[发明专利]一种无源驱动MEMS光开关及加工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种无源驱动MEMS光开关及加工工艺。

背景技术

微机电系统（MEMS）技术的发展开辟了一个全新的技术领域和产业，采用MEMS技术制作的微传感器、微执行器、微型构件、微机械光学器件、真空微电子器件、电力电子器件等在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们所接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。微机电系统MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)是一种全新的必须同时考虑多种物理场混合作用的研发领域，相对于传统的机械，它们的尺寸更小，最大的不超过一个厘米，甚至仅仅为几个微米。采用与集成电路（IC）类似的生成技术，可大量利用集成电路（IC）生产中的成熟技术、工艺，进行大批量、低成本生产，使性价比相对于传统“机械”制造技术大幅度提高。

现如今，微型化，高性能，低成本，大批量是当今器件制造的追求目标，微机电系统被广大设备制造商广泛应用。MEMS器件借助于成熟的半导体生产技术，使用硅等材料作为载体，促进了各式各样的新型微型化传感器与驱动器的蓬勃发展。

光开关是一种具有一个或多个可选的传输端口，其作用是对光传输线路或集成光路中的光信号进行相互转换或逻辑操作的光学器件。传统光开关器件，利用继电器，反射镜，机械对准装置等组装在一起。通过电压控制继电器的吸合带动高反射镜偏转移动。为了保证光路对准达到设计性能指标，传统机械式光开关在生产过程必须经过精密的调试安装，以确保反射状态下光开关的性能。传统结构的机械光开关不仅对其生产工艺的要求较高、不利于批量生产。

同时由于为了驱动镜面，需要通过对电路控制装置施加电流或电压，这就限制了其在某些特殊场合的应用，如矿井，油田，易燃易爆环境等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、应用方便、且安全性高，具有广泛应用领域的无源驱动MEMS光开关。

与此相应，本发明所要解决的技术问题是提供一种应用MEMS工艺技术，实现批量生产，用于加工本发明中设计的无源驱动MEMS光开关的加工工艺。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种无源驱动MEMS光开关，包括镜体、镜体边框和磁性件，镜体通过弹性连接件与镜体边框相连接；磁性件设置在镜体的背面。

作为本发明的一种优选技术方案：还包括透光盖，透光盖以其内表面面向所述镜体的方向、设置在镜体边框的上方。

作为本发明的一种优选技术方案：还包括底盖，底盖以其内表面面向所述磁性件的方向、设置在镜体边框的下方。

作为本发明的一种优选技术方案：所述底盖的内表面设置有凹槽。

作为本发明的一种优选技术方案：所述镜体其中的一边通过弹性连接件与镜体边框其中的一边相连接。

作为本发明的一种优选技术方案：所述镜体上与弹性连接件所在边、相对的另一边上设置有无磁性限位边。

作为本发明的一种优选技术方案：所述镜体上相对的两边分别通过弹性连接件与镜体边框上相对的两边相连接。

作为本发明的一种优选技术方案：所述镜体上与设置在相对两边上弹性连接件之间的连线、相垂直的另外两边上分别设置有无磁性限位边。

本发明所述一种无源驱动MEMS光开关采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

（1）本发明设计的无源驱动MEMS光开关结构简单、易于实现，取消了通电驱动的方式，具有很高的安全性；

（2）本发明设计的无源驱动MEMS光开关中在镜体边框的上方和下方设置有透光盖和底盖，在不影响光开关工作的同时，对镜体起到了保护效果，而且底盖对镜体的位移起到了限位作用；

（3）本发明设计的无源驱动MEMS光开关中，底盖的内表面设置凹槽，保证了镜体拥有更大的位移空间；

（4）本发明设计的无源驱动MEMS光开关中，在镜体的边缘设置有无磁性限位边，在底盖对镜体位移进行限位的过程中，避免了镜体直接与限位结构相接触，对镜体起到了保护作用；

（5）本发明设计的无源驱动MEMS光开关中，针对镜体的位移方向，对镜体与镜体边框之间的连接关系设计了两种技术方案，提供了多样化的工作模式。

与此相应，本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种无源驱动MEMS光开关的加工工艺，包括所述镜体和镜体边框的加工工艺，镜体和镜体边框的材料为SOI硅片，SOI硅片包含两层硅，且两层硅之间为掩埋二氧化硅层，该加工工艺包括如下步骤：

步骤a1.对SOI硅片进行双面标准清洗；