(57)【要約】【課題】基板上のＬＩＭＭＳデバイスを密封封止し、インピーダンスが制御された同一表面信号導電体を提供す。【解決手段】電子アセンブリ（３７）は、第１表面を有する基板（２６）と、該基板に搭載するデバイスの搭載用フットプリントの形状に略一致する形状の第２及び第３表面を有し、該第２表面は、前記デバイスを搭載する場所で基板の第１表面に接合する誘電材料層（３８）と、基板上に搭載され、誘電材料層の第３表面に接合する搭載表面を有するＬＩＭＭＳデバイスとを備える。また、ＬＩＭＭＳデバイスの搭載表面の外辺部と、該外辺部に隣接する誘電体層の第３表面の領域との両方に対して配設された密封封止材料の隅肉（４２、５１）をさらに有する。【選択図】図８
2004303730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１表面を有する基板と、
前記基板に搭載されるデバイスの搭載用フットプリントの形状に略一致する形状の第２及び第３表面を有する誘電材料層であって、前記第２表面は、前記デバイスを搭載する場所において前記第１表面に接合する誘電材料層と、
前記基板に搭載され、前記第３表面に接合する搭載表面を有するＬＩＭＭＳデバイスと、
前記搭載表面の外辺部と、該外辺部に隣接する前記第２表面の領域との両方に対して配設された密封封止材料の隅肉と、
を有する電子アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して液体金属マイクロスイッチ（ＬＩＭＭＳ）に関し、特にＬＩＭＭＳを基板に搭載して密封する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
可動液体による金属間接点を有し、電気的なインパルスによって作動する非常に小さなスイッチの分野において、最近、様々な開発が行われている。即ち、それらは、実際には、個別にはＳＰＳＴ又はＳＰＤＴ小型のラッチリレーであるが、組み合わせることによってＤＰＤＴなどのその他のスイッチング形態を形成可能である（以降、本明細書においては、最近の習慣に従い、これらのスイッチをＬＩＭＭＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｍｅｔａｌ  Ｍｉｃｒｏ  Ｓｗｉｔｃｈ：液体金属マイクロスイッチ）と呼ぶ）。以下においては、まず、図１Ａ〜図４を参照し、これらデバイスの一分野の背後に存在する一般的な考え方について簡単に説明した後に、本発明者らにとって最大の興味の対象であるテーマ、即ち、これらのスイッチを基板上に製造する際に、それらを密封するための技法について説明するものとする。
【０００３】
まず、図１Ａを参照すれば、ガラスなどの適切な材料からなるカバーブロック１内に配列された各要素の横断面図が示されている。このカバーブロック１は、端部が閉鎖されたチャネル７をその内部に有しており、チャネルの内部には、水銀などの導電性液体金属からなる移動可能で小さな膨張小滴（１２、１３）が２つ存在している。チャネル７は、そのサイズが比較的小さく、且つ水銀の小滴にとっては毛細管のようになっており、この結果、表面張力が水銀の動作の決定において大きな役割を演じるようになっている。小滴の１つは長く、チャネル内に延伸する２つの隣接する電気接点間を短絡し、もう１つの小滴は短く、１つの電気接点とのみ接触している。２つの空洞５及び６も存在しており、これらの内部には、それぞれヒーター３及び４が存在し、これらのそれぞれは、窒素ガスＮ2などのそれぞれ密封された適切なガスの雰囲気（１０、１１）によって包まれている。空洞５は、チャネルの端部から、チャネル長の約１／３又は１／４内部に入ったところでチャネル７内に開口する小さな通路８によってチャネル７に結合している。同様に、類似の通路９が空洞６をチャネルの反対側の端部に接続している。この構成の意図するところは、一方のヒーターの温度上昇により、ヒーターを包んでいるガスが膨張し、この結果、長い水銀小滴が分割されて一部が移動し、この分割された一部分が短い小滴に結合するというものである。これは、相補的な物理構成（即ち、鏡像）を形成しており、この段階で、大きな小滴は、チャネルのもう一方の端部に位置している。この結果、３つの電気接点の中で共に短絡される２つのものが切り替わる。そして、この変化の後にヒーターは冷却するが、水銀小滴は、もう一方のヒーターが加熱され、この新しい長い小滴の一部がもう一方の方向に押し戻される時点までは、表面張力により、それぞれの新しい場所において維持される。この構成全体が極めて小さいことから、これらすべての変化は、かなり高速に（例えば、１ミリ秒以下のレベルで）実行される。又、その小さなサイズは、マイクロ波領域における動作に適した回路アセンブリのひとつであるインピーダンスが制御された伝送ライン構造として使用するのにも適している。
【０００４】
次に、図１Ｂを参照すれば、ヒーター３及び４の中間地点における図１Ａの１Ｃ−１Ｃ縦断面図が示されている。この図における新しい要素は、底部基板２であり、これは、薄膜、厚膜、又はシリコンのダイ部品を有するハイブリッド回路の製造に一般的に使用されているような適切なセラミック材料から構成することができる。封止接着剤層１４が、カバーブロック１を基板２に接合すると共に、空洞５及び６、通路８及び９、及びチャネル７を形成しており、これらのそれぞれは、適度な気密性を保持している（又、水銀に対する耐性も有している）。この層１４は、ＣＹＴＯＰと呼ばれる材料から構成可能である（これは、ＣＹＴＯＰは旭硝子株式会社の登録商標であり、材料はアメリカ合衆国デラウエア州ウィルミントンに所在するベレックスインターナショナル社（Ｂｅｌｌｅｘ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｒｐ．，  ｏｆ  Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，  Ｄｅｌａｗａｒｅ）から入手可能である）。又、バイア１５〜１８も新しく図示されており、これらは、気密性を有すると共に、基板２を貫通し、ヒーター３及び４の端部に対する電気的な接続を提供している。従って、バイア１５及び１６間に電圧を印加することにより、ヒーター３を非常に迅速に高温に加熱することができる。この結果、通路８を通じてガス１０の領域が膨張し、図２に示されているように、長い水銀小滴１２が分割を開始する。この時点では（及び、ヒーター３の加熱が始まる前の時点では）、長い水銀小滴１２は、図１Ｃに示されている形態で、接点バイア１９及び２０を物理的に繋ぎ、これらを電気的に接続している。そして、接点バイア２１は、この時点では、小さな水銀小滴１３と物理的且つ電気的な接触状態にあるが、小滴１２と小滴１３間に存在する空隙のために、バイア２０に対しては電気的に接続されていない。
【０００５】
次に、図３Ａを参照すれば、加熱されたガス１０により、それまで長い水銀小滴１２であったものが２つの部分に分割され、分割された水銀の右手側（であり、且つ主要な）部分が、それまで小滴１３であったものに結合していることが観察される。この段階では、小滴１３が大きな小滴となり、小滴１２は小さなものになっている。図３Ｂを参照すれば、この段階で、水銀によって繋がれ、従って、電気的に互いに接続されているのは、接点バイア２０及び２１であり、接点バイア１９は、この段階では、電気的に絶縁されていることに留意されたい。
【０００６】
以上のＬＩＭＭＳ技法は、いくつかの興味深い特性を有しているため、それらのいくつかについて次に説明しておく。これらのスイッチは、表面張力が水銀小滴を定位置に保持するため、優れたラッチリレーになっている。これらは、あらゆる姿勢で動作し、衝撃に対してかなりの抵抗力を有している。そして、これらの電力消費は適度なものであり、それらは小型である（一辺が１／１０インチ（２．５４ｍｍ）未満であり、高さは、２０／１０００インチ（０．５０５）又は３０／１０００インチ（０．７６２ｍｍ）程度に過ぎない）。これらは、優れた絶縁特性を有しており、かなり高速であって、接点の跳ね返りも最小限のものである。又、加熱によって膨張するガスの代わりに、圧電素子によって容積の変化を実現する形態のものも存在している。又、チャネルや通路における膨らみやくびれなど、しばしば有用であると考えられる特定の改良例も存在している。このような改良の詳細については、これらの領域で継続的な研究が行われていることから、特許文献を参照されたい。例えば、特許文献１を参照されたい。
【０００７】
次に、現在における本発明者らの興味の対象であるＬＩＭＭＳ技術の出発点に関する本発明者らの簡単な調査内容を要約するべく、図４を参照されたい。部品の配列がわずかに異なる分解図が示されている（但し、この動作は、図１Ａ〜図３Ｂに関連して説明したものとまったく同一である）。特に、この配列においては、ヒーター（３、４）とそれらの空洞（５、６）が互いにチャネル７の反対側に位置していることに留意されたい。この図４において特筆するべき更なる新しい要素は、接点電極２２、２３、及び２４の存在である。これらは、それぞれ、バイア１９、２０、及び２１に電気的に接続されている金属の堆積物である（薄膜であることが好ましい）。これらは、液体金属の小滴との良好なオーム接触を確保するだけでなく、液体金属が湿潤するための領域にもなっており、小滴を移動させるのに必要な圧力範囲における一定のヒステリシスを提供している。これは、加熱（及び膨張）した作動媒体が冷却することによって発生する収縮により、元の場所に向かって小滴が吸引されないようにするために必要とされるものである。尚、この図には、液体金属の小滴は示されていない。
【０００８】
接点電極２２〜２４を薄膜プロセスによって製造する場合には、通常、（残りの図の多くに関連して実行されているように）、基板上に誘電材料の厚膜を形成した「後」に、これらの接点電極を製造することが必要となる。この工程の順序は、形成する厚膜材料の硬化に高い焼成温度が必要とされる場合に必要とされるものである（これらの温度は、薄膜金属の層が耐えることができる温度を簡単に上回る）。又、薄膜金属の層が、基板表面から出発し、チャネルの側部を上昇している場合には、遷移が余り急激なものでないほうが楽であろう。
【０００９】
このＬＩＭＭＳデバイスの構造に伴う課題の中には、適切な密封封止と、そのデバイスがサービスする信号ラインの電気的インピーダンスの制御という課題が存在する。まず、密封構造であるが、これは、封止することによって潜在的な汚染物質を排除することにより、動作の信頼性を獲得するという観点から重要なものであり、水銀の散逸を防止するという観点での重要性はそれほど大きなものではない（関係する量が極めて小さく、いわば、規制レーダーにも引っ掛からないほどである）。例えば、小滴上の酸化水銀の膜により、機械的な動きと良好な電気的接触の両方が妨げられる。残念ながら、ＣＹＴＯＰ接着剤は、酸素などのガスに対してわずかな透過性を有しており、長時間経過すると、水銀の表面が酸化する。次に、電気的インピーダンスに関する課題は、ＬＩＭＭＳが十分に小さく、インピーダンスが制御された伝送ラインが一般的である高周波アプリケーションにおける使用に適しているため、重要である。これらは、ストリップライン又は共面伝送ラインである。
【００１０】
基板上に製造された１つ又は複数のＬＩＭＭＳデバイスに密封封止を提供する１つの方法は、対象のＬＩＭＭＳ及びその他近傍の回路上に外部カバーを提供することである。この外部カバー自体は、金属、セラミック、又はガラスから構成可能であり、汚染物質に対する不透過性を有し、高度な機械的な保護を提供すると共に、それが金属の場合には、潜在的な電気シールドをも提供する。金属製の外部カバーは、通常、決まった場所にはんだ付けされるので、カバーの外辺部と一致して基板上に形成された金属リングが必要となる。この結果、基板のカバーと同一側において、信号リードがカバーの下を横断することができなくなり、バイアを使用して基板のもう一方の側に信号を送ることになる。バイアのこのような使用は不可能であろうが、可能な場合にも、費用の理由や、インピーダンスが制御されたＲＦ導電体に対するバイアの有害な影響のため、便利とはいえないであろう。
【００１１】
ガラス及びセラミックの外部カバーは、ガラスフリット封止によって密封装着することが可能であるが、同一表面信号ラインによって生じる表面の凹凸により、表面の高さにおける変化や、信号ラインの表面にフリットが容易に湿潤するかどうかの問題、更には、特定の物理的なパラメータの制御不能な変動によって生じる信号ラインに対する電気的影響の不透明さなど、様々な潜在的な問題が提起される。従って、その他の面においては、ガラス又はセラミックの外部カバーを使用し、それをフリットによって装着することは望ましい場合でも、上面の信号ラインを有する基板に外部カバーをガラスフリット封止により直接装着することは好ましいことでない。
【００１２】
アプリケーションの中には、外部カバープレートの使用を避けて、ＬＩＭＭＳのカバーブロックを露出したままで放置することが望ましいものも存在する。カバーブロック用の接着剤としてのＣＹＴＯＰの使用は、非常に満足できるものであるが、基板に対する密封封止として望ましいかどうかについては、議論の余地がある。即ち、ＣＹＴＯＰはわずかに透過性を有し、長時間経過により、水銀がゆっくりと酸化するのである。
【特許文献１】米国特許第６，３２３，４４７Ｂ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従って、外部カバープレートの下に位置するＬＩＭＭＳデバイスに出入りする信号トレースの同一表面ルーティングを妨げることなしに、ＬＩＭＭＳデバイス上で真の密封封止された外部カバープレートを使用可能であり、バイアを使用する必要のない密封封止が可能な方法が存在するならば、望ましいであろう。又、バイアの使用に対する（もう一方の表面が「利用できない」というもの以外の）障害の１つが、インピーダンスが制御された導電体に対するバイアの悪影響であるから、外部カバーが信号導電体の同一表面ルーティングと協働可能であり、それらの導電体がその外部カバーの外辺部の下を通過することに伴う望ましくないインピーダンスへの影響が生じない技法が存在するならば、望ましいであろう。これは、外部カバープレートが金属製であってハンダで装着されているかどうか、或いは、非金属製であってフリット封止によって装着されているかどうかのいずれの場合にも当てはまる。更には、外部カバープレートを所望しないか、或いは外部カバープレートが不適当なケースにおいて、基板に対してＬＩＭＭＳデバイスカバーブロックを密封封止し、信号導電体が同一表面ルーティングを維持すると共に、バイアを使用することなしに信号導電体をカバーブロックの下から表面に引き出すことができる方法が存在するならば望ましいであろう。したがって、本発明の目的は上記の望ましい状態の実現にあり、特に基板上の１つ又は複数のＬＩＭＭＳデバイスのための改良された密封封止を実現すると共に、その基板上にインピーダンスが制御された同一表面信号導電体を有するという課題の解決にある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題に対する解決策は、（ａ）ＬＩＭＭＳデバイスとは別個になっており、汚染物質に対する不透過性を有し、基板に密封封止されている共通又は各別外部カバーの下にそれぞれのＬＩＭＭＳデバイス全体を封入するか、或いは（ｂ）その個々のカバーブロック（これは、ＬＩＭＭＳの構成要素であり、分離した外部カバー又はカバープレートではない）が基板に密封封止できるように、それぞれのＬＩＭＭＳを製造することである。いずれの場合にも、密封封止近傍の同一表面信号導電体の存在に留意し、同一表面導電体のインピーダンスに対する密封封止の影響を制限するようにしなければならない。
【００１５】
ケース（ａ）の場合には、同一表面導電体とその下に位置する基板を汚染物質並びにＬＩＭＭＳの流体及びガスの内容物に対して不透過性を有する適切な誘電材料層によってカバーする、すなわち誘電材料層を装着する。この誘電材料の層は、基本的に、分離した外部カバーの外辺部の細帯状フットプリント（着地予定域）であり、封入するＬＩＭＭＳデバイスを収容するべく凹部を有することができる。一方、分離した外部カバーが存在しない場合には（ケース（ｂ））、基板上のＬＩＭＭＳカバーブロックの全（充実）フットプリントに、基板上に形成された（即ち、装着された）適切且つ不透過性な誘電材料層を提供可能であり、次いで、適切な接着剤層により、外辺部の近傍を除いて誘電体層自体をカバーすることができる。そして、適切且つ不透過性を有する誘電体層の外辺部のフットプリント（外部カバーのケース（ａ））、或いは露出している外辺部（外部カバーのないケース（ｂ）のＬＩＭＭＳカーバーブロック）を金属化することができる。ケース（ａ）の場合には、外部カバーは、外辺部のフットプリントにはんだ付けする（外部カバーは、金属製であってよく、非金属製の場合には、ハンダを提供するための金属化領域を有することができる）。一方、ケース（ｂ）の場合には、カバーブロックの面取りした端部も金属化し、次いで、接着剤層によって接着した後に、カバーブロックを適切な誘電体層にはんだ付けする。ケース（ａ）及び（ｂ）の別の実施例においては、はんだの代わりに、ガラスフリット封止を使用し、金属化領域は不要である。ケース（ａ）及び（ｂ）のいずれの場合にも、適切な不透過性を有する誘電体層により、様々な同一表面信号導電体が、導電性を有するはんだ付けから物理的に分離及び絶縁される。
【００１６】
この方式は、適切な誘電材料を使用することに依存したものであり、この誘電材料は、強力であって、基板への接合が良好であり、汚染物質に対する不透過性を有していなければならず、パターン化することが可能であって、必要に応じて、はんだ付けのために金属化することもできる。又、この誘電材料は、誘電体として十分に制御可能であり且つ適切な特性を有しており、この結果、信号ラインが構造の下を通過することによる容量の変化に伴って信号ラインのインピーダンスに生じる悪影響を一貫して予測可能であり、且つこれを適切に補償できることが必要である（例えば、導電性のはんだ。但し、これに限定されない）。このような補償には、ハンダを有する部分の下を通過する場所における信号導電体の幅の変更が含まれる。選択肢が付与される場合には、誘電率（Ｋ）が高いものよりは低いものが好ましい。この適切な誘電材料層は、事前にパターン化されたセラミック材料の薄いシート又はガスケットであってよく、或いは、厚膜ペーストを塗布することによって形成することも可能である。ペーストとして形成した後に硬化させる好適な厚膜誘電材料には、ヘレウス社（Ｈｅｒａｅｕｓ）のＫＱ１５０及びＫＱ１１５厚膜誘電体とデュポン社（ＤｕＰｏｎｔ）の４１４１Ａ／Ｄ厚膜コンポジションが含まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図５を参照すれば、１つ又は複数のＬＩＭＭＳデバイス（３２／１）をその上部に有する基板２６の概略表現２５が示されており、この基板は、ＬＩＭＭＳデバイスと同一の側（即ち、同一の基板表面上）に配設された信号及び制御導電体（２７〜３０）を有している。尚、わかりやすくするために、図には１つのＬＩＭＭＳデバイスのみが示されているが、複数のＬＩＭＭＳデバイスを有することができ、且つ、１つ又は複数のＬＩＭＭＳデバイスに近接するその他の補助的な部品や回路も有することが可能であって、それらすべてのデバイス及び部品が同一の密封封止環境の部分となることになることを理解されたい。この実施例が意図するところは、外部カバーの外辺部の接触領域３４を基板に接触させて封止した際に、部品を封入し密封封止するための退避空洞（３５）をその内部に有する外部カバー３３を、このような密封封止環境に提供することである。
【００１８】
密封封止の下を通過することを要する同一表面導電体（２７〜３０）が存在する場合には、通常、外部カバー３３を基板２６に対して直接装着することは好ましいことではない；即ち、この結果、それらの導電体に、ケースごとにその値を確実には予測できない寄生インピーダンスが生じる可能性が高いからである。従って、本発明者らは、この代わりに、基板表面及びその導電体とカバーの間に、誘電率（Ｋ）が低い誘電材料の介在領域即ち介在層）を配置した。この介在層によって追加される高さ自体により、結合（これは、インピーダンスのリアクタンス成分の根本的な原因である）が低減し、且つ低いＫにより、予測不能な結合の変動レベルが低下し、この結果、関連して現れる寄生インピーダンスが小さく且つ予測可能な量となる。（あるものの５％の変動はその絶対変化量では、３０％の変動よりも小さい）。寄生インピーダンスの量が小さいほど、補償の実行もより簡単になり、十分小さい場合には、単純に無視しても問題にはならない。以下、図５に示されているものに加え、様々な実施例について説明するが、それらの実施例における相違点の一部は、この介在する誘電材料の領域即ち層の特性に関連するものである。
【００１９】
１つの実施例の組においては、この介在誘電体は、塗布した後に硬化させる厚膜ペーストから形成されている。ペーストとして塗布した後に硬化させることが可能な好適な厚膜誘電材料の例には、ヘレウス社（Ｈｅｒａｅｕｓ）のＫＱ１５０及びＫＱ１１５厚膜誘電体とデュポン社（ＤｕＰｏｎｔ）の４１４１Ａ／Ｄ厚膜コンポジションが含まれる。これらの材料は、主に少量のアルミニウムとマグネシウムを含むホウケイ酸ガラスで構成されている。これらの製品は、通常、スクリーン又はステンシルを介してペーストとして塗布し、その後、加熱して硬化させる。これらは、塗布の時点、硬化の前、或いは硬化の後に、周知の技法（例：レーザーエッチング）を使用してパターン化することができる。これらのプロセスについては、それぞれの製造者から提供される関連データシートに、すべて記述されている。尚、これらの製品のいずれかを使用することによって得られる最終的な結果は、基本的には、同一であるが（即ち、厚さが調節された約３．９の誘電率を有するパターン化された領域）、それらは、設計者には興味深い様々な補助的な差異を有している。この差異には、硬化した際の色の変化や、最初の硬化後の軟化温度の上方シフトが含まれ、後者は、後続の処理段階において施された材料の硬化や処理のために再加熱を必要とする後続の処理段階における構造的な安定性を促進することになる。
【００２０】
別の実施例の組においては、この介在誘電体材料の領域は、製造された後に（ガスケットと同様に）必要とされる場所に装着する薄いセラミックのパターンニングされたシートであってよい。
【００２１】
再度、図５に示されている特定の実施例を参照すれば、誘電材料のリング３１が厚膜技法を使用して基板上に製造されており、これは、外部カバー３３の「フットプリント（着地予定域）」（即ち、基板の（上部）表面との接触が予定されるカバー外辺部の接触領域３４の領域）よりもわずかに大きい。この誘電材料のフットプリントリング３１は、かなり薄いもの、例えば、厚さ１０／１０００インチ（０．２５４ｍｍ）から２０／１０００インチ（０．５０５ｍｍ）でよいが、様々なトレース２７〜３０がフットプリントリング３１の下を通過することに伴い、これらのトレース２７〜３０によって形成される表面の凹凸を吸収し、且つ平滑化するのに十分なだけの厚さを有している。
【００２２】
このフットプリントリングは、事前にセラミックの薄いシート（即ち、これは、セラミックガスケットである）から形成しておいたものを適切な形状の接着剤層によって装着し、それ自身の密封封止によって封止することも可能であることを理解されたい。尚、図５には、この構成が明示的に示されていないが、これは、密接に関連する図１０に示す実施例の主要テーマ（セラミックガスケット）となっている。
【００２３】
外部カバー３３をハンダ付けする場合には、このフットプリントリングに、ハンダが湿潤可能な金属層を提供する（これは、図５には示されていないが、図６の４３として示されている）。この場合には、外部カバーは、シールドとして機能することも可能な導電性構造であり、従って、接地することが望ましい。この接地は、金属層４３がフットプリント３１の端部を覆い、基板上に存在する適切な接地に接続するように構成することによって実現可能である。又、この接続は、フットプリントリング自体の内部バイアによっても実現することができる。このハンダ付けされた外部カバー（金属製カバー又は非金属製カバーの金属化領域）の導電性特性は、その存在によって、１つ又は複数の導電体２７〜３０の制御された又は公称のインピーダンスに悪影響が及ぶ（即ち、特性インピーダンスに不連続性が生じる）可能性を増大させる。しかしながら、ハンダ付けされていない非導電性の外部カバーの場合にも、望ましくない悪影響は発生する。このような弊害は、２つの方法によって緩和することができる。
【００２４】
第１の方法は、特性が既知であり、バッチ間で安定するべく制御されており、かなり低い誘電率を有する誘電材料を使用することである。誘電率が低ければ、高いものよりも生成される結合が小さくなり、バッチ間における安定性は、選択した補償方式が製造設定において有効となることを意味している。
【００２５】
第２の方法として、完全にシールドされていない１つ又は複数の伝送ライン（例：ストリップラインや共面構造）が導電体２７〜３０に含まれている場合には、その伝送ラインがフットプリントリング／カバーの下を通過する場所の近傍において伝送ラインの中心導電体の形状を変更することが望ましい。これについては、図７に関連して説明する。このような形状の変更により、結合を低減することが可能であり（容量をもたらす表面領域を減少する）、これは、実際の伝送ラインとならない同一表面導電体にも実行することが望ましい。
【００２６】
次に図６を参照すれば、図５の構成２５の部分断面図が示されている。金属層４３がフットプリントリング３１上に配設されていることに留意されたい。これにより、適切な材料からなる外部カバー３３をはんだ３６によってアセンブリの残りの部分（３１／２６など）にはんだ付けすることが可能になる。別の実施例においては、層４３は、不要であり、この場合には、材料３６は、ガラス又はセラミック材料の外部カバー３３に施されたガラスフリットを表すことになろう。更に別の実施例においては、フットプリントリング３１は、対応する接着剤（ＣＹＴＯＰ）層及び別個の関連密封封止によって基板表面に接合されたセラミックガスケットである（即ち、図１０のセラミックガスケット４８、接着剤層４７、及び密封封止５０により、図６の要素３１が置換されることになる）。
【００２７】
次に、フットプリントリング３１上における外部カバー３３の存在に関連する問題について検討する。信号ラインがフットプリントリング及びカバーの端部又はリップの下を通過することに伴い、信号ライン（２７〜２９）のインピーダンスに対する望ましくない悪影響が生じる可能性が高い。この悪影響の基本的な理由は、信号ラインとその上方の構造間に存在する容量である。この悪影響は、外部カバーが金属製であったり、或いは導電性層４３が存在すると、更に大きなものになる。いずれにしても、この悪影響は、図７の領域４６に示されているように、信号ラインのトレースがフットプリントリング３１に接近しその下を通過する地点において、信号ラインのトレースの幅を適宜に狭くすることにより、低減又は除去することができる。
【００２８】
次に図８を参照すれば、図４又は図５に示されているような追加的外部カバー３３を使用することなく、それ自体が密封される個別のＬＩＭＭＳデバイス３７の概略分解図が示されている。これは、まず、誘電体層３８を基板２６上に形成することにより、実現することができる。この層３８は、少なくともカバーブロック４０のフットプリントと同一の大きさであることが好ましいが、恐らく「ほとんど同一の大きさ」で十分であろう。カバーブロック４０は、ガラス又はセラミックであってよい。これまでと同様に、ＬＩＭＭＳデバイス用の様々な同一表面信号導電体２７〜３０が基板の上部表面上に存在しており、この表面は、誘電材料層３８が提供されているのと同一の側に位置している。層３８は、フットプリント内において、カバーブロック４０内の内部空洞に対応する部分には存在しないようにパターン化されている。尚、ヒーター（３、４）及び作動水銀に接続する基板上の信号導電体２７〜３０と層３８上の電極間の接続を可能にするバイアを誘電体内に設けることができるため、必ずしも、このようにしなければならないということはない。しかしながら、このようなバイアの形成に要する更なる時間と費用、並びに、バイアには、制御対象のインピーダンスに対する有害な影響を有する可能性があるため、これは望ましものではない。又、バイアは、正しく機能することを要する更なるコンポーネントであり、従って、信頼性を低下させる複雑性を追加することにもなる。従って、これらの理由から、本発明者らは、カバーブロック４０内の空洞と一致するように誘電体層３８をパターン化するほうを選好している。このパターンは、スクリーン印刷や化学的及びレーザーエッチングを含む適切な技法によって生成可能である。
【００２９】
普通、この層３８の上部表面は、形成後に適切に平坦になるであろうことをかなり期待することができるが、そうでない場合には、硬化させた後に、ラッピングを行って平坦化することができる。硬化していない誘電体層の厚さと粘度は、様々な信号導電体２７〜３０によって生じる基板上の表面の高さの変動が大幅に低減し滑らかになるようなものになっている。本発明者らの実験によれば、特に接着剤ガスケットとして機能するＣＹＴＯＰの介在パターン化層３９が存在するため、これらは無視することができる。このパターン化されたＣＹＴＯＰの層３９は、層３８内のパターンと一致している。尚、この層３９は、誘電体の層３８の端部にまでは完全に到達していないことに留意されたい。又、カバーブロック４０の端部４１は、面取りされていることにも留意されたい。この面取りされた端部４１とＣＹＴＯＰによってカバーされていない層３８の外辺部が、図９に関連して次に説明する密封封止の場所となるのである。
【００３０】
次に図９を参照すれば、図８の構成３７の部分断面図が示されている。パターン化された誘電体層３８の端部にまでは、ＣＹＴＯＰの層３９が延長していないことに留意されたい。これは、層３８の外辺部上の細帯地に、密封封止を形成する材料を提供できるようにするためである。この密封封止に関しては、様々な可能性が存在する。封止材料がハンダであるとしよう。この場合には、本発明者らは、誘電材料の層３８の外辺部上に金属層４４を形成し、且つカバーブロック４０の面取りされた端部４１上に別の金属層４５を形成する。尚、本発明者らは、この図において、ＣＹＴＯＰ接着剤層３９の厚さと等しくなるように、２つの層４４及び４５を組み合わせるべく示しているが、実際には、これは限られたケースであり、通常は、層４４及び４５をそれほどに厚く組み合わせることはないであろう。金属層４４及び４５は、ハンダ付けできるように選択されており、ハンダの隅肉４２が示されている。密封封止の別の可能な例として、これをガラスフリットで構成することも可能である。この場合には、金属層４４及び４５は不要であり、材料４２が、ハンダの代わりに、ガラスフリットとなる。又、カバーブロックの端部を面取りしないことも考えられる。
【００３１】
最後に、図８及び図１０を参照されたい。別の実施例においては、図８の誘電体層３８が、例えば、レーザー切削によって適切にパターン化されたセラミック材料の薄いシート（図１０の４８）によって置換されている。図１０は、図９に類似した部分断面図であるが、この場合には、図８の厚膜層３８が、薄いセラミックガスケット４８によって置換されている。明らかに、このガスケット４８は、基板に対する密封封止を必要とし、独自の封止（これが好ましい）、或いは、ガスケット４８及びカバー４０の両方に有効な共有封止のいずれかを有することができる。但し、硬化した厚膜材料（３８）の場合には、基板表面に直接接合するが、別個のセラミックガスケット４８の場合には、密封封止を実現する際に、基板の表面上において非常に容易にスライドすることになる。これを防止し、組立てを全体的に容易なものにすると共に、様々な表面間の不均一な接触によって生じる応力を緩和するべく（同一表面導電体２７〜３０を想起されたい）、まず、パターン化した接着剤層４７（これは、ＣＹＴＯＰであってよい）を基板に提供し、次いで、セラミックガスケット４８を提供する。この時点で、セラミックガスケット４８の上部表面は、図８の（硬化した）薄膜誘電体層３８の上部表面と同一の機能を果たすべく利用可能である。従って、図１０には、図９の接着剤層３９に対応する別の接着剤層４９（追加のＣＹＴＯＰ）が示されている。接着剤層４９は、密封封止が実現される時点まで、カバー４０を定位置に維持するべく機能する。
【００３２】
図９及び図１０間の更なる差異により、本発明の様々な実施例が示されている。図１０においては、密封封止は、ガラスフリットから構成されている。２つの封止５０及び５１が存在することに留意されたい。２つの機能を果たすより大きな単一の封止を提供することも可能であるが、接着剤層４７及び４９とガスケット４８が組み合わさった厚さのために、フリット材料の中には、十分大きな隅肉を形成することが困難なものが存在する。このガラスフリットに伴う問題は、１０／１０００又は２０／１０００インチを上回る高さにおいて顕在化する。従って、本発明者らは、２つの別個の隅肉（５０及び５１）を選好しているが、これらの場合にも、同時に提供も可能であり、同時に焼成することができる。図９及び図１０の間には、更なる差異も示されている。即ち、図１０の実施例には、面取りされた端部及び金属化層が存在していないことにも留意されたい。
【００３３】
本発明の広範囲な応用の可能性を考え、以下に本発明のさらなる実施態様を記載して本発明の実施の参考の供する。該記載にあたり、上記実施例の含まれる部分には、実施例での参照番号を付して本発明の理解を容易にする。
【００３４】
（実施態様１）：電子アセンブリ（３７）であって、第１表面を有する基板（２６）と、前記基板に搭載するデバイスの搭載用フットプリントの形状に略一致する形状の第２及び第３表面を有する誘電材料層（３８）であって、前記誘電材料層の前記第２表面は、前記デバイスを搭載する場所において前記基板の前記第１表面に接合する誘電材料層と、前記基板上に搭載され、前記誘電材料層の前記第３表面に接合する搭載表面を有するＬＩＭＭＳデバイスと、前記ＬＩＭＭＳデバイスの前記搭載表面の外辺部と、前記ＬＩＭＭＳデバイスの前記搭載表面の前記外辺部に隣接する前記誘電体層の前記第３表面の領域と、の両方に対して配設された密封封止材料の隅肉（４２、５１）と、を有する電子アセンブリ。
【００３５】
（実施態様２）：前記基板の前記第１表面に接合し、前記誘電材料層の下を通過する少なくとも１つの導電体（２７〜３０）を更に有する実施態様１に記載の電子アセンブリ。
【００３６】
（実施態様３）：前記ＬＩＭＭＳデバイスの前記搭載表面の前記外辺部上と、前記ＬＩＭＭＳデバイスの前記搭載表面の前記外辺部に隣接する前記誘電体層の前記第３表面の領域上と、に配設された金属の個別の層（４４、４５）を更に有し、前記密封封止材料の隅肉はハンダから構成されている実施態様１に記載の電子アセンブリ。
【００３７】
（実施態様４）：前記少なくとも１つの導電体の幅は、前記少なくとも１つの導電体が前記密封封止材料の隅肉の下を通過する場所に隣接する位置において変更される（４６）ことを特徴とする実施態様３に記載の電子アセンブリ。
【００３８】
（実施態様５）：前記密封封止材料の隅肉（４２、５１、５０）は、ガラスフリットから構成されていることを特徴とする実施態様１に記載の電子アセンブリ。
【００３９】
（実施態様６）：前記ＬＩＭＭＳデバイスは、前記ＬＩＭＭＳデバイスの前記搭載表面内に、内部にチャネルを形成する内部凹部を有するカバーブロック（４０）を含み、前記誘電材料層は、ホウケイ酸ガラスから構成されていることを特徴とする実施態様１に記載の電子アセンブリ。
【００４０】
（実施態様７）：前記ホウケイ酸ガラスは、厚膜技法に従って塗布されることを特徴とする実施態様６に記載の電子アセンブリ。
【００４１】
（実施態様８）：前記ホウケイ酸ガラスは、前記ＬＩＭＭＳデバイスの前記搭載表面内の前記チャネルに一致するようにパターン化されることを特徴とする実施態様７に記載の電子アセンブリ。
【００４２】
（実施態様９）：前記ＬＩＭＭＳデバイスは、前記ＬＩＭＭＳデバイスの前記搭載表面内において、内部にチャネルを形成する内部凹部を有するカバーブロック（４０）を具備し、前記誘電材料層は、前記ＬＩＭＭＳデバイスの前記搭載表面内の前記チャネルに一致するべくパターン化されたセラミックガスケット（４８）と、前記セラミックガスケットと前記基板の前記第１表面間に配設された接着剤材料からなる整合パターン化層（４７）を更に有することを特徴とする実施態様１に記載の電子アセンブリ。
【００４３】
（実施態様１０）：前記セラミックガスケットは、更なる密封封止（５０）により、前記基板の前記第１表面に密封封止されていることを特徴とする実施態様９に記載の電子アセンブリ。
【００４４】
（実施態様１１）：電子アセンブリ（２５）であって、第１表面を有する基板（２６）と、前記基板上に搭載されたＬＩＭＭＳデバイス（３２／１）と、前記ＬＩＭＭＳデバイスを封入する凹部（３５）を内部に有すると共に、搭載用外辺部表面（３４）を有する外部カバー（３３）と、前記外部カバーの前記搭載用外辺部表面の形状と略一致する形状の第２及び第３表面を有する誘電材料細帯（３１）であって、前記誘電材料細帯の前記第２表面は、前記ＬＩＭＭＳデバイスを包囲すると共に前記外部カバーが前記ＬＩＭＭＳデバイスを封入する場所を取り囲む場所において前記基板の前記第１表面に接合している誘電材料細帯と、前記外部カバーの前記搭載用外辺部表面と、前記外部カバーの前記搭載用外辺部表面に隣接する前記誘電材料細帯の前記第３表面の領域と、の両方に対して配設されている密封封止材料の隅肉（３６）と、を有する電子アセンブリ。
【００４５】
（実施態様１２）：前記基板の前記第１表面に接合し、前記誘電材料細帯の下を通過する少なくとも１つの導電体（２７〜３０）を更に有する実施態様１１に記載の電子アセンブリ。
【００４６】
（実施態様１３）：前記少なくとも１つの導電体の幅は、前記少なくとも１つの導電体が前記誘電材料の細帯の下を通過する場所に隣接する位置において変更される（４６）ことを特徴とする実施態様１２に記載の電子アセンブリ。
【００４７】
（実施態様１４）：前記誘電材料細帯の前記第３表面は金属層（４３）を含み、更に、前記密封封止の隅肉はハンダであることを特徴とする実施態様１１に記載の電子アセンブリ。
【００４８】
（実施態様１５）：前記密封封止材料の隅肉は、ガラスフリットである実施態様１１に記載の電子アセンブリ。
【００４９】
（実施態様１６）：前記誘電材料細帯は、ホウケイ酸ガラスから構成されていることを特徴とする実施態様１１に記載の電子アセンブリ。
【００５０】
（実施態様１７）：前記ホウケイ酸ガラスは、厚膜技法に従って塗布されることを特徴とする実施態様１６に記載の電子アセンブリ。
【００５１】
（実施態様１８）：前記誘電体細帯（３１）は、セラミックガスケットであり、前記電子アセンブリは、前記セラミックガスケットを前記基板の前記第１表面に付着させる接着剤層（４７）と、前記セラミックガスケットと前記基板の前記第１表面の両方に対して配設された密封封止材料の更なる隅肉（４９）と、を更に有する実施態様１１に記載の電子アセンブリ。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１Ａ】従来技術によるＳＰＤＴ液体金属マイクロスイッチ（ＬＩＭＭＳ）につき、便宜上ヒーターが互いにチャネルの反対側端部で共に同一の側に位置するものとして示されている横断面図であり、該ＬＩＭＭＳの縦断面図である図１Ｂ，図１Ｃにおける１Ａ−１Ａ横断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａに係る従来技術によるＬＩＭＭＳの１Ｂ−１Ｂ縦断面図である。
【図１Ｃ】図１Ａに係る従来技術によるＬＩＭＭＳの１Ｃ−１Ｃ縦断面図である。
【図２】図１Ａに係る従来技術によるＬＩＭＭＳの動作サイクルの開始時点における図１Ａと同様な横断面図である。
【図３Ａ】図２において開始した動作の終了時点における図２Ａと同様な従来技術によるＬＩＭＭＳの図３Ｂの３Ａ−３Ａに対応する横断面図である。
【図３Ｂ】図２において開始した動作の終了時点における図１Ａに係る従来技術によるＬＩＭＭＳの図３Ａの３Ｂ−３Ｂに対応するＬＩＭＭＳの縦断面図である。
【図４】図１Ａ〜図３Ｂに示されたと同様なＳＰＤＴ  ＬＩＭＭＳの分解図であり、ヒーターが、それぞれチャネルの反対側で且つ対抗する端部に配設されている図である。
【図５】同一表面信号導電体を有すると共に、金属製、ガラス、又はセラミック外部カバープレートによって密封封止されたＬＩＭＭＳデバイスの実施例の概略分解図である。
【図６】図５の実施例の外部カバープレートが装着された場所を拡大した概略縦断面図である。
【図７】図５の実施例において同一表面導電体が密封封止の下を通過することに伴って生ずる同一表面導電体のインピーダンスへの影響を補償する一技法を説明するための該実施例の簡略化部分平面図である。
【図８】同一表面信号導電体を有すると共に、カバーブロックが本発明に従って基板に密封封止されるＬＩＭＭＳデバイスの概略分解図である。
【図９】改良された密封封止を生成するべくカバーブロックの外辺部を厚膜誘電体の介在層に装着した場所の近傍における図８の実施例の概略縦断面図である。
【図１０】改良された密封封止を生成するべくカバーブロックの外辺部を介在セラミックガスケットに装着した場所の近傍における図８の実施例の概略縦断面図であり、このセラミックガスケットは、それ自体が基板に密封封止されていることを示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
２５、３７  電子アセンブリ
２６  基板
２７、２８、２９、３０  導電体
３１、４９  誘電材料細帯
３２／１  ＬＩＭＭＳデバイス
３３  外部カバー
３４  取り付け外辺部表面
３５  凹部
３６、４２、４９，５０、５１  密封封止材料の隅肉
３８  誘電材料層
４０  カバーブロック
４３、４４、４５  金属層
４６  領域
４７  接着剤層
４８  セラミックガスケ
【図１Ａ】
2004303730.tif 000003
【図１Ｂ】
2004303730.tif 000004
【図１Ｃ】
2004303730.tif 000005
【図２】
2004303730.tif 000006
【図３Ａ】
2004303730.tif 000007
【図３Ｂ】
2004303730.tif 000008
【図４】
2004303730.tif 000009
【図５】
2004303730.tif 000010
【図６】
2004303730.tif 000011
【図７】
2004303730.tif 000012
【図８】
2004303730.tif 000013
【図９】
2004303730.tif 000014
【図１０】
2004303730.tif 000015