扫描机构及扫描机构的形成方法技术

本发明专利技术提出一种扫描机构及扫描机构的形成方法，包括：扫描元件，扫面元件具有信号发射端，用于提供发射信号；转动机构，转动机构包括至少一个压电结构，压电结构包括支撑块和位于支撑块上的压电元件，压电元件包括：可动端和固定端，扫描元件位于可动端，固定端固定于支撑块上，压电元件在通电状态下发生翘曲，从而带动扫描元件运动；电连接结构，电连接结构位于转动结构上，与压电结构和扫描元件电连接，且具有外部信号连接端。具有质量轻、体积小，结构简单，成本低，能够实现多维度的运动，适用于空间体积狭小的设备中。空间体积狭小的设备中。空间体积狭小的设备中。

Scanning mechanism and forming method of scanning mechanism

【技术实现步骤摘要】
扫描机构及扫描机构的形成方法


[0001]本专利技术涉及半导体器件制造领域，尤其涉及一种扫描机构及扫描机构的形成方法。

技术介绍

[0002]在一些电子终端中，可穿戴设备，特别是AR，VR，MR的兴起，对可穿戴的视频显示提出了越来越高的要求，包括尺寸重重量，功耗，视场角等。常规显示屏，包括LCOS，存在尺寸重量大，功耗高的缺点。以微软的HoloLens2为代表，提出了MEMS振镜激光扫描投影的方案。
[0003]现有的MEMS振镜结构包括压电元件和支撑块，压电元件的可动端表面形成有反射镜或者表面具有特定微纳结构的反光膜，通过可动端对光源的反射能够实现对光源的反射角度的变化进而实现投影或对被探测物体的扫描。
[0004]但是MEMS振镜结构存在视场较小、工艺复杂、成本高，以及光源、反射镜、探测器分离集成度不高的缺点。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种扫描机构及扫描机构的形成方法，能够利用压电元件的特性，将可动端与扫描元件结合，实现扫描功能，具有质量轻、体积小，结构简单，成本低，能够实现多维度的运动，适用于空间体积狭小的设备中，并且压电元件是纯电压驱动，没有电磁干扰。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供一种扫描机构，包括：
[0007]扫描元件，所述扫面元件具有信号发射端，用于提供发射信号；
[0008]转动机构，所述转动机构包括至少一个压电结构，所述压电结构包括支撑块和位于支撑块上的压电元件，所述压电元件包括：可动端和固定端，所述扫描元件位于所述可动端，所述固定端固定于所述支撑块上，所述压电元件在通电状态下发生翘曲，从而带动所述扫描元件运动；
[0009]电连接结构，所述电连接结构位于转动结构上，与所述压电结构和扫描元件电连接，且具有外部信号连接端。
[0010]可选地，所述压电元件包括：
[0011]支撑层；
[0012]位于所述支撑层上的压电叠层结构，所述压电叠层结构至少包括一层压电膜，以及位于每层所述压电膜上下表面的电极，相邻两层所述压电膜共用位于两者之间的电极；
[0013]所述电极从下至上依次计数，分为奇数层电极和偶数层电极；
[0014]第一电极引出端，位于所述压电元件的顶面或底面，与所述偶数电极层电连接；
[0015]第二电极引出端，位于所述压电元件的顶面或底面，与所述奇数电极层电连接。
[0016]可选地，所述转动结构具有初始表面，当所述压电元件不通电时，所述压电元件的表面平行于所述初始表面；
[0017]所述转动机构包括：第一压电结构，所述第一压电结构的压电元件在不通电时自固定端到可动端的方向为第一方向；所述扫描元件位于所述第一压电结构的可动端，所述第一压电元件在通电状态下产生平行于第一方向且垂直于初始平面的方向的翘曲，带动所述扫描元件沿翘曲方向旋转。
[0018]可选地，所述转动结构还包括：
[0019]第二压电结构，所述第一压电结构的压电元件在不通电时自固定端到可动端的方向为第二方向，所述第二方向与第一方向不平行；所述第一压电结构的支撑块固定设置在所述第二压电结构的可动端上，
[0020]所述第二压电结构在通电状态下产生平行于第二方向且垂直于初始平面的方向的翘曲，带动第一压电元件沿翘曲方向运动，所述第一压电元件带动所述扫描元件运动。
[0021]可选地，所述第一方向垂直于第二方向。
[0022]可选地，在沿第二方向上，所述第二压电结构的压电元件的长度大于等于第一压电结构的压电元件的宽度。
[0023]可选地，所述转动结构还包括位于第一压电结构和第二压电结构之间的多个压电结构，所述多个压电结构沿第三方向堆叠设置，相邻两层压电结构中，上层压电结构的支撑块位于下层压电结构的可动端上，所述第三方向垂直于所述初始平面，每个压电结构的压电元件在不通电时自固定端到可动端均具有一个方向，各个压电结构的方向均不平行。
[0024]可选地，所述第一压电结构的第一电极引出端和第二电极引出端均位于所述压电元件的顶面；所述第一压电结构还包括扫描元件电连接端和扫描元件电输入端，所述扫描元件电连接端和扫描元件电输入端电连接，所述扫描元件电连接端和扫描元件电输入端位于压电元件的顶面。
[0025]可选地，所述第一压电结构还包括扫描元件电连接端和扫描元件电输入端，所述扫描元件电连接端和扫描元件电输入端电连接；
[0026]所述第一压电结构的第一电极引出端、第二电极引出端和扫描元件电输入端均位于所述压电元件的底面，所述扫描元件电连接端位于压电元件顶面；
[0027]所述第一压电结构的支撑块中具有第一插塞、第二插塞和第三插塞，所述第一插塞与第一电极引出端相连，所述第二插塞与第二电极引出端相连，所述第三插塞与扫描元件电输入端相连；
[0028]所述第二压电结构的压电元件表面具有电连接结构，所述第二压电元件的电连接结构与第一插塞、第二插塞和第三插塞相连。
[0029]可选地，所述扫描元件还具有信号接收端，所述信号接收端接收被扫描物体反射回的反馈信号。
[0030]可选地，所述发射信号包括：光信号或者超声波信号。
[0031]本专利技术还提出一种扫描机构的形成方法，包括：
[0032]提供基板和扫描元件，所述扫描元件具有信号发射端，用于提供发射信号；
[0033]在所述基板上形成转动机构，所述转动机构包括至少一个压电结构，所述压电结构包括支撑块和位于支撑块上的压电元件，所述压电元件包括：可动端和固定端，所述扫描元件位于所述可动端，所述固定端固定于所述支撑块上，所述压电元件在通电状态下发生翘曲，从而带动所述扫描元件运动；
[0034]形成电连接结构，所述电连接结构位于转动结构上，与所述压电结构和扫描元件电连接，且具有外部信号连接端。
[0035]可选地，所述压电元件包括：
[0036]支撑层；
[0037]位于所述支撑层上的压电叠层结构，所述压电叠层结构至少包括一层压电膜，以及位于每层所述压电膜上下表面的电极，相邻两层所述压电膜共用位于两者之间的电极；
[0038]所述电极从下至上依次计数，分为奇数层电极和偶数层电极；
[0039]第一电极引出端，位于所述压电元件的顶面或底面，与所述偶数电极层电连接；
[0040]第二电极引出端，位于所述压电元件的顶面或底面，与所述奇数电极层电连接。
[0041]可选地，当所述压电结构为一个时，在所述基板上形成转动机构包括：
[0042]在所述基板上形成支撑块及所述支撑块外周的牺牲层；
[0043]提供压电元件，键合所述固定端至所述支撑块上，形成压电结构。
[0044]可选地，当所述压电结构为一个时，形成电连接结构的方法包括：
[0045]在所述压电元件顶面形成电连接结构；
[0046]在所述电连接结构上形成绝缘层；
[0047]在所述绝缘层中形成所述电连接结构的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种扫描机构，其特征在于，包括：扫描元件，所述扫面元件具有信号发射端，用于提供发射信号；转动机构，所述转动机构包括至少一个压电结构，所述压电结构包括支撑块和位于支撑块上的压电元件，所述压电元件包括：可动端和固定端，所述扫描元件位于所述可动端，所述固定端固定于所述支撑块上，所述压电元件在通电状态下发生翘曲，从而带动所述扫描元件运动；电连接结构，所述电连接结构位于转动结构上，与所述压电结构和扫描元件电连接，且具有外部信号连接端。2.根据权利要求1中任一项所述的扫描机构，其特征在于，所述压电元件包括：支撑层；位于所述支撑层上的压电叠层结构，所述压电叠层结构至少包括一层压电膜，以及位于每层所述压电膜上下表面的电极，相邻两层所述压电膜共用位于两者之间的电极；所述电极从下至上依次计数，分为奇数层电极和偶数层电极；第一电极引出端，位于所述压电元件的顶面或底面，与所述偶数电极层电连接；第二电极引出端，位于所述压电元件的顶面或底面，与所述奇数电极层电连接。3.根据权利要求2所述的扫描机构，其特征在于，所述转动结构具有初始表面，当所述压电元件不通电时，所述压电元件的表面平行于所述初始表面；所述转动机构包括：第一压电结构，所述第一压电结构的压电元件在不通电时自固定端到可动端的方向为第一方向；所述扫描元件位于所述第一压电结构的可动端，所述第一压电元件在通电状态下产生平行于第一方向且垂直于初始平面的方向的翘曲，带动所述扫描元件沿翘曲方向旋转。4.根据权利要求3所述的扫描机构，其特征在于，所述转动结构还包括：第二压电结构，所述第一压电结构的压电元件在不通电时自固定端到可动端的方向为第二方向，所述第二方向与第一方向不平行；所述第一压电结构的支撑块固定设置在所述第二压电结构的可动端上，所述第二压电结构在通电状态下产生平行于第二方向且垂直于初始平面的方向的翘曲，带动第一压电元件沿翘曲方向运动，所述第一压电元件带动所述扫描元件运动。5.根据权利要求4所述的扫描机构，其特征在于，所述第一方向垂直于第二方向。6.根据权利要求4所述的扫描机构，其特征在于，在沿第二方向上，所述第二压电结构的压电元件的长度大于等于第一压电结构的压电元件的宽度。7.根据权利要求4所述的扫描机构，其特征在于，所述转动结构还包括位于第一压电结构和第二压电结构之间的多个压电结构，所述多个压电结构沿第三方向堆叠设置，相邻两层压电结构中，上层压电结构的支撑块位于下层压电结构的可动端上，所述第三方向垂直于所述初始平面，每个压电结构的压电元件在不通电时自固定端到可动端均具有一个方向，各个压电结构的方向均不平行。8.根据权利要求3所述的扫描机构，其特征在于，所述第一压电结构的第一电极引出端和第二电极引出端均位于所述压电元件的顶面；所述第一压电结构还包括扫描元件电连接端和扫描元件电输入端，所述扫描元件电连接端和扫描元件电输入端电连接，所述扫描元件电连接端和扫描元件电输入端位于压电元件的顶面。
9.根据权利要求4所述的扫描机构，其特征在于，所述第一压电结构还包括扫描元件电连接端和扫描元件电输入端，所述扫描元件电连接端和扫描元件电输入端电连接；所述第一压电结构的第一电极引出端、第二电极引出端和扫描元件电输入端均位于所述压电元件的底面，所述扫描元件电连接端位于压电元件顶面；所述第一压电结构的支撑块中具有第一插塞、第二插塞和第三插塞，所述第一插塞与第一电极引出端相连，所述第二插塞与第二电极引出端相连，所述第三插塞与扫描元件电输入端相连；所述第二压电结构的压电元件表面具有电连接结构，所述第二压电元件的电连接结构与第一插塞、第二插塞和第三插塞相连。10.根据权利要求1所述的扫描机构，其特征在于，所述扫描元件还具有信号接收端，所述信号接收端接收被扫描物体反射回的反馈信号。11.根据权利要求1所述的扫描机构，其特征在于，所述发射信号包括：光信号或者超声波信号。12.一种扫描机构的形成方法，其特征在于，包括：提供基板和扫描元件，所述扫描元件具有信号发射端，用于提供发射信号；在所述基板上形成转动机构，所述转动机构包括至少一个压电结构，所述压电结构包括支撑块和位于支撑块上的压电元件，所述压电元件包括：可动端和固定端，所述扫描元件位于所述可动端，所述固定端固定于所述支撑块上，所述压电元件在通电状态下发生翘曲，从而带动所述扫描元件运动；形成电连...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂珞，
申请(专利权)人：中芯集成电路宁波有限公司，
类型：发明
国别省市：