CN106163979A - 微机电系统电触点系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微机电系统(MEMS)器件，所述器件可设置有一个或多个烧结电触点。所述MEMS器件可为MEMS致动器或MEMS传感器。所述烧结电触点可为银糊剂金属化电触点。所述烧结电触点可通过以下步骤形成：在被释放的MEMS器件的晶片上沉积烧结材料诸如金属糊剂、金属预成型件、金属油墨或金属粉末，并加热所述晶片使得所述被沉积的烧结材料扩散至所述器件的衬底中，从而与所述器件形成电接触。所述被沉积的烧结材料在所述烧结过程中可冲破所述衬底上的绝缘层。所述MEMS器件可为具有第一MEMS致动器和第二MEMS致动器的多自由度致动器，所述第一MEMS致动器和第二MEMS致动器促进摄像机的自动对焦、变焦和光学图像稳定。

Description

微机电系统电触点系统和方法

相关专利申请的交叉引用

本申请要求于2013年11月11日提交的美国临时专利申请No.61/902,748的优先权和权益，该申请的全部内容以引用方式并入本文。

技术领域

一个或多个实施例整体涉及微机电系统(MEMS)，并且更具体地讲涉及用于MEMS器件的电触点。

背景技术

微机电系统(MEMS)器件诸如MEMS致动器和MEMS传感器是熟知的。可使用各种晶片级加工技术制作MEMS器件。在晶片制造过程中，通常使用金属溅射和图案化工艺形成用于MEMS器件的电触点。特别是MEMS器件通常包括在晶片制造后的刻蚀工艺中必须被释放的可移动或可致动部分。

在一些情况下，如果不注意，这类刻蚀工艺或其他晶片制造工艺诸如高温工艺可给晶片制造过程中形成的金属触点产生不利影响。在一些情况下，在被释放的晶片或晶粒的蒸发过程中，使用阴影掩模在释放后形成用于MEMS器件的金属触点。然而，这种类型的阴影掩模操作成本可能过高和/或过分耗费人力。

因此，希望提供用于MEMS器件的改进的电触点。

发明内容

根据一个实施例，MEMS器件可包括一个或多个用于将MEMS器件电连接至外部电路的电触点。电触点可为金属化电触点诸如银糊剂金属化电触点或其他通过将材料烧结至MEMS器件上形成的电触点。烧结材料可包括诸如银糊剂在内的金属糊剂、金属预成型件、金属粉末、金属油墨或其他用于通过在MEMS器件上烧结来形成金属触点的适用材料或材料组合。金属触点诸如银糊剂金属化触点可在MEMS器件的表面上形成，在MEMS器件边缘的延伸部分上形成或以其他方式设置在MEMS器件上。烧结电触点诸如银糊剂金属化电触点可在任何适用的MEMS器件诸如MEMS传感器或MEMS致动器上形成。外部电路可包括导线、印制电路诸如印制电路板、或其他可通过烧结电触点耦接至MEMS器件的电路。

通过将材料烧结至MEMS器件上形成的电触点可通过以下步骤形成：提供未分割的MEMS器件的晶片，进行加工操作诸如刻蚀操作以释放晶片上MEMS器件的致动部分，将烧结材料沉积在被释放的MEMS晶片上，并通过加热晶片对烧结材料进行烧结。这样，可能受到半导体加工操作诸如刻蚀操作不利影响的金属触点可以在刻蚀操作后形成在MEMS器件上，以释放已完成的MEMS器件的移动部分。晶片可在烧结操作之前或之后被分割，以形成独立的MEMS器件。

根据一个实施例，器件可包括至少一个被构造为沿第一轴线平移平台的第一MEMS致动器。至少一个第二MEMS致动器可被构造为沿大致垂直于第一轴线的方向移动平台。该器件可包括至少一个银糊剂金属化电触点。该银糊剂金属化电触点可为致动器的延伸部分，该延伸部分包括被构造为使用导电环氧树脂附接至导线的银糊剂点。

根据一个实施例，该器件可包括被构造为连接至控制导线的第一银糊剂金属化电触点和被构造为连接至基准导线的第二银糊剂金属化电触点，所述控制导线用于通过导电环氧树脂提供控制电压，所述基准导线用于通过导电环氧树脂提供基准电压。

根据一个实施例，致动器组件可包括至少一个被构造为平移平台的第一MEMS致动器和至少一个被构造为切向移动(如旋转)平台的第二MEMS致动器。

根据一个实施例，MEMS致动器组件可包括多个被构造为对焦摄像机并为摄像机提供光学图像稳定的嵌套致动器。

根据一个实施例，用于操作摄像机的方法可包括使用至少一个第一MEMS致动器平移平台和使用至少一个第二MEMS致动器切向移动平台。

根据一个实施例，多自由度致动器可包括固定框架，相对固定框架可移动的平台和三个使固定框架和平台互相连接的可单独移动的MEMS致动器。这三个MEMS致动器可被构造为配合以在三个自由度上移动平台。

根据一个实施例，方法可包括提供相对于固定框架可移动的平台。该平台可使用三个可单独移动的MEMS致动器在三个自由度上进行移动。

本发明的范围由以引用方式并入本“发明内容”的权利要求限定。通过考虑下文对一个或多个实施例的详细描述，本领域技术人员将更全面地理解本发明的实施例，并认识到本发明的其他优点。将参照附图的附加表，首先将对附图进行简要说明。

附图说明

图1示出了根据一个实施例的具有MEMS器件的电子器件。

图2示出了根据一个实施例的具有透镜镜筒的微型摄像机。

图3A示出了根据一个实施例的具有其中设置有致动器模块的透镜镜筒的微型摄像机。

图3B以分解图示出了根据一个实施例的透镜镜筒和致动器模块。

图4示出了根据一个实施例的其中设置有多自由度致动器的致动器模块。

图5示出了根据一个实施例的多自由度致动器。

图6为示出了根据一个实施例的图5的多自由度致动器的一个扇区的放大图。

图7示出了根据一个实施例的图6的为了清晰移除了梳状驱动齿的扇区。

图8为示出了根据一个实施例的图7的平面外致动器的放大图。

图9为根据一个实施例的示出了图6的平面内致动器的一部分和平面外致动器的一部分的放大图。

图10为根据一个实施例的多自由度致动器的操作例子的流程图。

图11示出了根据一个实施例的具有电触点的运动安装挠性件。

图12示出了根据一个实施例的其中设置有多自由度致动器的致动器模块的另一个实施例。

图13为根据一个实施例的示出了具有用于耦接至基准电压的银糊剂金属化的烧结电触点的放大图。

图14为根据一个实施例的示出了具有用于耦接至控制电压的银糊剂金属化的烧结电触点的放大图。

图15为根据一个实施例的示出了形成到具有银糊剂金属化电触点的致动器的电连接的例子的流程图。

图16为根据一个实施例的示出了用于形成用于MEMS器件的电触点的过程的例子的流程图。

图17为根据一个实施例的示出了各个制造阶段期间的MEMS晶片的示例性部分的示意图，在各个制造阶段，烧结电触点形成在MEMS晶片上。

参照以下具体实施方式，可更好的理解本发明的实施例及其优点。应当理解，类似附图标号用于指示一个或多个图中示出的类似元件。

具体实施方式

根据各种实施例，公开了适用于各种不同电子器件的MEMS器件诸如MEMS致动器或MEMS传感器。该MEMS器件可包括至少一个烧结电触点。烧结电触点可由具有烧结材料诸如烧结金属粉末、烧结金属糊剂或烧结金属预成型件的电触点形成。在一个实施例中，烧结电触点可为金属化电触点诸如银糊剂金属化电触点。

根据一个实施例，MEMS器件上的烧结电触点(在本文中有时称为金属化电触点)可在晶片级加工过程中通过在释放MEMS晶片后(如通过刻蚀去除晶片上固定MEMS器件的移动部分或致动部分的材料诸如氧化物材料)执行以下步骤来形成：在MEMS晶片上电触点位置处沉积材料诸如金属粉末、金属预成型件、金属油墨或金属糊剂诸如银糊剂，加热MEMS晶片(如以烧结被沉积的材料)以形成烧结电触点，以及分割晶片以形成具有烧结电触点诸如银糊剂金属化电触点的独立MEMS器件。

在一个实施例中，MEMS器件可为多自由度致动器。多自由度致动器可被适于在摄像机中使用，所述摄像机诸如微型摄像机。多自由度致动器可用于手动或自动对焦微型摄像机。多自由度致动器可用于变焦微型摄像机。多自由度致动器可用于促进光学元件的向心性。多自由度致动器可用于为微型摄像机提供光学图像稳定(OIS)。多自由度致动器可用于对准光学器件(诸如用于在光学器件使用过程中，对其进行主动对准)，如为摄像机中的镜头或其他光学元件提供精细对准。多自由度致动器可用于光学校正，如，用于减轻光学元件中缺陷的不利影响。例如，可旋转透镜，以将透镜头内的缺陷设置在一个更理想(或危害更小的)位置。多自由度致动器可用于电子器件或任何其他器件中任何其他需要的应用。

根据一个或多个实施例，多自由度致动器可包括一个或多个MEMS致动器。例如，多自由度致动器可包括线性梳状驱动器和旋转梳状驱动器。

多自由度致动器可采用整体结构形成。多自由度致动器可采用非整体结构形成。多自由度致动器可采用现代制造技术诸如刻蚀和/或微加工技术形成。设想了各种其他制造技术。

多自由度致动器可由硅(如单晶硅和/或多晶硅)形成。多自由度致动器可由各种半导体材料诸如硅、锗、金刚石、和/或砷化镓形成。形成多自由度致动器的材料可掺杂以获得其所需的电导性。多自由度致动器可由金属诸如钨、钛、锗、铝、和/或镍形成。可使用这些材料或其他材料的任何需要的组合。

根据各种实施例，公开了多自由度致动器和/或被多自由度致动器移动的部件的运动控制。运动控制可用于促进部件需要的移动，同时减少部件不需要的移动。例如，运动控制可用于促进透镜沿着透镜光轴的移动，同时阻止透镜的其他移动。因此，运动控制可用于通过促进透镜在单个需要的平移自由度上的移动，同时阻止透镜在所有其他平移自由度上的移动和同时阻止透镜在所有旋转自由度上的移动来提供对焦和/或变焦。

在另一个实施例中，运动控制可促进透镜在所有三个平移自由度上的移动，同时阻止透镜在所有三个旋转自由度上的移动。例如，通过提供透镜在所有三个平移自由度上的移动，同时阻止透镜在所有三个旋转自由度上的移动，可促进对焦和/或变焦以及光学图像稳定。

因此，可提供独立使用的和在电子器件中使用的增强微型摄像机。微型摄像机适合在各种不同的电子器件中使用。例如，微型摄像机适合在电子器件诸如移动电话、膝上型计算机、电视、手持设备、平板计算机、车载摄像机、网络摄像机和监视设备中使用。

根据各种实施例，提供更小的尺寸和增强的抗冲击性。增强的抗冲击性可源自微型摄像机及其部件的更小的尺寸(和因此更低的质量)。增强的抗冲击性可源自本文所述的多自由度致动器的特征。

图1示出了根据一个实施例的具有微型摄像机101的电子器件100。微型摄像机101可具有多自由度致动器400，诸如在微型摄像机的透镜镜筒200内。多自由度致动器400可促进如上所述的对焦、变焦、光学图像稳定和/或光学校正。

根据各种实施例，电子器件可包括任何类型的MEMS器件。MEMS器件可包括电触点诸如具有银糊剂金属化的烧结电触点。MEMS器件上的电触点可采用任何适合的导电连接诸如导电环氧树脂、各向异性导电粘合剂、焊料、焊膏、机械连接器或其他适合的用于耦接至烧结电触点诸如银糊剂金属化电触点的材料或部件来连接至其他电路。

电子器件100可为移动电话、膝上型计算机、监视设备、或任何其他需要的设备。微型摄像机101可内置于电子器件100，可附接至电子器件100，或可相对于电子器件100分开(如远程)。对于可包括多自由度致动器的电子器件的进一步描述可见于提交于2011年9月28日的美国专利申请No.2013/077168，该专利的全部内容以引用方式并入本文。

图2示出了根据一个实施例的具有从微型摄像机延伸的透镜镜筒200的微型摄像机101。透镜镜筒200可包含一个或多个光学元件，诸如可移动透镜301，所述一个或多个光学元件可由多自由度致动器400移动(参照图5)。透镜镜筒200可具有一个或多个可固定的光学元件。例如，透镜镜筒200可包含一个或多个透镜、光圈(可变的或固定的)、快门、反射镜(其可为平坦的、非平坦的、电动的或非电动的)、棱镜、空间光调制器、衍射光栅、激光器、LED和/或检测器。任何这些部件可固定或可通过多自由度致动器400移动。

多自由度致动器400可用于非摄像机应用中。多自由度致动器400可用于移动各种应用中的光学器件或非光学器件。例如，多自由度致动器400可用于移动提供用于扫描的样本。该样本可为生物样本或非生物样本。

生物样本的例子包括生物体、组织、细胞和蛋白质。非生物样本的例子包括集成电路、MEMS器件、固体、液体和气体。多自由度致动器400可用于操作结构、光、声音或任何其他需要的事物。

光学元件可部分地或完全地包含在透镜镜筒200内。透镜镜筒200可具有任何需要的形状。例如，透镜镜筒200可大致为圆形、三角形、矩形、正方形、五边形、六边形、八边形、或任何其他形状或横截面构型。透镜镜筒200可永久地或可拆卸地附接至微型摄像机101。透镜镜筒200可由微型摄像机101的外壳的一部分限定。透镜镜筒200可部分地或全部地设置在微型摄像机101中。

图3A示出了根据一个实施例的设置在透镜镜筒200内的致动器模块300。致动器模块300可包含多自由度致动器400。多自由度致动器400可完全地包含在透镜镜筒200内，部分地包含在透镜镜筒200内，或完全在透镜镜筒200外。多自由度致动器400可被适于移动包含在透镜镜筒200内的光学元件、未包含在透镜镜筒200内的光学元件、和/或任何其他需要的部件。

图3B以分解图示出了根据一个实施例的透镜镜筒200和致动器模块300。可移动透镜301是可附接至多自由度致动器400或与多自由度致动器400机械连通并可由多自由度致动器400移动的光学元件的例子。可移动透镜301可沿着微型摄像机101的光轴410移动，以促进例如对焦和/或变焦。多自由度致动器400可设置在上模块盖401和下模块盖402之间。

可提供其他光学元件诸如固定的(例如静止的)透镜302。其他光学元件可促进例如对焦、变焦和/或光学图像稳定。可提供任何需要数量和/或类型的可移动(诸如通过多自由度致动器400)和固定的光学元件。

如图3B所示，致动器400可包括用于向致动器400提供控制信号诸如控制电压和/或基准电压的一个或多个电触点404。在一个实施例中，致动器400包括三个电触点404(如正控制电压触点、基准电压触点和第三未使用的触点)。然而，这仅是示例性的。在各种实施例中，致动器400可包括任何合适数量的电触点404以用于向致动器400或从致动器400提供控制信号或任何其他信号。在一个实施例中，电触点404为烧结电触点诸如银糊剂金属化电触点。触点404上的银糊剂可具有适合采用导电环氧树脂导电附接至例如供压导线(如来自透镜镜筒200的导线)的组成。对于具有可使用银糊剂进行金属化的电触点的致动器的进一步描述可见于提交于2010年11月15日的美国专利申请No.2012/0120507，该专利的全部内容以引用方式并入本文。

图4示出了根据一个实施例的致动器模块300。致动器模块300可部分地或完全地设置在微型摄像机101中。多自由度致动器400可部分地或完全地设置在致动器模块300中。例如，多自由度致动器400可大致夹在上模块盖401和下模块盖402之间。

致动器模块300可具有任何需要的形状。例如，致动器模块300可大致为圆形、三角形、矩形、正方形、五边形、六边形、八边形、或任何其他形状或横截面构型。

在一个实施例中，透镜镜筒200的横截面构型可大致为圆形，并且致动器模块300的横截面构型可大致为圆形。使用大致呈圆形的透镜镜筒200和大致呈圆形的致动器模块300可有利于减小尺寸。例如，因为圆形透镜通常为优选的，所以有助于减小尺寸。使用大致呈圆形的透镜镜筒200和具有圆形透镜的大致呈圆形的致动器模块300，将往往导致减少体积浪费并因此往往便于尺寸减小。

如本文所述，一个或多个光学元件，诸如可移动透镜301，可设置在致动器模块300中形成的开口405(如孔)中。例如，多自由度致动器400可实现光学元件沿着其光轴410移动。因此，多自由度致动器400可移动一个或多个透镜，诸如透镜301，以实现例如对焦或变焦。

致动器模块300可具有形成于其中的切口403以便于组装致动器模块300、对准包含在其中的多自由度致动器400、和/或电连接至触点404。切口403和/或部分地设置在切口403中的电触点404可用于促进致动器模块300相对于透镜镜筒200对准。

图5示出了根据本发明的一个实施例的多自由度致动器400。多自由度致动器400可提供在各种应用中使用的六个自由度上的运动控制移动。多自由度致动器400可提供三个自由度的线性或平移运动和三个自由度的角向或旋转运动。

多自由度致动器400可包括三个基本上相同的扇区501。每个扇区501可包括切向或平面内致动器502和Z-运动或平面外致动器503。例如，平面内致动器502可为线性静电梳状驱动器。例如，平面外致动器503可为旋转静电梳状驱动器。例如，平面外致动器503可为线性，如垂直或2-轴，静电梳状驱动器。平面内致动器502中的每一者和平面外致动器503中的每一者可独立可控并可相对于彼此移动。

平面内致动器502和平面外致动器503可控制平台504的运动。平台504可限定透镜圈并可用于安装一个或多个透镜。例如，平台504可安装透镜301，所述透镜301可为对焦透镜和/或变焦透镜。平台504可在所有六个自由度上移动。

因为平台504可在所有六个自由度上移动，所以平台可促进例如对焦、变焦，光学图像稳定、光学元件对准、和/或光学校正。通过沿着z-轴平移一个或多个透镜，可促进对焦和/或变焦。通过在x-y平面内平移一个或多个透镜或另一光学元件和/或通过使透镜或其他光学元件围绕x轴和/或y轴旋转，可促进光学图像稳定和/或光学元件对准。

尽管图5示出了多自由度致动器400具有三个平面内致动器502，但多自由度致动器400可具有任何数量的平面内致动器502。例如，多自由度致动器400可具有一个、两个、三个、四个、五个、六个或更多个平面内致动器502。

每个平面内致动器502可提供平台504的切向移动。也就是说，每个平面内致动器502可沿着相对于平台504的周缘大致相切的方向移动平台504周缘上的点511，如箭头512所指示。

所有的平面内致动器502可配合以提供平台504在x-y平面内(在多自由度致动器400的平面内)的平移移动。平台504的此类x-y平面移动可用于平移透镜301以用于例如光学图像稳定或对准。

所有的平面内致动器502可配合以提供平台504的z-轴旋转移动。此类z-轴旋转移动可用于旋转方向敏感光学元件，诸如偏光镜或衍射光栅。

尽管图5示出了多自由度致动器400具有三个平面外致动器503，但多自由度致动器400可具有任何数量的平面外致动器503。例如，多自由度致动器400可具有一个、两个、三个、四个、五个、六个或更多个平面外致动器503。

平面外致动器503可配合以提供平台504沿着z-轴(垂直于多自由度致动器400的平面)的平移移动。平台504的此类z-轴移动可用于平移透镜301以进行例如对焦和/或变焦。平面外致动器503可配合以提供平台504围绕x-轴和/或y-轴的旋转移动。此类旋转移动可用于旋转透镜301以进行例如光学防图像稳定或对准。

图6为根据本发明的一个实施例的示出了图5的多自由度致动器400的一个扇区501的放大图。如图5所示，多自由度致动器400包括三个扇区501。多自由度致动器400可包括任何所需数量的扇区501。例如，多自由度致动器400可包括一个、两个、三个、四个、五个、六个或更多个扇区501。

平面内致动器502可各自包括固定x-y框架601和可移动x-y框架602。梳指或梳齿603可从固定x-y框架601和可移动x-y框架602延伸，并可配合以限定静电致动器，所述静电致动器相对于固定x-y框架601使可移动x-y框架602大体上呈直线移动。可移动x-y框架602在x-y平面内移动。可移动x-y框架602沿着箭头512所指的方向来回移动。

每个扇区501的固定x-y框架601可配合以限定多自由度致动器400的外框架610。外框架610可对扇区501中的每一者进行基本上刚性的彼此互连。

平面外致动器503可各自包括平面外部署的z-框架620和可移动z-框架621。梳指或梳齿623可从部署的z框架620和可移动z框架621延伸，并可配合以限定静电致动器，所述静电致动器相对于部署的z框架620使可移动z框架621移动。可移动z-框架621旋转以便提供平台504的至少一部分大致沿着z-轴的移动。

部署的z-框架620可部署至一位置，使得部署的z-框架620相对于多自由度致动器400的平面呈角向设置。即，部署的z-框架620可围绕穿过部署的z-框架620的近端部分552的铰合线551旋转，以便使部署的z-框架620的远端部分553移出多自由度致动器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动器400的平面(任一侧)上方或下方。

图7示出了根据本发明的一个实施例的图6的为了清晰移除了梳齿603和623的扇区。运动控制特征可用于限制平面内致动器502和平面外致动器503的运动。因此，运动控制特征可限制平台504的运动，因为平台504的运动由平面内致动器502和平面外致动器503控制。

例如，切向移动挠性件701、悬臂挠性件702、扭转挠性件703、外部铰链挠性件704和内部铰链挠性件705可用于促进运动控制。

切向移动挠性件701可促进平面内致动器502的侧向移动，以便提供平台504的切向移动。这在切向移动挠性件701阻止平面内致动器502在其他自由度上的移动时可实现。

悬臂挠性件702可将平面外致动器503的z-轴运动传递到平台504，同时适应平面外致动器503和平台504之间不同的距离。这在悬臂挠性件702阻止平面外致动器503在其他自由度上的移动时可实现。

扭转挠性件703可促进平面外致动器503的可移动z-框架621的旋转移动，以便提供平台504沿着z-轴的移动。这在扭转挠性件703阻止可移动z-框架621在其他自由度上的移动时可实现。具体地讲，扭转挠性件703阻止可移动z-框架621沿着x轴的移动。

外部铰链挠性件704可促进平面外致动器503的可移动z-框架621的旋转移动，以便提供平台504沿着z-轴的移动。这在外部铰链挠性件704阻止可移动z-框架621在其他自由度上的移动时可实现。具体地讲，外部铰链挠性件阻止y方向上的移动。

当悬臂挠性件702将平面外致动器503的z-轴运动传递到平台504时，内部铰链挠性件705可促进平面外致动器503的旋转移动。这在内部铰链挠性件705阻止平台504在其他自由度上的移动时可实现。

每个平面外致动器503可具有两个近端侧向减震器组件706和一个远端侧向减震器组件707，以提供例如进一步的运动控制。近端侧向减震器组件706可阻止可移动z-框架621相对于部署的z-框架620的侧向移动。远端侧向减震器组件707可阻止平台504相对于可移动z-框架621的侧向移动。

图8为根据本发明的一个实施例的示出了图7的平面外致动器的放大图。示出了平面内致动器502的齿603和平面外致动器503的齿623。

图9为根据本发明的一个实施例的示出了图9的平面内致动器的一部分的放大图。在该视图中，某些运动控制特征可被更清楚地看到。例如，可更清楚地看到一个切向移动挠性件701、一个悬臂挠性件702、一个扭转挠性件703、一个外部铰链挠性件704和一个内部铰链挠性件705。

在操作中，三个平面外致动器503一致移动，以平移一个或多个透镜，并且因而促进对焦和/或变焦。三个平面外致动器503可单独移动以旋转一个或多个透镜，从而有助于光学图像稳定或对准透镜。三个平面内致动器502可单独移动以平移一个或多个透镜或其他光学元件，从而有助于光学图像稳定或对准透镜或光学元件。

任何平面内致动器502和平面外致动器503可被偏置或被移动至给定位置，所述位置可视为零点位置或中心位置。中心位置可以是平面内致动器502和平面外致动器503沿着行程范围的任意位置。中心位置可为透镜或其他光学元件的对准位置。平面内致动器502和/或平面外致动器503可保持在此中心位置，直到被驱动至实现对焦、变焦或光学图像稳定的不同位置。

平面内致动器502中的每一者和平面外致动器503中的每一者的状态或位置可通过向致动器提供控制信号或电压来进行控制。通常，越高的电压将导致平面内致动器502和平面外致动器503的移动越大。

图10为根据本发明的一个实施例的多自由度致动器400的操作例子的流程图。当启动电子器件100和/或微型摄像机101时，平面内致动器502和/或平面外致动器503可将透镜301移动至邻近透镜301行程中心的对准位置。

更具体地讲，平面外致动器503可移动透镜至邻近透镜301的行程中心的位置，如框1001所示，并且平面内致动器502可与平面外致动器503配合以在所有六个自由度上对准透镜，如框1002所示。

在自动对焦过程中，透镜301可被平面外致动器503移动至提供微型摄像机101所需对焦的位置，如框1003所示。这种移动可在保持透镜301对准的同时完成。

在光学图像稳定过程中，平面内致动器502和/或平面外致动器503可配合以便通过如框1004所示的提供光学图像稳定的方式移动透镜301。对准透镜301、对焦透镜301以及利用透镜301提供光学图像稳定可连续、彼此并行发生或部分连续和部分彼此并行(例如可重叠)发生。

参照图11至图15，根据数个实施例，讨论了电气布线和电触点。例如，此类电气布线可以用于将电信号(例如控制电压)从透镜镜筒200传导至致动器400以便促进例如对焦、变焦和/或光学图像稳定。

图11示出了电触点404的顶视图。如图11所示，根据一个实施例，电触点404可以通过运动安装挠性件1102附接至致动器400的外框架部分1106。在各种实施例中，运动安装挠性件1102和电触点404可以由以下材料形成：单晶硅衬底，其上形成有一层多晶硅的单晶硅衬底，各种半导体材料诸如硅、锗、金刚石和/或砷化镓，掺杂导电材料，合金和/或金属诸如钨、钛、锗、铝和/或镍。

如本文所述，电触点404和运动安装挠性件1102可以有助于诸如在透镜镜筒200中安装致动器器件400。如本文所述，电触点404和运动安装挠性件1102可以促进透镜镜筒和致动器诸如致动器器件的致动器502和/或503之间的电气连通。挠性件1102可例如适应致动器器件400和/或透镜镜筒200的制造缺陷或公差，同时减少由此类缺陷引起的致动器器件400上的应力。

根据一个实施例，可以电气连接至电触点404的任一需要的表面(例如顶部或底部)。MEMS器件上的电触点诸如致动器400的电触点404可以设置有位于一个或多个表面上的导电触点焊盘，如下文结合例如图12和13所述。

电压可以通过电触点404施加至致动器诸如致动器502和503。例如，三个触点404中的两个触点可以用于将电压从透镜镜筒200施加至致动器400。第三个触点404可以不使用或可用于以冗余方式将一个极性的电压从透镜镜筒200施加到致动器400。

可使用提供至触点404的电压来执行将电压施加至致动器诸如致动器502和/或503，从而导致平台504平移(例如，平台的移动，使得平台504保持与外框架大致平行，从而在(例如)光学元件诸如可移动透镜301沿着诸如光轴410移动时保持光学元件对准)和/或使平台504倾斜(例如，平台的运动，使得平台相对于外框架大致倾斜，从而将平台504与外框对准，进而有助于光学图像稳定或透镜对准)。

在一些实施例中，沟槽1101可以形成在运动安装挠性件1102中，并且沟槽1122可以形成在电触点404中。然而，这仅是示例性的。如果需要，挠性件1102和/或电触点404可以不形成有沟槽。沟槽1101和/或1122可例如为单晶硅衬底中的多晶硅沟槽。

在运动安装挠性件设置有沟槽的实施例中，例如，沟槽1101可以大致在每个运动安装挠性件1102的中心处形成并且可以大致垂直于运动安装挠性件1102的长度而形成。沟槽1101可被调整使得沟槽1101适用于将沟槽1101一侧上的运动安装挠性件1102的第一部分与沟槽1101另一侧上的运动安装挠性件1102的第二部分电隔离。因此，在一个实施例中，施加至沟槽1101一侧上的电触点404上的电压基本不影响沟槽1101另一侧上的运动安装挠性件1102。

如图11所示，电触点404可以包括开口诸如开口1104，所述开口1104至少部分地形成于该触点404的运动安装挠性件1102之间。

图12示出了致动器模块300的另一个实施例。在图12的例子中，上模块盖401中的切口403包括表面1202，所述表面1202以相对于上模块盖401的顶表面1204成钝角的方式形成。然而，这仅是示例性的。切口403可以任何适合的形状形成，以便电连接至电触点404。

电触点404可以是金属化电触点例如银糊剂金属化电触点或其他通过将材料烧结至MEMS器件的衬底上而形成的电触点。在图12的例子中，致动器模块300包括三个电触点404A、404B和404C，所述电触点各自在电触点上具有银糊剂1200。根据各种实施例，电触点诸如一个或多个实施例的电触点404A、404B和404C可以设置有银糊剂点，可以基本上被银糊剂覆盖，或可以采用银糊剂以其他方式金属化。

在此例子中，电触点404A可被构造为连接至一个或多个导线(例如控制导线)，所述导线在致动器400运行过程中提供控制电压诸如正控制电压至触点404A，电触点404B可被构造为附接至导线(例如基准导线)，所述导线在致动器400运行过程中提供基准电压诸如接地电压至触点404B，并且电触点404C可以是不用的电触点(例如，在装配产品中基本上可以不电气连接至外部电路的电触点)。不用的电触点诸如电触点404C可以是烧结电触点诸如银糊剂金属化触点或可以是非金属化触点。不用的电触点404C可以由触点或模块盖401和/或402上的倒角拐角(未示出)标识。在装配的产品中，透镜镜筒可以具有电导线用于向触点404提供基准电压和控制电压。每个电导线可以包括(如使用导电环氧树脂)连接至电触点404上银糊剂点的第一端和连接至透镜镜筒的相对第二端。

如图12所示，在一些实施例中，上模块盖401和下模块盖402可以具有在模块盖外边缘上的附加切口1206。切口1206可以限定模块300的周边形状并可以帮助促进致动器模块300相对于透镜镜筒200对准。

应当理解，图12的例子仅仅是示例性的。在各种实施例中，致动器400可以包括三个电触点、三个以下电触点、三个以上电触点、一个以上不用的电触点，或没有不用的电触点。在各种实施例中，本文所述的一些或所有电触点404可以是烧结电触点诸如银糊剂金属化电触点。

图13和14示出了具有通过将材料烧结在电触点上而形成的导电部分的电触点的例子。在一个在本文有时作为例子讨论的适用实施例中，烧结电触点是已使用金属糊剂进行金属化的电触点。然而，这仅是示例性的。在各种实施例中，MEMS器件上的电触点可以通过将任何适用的材料(例如金属粉末、金属油墨、金属预成型件或金属糊剂诸如银糊剂)烧结至MEMS器件的衬底上形成。

在图13的例子中，银糊剂1200设置在触点404上。图13的触点404可以是例如触点诸如图12的用于连接至用于致动器400的电气基准电压(例如接地电压)的触点404B。在图14的例子中，银糊剂1200设置在具有多个边缘区段1400的触点404上。图14的触点404可以是例如触点诸如图12的用于耦接至诸如正控制电压的控制电压的触点404A。区段1400可以根据一个或多个实施例用于确定具有区段1400的特定触点作为用于连接至正控制电压导线(例如，与基准电压导线相对)的触点，和/或可以用作多个导线的触点。

作为例子，正控制电压可以是，例如，介于31V和32V之间、介于30V和32V之间、介于31.3V和31.5V之间、介于20V和31.4V之间、小于32V、小于31.4V、大于1V的电压，或任何其他用于运行致动器400的适用的正控制电压。在一个实施例中，该类型的银糊剂金属化触点404可以被构造为接收小于，例如，32V的电压和/或小于，例如，50微安的电流，而不导致触点和/或致动器的损坏。

银糊剂1200可以在每个触点404上的银糊剂点中形成，所述银糊剂点的尺寸被表征为宽度W和长度L。每个银糊剂点的宽度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微米之间，介于180微米和300微米之间，介于180微米和380微米之间，介于240微米和320微米之间，介于275微米和285微米之间，或小于300微米。每个银糊剂点的长度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微米之间，介于120微米和200微米之间，介于130微米和170微米之间，介于120微米和170微米之间，介于145微米和155微米之间，或小于200微米。

根据一个实施例，电触点404上的银糊剂点1200可以被优化用于采用导电环氧树脂连接(例如，连接至供压导线)。在其他实施例中，银糊剂点1200可以采用其他导电耦接部件或材料诸如焊料、各向异性导电膜或机械连接器结构连接至，例如，供压导线。

图13和14的银糊剂点在致动器400的电触点404上形成。然而，应当理解的是，这仅为示例性的。在各种实施例中，任何适用的MEMS器件(例如MEMS传感器、MEMS致动器或其他类型的MEMS器件)上的电触点可以通过将金属烧结至MEMS器件(例如，通过将银糊剂烧结在MEMS器件上以形成银糊剂金属化电触点)而被金属化。

图15是电连接MEMS器件诸如致动器400的示例性过程1500的流程图，所述致动器400具有本文所述类型的至少第一银糊剂金属化电触点、第二银糊剂金属化电触点和第三银糊剂金属化电触点。例如，过程1500可用于将致动器400电连接至透镜镜筒200。

在框1502处，具有限制不期望移动的运动控制的MEMS器件，诸如具有多自由度的MEMS致动器，可以提供为包括银糊剂金属化电触点。例如，根据一个实施例，提供的MEMS器件可包括第一银糊剂金属化电触点、第二银糊剂金属化电触点和第三银糊剂金属化电触点。每个银糊剂金属化电触点可包括银糊剂点诸如例如图13和14的银糊剂点1200。

在框1504处，第一银糊剂金属化电触点可以，例如，采用导电环氧树脂耦接至控制电压诸如正控制电压。导电环氧树脂可用于将第一银糊剂金属化电触点上的银糊剂点导电地固定至(例如，来自透镜镜筒的)一个或多个导线诸如顺应性导线，从而使电触点上的应变最小化。

在框1506处，第二银糊剂金属化电触点可以使用导电环氧树脂耦接至第二电压诸如基准电压(例如电气接地电压)。第一银糊剂金属化电触点和第二银糊剂金属化电触点可以耦接至上文结合框1504和1506所述的相应电压，而第三银糊剂金属化电触点(例如具有倒角边缘的银糊剂金属化电触点)基本不使用(例如)导电环氧树脂。让第三银糊剂金属化电触点基本不使用导电环氧树脂可以包括让第三银糊剂金属化电触点基本不使用所有电触点。如果需要，如本文所述，第三银糊剂金属化电触点可以被未经银糊剂金属化处理的电触点替代。

MEMS致动器可以具有多个自由度。一旦被连接(例如，使用过程1500)，MEMS致动器就可以接收控制信号(例如电压)，从而导致运动控制以便限制不期望的移动以进行对焦、变焦、实现光学图像稳定、和/或实现微型摄像机(作为例子)的光学元件的对准。

MEMS致动器可嵌入或嵌套多个静电驱动器，诸如线性和旋转梳状驱动器，以便易于最大程度地减小空间，例如，因此最大程度地减小所使用的占位面积。任何需要数量的静电驱动器可以任何需要的方式嵌套。

图16为可形成用于MEMS器件的电触点的示例性过程1600的流程图。例如，根据一个实施例，过程1600可以用于在MEMS器件上形成银糊剂金属化电触点。

在框1602处，可提供MEMS晶片(例如，具有多个未分割MEMS器件诸如MEMS致动器和/或MEMS传感器的衬底)。MEMS晶片可例如包括多个使用各种半导体加工技术在硅衬底上形成的MEMS器件。MEMS晶片上MEMS器件中的一个或多个可以具有一个或多个由材料诸如衬底上的氧化物材料固定的可移动或可致动部分。

在框1604处，可以对MEMS晶片进行释放操作和/或涂覆操作。进行释放操作可以包括释放MEMS器件的被固定的可移动或可致动部分(例如，通过刻蚀去除或以其他方式去除固定材料)。例如，晶片上固定可移动或可致动部分的氧化物材料可以通过氢氟酸气相刻蚀工艺或释放MEMS晶片上MEMS器件的该可移动或可致动部分的其他合适的刻蚀工艺被刻蚀去除。在一些实施例中，在框1604处，可以进行涂覆操作，从而在MEMS晶片上形成附加层诸如绝缘层。例如，附加层诸如氮化硅层或氧化铝层可以沉积在晶片上，或附加层诸如氧化物层可以在晶片上生长。

在框1606处，材料诸如烧结材料(例如，金属粉末、金属预成型件、金属油墨、或金属糊剂诸如银糊剂)可以沉积在被释放的和/或被涂覆的MEMS晶片上。材料可以沉积在晶片上用于形成电触点的位置上。在固定材料(例如，在“被释放的”MEMS晶片上)被去除后，沉积材料可以帮助防止MEMS器件上电触点的由刻蚀工艺引起的损坏。在于框1604处形成附加绝缘层的实施例中，在一些实施例中，烧结材料可以沉积到绝缘层上。

在框1608处，可以对包括沉积烧结材料的被释放和/或被涂覆的MEMS晶片进行烧结操作。烧结操作可以包括烘烤MEMS晶片以干燥被沉积的材料并且烧制MEMS晶片，使得沉积材料扩散至晶片衬底中，从而与MEMS器件形成欧姆接触。在烧结材料被沉积至绝缘层的构型中，烧结操作可以包括将烧结材料扩散通过绝缘层进入晶片衬底中。

烘烤MEMS晶片可以包括在烘烤温度下(例如介于100℃和200℃之间的温度、介于140℃和160℃之间的温度或至少100℃的温度)将MEMS晶片加热一定烘烤时间(例如，少于30分钟，少于60分钟，少于10分钟，多于5分钟，或介于5分钟和15分钟之间)。烧制MEMS晶片可以包括在烧结温度下(例如大于700℃的温度、大于800℃的温度、大于850℃的温度、大于900℃的温度、介于700℃和1000℃之间的温度、介于800℃和900℃之间的温度或小于1000℃的温度)将MEMS晶片加热一定烧结时间(例如，少于30分钟、少于60分钟、，少于10分钟、多于5分钟或介于5分钟和15分钟之间的时间)。

在一个实施例中，烧制MEMS晶片可以包括在5至15分钟内将MEMS晶片从低于100℃的温度加热至高于800℃的温度，将MEMS晶片的温度保持高于800℃5至15分钟，在5至15分钟内将MEMS晶片的温度从高于800℃降至低于100℃，并冷却MEMS晶片1至10小时。在一个实施例中，烧结操作可以包括在至少900℃的温度下烧制MEMS晶片，使得在烧结操作的过程中，氧化物层在晶片衬底上生长。

在框1610处，MEMS晶片可以被分割(切块)成独立MEMS器件，所述MEMS器件各自具有一个或多个烧结电触点诸如银糊剂金属化电触点。

在框1612处，可以对每个MEMS器件进行封装操作(例如，MEMS器件诸如具有银糊剂金属化触点的MEMS致动器可以被安装至便携式电子器件中的摄像机的透镜镜筒中，并可以使用导电环氧树脂耦接至控制导线)。

图17为根据一个实施例的示出了各个制造阶段的MEMS晶片的一部分的流程图，在各个制造阶段，烧结电触点形成在MEMS晶片上。

如图17所示，MEMS晶片1701的一部分可以包括衬底诸如衬底1700(例如硅衬底)。固定材料诸如材料1704可以固定衬底1700中形成的MEMS器件的移动部分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可以被提供给加工设备诸如刻蚀和涂覆设备1706。刻蚀和涂覆设备1706可以包括刻蚀设备(例如执行刻蚀工艺诸如氢氟酸气相刻蚀工艺的设备)用于从MEMS晶片1701去除材料1704，和/或可以包括涂覆设备(例如，用于在附加层诸如绝缘层1708中涂覆MEMS晶片1701的设备)。

在除去材料1704(和可选地增加涂层1708)后，MEMS晶片1701可以被提供给其他加工设备诸如沉积和烧结设备1710。沉积和烧结设备1710可以包括用于将烧结材料诸如金属粉末、金属预成型件、金属油墨或金属糊剂诸如银糊剂沉积至MEMS晶片1701的表面1714上的设备。沉积和烧结设备1710可以包括用于进行烧结操作诸如烘烤操作和烧制操作的加热设备，所述操作使被沉积的烧结材料被干燥并被扩散至衬底1700中，从而形成与衬底1700欧姆接触的烧结电触点1712。在于晶片1701上沉积绝缘层1708的构型中，沉积和烧结设备可以使烧结材料扩散通过层1708进入衬底1700中，从而形成通过层1708与衬底1700形成欧姆接触的烧结电触点。

在MEMS晶片1701上形成烧结电触点诸如触点1712之后，MEMS晶片1701可以被提供给其他加工设备诸如分割和封装设备1716，所述分割和封装设备从MEMS晶片1701切块和/或封装独立的MEMS器件诸如具有烧结电触点的MEMS致动器或MEMS传感器。

尽管本发明仅结合有限数量的实施例进行了详细描述，但应当理解的是，本发明不限于此类所公开的实施例。相反，可以修改本发明以结合以上未描述但符合本发明的精神和范围的任何数量的变型、更改、替代或等效布置。此外，尽管已描述了本发明的各种实施例，不过应当理解的是，本发明的各方面可仅包括所述实施例中的一些。因此，本发明并不视为受限于前面的描述，而仅由所附的权利要求的范围来限定。

Claims (20)

1.一种器件，包括：

微机电系统(MEMS)器件；以及

所述MEMS器件上的烧结电触点。

2.根据权利要求1所述的器件，其中所述烧结电触点包括选自烧结金属糊剂、烧结金属粉末、烧结金属油墨和烧结金属预成型件的烧结材料。

3.根据权利要求1所述的器件，其中所述烧结电触点包括银糊剂金属化电触点。

4.根据权利要求3所述的器件，其中所述MEMS器件包括：

被构造为沿着第一轴线移动平台的至少一个第一MEMS致动器；以及

被构造为沿着大致垂直于所述第一轴线的方向移动所述平台的至少一个第二MEMS致动器，其中所述器件还包括至少一个附加的银糊剂金属化电触点。

5.根据权利要求4所述的器件，其中所述第二MEMS致动器包括三个被构造为配合移动所述平台的第二MEMS致动器。

6.根据权利要求5所述的器件，其中所述第一MEMS致动器至少部分地嵌套在所述三个第二MEMS致动器内。

7.根据权利要求3所述的器件，还包括：

具有电导线的透镜镜筒；以及

将所述电导线连接至所述银糊剂金属化电触点的导电环氧树脂。

8.根据权利要求3所述的器件，其中所述银糊剂金属化电触点包括宽度介于180微米和300微米之间且长度介于120微米和170微米之间的银糊剂点。

9.根据权利要求3所述的器件，其中所述器件包括具有透镜的摄像机并且其中所述MEMS器件包括被构造为移动所述透镜的MEMS致动器。

10.根据权利要求1所述的器件，其中所述器件包括便携式电子器件。

11.一种方法，包括：

提供具有多个MEMS器件的MEMS晶片；

释放所述多个MEMS器件中的每个的至少一个可移动部分；

在所述MEMS晶片上沉积材料；以及

通过烧结所述材料，在所述MEMS晶片上形成多个烧结电触点。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述沉积包括在所述释放后在所述MEMS晶片上沉积所述材料。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述形成包括加热所述MEMS晶片，使得所述材料扩散通过绝缘层进入所述MEMS晶片的衬底中。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述加热包括加热所述MEMS晶片至足以在所述加热过程中允许氧化物生长的温度。

15.根据权利要求11所述的方法，其中所述沉积包括沉积金属糊剂、金属预成型件、金属油墨或金属粉末中的至少一种。

16.根据权利要求11所述的方法，其中所述沉积包括在所述MEMS晶片上沉积银。

17.一种方法，包括：

提供具有第一银糊剂金属化电触点和第二银糊剂金属化电触点的微机电系统(MEMS)器件；

将所述第一银糊剂金属化电触点耦接至控制导线；

以及

将所述第二银糊剂金属化电触点耦接至基准导线。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括：

使用所述控制导线向所述第一银糊剂金属化电触点提供控制电压；以及

使用所述基准导线向所述第二银糊剂金属化电触点提供基准电压。

19.根据权利要求17所述的方法，其中所述MEMS器件耦接至摄像机的透镜，所述方法还包括：

通过向所述第一银糊剂金属化电触点施加电压，使用所述MEMS器件调整所述透镜的位置。

20.根据权利要求17所述的方法，其中所述MEMS器件设置在便携式电子器件中的摄像机的透镜镜筒中，并且其中所述透镜镜筒包括所述控制导线，所述方法还包括：

使用所述控制导线向所述第一银糊剂金属化电触点施加控制电压来对焦所述摄像机。