專利名稱：一種mems掃描探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種MEMS掃描探頭。
背景技術(shù)：
微型化、高性能、低成本、大批量是當(dāng)今器件制造的追求目標(biāo)。微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)此時(shí)應(yīng)運(yùn)而生，被廣大設(shè)備制造商廣泛應(yīng)用。使用微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)制造的器件主要可分成兩大類，其一就是單純微型化傳統(tǒng)器件，如微型光學(xué)平臺(tái)，其優(yōu)點(diǎn)集中體現(xiàn)在可以拓展微型化的系統(tǒng)的使用范圍；其二使用革新原理制造出傳統(tǒng)方法無法制作的器件，如地磁傳感器?，F(xiàn)有的光學(xué)平臺(tái)在應(yīng)用MEMS技術(shù)方面，如MEMS掃描探頭、OCT內(nèi)窺鏡探頭等等，但是現(xiàn)有的產(chǎn)品設(shè)備也存在一些不盡如人意的地方，如MEMS掃描探頭，現(xiàn)有的設(shè)計(jì)中針對(duì)光學(xué)對(duì)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了使MEMS微鏡在無源的初始狀態(tài)下呈自傾斜狀態(tài)，在無源的初始狀態(tài)下，就實(shí)現(xiàn)了 MEMS微鏡的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)，現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式是通過采用具有不同熱膨脹系數(shù)的材料組成的柔性連接件將MEMS微鏡與掃描探頭基座進(jìn)行連接，加工冷卻，使得柔性連接件達(dá)到彎曲的效果，實(shí)現(xiàn)MEMS微鏡在無源的初始狀態(tài)下呈自傾斜狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)光學(xué)對(duì)準(zhǔn)，但是這樣的方式，需要精確考慮到柔性連接件中導(dǎo)致彎曲度的各項(xiàng)因素要求，需要精確的計(jì)算，并配以相對(duì)準(zhǔn)確精準(zhǔn)的加工工藝才能完成這一操作，實(shí)現(xiàn)成品所要求的彎曲度，MEMS微鏡探頭極高標(biāo)準(zhǔn)，但對(duì)于這一操作中，不論是計(jì)算各項(xiàng)導(dǎo)致彎曲的因素、還是之后的加工工藝，這些標(biāo)準(zhǔn)要求都是非常高的，而且實(shí)際操作中，計(jì)算的理論值能否與實(shí)際的加工工藝完美結(jié)合，也給工作人員提出了很高的要求，最終也就直接會(huì)導(dǎo)致到這類產(chǎn)品的成品率變得相當(dāng)?shù)?。因此，現(xiàn)有的技術(shù)中，針對(duì)MEMS微鏡探頭中，實(shí)現(xiàn)MEMS微鏡在無源的初始狀態(tài)下呈自傾斜狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)光學(xué)對(duì)準(zhǔn)的操作方法還存在很多需要改進(jìn)的地方。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種在實(shí)現(xiàn)MEMS微鏡在自傾斜狀態(tài)的基礎(chǔ)上，能夠方便、準(zhǔn)確的控制MEMS微鏡的自傾斜角度的MEMS掃描探頭。本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種MEMS掃描探頭，包括基座、光纖、透鏡、微鏡底座、以及設(shè)置在微鏡底座下表面的MEMS微鏡，其中，基座的下表面沿其軸向方向設(shè)置有兩端開口的光學(xué)定位槽；光纖設(shè)置在光學(xué)定位槽內(nèi)；通過設(shè)置在光學(xué)定位槽內(nèi)的透鏡定位槽，將透鏡設(shè)置在光纖的一端；還包括柔性雙金屬結(jié)構(gòu)，微鏡底座的一邊通過柔性雙金屬結(jié)構(gòu)與基座上靠近透鏡的端部相連接，其中，柔性雙金屬結(jié)構(gòu)的兩端分別連接基座端部的上表面和微鏡底座的上表面；柔性雙金屬結(jié)構(gòu)使得設(shè)置于微鏡底座下表面的MEMS微鏡處于自傾斜狀態(tài),與光學(xué)定位槽實(shí)現(xiàn)光學(xué)對(duì)準(zhǔn)，且微鏡底座下表面上與基座最接近的邊和基座的端部對(duì)設(shè)置于微鏡底座下表面的MEMS微鏡的自傾斜狀態(tài)進(jìn)行了限位。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案所述基座的上表面設(shè)置有焊盤。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案還包括設(shè)置于MEMS微鏡與微鏡底座之間的柔性電路板，MEMS微鏡的控制弓I線與柔性電路板相連接。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案所述MEMS微鏡的控制引線通過柔性電路板連接至所述焊盤上。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案所述柔性雙金屬結(jié)構(gòu)包括熱膨脹系數(shù)不同的兩種材料，柔性雙金屬結(jié)構(gòu)彎曲的內(nèi)表面材料的熱膨脹系數(shù)小于外表面材料的熱膨脹系數(shù)。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案所述柔性雙金屬結(jié)構(gòu)彎曲的內(nèi)表面為二氧化娃、氣化娃或多晶娃；外表面為招。本發(fā)明所述一種MEMS掃描探頭采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果(I)本發(fā)明設(shè)計(jì)的MEMS掃描探頭在實(shí)現(xiàn)MEMS微鏡在呈自傾斜狀態(tài)的基礎(chǔ)上，能夠方便、準(zhǔn)確的控制MEMS微鏡的自傾斜角度，實(shí)現(xiàn)MEMS微鏡的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)，避免了繁瑣的操作方式，提高了工作效率；(2)本發(fā)明設(shè)計(jì)的MEMS掃描探頭采用MEMS加工工藝，一次成型，避免多個(gè)部件加工組裝，提高了生產(chǎn)效率，降低了成本；(3)本發(fā)明設(shè)計(jì)的MEMS掃描探頭在方便、準(zhǔn)確的控制MEMS微鏡自傾斜角度的同時(shí)，針對(duì)MEMS微鏡的控制引線采用柔性電路板引出，并連接至設(shè)置在基座上表面的焊盤上，避免了打線以及貼片的操作過程；(4)本發(fā)明設(shè)計(jì)的MEMS掃描探頭中采用MEMS微鏡、以及MEMS的加工工藝，使得整體的尺寸小于傳統(tǒng)組裝掃描探頭的尺寸，使得其得到了更廣泛的應(yīng)用。


圖1是本發(fā)明設(shè)計(jì)的MEMS掃描探頭的上表面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明設(shè)計(jì)的MEMS掃描探頭的下表面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明設(shè)計(jì)的MEMS掃描探頭中基座端部與微鏡底座在加工時(shí)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明設(shè)計(jì)的MEMS掃描探頭中基座端部與微鏡底座在冷卻后實(shí)現(xiàn)彎曲效果示意圖。其中，1.基座，2.光纖，3.透鏡，4. MEMS微鏡，5.焊盤，6.光學(xué)定位槽，7.微鏡底座，8.柔性雙金屬結(jié)構(gòu)，9.透鏡定位槽。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖1和圖2所示，本發(fā)明設(shè)計(jì)了 一種MEMS掃描探頭，包括基座1、光纖2、透鏡3、微鏡底座7、以及設(shè)置在微鏡底座7下表面的MEMS微鏡4，其中，基座I的下表面沿其軸向方向設(shè)置有兩端開口的光學(xué)定位槽6 ;光纖2設(shè)置在光學(xué)定位槽6內(nèi)；通過設(shè)置在光學(xué)定位槽4內(nèi)的透鏡定位槽9，將透鏡3設(shè)置在光纖2的一端；還包括柔性雙金屬結(jié)構(gòu)8，微鏡底座7的一邊通過柔性雙金屬結(jié)構(gòu)8與基座I上靠近透鏡3的端部相連接，其中，柔性雙金屬結(jié)構(gòu)8的兩端分別連接基座I端部的上表面和微鏡底座7的上表面；柔性雙金屬結(jié)構(gòu)8使得設(shè)置于微鏡底座7下表面的MEMS微鏡4處于自傾斜狀態(tài)，與光學(xué)定位槽6實(shí)現(xiàn)光學(xué)對(duì)準(zhǔn)，且微鏡底座7下表面上與基座I最接近的邊和基座I的端部對(duì)設(shè)置于微鏡底座7下表面的MEMS微鏡4的自傾斜狀態(tài)進(jìn)行了限位。本發(fā)明設(shè)計(jì)的MEMS掃描探頭在實(shí)現(xiàn)MEMS微鏡4自傾斜狀態(tài)的基礎(chǔ)上，能夠方便、準(zhǔn)確的控制MEMS微鏡4的自傾斜角度，實(shí)現(xiàn)MEMS微鏡4的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)，避免了繁瑣的操作方式，提高了工作效率。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案所述基座I的上表面設(shè)置有焊盤5。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案還包括設(shè)置于MEMS微鏡4與微鏡底座7之間的柔性電路板，MEMS微鏡4的控制引線與柔性電路板相連接。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案所述MEMS微鏡4的控制引線通過柔性電路板連接至所述焊盤5上。本發(fā)明設(shè)計(jì)的MEMS掃描探頭方便、準(zhǔn)確的控制MEMS微鏡4自傾斜角度的同時(shí)，針對(duì)MEMS微鏡4的控制引線采用柔性電路板弓I出，并連接至設(shè)置在基座I上表面的焊盤5上，避免了打線以及貼片的操作過程。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案所述柔性雙金屬結(jié)構(gòu)8包括熱膨脹系數(shù)不同的兩種材料，柔性雙金屬結(jié)構(gòu)8彎曲的內(nèi)表面材料的熱膨脹系數(shù)小于外表面材料的熱膨脹系數(shù)。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案所述柔性雙金屬結(jié)構(gòu)8彎曲的內(nèi)表面為二氧化娃、氣化娃或多晶娃；外表面為招。本發(fā)明設(shè)計(jì)的MEMS掃描探頭采用MEMS加工工藝，一次成型，避免多個(gè)部件加工組裝，提高了生產(chǎn)效率，降低了成本。本發(fā)明設(shè)計(jì)的MEMS掃描探頭中采用MEMS微鏡4、以及MEMS的加工工藝，使得整體的尺寸小于傳統(tǒng)組裝掃描探頭的尺寸，使得其得到了更廣泛的應(yīng)用。在制造本發(fā)明設(shè)計(jì)的MEMS掃描探頭時(shí)，首先根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)出柔性雙金屬結(jié)構(gòu)8的長度、材料，這里根據(jù)需要得到自傾斜角度，設(shè)計(jì)出能夠?qū)崿F(xiàn)大于該自傾斜角度的柔性雙金屬結(jié)構(gòu)8，并依靠本發(fā)明MEMS掃描探頭中設(shè)計(jì)的限位結(jié)構(gòu)，對(duì)MEMS微鏡4實(shí)現(xiàn)的自傾斜角度再次進(jìn)行調(diào)整，最終準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求中MEMS微鏡的自傾斜角度。如設(shè)計(jì)要求中，MEMS微鏡要實(shí)現(xiàn)45°的自傾斜角度，在設(shè)計(jì)柔性雙金屬結(jié)構(gòu)8的長度、材料時(shí)，就可以粗略的設(shè)計(jì)出只要能實(shí)現(xiàn)大于45°的自傾斜角度的柔性雙金屬結(jié)構(gòu)8，再加之限位結(jié)構(gòu)對(duì)其自傾斜角度進(jìn)行調(diào)整，就可以方便、準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求中對(duì)MEMS掃描探頭的設(shè)計(jì)要求。其中，這里柔性雙金屬結(jié)構(gòu)8的彎曲角度
權(quán)利要求
1.一種MEMS掃描探頭，包括基座(I)、光纖(2 )、透鏡(3 )、微鏡底座(7 )、以及設(shè)置在微鏡底座(7 )下表面的MEMS微鏡(4),其中,基座(I)的下表面沿其軸向方向設(shè)置有兩端開口的光學(xué)定位槽(6);光纖(2)設(shè)置在光學(xué)定位槽(6)內(nèi)；通過設(shè)置在光學(xué)定位槽(4)內(nèi)的透鏡定位槽(9)，將透鏡(3)設(shè)置在光纖(2)的一端；其特征在于還包括柔性雙金屬結(jié)構(gòu)(8)，微鏡底座(7)的一邊通過柔性雙金屬結(jié)構(gòu)(8)與基座(I)上靠近透鏡(3)的端部相連接，其中，柔性雙金屬結(jié)構(gòu)(8)的兩端分別連接基座(I)端部的上表面和微鏡底座(7)的上表面；柔性雙金屬結(jié)構(gòu)(8 )使得設(shè)置于微鏡底座(7 )下表面的MEMS微鏡(4 )處于自傾斜狀態(tài)，與光學(xué)定位槽(6)實(shí)現(xiàn)光學(xué)對(duì)準(zhǔn)，且微鏡底座(7)下表面上與基座(I)最接近的邊和基座(I)的端部對(duì)設(shè)置于微鏡底座(7)下表面的MEMS微鏡(4)的自傾斜狀態(tài)進(jìn)行了限位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種MEMS掃描探頭，其特征在于所述基座(I)的上表面設(shè)置有焊盤(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種MEMS掃描探頭，其特征在于還包括設(shè)置于MEMS微鏡(4 )與微鏡底座(7 )之間的柔性電路板，MEMS微鏡(4 )的控制引線與柔性電路板相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種MEMS掃描探頭，其特征在于所述MEMS微鏡(4)的控制弓I線通過柔性電路板連接至所述焊盤(5 )上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種MEMS掃描探頭，其特征在于所述柔性雙金屬結(jié)構(gòu)(8)包括熱膨脹系數(shù)不同的兩種材料，柔性雙金屬結(jié)構(gòu)(8)彎曲的內(nèi)表面材料的熱膨脹系數(shù)小于外表面材料的熱膨脹系數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述一種MEMS掃描探頭，其特征在于所述柔性雙金屬結(jié)構(gòu)(8)彎曲的內(nèi)表面為二氧化硅、氮化硅或多晶硅；外表面為鋁。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種MEMS掃描探頭，包括基座(1)、光纖(2)、透鏡(3)、柔性雙金屬結(jié)構(gòu)(8)、微鏡底座(7)、以及設(shè)置在微鏡底座(7)下表面的MEMS微鏡(4)，各個(gè)部件按照本發(fā)明的設(shè)計(jì)要求相互進(jìn)行連接，其中，微鏡底座(7)下表面上與基座(1)最接近的邊和基座(1)的端部對(duì)設(shè)置于微鏡底座(7)下表面的MEMS微鏡(4)的自傾斜狀態(tài)進(jìn)行了限位；本發(fā)明設(shè)計(jì)的MEMS掃描探頭在實(shí)現(xiàn)MEMS微鏡在自傾斜狀態(tài)的基礎(chǔ)上，能夠方便、準(zhǔn)確的控制MEMS微鏡的自傾斜角度。
文檔編號(hào)G02B26/10GK103033929SQ201210519608
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者陳巧, 謝會(huì)開, 周亮, 丁金玲 申請(qǐng)人:無錫微奧科技有限公司