静电扫描微镜制造技术

本实用新型专利技术公开了一种静电扫描微镜，包括上部的微镜本体和下方的键合底板，微镜本体包括边框和镜面，边框背面固定在键合底板上；所述镜面上下两端分别连接有连接部，并通过转轴与边框连接；所述连接部的外侧加工有动齿，边框内侧与动齿相对的位置上加工有静齿。本实用新型专利技术的静电扫描微镜在转轴和镜面之间设置一个专用的连接部，通过在连接部的外侧设置梳齿，可以增加梳齿布置区域，增强微镜的驱动力，增加微镜的最大偏转角度。同时，通过在边框上设置不同结构的隔离槽，将边框分隔为不同的功能区域，并且将所有的梳齿组分为驱动梳齿组和反馈梳齿组，在驱动镜面偏转的同时，可以实时监控镜面偏转角度，提高镜面偏转角度控制的精确性。

【技术实现步骤摘要】
静电扫描微镜
本技术涉及微机电系统领域，尤其是一种基于MEMS加工工艺制作的静电扫描微镜。
技术介绍
MEMS指微机电系统（Micro-Electro-MechanicalSystem），是在微电子技术基础上发展起来的革命性新技术，融合光刻、腐蚀、薄膜、硅微加工和精密机械加工等技术制作的高科技电子机械器件。MEMS器件广泛应用于高新技术产业，是一项关系到科技发展、经济繁荣和国防安全的关键技术。其中，扫描微镜是一种应用MEMS技术研制的光反射型器件，通过连接反射镜面的扭转结构，在微驱动力的作用下，带动镜面偏转，实现对光束在一维或二维方向的反射扫描，具有成本低、可靠性高、小型化和易批量生产等优点，在光通信、激光投影、激光雷达、三维成像等领域具有巨大的应用市场。现有技术中的静电扫描微镜包括镜面和边框，镜面和边框之间通过两个转轴连接在一起。工作时，通过在微镜梳齿组的动齿和静齿之间施加不同的电压，改变梳齿间静电力，引起梳齿相对扭转，进而带动镜面以转轴为轴线发生偏转。但是，扫描微镜的转轴不能加工过长，否则将导致转轴刚性变差，偏转过程容易折断。而由于转轴长度的限制，导致转轴两侧的梳齿数量受限，梳齿数量越少，工作时静电力越小，整个微镜的最大驱动力较小，导致微镜最大偏转角度和应用范围受限。而且，在芯片封装阶段，微镜需要通过贴片机真空吸嘴拾取、贴装在PCB板上，但是由于微镜存在镂空背腔，常规吸嘴无法构造真空环境，只能用特制吸嘴，增加测试难度和芯片成本，同时由于背腔的存在，还导致微镜只能依靠底部边缘点胶，固定在PCB板上不稳，会发生脱落等异常，可靠性低。
技术实现思路
本申请人针对现有技术中，静电扫描微镜受转轴长度的限制，梳齿数量有限，导致工作时最大驱动力受限，影响微镜的偏转角度，以及微镜封装阶段难拾取、难固定等缺点，提供一种新型的静电扫描微镜，可以在不加长转轴，保证转轴强度的情况下，大大增加梳齿组的数量，增加驱动力，提高微镜的最大偏转角度，并且降低封装阶段的拾取、固定难度，提高良率和可靠性。本技术所采用的技术方案如下：一种静电扫描微镜，包括上部的微镜本体和下方的键合底板，微镜本体包括边框和镜面，边框背面固定在键合底板上；所述镜面上下两端分别连接有连接部，并通过转轴与边框连接；所述连接部的外侧加工有动齿，边框内侧与动齿相对的位置上加工有静齿。作为上述技术方案的进一步改进：所述键合底板上制作有金属平板电极，平板电极位于镜面中轴线的一侧；所述边框上加工有通孔，外部导线通过通孔内的金属连接平板电极。所述键合底板中部与镜面正对的位置加工为凹槽。所述连接部由上部的U型结构和下部的方形结构组成，方形结构与镜面连接；转轴一端连接边框的内侧，另一端连接连接部的U型结构的底部。所述边框被多个隔离槽分隔为左侧驱动部、中间偏转部和右侧反馈部，所述转轴与偏转部连接；驱动部的静齿与连接部的动齿组成驱动梳齿组，反馈部的静齿与连接部的动齿组成反馈梳齿组。所述边框上加工有两个半包围的偏转隔离槽，内部为偏转部，偏转部连接转轴；偏转隔离槽外加工有反馈隔离槽，偏转隔离槽和反馈隔离槽之间为反馈部，反馈隔离槽外部为驱动部；所述反馈隔离槽的端部将连接部侧边的梳齿组分为上下两部分，位于反馈部上远离镜面的静齿与对应的动齿组成反馈梳齿组，驱动部内侧的静齿和对应的动齿组成驱动梳齿组。所述驱动部表面加工有第一电极，用于和外部驱动装置连接；偏转部表面加工有第二电极；反馈部表面加工有第三电极，用于与外部测试装置连接。所述连接部加工为镂空结构；所述梳齿为梯形或者三角形；所述镜面形状为方形、圆形或者椭圆形。所述电极具有一大一小双电极，小电极用于探针检测芯片，大电极用于最终封装引线键合。本技术的有益效果如下：本技术的静电扫描微镜在转轴和镜面之间设置一个专用的连接部，通过在连接部的外侧设置梳齿，可以增加梳齿布置区域，增强微镜的驱动力，增加微镜的最大偏转角度。同时，通过在边框上设置不同结构的隔离槽，将边框分隔为不同的功能区域，并且将所有的梳齿组分为驱动梳齿组和反馈梳齿组，在驱动镜面偏转的同时，可以实时监控镜面偏转角度，提高镜面偏转角度控制的精确性。本技术通过在微镜背面固定键合底板，键合底板制作平板电极，可以通过平板电极测试镜面的偏转角度或者提供更大的驱动力。同时，由于键合底板底部平整、无镂空，利用常规贴片机吸嘴即可通过真空拾取芯片，并且相比直接将底部不平整的微镜固定PCB上，键合底板可以更加稳定、更加方便的涂胶固定在PCB上。本技术的梳齿采用梯形或者三角形结构，相邻两个梳齿之间的间距更小，在不增加梳齿区域的长度时，可以设置更多的梳齿，相比现有技术中的矩形梳齿，可以提供更大的驱动力。附图说明图1为本技术实施例一的结构示意图。图2为本技术实施例一的剖视图。图3为本技术实施例二的剖视图。图4为本技术实施例三的结构示意图。图5为本技术实施例四的结构示意图。图6为本技术中不同形状的连接部示意图。图7为本技术中不同形状的梳齿示意图。图中：1、边框；1-1、驱动部；1-2、偏转部；1-3、反馈部；2、镜面；3、转轴；4、连接部；5、隔离槽；6、驱动梳齿组；7、反馈梳齿组；8、第一电极；9、第二电极；10、第三电极；11、偏转隔离槽；12、反馈隔离槽；13、键合底板；14、通孔；15、平板电极。具体实施方式下面结合附图，说明本技术的具体实施方式。实施例一：如图1和图2所示，本技术的静电扫描微镜包括上部的微镜本体和下方的键合底板13，微镜本体包括边框1和镜面2，边框1背面固定在键合底板13上，键合底板13底面平整，由于键合底板13底部平整，相比直接将微镜固定PCB上，键合底板13可以更加稳定、更加方便的涂胶固定在PCB上。其中键合底板13为玻璃、硅、金属等材料制作，边框1和镜面2由硅材料或者金属合金加工制作。边框1从左到右分为左侧的驱动部1-1、中间的偏转部1-2和右侧的反馈部1-3，三部分被隔离槽5电学隔离，互不导通。镜面2形状优选为方形、圆形或者椭圆形。镜面2上下两端分别连接有连接部4，连接部4通过转轴3与偏转部1-2连接。本技术的扫描微镜工作时，镜面2和两端的连接部4共同以转轴3为轴线发生偏转。连接部4的整体结构为上部的U型结构和下部的方形结构，方形结构与镜面2连接，宽度大于转轴3的宽度。转轴3一端连接偏转部1-2的内侧，一端连接连接部4的U型结构的底部。连接部4的外侧加工有动齿。如图1所示，左侧驱动部1-1内侧与连接部4的动齿相对的位置加工有静齿，静齿与连接部4的动齿共同组成驱动梳齿组6。驱动部1-1表面还加工有第一电极8，用于和外部驱动装置连接，偏转部1-2表面加工有第二电极9，第二电极9优选为接地电极，通过在第一电极8和第二电极9之间施加不同的电压，可以在驱动梳齿组6的静齿和动齿之间产生静电力，驱动镜面2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种静电扫描微镜，其特征在于：包括上部的微镜本体和下方的键合底板（13），微镜本体包括边框（1）和镜面（2），边框（1）背面固定在键合底板（13）上；所述镜面（2）上下两端分别连接有连接部（4），并通过转轴（3）与边框（1）连接；所述连接部（4）的外侧加工有动齿，边框（1）内侧与动齿相对的位置上加工有静齿。/n

【技术特征摘要】
1.一种静电扫描微镜，其特征在于：包括上部的微镜本体和下方的键合底板（13），微镜本体包括边框（1）和镜面（2），边框（1）背面固定在键合底板（13）上；所述镜面（2）上下两端分别连接有连接部（4），并通过转轴（3）与边框（1）连接；所述连接部（4）的外侧加工有动齿，边框（1）内侧与动齿相对的位置上加工有静齿。


2.根据权利要求1所述的静电扫描微镜，其特征在于：所述键合底板（13）上制作有金属平板电极（15），平板电极（15）位于镜面（2）中轴线的一侧；所述边框（1）上加工有通孔（14），外部导线通过通孔内的金属连接平板电极（15）。


3.根据权利要求1所述的静电扫描微镜，其特征在于：所述键合底板（13）中部与镜面（2）正对的位置加工为凹槽。


4.根据权利要求1所述的静电扫描微镜，其特征在于：所述连接部（4）由上部的U型结构和下部的方形结构组成，方形结构与镜面（2）连接；转轴（3）一端连接边框（1）的内侧，另一端连接连接部（4）的U型结构的底部。


5.根据权利要求1所述的静电扫描微镜，其特征在于：所述边框（1）被多个隔离槽（5）分隔为左侧驱动部（1-1）、中间偏转部（1-2）和右侧反馈部（1-3），所述转轴（3）与偏转部（1-2）连接；驱动部（1-1）的静齿与连接部（4）的动齿组成驱动梳齿组（6），反馈部（1-3）的静...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐乃涛，孙其梁，程进，李宋泽，
申请(专利权)人：无锡微视传感科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32