CN111675189B - 一种微机电设备及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微机电设备及其制造方法，包括微机电本体、缓冲组件、固定组件、限位柱、第一限位块、安装板、弧形杆、安装座、限位板和缓冲垫，所述安装座的内部顶端四角分别与弧形杆的底端焊接，所述弧形杆中心处开设有限位孔，且限位柱的底端贯穿该限位孔与第一限位块的顶端中心处通过螺栓固定连接，所述限位柱的顶端分别与限位板的底端四角通过螺栓固定连接，该发明利用安装的固定组件，有利于对微机电本体进行固定，简化了传统中的固定安装步骤，提高了工作效率，同时利用安装的缓冲组件以及缓冲垫，有利于减震，避免了在运输过程中产生的颠簸导致微机电本体内精密零件的损坏，延长了该发明的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及微机电设备技术领域，具体为一种微机电设备及其制造方法。
背景技术
微机电系统(缩写为MEMS)是将微电子技术与机械工程融合到一起的一种工业技术，它的操作范围在微米范围内。比它更小的，在纳米范围的类似的技术被称为纳机电系统，微机电系统(MEMS)是一种先进的制造技术平台。它是以半导体制造技术为基础发展起来的，其中微机电设备就是以微机电系统为基础进行生产，传统的微机电设备安装步骤繁琐，降低了安装效率，同时在运输的过程中产生的颠簸易导致微机电设备内精密零件的损坏，缩短了微机电设备的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微机电设备及其制造方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种微机电设备，包括微机电本体、缓冲组件、固定组件、限位柱、第一限位块、安装板、弧形杆、安装座、限位板和缓冲垫，所述安装座的内部顶端四角分别与弧形杆的底端焊接，所述弧形杆中心处开设有限位孔，且限位柱的底端贯穿该限位孔与第一限位块的顶端中心处通过螺栓固定连接，所述限位柱的顶端分别与限位板的底端四角通过螺栓固定连接，所述安装座的内部顶端均匀与六个相互对应的缓冲组件的底端焊接；
所述缓冲组件包括第二限位块、底板、第一弹簧、第二弹簧、滑块、固定块、连接杆、连接柱、顶板和限位管，所述安装座的内部顶端均匀与六个相互对应的底板的底端焊接，所述限位管的内部安装有第一弹簧，且第一弹簧的底端与底板的顶端中心处固定连接，所述第二限位块的顶端中心处分别与顶板的底端中心处焊接，且限位板的底端均匀与顶板的顶端通过螺栓固定连接，所述连接柱的一端分别与限位管的两侧中心底端通过螺栓固定连接，所述连接柱的另一端分别与固定块的一侧中心处通过螺栓固定连接，所述安装座的顶端中心四角分别与缓冲垫的底端通过胶粘剂粘接，所述安装板的两侧中心两端分别开设有限位凹槽，且固定组件的一端位于该凹槽的内部；
所述固定组件包括限位杆、移动板、紧固螺栓、竖直杆、第一固定座、移动杆、第三弹簧、滑座、第二固定座和固定柱，所述安装板的两侧中心两端分别开设有限位凹槽，且限位杆的一端位于该凹槽的内部，所述限位杆的另一端分别与移动板的一侧中心两侧焊接，所述移动板的底端中心两侧分别与竖直杆的顶端通过螺栓固定连接，所述固定柱的一端与第二固定座的一侧通过螺栓固定连接，所述固定柱的另一端分别与第一固定座的一侧中心处通过螺栓固定连接，所述第一固定座的顶端分别与限位板的底端四角焊接，所述安装座的两侧中心处分别开设有凹槽。
根据上述技术方案，所述底板的顶端中心处分别与限位管的底端通过螺栓固定连接，所述第二限位块的底端位于限位管的内部顶端。
根据上述技术方案，所述顶板的底端两侧中心处分别与连接杆的一端铰接，所述连接杆的另一端分别与滑块的顶端铰接，所述滑块位于连接柱上。
根据上述技术方案，所述固定块的底端分别与底板的顶端两侧中心处通过螺栓固定连接，所述连接柱上绕接有第二弹簧，且第二弹簧位于限位管和滑块之间。
根据上述技术方案，所述限位板的顶端中心处开设有限位凹槽，且安装板位于该限位凹槽的内部，所述安装板的顶端与微机电本体的底端固定连接。
根据上述技术方案，所述移动板的中心处开设有通孔，且紧固螺栓的一端贯穿该通孔与限位板的两侧中心处开设的螺纹孔相互配合连接。
根据上述技术方案，所述竖直杆的一侧底端分别与移动杆的一端固定连接，所述移动杆的另一端分别与滑座固定连接，且滑座位于固定柱上。
根据上述技术方案，所述第二固定座的顶端分别与限位板的底端中心四角焊接，所述固定柱上绕接有第三弹簧，且第三弹簧位于滑座和第一固定座之间。
一种微机电设备的制造方法，包括步骤一，衬底处理；步骤二，耦合电极；步骤三，开设通孔；步骤四，去除牺牲膜；
其中上述步骤一中，在衬底表面上直接由第一隔膜形成功能元件以及构造体，且功能元件以及构造体均位于由第一隔膜与衬底之间形成的腔室中，第一隔膜上开设有开口，该开口底端直接使衬底裸露，然后在衬底裸露处形成第一牺牲膜；
其中上述步骤二中，然后将第一电极耦合在第一牺牲膜上，第二电极耦合在衬底上，且一电极和第二电极横向相邻，且第一电极和第二电极材料为铝、铜、镍、银、金或其组合形成的合金；
其中上述步骤三中，然后将第一牺牲膜上形成第二牺牲膜，第二牺牲膜覆盖第一电极，且第一牺牲膜和第二牺牲膜相互平行，然后在第二隔膜和第二牺牲膜上形成第一介质层，然后将第一介质层对应第二牺牲膜的位置上开设有若干个通孔，且该通孔均匀排布；
其中上述步骤四中，随后利用步骤三中第一介质层对应第二牺牲膜的位置上开设的通孔通过光刻法和蚀刻法去除第一牺牲膜和第二牺牲膜，然后在第一介质层开设的通孔内部填充第二介质层即可，且第一介质层用氮化硅形成，第二介质层用多晶硅、氧化硅和氮氧化硅形成。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：该发明利用安装的固定组件，有利于对微机电本体进行固定，简化了传统中的固定安装步骤，提高了工作效率，同时利用安装的缓冲组件以及缓冲垫，有利于减震，避免了在运输过程中产生的颠簸导致微机电本体内精密零件的损坏，延长了该发明的使用寿命。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的整体结构剖视图；
图3是本发明中缓冲组件的整体结构示意图；
图4是本发明中安装座的立体结构示意图；
图5是图2中A区域的放大图；
图6是图2中B区域的放大图；
图7是本发明的方法流程图；
图中：1、微机电本体；2、缓冲组件；3、固定组件；4、限位柱；5、第一限位块；6、安装板；7、弧形杆；8、安装座；9、限位板；10、缓冲垫；201、第二限位块；202、底板；203、第一弹簧；204、第二弹簧；205、滑块；206、固定块；207、连接杆；208、连接柱；209、顶板；210、限位管；301、限位杆；302、移动板；303、紧固螺栓；304、竖直杆；305、第一固定座；306、移动杆；307、第三弹簧；308、滑座；309、第二固定座；310、固定柱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种微机电设备，包括微机电本体1、缓冲组件2、固定组件3、限位柱4、第一限位块5、安装板6、弧形杆7、安装座8、限位板9和缓冲垫10，安装座8的内部顶端四角分别与弧形杆7的底端焊接，弧形杆7中心处开设有限位孔，且限位柱4的底端贯穿该限位孔与第一限位块5的顶端中心处通过螺栓固定连接，限位柱4的顶端分别与限位板9的底端四角通过螺栓固定连接，安装座8的内部顶端均匀与六个相互对应的缓冲组件2的底端焊接；
缓冲组件2包括第二限位块201、底板202、第一弹簧203、第二弹簧204、滑块205、固定块206、连接杆207、连接柱208、顶板209和限位管210，安装座8的内部顶端均匀与六个相互对应的底板202的底端焊接，底板202的顶端中心处分别与限位管210的底端通过螺栓固定连接，第二限位块201的底端位于限位管210的内部顶端，限位管210的内部安装有第一弹簧203，且第一弹簧203的底端与底板202的顶端中心处固定连接，第二限位块201的顶端中心处分别与顶板209的底端中心处焊接，且限位板9的底端均匀与顶板209的顶端通过螺栓固定连接，顶板209的底端两侧中心处分别与连接杆207的一端铰接，连接杆207的另一端分别与滑块205的顶端铰接，滑块205位于连接柱208上，有利于滑块205的移动，连接柱208的一端分别与限位管210的两侧中心底端通过螺栓固定连接，连接柱208的另一端分别与固定块206的一侧中心处通过螺栓固定连接，固定块206的底端分别与底板202的顶端两侧中心处通过螺栓固定连接，连接柱208上绕接有第二弹簧204，且第二弹簧204位于限位管210和滑块205之间，有利于利用第二弹簧204的弹力进行减震，安装座8的顶端中心四角分别与缓冲垫10的底端通过胶粘剂粘接，限位板9的顶端中心处开设有限位凹槽，且安装板6位于该限位凹槽的内部，安装板6的顶端与微机电本体1的底端固定连接，有利于安装微机电本体1，安装板6的两侧中心两端分别开设有限位凹槽，且固定组件3的一端位于该凹槽的内部；
固定组件3包括限位杆301、移动板302、紧固螺栓303、竖直杆304、第一固定座305、移动杆306、第三弹簧307、滑座308、第二固定座309和固定柱310，安装板6的两侧中心两端分别开设有限位凹槽，且限位杆301的一端位于该凹槽的内部，限位杆301的另一端分别与移动板302的一侧中心两侧焊接，移动板302的中心处开设有通孔，且紧固螺栓303的一端贯穿该通孔与限位板9的两侧中心处开设的螺纹孔相互配合连接，有利于紧固螺栓303与限位板9之间相对固定，移动板302的底端中心两侧分别与竖直杆304的顶端通过螺栓固定连接，竖直杆304的一侧底端分别与移动杆306的一端固定连接，移动杆306的另一端分别与滑座308固定连接，且滑座308位于固定柱310上，有利于滑座308的移动，固定柱310的一端与第二固定座309的一侧通过螺栓固定连接，固定柱310的另一端分别与第一固定座305的一侧中心处通过螺栓固定连接，第一固定座305的顶端分别与限位板9的底端四角焊接，第二固定座309的顶端分别与限位板9的底端中心四角焊接，固定柱310上绕接有第三弹簧307，且第三弹簧307位于滑座308和第一固定座305之间，安装座8的两侧中心处分别开设有凹槽。
请参阅图7，本发明提供一种技术方案：一种微机电设备的制造方法，包括步骤一，衬底处理；步骤二，耦合电极；步骤三，开设通孔；步骤四，去除牺牲膜；
其中上述步骤一中，在衬底表面上直接由第一隔膜形成功能元件以及构造体，且功能元件以及构造体均位于由第一隔膜与衬底之间形成的腔室中，第一隔膜上开设有开口，该开口底端直接使衬底裸露，然后在衬底裸露处形成第一牺牲膜；
其中上述步骤二中，然后将第一电极耦合在第一牺牲膜上，第二电极耦合在衬底上，且一电极和第二电极横向相邻，且第一电极和第二电极材料为铝、铜、镍、银、金或其组合形成的合金；
其中上述步骤三中，然后将第一牺牲膜上形成第二牺牲膜，第二牺牲膜覆盖第一电极，且第一牺牲膜和第二牺牲膜相互平行，然后在第二隔膜和第二牺牲膜上形成第一介质层，然后将第一介质层对应第二牺牲膜的位置上开设有若干个通孔，且该通孔均匀排布；
其中上述步骤四中，随后利用步骤三中第一介质层对应第二牺牲膜的位置上开设的通孔通过光刻法和蚀刻法去除第一牺牲膜和第二牺牲膜，然后在第一介质层开设的通孔内部填充第二介质层即可，且第一介质层用氮化硅形成，第二介质层用多晶硅、氧化硅和氮氧化硅形成。
基于上述，本发明的优点在于，该发明通过旋转紧固螺栓303使紧固螺栓303与限位板9分离，随后通过拉动紧固螺栓303带动限位杆301和滑座308位于固定柱310上移动，且使第三弹簧307处于压缩状态，随后使安装板6放置在限位板9的顶端中心处开设的凹槽内部，然后停止拉动移动板302利用第三弹簧307的弹力使滑座308位于固定柱310上反向移动，从而使限位杆301位于安装板6的两侧中心两侧开设的限位凹槽的内部，随后通过旋转紧固螺栓303使紧固螺栓303与限位板9之间相对固定，从而使移动板302与限位板9之间相对固定，从而利用安装的固定组件3，有利于对微机电本体1进行固定，简化了传统中的固定安装步骤，提高了工作效率，同时在产生颠簸的过程中第二限位块201位于限位管210的内部上下移动，且带动连接杆207的摆动从而使滑块205位于连接柱208上移动，利用第一弹簧203和第二弹簧204的弹力抵消前冲力和后坐力，从而利用安装的缓冲组件2以及缓冲垫10，有利于减震，避免了在运输过程中产生的颠簸导致微机电本体1内精密零件的损坏，延长了该发明的使用寿命。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种微机电设备，包括微机电本体（1）、缓冲组件（2）、固定组件（3）、限位柱（4）、第一限位块（5）、安装板（6）、弧形杆（7）、安装座（8）、限位板（9）和缓冲垫（10），其特征在于：所述安装座（8）的内部顶端四角分别与弧形杆（7）的底端焊接，所述弧形杆（7）中心处开设有限位孔，且限位柱（4）的底端贯穿该限位孔与第一限位块（5）的顶端中心处通过螺栓固定连接，所述限位柱（4）的顶端分别与限位板（9）的底端四角通过螺栓固定连接，所述安装座（8）的内部顶端均匀与六个相互对应的缓冲组件（2）的底端焊接；
所述缓冲组件（2）包括第二限位块（201）、底板（202）、第一弹簧（203）、第二弹簧（204）、滑块（205）、固定块（206）、连接杆（207）、连接柱（208）、顶板（209）和限位管（210），所述安装座（8）的内部顶端均匀与六个相互对应的底板（202）的底端焊接，所述限位管（210）的内部安装有第一弹簧（203），且第一弹簧（203）的底端与底板（202）的顶端中心处固定连接，所述第二限位块（201）的顶端中心处分别与顶板（209）的底端中心处焊接，且限位板（9）的底端均匀与顶板（209）的顶端通过螺栓固定连接，所述连接柱（208）的一端分别与限位管（210）的两侧中心底端通过螺栓固定连接，所述连接柱（208）的另一端分别与固定块（206）的一侧中心处通过螺栓固定连接，所述安装座（8）的顶端中心四角分别与缓冲垫（10）的底端通过胶粘剂粘接，所述安装板（6）的两侧中心两端分别开设有限位凹槽，且固定组件（3）的一端位于该凹槽的内部；
所述固定组件（3）包括限位杆（301）、移动板（302）、紧固螺栓（303）、竖直杆（304）、第一固定座（305）、移动杆（306）、第三弹簧（307）、滑座（308）、第二固定座（309）和固定柱（310），所述安装板（6）的两侧中心两端分别开设有限位凹槽，且限位杆（301）的一端位于该凹槽的内部，所述限位杆（301）的另一端分别与移动板（302）的一侧中心两侧焊接，所述移动板（302）的底端中心两侧分别与竖直杆（304）的顶端通过螺栓固定连接，所述固定柱（310）的一端与第二固定座（309）的一侧通过螺栓固定连接，所述固定柱（310）的另一端分别与第一固定座（305）的一侧中心处通过螺栓固定连接，所述第一固定座（305）的顶端分别与限位板（9）的底端四角焊接，所述安装座（8）的两侧中心处分别开设有凹槽。
2.根据权利要求1所述的一种微机电设备，其特征在于：所述底板（202）的顶端中心处分别与限位管（210）的底端通过螺栓固定连接，所述第二限位块（201）的底端位于限位管（210）的内部顶端。
3.根据权利要求1所述的一种微机电设备，其特征在于：所述顶板（209）的底端两侧中心处分别与连接杆（207）的一端铰接，所述连接杆（207）的另一端分别与滑块（205）的顶端铰接，所述滑块（205）位于连接柱（208）上。
4.根据权利要求1所述的一种微机电设备，其特征在于：所述固定块（206）的底端分别与底板（202）的顶端两侧中心处通过螺栓固定连接，所述连接柱（208）上绕接有第二弹簧（204），且第二弹簧（204）位于限位管（210）和滑块（205）之间。
5.根据权利要求1所述的一种微机电设备，其特征在于：所述限位板（9）的顶端中心处开设有限位凹槽，且安装板（6）位于该限位凹槽的内部，所述安装板（6）的顶端与微机电本体（1）的底端固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种微机电设备，其特征在于：所述移动板（302）的中心处开设有通孔，且紧固螺栓（303）的一端贯穿该通孔与限位板（9）的两侧中心处开设的螺纹孔相互配合连接。
7.根据权利要求1所述的一种微机电设备，其特征在于：所述竖直杆（304）的一侧底端分别与移动杆（306）的一端固定连接，所述移动杆（306）的另一端分别与滑座（308）固定连接，且滑座（308）位于固定柱（310）上。
8.根据权利要求1所述的一种微机电设备，其特征在于：所述第二固定座（309）的顶端分别与限位板（9）的底端中心四角焊接，所述固定柱（310）上绕接有第三弹簧（307），且第三弹簧（307）位于滑座（308）和第一固定座（305）之间。
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