专利名称：共振组件及双轴组件，制作双轴组件和微系统组件的方法
技术领域：
本发明涉及一种微组件的结构及其制作方法，尤指一种共振组件及双轴组件，制作双轴组件和微系统组件的方法。
背景技术：
具有双轴的组件已被应用于传统工业或是微机电领域之中，例如在条形码器、激光打印机、显示器以及光切换开关等等领域之中。然而，因为传统的双轴组件的两轴位于相近似的环境下(例如处在具有相近似的空气阻尼(damping)的环境下)，其所具有的感测敏感度与精确度则是受到限制的。
举例来说，就一个应用于显示器中的双轴微扭转面镜而言，其第一轴用以快速高频的对对象进行线扫描，扫描频率与角度越高，所得结果的精确度与分辨率越高，其中扫描角度的大小与组件的质量因子(quality factor)有关，质量因子越高，其扫描角度越大，而空气阻尼(damping)将是造成微面镜质量因子高低的主要因素，将微扭转面镜操作在真空环境下，将能有效的降低空气阻尼并提高质量因子与扫描角度，以获得高分辨率性能。而微扭转面镜的第二轴则是与第一轴正交，进行慢速低频的扫描，其目的在于将第一轴所扫描获得的结果，扩充为一个二维的面扫描，第二轴的扫描需要进行精确的角度控制，适当的空气阻尼存在，将有助于微扭转面镜角度控制的精确度，才能得到较佳的画面分辨率，因此第二轴其仅需维持在大气环境下，即可符合一般显示器所需的要求，若是与第一轴于相同的空气阻尼下操作，反而会无法控制第二轴的角度定位，造成画面抖动影响分辨率。因此，空气阻尼为决定组件质量因子与扫描分辨率高低的主要因素之一，第一轴需要低空气阻尼(高质量因子)，而第二轴则需要高空气阻尼(低质量因子)，因此，若是通过控制双轴组件的两轴所处环境的空气量，将第一转轴操作于真空环境下，而第二转轴操作于一般大气环境下，那么便可有效提升双轴组件的精确度与分辨率。
目前，因为对于仪器的量测精确度与分辨率的要求已不断提升，因此，现有的双轴组件已不满足使用而需具有更高精确度与分辨率的双轴组件。特别是目前相关组件的技术中，并没有办法同时提供两种阻尼同时存在的操作环境。
发明内容
鉴于此，本发明提出一种两轴处于不同质量因子的双轴组件及其制作方法；其在应用改变现有技术与设备的条件下完成一种两轴位于不同质量因子的环境的双轴组件。
本发明的主要构想在于提供一种双轴组件，其具有一第一基板，具有数个电极；一第一接合层，位于该第一基板上；一作动层，具有一环部、一致动部、一第一转轴以及一第二转轴，藉由该第一接合层而与该第一基板相连；一第二接合层，与该作动层相连；以及一保护盖，藉由该第二接合层而与该作动层相连。其中该第一基板、该第一接合层、该作动层、该第二接合层以及该保护盖共组成一真空空腔，该致动部与该第一转轴位于该真空空腔之中，而该第二转轴延伸至该真空空腔之外。
根据上述构想，其中该数个电极包含正电极与负电极。
根据上述构想，其中该数个电极为金属电极或多晶硅电极。
根据上述构想，其中该第一基板为一第一绝缘基板。
根据上述构想，其中该第一绝缘基板为一绝缘硅基板。
根据上述构想，其中该作动层由硅或含硅化合物所组成。
根据上述构想，其中该保护盖为一第二绝缘基板。
根据上述构想，其中该第二绝缘基板为一玻璃基板。
根据上述构想，其中该第二绝缘基板为一石英基板。
根据上述构想，其中该保护盖为一透明基板。
根据上述构想，其中该第一接合层包含一第一金属层。
根据上述构想，其中该第一接合层包含一第一电磁感应物层。
根据上述构想，其中该第二接合层包含一第二金属层。
根据上述构想，其中该第二接合层包含一第二电磁感应物层。
本发明的另一构想在于提供一种双轴组件，其具有一由数个基板、一支持部以及至少一接合层所共同组合成的一真空空腔；以及一作动部，位于该真空空腔之中，其包含该支持部、一动件、一第一转轴以及一第二转轴。其中该第一转轴与该第二转轴为该动件的两转轴，该第一转轴位在该真空空腔之中，而该第二转轴延伸至该真空空腔之外。
根据上述构想，其中该数个基板之一包含数个电极。
根据上述构想，其中该数个电极包含正电极与负电极。
根据上述构想，其中该数个电极为金属电极或多晶硅电极。
根据上述构想，其中该数个基板为一绝缘基板。
根据上述构想，其中该数个基板之一为一透明基板。
根据上述构想，其中该作动部为硅或含硅化合物所组成。
根据上述构想，其中该接合层包含一金属层。
根据上述构想，其中该第一接合层包含一电磁感应物层。
本发明的另一构想即在于提供一种共振组件，包含一致动装置以及一双轴组件。其中该双轴组件包含由数个基板与至少一接合层所组成的一真空空腔，以及一双轴致动组件；该双轴致动组件位在该真空空腔之中，并具有一第一转轴与一第二转轴，其中该第一轴处在该真空空腔之中，而该第二转轴延伸至该真空空腔之外。
本发明的又一构想在于提供一种制作双轴组件的方法。该方法包含步骤(a)提供一第一基板与一第二基板；(b)形成数个电极于该第一基板上；(c)形成一第一接合层于该第一基板；(d)蚀刻该第一基板以定义出一轮廓与一第一基座；(e)蚀刻该第二基板以图样化出具有该双轴组件的一致动结构以及一第二基座；(f)形成一第二接合层于该第二基板；(g)接合一保护盖于该第二接合层上，以使该保护盖遮盖该第二基板；(h)移除该第二基座；(i)于真空中接合该第一接合层与该致动结构；以及(j)移除该第一基座。
根据上述构想，其中该第一基板与该第二基板为一绝缘硅(Silicon onInsulator，SOI)晶圆片。
根据上述构想，其中该数个电极为金属电极。
根据上述构想，其中该数个电极为多晶硅电极。
根据上述构想，其中该步骤(d)藉一干蚀刻方式以实施。
根据上述构想，其中该步骤(e)藉一干蚀刻方式以实施。
根据上述构想，其中该保护盖为一透明基板。
根据上述构想，其中该保护盖为一玻璃基板或一硅基板。
根据上述构想，其中该保护盖为一绝缘基板。
根据上述构想，其中该步骤(h)藉一蚀刻方式以实施。
根据上述构想，其中该步骤(i)藉一蚀刻方式以实施。
本发明的又一构想在于提供一种制作微系统组件的方法。该方法包含步骤(a)提供数个基板；(b)蚀刻该数个基板以形成一上基板、一下基板，以及一具有一第一转轴与一第二转轴的一双轴组件；(c)接合该数个基板与该双轴组件以形成一微系统组件，其中该微系统组件包含一真空空腔，该双轴组件与该第一转轴位于该真空空腔之中，而该第二转轴延伸至该真空空腔之外。
根据上述构想，其中该数个基板包含一绝缘硅(SOI)晶圆片。
根据上述构想，其中该数个基板包含一透明基板。
根据上述构想，其中该步骤(c)藉一接合材料而实施。
根据上述构想，其中该接合材料为一金属。
根据上述构想，其中该接合材料为一聚合物。
图1为依照本发明的双轴微扭转面镜透视示意图。
图2为沿着图1中的线段A-A’所得的截面示意图。
图3(A)-图3(C)为本发明的双轴微扭转面镜的基座结构的示范性制作流程图。
图4(A)-图4(E)为本发明的双轴微扭转面镜的顶部结构的示范性制作流程图。
图5(A)-图5(C)为本发明的双轴微扭转面镜的基座结构与顶部结构的接合示意图。
其中，附图标记说明如下
M双轴微扭转面镜S1基座结构S2顶部结构V真空空腔1硅基板11第一硅基板111正电极 112负电极113第一接合层 2第二硅基板21第一转轴 22第二转轴23致动部 24环部25第二接合层 26导线3保护盖具体实施方式
本发明所提出的双轴组件及其制作方法，将可由以下的实施例说明而得到充分了解，并使得本领域的技术人员可以据以完成。另外，虽然本发明是以制作双轴微扭转面镜为实施例，然而本发明的实施并不受限于双轴微扭转面镜的制作领域，而应亦适用于其它双轴组件的制作。
请参考图1，为本发明所制得的双轴微扭转面镜透视示意图。简单地说，由图1所示的透视图中可知双轴微扭转镜面M包含第一硅基板11、第一转轴21、第二转轴22、致动部23、环部24以及真空空腔V。
请参考图2，为沿着图1中的线段A-A’所得的截面示意图。如图2所示的截面，双轴微扭转面镜M具有第一硅基板11、第一接合层113、正电极111、负电极112、致动部23、第二转轴22、第二接合层25、环部24、一保护盖3以及一真空空腔V。
请参考图2与图3(A)-图3(C)，其中图3(A)-图3(C)为本发明的双轴微扭转面镜的基座结构的示范性制作流程图。如图3(A)-图3(C)所示，在制作时先提供一硅基板(本实施例以一SOI晶圆作为硅基板)1，如图3(A)所示；接着再于该硅基板1上形成正电极111、负电极112以及第一接合层113(一般多利用金属物质或是聚合物质或是电磁感应物层作为接合物质)，如图3(B)所示；最后则是通过干蚀刻来蚀刻硅基板1进以形成如图3(C)所示的基座结构S1。
请参考图1、图2与图4(A)-图4(E)，其中图4(A)-图4(E)为本发明的双轴微扭转面镜的顶部结构的示范性制作流程图。如图4(A)-图4(E)所示，在制作时，先提供一第二硅基板2(例如亦以一SOI晶圆作为第二硅基板)，如图4(A)所示。接着则利用干蚀刻画出第二转轴22、致动部23与环部24，如图4(B)所示；另外，事实上亦利用干蚀刻在第二硅基板2上形成第一转轴21(因为就图1的线段A-A’的截面而言，第一转轴21将会被致动部23遮住)。稍后则是在刻画后的第二硅基板2上形成第二接合层25，如图4(C)所示。其次则是在第二接合层25上形成一透明保护盖3(例如绝缘的玻璃基板或是石英基板)，如图4(D)所示。最后则是自第二硅基板2的下表面开始进行蚀刻以形成如图4(E)所示的顶部结构S2。
请参考图2至图5(A)-图5(C)，其中图5(A)-图5(C)为本发明的双轴微扭转面镜的基座结构与顶部结构的接合示意图。先在真空环境下将图3(C)所示的基座结构S1与图4(E)所示的顶部结构S2相接合以形成一真空空腔V，其结果如图5(A)所示。接着则是将保护盖3依需求而切割成所欲的形状，如图5(B)所示。最后则是自硅基板1的底部开始进行蚀刻，直至使硅基板1形成第一硅基版11，如图5(C)所示。另外，当需要时，可在第二转轴22上架构导线26，以便利用电流的磁效应来改变第二转轴22的运动状态；而第一转轴21的运动状态可通过正电极111与负电极112的静电力而控制。
由图1、图2与图5(C)所示的内容可知，本发明所形成的双轴微扭转面镜M的第一转轴21将位于由第一硅基板11、第一接合层113、第二接合层25、保护盖3以及环部24所组成的真空空腔V之中，而其第二转轴22则是位在一般大气环境之中。因此，由上述内容可知本发明确实实现了一种两转轴位于不同质量因子环境下的双轴组件(其之一转轴位于高质量因子环境中(真空中)，而另一转轴则位于一低质量因子环境中(一般大气))。
虽然本发明已由上述的实施例所详细叙述，而可由在此领域具常识者所做的诸般修饰，皆不脱如所附权利要求所欲保护的范围。
权利要求
1.一种双轴组件，其具有一第一基板，具有数个电极；一第一接合层，位于该第一基板上；一作动层，具有一环部、一致动部、一第一转轴以及一第二转轴，藉由该第一接合层而与该第一基板相连；一第二接合层，与该作动层相连；以及一保护盖，藉由该第二接合层而与该作动层相连；其中该第一基板、该第一接合层、该作动层、该第二接合层以及该保护盖共组成一真空空腔，该致动部与该第一转轴位于该真空空腔之中，而该第二转轴延伸至该真空空腔之外。
2.如权利要求1所述的双轴组件，其中该数个电极包含正电极与负电极；该数个电极为金属电极或多晶硅电极；该第一基板为一第一绝缘基板；及/或该第一绝缘基板为一硅基板。
3.如权利要求1所述的双轴组件，其中该作动层由硅或含硅化合物所组成；该保护盖为一第二绝缘基板；该第二绝缘基板为一玻璃基板或一石英基板；该保护盖为一透明基板。
4.如权利要求1所述的双轴组件，其中该第一接合层包含一第一金属层或一第一电磁感应物层；及/或该第二接合层包含一第二金属层或一第二电磁感应物层。
5.一种双轴组件，其具有一由数个基板、一支持部以及至少一接合层所共同组合成的一真空空腔；以及一作动部，位于该真空空腔之中，包含该支持部、一动件、一第一转轴以及一第二转轴，其中该第一转轴与该第二转轴为该动件的两转轴，该第一转轴位在该真空空腔之中，而该第二转轴延伸至该真空空腔之外。
6.如权利要求5所述的双轴组件，其中该数个基板之一包含数个电极；及/或该数个基板之一为一透明基板。
7.一种共振组件，其包含一致动装置；以及一双轴组件，其中该双轴组件包含由数个基板与至少一接合层所组成的一真空空腔，以及一双轴致动组件；该双轴致动组件位在该真空空腔之中，并具有一第一转轴与一第二转轴，其中该第一轴处在该真空空腔之中，而该第二转轴延伸至该真空空腔之外。
8.一种制作双轴组件的方法，包含步骤(a)提供一第一基板与一第二基板；(b)形成数个电极于该第一基板上；(c)形成一第一接合层于该第一基板；(d)蚀刻该第一基板以定义出一轮廓与一第一基座；(e)蚀刻该第二基板以图样化出具有该双轴组件的一致动结构以及一第二基座；(f)形成一第二接合层于该第二基板；(g)接合一保护盖于该第二接合层上，以使该保护盖遮盖该第二基板；(h)移除该第二基座；(i)于真空中接合该第一接合层与该致动结构；以及(j)移除该第一基座。
9.如权利要求8所述的方法，其中该第一基板与该第二基板为一绝缘硅晶圆片；该步骤(d)藉一干蚀刻方式以实施；该步骤(e)藉一干蚀刻方式以实施；该保护盖为一玻璃基板或一硅基板；该保护盖为一绝缘基板；该步骤(h)藉一蚀刻方式以实施；及/或该步骤(j)藉一蚀刻方式以实施。
10.一种制作微系统组件的方法，包含以下步骤(a)提供数个基板；(b)蚀刻该数个基板以形成一上基板、一下基板，以及一具有一第一转轴与一第二转轴的一双轴组件；(c)接合该数个基板与该双轴组件以形成一微系统组件，其中该微系统组件包含一真空空腔，该双轴组件与该第一转轴位于该真空空腔之中，而该第二转轴延伸至该真空空腔之外。
11.如权利要求10所述的方法，其中该数个基板包含一绝缘硅晶圆片；该数个基板包含一透明基板；该步骤(c)藉一接合材料而实施；及/或该接合材料为一金属或一聚合物。
全文摘要
本发明涉及一种共振组件及双轴组件，制作双轴组件和微系统组件的方法。该双轴组件包含一第一基板，具有数个电极；一第一接合层，位于该第一基板上；一作动层，具有一环部、一致动部、一第一转轴以及一第二转轴，藉由该第一接合层而与该第一基板相连；一第二接合层，其与该作动层相连；以及一保护盖，藉由该第二接合层而与该作动层相连。其中该第一基板、该第一接合层、该作动层、该第二接合层以及该保护盖共组成一真空空腔，而该致动部与该第一转轴位于该真空空腔之中，且该第二转轴延伸至该真空空腔之外。
文档编号B81B7/02GK1721911SQ20041007163
公开日2006年1月18日 申请日期2004年7月16日 优先权日2004年7月16日
发明者吴名清, 杨学安, 林弘毅, 方维伦 申请人:华新丽华股份有限公司