制造mems微鏡組件的方法
【專利摘要】根據本發(fā)明，提供一種制造MEMS微鏡組件(250)的方法，該方法包括將PCB板(205)安裝到金屬板(206)上、將MEMS裝置(240)安裝到PCB板(205)上的步驟，其中該MEMS裝置(240)包括MEMS管芯(241)和磁體(230)。
【專利說明】制造MEMS微鏡組件的方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及制造 MEMS微鏡組件的方法；并且具體但不排他地，涉及制造方法以及 MEMS微鏡組件，該方法包括將MEMS微鏡裝置安裝到PCB板上的步驟。

【背景技術】
[0002] MEMS微鏡裝置是含有光學MEMS (微型機電系統(tǒng)）的裝置。光學MEMS微鏡裝置可 以包括適于隨著時間過去使光移動和偏轉的橢圓形、圓柱形、矩形、方形或者任意形狀的微 鏡。微鏡通過扭轉臂連接至固定部件并且能夠沿一根或兩根軸線傾斜和擺動。例如，微鏡能 夠堅直地和水平地擺動。能夠使用不同的致動原理，包括靜電、熱、電磁或壓電。MEMS微鏡 裝置是已知的，其中這些微鏡的面積是大約幾_ 2。在該情況下，MEMS微鏡裝置的尺寸（包 括封裝）是大約十_2。該MEMS微鏡裝置通常由硅制成，并且能夠被包封在能包括驅動致 動電子器件的封裝中。各種光學部件（例如透鏡、光束組合器、四分之一波片、分束器和激 光器芯片）與已包裝的MEMS組裝在一起以建立完整系統(tǒng)。
[0003] MEMS微鏡裝置的典型應用是用于光學掃描和投影系統(tǒng)。在投影系統(tǒng)中，2D或3D 圖像或者視頻能夠被顯示在任何類型的投影表面上。在彩色系統(tǒng)中，圖像的每一個像素都 通過由例如光束組合器組合經過調制的紅、綠和藍激光以產生限定圖像或視頻的像素的組 合光束來得以產生。MEMS微鏡裝置中的MEMS微鏡將組合光束引導至顯示圖像或視頻的像 素的投影表面。通過該方式顯示圖像或視頻的連續(xù)像素。通過MEMS微鏡的擺動，MEMS微 鏡裝置內的MEMS微鏡將從左到右并且從頂部到底部（或者根據不同的軌跡，其中包括例如 利薩如軌跡）連續(xù)掃描組合光束，使得圖像或視頻的所有像素都連續(xù)、逐像素地顯示在投 影表面上。MEMS微鏡將以這樣的頻率圍繞其擺動軸擺動，該頻率保證組合光束以使得完整 圖像對于觀察者而言可見的速度跨過投影表面被掃描。
[0004] 典型地，MEMS微鏡裝置中的MEMS微鏡能夠沿單根擺動軸線擺動。因此，為了在屏 幕上顯示2D圖像，投影系統(tǒng)將需要兩個MEMS微鏡裝置；需要沿水平掃描組合光束的第一 MEMS微鏡裝置和需要沿堅直掃描組合光束的第二MEMS微鏡裝置。備選地，MEMS微鏡裝置 中的MEMS微鏡能夠被構造成使得其能夠圍繞兩根正交擺動軸線擺動。
[0005] 現在參照圖6a和6b，其中示出了已知的MEMS微鏡裝置1 ;圖6a提供MEMS微鏡裝 置1的平面圖并且圖6b示出了沿圖6a的線A-A'截取的MEMS微鏡裝置1的橫截面圖。
[0006] MEMS微鏡裝置1包括第一支承框架2。第一扭轉臂3a和第二扭轉臂3b將可移動 部件4連接至支承框架2。該可移動部件包括被安裝于其上的微鏡8。在該實施例中，支承 框架2是固定的（即不可移動）。第一扭轉臂3a和第二扭轉臂3b為可移動部件4限定第 一擺動軸線7。第一致動線圈5被支承在可移動部件4上并且連接至該可移動部件4。第一 致動線圈5被布置成圍繞可移動部件4的外周沿第一扭轉臂3a從定位在支承框架2上的 第一電觸頭9a延伸并且沿第一扭轉臂3a延伸回到定位在支承框架2上的第二電觸頭％。
[0007] 第一支承框架2、第一扭轉臂3a和第二扭轉臂3b、可移動部件4、微鏡8、和第一致 動線圈5共同限定MEMS管芯（die) 10。如圖6b中所示，MEMS管芯10被安裝到磁體6上 并且固定于（例如使用膠）該磁體6,使得第一致動線圈5浸沒在磁體6所產生的磁場'B' 中。優(yōu)選地，MEMS管芯10在第一支承框架2處固定至磁體6 ;這通常是通過在MEMS管芯 10的支承框架2與磁體6之間提供膠來實現的。
[0008] 在使用期間，電流'I'通過第一致動線圈5。由于第一致動線圈5浸沒在磁體6所 產生的磁場'B'中，致動線圈5將提供拉普拉斯力（Laplaceforce)，該拉普拉斯力將被施加 于可移動部件4。該拉普拉斯力將使可移動部件4并且因此使微鏡8圍繞其第一擺動軸線 7擺動。
[0009] 應當理解，MEMS微鏡裝置1能夠備選地被構造成使得可移動部件4能圍繞兩根正 交軸線擺動，使得微鏡8能夠沿兩個維度（典型地沿水平和堅直）掃描光。圖7示出了 MEMS 微鏡裝置100,該MEMS微鏡裝置100被構造成使得可移動部件4能夠圍繞兩根正交軸線擺 動。
[0010] MEMS微鏡裝置20具有多個與圖6a和圖6b中所示的MEMS微鏡裝置1相同的特 征；然而，在MEMS微鏡裝置20中，支承框架2被構造成可移動；支承框架2被構造成使得其 能夠圍繞第二擺動軸線17擺動，該第二擺動軸線17與第一擺動軸線7正交。
[0011] MEMS微鏡裝置20還包括固定部件12 (即不可移動部件）；支承框架2通過第三扭 轉臂13a和第四扭轉臂13b連接至固定部件12。第三扭轉臂13a和第四扭轉臂13b限定 第二擺動軸線17。第二致動線圈15連接至支承框架12。該第二致動線圈15也將被磁體 6所產生的磁場'B'浸沒。
[0012] 第二致動線圈15被支承在支承框架2上并且連接至該支承框架2。第二致動線圈 15被布置成圍繞支承框架2的外周沿第三扭轉臂13a從定位在固定部件12上的第一電觸 頭19a延伸并且沿第三扭轉臂13a延伸回到定位在固定部件12上的第二電觸頭19b。應當 注意到，第二致動線圈15不沿第四扭轉臂13b延伸。
[0013] 此外，在MEMS微鏡裝置20中，用于第一致動線圈5的第一電觸頭9a和第二電觸 頭9b定位在固定部件12上并且因此第一致動線圈5被布置成也沿支承框架2以及第三扭 轉臂和第四扭轉臂延伸，以便電氣連接至第一電觸頭9a和第二電觸頭％。
[0014] 第一支承框架2、第一扭轉臂3a和第二扭轉臂3b、可移動部件4、微鏡8、以及第 一致動線圈5、固定部件12、第二致動線圈15、第三扭轉臂13a和第四扭轉臂13b共同限定 MEMS管芯90。MEMS管芯90被安裝到磁體6上并且固定至（例如使用膠）該磁體6,使得 第一致動線圈5被浸沒在磁體6所產生的磁場'B'中。優(yōu)選地，MEMS管芯90在固定部件 12處固定至磁體6 ;這通常是通過在MEMS管芯90的固定部件12與磁體6之間提供膠來實 現的。
[0015] 在使用期間，電流'i'通過連接至可移動部件4的第一致動線圈5。由于第一致動 線圈5被浸沒在磁體6所產生的磁場'B'中，因此第一致動線圈5將提供拉普拉斯力，該拉 普拉斯力將被施加于可移動部件4。該拉普拉斯力將使可移動部件4,并且因此使微鏡8圍 繞第一擺動軸線7擺動。電流'I'還通過連接至支承框架2的第二致動線圈15。由于第二 致動線圈15也被浸沒在磁體6所產生的磁場'B'中，因此第二致動線圈15將提供拉普拉 斯力，該拉普拉斯力將被施加于支承框架2。由第二致動線圈15施加給支承框架2的拉普 拉斯力將使支承框架2,并且因此使通過扭轉臂13a、13b連接至支承框架2的可移動部件4 圍繞第二擺動軸線17擺動。因此，微鏡8將圍繞第一和第二正交擺動軸線7、17擺動。如 果微鏡8在圍繞第一和第二正交擺動軸線7、17擺動時反射光，則反射光將沿兩個維度（例 如水平和堅直）被掃描。例如，這將使得微鏡8接收到的組合光束以例如鋸齒形圖案跨過 投影屏幕的區(qū)域被掃描。
[0016] 目前的MEMS管芯10、90和磁體6的組合的典型缺點之一是機械穩(wěn)定性、導電性和 機械一體化組合成子系統(tǒng)部件。目前的解決方案并不提供這些參數的最佳組合。
[0017] 例如圖6a、6b和7中所示的裝置1、20的MEMS微鏡裝置具有難以操縱的小尺寸。 操縱過程中的困難通常在將MEMS微鏡裝置結合到PCB板上時造成問題;MEMS微鏡裝置在 PCB板上的準確定位難以實現，原因是MEMS微鏡裝置非常容易移位。此外，MEMS微鏡裝置 在被操縱的同時可能掉落或者可能丟失。在MEMS微鏡裝置被手動集成在PCB板上時尤其 如此。
[0018] 本發(fā)明的目的是避免或緩解上述缺點中的至少一些。


【發(fā)明內容】

[0019] 根據本發(fā)明，提供一種制造 MEMS微鏡組件的方法，該方法包括以下步驟：將PCB板 安裝到金屬板上、將MEMS裝置安裝到PCB板上，其中MEMS裝置包括MEMS管芯和磁體。
[0020] 金屬板可以包括鐵磁性材料。金屬板可以是鐵磁性板。
[0021] 有利地，該MEMS裝置通過MEMS裝置的磁體與金屬板之間的磁吸引在PCB板上被 保持就位。優(yōu)選地，PCB板的厚度使得MEMS裝置的磁體所產生的磁場浸沒金屬板的至少一 部分，以提供MEMS裝置的磁體與金屬板之間的磁吸引。該解決方案的另一個優(yōu)點在于能夠 易于執(zhí)行多個MEMS微鏡組件的平行組裝，否則由于來自MEMS微鏡組件中的每一個的磁體 將傾向于彼此吸引或排斥由此變得移位，這是非常困難的。
[0022] 優(yōu)選地，PCB板是柔性PCB板。該PCB板可以是PCB箔板。
[0023] 該PCB板還可以包括一個或多個焊盤，該一個或多個焊盤用于將MEMS裝置電氣連 接至PCB板。PCB板還可以包括一個或多個電氣焊盤，該一個或多個電氣焊盤用于將MEMS 微鏡組件電氣連接至另一個電氣部件的電觸頭。用于將MEMS微鏡組件電氣連接至另一個 電氣部件的電觸頭的一個或多個焊盤可以被布置成與另一個電氣部件的電觸頭直接機械 接觸。
[0024] 將MEMS裝置安裝到PCB板上的步驟可以包括首先將MEMS裝置的磁體安裝到PCB 板上并且隨后將MEMS管芯安裝到磁體上的步驟。
[0025] MEMS管芯可以具有圖6a、6b和7中所示的已知的MEMS裝置的MEMS管芯的任何特 征。優(yōu)選地，可移動部件包括微鏡。可移動部件可以被構造成圍繞單根擺動軸線擺動或者 圍繞兩根正交擺動軸線擺動?？梢苿硬考€可以包括致動線圈。致動線圈可以附接至可移 動部件或者可以被嵌入到可移動部件中。
[0026] 優(yōu)選地，將MEMS管芯安裝到磁體上的步驟包括將MEMS管芯固定至磁體。將MEMS 管芯固定至磁體的步驟可以包括將MEMS管芯膠粘至磁體。
[0027] 將MEMS裝置安裝到PCB板上的步驟可以包括將MEMS裝置固定至PCB板。將MEMS 裝置固定至PCB板的步驟可以包括將MEMS裝置膠粘至PCB板。
[0028] 該方法還可以包括將MEMS裝置的磁體與被設置在PCB板上的對準標記對準的步 驟。
[0029] 該方法可以包括將多個MEMS裝置安裝到PCB板上的步驟。
[0030] 該方法還可以包括將PCB板分開以提供多個機械獨立的MEMS組件的步驟，每一個 MEMS組件都包括被安裝到PCB板上的單個MEMS裝置。例如，能夠通過切割PCB板將PCB板 分開。可以通過將PCB板手動劃片、撕裂或者通過刀切割PCB板來實現PCB板的分開或分 段。PCB板還可以包括機械薄弱的線。這些機械薄弱的線可以由PCB板的預先切割的部分 限定。這將有利于將PCB板分開或分段，以提供多個機械獨立的MEMS微鏡組件。
[0031] 該方法還可以包括以下步驟：將對準掩模安裝到PCB板上，其中該對準掩模包括 網格；以及在將一個或多個MEMS裝置安裝到PCB板上時使用對準掩模的網格來將一個或多 個MEMS裝置定位到PCB板上。
[0032] 網格可以被構造成限定多個矩形開孔，每一個開孔都適于接收MEMS裝置。每一個 矩形開孔還可以包括切口，該切口定位在矩形開孔的至少一個拐角處。該切口可以是圓形 切口。網格可以包括倒角的側面，使得矩形開孔在對準掩模的第一側面處的橫截面積大于 矩形開孔在對準掩模的第二相對側面處的橫截面積。限定矩形開孔中的每一個的網格的側 面都可以被倒角。
[0033] 該方法還可以包括將對準掩模固定至PCB板的步驟。該方法還可以包括在所述或 每一個MEMS裝置都已被安裝到PCB板上之后從PCB板移除對準掩模的步驟。
[0034] 使用對準掩模的網格來將多個MEMS裝置定位到PCB板上的步驟可以包括將單個 MEMS裝置定位在被限定于網格中的一個或多個開孔中，以及將每一個MEMS裝置布置成使 得每一個MEMS裝置的至少第一側面和第二側面都與網格接觸。
[0035] 該方法可以包括如下步驟，S卩：將MEMS裝置定位成使得MEMS裝置的第一側面和第 二側面抵靠對準掩模的網格并且定位在第一側面與第二側面之間的交界處的MEMS裝置的 邊緣位于被設置在網格中的切口中，使得在MEMS裝置的第一側面和第二側面抵靠網格時， MEMS裝置的邊緣保持遠離網格。切口可以定位在矩形開孔的拐角處。
[0036] MEMS裝置的第一側面和第二側面可以是MEMS裝置的磁體的第一側面和第二側 面。
[0037] 該方法可以包括調節(jié)PCB板的尺寸使得當對準掩模被安裝到PCB板上時PCB板的 側面與對準掩模的側面對準的步驟。該方法可以包括調節(jié)PCB板的尺寸使得PCB板的長 度和寬度等于對準掩模的長度和寬度的步驟。PCB板的尺寸可以使得PCB板的四個側面與 MEMS裝置的四個側面對準；這將提供緊湊的組件。
[0038] 該方法可以包括調節(jié)PCB板的尺寸，使得當MEMS裝置被安裝到PCB板上時，MEMS 裝置僅有兩個側面與PCB板的三個側面對準的步驟。
[0039] 該方法可以包括調節(jié)PCB板的尺寸，使得當MEMS裝置被安裝到PCB板上時，MEMS 裝置僅有三個側面與PCB板的三個側面對準的步驟。
[0040] 該方法可以包括調節(jié)PCB板的尺寸，使得當MEMS裝置被安裝到PCB板上時，提供 由從MEMS裝置之下延伸的PCB的一部分限定的第一延伸部分的步驟。該方法可以包括調 節(jié)PCB板的尺寸，使得當MEMS裝置被安裝到PCB板上時，提供由從MEMS裝置之下沿相對方 向延伸的PCB的部分限定的第一延伸部分和第二延伸部分的步驟。
[0041] 該方法還可以包括將MEMS裝置電氣連接至PCB板的步驟。將MEMS裝置電氣連接 至PCB板的步驟可以包括將PCB板布置成使得PCB板上的電氣焊盤與MEMS裝置上的電氣 焊盤直接接觸。將MEMS裝置電氣連接至PCB板的步驟可以包括將一個或多個引線聯結件 布置成使PCB板上的一個或多個電氣焊盤電氣連接至MEMS裝置上的一個或多個電氣焊盤。 [0042] 優(yōu)選地，將MEMS裝置電氣連接至PCB板的步驟可以包括將兩個或多個引線聯結件 布置成使PCB板上的電氣焊盤電氣連接至MEMS裝置上的電氣焊盤。
[0043] 該方法還可以包括將保護性材料布置成形成外殼的步驟，該外殼封閉一個或多個 引線聯結件。使用多個引線聯結件將有利地提高連接的可靠性，原因是如果一個引線聯結 件斷裂，另一個引線聯結件將保持電氣連接。
[0044] PCB板還可以包括電氣焊盤。
[0045] MEMS裝置還可以包括電氣焊盤。
[0046] 弓丨線聯結件可以包括各向異性導電膜（ACF)。各向異性導電膜可以通過向ACF施 加壓力和/或熱而機械和電氣附接至被設置在MEMS管芯上的電氣焊盤。各向異性導電膜 可以通過向ACF施加壓力和/或熱而機械和電氣附接至被設置在PCB板上的電氣焊盤。ACF 可以包括金屬部件，該金屬部件連接至所述電氣焊盤。
[0047] 該方法可以包括在電氣焊盤與引線聯結件之間提供導電膠以將引線聯結件電氣 連接至電氣焊盤的步驟。導電膠可以包括由軟膠質物頂部（gl〇p-t〇p)、厚膠、環(huán)氧樹脂或抗 蝕劑來保護。
[0048] 該方法可以包括使用膠將MEMS管芯固定至磁體上的步驟。該方法可以包括使用 膠將MEMS裝置固定至PCB板上的步驟。該方法可以包括使用膠將PCB板固定至PCB板上 的步驟。膠可以包括環(huán)氧膠、硅膠、氰基丙烯酸。這些膠能夠固化以用于改進粘附。
[0049] 該方法還可以包括將一個或多個電子部件安裝到PCB板上的步驟。該一個或多個 電子部件可以包括連接器、光電二極管、有源或無源電子器件中的至少一個。
[0050] 柔性PCB可以具有對準標記，以有助于組裝。對準標記能夠使用存在于柔性PCB 中的相同的金屬部段、或者通過絲網印刷、通過光刻工藝或激光直寫制成。該方法可以包括 將對準掩模與對準標記對準的步驟。該方法可以包括將MEMS裝置與對準標記對準的步驟。
[0051] 柔性PCB可以具有局部機械增強區(qū)域，以便提供較高的機械穩(wěn)定性。例如，柔性 PCB可以在引線結合件的區(qū)域中局部增強，以便防止PCB上的機械應力將引線聯結件與電 氣焊盤分離。機械增強區(qū)域可以是厚度增大的區(qū)域。該方法可以包括提供導電線的步驟， 所述導電線與PCB板的機械增強區(qū)域平行并且鄰近所述機械增強區(qū)域。該方法可以包括將 導電線布置成使用于將MEMS裝置電氣連接至PCB板的一個或多個焊盤電氣連接至用于將 MEMS微鏡組件電氣連接至另一個電氣部件的電觸頭的一個或多個電氣焊盤的步驟。
[0052] PCB板還可以包括對準標記，以有利于MEMS裝置在PCB板上對準。該方法可以包 括將MEMS裝置與PCB板上的對準標記對準的步驟。
[0053] 對準掩模還可以包括對準標記，以有利于MEMS管芯與磁體對準。該方法可以包括 將MEMS管芯與被設置在對準掩模上的對準標記對準的步驟。該方法可以包括通過使用柔 性PCB中所存在的相同的金屬部段、或者通過絲網印刷、通過光刻工藝或激光直寫在對準 掩模上提供對準標記的步驟。
[0054] 所有的對準、定位和附接步驟都能夠例如使用拾取和放置設備手動、半自動或自 動地進行。
[0055] 根據本發(fā)明，提供一種制造光學系統(tǒng)的方法，該方法包括如下步驟：根據上述方法 步驟中的任何方法步驟制造 MEMS微鏡組件、以及將MEMS微鏡組件集成到包括一個或多個 激光二極管的光學裝置中、將MEMS微鏡組件布置成使得其從激光二極管中的至少一個接 收光。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0056] 在僅以舉例方式給出和由附圖示出的對實施例的描述的幫助下，本發(fā)明將得到更 好的理解，在附圖中：
[0057] 圖la和lb示出了根據本發(fā)明的制造 MEMS微鏡組件的示例性方法中的步驟；
[0058] 圖2提供了用于圖la和lb中所示的步驟的對準掩模的透視圖；
[0059] 圖3示出了根據本發(fā)明的制造 MEMS微鏡組件的示例性方法中的進一步的步驟；
[0060] 圖4示出了根據本發(fā)明的制造 MEMS微鏡組件的示例性方法的進一步的步驟；
[0061] 圖5a和5b提供使用本發(fā)明的方法制造的示例性MEMS微鏡組件的透視圖；
[0062] 圖6a提供已知的MEMS微鏡裝置的平面圖；圖6b提供沿圖6a的線A-A'截取的圖 6a中所示的MEMS微鏡裝置的橫截面圖；
[0063] 圖7提供另一種已知的MEMS微鏡裝置的平面圖。

【具體實施方式】
[0064] 圖la和lb示出了根據本發(fā)明的制造 MEMS微鏡組件的示例性方法中的步驟。該 步驟涉及將PCB板205安裝到金屬板206上。
[0065] PCB板205可以是柔性的。優(yōu)選地，PCB板205分段，以使得PCB板205能夠易于 分開；為了將PCB板205分開，PCB板205的各段簡單地彼此分開，以提供多個機械獨立的 尺寸較小的PCB板。每一個段都可以由被設置在PCB板205上的凹槽限定；在凹槽處，PCB 板205將具有減小的厚度，因此有利于各段彼此分離。應當理解，各段能夠以任何其它合適 的方式被限定；例如，PCB板205可以被部分地切割，以在PCB板205中提供機械薄弱的線， 單個的段可以由這些機械薄弱的線限定。
[0066] 一旦PCB板205已被安裝到金屬板206上，對準掩模204隨后被安裝到PCB板205 上。對準掩模204可以通過在被設置在對準掩模204的外部框架208上的螺孔207中提供 螺釘或緊固件而被固定至PCB板205。
[0067] 如果PCB板205比對準掩模204大，則該方法可以包括調節(jié)PCB板205的尺寸，使 得當對準掩模204被安裝到PCB板205上時，PCB板204的側面211a、211b、211c、211d能 夠與對準掩模204的側面213a、213b、213c、213d對準的步驟。PCB板205的尺寸可以通過 簡單地移除PCB板205的段而易于調節(jié)；適當數量的段被移除，直到PCB板205的長度和寬 度等于對準掩模204的長度和寬度為止。
[0068] 圖2提供對準掩模204的透視圖。對準掩模包括網格215。網格215限定多個矩 形開孔216,每一個開孔都適于接收MEMS裝置。圓形切口 218被設置在每一個矩形開孔216 的其中一個拐角上。
[0069] 限定每一個矩形開孔216的網格215的側面部分221被倒角，使得矩形開孔216 在對準掩模204的第一側面219處的橫截面積小于矩形開孔216在對準掩模204的第二相 對側面220處的橫截面積。
[0070] 現在參照圖3和4,其中示出了該示例性方法的進一步的步驟。
[0071] 當PCB板205、金屬板206和對準掩模204安裝于彼此之上時，其形成疊置件230。 MEMS裝置240隨后被安裝到PCB板205上。在該例子中，MEMS裝置240包括MEMS管芯241 和磁體231。應當理解，磁體231可以是單個永磁體或連接以形成單個磁性部件的一組磁 體。MEMS管芯241包括在介紹中討論的已知的MEMS管芯1、20的任何特征。
[0072] 在該例子中，MEMS裝置240被逐件地安裝到PCB板205上；首先磁體231被安裝 到PCB板205上并且隨后MEMS管芯241被安裝到磁體231上。圖3示出了將磁體231安 裝到PCB板205上的步驟。圖4示出了將MEMS管芯241安裝到磁體231上的步驟。
[0073] 應當理解，備選地，MEMS管芯241能夠首先被安裝到磁體231上以形成MEMS裝置 240并且MEMS裝置240將隨后被安裝到PCB板205上。
[0074] 如圖3中所示，對準掩模204的網格215用于將磁體231 (并且因此將MEMS裝置 240)定位在PCB板205上。磁體231定位在網格215的開孔216中的一個開孔216中。磁 體231被布置成使得磁體231的第一側面233和第二側面235抵靠對準掩模204的網格 215并且定位在第一側面233與第二側面235的交界處的磁體231的邊緣237位于切口 218 中，使得當磁體231的第一側面233和第二側面235抵靠網格215時，磁體231的邊緣237 保持遠離網格215。圓形切口 218使得磁體231能夠精確地定位，原因是該磁體隨后不抵 靠圓形拐角而是僅抵靠線性垂直的側面233、235 ;使用磁體的第一側面233和第二側面235 而不是使用磁體231的一個單個拐角237來實現磁體的定位。
[0075] 磁體231可以使用膠固定至PCB板205。因此，在將磁體231安裝到PCB板205上 之前，膠層可以被施加于PCB板的其上將安裝磁體231的部分或者可以被施加到磁體231 的下表面。膠將磁體231固定至PCB板204。
[0076] 網格215的倒角側面部分221將保證在磁體231被安裝到PCB板204上時從磁體 231下方被擠出的膠并不與對準掩模204接觸。
[0077] -旦磁體231已被安裝到PCB板204上，MEMS管芯241隨后被安裝到磁體231上， 如圖4中所示。MEMS管芯241使用任何合適的固定裝置固定至磁體231 ;在該例子中，MEMS 管芯241使用膠固定至磁體231。
[0078] MEMS裝置240的磁體231所產生的磁場將通過PCB板205到達金屬板206。優(yōu)選 地，PCB板205的厚度使得磁體231所產生的磁場浸沒金屬板206的至少一部分。磁體231 與金屬板206之間的磁吸引將MEMS裝置240保持在PCB板205上的固定位置處；將需要比 磁體231與金屬板206之間的磁力更大的力來移動MEMS裝置240。因此，MEMS裝置240不 能由于磁體231與PCB板205之間的膠正在干透而易于移位。此外，由于MEMS裝置204的 磁體231與金屬板之間的磁吸引，MEMS裝置240將不太可能在被操縱的同時掉落或丟失。
[0079] 如果需要將多個MEMS裝置240安裝到PCB板205上，則可以重復上述步驟。對準 掩模204中的網格215的開孔216中的每一個開孔216都能夠用于以上述的方式將多個 MEMS裝置240中的每一個MEMS裝置240定位在PCB板205上。
[0080] 一旦多個MEMS裝置240已被安裝到PCB板205上，對準掩模隨后被從疊置件230 移除，即從PCB板205拆除對準掩模204。PCB板205隨后被分開以提供多個機械獨立的 MEMS微鏡組件，每一個MEMS微鏡組件都包括被安裝到PCB板205的一部分上的單個MEMS 裝置240。能夠使用任何合適的裝置將PCB板204分開，例如可以通過使用切割工具切割 PCB板來將PCB板204分開或者如果PCB板具有機械薄弱線的話用手簡單地將PCB板204 分段。
[0081] 當PCB板被切割時，機械獨立的MEMS微鏡組件由于MEMS裝置240的磁體231與 金屬板206之間的磁吸引而保持在金屬板206上的固定位置處。這有利于操縱MEMS微鏡 組件并且還降低MEMS微鏡組件丟失或移位的風險，例如由于不同的MEMS微鏡組件的磁體 彼此之間的吸引。
[0082] 對于每一個MEMS微鏡而言，MEMS裝置240中的每一個MEMS裝置240隨后電氣連 接至MEMS裝置240所安裝的PCB板205的部分。能夠通過多種方式實現該電氣連接；例如， 通過將PCB板布置成使得PCB板上的電氣焊盤與MEMS裝置上的電氣焊盤直接接觸，或者通 過將一個或多個引線聯結件布置成使PCB板上的一個或多個電氣焊盤電氣連接至MEMS裝 置上的一個或多個電氣焊盤。可選地，保護性材料可以被布置成形成外殼，該外殼封裝所述 一個或多個引線聯結件。
[0083] 圖5a和5b提供根據本發(fā)明的實施例的MEMS微鏡組件250的透視圖。
[0084] MEMS微鏡組件250包括被安裝到PCB板205上的MEMS裝置240。PCB板205包 括MEMS裝置240被安裝到其上的部分205b和從MEMS裝置240之下延伸的第一延伸部分 205a。如圖5a的虛線所示，PCB板205可以包括第二延伸部分205c，該第二延伸部分205c 沿與第一延伸部分205a相對的方向從MEMS裝置240之下延伸。
[0085] MEMS裝置240包括MEMS管芯241和磁體231。MEMS管芯可以包括介紹中所提到 的MEMS管芯的任何特征。在該例子中，MEMS管芯包括共同限定MEMS管芯10的第一支承 框架2、第一扭轉臂3a和第二扭轉臂3b、可移動部件4、MEMS微鏡8、以及第一致動線圈5。
[0086] 應當理解，PCB板205還可以被安裝到金屬板206上。
[0087] MEMS裝置240通過多個引線聯結件252電氣連接至PCB板205,所述多個引線聯 結件252將PCB板205上的兩個電氣焊盤253a、253b電氣連接至MEMS裝置240上的兩個 電氣焊盤255a、255b。在該例子中，兩個電氣焊盤253a、253b被設置在PCB板205的第一 延伸部分205a上；然而，應當理解，兩個電氣焊盤253a、253b能夠被設置在PCB板205的第 二延伸部分205c上。在該例子中，兩個引線聯結件252將PCB板205上的每一個電氣焊盤 253a、253b電氣連接至MEMS裝置240上的每一個電氣焊盤255a、255b。應當理解，任何數 量的電氣焊盤都可以被設置在PCB板205或MEMS裝置上。
[0088] PCB板205還包括導線257,所述導線257被布置成將PCB板205上的電氣焊盤 253a、253b電氣連接至次級電氣焊盤259a、259b并包括通路（vias)257a、257b。次級電氣 焊盤259a、259b能夠用于將MEMS微鏡組件250連接至另一個電氣部件的電觸頭。例如，如 果MEMS微鏡組件250將被集成到投影裝置中，則MEMS微鏡組件250可以通過次級電氣焊 盤259a、259b電氣連接至投影裝置?？蛇x地，次級電氣焊盤259a、259b可以被設置在PCB 板205的第一延伸部分205a上并且兩個電氣焊盤253a、253b能夠被設置在PCB板205的 第二延伸部分205c上。PCB板205可以彎曲，使得次級電氣焊盤259a、259b與投影裝置中 的適當電觸頭接觸以用于集成。
[0089] 如圖5b中所示，MEMS微鏡組件250還可以可選地包括保護片261，該保護片261 被布置成形成外殼263,該外殼263封裝多個引線聯結件252。保護片261保護引線聯結件 252不受機械撕裂和/或剪切的影響并且不受灰塵和潮濕的影響。
[0090] 應當理解，在每一個實施例中，PCB板205上的電氣焊盤253a、253b中的每一個電 氣焊盤以及/或者MEMS裝置240上的電氣焊盤255a、255b中的每一個電氣焊盤都能夠具 有雙面。優(yōu)選地，PCB板205上的電氣焊盤253a、253b具有雙面，從而意味著能夠在PCB板 205的相對兩個側面處實現與電氣焊盤253a、253b的電氣連接，例如在PCB板205的上表面 和下表面處。
[0091] 在不偏離如所附權利要求限定的本發(fā)明的范圍的情況下，對所描述的本發(fā)明的實 施例的多個改型和變型對本領域技術人員而言將是顯而易見的。盡管已結合特別優(yōu)選的實 施例對本發(fā)明進行了描述，但是應當理解，如所要求保護的本發(fā)明不應當被過度限于這種 特定的實施例。
【權利要求】
1. 一種制造 MEMS微鏡組件（250)的方法，所述方法包括如下步驟：將PCB板（205)安 裝到金屬板（206)上、將MEMS裝置（240)安裝到所述PCB板（205)上，其中所述MEMS裝置 (240)包括MEMS管芯（241)和磁體（231)。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中將所述MEMS裝置安裝到所述PCB板上的步驟包括 首先將所述MEMS裝置的磁體安裝到所述PCB板上并且隨后將所述MEMS管芯安裝到所述磁 體上的步驟。
3. 根據前述權利要求中的任一項所述的方法，其中將所述MEMS裝置安裝到所述PCB板 上的步驟包括將所述MEMS裝置固定至所述PCB板。
4. 根據前述權利要求中的任一項所述的方法，所述方法包括將多個MEMS裝置安裝到 所述PCB板上的步驟。
5. 根據權利要求4所述的方法，所述方法包括將所述PCB板分開以提供多個機械獨立 的MEMS組件的步驟，每一個MEMS組件都包括被安裝到所述PCB板的段上的單個MEMS裝置。
6. 根據前述權利要求中的任一項所述的方法，所述方法還包括以下步驟：將對準掩模 安裝到所述PCB板上，其中所述對準掩模包括網格；在將一個或多個MEMS裝置安裝到所述 PCB板上時使用所述對準掩模的網格將所述一個或多個MEMS裝置定位到所述PCB板上。
7. 根據權利要求6所述的方法，其中所述方法還包括在所述一個或多個MEMS裝置被安 裝到所述PCB板上之前將所述對準掩模固定至所述PCB板、以及在所述或每一個MEMS裝置 已被安裝到所述PCB板上之后從所述PCB板移除所述對準掩模的步驟。
8. 根據權利要求6或7所述的方法，其中使用所述對準掩模的網格將所述一個或多個 MEMS裝置定位到所述PCB板上的步驟包括將單個MEMS裝置定位在所述網格中限定的一個 或多個開孔中、以及將所述或每一個MEMS裝置布置成使得所述或每一個MEMS裝置的至少 第一側面和第二側面與所述網格接觸。
9. 根據權利要求6至8中的任一項所述的方法，其中所述方法包括將MEMS裝置定位成 使得MEMS裝置的第一側面和第二側面抵靠所述對準掩模的網格并且定位在所述第一側面 與所述第二側面的交界處的所述MEMS裝置的邊緣位于被設置在所述網格中的切口中，使 得當所述MEMS裝置的第一側面和第二側面與所述網格接觸時，所述MEMS裝置的所述邊緣 保持遠離所述網格。
10. 根據前述權利要求中的任一項所述的方法，所述方法還包括通過將一個或多個引 線聯結件布置成將所述MEMS裝置上的一個或多個電氣焊盤電氣連接至所述PCB板上的一 個或多個電氣焊盤，來將所述MEMS裝置電氣連接至所述PCB板的步驟。
11. 根據權利要求10所述的方法，所述方法包括將所述一個或多個引線聯結件布置成 將所述MEMS裝置上的一個或多個電氣焊盤電氣連接至所述PCB板上的第一延伸部分上設 置的一個或多個電氣焊盤的步驟，所述第一延伸部分從所述MEMS裝置之下延伸。
12. 根據權利要求10或11所述的方法，其中所述PCB板包括第一延伸部分和第二延伸 部分，所述第一延伸部分和所述第二延伸部分均從所述MEMS裝置之下延伸，所述方法包括 將所述一個或多個引線聯結件布置成使所述MEMS裝置上的一個或多個電氣焊盤電氣連接 至所述PCB板的第二延伸部分上設置的一個或多個電氣焊盤的步驟。
13. 根據權利要求10至12中的任一項所述的方法，所述方法還包括布置保護性材料以 形成外殼的步驟，所述外殼封裝所述一個或多個引線聯結件。
14. 根據前述權利要求中的任一項所述的方法，所述方法包括將所述MEMS裝置固定至 所述PCB板以及在所述MEMS裝置固定至所述PCB板之后從所述金屬板拆除PCB板的步驟。
15. -種MEMS微鏡組件（250)，所述MEMS微鏡組件（250)包括被安裝到PCB板（205) 上的MEMS裝置（240)，其中所述MEMS裝置（240)包括MEMS管芯（241)和磁體（231)，其中 所述PCB板（205)還被安裝到金屬板（206)上。
【文檔編號】G02B26/08GK104145203SQ201380013164
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年2月21日 優(yōu)先權日:2012年3月8日
【發(fā)明者】F.克赫查納, N.阿貝勒 申請人:雷模特斯有限公司