CN115343837A - 微镜组件及激光设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种微镜组件及激光设备，可用于自动驾驶汽车、智能机器人、VR/AR等智能系统。该微镜组件包括：层叠设置的第一限位部件、微镜芯片和第二限位部件；其中，该微镜芯片包括：固定框架、可动部件和第一悬臂，其中，该可动部件通过该第一悬臂和该固定框架连接；该第一限位部件和该第二限位部件分别与该固定框架连接，且该第一限位部件和该第二限位部件上存在镂空区域，该镂空区域与该可动部件相对；其中，所述第一限位部件用于和微镜芯片碰撞防震，所述第一限位部件的碰撞部位在所述微镜芯片上的投影与所述第一悬臂的中心轴相交；所述第二限位部件用于和所述微镜芯片碰撞防震。

Description

微镜组件及激光设备

“本申请要求于2021年05月14日提交国家知识产权局、申请号为202110529736.8、发明名称为“微镜组件及激光设备”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中”。

技术领域

本申请实施例涉及微机电技术领域，尤其涉及一种微镜组件及激光设备。

背景技术

微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)微镜可以通过扭转来实现光束的一维或者二维扫描，目前已广泛应用于3D扫描、激光显示、激光雷达等领域。MEMS微镜具有低成本、低能耗、高精度、大转角和高可靠性的特点。MEMS微镜的驱动方式主要有四种：静电驱动、电磁驱动、压电驱动、电热驱动。

MEMS微镜例如包括：固定框架、微镜和悬臂，其中，所述可动部件通过所述悬臂和所述固定框架连接，当所述悬臂发生扭转时，所述微镜可以相对所述固定框架发生转动。

其中，该MEMS微镜可以用于激光雷达，并配置在车身上。

然而，在车辆行驶中，车身容易产生低频的振动，受车身振动影响，微镜在竖直方向上会发生较大位移，悬臂受到的应力会远高于材料屈服应力，悬臂容易受力发生断裂，影响MEMS微镜性能。

此外，用于激光雷达的MEMS微镜器件需要通过车规可靠性测试，参考当前的AEC-Q100标准中，对冲击、振动的要求很高，目前已有的大尺寸MEMS微镜几乎很难通过车规的测试，获得实际应用。

发明内容

本申请实施例提供一种微镜组件及激光设备，解决了振动和冲击影响微镜性能的问题。

为达到上述目的，本申请实施例采用如下技术方案：本申请实施例的第一方面，提供一种微镜组件，包括：层叠设置的第一限位部件、微镜芯片和第二限位部件；其中，该微镜芯片包括：固定框架、可动部件和第一悬臂，其中，该可动部件通过该第一悬臂和该固定框架连接；该第一限位部件和该第二限位部件分别与该固定框架连接，且该第一限位部件和该第二限位部件上存在镂空区域，该镂空区域与该可动部件相对；其中，所述第一限位部件用于和所述微镜芯片碰撞防震，所述第一限位部件的碰撞部位在所述微镜芯片上的投影与所述第一悬臂的中心轴相交；所述第二限位部件用于和所述微镜芯片碰撞防震。由此，通过设置第一限位部件和第二限位部件，可以限制微镜在垂直方向的位移，使得微镜芯片受到的最大应力不超过材料的屈服强度，可以通过振动和冲击测试。

一种可选的实现方式中，所述第二限位部件与所述微镜芯片的器件层的距离大于所述第一限位部件与所述微镜芯片的衬底层的距离，所述微镜芯片存在凸出的第一限位结构，所述第一限位结构用于和所述第二限位部件碰撞防震。所述第一限位结构与所述第二限位部件的碰撞部位在所述微镜芯片上的投影与所述第一悬臂的中心轴相交，更进一步可选的实现方式中，所述第一限位结构与所述第二限位部件的碰撞部位在所述微镜芯片上的投影与关于所述第一悬臂的中心轴对称。所述第一限位结构为凸出的，尽量远离芯片的敏感结构，降低碰撞应力对芯片的影响。由此，使得第一限位结构和第二限位部件的碰撞点靠近微镜芯片的中间位置，应力分布更均匀，且微镜悬臂在转动时中心位移最小，碰撞点靠近中心能将对扭转角度的限制降到最低，同时碰撞距离可以尽量拉近，降低碰撞应力，以实现更大角度或更大镜面的微镜。

一种可选的实现方式中，所述第一限位部件与所述微镜芯片的器件层的距离小于所述第一限位部件与所述微镜芯片的衬底层的距离，所述第一限位部件上存在第一凸台；所述第一凸台用于和所述微镜芯片的器件层碰撞防震。由此，可以将第一凸台作为碰撞接触部位，可以进一步提高微镜组件的防震性能。

一种可选的实现方式中，所述第一凸台在所述微镜芯片上的投影与所述第一悬臂的中心轴相交，更进一步可选的实现方式中，第一凸台在所述微镜芯片上的投影关于所述第一悬臂的中心轴对称。由此，使得第一凸台和微镜芯片的碰撞点靠近微镜芯片的中间位置，应力分布更均匀，且微镜悬臂在转动时中心位移最小，碰撞点靠近中心能将对扭转角度的限制降到最低，同时碰撞距离可以尽量拉近，降低碰撞应力，以实现更大角度或更大镜面的微镜。

一种可选的实现方式中，该第一悬臂和该可动部件之间存在第一止挡部件；其中，该第一凸台与该第一止挡部件相对，该第一凸台用于和该第一止挡部件碰撞防震。该第一悬臂与可动部件的连接位置及可动部件是位移变化较大的区域，由此，通过在该第一悬臂和该可动部件之间设置第一止挡部件，配合第一限位部件和第二限位部件，可有效避免微镜芯片发生过大形变导致损坏。

一种可选的实现方式中，该第一止挡部件的宽度大于该第一悬臂的宽度。由此，通过展宽第一止挡部件的宽度，可以增大碰撞的接触面，减小振动和冲击产生的应力。

一种可选的实现方式中，该第一悬臂和该可动部件的连接位置两侧。一种可选的实现方式中，该第一限位部件上还存在第一避让槽，该第一避让槽的开口与该第一止挡部件相对，该第一凸台设置在该第一避让槽内。由此，该第一凸台可以作为碰撞接触部位，通过在第一凸台周围的第一限位部件上设置第一避让槽，可使得微镜芯片正常扭转，不受第一限位部件的影响。

一种可选的实现方式中，该第一凸台位于该第一限位部件的镂空区域。由此，将第一凸台设置在镂空区域，可使得微镜芯片正常扭转，不受第一限位部件的影响。

一种可选的实现方式中，所述微镜芯片存在凸出的第二限位结构，所述第一限位部件用于和所述第二限位结构碰撞防震。由此，可以将第二限位结构作为碰撞接触部位，可以进一步提高微镜组件的防震性能。

一种可选的实现方式中，所述第二限位结构在所述微镜芯片上的投影与所述第一悬臂的中心轴相交，更进一步可选的实现方式中，所述第二限位结构在所述微镜芯片上的投影关于所述第一悬臂的中心轴对称。由此，使得第二限位结构和第一限位部件的碰撞点靠近微镜芯片的中间位置，应力分布更均匀，且微镜悬臂在转动时中心位移最小，碰撞点靠近中心能将对扭转角度的限制降到最低，同时碰撞距离可以尽量拉近，降低碰撞应力，以实现更大角度或更大镜面的微镜。

一种可选的实现方式中，该微镜芯片远离所述第一限位部件的表面上存在第一限位结构，该第一限位结构位于该第一悬臂和该可动部件的连接位置；该第二限位部件与该第一限位结构相对，该第二限位部件用于和该第一限位结构碰撞防震。由此，可以将第一限位结构作为碰撞接触部位，可以进一步提高微镜组件的防震性能。

一种可选的实现方式中，该第二限位部件为平板结构。由此，第二限位部件表面无需设置其他结构，工艺更简单。

一种可选的实现方式中，该第二限位部件上存在第二凸台和第二避让槽，该第二避让槽的开口与该限位结构相对，该第二凸台设置在该第二避让槽内。由此，该第二凸台和第二避让槽可以采用和第一凸台和第一避让槽相类似的结构，工艺简单。

一种可选的实现方式中，该第二限位部件上存在第二凸台，该第二凸台与该限位结构相对，该第二凸台位于该第二限位部件的镂空区域。由此，该第二凸台可以采用和第一凸台相类似的结构，工艺简单。

一种可选的实现方式中，该可动部件远离该第一限位部件的表面上存在第一限位结构；其中，该第二限位部件与该第一限位结构相对，该第二限位部件用于和该第一限位结构碰撞防震。由此，可以将第一限位结构作为碰撞接触部位，可以进一步提高微镜组件的防震性能。

一种可选的实现方式中，该第二限位部件上存在第二凸台和第二避让槽，该第二避让槽的开口与该第一限位结构相对，该第二凸台设置在该第二避让槽内。由此，该第二凸台和第二避让槽可以采用和第一凸台和第一避让槽相类似的结构，工艺简单。

一种可选的实现方式中，该第二限位部件上存在第二凸台，该第二凸台与该第一限位结构相对；其中，该第二凸台位于该限位部件的镂空区域。由此，该第二凸台可以采用和第一凸台类似的结构，工艺更简单。

一种可选的实现方式中，所述第二凸台在所述微镜芯片上的投影与所述第一悬臂的中心轴相交，更进一步可选的实现方式中，所述第二凸台在所述微镜芯片上的投影关于所述第一悬臂的中心轴对称。由此，使得第二凸台和微镜芯片的碰撞点靠近微镜芯片的中间位置，应力分布更均匀，且微镜悬臂在转动时中心位移最小，碰撞点靠近中心能将对扭转角度的限制降到最低，同时碰撞距离可以尽量拉近，降低碰撞应力，以实现更大角度或更大镜面的微镜。

一种可选的实现方式中，该可动部件包括：微镜，该微镜通过该第一悬臂与该固定框架连接。由此，该微镜采用一维微镜，该防撞结构可以用于一维微镜。

一种可选的实现方式中，该可动部件还包括：活动框架，该活动框架环绕该微镜设置，该固定框架环绕该活动框架设置，该活动框架通过第二悬臂与该微镜连接，该活动框架通过该第一悬臂与该固定框架连接。由此，该微镜采用二维微镜，该防撞结构可以用于二维微镜。

一种可选的实现方式中，微镜外设置有外框，该外框与微镜固定连接，外框可用于加强保护微镜结构或设置驱动结构。

一种可选的实现方式中，该第一限位部件通过第一胶层与该固定框架连接，该第一限位部件与该微镜芯片之间的间隙的高度等于该第一胶层的厚度。由此，可以通过点胶固定，在微镜芯片上集成了第一限位部件，可以限制微镜芯片在竖直方向的位移，提升芯片抗震性能。第一胶层的厚度决定了第一限位部件与所述微镜芯片之间的间隙的高度，从而可以通过控制胶层厚度控制第一限位部件与微镜芯片之间的间隙高度。

一种可选的实现方式中，该第一胶层中填充有硬质颗粒。由此，可以通过在第一胶层中掺杂固定尺寸的颗粒对点胶的厚度进行控制。

一种可选的实现方式中，该第一限位部件与该固定框架键合。由此，可以通过键合工艺，在微镜芯片上集成第一限位部件，限制微镜在竖直方向的位移，提升芯片抗震性能。

一种可选的实现方式中，该第二限位部件通过第二胶层与该固定框架连接，该第二限位部件与该微镜芯片之间间隙的高度等于该第二胶层的厚度。由此，可以通过点胶固定，在微镜芯片上集成了第二限位部件，限制微镜在竖直方向的位移，提升芯片抗震性能。第二胶层的厚度决定了第二限位部件与所述微镜芯片之间间隙的高度，从而可以通过控制胶层厚度控制第二限位部件与微镜芯片之间的间隙高度。

一种可选的实现方式中，该第二胶层中填充有硬质颗粒。由此，可以通过在第二胶层中掺杂固定尺寸的颗粒对点胶的厚度进行控制。

一种可选的实现方式中，该第二限位部件与该固定框架键合。由此，可以通过键合工艺，在微镜芯片上集成了第二限位部件，限制微镜在竖直方向的位移，提升芯片抗震性能。

一种可选的实现方式中，该第一限位部件与微镜芯片相对的表面、该第二限位部件与该微镜芯片相对的表面，以及该微镜芯片的表面中至少有一个表面或至少一个表面的碰撞部位镀有或粘贴有缓冲部件。其中，缓冲部件的材料包括不限于派瑞林Parylene或聚二甲基矽氧烷PDMS、橡胶、软胶等材料。由此，可以提高碰撞缓冲效果，降低碰撞应力。

一种可选的实现方式中，该第一限位部件和该第二限位部件的材质采用硅、二氧化硅、陶瓷、氧化铝、金属、塑料或橡胶中的任意一种或几种。由此，该第一限位部件和该第二限位部件的材料选择更灵活，适用于多种微镜组件。

一种可选的实现方式中，该第一限位部件为一个或多个。由此，第一限位部件的结构更灵活，使用范围更广。

一种可选的实现方式中，该第二限位部件为一个或多个。由此，第二限位部件的结构更灵活，使用范围更广。

一种可选的实现方式中，该微镜芯片包括多组可动部件与多组第一悬臂，其中至少一组可动部件及第一悬臂设置有第一限位部件及第二限位部件进行限位碰撞防震。

一种可选的实现方式中，该微镜芯片靠近该第一限位部件的表面上存在第一对位标记，该第一对位标记用于对该第一限位部件进行定位，该第二限位部件靠近该微镜芯片的表面上存在第二对位标记，该第二对位标记用于对该微镜芯片进行定位。由此，通过设置第一对位标记，可以对所述第一限位部件进行定位，通过设置第二对位标记，可以对微镜芯片进行定位，提高了组装时的对位精度，降低组装难度。

一种可选的实现方式中，该微镜芯片包括第一电极，该第一限位部件或该第二限位部件上存在第二电极，该第一电极与该第二电极通过引线连接。由此，可以在所述第一限位部件或所述第二限位部件上预留电极及引线，以辅助芯片打线引线。

一种可选的实现方式中，所述第一限位部件和所述微镜芯片碰撞的部位通过第一活动臂与所述第一限位部件连接。可以减小碰撞产生的应力，提高微镜组件的抗震性能。

一种可选的实现方式中，所述第二限位部件和所述微镜芯片碰撞的部位通过第二活动臂与所述第一限位部件连接。由此，可以减小碰撞产生的应力，提高微镜芯片的抗震性能。

一种可选的实现方式中，第二限位部件还包括：外围区域，所述外围区域环绕所述微镜芯片的外边界，所述外围区域设有镂空结构。由此，可以释放芯片封装的应力，避免芯片损坏或失效。

本申请实施例的第二方面，提供一种激光设备，其特征在于，包括激光器及如上该的微镜组件，该微镜组件用于反射该激光器发射的激光。由此，该激光设备采用该微镜组件，提升了激光设备的可靠性和稳定性。

本申请实施例的第三方面，提供一种汽车，该汽车包括车辆本体，以及如上该的激光设备，该激光设备设置在该车辆本体上。由此，该汽车采用上述激光设备，器件稳定性更好，提升了激光扫描精度。

附图说明

图1为一种激光设备的工作状态示意图；

图2为一种微镜芯片的结构示意图；

图3为微镜芯片在扭转模式下的工作状态示意图；

图4为图3中的简化结构示意图；

图5为微镜芯片在振动模式下的工作状态示意图；

图6为图5中的简化结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种微镜组件的结构示意图；

图8为图7中微镜组件的拆解结构示意图；

图9为图7中微镜芯片的拆解结构示意图；

图10a为第一限位部件的结构示意图；

图10b为图10a中第一限位部件的局部放大图；

图11为本申请实施例提供的一种第一限位部件的制备方法流程图；

图11a、图11b分别为执行图11中各步骤后得到的产品结构示意图；

图12为一种微镜芯片的立体结构示意图；

图13为图12中微镜芯片的主视图；

图14a为本申请实施例提供的一种微镜芯片的结构示意图；

图14b为本申请实施例提供的另一种微镜芯片的结构示意图；

图15为图7中微镜组件的A-A剖视图；

图16为本申请实施例提供的另一种微镜芯片的结构示意图；

图17为本申请实施例提供的一种第一限位部件的结构示意图；

图18a为图16中微镜芯片和图17中第一限位部件的B-B剖视图；

图18b为图18a中微镜芯片的使用状态示意图；

图19为本申请实施例提供的另一种第一限位部件的立体图；

图19a为图19中第一限位部件的结构示意图；

图19b为本申请实施例提供的另一种第一限位部件的结构示意图；

图20a为图16中微镜芯片和图19a中第一限位部件的B-B剖视图；

图20b为图20a中微镜芯片的使用状态示意图；

图21a为本申请实施例提供的另一种第二限位部件的结构示意图；

图21b为图21a中A处的局部放大图；

图22为本申请实施例提供的一种第二限位部件的立体图；

图22a为本申请实施例提供的一种第二限位部件的制备方法流程图；

图22b、图22c分别为执行图22a中各步骤后得到的产品结构示意图；

图22d为图22中D处的局部放大图；

图23为本申请实施例提供的另一种微镜芯片的结构示意图；

图24a为本申请实施例提供的一种第二限位部件的结构示意图；

图24b为本申请实施例提供的另一种第二限位部件的结构示意图；

图24c为本申请实施例提供的另一种第二限位部件的结构示意图；

图24d为本申请实施例提供的另一种第二限位部件的结构示意图；

图24e为图23中微镜芯片和图24a中第二限位部件C-C剖视图；

图25为本申请实施例提供的另一种微镜芯片的立体图；

图26为图25中微镜芯片的结构示意图；

图27a为图26中微镜芯片和图24d中第二限位部件D-D剖视图；

图27b为图27a中微镜芯片的使用状态示意图；

图28为图26中微镜芯片和图24c中第二限位部件D-D剖视图；

图29a为本申请实施例提供的另一种第二限位部件的结构示意图；

图29b为图29a中B处的局部放大图；

图30a为本申请实施例提供的另一种微镜芯片的结构示意图；

图30b为本申请实施例提供的另一种微镜芯片的结构示意图；

图31a为没有第一限位部件、第二限位部件，以及有第一限位部件、第二限位部件的情况下，悬臂位移的仿真结果对比图；

图31b为没有第一限位部件、第二限位部件，以及有第一限位部件、第二限位部件的情况下，悬臂最大应力的仿真结果对比图；

图32为本申请实施例提供的一种一维微镜的结构示意图；

图33为本申请实施例提供的另一种一维微镜的结构示意图；

图34为本申请实施例提供的另一种一维微镜的结构示意图；

图35为本申请实施例提供的一种二维微镜的结构示意图；

图36为本申请实施例提供的另一种二维微镜的结构示意图；

图37为本申请实施例提供的另一种微镜组件的结构示意图；

图38为本申请实施例提供的另一种二维微镜的结构示意图；

图39为本申请实施例提供的另一种二维微镜的结构示意图；

图40为本申请实施例提供的另一种微镜组件的结构示意图；

图41为本申请实施例提供的另一种微镜组件的结构示意图；

图42为本申请实施例提供的另一种微镜组件的结构示意图；

图43为本申请实施例提供的另一种第二限位部件的结构示意图；

图44为本申请实施例提供的另一种第二限位部件的结构示意图；

图45为本申请实施例提供的一种微镜组件的对位标记示意图；

图46为本申请实施例提供的微镜芯片的对位标记示意图；

图47为本申请实施例提供的第二限位部件的对位标记示意图；

图48为本申请实施例提供的第二限位部件和微镜芯片的对位标记示意图；

图49为本申请实施例提供的另一种微镜组件的结构示意图；

图50为图49中第二限位部件的结构示意图；

图51为本申请实施例提供的一种汽车的工作状态示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

以下，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

此外，本申请中，“上”、“下”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。

本申请实施例提供一种微镜组件，该微镜组件可以用于激光设备，常用于自动驾驶汽车、智能机器人、VR/AR等智能系统。

图1为一种激光设备的结构示意图。如图1所示，该激光设备可以是激光雷达，该激光设备0001包括：激光器002和微镜组件001，激光器002发出的脉冲光信号经过准直器003准直整形，照射在微镜组件001上，微镜组件001快速转动，将光信号扫描发射到周围的目标物体004上，完成对周围环境的探测，扫描光经目标物体004反射后通过透镜005汇聚，接着被接收器006所接收。

其中，微镜组件是激光雷达的核心部件，它的性能将直接决定扫描投影图像的质量。

在一些实施例中，微镜组件001包括微镜芯片。

图2为一种微镜芯片的结构示意图。如图2所示，该微镜芯片100包括：可动部件101、第一悬臂102和固定框架103，其中，所述可动部件101通过所述第一悬臂102和所述固定框架103连接。当所述悬臂发生扭转时，所述可动部件101可以相对所述固定框架103发生转动。

微镜芯片100工作时，其低阶运动模式可以分为扭转模式与振动模式。

其中，图3为微镜芯片在扭转模式下的工作状态示意图。图4为图3中的简化结构示意图。如图3、图4所示，在扭转模式下，可动部件101和第一悬臂102绕转轴转动，转动的角度与微镜芯片受到的扭转力有关。

图5为微镜芯片在振动模式下的工作状态示意图，图6为图5中的简化结构示意图。如图5、图6所示，在振动模式下，可动部件101和第一悬臂102发生振动，振动的幅值与微镜芯片的振动力度有关。

由于微镜芯片通常为对称结构，在扭转模式下，冲击振动的加速度产生的力矩关于微镜芯片对称，可以相互抵消，并且微镜本身设计是工作于转动模式，微镜芯片对于扭转的耐受程度较高，微镜芯片不易产生过大的形变或转动。

对于振动模式，冲击振动的加速度产生的力会完全作用于微镜芯片，无法互相抵消，当冲击振动量级比较大时，很容易导致第一悬臂102发生过大形变、损坏。

当激光雷达设置在汽车或智能机器人上时，在工作状态下，汽车或智能机器容易产生低频的振动，受上下振动模式影响，在冲击、振动测试中微镜在Z方向上会发生较大形变位移，悬臂受到的应力会远高于材料屈服应力，微镜悬臂发生断裂损坏，无法通过车规测试或智能机器人冲击振动测试。

其中，车规可靠性测试，参考当前的AEC-Q100标准。

AEC-Q100冲击标准：1500g加速度，冲击半波时间0.5ms，器件不工作情况下冲击5次不损坏。

AEC-Q100振动标准：器件不工作情况下，在20Hz～2000Hz～20Hz下重复扫频，X、Y、Z每个方向重复4次，最大加速度50g，单次扫描时间不低于4min。

本申请实施例提供一种改进的微镜芯片100，在不影响微镜芯片100正常工作性能的情形下，解决冲击振动时，微镜芯片100受到过大应力发生损坏的问题。

图7为本申请实施例提供的一种微镜组件的结构示意图，图8为图7中的微镜组件的拆解结构示意图。如图7、图8所示，该微镜组件001包括：层叠设置的第一限位部件200、微镜芯片100和第二限位部件300。

其中，所述微镜芯片100包括：固定框架103、可动部件101和第一悬臂102，其中，所述可动部件101通过所述第一悬臂102和所述固定框架103连接，该可动部件101上设置有微镜，用于反射光线。本申请实施例对第一悬臂102的结构不做限制，第一悬臂102由至少2条或多条悬臂组成，悬臂可使用直梁、曲梁、折叠梁等结构。

所述第一限位部件200和所述第二限位部件300分别与所述固定框架103连接，且所述第一限位部件200和所述第二限位部件300上存在镂空区域，所述镂空区域与所述可动部件101相对，所述镂空区域可以确保当所述可动部件101发生正常扭转运动时不会与所述第一限位部件200和所述第二限位部件300发生碰撞或影响其正常扭转。

本申请实施例对该微镜芯片100的结构不做限制。图9为图7中微镜芯片的拆解结构示意图。在一些实施例中，如图9所示，所述微镜芯片100包括：层叠设置的微镜1001、线圈导线1002、绝缘层1003、器件层1004、衬底层1005。

在另一些实施例中，微镜芯片100至少包括：层叠设置的微镜1001、器件层1004和衬底层1005，所述微镜1001例如设置在所述器件层1004上。

在一些实施例中，所述微镜1001也可设置于器件层1004背面。

在一些实施例中，也可在所述器件层1004正面及背面均设置微镜1001。

所述第一限位部件与所述微镜芯片的器件层的距离小于所述第一限位部件与所述微镜芯片的衬底层的距离，更进一步可选的实施例中，所述第一限位部件200与所述微镜芯片100的器件层1004相对。

图10a为第一限位部件的结构示意图，图10b为图10a中第一限位部件的局部放大图。

其中，微镜芯片100的器件层较薄，为了限制微镜芯片100的振动，如图10a、图10b所示，可以在所述第一限位部件200与所述微镜芯片100相对的表面上设置第一凸台201。

其中，所述第一限位部件200与所述微镜芯片100，以及所述第二限位部件300所述微镜芯片100之间存在间隙，当所述第一悬臂102在所述间隙中发生扭转时，所述可动部件101可以相对所述固定框架103发生转动，所述第一凸台201和所述第二限位部件300用于和所述微镜芯片100碰撞防震。

由此，通过设置第一限位部件200和第二限位部件300，可以分别限制微镜在垂直方向正向及负向的位移，使得微镜芯片100受到的最大应力不超过材料的屈服强度，可以通过冲击及振动测试。

本申请实施例对第一凸台201的横截面形状不做限制，第一凸台201的横截面形状包括但不限于：单个或多个相邻的矩形、圆形、环形等规则的多边形或不规则形状，这些均属于本申请的保护范围。

在另一些实施例中，还可以在微镜芯片100的器件层上设置第二限位结构，该第一限位部件200用于和该第二限位结构碰撞防震。其中，第二限位结构在微镜芯片100上的投影与第一悬臂102的中心轴相交；在一些实施例中，第二限位结构在微镜芯片100上的投影例如关于第一悬臂102的中心轴对称。

本申请实施例对该第一限位部件200的结构不做限制，图10a为第一限位部件的结构示意图，图10b为图10a中第一限位部件的局部放大图。如图10a、图10b所示，第一限位部件200至少包括：第一凸台201和第一框架2001，该第一凸台201可以作为第一限位部件200和微镜芯片的碰撞部分。

在一些实施例中，如图17所示，第一限位部件200包括：第一凸台201、第一避让槽202和第一框架2001，第一凸台201设置在第一避让槽202内，第一避让槽202设置在第一框架2001上。

在另一些实施例中，如图19、图19a所示，第一限位部件200包括：第一凸台201和第一框架2001，第一凸台201设置在第一框架2001围设的镂空区域，第一凸台直接与第一框架2001连接。

在另一些实施例中，如图19b所示，第一限位部件200包括：第一凸台201、第一避让槽202和第一框架2001。第一凸台201设置在第一避让槽202内，第一避让槽202设置在第一框架2001围设的镂空区域，且第一避让槽202和第一框架2001连接。

其中，第一凸台201在微镜芯片100上的投影与第一悬臂102的中心轴相交。需要说明的是，所述第一悬臂的中心轴是第一悬臂的扭转轴，参考图7中AA虚线即为所述的中心轴；相交指的是第一凸台201在微镜芯片100上的投影至少一部分落在第一悬臂102的中心轴上；对于在同一区域附近设置多个相邻的凸台的，其多个凸台总体区域的投影至少一部分落在第一悬臂102的中心轴上，其他类似涉及中心轴及投影的均参考本说明，后续不在赘述。在一些实施例中，第一凸台201在微镜芯片100上的投影例如关于第一悬臂102的中心轴对称。由此，使得第一凸台和微镜芯片的碰撞点靠近微镜的中间位置，应力分布更均匀，且微镜悬臂在转动时中心位移最小，碰撞点靠近中心能将对扭转角度的限制降到最低，同时碰撞距离可以尽量拉近，降低碰撞应力。

需要说明的是，第一凸台201在微镜芯片100上的投影关于第一悬臂102的中心轴对称不是严格意义上的对称，其可以存在一定误差。

本申请实施例还提供一种第一限位部件200的制备方法，该制备方法可以用于制备如图10a所示的第一限位部件200，其中，该第一限位部件200的材质可以采用硅片。如图11所示，该制备方法包括以下步骤：

S101、如图11a所示，在硅片的第一表面上刻蚀，形成第一凸台201和第一避让槽202。

其中，第一凸台201位于第一避让槽202内。

S102、如图11b所示，在硅片的第二表面上刻蚀，形成镂空区域。

其中，所述第一避让槽201位于所述硅片上。

需要说明的是，本申请实施例对上述步骤S101和步骤S102的顺序不做限制，在另一些实施例中，步骤S101和步骤S102的顺序可以互换。

此外，本申请实施例对图17、图19a和图19b的第一限位部件200的制备方法不做限制，具体工艺可以参考图11所示的步骤。其中，本实施例中的第一凸台201、第一避让槽202、以及镂空区域例如均由硅片刻蚀形成。

其中，在冲击振动中，第一悬臂102形变较大，通过仿真分析微镜在不同冲击、振动量级下的变形及应力，发现：冲击、振动量级越大，微镜在垂直方向形变越严重，受到的应力越大，其中，微镜芯片100中第一悬臂102与可动部件101连接位置受到的应力最大，与微镜在垂直反向的位移有近似线性关系。

根据仿真与实验结果，可以通过对微镜芯片100进行限位，避免受到冲击振动时，微镜在Z方向上的过大形变，从而避免悬臂梁受到过大应力导致悬臂梁断裂。

为避免限位触点的碰撞导致微镜的关键结构损伤，需要对微镜的结构进行改进，增添专门限位的止挡区域，作为限幅止挡的碰撞部位。

图12为一种微镜芯片的立体结构示意图。图13为图12中微镜芯片的主视图。如图12、图13所示，观察微镜芯片在垂直方向的位移变化，可发现虽然第一悬臂102与固定框架103连接位置处应力最大，但对应的形变量最小，不适合添加限位，第一悬臂102与可动部件101的连接位置A及可动部件101是位移变化较大的区域，其中可动部件101为器件核心区域，不适合添加止挡部件。综合考虑，可以在第一悬臂102与可动部件101连接位置A附近作为限位区域，添加止挡部件，配合第一限位部件200和第二限位部件300，阻止微镜芯片100发生过大形变导致损坏。

图14a为本申请实施例提供的一种微镜芯片的结构示意图，图15为图7中微镜组件的A-A剖视图。如图14a、图15所示，第一悬臂102和所述可动部件101之间存在第一止挡部件104。

其中，所述第一凸台201与所述第一止挡部件104相对，所述第一凸台201用于和所述第一止挡部件104碰撞防震。

由此，通过在该第一悬臂和该可动部件之间设置第一止挡部件，配合第一限位部件和第二限位部件，可有效避免微镜芯片发生过大形变导致损坏。

其中，如图14a所示，所述第一止挡部件104的宽度大于所述第一悬臂102的宽度。需要说明的是，第一止挡部件104的宽度为第一止挡部件104沿y轴方向的尺寸。特殊情形下，所述第一止挡部件104的宽度可以等于可动部件101的宽度。

由此，通过展宽第一止挡部件的宽度，可以增大碰撞的接触面，减小振动产生的应力。

需要说明的是，第一悬臂102通过倒角等和固定框架103连接，第一止挡部件104应与第一悬臂102的倒角等敏感结构保持一定距离，尽量减低碰撞限位对第一悬臂102的影响。对于磁电、压电、热电等不同的微镜芯片驱动方式，第一悬臂102上可能有金属结构，为避免第一止挡部件104与第一凸台201碰撞导致第一悬臂102或金属结构损伤，第一止挡部件104优选在第一悬臂102根部、可动部件101附近，且第一止挡部件104的碰撞点上不设置线圈等金属部件。

在一些实施例中，第一止挡部件104设置于第一悬臂102和所述可动部件101的连接位置两侧，如图14b所示。

接着参考图15，微镜芯片远离所述第一限位部件200的表面上存在凸出的限位结构(第一限位结构105)，所述第二限位部件300与所述第一限位结构105相对，所述第二限位部件300用于和所述第一限位结构105碰撞防震。

需要说明的是，上述凸出的限位结构指的是该限位结构在微镜芯片远离所述第一限位部件200的表面上的高度高于其周围区域的高度。具体可以是在限位结构所在区域的周围设置凹槽，使得该限位结构高于其周围区域的高度。凸出的限位结构可以确保碰撞部位尽量远离芯片的敏感结构，降低碰撞应力对芯片的影响。

其中，所述限位结构与所述第二限位部件的碰撞部位在所述微镜芯片上的投影与所述第一悬臂的中心轴相交。需要说明的是，相交指的是所述限位结构与所述第二限位部件300的碰撞部位在微镜芯片100上的投影至少一部分落在第一悬臂102的中心轴上。

在一些实施例中，所述限位结构与所述第二限位部件的碰撞部位在所述微镜芯片上的投影关于所述第一悬臂的中心轴对称。由此，使得限位结构和第二限位部件的碰撞点靠近微镜的中间位置，应力分布更均匀，且微镜悬臂在转动时中心位移最小，碰撞点靠近中心能将对扭转角度的限制降到最低，同时碰撞距离可以尽量拉近，降低碰撞应力。

本申请实施例对第一限位结构105的横截面形状不做限制。第一限位结构105的横截面形状包括但不限于：矩形、圆形等规则的多边形或不规则形状，这些均属于本申请的保护范围。

本申请实施例对该第一限位部件200的结构不做限制。

图16为本申请实施例提供的另一种微镜芯片的结构示意图，图17为本申请实施例提供的一种第一限位部件的结构示意图，图18a为图16中微镜芯片和图17中第一限位部件的B-B剖视图。图18b为图18a中微镜芯片的使用状态示意图。在一些实施例中，如图16、图17、图18a、图18b所示，第一限位部件200上的镂空区域较小，第一止挡部件104位于第一限位部件200在微镜芯片100上的投影范围内。

为了保证微镜芯片正常扭转不受第一凸台201的影响，所述第一限位部件200上还存在第一避让槽202，所述第一避让槽202的开口与所述第一止挡部件104相对，所述第一凸台201设置在所述第一避让槽202内。

其中，在一些实施例中，第一凸台201在微镜芯片100上的投影例如位于第一止挡部件104的中心位置。如图18a、图18b所示，所述第一凸台201与所述第一止挡部件104之间的碰撞限位距离h满足：h>d/2*tanθ，其中，d为所述第一凸台201的宽度，θ为所述第一止挡部件104的最大扭转角度。

所述第一避让槽202的深度H满足：H≥L/2*sinθ-h，其中，L为所述第一止挡部件104的宽度。

由此，可使得微镜芯片正常扭转，不受第一凸台201的影响。

图19a为本申请实施例提供的另一种第一限位部件的结构示意图。图19b为本申请实施例提供的另一种第一限位部件的结构示意图。

如图19a、图19b所示，第一限位部件200上的镂空区域较大，第一止挡部件104位于第一限位部件200的镂空区域内，所述第一凸台201位于所述第一限位部件200的镂空区域。

其中，如图19a所示，第一限位部件200包括：第一凸台201和第一框架2001，第一凸台201设置在第一框架2001围设的镂空区域，第一凸台直接与第一框架2001连接。

如图19b所示，第一限位部件200包括：第一凸台201、第一避让槽202和第一框架2001。第一凸台201设置在第一避让槽202内，第一避让槽202设置在第一框架2001围设的镂空区域，且第一避让槽202和第一框架2001连接。

图20a为图16中微镜芯片和图19a中第一限位部件的B-B剖视图。图20b为图20a中微镜芯片的使用状态示意图。如图20a、图20b所示，所述第一凸台201与所述第一止挡部件104之间的碰撞限位距离h满足：h>d/2*tanθ，d为所述凸台的宽度。

由此，可使得微镜芯片正常扭转，不受第一凸台201的影响。

本申请实施例对第一凸台201或第一避让槽202和第一框架2001的连接结构不做限制。为了进一步提高微镜芯片的抗震性能，图21a为本申请实施例提供的另一种第一限位部件的结构示意图。图21b为图21a中A处的局部放大图。在一些实施例中，如图21a、图21b所示，第一凸台201可以通过第一活动臂2002和第一框架2001连接，所述第一活动臂2002可以由单根或多根悬臂组成，本申请实施例对该第一活动臂2002的结构不做限制。

其中，该第一活动臂2002例如可以通过刻蚀的方式形成。加工时，可以对第一凸台201和第一框架2001的连接部位进行刻蚀，在第一凸台201和第一框架2001之间形成该第一活动臂2002。该第一活动臂2002可以为悬臂结构，当第一凸台201受到外力时，第一活动臂2002可以在该外力的作用下发生扭转或变形，使得第一凸台201和第一框架2001可以产生相对位移，缓解碰撞的应力。

因此，当微镜芯片与第一限位部件200碰撞时，第一凸台201和第一框架2001可以产生相对位移，缓解碰撞的应力。

在另一些实施例中，第一凸台201可以直接通过第一活动臂2002和第一框架2001连接(图中未示出)。

由此，通过在第一限位部件的碰撞部分周围设置第一活动臂2002，并通过第一活动臂2002连接第一凸台201和第一框架2001，可以减小碰撞产生的应力，提高微镜组件的抗震性能。

本申请实施例对该第二限位部件200的具体结构不做限制，图22为本申请实施例提供的一种第二限位部件的立体图。图22d为图22中D处的局部放大图，如图22、图22d所示，该第二限位部件300的结构可参考第一限位部件200的结构。

其中，在一些实施例中，如图24a所示，该第二限位部件包括：第二框架3001，该第二框架的部分区域可以作为第二限位部件300和微镜芯片的碰撞部分。

在一些实施例中，如图24b、图24c、图24d所示，该第二限位部件包括：第二凸台301和第二框架3001，该第二凸台301可以作为第二限位部件300和微镜芯片的碰撞部分。

第二凸台301在微镜芯片100上的投影例如与第一悬臂102的中心轴相交。其中，在一些实施例中，第二凸台301在微镜芯片100上的投影例如关于第一悬臂102的中心轴对称。由此，使得第二凸台和微镜芯片的碰撞点靠近微镜芯片的中间位置，应力分布更均匀，且微镜悬臂在转动时中心位移最小，碰撞点靠近中心能将对扭转角度的限制降到最低，同时碰撞距离可以尽量拉近，降低碰撞应力。

本申请实施例对第二凸台301的横截面形状不做限制，第二凸台301的横截面形状包括但不限于：单个或多个相邻的矩形、圆形等、环形规则的多边形或不规则形状，这些均属于本申请的保护范围。

需要说明的是，第二凸台301在微镜芯片100上的投影关于第一悬臂102的中心轴对称，不是严格意义上的对称，其可以存在一定误差。

在另一些实施例中，如图24b所示，第二凸台301设置在第二避让槽302中，第二避让槽302位于第二框架3001上。

在另一些实施例中，如图24c所示，第二凸台301位于第二框架3002围设的镂空区域，第二凸台与第二框架3001连接。

在另一些实施例中，如图24d所示，第二凸台301设置在第二避让槽302中，第二避让槽302位于第二框架3001围设的镂空区域，第二避让槽302与第二框架3001连接。

本申请实施例还提供一种第二限位部件300的制备方法，该制备方法可以用于制备如图22所示的第二限位部件300，其中，该第二限位部件300的材质可以采用硅片。如图22a所示，该制备方法包括以下步骤：

S201、如图22b所示，在硅片的第一表面上刻蚀，形成第二凸台301和第二避让槽302。

其中，第二凸台301位于第二避让槽302内。

S202、如图22c所示，在硅片的第二表面上刻蚀，形成镂空区域。

其中，所述第二避让槽302位于所述镂空区域。

需要说明的是，本申请实施例对上述步骤S201和步骤S102的顺序不做限制，在另一些实施例中，步骤S201和步骤S202的顺序可以互换。

此外，本申请实施例对如图24a、图24b、图24c、图24d所示的第二限位部件300的制备方法不做限制，具体工艺可以参考图22a所示的步骤。其中，本实施例中的第二凸台301、第二避让槽302、以及镂空区域例如均采用刻蚀工艺形成。

图23为本申请实施例提供的另一种微镜芯片的结构示意图。为进一步提高防震性能，如图23所示，所述第一悬臂102远离所述第一限位部件200的表面上存在第一限位结构105，所述第一限位结构105位于所述第一悬臂102和所述可动部件101的连接位置。

在一些具体的实施例中，如图15、图23所示，第一限位结构105位于该第一止挡部件104远离所述第一限位部件200的表面上。

其中，所述第二限位部件300与所述第一限位结构105相对，所述第二限位部件300用于和所述第一限位结构105碰撞防震。

本申请实施例对第一限位结构105的成型工艺不做限制，在一些实施例中，第一限位结构105可以是在第一悬臂102的衬底层刻蚀形成的凸台。

图24a为本申请实施例提供的一种第二限位部件的结构示意图。在一些实施例中，如图24a所示，所述第二限位部件300为平板结构。

如图24e所示，所述第一限位结构105为凸台，第二限位部件300与所述第一限位结构105之间的碰撞限位距离h与第一限位结构105的宽度d满足：

H是第一限位结构105底部到微镜转轴中心的距离。其中，L为第一止挡部件104的宽度。

在另一些实施例中，该第二限位部件可以采用和第一限位部件相类似的结构。如图24b所示，所述第二限位部件300上存在第二凸台301和第二避让槽302，所述第二避让槽302的开口与所述第一限位结构105相对，所述第二凸台301设置在所述第二避让槽302内。

在另一些实施例中，如图24c所示，所述第二限位部件300上存在第二凸台301，所述第二凸台301与所述第一限位结构105相对，所述第二凸台301位于所述第二限位部件300的镂空区域。

在另一些实施例中，如图24d所示，第二凸台301设置在第二避让槽302中，第二避让槽302位于第二框架3001围设的镂空区域，第二避让槽302与第二框架3001连接。

图25为本申请实施例提供的另一种微镜芯片的立体图。图26为图25中微镜芯片的结构示意图。为进一步提高微镜组件的防震性能，如图25、图26所示，所述可动部件101远离所述第一限位部件200的表面上存在第一限位结构106。

其中，所述第二限位部件300与所述第一限位结构106相对，所述第二限位部件300用于和所述第一限位结构106碰撞防震。

本申请实施例对第一限位结构106的横截面形状不做限制。第一限位结构106的横截面形状包括但不限于：矩形、圆形、环形等规则的多边形或不规则形状，这些均属于本申请的保护范围。

图27a为图26中微镜芯片和图24d中第二限位部件D-D剖视图。图27b为图27a中微镜芯片的使用状态示意图。如图27a、图27b所示，第二避让槽302的刻蚀深度H大于等于L/2*sinθ-h，L为避让槽302的宽度，第二凸台301和第一限位结构106之间的碰撞限位距离h满足关系：h>d/2*tanθ，以保证微镜正常转动不受影响。

图28为图26中微镜芯片和图24c中第二限位部件D-D剖视图。

如图24c所示，所述第二限位部件300上存在第二凸台301，所述第二凸台301与所述第一限位结构106相对，所述第二凸台301位于所述第二限位部件300的镂空区域。

如图28所示，第二凸台301和第一限位结构106之间的碰撞限位距离h与第二凸台301的宽度d满足关系：h>d/2tanθ，以保证微镜正常转动不受影响。

本申请实施例对第二凸台301或第二避让槽302和第二框架3001的连接结构不做限制。为了进一步提高微镜芯片的抗震性能，在一些实施例中，如图29a、图29b所示，第一避让槽202可以通过第二活动臂3002和第二框架3001连接，所述第二活动臂3002可以由单根或多根悬臂组成，本申请实施例对该第二活动臂3002的结构不做限制。

其中，该第二活动臂3002例如可以通过刻蚀的方式形成。加工时，可以对第二凸台301和第二框架3001的连接部位进行刻蚀，在第二凸台301和第二框架3001之间形成该第二活动臂3002。该第二活动臂3002可以为悬臂结构，当第二凸台301受到外力时，第二活动臂3002可以在该外力的作用下发生扭转或变形，使得第二凸台301和第二框架3001可以产生相对位移，缓解碰撞的应力。

因此，当微镜芯片与第二限位部件300碰撞时，第二凸台301和第二框架3001可以产生相对位移，缓解碰撞的应力。

在另一些实施例中，第二凸台301可以直接通过第二活动臂和第二框架连接(图中未示出)。

由此，通过在第二限位部件的碰撞部分周围设置第二活动臂3002，并通过第二活动臂3002连接第二凸台301和第二框架3001，可以减小碰撞产生的应力，提高微镜组件的抗震性能。

图30a为本申请实施例提供的另一种微镜芯片的结构示意图。图30b为本申请实施例提供的另一种微镜芯片的结构示意图。

如图30a、图30b所示，为进一步提高微镜组件001的防震性能，所述第一悬臂102远离所述第一限位部件200的表面上存在第一限位结构105，所述可动部件101远离所述第一限位部件200的表面上存在第一限位结构106，所述第一限位结构105和106位于所述第一悬臂102和所述可动部件101的连接位置。

其中，如图30a所示，第一限位结构105和106断开。

如图30b所示，第一限位结构105和106连接。

基于上述防震限位结构，本申请实施例对设有第一限位部件、第二限位部件和未设第一限位部件、第二限位部件的微镜组件进行振动测试。

图31a为没有第一限位部件、第二限位部件，以及有第一限位部件、第二限位部件的情况下，悬臂位移的仿真结果对比图。

图31b为没有第一限位部件、第二限位部件，以及有第一限位部件、第二限位部件的情况下，悬臂最大应力的仿真结果对比图。

其中，图31a中的线条a为未设第一限位部件200、第二限位部件300的情况下，悬臂位移的仿真曲线。图31b中的线条a为未设置第一限位部件200、第二限位部件300的情况下，悬臂最大应力的仿真曲线。

如图31a中的线条a和图31b中的线条a所示，在没有限位的情况下，微镜受到1500g加速度0.5ms冲击半波(AEC-Q冲击规格)时，微镜位移会持续增大，导致最大应力远超材料自身的屈服应力(700～1000MPa)，最终发生悬臂断裂损坏。

图31a中的线条b为设有第一限位部件200、第二限位部件300的情况下，悬臂位移的仿真曲线。图31b中的线条b为设有第一限位部件200、第二限位部件300的情况下，悬臂最大应力的仿真曲线。

如图31a中的线条b和图31b中的线条b所示，在设有第一限位部件200和第二限位部件300的情况下，微镜受到1500g加速度0.5ms冲击半波(AEC-Q冲击规格)时，悬臂最大位移限制在100um内，最大应力较小，小于材料自身的屈服应力，可以避免微镜发生损坏。

由此，在微镜芯片100上下集成第一限位部件200和第二限位部件300，通过控制微镜芯片100及垫片间的距离进行止挡限位，限制微镜芯片100在上下振动方向的位移，避免受到冲击振动时，微镜悬臂梁受到过大应力导致悬臂梁断裂，提升芯片抗振性能。

因此，通过设置第一限位部件200和第二限位部件300，可以有效防止微镜芯片100振动导致的悬臂或镜面等关键结构损伤。

本申请实施例对该微镜芯片100的结构不做限制。该微镜芯片100可以是一维微镜、二维微镜。

图32为本申请实施例提供的一种一维微镜的结构示意图。

在一些实施例中，如图32所示，该微镜芯片100为一维微镜，所述可动部件包括：微镜1011，所述微镜1011通过所述第一悬臂102与所述固定框架103连接，第一悬臂102和所述微镜1011之间存在第一止挡部件104。

图33为本申请实施例提供的另一种一维微镜的结构示意图。图34为本申请实施例提供的另一种一维微镜的结构示意图。在另一些实施例中，该微镜芯片100为一维微镜，如图33、图34所示，所述可动部件包括：第一活动框架1012和微镜1011，所述第一活动框架1012位于所述微镜1011和所述固定框架103之间，所述第一活动框架1012与所述微镜1011固定连接，且所述第一活动框架1012通过所述第一悬臂102与所述固定框架103转动连接，第一悬臂102和所述第一活动框架1012之间存在第一止挡部件104。

其中，图33中的微镜1011为圆形，图34中的微镜1011为方形。

图35为本申请实施例提供的一种二维微镜的结构示意图。

在一些实施例中，如图35所示，该微镜芯片100为二维微镜时，所述可动部件包括：第二活动框架1013、微镜1011和第二悬臂1014，其中，所述第二活动框架1013环绕所述微镜1011设置，所述固定框架103环绕所述第二活动框架1013设置，所述第二活动框架1013通过第二悬臂1014与所述微镜1011连接，所述第二活动框架1013通过所述第一悬臂102与所述固定框架103连接，第一悬臂102和所述第二活动框架1013之间存在第一止挡部件104。

图36为本申请实施例提供的另一种二维微镜的结构示意图。

在另一些实施例中，如图36所示，所述可动部件包括：第二活动框架1013、微镜1011和第一活动框架1012和第二悬臂1014，所述第二活动框架1013和所述微镜1011之间设有第一活动框架1012，所述第一活动框架1012与所述微镜1011固定连接，且所述第一活动框架1012通过所述第二悬臂1014与所述第二活动框架1013转动连接，所述第二活动框架1013通过所述第一悬臂102与所述固定框架103连接，第一悬臂102和所述第二活动框架1013之间存在第一止挡部件104。

图37为另一种微镜组件的结构示意图。其中，图37中的微镜芯片采用二维微镜，与图15中的微镜组件相比，增加了第二悬臂1014。

图38为本申请实施例提供的另一种二维微镜的结构示意图。图39为本申请实施例提供的另一种二维微镜的结构示意图。

在另一些实施例中，二维微镜还可以采取如图38和图39所示的结构，与图35、图36所示微镜组件的结构区别在于：微镜1011的固定框103位于第一活动框1012之内。

其中，如图38所示，所述第二活动框架1013环绕所述固定框架103设置，所述固定框架103通过所述第一悬臂102与所述固定框架103连接，所述微镜1011通过第二悬臂1014与所述第一活动框1012连接。

图39与图38相比，所述第二活动框架1013和所述微镜1011之间设有第一活动框架1012，所述第一活动框架1012与所述微镜1011固定连接，且所述第一活动框架1012通过所述第二悬臂1014与所述第二活动框架1013转动连接。

对于如图38和图39所示的微镜1011，第一止挡部件104可以设置在第二活动框1013外侧。

本申请实施例对第一限位部件200和微镜芯片100的连接方式不做限制。

图40为本申请实施例提供的另一种微镜组件的结构示意图。

在一些实施例中，如图40所示，所述第一限位部件200通过第一胶层401与所述固定框架103连接。

由此，通过点胶固定，在微镜芯片100上集成了第一限位部件，限制微镜1011在Z方向的位移，提升芯片抗震性能。

在本实施例的一些示例中，所述第一限位部件200与所述微镜芯片100之间的间隙的高度等于所述第一胶层401的厚度，需要说明的是，上述实施例中的等于不是严格意义上的相等，可以存在误差。

所述第一限位部件200与所述微镜芯片100之间的间隙可根据实际微镜尺寸、减震需求及可接受的最大应力等实际情况设置，一般在10～20um以上，200um以下。

采用点胶的方式也可以实现10um以下或200um以上的高度。采用点胶方式可以实现较大的间隙高度范围，生产不同高度的微镜组件。

其中，在一些实施例中，所述第一胶层401中填充有硬质颗粒，所述第一胶层401中硬质颗粒的粒径决定第一胶层401的厚度，从而实现对胶层厚度的精确控制。

第一胶层401的厚度决定了第一限位部件200与所述微镜芯片100之间的间隙的高度，从而可以通过控制第一胶层厚度控制第一限位部件200与微镜芯片100之间的间隙高度。

在另一些实施例中，所述第一限位部件200与所述固定框架103键合。其中，图41为本申请实施例提供的另一种微镜组件的结构示意图。如图41所示，所述第一限位部件200与所述固定框架103的键合工艺可以采用金硅键合500。

或，图42为本申请实施例提供的另一种微镜组件的结构示意图。如图42所示，所述第一限位部件200与所述固定框架103的键合工艺可以采用硅硅键合600。

本申请实施例对第二限位部件300和微镜芯片100的连接方式不做限制。

在一些实施例中，如图40所示，所述第二限位部件300通过第二胶层402与所述固定框架103连接。

由此，通过点胶固定，在微镜芯片100上集成了第二限位部件，限制微镜1011在Z方向的位移，提升芯片抗震性能。

其中，第二胶层402的厚度决定了第二限位部件300与所述微镜芯片100之间间隙的高度，从而可以通过控制第二胶层402厚度控制第二限位部件300与微镜芯片100之间的间隙高度。

所述第二限位部件300与所述微镜芯片100之间间隙的高度等于所述第二胶层402的厚度。需要说明的是，上述实施例中的等于不是严格意义上的相等，可以存在误差。

所述第二限位部件300与所述微镜芯片100之间的间隙可根据实际微镜尺寸、减震需求及可接受的最大应力等实际情况设置，一般在10～20um以上，200um以下。

采用点胶的方式也可以实现10um以下或200um以上的高度。通过点胶方式可以实现较大的间隙高度范围，生产不同高度的微镜组件。

在一些实施例中，所述第二胶层402中填充有硬质颗粒，该硬质颗粒具有支撑作用，所述第二胶层402中硬质颗粒的粒径决定第二胶层402的厚度，从而实现对胶层厚度的精确控制。

由此，可以通过在胶层中掺杂固定尺寸的颗粒对点胶的厚度进行控制。

在另一些实施例中，所述第一限位部件200和所述第二限位部件300与所述固定框架103键合。其中，图41为本申请实施例提供的另一种微镜组件的结构示意图。如图41所示，所述第二限位部件300与所述固定框架103的键合工艺可以采用金硅键合500。

或，图42为本申请实施例提供的另一种微镜组件的结构示意图。如图42所示，所述第二限位部件300与所述固定框架103的键合工艺可以采用硅硅键合600。

所述第一限位部件200与微镜芯片相对的表面、所述第二限位部件300与该微镜芯片相对的表面，以及该微镜芯片的表面中，至少有一个表面或至少一个表面的碰撞部位镀有或粘贴有缓冲部件。

本申请实施例对该缓冲部件的材料不做限制，缓冲部件的材料包括不限于派瑞林Parylene或聚二甲基矽氧烷PDMS、橡胶、软胶等材料。

由此，通过在第一限位部件、该第二限位部件和该微镜芯片的碰撞面或碰撞部位设置缓冲部件，可以提高碰撞缓冲效果，降低碰撞应力。

所述第一限位部件200和所述第二限位部件300的材质采用硅、二氧化硅、陶瓷、氧化铝(蓝宝石、红宝石)、金属、塑料或橡胶中的任意一种或几种。

其中，微镜组件外部通常设有封装结构，其中，微镜芯片通常使用硅制作，其热膨胀为2.6x10^-6/℃，封装结构通常采用金属、塑料等材料，二者之间的热膨胀系数有较大差异(通常大于10～20x10^-6/℃)。

在一些实施例中，所述第一限位部件200和所述第二限位部件300可以直接与封装结构固定连接，所述第一限位部件200和所述第二限位部件300材质可以采用硅、二氧化硅、塑料、橡胶或金属等，限位部件和封装结构两者之间可以通过胶水固定。

在另一些实施例中，所述第一限位部件200和所述第二限位部件300材质可以采用陶瓷、氧化铝等，这些材料刚度较高(杨氏模量接近400GPa，对比硅的杨氏模量为170GPa)，不易发生形变，可以作为芯片与封装结构的中间介质，缓解消除芯片在封装点胶或高低温运行、存储时的应力，避免芯片损坏或失效。

由此，可以增强微镜的抗振性能，同时缓解降低封装应力对微镜性能的影响。

本申请实施例对第一限位部件200和第二限位部件300的结构不做限制。所述第一限位部件200为一个或多个，所述第二限位部件300为一个或多个。

在一些实施例中，如图17、图19a、图19b所示，第一限位部件200为一体结构，如图43所示，第一限位部件200为2个。

如图24a、图24b、图24c、图24d所示，第二限位部件300为一体结构，如图44所示，第二限位部件300为2个。

在另一些实施例中，第一限位部件200和第二限位部件300也可以一个使用一体结构，一个采用多个分体式结构。

在另一些实施例中，微镜芯片包括第一限位部件200和第二限位部件300也可以一个使用一体结构，一个采用多个分体式结构。

在另一些实施例中，该微镜芯片包括多组可动部件101与多组第一悬臂102，从而实现微镜阵列功能，其中至少一组可动部件及第一悬臂设置有第一限位部件及第二限位部件进行限位碰撞防震。

此外，如图45、图46、图47、图48所示，所述微镜芯片100靠近所述第一限位部件200的表面上存在第一对位标记1010，所述第一对位标记1010用于对所述第一限位部件200进行定位。所述第一对位标记1010可以采用金属或凹槽等结构。

所述第二限位部件300靠近所述微镜芯片100的表面上存在第二对位标记3010，所述第二对位标记3010用于对所述微镜芯片100进行定位。所述第二对位标记可以采用金属或凹槽等结构。

由此，提高了组装时的对位精，降低了组装难度度。

所述微镜芯片100包括第一电极，所述第一限位部件200或所述第二限位部件300上存在第二电极，所述第一电极与所述第二电极通过引线连接。由此，可以在所述第一限位部件200或所述第二限位部件300上预留电极及引线，以辅助芯片打线引线。

如图45、图48所示，微镜芯片100包括第一电极1011，第二限位部件300上存在第二电极3011，该第一电极1011可以通过引线和第二电极3011连接。

在一些实施例中，该微镜组件外部还设有封装结构，其中，第二限位部件300上例如和封装结构连接。

在一些实施例中，如图49、图50所示，第二限位部件300还包括：外围区域3000，所述外围区域3000环绕所述微镜芯片的外边界，所述外围区域3000例如存在镂空结构3003。由此，可以通过该镂空结构3003释放芯片封装的应力，避免芯片损坏或失效。

本申请实施例还提供一种激光设备，如图1所示，该激光设备0001至少包括激光器002及如上所述的微镜组件001，所述微镜组件001用于反射所述激光器001发射的激光。

本申请实施例还提供一种汽车，如图51所示，该汽车0010包括车辆本体0011，以及如上所述的激光设备0001，所述激光设备0001设置在所述车辆本体0011上。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (38)

1.一种微镜组件，其特征在于，包括：层叠设置的第一限位部件、微镜芯片和第二限位部件；

其中，所述微镜芯片包括：固定框架、可动部件和第一悬臂，其中，所述可动部件通过所述第一悬臂和所述固定框架连接；

所述第一限位部件和所述第二限位部件分别与所述固定框架连接，且所述第一限位部件和所述第二限位部件上存在镂空区域，所述镂空区域与所述可动部件相对；

其中，所述第一限位部件用于和所述微镜芯片碰撞防震，所述第一限位部件的碰撞部位在所述微镜芯片上的投影与所述第一悬臂的中心轴相交；

所述第二限位部件用于和所述微镜芯片碰撞防震。

2.根据权利要求1所述的微镜组件，其特征在于，所述第二限位部件与所述微镜芯片的器件层的距离大于所述第二限位部件与所述微镜芯片的衬底层的距离，所述微镜芯片存在凸出的第一限位结构，所述第一限位结构用于和所述第二限位部件碰撞防震。

3.根据权利要求2所述的微镜组件，其特征在于，所述第一限位结构与所述第二限位部件的碰撞部位在所述微镜芯片上的投影与所述第一悬臂的中心轴相交。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的微镜组件，其特征在于，所述第一限位部件与所述微镜芯片的器件层的距离小于所述第一限位部件与所述微镜芯片的衬底层的距离，所述第一限位部件上存在第一凸台；所述第一凸台用于和所述微镜芯片碰撞防震。

5.根据权利要求4所述的微镜组件，其特征在于，所述第一凸台在所述微镜芯片上的投影与所述第一悬臂的中心轴相交。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的微镜组件，其特征在于，所述第一悬臂和所述可动部件之间存在第一止挡部件，所述第一限位部件用于和所述第一止挡部件碰撞防震。

7.根据权利要求6所述的微镜组件，其特征在于，所述第一止挡部件的宽度大于所述第一悬臂的宽度。

8.根据权利要求5所述的微镜组件，其特征在于，所述第一限位部件上还存在第一避让槽，所述第一避让槽的开口与所述第一止挡部件相对，所述第一凸台设置在所述第一避让槽内，所述第一悬臂和所述可动部件之间存在第一止挡部件，所述第一止挡部件的宽度大于所述第一悬臂的宽度，所述第一止挡部件用于和所述第一凸台碰撞防震。

9.根据权利要求5所述的微镜组件，其特征在于，所述第一凸台位于所述第一限位部件的镂空区域，所述第一悬臂和所述可动部件之间存在第一止挡部件，所述第一止挡部件的宽度大于所述第一悬臂的宽度，所述第一止挡部件用于和所述第一凸台碰撞防震。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的微镜组件，其特征在于，所述微镜芯片存在凸出的第二限位结构，所述第一限位部件用于和所述第二限位结构碰撞防震。

11.根据权利要求10所述的微镜组件，其特征在于，所述第二限位结构在所述微镜芯片上的投影与所述第一悬臂的中心轴相交。

12.根据权利要求1-11任一项所述的微镜组件，其特征在于，所述第一限位结构位于所述第一悬臂和所述可动部件的连接位置。

13.根据权利要求12所述的微镜组件，其特征在于，所述第二限位部件为平板结构。

14.根据权利要求1-11任一项所述的微镜组件，其特征在于，所述可动部件远离所述第一限位部件的表面上存在所述限位结构。

15.根据权利要求12或14所述的微镜组件，其特征在于，所述第二限位部件上存在第二凸台和第二避让槽，所述第二避让槽的开口与所述限位结构相对，所述第二凸台设置在所述第二避让槽内。

16.根据权利要求12或14所述的微镜组件，其特征在于，所述第二限位部件上存在第二凸台，所述第二凸台与所述限位结构相对，所述第二凸台位于所述第二限位部件的镂空区域。

17.根据权利要求15或16所述的微镜组件，其特征在于，所述第二凸台在所述微镜芯片上的投影与所述第一悬臂的中心轴相交。

18.根据权利要求1-17任一项所述的微镜组件，其特征在于，所述可动部件包括：微镜，所述微镜通过所述第一悬臂与所述固定框架连接。

19.根据权利要求1-17任一项所述的微镜组件，其特征在于，所述可动部件包括：活动框架，所述活动框架环绕所述微镜设置，所述固定框架环绕所述活动框架设置，所述活动框架通过第二悬臂与所述微镜连接，所述活动框架通过所述第一悬臂与所述固定框架连接。

20.根据权利要求1-19任一项所述的微镜组件，其特征在于，所述第一限位部件通过第一胶层与所述固定框架连接，所述第一限位部件与所述微镜芯片之间的间隙的高度等于所述第一胶层的厚度。

21.根据权利要求20所述的微镜组件，其特征在于，所述第一胶层中填充有硬质颗粒。

22.根据权利要求1-19任一项所述的微镜组件，其特征在于，所述第一限位部件与所述固定框架键合。

23.根据权利要求1-19任一项所述的微镜组件，其特征在于，所述第二限位部件通过第二胶层与所述固定框架连接，所述第二限位部件与所述微镜芯片之间间隙的高度等于所述第二胶层的厚度。

24.根据权利要求23所述的微镜组件，其特征在于，所述第二胶层中填充有硬质颗粒。

25.根据权利要求1-19任一项所述的微镜组件，其特征在于，所述第二限位部件与所述固定框架键合。

26.根据权利要求1-25任一项所述的微镜组件，其特征在于，所述第一限位部件与所述微镜芯片相对的表面、所述第二限位部件与所述微镜芯片相对的表面，以及所述微镜芯片的表面中，至少一个表面或至少一个表面的碰撞部位镀有或粘贴有缓冲部件。

27.根据权利要求26所述的微镜组件，其特征在于，所述缓冲部件的材料为派瑞林Parylene、聚二甲基矽氧烷PDMS、橡胶或软胶。

28.根据权利要求1-27任一项所述的微镜组件，其特征在于，所述第一限位部件和所述第二限位部件的材质采用硅、二氧化硅、氧化铝、陶瓷、金属、塑料或橡胶中的任意一种或几种。

29.根据权利要求1-28任一项所述的微镜组件，其特征在于，所述第一限位部件为一个或多个。

30.根据权利要求1-28任一项所述的微镜组件，其特征在于，所述第二限位部件为一个或多个。

31.根据权利要求1-30任一项所述的微镜组件，其特征在于，所述微镜芯片靠近所述第一限位部件的表面上存在第一对位标记，所述第一对位标记用于对所述第一限位部件进行定位。

32.根据权利要求1-30任一项所述的微镜组件，其特征在于，所述第二限位部件靠近所述微镜芯片的表面上存在第二对位标记，所述第二对位标记用于对所述微镜芯片进行定位。

33.根据权利要求1-30任一项所述的微镜组件，其特征在于，所述微镜芯片包括第一电极，所述第一限位部件或所述第二限位部件上存在第二电极，所述第一电极与所述第二电极通过引线连接。

34.根据权利要求1-30任一项所述的微镜组件，其特征在于，所述第一限位部件和所述微镜芯片碰撞的部位通过第一活动臂与所述第一限位部件连接。

35.根据权利要求1-30任一项所述的微镜组件，其特征在于，所述第二限位部件和所述微镜芯片碰撞的部位通过第二活动臂与所述第一限位部件连接。

36.根据权利要求1-30任一项所述的微镜组件，其特征在于，所述第二限位部件还包括：外围区域，所述外围区域环绕所述微镜芯片的外边界，所述外围区域存在镂空结构。

37.一种激光设备，其特征在于，包括激光器及根据权利要求1至36任一项所述的微镜组件，所述微镜组件用于反射所述激光器发射的激光。

38.一种汽车，其特征在于，包括车辆本体，以及如权利要求37所述的激光设备，所述激光设备设置在所述车辆本体上。

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