应用于红外线成像器与传感器的悬浮微结构及其制造方法.doc

应用于红外线成像器与传感器的悬浮微结构及其制造方法　 　 申请专利号 C5 　 专利申请日 2002.09.18 　 名称 应用于红外线成像器与传感器的悬浮微结构及其制造方法　 　 公开（公告）号 CN1484317 公开（公告）日 2004.03.24 　 类别 电学 颁证日 　 优先权 ? 申请（专利权） 财团法人工业技术研究院 　 地址 台湾省新竹县　 发明（设计）人 欧政隆;李宗昇 　 国际申请 ? 国际公布 ? 进入国家日期 　 专利代理机构 隆天国际知识产权代理有限公司 　 代理人 潘培坤;楼仙英 　 摘要 本发明公开了一种应用于红外线成像器与传感器的悬浮微结构及其制造方法，将连接悬浮微结构与基板的接脚形成于同一侧，并以双层或多层结构组成支撑悬浮微结构的悬臂部分，利用双层或多层结构间的应力差使悬臂形成向上翘曲；可确保悬浮微结构不会与基板产生接触，由于悬臂是向上产生微翘曲，能使制造工艺中的牺牲层厚度小至约1微米；进而，可应用现有的互补式金氧半导体工艺设备来进行批量生产，尤其可以运用半导体工艺中的金属层作为牺牲层，同时使工艺简化；有助于降低设备和制造上的成本。 　 主权项 1、一种应用于红外线成像器与传感器的悬浮微结构，其特征在于，包含有：一基板，具有提供电性导通的金属电极；一对同侧接脚，对应连接于该对金属电极，该对同侧接脚各具有一悬臂，该悬臂由两层以上的应力结构所形成，由该悬臂上方产生拉应力并于该悬臂下方产生压应力，使该悬臂呈向上翘曲状；及一悬浮微结构，连接于该悬臂并由该对同侧接脚的支撑来悬浮于基板表面，由向上翘曲状的该悬臂来确保该悬浮微结构悬浮于基板表面。 2010-08-24 中国电子报 我要评论(0) 　　　　　 　 ?华北光电技术研究所 刘刚 　? “随着科学技术的不断发展，用户对电子产品的要求也越来越高，不仅要求产品具有较高的性能，还要求其具有低功耗、小型化、轻便性等优点。作为电子产品的重要组成部分，信号处理电路的高性能设计和小型化设计显得尤为重要。” ??? 设计思路：FPGA+DSP充分发挥各处理器作用 ??? 笔者主要从事红外热像仪信号处理电路的研制工作。红外热像仪是一种成像设备。其中，核心传感器为红外探测器，它通过光学系统接收场景的红外辐射，将光信号转化为电信号，送给模拟信号处理单元，经过模数转化后送给数字信号处理电路，经过一系列的处理后，得到符合标准视频格式的图像，供用户使用。技术的进步和客户需求的不断提高，对红外热像仪信号处理电路的设计提出了更高的要求。??? 在以往的项目中，多采用现场可编程门阵列FPGA作为核心处理器，来完成所有的时序控制、图像处理算法。目前在开展研究的项目中，以FPGA+DSP为核心处理器的设计架构，能够充分发挥各处理器的作用。本方案中，FPGA负责完成图像处理主通道，包括红外探测器配置与模数转换芯片控制、原始数字图像制式转换、部分数字图像处理算法、各处理器之间的通信接口控制以及相关的辅助控制工作。DSP主要完成部分图像处理算法，以及用户控制接口。下面简要介绍一下FPGA在图像处理通道中的作用。 ??? 器件选型：综合考虑性价比 　　红外热像仪产品中，最重要的环节是从场景红外辐射到数字图像信号的转换过程。这里面包括对红外探测器的模式配置，模数转换芯片的逻辑控制和图像数据采集。首先，根据系统设计指标，编写FPGA程序对红外探测器进行参数配置，使其工作在指定的模式下。其次，红外探测器进入指定的工作状态后，输出反映场景红外辐射特性的电信号给模数转换(ADC)芯片，ADC芯片进行模拟信号采集和模数转换，并根据控制时序将数字信号送给FPGA。最后，FPGA根据红外传感器的工作模式，对ADC芯片输出的数字信号进行图像数据制式转换。??? 为了提高系统中信号的抗干扰性，项目中采用LVDS作为FPGA与ADC芯片的通信方式；选用差分ADC芯片，其输入与输出接口均采用差分LVDS方式。同时，为了减少电路系统中的硬件，希望处理器FPGA能够直接和ADC芯片通信，从而去掉单极性信号转差分信号的转换芯片，这样不仅可以使电路板实现小型化，也有利于降低电路板的功耗。??? 通过查阅资料和分析，Altera公司的Cyclone III系列FPGAs支持高速差分接口，包括LVDS、BLVDS、mini-LVDS、RSDS和PPDS，具有丰富的逻辑资源，功耗低，并且器件的成本较低，有利于项目的成本控制。同时，Cyclone III系列FPGAs的left banks和right banks具有精确的LVDS输入/输出缓存接口，即不需要外部电阻网络，可作为LVDS信号发送端，只需要在ADC芯片的差分接收端端接匹配电阻，实现与ADC芯片的