本實用新型涉及特別是用于微型投影儀的包括使用MEMS技術(shù)獲得的微鏡面的鏡面組件。

背景技術(shù)：

如已知的那樣，微型投影儀(picoprojector)是能夠在墻壁或其他表面上投影圖像、視頻片段、和存儲在小型便攜式電子設(shè)備諸如電話、平板電腦、膝上型電腦等中的其他視覺文件的小尺寸裝置。此外，已經(jīng)提出將這些微型投影儀集成在機動車輛的儀表板上，例如用于將關(guān)于衛(wèi)星導(dǎo)航功能的信息以及其他路線或通信信息投影至擋風(fēng)玻璃上。

為了減小尺寸，微型投影儀使用MEMS微鏡面系統(tǒng)，其能夠圍繞兩個軸線轉(zhuǎn)動以便執(zhí)行對二維區(qū)域的掃描移動。特別地，在一些解決方案中，微鏡面系統(tǒng)包括被驅(qū)動用于圍繞兩個相互垂直旋轉(zhuǎn)軸線而轉(zhuǎn)動的MEMS鏡面配對。

例如，圖1是微型投影儀的示意圖，其中通常是激光源的光源1產(chǎn)生光束2(通常由三個單色光束形成，每個基本顏色對應(yīng)一個光束)，光束2穿過僅示意性示出的光學(xué)系統(tǒng)3而由MEMS鏡面5、6的配對偏轉(zhuǎn)。第一MEMS鏡面5可以例如是水平微鏡面，圍繞第一軸線A旋轉(zhuǎn)并且產(chǎn)生快速水平掃描，并且第二MEMS鏡面6可以例如是垂直微鏡面，圍繞橫向于特別是垂直于第一軸線A的第二軸線B旋轉(zhuǎn)，并且產(chǎn)生通常鋸齒類型的緩慢垂直掃描。兩個MEMS鏡面5、6的移動的組合使得光束2執(zhí)行完整二維掃描移動，并且一旦被投影至投影顯示器7上，用于在其上產(chǎn)生二維圖像。該系統(tǒng)例如描述在WO2010/067354中。

MEMS鏡面5、6可以如圖2中所示而形成。在此，芯片10包括鏡面元件11，具有反射表面9并且懸掛在半導(dǎo)體襯底8之上。鏡面元件11由臂部12的配對支撐，其從鏡面元件11的相對側(cè)面延伸并且限定了鏡面元件11的旋轉(zhuǎn)軸線(例如，垂直微鏡面6的旋轉(zhuǎn)軸線B)。臂部12連接至芯片10的固定的外圍部分13，其經(jīng)由使能臂部12圍繞軸線B旋轉(zhuǎn)的扭力彈簧14而相對于襯底8固定。臂部12進一步耦合至由靜電類型的傳動單元18所形成的驅(qū)動結(jié)構(gòu)。每個傳動單元18包括面向固定電極20的移動電極19。

詳細地，移動電極19相對于臂部12固定并且相對于固定電極20成梳齒狀以用于產(chǎn)生電容性耦合。固定電極20由支撐區(qū)域21承載，其通常相對于芯片10的襯底8而固定。憑借電極19、20的排列設(shè)置，驅(qū)動結(jié)構(gòu)也定義為“梳齒驅(qū)動結(jié)構(gòu)”。

通過在移動電極19和固定電極20之間施加合適的電壓，能夠在它們之間產(chǎn)生吸引/推斥力并且使得移動電極19相對于固定電極20旋轉(zhuǎn)，使得臂部12圍繞軸線B旋轉(zhuǎn)，并且因此使得鏡面元件11的對應(yīng)的受控旋轉(zhuǎn)。

當前，MEMS鏡面5、6手動安裝在微型投影儀中，每個已經(jīng)固定至相應(yīng)的支座。例如，圖3示出了鏡面組件24，其中由10再次標注的芯片固定地耦合至通常是金屬的支座25。承載了電子連接線27的電連接結(jié)構(gòu)26、例如柔性印刷電路(FPC)也固定地耦合至支座25。電連接線27經(jīng)由電引線28以本質(zhì)上已知的方式連接至芯片10。

在便攜式電子設(shè)備中組裝期間，操作員拾起兩個鏡面組件，一個用于水平MEMS鏡面而另一個用于垂直MEMS鏡面，并且使用在特定設(shè)備中的夾具和微型傳動器，定位兩個單元以使得它們匹配，直至使得它們?nèi)缢Ｍ膶?。接著，操作員使用紫外光施加可固化膠體，并且兩個鏡面組件固定在可操作位置中。

該類型組裝是緩慢、困難和感知地易錯的。接著，采用該方法，正確安裝的塊件的生產(chǎn)量和產(chǎn)率并非最優(yōu)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的因此在于改進鏡面組件以用于簡化在電子設(shè)備中的組裝操作。

根據(jù)本實用新型，提供了如所附權(quán)利要求中限定的一種鏡面組件以及一種卷帶。

根據(jù)本公開的第一方面，提供一種鏡面組件，包括：半導(dǎo)體材料的第一芯片，形成第一微鏡面；半導(dǎo)體材料的第二芯片，形成第二微鏡面；以及整體的框架，沿著彎曲線彎曲并且包括分別承載所述第一芯片和所述第二芯片的第一支撐部分和第二支撐部分，所述第一支撐部分和所述第二支撐部分設(shè)置在所述框架的彎曲線的相對側(cè)邊上并且相對于彼此成角度傾斜設(shè)置。

在一些實施例中，所述第一支撐部分和所述第二支撐部分具有多邊形形狀并且通過具有沿著所述彎曲線的彎曲區(qū)域的連接部分的配對而彼此連接。

在一些實施例中，所述第一支撐部分和所述第二支撐部分具有總體矩形的形狀。

在一些實施例中，所述連接部分均包括連接臂部，所述連接臂部具有固定地耦合至所述第一支撐部分的第一端部以及固定地耦合至所述第二支撐部分的第二端部。

在一些實施例中，所述連接臂部均具有S型彎曲部分，設(shè)置在所述彎曲區(qū)域與所述第一端部之間并且限定連接至所述彎曲區(qū)域的第一臂部伸展以及連接至所述第一支撐部分的第二臂部伸展，所述第一支撐部分和所述第二臂部伸展相對于所述連接臂部的第一伸展并不共平面。

在一些實施例中，鏡面組件包括開口。所述開口沿著所述彎曲線延伸在所述第一支撐部分和所述第二支撐部分之間。

在一些實施例中，所述第一支撐部分和所述第二支撐部分均承載分別耦合至所述第一芯片和所述第二芯片的相應(yīng)柔性電連接元件。

根據(jù)本公開的第二方面，提供一種用于組裝集成微鏡面的薄片金屬卷帶，包括：縱向條帶的配對，以一距離彼此平行延伸；多個框架，在所述縱向條帶之間相互并排延伸；以及外圍鏈接元件，設(shè)置在所述縱向條帶和所述框架之間，其中所述多個框架的每個框架與所述縱向條帶和所述外圍鏈接元件整體成型，并且具有用于相應(yīng)的集成微鏡面芯片的第一支撐部分和第二支撐部分，所述第一支撐部分和所述第二支撐部分設(shè)置在所述框架的彎曲線的相對側(cè)面上。

在一些實施例中，用于組裝集成微鏡面的薄片金屬卷帶進一步包括多個支撐臂部和多個中間鏈接元件，每個支撐臂部與所述框架整體成型，每個支撐臂部相對于所述縱向條帶在橫切方向上延伸、具有固定地耦合至所述縱向條帶的端部并且設(shè)置在所述多個框架中的兩個相鄰框架之間；并且每個中間鏈接元件設(shè)置在支撐臂部和所述多個框架的相鄰框架之間。

在一些實施例中，所述中間鏈接元件在每個框架的彎曲線的兩個相對側(cè)邊上成對設(shè)置并且形成與所述彎曲線對準的縱向切口，以及每個框架的所述第一支撐部分和所述第二支撐部分由沿著所述彎曲線在每個框架的所述第一支撐部分和所述第二支撐部分之間延伸的相應(yīng)開口而相互分離。

在一個實施例中，在相同金屬框架上組裝水平和垂直的兩個微鏡面，并且兩個微鏡面經(jīng)由引線電耦合至相應(yīng)的已經(jīng)固定至框架的電連接元件(柔性印刷電路)。接著，彎曲框架以便采用所希望的互角設(shè)置(mutual angular arrangement)而定位兩個微鏡面。彎曲可以自動的執(zhí)行，而無需人類干預(yù)，使用類似于半導(dǎo)體工業(yè)中所使用那些的成型彎壓機以用于在標準集成電路的封裝中定性連接導(dǎo)體?？蚣芸梢耘c多個類似框架一起由卷帶承載，并且單獨的框架可以在單個彎曲步驟之后分離。

附圖說明

為了更好理解本實用新型，現(xiàn)在參照附圖、純粹借由非限定性示例的方式描述其優(yōu)選實施例，其中：

-圖1是微型投影儀的示意性透視圖；

-圖2是圖1的微鏡面的實施例的示意圖；

-圖3是在電子設(shè)備中組裝之前安裝在支座上的微鏡面的頂部平視圖；

-圖4是本實用新型的鏡面組件的透視圖；

-圖5是圖4的鏡面組件的側(cè)視圖；以及

-圖6-圖10在透視圖中示出了包括用于在后續(xù)組裝步驟中制造微鏡面組件的多個框架的卷帶。

具體實施方式

圖4和圖5示出了設(shè)計用于安裝在便攜式電子設(shè)備(未示出)中的鏡面組件30。

鏡面組件30包括彎曲為V型的剛性材料的框架31，用于形成承載第一芯片35的第一支撐部分32以及承載第二芯片36的第二支撐部分33。

框架31總體是薄層金屬(通常是鋁)，例如具有約0.5mm的厚度以便使其在故意設(shè)計的機器(如下文中詳細所述)中彎曲，但是與此同時具有足夠的剛硬程度以防止在操作處理期間的任何形變，以及具有支撐部分32、33的充足平面度以用于精確定位芯片35、36。

第一芯片35在此例如是垂直MEMS鏡面，并且第二芯片36在此例如是水平MEMS鏡面。芯片35、36經(jīng)由膠體(例如半導(dǎo)體工業(yè)中標準的雙粘附層(所謂裸片附接薄膜))固定至相應(yīng)的支撐部分32、33。

此外，框架31承載了兩個電連接結(jié)構(gòu)37、38，其中一個用于每個芯片35、36，例如形成作為粘性印刷電路，所謂的已知類型的FPC，嵌入了類似于圖3的電連接線27的電連接線(在此不可見)。電連接結(jié)構(gòu)37、38經(jīng)由引線60耦合至芯片35、36。

第一支撐部分32經(jīng)由具有S型彎曲部分52的連接臂部39而連接至第二支撐部分33，如以下參照圖8詳細所述。

經(jīng)由平面金屬薄片的剪切和彎曲而獲得框架31，如下文中參照圖6-圖10所述。特別地，框架31在圖5中圍繞由C標注的中間虛線而彎曲，以便獲得在兩個支撐部分32、33之間例如60°的預(yù)設(shè)角度α，以及在相對于彎曲線C遠離的第二芯片36的邊緣與第一芯片35的上表面之間例如2.6mm的預(yù)設(shè)高度H。實際上，彎曲確定比彎曲線更寬的形變區(qū)域。簡言之，在下文中，如上所示的中間虛線將被限定為彎曲線C，并且形變區(qū)域?qū)⒈环Q作彎曲區(qū)域。

以此方式，芯片35、36的反射表面55、56正確地彼此面對，并且處于正確的位置以便能夠偏轉(zhuǎn)光射線，如在圖1的微型投影儀中。

參照圖6，壓印例如鋁的薄片金屬的卷帶40以便形成兩個條帶41，從而形成卷帶40的兩個縱向邊緣，以及多個框架31，在條帶41之間沿著卷帶40的縱向方向相互并排設(shè)置。每個框架31具有大致矩形的形狀并且在多個外圍鏈接42處由條帶41支撐，該多個外圍鏈接在此針對每個框架31為四個，設(shè)置在大致矩形形狀的角部處，并且由支撐臂部43支撐。每個支撐臂部43與條帶41橫切地延伸，具有連接至兩個條帶41的端部并且設(shè)置在兩個相鄰框架31之間。此外，每個支撐臂部43連接至兩個相鄰框架31，設(shè)置在其兩個側(cè)邊處，經(jīng)由在支撐臂部43的中間部分與框架31的中間部分之間延伸的中間鏈接44。

具體而言，中間鏈接44由金屬薄片的S型伸展而形成，相對于彎曲軸線C而對稱地成對設(shè)置以便在它們之間限定切口(slit)47，切口具有與彎曲軸線C對準的縱向伸展。

在每個框架31中，支撐部分32、33相對于彎曲軸線C設(shè)置在相對側(cè)邊上并且由開口48而相互分離，開口48在沿彎曲的軸線C的卷帶40的縱向方向上延伸。

每個框架31的支撐部分32、32具有通常矩形的形狀并且經(jīng)由相對于卷帶40橫切地并且跨越彎曲軸線C延伸的連接部分而相互連接。在所示的實施例中，每個連接部分包括連接臂部49，具有在該第一支撐部分32的相應(yīng)外角部附近、靠近與其相鄰的條帶41而連接至第一支撐部分32的第一端部，以及在第二支撐部分33的相應(yīng)內(nèi)角部附近、靠近彎曲軸線C的連接至第二支撐部分33的第二端部。中間鏈接44 在連接臂部49處連接至框架31。

以此方式，每個連接臂部49形成彎曲區(qū)域49A，如下文中所述，并且具有在彎曲區(qū)域49A與第一支撐部分32的相鄰?fù)饨遣恐g的、沿著相應(yīng)第一支撐部分32的橫向側(cè)邊而延伸的臂部部分49B。

卷帶40進一步承載電連接元件37、38，電連接元件37、38以已知的方式固定至相應(yīng)的支撐部分32、33。電連接元件在此為U型。

第一對準孔洞50沿著條帶41形成，并且每個框架31具有第二對準孔洞51，例如在用于耦合至第一支撐部分32的連接臂部49的端部附近。

在圖7中，第一芯片35和第二芯片36以已知方式例如經(jīng)由裸片附接薄膜附接至相應(yīng)支撐部分32、33，以便暴露相應(yīng)反射表面55、56。接著，以已知的方式，焊接電連接引線60以用于將芯片35、36電連接至相應(yīng)電連接元件37、38。

接著，在圖8中，預(yù)切割卷帶40，用于移除外圍鏈接42，使用在封裝集成電路中所使用的標準類型的修整工具(未示出)，例如用于修整引線框架的管腳。以此方式，每個框架31僅通過支撐臂部43和中間鏈接44而由條帶41支撐。

隨后，在圖9中，所有連接臂部49的伸展49B使用例如用于彎曲引線框架的管腳的在封裝集成電路中所使用標準類型的工具(未示出)經(jīng)受成形步驟，用于在每個連接臂部49中形成相應(yīng)S型彎曲部分52并且沿著臂部部分49B設(shè)置，也即因此不再是平面的。

特別地，以此方式，獲得連接至彎曲區(qū)域49A的第一臂部伸展49B1以及連接至第一支撐部分32的第二臂部伸展49B2(也參見圖4)。此外，第二臂部伸展49B2和與其連接的第一支撐部分32不再與卷帶40的剩余部分共平面，特別是與第二支撐部分33，并且第一芯片35抬起并且接近框架31的第二芯片。

接著，在圖10中，框架31沿著彎曲線C彎曲。為此，成型擠壓機用于彎曲單獨的框架31，單獨的框架31仍然通過支撐臂部43和中間鏈接44固定至條帶41，以便使得兩個芯片35、36形成所希望的相互角度和空間位置。在該步驟中，由如此的事實簡化了彎曲，由于開口48和切口47的存在，僅由連接臂部49形成框架31的彎曲區(qū)域，具有比相應(yīng)框架31較小的寬度(沿卷帶40的縱向方向)。在該步驟中，由于它們小的剖面，中間鏈接44通過扭曲而經(jīng)受形變。以此方式，容易獲得沿著彎曲線C彎曲，并未具有在框架31的其他部分中不正確彎曲的任何風(fēng)險。

最終，通過在連接臂部49附近切割中間鏈接44，分離單獨的框架31以獲得多個鏡面組件30，如圖4和圖5中所示。這些隨后可以調(diào)度用于它們的最終組裝并且容易地和自動地安裝，也由于第二對準孔洞51的存在，無需人工組裝的復(fù)雜和微妙操作。

在此所述的鏡面組件具有數(shù)個優(yōu)點。

特別地，可以提供它們已經(jīng)包括以所希望互角和空間位置設(shè)置的水平微鏡面和垂直微鏡面以用于組裝在電子設(shè)備中。以此方式，可以由拾取和放置機器自動地執(zhí)行組裝，從而減小組裝成本和錯誤定位的風(fēng)險，并且因此增大了合格率。

可以使用自動機器執(zhí)行在電子設(shè)備中鏡面組件的組裝，無需任何人類干預(yù)，因此減小了成本并且提高了生產(chǎn)率。

由于連接臂部49的S型彎曲部分52，可以使得第一芯片35空間地非?？拷诙酒?6，對于相同的彎曲角度α，因此減小了對應(yīng)的第一支撐部分32的尺寸。以此方式，卷帶40具有較小的寬度(沿橫向方向)，使能減少材料并且節(jié)省存儲空間，以及因此減小相關(guān)成本。

最終，明顯的是，可以對于在此所述和所示的鏡面組件、對于卷帶、以及對于組裝方法做出修改和改變，并未使得它們脫離如所附權(quán)利要求中限定的本實用新型的范圍。

例如，彎曲線C可以替代于縱向而是橫向的，比關(guān)切每個框架31的第一和第二支撐部分32、33可以相對于卷帶40縱向?qū)省?/p>