專利名稱：一種mems掃描探頭的制作方法
技術領域：
一種MEMS掃描探頭技術領域[0001]本實用新型涉及一種MEMS掃描探頭。
背景技術：
[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。微機電系統技術此時應運而生，被廣大設備制造商廣泛應用。使用微機電系統技術制造的器件主要可分成兩大類，其一就是單純微型化傳統器件，如微型光學平臺，其優點集中體現在可以拓展微型化的系統的使用范圍；其二使用革新原理制造出傳統方法無法制作的器件，如地磁傳感器。[0003]現有的光學平臺在應用MEMS技術方面，如MEMS掃描探頭、OCT內窺鏡探頭等等，但是現有的產品設備也存在一些不盡如人意的地方，如MEMS掃描探頭，現有的設計中針對光學對準的標準，已經實現了使MEMS微鏡在無源的初始狀態下呈自傾斜狀態，在無源的初始狀態下，就實現了 MEMS微鏡的光學對準，現有技術的實現方式是通過采用具有不同熱膨脹系數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MEMS微鏡在無源的初始狀態下呈自傾斜狀態，實現光學對準，但是這樣的方式，需要精確考慮到柔性連接件中導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合，也給工作人員提出了很高的要求，最終也就直接會導致到這類產品的成品率變得相當低。因此，現有的技術中，針對MEMS微鏡探頭中，實現MEMS微鏡在無源的初始狀態下呈自傾斜狀態，實現光學對準的操作方法還存在很多需要改進的地方。實用新型內容[0004]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種在實現MEMS微鏡在自傾斜狀態的基礎上，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問題采用以下技術方案:本實用新型設計了一種MEMS掃描探頭，包括基座、光纖、透鏡、微鏡底座、以及設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置有兩端開口的光學定位槽；光纖設置在光學定位槽內；通過設置在光學定位槽內的透鏡定位槽，將透鏡設置在光纖的一端；還包括柔性雙金屬結構，微鏡底座的一邊通過柔性雙金屬結構與基座上靠近透鏡的端部相連接，其中，柔性雙金屬結構的兩端分別連接基座端部的上表面和微鏡底座的上表面；柔性雙金屬結構使得設置于微鏡底座下表面的MEMS微鏡處于自傾斜狀態，與光學定位槽實現光學對準，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置于微鏡底座下表面的MEMS微鏡的自傾斜狀態進行了限位。[0006]作為本實用新型的一種優選技術方案:所述基座的上表面設置有焊盤。[0007]作為本實用新型的一種優選技術方案:還包括設置于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選技術方案: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選技術方案:所述柔性雙金屬結構包括熱膨脹系數不同的兩種材料，柔性雙金屬結構彎曲的內表面材料的熱膨脹系數小于外表面材料的熱膨脹系數。[0010]作為本實用新型的一種優選技術方案:所述柔性雙金屬結構彎曲的內表面為二氧化硅、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方案與現有技術相比，具有以下技術效果:[0012](I)本實用新型設計的MEMS掃描探頭在實現MEMS微鏡在呈自傾斜狀態的基礎上，能夠方便、準確的控制MEMS微鏡的自傾斜角度，實現MEMS微鏡的光學對準，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，提高了生產效率，降低了成本；[0014](3)本實用新型設計的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組裝掃描探頭的尺寸，使得其得到了更廣泛的應用。
[0016]圖1是本實用新型設計的MEMS掃描探頭的上表面結構示意圖；[0017]圖2是本實用新型設計的MEMS掃描探頭的下表面結構示意圖；[0018]圖3是本實用新型設計的MEMS掃描探頭中基座端部與微鏡底座在加工時的剖面結構示意圖；[0019]圖4是本實用新型設計的MEMS掃描探頭中基座端部與微鏡底座在冷卻后實現彎曲效果示意圖。[0020]其中，1.基座，2.光纖，3.透鏡，4.MEMS微鏡，5.焊盤，6.光學定位槽，7.微鏡底座，8.柔性雙金屬結構，9.透鏡定位槽。
具體實施方式
[0021]下面結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置有兩端開口的光學定位槽6 ;光纖2設置在光學定位槽6內；通過設置在光學定位槽4內的透鏡定位槽9，將透鏡3設置在光纖2的一端；還包括柔性雙金屬結構8，微鏡底座7的一邊通過柔性雙金屬結構8與基座I上靠近透鏡3的端部相連接，其中，柔性雙金屬結構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；柔性雙金屬結構8使得設置于微鏡底座7下表面的MEMS微鏡4處于自傾斜狀態，與光學定位槽6實現光學對準，且微鏡底座7下表面上與基座I最接近的邊和基座I的端部對設置于微鏡底座7下表面的MEMS微鏡4的自傾斜狀態進行了限位。[0023]本實用新型設計的MEMS掃描探頭在實現MEMS微鏡4自傾斜狀態的基礎上，能夠方便、準確的控制MEMS微鏡4的自傾斜角度，實現MEMS微鏡4的光學對準，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選技術方案:所述基座I的上表面設置有焊盤5。[0025]作為本實用新型的一種優選技術方案:還包括設置于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選技術方案: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選技術方案:所述柔性雙金屬結構8包括熱膨脹系數不同的兩種材料，柔性雙金屬結構8彎曲的內表面材料的熱膨脹系數小于外表面材料的熱膨脹系數。[0029]作為本實用新型的一種優選技術方案:所述柔性雙金屬結構8彎曲的內表面為二氧化硅、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，提高了生產效率，降低了成本。 本實用新型設計的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組裝掃描探頭的尺寸，使得其得到了更廣泛的應用。[0032]在制造本實用新型設計的MEMS掃描探頭時，首先根據設計要求，設計出柔性雙金屬結構8的長度、材料，這里根據需要得到自傾斜角度，設計出能夠實現大于該自傾斜角度的柔性雙金屬結構8，并依靠本實用新型MEMS掃描探頭中設計的限位結構，對MEMS微鏡4實現的自傾斜角度再次進行調整，最終準確的實現設計要求中MEMS微鏡的自傾斜角度。如設計要求中，MEMS微鏡要實現45°的自傾斜角度，在設計柔性雙金屬結構8的長度、材料時，就可以粗略的設計出只要能實現大于45°的自傾斜角度的柔性雙金屬結構8，再加之限位結構對其自傾斜角度進行調整，就可以方便、準確的實現設計要求中對MEMS掃描探頭的設計要求。[0033]其中，這里柔性雙金屬結構8的彎曲角度
權利要求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置有兩端開口的光學定位槽(6 );光纖(2 )設置在光學定位槽(6 )內；通過設置在光學定位槽(6 )內的透鏡定位槽(9)，將透鏡(3)設置在光纖(2)的一端；其特征在于:還包括柔性雙金屬結構(8)，微鏡底座(7 )的一邊通過柔性雙金屬結構(8 )與基座(I)上靠近透鏡(3 )的端部相連接，其中，柔性雙金屬結構(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；柔性雙金屬結構(8)使得設置于微鏡底座(7)下表面的MEMS微鏡(4)處于自傾斜狀態，與光學定位槽(6)實現光學對準，且微鏡底座(7)下表面上與基座(I)最接近的邊和基座(I)的端部對設置于微鏡底座(7)下表面的MEMS微鏡(4)的自傾斜狀態進行了限位。
2.根據權利要求1所述一種MEMS掃描探頭，其特征在于:所述基座(I)的上表面設置有焊盤(5)。
3.根據權利要求1或2所述一種MEMS掃描探頭，其特征在于:還包括設置于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.根據權利要求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.根據權利要求1所述一種MEMS掃描探頭，其特征在于:所述柔性雙金屬結構(8)包括熱膨脹系數不同的兩種材料，柔性雙金屬結構(8)彎曲的內表面材料的熱膨脹系數小于外表面材料的熱膨脹系數。
6.根據權利要求1或5所述一種MEMS掃描探頭，其特征在于:所述柔性雙金屬結構(8)彎曲的內表面為二氧化硅、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)、柔性雙金屬結構(8)、微鏡底座(7)、以及設置在微鏡底座(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)的端部對設置于微鏡底座(7)下表面的MEMS微鏡(4)的自傾斜狀態進行了限位；本實用新型設計的MEMS掃描探頭在實現MEMS微鏡在自傾斜狀態的基礎上，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 優先權日2012年12月6日
發明者陳巧, 謝會開, 周亮, 丁金玲 申請人:無錫微奧科技有限公司