一种应用于高速扫描微镜的封装结构的制作方法

本发明涉及mems驱动器封装，特别是涉及一种应用于高速扫描微镜的封装结构。

背景技术：

1、随着半导体制造工艺的快速发展，采用以mems微镜技术为核心的高速扫描系统正在不断替代传统的机械式扫描系统，使得激光雷达、激光显示、激光投影、3d成像等具备低功耗、低成本、小型化的优点。

2、mems微镜的工作频率范围为几百到几千赫兹，即振镜一秒振动的次数高达几百次甚至上千次，在如此高频的工作模式下，振镜的工作环境是影响其性能的关键因素，而振镜的封装技术决定了振镜的工作环境。

3、目前，高速扫描振镜普遍采用的封装方法是将振镜固定在特制的结构件上，采用电路板、引线等将电学信号输出。基于以上封装方式，高速扫描振镜面临以下问题：外界环境如温度及湿度等发生变化时会导致振镜的振动频率、品质因子、驱动电流、疲劳寿命等发生无法预估的变化，严重影响了振镜长期工作的可靠性及稳定性。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是，针对现有技术中所存在的上述问题，提供一种应用于高速扫描微镜的封装结构，提升了微镜在工作温度区间内的长期稳定性及使用周期，同时实现振镜品质因子可调节，以解决现有技术中的上述问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种应用于高速扫描微镜的封装结构，用于封装振镜主体，所述封装结构包括：底板和透光板；所述透光板罩在所述底板上，且所述透光板与所述底板之间形成密闭腔室；所述振镜主体位于所述密闭腔室内，所述振镜主体外边缘伸入所述透光板和所述底板的接合面，且所述振镜主体外边缘处与所述底板和所述透光板之间通过键合工艺固定。

3、作为一种改进的方案，所述振镜主体上连接有若干电极，所述电极位于所述透光板和所述底板的接合面所在的平面。

4、作为一种改进的方案，所述密闭腔室内为负压或所述密闭腔室内填充有惰性气体。

5、作为一种改进的方案，所述底板上对应所述电极的位置开设有第一通孔，所述第一通孔内填充有导电材料。

6、作为一种改进的方案，所述透光板上对应所述电极的位置开设有第二通孔，所述第二通孔内填充有导电材料。

7、作为一种改进的方案，所述电极沿所述透光板和所述底板的接合面向远离所述密闭腔室方向延伸，直至伸出于所述透光板和所述底板的接合面，伸出所述接合面的电极与金属引线连接。

8、作为一种改进方案，所述振镜主体上设有驱动器，所述电极与所述驱动器之间通过导线连接；位于所述接合面内的所述导线上铺设有垫衬，所述垫衬覆盖所述导线，所述垫衬为键合材料。

9、作为一种改进的方案，所述底板材质为硅片或石英玻璃或透明聚合物材料，所述透光板材质为石英玻璃或透明聚合物材料。

10、作为一种改进的方案，所述透光板为拱形。

11、作为一种改进的方案，所述振镜主体的驱动方式为电热、电磁、静电、压电中的一种；所述振镜主体的形状为圆形、椭圆形或多边形。

12、本发明的有益效果是：

13、1、该封装方法可采用键合工艺将底板及透光板固定在扫描微镜的下方及上方，实现晶圆级封装，显著提升封装效率及封装可靠性，降低封装成本；

14、2、该封装方法可采用tsv技术实现电学信号的输出，对比传统的引线方式，可以改善微镜工作过程中由于引线导致的失效问题；

15、3、该封装方法可选择在密闭腔室内设置为负压，在物理层面上可以实现最大程度减小阻尼，实现大角度fov；在化学层面可实现化学保护，减少温度及湿度等环境因素影响，显著提升振镜的工作寿命；

16、4、该封装方法可选择在密闭腔室内设置为惰性气体，通过改变惰性气体的数量，实现阻尼大小的调节，最终实现品质因子的调节。

技术特征：

1.一种应用于高速扫描微镜的封装结构，用于封装振镜主体，其特征在于，所述封装结构包括：底板和透光板；所述透光板罩在所述底板上，且所述透光板与所述底板之间形成密闭腔室；所述振镜主体位于所述密闭腔室内，所述振镜主体外边缘伸入所述透光板和所述底板的接合面，且所述振镜主体外边缘处与所述底板和所述透光板之间通过键合工艺固定。

2.根据权利要求1所述的一种应用于高速扫描微镜的封装结构，其特征在于：所述振镜主体上连接有若干电极，所述电极位于所述透光板和所述底板的接合面处。

3.根据权利要求2所述的一种应用于高速扫描微镜的封装结构，其特征在于：所述密闭腔室内为负压或所述密闭腔室内填充有惰性气体。

4.根据权利要求3所述的一种应用于高速扫描微镜的封装结构，其特征在于：所述底板上对应所述电极的位置开设有第一通孔，所述第一通孔内填充有导电材料。

5.根据权利要求3所述的一种应用于高速扫描微镜的封装结构，其特征在于，所述透光板上对应所述电极的位置开设有第二通孔，所述第二通孔内填充有导电材料。

6.根据权利要求3所述的一种应用于高速扫描微镜的封装结构，其特征在于，所述电极沿所述透光板和所述底板的接合面向远离所述密闭腔室方向延伸，直至伸出于所述透光板和所述底板的接合面，伸出所述接合面的电极与金属引线连接。

7.根据权利要求4-6中任一项所述的一种应用于高速扫描微镜的封装结构，其特征在于：所述振镜主体上设有驱动器，所述电极与所述驱动器之间通过导线连接；位于所述接合面内的所述导线上铺设有垫衬，所述垫衬覆盖所述导线，所述垫衬为键合材料。

8.根据权利要求7所述的一种应用于高速扫描微镜的封装结构，其特征在于：所述底板材质为硅片、石英玻璃或透明聚合物材料，所述透光板材质为石英玻璃或透明聚合物材料。

9.根据权利要求8所述的一种应用于高速扫描微镜的封装结构，其特征在于：所述透光板为拱形。

10.根据权利要求8所述的一种应用于高速扫描微镜的封装结构，其特征在于：所述振镜主体的驱动方式为电热、电磁、静电、压电中的一种；所述振镜主体的形状为圆形、椭圆形或多边形。

技术总结本发明公开了一种应用于高速扫描微镜的封装结构，包括：振镜主体、底板和透光板；所述透光板罩在所述底板上，且所述透光板与所述底板之间形成密闭腔室；所述振镜主体位于所述密闭腔室内，所述振镜主体外边缘伸入所述透光板和所述底板的接合面，且所述振镜主体外边缘处与所述底板和所述透光板之间通过键合工艺固定；本发明能够提升微镜在工作温度区间内的长期稳定性及使用周期，同时实现振镜品质因子可调节。技术研发人员：万飞,周宇受保护的技术使用者：中科融合感知智能研究院（苏州工业园区）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/14