[發(fā)明專(zhuān)利]靜電掃描微鏡

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010073746.0
• 申請(qǐng)日: 2020-01-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111045206A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程進(jìn);孫其梁;徐乃濤;李宋澤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 無(wú)錫微視傳感科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G02B26/08
• 分類(lèi)號(hào): G02B26/08
• 代理公司: 江蘇漫修律師事務(wù)所 32291
• 代理人: 平梁良

本發(fā)明公開(kāi)了一種靜電掃描微鏡，包括上部的微鏡本體和下方的鍵合底板，微鏡本體包括邊框和鏡面，邊框背面固定在鍵合底板上；所述鏡面上下兩端分別連接有連接部，并通過(guò)轉(zhuǎn)軸與邊框連接；所述連接部的外側(cè)加工有動(dòng)齒，邊框內(nèi)側(cè)與動(dòng)齒相對(duì)的位置上加工有靜齒。本發(fā)明的靜電掃描微鏡在轉(zhuǎn)軸和鏡面之間設(shè)置一個(gè)專(zhuān)用的連接部，通過(guò)在連接部的外側(cè)設(shè)置梳齒，可以增加梳齒布置區(qū)域，增強(qiáng)微鏡的驅(qū)動(dòng)力，增加微鏡的最大偏轉(zhuǎn)角度。同時(shí)，通過(guò)在邊框上設(shè)置不同結(jié)構(gòu)的隔離槽，將邊框分隔為不同的功能區(qū)域，并且將所有的梳齒組分為驅(qū)動(dòng)梳齒組和反饋梳齒組，在驅(qū)動(dòng)鏡面偏轉(zhuǎn)的同時(shí)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控鏡面偏轉(zhuǎn)角度，提高鏡面偏轉(zhuǎn)角度控制的精確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微機(jī)電系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其是一種基于MEMS加工工藝制作的靜電掃描微鏡。

背景技術(shù)

MEMS指微機(jī)電系統(tǒng)（Micro-Electro-Mechanical System），是在微電子技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的革命性新技術(shù)，融合光刻、腐蝕、薄膜、硅微加工和精密機(jī)械加工等技術(shù)制作的高科技電子機(jī)械器件。MEMS器件廣泛應(yīng)用于高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，是一項(xiàng)關(guān)系到科技發(fā)展、經(jīng)濟(jì)繁榮和國(guó)防安全的關(guān)鍵技術(shù)。其中，掃描微鏡是一種應(yīng)用MEMS技術(shù)研制的光反射型器件，通過(guò)連接反射鏡面的扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，在微驅(qū)動(dòng)力的作用下，帶動(dòng)鏡面偏轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)光束在一維或二維方向的反射掃描，具有成本低、可靠性高、小型化和易批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，在光通信、激光投影、激光雷達(dá)、三維成像等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用市場(chǎng)。現(xiàn)有技術(shù)中的靜電掃描微鏡包括鏡面和邊框，鏡面和邊框之間通過(guò)兩個(gè)轉(zhuǎn)軸連接在一起。工作時(shí)，通過(guò)在微鏡梳齒組的動(dòng)齒和靜齒之間施加不同的電壓，改變梳齒間靜電力，引起梳齒相對(duì)扭轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)鏡面以轉(zhuǎn)軸為軸線(xiàn)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。但是，掃描微鏡的轉(zhuǎn)軸不能加工過(guò)長(zhǎng)，否則將導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸剛性變差，偏轉(zhuǎn)過(guò)程容易折斷。而由于轉(zhuǎn)軸長(zhǎng)度的限制，導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸兩側(cè)的梳齒數(shù)量受限，梳齒數(shù)量越少，工作時(shí)靜電力越小，整個(gè)微鏡的最大驅(qū)動(dòng)力較小，導(dǎo)致微鏡最大偏轉(zhuǎn)角度和應(yīng)用范圍受限。而且，在芯片封裝階段，微鏡需要通過(guò)貼片機(jī)真空吸嘴拾取、貼裝在PCB板上，但是由于微鏡存在鏤空背腔，常規(guī)吸嘴無(wú)法構(gòu)造真空環(huán)境，只能用特制吸嘴，增加測(cè)試難度和芯片成本，同時(shí)由于背腔的存在，還導(dǎo)致微鏡只能依靠底部邊緣點(diǎn)膠，固定在PCB板上不穩(wěn)，會(huì)發(fā)生脫落等異常，可靠性低。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)人針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中，靜電掃描微鏡受轉(zhuǎn)軸長(zhǎng)度的限制，梳齒數(shù)量有限，導(dǎo)致工作時(shí)最大驅(qū)動(dòng)力受限，影響微鏡的偏轉(zhuǎn)角度，以及微鏡封裝階段難拾取、難固定等缺點(diǎn)，提供一種新型的靜電掃描微鏡，可以在不加長(zhǎng)轉(zhuǎn)軸，保證轉(zhuǎn)軸強(qiáng)度的情況下，大大增加梳齒組的數(shù)量，增加驅(qū)動(dòng)力，提高微鏡的最大偏轉(zhuǎn)角度，并且降低封裝階段的拾取、固定難度，提高良率和可靠性。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種靜電掃描微鏡，包括上部的微鏡本體和下方的鍵合底板，微鏡本體包括邊框和鏡面，邊框背面固定在鍵合底板上；所述鏡面上下兩端分別連接有連接部，并通過(guò)轉(zhuǎn)軸與邊框連接；所述連接部的外側(cè)加工有動(dòng)齒，邊框內(nèi)側(cè)與動(dòng)齒相對(duì)的位置上加工有靜齒。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

所述鍵合底板上制作有金屬平板電極，平板電極位于鏡面中軸線(xiàn)的一側(cè)；所述邊框上加工有通孔，外部導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)通孔內(nèi)的金屬連接平板電極。

所述鍵合底板中部與鏡面正對(duì)的位置加工為凹槽。

所述連接部由上部的U型結(jié)構(gòu)和下部的方形結(jié)構(gòu)組成，方形結(jié)構(gòu)與鏡面連接；轉(zhuǎn)軸一端連接邊框的內(nèi)側(cè)，另一端連接連接部的U型結(jié)構(gòu)的底部。

所述邊框被多個(gè)隔離槽分隔為左側(cè)驅(qū)動(dòng)部、中間偏轉(zhuǎn)部和右側(cè)反饋部，所述轉(zhuǎn)軸與偏轉(zhuǎn)部連接；驅(qū)動(dòng)部的靜齒與連接部的動(dòng)齒組成驅(qū)動(dòng)梳齒組，反饋部的靜齒與連接部的動(dòng)齒組成反饋梳齒組。