專利名稱：一種無源驅(qū)動mems光開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)。
背景技術(shù)：
微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)的發(fā)展開辟了一個全新的技術(shù)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)，采用MEMS技術(shù)制作的微傳感器、微執(zhí)行器、微型構(gòu)件、微機(jī)械光學(xué)器件、真空微電子器件、電力電子器件等在航空、航天、汽車、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控、軍事以及幾乎人們所接觸到的所有領(lǐng)域中都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。微機(jī)電系統(tǒng)MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)是一種全新的必須同時考慮多種物理場混合作用的研發(fā)領(lǐng)域，相對于傳統(tǒng)的機(jī)械，它們的尺寸更小，最大的不超過一個厘米，甚至僅僅為幾個微米。采用與集成電路(IC)類似的生成技術(shù)，可大量利用集成電路(IC)生產(chǎn)中的成熟技術(shù)、工藝,進(jìn)行大批量、低成本生產(chǎn),使性價比相對于傳統(tǒng)“機(jī)械”制造技術(shù)大幅度提高?，F(xiàn)如今，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)被廣大設(shè)備制造商廣泛應(yīng)用。MEMS器件借助于成熟的半導(dǎo)體生產(chǎn)技術(shù)，使用硅等材料作為載體，促進(jìn)了各式各樣的新型微型化傳感器與驅(qū)動器的蓬勃發(fā)展。光開關(guān)是一種具有一個或多個可選的傳輸端口，其作用是對光傳輸線路或集成光路中的光信號進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換或邏輯操作的光學(xué)器件。傳統(tǒng)光開關(guān)器件，利用繼電器，反射鏡，機(jī)械對準(zhǔn)裝置等組裝在一起。通過電壓控制繼電器的吸合帶動高反射鏡偏轉(zhuǎn)移動。為了保證光路對準(zhǔn)達(dá)到設(shè)計性能指標(biāo)，傳統(tǒng)機(jī)械式光開關(guān)在生產(chǎn)過程必須經(jīng)過精密的調(diào)試安裝，以確保反射狀態(tài)下光開關(guān)的性能。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的機(jī)械光開關(guān)不僅對其生產(chǎn)工藝的要求較高、不利于批量生產(chǎn)。同時由于為了驅(qū)動鏡面，需要通過對電路控制裝置施加電流或電壓，這就限制了其在某些特殊場合的應(yīng)用，如礦井，油田，易燃易爆環(huán)境等。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、應(yīng)用方便、且安全性高，具有廣泛應(yīng)用領(lǐng)域的無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)。本實(shí)用新型為了解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:本實(shí)用新型設(shè)計了一種無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)，包括鏡體、鏡體邊框和磁性件，鏡體通過彈性連接件與鏡體邊框相連接；磁性件設(shè)置在鏡體的背面。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案:還包括透光蓋，透光蓋以其內(nèi)表面面向所述鏡體的方向、設(shè)置在鏡體邊框的上方。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案:還包括底蓋，底蓋以其內(nèi)表面面向所述磁性件的方向、設(shè)置在鏡體邊框的下方。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述底蓋的內(nèi)表面設(shè)置有凹槽。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述鏡體其中的一邊通過彈性連接件與鏡體邊框其中的一邊相連接。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述鏡體上與彈性連接件所在邊、相對的另一邊上設(shè)置有無磁性限位邊。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述鏡體上相對的兩邊分別通過彈性連接件與鏡體邊框上相對的兩邊相連接。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述鏡體上與設(shè)置在相對兩邊上彈性連接件之間的連線、相垂直的另外兩邊上分別設(shè)置有無磁性限位邊。本實(shí)用新型所述一種無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)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)本實(shí)用新型設(shè)計的無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)，取消了通電驅(qū)動的方式，具有很高的安全性；(2)本實(shí)用新型設(shè)計的無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)中在鏡體邊框的上方和下方設(shè)置有透光蓋和底蓋，在不影響光開關(guān)工作的同時，對鏡體起到了保護(hù)效果，而且底蓋對鏡體的位移起到了限位作用；(3)本實(shí)用新型設(shè)計的無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)中，底蓋的內(nèi)表面設(shè)置凹槽，保證了鏡體擁有更大的位移空間；(4)本實(shí)用新型設(shè)計的無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)中，在鏡體的邊緣設(shè)置有無磁性限位邊，在底蓋對鏡體位移進(jìn)行限位的過程中，避免了鏡體直接與限位結(jié)構(gòu)相接觸，對鏡體起到了保護(hù)作用；(5)本實(shí)用新型設(shè)計的無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)中，針對鏡體的位移方向，對鏡體與鏡體邊框之間的連接關(guān)系設(shè)計了兩種技術(shù)方案，提供了多樣化的工作模式。

圖1是本實(shí)用新型設(shè)計的無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)的第一實(shí)施例的正面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型設(shè)計的無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)的第一實(shí)施例的反面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型設(shè)計的無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)的第一實(shí)施例中鏡體邊框和鏡體的結(jié)構(gòu)不意圖；圖4是本實(shí)用新型設(shè)計的無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)的第一實(shí)施例中鏡體邊框和鏡體的活動效果示意圖；圖5是本實(shí)用新型設(shè)計的無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)的第二實(shí)施例中鏡體邊框和鏡體的結(jié)構(gòu)不意圖；圖6是本實(shí)用新型設(shè)計的無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)的第二實(shí)施例中鏡體邊框和鏡體的截面結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1.鏡體，2.鏡體邊框，3.磁性件，4.彈性連接件，5.無磁性限位邊，6.底蓋，
7.凹槽，8.透光蓋。
具體實(shí)施方式
[0028]下面結(jié)合說明書附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖1至圖4所示，本實(shí)用新型設(shè)計了一種無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)，包括鏡體1、鏡體邊框2和磁性件3，鏡體I通過彈性連接件4與鏡體邊框2相連接；磁性件3設(shè)置在鏡體I的背面。本實(shí)用新型設(shè)計的無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)，取消了通電驅(qū)動的方式，具有很高的安全性。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案:還包括透光蓋8，透光蓋8以其內(nèi)表面面向所述鏡體I的方向、設(shè)置在鏡體邊框2的上方。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案:還包括底蓋6，底蓋6以其內(nèi)表面面向所述磁性件3的方向、設(shè)置在鏡體邊框2的下方。本實(shí)用新型設(shè)計的無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)中在鏡體邊框2的上方和下方設(shè)置有透光蓋8和底蓋6，在不影響光開關(guān)工作的同時，對鏡體I起到了保護(hù)效果，而且底蓋6對鏡體I的位移起到了限位作用。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述底蓋6的內(nèi)表面設(shè)置有凹槽7。本實(shí)用新型設(shè)計的無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)中，底蓋6的內(nèi)表面設(shè)置凹槽7，保證了鏡體I擁有更大的位移空間作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述鏡體I其中的一邊通過彈性連接件4與鏡體邊框2其中的一邊相連接。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述鏡體I上與彈性連接件4所在邊、相對的另一邊上設(shè)置有無磁性限位邊5。如圖5和圖6所不,作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述鏡體I上相對的兩邊分別通過彈性連接件4與鏡體邊框2上相對的兩邊相連接。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述鏡體I上與設(shè)置在相對兩邊上彈性連接件4之間的連線、相垂直的另外兩邊上分別設(shè)置有無磁性限位邊5。本實(shí)用新型設(shè)計的無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)中，針對鏡體I的位移方向，對鏡體I與鏡體邊框2之間的連接關(guān)系設(shè)計了兩種技術(shù)方案，提供了多樣化的工作模式。本實(shí)用新型設(shè)計的無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)中，在鏡體I的邊緣設(shè)置有無磁性限位邊5，在底蓋6對鏡體I位移進(jìn)行限位的過程中，避免了鏡體I直接與限位結(jié)構(gòu)相接觸，對鏡體I起到了保護(hù)作用。如圖4所示，圖中鏡體I的最大位移為d，此時針對這個最大位移d，可以將底蓋6內(nèi)表面的凹槽7的深度設(shè)置d，這樣加上無磁性限位邊5的作用，就可以在對鏡體I位移進(jìn)行限位，保護(hù)鏡體I本身的同時，使得鏡體I擁有更大的位移空間，使本實(shí)用新型設(shè)計的無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)獲得更好的工作效果。本實(shí)用新型設(shè)計了一種無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)的加工工藝，包括所述鏡體I和鏡體邊框2的加工工藝，鏡體I和鏡體邊框2的材料為SOI硅片，SOI硅片包含兩層硅，且兩層硅之間為掩埋二氧化硅層，該加工工藝包括如下步驟:步驟al.對SOI硅片進(jìn)行雙面標(biāo)準(zhǔn)清洗；步驟a2.對SOI硅片正面圖形化并電鍍磁性材料，如鎳鐵；步驟a3.對SOI硅片正面圖形化，并刻蝕Si —直到所述掩埋二氧化硅層；[0047]步驟a4.對SOI硅片背面圖形化，并刻蝕Si —直到所述掩埋二氧化硅層；步驟a5.濕法或干法刻蝕所述掩埋二氧化硅層；步驟a6.對SOI硅片背面淀積一層金，構(gòu)成鏡體I。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案:還包括底蓋6的加工工藝，底蓋6的材料為SOI硅片，SOI硅片包含兩層硅，且兩層硅之間為掩埋二氧化硅層，該加工工藝包括如下步驟:步驟bl.對SOI硅片進(jìn)行雙面標(biāo)準(zhǔn)清洗；步驟b2.對SOI硅片正面進(jìn)行氧化或氧化層淀積，并圖形化；步驟b3.對SOI硅片的正面進(jìn)行甩膠光刻；步驟b4.利用步驟b3的光刻膠作為阻擋掩膜，對SOI硅片的正面干法刻蝕Si直至所述掩埋二氧化硅層；步驟b5.利用步驟b2的氧化層作為阻擋掩膜，再一次對SOI硅片正面第2次干法刻蝕Si。本實(shí)用新型設(shè)計的無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)的加工工藝，采用MEMS加工工藝，并且無需通電控制，保證了產(chǎn)品的成品率，而且實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)。本實(shí)用新型設(shè)計的無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)在實(shí)際應(yīng)用過程當(dāng)中，由于磁性件3設(shè)置在鏡體I的背面，該MEMS光開關(guān)在外部可變磁場的作用下實(shí)現(xiàn)了鏡面偏轉(zhuǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了光開關(guān)得工作效果，其中，外部可變磁場可通過磁塊，以及人工對磁塊位置的調(diào)整去實(shí)現(xiàn)，不僅如此，外部可變磁場還可以通過設(shè)置在該MEMS光開關(guān)外部的通電磁線圈去實(shí)現(xiàn)；加之底蓋6以及其內(nèi)表面的凹槽7，在保證鏡體I最大位移的同時，對鏡體I的位移起到了限位；設(shè)置的無磁性限位邊5，使得底蓋6對鏡體I限位的同時，對鏡體I本身起到了保護(hù)作用。本實(shí)用新型設(shè)計的無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)包括兩種實(shí)施例，第一實(shí)施例中，鏡體I以設(shè)置在其一邊上的彈性連接件4為圓點(diǎn)進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，且設(shè)置在鏡體I上與彈性連接件4所在邊、相對的另一邊上的無磁性限位邊5，與底蓋6相結(jié)合，在鏡體I位移過程中，對鏡體I本身起到了保護(hù)的效果。第二實(shí)施例中，鏡體I上相對的兩邊分別通過彈性連接件4與鏡體邊框2上相對的兩邊相連接，則鏡體I以兩個彈性連接件4之間的連線為軸進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，且設(shè)置在鏡體I上與設(shè)置在相對兩邊上彈性連接件4之間的連線、相垂直的另外兩邊上的無磁性限位邊5，與底蓋6相結(jié)合，在鏡體I位移過程中，對鏡體I本身起到了保護(hù)的效果。上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實(shí)用新型宗旨的前提下做出各種變化。
權(quán)利要求1.一種無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)，包括鏡體(I)和鏡體邊框(2)，其特征在于:還包括磁性件(3)，鏡體(I)通過彈性連接件(4)與鏡體邊框(2)相連接；磁性件(3)設(shè)置在鏡體(I)的背面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)，其特征在于:還包括透光蓋(8)，透光蓋(8)以其內(nèi)表面面向所述鏡體(I)的方向、設(shè)置在鏡體邊框(2)的上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)，其特征在于:還包括底蓋(6)，底蓋(6)以其內(nèi)表面面向所述磁性件(3)的方向、設(shè)置在鏡體邊框(2)的下方。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)，其特征在于:所述底蓋(6)的內(nèi)表面設(shè)置有凹槽(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述一種無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)，其特征在于:所述鏡體(I)其中的一邊通過彈性連接件(4)與鏡體邊框(2)其中的一邊相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)，其特征在于:所述鏡體(I)上與彈性連接件(4 )所在邊、相對的另一邊上設(shè)置有無磁性限位邊(5 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述一種無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)，其特征在于:所述鏡體(I)上相對的兩邊分別通過彈性連接件(4)與鏡體邊框(2)上相對的兩邊相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)，其特征在于:所述鏡體(I)上與設(shè)置在相對兩邊上彈性連接件(4)之間的連線、相垂直的另外兩邊上分別設(shè)置有無磁性限位邊(5)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)，其中，無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)包括鏡體(1)、鏡體邊框(2)和還包括磁性件(3)，鏡體(1)通過彈性連接件(4)與鏡體邊框(2)相連接，磁性件(3)設(shè)置在鏡體(1)的背面；本實(shí)用新型設(shè)計的無源驅(qū)動MEMS光開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)，取消了通電驅(qū)動的方式，具有很高的安全性。
文檔編號G02B26/08GK202995136SQ201220717429
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者陳巧, 謝會開, 丁金玲 申請人:無錫微奧科技有限公司