[发明专利]制造工件的方法和激光加工设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造工件的方法，例如微机电系统(MEMS)。

发明内容

根据实施方式的一个方面，一种制造工件的方法包括如下步骤：用激光照射工件以使该工件的温度上升至使该工件的至少一部分熔融的升高水平；以及使所述工件的至少一部分保持熔融直至所述工件的该部分被分开。

附图说明：

图1是示意性地表示根据本发明的示例性激光加工设备的结构的框图。

图2是示意性地表示精细工件的结构的局部放大平面图。

图3是示意性地表示其中用激光束照射临时保持器(retainer)的状态的局部放大透视图。

图4是表示在根据本发明的示例性激光加工设备中，激光束照射时间、精细工件的温度和激光束输出之间的关系的图表。

图5是示意性地表示其中临时保持器熔融并被分开的状态的局部放大透视图。

图6A至6E是表示本发明实施方式中的工件的示意性剖视图。

图7是表示在根据现有技术结构的激光加工设备中，激光束照射时间、精细工件的温度和激光束输出之间的关系的图表。

具体实施方式

光转换元件是广泛公知的。光转换元件含有反射镜阵列。反射镜阵列含有多个MEMS反射镜。MEMS反射镜将从光纤的多个输入端口发射的光反射到该光纤的多个输出端口，由此转换光信号路径。

在各MEMS反射镜中，固定电极的前面面对可移动电极的后面。可移动电极在其前面上具有镜面。可移动电极联接到可移动电极基板，使得可以改变可移动电极的姿势。可移动电极的姿势，即，镜面的姿势由于在固定电极和可移动电极之间产生的静电吸引而围绕预定的XY轴改变。

可移动电极具有易碎且精细的结构。在制造光转换元件时，期望在运送反射镜阵列期间防止可移动电极的姿势发生改变。.为防止姿势发生改变，可移动电极和可移动电极基板用临时保持器固定，并禁止相对运动。安装到光转换元件之前临时保持器被立即分开。

为了分开临时保持器，例如用Q-转换振荡脉冲激光束间歇地照射临时保持器。脉冲激光束的脉冲宽度为微秒级的值。这种脉冲激光束的输出较大，从而快速加热临时保持器。结果，极小的灰尘飞散。如果灰尘粘结到镜面上，镜面的反射率就会变差。

此外，由于脉冲激光束的输出较大，所以脉冲激光束可能会冲击临时保持器。由于照射产生的冲击使临时保持器破裂成小碎片。小碎片飞散。如果飞散的小碎片跨越可移动电极和可移动电极基板，那么在可移动电极和可移动电极基板之间会发生短路。

根据上述情况，本发明提供了一种制造精细工件的方法和激光加工设备，它们既可以防止灰尘飞散，又可以防止精细工件破裂成小碎片。

下面将参考附图描述本发明的实施方式。

图1示意性地表示根据本发明示例性实施方式的激光加工设备11的结构。该激光加工设备11具有平台12。平台12可以沿水平面移动。

平台12面对光学系统14。光学系统14具有照射源或激光振荡器15。激光振荡器15输出连续波绿激光束。公知的是绿激光束波长为532nm。激光振荡器15使用发光二极管(LED)作光源。激光振荡器15放大LED的光。绿激光束的输出范围例如在从约1.5到约2.4W。

激光振荡器15面对准直仪16。准直仪16将从激光振荡器15输出的绿激光束转换成平行光。准直仪16面对反射镜17。反射镜17将从准直仪16输出的激光束反射到平台12上的工件上。

两个光圈18和19设置在反射镜17和平台12之间。光圈18和19控制激光束的光量。透镜21设置在光圈19和平台12之间。激光束发射到平台12上的工件上，并通过透镜21形成预定亮点。

将描述一种使用激光加工设备11制造精细工件的方法。将工件22放置在平台12上。工件22是一组MEMS反射镜。如图2所示，在每个MEMS反射镜中，在可移动电极基板23和可移动电极24之间形成有临时保持器25。反射镜表面形成在可移动电极24上。临时保持器25防止可移动电极24的姿势发生改变。可移动电极基板23、可移动电极24和临时保持器25通过切割硅制成。

临时保持器25的宽度W为例如约5微米。临时保持器25的长度L为例如约10微米。临时保持器25的厚度W为例如约10微米。光学系统14的光轴与平台12的水平移动一致地定位在临时保持器25的中心位置处。在定位后，激光振荡器15输出绿激光束。绿激光束的输出约为2.4W。