[發(fā)明專(zhuān)利]包括夾在兩個(gè)基板之間的光偏轉(zhuǎn)芯片的光偏轉(zhuǎn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210372037.8
• 申請(qǐng)日: 2012-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103076675A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安田喜昭
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 斯坦雷電氣株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): G02B26/08
• 分類(lèi)號(hào): G02B26/08
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;黃綸偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開(kāi)的主題涉及能夠應(yīng)用于例如投影型顯示系統(tǒng)的光偏轉(zhuǎn)裝置。

背景技術(shù)

近來(lái)，在投影型顯示系統(tǒng)中，來(lái)自光源的點(diǎn)射光(spotlight)通過(guò)光偏轉(zhuǎn)裝置偏轉(zhuǎn)，然后被投影到屏幕上。光偏轉(zhuǎn)裝置包括二維光偏轉(zhuǎn)器和用于保護(hù)所述二維光偏轉(zhuǎn)器的封裝件，所述二維光偏轉(zhuǎn)器是利用半導(dǎo)體制造工藝和微機(jī)械技術(shù)制造的微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)器件。

通常，二維光偏轉(zhuǎn)器包括：反射鏡，其用于反射來(lái)自光源的點(diǎn)射光；活動(dòng)框架，其圍繞所述反射鏡以用于支撐所述反射鏡；內(nèi)致動(dòng)器，其用于使反射鏡關(guān)于反射鏡的X軸振動(dòng)（擺動(dòng)）；支撐體，其圍繞所述活動(dòng)框架；以及外致動(dòng)器，其用于通過(guò)活動(dòng)框架使反射鏡關(guān)于反射鏡的Y軸(與X軸垂直)擺動(dòng)。

作為第一個(gè)示例，內(nèi)致動(dòng)器由扭桿型壓電致動(dòng)器構(gòu)造，以用于通過(guò)扭桿使反射鏡擺動(dòng)，并且外致動(dòng)器由其它扭桿型壓電致動(dòng)器構(gòu)造，以用于通過(guò)其它扭桿使活動(dòng)框架擺動(dòng)(參見(jiàn)：JP2008-20701A)。另外，作為第二個(gè)示例，內(nèi)致動(dòng)器由扭桿型壓電致動(dòng)器構(gòu)造，以用于通過(guò)扭桿使反射鏡擺動(dòng)，并且外致動(dòng)器由彎折型壓電致動(dòng)器構(gòu)造，以用于使活動(dòng)框架擺動(dòng)(參見(jiàn)：JP2009-223165A)。另外，作為第三個(gè)示例，內(nèi)致動(dòng)器由彎折型壓電致動(dòng)器構(gòu)造，以用于使反射鏡擺動(dòng)，并且外致動(dòng)器由其它彎折型壓電致動(dòng)器構(gòu)造，以用于使活動(dòng)框架擺動(dòng)(參見(jiàn)：JP2010-122480A和US2011/0292479A1)。

所述光偏轉(zhuǎn)裝置的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)小而簡(jiǎn)單，驅(qū)動(dòng)功率不會(huì)太大。為了有效體現(xiàn)這一優(yōu)點(diǎn)，封裝件優(yōu)選地盡可能地小。

在現(xiàn)有技術(shù)的第一光偏轉(zhuǎn)裝置中，光偏轉(zhuǎn)器利用樹(shù)脂進(jìn)行晶片接合(die-bond)以形成陶瓷封裝件，然后，在光偏轉(zhuǎn)器的電極焊盤(pán)和陶瓷封裝件的電極焊盤(pán)之間執(zhí)行引線(xiàn)接合(wire-bond)操作。

然而，在上述現(xiàn)有技術(shù)的第一光偏轉(zhuǎn)裝置中，由于陶瓷封裝件中需要用于接合引線(xiàn)的空間，陶瓷封裝件的尺寸將大于二維光偏轉(zhuǎn)器。另外，由于陶瓷封裝件被燒結(jié)，所以陶瓷封裝件的步長(zhǎng)尺寸和周界寬度無(wú)法減小。因此，整個(gè)光偏轉(zhuǎn)裝置的尺寸將較大。需要指出的是，如果光偏轉(zhuǎn)器本身尺寸減小，則可以減小整個(gè)光偏轉(zhuǎn)裝置。然而，在這種情況下，光偏轉(zhuǎn)器需要被重新設(shè)計(jì)以增加開(kāi)發(fā)周期。

在現(xiàn)有技術(shù)的第二光偏轉(zhuǎn)裝置中，采用無(wú)線(xiàn)晶圓級(jí)封裝技術(shù)(參見(jiàn)：JP2005-19966A)。即，將布置有與光偏轉(zhuǎn)器對(duì)應(yīng)的多個(gè)MEMS芯片的硅晶圓粘接到布置有密封蓋的蓋晶圓(cap?wafer)。然后，在硅晶圓內(nèi)形成硅穿孔(TSV)，以將MEMS芯片電連接至硅晶圓的外表面上的電極。最后，利用切割刀片(dicing?blade)等沿其劃線(xiàn)對(duì)硅晶圓和蓋晶圓進(jìn)行切片，以將與各個(gè)密封蓋關(guān)聯(lián)的各個(gè)MEMS芯片彼此分離。因此，各個(gè)切片的密封蓋的尺寸與切片的MEMS芯片的尺寸相同，使得光偏轉(zhuǎn)裝置的尺寸減小。

然而，在上述現(xiàn)有技術(shù)的第二光偏轉(zhuǎn)裝置中，由于需要在硅晶圓內(nèi)形成TSV，所以產(chǎn)量將減少，使得制造成本增加。

另外，即使硅晶圓包括有缺陷的MEMS芯片，這些有缺陷的MEMS芯片也將通過(guò)密封蓋組裝，這也將增加制造成本。

另外，當(dāng)通過(guò)使用切割刀片的刀切片工藝對(duì)硅晶圓切片時(shí)，硅晶圓的MEMS芯片中將產(chǎn)生非常小的缺陷，即，所謂的劃傷(tipping)，使得產(chǎn)量減少，進(jìn)而增加制造成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公開(kāi)的主題試圖解決一個(gè)或更多個(gè)上述問(wèn)題。

根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的主題，在一種光偏轉(zhuǎn)裝置中，光偏轉(zhuǎn)芯片包括反射鏡、被設(shè)置為使所述反射鏡擺動(dòng)的致動(dòng)器以及在所述光偏轉(zhuǎn)芯片的正面上并連接至所述致動(dòng)器的第一焊盤(pán)。第一基板包括在所述第一基板的背面上的第二焊盤(pán)，在所述第一基板中形成有開(kāi)口。所述光偏轉(zhuǎn)芯片的正面粘接到所述第一基板的背面，使得所述光偏轉(zhuǎn)芯片的第一焊盤(pán)與所述第一基板的各個(gè)所述第二焊盤(pán)接觸，并且所述反射鏡與所述開(kāi)口相對(duì)。所述光偏轉(zhuǎn)芯片的背面粘接到所述第二基板的正面。

另外，所述第一基板包括諸如玻璃環(huán)氧樹(shù)脂的有機(jī)材料。在這種情況下，所述第一基板還包括：第三焊盤(pán)，其位于所述第一基板的正面上；通孔結(jié)構(gòu)，其在所述第一基板中連接在所述第一焊盤(pán)和所述第三焊盤(pán)之間；以及電極端子，其位于所述第一基板的所述正面上，并連接至各個(gè)所述第三焊盤(pán)。

此外，所述第一基板包括陶瓷。在這種情況下，所述第一基板還包括：電極端子，其位于所述第一基板的正面上；以及互連，其在所述第一基板中連接在所述第二焊盤(pán)和各個(gè)所述電極端子之間。