WO2015169629A1 - Montagekörper für mikrospiegelchips, spiegelvorrichtung und herstellungsverfahren für eine spiegelvorrichtung - Google Patents

Montagekörper für mikrospiegelchips, spiegelvorrichtung und herstellungsverfahren für eine spiegelvorrichtung Download PDF

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WO2015169629A1
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WO
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mounting body
wall
micromirror
outer opening
micromirror chip
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PCT/EP2015/059065
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Frank Schatz
Friedjof Heuck
Kerrin Doessel
Stefan Pinter
Daniel Pantel
Franziska Rohlfing
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Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • B81B7/00—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
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    • B81B7/0067—Packages or encapsulation for controlling the passage of optical signals through the package
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    • G02B7/182—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors
    • G02B7/1821—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors for rotating or oscillating mirrors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/04—Optical MEMS
    • B81B2201/042—Micromirrors, not used as optical switches

Definitions

  • the invention relates to a mounting body for micromirror chips. Likewise, the invention relates to a mirror device. Furthermore, the invention relates to a manufacturing method for a mirror device.
  • the covering device is a micro-opto-mechanical component, such as a chip with a thereto
  • the covering device comprises at least one window made of a light-transmitting material which is fastened to a substrate in such a way that at least one recess extending through the substrate can be sealed by means of the respective window.
  • the at least one window is inclined to a maximum surface of the substrate.
  • the invention provides a mounting body for micromirror chips with the
  • the invention provides advantageous embodiments for a package for easily executable mounting of micromirror chips. As will be explained in more detail below, after mounting the two micromirror chips on the mounting body, it is automatically ensured that reflections of the light beam deflected by the two micromirror chips on the two
  • Part outer walls are automatically kept out of a light projected by the light beam.
  • the two partial outer walls are located in such a way to the two mounted on the mounting body micromirror chips, that occurring at the two partial outer walls reflections no
  • the micromirror chips can be positioned in a closed space in such a manner that it is possible to ensure that the micromirror chips are kept free of dust and moisture.
  • the type of production can also be a vacuum or a special gas with a predetermined pressure in the enclosed space with the it
  • micro-level chips are injected.
  • the presence of a vacuum in the vicinity of the mounted on the mounting body micromirror chips facilitates their adjustability.
  • the mounting body comprises a first cuboid wall with the first part outer wall formed thereon, a second cuboid wall with the second formed thereon
  • first cuboid wall and the second cuboid wall are formed entirely from at least one transparent material for the given spectrum. This eliminates the need for a trained mounting body of the conventional workload for attaching a window made of a transparent material to a GeHousegerüst.
  • the first outer opening may be formed on the second cuboid wall and the second outer opening on the first cuboid wall.
  • Part outer walls automatically kept away from a light incident point of the light beam.
  • the mounting body has a hollow profile, on which the first part outer wall and the second
  • Part outer wall are formed and which from the first
  • the hollow profile may be a crooked hollow profile.
  • the hollow profile may be formed entirely from at least one transparent material for the given spectrum. Particularly advantageous
  • the mounting body can also comprise at least one externally arranged contacting unit.
  • Fig. 2 is a schematic representation of a second embodiment of the
  • FIGS. 1 a to 1 c show schematic representations of a first embodiment of the mirror device, FIGS. 1 a and 1 b showing side views and FIG. 1 c a cross-section.
  • the mirror device shown in Fig. La to lc comprises a
  • Mounting body 10 a first micromirror chip 12a and a second
  • Micro mirror chip 12b The micromirror chips 12a and 12b may also be referred to as MEMS micromirror 12a and 12b are designated. On each of the two micromirror chips 12a and 12b, a surface 14a and 14b reflecting a given spectrum may each be formed. Optionally, the reflective surface 14a and 14b of a micromirror chip 12a and 12b may be adjustable about at least one (not shown) axis of rotation with respect to a support 16a and 16b of the same micromirror chip 12a and 12b.
  • Micromirror chips 12a about a first axis of rotation with respect to the first
  • Holder 16a adjustable while the second reflective surface 14b of the second micromirror chip 12b with respect to the second holder 16b is adjustable about a second axis of rotation aligned inclined to the first axis of rotation.
  • the first axis of rotation and the second axis of rotation can be aligned perpendicular to one another.
  • only one of the two micromirror chips 12a or 12b may have a reflecting surface 14a and 14b adjustable about two axes of rotation, while in the other of the two micromirror chips 12a and 12b the reflecting surface 14a or 14b formed thereon may be in relation to the respective holder 16a or 16b is immovable.
  • the mounting body 10 partially encloses an inner cavity 18.
  • the mounting body 10 comprises on two sides 10a and 10b facing away from each other at least one outer wall part 20 and 22, which for the
  • each partial outer wall 20 and 22 can be understood that the respective partial outer wall 20 and 22, starting from one of the
  • Inner cavity 18 directed away outer surface 20a and 22a to an inner cavity 18 partially delimiting inner surface 20b and 22b at least for a wavelength within the predetermined spectrum
  • the predetermined spectrum can be, for example, in the visible light spectrum, in the infrared range and / or in the UV range.
  • the mounting body 10 has a first outer opening 24a to which the first micromirror chip 12a is attachable / attached.
  • the first micromirror chip 12a is attachable / attached.
  • Mounting body 10 at least one second outer opening 24b, to which the second micromirror chip 12b attachable / attached.
  • the two outer openings 24a and 24b face the two partial outer walls 20 and 22 such that a light beam 26 passing through the first outer wall 20 strikes the first micromirror chip 12a attached to the first outer opening 24a and the second outer opening by means of the first micromirror chip 12a 24a attached second micromirror chip 12b is deflected.
  • the one transmitted through the first part outer wall 20 falls
  • At least one of the micromirror chips 12a and 12b is fixed to the mounting body 10 in such a way that the respective micromirror chip 12a and 12b covers the outer opening 24a and 24b assigned to it.
  • the respective micromirror chip 12a and 12b may be fastened to an outer surface 28a and 28b of the mounting body framing the respective outer opening 24a and 24b.
  • the inner cavity 18 may thus be a closed space (at least after the attachment of the two micromirror chips 12a and 12b). This ensures protection against moisture and dirt (such as dust) for the parts of the micromirror chips 12a and 12b projecting into the outer openings 24a and 24b, in particular for the reflective surfaces 14a and 14b.
  • a negative pressure in particular a vacuum
  • an adjustability of the reflective surfaces 14 a and 14 b is improved.
  • the mounting body 10 comprises a first cuboid wall 30, on which the first part outer wall 20 is formed, and a second cuboid wall 32 with the second part outer wall 22 formed thereon. Between the first cuboid wall 30 and the second cuboid wall 32, an intermediate frame 34 is arranged.
  • first cuboid wall 30 on which the first part outer wall 20 is formed
  • second cuboid wall 32 with the second part outer wall 22 formed thereon.
  • an intermediate frame 34 is arranged between the first cuboid wall 30 and the second cuboid wall 32.
  • the cuboid wall 30 is connected via the intermediate frame 34 with the second cuboid wall 32.
  • the mounting body 10 may be referred to as a plane-parallel mounting body 10.
  • the first cuboid wall 30 and / or the second cuboid wall 32 can be formed completely from at least one material that is transparent for the given spectrum.
  • the first cuboid wall 30 and / or the cuboid wall 32 may be made of glass, for example.
  • Intermediate frame 34 may e.g. be made of glass or silicon. However, the materials mentioned here are only to be interpreted as examples.
  • the first outer opening 24 a on the second cuboid wall 32 and the second outer opening 24 b on the first cuboid wall 30 are formed.
  • the light beam 26 thus enters the mounting body 10 on a first side 10a of the two sides 10a and 10b facing away from each other and leaves the mounting body 10 on the second side 10b of the two sides 10a and 10b facing away from each other.
  • a reflection of the light beam 26 on the first partial outer wall 20 is thus automatically directed away from the light beam 26 leaving the mounting body 10.
  • a reflection of the directed by means of the second micromirror chip 12b on the second partial outer wall 22 light beam is spaced from the second reflective surface 14b on the second support 16b of the second micromirror chip 12b or on the first cuboid wall 30.
  • a size of the mounting body 10 is a formation of inclined
  • Mirror devices can be manufactured especially at wafer level.
  • the deflected by the mirror device light beam 26 must penetrate each of the two partial outer walls 20 and 22 only once. This reduces the reflection losses when deflecting the light beam 26 by means of the mirror device. Often a reduction of the reflection losses by 50% (due to the halving of the passage areas) can be achieved.
  • at least the outer surface 20a of the first partial outer wall 20 and / or the inner surface 22b of the second partial outer wall 22 may be covered with an anti-reflective coating.
  • FIGS. 1 a to 1 c in the vicinity of the reflecting surfaces 14 a and 14 b of the micromirror chips 12 a and 12 b there is comparatively a large amount of free space.
  • the distance of the micromirror chips 12a and 12b in the mirror device of Fig. La to lc can be freely selected in comparison with the prior art. Even for an adjustment of a comparatively large reflecting surface 14a and 14b, there is thus sufficient free space in the mirror device. This allows a large formation of the second reflecting surface 14b of the second
  • Micromirror chips 12b on which the already focused on the first reflective surface 14a of the first micromirror chip 12a light beam 26 strikes.
  • the mirror device of Figs. La to lc also has an external to the
  • Mounting body 10 arranged contacting 36.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a second embodiment of the mirror device.
  • the mounting body 40 has a hollow profile 40, on which the first part outer wall 20 and the second partial outer wall 22 are formed.
  • the hollow profile 40 may be the mounting body 40.
  • the hollow profile 40 frames itself from the first outer opening 24a to the second outer opening 24b
  • the hollow profile 40 is a crooked hollow profile 40.
  • the hollow profile 40 may be formed entirely from at least one transparent material for the given spectrum.
  • the hollow profile 40 is formed of glass.
  • the hollow profile 40 / the mounting body 40 may be externally covered at least partially with a protective layer / insulating layer 42, on which at least one contact element 44a and 44b are formed, which electrically connects at least one micromirror chip 12a and 12b with the externally arranged on the mounting body 40 contacting unit 36 ,
  • a protective layer / insulating layer 42 on which at least one contact element 44a and 44b are formed, which electrically connects at least one micromirror chip 12a and 12b with the externally arranged on the mounting body 40 contacting unit 36 ,
  • the reflection losses occurring when deflecting the light beam 26 are comparatively low.
  • the mirror devices described above are therefore advantageously used as a scanner or as projectors (pico-projectors).
  • the mirror devices described above are therefore advantageously used as a scanner or as projectors (pico-projectors).
  • the mirror devices described above are therefore advantageously used as a scanner or as projectors (pico-projectors).
  • Mirror devices can be integrated in stand-alone devices, in mobile phones, in head-up systems, in laptops, in tablets or in camcorders.
  • 3a and 3b show a flowchart and a cross section through a mounting body for explaining an embodiment of the invention
  • the mirror devices described above can be produced.
  • the feasibility of the mirror devices described above can be produced.
  • a mounting body is formed which partially encloses an internal cavity.
  • the mounting body is formed on two sides facing away from each other at least with one part of the outer wall transparent to a given spectrum.
  • the mounting body can be formed completely from at least one transparent material for the given spectrum.
  • the mounting body is formed with at least a first outer opening and at least one second outer opening.
  • the mounting body of a first cuboid wall with the first part outer wall formed thereon, a second
  • cuboid wall are formed with the second part outer wall formed thereon and an intermediate frame, wherein the intermediate frame between the first cuboid wall and the second cuboid wall is arranged.
  • material can be removed wherever either a micromirror chip is to be mounted or where the internal cavity for guiding the light beam is advantageous.
  • the structuring of the two parallelepiped walls and / or the intervening intermediate frame can be done by sandblasting or embossing /
  • the two parallelepiped-shaped walls can be made, for example, of glass, in particular of structurable glass, or of another material with the desired transparency.
  • the intermediate frame may be made of glass or a non-transparent material, e.g. Silicon, be.
  • the connection of the two cuboid walls to the intermediate frame can be achieved by seal glass bonding, direct bonding of silicon and glass, or direct bonding of glass and glass.
  • the methods listed here are only to be interpreted as examples.
  • Mounting body also (at least partially) a hollow profile with the first part outer wall formed thereon and the second part outer wall formed thereon are produced.
  • the hollow profile framed the extending from the first outer opening to the second outer opening inner cavity.
  • the hollow profile can be produced by forming a channel 18 as an inner hollow space 18 between an upper level 50 and a lower level 52 which extends from the first
  • Outer opening 24a extends to the second outer opening 24b.
  • the channel 18 may be formed by sandblasting, for example.
  • a middle plane 54 of glass existing between the upper plane 50 and the lower plane 52 can be easily removed in this way.
  • Specially designed as a mounting body hollow profile, or a hollow mounting body are easily produced in such an embodiment of the method step S1.
  • the hollow profile can also be produced by means of a lithography step or by embossing / hot stamping from the at least one transparent material.
  • micromirror chips may e.g. on the
  • the mounting of the micromirror chips on the mounting body can be done at wafer level. If the micromirror chips formed on a wafer are not connected to the base body at the optical passage surfaces, the wafer material present there is easily removable by means of a suitable trench or a suitable sawing method. Alternatively, before mounting the micromirror chips on the mounting body
  • Micromirror chips are used to singulate the micromirror chips, and the already isolated micromirror chips can be picked and picked up on the
  • Micro-level chips are bonded under vacuum to the mounting body.
  • another (comparatively small-area) opening in addition to the first outer opening and the second outer opening) can also be formed on the mounting body in method step S1.
  • the desired negative pressure or the preferred vacuum can be adjusted in this case only after attaching the micromirror chips to the mounting body.
  • air is first pumped out of the inner cavity.
  • the opening for example by means of a laser under vacuum / vacuum welded.
  • At least one contacting unit is attached to the mounting body.
  • the at least one contacting unit is attached to the mounting body.
  • the contacting can also be attached to an inlet side of the mounting body, wherein the contacting can be done by wire bonding.
  • the at least one contacting unit can, for example, based on
  • Printed circuit board material can be produced. A contact of the
  • Micromirror chips can be made by wire bonding from the circuit board to the micromirror chip.
  • a via for the simplified discharge of lines is preferably carried out in the printed circuit board material.
  • the mirror devices produced by the method described herein offer the advantages already explained above.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Montagekörper (10) für Mikrospiegelchips (12a, 12b), welcher einen Innenhohlraum (18) teilweise umschließt, wobei der Montagekörper (10, 40) an zwei voneinander weg gerichteten Seiten (10a, 10b) zumindest je eine Teilaußenwand (20, 22) umfasst, welche für ein vorgegebenes Spektrum transparent ausgebildet ist, und wobei der Montagekörper (10, 40) mindestens eine erste Außenöffnung (24a), an welcher ein erster Mikrospiegelchip (12a) anbringbar ist, und eine zweite Außenöffnung (24b), an welcher ein zweiter Mikrospiegelchip (12b) anbringbar ist, so aufweist, dass ein durch die erste Teilaußenwand (20) fallender Lichtstrahl (26) mittels des ersten Mikrospiegelchips (12a) auf den zweiten Mikrospiegelchip (12b), und mittels des zweiten Mikrospiegelchips (12b) durch die zweite Teilaußenwand (22) ablenkbar ist. Ebenso betrifft die Erfindung eine Spiegelvorrichtung. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren für eine Spiegelvorrichtung.

Description

Beschreibung Titel
Montagekörper für Mikrospiegelchips, Spiegelvorrichtung und
Herstellungsverfahren für eine Spiegelvorrichtung
Die Erfindung betrifft einen Montagekörper für Mikrospiegelchips. Ebenso betrifft die Erfindung eine Spiegelvorrichtung. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren für eine Spiegelvorrichtung.
Stand der Technik
In der DE 10 2010 062 118 AI sind eine Abdeckvorrichtung für ein mikro-opto- mechanisches Bauteil und ein Herstellungsverfahren für eine derartige
Abdeckvorrichtung beschrieben. Mittels der Abdeckvorrichtung ist ein mikro-opto- mechanisches Bauteil, wie beispielsweise ein Chip mit einem daran
ausgebildeten Mikrospiegel, abdeckbar. Die Abdeckvorrichtung umfasst mindestens ein Fenster aus einem lichtdurchlässigen Material, welches an einem Substrat derart befestigt ist, dass mindestens eine durch das Substrat verlaufende Aussparung mittels des jeweiligen Fensters abdichtbar ist. Das mindestens eine Fenster ist geneigt zu einer Maximaloberfläche des Substrats ausgerichtet.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung schafft einen Montagekörper für Mikrospiegelchips mit den
Merkmalen des Anspruchs 1, eine Spiegelvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 und ein Herstellungsverfahren für eine Spiegelvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10.
Vorteile der Erfindung Die Erfindung schafft vorteilhafte Ausführungsformen für ein Package zum einfach ausführbaren Montieren von Mikrospiegelchips. Wie unten genauer ausgeführt wird, ist nach einer Montage der beiden Mikrospiegelchips an dem Montagekörper automatisch gewährleistet, dass Reflexionen des mittels der beiden Mikrospiegelchips abgelenkten Lichtstrahls an den zwei
Teilaußenwänden automatisch aus einem mittels des Lichtstrahls projizierten Licht herausgehalten werden. Insbesondere liegen die zwei Teilaußenwände derart zu den beiden an dem Montagekörper angebrachten Mikrospiegelchips, dass an den zwei Teilaußenwänden auftretende Reflexionen keine
unerwünschten Lichtpunkte nahe an einem Auftreffpunkt des mittels der beiden Mikrospiegelchips abgelenkten Lichtstrahls bewirken. Gleichzeitig ist die
Herstellung des Montagekörpers/der Spiegelvorrichtung so erleichtert, dass einfachere Verfahrensschritte dazu ausführbar sind. Mittels der vorliegenden Erfindung werden somit auch die Herstellungskosten für den Montagekörper/die Spiegelvorrichtung reduziert.
Mittels der vorliegenden Erfindung können die Mikrospiegelchips außerdem so an einen abgeschlossenen Raum positioniert werden, dass eine Freihaltung der Mikrospiegelchips von Staub und von Feuchtigkeit gewährleistbar ist. Je nach Art der Herstellung kann auch ein Vakuum oder ein spezielles Gas mit einem vorgegebenen Druck in dem abgeschlossenen Raum mit den daran
angebrachten Mikrospiegelchips eingeschossen werden. Insbesondere das Vorliegen eines Vakuums in der Umgebung der an dem Montagekörper angebrachten Mikrospiegelchips erleichtert deren Verstellbarkeit.
In einer ersten vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Montagekörper eine erste quaderförmige Wand mit der daran ausgebildeten ersten Teilaußenwand, eine zweite quaderförmige Wand mit der daran ausgebildeten zweiten
Teilaußenwand und einen zwischen der ersten quaderförmigen Wand und der zweiten quaderförmigen Wand angeordneten Zwischenrahmen. Ein derartiger Montagekörper ist vergleichsweise einfach aus den hier aufgezählten (leicht herstellbaren) Bauteilen zusammensetzbar. Vorzugsweise sind die erste quaderförmige Wand und die zweite quaderförmige Wand vollständig aus mindestens einem für das vorgegebene Spektrum transparenten Material gebildet. Damit entfällt bei einem derart ausgebildeten Montagekörper der herkömmliche Arbeitsaufwand zum Anbringen eines Fensters aus einem transparenten Material an einem Gehäusegerüst.
Beispielsweise können die erste Außenöffnung an der zweiten quaderförmigen Wand und die zweite Außenöffnung an der ersten quaderförmigen Wand ausgebildet sein. Durch eine derartige Positionierung der zwei Außenöffnungen (bzw. der zwei Mikrospiegelchips) in Bezug zu den zwei Teilaußenwänden, welche von dem an den zwei Mikrospiegelchips abgelenkten Lichtstrahl transferiert werden, werden Reflexionen des Lichtstrahls an den zwei
Teilaußenwänden automatisch von einem Lichtauftreffpunkt des Lichtstrahls ferngehalten.
In einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform weist der Montagekörper ein Hohlprofil auf, an welchem die erste Teilaußenwand und die zweite
Teilaußenwand ausgebildet sind und welcher den sich von der ersten
Außenöffnung zu der zweiten Außenöffnung erstreckenden Innenhohlraum umrahmt. Auch ein derartiger Montagekörper ist leicht und kostengünstig herstellbar.
Z.B. kann das Hohlprofil ein schiefes Hohlprofil sein. Somit ist eine Vielzahl von Möglichkeiten bei der Ausrichtung der zwei Außenöffnungen (bzw. der zwei Mikrospiegelchips) in Bezug zu den zwei Teilaußenwänden gewährleistet.
Das Hohlprofil kann vollständig aus mindestens einem für das vorgegebene Spektrum transparenten Material gebildet sein. Besonders vorteilhafte
Möglichkeiten zum Herstellen eines derartigen Hohlprofils werden unten noch beschrieben.
In einer vorteilhaften Weiterbildung kann der Montagekörper auch mindestens eine extern angeordnete Kontaktiereinheit umfassen. Durch die externe
Anordnung der mindestens einen Kontaktiereinheit erleichtert sich deren
Montage an dem Montagekörper. Die oben beschriebenen Vorteile sind auch bei einer entsprechenden
Spiegelvorrichtung gewährleistet.
Des Weiteren sind die oben beschriebenen Vorteile realisierbar durch ein Ausführen des korrespondierenden Herstellungsverfahrens für eine
Spiegelvorrichtung. Es wird darauf hingewiesen, dass das Herstellungsverfahren gemäß den oben erläuterten Ausführungsformen des Montagekörpers weiterbildbar ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. la bis lc schematische Darstellungen einer ersten Ausführungsform der
Spiegelvorrichtung, wobei Fig. la und lb Seitenansichten und Fig. lc einen Querschnitt wiedergeben;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der
Spiegelvorrichtung; und
Fig. 3a und 3b ein Flussdiagramm und einen Querschnitt durch einen
Montagekörper zum Erläutern einer Ausführungsform des
Herstellungsverfahrens für eine Spiegelvorrichtung.
Ausführungsformen der Erfindung
Fig. la bis lc zeigen schematische Darstellungen einer ersten Ausführungsform der Spiegelvorrichtung, wobei Fig. la und lb Seitenansichten und Fig. lc einen Querschnitt wiedergeben.
Die in Fig. la bis lc dargestellte Spiegelvorrichtung umfasst einen
Montagekörper 10, einen ersten Mikrospiegelchip 12a und einen zweiten
Mikrospiegelchip 12b. Die Mikrospiegelchips 12a und 12b können auch als MEMS-Mikrospiegel 12a und 12b bezeichnet werden. An jedem der beiden Mikrospiegelchips 12a und 12b kann je eine ein vorgegebenes Spektrum reflektierende Fläche 14a und 14b ausgebildet sein. Optionalerweise kann die reflektierende Fläche 14a und 14b eines Mikrospiegelchips 12a und 12b um mindestens eine (nicht skizzierte) Drehachse in Bezug zu einer Halterung 16a und 16b des gleichen Mikrospiegelchips 12a und 12b verstellbar sein.
Beispielsweise ist die erste reflektierende Fläche 14a des ersten
Mikrospiegelchips 12a um eine erste Drehachse in Bezug zu der ersten
Halterung 16a verstellbar, während die zweite reflektierende Fläche 14b des zweiten Mikrospiegelchips 12b in Bezug zur zweiten Halterung 16b um eine geneigt zu der ersten Drehachse ausgerichtete zweite Drehachse verstellbar ist. Insbesondere können in diesem Fall die erste Drehachse und die zweite Drehachse senkrecht zueinander ausgerichtet sein. Als Alternative dazu kann jedoch auch lediglich einer der beiden Mikrospiegelchips 12a oder 12b eine um zwei Drehachsen verstellbare reflektierende Fläche 14a und 14b aufweisen, während bei dem anderen der beiden Mikrospiegelchips 12a und 12b die daran ausgebildete reflektierende Fläche 14a oder 14b in Bezug zu der jeweiligen Halterung 16a oder 16b unverstellbar ist.
Der Montagekörper 10 umschließt teilweise einen Innenhohlraum 18. Außerdem umfasst der Montagekörper 10 an zwei voneinander weg gerichteten Seiten 10a und 10b zumindest je eine Teilaußenwand 20 und 22, welche für das
vorgegebene Spektrum transparent ausgebildet ist. Unter der transparenten Ausbildung jeder Teilaußenwand 20 und 22 kann verstanden werden, dass die jeweilige Teilaußenwand 20 und 22 ausgehend von einer von dem
Innenhohlraum 18 weg gerichteten Außenfläche 20a und 22a bis zu einer den Innenhohlraum 18 teilweise begrenzenden Innenfläche 20b und 22b zumindest für eine Wellenlänge innerhalb des vorgegebenen Spektrums
transparent/durchlässig ist. Man kann dies auch damit umschreiben, dass jede der zwei Teilaußenwände 20 und 22 für eine Wellenlänge aus dem
vorgegebenen Spektrum einen vergleichsweise hohen
Transmissionskoeffizienten, bzw. einen relativ niedrigen Reflexionskoeffizienten, aufweist. Das vorgegebene Spektrum kann beispielsweise im sichtbaren Lichtspektrum, im Infrarot- Bereich und/oder im UV-Bereich liegen. Der Montagekörper 10 hat eine erste Außenöffnung 24a, an welcher der erste Mikrospiegelchip 12a anbringbar/angebracht ist. Außerdem weist der
Montagekörper 10 mindestens noch eine zweite Außenöffnung 24b auf, an welcher der zweite Mikrospiegelchip 12b anbringbar/angebracht ist. Die zwei Außenöffnungen 24a und 24b liegen derart zu den zwei Teilaußenwänden 20 und 22, dass ein durch die erste Teilaußenwand 20 fallender Lichtstrahl 26 auf den an der ersten Außenöffnung 24a angebrachten ersten Mikrospiegelchip 12a trifft und mittels des ersten Mikrospiegelchips 12a auf den an der zweiten Außenöffnung 24a angebrachten zweiten Mikrospiegelchip 12b ablenkbar ist. Vorzugsweise fällt der durch die erste Teilaußenwand 20 transmittierte
Lichtstrahl 26 auf die erste reflektierende Fläche 14a des an der ersten
Außenöffnung 24a angebrachten ersten Mikrospiegelchips 12a und wird mittels dieser auf die zweite reflektierende Fläche 14b des an der zweiten Außenöffnung 24a angebrachten zweiten Mikrospiegelchips 12b abgelenkt. Weiterhin ist der gleiche Lichtstrahl 26 mittels des an der zweiten Außenöffnung 24b
angebrachten zweiten Mikrospiegelchips 12b durch die zweite Teilaußenwand 22 ablenkbar.
Vorzugsweise ist mindestens einer der Mikrospiegelchips 12a und 12b derart an dem Montagekörper 10 befestigt, dass der jeweilige Mikrospiegelchip 12a und 12b die ihm zugeordnete Außenöffnung 24a und 24b abdeckt. Dazu kann der jeweilige Mikrospiegelchip 12a und 12b an einer die jeweilige Außenöffnung 24a und 24b umrahmenden Außenfläche 28a und 28b des Montagekörpers befestigt sein. Der Innenhohlraum 18 kann somit (zumindest nach dem Befestigen der beiden Mikrospiegelchips 12a und 12b) ein abgeschlossener Raum sein. Dies gewährleistet für die in die Außenöffnungen 24a und 24b hineinragenden Teile der Mikrospiegelchips 12a und 12b, insbesondere für die reflektierenden Flächen 14a und 14b, einen Schutz vor Feuchtigkeit und Verschmutzungen (wie z.B. Staub). Eine Benetzung/Verschmutzung der reflektierenden Flächen 14a und 14b während eines Betriebs der Spiegelvorrichtung ist deshalb verlässlich verhindert. Außerdem kann in dem als abgeschlossener Raum ausgebildeten Innenhohlraum 18 auch ein Unterdruck, insbesondere ein Vakuum, vorliegen, wodurch eine Verstellbarkeit der reflektierenden Flächen 14a und 14b verbessert ist. Sofern gewünscht, kann auch ein spezielles Gas mit einem vorgegebenen/definierten Druck in dem als abgeschlossener Raum
ausgebildeten Innenhohlraum 18 eingefüllt sein.
In der Ausführungsform der Fig. la bis lc umfasst der Montagekörper 10 eine erste quaderförmige Wand 30, an welcher die erste Teilaußenwand 20 ausgebildet ist, und eine zweite quaderförmige Wand 32 mit der daran ausgebildeten zweiten Teilaußenwand 22. Zwischen der ersten quaderförmigen Wand 30 und der zweiten quaderförmigen Wand 32 ist ein Zwischenrahmen 34 angeordnet. Man kann dies auch damit umschreiben, dass die erste
quaderförmige Wand 30 über den Zwischenrahmen 34 mit der zweiten quaderförmigen Wand 32 verbunden ist. Der Montagekörper 10 kann als planparalleler Montagekörper 10 bezeichnet werden.
Die erste quaderförmige Wand 30 und/oder die zweite quaderförmige Wand 32 können vollständig aus mindestens einem für das vorgegebene Spektrum transparenten Material gebildet sein. Die erste quaderförmige Wand 30 und/oder die quaderförmige Wand 32 können beispielsweise aus Glas sein. Der
Zwischenrahmen 34 kann z.B. aus Glas oder aus Silizium sein. Die hier genannten Materialien sind jedoch nur beispielhaft zu interpretieren.
In der Ausführungsform der Fig. la bis lc sind die erste Außenöffnung 24a an der zweiten quaderförmigen Wand 32 und die zweite Außenöffnung 24b an der ersten quaderförmigen Wand 30 ausgebildet. Der Lichtstrahl 26 tritt somit an einer ersten Seite 10a der zwei voneinander weg gerichteten Seiten 10a und 10b in den Montagekörper 10 ein und verlässt den Montagekörper 10 an der zweiten Seite 10b der zwei voneinander weg gerichteten Seiten 10a und 10b. Eine Reflexion des Lichtstrahls 26 an der ersten Teilaußenwand 20 ist somit automatisch von dem den Montagekörper 10 verlassenen Lichtstrahl 26 weg gerichtet. Auch eine Reflexion des mittels des zweiten Mikrospiegelchips 12b auf die zweite Teilaußenwand 22 gerichteten Lichtstrahls fällt beabstandet von der zweiten reflektierenden Fläche 14b auf die zweite Halterung 16b des zweiten Mikrospiegelchips 12b oder auf die erste quaderförmige Wand 30. Damit sind unerwünschte Reflexionspunkte in einem mittels des abgelenkten Lichtstrahls 26 projizierten Bild verlässlich unterbunden. Es wird darauf hingewiesen, dass bei der Spiegelvorrichtung der Fig. la bis lc eine Größe des Montagekörpers 10 eine Ausbildung von geneigten
Fensterflächen daran unnötig macht. Dies vereinfacht die Herstellung des MontagekörperslO /der Spiegelvorrichtung. Der Montagekörper 10/die
Spiegelvorrichtung können insbesondere auf Waferlevel hergestellt werden.
Der mittels der Spiegelvorrichtung abgelenkte Lichtstrahl 26 muss jede der beiden Teilaußenwände 20 und 22 lediglich einmal durchdringen. Dies reduziert die Reflexionsverluste bei einem Ablenken des Lichtstrahls 26 mittels der Spiegelvorrichtung. Häufig ist eine Verringerung der Reflexionsverluste um 50% (aufgrund der Halbierung der Durchtrittsflächen) erreichbar. Optionaler Weise können zumindest die Außenfläche 20a der ersten Teilaußenwand 20 und/oder die Innenfläche 22b der zweiten Teilaußenwand 22 mit einer antireflektierenden Beschichtung bedeckt sein.
Es wird darauf hingewiesen, dass bei der Ausführungsform der Fig. la bis lc im Umfeld der reflektierenden Flächen 14a und 14b der Mikrospiegelchips 12a und 12b vergleichsweise viel Freiraum vorliegt. Außerdem kann der Abstand der Mikrospiegelchips 12a und 12b bei der Spiegelvorrichtung der Fig. la bis lc im Vergleich zum Stand der Technik freier gewählt werden. Selbst für ein Verstellen einer vergleichsweise großen reflektierenden Fläche 14a und 14b ist somit genügend Freiraum in der Spiegelvorrichtung vorhanden. Dies ermöglicht eine große Ausbildung der zweiten reflektierenden Fläche 14b des zweiten
Mikrospiegelchips 12b, auf welche der bereits an der ersten reflektierenden Fläche 14a des ersten Mikrospiegelchips 12a aufgefächerte Lichtstrahl 26 auftrifft.
Die Spiegelvorrichtung der Fig. la bis lc weist auch eine extern an dem
Montagekörper 10 angeordnete Kontaktiereinheit 36 auf.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Spiegelvorrichtung.
Bei der in Fig. 2 schematisch dargestellten Spiegelvorrichtung weist der Montagekörper 40 ein Hohlprofil 40 auf, an welchem die erste Teilaußenwand 20 und die zweite Teilaußenwand 22 ausgebildet sind. Insbesondere kann das Hohlprofil 40 der Montagekörper 40 sein. Das Hohlprofil 40 umrahmt den sich von der ersten Außenöffnung 24a zu der zweiten Außenöffnung 24b
erstreckenden Innenhohlraum 18.
In der Ausführungsform der Fig. 2 ist das Hohlprofil 40 ein schiefes Hohlprofil 40. Außerdem kann das Hohlprofil 40 vollständig aus mindestens einem für das vorgegebene Spektrum transparenten Material gebildet sein. Beispielsweise ist das Hohlprofil 40 aus Glas gebildet.
Das Hohlprofil 40/der Montagekörper 40 kann außen zumindest teilweise mit einer Schutzschicht/Isolierschicht 42 bedeckt sein, auf welcher mindestens ein Kontaktierelement 44a und 44b ausgebildet sind, welches mindestens einen Mikrospiegelchip 12a und 12b mit der extern an dem Montagekörper 40 angeordneten Kontaktiereinheit 36 elektrisch verbindet. Optionaler Weise kann das Hohlprofil 40/der Montagekörper 40 benachbart zu der zweiten
Teilaußenwand 22 eine Blende 46 tragen.
Bei allen oben beschriebenen Spiegelvorrichtungen sind die beim Ablenken des Lichtstrahls 26 auftretenden Reflexionsverluste vergleichsweise niedrig. Die oben beschriebenen Spiegelvorrichtungen sind deshalb vorteilhaft als Scanner oder als Projektoren (Picoprojektoren) einsetzbar. Insbesondere sind die
Spiegelvorrichtungen in Stand-Alone-Geräte, in Mobiltelefone, in Head-up- Systeme, in Laptops, in Tablets oder in Camcorders integrierbar.
Fig. 3a und 3b zeigen ein Flussdiagramm und einen Querschnitt durch einen Montagekörper zum Erläutern einer Ausführungsform des
Herstellungsverfahrens für eine Spiegelvorrichtung.
Mittels des im Weiteren beschriebenen Herstellungsverfahrens können beispielsweise die oben beschriebenen Spiegelvorrichtungen hergestellt werden. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Ausführbarkeit des
Herstellungsverfahrens nicht auf das Herstellen derartiger Spiegelvorrichtungen limitiert ist. In einem Verfahrensschritt S1 wird ein Montagekörper gebildet, welcher einen Innenhohlraum teilweise umschließt. Der Montagekörper wird an zwei voneinander weg gerichteten Seiten zumindest mit je einer für ein vorgegebenes Spektrum transparenten Teilaußenwand ausgebildet. Insbesondere kann der Montagekörper vollständig aus mindestens einem für das vorgegebene Spektrum transparenten Material ausgebildet werden. Außerdem wird der Montagekörper mit mindestens einer ersten Außenöffnung und mit mindestens einer zweiten Außenöffnung ausgebildet. Beispielsweise kann der Montagekörper aus einer ersten quaderförmige Wand mit der daran ausgebildeten ersten Teilaußenwand, einer zweiten
quaderförmigen Wand mit der daran ausgebildeten zweiten Teilaußenwand und einem Zwischenrahmen zusammengesetzt werden, wobei der Zwischenrahmen zwischen der ersten quaderförmigen Wand und der zweiten quaderförmigen Wand angeordnet wird. Beim vorher ausgeführten Strukturieren der zwei quaderförmigen Wände und des dazwischenliegenden Zwischenrahmens kann überall dort Material entfernt werden, wo entweder ein Mikrospiegelchip zu montieren ist oder wo der Innenhohlraum zum Führen des Lichtstrahls vorteilhaft ist. Die Strukturierung der zwei quaderförmigen Wände und/oder des dazwischen liegenden Zwischenrahmens kann durch Sandstrahlen oder durch Prägen/
Heißprägen erfolgen. Die zwei quaderförmigen Wände können beispielsweise aus Glas, insbesondere aus strukturierbaren Glas, oder aus einem anderen Material mit der gewünschten Transparenz sein. Der Zwischenrahmen kann aus Glas oder einem nicht-transparenten Material, wie z.B. Silizium, sein. Die Verbindung der zwei quaderförmigen Wände mit dem Zwischenrahmen kann durch ein Sealglasbonden, ein Direktbonden von Silizium und Glas oder durch ein Direktbonden von Glas und Glas geschaffen werden. Die hier aufgezählten Verfahren sind jedoch nur beispielhaft zu interpretieren. In einer alternativen Ausführungsform des Verfahrensschritt S1 kann der
Montagekörper jedoch auch (zumindest teilweise) ein Hohlprofil mit der daran ausgebildeten ersten Teilaußenwand und der daran ausgebildeten zweiten Teilaußenwand hergestellt werden. In diesem Fall umrahmt das Hohlprofil den sich von der ersten Außenöffnung zu der zweiten Außenöffnung erstreckenden Innenhohlraum. Wie anhand von Fig. 3b erkennbar ist, kann das Hohlprofil hergestellt werden, indem zwischen einer oberen Ebene 50 und einer unteren Ebene 52 ein Kanal 18 als Innenhohlraum 18 ausgebildet wird, welcher sich von der ersten
Außenöffnung 24a zu der zweiten Außenöffnung 24b erstreckt. Der Kanal 18 kann beispielsweise durch Sandstrahlen ausgebildet werden. Insbesondere eine zwischen der oberen Ebene 50 und der unteren Ebene 52 vorliegende mittlere Ebene 54 aus Glas kann auf diese Weise leicht entfernt werden. Speziell ein als Montagekörper ausgebildetes Hohlprofil, bzw. ein hohler Montagekörper, sind bei einer derartigen Ausführungsform des Verfahrensschritts S1 leicht herstellbar. In einer alternativen Ausführungsform kann das Hohlprofil jedoch auch über einen Lithographieschritt oder über ein Prägen/Heißprägen aus dem mindestens einen transparenten Material erzeugt werden. In einem zweiten Verfahrensschritt S2 werden ein erster Mikrospiegelchip an der ersten Außenöffnung und ein zweiter Mikrospiegelchip an der zweiten
Außenöffnung angebracht. Die Mikrospiegelchips können z.B. auf dem
Montagekörper festgeklebt oder festgebondet werden. Beispiele für die dazu verwendbaren Mikrospiegelchips sind oben schon beschrieben.
Die Montage der Mikrospiegelchips an dem Montagekörper kann auf Waferlevel erfolgen. Sofern die an einem Wafer ausgebildeten Mikrospiegelchips an den optischen Durchtrittsflächen nicht mit dem Grundkörper verbunden werden, ist das dort vorhandene Wafermaterial durch einen geeigneten Trench oder ein geeignetes Sägeverfahren leicht entfernbar. Alternativ kann vor der Montage der
Mikrospiegelchips ein Vereinzeln der Mikrospiegelchips erfolgen, und die bereits vereinzelten Mikrospiegelchips können per Pick-and-Place auf dem
(vereinzelten) Montagekörper oder auf einem Wafer mit daran ausgebildeten Montagekörpern aufgebracht werden.
In den Verfahrensschritten S1 und S2 erfolgt das Ausbilden der ersten
Außenöffnung und der zweiten Außenöffnung und das Anbringen des ersten Mikrospiegelchips und des zweiten Mikrospiegelchips derart, dass bei einem Betrieb der Spiegelvorrichtung ein durch eine erste Teilaußenwand der zwei Teilaußenwände fallender Lichtstrahl mittels des ersten Mikrospiegelchips auf den zweiten Mikrospiegelchip und mittels des zweiten Mikrospiegelchips durch eine zweite Teilaußenwand der zwei Teilaußenwände abgelenkt wird.
Sofern im Innenhohlraum ein Vakuum gewünscht ist, können die
Mikrospiegelchips unter Vakuum auf den Montagekörper aufgebondet werden. Zum Erzeugen eines Unterdrucks oder eines Vakuums in dem Hohlraum kann jedoch auch in dem Verfahrensschritt S1 noch eine weitere (vergleichsweise kleinflächige) Öffnung (zusätzlich zu der ersten Außenöffnung und der zweiten Außenöffnung) an dem Montagekörper ausgebildet werden. Der gewünschte Unterdruck oder das bevorzugte Vakuum können in diesem Fall erst nach dem Anbringen der Mikrospiegelchips an dem Montagekörper eingestellt werden. Dazu wird zuerst Luft aus dem Innenhohlraum gepumpt. Anschließend kann die Öffnung, beispielsweise mittels eines Lasers, unter Unterdruck/Vakuum zugeschweißt werden.
In einer Weiterbildung wird noch mindestens eine Kontaktiereinheit an dem Montagekörper befestigt. Vorzugweise wird die mindestens eine
Kontaktiereinheit erst nach einem Vereinzeln der Spiegelvorrichtungen daran angebracht. Insbesondere kann das Kontaktierelement auch an eine Eintrittsseite des Montagekörpers angebracht werden, wobei die Kontaktierung durch ein Drahtbonden erfolgen kann.
Die mindestens eine Kontaktiereinheit kann zum Beispiel auf Basis von
Leiterplattenmaterial hergestellt werden. Eine Kontaktierung der
Mikrospiegelchips kann durch ein Drahtbonden von der Leiterplatte auf dem Mikrospiegelchip erfolgen. Eine Durchkontaktierung zur vereinfachten Abführung von Leitungen (z.B. durch eine flexible Leiterplatte) erfolgt vorzugsweise im Leiterplattenmaterial.
Bei allen hier beschriebenen Ausführungsformen ist ein Schutz der
reflektierenden Flächen der zwei Mikrospiegelchips bereits in einem frühen Stadium der Herstellung der Spiegelvorrichtung möglich. Außerdem bieten die mittels des hier beschriebenen Verfahrens hergestellten Spiegelvorrichtungen die oben bereits erläuterten Vorteile.

Claims

Ansprüche
1 . Montagekörper (10, 40) für Mikrospiegelchips (12a, 12b), welcher einen Innenhohlraum (18) teilweise umschließt, wobei der Montagekörper (10, 40) an zwei voneinander weg gerichteten Seiten (10a, 10b) zumindest je eine Teilaußenwand (20, 22) umfasst, welche für ein vorgegebenes Spektrum transparent ausgebildet ist; und wobei der Montagekörper (10, 40) mindestens eine erste Außenöffnung (24a), an welcher ein erster Mikrospiegelchip (12a) anbringbar ist, und eine zweite Außenöffnung (24b), an welcher ein zweiter Mikrospiegelchip (12b) anbringbar ist, so aufweist, dass ein durch eine erste Teilaußenwand (20) der zwei Teilaußenwände (20, 22) fallender Lichtstrahl (26) mittels des an der ersten Außenöffnung (24a) angebrachten ersten Mikrospiegelchips (12a) auf den an der zweiten Außenöffnung (24b) angebrachten zweiten
Mikrospiegelchip (12b), und mittels des an der zweiten Außenöffnung (24b) angebrachten zweiten Mikrospiegelchips (12b) durch eine zweite
Teilaußenwand (22) der zwei Teilaußenwände (20, 22) ablenkbar ist.
2. Montagekörper (10) nach Anspruch 1 , wobei der Montagekörper (10) eine erste quaderförmige Wand (30) mit der daran ausgebildeten ersten
Teilaußenwand (20), eine zweite quaderförmige Wand (32) mit der daran ausgebildeten zweiten Teilaußenwand (22) und einen zwischen der ersten quaderförmigen Wand (30) und der zweiten quaderförmigen Wand (32) angeordneten Zwischenrahmen (34) umfasst. Montagekörper (10) nach Anspruch 2, wobei die erste quaderförmige Wand (30) und/oder die zweite quaderförmige Wand (32) vollständig aus mindestens einem für das vorgegebene Spektrum transparenten Material gebildet sind.
Montagekörper (10) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die erste Außenöffnung (24a) an der zweiten quaderförmigen Wand (32) und die zweite
Außenöffnung (24b) an der ersten quaderförmigen Wand (30) ausgebildet sind.
Montagekörper (40) nach Anspruch 1 , wobei der Montagekörper (40) ein Hohlprofil (40) aufweist, an welchem die erste Teilaußenwand (20) und die zweite Teilaußenwand (22) ausgebildet sind und welcher den sich von der ersten Außenöffnung (24a) zu der zweiten Außenöffnung (24b)
erstreckenden Innenhohlraum (18) umrahmt.
Montagekörper (40) nach Anspruch 5, wobei das Hohlprofil (40) ein schiefes Hohlprofil (40) ist.
Montagekörper (40) nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Hohlprofil (40) vollständig aus mindestens einem für das vorgegebene Spektrum transparenten Material gebildet ist.
Montagekörper (10, 40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Montagekörper (10, 40) mindestens eine extern angeordnete
Kontaktiereinheit (36) umfasst.
Spiegelvorrichtung mit: einem Montagekörper (10, 40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dem an der ersten Außenöffnung (24a) des Montagekörpers (10, 40) angebrachten ersten Mikrospiegelchip (12a); und dem an der zweiten Außenöffnung (24b) des Montagekörpers (10, 40) angebrachten zweiten Mikrospiegelchip (12b).
10. Herstellungsverfahren für eine Spiegelvorrichtung mit den Schritten:
Bilden eines einen Innenhohlraum (18) teilweise umschließenden
Montagekörpers (10, 40), wobei der Montagekörper (10, 40) an zwei voneinander weg gerichteten Seiten (10a, 10b) zumindest mit je einer für ein vorgegebenes Spektrum transparenten Teilaußenwand (20, 22) ausgebildet wird, und wobei der Montagekörper (10, 40) mit mindestens einer ersten Außenöffnung (24a) und mit einer zweiten Außenöffnung (24b) ausgebildet wird (S1 ); und
Anbringen eines ersten Mikrospiegelchips (12a) an der ersten Außenöffnung (24a) und eines zweiten Mikrospiegelchips (12b) an der zweiten
Außenöffnung (24b) (S2); wobei das Ausbilden der ersten Außenöffnung (24a) und der zweiten Außenöffnung (24b) und das Anbringen des ersten Mikrospiegelchips (12a) und des zweiten Mikrospiegelchips (12b) derart erfolgt, dass bei einem Betrieb der Spiegelvorrichtung ein durch eine erste Teilaußenwand (20) der zwei Teilaußenwände (20, 22) fallender Lichtstrahl (26) mittels des ersten Mikrospiegelchips (12a) auf den zweiten Mikrospiegelchip (12b), und mittels des zweiten Mikrospiegelchips (12b) durch eine zweite Teilaußenwand (22) der zwei Teilaußenwände (20, 22) abgelenkt wird.
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