一种无源驱动MEMS光开关及加工工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种无源驱动MEMS光开关及加工工艺，其中无源驱动MEMS光开关包括镜体（1）、镜体边框（2）和还包括磁性件（3），镜体（1）通过弹性连接件（4）与镜体边框（2）相连接，磁性件（3）设置在镜体（1）的背面；本发明专利技术设计的无源驱动MEMS光开关结构简单、易于实现，取消了通电驱动的方式，具有很高的安全性；本发明专利技术针对无源驱动MEMS光开关的加工工艺采用了MEMS加工工艺，保证了产品的成品率，而且实现了批量生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无源驱动MEMS光开关及加工工艺。
技术介绍
微机电系统(MEMS)技术的发展开辟了一个全新的
和产业，米用MEMS技术制作的微传感器、微执行器、微型构件、微机械光学器件、真空微电子器件、电力电子器件等在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们所接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。微机电系统MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)是一种全新的必须同时考虑多种物理场混合作用的研发领域，相对于传统的机械，它们的尺寸更小，最大的不超过一个厘米，甚至仅仅为几个微米。采用与集成电路(IC)类似的生成技术，可大量利用集成电路(IC)生产中的成熟技术、工艺,进行大批量、低成本生产,使性价比相对于传统“机械”制造技术大幅度提高。现如今，微型化，高性能，低成本，大批量是当今器件制造的追求目标，微机电系统被广大设备制造商广泛应用。MEMS器件借助于成熟的半导体生产技术，使用硅等材料作为载体，促进了各式各样的新型微型化传感器与驱动器的蓬勃发展。光开关是一种具有一个或多个可选的传输端口，其作用是对光传输线路或集成光路中的光信号进行相互转换或逻辑操作的光学器件。传统光开关器件，利用继电器，反射镜，机械对准装置等组装在一起。通过电压控制继电器的吸合带动高反射镜偏转移动。为了保证光路对准达到设计性能指标，传统机械式光开关在生产过程必须经过精密的调试安装，以确保反射状态下光开关的性能。传统结构的机械光开关不仅对其生产工艺的要求较高、不利于批量生产。同时由于为了驱动镜面，需要通过对电路控制装置施加电流或电压，这就限制了其在某些特殊场合的应用，如矿井，油田，易燃易爆环境等。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种结构简单、应用方便、且安全性高，具有广泛应用领域的无源驱动MEMS光开关。与此相应，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种应用MEMS工艺技术，实现批量生产，用于加工本专利技术中设计的无源驱动MEMS光开关的加工工艺。本专利技术为了解决上述技术问题采用以下技术方案本专利技术设计了一种无源驱动MEMS光开关，包括镜体、镜体边框和磁性件，镜体通过弹性连接件与镜体边框相连接；磁性件设置在镜体的背面。作为本专利技术的一种优选技术方案还包括透光盖，透光盖以其内表面面向所述镜体的方向、设置在镜体边框的上方。作为本专利技术的一种优选技术方案还包括底盖，底盖以其内表面面向所述磁性件的方向、设置在镜体边框的下方。作为本专利技术的一种优选技术方案所述底盖的内表面设置有凹槽。作为本专利技术的一种优选技术方案所述镜体其中的一边通过弹性连接件与镜体边框其中的一边相连接。作为本专利技术的一种优选技术方案所述镜体上与弹性连接件所在边、相对的另一边上设置有无磁性限位边。作为本专利技术的一种优选技术方案所述镜体上相对的两边分别通过弹性连接件与镜体边框上相对的两边相连接。作为本专利技术的一种优选技术方案所述镜体上与设置在相对两边上弹性连接件之间的连线、相垂直的另外两边上分别设置有无磁性限位边。本专利技术所述一种无源驱动MEMS光开关采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果(I)本专利技术设计的无源驱动MEMS光开关结构简单、易于实现，取消了通电驱动的方式，具有很高的安全性；(2)本专利技术设计的无源驱动MEMS光开关中在镜体边框的上方和下方设置有透光盖和底盖，在不影响光开关工作的同时，对镜体起到了保护效果，而且底盖对镜体的位移起到了限位作用；(3)本专利技术设计的无源驱动MEMS光开关中，底盖的内表面设置凹槽，保证了镜体拥有更大的位移空间；(4)本专利技术设计的无源驱动MEMS光开关中，在镜体的边缘设置有无磁性限位边，在底盖对镜体位移进行限位的过程中，避免了镜体直接与限位结构相接触，对镜体起到了保护作用；(5)本专利技术设计的无源驱动MEMS光开关中，针对镜体的位移方向，对镜体与镜体边框之间的连接关系设计了两种技术方案，提供了多样化的工作模式。与此相应，本专利技术为了解决上述技术问题采用以下技术方案本专利技术设计了一种无源驱动MEMS光开关的加工工艺，包括所述镜体和镜体边框的加工工艺，镜体和镜体边框的材料为SOI硅片，SOI硅片包含两层硅，且两层硅之间为掩埋二氧化硅层，该加工工艺包括如下步骤步骤al.对SOI硅片进行双面标准清洗；步骤a2.对SOI硅片正面图形化并电镀磁性材料；步骤a3.对SOI硅片正面图形化，并刻蚀Si —直到所述掩埋二氧化硅层；步骤a4.对SOI硅片背面图形化，并刻蚀Si —直到所述掩埋二氧化硅层；步骤a5.湿法或干法刻蚀所述掩埋二氧化硅层；步骤a6.对SOI娃片背面淀积一层金,构成镜体。作为本专利技术的一种优选技术方案还包括底盖的加工工艺，底盖的材料为SOI硅片，SOI硅片包含两层硅，且两层硅之间为掩埋二氧化硅层，该加工工艺包括如下步骤步骤bl.对SOI硅片进行双面标准清洗；步骤b2.对SOI硅片正面进行氧化或氧化层淀积，并图形化；步骤b3.对SOI硅片的正面进行甩胶光刻；步骤b4.利用步骤b3的光刻胶作为阻挡掩膜，对SOI硅片的正面干法刻蚀Si直至所述掩埋二氧化硅层；步骤b5.利用步骤b2的氧化层作为阻挡掩膜，再一次对SOI硅片正面第2次干法刻蚀Si。本专利技术所述一种无源驱动MEMS光开关的加工工艺采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果(I)本专利技术设计的无源驱动MEMS光开关的加工工艺，采用MEMS加工工艺，保证了产品的成品率，而且实现了批量生产。附图说明图1是本专利技术设计的无源驱动MEMS光开关的第一实施例的正面结构示意图；图2是本专利技术设计的无源驱动MEMS光开关的第一实施例的反面结构示意图；图3是本专利技术设计的无源驱动MEMS光开关的第一实施例中镜体边框和镜体的结构示意图；图4是本专利技术设计的无源驱动MEMS光开关的第一实施例中镜体边框和镜体的活动效果示意图；图5是本专利技术设计的无源驱动MEMS光开关的第二实施例中镜体边框和镜体的结构示意图；图6是本专利技术设计的无源驱动MEMS光开关的第二实施例中镜体边框和镜体的截面结构示意图。其中，1.镜体，2.镜体边框，3.磁性件，4.弹性连接件，5.无磁性限位边，6.底盖，7.凹槽，8.透光盖。具体实施例方式下面结合说明书附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。如图1至图4所示，本专利技术设计了一种无源驱动MEMS光开关，包括镜体1、镜体边框2和磁性件3，镜体I通过弹性连接件4与镜体边框2相连接；磁性件3设置在镜体I的背面。本专利技术设计的无源驱动MEMS光开关结构简单、易于实现，取消了通电驱动的方式，具有很高的安全性。作为本专利技术的一种优选技术方案还包括透光盖8，透光盖8以其内表面面向所述镜体I的方向、设置在镜体边框2的上方。作为本专利技术的一种优选技术方案还包括底盖6,底盖6以其内表面面向所述磁性件3的方向、设置在镜体边框2的下方。本专利技术设计的无源驱动MEMS光开关中在镜体边框2的上方和下方设置有透光盖8和底盖6，在不影响光开关工作的同时，对镜体I起到了保护效果，而且底盖6对镜体I的位移起到了限位作用。作为本专利技术的一种优选技术方案所述底盖6的内表面设置有凹槽7。本专利技术设计的无源驱动MEMS光开关中，底盖6的内表面设置凹槽7，保证了镜体I拥有更大的位移空间作为本专利技术的一种优选技本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无源驱动MEMS光开关，包括镜体（1）和镜体边框（2），其特征在于：还包括磁性件（3），镜体（1）通过弹性连接件（4）与镜体边框（2）相连接；磁性件（3）设置在镜体（1）的背面。

【技术特征摘要】
1.一种无源驱动MEMS光开关，包括镜体(I)和镜体边框(2)，其特征在于还包括磁性件(3)，镜体(I)通过弹性连接件(4)与镜体边框(2)相连接；磁性件(3)设置在镜体(I)的背面。2.根据权利要求1所述一种无源驱动MEMS光开关，其特征在于还包括透光盖(8)，透光盖(8)以其内表面面向所述镜体(I)的方向、设置在镜体边框(2)的上方。3.根据权利要求1所述一种无源驱动MEMS光开关，其特征在于还包括底盖(6)，底盖(6)以其内表面面向所述磁性件(3)的方向、设置在镜体边框(2)的下方。4.根据权利要求3所述一种无源驱动MEMS光开关，其特征在于所述底盖(6)的内表面设置有凹槽(7)。5.根据权利要求1至4中任意一项所述一种无源驱动MEMS光开关，其特征在于所述镜体(I)其中的一边通过弹性连接件(4)与镜体边框(2)其中的一边相连接。6.根据权利要求5所述一种无源驱动MEMS光开关，其特征在于所述镜体(I)上与弹性连接件(4 )所在边、相对的另一边上设置有无磁性限位边(5 )。7.根据权利要求1至4中任意一项所述一种无源驱动MEMS光开关，其特征在于所述镜体(I)上相对的两边分别通过弹性连接件(4)与镜体边框(2)上相对的两边相连接。8.根据权利要求7所述一种无源驱动MEMS光开关，其特征在于所述镜体(I)上与设置在相对两边上弹性连接件(4)之间的连线、相垂直的另...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈巧，谢会开，丁金玲，
申请(专利权)人：无锡微奥科技有限公司，
类型：发明
国别省市：