[实用新型]基于电磁原理驱动的大尺寸MEMS微镜芯片及其封装结构

说明书

本实用新型公开了一种基于电磁原理驱动的大尺寸MEMS微镜芯片及其封装结构。基于电磁原理驱动的大尺寸MEMS微镜芯片具有一个以上的转轴、与所述转轴连接的框架，所述芯片具有背对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面形成有反射镜面，所述反射镜面能够以所述转轴为轴发生偏转，所述第二表面形成有软磁薄膜层，其至少能够与电感线圈配合为所述镜面偏转提供磁力。本实用新型通过电镀软磁材料并结合外部通电线圈的方法来实现MEMS微镜偏转的驱动方式，可以通过改变软磁薄膜料层的厚度来改变最大饱和磁场强度从而提高驱动力，电镀软磁薄膜层的形状可以根据实际受力位置而调整，微镜工作时，微镜结构本身不需施加任何驱动电压或者电流，更容易实现其温度的精确控制。

技术领域

本实用新型特别涉及一种基于电磁原理驱动的大尺寸MEMS微镜芯片及其封装结构，属于微纳制造及激光显示技术领域。

背景技术

MEMS微镜可以通过扭转来实现光束的一维或者二维扫描，目前已广泛应用于3D扫描、激光显示、激光雷达等领域。低成本、低能耗、高精度、大转角和高可靠性是MEMS微镜的主要特点。MEMS微镜的驱动方式一般分为四种：静电驱动、电热驱动、压电驱动以及电磁驱动。一般来说前两种驱动方式即静电驱动和电热驱动多用于如小尺寸微镜(即镜面面积小)的应用领域，如OCT医学领域。而压电驱动与电磁驱动由于驱动力大等特点多应用于需要较大镜面的应用领域，如激光切割、激光雷达等。其中，压电驱动虽然能够产生比较大的驱动力，但由于其难以与MEMS工艺相结合，并不适用于量产。电磁驱动一般制作工艺较复杂，而根据不同的驱动机制又分为两种，一是利用外部磁铁和平面线圈相互作用来产生洛伦兹力驱动；二是利用磁性薄膜与外部通电线圈的静磁力来驱动振镜偏转。基于第一种驱动机制的微镜，电镀线圈工艺复杂，且往往容易产生热量不易耗散从而缩短器件的使用寿命，因此本实用新型基于第二种电磁驱动机制设计了一种简易的电磁驱动装置，克服了电磁驱动式工艺复杂的劣势。

如图1a-b，展示了现有微镜的驱动方案，是将MEMS扫描振镜芯片放置于上下永磁体之间，由于MEMS扫描振镜芯片上有导电线圈，当电流通过线圈时，线圈会在磁场中受到安培力的作用，从而在产生使振镜偏转的力矩，使MEMS振镜工作。

现有技术中，可动线圈-静止磁铁的电磁驱动式MEMS微镜的工艺比较成熟但是步骤相当复杂，需要经过复杂的工艺过程才能完成一批微镜的制作，极大的提高了制作成本；其外部的封装结构也较复杂，微镜的封装过程繁琐，不易封装。且现有MEMS振镜的镜面尺寸都相对较小，无法满足需要大镜面的应用领域。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种基于电磁原理驱动的大尺寸MEMS微镜芯片及其封装结构，以克服现有技术的不足。

为实现前述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案包括：

本实用新型实施例提供了一种基于电磁原理驱动的大尺寸MEMS微镜芯片，所述芯片具有一个以上的转轴、与所述转轴连接的框架，所述芯片具有背对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面形成有反射镜面，所述反射镜面能够以所述转轴为轴发生偏转，所述第二表面形成有软磁薄膜层，其至少能够与电感线圈配合为所述镜面偏转提供磁力。

本实用新型实施例还提供了一种基于电磁原理驱动的大尺寸MEMS微镜芯片的封装结构，包括所述的基于电磁原理驱动的大尺寸MEMS微镜芯片，以及，

PCB板，其至少用以与连接电感线圈和外部电源，

封装底座，其至少用以固定电感线圈组，

第一垫片，其至少用以为MEMS微镜芯片提供偏转空间，

和第二垫片，其至少用以固定所述MEMS微镜芯片。

与现有技术相比，本实用新型的优点包括：

(1)通过电镀软磁材料并结合外部通电线圈的方法来实现MEMS微镜偏转的驱动方式，工艺简单；