專利名稱：共振組件及雙軸組件，制作雙軸組件和微系統(tǒng)組件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微組件的結(jié)構(gòu)及其制作方法，尤指一種共振組件及雙軸組件，制作雙軸組件和微系統(tǒng)組件的方法。
背景技術(shù)：
具有雙軸的組件已被應用于傳統(tǒng)工業(yè)或是微機電領(lǐng)域之中，例如在條形碼器、激光打印機、顯示器以及光切換開關(guān)等等領(lǐng)域之中。然而，因為傳統(tǒng)的雙軸組件的兩軸位于相近似的環(huán)境下(例如處在具有相近似的空氣阻尼(damping)的環(huán)境下)，其所具有的感測敏感度與精確度則是受到限制的。
舉例來說，就一個應用于顯示器中的雙軸微扭轉(zhuǎn)面鏡而言，其第一軸用以快速高頻的對對象進行線掃描，掃描頻率與角度越高，所得結(jié)果的精確度與分辨率越高，其中掃描角度的大小與組件的質(zhì)量因子(quality factor)有關(guān)，質(zhì)量因子越高，其掃描角度越大，而空氣阻尼(damping)將是造成微面鏡質(zhì)量因子高低的主要因素，將微扭轉(zhuǎn)面鏡操作在真空環(huán)境下，將能有效的降低空氣阻尼并提高質(zhì)量因子與掃描角度，以獲得高分辨率性能。而微扭轉(zhuǎn)面鏡的第二軸則是與第一軸正交，進行慢速低頻的掃描，其目的在于將第一軸所掃描獲得的結(jié)果，擴充為一個二維的面掃描，第二軸的掃描需要進行精確的角度控制，適當?shù)目諝庾枘岽嬖冢瑢⒂兄谖⑴まD(zhuǎn)面鏡角度控制的精確度，才能得到較佳的畫面分辨率，因此第二軸其僅需維持在大氣環(huán)境下，即可符合一般顯示器所需的要求，若是與第一軸于相同的空氣阻尼下操作，反而會無法控制第二軸的角度定位，造成畫面抖動影響分辨率。因此，空氣阻尼為決定組件質(zhì)量因子與掃描分辨率高低的主要因素之一，第一軸需要低空氣阻尼(高質(zhì)量因子)，而第二軸則需要高空氣阻尼(低質(zhì)量因子)，因此，若是通過控制雙軸組件的兩軸所處環(huán)境的空氣量，將第一轉(zhuǎn)軸操作于真空環(huán)境下，而第二轉(zhuǎn)軸操作于一般大氣環(huán)境下，那么便可有效提升雙軸組件的精確度與分辨率。
目前，因為對于儀器的量測精確度與分辨率的要求已不斷提升，因此，現(xiàn)有的雙軸組件已不滿足使用而需具有更高精確度與分辨率的雙軸組件。特別是目前相關(guān)組件的技術(shù)中，并沒有辦法同時提供兩種阻尼同時存在的操作環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于此，本發(fā)明提出一種兩軸處于不同質(zhì)量因子的雙軸組件及其制作方法；其在應用改變現(xiàn)有技術(shù)與設備的條件下完成一種兩軸位于不同質(zhì)量因子的環(huán)境的雙軸組件。
本發(fā)明的主要構(gòu)想在于提供一種雙軸組件，其具有一第一基板，具有數(shù)個電極；一第一接合層，位于該第一基板上；一作動層，具有一環(huán)部、一致動部、一第一轉(zhuǎn)軸以及一第二轉(zhuǎn)軸，藉由該第一接合層而與該第一基板相連；一第二接合層，與該作動層相連；以及一保護蓋，藉由該第二接合層而與該作動層相連。其中該第一基板、該第一接合層、該作動層、該第二接合層以及該保護蓋共組成一真空空腔，該致動部與該第一轉(zhuǎn)軸位于該真空空腔之中，而該第二轉(zhuǎn)軸延伸至該真空空腔之外。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該數(shù)個電極包含正電極與負電極。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該數(shù)個電極為金屬電極或多晶硅電極。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該第一基板為一第一絕緣基板。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該第一絕緣基板為一絕緣硅基板。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該作動層由硅或含硅化合物所組成。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該保護蓋為一第二絕緣基板。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該第二絕緣基板為一玻璃基板。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該第二絕緣基板為一石英基板。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該保護蓋為一透明基板。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該第一接合層包含一第一金屬層。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該第一接合層包含一第一電磁感應物層。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該第二接合層包含一第二金屬層。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該第二接合層包含一第二電磁感應物層。
本發(fā)明的另一構(gòu)想在于提供一種雙軸組件，其具有一由數(shù)個基板、一支持部以及至少一接合層所共同組合成的一真空空腔；以及一作動部，位于該真空空腔之中，其包含該支持部、一動件、一第一轉(zhuǎn)軸以及一第二轉(zhuǎn)軸。其中該第一轉(zhuǎn)軸與該第二轉(zhuǎn)軸為該動件的兩轉(zhuǎn)軸，該第一轉(zhuǎn)軸位在該真空空腔之中，而該第二轉(zhuǎn)軸延伸至該真空空腔之外。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該數(shù)個基板之一包含數(shù)個電極。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該數(shù)個電極包含正電極與負電極。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該數(shù)個電極為金屬電極或多晶硅電極。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該數(shù)個基板為一絕緣基板。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該數(shù)個基板之一為一透明基板。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該作動部為硅或含硅化合物所組成。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該接合層包含一金屬層。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該第一接合層包含一電磁感應物層。
本發(fā)明的另一構(gòu)想即在于提供一種共振組件，包含一致動裝置以及一雙軸組件。其中該雙軸組件包含由數(shù)個基板與至少一接合層所組成的一真空空腔，以及一雙軸致動組件；該雙軸致動組件位在該真空空腔之中，并具有一第一轉(zhuǎn)軸與一第二轉(zhuǎn)軸，其中該第一軸處在該真空空腔之中，而該第二轉(zhuǎn)軸延伸至該真空空腔之外。
本發(fā)明的又一構(gòu)想在于提供一種制作雙軸組件的方法。該方法包含步驟(a)提供一第一基板與一第二基板；(b)形成數(shù)個電極于該第一基板上；(c)形成一第一接合層于該第一基板；(d)蝕刻該第一基板以定義出一輪廓與一第一基座；(e)蝕刻該第二基板以圖樣化出具有該雙軸組件的一致動結(jié)構(gòu)以及一第二基座；(f)形成一第二接合層于該第二基板；(g)接合一保護蓋于該第二接合層上，以使該保護蓋遮蓋該第二基板；(h)移除該第二基座；(i)于真空中接合該第一接合層與該致動結(jié)構(gòu)；以及(j)移除該第一基座。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該第一基板與該第二基板為一絕緣硅(Silicon onInsulator，SOI)晶圓片。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該數(shù)個電極為金屬電極。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該數(shù)個電極為多晶硅電極。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該步驟(d)藉一干蝕刻方式以實施。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該步驟(e)藉一干蝕刻方式以實施。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該保護蓋為一透明基板。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該保護蓋為一玻璃基板或一硅基板。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該保護蓋為一絕緣基板。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該步驟(h)藉一蝕刻方式以實施。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該步驟(i)藉一蝕刻方式以實施。
本發(fā)明的又一構(gòu)想在于提供一種制作微系統(tǒng)組件的方法。該方法包含步驟(a)提供數(shù)個基板；(b)蝕刻該數(shù)個基板以形成一上基板、一下基板，以及一具有一第一轉(zhuǎn)軸與一第二轉(zhuǎn)軸的一雙軸組件；(c)接合該數(shù)個基板與該雙軸組件以形成一微系統(tǒng)組件，其中該微系統(tǒng)組件包含一真空空腔，該雙軸組件與該第一轉(zhuǎn)軸位于該真空空腔之中，而該第二轉(zhuǎn)軸延伸至該真空空腔之外。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該數(shù)個基板包含一絕緣硅(SOI)晶圓片。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該數(shù)個基板包含一透明基板。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該步驟(c)藉一接合材料而實施。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該接合材料為一金屬。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該接合材料為一聚合物。


圖1為依照本發(fā)明的雙軸微扭轉(zhuǎn)面鏡透視示意圖。
圖2為沿著圖1中的線段A-A’所得的截面示意圖。
圖3(A)-圖3(C)為本發(fā)明的雙軸微扭轉(zhuǎn)面鏡的基座結(jié)構(gòu)的示范性制作流程圖。
圖4(A)-圖4(E)為本發(fā)明的雙軸微扭轉(zhuǎn)面鏡的頂部結(jié)構(gòu)的示范性制作流程圖。
圖5(A)-圖5(C)為本發(fā)明的雙軸微扭轉(zhuǎn)面鏡的基座結(jié)構(gòu)與頂部結(jié)構(gòu)的接合示意圖。
其中，附圖標記說明如下
M雙軸微扭轉(zhuǎn)面鏡S1基座結(jié)構(gòu)S2頂部結(jié)構(gòu)V真空空腔1硅基板11第一硅基板111正電極 112負電極113第一接合層 2第二硅基板21第一轉(zhuǎn)軸 22第二轉(zhuǎn)軸23致動部 24環(huán)部25第二接合層 26導線3保護蓋具體實施方式
本發(fā)明所提出的雙軸組件及其制作方法，將可由以下的實施例說明而得到充分了解，并使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以據(jù)以完成。另外，雖然本發(fā)明是以制作雙軸微扭轉(zhuǎn)面鏡為實施例，然而本發(fā)明的實施并不受限于雙軸微扭轉(zhuǎn)面鏡的制作領(lǐng)域，而應亦適用于其它雙軸組件的制作。
請參考圖1，為本發(fā)明所制得的雙軸微扭轉(zhuǎn)面鏡透視示意圖。簡單地說，由圖1所示的透視圖中可知雙軸微扭轉(zhuǎn)鏡面M包含第一硅基板11、第一轉(zhuǎn)軸21、第二轉(zhuǎn)軸22、致動部23、環(huán)部24以及真空空腔V。
請參考圖2，為沿著圖1中的線段A-A’所得的截面示意圖。如圖2所示的截面，雙軸微扭轉(zhuǎn)面鏡M具有第一硅基板11、第一接合層113、正電極111、負電極112、致動部23、第二轉(zhuǎn)軸22、第二接合層25、環(huán)部24、一保護蓋3以及一真空空腔V。
請參考圖2與圖3(A)-圖3(C)，其中圖3(A)-圖3(C)為本發(fā)明的雙軸微扭轉(zhuǎn)面鏡的基座結(jié)構(gòu)的示范性制作流程圖。如圖3(A)-圖3(C)所示，在制作時先提供一硅基板(本實施例以一SOI晶圓作為硅基板)1，如圖3(A)所示；接著再于該硅基板1上形成正電極111、負電極112以及第一接合層113(一般多利用金屬物質(zhì)或是聚合物質(zhì)或是電磁感應物層作為接合物質(zhì))，如圖3(B)所示；最后則是通過干蝕刻來蝕刻硅基板1進以形成如圖3(C)所示的基座結(jié)構(gòu)S1。
請參考圖1、圖2與圖4(A)-圖4(E)，其中圖4(A)-圖4(E)為本發(fā)明的雙軸微扭轉(zhuǎn)面鏡的頂部結(jié)構(gòu)的示范性制作流程圖。如圖4(A)-圖4(E)所示，在制作時，先提供一第二硅基板2(例如亦以一SOI晶圓作為第二硅基板)，如圖4(A)所示。接著則利用干蝕刻畫出第二轉(zhuǎn)軸22、致動部23與環(huán)部24，如圖4(B)所示；另外，事實上亦利用干蝕刻在第二硅基板2上形成第一轉(zhuǎn)軸21(因為就圖1的線段A-A’的截面而言，第一轉(zhuǎn)軸21將會被致動部23遮住)。稍后則是在刻畫后的第二硅基板2上形成第二接合層25，如圖4(C)所示。其次則是在第二接合層25上形成一透明保護蓋3(例如絕緣的玻璃基板或是石英基板)，如圖4(D)所示。最后則是自第二硅基板2的下表面開始進行蝕刻以形成如圖4(E)所示的頂部結(jié)構(gòu)S2。
請參考圖2至圖5(A)-圖5(C)，其中圖5(A)-圖5(C)為本發(fā)明的雙軸微扭轉(zhuǎn)面鏡的基座結(jié)構(gòu)與頂部結(jié)構(gòu)的接合示意圖。先在真空環(huán)境下將圖3(C)所示的基座結(jié)構(gòu)S1與圖4(E)所示的頂部結(jié)構(gòu)S2相接合以形成一真空空腔V，其結(jié)果如圖5(A)所示。接著則是將保護蓋3依需求而切割成所欲的形狀，如圖5(B)所示。最后則是自硅基板1的底部開始進行蝕刻，直至使硅基板1形成第一硅基版11，如圖5(C)所示。另外，當需要時，可在第二轉(zhuǎn)軸22上架構(gòu)導線26，以便利用電流的磁效應來改變第二轉(zhuǎn)軸22的運動狀態(tài)；而第一轉(zhuǎn)軸21的運動狀態(tài)可通過正電極111與負電極112的靜電力而控制。
由圖1、圖2與圖5(C)所示的內(nèi)容可知，本發(fā)明所形成的雙軸微扭轉(zhuǎn)面鏡M的第一轉(zhuǎn)軸21將位于由第一硅基板11、第一接合層113、第二接合層25、保護蓋3以及環(huán)部24所組成的真空空腔V之中，而其第二轉(zhuǎn)軸22則是位在一般大氣環(huán)境之中。因此，由上述內(nèi)容可知本發(fā)明確實實現(xiàn)了一種兩轉(zhuǎn)軸位于不同質(zhì)量因子環(huán)境下的雙軸組件(其之一轉(zhuǎn)軸位于高質(zhì)量因子環(huán)境中(真空中)，而另一轉(zhuǎn)軸則位于一低質(zhì)量因子環(huán)境中(一般大氣))。
雖然本發(fā)明已由上述的實施例所詳細敘述，而可由在此領(lǐng)域具常識者所做的諸般修飾，皆不脫如所附權(quán)利要求所欲保護的范圍。
權(quán)利要求
1.一種雙軸組件，其具有一第一基板，具有數(shù)個電極；一第一接合層，位于該第一基板上；一作動層，具有一環(huán)部、一致動部、一第一轉(zhuǎn)軸以及一第二轉(zhuǎn)軸，藉由該第一接合層而與該第一基板相連；一第二接合層，與該作動層相連；以及一保護蓋，藉由該第二接合層而與該作動層相連；其中該第一基板、該第一接合層、該作動層、該第二接合層以及該保護蓋共組成一真空空腔，該致動部與該第一轉(zhuǎn)軸位于該真空空腔之中，而該第二轉(zhuǎn)軸延伸至該真空空腔之外。
2.如權(quán)利要求1所述的雙軸組件，其中該數(shù)個電極包含正電極與負電極；該數(shù)個電極為金屬電極或多晶硅電極；該第一基板為一第一絕緣基板；及/或該第一絕緣基板為一硅基板。
3.如權(quán)利要求1所述的雙軸組件，其中該作動層由硅或含硅化合物所組成；該保護蓋為一第二絕緣基板；該第二絕緣基板為一玻璃基板或一石英基板；該保護蓋為一透明基板。
4.如權(quán)利要求1所述的雙軸組件，其中該第一接合層包含一第一金屬層或一第一電磁感應物層；及/或該第二接合層包含一第二金屬層或一第二電磁感應物層。
5.一種雙軸組件，其具有一由數(shù)個基板、一支持部以及至少一接合層所共同組合成的一真空空腔；以及一作動部，位于該真空空腔之中，包含該支持部、一動件、一第一轉(zhuǎn)軸以及一第二轉(zhuǎn)軸，其中該第一轉(zhuǎn)軸與該第二轉(zhuǎn)軸為該動件的兩轉(zhuǎn)軸，該第一轉(zhuǎn)軸位在該真空空腔之中，而該第二轉(zhuǎn)軸延伸至該真空空腔之外。
6.如權(quán)利要求5所述的雙軸組件，其中該數(shù)個基板之一包含數(shù)個電極；及/或該數(shù)個基板之一為一透明基板。
7.一種共振組件，其包含一致動裝置；以及一雙軸組件，其中該雙軸組件包含由數(shù)個基板與至少一接合層所組成的一真空空腔，以及一雙軸致動組件；該雙軸致動組件位在該真空空腔之中，并具有一第一轉(zhuǎn)軸與一第二轉(zhuǎn)軸，其中該第一軸處在該真空空腔之中，而該第二轉(zhuǎn)軸延伸至該真空空腔之外。
8.一種制作雙軸組件的方法，包含步驟(a)提供一第一基板與一第二基板；(b)形成數(shù)個電極于該第一基板上；(c)形成一第一接合層于該第一基板；(d)蝕刻該第一基板以定義出一輪廓與一第一基座；(e)蝕刻該第二基板以圖樣化出具有該雙軸組件的一致動結(jié)構(gòu)以及一第二基座；(f)形成一第二接合層于該第二基板；(g)接合一保護蓋于該第二接合層上，以使該保護蓋遮蓋該第二基板；(h)移除該第二基座；(i)于真空中接合該第一接合層與該致動結(jié)構(gòu)；以及(j)移除該第一基座。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中該第一基板與該第二基板為一絕緣硅晶圓片；該步驟(d)藉一干蝕刻方式以實施；該步驟(e)藉一干蝕刻方式以實施；該保護蓋為一玻璃基板或一硅基板；該保護蓋為一絕緣基板；該步驟(h)藉一蝕刻方式以實施；及/或該步驟(j)藉一蝕刻方式以實施。
10.一種制作微系統(tǒng)組件的方法，包含以下步驟(a)提供數(shù)個基板；(b)蝕刻該數(shù)個基板以形成一上基板、一下基板，以及一具有一第一轉(zhuǎn)軸與一第二轉(zhuǎn)軸的一雙軸組件；(c)接合該數(shù)個基板與該雙軸組件以形成一微系統(tǒng)組件，其中該微系統(tǒng)組件包含一真空空腔，該雙軸組件與該第一轉(zhuǎn)軸位于該真空空腔之中，而該第二轉(zhuǎn)軸延伸至該真空空腔之外。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中該數(shù)個基板包含一絕緣硅晶圓片；該數(shù)個基板包含一透明基板；該步驟(c)藉一接合材料而實施；及/或該接合材料為一金屬或一聚合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種共振組件及雙軸組件，制作雙軸組件和微系統(tǒng)組件的方法。該雙軸組件包含一第一基板，具有數(shù)個電極；一第一接合層，位于該第一基板上；一作動層，具有一環(huán)部、一致動部、一第一轉(zhuǎn)軸以及一第二轉(zhuǎn)軸，藉由該第一接合層而與該第一基板相連；一第二接合層，其與該作動層相連；以及一保護蓋，藉由該第二接合層而與該作動層相連。其中該第一基板、該第一接合層、該作動層、該第二接合層以及該保護蓋共組成一真空空腔，而該致動部與該第一轉(zhuǎn)軸位于該真空空腔之中，且該第二轉(zhuǎn)軸延伸至該真空空腔之外。
文檔編號B81B7/02GK1721911SQ20041007163
公開日2006年1月18日 申請日期2004年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月16日
發(fā)明者吳名清, 楊學安, 林弘毅, 方維倫 申請人:華新麗華股份有限公司