传感器系统

摘要

本发明涉及一种传感器系统(100)。该传感器系统(100)包括部件承载件(101)和传感器(102)，该传感器具有控制单元(103)和传感器单元(104)。传感器单元(104)的至少一部分位于部件承载件(101)内。

权利要求

1.一种传感器系统(100)，包括：部件承载件(101)；

传感器设备(102)，所述传感器设备具有控制单元(103)和传感器单元(104)；

其中，所述传感器单元(104)的至少一部分位于所述部件承载件(101)内；

其中所述部件承载件(101)是层叠型部件承载件，其中所述层叠型部件承载件是堆叠并连接在一起的多层结构的复合物；

其中所述控制单元(103)的至少一部分嵌入在所述多层结构的另外的电绝缘层结构(107)中；

其中所述控制单元(103)的至少一部分被所述另外的电绝缘层结构(107)包围，其中，所述传感器单元(104)包括接触表面(108)，在所述接触表面上布置有至少一个传感器触点(109)，以及

其中，所述接触表面(108)抵靠在所述另外的电绝缘层结构(107)上。

2.根据权利要求1所述的传感器系统(100)，其中，所述控制单元(103)的至少一部分位于所述部件承载件(101)内。

3.根据权利要求1或2所述的传感器系统(100)，其中，所述部件承载件(101)包括电绝缘层结构(105)，其中，所述传感器单元(104)的至少一部分布置在所述电绝缘层结构(105)内。

4.根据权利要求3所述的传感器系统(100)，其中，所述电绝缘层结构(105)包括通孔(106)或腔，所述传感器单元(104)布置在所述通孔或腔中。

5.根据权利要求3所述的传感器系统(100)，其中，所述部件承载件(101)包括另外的电绝缘层结构(107)，在所述另外的电绝缘层结构上布置有所述电绝缘层结构(105)。

6.根据权利要求5所述的传感器系统(100)，其中，所述传感器设备(102)是相机，并且所述传感器单元(104)是包括布置在其透镜表面(118)上的透镜(114)的光学单元。

7.根据权利要求6所述的传感器系统(100)，其中，所述透镜表面(118)布置在所述光学单元的相对于所述接触表面(108)的相对表面上。

8.根据权利要求6所述的传感器系统(100)，其中，所述控制单元(103)包括至少一个控制单元触点(110)，其中，所述控制单元触点(110)电耦合到所述传感器触点(109)。

9.根据权利要求8所述的传感器系统(100)，其中，在所述控制单元触点(110)与所述传感器触点(109)之间插入有各向异性导电膜(111)。

10.根据权利要求3所述的传感器系统(100)，其中，所述传感器单元(104)与所述电绝缘层结构(105)没有任何接触。

11.根据权利要求1所述的传感器系统(100)，其中，所述部件承载件(101)包括选自由下述组成的组中的部件：不导电和/或导电嵌体、热传递单元、导光元件、能量收集单元、有源电子部件、无源电子部件、存储设备、滤波器、集成电路、信号处理部件、功率管理部件、光电接口元件、电压转换器、加密部件、发射器和/或接收器、机电换能器、致动器、微机电系统、微处理器、电容器、电阻器、电感、累加器、开关、相机、天线、磁性元件和逻辑芯片。

12.根据权利要求1所述的传感器系统(100)，其中，所述部件承载件(101)包括电子芯片。

13.根据权利要求1所述的传感器系统(100)，其中，所述部件承载件(101)包括导电层结构(113)，其中，至少一个所述导电层结构(113)包括由下述材料组成的组中的至少一种：铜、铝、镍、银、金、钯和钨，上述的铜、铝、镍、银、金、钯和钨中的任一种涂覆有超导材料。

14.根据权利要求3所述的传感器系统(100)，其中，至少一个所述电绝缘层结构(105)包括由以下组成的组中的至少一个：树脂；氰酸酯；玻璃；预浸材料；聚酰亚胺；液晶聚合物；环氧树脂基的积层膜；FR4材料；陶瓷；以及金属氧化物。

15.根据权利要求14所述的传感器系统(100)，其中，所述树脂是双马来酰亚胺‑三嗪树脂。

16.根据权利要求14所述的传感器系统(100)，其中，所述玻璃是玻璃纤维。

17.根据权利要求1所述的传感器系统(100)，其中，所述部件承载件(101)被成形为板。

18.根据权利要求1所述的传感器系统(100)，其中，所述部件承载件(101)被配置为由印刷电路板和基板组成的组中之一。

19.根据权利要求1所述的传感器系统(100)，还包括气密地密封至少所述传感器设备(102)的光学透明盖。

20.一种制造传感器系统(100)的方法，所述方法包括：提供部件承载件(101)；

提供具有控制单元(103)和传感器单元(104)的传感器设备(102)；以及将所述传感器单元(104)的至少一部分定位在所述部件承载件(101)内；

其中所述部件承载件(101)是层叠型部件承载件，其中所述层叠型部件承载件是堆叠并连接在一起的多层结构的复合物；

将所述控制单元(103)的至少一部分嵌入在所述多层结构的另外的电绝缘层结构(107)中；

使所述控制单元(103)的至少一部分被所述另外的电绝缘层结构(107)包围；

将所述传感器单元(104)的至少一个传感器触点(109)布置到所述传感器单元(104)的接触表面(108)上，以及

使所述接触表面(108)抵靠到所述另外的电绝缘层结构(107)上。

21.根据权利要求20所述的方法，还包括：将所述控制单元(103)的至少一部分定位在所述部件承载件(101)内。

22.根据权利要求21所述的方法，通过其中定位有所述传感器单元(104)的电绝缘层结构(105)形成所述部件承载件(101)。

23.根据权利要求22所述的方法，还包括：在所述电绝缘层结构(105)中形成通孔(106)或腔，所述传感器单元(104)位于所述通孔或腔中。

24.根据权利要求22或23所述的方法，形成所述部件承载件(101)的另外的电绝缘层结构(107)，以及将所述电绝缘层结构(105)布置在所述另外的电绝缘层结构(107)上。

25.根据权利要求24所述的方法，还包括：将所述控制单元(103)嵌入所述另外的电绝缘层结构(107)中。

26.根据权利要求25所述的方法，还包括：将透镜(114)布置在所述传感器单元(104)的透镜表面上。

27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述透镜表面布置在所述传感器单元(104)的相对于所述接触表面(108)的相对表面上。

28.根据权利要求25至27中的一项所述的方法，还包括：将所述控制单元(103)的至少一个控制单元触点(110)电耦合到所述传感器触点(109)。

29.根据权利要求28所述的方法，还包括：在所述控制单元触点(110)与所述传感器触点(109)之间插入各向异性导电膜(111)。

30.根据权利要求28所述的方法，还包括：在所述电绝缘层结构(105)与另外的电绝缘层结构(107)之间形成低流动性预浸料层(112)，使得所述低流动性预浸料层(112)包围所述传感器触点(109)和所述控制单元触点(110)。

说明书

传感器系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种传感器系统，尤其是一种相机，并且涉及一种制造传感器系统的方法。

背景技术

[0002] 常规地，传感器模块，尤其是相机模块，在集成电路技术的领域中变得越来越重要。常规地，传感器模块通常在印刷电路板(PCB)的最终装配步骤期间例如利用插座连接件
放置在PCB上。因此，传感器模块布置在PCB的顶表面上，并且因此从PCB的该表面突出。然
而，常规的传感器模块可能存在具有有限的可靠性的问题。

[0003] 本发明的目的是提供一种具有高可靠性的鲁棒的传感器系统。

发明内容

[0004] 该目的通过各实施方式解决，尤其是通过传感器系统和制造传感器系统的方法解决。

[0005] 根据本发明的第一方面，提出了一种传感器系统(在集成电路技术的领域中)。该传感器系统包括部件承载件和传感器，该传感器具有控制单元和传感器单元。传感器单元
的至少一部分位于部件承载件内。

[0006] 根据本发明的另一方面，提出了一种制造传感器系统(例如如上所述)的方法。根据该方法，提供部件承载件和传感器，该传感器具有控制单元和传感器单元。传感器单元的
至少一部分位于部件承载件内。

[0007] 在本申请的上下文中，术语“部件承载件”可以具体地表示能够在其上和/或其中容纳一个或多个电子部件的任何支撑结构，所述电子部件尤其是所描述的传感器，以用于
提供机械支撑和电气连接。换言之，部件承载件可以被配置为用于部件的机械和/或电子承
载件。具体地，部件承载件可以为印刷电路板、有机内插物和IC(集成电路)基板中的一种。
部件承载件也可以是将上述类型的部件承载件中的不同部件承载件组合的混合板。下面进
一步描述部件承载件的示例性实施方案。

[0008] 传感器包括控制单元和传感器单元。控制单元适于从传感器单元接收传感器数据。此外，控制单元适于控制传感器单元，例如控制传感器单元的传感器装置，如果传感器
是相机，则控制诸如透镜和/或拍摄照片的曝光时间。在示例性实施方案中，传感器单元还
可以包括声音产生元件(例如膜)，或者如果传感器是温度传感器的话，传感器单元还可以
包括温度计。

[0009] 如果传感器是相机并且传感器单元是光学单元，则光学单元包括用于拍摄照片的装置。具体地，上述装置为分别用于接收光束和拍摄照片的透镜或透镜系统以及例如LED单
元。光学单元可以包括图像传感器，诸如有源像素传感器(APS)，其由包含像素传感器阵列
的集成电路组成，其中每个像素包含光电检测器和有源放大器。(有源像素)图像传感器例
如为CMOS(互补金属氧化物半导体)APS。此外，图像传感器可以基于电荷耦合器件(CCD)技
术。通过CCD图像传感器，像素由p掺杂的MOS电容器表示。这些电容器在图像采集开始时被
偏置到用于反转(inversion)的阈值以上，从而允许在光学单元的半导体‑氧化物界面处将
入射光子转换成电子电荷。然后使用CCD图像传感器读出这些电荷。

[0010] 然而，在一个示例性实施方案中，传感器系统可以用作距离/位置系统、速度传感器系统、位置/停车传感器系统、颜色传感器系统(色度计)、红外传感器、热传感器/火焰检
测器、光学位置传感器(用于例如虚拟现实设备)、压力传感器/液位传感器、接近传感器/运
动检测器和/或手势传感器/面部检测传感器。

[0011] 此外，传感器系统，尤其是其嵌入式传感器单元，也可以是发光器件，如LED系统、闪光灯或小型投影仪。根据本发明，传感器单元的至少一部分位于部件承载件内。传感器单
元的至少一部分描述了至少三分之一、一半或整个的传感器单元位于并嵌入在部件承载件
内。例如，传感器单元包括一定高度，其中总高度的至少1/3、总高度的1/2或总高度的2/3位
于并嵌入在部件承载件内，而仅相应高度的剩余部分从部件承载件的外表面突出到环境/
大气中。尤其是，整个传感器单元嵌入并位于部件承载件内，使得传感器单元的任何部位或
部分均不从部件承载件的外表面突出。可以提高传感器系统的稳定性和可靠性，特别是由
于传感器模块(诸如相机模块)还从横向侧受到保护。

[0012] 因此，通过将传感器单元至少部分地定位在部件承载件内，减少了由外部冲击引起的受损风险，这是因为由于部分传感器单元定位在部件承载件内导致从外表面突出的突
出部分的高度减小。因此，实现了更鲁棒的传感器系统。此外，传感器系统架构在部件承载
件内提供了有效的电磁屏蔽以及紧凑的封装技术。

[0013] 总之，通过本发明，传感器系统形成嵌入在部件承载件(诸如PCB)中的综合传感器模块。因此，提出了一种使传感器系统从至少一些侧面或所有侧面受保护的完全且充分嵌
入的传感器系统(例如相机板)，使得实现了整个传感器系统的非常高的可靠性和减小的高
度。此外，来自传感器单元的信号可以直接从传感器单元转移到控制单元和其他驱动器或
控制器芯片。通过本发明，传感器可以下陷到部件承载件的内部以用于产生机械安全的环
境，从而确保尤其是在传感器的生产或最终使用期间不会对传感器造成机械损伤。此外，实
现了整个传感器系统的较低的高度，使得可以在底座以及在传感器系统周围的其他机械结
构的设计方面实现更高的灵活性。

[0014] 另外，根据本发明的又一示例性实施方案，控制单元也位于部件承载件内。因此，通过将控制单元定位在部件承载件内，保护所述控制单元免受外部冲击，并且所述控制单
元与传感器尤其是传感器单元的直接连接是可能的。具体地，传感器包括几乎零信号干扰，
这是因为由于控制单元和传感器单元两者均嵌入在部件承载件内，所以控制单元与传感器
单元之间的距离可以形成得非常短。

[0015] 根据本发明的又一示例性实施方案，部件承载件包括电绝缘层结构，其中传感器单元布置在该电绝缘层结构内。

[0016] 根据本发明的又一示例性实施方案，电绝缘层结构包括通孔，具体地是腔、盲孔或阶梯形孔，在它们中布置传感器单元。例如，可以使用低CTE(热膨胀系数)预浸料形成腔。在
另一实施方案中，可以在激光停止层(诸如铜箔)上形成释放层，随后形成一个或多个另外
的层作为积层(build‑up，叠层)。然后，通过激光加工移除另外的积层的材料，从而在积层
中形成止于激光停止层的盲孔。由此，可以形成腔。可替代地，腔的形成可以通过挖刻
(routing)、冲压等来实现。

[0017] 因此，传感器单元通过保护性电绝缘层结构被嵌入和包围，并且因此被保护免受外部冲击。阶梯形孔包括窄部，与具有较大横截面的较宽部相比，该窄部具有较小横截面。
阶梯形孔的较宽部位于部件承载件尤其是电绝缘层结构的外表面下方。通过形成阶梯形
孔，有利的是在阶梯形孔的窄部中布置例如传感器单元的电气部件，其中在较宽部中可以
布置传感器单元的较大部件(诸如光学(传感器)单元的透镜系统)。因此，例如透镜系统包
括用于生成相应图像的光束的宽角度接收窗口，这是因为包围阶梯形孔的较宽部的外表面
的边缘具有距透镜系统较大的距离。

[0018] 具体地，在电绝缘层结构中形成使传感器单元位于其中的通孔，尤其是阶梯形孔，可以通过机械钻孔或激光钻孔来实现。

[0019] 根据本发明的又一示例性实施方案，部件承载件包括另外的电绝缘层结构，在所述另外的电绝缘层结构上布置有所述电绝缘层结构。

[0020] 尤其是，根据又一示例性实施方案，传感器控制器嵌入在该另外的电绝缘层结构中。在所述电绝缘层结构与所述另外的电绝缘层结构之间可以插入有部件承载件的导电
层，以在传感器单元与控制单元之间产生电气连接或者产生与嵌入在部件承载件内的其他
电气部件的电气连接。在一个实施方案中，所述至少一个导电层结构包括由铜、铝、镍、银、
金、钯和钨组成的组中的至少一种。尽管铜通常是优选的，但是其他材料或它们的涂覆形式
也是可能的，尤其是涂覆有超导材料诸如石墨烯的上述材料。

[0021] 优选的是传感器控制器/控制单元直接位于传感器单元下方。更一般地，将传感器控制器定位成在竖向方向上尽可能接近传感器单元是有利的，因为这导致产生高信噪比。

[0022] 为了有效地抑制任何翘曲的趋势，可以使用具有足够低的热膨胀系数的材料，尤其是用于一个或多个电绝缘层结构。尤其适合于一个或多个电绝缘层结构的预浸材料的一
个示例为TD002。

[0023] 部件承载件包括至少一个电绝缘层结构和至少一个导电层结构的堆叠体，或者例如由至少一个电绝缘层结构和至少一个导电层结构的堆叠体组成。例如，部件承载件可以
是所述一个或多个电绝缘层结构和一个或多个导电层结构的层叠体，尤其是通过施加机械
压力形成，如果需要的话所述形成过程受热能支持。所述堆叠体可以提供能够为另外的电
子部件提供大安装表面但仍然非常薄且紧凑的板形部件承载件。术语“层结构”可以具体地
表示在公共平面内的连续层、图案化层或多个非连续岛。

[0024] 根据又一示例性实施方案，所述至少一个导电层结构包括由铜、铝、镍、银、金、钯和钨组成的组中的至少一种。尽管铜通常是优选的，但是其他材料或它们的涂覆形式也是
可能的，尤其是涂覆有超导材料诸如石墨烯的上述材料。

[0025] 根据又一示例性实施方案，传感器单元包括接触表面，在该接触表面上布置至少一个传感器触点。该接触表面抵靠在另外的电绝缘层结构上。传感器触点提供与其他部件
(诸如控制单元)的电气连接。

[0026] 根据又一示例性实施方案，传感器单元是包括布置在其透镜表面上的透镜的光学单元。该透镜表面布置在光学单元的相对于接触表面的相对表面上。

[0027] 根据又一示例性实施方案，传感器控制器包括至少一个控制单元触点，其中该传感器控制器触点电耦合至相机触点。

[0028] 根据又一示例性实施方案，在控制单元触点与传感器触点之间插入有各向异性导电膜。

[0029] 各向异性导电膜(ACF)是无铅且环境友好的粘合剂互连系统。ACF是例如以被称为各向异性导电膏(ACP)的膏的形式提供的，并且两者统称为各向异性导电粘合剂(ACA)。ACA
可以用于在传感器模块(例如相机模块)的组装中执行柔性件与板的连接或柔性件与柔性
件的连接。例如，各向异性导电膜将传感器触点与控制单元触点电连接，并且另外通过粘合
性质将传感器单元分别固定到传感器控制器和另外的电绝缘层结构。

[0030] 根据又一示例性实施方案，传感器单元与电绝缘层结构没有任何接触。因此，在电绝缘层结构与传感器单元之间形成有间隙。该间隙可以填充有空气或其他材料，例如导热
材料和透明材料。因此，可以将热传递远离传感器单元，使得降低过热的风险。此外，通过将
传感器单元完全嵌入在部件承载件内并且通过设置用透明材料填充该间隙，可以向灵敏的
传感器单元提供完全机械的盖和保护。

[0031] 根据又一示例性实施方案，至少一个电绝缘层结构包括由以下组成的组中的至少一个：树脂(诸如增强或非增强树脂，例如环氧树脂或双马来酰亚胺‑三嗪树脂，更具体地为
FR‑4或FR‑5)；氰酸酯；聚亚苯基衍生物(polyphenylene derivate)；玻璃(尤其是玻璃纤
维、多层玻璃、玻璃状材料)；预浸材料；聚酰亚胺；聚酰胺；液晶聚合物(LCP)；环氧树脂基的
积层膜(epoxy‑based Build‑Up Film，环氧树脂基的叠层膜)；聚四氟乙烯(特氟隆)；陶瓷；
以及金属氧化物。也可以使用例如由玻璃(多层玻璃)制成的增强材料，诸如网、纤维或球
体。虽然预浸料或FR4通常是优选的，但是也可以使用其他材料。对于高频应用，高频材料诸
如聚四氟乙烯、液晶聚合物和/或氰酸酯树脂可以在部件承载件中作为电绝缘层结构实现。

[0032] 根据又一示例性实施方案，其中所述部件承载件被成形为板。

[0033] 在一个实施方案中，所述部件承载件被成形为板。这有助于电子设备的紧凑设计，不过其中所述部件承载件提供用于在其上安装电子部件的大基底。此外，由于裸晶片的厚
度小，可以方便地将尤其是作为嵌入式电子部件的优选示例的裸晶片嵌入到薄板诸如印刷
电路板中。

[0034] 根据又一示例性实施方案，所述部件承载件被配置为由印刷电路板(PCB)和基板(尤其是IC基板)组成的组中之一。

[0035] 使用PCB分别作为部件承载件和至少部分弹性的电绝缘层结构可以提供以下优点：通过在常规PCB的表面部分中(例如在PCB的最外层中或两个最外层中)形成部件腔，可
以便宜且简单地制造稳定且可靠的电子设备。随后，将电子部件(诸如包括传感器单元和传
感器控制单元的传感器系统)布置在部件腔的内部。因此，可以提供具有小尺寸的稳定电子
设备。

[0036] 在本申请的上下文中，术语“印刷电路板”(PCB)可以具体地表示通过将若干导电层结构与若干电绝缘层结构层叠形成的部件承载件(其可以是板状的(即平面的)、三维曲
面的(例如当使用3D打印制造时)或者其可以具有任何其他形状)，上述形成过程例如通过
施加压力形成，如果需要的话伴随有热能的供应。作为用于PCB技术的优选材料，导电层结
构由铜制成，而电绝缘层结构可以包括树脂和/或玻璃纤维，所谓的预浸料或FR4材料。通过
形成穿过层叠体的通孔(例如通过激光钻孔或机械钻孔)，并且通过用导电材料(尤其是铜)
填充这些通孔，由此作为通孔连接形成过孔，各个导电层结构可以以期望的方式彼此连接。
除了可以嵌入在印刷电路板中的一个或多个部件之外，印刷电路板通常被配置用于在板形
印刷电路板的一个表面或两个相对表面上容纳一个或多个部件。它们可以通过焊接被连接
到相应的主表面。PCB的电介质部分可以由具有增强纤维(例如玻璃纤维)的树脂构成。

[0037] 术语“基板”可以具体地表示与要安装在其中的传感器系统具有基本相同的尺寸的小部件承载件。在本申请的上下文中，术语“基板”可以具体地表示与要安装在其上的部
件(特别是电子部件)具有基本上相同的尺寸的小部件承载件。更具体地，基板可以被理解
为用于电气连接件或电气网络的承载件以及与印刷电路板(PCB)相当的部件承载件，然而
具有相当高密度的横向和/或竖向布置的连接件。横向连接件例如为传导路径，而竖向连接
件可以为例如钻孔。这些横向和/或竖向连接件布置在基板内，并且可以用于提供尤其是IC
芯片的所容置的部件或未容置的部件(诸如裸晶片)与印刷电路板或中间印刷电路板的电
气连接和/或机械连接。因而，术语“基板”也包括“IC基板”。基板的电介质部分可以由具有
增强球(诸如玻璃球)的树脂构成。

[0038] 根据又一示例性实施方案，所述部件承载件是层叠型部件承载件。在这样的实施方案中，部件承载件是通过施加压力(如果需要的话伴随有热)而堆叠并连接在一起的多层
结构的复合物。

[0039] 根据再一示例性实施方案，传感器系统还包括光学透明盖，该光学透明盖气密地密封至少传感器，特别是相机。这会保护传感器，同时允许电磁辐射诸如光在传感器系统的
内部和外部之间传播。

[0040] 在又一实施方案中，一个或多个另外的电子部件可以嵌入在传感器系统中。所述至少一个部件可以选自由以下组成的组中：不导电嵌体；导电嵌体(诸如金属嵌体，优选地
包括铜或铝)；热传递单元(例如热管)；导光元件(例如光波导或光导体连接件)；电子部件；
或它们的组合。例如，部件可以是有源电子部件、无源电子部件、电子芯片、存储设备(例如
DRAM或另一数据存储器)、滤波器、集成电路、信号处理部件、功率管理部件、光电接口元件、
电压转换器(例如DC/DC转换器或AC/DC转换器)、加密部件、发射器和/或接收器、机电换能
器、传感器、致动器、微机电系统(MEMS)、微处理器、电容器、电阻器、电感、电池、开关、相机、
天线、逻辑芯片和能量收集单元。然而，其他部件也可以嵌入在部件承载件中。例如，可以使
用磁性元件作为部件。这样的磁性元件可以是永磁性元件(诸如铁磁元件、反铁磁性元件或
铁磁性元件，例如铁氧体磁芯)，或者可以是顺磁性元件。然而，所述部件还可以是另外的部
件承载件，例如处于板中板配置。所述部件可以表面安装在部件承载件上，和/或可以嵌入
在部件承载件的内部。此外，其他部件，尤其是产生和发射电磁辐射的那些部件和/或对于
从环境传播的电磁辐射敏感的那些部件，也可以用作部件。

[0041] 本发明的以上限定的方面和其他方面根据下文将要描述的实施方案的实例将是明了的，并且被参照实施方案的这些实例进行说明。

附图说明

[0042] 下面将参照实施方案的实例更详细地描述本发明，但本发明不限于此。

[0043] 图1示出了根据本发明的一个示例性实施方案的传感器系统——尤其是相机系统——的示意图。

[0044] 图2至图6示出了根据本发明的一个示例性实施方案的传感器系统的中间产品的示意图，说明了制造该传感器系统的方法。

[0045] 附图中的图示是示意性的。在不同的附图中，相似或相同的元件被提供有相同的附图标记。

具体实施方式

[0046] 图1示出了根据本发明的一个示例性实施方案的传感器系统100，尤其是相机系统。该传感器系统100(例如相机系统)包括部件承载件101和传感器102(例如相机)，该传感
器具有控制单元103和传感器单元104(例如光学传感器)。传感器单元104的至少一部分位
于部件承载件101内。

[0047] 部件承载件101形成能够在其上和/或其中容纳一个或多个电子部件(尤其是所描述的传感器102)的支撑结构，以用于既提供机械支撑也提供电气连接。

[0048] 传感器102包括控制单元103和传感器单元104。控制单元103适于从传感器单元104(例如光学传感器)接收数据，例如光学数据。此外，控制单元103适于控制传感器单元
104，例如控制光学装置(诸如透镜114)，和/或控制用于拍摄照片的曝光时间。如果传感器
系统100是相机系统并且传感器单元104是光学单元，传感器单元104包括例如用于拍摄照
片的装置。光学单元104可以包括图像传感器，诸如有源像素传感器(APS)，其由包含像素传
感器的阵列的集成电路组成，其中每个像素包含光电检测器和有源放大器。

[0049] 如可以从图1得知的，传感器单元104位于部件承载件101内，使得传感器单元104的任何部位或部分均不从部件承载件101的外表面115突出。

[0050] 通过将传感器单元104定位在部件承载件101内，减少了由外部冲击引起的受损风险，这是因为由于部分传感器单元104定位在部件承载件101内导致从外表面突出的突出部
分的高度减小。因此，实现了更鲁棒的传感器系统100。

[0051] 控制单元103也位于部件承载件101内。如可以从图1得知的，部件承载件101包括电绝缘层结构105，其中传感器单元104布置在电绝缘层结构105内。

[0052] 具体地，电绝缘层结构105包括通孔106，尤其是阶梯形孔，所述传感器单元104布置在该通孔中。

[0053] 因此，传感器单元104通过保护性电绝缘层结构105被嵌入和包围，并且因此被保护免受外部冲击。阶梯形孔包括窄部116，与具有较大横截面的较宽部117相比，该窄部116
具有较小横截面。阶梯形孔106的较宽部117位于部件承载件101的外表面115并且尤其是电
绝缘层结构105下方。通过形成阶梯形孔106，有利的是在阶梯形孔106的窄部116中布置例
如传感器单元104的电气部件，其中在较宽部117中布置传感器系统100(例如相机系统)的
装置，诸如光学单元104的透镜系统114。因此，透镜114包括用于生成相应图像的光束的宽
角度接收窗口(由较宽部117形成)，因为围绕阶梯形孔106的较宽部117的外表面115的边缘
具有距透镜114较大的距离。

[0054] 部件承载件101包括另外的电绝缘层结构107，电绝缘层结构105布置在该另外的电绝缘层结构上。

[0055] 具体地，根据又一示例性实施方案，传感器控制器103嵌入在另外的电绝缘层结构107中。在电绝缘层结构105与另外的电绝缘层结构107之间可以插入有部件承载件101的导
电层113，以在传感器单元104与控制单元103之间产生电气连接或者产生与嵌入在部件承
载件内的其他电气部件(未示出)的电气连接。此外，在导电层113和电绝缘层结构105之间
可以布置由低流动性预浸料112制成的另外的层。

[0056] 传感器单元104包括接触表面108，至少一个传感器触点109布置在该接触表面上。接触表面108抵靠在另外的电绝缘层结构107上。传感器触点109提供与其他部件(诸如控制
单元103)的电气连接。

[0057] 传感器单元104包括布置在传感器单元104的透镜表面118上的透镜114。透镜表面118布置在传感器单元104的相对于接触表面108的相对表面上。

[0058] 相应地，传感器控制器103包括至少一个控制单元触点110，其中传感器控制器触点110电耦合到传感器触点109。

[0059] 在控制单元触点110与传感器触点109之间插入有各向异性导电膜111。各向异性导电膜(ACF)111是无铅且环境友好的粘合剂互连系统。各向异性导电膜111将传感器触点
109与控制单元触点110电连接，并且另外通过粘合特性将传感器单元104分别固定到传感
器控制器103和另外的电绝缘层结构107。

[0060] 传感器单元104与电绝缘层结构105没有任何接触。因此，在电绝缘层结构105与传感器单元104之间形成有间隙。该间隙可以填充有空气或其它材料，例如导热材料。因此，可
以将热传递远离传感器单元104，使得降低过热的风险。

[0061] 在下文中，描述传感器系统100的示例性制造方法。

[0062] 如可以从图2得知的，提供了部件承载件101。部件承载件101包括嵌入式控制单元103。具体地，提供在其中嵌入有控制单元103的另外的电绝缘层结构107。

[0063] 沿着另外的电绝缘层结构107的顶表面和底表面，形成相应的导电层113。在另外的电绝缘层结构107的顶表面处的导电层113适配成例如通过蚀刻法，使得形成电耦合至传
感器控制器103的相应控制单元触点110。

[0064] 如可以从图3得知的，在下一步骤中，将各向异性导电膜(ACF)111施加到另外的电绝缘层结构107的接触区域，使得ACF覆盖控制单元触点110。另外的电绝缘层结构107的所
述接触区域描述了稍后在其上布置传感器单元104的区域。

[0065] 如可以从图4得知的，将例如起到光学传感器作用的包括透镜114和传感器触点109的传感器单元104布置在接触区域上。对ACF进行例如热处理，使得在传感器单元104与
控制单元103之间产生粘合剂接合。此外，相机触点109与控制单元触点110之间的电连接由
ACF形成。

[0066] 如可以从图5得知的，将另外的层布置到另外的电绝缘层结构107上，尤其是布置到上导电层113上。具体地，所述另外的层由低流动性预浸料112制成。因此，通过使用低流
动性预浸料112，减少了制造过程期间低流动性预浸料112(树脂)爬升至传感器单元的装置
(诸如相机透镜114)的风险。

[0067] 接下来，将电绝缘层结构105布置到低流动性预浸料层112的上表面上。电绝缘层结构105包括凹部501，在该凹部中容纳并且嵌入有包括透镜114的传感器单元104。

[0068] 如可以从图6得知的，电绝缘层结构105通过深度挖刻过程601和/或通过钻孔过程而被穿透，使得形成通孔106的较宽部117。

[0069] 具体地，通孔106的较宽部117的形成产生与周围的电绝缘层结构105分立的盖帽602。因此，在下一步骤中，移除盖帽602，使得透镜114适于接收来自在电绝缘层结构105周
围的环境的光束。在移除盖帽602的步骤之后，制造出如图1所示的传感器系统100的示例性
实施方案。

[0070] 应当注意，术语“包括”并不排除其他元件或步骤，并且“一个”或“一”并不排除多个。与不同实施方案相关联地描述的元件也可以进行组合。还应当注意，权利要求中的附图
标记不应被解释为限制权利要求的范围。本发明的实施不限于附图中所示和上述的优选实
施方案。而是，使用所示出的方案和根据本发明的原理的多种变型都是可能的，即使在根本
不同的实施方案的情况下也如此。

[0071] 附图标记

[0072] 100传感器系统

[0073] 101部件承载件

[0074] 102传感器/相机

[0075] 103控制单元

[0076] 104传感器单元/光学单元

[0077] 105电绝缘层结构

[0078] 106通孔

[0079] 107另外的电绝缘层结构

[0080] 108接触表面

[0081] 109传感器触点

[0082] 110控制单元触点

[0083] 111各向异性导电膜

[0084] 112低流动性预浸料

[0085] 113导电层

[0086] 114透镜

[0087] 115外表面

[0088] 116通孔的窄部

[0089] 117通孔的较宽部

[0090] 118透镜表面

[0091] 501凹部

[0092] 601深度挖刻

[0093] 602盖帽