一种振膜偏转角度检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及振膜检测技术领域，尤其涉及一种振膜偏转角度检测装置。


背景技术：

2.微镜是一类可以有效实现光路调控的微纳芯片，广泛应用于投影、成像、激光导航等领域。目前应用最多的微镜包括静电式、电磁式、压电式以及电热式等几种。目前应用的微镜中一大部分采用无角度反馈的开环控制方式，该种微镜存在的一个严重不足是缺乏有效的角度反馈，造成微镜控制不精确的问题，从而导致投影和成像漂移、导航偏差等问题。
3.目前检测微镜装置的振膜和信号柱只有一边接线，一边悬浮，导致检测的时候存在大量的杂散信号，影响振膜与信号柱之间电容的检测精度。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种振膜偏转角度检测装置，该检测装置在信号柱的内部设置第一屏蔽层，在振膜的外部设置第二屏蔽层，通过第一屏蔽层的设计隔绝外界干扰，第二屏蔽层受到干扰时，可通过第一屏蔽层进行阻断，避免直接影响硅柱的信号，提高振膜与信号柱之间电容的检测精度。
5.为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：
6.本实用新型提供一种振膜偏转角度检测装置，所述角度检测装置包括：
7.基板；
8.信号柱，设置于所述基板上，且所述信号柱的内部具有一第一屏蔽层，所述第一屏蔽层与所述基板电性连通；
9.第二屏蔽层，设置于所述基板上，且所述第二屏蔽层包裹所述信号柱；以及
10.振膜，设置于所述基板上，且所述振膜位于所述信号柱与所述第二屏蔽层之间，所述振膜与所述信号柱之间形成检测电容。
11.在本实用新型的一个实施例中，所述信号柱包括：
12.硅柱，设置于所述基板上，所述硅柱的一端键合于所述基板，所述硅柱的另一端设置有所述第一屏蔽层；以及
13.绝缘层，设置于所述第一屏蔽层上，且所述绝缘层覆盖所述硅柱的一端，所述绝缘层上位于所述第一屏蔽层处设置有第一通孔。
14.在本实用新型的一个实施例中，所述信号柱还包括电极片，所述电极片设置于所述绝缘层上，且所述电极片与所述基板电性连通。
15.在本实用新型的一个实施例中，所述信号柱还包括第一通孔，所述第一通孔位于所述第一屏蔽层的一侧，且所述第一通孔由所述绝缘层的顶部贯穿至所述硅柱的底部。
16.在本实用新型的一个实施例中，所述信号柱还包括第二通孔，所述第二通孔与所述第一屏蔽层的位置对应，且所述第二通孔由所述硅柱的一端贯穿至所述硅柱的另一端。
17.在本实用新型的一个实施例中，所述信号柱还包括第三通孔，所述第三通孔与所
述第一屏蔽层的位置对应，且所述第三通孔由所述绝缘层的一端贯穿至所述绝缘层的另一端。
18.在本实用新型的一个实施例中，所述基板上设置有第一金属层，用于与所述第二屏蔽层键合。
19.在本实用新型的一个实施例中，所述基板上还设置有第二金属层，所述第二金属层位于所述第一金属层的内侧，用于与所述振膜键合。
20.在本实用新型的一个实施例中，所述基板上还设置有第三金属层，所述第三金属层位于所述第二金属层的内侧，用于引出所述第一屏蔽层和所述电极片的信号。
21.综上所述，本实用新型提供一种振膜偏转角度检测装置，该检测装置通过在硅柱的一端设置第一屏蔽层，在振膜的外部设置第二屏蔽层，第一屏蔽层包裹硅柱可最大限度地减小外界干扰对硅柱的影响，通过第一屏蔽层的设计隔绝外界干扰，第二屏蔽层受到干扰时，可通过第一屏蔽层进行阻断，避免直接影响硅柱的信号，提高振膜与信号柱之间电容的检测精度。
附图说明
22.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
23.图1是本实用新型的整体结构示意图；
24.图2是本实用新型的整体结构爆炸图；
25.图3是本实用新型图1的内部结构示意图；
26.图4是本实用新型信号柱的部分结构爆炸图；
27.图5是本实用新型的整体结构剖视图；
28.图6是本实用新型振膜偏转角度的示意图。
29.图中标号说明：1-第二屏蔽层、2-基板、3-第一金属层、4-振膜、5-电极片、6-绝缘层、7-第一屏蔽层、8-硅柱、9-第三金属层、10-第二金属层、11-第二通孔、12-第三通孔、13、第一通孔、14、信号柱。
具体实施方式
30.下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本实用新型。
31.请参阅图1至图3、图5、图6，本实用新型提供一种振膜偏转角度检测装置，该检测装置在信号柱14的内部设置第一屏蔽层7，在振膜4的外部设置第二屏蔽层1，通过第一屏蔽层7的设计隔绝外界干扰，第二屏蔽层1受到干扰时，可通过第一屏蔽层7进行阻断，避免直接影响硅柱8的信号，提高振膜4与信号柱14之间电容的检测精度。具体的，该检测装置包括基板2，基板2上设置有第一金属层3，第一金属层3位于基板2的一侧靠近基板2的边缘处。基板2上还设置有第二金属层10，第二金属层10位于第一金属层3的内侧。基板2上还设置有第三金属层9，第三金属层9位于第二金属层10的内侧。第一金属层3、第二金属层10和第三金属层9可以是在基板2上生长一层金属层，然后通过刻蚀工艺刻蚀得到第一金属层3、第二金属层10和第三金属层9。
32.请参阅图2至图6，在本实用新型的一个实施例中，该检测装置还包括信号柱14，信号柱14设置于基板2上。信号柱14与基板2之间可以是键合的，然不限于此。在本实用新型的一个实施例中，信号柱14包括硅柱8、第一屏蔽层7、绝缘层6和电极片5。硅柱8键合于基板2上。第一屏蔽层7设置于硅柱8上且远离基板2的一端。第一屏蔽层7的面积小于硅柱8的横向截面积，使硅柱8的一端有一部分裸露出来。绝缘层6设置于第一屏蔽层7上，且绝缘层6覆盖硅柱8的一端。绝缘层6用于隔离第一屏蔽层7和电极片5，防止第一屏蔽层7和电极片5短路。电极片5设置于绝缘层6上，且电极片5与基板2上的第三金属层9电性连通。电极片5的数量至少为两个，例如可以为四个、六个，然不限于此。信号柱14还包括第一通孔13、第二通孔11和第三通孔12，第一通孔13位于第一屏蔽层7的一侧，可向第一通孔13中灌入金属，将电极片7与第三金属层9电性导通。第一通孔13可以通过tsv(硅通孔技术)刻蚀绝缘层6和硅柱8得到，第一通孔13由绝缘层6的顶部贯穿至硅柱8的底部。第一通孔13的数量与电极片5的数量一致。第二通孔11位于硅柱8上且与第一屏蔽层7的位置对应，可向第二通孔11中灌入金属，将第一屏蔽层7与第三金属层9电性导通。第二通孔11可以通过tsv(硅通孔技术)刻蚀硅柱8得到，第二通孔11由硅柱8的一端贯穿至另一端。第三通孔12位于绝缘层6上与第一屏蔽层7相对应的位置，用于将部分第一屏蔽层7裸露出来。第三通孔12可以通过tsv(硅通孔技术)刻蚀绝缘层6得到，第三通孔12由绝缘层6的一端贯穿至另一端。
33.请参阅图1、图2和图5、图6，在本实用新型的一个实施例中，该检测装置还包括第二屏蔽层1和振膜4，第二屏蔽层1设置于基板2上，且第二屏蔽层1包裹信号柱14。第二屏蔽层1可以通过第一金属层3键合于基板2上。振膜4设置于基板2上，且振膜4位于信号柱14与第二屏蔽层1之间，振膜4与信号柱14之间形成检测电容。具体的，振膜4键合于基板2上的第二金属层10上，振膜4与电极片5之间形成了检测电容，通过电容值可以检测出振膜4的偏转角度θ。硅柱8的设置可以为电极片5提供了一个高度，使电极片5与振膜4之间的间距缩小，增强电容检测信号。双层屏蔽设计是基于运算给放大器的性能将硅柱8与第一屏蔽层7虚短，从结构上第一屏蔽层7包裹硅柱8可最大限度地减小外界干扰对硅柱8的影响，通过第一屏蔽层7的设计隔绝外界干扰，第二屏蔽层1受到干扰时，可通过第一屏蔽层7进行阻断，避免直接影响硅柱8的信号。
34.请参阅图1、图6，当振膜4发生偏转时，振膜4的偏转角度可根据公式sinθ＝d/l得到，其中d是电极片5至振膜4中心处之间的距离，l是振膜4中心处至振膜4边缘处的距离，l是已知一定的。而d可以由公式c＝εsd得到，ε为介电常数是已知的，s为电极片5的面积也是已知的，c为振膜4与电极片5之间的电容，电容可以通过检测得到，从而可以得到d，根据公式sinθ＝d/l得到偏转角度θ，将偏转角度θ与振膜4的标准偏转角度θ0对比，可以知道振膜4的偏转角度是否符合标准。
35.综上所述，本实用新型提供一种振膜偏转角度检测装置，该检测装置通过在硅柱的一端设置第一屏蔽层，在振膜的外部设置第二屏蔽层，第一屏蔽层包裹硅柱可最大限度地减小外界干扰对硅柱的影响，通过第一屏蔽层的设计隔绝外界干扰，第二屏蔽层受到干扰时，可通过第一屏蔽层进行阻断，避免直接影响硅柱的信号。
36.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还
会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。