本申請要求于2013年11月11日提交的美國臨時專利申請No.61/902,748的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，該申請的全部內(nèi)容以引用方式并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

一個或多個實施例整體涉及微機電系統(tǒng)(MEMS)，并且更具體地講涉及用于MEMS器件的電觸點。

背景技術(shù)：

微機電系統(tǒng)(MEMS)器件諸如MEMS致動器和MEMS傳感器是熟知的。可使用各種晶片級加工技術(shù)制作MEMS器件。在晶片制造過程中，通常使用金屬濺射和圖案化工藝形成用于MEMS器件的電觸點。特別是MEMS器件通常包括在晶片制造后的刻蝕工藝中必須被釋放的可移動或可致動部分。

在一些情況下，如果不注意，這類刻蝕工藝或其他晶片制造工藝諸如高溫工藝可給晶片制造過程中形成的金屬觸點產(chǎn)生不利影響。在一些情況下，在被釋放的晶片或晶粒的蒸發(fā)過程中，使用陰影掩模在釋放后形成用于MEMS器件的金屬觸點。然而，這種類型的陰影掩模操作成本可能過高和/或過分耗費人力。

因此，希望提供用于MEMS器件的改進的電觸點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)一個實施例，MEMS器件可包括一個或多個用于將MEMS器件電連接至外部電路的電觸點。電觸點可為金屬化電觸點諸如銀糊劑金屬化電觸點或其他通過將材料燒結(jié)至MEMS器件上形成的電觸點。燒結(jié)材料可包括諸如銀糊劑在內(nèi)的金屬糊劑、金屬預成型件、金屬粉末、金屬油墨或其他用于通過在MEMS器件上燒結(jié)來形成金屬觸點的適用材料或材料組合。金屬觸點諸如銀糊劑金屬化觸點可在MEMS器件的表面上形成，在MEMS器件邊緣的延伸部分上形成或以其他方式設置在MEMS器件上。燒結(jié)電觸點諸如銀糊劑金屬化電觸點可在任何適用的MEMS器件諸如MEMS傳感器或MEMS致動器上形成。外部電路可包括導線、印制電路諸如印制電路板、或其他可通過燒結(jié)電觸點耦接至MEMS器件的電路。

通過將材料燒結(jié)至MEMS器件上形成的電觸點可通過以下步驟形成：提供未分割的MEMS器件的晶片，進行加工操作諸如刻蝕操作以釋放晶片上MEMS器件的致動部分，將燒結(jié)材料沉積在被釋放的MEMS晶片上，并通過加熱晶片對燒結(jié)材料進行燒結(jié)。這樣，可能受到半導體加工操作諸如刻蝕操作不利影響的金屬觸點可以在刻蝕操作后形成在MEMS器件上，以釋放已完成的MEMS器件的移動部分。晶片可在燒結(jié)操作之前或之后被分割，以形成獨立的MEMS器件。

根據(jù)一個實施例，器件可包括至少一個被構(gòu)造為沿第一軸線平移平臺的第一MEMS致動器。至少一個第二MEMS致動器可被構(gòu)造為沿大致垂直于第一軸線的方向移動平臺。該器件可包括至少一個銀糊劑金屬化電觸點。該銀糊劑金屬化電觸點可為致動器的延伸部分，該延伸部分包括被構(gòu)造為使用導電環(huán)氧樹脂附接至導線的銀糊劑點。

根據(jù)一個實施例，該器件可包括被構(gòu)造為連接至控制導線的第一銀糊劑金屬化電觸點和被構(gòu)造為連接至基準導線的第二銀糊劑金屬化電觸點，所述控制導線用于通過導電環(huán)氧樹脂提供控制電壓，所述基準導線用于通過導電環(huán)氧樹脂提供基準電壓。

根據(jù)一個實施例，致動器組件可包括至少一個被構(gòu)造為平移平臺的第一MEMS致動器和至少一個被構(gòu)造為切向移動(如旋轉(zhuǎn))平臺的第二MEMS致動器。

根據(jù)一個實施例，MEMS致動器組件可包括多個被構(gòu)造為對焦攝像機并為攝像機提供光學圖像穩(wěn)定的嵌套致動器。

根據(jù)一個實施例，用于操作攝像機的方法可包括使用至少一個第一MEMS致動器平移平臺和使用至少一個第二MEMS致動器切向移動平臺。

根據(jù)一個實施例，多自由度致動器可包括固定框架，相對固定框架可移動的平臺和三個使固定框架和平臺互相連接的可單獨移動的MEMS致動器。這三個MEMS致動器可被構(gòu)造為配合以在三個自由度上移動平臺。

根據(jù)一個實施例，方法可包括提供相對于固定框架可移動的平臺。該平臺可使用三個可單獨移動的MEMS致動器在三個自由度上進行移動。

本發(fā)明的范圍由以引用方式并入本“發(fā)明內(nèi)容”的權(quán)利要求限定。通過考慮下文對一個或多個實施例的詳細描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將更全面地理解本發(fā)明的實施例，并認識到本發(fā)明的其他優(yōu)點。將參照附圖的附加表，首先將對附圖進行簡要說明。

附圖說明

圖1示出了根據(jù)一個實施例的具有MEMS器件的電子器件。

圖2示出了根據(jù)一個實施例的具有透鏡鏡筒的微型攝像機。

圖3A示出了根據(jù)一個實施例的具有其中設置有致動器模塊的透鏡鏡筒的微型攝像機。

圖3B以分解圖示出了根據(jù)一個實施例的透鏡鏡筒和致動器模塊。

圖4示出了根據(jù)一個實施例的其中設置有多自由度致動器的致動器模塊。

圖5示出了根據(jù)一個實施例的多自由度致動器。

圖6為示出了根據(jù)一個實施例的圖5的多自由度致動器的一個扇區(qū)的放大圖。

圖7示出了根據(jù)一個實施例的圖6的為了清晰移除了梳狀驅(qū)動齒的扇區(qū)。

圖8為示出了根據(jù)一個實施例的圖7的平面外致動器的放大圖。

圖9為根據(jù)一個實施例的示出了圖6的平面內(nèi)致動器的一部分和平面外致動器的一部分的放大圖。

圖10為根據(jù)一個實施例的多自由度致動器的操作例子的流程圖。

圖11示出了根據(jù)一個實施例的具有電觸點的運動安裝撓性件。

圖12示出了根據(jù)一個實施例的其中設置有多自由度致動器的致動器模塊的另一個實施例。

圖13為根據(jù)一個實施例的示出了具有用于耦接至基準電壓的銀糊劑金屬化的燒結(jié)電觸點的放大圖。

圖14為根據(jù)一個實施例的示出了具有用于耦接至控制電壓的銀糊劑金屬化的燒結(jié)電觸點的放大圖。

圖15為根據(jù)一個實施例的示出了形成到具有銀糊劑金屬化電觸點的致動器的電連接的例子的流程圖。

圖16為根據(jù)一個實施例的示出了用于形成用于MEMS器件的電觸點的過程的例子的流程圖。

圖17為根據(jù)一個實施例的示出了各個制造階段期間的MEMS晶片的示例性部分的示意圖，在各個制造階段，燒結(jié)電觸點形成在MEMS晶片上。

參照以下具體實施方式，可更好的理解本發(fā)明的實施例及其優(yōu)點。應當理解，類似附圖標號用于指示一個或多個圖中示出的類似元件。

具體實施方式

根據(jù)各種實施例，公開了適用于各種不同電子器件的MEMS器件諸如MEMS致動器或MEMS傳感器。該MEMS器件可包括至少一個燒結(jié)電觸點。燒結(jié)電觸點可由具有燒結(jié)材料諸如燒結(jié)金屬粉末、燒結(jié)金屬糊劑或燒結(jié)金屬預成型件的電觸點形成。在一個實施例中，燒結(jié)電觸點可為金屬化電觸點諸如銀糊劑金屬化電觸點。

根據(jù)一個實施例，MEMS器件上的燒結(jié)電觸點(在本文中有時稱為金屬化電觸點)可在晶片級加工過程中通過在釋放MEMS晶片后(如通過刻蝕去除晶片上固定MEMS器件的移動部分或致動部分的材料諸如氧化物材料)執(zhí)行以下步驟來形成：在MEMS晶片上電觸點位置處沉積材料諸如金屬粉末、金屬預成型件、金屬油墨或金屬糊劑諸如銀糊劑，加熱MEMS晶片(如以燒結(jié)被沉積的材料)以形成燒結(jié)電觸點，以及分割晶片以形成具有燒結(jié)電觸點諸如銀糊劑金屬化電觸點的獨立MEMS器件。

在一個實施例中，MEMS器件可為多自由度致動器。多自由度致動器可被適于在攝像機中使用，所述攝像機諸如微型攝像機。多自由度致動器可用于手動或自動對焦微型攝像機。多自由度致動器可用于變焦微型攝像機。多自由度致動器可用于促進光學元件的向心性。多自由度致動器可用于為微型攝像機提供光學圖像穩(wěn)定(OIS)。多自由度致動器可用于對準光學器件(諸如用于在光學器件使用過程中，對其進行主動對準)，如為攝像機中的鏡頭或其他光學元件提供精細對準。多自由度致動器可用于光學校正，如，用于減輕光學元件中缺陷的不利影響。例如，可旋轉(zhuǎn)透鏡，以將透鏡頭內(nèi)的缺陷設置在一個更理想(或危害更小的)位置。多自由度致動器可用于電子器件或任何其他器件中任何其他需要的應用。

根據(jù)一個或多個實施例，多自由度致動器可包括一個或多個MEMS致動器。例如，多自由度致動器可包括線性梳狀驅(qū)動器和旋轉(zhuǎn)梳狀驅(qū)動器。

多自由度致動器可采用整體結(jié)構(gòu)形成。多自由度致動器可采用非整體結(jié)構(gòu)形成。多自由度致動器可采用現(xiàn)代制造技術(shù)諸如刻蝕和/或微加工技術(shù)形成。設想了各種其他制造技術(shù)。

多自由度致動器可由硅(如單晶硅和/或多晶硅)形成。多自由度致動器可由各種半導體材料諸如硅、鍺、金剛石、和/或砷化鎵形成。形成多自由度致動器的材料可摻雜以獲得其所需的電導性。多自由度致動器可由金屬諸如鎢、鈦、鍺、鋁、和/或鎳形成。可使用這些材料或其他材料的任何需要的組合。

根據(jù)各種實施例，公開了多自由度致動器和/或被多自由度致動器移動的部件的運動控制。運動控制可用于促進部件需要的移動，同時減少部件不需要的移動。例如，運動控制可用于促進透鏡沿著透鏡光軸的移動，同時阻止透鏡的其他移動。因此，運動控制可用于通過促進透鏡在單個需要的平移自由度上的移動，同時阻止透鏡在所有其他平移自由度上的移動和同時阻止透鏡在所有旋轉(zhuǎn)自由度上的移動來提供對焦和/或變焦。

在另一個實施例中，運動控制可促進透鏡在所有三個平移自由度上的移動，同時阻止透鏡在所有三個旋轉(zhuǎn)自由度上的移動。例如，通過提供透鏡在所有三個平移自由度上的移動，同時阻止透鏡在所有三個旋轉(zhuǎn)自由度上的移動，可促進對焦和/或變焦以及光學圖像穩(wěn)定。

因此，可提供獨立使用的和在電子器件中使用的增強微型攝像機。微型攝像機適合在各種不同的電子器件中使用。例如，微型攝像機適合在電子器件諸如移動電話、膝上型計算機、電視、手持設備、平板計算機、車載攝像機、網(wǎng)絡攝像機和監(jiān)視設備中使用。

根據(jù)各種實施例，提供更小的尺寸和增強的抗沖擊性。增強的抗沖擊性可源自微型攝像機及其部件的更小的尺寸(和因此更低的質(zhì)量)。增強的抗沖擊性可源自本文所述的多自由度致動器的特征。

圖1示出了根據(jù)一個實施例的具有微型攝像機101的電子器件100。微型攝像機101可具有多自由度致動器400，諸如在微型攝像機的透鏡鏡筒200內(nèi)。多自由度致動器400可促進如上所述的對焦、變焦、光學圖像穩(wěn)定和/或光學校正。

根據(jù)各種實施例，電子器件可包括任何類型的MEMS器件。MEMS器件可包括電觸點諸如具有銀糊劑金屬化的燒結(jié)電觸點。MEMS器件上的電觸點可采用任何適合的導電連接諸如導電環(huán)氧樹脂、各向異性導電粘合劑、焊料、焊膏、機械連接器或其他適合的用于耦接至燒結(jié)電觸點諸如銀糊劑金屬化電觸點的材料或部件來連接至其他電路。

電子器件100可為移動電話、膝上型計算機、監(jiān)視設備、或任何其他需要的設備。微型攝像機101可內(nèi)置于電子器件100，可附接至電子器件100，或可相對于電子器件100分開(如遠程)。對于可包括多自由度致動器的電子器件的進一步描述可見于提交于2011年9月28日的美國專利申請No.2013/077168，該專利的全部內(nèi)容以引用方式并入本文。

圖2示出了根據(jù)一個實施例的具有從微型攝像機延伸的透鏡鏡筒200的微型攝像機101。透鏡鏡筒200可包含一個或多個光學元件，諸如可移動透鏡301，所述一個或多個光學元件可由多自由度致動器400移動(參照圖5)。透鏡鏡筒200可具有一個或多個可固定的光學元件。例如，透鏡鏡筒200可包含一個或多個透鏡、光圈(可變的或固定的)、快門、反射鏡(其可為平坦的、非平坦的、電動的或非電動的)、棱鏡、空間光調(diào)制器、衍射光柵、激光器、LED和/或檢測器。任何這些部件可固定或可通過多自由度致動器400移動。

多自由度致動器400可用于非攝像機應用中。多自由度致動器400可用于移動各種應用中的光學器件或非光學器件。例如，多自由度致動器400可用于移動提供用于掃描的樣本。該樣本可為生物樣本或非生物樣本。

生物樣本的例子包括生物體、組織、細胞和蛋白質(zhì)。非生物樣本的例子包括集成電路、MEMS器件、固體、液體和氣體。多自由度致動器400可用于操作結(jié)構(gòu)、光、聲音或任何其他需要的事物。

光學元件可部分地或完全地包含在透鏡鏡筒200內(nèi)。透鏡鏡筒200可具有任何需要的形狀。例如，透鏡鏡筒200可大致為圓形、三角形、矩形、正方形、五邊形、六邊形、八邊形、或任何其他形狀或橫截面構(gòu)型。透鏡鏡筒200可永久地或可拆卸地附接至微型攝像機101。透鏡鏡筒200可由微型攝像機101的外殼的一部分限定。透鏡鏡筒200可部分地或全部地設置在微型攝像機101中。

圖3A示出了根據(jù)一個實施例的設置在透鏡鏡筒200內(nèi)的致動器模塊300。致動器模塊300可包含多自由度致動器400。多自由度致動器400可完全地包含在透鏡鏡筒200內(nèi)，部分地包含在透鏡鏡筒200內(nèi)，或完全在透鏡鏡筒200外。多自由度致動器400可被適于移動包含在透鏡鏡筒200內(nèi)的光學元件、未包含在透鏡鏡筒200內(nèi)的光學元件、和/或任何其他需要的部件。

圖3B以分解圖示出了根據(jù)一個實施例的透鏡鏡筒200和致動器模塊300?？梢苿油哥R301是可附接至多自由度致動器400或與多自由度致動器400機械連通并可由多自由度致動器400移動的光學元件的例子。可移動透鏡301可沿著微型攝像機101的光軸410移動，以促進例如對焦和/或變焦。多自由度致動器400可設置在上模塊蓋401和下模塊蓋402之間。

可提供其他光學元件諸如固定的(例如靜止的)透鏡302。其他光學元件可促進例如對焦、變焦和/或光學圖像穩(wěn)定?？商峁┤魏涡枰獢?shù)量和/或類型的可移動(諸如通過多自由度致動器400)和固定的光學元件。

如圖3B所示，致動器400可包括用于向致動器400提供控制信號諸如控制電壓和/或基準電壓的一個或多個電觸點404。在一個實施例中，致動器400包括三個電觸點404(如正控制電壓觸點、基準電壓觸點和第三未使用的觸點)。然而，這僅是示例性的。在各種實施例中，致動器400可包括任何合適數(shù)量的電觸點404以用于向致動器400或從致動器400提供控制信號或任何其他信號。在一個實施例中，電觸點404為燒結(jié)電觸點諸如銀糊劑金屬化電觸點。觸點404上的銀糊劑可具有適合采用導電環(huán)氧樹脂導電附接至例如供壓導線(如來自透鏡鏡筒200的導線)的組成。對于具有可使用銀糊劑進行金屬化的電觸點的致動器的進一步描述可見于提交于2010年11月15日的美國專利申請No.2012/0120507，該專利的全部內(nèi)容以引用方式并入本文。

圖4示出了根據(jù)一個實施例的致動器模塊300。致動器模塊300可部分地或完全地設置在微型攝像機101中。多自由度致動器400可部分地或完全地設置在致動器模塊300中。例如，多自由度致動器400可大致夾在上模塊蓋401和下模塊蓋402之間。

致動器模塊300可具有任何需要的形狀。例如，致動器模塊300可大致為圓形、三角形、矩形、正方形、五邊形、六邊形、八邊形、或任何其他形狀或橫截面構(gòu)型。

在一個實施例中，透鏡鏡筒200的橫截面構(gòu)型可大致為圓形，并且致動器模塊300的橫截面構(gòu)型可大致為圓形。使用大致呈圓形的透鏡鏡筒200和大致呈圓形的致動器模塊300可有利于減小尺寸。例如，因為圓形透鏡通常為優(yōu)選的，所以有助于減小尺寸。使用大致呈圓形的透鏡鏡筒200和具有圓形透鏡的大致呈圓形的致動器模塊300，將往往導致減少體積浪費并因此往往便于尺寸減小。

如本文所述，一個或多個光學元件，諸如可移動透鏡301，可設置在致動器模塊300中形成的開口405(如孔)中。例如，多自由度致動器400可實現(xiàn)光學元件沿著其光軸410移動。因此，多自由度致動器400可移動一個或多個透鏡，諸如透鏡301，以實現(xiàn)例如對焦或變焦。

致動器模塊300可具有形成于其中的切口403以便于組裝致動器模塊300、對準包含在其中的多自由度致動器400、和/或電連接至觸點404。切口403和/或部分地設置在切口403中的電觸點404可用于促進致動器模塊300相對于透鏡鏡筒200對準。

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的多自由度致動器400。多自由度致動器400可提供在各種應用中使用的六個自由度上的運動控制移動。多自由度致動器400可提供三個自由度的線性或平移運動和三個自由度的角向或旋轉(zhuǎn)運動。

多自由度致動器400可包括三個基本上相同的扇區(qū)501。每個扇區(qū)501可包括切向或平面內(nèi)致動器502和Z-運動或平面外致動器503。例如，平面內(nèi)致動器502可為線性靜電梳狀驅(qū)動器。例如，平面外致動器503可為旋轉(zhuǎn)靜電梳狀驅(qū)動器。例如，平面外致動器503可為線性，如垂直或2-軸，靜電梳狀驅(qū)動器。平面內(nèi)致動器502中的每一者和平面外致動器503中的每一者可獨立可控并可相對于彼此移動。

平面內(nèi)致動器502和平面外致動器503可控制平臺504的運動。平臺504可限定透鏡圈并可用于安裝一個或多個透鏡。例如，平臺504可安裝透鏡301，所述透鏡301可為對焦透鏡和/或變焦透鏡。平臺504可在所有六個自由度上移動。

因為平臺504可在所有六個自由度上移動，所以平臺可促進例如對焦、變焦，光學圖像穩(wěn)定、光學元件對準、和/或光學校正。通過沿著z-軸平移一個或多個透鏡，可促進對焦和/或變焦。通過在x-y平面內(nèi)平移一個或多個透鏡或另一光學元件和/或通過使透鏡或其他光學元件圍繞x軸和/或y軸旋轉(zhuǎn)，可促進光學圖像穩(wěn)定和/或光學元件對準。

盡管圖5示出了多自由度致動器400具有三個平面內(nèi)致動器502，但多自由度致動器400可具有任何數(shù)量的平面內(nèi)致動器502。例如，多自由度致動器400可具有一個、兩個、三個、四個、五個、六個或更多個平面內(nèi)致動器502。

每個平面內(nèi)致動器502可提供平臺504的切向移動。也就是說，每個平面內(nèi)致動器502可沿著相對于平臺504的周緣大致相切的方向移動平臺504周緣上的點511，如箭頭512所指示。

所有的平面內(nèi)致動器502可配合以提供平臺504在x-y平面內(nèi)(在多自由度致動器400的平面內(nèi))的平移移動。平臺504的此類x-y平面移動可用于平移透鏡301以用于例如光學圖像穩(wěn)定或?qū)省?/p>

所有的平面內(nèi)致動器502可配合以提供平臺504的z-軸旋轉(zhuǎn)移動。此類z-軸旋轉(zhuǎn)移動可用于旋轉(zhuǎn)方向敏感光學元件，諸如偏光鏡或衍射光柵。

盡管圖5示出了多自由度致動器400具有三個平面外致動器503，但多自由度致動器400可具有任何數(shù)量的平面外致動器503。例如，多自由度致動器400可具有一個、兩個、三個、四個、五個、六個或更多個平面外致動器503。

平面外致動器503可配合以提供平臺504沿著z-軸(垂直于多自由度致動器400的平面)的平移移動。平臺504的此類z-軸移動可用于平移透鏡301以進行例如對焦和/或變焦。平面外致動器503可配合以提供平臺504圍繞x-軸和/或y-軸的旋轉(zhuǎn)移動。此類旋轉(zhuǎn)移動可用于旋轉(zhuǎn)透鏡301以進行例如光學防圖像穩(wěn)定或?qū)省?/p>

圖6為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的示出了圖5的多自由度致動器400的一個扇區(qū)501的放大圖。如圖5所示，多自由度致動器400包括三個扇區(qū)501。多自由度致動器400可包括任何所需數(shù)量的扇區(qū)501。例如，多自由度致動器400可包括一個、兩個、三個、四個、五個、六個或更多個扇區(qū)501。

平面內(nèi)致動器502可各自包括固定x-y框架601和可移動x-y框架602。梳指或梳齒603可從固定x-y框架601和可移動x-y框架602延伸，并可配合以限定靜電致動器，所述靜電致動器相對于固定x-y框架601使可移動x-y框架602大體上呈直線移動?？梢苿觴-y框架602在x-y平面內(nèi)移動?？梢苿觴-y框架602沿著箭頭512所指的方向來回移動。

每個扇區(qū)501的固定x-y框架601可配合以限定多自由度致動器400的外框架610。外框架610可對扇區(qū)501中的每一者進行基本上剛性的彼此互連。

平面外致動器503可各自包括平面外部署的z-框架620和可移動z-框架621。梳指或梳齒623可從部署的z框架620和可移動z框架621延伸，并可配合以限定靜電致動器，所述靜電致動器相對于部署的z框架620使可移動z框架621移動?？梢苿觶-框架621旋轉(zhuǎn)以便提供平臺504的至少一部分大致沿著z-軸的移動。

部署的z-框架620可部署至一位置，使得部署的z-框架620相對于多自由度致動器400的平面呈角向設置。即，部署的z-框架620可圍繞穿過部署的z-框架620的近端部分552的鉸合線551旋轉(zhuǎn)，以便使部署的z-框架620的遠端部分553移出多自由度致動器400的平面并移入部署的z-框架620的部署位置。部署的z-框架620的部署位置可在多自由度致動器400的平面(任一側(cè))上方或下方。

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的圖6的為了清晰移除了梳齒603和623的扇區(qū)。運動控制特征可用于限制平面內(nèi)致動器502和平面外致動器503的運動。因此，運動控制特征可限制平臺504的運動，因為平臺504的運動由平面內(nèi)致動器502和平面外致動器503控制。

例如，切向移動撓性件701、懸臂撓性件702、扭轉(zhuǎn)撓性件703、外部鉸鏈撓性件704和內(nèi)部鉸鏈撓性件705可用于促進運動控制。

切向移動撓性件701可促進平面內(nèi)致動器502的側(cè)向移動，以便提供平臺504的切向移動。這在切向移動撓性件701阻止平面內(nèi)致動器502在其他自由度上的移動時可實現(xiàn)。

懸臂撓性件702可將平面外致動器503的z-軸運動傳遞到平臺504，同時適應平面外致動器503和平臺504之間不同的距離。這在懸臂撓性件702阻止平面外致動器503在其他自由度上的移動時可實現(xiàn)。

扭轉(zhuǎn)撓性件703可促進平面外致動器503的可移動z-框架621的旋轉(zhuǎn)移動，以便提供平臺504沿著z-軸的移動。這在扭轉(zhuǎn)撓性件703阻止可移動z-框架621在其他自由度上的移動時可實現(xiàn)。具體地講，扭轉(zhuǎn)撓性件703阻止可移動z-框架621沿著x軸的移動。

外部鉸鏈撓性件704可促進平面外致動器503的可移動z-框架621的旋轉(zhuǎn)移動，以便提供平臺504沿著z-軸的移動。這在外部鉸鏈撓性件704阻止可移動z-框架621在其他自由度上的移動時可實現(xiàn)。具體地講，外部鉸鏈撓性件阻止y方向上的移動。

當懸臂撓性件702將平面外致動器503的z-軸運動傳遞到平臺504時，內(nèi)部鉸鏈撓性件705可促進平面外致動器503的旋轉(zhuǎn)移動。這在內(nèi)部鉸鏈撓性件705阻止平臺504在其他自由度上的移動時可實現(xiàn)。

每個平面外致動器503可具有兩個近端側(cè)向減震器組件706和一個遠端側(cè)向減震器組件707，以提供例如進一步的運動控制。近端側(cè)向減震器組件706可阻止可移動z-框架621相對于部署的z-框架620的側(cè)向移動。遠端側(cè)向減震器組件707可阻止平臺504相對于可移動z-框架621的側(cè)向移動。

圖8為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的示出了圖7的平面外致動器的放大圖。示出了平面內(nèi)致動器502的齒603和平面外致動器503的齒623。

圖9為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的示出了圖9的平面內(nèi)致動器的一部分的放大圖。在該視圖中，某些運動控制特征可被更清楚地看到。例如，可更清楚地看到一個切向移動撓性件701、一個懸臂撓性件702、一個扭轉(zhuǎn)撓性件703、一個外部鉸鏈撓性件704和一個內(nèi)部鉸鏈撓性件705。

在操作中，三個平面外致動器503一致移動，以平移一個或多個透鏡，并且因而促進對焦和/或變焦。三個平面外致動器503可單獨移動以旋轉(zhuǎn)一個或多個透鏡，從而有助于光學圖像穩(wěn)定或?qū)释哥R。三個平面內(nèi)致動器502可單獨移動以平移一個或多個透鏡或其他光學元件，從而有助于光學圖像穩(wěn)定或?qū)释哥R或光學元件。

任何平面內(nèi)致動器502和平面外致動器503可被偏置或被移動至給定位置，所述位置可視為零點位置或中心位置。中心位置可以是平面內(nèi)致動器502和平面外致動器503沿著行程范圍的任意位置。中心位置可為透鏡或其他光學元件的對準位置。平面內(nèi)致動器502和/或平面外致動器503可保持在此中心位置，直到被驅(qū)動至實現(xiàn)對焦、變焦或光學圖像穩(wěn)定的不同位置。

平面內(nèi)致動器502中的每一者和平面外致動器503中的每一者的狀態(tài)或位置可通過向致動器提供控制信號或電壓來進行控制。通常，越高的電壓將導致平面內(nèi)致動器502和平面外致動器503的移動越大。

圖10為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的多自由度致動器400的操作例子的流程圖。當啟動電子器件100和/或微型攝像機101時，平面內(nèi)致動器502和/或平面外致動器503可將透鏡301移動至鄰近透鏡301行程中心的對準位置。

更具體地講，平面外致動器503可移動透鏡至鄰近透鏡301的行程中心的位置，如框1001所示，并且平面內(nèi)致動器502可與平面外致動器503配合以在所有六個自由度上對準透鏡，如框1002所示。

在自動對焦過程中，透鏡301可被平面外致動器503移動至提供微型攝像機101所需對焦的位置，如框1003所示。這種移動可在保持透鏡301對準的同時完成。

在光學圖像穩(wěn)定過程中，平面內(nèi)致動器502和/或平面外致動器503可配合以便通過如框1004所示的提供光學圖像穩(wěn)定的方式移動透鏡301。對準透鏡301、對焦透鏡301以及利用透鏡301提供光學圖像穩(wěn)定可連續(xù)、彼此并行發(fā)生或部分連續(xù)和部分彼此并行(例如可重疊)發(fā)生。

參照圖11至圖15，根據(jù)數(shù)個實施例，討論了電氣布線和電觸點。例如，此類電氣布線可以用于將電信號(例如控制電壓)從透鏡鏡筒200傳導至致動器400以便促進例如對焦、變焦和/或光學圖像穩(wěn)定。

圖11示出了電觸點404的頂視圖。如圖11所示，根據(jù)一個實施例，電觸點404可以通過運動安裝撓性件1102附接至致動器400的外框架部分1106。在各種實施例中，運動安裝撓性件1102和電觸點404可以由以下材料形成：單晶硅襯底，其上形成有一層多晶硅的單晶硅襯底，各種半導體材料諸如硅、鍺、金剛石和/或砷化鎵，摻雜導電材料，合金和/或金屬諸如鎢、鈦、鍺、鋁和/或鎳。

如本文所述，電觸點404和運動安裝撓性件1102可以有助于諸如在透鏡鏡筒200中安裝致動器器件400。如本文所述，電觸點404和運動安裝撓性件1102可以促進透鏡鏡筒和致動器諸如致動器器件的致動器502和/或503之間的電氣連通。撓性件1102可例如適應致動器器件400和/或透鏡鏡筒200的制造缺陷或公差，同時減少由此類缺陷引起的致動器器件400上的應力。

根據(jù)一個實施例，可以電氣連接至電觸點404的任一需要的表面(例如頂部或底部)。MEMS器件上的電觸點諸如致動器400的電觸點404可以設置有位于一個或多個表面上的導電觸點焊盤，如下文結(jié)合例如圖12和13所述。

電壓可以通過電觸點404施加至致動器諸如致動器502和503。例如，三個觸點404中的兩個觸點可以用于將電壓從透鏡鏡筒200施加至致動器400。第三個觸點404可以不使用或可用于以冗余方式將一個極性的電壓從透鏡鏡筒200施加到致動器400。

可使用提供至觸點404的電壓來執(zhí)行將電壓施加至致動器諸如致動器502和/或503，從而導致平臺504平移(例如，平臺的移動，使得平臺504保持與外框架大致平行，從而在(例如)光學元件諸如可移動透鏡301沿著諸如光軸410移動時保持光學元件對準)和/或使平臺504傾斜(例如，平臺的運動，使得平臺相對于外框架大致傾斜，從而將平臺504與外框?qū)?，進而有助于光學圖像穩(wěn)定或透鏡對準)。

在一些實施例中，溝槽1101可以形成在運動安裝撓性件1102中，并且溝槽1122可以形成在電觸點404中。然而，這僅是示例性的。如果需要，撓性件1102和/或電觸點404可以不形成有溝槽。溝槽1101和/或1122可例如為單晶硅襯底中的多晶硅溝槽。

在運動安裝撓性件設置有溝槽的實施例中，例如，溝槽1101可以大致在每個運動安裝撓性件1102的中心處形成并且可以大致垂直于運動安裝撓性件1102的長度而形成。溝槽1101可被調(diào)整使得溝槽1101適用于將溝槽1101一側(cè)上的運動安裝撓性件1102的第一部分與溝槽1101另一側(cè)上的運動安裝撓性件1102的第二部分電隔離。因此，在一個實施例中，施加至溝槽1101一側(cè)上的電觸點404上的電壓基本不影響溝槽1101另一側(cè)上的運動安裝撓性件1102。

如圖11所示，電觸點404可以包括開口諸如開口1104，所述開口1104至少部分地形成于該觸點404的運動安裝撓性件1102之間。

圖12示出了致動器模塊300的另一個實施例。在圖12的例子中，上模塊蓋401中的切口403包括表面1202，所述表面1202以相對于上模塊蓋401的頂表面1204成鈍角的方式形成。然而，這僅是示例性的。切口403可以任何適合的形狀形成，以便電連接至電觸點404。

電觸點404可以是金屬化電觸點例如銀糊劑金屬化電觸點或其他通過將材料燒結(jié)至MEMS器件的襯底上而形成的電觸點。在圖12的例子中，致動器模塊300包括三個電觸點404A、404B和404C，所述電觸點各自在電觸點上具有銀糊劑1200。根據(jù)各種實施例，電觸點諸如一個或多個實施例的電觸點404A、404B和404C可以設置有銀糊劑點，可以基本上被銀糊劑覆蓋，或可以采用銀糊劑以其他方式金屬化。

在此例子中，電觸點404A可被構(gòu)造為連接至一個或多個導線(例如控制導線)，所述導線在致動器400運行過程中提供控制電壓諸如正控制電壓至觸點404A，電觸點404B可被構(gòu)造為附接至導線(例如基準導線)，所述導線在致動器400運行過程中提供基準電壓諸如接地電壓至觸點404B，并且電觸點404C可以是不用的電觸點(例如，在裝配產(chǎn)品中基本上可以不電氣連接至外部電路的電觸點)。不用的電觸點諸如電觸點404C可以是燒結(jié)電觸點諸如銀糊劑金屬化觸點或可以是非金屬化觸點。不用的電觸點404C可以由觸點或模塊蓋401和/或402上的倒角拐角(未示出)標識。在裝配的產(chǎn)品中，透鏡鏡筒可以具有電導線用于向觸點404提供基準電壓和控制電壓。每個電導線可以包括(如使用導電環(huán)氧樹脂)連接至電觸點404上銀糊劑點的第一端和連接至透鏡鏡筒的相對第二端。

如圖12所示，在一些實施例中，上模塊蓋401和下模塊蓋402可以具有在模塊蓋外邊緣上的附加切口1206。切口1206可以限定模塊300的周邊形狀并可以幫助促進致動器模塊300相對于透鏡鏡筒200對準。

應當理解，圖12的例子僅僅是示例性的。在各種實施例中，致動器400可以包括三個電觸點、三個以下電觸點、三個以上電觸點、一個以上不用的電觸點，或沒有不用的電觸點。在各種實施例中，本文所述的一些或所有電觸點404可以是燒結(jié)電觸點諸如銀糊劑金屬化電觸點。

圖13和14示出了具有通過將材料燒結(jié)在電觸點上而形成的導電部分的電觸點的例子。在一個在本文有時作為例子討論的適用實施例中，燒結(jié)電觸點是已使用金屬糊劑進行金屬化的電觸點。然而，這僅是示例性的。在各種實施例中，MEMS器件上的電觸點可以通過將任何適用的材料(例如金屬粉末、金屬油墨、金屬預成型件或金屬糊劑諸如銀糊劑)燒結(jié)至MEMS器件的襯底上形成。

在圖13的例子中，銀糊劑1200設置在觸點404上。圖13的觸點404可以是例如觸點諸如圖12的用于連接至用于致動器400的電氣基準電壓(例如接地電壓)的觸點404B。在圖14的例子中，銀糊劑1200設置在具有多個邊緣區(qū)段1400的觸點404上。圖14的觸點404可以是例如觸點諸如圖12的用于耦接至諸如正控制電壓的控制電壓的觸點404A。區(qū)段1400可以根據(jù)一個或多個實施例用于確定具有區(qū)段1400的特定觸點作為用于連接至正控制電壓導線(例如，與基準電壓導線相對)的觸點，和/或可以用作多個導線的觸點。

作為例子，正控制電壓可以是，例如，介于31V和32V之間、介于30V和32V之間、介于31.3V和31.5V之間、介于20V和31.4V之間、小于32V、小于31.4V、大于1V的電壓，或任何其他用于運行致動器400的適用的正控制電壓。在一個實施例中，該類型的銀糊劑金屬化觸點404可以被構(gòu)造為接收小于，例如，32V的電壓和/或小于，例如，50微安的電流，而不導致觸點和/或致動器的損壞。

銀糊劑1200可以在每個觸點404上的銀糊劑點中形成，所述銀糊劑點的尺寸被表征為寬度W和長度L。每個銀糊劑點的寬度W可以，例如，大于180微米，大于170微米，大于150微米，大于100微米，介于180微米和280微米之間，介于180微米和300微米之間，介于180微米和380微米之間，介于240微米和320微米之間，介于275微米和285微米之間，或小于300微米。每個銀糊劑點的長度L可以，例如，大于120微米，大于110微米，大于100微米，大于50微米，介于120微米和250微米之間，介于120微米和200微米之間，介于130微米和170微米之間，介于120微米和170微米之間，介于145微米和155微米之間，或小于200微米。

根據(jù)一個實施例，電觸點404上的銀糊劑點1200可以被優(yōu)化用于采用導電環(huán)氧樹脂連接(例如，連接至供壓導線)。在其他實施例中，銀糊劑點1200可以采用其他導電耦接部件或材料諸如焊料、各向異性導電膜或機械連接器結(jié)構(gòu)連接至，例如，供壓導線。

圖13和14的銀糊劑點在致動器400的電觸點404上形成。然而，應當理解的是，這僅為示例性的。在各種實施例中，任何適用的MEMS器件(例如MEMS傳感器、MEMS致動器或其他類型的MEMS器件)上的電觸點可以通過將金屬燒結(jié)至MEMS器件(例如，通過將銀糊劑燒結(jié)在MEMS器件上以形成銀糊劑金屬化電觸點)而被金屬化。

圖15是電連接MEMS器件諸如致動器400的示例性過程1500的流程圖，所述致動器400具有本文所述類型的至少第一銀糊劑金屬化電觸點、第二銀糊劑金屬化電觸點和第三銀糊劑金屬化電觸點。例如，過程1500可用于將致動器400電連接至透鏡鏡筒200。

在框1502處，具有限制不期望移動的運動控制的MEMS器件，諸如具有多自由度的MEMS致動器，可以提供為包括銀糊劑金屬化電觸點。例如，根據(jù)一個實施例，提供的MEMS器件可包括第一銀糊劑金屬化電觸點、第二銀糊劑金屬化電觸點和第三銀糊劑金屬化電觸點。每個銀糊劑金屬化電觸點可包括銀糊劑點諸如例如圖13和14的銀糊劑點1200。

在框1504處，第一銀糊劑金屬化電觸點可以，例如，采用導電環(huán)氧樹脂耦接至控制電壓諸如正控制電壓。導電環(huán)氧樹脂可用于將第一銀糊劑金屬化電觸點上的銀糊劑點導電地固定至(例如，來自透鏡鏡筒的)一個或多個導線諸如順應性導線，從而使電觸點上的應變最小化。

在框1506處，第二銀糊劑金屬化電觸點可以使用導電環(huán)氧樹脂耦接至第二電壓諸如基準電壓(例如電氣接地電壓)。第一銀糊劑金屬化電觸點和第二銀糊劑金屬化電觸點可以耦接至上文結(jié)合框1504和1506所述的相應電壓，而第三銀糊劑金屬化電觸點(例如具有倒角邊緣的銀糊劑金屬化電觸點)基本不使用(例如)導電環(huán)氧樹脂。讓第三銀糊劑金屬化電觸點基本不使用導電環(huán)氧樹脂可以包括讓第三銀糊劑金屬化電觸點基本不使用所有電觸點。如果需要，如本文所述，第三銀糊劑金屬化電觸點可以被未經(jīng)銀糊劑金屬化處理的電觸點替代。

MEMS致動器可以具有多個自由度。一旦被連接(例如，使用過程1500)，MEMS致動器就可以接收控制信號(例如電壓)，從而導致運動控制以便限制不期望的移動以進行對焦、變焦、實現(xiàn)光學圖像穩(wěn)定、和/或?qū)崿F(xiàn)微型攝像機(作為例子)的光學元件的對準。

MEMS致動器可嵌入或嵌套多個靜電驅(qū)動器，諸如線性和旋轉(zhuǎn)梳狀驅(qū)動器，以便易于最大程度地減小空間，例如，因此最大程度地減小所使用的占位面積。任何需要數(shù)量的靜電驅(qū)動器可以任何需要的方式嵌套。

圖16為可形成用于MEMS器件的電觸點的示例性過程1600的流程圖。例如，根據(jù)一個實施例，過程1600可以用于在MEMS器件上形成銀糊劑金屬化電觸點。

在框1602處，可提供MEMS晶片(例如，具有多個未分割MEMS器件諸如MEMS致動器和/或MEMS傳感器的襯底)。MEMS晶片可例如包括多個使用各種半導體加工技術(shù)在硅襯底上形成的MEMS器件。MEMS晶片上MEMS器件中的一個或多個可以具有一個或多個由材料諸如襯底上的氧化物材料固定的可移動或可致動部分。

在框1604處，可以對MEMS晶片進行釋放操作和/或涂覆操作。進行釋放操作可以包括釋放MEMS器件的被固定的可移動或可致動部分(例如，通過刻蝕去除或以其他方式去除固定材料)。例如，晶片上固定可移動或可致動部分的氧化物材料可以通過氫氟酸氣相刻蝕工藝或釋放MEMS晶片上MEMS器件的該可移動或可致動部分的其他合適的刻蝕工藝被刻蝕去除。在一些實施例中，在框1604處，可以進行涂覆操作，從而在MEMS晶片上形成附加層諸如絕緣層。例如，附加層諸如氮化硅層或氧化鋁層可以沉積在晶片上，或附加層諸如氧化物層可以在晶片上生長。

在框1606處，材料諸如燒結(jié)材料(例如，金屬粉末、金屬預成型件、金屬油墨、或金屬糊劑諸如銀糊劑)可以沉積在被釋放的和/或被涂覆的MEMS晶片上。材料可以沉積在晶片上用于形成電觸點的位置上。在固定材料(例如，在“被釋放的”MEMS晶片上)被去除后，沉積材料可以幫助防止MEMS器件上電觸點的由刻蝕工藝引起的損壞。在于框1604處形成附加絕緣層的實施例中，在一些實施例中，燒結(jié)材料可以沉積到絕緣層上。

在框1608處，可以對包括沉積燒結(jié)材料的被釋放和/或被涂覆的MEMS晶片進行燒結(jié)操作。燒結(jié)操作可以包括烘烤MEMS晶片以干燥被沉積的材料并且燒制MEMS晶片，使得沉積材料擴散至晶片襯底中，從而與MEMS器件形成歐姆接觸。在燒結(jié)材料被沉積至絕緣層的構(gòu)型中，燒結(jié)操作可以包括將燒結(jié)材料擴散通過絕緣層進入晶片襯底中。

烘烤MEMS晶片可以包括在烘烤溫度下(例如介于100℃和200℃之間的溫度、介于140℃和160℃之間的溫度或至少100℃的溫度)將MEMS晶片加熱一定烘烤時間(例如，少于30分鐘，少于60分鐘，少于10分鐘，多于5分鐘，或介于5分鐘和15分鐘之間)。燒制MEMS晶片可以包括在燒結(jié)溫度下(例如大于700℃的溫度、大于800℃的溫度、大于850℃的溫度、大于900℃的溫度、介于700℃和1000℃之間的溫度、介于800℃和900℃之間的溫度或小于1000℃的溫度)將MEMS晶片加熱一定燒結(jié)時間(例如，少于30分鐘、少于60分鐘、，少于10分鐘、多于5分鐘或介于5分鐘和15分鐘之間的時間)。

在一個實施例中，燒制MEMS晶片可以包括在5至15分鐘內(nèi)將MEMS晶片從低于100℃的溫度加熱至高于800℃的溫度，將MEMS晶片的溫度保持高于800℃5至15分鐘，在5至15分鐘內(nèi)將MEMS晶片的溫度從高于800℃降至低于100℃，并冷卻MEMS晶片1至10小時。在一個實施例中，燒結(jié)操作可以包括在至少900℃的溫度下燒制MEMS晶片，使得在燒結(jié)操作的過程中，氧化物層在晶片襯底上生長。

在框1610處，MEMS晶片可以被分割(切塊)成獨立MEMS器件，所述MEMS器件各自具有一個或多個燒結(jié)電觸點諸如銀糊劑金屬化電觸點。

在框1612處，可以對每個MEMS器件進行封裝操作(例如，MEMS器件諸如具有銀糊劑金屬化觸點的MEMS致動器可以被安裝至便攜式電子器件中的攝像機的透鏡鏡筒中，并可以使用導電環(huán)氧樹脂耦接至控制導線)。

圖17為根據(jù)一個實施例的示出了各個制造階段的MEMS晶片的一部分的流程圖，在各個制造階段，燒結(jié)電觸點形成在MEMS晶片上。

如圖17所示，MEMS晶片1701的一部分可以包括襯底諸如襯底1700(例如硅襯底)。固定材料諸如材料1704可以固定襯底1700中形成的MEMS器件的移動部分1702。例如，材料1704可以是氧化物材料。具有固定材料1704的MEMS晶片1701可以被提供給加工設備諸如刻蝕和涂覆設備1706。刻蝕和涂覆設備1706可以包括刻蝕設備(例如執(zhí)行刻蝕工藝諸如氫氟酸氣相刻蝕工藝的設備)用于從MEMS晶片1701去除材料1704，和/或可以包括涂覆設備(例如，用于在附加層諸如絕緣層1708中涂覆MEMS晶片1701的設備)。

在除去材料1704(和可選地增加涂層1708)后，MEMS晶片1701可以被提供給其他加工設備諸如沉積和燒結(jié)設備1710。沉積和燒結(jié)設備1710可以包括用于將燒結(jié)材料諸如金屬粉末、金屬預成型件、金屬油墨或金屬糊劑諸如銀糊劑沉積至MEMS晶片1701的表面1714上的設備。沉積和燒結(jié)設備1710可以包括用于進行燒結(jié)操作諸如烘烤操作和燒制操作的加熱設備，所述操作使被沉積的燒結(jié)材料被干燥并被擴散至襯底1700中，從而形成與襯底1700歐姆接觸的燒結(jié)電觸點1712。在于晶片1701上沉積絕緣層1708的構(gòu)型中，沉積和燒結(jié)設備可以使燒結(jié)材料擴散通過層1708進入襯底1700中，從而形成通過層1708與襯底1700形成歐姆接觸的燒結(jié)電觸點。

在MEMS晶片1701上形成燒結(jié)電觸點諸如觸點1712之后，MEMS晶片1701可以被提供給其他加工設備諸如分割和封裝設備1716，所述分割和封裝設備從MEMS晶片1701切塊和/或封裝獨立的MEMS器件諸如具有燒結(jié)電觸點的MEMS致動器或MEMS傳感器。

盡管本發(fā)明僅結(jié)合有限數(shù)量的實施例進行了詳細描述，但應當理解的是，本發(fā)明不限于此類所公開的實施例。相反，可以修改本發(fā)明以結(jié)合以上未描述但符合本發(fā)明的精神和范圍的任何數(shù)量的變型、更改、替代或等效布置。此外，盡管已描述了本發(fā)明的各種實施例，不過應當理解的是，本發(fā)明的各方面可僅包括所述實施例中的一些。因此，本發(fā)明并不視為受限于前面的描述，而僅由所附的權(quán)利要求的范圍來限定。