TWM430610U - Scanning device structure - Google Patents

Description

M430610 五、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作是有關於一種微結構，且特別是有關於一種應 用於微機電裝置之掃描元件結構。 【先前技術】 微機電鏡面（MEMS mirror)結構在光學上的應用， 係以鏡面在預定的驅動條件下以特殊頻率振動，以達成大 角度光學掃描之目的。目前已有很多不同型態微機電致動 器被提出。當鏡面結構在作動時，若鏡面結構強度不足， 將會造成鏡面形狀的改變。鏡面形狀的改變會造成振動頻 率與反射光點大小的改變。 為了增加鏡面結構的強度，習知解決的方法是增加鏡 面結構的厚度。然而，厚度增加會造成掃描元件的重量增 加，也會降低鏡面結構的振動頻率。此外，掃描元件的重 量越重，則需要更大的能量才能運作，因此更加耗能。 【新型内容】 本創作係有關於一種掃描元件結構，以解決強度不足 及變形的問題，並可在輕量化變形補強之設計下，維持良 好的運作。 根據本創作之一方面，提出一種掃描元件結構，包括 一基板、一鏡面元件層以及一孔狀補強層。基板具有相對 之一第一側以及一第二側。鏡面元件層配置於第一側。孔 狀補強層相對於鏡面元件層配置於第二側。 M430610 為了對本創作之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文 特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下： 【實施方式】 本實施例之掃描元件結構，可為單軸微鏡面結構或雙 軸微鏡面結構，其係利用重複排列的多孔洞結構進行補 強，不但可達到局部強化的效果，以避免掃描元件在作動 的過程中發生形變，更可減少掃描元件的重量，以達到輕 Φ 量化的要求。 以下係提出各種實施例進行詳細說明，實施例僅用以 作為範例說明，並非用以限縮本創作欲保護之範圍。 請參照第1及2圖，其中第1圖繪示依照本創作一實 施例之掃描元件結構的正面示意圖，而第2圖繪示第1圖 之掃描元件結構的背面示意圖。掃描元件結構100包括一 基板110、一鏡面元件層120以及一孔狀補強層130。鏡 面元件層120以及孔狀補強層130分別位於基板110的相 φ 對兩側 110a 及 110b。基板 110 例如為 SOI (silicon-on-insulator )基板，其藉由晶圓鍵合技術（wafer bonding technology )在石夕晶圓之間形成一層薄薄的氧化層 (例如是二氧化矽Si02)，並經過熱退火加強兩晶圓之間 的鍵結。氧化層的上下兩面分別為元件層（device layer ) 以及操作層（handling layer)。在第2圖中，孔狀補強層 130係蝕刻操作層而成之多孔洞結構，其具有多個重複排 列之孔洞132，其形狀例如為圓形、橢圓形或多邊形。 鏡面元件層120例如钱刻元件層而成，再進行抛光磨 3 平以形成平滑無雜質之表面。在第1圖中，鏡面元件層120 具有一内框122、一第一扭轉件124以及〆掃描鏡126 〇 第一杻轉件124位於X軸方向上。第一扭轉件124連接於 内框122與掃描鏡126之間，掃描鏡126以第〆扭轉件124 為軸產生扭轉，使掃描鏡126於一預定角度内進行往復式 振動。因此，掃描鏡126可在X軸上振動。在雙軸微鏡面 結構中，鏡面元件層120還可具有一外框121以及一第二 扭轉件123。第二扭轉件123位於γ軸方向上，大致上垂 直於X軸方向。第二扭轉件123連接於内權122與外框 121之間。内框122以第二扭轉件123為車由屢生担轉。因 此’掃描鏡126不僅可在X軸上振動，亦可在Y軸上振動。 在第2圖中’孔狀補強層130對應配置於鏡面元件層 120之掃描鏡126以及内框122的下方，以使掃描鏡126 以及内框12具有足夠的強度，以避免作動過程時發生形 變。此外，孔狀補強層13〇未形成在第一扭轉件124上， 可達到局部強化的效果。也就是說，孔狀補強層13〇與第 一扭轉件124不重疊，故可避免因第一扭轉件124之重量 增加而必須提向操作電流。同樣，孔狀補強層13〇與第二 扭轉件123不重疊，故可避免因第二扭轉件123之重量增 加而必須提高操作電流。 由上述况明可知’為了減輕元件的重量及降低操作電 流，孔狀補強層130採用輕量化變形補強之設計，因此可 較高的操作頻率下振動，間接地提升掃 綜上所述 雖然本創作已以較佳實施例揭露如上， M430610 其並非用以限定本創作。本創作所屬技術領域中具有通常 知識者，在不脫離本創作之精神和範圍内，當可作各種之 更動與潤飾。因此，本創作之保護範圍當視後附之申請專 利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 第1圖繪示依照本創作一實施例之掃描元件結構的 正面示意圖。 第2圖繪示第1圖之掃描元件結構的背面示意圖。 【主要元件符號說明】 100 :掃描元件結構 110 :基板 110a、11 Ob :相對兩側 120 :鏡面元件層 121 :外框 122 :内框 123 :第二扭轉件 124 :第一扭轉件 12 6 .掃描鏡 130 :孔狀補強層 132 :孔洞 5

Claims (1)

1. M430610 六、申請專利範圍： 1. 一種掃描元件結構，包括： 一基板，具有相對之一第一側以及一第二側； 一鏡面元件層，配置於該第一側；以及 一孔狀補強層，相對於該鏡面元件層配置於該第二 側。 2. 如申請專利範圍第1項所述之掃描元件結構，其 中該孔狀補強層具有複數個孔洞，該些孔洞為圓形、橢圓 形或多邊形。 3. 如申請專利範圍第1項所述之掃描元件結構，其 中該基板具有一元件層、一氧化層以及一操作層，該氧化 層位於該元件層與該操作層之間。 4. 如申請專利範圍第3項所述之掃描元件結構，其 中該孔狀補強層係以該操作層蝕刻而成。 5. 如申請專利範圍第3項所述之掃描元件結構，其 中該鏡面元件層係以該元件層蝕刻而成。 6. 如申請專利範圍第1項所述之掃描元件結構，其 中該鏡面元件層具有一内框、一第一扭轉件以及一掃描 鏡，該第一扭轉件位於一第一軸向上，該第一扭轉件連接 於該内框與該掃描鏡之間’使該掃描鏡在該第一軸向上振 動。 7. 如申請專利範圍第6項所述之掃描元件結構，其 中該鏡面元件層還可具有一外框以及一第二扭轉件，該第 二扭轉件位於一第二軸向上，且該第二扭轉件連接於該内 M430610 i · I 框與該外框之間，使該掃描鏡在該第二軸向上振動。 8.如申請專利範圍第6項所述之掃描元件結構，其 中該孔狀補強層對應補強該掃描鏡以及該内框之強度。 9·如申請專利範圍第6項所述之掃描元件結構，其 中該孔狀補強層與該第一扭轉件不重疊。 10.如申請專利範圍第7項所述之掃描元件結構，其 中該孔狀補強層與該第二扭轉件不重疊。