微機電系統(tǒng)(MEMS)傳統(tǒng)上使用間歇式工序在硅晶片或其它剛性基底上制備?？梢淮沃苽涞腗EMS元件的數(shù)目受到硅晶片尺寸的限制。這種尺寸限制和需要間歇式工序不利地影響傳統(tǒng)MEMS加工的成本效益。此外，剛性基底的存在限制了現(xiàn)有MEMS裝置的實用性。因此，需要可在連續(xù)工序中制備并且不需要剛性基底的MEMS裝置。

技術實現(xiàn)要素：

在至少一個方面，本發(fā)明提供了柔性膜，其包括：具有第一外主表面和第一內(nèi)主表面的第一金屬層；與該第一金屬層相鄰的第一聚合物層，其中第一內(nèi)主表面面向第一聚合物層；具有第二外主表面和第二內(nèi)主表面的第二金屬層，其中第二金屬層被定位成與第一聚合物層相鄰并與第一金屬層相對，其中第二內(nèi)主表面面向第一聚合物層。柔性膜包括一個或多個MEMS元件。每個MEMS元件包括第一金屬層中的第一金屬區(qū)域、第一聚合物層中的第一空隙區(qū)域以及第二金屬層中的第二金屬區(qū)域。第一金屬區(qū)域包括第一穿孔，并且第二金屬區(qū)域包括能夠相對于第一金屬區(qū)域運動的部分。

在一些實施方案中，第一空隙區(qū)域與第一穿孔對準，由此使得第一連續(xù)開口區(qū)域在第一金屬層的第一外主表面至第二金屬層的第二內(nèi)主表面之間延伸。在一些實施方案中，第二金屬區(qū)域包括與第一空隙區(qū)域?qū)实膱D案，由此使得第一連續(xù)開口區(qū)域在第一金屬層的第一外主表面至第二金屬層的第二外主表面之間延伸。在一些實施方案中，第一穿孔包括至少一個孔。在一些實施方案中，第一穿孔包括1至約100個孔，并且每個孔具有介于約30微米和約200微米之間的直徑。在一些實施方案中，每個MEMS元件還包括一個或多個從第二金屬層延伸至第一金屬層的通路。在一些實施方案中，每個MEMS元件均選自彈簧共振器、蛇形共振器、固定-引導-固定式共振器、懸臂梁、夾持膜和交叉式梳齒驅(qū)動共振器。在一些實施方案中，第一聚合物層包括聚酰亞胺、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、苯并環(huán)丁烯聚合物、液晶聚合物或聚二甲基硅氧烷。在一些實施方案中，第一金屬層和第二金屬層中的一者或兩者包括銅、鎳、鉻、鈦、鋁、金、銀、鈹及其合金。

在一些實施方案中，柔性膜還包括與第二金屬層相鄰并與第一聚合物層相對的第二聚合物層以及具有第三外主表面和第三內(nèi)主表面的第三金屬層，其中第三金屬層被定位成與第二聚合物層相鄰并與第二金屬層相對，其中第三內(nèi)主表面面向第二聚合物層。每個MEMS元件還可包括第二聚合物層中的第二空隙區(qū)域和第三金屬層中的第三金屬區(qū)域，其中第三金屬區(qū)域包括第二穿孔。在一些實施方案中，第二空隙區(qū)域與第二穿孔對準，由此使得第二連續(xù)開口區(qū)域在第三金屬層的第三外主表面至第二金屬層的第二外主表面之間延伸。

在一些實施方案中，能夠相對于第一金屬區(qū)域運動的第二金屬區(qū)域的部分在基本上垂直于第二外主表面的方向上。在其它實施方案中，這種運動基本上在包括第二外主表面的平面內(nèi)。

在一些實施方案中，一個或多個MEMS元件為多個MEMS元件。在一些實施方案中，該膜的至少一個尺寸大于約100毫米。在一些實施方案中，提供了柔性膜卷。

在一些實施方案中，第一外主表面為第一獨立式表面或者緊鄰第一外聚合物層或第一粘合劑層，并且第二外主表面為第二獨立式表面或者緊鄰第二外聚合物層或第二粘合劑層。

在一些實施方案中，第一聚合物層的厚度大于約0.5微米并小于約100微米。在一些實施方案中，第一聚合物層的厚度大于約10微米并小于約100微米。

本發(fā)明的一些實施方案包括制品，該制品具有柔性膜適形地附接到其上的表面。

在至少一個方面，本發(fā)明提供了制品，該制品包括具有不平坦表面和適形地附接到該不平坦表面的連續(xù)膜的三維物體。連續(xù)膜包括聚合物層和一個或多個MEMS元件。每個MEMS元件包括：具有第一外主表面和第一內(nèi)主表面的第一金屬層，其中第一金屬層與聚合物層相鄰設置，其中第一內(nèi)主表面面向聚合物層；聚合物層中的第一空隙區(qū)域；以及具有第二外主表面和第二內(nèi)主表面的第二金屬層，其中第二金屬層被定位成與聚合物層相鄰并與第一金屬層相對，其中第二內(nèi)主表面面向聚合物層。第一金屬層包括第一穿孔。第一空隙區(qū)域與第一穿孔對準，由此使得連續(xù)開口區(qū)域在第一金屬層的第一外主表面至第二金屬層的第二內(nèi)主表面之間延伸。第二金屬層的一部分能夠相對于第一金屬層運動。

在一些實施方案中，第二金屬層包括與第一空隙區(qū)域?qū)实膱D案，由此使得連續(xù)開口區(qū)域在第一金屬層的第一外主表面至第二金屬層的第二外主表面之間延伸。在一些實施方案中，三維物體為手套、鞋、頭盔、假肢器官或機器人結構。在一些實施方案中，三維物體為平行六面體，并且一個或多個MEMS元件包括多個MEMS加速度計，其中每個MEMS加速度計附接到平行六面體的不同面。在一些實施方案中，平行六面體為立方體，并且所述多個MEMS加速度計包括三至六個MEMS加速度計。

附圖說明

圖1為具有多個MEMS元件的柔性膜的示意性俯視圖；

圖2為包括MEMS元件的柔性膜的一部分的示意性側視圖；

圖3A為未圖案化膜的示意性側視圖；

圖3B為帶附接掩模的圖3A未圖案化膜的示意性側視圖；

圖3C為圖3B膜的示意性側視圖，其中外金屬層某些區(qū)域已被蝕刻；

圖3D為圖3C膜的示意性側視圖，其中聚合物層某一區(qū)域已被蝕刻；

圖4A為金屬層某一區(qū)域的示意性俯視圖；

圖4B為金屬層某一區(qū)域的示意性俯視圖；

圖4C為金屬層某一區(qū)域的示意性俯視圖；

圖4D為金屬層某一區(qū)域的示意性俯視圖；

圖4E為金屬層某一區(qū)域的示意性俯視圖；

圖4F為金屬層某一區(qū)域的示意性俯視圖；

圖4G為金屬層某一區(qū)域的示意性俯視圖；

圖5為包括MEMS元件的柔性膜的一部分的示意性側視圖；

圖6為包括MEMS元件的柔性膜的示意性側視圖；

圖7為具有包括MEMS元件的柔性膜的制品的一部分的示意性透視圖；

圖8為包含MEMS元件的柔性膜的示意性透視圖；

圖9為加速度計的示意性透視圖；并且

圖10-16為MEMS元件的圖像。

具體實施方式

在下面的描述中，參考了構成本說明書的一部分的一組附圖，其中通過舉例說明的方式示出了若干具體實施方案。這些附圖未必按比例繪制。一般來講，在各種實施方案中，類似的特征結構使用類似的附圖標記。除非另外指明，否則這些類似的特征結構可包括相同的材料、具有相同的屬性并且起相同或類似的作用。即使未明確說明，適當時，針對一個實施方案描述的附加或任選特征結構也可為其它實施方案的附加或任選特征結構。應當理解，在不脫離本說明書的范圍或?qū)嵸|(zhì)的情況下，可設想并進行其它實施方案。因此，以下詳細說明不應被視為具有限制意義。

除非另外指明，否則說明書和權利要求書中使用的表示特征尺寸、數(shù)量和物理特性的所有數(shù)字應該理解為在所有情況下均被術語“約”修飾。因此，除非有相反的說明，否則在本說明書和所附權利要求書中列出的數(shù)值參數(shù)均為近似值，這些近似值可根據(jù)本領域的技術人員使用本文所公開的教導內(nèi)容尋求獲得的期望特性而變化。用端點表示的數(shù)值范圍的使用包括該范圍內(nèi)的所有數(shù)字(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)以及該范圍內(nèi)的任何范圍。

除非另外指明，否則術語“涂布”、“涂層”、“經(jīng)涂布的”等不限于特定類型的施加方法，例如噴涂、浸涂、溢涂等，并可指通過適于所述材料的任何方法沉積的材料，所述方法包括沉積法如氣相沉積法、鍍覆法、涂布法等。

如本文所用，層、部件或元件可被描述為彼此相鄰。層、部件或元件可通過直接接觸、通過一種或多種其它部件連接或通過與相鄰組件保持在一起或彼此附接而彼此相鄰。直接接觸的層、組件或元件可被描述為緊鄰。

MEMS裝置通常使用間歇式工藝技術在剛性基底諸如硅、玻璃或陶瓷晶片上制備。由于傳統(tǒng)上一直使用的間歇式工藝技術的約束，一直以來難以制備集成在大于數(shù)十毫米的陣列中的MEMS元件。傳統(tǒng)方法的另外缺陷是基底的剛度。有時希望的是，將MEMS裝置附接到制品的彎曲表面或附接到柔性制品，但由于傳統(tǒng)MEMS裝置需要剛性基底，這是難以實現(xiàn)的。本發(fā)明提供了包含MEMS裝置的柔性膜，其可在連續(xù)卷對卷工藝中制備。該柔性膜的長度尺寸可大于傳統(tǒng)MEMS工藝所能達到的長度尺寸。例如，長度尺寸大于100毫米或大于約500毫米或大于約1米或大于約10米的柔性膜可通過使MEMS元件在基本整個膜長度上集成到該膜而制備。所得膜的柔性足夠大，使得該膜的某些部分可被切下并適形地附接到制品，從而制備不能通過其它方式制備的基于MEMS的裝置。

在本發(fā)明中，MEMS裝置被制造到具有聚合物層的膜中，其中聚合物層的每個表面上均帶有金屬層。聚合物層充當形成MEMS裝置的犧牲層，并且同時充當保持MEMS裝置在一起的載體層。

圖1示出包含多個MEMS元件112的柔性膜110。在一些實施方案中，MEMS元件112以周期性陣列布置，如圖1所示。在其它實施方案中，其它布置也是可以的。在一些實施方案中，MEMS元件以規(guī)則、周期性、隨機、偽隨機或其它模式布置。在一些實施方案中，MEMS元件在第一方向上以周期性模式布置，但在第二方向上以隨機或偽隨機或其它規(guī)則或不規(guī)則模式布置。

圖2示出包括單個MEMS元件212的柔性膜210的一部分。柔性膜210包括具有第一外主表面222和第一內(nèi)主表面224的第一金屬層220、具有第二外主表面232和第二內(nèi)主表面234的第二金屬層230、具有與第一內(nèi)主表面224相鄰的第一聚合物主表面243和與第二內(nèi)主表面234相鄰的第二聚合物主表面245的第一聚合物層240。柔性膜210還包括通路250、第二金屬層230中的圖案260、第一金屬層220中的第一穿孔270、第一金屬層220中的第一金屬區(qū)域282、第二金屬層230中的第二金屬區(qū)域284、第一聚合物層240中的第一空隙區(qū)域286以及第一連續(xù)開口區(qū)域290。第一聚合物層240與第一金屬層220相鄰，其中第一內(nèi)主表面224面向第一聚合物層240；并且第二金屬層230與第一聚合物層240相鄰設置并與第一金屬層220相對，其中第二內(nèi)主表面234面向第一聚合物層240。

第一空隙區(qū)域286與第一穿孔270對準，由此使得第一連續(xù)開口區(qū)域290在第一金屬層220的第一外主表面222至第二金屬層的第二內(nèi)主表面234之間延伸。在圖2所示的實施方案中，第二金屬區(qū)域284包括與第一空隙區(qū)域286對準的圖案260，由此使得第一連續(xù)開口區(qū)域290在第一金屬層220的第一外主表面222至第二金屬層230的第二外主表面232之間延伸。

根據(jù)本發(fā)明的包括MEMS裝置的柔性膜可如圖3A-3D所示那樣制備。圖3A示出未圖案化膜301，其包括對應于第一金屬層220的第一金屬層320、對應于第二金屬層230的第二金屬層330以及對應于第一聚合物層240的第一聚合物層340。第一金屬層320具有第一外主表面322，并且第二金屬層330具有第二外主表面332。未圖案化膜301可通過將第一金屬層320和第二金屬層330沉積或以其它方式附接到第一聚合物層340而制備。在一些實施方案中，金屬層通過下列方式制備：將金屬涂料濺射到第一聚合物層340的每一面上，并且然后將每一金屬涂層電鍍到所需厚度。每個金屬層的合適厚度可在約3微米至約50微米的范圍內(nèi)?；蛘?，每一側上均具有金屬層的聚合物膜可商購獲得。例如，可商購獲自日本宇部興產(chǎn)株式會社(Ube Industries,Japan)的UPISEL N為聚酰亞胺聚合物層，其中銅箔在聚酰亞胺層的每個表面上。

圖3B示出附接到第一金屬層320的第一掩模333以及附接到第二金屬層330的第二掩模335。第二掩模335包含掩模圖案360a，并且第一掩模333包含掩模穿孔370a。

合適的掩模包括光致抗蝕劑或硬掩模諸如金屬掩模。合適的光致抗蝕劑包括水溶液可顯影的陰圖型光致聚合物組合物，諸如美國專利3,469,982、3,448,098、3,867,153和3,526,504中所描述的那些。此類光致抗蝕劑包含至少一種含有可交聯(lián)單體和光引發(fā)劑的聚合物基質(zhì)。通常用于光致抗蝕劑的聚合物包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸的共聚物、苯乙烯和馬來酸酐異丁酯的共聚物等。可交聯(lián)單體可以是多元丙烯酸酯，如三羥甲基丙烷三丙烯酸酯。

可根據(jù)本發(fā)明使用的可商購獲得的堿(例如碳酸鈉)水溶液可顯影的陰圖型光致抗蝕劑包括聚甲基丙烯酸甲酯光致抗蝕劑材料，諸如可以商品名RISTON購自杜邦公司(E.I.duPont de Nemours and Co.)的那些，例如RISTON 4720。其它可用的示例包括購自美國紐約州弗里波特的LeaRonal公司(LeaRonal,Inc.,Freeport,N.Y.)的AP850以及購自日立化學有限公司(Hitachi Chemical Co.Ltd.)的PHOTEC HU350?？捎玫奶娲锇ㄒ陨唐访鸄QUA MER購自美國康涅狄格州沃特伯里的麥德美公司(MacDermid,Waterbury,CT.)的干膜光致抗蝕劑組合物。存在若干系列合適的AQUA MER光致抗蝕劑，其包括“SF”和“CF”系列，其中SF120、SF125和CF2.0是這些材料的代表。

含水可加工的光致抗蝕劑可使用標準層合技術層合到未圖案化膜301的兩面上。光致抗蝕劑的厚度可在約10微米至約50微米的范圍內(nèi)。在層合體兩面上的光致抗蝕劑受透過掩模的光化輻射(如紫外光等)作用后，光致抗蝕劑暴露部分由于交聯(lián)而變得不溶。然后通過用稀釋的水溶液(例如，0.5％-1.5％的碳酸鈉溶液)除去未暴露的聚合物來將抗蝕劑顯影，直至獲得所期望的掩模圖案360a和掩模穿孔370a。

圖3C示出第二金屬層330中的圖案360和第一金屬層320中的穿孔370。圖案360和穿孔370可通過使用任何蝕刻劑蝕刻金屬層而形成，當用于卷對卷蝕刻工藝時，該蝕刻劑不會明顯地損害聚合物層。合適的蝕刻劑包括：基于過氧化氫和硫酸的蝕刻劑，諸如購自明尼蘇達州楓樹平原的電化學公司(Electrochemicals,Inc(Maple Plain,MN))的PERMA ETCH；基于氯化鐵的蝕刻劑；基于氫氟酸或氫氟酸與硝酸的混合物的蝕刻劑；基于磷酸、乙酸和硝酸的蝕刻劑以及基于王水(硝基鹽酸)的蝕刻劑或能夠?qū)⒐腆w金屬還原成金屬離子物質(zhì)的任何蝕刻劑化學物質(zhì)。

蝕刻出金屬層中所期望的圖案或穿孔的另選方式為直接電鍍具有所期望圖案或穿孔的金屬層。這可通過下列方式實現(xiàn)：首先在第一聚合物層340的兩個表面上濺射金屬層，然后電鍍得到每個金屬層的所期望厚度。合適的厚度為約1-5微米。接著，將光致抗蝕劑或硬掩模諸如金屬掩模施加到每個金屬層，并且使所期望圖案或穿孔暴露在每種光致抗蝕劑中使得其中金屬所處的區(qū)域不露出來。然后將抗蝕劑顯影，并除去未暴露的抗蝕劑，如其它地方所述。之后將金屬電鍍到兩個暴露表面上至所期望厚度，該厚度可在約3微米至約50微米的范圍內(nèi)。接著除去光致抗蝕劑，剩下較厚的金屬區(qū)域，其中圖案和穿孔區(qū)域中所期望且較薄的金屬可通過獨立的蝕刻步驟除去。

圖3D示出第一聚合物層340中的第一空隙區(qū)域386。第一空隙區(qū)域386可使用聚合物蝕刻工藝形成?？墒褂萌魏魏线m的蝕刻劑并可隨聚合物材料而異。合適的蝕刻劑可包括堿金屬鹽，例如氫氧化鉀；含增溶劑例如胺和醇(諸如乙二醇)中的一者或兩者的堿金屬鹽。適合本發(fā)明的一些實施方案的化學刻蝕劑包括KOH/乙醇胺/乙二醇刻蝕劑，例如在美國專利申請公開No.2007/0120089(Mao等人)中更詳細地描述的那些，該專利全文以引用方式并入本文中。其它合適的蝕刻劑化學物質(zhì)為KOH/甘氨酸以及美國專利申請公布No.2013/0207031(Palaniswamy)中更詳細地描述的KOH/甘氨酸/乙二胺化學物質(zhì)，該專利全文據(jù)此以引用方式并入本文。KOH/甘氨酸蝕刻劑提供了緩慢而受控的蝕刻過程。通過向蝕刻制劑中添加乙二胺可以提高蝕刻速率。聚合物可在約50℃至約120℃的溫度范圍內(nèi)被蝕刻。在一些情況下，使用氣相蝕刻劑。例如，聚合物可使用O₂和SF₆等離子體或使用O₂和CF₄等離子體在反應離子蝕刻工藝中被蝕刻。還可使用半導體制造工業(yè)中已知的其它蝕刻劑化學物質(zhì)。

在蝕刻聚合物層之后，從層合體的兩側剝離掩模層333和335。當光致抗蝕劑用作掩模層時，可使用在約25℃至約80℃溫度范圍內(nèi)的2％-5％堿金屬氫氧化物溶液來除去光致抗蝕劑。

一個或多個通路諸如圖2中所示的通路250可通過下列方式包括在柔性膜中：包括第二掩模335中通路的圖案，蝕刻通路區(qū)域中的第二金屬層330，蝕刻通路區(qū)域中的第一聚合物層340，并且然后使用標準金屬化技術金屬化蝕刻的區(qū)域，以得到通路。

圖3A-3D中所示的所有工藝步驟可使用標準連續(xù)幅材加工技術在連續(xù)卷對卷工藝中進行。連續(xù)工藝可使用設計來在工藝步驟中將幅材材料從供給輥傳送到收卷輥的設備以自動方式進行，從而收集到大量生產(chǎn)的包括MEMS元件的柔性膜。加工設備可包括這樣的幅材處理裝置，它具有多個加工工位，用于光致抗蝕劑涂層的施加、暴露和顯影，以及金屬層的蝕刻和/或鍍覆和聚合物膜的蝕刻。蝕刻工位可包括多個具有噴嘴的噴桿，噴嘴將蝕刻劑噴射到運動的幅材上，以蝕刻幅材上不被已交聯(lián)的光致抗蝕劑保護的那些部分。另外合適的卷對卷工藝在例如美國專利5,055,416(Weber)和美國專利8,486,593(Haase等人)中有所描述。本發(fā)明中所述的工藝利用了聚合物幅材用作MEMS元件在其上制成的芯基底材料，同時用作在從局部區(qū)域移除時，從MEMS裝置或MEMS傳感器的固定結構釋放自由運動結構的犧牲材料的優(yōu)點。

圖4A示出第一金屬層420的第一金屬區(qū)域482。第一金屬區(qū)域482包括穿孔470。對應于第一金屬層220的第一金屬層420為本發(fā)明柔性膜的一個層。在一些實施方案中，穿孔470包括至少一個孔，如圖4A所示。在一些實施方案中，穿孔470包括1至約100個孔?？蛇x擇孔的數(shù)目和尺寸，使得聚合物層可被有效地蝕刻。每個孔直徑可大于約0.4微米，或大于約1微米，或大于約10微米或大于約30微米，并且每個孔直徑可小于約100微米或小于約150微米，或小于約200微米。例如，在一些實施方案中，每個孔的直徑在約30微米和約200微米之間。通常，當使用氣相蝕刻時，選擇較大量的較小孔，而當使用液相蝕刻時，選擇較少量的較大孔?？椎纳舷蕹叽缡艿組EMS裝置尺寸的限制。每個MEMS裝置可具有大于約1微米或大于約10微米并小于約5mm或小于約1mm的尺寸(例如，MEMS裝置平面中的長度或?qū)挾?。

圖4B示出具有第二外主表面432的第二金屬層430的第二金屬區(qū)域484。第二金屬區(qū)域484包括圖案460和可運動部分481。對應于第二金屬層230的第二金屬層430為本發(fā)明柔性膜的一個層。柔性膜還包括對應于第一金屬層220的圖4A中所示的第一金屬層420。可運動部分481能夠相對于第一金屬層420運動。在圖4B所示的實施方案中，可運動部分481的運動基本上垂直于第二外主表面432(也就是說，到圖4B的平面內(nèi)或其之外)。在其它實施方案中，其它類型的運動是可以的。

可制成平行金屬層的任何類型的MEMS裝置可包括在本發(fā)明的柔性膜中。由圖4B的第二金屬區(qū)域484得到的MEMS裝置為彈簧共振器的示例。圖4C示出具有第二外主表面432c的第二金屬層430c的另選第二金屬區(qū)域484c。由第二金屬區(qū)域484c得到的MEMS裝置為蟹腳型共振器的示例，其為彈簧共振器類型?？蛇\動部分481c能夠沿基本上垂直于第二外主表面432c的方向運動。圖4D示出具有第二外主表面432d的第二金屬層430d的另選第二金屬區(qū)域484d。由第二金屬區(qū)域484d得到的MEMS裝置為交叉式梳齒驅(qū)動共振器的示例?？蛇\動部分481d能夠基本上在包含第二外主表面432d的平面內(nèi)(即，在圖4D的平面內(nèi))運動。

MEMS裝置的其它可能類型包括固定-引導-固定式共振器、懸臂梁和蛇形共振器。參見圖4E，固定-引導-固定式共振器可使用具有可運動部分481e的第二金屬層430e的第二金屬區(qū)域484e制備。參見圖4F，懸臂梁裝置可使用具有可運動部分481f的第二金屬層430f的第二金屬區(qū)域484f制備。參見圖4G，蛇形共振器可使用具有可運動部分481g的第二金屬層430g的第二金屬區(qū)域484g制備。另一種可能的MEMS裝置為夾持膜或夾持隔膜裝置，其通過簡單地不蝕刻圖案到第二金屬層中而制備。在這種情況下，第一聚合物層中的空隙區(qū)域允許通過偏轉金屬區(qū)域運動與空隙區(qū)域相鄰的第二金屬層的金屬區(qū)域。這種類型的MEMS裝置可作為例如壓力傳感器使用。在一些實施方案中，柔性膜包含一系列一種類型的MEMS裝置。在其它實施方案中，柔性膜包含多種類型的MEMS裝置。

這些MEMS裝置可為傳感器或致動器，并可用作壓力傳感器、觸摸傳感器、沖擊傳感器、加速度計、麥克風等。例如，在一些實施方案，MEMS裝置可為加速度計，并可用于沖擊感測或用于振動感測。在其它實施方案中，MEMS裝置可為壓力傳感器，并可用來確定壓力分布。在其它實施方案中，MEMS裝置可為麥克風，并且包含MEMS麥克風的膜可提供適形的麥克風陣列。

使用如前所述的連續(xù)幅材加工技術制備的MEMS元件的圖像在圖10-15中示出。MEMS元件的尺寸在約0.5mm至約2.5mm的范圍內(nèi)。圖10示出具有第二金屬層1030的蟹腳型共振器，其包括面向該圖平面外的可運動部分1081。通過第二金屬層1030的蝕刻部分可看見包括穿孔1070的第一金屬層1020。圖11示出帶第二金屬層1130的蛇形彈簧共振器，其包括面向該圖平面外的可運動部分1181。通過第二金屬層1130的蝕刻部分可看見包括穿孔1170的第一金屬層1120。圖12示出帶第二金屬層1230的固定-引導-固定式共振器，其包括面向該圖平面外的可運動部分1281。通過第二金屬層1230的蝕刻部分可看見包括穿孔1270的第一金屬層1220。圖13示出帶第二金屬層1330的懸臂梁共振器，其包括面向該圖平面外的可運動部分1381。通過第二金屬層1330的蝕刻部分可看見包括穿孔1370的第一金屬層1320。圖14示出帶第二金屬層1430的共振器，其包括面向該圖平面外的可運動部分1481。通過第二金屬層1430的蝕刻部分可看見包括穿孔1470的第一金屬層1420。圖15示出帶第一金屬層1520的夾持膜共振器，其包括面向該圖平面外的穿孔1570。通過穿孔1570可看見包括可運動部分1581的第二金屬層1530。圖10-15中可見的孔的直徑為約150微米。在這些示例中，連接第二金屬層的可運動部分與第二金屬層部分的剩余部分的彈簧元件的寬度為約75微米。圖10-12中可運動部分(共振器)的尺寸為約600微米乘600微米。

在圖10-14中所示的實施方案中，相對大量的金屬已從靠近可運動部分(共振器)的第二金屬層除去。在其它實施方案中，較少金屬從共振器(可運動部分)附近除去。通過限制移除到靠近共振器的相對局部區(qū)域的金屬量，產(chǎn)量可得到改善，因為此類局部區(qū)域可被更有效地蝕刻。這種示例示于圖16中，該圖示出蟹腳型彈簧共振器，其中第二金屬層1630面向該圖的平面外。第二金屬層1630包括可運動部分1681。第一聚合物層1640是可見的，其中已除去第二金屬層1630。圖16中可運動部分1681的尺寸為約500微米乘600微米。

在一些情況下，可能期望具有對稱的MEMS裝置，其中金屬層的可運動部分靠近膜疊堆的中心。圖5示出包括單個MEMS元件510a的柔性膜510的一部分。柔性膜510包括具有第一外主表面522和第一內(nèi)主表面524的第一金屬層520、具有第二外主表面532和第二內(nèi)主表面534的第二金屬層530、具有與第一內(nèi)主表面524相鄰的第一聚合物主表面543和與第二內(nèi)主表面534相鄰的第二聚合物主表面545的第一聚合物層540。柔性膜510還包括具有第三聚合物主表面583和第四聚合物主表面585的第二聚合物層580以及具有第三外主表面592和第三內(nèi)主表面594的第三金屬層591。柔性膜510還包括通路550、第二金屬層530中的圖案560、第一金屬層520中的第一穿孔570、第一金屬層520中的第一金屬區(qū)域582、第二金屬層530中的第二金屬區(qū)域584、第三金屬層591中的第三金屬區(qū)域582a、第一聚合物層540中的第一空隙區(qū)域586、第二聚合物層580中的第二空隙區(qū)域586a、第一連續(xù)開口區(qū)域590、第二連續(xù)開口區(qū)域590a以及第二穿孔597。

第一聚合物層540與第一金屬層520相鄰，其中第一內(nèi)主表面524面向第一聚合物層540；并且第二金屬層530與第一聚合物層540相鄰設置并與第一金屬層520相對，其中第二內(nèi)主表面534面向第一聚合物層540。第二聚合物層580與第二金屬層530相鄰設置并與第一聚合物層540相對。第三金屬層591與第二聚合物層580相鄰設置并與第二金屬層530相對，其中第三內(nèi)主表面594面向第二聚合物層580。

第一空隙區(qū)域586與第一穿孔570對準，由此使得第一連續(xù)開口區(qū)域590在第一金屬層520的第一外主表面522至第二金屬層530的第二內(nèi)主表面534之間延伸。類似地，第二空隙區(qū)域586a與第二穿孔597對準，由此使得第二連續(xù)開口區(qū)域590a在第三金屬層591的第三外主表面592至第二金屬層530的第二外主表面532之間延伸。在圖5所示的實施方案中，圖案560使得第一連續(xù)開口區(qū)域590和第二連續(xù)開口區(qū)域590a形成在第一外主表面522和第三外主表面592之間延伸的連續(xù)開口區(qū)域。柔性膜510可通過下列方式制備：首先如別處所述那樣制備具有第一聚合物層540、第一金屬層520和具有圖案560的第二金屬層530的柔性膜。接著第二聚合物層580可使用標準層合技術層合到第二金屬層530。然后，第三金屬層591可沉積在第二聚合物層580上并與第二金屬層530相對，或者另選地，在第二聚合物層580層合到圖案化第二金屬層530之前，第二聚合物層580可附接有第三金屬層591。第二穿孔597可使用別處所述的用于制備第一穿孔570的技術在第三金屬層591中制成。然后第二空隙區(qū)域586a可使用別處所述的用于制備第一空隙區(qū)域586的技術在第二聚合物層580中制成。

用于本發(fā)明柔性膜的聚合物層中的合適的聚合物材料包括聚酯、聚碳酸酯、液晶聚合物、聚酰亞胺、苯并環(huán)丁烯聚合物、聚二甲基硅氧烷和聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。合適的聚酰亞胺包括可以商品名KAPTON購自美國特拉華州威爾明頓的杜邦公司(DuPont(Wilmington,DE))；以商品名APICAL購自日本大津的鐘化公司(Kaneka Corporation(Otsu,Japan))；以商品名SKC Kolon PI購自韓國SKC Kolon PI公司；以及以包括UPILEX S、UPILEX SN和UPISEL VT在內(nèi)的商品名UPILEX和UPISEL均購自日本宇部興產(chǎn)株式會社(Ube Industries(Japan))的那些。這些UPILEX和UPISEL聚酰亞胺由單體諸如聯(lián)苯四甲酸二酐(BPDA)和苯二胺(PDA)制得。

在卷對卷工藝中可能很難處理薄于約1微米的聚合物層。在本發(fā)明的許多實施方案中，聚合物層的厚度大于約1微米。厚度大于約200微米的聚合物層可導致柔性膜的剛度可能對于一些應用來講太高。此外，蝕刻此類較厚的聚合物膜可能很難或耗時。在一些實施方案中，聚合物層的厚度大于約0.5微米，或大于約1微米，或大于約2微米，或大于約5微米，或大于約10微米并小于約200微米或小于約100微米或小于約50微米。

在一些實施方案中，聚酰亞胺膜用作聚合物層。許多可商購獲得的聚酰亞胺膜包含苯四甲酸二酐(PMDA)、或二氨基聯(lián)苯醚(ODA)或聯(lián)苯二酐(BPDA)、或苯二胺(PDA)單體。據(jù)信使用這些單體中的一者或多者制備的聚酰亞胺膜產(chǎn)品以商品名KAPTON H、K、E膜(特拉華州威爾明頓的杜邦公司(DuPont,Wilmington,DE))和APICAL AV、NP膜(日本的鐘化公司(Kaneka Corporation,Japan))命名。

另一種適宜的聚酰亞胺膜是APICAL HPNF聚酰亞胺膜(日本的鐘化公司(Kaneka Corporation,Japan))，據(jù)信其是共聚物，由包含對亞苯基二(偏苯三酸單酯酸酐)的單體聚合反應而衍生出其含酯單元結構。對本領域普通技術人員而言，根據(jù)選擇類似于APICAL HPNF中所用那些的單體，可合理地合成其它包含酯單元的聚酰亞胺聚合物。此類合成可擴展用于薄膜的聚酰亞胺聚合物范圍，所述薄膜如APICAL HPNF可被可控地蝕刻。可被選擇以增加含酯聚酰亞胺聚合物數(shù)量的物質(zhì)包括1,3-二苯酚二(無水苯三甲酸酯)、1,4-二苯酚二(無水苯三甲酸酯)、乙二醇二(無水苯三甲酸酯)、二苯酚二(無水苯三甲酸酯)、氧代二苯酚二(無水苯三甲酸酯)、4,4'-二羥基二苯硫醚二(無水苯三甲酸酯)、二(4-羥基二苯甲酮)二(無水苯三甲酸酯)、二(4-羥基苯基砜)二(無水苯三甲酸酯)、二(羥基苯氧基苯)二(無水苯三甲酸酯)、1,3-二苯酚二(氨基苯甲酸酯)、1,4-二苯酚二(氨基苯甲酸酯)、乙二醇二(氨基苯甲酸酯)、聯(lián)苯酚二(氨基苯甲酸酯)、氧代二苯酚二(氨基苯甲酸酯)、二(4-氨基苯甲酸酯)二(氨基苯甲酸酯)等。

液晶聚合物(LCP)也可用作聚合物層。合適的液晶聚合物膜包含芳族聚酯，包括包含對苯二甲酰對苯二胺的共聚物，諸如BIAC膜(日本岡山縣的日本奧亞特克斯股份有限公司(Japan Gore-Tex Inc.,Okayama-Ken,Japan))，和包含對羥基苯甲酸的共聚物，諸如LCP CT膜(日本岡山市可樂麗株式會社(Kuraray Co.,Ltd.,Okayama,Japan))。合適的膜還包括ESPANEX膜(新日鐵住金化學有限公司(Nippon Steel&Sumikin Chemical Co.Ltd))。

其它合適的膜包括經(jīng)擠出和拉幅(雙軸向拉伸)的液晶聚合物膜。例如，美國專利4,975,312中所述的工藝提供了多軸(例如雙軸)取向的市售的液晶聚合物(LCP)熱致聚合物膜，由商品名VECTRA(基于萘，購自赫斯特公司(Hoechst Celanese Corp.))和XYDAR(基于聯(lián)苯酚，購自阿莫科特功能制品公司(Amoco Performance Products))標識。

聚碳酸酯膜也可用作聚合物層。合適的聚碳酸酯材料的示例包括取代和未取代的聚碳酸酯；聚碳酸酯共混物，諸如聚碳酸酯/脂肪族聚酯共混物，包括可以商品名XYLEX購自(美國馬薩諸塞州皮茨菲爾德的通用塑料公司(GE Plastics,Pittsfield,Mass.))的共混物、聚碳酸酯/聚對苯二甲酸乙二醇酯(PC/PET)共混物、聚碳酸酯/聚對苯二甲酸丁二醇酯(PC/PBT)共混物、和聚碳酸酯/聚(2,6-聚萘二甲酸乙二醇酯)(PPC/PBT,PC/PEN)共混物，以及聚碳酸酯與熱塑性樹脂的任何其它共混物；以及聚碳酸酯共聚物，諸如聚碳酸酯/聚對苯二甲酸乙二醇酯(PC/PET)和聚碳酸酯/聚醚酰亞胺(PC/PEI)。

適用于本發(fā)明的另一類型的聚合物材料為層合體，諸如聚碳酸酯層合體或PET層合體。這種層合體可具有至少兩個彼此相鄰的不同聚合物層，或可具有至少一個與熱塑性材料層(例如LEXAN GS 125DL，其是聚碳酸酯/聚偏氟乙烯(PVDF)層合體，購自通用塑料公司(GE Plastics))相鄰的聚碳酸酯層。聚合物材料也可填充有炭黑、二氧化硅、氧化鋁等，或者它們可含有添加劑，如阻燃劑、UV穩(wěn)定劑、顏料等。聚合物材料可包括用于專用構造或用于改變材料特性以增強性能、提高可靠性或耐久性的微?；蚣{米粒子。

任意蝕刻劑向其提供所需蝕刻速率和所需結果的任何聚合物材料可用于本發(fā)明的任何聚合物層中。其它合適的聚合物的示例包括聚酰胺-酰亞胺和聚酯，諸如無定形PET、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等。

適用于本發(fā)明的任何金屬層中的合適的金屬包括可被化學蝕刻的任何金屬。示例包括銅、鎳、鉻、鈦、銀、鋁、金、鈹及其合金，諸如鈹銅合金。

由于本發(fā)明的柔性膜可在連續(xù)卷對卷工藝中制備，因此相比于常規(guī)硅晶片制造技術，可得到更大的長度規(guī)格。在一些實施方案中，柔性膜的長度大于約100毫米、500毫米，或大于約1m，或大于約3m，或大于約10m，或甚至大于約30m。在一些實施方案中，柔性膜的長度規(guī)格在約1m至約500m的范圍內(nèi)。在一些實施方案中，柔性膜包含至少104個MEMS裝置或至少106個MEMS裝置或至少109個MEMS裝置。在一些實施方案中，柔性膜包含至少104個MEMS裝置或至少106個MEMS元件或至少109個MEMS元件，并包含小于1015個MEMS元件或小于1020個MEMS元件。在一些實施方案中，一個或多個MEMS元件在特定于最終應用程序的一個或多個位置處制造。在一些實施方案中，提供了柔性膜卷。在一些實施方案中，可分離柔性膜，從而制備只具有一個MEMS元件或具有1至約10個或1至約100個MEMS元件的柔性膜。

在一些實施方案中，第一外主表面為獨立式表面。在其它實施方案中，第一涂層可被施加到第一外主表面。第一涂層可為第一外聚合物層或第一粘合劑層。第一外聚合物層可用作保護層。類似地，在一些實施方案中，第二外主表面為獨立式表面，同時在其它實施方案中，第二涂層可被施加到第二外主表面。第二涂層可為第二外聚合物層或第二粘合劑層。第二外聚合物層可用作保護層。粘合劑層可被施加到第一外主表面或第二外主表面，以便將膜適形地附接到制品的表面。例如，一系列MEMS加速度計或MEMS麥克風可適形地附接到制品的表面。

圖6示出包括柔性膜610和粘合劑層611的柔性膜600。柔性膜610包括MEMS元件612，并具有第一外主表面622和第二外主表面632，該第二外主表面為獨立式表面。粘合劑層611附接到第一外主表面622。因為第一外主表面622和第二外主表面632均未附接到硅或其它剛性基底，因此柔性膜600不能在常規(guī)硅晶片制造工藝中得到，在所述常規(guī)工藝中MEMS裝置在硅基底上制備。

將MEMS裝置摻入到柔性膜中，使得該MEMS裝置與各種制品整合比常規(guī)MEMS裝置更容易。圖7示出具有表面702的制品的一部分700。柔性膜710包括適形地附接到表面702的MEMS元件712。表面702可為基本上平坦的，或者其可為不平坦表面。

在本發(fā)明的一個方面，制品包括具有不平坦表面的三維物體。不平坦表面可為彎曲表面，或者其可由兩個或更多個平坦表面接合在一起，例如，立方體的表面。當制品處于第一狀態(tài)時，不平坦表面可以是不平坦的，但當制品處于第二狀態(tài)時，不平坦表面可以是平坦或大體平坦的。這種情況可能存在于柔性制品中，例如，當制品經(jīng)受應力時，其具有非平坦表面，但當制品未受力時，其具有基本上平坦的表面。例如，不平坦表面可為鞋底中的表面，當鞋發(fā)生彎曲時該表面是彎曲的。該表面可為外部表面，或者該表面可為嵌入式表面，例如，兩層之間的界面。該制品包括適形地附接到該表面的柔性膜，其中柔性膜包含至少一個MEMS元件。這樣的柔性膜可通過切下別處所述的任何本發(fā)明柔性膜的一部分制備，其中所切下部分包含至少一個MEMS元件。這使得一個或多個MEMS元件作為連續(xù)膜的整體部分集成到制品中。合適的制品包括手套、頭盔、鞋、假肢器官或機器人結構諸如機械臂。

在一些實施方案中，柔性膜包含多個基于MEMS的壓力傳感器。這樣的膜可用于制品諸如鞋底中，例如以便采集當穿著者走路或跑步時有關鞋上壓力分布的數(shù)據(jù)。此類數(shù)據(jù)可用于足部醫(yī)療或運動科學中。在一些實施方案中，壓力傳感器以普通行和列電連接以進行多路數(shù)據(jù)傳輸。在一些實施方案中，將壓力傳感器連接在一起的電跡線通過在柔性膜的金屬層中，例如在圖2的第二金屬層230中蝕刻合適的圖案而形成。在一些實施方案中，具有柔性膜的制品諸如鞋包括用于接收和存儲來自壓力傳感器的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲單元。在一些實施方案中，該制品可包括發(fā)射器，用于接收和發(fā)送來自壓力傳感器的數(shù)據(jù)。在一些實施方案中，該制品包括電路，用于調(diào)節(jié)來自壓力傳感器的數(shù)據(jù)。在一些實施方案中，該制品包括電池或其它電源，用于向傳感器和相關電子器件供電。在一些實施方案中，電池使用印刷或電鍍技術集成到電路中。

在一些實施方案中，三向加速度計通過將具有三個或更多個MEMS加速度計的柔性膜適形地附接到三維物體而得到。在一些實施方案中，三維物體為平行六面體，并且每個MEMS加速度計附接到平行六面體的不同面。平行六面體可為立方體，并且柔性膜可包括三至六個MEMS加速度計，其中每個MEMS加速度計附接到立方體的不同面。在一些實施方案中，多軸(例如，三個或更多個軸)加速度計系統(tǒng)通過將具有多個MEMS元件的柔性膜適形地附接到平坦或彎曲表面而得到。這樣的加速度計系統(tǒng)可用于感測沿任何任意軸的加速度，從而允許創(chuàng)建角度沖擊響應表面。

圖8示出包含MEMS元件812和跡線808的柔性膜810。柔性膜810可通過從包含MEMS元件的較大柔性膜中切下一部分來制備。跡線808可通過在柔性膜810的第一金屬層或第二金屬層中適當?shù)匚g刻圖案來制備?；蛘?，跡線808可通過使用印刷工藝來施加以沉積導電材料。圖9示出立方體900，其中柔性膜910適形地附接到該立方體900。對應于柔性膜810的柔性膜910包括MEMS元件912。MEMS元件912可為MEMS加速度計。

在一些實施方案中，包括MEMS加速度計的柔性膜附接到或集成到制品中，以用作沖擊傳感器。例如，包括MEMS加速度計的柔性膜可附接到或集成到頭盔中，以用作沖擊傳感器。在一些實施方案中，該制品包括用于調(diào)節(jié)信號的電路、電源(諸如電池)和存儲器單元或數(shù)據(jù)傳輸單元。在一些實施方案中，該制品包括LED力指示燈，當已經(jīng)檢測到閾值力時，該力指示燈亮。

在一些實施方案中，一個或多個電路被包括在柔性膜中。在一些實施方案中，這些電路包括能夠接收并發(fā)送MEMS傳感器數(shù)據(jù)的射頻(RF)無線電微芯片。在一些實施方案中，這些電路包括特定于應用程序的固件，該固件能夠管理運行在運動計算裝置、智能電話或智能設備上的或應用程序并向其發(fā)送數(shù)據(jù)。

以下為本說明書的示例性實施方案的列表：

實施方案1為一種柔性膜，所述柔性膜包括：

具有第一外主表面和第一內(nèi)主表面的第一金屬層；

與第一金屬層相鄰的第一聚合物層，第一內(nèi)主表面面向該第一聚合物層；

具有第二外主表面和第二內(nèi)主表面的第二金屬層，該第二金屬層與第一聚合物層相鄰設置并與第一金屬層相對，第二內(nèi)主表面面向第一聚合物層，

其中，該柔性膜包括一個或多個MEMS元件，每個MEMS元件包括：

第一金屬層中的第一金屬區(qū)域，該第一金屬區(qū)域包括第一穿孔；

第一聚合物層中的第一空隙區(qū)域；以及

第二金屬層中的第二金屬區(qū)域，該第二金屬區(qū)域包括

能夠相對于第一金屬區(qū)域運動的部分。

實施方案2為根據(jù)實施方案1所述的柔性膜，其中第一空隙區(qū)域與第一穿孔對準，由此使得第一連續(xù)開口區(qū)域在第一金屬層的第一外主表面至第二金屬層的第二內(nèi)主表面之間延伸。

實施方案3為根據(jù)實施方案2所述的柔性膜，其中第二金屬區(qū)域包括與第一空隙區(qū)域?qū)实膱D案，由此使得第一連續(xù)開口區(qū)域在第一金屬層的第一外主表面至第二金屬層的第二外主表面之間延伸。

實施方案4為根據(jù)實施方案1所述的柔性膜，其中第一穿孔包括至少一個孔。

實施方案5為根據(jù)實施方案4所述的柔性膜，其中第一穿孔包括1至約100個孔，并且每個孔具有介于約30微米和約200微米之間的直徑。

實施方案6為根據(jù)實施方案1所述的柔性膜，其中每個MEMS元件還包括一個或多個從第二金屬層延伸至第一金屬層的通路。

實施方案7為根據(jù)實施方案1所述的柔性膜，其中每個MEMS元件均選自彈簧共振器、蛇形共振器、固定-引導-固定式共振器、懸臂梁、夾持膜和交叉式梳齒驅(qū)動共振器。

實施方案8為根據(jù)實施方案1所述的柔性膜，其中第一聚合物層包括選自聚酰亞胺、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、苯并環(huán)丁烯聚合物、液晶聚合物和聚二甲基硅氧烷的聚合物。

實施方案9為根據(jù)實施方案1所述的柔性膜，其中第一金屬層和第二金屬層中的至少一者包括選自銅、鎳、鉻、鈦、鋁、金、銀、鈹及其合金的金屬。

實施方案10為根據(jù)實施方案1所述的柔性膜，還包括：

與第二金屬層相鄰并與第一聚合物層相對的第二聚合物層；

具有第三外主表面和第三內(nèi)主表面的第三金屬層，該第三金屬層與第二聚合物層相鄰設置并與第二金屬層相對，第三內(nèi)主表面面向第二聚合物層；

其中每個MEMS元件還包括：

第二聚合物層中的第二空隙區(qū)域，

以及第三金屬層中的第三金屬區(qū)域，該第三金屬區(qū)域包括第二穿孔。

實施方案11為根據(jù)實施方案10所述的柔性膜，其中第二空隙區(qū)域與第二穿孔對準，由此使得第二連續(xù)開口區(qū)域在第三金屬層的第三外主表面至第二金屬層的第二外主表面之間延伸。

實施方案12為根據(jù)實施方案1所述的柔性膜，其中運動在基本上垂直于第二外主表面的方向上。

實施方案13為根據(jù)實施方案1所述的柔性膜，其中運動基本上在包括第二外主表面的平面內(nèi)。

實施方案14為根據(jù)實施方案1所述的柔性膜，其中一個或多個MEMS元件為多個MEMS元件。

實施方案15為根據(jù)實施方案1所述的柔性膜，其中柔性膜的至少一個尺寸大于約100毫米。

實施方案16為根據(jù)實施方案1所述的柔性膜的卷。

實施方案17為根據(jù)實施方案1所述的柔性膜，其中第一外主表面為第一獨立式表面或者緊鄰第一外聚合物層或第一粘合劑層，并且第二外主表面為第二獨立式表面或者緊鄰第二外聚合物層或第二粘合劑層。

實施方案18為根據(jù)實施方案1所述的柔性膜，其中第一聚合物層的厚度大于約0.5微米并小于約100微米。

實施方案19為根據(jù)實施方案18的柔性膜，其中厚度大于約10微米。

實施方案20為包括表面和根據(jù)實施方案1所述的柔性膜的制品，其中柔性膜適形地附接到該表面。

實施方案21為一種制品，所述制品包括：

具有不平坦表面的三維物體；以及

適形地附接到不平坦表面的連續(xù)膜，該連續(xù)膜包括聚合物層和一個或多個MEMS元件，一個或多個MEMS元件中的每個包括：

具有第一外主表面和第一內(nèi)主表面的第一金屬層，該第一金屬層與聚合物層相鄰設置，第一內(nèi)主表面面向聚合物層，該第一金屬層包括第一穿孔；

聚合物層中的第一空隙區(qū)域；

具有第二外主表面和第二內(nèi)主表面的第二金屬層，該第二金屬層與聚合物層相鄰設置并與第一金屬層相對，第二內(nèi)主表面面向聚合物層，

其中第一空隙區(qū)域與第一穿孔對準，由此使得連續(xù)開口區(qū)域在第一金屬層的第一外主表面至第二金屬層的第二內(nèi)主表面之間延伸，并且其中第二金屬層的一部分能夠相對于第一金屬層運動。

實施方案22為根據(jù)實施方案21所述的制品，其中第二金屬層包括與第一空隙區(qū)域?qū)实膱D案，由此使得連續(xù)開口區(qū)域在第一金屬層的第一外主表面至第二金屬層的第二外主表面之間延伸。

實施方案23為根據(jù)實施方案21所述的制品，其中三維物體選自手套、鞋、頭盔、假肢器官和機器人結構。

實施方案24為根據(jù)實施方案21所述的制品，其中三維物體為平行六面體，并且一個或多個MEMS元件包括多個MEMS加速度計，每個MEMS加速度計附接到平行六面體的不同面。

實施方案25為根據(jù)實施方案24所述的制品，其中平行六面體為立方體，并且多個MEMS加速度計包括三至六個MEMS加速度計。

除非另外指明，否則圖中元件的描述應被理解為同樣應用到其它圖中的對應元件。不應當將本發(fā)明視為限于上述的特定實施方案，因為詳細描述此類實施方案是為了有助于說明本發(fā)明的各個方面。相反，本發(fā)明應被理解為涵蓋本發(fā)明的所有方面，包括落在所附權利要求書及其等同物所定義的本發(fā)明的范圍內(nèi)的各種修改、等同工藝和替代裝置。