(57)【要約】【課題】簡単に作成される封入装置を提供する。【解決手段】本発明は、少なくとも微小空洞の一部を構成することのできる封入膜１２を備え、支持体１０上に形成される前記微小空洞内に素子を封入するための装置に関し、この装置は、封入膜を支持体に機械的に装着する少なくとも１つの腕を備え、この腕は、封入膜が封入される素子の上に覆い被さり、その周縁が、封入される素子の周りに広がる開口を構成する開放位置と、この開口を塞ぐため、封入膜の周縁が支持体上に配置される閉塞位置との間で膜を移動させるために曲がることができることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小空洞の一部を構成することができる封入膜（１２、６０、７０、１１０）を備え、支持体（１０）上に形成される前記微小空洞内に素子を封入する装置であって、
前記封入膜を前記支持体に機械的に装着する少なくとも１つの腕を備え、この腕は、開放位置と閉塞位置との間で、前記封入膜を移動させるために曲げることができ、
−  前記開放位置では、前記封入膜が封入される前記素子の上に覆い被さり、前記封入膜の周縁が、封入される前記素子の周りに広がる孔を形成し、
−  前記閉塞位置では、前記封入膜の周縁が、前記孔を閉塞するために、前記支持体上に位置するようになっていることを特徴とする封入装置。
【請求項２】
前記封入膜は、前記閉塞位置における前記微小空洞の頂壁を形成していることを特徴とする請求項１に記載の封入装置。
【請求項３】
前記封入装置は、前記封入膜（１２、６０、７０、１１０）の一部と前記支持体（１０）の一部とに結合され、前記開放位置と前記閉塞位置との間で、前記封入膜を移動させることができる駆動手段（１４〜１６、６２、７２、９０、１１６〜１１９）を有することを特徴とする請求項１または２に記載の封入装置。
【請求項４】
前記駆動手段（１４〜１６、６２、７２、９０、１１６〜１１９）は、熱手段、静電手段、電磁手段、またはピエゾ電気手段の１つ、または、これらの結合から選択されていることを特徴とする請求項３に記載の封入装置。
【請求項５】
前記熱駆動手段は、少なくとも前記封入膜（１２、６０、７０、１１０）を、前記支持体に装着する腕（１４〜１６、６２、９０、１１６〜１１９）を備え、前記腕は、少なくとも一部が重畳され、温度変化に応じた異なる膨張係数を持つ材料からなる少なくとも２つの層（２２、２４）を有し、曲がることにより、前記開放位置と閉塞位置との間で、前記封入膜を移動させるようになっていることを特徴とする請求項４に記載の封入装置。
【請求項６】
前記封入膜（１２、１１０）は、使用する温度で、前記封入膜が前記素子を受け入れる前記微小空洞の側壁および頂壁を構成するように膨らむような膨張係数が選択された材料からなる、少なくとも２つの重畳された層（２２、２４、１１２、１１４）を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか1項に記載の封入装置。
【請求項７】
前記封入膜は、少なくとも１つがピエゾ電気特性を示す材料からなる、少なくとも２つの重畳された層を備え、前記材料に与えられる電位差により、前記封入膜は、前記素子を受け入れる前記微小空洞の側壁および頂壁を構成するように膨らむようになっていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか1項に記載の封入装置。
【請求項８】
前記微小空洞に接触する前記封入膜（１０）の層（２２）の材料は、ゲッター材からなることを特徴とする請求項６または７に記載の封入装置。
【請求項９】
前記封入装置は、前記腕および／または前記封入膜を加熱するため、前記支持体に連結されている少なくとも１つの電極を備えることを特徴とする請求項５〜８のいずれか1項に記載の封入装置。
【請求項１０】
−  前記腕および／または前記封入膜の少なくとも１つの層（９２）は、他の層の材料とは異なる膨張係数を有し、電流が流れると、熱の形態で電気エネルギを散逸させることのできる抵抗材料であり、この層は、加熱電極を構成し、
−  前記封入装置は、抵抗材料の層を電源の連結端子に電気的に連結する導電トラック（９６）を備えることを特徴とする請求項９に記載の封入装置。
【請求項１１】
前記封入膜（１２）は、回転軸（２０）を中心とする円形の縁（１８）を有し、前記封入膜の層（２２、２４）は、前記回転軸を回転対称軸としていることを特徴とする請求項６〜１０のいずれか1項に記載の封入装置。
【請求項１２】
前記封入膜（１１０）は、多角形の縁を有し、少なくとも前記封入膜の層（１１４）の１つは、
−  前記封入膜の平面の異なる方向に沿って異なる膨張係数、またはピエゾ電気特性を有する異方性の材料、または、
−  前記層内に不均一に分布する材料から構成され、
この材料は、前記封入膜の多角形の縁が前記閉塞位置において平面状になるように、前記層で調整されることを特徴とする請求項６〜１０のいずれか1項に記載の封入装置。
【請求項１３】
微小空洞の中に受け入れられた素子（６）を備えるマイクロカプセルであって、
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の封入装置を備えることを特徴とするマイクロカプセル。
【請求項１４】
支持体上に形成された微小空洞内に素子を封入する方法であって、
開放位置と閉塞位置との間で封入膜を移動させ、前記封入膜を支持体に機械的に装着する少なくとも１つの腕を曲げる動作を備え、
−  前記開放位置では、前記封入膜が封入される前記素子の上に覆い被さり、前記封入膜の周縁が、封入される前記素子の周りに広がる開口を構成し、
−  前記閉塞位置では、前記封入膜の周縁が、前記開口を閉塞するために、前記支持体上に置かれることを特徴とする封入方法。
【請求項１５】
前記封入膜を前記支持体に装着する前記腕の温度を変更（４６）し、それに応じて、前記腕が前記開放位置と前記閉塞位置との間で前記封入膜を移動させることを特徴とする請求項１４に記載の封入方法。
【請求項１６】
−  前記支持体上に封入される素子を形成し（３０）、
−  前記素子の上に犠牲層を積層し（３２）、
−  前記犠牲層の上に前記封入膜を形成し（４２）、
−  前記素子が受け入れられる前記微小空洞を生成するために前記犠牲層を剥離し（４４）、
−  前記犠牲層の剥離前または剥離中において、前記犠牲層の剥離を容易にするため、前記封入膜を前記開放位置に移動させ（４４）、
−  前記犠牲層を剥離した後、腕を曲げ、前記封入膜を前記閉塞位置に移動させる（４６）ことを特徴とする請求項１４または１５に記載の封入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持体上に形成された微小空洞内に素子を封入するための装置および方法に関する。また、本発明は、この封入装置を組み込んだマイクロカプセルに関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書では、「微小空洞」という用語は、幅が最大で１〜５ｍｍ、高さが最大で１ｍｍ〜５００μｍの空洞のことを言う。
【０００３】
また「素子」という用語は、微小部品の他に、液体や気体のような材料のことも言う。
【０００４】
微小部品は、ＭＥＭＳ（microelectromechanical systems）またはＮＥＭＳ（nanoelectromechanical systems）として知られているマイクロ電子機械システムの他、電子的、光学的、光電子的な微小部品や生体素子のことである。また、集積回路も「微小部品」という用語に含まれる。
【０００５】
微小空洞および微小部品は、製造方法の点において、空洞または微視的部品とは異なる。これらの微小空洞および微小部品は、微小電子素子の作成に用いられるのと同じ集合的製造方法によって製造される。例えば、微小空洞および微小部品は、フォトリソグラフィおよびエッチング（例えば、深層反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ：deep reactive ion etching））により機械加工されるか、および／または、金属材料のエピタキシャル成長、および蒸着によって形成された微小結晶シリコン、またはガラスからなるウエファより作成される。
【０００６】
微小空洞および微小部品は、これらの製造方法を用いて、通常、少なくとも寸法の一つが、１μｍのオーダの部品が機械加工される。１μｍのオーダの寸法は、通常、２００μｍよりも小さく、例えば、１〜２００μｍの範囲である。
【０００７】
絶縁して外部環境から保護するため、１つの素子を微小空洞の中に収容することが必要である。この目的を達成するために、種々の封入装置が知られている。これらの公知の装置は、少なくとも微小空洞の一部を構成可能な封入膜を備えている。
【０００８】
例えば、封入装置は、「薄膜パッケージ」（ＴＦＰ）として知られている封入方法を用いて製作することができる。この方法は、封入の集合方法であり、通常、微小部品を作成するのに使用される技術が用いられる。ＴＦＰ法を用いた封入装置を作成するには、特に次のことが必要である。
−支持体の上に微小部品を形成し、
−前記微小部品の上に犠牲層を積層し、
−前記犠牲層の上に封入膜を積層し、
−前記犠牲層を放電するか、または剥離して、前記封入膜に開放孔を開け、
−前記開放孔により前記犠牲層を剥離し、
−前記犠牲層の剥離によって生成された微小空洞を閉塞するため、前記開放孔を塞ぐ。
【０００９】
封入装置を作成するためのこの方法では、封入膜に孔を開けることが必要である。次いで、これらの孔を塞ぐことが必要であるが、これによって、例えば、孔閉塞材料の残留物で、微小空洞内が汚染されることがある。
【００１０】
他のタイプの封入装置は、支持体に蓋を装着することにより作成される。蓋は、微小部品を作成するために使用されたものと同じ技術によって機械加工される。蓋は、封入される支持体とは別に機械加工される。次いで、蓋は、封入される素子を受け入れる微小空洞を形成するために、支持体上に組み付けられる。この組み付け作業は、複雑な作業の一つである。例えば、蓋を、封入される素子に対して正確に配置し、次いで、支持体に封止することが必要である。
【００１１】
上述した先行技術については、非特許文献１に詳細に記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】J. L. Pornin & al,"Wafer Level Thin Film Encapsulation for BOW RF MEMS", CEA-LETI, 57th ECTC (Electronic Component and Technology Conference), June 2007.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、簡単に作成しうる封入装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の対象は、封入膜を支持体に機械的に装着する少なくとも１つの腕を備え、前記腕は、開放位置と閉塞位置との間で前記封入膜を移動させるために曲げることができ、
−  前記開放位置では、前記封入膜が封入される素子の上に覆い被さり、前記封入膜の周縁が、封入される素子の周りに広がる開口を構成し、
−  前記閉塞位置では、前記封入膜の周縁が、前記開口を閉塞するために、前記支持体上に配置されている封入装置である。
【００１５】
「流体伝達」の用語は、空洞の内部と外部との間で物質を交換することを意味し、物質は、例えば、液体、ガス、および／またはプラズマである。
【００１６】
上記の装置によれば、封入膜に開放孔を開ける必要はない。その代わりに、外部と流体伝達する状態で、微小空洞の内部に配置するため、封入膜を開放位置に移動させるだけでよい。封入膜には、孔が開けられていないため、孔を閉塞する必要はない。従って、微小空洞の内部が、閉塞材料の残留物により汚染される危険性は回避される。
【００１７】
上記の装置は、支持体と別に構成される蓋の組み付けを必要としない。実際、微小空洞を閉塞するためには、支持体の閉塞位置に予め固定されている封入膜を移動させるだけでよい。この閉塞作業は、支持体に別の蓋を結合することと較べると、全く複雑ではない。
【００１８】
この封入装置の実施形態は、以下の特徴の１つ以上を備えることができる。
・封入膜は、閉塞位置における微小空洞の頂壁を形成している。
・封入装置は、封入膜の一部と支持体の一部とに結合され、開放位置と閉塞位置との間で、前記封入膜を移動させることができる駆動手段を有する。
・駆動手段は、熱手段、静電手段、電磁手段、またはピエゾ電気手段の１つ、または、これらの組合せからなっている。
・熱駆動手段は、少なくとも封入膜を支持体に装着する腕を備え、この腕は、少なくとも一部が重畳され、温度変化に応じた膨張係数を持つ材料からなる少なくとも２つの層を有し、曲がることにより、開放位置と閉塞位置との間で封入膜を移動させる。
・封入膜は、使用する温度で、封入膜が素子を受け入れる微小空洞の側壁および頂壁を構成するように膨らむ膨張係数が選択されている材料からなる、少なくとも２つの重畳された層を備えている。
・封入膜は、少なくとも１つがピエゾ電気特性を示す材料からなる、少なくとも２つの重畳された層を備え、前記材料に与えられる所定の電位差により、封入膜は、素子を受け入れる微小空洞の側壁および頂壁を形成するように膨らむ。
・微小空洞に連通する封入膜の層の材料は、ゲッター材である。
・装置は、腕、および／または封入膜を加熱するため、支持体に連結固定される少なくとも１つの電極を備えている。
・腕、および／または封入膜の少なくとも１つの層は、他の層の材料とは異なる膨張係数を有し、電流が流れると、熱の形態で、電気エネルギを散逸させることのできる抵抗材料であり、従って、この層は、加熱電極を構成している。また、装置は、抵抗材料の層を電源の連結端子に電気的に連結する導線を備えている。
・封入膜は、回転軸を中心とする円形の縁を有し、封入膜の層は、この回転軸を回転対称軸としている。
・封入膜は、多角形の縁を有し、封入膜の少なくとも１つの層は、
−  封入膜の平面の異なる方向に沿って異なる膨張係数、またはピエゾ電気特性を有する異方性の材料、または、
−  層内に不均一に分布する材料からなり、この材料は、封入膜の多角形の縁が、閉塞位置において同一面となるように、前記層で調整される。
【００１９】
封入装置の実施形態は、次の利点を有する。
−  異なる膨張係数を有する２つの層を重畳させて構成されている腕を使用することにより、開放位置と閉塞位置との間で、封入膜を移動するための機構が簡易となる。
−  異なる膨張係数を有する材料から封入膜を作成することにより、微小空洞の側壁を、平面の封入膜から簡単に作成することができる。
−  封入膜の層の１つをゲッター材を材料とすることにより、ゲッター材の機能とバイメタル片の機能との両方の機能が得られる同じ層を使用することができる。
−  加熱電極を腕または封入膜に組み入れることにより、支持体とは別に外部に加熱手段を設ける必要がない。
−  電源端子に連結された抵抗材料の層を、腕または封入膜に組み入れることにより、他の層の材料と膨張係数が異なる材料の１つから、加熱電極を簡単に得ることができる。
−  封入膜の層を回転対称とすることにより、異方性の材料を用いることなく、可能な限り不浸透である微小空洞の閉塞状態を得ることができる。
−  縁が多角形で、閉塞位置において平面である封入膜を使用することにより、側壁は多角形の外縁部に沿って広がる微小空洞を得ることができると同時に、可能な限り不浸透である微小空洞の閉塞状態を得ることができる。
【００２０】
また、本発明の対象は、微小空洞の中に受け入れられた素子を備えるマイクロカプセルおよび上記封入装置である。
【００２１】
さらに、本発明の対象は、支持体上に形成された微小空洞内に素子を封入する方法であって、この方法は、開放位置と閉塞位置との間で封入膜を移動させ、封入膜を支持体に機械的に装着する少なくとも１つの腕を曲げる動作を備える。
−  前記開放位置では、封入膜が封入される素子の上に覆い被さり、封入膜の周縁が、封入される素子の周りに広がる開口を構成し、
−  前記閉塞位置では、封入膜の周縁が、前記開口を閉塞するために前記支持体上に配置される。
【００２２】
この封入方法の実施形態は、次の特徴の１つ以上を備えている。
・この封入方法は、封入膜を支持体に装着する腕の温度を変更する方法を備え、それに応じて、この腕は、開放位置と閉塞位置との間で封入膜を移動させる。
・この封入方法は、
−  支持体上に封入される素子を形成し、
−  前記素子の上に犠牲層を積層し、
−  前記犠牲層の上に封入膜を形成し、
−  前記素子が受け入れられる前記微小空洞を生成するために前記犠牲層を剥離し、
−  前記犠牲層の剥離前または剥離中において、前記犠牲層の剥離を容易にするため、前記封入膜を開放位置に移動させ、
−  前記犠牲層を剥離した後、腕を曲げ、封入膜を閉塞位置に移動させる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
図面を参照して次に述べる非制限的な例に関する次の説明により、本発明をより明確に理解できると思う。
【図１】封入装置を備えるマイクロカプセルの断面図である。
【図２】封入装置を備えるマイクロカプセルの断面図である。
【図３】図１および図２のマイクロカプセルの概略平面図である。
【図４】図１〜図３のマイクロカプセルを得るための封入方法を示す図である。
【図５】封入方法のあるステップのより詳細な説明図である。
【図６】封入方法のあるステップのより詳細な説明図である。
【図７】封入方法のあるステップのより詳細な説明図である。
【図８】封入方法のあるステップのより詳細な説明図である。
【図９】封入方法のあるステップのより詳細な説明図である。
【図１０】封入方法のあるステップのより詳細な説明図である。
【図１１】封入方法のあるステップのより詳細な説明図である。
【図１２】封入方法のあるステップのより詳細な説明図である。
【図１３】封入方法のあるステップのより詳細な説明図である。
【図１４】封入方法のあるステップのより詳細な説明図である。
【図１５】凸構造からなる封入膜の概略斜視図である。
【図１６】開放位置における封入装置の第２実施形態の概略図である。
【図１７】閉塞位置における封入装置の第２実施形態の概略図である。
【図１８】開放位置における封入装置の第３実施形態の概略図である。
【図１９】閉塞位置における封入装置の第３実施形態の概略図である。
【図２０】封入装置の第４実施形態の概略図である。
【図２１】封入膜の他の可能な実施形態の概略図である。
【００２４】
これらの図において、同一の要素には、同一の符号を付してある。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下の記載において、当業者によく知られている特徴および機能については、詳細に記載しない。さらなる情報については、例えば、非特許文献１を参照されたい。
【００２６】
図１〜図３は、微小空洞４に封入された素子を有するマイクロカプセル２を示す。図１および図２は、図３のＩ−Ｉ線における縦断面図である。
【００２７】
ここに記載するマイクロカプセル２は、素子がＭＥＭＳのような微小部品６である特別な場合である。
【００２８】
マイクロカプセル２は、微小部品６を微小空洞４に封入するための封入装置８を備えている。
【００２９】
封入装置８は、
−  支持体１０、
−  封入膜１２、および
−  封入膜１２を支持体１０に固定するための腕１４〜１６を備えている。
【００３０】
支持体１０は、微小部品６が固定される水平の上面を有する。支持体１０は、例えばシリコーンまたはガラスから形成されている。
【００３１】
封入膜１２は、回転の軸２０を中心とする円形の縁１８を有する円板形状である。軸２０は、支持体１０の上面と直交している。軸２０は、封入される微小部品６の中心にある。軸２０は、例えば微小部品６の重心を通っている。
【００３２】
封入膜１２は、３つの腕１４〜１６により、支持体１０に直接かつ恒久的に固定されている。各腕１４〜１６は、それぞれが縁１８および支持体１０に直接機械的に連結される第１および第２の端部を有する。第１および第２の端部は、それぞれ基本的には、水平方向および鉛直方向に延びている。
【００３３】
封入膜１２は、開放位置と閉塞位置との間を移動することができる。
−  開放位置（図２）では、微小空洞４の内部は、開口により、微小空洞４の外部と流体伝達する。
−閉塞位置（図１）では、封入膜１２は、この開口を塞ぐ。
【００３４】
開放位置では、封入膜１２は、微小部品６の上に覆い被さり、封入膜１２の周縁、すなわち、この場合には、その円形の縁１８と支持体１０とで、微小部品６の周りに伸びる開口が形成されている。ここで、支持体１０上の封入膜１２の周辺の直交する突出部は、好ましくは、微小部品６全体を囲むのであれば、開口は微小部品６の周りに広がると考えられる。
【００３５】
この目的を達成するために、腕１４〜１６は、開放位置と閉塞位置との間で、封入膜１２を駆動する手段として機能する。
【００３６】
さらに、封入膜１２は、凹形構造と凸形構造との間で変形できる。
−  内側に曲がった凹形構造（図１）では、円形の縁１８は、支持体１０側に曲がる。
−  外側に曲がった凸形構造（図２）では、円形の縁１８は、支持体１０と反対側に曲がる。
【００３７】
凹形構造では、封入膜１２は、微小空洞４の側壁および屋根を構成する。
【００３８】
第１実施形態において、閉塞位置と開放位置との間の封入膜１２の移動と、凹形構造と凸形構造との間の封入膜１２の推移とは、同じ温度変化で同時に動作する。閉塞位置および凹形構造は、閉塞温度で達成される。例えば、閉塞温度は、２５℃以下である。開放位置および凸形構造は、閉塞温度よりも高い、少なくとも５０℃以上の開放温度で達成される。例えば、開放温度は、２００〜２５０℃よりも高い。
【００３９】
この目的を達成するために、腕１４〜１６と同様に、封入膜１２は、バイメタル片のように作動する。腕１４〜１６は、膨張係数が他の層と異なる材料からなる複数の層を重ね合わせて形成される。第１実施形態において使用される材料は、等方性材料である。すなわち、それらの熱膨張係数は、どの方向でも同じである。さらに、各材料は、構成する層において均一に分布する。従って、層は固体層である。
【００４０】
ここで、各層の材料の膨張係数は、微小部品６から離れるに従って小さくなる。
【００４１】
封入膜１２は、微小空洞４に閉じ込められる流体で密封されている。例えば、封入膜１２は、ヘリウムのようなガスで密封される。層の材料は、この程度の不通気性を有するものである。
【００４２】
図示のように、封入膜１２および腕１４〜１６は、２つの重畳層２２、２４だけから形成されている。これらの重畳層２２、２４は、金属層である。例えば、微小部品６側の重畳層２２は、チタンからなっている。重畳層２２の上に積層された重畳層２４は、ジルコニウムからなっている。
【００４３】
これらの材料は、異なる膨張係数を有することに加えて、ゲッター材でもある。これらの材料は、動作するときには、微小空洞４に含まれるガスを吸収し、密閉されたときには、この微小空洞４の中を真空にできる特性を有する。
【００４４】
図４は、素子を微小空洞４の中に封入して、マイクロカプセル２を形成する方法を示す。
【００４５】
先ず、ステップ３０において、微小部品６が支持体１０上に形成される。このステップ３０は、微小部品６を製造するための古典的な方法によって行われる。また、このステップ３０は、必要に応じて、微小部品６を支持体１０に対して電気的に絶縁するための手段を備えている。
【００４６】
図５および図６は、それぞれ、ステップ３０の終了時に得られる生産物の側面図および平面図である。
【００４７】
次いで、ステップ３２において、犠牲層３４（図７）が、微小部品６および支持体１０の全表面に被覆される。例えば、この犠牲層３４は、ポジ型感光性樹脂の層である。この犠牲層３４の厚さは、数μｍであり、例えば、２μｍ以下である。
【００４８】
図７および図８は、それぞれ、ステップ３２の終了時に得られる生産物の側面図および平面図を示す。
【００４９】
次いで、ステップ３５において、腕１４〜１６を支持体１０に固定するように設計されている凹所３６（図９）は、犠牲層３４から刳り抜かれて形成されている。凹所３６は、支持体１０の上面まで刳り抜かれる。例えば、この目的を達成するために、犠牲層３４を露光した後、現像処理により刳り抜かれる。
【００５０】
図９および図１０は、それぞれ、ステップ３５の終了時に得られる生産物の側面図および平面図である。
【００５１】
次いで、ステップ３８において、フィルム４０（図１１）が犠牲層３４の全表面に被覆される。このフィルム４０は、凹所３６の底、および側壁にも被覆される。従って、フィルム４０は、犠牲層３４を介して、支持体１０に直接固定される。
【００５２】
フィルム４０は、重畳層２２、２４から構成されている。フィルム４０の異なる層は、開放温度と閉塞温度との間の中間温度で被覆されている。中間温度は、開放温度と閉塞温度との平均の±２０％に等しいことが好ましい。例えば、フィルム４０の層は、１２５℃で被覆される。
【００５３】
図１１および図１２は、それぞれ、ステップ３８の終了時に得られる生産物の側面図および平面図である。
【００５４】
フィルム４０が被覆されると、ステップ４２でエッチング処理され、封入膜１２および腕１４〜１６が得られる。得られた結果は、図１３に平面図で示されている。
【００５５】
フィルム４０は、例えば、リソグラフィおよび金属エッチングのような従来の方法によりエッチング処理される。
【００５６】
次いで、ステップ４４において、犠牲層３４が剥離される。このステップ４４は、開放温度で行われる。従って、封入装置８は、図２に示す開放位置に同時に移動する。しかしながら、図２では、剥離される過程における犠牲層３４を示していない。
【００５７】
犠牲層３４は、プラズマ処理または化学処理のような他の方法により剥離することができる。この場合、ステップ４４において、犠牲層３４は、プラズマ処理により剥離される。プラズマ処理では、封入装置８を加熱する。通常、このステップ４４において、温度は２００℃〜２５０℃以上に達する。この加熱により、重畳層２２は、重畳層２４よりも大きく膨張し、その結果、封入膜１２は凸状となる。凸状は、図１５の斜視図にも示される。なお、この図においては、図示を簡単にするため、腕１４〜１６の第１の端部だけが示されている。
【００５８】
さらに、この温度上昇により、封入膜１２を微小部品６から離すために、腕１４〜１６が曲げられる。
【００５９】
開放位置において、封入膜１２は、犠牲層３４の剥離を促進する円形の縁１８と支持体１０との間に位置する大きな開口を有する。
【００６０】
犠牲層３４が剥離されると、ステップ４６において、封入膜１２が開放位置から閉塞位置に移動し、凸形状から凹形状に変化する。
【００６１】
封入膜１２を閉塞位置まで移動させるため、温度は、閉塞温度まで下げられる。この温度において、重畳層２２は、重畳層２４よりも縮み、封入膜１２が凹状となる。同時に、円形の縁１８が、支持体１０の上面部よって直接支持されるまで、腕１４〜１６が曲がって、封入膜１２を移動させる。
【００６２】
微小空洞４は、封入膜１２を凹状とするために、従来技術のように感光性樹脂を硬化させることなく得られる。犠牲層３４を硬化させないため、ステップ４４での剥離が促進される。
【００６３】
封入膜１２が閉塞位置となり、凹状となれば、微小空洞４は、ステップ５０において確実に閉塞される。例えば、この目的を達成するために、微小空洞４を密閉するため、層５２が、支持体１０および封入膜１２（図４）の外面に設けられる。例えば、層５２は、ヘリウムを密封する材料からなっている。
【００６４】
また、層５２を形成するために選択される材料は、微小空洞４を構成する壁の機械的剛性を増加させるため、高い機械的剛性を有することが好ましい。例えば、金属層である。この金属層は、電気化学蒸着（ＥＣＤ）または２つのステップによって被覆される。第１のステップは、支持体１０の封入膜１２の外面に金属材料を吹き付けるステップである。第２のステップは、電解成長により金属材料を成長させるステップである。
【００６５】
他の多くの実施形態が可能である。例えば、図１６および図１７は、封入膜１２および腕１４〜１６を、膜６０、１つ以上の腕６２、および微小部品６を囲撓する壁６４に、それぞれ置き換えた第２実施形態を示す。図１６および図１７では、簡単化のため、１つの腕６２だけを示している。
【００６６】
壁６４は、基本的には、微小部品６を囲撓する垂直壁を構成するために、垂直に延びている。壁６４の基部は、如何なる自由度もない密閉状態で、支持体１０上に固定されている。壁６４は、温度の変化に応答して曲がることはない。この目的を達成するために、１つの同じ材料で形成されている。壁６４は、支持体１０の一部を構成している。
【００６７】
膜６０は、平面の膜であり、基本的には、水平面に広がっている。膜６０は、温度の変化に応じて曲がることはない。膜６０は、例えば、全体が同じ材料からなっている。膜６０に用いられる材料は、側部の壁６４に用いられる材料と同じである。
【００６８】
膜６０は、腕６２によって支持体１０に固定されている。この腕６２は、温度の変化に応じて曲がるように、異なる膨張係数を有する材料からなり、互いに重畳される複数の層を有する。腕６２は、温度の変化に応じて、膜６０を開放位置（図１６）と閉塞位置（図１７）との間で移動するように成形されている。開放位置において、膜６０は、微小空洞４の内側と外側との間で、流体伝達を引き起こす開口を形成するため、距離ｄ１だけ、壁６４から離間する。この開口は、微小部品６を囲撓する。閉塞位置において、腕６２は、壁６４の上部の支持位置で膜６０を支持し、支持体１０上に置かれるために変形される。この位置において、距離ｄ１の空間が無くなり、微小空洞４が閉塞される。
【００６９】
閉塞位置において、確実な密閉構造が要求される場合には、層５２のような密閉層が、膜６０上および支持体１０上に施こされる。
【００７０】
第２実施形態では、微小空洞４の側壁を構成するために、膜６０を曲げる必要はない。これは、壁６４に対する補完物とすることができる。
【００７１】
封入膜の移動は、他の駆動手段によって行うことができる。例えば、図１８および図１９は、封入膜１２および腕１４〜１６を、膜７０およびピエゾ電気材料からなる腕７２に、それぞれ置き換えた第３実施形態を示す。
【００７２】
第３実施形態では、膜７０は、腕７２の変形に応じて、開放位置（図１８）と閉塞位置（図１９）との間で移動させることができる。腕７２の変形は、垂直方向から角度を変化させて腕７２を傾斜させることである。図１８および図１９は、簡単のため２つの腕７２だけを示している。
【００７３】
ここで、腕７２の変形は、これらの腕７２の端部間に電位差を与えることにより制御される。これらの目的を達成するために、腕７２の低い方の端部は、電源と連結する端子７８が連結される導線７４に連結されている。腕７２の一部である高い方の端部は、膜７０に接続して固定される導線８０により、電気的に互いに連結されている。
【００７４】
第３実施形態では、膜７０は、温度変化に応じて曲がることはない。膜７０は、例えば、１つの同じ材料からなっている。膜７０は、微小空洞４の頂壁および側壁の両方を構成するように成形される。
【００７５】
他の実施形態では、腕７２は、一部が重畳された少なくとも２つの部分を有する少なくとも２つの層を備える腕と置き換えられている。これらの少なくとも１つの層の材料は、この材料に電位差を付与することにより機械的応力を生じさせることのできるピエゾ電気特性を有する。これらの機械的応力は、膜７０を、開放位置と閉塞位置との間で移動させる。例えば、これらの機械的応力は、腕７２を曲げさせる。
【００７６】
また、膜７０は、電位差を付与することにより、微小空洞４の屋根と少なくとも１つの側壁の一部を構成するために曲がる、ピエゾ電気材料の少なくとも１つの層を有する膜と置き換えることができる。例えば、膜７０の、少なくとも１つは、ピエゾ電気特性を有する材料からなる少なくとも２つの重畳された層を有する。
【００７７】
図２０は、腕が２層以上を積み重ねて構成される特有の実施形態である。図２０では、簡単化のため、封入膜は示されておらず、２つの腕９０だけが、微小部品６の左右の概略断面として示されている。これらの腕９０は、３つの連続する層９２、９３、９４を積み重ねて構成されている。層９２〜９４の膨張係数は、微小部品６から離れるに従って大きくなる。この種の実施形態は、各層９２〜９４間の内面に発生するせん断応力を制限する。
【００７８】
さらに、少なくとも１つの層は、電流を流すと発熱する抵抗材料からなっている。この層は、さらに、加熱電極として機能する。例えば、層９２は、この抵抗材料からなっている。この目的を達成するために、層９２は、導線９６によって電源が供給される端子９８に連結されている。このように、腕９０を動かすためには、抵抗層９２に電流を流すだけで十分である。
【００７９】
変形例として、層９２を、バイメタル片としての機能を備えていないものとすることもある。この場合、層９２の膨張係数は、層９３の材料の膨張係数と等しいか、または非常に近い。従って、この層９２は、腕９０のための加熱電極としてのみ機能する。
【００８０】
このように、図２０の第４実施形態では、開放位置と閉塞位置との間で、封入膜を移動させるために、腕９０の周囲全体の温度を上げる必要はない。
【００８１】
また、抵抗材料の層は、封入膜を加熱する加熱電極を構成するため、封入膜の中に組み込むことができる。
【００８２】
膜を開放位置と閉塞位置との間で移動させるための手段としては、他の多くの実施形態が可能である。これらの手段の、少なくとも一部は、駆動腕の中に組み込まれていることが好ましい。例えば、移動は、静電的に行われる。このような実施形態では、支持体１０に固定された他の電極に向き合うように、膜または腕に固定された電極が、少なくとも一部に配置される。電源によるこれらの電極の極性を変更することにより、開放位置と閉塞位置との間で、膜を移動させることのできる斥力または引力を発生させることができる。例えば、電極を分極するために、電位差がこれらの電極間に付与される。
【００８３】
他の実施形態では、膜を移動させるために、磁気駆動手段が用いられる。例えば、駆動手段は、膜の腕に配置された少なくとも１つの電極と、少なくとも一部が電極に対向し、支持体に配置された磁気誘導手段とを備えている。誘導手段は、開放位置と閉塞位置との間で、膜を移動させるための磁場を生成する。また、電極と誘導手段の位置とは、反対にすることができる。この場合、誘導手段は、腕に設けられる。
【００８４】
駆動手段は、磁石で構成することができる。例えば、反対の磁極を有する互いに対向する永久磁石を、一方の膜および／または腕と他方の支持体１０とに固定する。これらの磁石を引き付け、または、反発させるため、磁石の磁性は、キュリー温度を超えると失われるという事実を利用することができる。
【００８５】
封入膜は、形状記憶材料から成形される腕により、開放位置と閉塞位置との間を移動させることができる。この実施形態では、膜を移動させるのに、膨張係数の差よりも、これらの材料の形状記憶が採用されている。材料の１つの形状から他の形状への切り替えは、温度の変化によって制御することができる。
【００８６】
腕の垂直な端部を、組織的に曲げたり変形させたりする必要はない。この垂直な端部は、水平な端部と異なるように形成することができる。例えば、垂直な端部は、単一の材料からなっている。
【００８７】
層または封入膜の層を、ゲッター材から形成することは、必ずしも必要ではない。
【００８８】
この層の中に均一に広がる各層の材料に対しても、必要なものではない。
【００８９】
他の実施形態では、膜は、多角形の周辺に沿って広がる微小空洞の側壁を形成する多角形の縁を有する。できるだけ密閉された閉塞状態を得るため、封入膜の縁は、閉塞位置において支持体の上面と平行な同じ平面でなければならない。このことは、広がる距離が、封入膜の平面の全ての方向に沿って同じにならないことを要求する。この目的を達成するために、複数の解決方法が可能である。第１の解決方法として、封入膜の１つ以上の層を形成するために使用される材料は、異方性の膨張係数を有する。この種の異方性材料は、想定される方向に対して異なる膨張係数を有する。例えば、直交異方性の材料は、２つの直交する方向に沿って膨張係数が異なる。直交異方性材料は、長方形の封入膜の１つ以上の層の形成に用いることができる。この実施形態では、材料の最大の膨張方向は、短辺に平行であり、最小の膨張方向は、長辺と平行である。この場合、閉塞位置において、封入膜の縁は、支持体の上面に当接して平らになる。
【００９０】
第２の解決方法として、不均一に分布する等方性材料を、封入膜の１つ以上の層に使用することが挙げられる。図２１は、この第２の解決方法で作成された封入膜１１０を示す。封入膜１１０は、長方形である。その長辺および短辺は、それぞれX方向およびＹ方向に平行に延びている。封入膜１１０は、等方性材料よりなる層１１２を有する。等方性材料は、層１１２に均一に広がり、完全な層を構成する。この層１１２の上に層１１４（図２１にハッチングで示す。）が重畳される。層１１４は、層１１４内に不均一に広がる等方性材料からなっている。層１１４は、所定位置に隙間を有している。層１１４の広がりは、隙間により、Ｘ方向およびＹ方向で一致していない。層１１４に形成された隙間は、封入膜の長方形の縁が閉塞位置で平面となるように、寸法および位置が設定されている。
【００９１】
図２１には、封入膜１１０を支持体に固定するための４つの腕１１６〜１１９の第１の端部だけが示されている。
【００９２】
適用すべき対象に従い、微小空洞を密閉するためのステップ５０が、必要に応じて遂行される。この密閉処理は、特に、微小空洞に収容される流体が密封されることを保証することを目的とする。ステップ５０は、膜の周辺と支持体との間の接触領域を密閉するためのステップである。この密閉処理は、異なる種々の方法で行うことができる。例えば、この密閉処理のために、チタニウム層、高分子樹脂層、または、他の如何なる密閉材料を膜の上に積層させることができる。
【００９３】
封入装置を、微小部品が封入される特別な場合として説明した。しかしながら、封入装置によって構成される微小空洞には、どのような種類の素子も封入することができる。
液体は、この封入装置によって封入される。この目的を達成するために、封入装置が図１の方法に従って作成される場合、封入するために、装置全体を液体に浸漬し、次いで、微小空洞の中の液体の一部分を封入するため、膜を、開放位置から閉塞位置に移動させる。
【符号の説明】
【００９４】
２  マイクロカプセル
４  微小空洞
６  微小部品
８  封入装置
１０  支持体
１２  封入膜
１４、１５、１６、６２、７２、９０  腕
１８  円形の縁
２０  軸
２２、２４  重畳層
３４  犠牲層
３６  凹所
４０  フィルム
５２、９２、９３、９４  層
６０  封入膜
６４  壁
７０  封入膜
７４、８０  導線
７８、９８  端子
１１０  封入膜
１１２、１１４  層
１１６〜１１９  腕
【図１】
2011051091.tif 000003
【図２】
2011051091.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011051091.tif 000006
【図５】
2011051091.tif 000007
【図６】
2011051091.tif 000008
【図７】
2011051091.tif 000009
【図８】
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【図９】
2011051091.tif 000011
【図１０】
2011051091.tif 000012
【図１１】
2011051091.tif 000013
【図１２】
2011051091.tif 000014
【図１３】
2011051091.tif 000015
【図１４】
2011051091.tif 000016
【図１５】
2011051091.tif 000017
【図１６】
2011051091.tif 000018
【図１７】
2011051091.tif 000019
【図１８】
2011051091.tif 000020
【図１９】
2011051091.tif 000021
【図２０】
2011051091.tif 000022
【図２１】
2011051091.tif 000023
【外国語明細書】
2011051091000001.pdf