技術領域

本發明涉及一種通過將二維結構機械預偏轉出晶片平面或基片平面外和之后可以將其固定在偏轉狀態來制造微機械三維(3D)結構的方法。

背景技術

這些三維結構應用在例如微技術和微系統技術中并且用于制造靜電三維驅動器結構。這些驅動器與很多微系統相關，并尤其用于圖像投影的微掃描儀。這些3D結構可以例如用來實現一種能在晶片平面之外在很大的平移和/或旋轉范圍內產生力和力矩的靜電驅動器。

已知多種將結構偏轉出晶片平面外的方法。已知的方法利用基片材料或基片組合層的材料應力，用于在限定位置彎曲基片。該彎曲然后可以用于將結構傾斜或旋轉出基片。材料應力在材料對中是固有的或通過所謂的作用器外加的。然而由材料應力可獲得的基片曲率很小。此外，為了積聚材料應力并實現結構相對于基片的大的作用角，在基片上需要很大的空間。這些會被基片的局部向下變薄(local?down-thinning)放大，然而，基片的局部向下變薄會削弱將被偏轉的結構的機械可壓性(stressability)且可能產生低頻振動模式。

發明內容

本發明的目的是提供一種構成微機械結構的方法和一種微機械器件，所述構成微機械結構的方法和所述微機械器件可減少或消除已知技術的上述缺點。

本發明的目的通過根據本發明的方法和通過根據本發明的微機械器件實現。

根據實施例，本發明提出了一種制造微機械結構的方法，所述制造微機械結構的方法包括步驟：在基片內形成被可偏轉支撐二維結構；以及將所述被可偏轉支撐二維結構布置在封裝內，使得集成微操縱器布置在所述封裝和所述二維結構之間，從而實現所述二維結構偏轉出所述基片的平面。

本發明的實施例提出了一種微機械器件，所述微機械器件：包括封裝；基片；布置在所述基片內的二維結構；以及布置在所述封裝和所述二維結構之間的微操縱器，從而所述二維結構實現偏轉出所述基片的平面。

本發明實施例描述了微操縱器可以實施為器件封裝的永久構件。在封裝微機械器件的過程中，被可偏轉支撐的二維結構的預偏轉或偏轉以及由此形成三維結構可以借助微操縱器來完成。在形成三維結構后微操縱器可以保留在微機械器件中，從而所述結構的三維偏轉可以通過幾何結構以及構造和力與微操縱器閉合(closure)來永久限定。

在通過微操縱器施加力和/或力矩的過程中，所述器件可以依照自身的支撐而旋轉、傾斜或移出晶片平面。偏轉的部件或三維結構此時可以被固定。所述固定可以通過構造配合、力配合(force?fit)或者材料配合的方法實現。作為構造配合固定方法，例如可以使用機械鉤或閂鎖將二維結構阻止和/或制動在偏轉狀態。作為材料配合固定方法，例如，可以執行粘附、粘結、軟焊或通過形成合金連接。例如，通過粘附力、夾緊力和摩擦力可以力配合的方式固定偏轉二維元件。此后，形成結構的晶片平面的二維元件形成三維元件。

微操縱器可以實施為微機械或精密機械制造的結構，并且可以是封裝所器件的永久構件。微操縱器可以與預偏轉的二維結構永久接合。

附圖說明

下面參照附圖詳細描述根據本發明的幾個優選實施例，其中：

圖1是圖示根據本發明實施例的微機械結構的制造方法的流程圖；

圖2是在封裝之前的微機械一維掃描儀反射鏡的俯視圖；

圖3是根據本發明實施例的封裝的一維掃描儀反射鏡的剖面圖；

圖4是根據本發明另一實施例的封裝的器件的剖面圖，所述封裝的器件具有通過微操縱器結構向下偏轉的二維結構；

圖5是根據本發明另一實施例的封裝的微機械器件的剖面圖；

圖6是封裝的微機械器件的剖面圖，所述封裝的微機械器件的頂邊由光學蓋玻璃密封；

圖7是剖面圖，其中封裝的微機械器件在其頂邊由光學蓋玻璃密封，其中所述光學窗以傾斜的方式布置在封裝的微機械器件上；

圖8是根據本發明另一個實施例的微機械器件的剖面圖，所述微機械器件在芯片級作為單個器件封裝；

圖9是在芯片級作為單個器件封裝的微機械器件的剖面圖，所述微機械器件包括相對于微機械器件傾斜的光學窗；

圖10是二維結構向上偏轉或傾斜的根據本發明的另一個實施例的剖面圖；

圖11是通過微操縱器結構向上偏轉的二維結構的剖面圖；

圖12是二維結構交替向上和向下偏轉或者傾斜的根據本發明的另一個實施例的剖面圖；

圖13是二維結構交替向上和向下偏轉或者傾斜的根據本發明的另一個實施例的剖面圖；