[发明专利]带位移自检测功能的3-DOF硅基平面并联定位平台及制作方法

权利要求书

1.一种带位移自检测功能的3-DOF硅基平面并联定位平台，其特征在于，包括单晶硅基片和玻璃基片，所述的单晶硅基片设在玻璃基片上方，单晶硅基片上设有载物台、静电梳齿致动器、检测梁、折叠梁、柔性支撑梁和柔性铰链，所述的载物台位于单晶硅基片的中央并可三自由度运动，载物台通过柔性铰链依次连接柔性支撑梁、折叠梁、静电梳齿致动器和检测梁，所述的检测梁上集成有位移检测传感器，所述的玻璃基片上设有与静电梳齿致动器连接的致动器驱动电极。

2.根据权利要求1所述的一种带位移自检测功能的3-DOF硅基平面并联定位平台，其特征在于，所述的载物台呈等腰三角形结构，等腰三角形结构的每个顶角处均通过柔性铰链依次连接柔性支撑梁、折叠梁、静电梳齿致动器和检测梁形成Y型结构。

3.根据权利要求1所述的一种带位移自检测功能的3-DOF硅基平面并联定位平台，其特征在于，所述的位移检测传感器包括两个外接电阻和两个设在检测梁上的应力压敏电阻，所述的两个外接电阻和两个应力压敏电阻组成半桥检测电路。

4.根据权利要求3所述的一种带位移自检测功能的3-DOF硅基平面并联定位平台，其特征在于，所述的两个应力压敏电阻采用离子注入的方式设置在检测梁两端的上表面。

5.根据权利要求3所述的一种带位移自检测功能的3-DOF硅基平面并联定位平台，其特征在于，所述的两个应力压敏电阻设有引线和焊盘，所述的引线和焊盘固定在单晶硅基片上表面。

6.根据权利要求1所述的一种带位移自检测功能的3-DOF硅基平面并联定位平台，其特征在于，所述的单晶硅基片采用(111)晶面的单晶硅基片。

7.根据权利要求1所述的一种带位移自检测功能的3-DOF硅基平面并联定位平台，其特征在于，所述的单晶硅基片上的载物台、静电梳齿致动器、检测梁、折叠梁、柔性支撑梁、柔性铰链以及检测传感器采用体硅工艺在同一单晶硅基片上一体化加工形成。

8.根据权利要求1所述的一种带位移自检测功能的3-DOF硅基平面并联定位平台，其特征在于，所述的柔性铰链为圆弧形柔性铰链。

9.根据权利要求1所述的一种带位移自检测功能的3-DOF硅基平面并联定位平台，其特征在于，所述的静电梳齿致动器为推-拉式侧向平动静电梳齿致动器。

10.一种如权利要求1所述的带位移自检测功能的3-DOF硅基平面并联定位平台的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)采用(111)晶面的双面抛光单晶硅基片，单晶硅基片厚度取350μm，电阻率范围取1Ω·cm～12Ω·cm，通过向该单晶硅基片进行硼离子注入的方式设置应力敏感电阻，注入倾斜角取7°～12°，应力敏感电阻的电阻值为82～90欧姆；

2)制作应力敏感电阻的引线孔，然后溅射铝薄膜在单晶硅基片上表面形成引线和焊盘；

3)单晶硅基片下表面涂光刻胶并光刻出静电梳齿致动器、折叠梁、柔性支撑梁、载物台、检测梁的可活动结构区域和静电致动器引线电极走线位置区域，然后利用硅深度反应离子刻蚀工艺刻蚀出所述的可活动结构区域和走线位置区域，刻蚀深度为300μm；

4)取一玻璃基片，在玻璃基片的其中一个表面上溅射铝薄膜，涂光刻胶后光刻并制作形成静电梳齿致动器的引线电极；

5)将单晶硅基片的下表面与玻璃基片的引线电极所在面通过硅-玻璃阳极键合方式连接；

6)在单晶硅基片上表面涂光刻胶并光刻出可活动结构的图形，然后采用反应离子刻蚀工艺刻蚀掉可活动结构的图形区域的钝化保护层，再利用硅深度反应离子刻蚀工艺刻蚀释放可活动结构。