專利名稱：一種mems掃描探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種MEMS掃描探頭技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種MEMS掃描探頭。
背景技術(shù)：
[0002]微型化、高性能、低成本、大批量是當今器件制造的追求目標。微機電系統(tǒng)技術(shù)此時應(yīng)運而生，被廣大設(shè)備制造商廣泛應(yīng)用。使用微機電系統(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，其優(yōu)點集中體現(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。[0003]現(xiàn)有的光學(xué)平臺在應(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)計中針對光學(xué)對準的標準，已經(jīng)實現(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，就實現(xiàn)了 MEMS微鏡的光學(xué)對準，現(xiàn)有技術(shù)的實現(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行連接，加工冷卻，使得柔性連接件達到彎曲的效果，實現(xiàn)MEMS微鏡在無源的初始狀態(tài)下呈自傾斜狀態(tài)，實現(xiàn)光學(xué)對準，但是這樣的方式，需要精確考慮到柔性連接件中導(dǎo)致彎曲度的各項因素要求，需要精確的計算，并配以相對準確精準的加工工藝才能完成這一操作，實現(xiàn)成品所要求的彎曲度，MEMS微鏡探頭極高標準，但對于這一操作中，不論是計算各項導(dǎo)致彎曲的因素、還是之后的加工工藝，這些標準要求都是非常高的，而且實際操作中，計算的理論值能否與實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，最終也就直接會導(dǎo)致到這類產(chǎn)品的成品率變得相當?shù)?。因此，現(xiàn)有的技術(shù)中，針對MEMS微鏡探頭中，實現(xiàn)MEMS微鏡在無源的初始狀態(tài)下呈自傾斜狀態(tài)，實現(xiàn)光學(xué)對準的操作方法還存在很多需要改進的地方。實用新型內(nèi)容[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種在實現(xiàn)MEMS微鏡在自傾斜狀態(tài)的基礎(chǔ)上，能夠方便、準確的控制MEMS微鏡的自傾斜角度的MEMS掃描探頭。[0005]本實用新型為了解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:本實用新型設(shè)計了一種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)定位槽實現(xiàn)光學(xué)對準，且微鏡底座下表面上與基座最接近的邊和基座的端部對設(shè)置于微鏡底座下表面的MEMS微鏡的自傾斜狀態(tài)進行了限位。[0006]作為本實用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述基座的上表面設(shè)置有焊盤。[0007]作為本實用新型的一種優(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微鏡的控制引線與柔性電路板相連接。[0008]作為本實用新型的一種優(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。[0009]作為本實用新型的一種優(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)。[0010]作為本實用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述柔性雙金屬結(jié)構(gòu)彎曲的內(nèi)表面為二氧化硅、氮化硅或多晶硅；外表面為鋁。[0011]本實用新型所述一種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:[0012](I)本實用新型設(shè)計的MEMS掃描探頭在實現(xiàn)MEMS微鏡在呈自傾斜狀態(tài)的基礎(chǔ)上，能夠方便、準確的控制MEMS微鏡的自傾斜角度，實現(xiàn)MEMS微鏡的光學(xué)對準，避免了繁瑣的操作方式，提高了工作效率；[0013](2)本實用新型設(shè)計的MEMS掃描探頭采用MEMS加工工藝，一次成型，避免多個部件加工組裝，提高了生產(chǎn)效率，降低了成本；[0014](3)本實用新型設(shè)計的MEMS掃描探頭在方便、準確的控制MEMS微鏡自傾斜角度的同時，針對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；[0015](4)本實用新型設(shè)計的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。


[0016]圖1是本實用新型設(shè)計的MEMS掃描探頭的上表面結(jié)構(gòu)示意圖；[0017]圖2是本實用新型設(shè)計的MEMS掃描探頭的下表面結(jié)構(gòu)示意圖；[0018]圖3是本實用新型設(shè)計的MEMS掃描探頭中基座端部與微鏡底座在加工時的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；[0019]圖4是本實用新型設(shè)計的MEMS掃描探頭中基座端部與微鏡底座在冷卻后實現(xiàn)彎曲效果示意圖。[0020]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。
具體實施方式
[0021]下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細的說明。[0022]如圖1和圖2所示，本實用新型設(shè)計了一種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實現(xiàn)光學(xué)對準，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)進行了限位。[0023]本實用新型設(shè)計的MEMS掃描探頭在實現(xiàn)MEMS微鏡4自傾斜狀態(tài)的基礎(chǔ)上，能夠方便、準確的控制MEMS微鏡4的自傾斜角度，實現(xiàn)MEMS微鏡4的光學(xué)對準，避免了繁瑣的操作方式，提高了工作效率。[0024]作為本實用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述基座I的上表面設(shè)置有焊盤5。[0025]作為本實用新型的一種優(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。[0026]作為本實用新型的一種優(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。[0027]本實用新型設(shè)計的MEMS掃描探頭方便、準確的控制MEMS微鏡4自傾斜角度的同時，針對MEMS微鏡4的控制引線采用柔性電路板引出，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。[0028]作為本實用新型的一種優(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)。[0029]作為本實用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述柔性雙金屬結(jié)構(gòu)8彎曲的內(nèi)表面為二氧化硅、氮化硅或多晶硅；外表面為鋁。[0030]本實用新型設(shè)計的MEMS掃描探頭采用MEMS加工工藝，一次成型，避免多個部件加工組裝，提高了生產(chǎn)效率，降低了成本。 本實用新型設(shè)計的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。[0032]在制造本實用新型設(shè)計的MEMS掃描探頭時，首先根據(jù)設(shè)計要求，設(shè)計出柔性雙金屬結(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，并依靠本實用新型MEMS掃描探頭中設(shè)計的限位結(jié)構(gòu)，對MEMS微鏡4實現(xiàn)的自傾斜角度再次進行調(diào)整，最終準確的實現(xiàn)設(shè)計要求中MEMS微鏡的自傾斜角度。如設(shè)計要求中，MEMS微鏡要實現(xiàn)45°的自傾斜角度，在設(shè)計柔性雙金屬結(jié)構(gòu)8的長度、材料時，就可以粗略的設(shè)計出只要能實現(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)對其自傾斜角度進行調(diào)整，就可以方便、準確的實現(xiàn)設(shè)計要求中對MEMS掃描探頭的設(shè)計要求。[0033]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(J)、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(6 )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)實現(xiàn)光學(xué)對準，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)的控制引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。
專利摘要本實用新型涉及一種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)，各個部件按照本實用新型的設(shè)計要求相互進行連接，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)進行了限位；本實用新型設(shè)計的MEMS掃描探頭在實現(xiàn)MEMS微鏡在自傾斜狀態(tài)的基礎(chǔ)上，能夠方便、準確的控制MEMS微鏡的自傾斜角度。
文檔編號G02B26/08GK202956536SQ201220667398
公開日2013年5月29日 申請日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者陳巧, 謝會開, 周亮, 丁金玲 申請人:無錫微奧科技有限公司