CN105428375A - 移动图像传感器封装件 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种移动图像传感器封装件。具体地，本发明提供一种可以用于提供与无OIS相同的形状因数的光学图像稳定(OIS)移动图像传感器封装件，使图像传感器能够应用在便携/移动设备中。移动图像传感器封装件包括附连到MEMS致动器图像传感器，MEMS致动器安装在电路板中的断流器内，其中该MEMS致动器具有与该电路板基本相同的厚度。

Description

移动图像传感器封装件

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年5月27日提交的申请号为62/003,421的美国临时申请的优先权，该美国专利申请的全文通过引用并入本申请中。

技术领域

所公开的技术一般来讲涉及图像传感器封装件，并且更具体地，一些实施例涉及包含用于光学图像稳定(OIS)的微机电系统(MEMS)致动器的图像传感器封装件。

背景技术

光学图像稳定(OIS)是在操作期间由于相机的移动而调节以降低捕获的图像中的模糊的过程。OIS致动器可以用于可以在便携电子设备中实现的小型摄影机诸如移动电话在捕获图像时由于电子设备的移动而调节。此类OIS致动器可以包含用于移动透镜镜筒以实现OIS功能的音圈马达(VCM)。然而，这些VCM致动器不适合现在的移动技术。在相同大小的设备内，移动电子设备提供更大的能力，限制可用于另外元件的空间量。VCM致动器需要一定量的空间运行并且不容易小型化。此外，单独的VCM致动器缺乏OIS所需的精度，需要另外的位置传感器包括在设备中。使用用于移动设备中的OIS的VCM致动器需要重设计相机腔，需要权衡与其他能力取舍的设计。而且，VCM致动器通过电流流过线圈工作，并且消耗过度的电功率。过度的电能消耗导致电池寿命降低以及热增加，这降低图像质量。这样尤其在使用有限的电池电源操作的便携/移动设备的情况下存在问题。

一些独立相机利用移动所述整个图像传感器封装件的OIS致动器。相机内的若干致动器移动图像传感器封装件解决曝光期间不希望的移动。然而，传统的用于移动所述整个图像传感器封装件的OIS致动器尤其当在小型相机缩放使用时需要大量的力进行操作。此外，需要的所述多个致动器在相机内还需要另外的空间，与上述VCM致动器类似，导致小形状因数(small-formfactor)设备诸如移动设备的大小的相同问题。

发明内容

根据本公开技术的多个实施例，提供用于使用在小型设备中的移动图像传感器封装件。移动图像传感器封装件利用能够提供三个自由度的MEMS致动器，从而考虑小型设备诸如移动电话中的改进的光学图像稳定。根据这里所公开的技术，移动图像传感器封装件不消耗过量功率并且不需要在x、y或z平面增加尺寸。此外，所述移动图像传感器封装件被设计成提供另外的特征件，诸如震动校正和散热。

根据本公开技术的实施例，提供图像传感器封装件，其包含图像传感器；包含断流器(cutout)的电路板；具有基本上与电路板相同厚度并且经配置适合在断流器内的MEMS致动器；支撑板；以及包含窗口的顶盖。

根据本公开技术的实施例，提供便携电子设备中的相机，其包含图像传感器；用于移动图像传感器的MEMS致动器；电路板；以及经配置附连到电路板上并包封MEMS致动器和图像传感器的支持板和顶盖。

根据本公开技术的实施例，提供封装图像传感器的方法，其包含提供具有断流器的电路板；以及将图像传感器附连到MEMS致动器的移动部分上。

本公开技术的其他特征和方面根据下面的详细结合附图将变得显而易见，附图根据本公开技术的实施例通过示例的方式阐明特征。本发明内容不旨在限制本文描述的任何发明的范围，范围只由所附的权利要求书限定。

附图说明

根据一个或多个不同实施例，本文公开的所述技术参考下面附图详细描述。附图只为了说明的目的提供，并且只描述本公开技术的典型的或示例性实施例。提供这些附图便于读者理解公开技术并且不应认为限制其宽度、范围或适用性。应注意，为了清楚和便于说明，这些附图不一定按比例绘制。本文所包括的附图中的一些从不同的视角阐明本公开技术的各种实施例。尽管所附描述文字可以是指此类视图如“顶”视图、“底”视图或“侧”视图，除非另有明确说明，否则此类提法只是描述性的并不意味或要求以特定的空间方位实施或使用本公开技术。

图1A是根据本文所公开的技术的蜂窝电话的示例性实施例的透视图。

图1B是根据本文所公开的技术的小型相机的示例性实施例的突出透视图。

图2A是根据本文所公开的技术的小型相机的示例性实施例的透视图。

图2B是根据本文所公开的技术的小型相机的示例性实施例的局部分解图。

图3A是根据本文所公开的技术的小型相机的示例性实施例的透视图。

图3B是根据本文所公开的技术没有EMI屏蔽的小型相机的示例性实施例的分解透视图。

图4是根据本文所公开的技术的MEMS致动器的示例性实施例的俯视图。

图5是根据本文所公开的技术的图像传感器封装件的示例性实施例的分解透视图。

图6是根据本文所公开的技术的图像传感器封装件的示例性实施例的俯视图。

图7是根据本文所公开的技术的图像传感器封装件的示例性实施例的透视图。

图8是根据本文所公开的技术的图像传感器封装件的示例性实施例的剖视图。

图9是根据本文所公开的技术的焊料球和电连接片的示例性实施例的俯视图。

图10A是根据本文所公开的技术的图像传感器封装件的示例性实施例的剖视图。

图10B是根据本文所公开的技术的图像传感器封装件的示例性实施例的放大的剖视图。

图11和图12是根据本文所公开的技术的阐明示例性装配过程的分解透视图。

图13A是根据本文所公开的技术的图像传感器封装件的示例性实施例的剖视图。

图13B是根据本文所公开的技术的图像传感器封装件的示例性实施例的放大的剖视图。

图14-图16是根据本文所公开的技术阐明示例性装配过程的分解透视图。

图17是根据本文所公开的技术的封装件图像传感器的示例性方法的装配流程图。

附图不旨在穷举或将本发明限制于所公开的精确形式。应理解本发明可有修改和变化地实践，并且应理解本公开的技术仅由所述权利要求书和它的法律等同物限制。

具体实施方式

本文公开的技术的各种实施例针对用于在小型设备内提供OIS的图像传感器封装件。更具体地，本文公开的技术的各种实施例涉及包含MEMS致动器的图像传感器封装件，MEMS致动器在小型设备内实现全尺寸相机质量OIS。装置内图像传感器封装件根据本文公开的技术可以实现，装置的非限制性示例包括便携电子设备、小型相机、光通信元件，以及医疗器械。其他小形状因数(small-formfactor)设备也由本公开考虑，并且上述列表不应该理解为限制本公开的范围。此外，各种实施例针对制造包含MEMS致动器的图像传感器的方法。

如上所述，本发明的技术可以在其内实现的一个示例性装置是移动电话。图1A示出含有小型相机12的移动电话11的透视图，该小型相机12根据本文公开的技术采用移动图像传感器封装件。如图1A所示，小型相机12的厚度小于移动电话11的厚度，允许小型相机12配合在移动电话11的所述相机腔内。此外，小型相机12的其他尺寸足够小以允许其他元件配合在移动电话附件(enclosure)内。在多个实施例中，小型相机12可以是类似于采用图像传感器是不动的传统图像传感器封装件的小型相机的大小。这样，小型相机根据本公开可以被用于将OIS能力添加到设计成包括传统的非移动的图像传感器封装件的移动电话。移动电话11内的小型相机12的配合更详细地示于图1B中。图1A和图1B所示的小型相机12可以实现关于移动图像传感器的功能，诸如光学图像稳定(OIS)、自动聚焦(AF)、镜头和图像传感器之间的对准等等。

图2A示出根据本文公开的技术的具有移动图像传感器封装件的示例性小型相机12的透视图。在图2A中，小型相机12包含电磁干扰(EMI)屏蔽13、透镜镜筒14，以及移动图像传感器封装件15。在其他实施例中，可以包括另外的元件，诸如自动聚焦(AF)致动器。使用商业主动对准设备可以对准透镜镜筒14并将其安装到移动图像传感器封装件15。在各个实施例中，在将透镜镜筒14安装到移动图像传感器封装件15之前，或在安装透镜镜筒14之后，EMI屏蔽13可以附连到透镜镜筒14。

在相机模块设计并制造期间，可以修改透镜镜筒14以实现期望的光学性能，诸如但不限于：视野；光学传递功能；散射光；重影；色差；失真；以及对焦范围。在相机模块设计以及制造期间，可以修改透镜镜筒14以实现期望的机械性能，诸如但不限于：厚度；宽度；以及形状。可以基本上独立于移动图像传感器封装件15做出上述透镜镜筒修改。相反地，可以基本上独立于透镜镜筒14对移动图像传感器封装件15进行改变。

图2B示出具有图2A的移动图像传感器封装件15的示例性小型相机12的局部分解图以更清楚地识别不同元件。EMI屏蔽13被示出附连到透镜镜筒14并且与移动图像传感器封装件15分开。在各种实施例中，移动图像传感器封装件15类似于图像传感器是不动的传统图像传感器封装件的大小。因此，移动图像传感器封装件15(以及移动图像传感器封装件15可以被实现在其中的小型相机12)可以并入便携电子设备，而不需要增加便携电子设备的大小或占有面积(footprint)。

图3A示出根据本文公开的技术的另一个示例性小型相机的透视图。如图3A所示，本文公开的技术的一些实施例可以被实现为没有EMI屏蔽，例如屏蔽可以从小型相机的设计中去掉或全部省略。

在图3A中所示的小型相机12包括透镜镜筒14、自动对焦(AF)致动器16，以及移动图像传感器封装件15。在各种实施例中，AF致动器16可以是VCM型的致动器、MEMS致动器、压电致动器、形状记忆合金致动器，或适于自动对焦的任何其他类型的致动器。与透镜镜筒的设计类似，考虑到小型相机设计中更大的弹性，可以独立于移动图像传感器封装件15设计AF致动器16。在各种实施例中，AF致动器16可以电连接到移动图像传感器封装件15。图3B示出图3A的小型相机12的局部分解图。如图3B所示，透镜镜筒14被示出为附连到AF致动器16并与移动图像传感器封装件15分离。

通过使用MEMS致动器代替所述传统VCM致动器，本公开的技术在与无OIS能力图像传感器封装件相同形状因数内实现高质量的OIS能力。图4示出根据本文公开的技术的示例性MEMS致动器17的二维平面图。MEMS致动器17使移动图像传感器封装件内的图像传感器移动以引起曝光期间的运动。在多个实施例中，MEMS致动器17被设计成以三个自由度移动图像传感器，从而不仅提供水平面和垂直面的校正，而且也提供旋转校正。适于移动图像传感器的示例性MEMS致动器在RomanGutierrez的名称为“MultipleDegreeofFreedomActuator”的编号为61/975,617的美国临时专利申请中被描述。该美国专利申请的全文通过引用并入本申请中。

在一些实施例中，MEMS致动器17包含具有接触垫19的中间框架18、分成两个电热棒20的外部框架、四个致动区域21、具有胶孔24的中央锚23，以及多个电连接弯曲22。胶孔24的数目不局限于一个；根据电连接需要可以是多个孔。在各个实施例中，胶孔24使得结构化接合件能够通过将环氧树脂贯穿胶孔24施加而将MEMS致动器安装到载体基板。在一些实施例中，胶孔24通过使用导电环氧树脂、焊料、金属浆料，或其他电连接件可以使能从MEMS致动器到导电迹线或基板的电连接。外部电热棒20提供MEMS致动器17和移动图像传感器封装件的其余部分之间的连接。在中间框架18上的所述接触垫19提供图像传感器(未示出)和MEMS致动器17之间的电连接。在一些实施例中，每一个致动区域21可以含有静电梳状驱动器并且在一个线性方向上提供力。四个致动区域21共同提供X方向和Y方向的移动，并且绕Z轴旋转。这样，MEMS致动器17以两个线性自由度和一个旋转自由度移动从而实现小型相机以所有三个旋转自由度的光学图像稳定。该致动区域21通过平行运动控制弯曲连接到所述中央锚23，并且通过连接弯曲44连接所述中间框架18，该连接弯曲44在运动自由度上是硬的(stiff)在其他自由度上是软的。例如，如果致动区域21a和21b以相同的Y方向旋转，连接弯曲44a和44b保持是硬的，那么导致中间框架18在相同的Y方向上运动。当致动区域21c和21d在相同的X方向运动时，连接弯曲44a和44b是软的，在相同方向上弯曲。在多个实施例中，在落下或震动期间，致动区域21包括限制机械运动的特征件(feature)以降低在平行运动控制弯曲43和连接弯曲44上的应力。

在多个实施例中，图像传感器可以被附连到外部框架20和中央锚23，同时中间框架18可以被附连到所述移动图像传感器封装件的所述电路板。在一些实施例中，图像传感器被附连到内部框架18和中央锚23。在一些实施例中，MEMS致动器17的X/Y方向与图像传感器的大小相关。在一些实施例中，中部框架18的外形尺寸基本上匹配图像传感器的大小。在一些实施例中，外部框架20的外形尺寸基本上匹配图像传感器的大小。在多个实施例中，MEMS致动器17的厚度大约是150微米，并且面内尺寸大约是沿X轴8mm乘以沿Y轴6mm。

图5是根据本文公开的所述技术的示例性实施例的移动图像传感器封装件15的分解透视图。移动图像传感器封装件15可以包括但是不必限于以下：基板33；多个电容器或其他无源电子元件；MEMS致动器驱动器29；MEMS致动器17；图像传感器30；图像传感器顶盖31；以及红外(IR)截止滤光片32。在各个实施例中，基板33可以包括具有开口25和面内运动限制特征件27的刚性电路板34，以及如支撑板26的柔性电路板。刚性电路板可以由陶瓷材料或复合材料，诸如用于印刷电路板(PCB)制造的材料制成。在多个实施例中，移动图像传感器封装件根据利用的所述MEMS致动器的需要可以包括一个或多个MEMS致动器驱动器29。在多个实施例中，开口25的形状设计成适合MEMS致动器17，并且如果需要改善面内落下性能，可以在边角上提供面内运动限制特征件27。开口25的大小可以基于图像传感器30的大小调节。在一些实施例中，支撑板26可以包括嵌入的铜迹线和特征件，其除了路由电信号，还可以用作间隔物以控制所述支撑板26和所述MEMS致动器17之间的所述z间隙。空气的热传导与z间隙的大小大致成反比。通过控制所述支撑板26和所述MEMS致动器17之间的间隔，更大的热散耗是可能的，而不需要包括另外的散热器组件。在多个实施例中，在图像传感器30和MEMS致动器17的不动部分之间的间隙，以及MEMS致动器17的移动部分和支撑板26之间的间隙可以维持在小于约50微米的距离，以允许用于100mW和1W之间的大量功率的耗散。在一些实施例中，支撑板26基本上由具有良好的热传导的材料诸如铜制成，以进一步提高图像传感器30的散热。在多个实施例中，支撑板26大概具有50微米至100微米的厚度，并且刚性电路板34大约具有150微米至200微米的厚度。在一些实施例中，中央锚23通过贯穿胶孔24的环氧树脂附连到支撑板26。

根据本文公开的技术的示例性实施例，图6示出移动图像传感器封装件15的平面俯视图。窗口32以透明的方式示出，以便观察图像传感器封装件15内的其他元件，其包括：图像传感器30；MEMS致动器17；具有开口25的刚性电路板34；支撑板26；图像传感器顶盖31；无源电子元件28；驱动器29；以及前窗口32。在多个实施例中，MEMS致动器17被安装在开口25的内部，使得其顶部表面基本上与刚性电路板34的顶部表面齐平。如以上关于图4的讨论，图像传感器30被安装在MEMS致动器17的顶部。因为MEMS致动器17的顶部表面基本上与刚性电路板的顶部表面齐平，所以与将图像传感器安装在刚性电路板的顶部相比，没有增加厚度。

在多个实施例中，按照图像传感器30或驱动器器29需要，无源电子元件28可以包括电容器、电阻器或它们的组合。例如，可以使用电容器以过滤在电压电源中的噪声。无源电子元件28可以被安装在如所示的刚性电路板顶部、嵌入刚性电路板的内部或被安装在MEMS致动器的表面或图像传感器表面上。

支撑板26可是为MEMS致动器17和柔性连接提供支撑的柔性电路板，以吸收在安装相机中的公差。在一些实施例中，支撑板26包括薄金属板，诸如50微米厚钢板，其接合(bond)在刚性电路板34的后面并且向移动图像传感器封装件提供刚度。在一个实施例中，支撑板26包括热传导材料的膜，诸如铜膜或碳膜以从移动图像传感器封装件15耗散热量。

到便携/移动电子设备的震动可以导致移动图像传感器封装件移位，这导致对准和操作问题。在多个实施例中，为了防止由机械震动引起的问题，可以将运动限制特征件27包括在刚性电路板24内。在多个实施例中，运动限制特征件27可以是在刚性电路板24中的凹口，凹口被设计成用作止块(stop)，在不和谐的震动事件中，止块抵挡移动图像传感器封装件。运动限制特征件27可以用多种形状设计以适应不同的图像传感器形状，并且设计成在落下或机械震动期间限制图像传感器的面内运动。

根据本文公开的技术的示例性实施例，图7示出完全构造的移动图像传感器封装件15的透视图。如图7的示例性实施例所示，MEMS致动器17和图像传感器30由刚性电路板34、支撑板26、图像传感器顶盖31以及窗口32包封。包封阻止颗粒或灰尘进入腔，以及确保光只通过特定位置诸如通过前窗口32进入腔。所有的元件可以用环氧树脂或用粘合剂附连或密封。在多个实施例中，密封是密闭的，密封意指没有大量的气体或液体可以进入腔或从腔出去，例如通过使用金属与玻璃接合、金属与金属接合、金属焊接或任何气人类型的接合手段将陶瓷电路板34、金属板26、金属图像传感器顶盖31以及玻璃窗口32全部接合在一起。在一些实施例中，在元件的一个内存在孔以允许封装件内的压力与封装件外面的压力相等。

根据本文公开的技术的示例性实施例，图8示出移动传感器封装件15的剖视图。如图8所示，MEMS致动器17基本上配合在刚性电路板34的开口25内，在一些实施例中，MEMS致动器17约150微米厚。在一些实施例中，图像传感器30通过电连接，诸如导电环氧树脂、焊料、金属板、金属接合或纳米金墨电连接到MEMS致动器中间框架18。在一些实施例中，使用构造的环氧树脂(structuralepoxy)以机械加强图像传感器30和中间框架18之间的接合。

根据本公开的实施例，允许自动装配机按照刚性电路板34上和MEMS致动器上的特征件自动定位并放置MEMS致动器17。封装件通过窗口32、图像传感器31、刚性电路板34以及支撑板26密封。在一些实施例中，窗口可以含有IR截止滤光片。为了提高支撑板26的刚性，在多种实施例中，可以在背面上添加金属加强筋(stiffener)。在多个实施例中金属板41的厚度可以落在从50微米至100微米的范围内。本文公开的技术的实施例还用作散热器，从而将热量传导出移动图像传感器封装件。通过耗散热量，移动图像传感器封装件可以更有效地操作并且实现更高的图片质量。在多个实施例中图像传感器30和MEMS致动器中间框架18之间的间隙约为20μm；这个窄间隙产生好的传导层以将热量传导出移动图像传感器封装件。

移动传感器封装件可以采用表面安装技术以允许更小的尺寸。根据本文公开的技术的示例性实施例，图9示出用于表面安装技术的焊料球40和电连接片39的透视图。在多个实施例中，电连接片39延伸超出MEMS致动器框架杆(famebar)20的边缘以形成与刚性电路板触点35的电连接。在一些实施例中，电连接片39可以延伸超出MEMS致动器框架杆20的边缘约50微米至100微米。在多个实施例中，刚性电路板触点35的数目匹配MEMS致动器片的数目。在多个实施例中，刚性电路板触点35可以与刚性电路板34上的开口隔开，使得在制造过程期间，诸如在焊料回流期间焊料不漏进开口，焊料回流是可以用于安装所有部件到刚性电路板的表面安装技术(SMT)工艺的部分。在一些实施例中，刚性电路板触点35可以与刚性电路板34上的开口隔开约50微米。在安装所有其他元件之后，将MEMS致动器17放置在开口内，并且部分经历第二SMT回流工艺。SMT是用于在元件与电路板之间形成电连接的标准工艺。在这个第二回流中，焊料球40流入MEMS致动器片，当降至室温时再凝固。焊料桥接在刚性电路板触点35和MEMS致动器片(actuatortab)39之间并且形成电接触。在一些实施例中，MEMS弯曲42可以被包括在框架杆20内以为在高温回流工艺期间的热膨胀不匹配提供柔性。在多个实施例中，MEMS弯曲42可以设计具有不同的形状、位置或配置。例如在一些实施例中，MEMS弯曲42可以设计具有在每一个电连接片下的单个弯曲、具有到每个片的边的单个弯曲，或MEMS弯曲42可以被设计为独立于片的数目具有不同数量，并且根据MEMS弯曲42的数目和位置具有不同的形状。电连接片39还允许刚性电路板34和MEMS致动器框架杆20在MEMS致动器的顶部表面上形成电连接，这是面向图像传感器30上的电接触相同的表面。电连接杆39与刚性电路板触点35之间的连接工艺不限于至此所示出的方法，并且可以包括使用导电环氧树脂、线接合，或任何其他适于提供刚性电路板上的触垫和元件上的电导线之间电连接的方法。

在多个实施例中，图像传感器顶盖可以包括若干特征件以提高移动图像传感器封装件的效率。根据本文公开的技术的示例性实施例，图10A示出具有包括在图像传感器顶盖31内的减震特征件的移动传感器封装件的剖视图。在多个实施例中，图像传感器运动限制特征件36可以被模塑(molded)在图像传感器顶盖31内。可以设置这些特征件36使得它们不阻挡通过窗口32的光，以在图像传感器30上形成图像。在多个实施例中，当震动引起图像传感器30向窗口32运动时，图像传感器运动减震特征件36接触图像传感器的顶部表面，类似于上面讨论的关于在图6中刚性电路板的运动限制特征件。在一些实施例中，为了防止移动图像传感器30远离窗口32的震动，在附接到图像传感器之前，可以将软环氧树脂107施加在中央锚23的顶部并固化，以限制运动并且从系统吸收能量。在一些实施例中，构造的环氧树脂103可以施加到支撑板26，其流经胶孔24并且用于将MEMS致动器中央锚23接合到支撑板26。如前面所述，不限制孔或凹口24的数目，并且通过施加导电环氧树脂或其他导电材料还能够使能到基础基板诸如支撑板26的电连接。

图10B示出在图10A中的剖视图的闭合。放大的图10B示出在图像传感器顶盖31和中央锚23上的图像传感器减震特征件36的细节。图像传感器30和MEMS致动器移动部分21通过导电连接件被机械连接并且被电连接。在多个实施例中，导电连接件104可以包括焊桥、导电环氧树脂、导线接合，或任何其他适于提供图像传感器30和MEMS致动器移动部分21之间的电连接的方法。在多个实施例中，支撑板26和MEMS移动部分21之间的间隙小于50微米；这限制在落下期间图像传感器30向窗口32的运动。在图像传感器顶盖31上的图像传感器减震特征件36可以具有20微米的间隙，其进一步限制在落下期间图像传感器的运动。如上面所讨论，在图像传感器30和中央锚之间的薄控制间隙(thincontrolledgap)确保好的热传导。在一些实施例中，图像传感器30和中央锚23之间的间隙约为20微米至30微米。此外，在MEMS致动器固定部分23的顶部表面的软胶层107用作另外的用于图像传感器30的平面向外运动的限制特征件。

图11示出根据本文公开的技术的示例性实施例的将电容器、驱动器、或惯性传感器放置到刚性电路板的分解透视图。在多个实施例中，电容器28和驱动器29可以使用SMT工艺被安装在刚性电路板34上，SMT工艺是产业中的标准工艺。焊膏(solderpaste)在电容器28和驱动器29的放置之前被分送在刚性电路板34上的接触位置上。接触位置这里未被示出，但是接触位置包括用于所有电容器28、驱动器29的接触垫以及邻近用于MEMS致动器17的开口25的接触。具有元件的刚性电路板34经历用于焊接的回流焊接炉。这个过程之后，部件经历标准清洗(clean)工艺以除去任何残余。

图12示出根据本文公开的技术的将MEMS致动器放置到刚性电路板的示例性实施例的分解透视图。在多个实施例中，在MEMS致动器17和支撑板26之间的间隙可以通过在MEMS致动器的中央锚23下面嵌入的铜控制。在多个实施例中，中央锚23不限于中心位置，并且中央锚23可以位于不同位置。在其他实施例中，可以使用多个中央锚23，并且该多个中央锚23被放置在MEMS致动器上的多个位置。因此，嵌入的铜的位置也可以变化。在多个实施例中，在刚性电路板34和支撑板26之间的环氧树脂在回流期间可以流到开口25的边缘，并且接合线起控制间隙的作用。拾取并放置机(pickandplacemachine)(PnP)使用在刚性电路板34上的对准标记可以将致动器17放置在刚性电路板开口25内。由刘等人申请的标题为“LowStiffnessFlexure”编号为61/989,457的美国临时专利申请教导用于在装配过程中需要被压弯的弯曲的设计和方法，并且因此其全文以引用方式并入本文。如果使用此类弯曲，拾取并放置工具头可以被设计成在装配时将电连接弯曲22压缩到被屈曲位置(buckledposition)。在放置MEMS致动器17之后，具有所有元件的刚性电路板34再一次经历回流焊接炉。因为用于MEMS致动器连接的焊料球已经经历回流和清洗过程，所以用于MEMS致动器17的第二SMT过程应产生显著较少的残余。如果需要，假如MEMS致动器能经历此类过程而不被毁坏，那么装配可以经历另外的清洗步骤。

在多个实施例中，支撑板26和多层刚性板34使用环氧树脂装配在一起，并且环氧树脂的玻璃化转变温度足够低以在回流过程期间产生环氧树脂流动。图13A和图13B示出包括环氧树脂流动的移动图像传感器封装件的剖视图。在第二焊接回流期间，在刚性电路板34和支撑板26之间的接合的环氧树脂38可以流动超出刚性电路板开口的边缘，并形成MEMS致动器框架杆20和支撑板26之间的机械接合。MEMS致动器可以被设计成确保在MEMS致动器移动部分21和MEMS致动器框架杆20之间存在充足的间隙，使得环氧树脂流动不会到达MEMS致动器移动部分21并使得移动图像传感器封装件不可用。在多个实施例中，间隙可以是300微米长150微米高。

图14示出根据本文公开的技术的示例性实施例的将图像传感器30安装到MEMS致动器17的分解透视图。当使用SMT工艺时，在放置图像传感器30之前，将焊料球、导电环氧树脂或金纳米墨施凃到MEMS致动器中间框架18的接触垫。PnP机可以使用在刚性电路板或电路片上的对准标记将图像传感器30放置在MEMS致动器17上，然后部件可以经历100℃至140℃的低温固化过程。过程可以使用倒装型图像传感器30，其在朝MEMS致动器的底部边上具有电子接触。如上面所讨论，MEMS致动器之间框架18的XY尺寸可以被设计成基本上匹配图像传感器30的X/Y尺寸，并且在MEMS致动器中间框架上的垫的数目可以基本上匹配在图像传感器上的垫的数目。

根据本文公开的技术的示例性实施例，图15示出将图像传感器顶盖安装到刚性电路板的分解透视图。在多个实施例中，将构造的环氧树脂施凃到刚性电路板34的接合区域，然后PnP机使用刚性电路板34上的对准标记将图像传感器顶盖31放置在刚性电路板上。此后，整个装配经历热固化过程。基于邻近部件和装配工艺的需要，图像传感器顶盖可以是与所示出的不同的形状。图像传感器顶盖31的大小和形状由图像传感器30、无源电子元件28，以及驱动器29的大小确定。还可以将图像传感器31设计具有不规则的形状以允许在透镜镜筒中的元件电连接到刚性电路板或者以适应其他相机设计。

现在参考图16，根据本文公开的技术的示例性实施例，其示出将窗口安装到图像传感器顶盖的分解透视图，将构造的环氧树脂施凃到图像传感器顶盖的接合区域上，然后PnP机使用图像传感器顶盖31上的对准标记将窗口32放置在图像传感器顶盖31上。这之后，整个装配可以经历固化过程，这还将图像传感器和MEMS致动器封装件密封。在一些实施例中，IR截止滤光器可以包括在窗口内，以提供使图像传感器免于红外光的保护。

根据本文公开的技术的示例性实施例，图17示出用于封装移动图像传感器的示例性方法的装配流程图。在S101中，将焊料施加到接触垫上以附连无源电子元件(诸如电容器和电阻器)、驱动器、MEMS致动器，以及任何其他完整的电路片或其他电子元件。焊料通常被用作焊接膏。在S102中，使用SMT回流方法将电子元件放置在电路板上并焊接到电接触。在S103中，清洗刚性电路板以除去SMT方法引起的残余。在S104中，通过使用SMT方法回流焊料将MEMS致动器放置并连接到刚性电路板。如果MEMS致动器可以经得起清洗过程，可以接着另外的清洗步骤(未在图中示出)。在S105中，将构造的环氧树脂施凃到焊料球的顶部以机械增强MEMS致动器连接，并且也施加到胶孔以将MEMS致动器固定部分机械接合到支撑板。在S106中，将可以在100℃至140℃之间固化的导电材料，诸如焊料、导电环氧树脂，或纳米墨施凃到MEMS致动器中间框架上的接触垫。在S107中，使用PnP机将图像传感器对准并放置在MEMS致动器上，并在100℃至140℃之间的温度热接合。在S108中，使用CDA高压清洗将颗粒从图像传感器除去。在S109中，施加构造的环氧树脂并将图像传感器顶盖放置在刚性电路板上并固化。在S110中，施凃构造的环氧树脂并将窗口放置在图像传感器顶盖上以完成装配并将封装件密封。

尽管已经在上面关于一个示例性制造方法中描述移动图像传感器封装件，但是其他制造方法也被本公开考虑。在多个实施例中，可以不使用环氧树脂流动的环氧树脂能力制造移动图像传感器封装件。在此类实施例中，MEMS致动器移动部分21和MEMS致动器框架杆20之间的间隙可以减少至允许用于更小总尺寸的移动图像传感器封装件。

虽然本公开技术的多个实施例已经在上面描述，应当理解，它们只以举例的方式出现，并且不是限制。同样地，多个附图可以描述用于本公开的技术的示例性布置或其他配置，这样做帮助理解可以包括在本公开的技术中的特征和功能。本公开技术不限制于示出的示例性布置或配置，但是所期望的特征可以使用多个替代布置或配置实现。实际上，如何替代功能的、逻辑的或物理的分割或配置以实现本文公开技术的期望的特征对于本领域的技术人员显而易见。此外，除了本文描述的，多个不同组成模块名字可以应用到多个分区。此外，关于流程图以及要求的方法，除非上下文另有规定，否则其中本文所呈现的步骤的顺序不应强制多个实施例以相同的顺序执行所列举的功能实现。

尽管本公开技术在上面以多个示例性实施例和执行过程的方式描述，但是应当理解，在一个或多个单独的实施例中描述的多个特征、方面和功能不将它们的应用限制在所描述的特定实施例中，而是不管是否描述此类实施例，并且不管此类特征是否作为实施例的部分出现，可以单独或组合应用到本公开技术的一个或多个。因此，本文公开的技术的宽度和范围不是由任何上述示例性实施例限制。

除非特别说明，否则本文件所使用的术语和措辞及其变化，应理解为可修正的，而不是限制。如前面的示例：术语“包括”应理解为“包括而不限制”等；术语“示例”用于提供讨论的项的示例性例证，不是无遗漏的或限制其所列项；术语“一种/个”应理解为“至少一种/个”、“一种/个或多种/个”等；以及形容词，诸如“常规的”、“传统的”、“正常的”、“标准的”、“已知的”以及相似意思的术语不应理解为将所述术语限制到给定时间段或限制到给定时间的可用项，而是应理解为包含现在或将来任何时间可提供或已知的常规的、传统的、正常的或标准的技术。同样，其中文件是指对本领域普通技术人员已知或显而易见的技术，此类技术包含现在货将来任何时间对于技术人员显而易见或已知的那些技术。

在一些例证中，拓宽词或短语，诸如“一个或多个”、“至少”、“但是不限于”或其他类似短语的出现，不应理解为意指在例证中窄情况是有意的或期望的，其中此类拓宽短语可以不存在。使用术语“模块”不意味描述或要求的元件或功能如模块的部分全部配置在共同的封装件中。实际上，任何或所有的模块元件，不管控制逻辑元件或其他元件，可以组合在单个封装件内或分开保持，并且可以被进一步分布在多个群或封装件或跨多个位置。

此外，本文所提出的多个实施例依据示例性方框图、流程图以及其他图描述。因为对于本领域的技术人员在读本文件之后将变得显而易见，示出是实施例及其多中替代可以实现而不限制于所述实施例。例如，方框图及其所附说明不应理解为要求特定的布置或配置。

Claims (21)

1.一种图像传感器封装件，其包含：

图像传感器；

具有断流器的电路板；

MEMS致动器，其具有基本上与所述电路板相同的厚度，并且经配置配合在所述断流器内；

支撑板；以及

包含窗口的顶盖。

2.根据权利要求1所述的图像传感器封装件，其中将所述图像传感器安装在所述MEMS致动器的移动部分上。

3.根据权利要2所述的图像传感器封装件，其中减震接合材料用于将所述图像传感器安装到所述MEMS致动器的所述移动部分上。

4.根据权利要求1所述的图像传感器封装件，其中所述MEMS致动器和所述图像传感器被所述电路板和所述顶盖包封。

5.根据权利要求1所述的图像传感器封装件，其中所述顶盖还包含红外截止滤光器。

6.根据权利要求1所述的图像传感器封装件，其中所述图像传感器电连接到所述MEMS致动器，并且所述MEMS致动器电连接到所述电路板。

7.根据权利要求1所述的图像传感器封装件，其中所述MEMS致动器以旋转自由度和线性自由度移动。

8.根据权利要求1所述的图像传感器封装件，其中所述顶盖还包含设计成限制所述图像传感器的运动的运动限制元件。

9.根据权利要求1所述的图像传感器封装件，其中所述支撑板和所述MEMS致动器经配置使得在所述支撑板和所述MEMS致动器的移动部分之间形成间隙。

10.根据权利要求9所述的图像传感器封装件，其中所述间隙小于约50微米。

11.根据权利要求1所述的图像传感器封装件，其中所述MEMS致动器的固定部分被附连到所述支撑板。

12.一种在便携电子设备中的相机，其包含：

图像传感器；

用于移动所述图像传感器的MEMS致动器；

电路板；以及

经配置附连到所述电路板上并将所述MEMS致动器和所述图像传感器包封的支撑板和顶盖。

13.根据权利要求12所述的相机，其中所述电路板具有开口并且所述MEMS致动器基本上被安装在所述开口的内部。

14.根据权利要求12所述的相机，其中所述MEMS致动器形成到所述电路板的电接触；并且所述图像传感器形成到所述MEMS致动器的电接触。

15.根据权利要求12所述的相机，其中所述顶盖还包含设计成限制所述图像传感器的运动的运动限制元件。

16.根据权利要求12所述的相机，其中所述MEMS致动器以旋转自由度移动。

17.根据权利要求12所述的相机，其中所述MEMS致动器以线性自由度移动。

18.一种封装图像传感器的方法，其包含：

提供具有断流器的电路板；

附连MEMS致动器使得它基本上配合在所述电路板的所述断流器内；以及

将图像传感器附连到所述MEMS致动器的移动部分上。

19.根据权利要求18所述的方法，其还包含：

提供具有窗口的顶盖；以及

通过将所述顶盖接合到所述电路板上包封所述MEMS致动器和所述图像传感器。

20.根据权利要求18所述的方法，其还包含：

将所述MEMS致动器电连接到所述电路板；以及

将所述图像传感器电连接到所述MEMS致动器。

21.根据权利要求20所述的方法，其中所述电连接是通过导电环氧树脂、导线接合或焊桥中的一种或多种制成的。