熱力22。在微滴18的位置相對(duì)于板16和17改變的時(shí)候，電容器10的相對(duì)介電常數(shù)改變,這改變?cè)撾娙萜鞯囊粋€(gè)或多個(gè)特性(例如，改變電容，頻率范圍，帶寬等)。
[0047]如圖5所示，微滴18的位置在板16和17之間的通道14的區(qū)域之外。在這個(gè)實(shí)例中，電容器的介電常數(shù)對(duì)應(yīng)于空氣的介電常數(shù)或包含在通道14中的氣體的介電常數(shù)。如圖6所示，微滴18的位置在板16和17之間的通道14的區(qū)域內(nèi)。在這個(gè)實(shí)例中，電容器的介電常數(shù)與微滴18的介電常數(shù)相對(duì)應(yīng)。在力22被改變的時(shí)候，微滴18的位置的范圍可以在圖5與圖6的位置之間。
[0048]圖7和8是液態(tài)MEMS電容器10的另一個(gè)實(shí)施方式的示意性框圖，該液態(tài)MEMS電容器10包括通道14，微滴18，繞組16，以及微滴致動(dòng)模塊20。微滴致動(dòng)模塊20產(chǎn)生電場(chǎng)力，磁場(chǎng)力，壓力，致動(dòng)力，或膨脹微滴18或?qū)⑵渫频酵ǖ?4 (其包括用于保存微滴18的容器)中的熱力22。在微滴18膨脹到通道14中的時(shí)候，其改變電容器的相對(duì)介電常數(shù)，這改變電容器的一個(gè)或多個(gè)特性(例如，改變電容，頻率范圍，帶寬等)。
[0049]圖9和10是液態(tài)MEMS電容器10的另一個(gè)實(shí)施方式的示意性框圖，該液態(tài)MEMS電容器10包括通道14 (其包括柔性蓋15)，微滴18，第一板16 (其可以是柔性的)，第二板17,以及微滴致動(dòng)模塊20。微滴致動(dòng)模塊20生成壓力22或壓在通道14的柔性蓋15上的致動(dòng)力22，這改變微滴18的形狀。在微滴18對(duì)力22做出響應(yīng)而改變形狀的時(shí)候，電容器的介電常數(shù)被改變，這改變電容器的一個(gè)或多個(gè)特性(例如，改變電容，頻率范圍，帶寬等)。
[0050]圖11是液態(tài)MEMS電容器40的另一個(gè)實(shí)施方式的示意性框圖，該液態(tài)MEMS電容器40包括板12,第一板16,第二板17,致動(dòng)模塊42,微滴容器44,電介質(zhì)摻雜溶液46,以及通道48。包含在容器44中的電介質(zhì)摻雜溶液46包括多個(gè)電介質(zhì)顆粒和非導(dǎo)電液體溶液和/或懸浮在非導(dǎo)電液態(tài)溶液中的多個(gè)電介質(zhì)顆粒的膠體。通道48可以具有四面的方管形的形狀，其中，第一電容器板16在通道的第一壁上，以及第二電容器板17在通道48的第一相對(duì)壁上。此外，通道48包括在第二壁和第二相對(duì)壁上的絕緣體,其中第一壁和第一相對(duì)壁彼此大致平行，以及第二壁近乎垂直第一壁并且和第二相對(duì)壁大致平行。
[0051]在操作的例子中，控制模塊50生成控制信號(hào)，其被提供給致動(dòng)模塊42。作為響應(yīng)，可以是致動(dòng)器或泵的致動(dòng)模塊42將電介質(zhì)摻雜溶液46從容器44注入到通道48的至少一部分中。例如，致動(dòng)模塊42可以將電介質(zhì)摻雜溶液46注入或泵注到通道48中，以便部分填充或完全填充通道。在微滴18填充到通道48中的時(shí)候，其改變電容器的介電常數(shù)，這改變電容器的一個(gè)或多個(gè)特性(例如，改變電容，頻率范圍，帶寬等)。
[0052]圖12是液態(tài)MEMS電容器40的另一個(gè)實(shí)施方式的示意性框圖，該液態(tài)MEMS電容器40包括板12,第一板16,第二板17,致動(dòng)模塊42,微滴容器44,電介質(zhì)摻雜溶液46,以及多個(gè)通道48。包含在容器44中的電介質(zhì)摻雜溶液46包括多個(gè)電介質(zhì)顆粒和非導(dǎo)電液體溶液和/或懸浮在非導(dǎo)電液態(tài)溶液中的多個(gè)電介質(zhì)顆粒的膠體。
[0053]在操作的例子中，控制模塊50生成控制信號(hào)，其被提供給致動(dòng)模塊。作為響應(yīng)，可以是致動(dòng)器或泵的致動(dòng)模塊42將電介質(zhì)摻雜溶液46從容器44注入到一個(gè)或多個(gè)通道48的至少一部分中。例如，致動(dòng)模塊42可以將電介質(zhì)摻雜溶液46注入或泵注到一個(gè)通道48中，以便部分填充或完全填充通道。作為另一個(gè)例子，致動(dòng)模塊42可以將電介質(zhì)摻雜溶液46注入或泵注到兩個(gè)通道48中，以便部分填充每個(gè)，全部填充每個(gè)，或部分填充一個(gè)和全部填充另一個(gè)。在微滴18填充到一個(gè)或多個(gè)通道中的時(shí)候，其改變電容器的介電常數(shù)，這改變電容器的一個(gè)或多個(gè)特性(例如，改變電容，頻率范圍，帶寬等)。
[0054]圖13是可編程電容器50的另一個(gè)實(shí)施方式的示意性框圖，該可編程電容器50包括多個(gè)電容器(Cl-Cn)和液態(tài)MEMS開關(guān)52。在實(shí)施中，一個(gè)或多個(gè)電容器可以與液態(tài)MEMS開關(guān)52 —起實(shí)現(xiàn)在板12上，以及剩下的電容器可以與控制模塊和/或無(wú)線通信設(shè)備的其他線路一起實(shí)現(xiàn)在芯片上。在操作的例子中，液態(tài)MEMS開關(guān)52中的一個(gè)或多個(gè)被致動(dòng)，以便將電容器中的一個(gè)或多個(gè)與一個(gè)或多個(gè)其他的電容器并聯(lián)耦接。將參考圖15和16進(jìn)一步討論液態(tài)MEMS開關(guān)52的例子。
[0055]圖14是可編程電容器50的另一個(gè)實(shí)施方式的示意性框圖，該可編程電容器50包括第一板16和第二板17。第一板16和第二板17中的每個(gè)包括多個(gè)板段54和多個(gè)液態(tài)MEMS開關(guān)52。在實(shí)施中，板段54中的一個(gè)或多個(gè)可以與液態(tài)MEMS開關(guān)52 —起實(shí)現(xiàn)在板12上，以及剩下的板段可以被實(shí)現(xiàn)在芯片上。
[0056]在操作的例子中，作為對(duì)來(lái)自控制模塊50的控制信號(hào)的響應(yīng)，液態(tài)MEMS開關(guān)52中的一個(gè)或多個(gè)被致動(dòng)，以便將板段54中的一個(gè)或多個(gè)與一個(gè)或多個(gè)其他的板段54串聯(lián)耦接和/或并聯(lián)耦接，從而第一板和第二板17之一。通過這樣的方式，板段54被耦接在一起，以便產(chǎn)生板16和17中每個(gè)的期望形狀、期望厚度、期望匝數(shù)和/或期望長(zhǎng)度。
[0057]圖15和16是液態(tài)MEMS電容器52的另一個(gè)實(shí)施方式的示意性框圖，該液態(tài)MEMS電容器52包括通道60，微滴64，電觸點(diǎn)62，以及微滴致動(dòng)模塊66。微滴64是導(dǎo)電的，其形狀隨著力68 (電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)，熱，壓縮，致動(dòng)等)的存在而改變。通過微滴致動(dòng)模塊66施加的最小力68，如圖15所示，微滴64不與電觸點(diǎn)62中的一個(gè)或多個(gè)接觸。因此，開關(guān)被斷開。當(dāng)足夠大(或有效)的力68被微滴致動(dòng)模塊66施加時(shí)，微滴64的形狀改變，導(dǎo)致其接觸電觸點(diǎn)16,如圖16所示。因此,開關(guān)被閉合。
[0058]雖然已經(jīng)討論了液態(tài)MEMS磁性部件10被實(shí)現(xiàn)在板16上，但是其可以被實(shí)現(xiàn)在集成電路(IC)晶方上。被實(shí)現(xiàn)在板上的液態(tài)MEMS磁性部件10可以比實(shí)現(xiàn)在IC晶方上的液態(tài)MEMS磁性部件10大數(shù)十倍、數(shù)百倍或數(shù)千倍，從而允許更大的電感器和/或變壓器實(shí)現(xiàn)在板上，而不是IC晶方上。然而，仍然存在著將液態(tài)MEMS磁性部件實(shí)現(xiàn)在一個(gè)或多個(gè)IC晶方上比將其實(shí)現(xiàn)在板上更為有利的特定應(yīng)用。在其他應(yīng)用中，將變壓器的初級(jí)繞組實(shí)施在板上，而將一個(gè)或多個(gè)次級(jí)繞組實(shí)現(xiàn)在一個(gè)或多個(gè)IC晶方上是可取的。
[0059]正如本文所采用的，術(shù)語(yǔ)“大體上”和“大約”為其相應(yīng)的術(shù)語(yǔ)提供行業(yè)公認(rèn)的公差和/或各項(xiàng)之間的相對(duì)性。這樣的行業(yè)公認(rèn)公差范圍從少于百分之一到百分之五十，并且和成分值、集成電路工藝變化、溫度變化、上升和下降時(shí)間和/或熱噪音相對(duì)應(yīng)，但不限于上述參數(shù)。各項(xiàng)之間的這種相對(duì)性范圍從很小百分比的差異到幅值差異。正如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)“可操作耦接”、“耦接”和/或“耦接”包括各項(xiàng)之間的直接耦接和/或經(jīng)由介入各項(xiàng)的各項(xiàng)之間的間接耦接(例如，各項(xiàng)包括但不限于，組件，元件，電路，和/或模塊)，其中，對(duì)于間接耦接，所述介入各項(xiàng)不修改信號(hào)的信息，但是可以調(diào)整其電流電平，電壓電平和/或功率電平。正如這里進(jìn)一步使用的，所述介入耦接(即，一個(gè)元件通過推理被耦接至另一個(gè)元件)包括兩個(gè)各項(xiàng)之間以與“耦接”方式相同的直接和間接耦接。正如這里進(jìn)一步使用的，術(shù)語(yǔ)“可操作”或“可操作耦接至”指示包括一個(gè)或多個(gè)功率連接、輸入端、輸出端等的各項(xiàng)，以便當(dāng)被激活時(shí)，執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)其相應(yīng)的功能和可以進(jìn)一步包括被介入耦接至一個(gè)或多個(gè)其他各項(xiàng)。正如這里進(jìn)一步使用的，術(shù)語(yǔ)“與...關(guān)聯(lián)”包括單獨(dú)各項(xiàng)與被嵌入在另一個(gè)各項(xiàng)中的一個(gè)各項(xiàng)的直接和/或間接耦接。正如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)“順利地比較”表示兩個(gè)或更多各項(xiàng)、信號(hào)等之間的比較提供所期望的關(guān)系。例如，當(dāng)所期望的關(guān)系是信號(hào)I比信號(hào)2具有更大的幅值，則當(dāng)信號(hào)I的幅值大于信號(hào)2的幅值，或當(dāng)信號(hào)2的幅值小于信號(hào)I的幅值時(shí)，順利比較可以被實(shí)現(xiàn)。
[0060]正如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)“處理模塊”、“處理電路”和/或“處理單元”可以是單個(gè)處理設(shè)備或多個(gè)處理設(shè)備。這樣的處理設(shè)備可以是微處理器，微控制器，數(shù)字信號(hào)處理器，微型計(jì)算機(jī)，中央處理單元，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，可編程邏輯器件，狀態(tài)機(jī)，邏輯線路，模擬線路，數(shù)字線路，和/或基于線路的硬編碼和/或可操作指令操控(模擬和/或數(shù)字)信號(hào)的任何設(shè)備。處理模塊、模塊、處理電路和/或處理單元可以是，或進(jìn)一步包括存儲(chǔ)器和/或集成的存儲(chǔ)元件，其可以是單個(gè)存儲(chǔ)器器件，多個(gè)存儲(chǔ)器器件，和/或其他處理模塊、模塊、處理電路和/或處理單元的嵌入式電路。這樣的存儲(chǔ)器器件可以是只讀存儲(chǔ)器，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，易失性存儲(chǔ)器，非易失性存儲(chǔ)器，靜態(tài)存儲(chǔ)器，動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，閃存存儲(chǔ)器，高速緩存存儲(chǔ)器，和/或存儲(chǔ)數(shù)字信息的任何器件。需要注意的是，如果所述模塊、模塊、處理電路和/或處理單元包括不止一個(gè)處理器件，所述處理器件可以被集中定位(例如，經(jīng)由有線和/或無(wú)線總線結(jié)構(gòu)被直接耦接在一起)或可以分布式定位(例如，經(jīng)由間接耦接，經(jīng)由局域網(wǎng)和/或廣域網(wǎng)的云計(jì)算)。需要進(jìn)一步注意的是，如果所述模塊、模塊、處理電路和/或處理單元經(jīng)由狀態(tài)機(jī)、模擬線路、數(shù)字線路和/或邏輯線路實(shí)施其一個(gè)或多個(gè)功能，存儲(chǔ)器和/或存儲(chǔ)相應(yīng)可操作指令的存儲(chǔ)器元件可以被嵌入在或外置于包括狀態(tài)機(jī)、模擬線路、數(shù)字線路和/或邏輯線路的線路中。需要進(jìn)一步指出的是，所述存儲(chǔ)器元件可以存儲(chǔ)，以及所述處理模塊、模塊、處理電路和/或處理單元可以執(zhí)行對(duì)應(yīng)于在一個(gè)或多個(gè)附圖中示出的至少某些步驟和/或功能的硬編碼和/或可操作指令。這樣的存儲(chǔ)器器件或存儲(chǔ)器元件可以被包括在制造的物品中。
[0061]借助說明具體功能及其相互關(guān)系的方法步驟，已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。為了描述方便，這些功能塊和方法步驟的邊界和次序被隨意定義。只要這些具體功能和相互關(guān)系能夠被適當(dāng)實(shí)施，可供選擇的邊界和順序可以被定義。因此，任何這樣的備選邊界或順序在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍和精神內(nèi)。進(jìn)一步，為了描述方便，這些功能塊的邊界已經(jīng)被隨意定義。只要某些重要功能能夠被適當(dāng)實(shí)施，可供選擇的邊界可以被定義。同樣，本文的流程框圖也已經(jīng)被隨意定義，以便說明某些重要功能。為了廣泛應(yīng)用，流程框圖的邊界和順序可以被定義，否則，仍然執(zhí)行這些重要功能。因此，這樣的功能塊和流程框圖以及順序的定義在本發(fā)明的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員還應(yīng)該明白，這里所述的功能塊以及其他說明塊、模塊和組件可以如圖所示實(shí)施或被分立組件、專用集成電路、執(zhí)行適當(dāng)軟件的處理器或他們的組合實(shí)施。
[0062]鑒于一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，本發(fā)明已經(jīng)被描述，或至少部分被描述。本文所使用的本發(fā)明的實(shí)施方式是為了說明本發(fā)明及其方面、特征、原理，和/或本發(fā)明的例子。體現(xiàn)本發(fā)明的物理裝置實(shí)施方式、制造物品、機(jī)器和/或過程可以包括參考本文所討論的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的方面、特征、原理、例子。進(jìn)一步地，從圖到圖，所述實(shí)施方式可以合并使用相同或不同參考數(shù)字編號(hào)的相同或類似的功能、步驟、模塊，因此，所述功能、步驟、模塊等可以是相同或類似的功能、步驟、模塊或不同的功能、步驟、模塊。
[0063]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，雖然在上述附圖中的晶體管被示為場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)，但是，所述晶體管可以使用任何類型的晶體管實(shí)施，所述晶體管包括但不限于，雙極型，金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(M0SFET)，N阱晶體管，P阱晶體管，增強(qiáng)型，耗盡型以及零電壓閾值(VT)晶體管。
[0064]除非與特別聲明相反，本文所陳述的任意附圖中輸入到元件或所述元件輸出或所述元件之間的信號(hào)，可以是模擬的或數(shù)字的，連續(xù)時(shí)間或離散時(shí)間，單端的或差分的。例如，如果信號(hào)路徑被示為單端的路徑，其也可以表示差分的信號(hào)路徑。同樣，如果信號(hào)路徑被示為差分的路徑，其也可以表示單端的信號(hào)路徑。雖然一個(gè)或特定結(jié)構(gòu)在這里被描述，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，使用未明確示出的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)總線、元件之間的直接連接和/或其他元件之間的間接耦接的其他結(jié)構(gòu)同樣可以被實(shí)施。
[0065]本文所述的術(shù)語(yǔ)“模塊”被用于本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式中。模塊包括處理模塊，功能塊，硬件和/或被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上用于執(zhí)行本文所述的一個(gè)或多個(gè)功能的軟件。需要注意的是，如果所述模塊經(jīng)由硬件實(shí)施，所述硬件可以單獨(dú)操作和/或結(jié)合軟件和/或固件操作。正如本文所使用的，模塊可以包括一個(gè)或多個(gè)子模塊，所述子模塊中的每一個(gè)可以是一個(gè)或多個(gè)模塊。
[0066]盡管本文已經(jīng)明確描述本發(fā)明的各個(gè)功能和特征的特定組合，不過，這些特征和功能的其他組合同樣是可行的。本發(fā)明不受本文所公開的特定例子限制，并且明確地合并這些其他組合。
【權(quán)利要求】
1.一種液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)電容器,包括: 第一電容器板； 第二電容器板； 在板材的一個(gè)或多個(gè)層中的通道，其中，所述第一電容器板和第二電容器板接近所述通道并且彼此間隔； 電介質(zhì)摻雜微滴，包含在所述通道中；以及 微滴致動(dòng)模塊，可操作相對(duì)于所述第一電容器板和所述第二電容器板改變所述電介質(zhì)摻雜微滴，從而改變所述液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)電容器的介質(zhì)特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)電容器，其中，所述電介質(zhì)摻雜微滴包括: 懸浮在非導(dǎo)電液態(tài)溶液中的多個(gè)介質(zhì)顆粒，其中，作為對(duì)來(lái)自所述微滴致動(dòng)模塊的刺激的響應(yīng)，所述非導(dǎo)電液態(tài)溶液膨脹。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)電容器，其中，所述電介質(zhì)摻雜微滴包括: 懸浮在非導(dǎo)電液態(tài)溶液中的多個(gè)介質(zhì)顆粒，其中，作為對(duì)來(lái)自所述微滴致動(dòng)模塊的刺激的響應(yīng)，所述非導(dǎo)電液態(tài)溶液收縮。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)電容器，進(jìn)一步包括: 所述微滴致動(dòng)模塊可操作地將所述電介質(zhì)摻雜微滴在所述通道內(nèi)移動(dòng)以便影響所述電介質(zhì)摻雜微滴的所述改變。`
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)電容器，進(jìn)一步包括: 所述板材包括以下各項(xiàng)之一:印刷電路板(PCB)、集成電路(IC)封裝基板、以及PCB或IC封裝基板的重分布層(RDL)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)電容器，其中，所述微滴致動(dòng)模塊包括以下各項(xiàng)中的至少一項(xiàng): 致動(dòng)器； 電場(chǎng)源； 磁場(chǎng)源； 熱源； 壓縮源；以及 膨脹源。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)電容器，進(jìn)一步包括: 第二電介質(zhì)摻雜微滴，其中，所述電介質(zhì)摻雜微滴具有第一介質(zhì)特性，以及所述第二電介質(zhì)摻雜微滴具有第二介質(zhì)特性。
8.—種液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)電容器,包括: 板材； 通道，在所述板材的一個(gè)或多個(gè)層中； 第一電容器板，接近所述通道； 第二電容器板，接近所述通道且與所述第一電容器板間隔；以及致動(dòng)模塊，可操作將電介質(zhì)溶液注入到所述通道的至少一部分中，以便改變所述液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)電容器的介質(zhì)特性。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)電容器，其中，所述電介質(zhì)溶液包括:懸浮在非導(dǎo)電液態(tài)溶液中的多個(gè)電介質(zhì)顆粒。
10.一種可編程電容器，包括: 第一多個(gè)電容器板段，在基板的第一一層或多個(gè)層上； 第二多個(gè)電容器板段，在所述基板的第二一層或多個(gè)層上； 多個(gè)液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)開關(guān),其中，所述多個(gè)液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)開關(guān)中的液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)開關(guān)包括: 板材； 通道，在所述板材的一個(gè)或多個(gè)層中； 電觸點(diǎn)，接近所述通道； 導(dǎo)電微滴，包含在所述通道中；以及 微滴致動(dòng)模塊: 所述微滴致動(dòng)模塊可操作地處于第一狀態(tài)以使所述導(dǎo)電微滴電氣連接到所述電觸點(diǎn)；以及 所述微滴致動(dòng)模塊可操作地處于第二狀態(tài)以使所述導(dǎo)電微滴不與所述電觸點(diǎn)中的至少一個(gè)電氣連接； 控制|吳塊: 所述控制模塊可操作地將所述多`個(gè)液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)開關(guān)中的第--個(gè)或多個(gè)液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)開關(guān)置于所述第一狀態(tài)，以便將所述第一多個(gè)電容器板段中的兩個(gè)以上耦接在一起從而形成第一電容器板；以及 所述控制模塊可操作地將所述多個(gè)液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)開關(guān)中的第二一個(gè)或多個(gè)液態(tài)微機(jī)電系統(tǒng)開關(guān)置于第一狀態(tài)，以便將所述第二多個(gè)電容器板段中的兩個(gè)以上耦接在一起從而形成第二電容器板。
【文檔編號(hào)】H01G7/00GK103680960SQ201310409827
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月10日
【發(fā)明者】艾哈邁德禮薩·羅福加蘭 申請(qǐng)人:美國(guó)博通公司