一种静电MEMS微镜制造技术

本实用新型专利技术涉及一种微镜，尤其是一种静电MEMS微镜，包括微镜本体，所述微镜本体上设有镜面，还包括：传感线圈，所述传感线圈设置在所述镜面的边缘，且与所述镜面电绝缘；传感引线，所述传感引线设置在所述微镜本体的扭转梁上，且与所述扭转梁电绝缘，所述传感引线的一端与所述传感线圈连接；及传感电极，所述传感电极设置在所述微镜本体上，且与所述传感引线的另一端连接。本实用新型专利技术提供的一种静电MEMS微镜直接在微镜用于反射的镜面上集成了传感线圈，并通过微镜的扭转梁将传感线圈引出，工艺简单、结构可靠、容易实现电绝缘。容易实现电绝缘。容易实现电绝缘。

An electrostatic MEMS micromirror

【技术实现步骤摘要】
一种静电MEMS微镜


[0001]本技术涉及一种微镜，尤其是一种静电MEMS微镜。

技术介绍

[0002]MEMS微镜在投影、成像、激光雷达等领域得到了广泛的应用。MEMS微镜存在高频率的周期性谐振下的应用模式。在该模式下，实时监测MEMS微镜的偏转角度，可以对微镜系统的投影和成像漂移等问题进行有效的抑制和改善。但是由于微镜处于高速的运动状态，实时监测角度存在一定难度。目前通过在微镜结构上集成线圈，在微镜周围封装固定磁场的方式，利用电磁感应原理实时地检测线圈的感生电动势，获得微镜偏转的实时角度。
[0003]现有的线圈制作方法：使用电镀、磁控溅射、离子掺杂在微镜镜面的非反射面进行线圈的制作。在非反射面进行加工时，由于同时要加工微镜的反射面和非反射面，这些工艺很复杂；而且对于静电式MEMS微镜的镜面结构本身就是具有导电性，制作传感线圈时，需要注意传感线圈和镜面结构的电绝缘性，导致制作线圈的工艺复杂，引线引出困难，难实现传感线圈与静电MEMS微镜结构的电绝缘。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本技术提供的一种静电MEMS微镜通过直接在镜面上集成引线，并通过扭转梁引出传感引线，传感线圈和传感引线制备简单。具体技术方案为：
[0005]一种静电MEMS微镜，包括微镜本体，所述微镜本体上设有镜面，还包括：传感线圈，所述传感线圈设置在所述镜面的边缘，且与所述镜面电绝缘；传感引线，所述传感引线设置在所述微镜本体的扭转梁上，且与所述扭转梁电绝缘，所述传感引线的一端与所述传感线圈连接；及传感电极，所述传感电极设置在所述微镜本体上，且与所述传感引线的另一端连接。
[0006]优选的，所述传感线圈为金属薄膜层。
[0007]优选的，还包括反射层，所述反射层设置在所述镜面上。
[0008]优选的，所述反射层和所述传感线圈均为金属薄膜层，所述反射层与所述传感线圈电绝缘，所述金属薄膜层与所述镜面电绝缘。
[0009]进一步的，还包括绝缘层，所述绝缘层设置在所述镜面上，所述金属薄膜层设置在所述绝缘层上。
[0010]优选的，所述金属薄膜层的厚度为0.01
‑
100μm。
[0011]进一步的，所述金属薄膜层的厚度为0.1
‑
20μm。
[0012]优选的，所述金属薄膜层为铝薄膜层、金薄膜层、铂薄膜层、钨薄膜层、钛薄膜层、铜薄膜层、钛钨合金薄膜层、镍铬铝合金薄膜层、金银合金薄膜层中的一种或多种。
[0013]与现有技术相比本技术具有以下有益效果：
[0014]本技术提供的一种静电MEMS微镜直接在微镜用于反射的镜面上集成了传感线圈，并通过微镜的扭转梁将传感线圈引出，工艺简单、结构可靠、容易实现电绝缘。
附图说明
[0015]图1是一种静电MEMS微镜的结构示意图；
[0016]图2是一种静电MEMS微镜的俯视图；
[0017]图3是镜面和动梳齿的结构示意图；
[0018]图4是传感线圈的示意图；
[0019]图5是传感线圈与反射层的结构示意图。
具体实施方式
[0020]现结合附图对本技术作进一步说明。
[0021]本技术通过对镜面进行规划，在镜面上集成传感线圈，传感线圈的回路两端通过扭转梁引出，并连接外界测量电极，工艺简单、结构可靠、容易实现电绝缘。
[0022]本技术通过对镜面26进行规划，在镜面26上集成传感线圈51，传感线圈51的回路两端通过扭转梁22引出，并连接外界测量电极，工艺简单、结构可靠、容易实现电绝缘。
[0023]实施例一
[0024]如图1至图5所示，一种静电MEMS微镜，包括微镜本体、传感线圈51、传感引线52和传感电极53。微镜本体上设有镜面26，传感线圈51设置在镜面26的边缘；传感引线52设置在微镜本体的扭转梁22上，传感电极53设置在微镜本体上，传感引线52的两端分别与传感线圈51和传感电极53连接。传感线圈51与镜面26之间电绝缘，传感引线52与扭转梁22之间电绝缘，传感电极53与微镜本体之间电绝缘。
[0025]微镜本体包括镜面26、衬底1、动梳齿2、静梳齿3、扭转梁22、动电极24和静电极31。动梳齿2对称位于镜面26的两侧，扭转梁22的一端设有固定板23，扭转梁22与固定板23成T形，扭转梁22对称位于镜面26的两端，且与镜面26之间还设有动梳齿2，镜面26、固定板23、扭转梁22和动梳齿2为整体结构，固定板23固定在衬底1的两端，镜面26位于衬底1的中心处；动电极24设置在固定板23上。静梳齿3对称固定在衬底1的两侧，动梳齿2与静梳齿3交错设置，静电极31设置在静梳齿3上。动梳齿2与静梳齿3之间电绝缘。传感电极53绝缘设置在固定板23上。
[0026]静电MEMS微镜工作时，分别通过动电极24和静电极31向动梳齿2和静梳齿3施加不同的周期电压，由于动梳齿2与静梳齿3之间相互电绝缘，周期电压在动梳齿2与静梳齿3的梳齿之间产生静电力。调节周期电压的频率和幅度，可以控制梳齿之间的静电力，激励MEMS微镜谐振，镜面26通过两侧的扭转梁22高频转动。
[0027]其中，传感线圈51可以沿镜面26的边缘形成矩形框或环形，也可以仅仅沿镜面26的半边的边缘设置。当传感线圈51为矩形框或环形时，传感电极53位于镜面26的同一端，仅仅通过一个扭转梁22引出传感引线52。当传感线圈51为半个矩形框或半环时，传感电极53位于镜面26的两端，通过两个扭转梁22引出传感引线52。传感线圈51沿镜面26的边缘设置，因此传感线圈51的形状与镜面26的形状相关。
[0028]由于镜面26外边缘极少参与光线反射过程，因此本实施例充分利用镜面26的面积，在镜面26的边缘设置传感线圈51，既不占用镜面26的反射面积，同时工艺容易实现。
[0029]传感线圈51和传感引线52采用金属薄膜层制备，金属薄膜层采用物理气相沉积、化学气相沉积、蒸镀、电镀等。
[0030]传感线圈51、传感引线52和传感电极53均设置在绝缘层上。传感引线52为膜层，因此能够跟随扭转梁22高频振动，而不会发生断路，保证了连接的可靠性。
[0031]金属薄膜层的材料可以是铝、金、铂、钨、钛、铜等单质金属，也可以是钛钨合金、镍铬铝合金、金银合金等合金材料，可以采用以上材料中的一种或多种。金属薄膜层可以为复合层。其中，金属薄膜层的厚度为0.01
‑
100μm或金属薄膜层的厚度为0.1
‑
20μm。
[0032]实施例二
[0033]在上述实施例一的基础上，如图1至图5所示，还包括反射层6，反射层6设置在镜面26上。反射层6为金属薄膜层，反射层6与传感线圈51电绝缘，金属薄膜层与镜面26之间设有绝缘层，绝缘层实现反射层6与镜面26电绝缘。
[0034]控制金属薄膜层形状的工艺可以是光刻lift
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种静电MEMS微镜，包括微镜本体，所述微镜本体上设有镜面(26)，其特征在于，还包括：传感线圈(51)，所述传感线圈(51)设置在所述镜面(26)的边缘，且与所述镜面(26)电绝缘；传感引线(52)，所述传感引线(52)设置在所述微镜本体的扭转梁(22)上，且与所述扭转梁(22)电绝缘，所述传感引线(52)的一端与所述传感线圈(51)连接；及传感电极(53)，所述传感电极(53)设置在所述微镜本体上，且与所述传感引线(52)的另一端连接。2.根据权利要求1所述的一种静电MEMS微镜，其特征在于，所述传感线圈(51)为金属薄膜层。3.根据权利要求1所述的一种静电MEMS微镜，其特征在于，还包括反射层(6)，所述反射层(6)设置在所述镜面(26)上。4.根据权利要求3所述的一种静电MEMS微镜，其特征在于，所述反射层(6)和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊晓辰，
申请(专利权)人：无锡艾微传感科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：