專利名稱：微鏡元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種待并入于例如光切換裝置中的微鏡元件，該光切換裝置通過改變光反射的方向來切換多個光纖之間的光路。
背景技術(shù)：
近年來，光通信技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于各種領(lǐng)域中。在光通信中，光纖用作一種供光信號通過的媒介。為了將通過給定光纖的光信號切換到另一光纖，經(jīng)常使用所謂的光切換裝置。為了獲得高質(zhì)量的光通信，光切換裝置必須在切換動作中具有諸如高容量、高速度和高可靠性等特性。有鑒于此，將通過利用顯微機械加工技術(shù)而制造的微鏡元件作為待并入于光切換裝置中的開關(guān)元件，正在為人們所關(guān)注。這些微鏡元件不需要將光信號轉(zhuǎn)換為電信號就能在光切換裝置輸入側(cè)和輸出側(cè)上的光路之間進(jìn)行切換操作。這有利于獲得上述特性。
例如，在國際公開號WO 00/20899和論文“Fully Provisioned 112×112Micro-Mechanical Optical Crossconnect with 35.8Tb/sec DemonstratedCapacity(Proc.25th Optical Fiber Communication Conf.Baltimore.PD12(2000))”中揭示了使用通過顯微機械加工技術(shù)所制造的微鏡元件的光切換裝置實例。
圖10顯示了一種公知的光切換裝置500。光切換裝置500包括一對微鏡陣列501、502，輸入光纖陣列503，輸出光纖陣列504和多個微型透鏡505、506。輸入光纖陣列503包括預(yù)定數(shù)目的輸入光纖503a。微鏡陣列501設(shè)有同樣多個微鏡元件501a，與輸入光纖503a一一對應(yīng)。同樣地，輸出光纖陣列504包括預(yù)定數(shù)目的輸出光纖504a。微鏡陣列502設(shè)有同樣多個微鏡元件502a，與輸出光纖504a一一對應(yīng)。微鏡元件501a、502a均具有用于光反射的鏡面。該鏡面的定向是可控制的。微型透鏡505均面向相應(yīng)的輸入光纖503a的一端。同樣地，微型透鏡506均面向相應(yīng)的輸出光纖504a的一端。
在傳送光信號中，從輸入光纖503a傳出的光L1通過對應(yīng)的微型透鏡505之一，從而變得互相平行并且繼續(xù)行進(jìn)至微鏡陣列501。光L1在它們相應(yīng)的微鏡元件501a上反射，以指向微鏡陣列502。微鏡元件501a的鏡面已預(yù)先定位在預(yù)定的方向，以便引導(dǎo)光L1進(jìn)入它們的微鏡元件502a。然后，光L1在微鏡元件502a上反射，從而指向輸出光纖陣列504。微鏡元件502a的鏡面已預(yù)先定位在預(yù)定的方向，以便引導(dǎo)光L1進(jìn)入它們的輸出光纖504a。
如上所述，根據(jù)光切換裝置500，由于微鏡陣列501和502的反射，從輸入光纖503a傳出的光L1可到達(dá)期望的輸出纖504a。給定的輸入纖503a以一對一的關(guān)系連接到輸出光纖504a。按照這樣的布置，通過適當(dāng)?shù)馗淖兾㈢R元件501a、502a的反射角就能進(jìn)行光切換，并且能夠?qū)⒐釲1引導(dǎo)到選定的輸出光纖504a中。
在上述光切換裝置500中，光纖的數(shù)量隨著光通信網(wǎng)絡(luò)大小的增加而增加，微鏡元件的數(shù)量或微鏡面的數(shù)量也相應(yīng)地增加。鏡面數(shù)量的增加將導(dǎo)致用于驅(qū)動這些鏡面所必需的布線量的增加，因此，需要為每個微鏡陣列的布線提供更多的面積。如果鏡面和布線形成于同一基板中，則鏡面之間的間距或間隔應(yīng)當(dāng)隨著形成有布線的面積的增加而相應(yīng)地增加。這就造成基板或微鏡陣列的尺寸增大的問題。此外，鏡面本身數(shù)量的增加往往會增加在同一基板中形成鏡面和布線的難度。
為了解決上述問題，提出一種微鏡元件，其中可旋轉(zhuǎn)的鏡面和用于驅(qū)動該鏡面的布線圖案被形成于分離的基板中。這些基板通過導(dǎo)電襯墊(spacer)而彼此連接(例如，參見JP-A-2003-344785)。按照這樣的布置，用于驅(qū)動鏡面的布線圖案被形成在與用于形成鏡面的基板相分離的基板中。因此，可克服鏡面之間的間距增加的問題。從而，可防止微鏡元件變得過大。
當(dāng)光纖數(shù)量由于光通信網(wǎng)絡(luò)的增長而增加時，光纖之間一對一連接的可能組合數(shù)量將增加。由于組合數(shù)量增加，需要高度精確地控制鏡面方向。為此，必須適當(dāng)?shù)貦z測各鏡面的運行狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
在上述情況下提出本發(fā)明。因此，本發(fā)明的目的是提供緊湊的并且能夠適當(dāng)?shù)貦z測各鏡面運行狀態(tài)的微鏡元件。
本發(fā)明提供一種微鏡元件，包括微鏡基板，整體地形成有至少一個微鏡單元，該微鏡單元包括框、具有鏡部的活動部分、以及將該框連接到該活動部分的扭桿；布線基板，形成有布線圖案；以及導(dǎo)電襯墊，用于將該微鏡基板從該布線基板隔離，并且用于將該框電連接到該布線圖。該布線基板包括朝向該微鏡基板的第一表面，并且該第一表面設(shè)有檢測器，用于檢測該鏡部的旋轉(zhuǎn)角。
優(yōu)選地，該微鏡基板可整體地形成有多個微鏡單元，每個微鏡單元包括框、具有鏡部的活動部分、以及將該框連接到該活動部分的扭桿。此外，該布線基板的第一表面可設(shè)有分別對應(yīng)所述多個微鏡單元的多個檢測器。每個檢測器檢測該鏡部在所述微鏡單元的相應(yīng)一個中的旋轉(zhuǎn)角。
優(yōu)選地，該檢測器可包括例如光學(xué)傳感器或電容型傳感器。
優(yōu)選地，該布線基板可包括與該第一表面相對的第二表面。該布線圖可包括形成于該第一表面上的第一布線部分和形成于該第二表面上的第二布線部分。該布線基板可形成有在厚度方向上穿透該布線基板的轉(zhuǎn)接連接器，用以使該第一布線部分和該第二布線部分彼此連接。
優(yōu)選地，該轉(zhuǎn)接連接器可由導(dǎo)電材料制成，該導(dǎo)電材料選自金屬、半導(dǎo)體和導(dǎo)電有機材料的組合。
優(yōu)選地，該轉(zhuǎn)接連接器可通過電鍍、CVD、LPCVD和MOCVD其中之一制成。
優(yōu)選地，該襯墊可包括至少一個導(dǎo)電塊。具體而言，該襯墊可以包括僅一個導(dǎo)電塊或互相堆疊的多個塊。
優(yōu)選地，該導(dǎo)電襯墊通過電極片、導(dǎo)電粘合劑等而連接到該布線圖案和/或該框。


圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的微鏡元件的透視圖；圖2是圖1所示微鏡元件的分解透視圖；圖3是沿圖1中的III-III線的剖視圖；圖4是顯示微鏡元件的微鏡基板的仰視圖；圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的微鏡元件的透視圖；
圖6是圖5所示微鏡元件的分解透視圖；圖7是顯示第二實施例的微鏡元件結(jié)構(gòu)的局部剖視圖；圖8是顯示檢測器實例的透視圖；圖9是顯示布線基板實例的局部剖視圖；以及圖10圖解說明一種傳統(tǒng)的光切換裝置。
具體實施例方式
下面將參考附圖，描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的微鏡元件X1的透視圖。圖2是圖1所示微鏡元件X1的分解透視圖。圖3是沿圖1中的III-III線的剖視圖。
微鏡元件X1包括微鏡基板100、布線基板200、設(shè)置于上述兩基板之間的導(dǎo)電襯墊300和光學(xué)傳感器單元400。微鏡基板100具有成鏡(mirror-formed)部分110、圍繞該部分110的內(nèi)框120、圍繞該內(nèi)框120的外框130、連接成鏡部分110到內(nèi)框120的一對扭桿140、以及連接內(nèi)框120到外框130的一對扭桿150。扭桿140限定旋轉(zhuǎn)軸A1，用于成鏡部分110相對于內(nèi)框120旋轉(zhuǎn)。扭桿150限定旋轉(zhuǎn)軸A2，用于內(nèi)框120和成鏡部分110相對于外框130旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)軸A1和旋轉(zhuǎn)軸A2基本上互相垂直。因此，微鏡基板100形成有雙軸微鏡。
本實施例的微鏡基板100是利用顯微機械加工技術(shù)、由具有疊層結(jié)構(gòu)的SOI(絕緣層上覆硅)晶片形成的，其中該疊層結(jié)構(gòu)包括第一硅層(厚度例如為100μm)、第二硅層(厚度例如為100μm)以及置于上述兩硅層之間的絕緣層(厚度例如為1μm)。微鏡基板100可以通過對第一硅層、第二硅層和絕緣層進(jìn)行光刻、干蝕刻(例如，深度活性離子蝕刻(DRIE))和濕蝕刻制造而成。導(dǎo)電的第一硅層和第二硅層摻雜有諸如P和As的N型雜質(zhì)或諸如B的P型雜質(zhì)。
成鏡部分110具有上表面，其形成有鏡面111的薄膜；以及下表面，其形成有反射面112的薄膜，用于反射來自光檢測器單元的光。成鏡部分110具有彼此相向遠(yuǎn)離并且形成有梳狀電極110a和110b的兩個側(cè)表面。成鏡部分110源自第一硅層。
內(nèi)框120具有層狀結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括內(nèi)框主要部分121、一對電極基座122、以及置于其間的絕緣層。內(nèi)框主要部分121和電極基座122通過絕緣層而彼此電隔離。電極基座122形成有分別向內(nèi)延伸的梳狀電極122a、122b。內(nèi)框主要部分121具有向外延伸的梳狀電極121a、121b。梳狀電極122a、122b在成鏡部分110的梳狀電極110a、110b之下，并且被安置成當(dāng)成鏡部分110旋轉(zhuǎn)時與梳狀電極110a、110b不接觸。內(nèi)框主要部分121源自第一硅層，而電極基座122源自第二硅層。
源自第一硅層的每個扭桿140與成鏡部分110和內(nèi)框主要部分121連接。
外框130具有層狀結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括第一外框131、第二外框132、以及置于其間的絕緣層。第一外框131和第二外框132通過絕緣層而彼此電隔離。如圖4所示，第二外框132形成有彼此隔開的第一絕緣區(qū)(island)134、第二絕緣區(qū)135、第三絕緣區(qū)136和第四絕緣區(qū)137。第一至第四絕緣區(qū)134-137分別形成有電極片138a-138d。電極片138a-138d可以由Au或Al制成。第三絕緣區(qū)136和第四絕緣區(qū)137分別具有向內(nèi)延伸的梳狀電極132a、132b。梳狀電極132a、132b分別在內(nèi)框主要部分121的梳狀電極121a、121b之下，并且被安置成當(dāng)內(nèi)框120旋轉(zhuǎn)時與梳狀電極121a、121b不接觸。第一外框131源自第一硅層，而第二外框132源自第二硅層。
每個扭桿150具有層狀結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括上層151、下層152和置于其間的絕緣層。上層151和下層152通過絕緣層而彼此電隔離。該絕緣層可以由空氣層提供。上層151連接到內(nèi)框主要部分121和第一外框131，而下層152連接到電極基座122和第二外框132。上層151源自第一硅層，而下層152源自第二硅層。
布線基板200包括第一表面201和第二表面202。第一表面201形成有預(yù)定的布線圖案210。布線圖案210包括用于內(nèi)連接的四個電極片211a-211d和用于外連接的四個電極片212a-212d。電極片211a-211d設(shè)置在與微鏡基板上的電極片138a-138d相對應(yīng)的位置中。布線基板200的主體是由Si半導(dǎo)體基板或玻璃基板提供的，厚度例如為300μm。為了獲得平面度，對布線基板200的第一表面201進(jìn)行機械拋光。布線圖案210可以通過形成并且然后圖案化布線基板200的第一表面201上的金屬膜而制成。在該形成中使用的金屬可以是Au或Al。例如，可以通過濺射或電鍍來形成膜。
導(dǎo)電襯墊300設(shè)置在微鏡基板的電極片138a-138d和布線基板的電極片212a-212d之間。根據(jù)本實施例，每個導(dǎo)電襯墊均是堆疊的兩金塊，并且與電極片211a-211d中相應(yīng)的一電極片一起熔合，同時通過導(dǎo)電粘合劑與電極片138a-138d中相應(yīng)的一電極片接合。堆疊的兩金塊通過超聲波焊接而彼此連接。根據(jù)本發(fā)明，每個襯墊300可僅包括一個導(dǎo)電塊。
光學(xué)傳感器單元400檢測成鏡部分110的旋轉(zhuǎn)角，并且通過例如粘合劑而設(shè)置在布線基板的第一表面上201。光學(xué)傳感器單元400面向成鏡部分110的下表面。光學(xué)傳感器單元400使用例如能借助光檢測位置的PSD傳感器。光學(xué)傳感器單元400包括上表面，其設(shè)有矩形的光接收器401。光接收器401具有中心部分，其設(shè)有光源402，用于照亮成鏡部分的反射表面112。光接收器401具有表面，其設(shè)有四個分別靠近邊緣的電極403a-403d。布線基板200設(shè)有布線(未示出)，以向光源402供電，并由電極輸出電流。光學(xué)傳感器的傳感元件可以不是PSD傳感器，其可以選自許多替代物，比如光電二極管的二維矩陣。
在具有上述結(jié)構(gòu)的微鏡元件X1中，第一外框131可接地。那么，梳狀電極110a、110b和梳狀電極121a、121b通過扭桿150的上層151、內(nèi)框主要部分121、扭桿140和成鏡部分110而接地。在這樣的狀態(tài)下，預(yù)定的電壓施加于梳狀電極122a或梳狀電極122b，從而在梳狀電極110a和梳狀電極122a之間或在梳狀電極110b和梳狀電極122b之間產(chǎn)生靜電力。因此，致使成鏡部分110圍繞旋轉(zhuǎn)軸A1旋轉(zhuǎn)。同樣地，預(yù)定的電壓施加于梳狀電極132a或梳狀電極132b，從而在梳狀電極121a和梳狀電極132a之間或在梳狀電極121b和梳狀電極132b之間產(chǎn)生靜電力。因此，致使內(nèi)框120和成鏡部分110圍繞旋轉(zhuǎn)軸A2旋轉(zhuǎn)。
按照由圖2-圖4所理解的，向梳狀電極122a施加電壓是通過布線基板200的電極片212a、電極片211a、導(dǎo)電襯墊300、微鏡基板100的電極片138a、第一絕緣區(qū)134、扭桿150的下層152和電極基座122而實現(xiàn)的。向梳狀電極122b施加電壓是通過布線基板200的電極片212b、電極片211b、導(dǎo)電襯墊300、微鏡基板100的電極片138b、第二絕緣區(qū)135、扭桿150的下層152和電極基座122而實現(xiàn)的。向梳狀電極132a施加電壓是通過布線基板200的電極片212c、電極片211c、導(dǎo)電襯墊300、微鏡基板100的電極片138c和第三絕緣區(qū)136而實現(xiàn)的。向梳狀電極132b施加電壓是通過布線基板200的電極片212d、電極片211d、導(dǎo)電襯墊300、微鏡基板100的電極片138d和第四絕緣區(qū)137而實現(xiàn)的。通過經(jīng)由四條路徑施加適當(dāng)?shù)碾妷?，可以在需要的方向上指引成鏡部分110。
當(dāng)成鏡部分110或內(nèi)框120通過施加上述電壓而旋轉(zhuǎn)時，這些可動部件的一端在位置上朝向布線基板200移動。具體而言，假設(shè)內(nèi)框120中的電極基座122長度L3是600μm，則當(dāng)內(nèi)框120繞著軸A2旋轉(zhuǎn)5度時，電極基座122的端部將從正常的非旋轉(zhuǎn)位置下降60μm。為了不干擾內(nèi)框的這種運動，微鏡基板100和布線基板200需要彼此適當(dāng)?shù)馗糸_。據(jù)此，本實施例的導(dǎo)電襯墊300可以具有例如100μm的高度。
隨著通過施加電壓致使成鏡部分110面向期望的方向，通過光學(xué)傳感器單元400檢測成鏡部分110的旋轉(zhuǎn)角。具體而言，如圖3所示，首先，光從光學(xué)傳感器單元的光源402射到成鏡部分110下表面上形成的反射表面112中心。如果成鏡部分110如圖中假象線(虛線)所示位于傾斜的位置，則在表面112上反射的光隨著成鏡部分的旋轉(zhuǎn)角而偏離光源402，以便被光接收器401接收。這里需注意的是成鏡部分110的旋轉(zhuǎn)角是繞軸A1的旋轉(zhuǎn)角和繞軸A2的旋轉(zhuǎn)角的總和。當(dāng)光到達(dá)光接收器401上的一點時，光產(chǎn)生的載流子(carrier)所造成的電流流過電極403a-403d。然后，計算通過電極403a的電流與通過相對電極403c的電流之比。同樣地，計算通過電極403b的電流與通過相對電極403d的電流之比。基于上述兩個比率，可檢測到光到達(dá)光接收器401的點。此外，基于檢測到的點，可計算成鏡部分110的旋轉(zhuǎn)角。因此，當(dāng)發(fā)現(xiàn)成鏡部分110沒有朝向需要的方向時，調(diào)整(即增加或降低)施加于梳狀電極122a、122b、132a和132b的電壓，以使成鏡部分110朝向需要的方向。
使用光學(xué)傳感器單元400，可以在不接觸成鏡部分110的情況下檢測成鏡部分110的旋轉(zhuǎn)角。換而言之，檢測成鏡部分110的旋轉(zhuǎn)角不會妨礙成鏡部分110的運轉(zhuǎn)。
在微鏡元件X1中，導(dǎo)電襯墊300起到連接器的作用，用于將微鏡基板100上的導(dǎo)電路徑連接到布線基板200上的布線圖案210，并且起到分離器的作用，用于使兩基板100和200彼此間隔適當(dāng)?shù)木嚯x。光學(xué)傳感器單元400設(shè)置在基板100和200之間存在的空間中。采用這樣的布局，微鏡元件X1能夠變得緊湊。此外，光學(xué)傳感器單元400位于成鏡部分110附近。因此，能夠精確地檢測成鏡部分110的旋轉(zhuǎn)角。另外，用于驅(qū)動成鏡部分110和內(nèi)框120所需的布線不是形成于其上設(shè)有兩個部分110和120的微鏡基板100上。這樣，微鏡基板100繼而微鏡元件X1能夠被制造得緊湊。
圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的微鏡元件X2的透視圖。圖6是微鏡元件X2的分解透視圖。圖7是顯示微鏡元件X2結(jié)構(gòu)的局部剖視圖。
第二實施例的微鏡元件X2包括微鏡基板100、布線基板200、置于前述二者之間的導(dǎo)電襯墊300和多個光學(xué)傳感器單元400(圖中有9個單元)。微鏡基板100包括多個微鏡單元X2’(圖中有9個單元)和圍繞單元X2’的公共外框130’。每個微鏡單元X2’包括成鏡部分110、圍繞成鏡部分110的內(nèi)框120、連接成鏡部分110和內(nèi)框120的一對扭桿140、以及連接內(nèi)框120和公共外框130’的一對扭桿150。微鏡單元X2’的成鏡部分110、內(nèi)框120、扭桿140和扭桿150與微鏡元件X1中的相同，各微鏡單元X2’的公共外框130’與微鏡單元X1的外框130相似。據(jù)此，第一實施例的微鏡元件X1能夠被看作具有一個微鏡單元，而第二實施例的元件X2具有多個的微鏡單元。
布線基板200包括第一表面201和第二表面202。第一表面201和第二表面202分別形成有用于單獨驅(qū)動微鏡單元X2’的布線圖案210。對于每個微鏡單元X2’，第一表面201中的布線圖案210包括用于內(nèi)連接的四個電極片211a-211d，同時第二表面202中的布線圖210案包括用于外連接的四個電極片212a-212d。在上述構(gòu)成的布線圖案210中，第一表面中的布線圖案210和第二表面中的布線圖案210通過穿透布線基板200的轉(zhuǎn)接連接器(tieconnector)220而彼此電連接。轉(zhuǎn)接連接器220是在形成布線圖案210之前形成的。通過在布線基板200中形成通孔，然后在第一表面201和第二表面202上圍繞每個通孔形成金屬膜(例如Cu)，從而制得轉(zhuǎn)接連接器220。上述通孔的形成可以通過激光或DRIE實現(xiàn)。金屬膜的形成可以通過化學(xué)鍍(electroless plating)來實現(xiàn)。電極片212形成有例如焊接塊，用于形成外連接。布線基板200的其他方面與微鏡元件X1相同。
導(dǎo)電襯墊300設(shè)置于微鏡基板的電極片138a-138d和布線基板的電極片212a-212d之間。導(dǎo)電襯墊300的其他方面與微鏡元件X1相同。
光學(xué)傳感器單元400通過例如粘合劑而連接到布線基板的第一表面201。光學(xué)傳感器單元400可設(shè)置在布線基板的第一表面201中。致使每個光學(xué)傳感器單元400朝向相應(yīng)微鏡單元X2’的成鏡部分110的下表面。光學(xué)傳感器單元400的其他方面與微鏡元件X1相同。
微鏡元件X2設(shè)置在由例如陶瓷或玻璃環(huán)氧樹脂制成的主基板Y2上。除微鏡元件X2以外，主基板Y2載有電路構(gòu)成件，諸如集成電路(IC)(圖中未示出)。主基板Y2具有第一表面601，其形成有布線圖案610和電極片611。焊接塊230連接到電極片611。主基板具有第二表面602，其形成有電極片612。第一表面上的布線圖案610和第二表面上的電極片612通過穿透主基板Y2的轉(zhuǎn)接連接器620而電連接。主基板Y2的第二表面602通過例如焊接塊630而連接到連接器640。在這樣的布局中，布線基板200起到在主基板Y2和微鏡基板100之間的轉(zhuǎn)接基板(relay substrate)的作用。
根據(jù)第二實施例，如上所述，9個微鏡元件(分別對應(yīng)于第一實施例的元件X1)是彼此整體地形成于微鏡基板10和布線基板200中，這些微鏡元件能夠以與微鏡元件X1中所述一樣的方式起作用。此外，由于9個光學(xué)傳感器單元400設(shè)置在布線基板200上，用于各微鏡元件，所以能夠精確地檢測各微鏡元件的旋轉(zhuǎn)角。
微鏡元件X2包括使尺寸減小和精確檢測每個成鏡部分110運行狀態(tài)的布局。在元件X2中使用導(dǎo)電襯墊300，該導(dǎo)電襯墊起到連接器的作用，用以將微鏡基板100上的導(dǎo)電路徑連接到布線基板200上的布線圖案210，并且起到分離器的作用，用以使上述兩基板100和200彼此間隔適當(dāng)?shù)木嚯x。各光學(xué)傳感器單元400設(shè)于基板100和200之間存在的空間中。這樣，傳感器單元400不會致使微鏡元件X2的尺寸增加。此外，每個傳感器單元400設(shè)置在相應(yīng)的一成鏡部分110附近。因此，能夠精確地檢測旋轉(zhuǎn)角。另外，微鏡基板100不具有用于驅(qū)動可動部件(即成鏡部分110和內(nèi)框120)的布線。因此，可減小微鏡基板100的尺寸，從而減小微鏡元件X2的尺寸。此外，由于布線圖案210還設(shè)置在布線基板的第二表面202上，所以即使傳感器單元400設(shè)置在布線基板的第一表面201上，也能夠確保足夠大的面積用以形成布線圖案210。在圖示的例子中，9個微鏡單元X2’形成于微鏡基板100中，但本發(fā)明并不限于此特定數(shù)目。
根據(jù)第一實施例和第二實施例，成鏡部分110的旋轉(zhuǎn)角通過光學(xué)傳感器來檢測。或者，可使用電容型傳感器。具體而言，如圖8所示，電容型傳感器800可通過使用設(shè)置在基板801上的四個電極803a-803d而制成，以便電極朝向成鏡部分110的下表面。每個電極803a-803d位于與矩形成鏡部分110的四個端部之一相對應(yīng)的位置。因此，當(dāng)使得成鏡部分110繞軸A1或軸A2旋轉(zhuǎn)時，矩形成鏡部分110的四個端部之一會更接近四個電極803a-803d中對應(yīng)的一個。這樣看來，成鏡部分110起到可動電極的作用，其關(guān)于任一電極803a-803d提供電容器。由于設(shè)有四個電極803a-803d(以及成鏡部分110具有分別對應(yīng)電極的四個端部)，所以四個電容全部存在于成鏡部分110和電極之間。每個電容器的電容根據(jù)成鏡部分110圍繞軸A1和軸A2的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)而變化。因此，可通過檢測四個電容器的電容增加或減少，計算成鏡部分110的旋轉(zhuǎn)角。
根據(jù)第一實施例和第二實施例，布線圖案210直接形成于布線基板200上?；蛘撸季€圖案210可形成于諸如絕緣膜的中間層上，以便形成于布線基板200上。
請再參考圖7，轉(zhuǎn)接連接器220直接形成于布線基板200上，但本發(fā)明并不限于此。例如，如圖9所示，布線基板200可被涂敷例如由SiO2制成的絕緣膜240，那么轉(zhuǎn)接連接器220和布線圖案210可形成于絕緣膜240上。絕緣膜240可通過例如CVD(化學(xué)汽相沉積)制成。采用這樣的布局，即使在布線基板200由半導(dǎo)體(例如硅)制成時，也可確保布線基板200和布線圖案210或轉(zhuǎn)接連接器220之間的可靠絕緣。因此，可防止電流泄露至布線基板200。
在第二實施例中，轉(zhuǎn)接連接器由金屬材料例如Cu制成?；蛘?，可由半導(dǎo)體材料(例如涂有用于導(dǎo)電性的N型或P型雜質(zhì)的硅)或者導(dǎo)電有機材料(例如包含諸如銀或金等金屬顆粒的樹脂膏)制成。這些連接器可根據(jù)轉(zhuǎn)接連接器的材料而選擇不同的方法制成。這些方法的實例是CVD、LPCVD(低壓CVD)和MOCVD(金屬有機物CVD)。轉(zhuǎn)接連接器還可通過以導(dǎo)電材料完全地填充通孔而形成。
權(quán)利要求
1.一種微鏡元件，包括微鏡基板，與至少一個微鏡單元整體地形成，該微鏡單元包括框、具有鏡部的活動部分、以及將該框連接到該活動部分的扭桿；布線基板，形成有布線圖案；以及導(dǎo)電襯墊，用于將該微鏡基板從該布線基板隔離，并且用于將該框電連接到該布線圖案；其中該布線基板包括朝向該微鏡基板的第一表面，該第一表面設(shè)有檢測器，用于檢測該鏡部的旋轉(zhuǎn)角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微鏡元件，其中該微鏡基板整體地形成有多個微鏡單元，每個微鏡單元均包括框、具有鏡部的活動部分、以及連接該框和該活動部分的扭桿；以及其中該布線基板的第一表面設(shè)有分別對應(yīng)于所述多個微鏡單元的多個檢測器，每個檢測器檢測在所述微鏡單元的對應(yīng)一個中的該鏡部的旋轉(zhuǎn)角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微鏡元件，其中該檢測器包括光學(xué)傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微鏡元件，其中該檢測器包括電容型傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微鏡元件，其中該布線基板包括與該第一表面相對的第二表面，該布線圖案包括該第一表面上的第一布線部分和該第二表面上的第二布線部分，該布線基板形成有在厚度方向上穿透該布線基板的轉(zhuǎn)接連接器，用以使該第一布線部分和該第二布線部分彼此連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微鏡元件，其中所述轉(zhuǎn)接連接器由選自于金屬、半導(dǎo)體和導(dǎo)電有機材料的組合中的導(dǎo)電材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微鏡元件，其中所述轉(zhuǎn)接連接器通過電鍍、CVD、LPCVD和MOCVD之一制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微鏡元件，其中該襯墊包括至少一個導(dǎo)電塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微鏡元件，其中該導(dǎo)電襯墊通過電極片而與該布線圖案和該框中的至少一個連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微鏡元件，其中該導(dǎo)電襯墊通過導(dǎo)電粘合劑而連接到該布線圖案和該框中的至少一個。
全文摘要
一種微鏡元件，包括微鏡基板、布線基板、以及置于所述兩基板之間的導(dǎo)電襯墊。該微鏡基板整體地形成有框、具有鏡部的活動部分、以及將該框連接到該活動部分的扭桿。該布線基板設(shè)有布線圖案。該導(dǎo)電襯墊將該微鏡基板從該布線基板隔離，并且將該框電連接到該布線圖案。該布線基板具有朝向該微鏡基板的表面。在該表面上設(shè)有檢測器，用于檢測該鏡部的旋轉(zhuǎn)角。
文檔編號B81B7/00GK1696759SQ20041008527
公開日2005年11月16日 申請日期2004年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月14日
發(fā)明者宓曉宇, 曾根田弘光, 上田知史, 佐脅一平 申請人:富士通株式會社