CN113132571B - 成像模组及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种成像模组及其制造方法，压电元件支撑连接被移动元件，限位槽设于所述被移动元件的表面，所述压电元件的固定端固定于一支撑块，可动端伸入所述限位槽内，所述限位槽为所述可动端提供移动空间，利用与所述压电元件电连接的外部信号连接端为所述压电元件通电，使得所述压电元件的可动端相对于固定端向上或向下翘曲，以移动所述被移动元件，通过压电元件可动端两侧设置挡块，并至少设置两个相邻的抬升器，在抬升器抬升被移动元件过程中，因相邻的抬升器存在夹角，设置的挡块限制了彼此在横向上的移动，解决了被移动元件横向移动的问题。

Description

成像模组及其制造方法

技术领域

本发明涉及运动控制技术领域，尤其涉及一种成像模组及其制造方法。

背景技术

在一些电子终端中，通常会需要让其中的某些部件发生平移、竖直移动或者倾斜，进而实现某些特殊功能。例如目前在一些具有镜头模组的摄像机、照相机和手机等各种电子终端中，通常会通过VCM马达(Voice Coil Actuator/Voice Coil Motor，音圈马达)等驱动机构来使得可移动透镜或图像传感器，在光轴方向上位移以聚焦或变焦，或者，在垂直于光轴方向的方向上位移以防止光学抖动。然而，不同于传统单反相机，在空间体积狭小的手机、微型摄像机、照相机等电子终端实现该功能，是一项巨大工程挑战。而且，随着手机等电子终端的成像系统越来越复杂，镜头模组越来越重，VCM马达等传统的驱动机构的驱动能力逐渐不足，并且结构复杂，占用空间大。

发明内容

为了解决上述问题，提出利用压电元件驱动被移动元件，在使用压电元件驱动被移动元件时，存在被移动元件横向移动的问题。

本发明的目的在于提供一种成像模组及其制造方法，解决被移动元件横向移动的问题。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种成像模组，包括：

被移动元件，所述被移动元件包括透镜组、成像传感元件、光圈或透镜片；

至少两个与被移动元件表面相连的抬升器，至少一组相邻两个抬升器沿第一方向的延长线相交；

所述抬升器包括：限位槽、压电元件和支撑块，所述限位槽与所述被移动元件的表面固定连接；所述压电元件包括可动端和固定端，所述固定端固设在所述支撑块上，可动端伸入所述限位槽内，所述限位槽为所述可动端提供移动空间，所述压电元件在通电状态下，所述可动端带动被移动元件向上移动；所述第一方向为平行于被移动元件所在平面，且垂直于固定端到可动端的方向，所述限位槽沿平行于第一方向上在压电元件可动端两侧具有挡块。

第二方面，本发明提供一种成像模组的制造方法，所述成像模组包括被移动元件，所述被移动元件所述被移动元件包括透镜组、成像传感元件、光圈或透镜片，所述方法包括：

提供基底；

在所述基底上形成至少两个抬升器，至少一组相邻两个抬升器沿第一方向的延长线相交；所述抬升器包括：限位槽、压电元件、支撑块和第一外部信号连接端；所述压电元件包括可动端和固定端，所述固定端固设在所述支撑块上，可动端伸入所述限位槽内；所述第一方向为平行于被移动元件所在平面，且垂直于固定端到可动端的方向，所述限位槽沿平行于第一方向上在压电元件可动端两侧具有挡块；

将所述被移动元件设置在所述抬升器的限位槽上。

在本发明提供的成像模组及其制造方法中，压电元件支撑连接被移动元件，限位槽设于所述被移动元件的表面，所述压电元件的固定端固定于一支撑块，可动端伸入所述限位槽内，所述限位槽为所述可动端提供移动空间，利用与所述压电元件电连接的外部信号连接端为所述压电元件通电，使得所述压电元件的可动端相对于固定端向上或向下翘曲，以移动所述被移动元件，通过压电元件可动端两侧设置挡块，并至少设置两个相邻的抬升器，在抬升器抬升被移动元件过程中，因相邻的抬升器存在夹角，设置的挡块限制了彼此在横向上的移动，解决了被移动元件横向移动的问题。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的成像模组的剖面示意图；

图2是本发明实施例一提供的压电元件和限位槽的剖面俯视示意图；

图3是本发明实施例一提供的成像模组的俯视示意图；

图4是本发明实施例一提供的压电元件的剖面示意图；

图5是本发明实施例一提供的三层压电元件的剖面示意图；

图6a为本发明实施例一提供的第一种压电元件的俯视图；

图6b为本发明实施例一提供的第二种压电元件的俯视图；

图6c为本发明实施例一提供的第三种压电元件的俯视图；

图6d为本发明实施例一提供的第四种压电元件的俯视图；

图7a是本发明实施例二提供的第一种设置套筒的成像模组的剖面示意图；

图7b是本发明实施例二提供的第二种设置套筒的成像模组的剖面示意图；；

图8a是本发明实施例二提供的第一种套筒和被移动元件的俯视示意图；

图8b是本发明实施例二提供的第二种套筒和被移动元件的俯视示意图；

图8c是本发明实施例二提供的第三种套筒和被移动元件的俯视示意图；

图9为本发明实施例三提供的成像模组的剖面示意图；

图10a为本发明实施例三提供的第一种定位装置与限位槽的俯视示意图；

图10b为本发明实施例三提供的第二种定位装置与限位槽的俯视示意图；

图10c为本发明实施例三提供的第三种定位装置与限位槽的俯视示意图；

图10d为本发明实施例三提供的第四种定位装置与限位槽的俯视示意图；

图11a是本发明实施例三提供的压电元件没通电时抬升器的结构示意图；

图11b是本发明实施例三提供的压电元件通电时抬升器的结构示意图；

图12a至图12l是本发明实施例五提供的成像模组的制造方法中成像模组的结构示意图；

图13a和图13b是本发明实施例五提供的压电元件形成的结构示意图；

其中，附图标记如下：

10-线路板；20-压电元件；201-转轴；21-第一电极；22-第二电极；23-压电膜；24-支撑层；25-绝缘层；26-挡块；251-第一引出端；252-第二引出端；30-被移动元件；40-限位槽；41-第一膜层；42-第二膜层；43-第三膜层；50-支撑块；61-第三电连接端；62-第四电连接端；76-引线；80-定位块；81-限位壁；90-底座；100-套筒；101-限位臂；

211-奇数层电极；221-偶数层电极；26-导电结构；

1201-基底；1202-第一牺牲层；1203-第一支撑层；1204-第一开口；1205-初始限位结构的第一部分；1206-第二开口；1207-第二牺牲层；1208-第二支撑层；1209-第二膜层的第一部分；1210-初始限位结构的第二部分；1211-第三牺牲层；1212-第四牺牲层；1213-第二膜层的第二部分；1214-初始限位结构的第三部分；1215-连接层；1216-挡块开口；1228-SOI衬底。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。根据下面的说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。若某附图中的构件与其他附图中的构件相同，虽然在所有附图中都可轻易辨认出这些构件，但为了使附图的说明更为清楚，本说明书不会将所有相同构件的标号标于每一图中。

实施例一

如图1、图2和图3所示，本实施例提供了一种成像模组，包括：

被移动元件30，所述被移动元件30包括透镜组、成像传感元件、光圈或透镜片；

至少两个与被移动元件30表面相连的抬升器，至少一组相邻两个抬升器沿第一方向的延长线相交；具体如图3所示，a方向上的抬升器与b方向为一组或a方向上的抬升器与c方向的抬升器为一组，

所述抬升器包括：限位槽40、压电元件20、支撑块50和第一外部信号连接端，所述限位槽40与所述被移动元件30的表面固定连接；所述压电元件20包括可动端和固定端，所述固定端固设在所述支撑块50上，可动端伸入所述限位槽40内，所述限位槽40为所述可动端提供移动空间，所述压电元件20在通电状态下，所述可动端带动被移动元件30向上移动；所述第一方向为平行于被移动元件30所在平面，且垂直于固定端到可动端的方向，如图2所示，所述限位槽40沿平行于第一方向上在压电元件20可动端两侧具有挡块，所述第一外部信号连接端，与所述压电元件中的电极电连接。

具体的，如图4所示，所述压电元件20包括支撑层24位于所述支撑层24上的压电叠层结构，所述压电叠层结构包括从下至上依次堆叠的压电膜23和绝缘层25，所述压电膜23上下表面分别具有的第一电极21和第二电极22，所述第一电极21和第二电极22分别连接第一引出端251和第二引出端252，所述第一引出端251和第二引出端252均位于所述绝缘层25中。

本发明实施例中，所述第一引出端251和所述第二引出端252还可以均位于所述压电元件20的底面，也就是位于所述支撑层24中，或者，所述第一引出端251和所述第二引出端252还可以分别位于所述压电元件20的顶面和底面，本发明实施例不作限制。所述压电元件20不限于做好了第一引出端和第二引出端的整体结构，还可以是没有形成第一引出端和第二引出端的结构，也即所述压电元件20包含支撑层24、压电膜23、绝缘层25及位于所述压电膜23上下表面的第一电极21和第二电极22，所述外部信号连接端需要通过另外制作导电插塞从而连接到所述第一电极21和第二电极22。

可选的，如图4所示，所述第一引出端251和所述第二引出端252均位于所述压电元件20的顶面且作为所述外部信号连接端。所述第一引出端251和所述第二引出端252分别通过引线76与线路板10电连接，使得所述线路板10可以为所述压电元件20的第一电极21和第二电极22施加电压，以使所述压电膜23的上表面和下表面之间产生压差，从而使得所述压电膜23收缩，而由于所述支撑层24无法伸缩，所以导致整个所述压电元件20在通电会向上或向下翘曲(翘曲的方向、翘曲的程度视在所述压电膜23上下表面施加的电压而定)。所述压电膜23需要采用通电可发生形变的压电材料制成，例如是石英晶体、氮化铝、氧化锌、锆钛酸铅、钛酸钡、镓酸锂、锗酸锂或锗酸钛等材料。所述支撑层24的材料则为不导电的介质材料，例如是氧化硅、氮化硅等。

应理解，本发明不限于直接通过引线76连接所述第一引出端251、所述第二引出端252和线路板10，可以在所述支撑块的顶面设置一个电连接端，将所述第一引出端251、所述第二引出端252与所述电连接端采用引线电连接，然后再用另外的互联结构(如引线或导电插塞)将所述支撑块顶面的电连接端与所述线路板10电连接即可，这样可以缩短引线76的长度。

本发明中，不限于将所述第一引出端251和所述第二引出端252作为所述外部信号连接端。如图8所示，当第一引出端251和所述第二引出端252均位于所述压电元件20的底面时，所述第一外部信号连接端包括所述第三电连接端61和第四电连接端62，所述第三电连接端61和第四电连接端62位于所述支撑块50的底面且正对所述压电元件20，采用导电插塞将所述第一引出端251和所述第二引出端252与所述第三电连接端和第四电连接端电连接。应理解，当第一引出端251和所述第二引出端252分别位于所述压电元件20的顶面和底面时，所述第四电连接端62可以位于所述支撑块50的底面且正对所述压电元件20，采用导电插塞将位于底面的引出端(例如所述第二引出端252)与所述第四电连接端电连接，所述第一引出端251则作为所述第三电连接端61。

如图5所示，本实施例中，所述压电元件20包括支撑层24位于所述支撑层24上的压电叠层结构，所述压电叠层结构包括三层压电膜23。

每一层所述压电膜23上表面和下表面均分布有电极，相邻两层压电膜23共用位于两者之间的电极，所以三层压电膜23共计4层电极，所述电极从下至上依次计数，奇数层电极211利用导电结构26电连接在一起，偶数层电极221利用另一导电结构26电连接在一起，所述导电结构26伸入所述压电叠层结构的部分需要位于绝缘层25中，仅端部与需要电连接的电极接触。两个所述导电结构26的顶部可以分别作为第一引出端和第二引出端，使得所述第一引出端、第二引出端均位于所述压电元件20的顶面。

本发明中，所述压电叠层结构不限于包括三层压电膜，还可以包括两层、四层、五层或六层等，通过增加压电膜的数量可以提升所述压电元件20翘曲的能力，使得所述压电元件20能够移动质量更大的成像传感元件。

可选的，奇数层电极211和所述偶数层电极221电连接的方式不限于如图5所示的导电结构26，例如可以通过导电插塞和互联线的方式电连接。所述导电结构26还可以将所述奇数层电极211和偶数层电极221都引至所述支撑层24底面，以使所述第一引出端、第二引出端均位于所述压电元件20的底面，或者将所述奇数层电极211和偶数层电极221分别引至所述压电元件20的顶面及所述支撑层24底面，使得所述第一引出端、第二引出端分别位于所述压电元件20的顶面和底面，在此不再一一举例说明。

应理解，为了保证三层压电膜的翘曲方向相同，相邻的两层压电膜的极性相反。

如图1所示，所述限位槽40设置于所述被移动元件30的下表面。在被移动元件30的下表面设有第一膜层41、第二膜层42及第三膜层43，所述限位槽40由三个膜层围绕而成。本发明实施例中，所述限位槽40不限于由该另外设置的膜层围绕而成，也可以由被移动元件30本身形成有限位槽40，比如，在被移动元件30的侧表面形成有凹陷以作为该限位槽40。在被移动元件30的上表面上设置限位槽的方式可以参照在被移动元件30下表面设置限位槽的方式。

本实施例中，由于被移动元件30可以为成像传感元件、可变透镜或可变光圈，均为透光元件，因此，构成限位槽40的膜层分布于所述被移动元件30的边缘，不能挡光。构成限位槽40的膜层为透明膜层时，这些膜层也可以位于被移动元件的透光区域。

本发明中，构成限位槽40的膜层通过沉积的方式位于所述被移动元件30上，也可以每个所述限位槽40均作为一个独立的结构与所述被移动元件30的表面黏胶连接。

如图1所示，所述限位槽40包括：顶壁、底壁、以及侧壁，顶壁相对于所述底壁更靠近所述被移动元件30，侧壁位于所述底壁和顶壁之间，连接所述底壁和顶壁。顶壁由第一膜层41充当，底壁由第三膜层43充当；侧壁由第二膜层43充当。

本发明中，所述限位槽40不限于是由三个膜层围绕而成的，还可以由一个膜层、两个膜层、四个膜层等围绕而成。所述限位槽40还可以是由所述被移动元件30的表面与所述膜层围绕而成，例如，所述膜层构成所述限位槽40的底壁和侧壁，利用所述被移动元件30的表面作为所述限位槽40的顶壁。应理解，当利用所述被移动元件30的表面作为所述限位槽40的顶壁时，可以将侧壁的端部与所述被移动元件30的表面黏胶连接。

所述压电元件20在通电状态下，所述可动端可以向上或向下翘曲，当所述可动端翘曲至接触所述限位槽的顶壁或底壁时，即可向所述限位槽施加向上或向下的推力，从而带动所述限位槽移动。所述限位槽提供的移动空间可以允许所述压电元件20在沿所述被移动元件30表面的方向上有一定的翘曲度，防止不被需要的旋转发生。并且，所述限位槽还可以为所述压电元件20提供支撑，防止所述压电元件20在未通电时下垂。

所述支撑块50与所述压电元件20的固定端黏胶连接，或者通过干膜连接。本发明中，所述压电元件20整体位于所述支撑块50内且可动端伸出所述支撑块50，形成悬臂的结构，可以应用在需要将所述被移动元件30上抬或下移的场合中。

可动端上具有转轴201，所述转轴201置于所述限位槽40内，所述限位槽40为所述转轴提供移动空间，所述转轴201与所述压电元件为一体结构，两者之间相互绝缘；或者，所述转轴201粘结在所述压电元件20的可动端。所述转轴201分布于所述可动端的两侧；或者，所述可动端的两侧之间分布有至少一个所述转轴201。

限位槽40为所述可动端提供移动空间指的是所述限位槽40的尺寸大于所述可动端的尺寸，也即，所述限位槽40的长度大于所述可动端长度，所述限位槽40的高度大于所述可动端的厚度，以使所述可动端能够在所述限位槽40内自由转动及滑动，当所述压电元件20翘曲时，所述可动端能够在所述限位槽40内移动，以防止所述压电元件20的可动端卡死。在限位槽的高度等于转轴的直径时，可以更好的控制被移动元件的抬升、下降量，不会存在还需要克服转轴和限位槽之间的空间余量的问题。

图6a所示，所述转轴201分布于所述压电元件20的可动端的端部中央，所述转轴201与所述压电元件20之间在沿垂直与所述转轴201轴向上具有一间隙，使得所述转轴201置于所述限位槽40内后，所述压电元件20不会位于所述限位槽40内。

本发明中，每个所述压电元件20的转轴201不限于1个，如图6b所示，三个转轴201均匀分布于所述压电元件20的可动端的端部中央，每个所述转轴201与所述压电元件20之间在沿垂直与所述转轴201轴向上具有一间隙，且每个所述转轴201均置于所述限位槽40内。或者如图6c所示，两个转轴201分别位于所述压电元件20的可动端的两侧，并沿背离所述压电元件20的方向向外伸出，将每个所述转轴201均置于一个所述限位槽40内。

可选的，如图6d所示，所述转轴201不限于与所述压电元件20是单独的两个结构，所述转轴201和所述压电元件20可以是一体结构。可以在压电元件的端部进行图形化工艺刻蚀出转轴，转轴201和所述压电元件20的材质可以完全相同，也可以是转轴201是压电元件20的某些膜层结构构成。压电元件20和转轴201之间绝缘设置，两个部分之间采用绝缘结构隔离开，也可以是转轴201本身采用绝缘材料，使得在所述压电元件20的电极上施加电压时，不会影响所述转轴201。具体的，如图6d所示，可以是在做所述压电元件20时，将所述压电元件20的一个端部采用所述绝缘结构隔离开，再加工出转轴201，所述转轴201和所述压电元件20的材质相同。所述一体结构也不限于此，还可以是在形成绝缘层25之后再将所述绝缘层25的一部分加工为转轴201，所述转轴201的材质为介质材料。

应理解，本实施例仅是示意性的描述了几种转轴201在可动端上的分布方式，实际上，所述转轴201的分布方式还可以是其他种，所述转轴201的数量也不限于是一个、两个或三个，还可以是四个、五个或六个等，本实施例不作限制。并且，当所述转轴201的分布方式不同时，所述限位槽40的数量以及在所述被移动元件30表面上的位置的也应相应变化。

至少两个与被移动元件30表面相连的抬升器，至少一组相邻两个抬升器沿第一方向的延长线相交中，第一方向即图2中虚线所示的方向。在压电元件20可动端两侧设置挡块，在压电元件20移动过程中，使压电元件20可动端只能沿图中实线方向移动，而在虚线方向因挡块的阻挡作用，使得压电元件20可动端在虚线方向的移动距离，只限于压电元件20可动端与挡块的间隙的距离，而该间隙的距离非常小。

可选的，所述被移动元件30所在平面具有第二方向和第三方向，所述第二方向和第三方向的夹角为0度到180度；所述第二方向上至少有一个抬升器，所述第三方向上至少有一个抬升器。如图3所示，第二方向为a方向，第三方向为b方向，图3中a方向与b方向为两个垂直的方向，其并不限定两者只能为垂直关系，两者之间的夹角可以为大于0度小于180度之间的任意角度，但不包括0度和180度。a方向和b方向上均设置抬升器，可以设置一个抬升器，也可以间隔设置或连续设置多个抬升器，多个抬升器位于同一条直线上。当a方向和b方向上均设置抬升器时，因抬升器可以图2中实线的方向移动，而沿图2中虚线的移动方向有限，设置在a方向和b方向上的抬升器限制了彼此的移动，从而使压电元件20只能向上或向下移动，而不能沿左右方向移动。

可选的，所述被移动元件30所在平面还具有第四方向和第五方向，所述第四方向和第二方向相反，所述第五方向和第三方向相反，所述第四方向上至少有一个抬升器，所述第五方向上至少有一个抬升器。如图3中的c方向即为第四方向，d方向为第五方向。在被移动元件30的四个边均设置抬升器，通过相邻抬升器的互相限位以及相对设置抬升器的限位，在没有任何限位装置的前提下，限制了抬升器左右移动，从而减少了压电元件20在移动过程中需要克服的来自限位装置的阻力。

实施例一通过在被移动元件相邻的两个边设置的抬升器，并在压电元件可动端的两侧设置挡块，在挡块和相邻两边的抬升器相互作用下，限制了被移动元件的横向移动，使被移动元件只能向上或向下移动，挡块和相邻两边的抬升器相互作用限制被移动元件横向移动的结构，相对于通过设置限制横向移动的结构，避免了在被移动元件移动中横向移动的结构造成的阻力。

实施例二

本实施例与上述实施例的区别在于通过设置套筒100限制了被移动元件30的横向移动，从而使被移动元件30只能在竖向向上或向下移动。

如图7a和7b所示、成像模组还包括套筒100，所述套筒100具有侧壁，所述被移动元件30所在平面垂直于所述套筒100侧壁；所述侧壁上设置有限位臂101，所述限位臂101周向分布在所述被移动元件30的侧壁周围，所述限位臂101与被移动元件30的侧壁具有间隙。如图7a所述限位臂101设置在侧壁上，侧壁限制了被移动元件30只能上下运动，而不能左右前后运动。套筒100的侧壁的形状还可以如图7b所示，侧壁有多个竖向或横向的部分组成，侧壁与抬升器的外边缘将平行，图7b中套筒100具有平行于被移动元件30上表面的侧壁，平行于被移动元件30上表面的侧壁与被移动元件30上表面的距离要大于被移动元件30在压电元件20电动下移动的最大距离，从而为被移动元件30留足移动空间。如图7a和图7b所示，被移动元件30与限位臂101之间留有间隙，从而避免被移动元件30移动时限位臂101与被移动元件30之间直接接触，从而减少被移动元件30时移动的阻力。所述限位臂101与被移动元件30的间隙的间距为2um。

可行的，所述限位臂101为直接或者间接的环绕所述被移动元件30的环形；或者，所述限位臂101沿所述被移动元件30所在平面任意相互垂直的两个方向对称分布。如图8a所示，限位臂101为连续的环绕在被移动元件30的外围，从而将整个被移动元件30限制在限位臂101组成的空间内。如图8b所示，限位臂101为间隔环绕在被移动元件30的外围，从而将整个被移动元件30限制在限位臂101内。限位臂101有多个部分组成，但因在各个方向上均设置有限位臂101，从而限制了被移动元件30在图7b中与被移动元件30上表面所处平面中的各个方向的移动，只能沿图7a中的上下方向移动。如8c所示，限位臂101可以在分别在被移动元件30两个相邻的边处设置，从而将被移动元件30限制在限位臂101组成的空间内。限位臂101为间隔环绕在被移动元件30的外围可以减少成像模组的重量。限位臂101与限位槽顶部表面的距离大于压电元件20的移动距离。从而保证被移动元件30在向上或向下移动中始终位于限位臂101限限制的空间内，而不会脱离限位臂101的限制。

实施例三

本实施例与上述实施例的区别在于设置初始定位装置，初始定位装置在压电元件不通电时，为限位槽设定了初始位置，从而便于组装。在限位槽被抬升后，初始定位装置便不再对限位槽进行限制，从而减少了限位槽移动的阻力。

如图9所示、抬升器还包括：初始定位装置，所述初始定位装置包括：底座90和位于底座上的定位块80，所述支撑块50位于底座90上，所述定位块80分布在所述限位槽40的周围。初始定位装置用来设定限位槽40初始的放置位置，即在压电元件20不通电时的所处的位置，而在压电元件20通电后，限位槽40便离开初始定位装置的限制，从而减少压电元件的阻力。

可选的，定位块至少包括一个与支撑块50相对的限位壁81；或者，所述支撑块50和定位块80形成直接或者间接的环形环绕所述限位槽和压电元件。

如图10a所示，支撑块50和限位壁81相对设置，在压电元件不通电时，限位槽位于支撑块50和限位壁81之间的空间内。如图10b所示，支撑块50和限位壁81可以是不连续的而是有多个部分间隔设置，在具体的实施中并不限于图中的两部分，可以将支撑块50和限位壁81分割为任意部分。支撑块50和限位壁81间隔设置可以减少抬升器的重量。

如图10c所示，支撑块50和定位块80形成的空间完全将限位槽40和压电元件20包裹在内，从而在压电元件不通电时，使限位槽位于支撑块50和定位块80形成的空间内。如图10d所示，有多个间隔设置的支撑块50和定位块80形成一个不连续的环绕限位槽40和压电元件20的空间，减少抬升器的重量。在具体的实施中并不限于将支撑块50和定位块80分割为图中的几个部分，可以根据具体的应用场景将支撑块50和定位块80分割为任意的部分。

如图9所述，压电元件20的可动端部分位于所述限位槽40，压电元件20的可动端也可整体位于所述限位槽40。如图11a和图11b所示，压电元件20的可动端整体位于所述限位槽40内，限位槽40的底部和朝向压电元件20固定端的方向上设置有一个连贯开口，开口的宽度大于压电元件20的宽度，从而使压电元件20在开口中移动。抬升器在抬升过程中，压电元件20可以在开口中移动，如图11a为压电元件20没通电时，压电元件20与限位槽40的位置关系，图11b为压电元件20通电后，压电元件20移动，压电元件20穿过开口，将限位槽40抬升。

实施例4

一种成像模组的制造方法，所述成像模组包括被移动元件30，所述被移动元件30所述被移动元件30包括透镜组、成像传感元件、光圈或透镜片，所述方法包括：

提供基底1201；

在所述基底1201上形成至少两个抬升器，至少一组相邻两个抬升器沿第一方向的延长线相交；所述抬升器包括：限位槽40、压电元件20、支撑块和第一外部信号连接端；所述压电元件20包括可动端和固定端，所述固定端固设在所述支撑块上，可动端伸入所述限位槽40内；所述第一方向为平行于被移动元件30所在平面，且垂直于固定端到可动端的方向，所述限位槽40沿平行于第一方向上在压电元件20可动端两侧具有挡块26；

将所述被移动元件30设置在所述抬升器的限位槽40上。

抬升器的形成方法具体为：

参考图12a，提供基底1201。

所述基底1201包括第一区域和第二区域，所述第一区域后续用于形成支撑块，所述第二区域后续用于形成限位槽40。

所述基底1201可以为本领域技术人员熟知的任意合适的底材，例如可以是以下所提到的材料中的至少一种：硅(Si)、锗(Ge)、锗硅(SiGe)、碳硅(SiC)、碳锗硅(SiGeC)、砷化铟(InAs)、砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)或者其它III/V化合物半导体，还包括这些半导体构成的多层结构等，或者为绝缘体上硅(SOI)、绝缘体上层叠硅(SSOI)、绝缘体上层叠锗化硅(S-SiGeOI)、绝缘体上锗化硅(SiGeOI)以及绝缘体上锗(GeOI)，或者还可以为双面抛光硅片(Double Side PolishedWafers，DSP)，也可为氧化铝等的陶瓷基底1201、石英或玻璃基底1201等。本实施例采用硅作为基底1201。

本实施例中，所述基底1201还包括第三区域；后续在所述第三区域上形成初始限位结构；

本实施例中，所述支撑块和所述限位槽40在同一工艺步骤中形成。其他实施例中，所述支撑块和所述限位槽40不在同一工艺步骤中形成。

结合12b至图12l详述在所述基底1201上形成所述支撑块、压电元件20和限位槽40的方法如下：

参考图12b，在所述基底1201第二区域上形成第一牺牲层1202。在基底1201上沉积初始第一牺牲层1202，初始第一牺牲层1202的材料可以为氧化硅，锗等。对初始第一牺牲层1202进行图形化处理，基底1201上第一区域和第三区域的初始第一牺牲层1202在图形化中被刻蚀掉，从而在第一区域和第三区域暴露出基底1201，形成第一牺牲层1202，第一牺牲层1202位于基底1201的第二区域，如图12b所示。

参考图12c，在所述基底1201第一区域上形成第一支撑层1203；在所述第一牺牲层1202上形成限位槽40的第三膜层，所述第三膜层与所述第一支撑层1203之间具有第一开口1204；

可选的，形成第一区域的支撑块的过程中形成所述初始限位结构的第一部分1205。

在图12b所示的结构上沉积结构层，结构层材料可以为锗硅，多晶硅，氮化硅等，对沉积的结构层进行图形化，形成第一支撑层1203、限位槽40的第三膜层和初始限位结构的第一部分1205。

参考图12d和图12e，在所述第一开口1204内和所述第三膜层上形成图形化的第二牺牲层1207，所述第二牺牲层1207至少暴露出第三膜层远离第一支撑层1203的一端的表面。

在图12c所示的结构上沉积第二牺牲层1207，并对第二牺牲层1207平坦化处理后，对第二牺牲层1207进行图形化处理，得到如图12e所示的结构，可选的，对第二牺牲层1207进行图形化处理中将初始限位结构的第一部分1205暴露出来。

参考图12f，在所述第一支撑层1203上形成第二支撑层1208，所述第一支撑层1203和第二支撑层1208构成支撑块；

在所述第二牺牲层1207暴露出的第三膜层上形成限位槽40的第二膜层的第一部分1209；

可选的，所述可动端上具有转轴201；形成第二膜层第一部分过程中形成所述转轴201；

可选的，在形成所述第二膜层的第二部分1213的过程中，形成所述初始限位结构的第二部分1210，所述初始限位结构的第二部分1210位于初始限位结构的第一部分1205上方。

可选的，形成所述第二膜层的第一部分1209的过程中，形成所述第二膜层挡块26的第一层，所述挡块26的第一层垂直于第二膜层的第一部分1209。

所述第二膜层第一部分、第一支撑层1203、初始限位结构的第二部分1210和转轴201的形成方法包括：

在所述第二牺牲层1207、第三膜层、初始限位结构的第一部分1205和第一支撑层1203上沉积形成初始结构层；图形化所述初始结构层，形成所述第二膜层第一部分的第一子层、第二支撑层1208、初始限位结构的第二部分1210和所述转轴201，所述转轴201位于第二牺牲层1207上，所述第二支撑层1208位于第一支撑层1203上，所述第二膜层第一部分的第一子层位于第三膜层上，初始限位结构的第二部分1210位于初始限位结构的第一部分1205上，第二膜层第一部分的第一子层的顶面、第二支撑层1208的顶面、初始限位结构的第二部分1210位的顶面和所述转轴201的顶面齐平。

在图12e所示的结构上沉积初始结构层，对初始结构层进行图形化处理，形成第二膜层第一部分的第一子层、第二支撑层1208、初始限位结构的第二部分1210和所述转轴201，如图12f所示的结构。

在所述第二牺牲层1207上形成第三牺牲层1211，所述第三牺牲层1211与所述转轴201的顶面齐平；

在图12f所示的结构上沉积第三牺牲层1211。对第三牺牲层1211平坦化处理。

参考图12g，在所述第三牺牲层1211、转轴201和第二支撑层1208上形成所述压电元件20，所述压电元件20的可动端位于所述第三牺牲层1211和转轴201表面。

在所述第二支撑层1208上形成压电元件20，所述压电元件20位于第二支撑层1208上的一端为固定端，与固定端相对的端为可动端，所述压电元件20不与第二膜层的第一部分1209接触；

将压电元件20的固定端与第二支撑层1208键合，可选的将压电元件20位可动端的端部与转轴201键合。键合的方法包括：结构胶粘合或干膜粘合。在键合压电元件2020时，压电元件2020的第一引出端和第二引出端朝上。便于后续布线。

所述挡块26的第一层位于压电元件20可动端沿垂直于固定端至可动端延伸方向上的两端，且所述挡块26的第一层的延伸方向平行于压电元件20。

在所述第三牺牲层1211、转轴201和第二支撑层1208上形成压电元件20，也可以先在第三牺牲层1211、转轴201和第二支撑层1208上表面覆盖压电元件20的衬底，然后在压电元件2020上依次形成第一电极21、压电膜23、第二电极22和绝缘层25。

在第三牺牲层1211、转轴201和第二支撑层1208上表面覆盖压电元件20的衬底具体为，在第三牺牲层1211、转轴201和第二支撑层1208上表面键合相对应的S0I衬底1228，然后将S0I衬底1228上的衬底和电介质层去除，以保留S0I衬底1228的硅作为压电元件20的支撑层，在支撑层上依次形成第一电极21、压电膜23、第二电极22和绝缘层25，从而形成压电元件20。如图13a和图13b所示。实现了在CMOS工艺中间段整合PZT(压电元件)段工艺。

参考图12h至图12j，在所述第二膜层第一部分上形成第二膜层第二部分，所述第二膜层第一部分和第二膜层第二部分构成第二膜层；可选的，形成所述第一膜层的过程中，形成所述初始限位结构的第三部分1214，所述初始限位结构的第三部分1214位于初始限位结构的第二部分1210上方，所述初始限位结构的第一部分1205、初始限位结构的第二部分1210和初始限位结构第三部分构成所述初始限位结构。

在所述第二膜层上形成第一膜层，所述第一膜层位于压电元件20上方。

参考图12h在所述压电元件20、第三牺牲层1211和第二膜层的第一部分1209上形成初始第四牺牲层1212；在图12g所示的结构上沉积初始第四牺牲层1212，对初始第四牺牲层1212进行图形化，形成第四牺牲层1212，在对初始第四牺牲层1212图形化中，将初始限位结构的第二部分1210暴露出来，得到如图12i所示的结构。

参考图12i，在所第四牺牲层1212内形成第二开口1206，所述第二开口1206暴露出第二膜层的第一部分1209的表面；暴露出初始限位结构的第二部分1210的上表面。

形成第二开口1206的过程中，还包括形成挡块开口1216。

参考图12j，在所述初始限位结构的第二部分1210的上表面、第二开口1206内和第四牺牲层1212上形成初始材料层；去除第一区域的所述初始材料层，在所述第二区域的第四牺牲层1212上形成第一膜层，所述第二开口1206内的初始结构层为第二膜层的第二部分1213。在初始限位结构的第二部分1210上形成初始限位结构第三部分。

在图12i所示的结构上沉积材料层，并对材料层进行图形化，形成第一膜层、第二膜层的第二部分1213和初始限位结构第三部分。

在所述挡块开口1216内形成挡块26第二层，所述挡块26第一层和挡块26第二层构成挡块26。

可选的，所述第二膜层在压电元件20可动端沿垂直于固定端至可动端延伸方向上的两端具有挡块26，所述挡块26的延伸方向平行于压电元件20；形成第二膜层过程中，形成所述第二膜层的挡块26。在第二膜层第一部分和第二部分形成的步骤中，对挡块26位置沉积的结构层进行图形化，形成第二膜层的挡块26。

在上述抬升器形成后，将所述被移动元件30设置在所述限位槽40上。

将所述被移动元件30设置在所述限位槽40上的方法包括：

在所述限位槽40第一区上形成连接层1215；将所述被移动元件30放置在连接层1215上；

所述连接层1215的材料包括干膜或者固化胶。

参考图12k，在第一膜层上表面使用PI图形化工艺或者干膜工艺等形成连接层1215。

参考图12l，将所述被移动元件30设置在所述限位槽40上之后，还包括：去除所述第一牺牲层1202、第二牺牲层1207、第三牺牲层1211和第四牺牲层1212。

去除所述第一牺牲层1202、第二牺牲层1207、第三牺牲层1211和第四牺牲层1212可以采用双氧水将第一牺牲层1202、第二牺牲层1207、第三牺牲层1211和第四牺牲层1212释放。

去除所述第一牺牲层1202、第二牺牲层1207、第三牺牲层1211和第四牺牲层1212之后，

提供线路板10，所述第一外部信号连接端位于所述线路板10上；将所述压电元件20中的电极与第一外部信号连接端电连接。

本实施例中的第二牺牲层、第三牺牲层和第四牺牲层材料包括：磷硅玻璃、硼磷硅玻璃、锗、碳、低温二氧化硅、聚酰亚胺等，但不限于上述材质。图形化为采用光刻和刻蚀等工艺将设计的图案固定在器件上。刻蚀包括干法刻蚀和湿法刻蚀。支撑层、初始限位结构和限位槽40可以有多晶硅、硅锗、硅氮等沉积而成。在牺牲层和结构层形成过程中，因沉积的牺牲层和结构层表面不平坦，还需要对牺牲层和结构层的表面进行平坦化处理，平坦化为采用机械或化学的方式将牺牲层和结构层的表面处理平坦。

本实施例制作的成像模组中的定位装置只是在限位槽40组装时，对限位槽40进行定位，而在限位槽40移动时并不限制限位槽40的移动，从而减少了限位槽40移动的阻力。在设置压电元件20时，使压电元件20的电极朝上，便于布线。

本实施例的制造方法工艺相对简单(不算PZT部分单片晶圆上即可实现，需要的机台种类不多，无深硅蚀刻等高成本工艺)，成本较低。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围。

Claims (29)

1.一种成像模组，其特征在于，包括：

被移动元件，所述被移动元件包括透镜组、成像传感元件、光圈或透镜片；

至少两个与被移动元件表面相连的抬升器，至少一组相邻两个抬升器的延长线沿第一方向相交；

所述抬升器包括：限位槽、压电元件和支撑块，所述限位槽与所述被移动元件的表面固定连接；所述压电元件包括可动端和固定端，所述固定端固设在所述支撑块上，可动端伸入所述限位槽内并与所述限位槽滑动接触，所述限位槽为所述可动端提供移动空间，所述压电元件在通电状态下，所述可动端带动被移动元件向上移动；所述第一方向为平行于被移动元件所在平面，且垂直于固定端到可动端的方向，所述限位槽沿平行于第一方向上在压电元件可动端两侧具有挡块；所述可动端上具有转轴，所述转轴置于所述限位槽内，所述限位槽为所述转轴提供移动空间，所述转轴与所述压电元件为一体结构，两者之间相互绝缘；或者，所述转轴粘结在所述压电元件的可动端；

第一外部信号连接端，与所述压电元件中的电极电连接。

2.根据权利要求1所述的成像模组，其特征在于，所述可动端整体位于所述限位槽或者部分位于所述限位槽。

3.根据权利要求1所述的成像模组，其特征在于，所述限位槽由至少一个膜层围绕而成；或者，所述限位槽由至少一个膜层及所述被移动元件的表面围绕而成；或者，所述限位槽由所述被移动元件的侧表面向内凹陷而成。

4.根据权利要求3所述的成像模组，其特征在于，所述膜层分布于所述被移动元件的边缘；或者，所述膜层分布于所述被移动元件的整个表面上。

5.根据权利要求3或4所述的成像模组，其特征在于，所述被移动元件的表面上设置有由上至下依次堆叠的第一膜层、第二膜层和第三膜层，所述第一膜层、第三膜层的两侧相对所述第二膜层向外伸出以形成伸出部，所述伸出部与所述第二膜层的端部围成所述限位槽用于容纳压电元件的部分，所述第二膜层在压电元件沿第一方向上的两端具有挡块。

6.根据权利要求1所述的成像模组，其特征在于，所述被移动元件所在平面具有第二方向和第三方向，所述第二方向和第三方向的夹角为0度到180度；所述第二方向上至少有一个抬升器，所述第三方向上至少有一个抬升器。

7.根据权利要求6所述的成像模组，其特征在于，所述第二方向和第三方向垂直。

8.根据权利要求6或7所述的成像模组，其特征在于，所述被移动元件所在平面还具有第四方向和第五方向，所述第四方向和第二方向相反，所述第五方向和第三方向相反，所述第四方向上至少有一个抬升器，所述第五方向上至少有一个抬升器。

9.根据权利要求1所述的成像模组，其特征在于，所述成像模组还包括套筒，所述套筒具有侧壁，所述被移动元件所在平面垂直于所述套筒侧壁；所述侧壁上设置有限位臂，所述限位臂周向分布在所述被移动元件的侧壁周围，所述限位臂与被移动元件的侧壁具有间隙。

10.根据权利要求9所述的成像模组，其特征在于，所述限位臂为直接或者间接的环绕所述被移动元件的环形；或者，所述限位臂沿所述被移动元件所在平面任意相互垂直的两个方向对称分布。

11.根据权利要求9所述的成像模组，其特征在于，所述限位臂与限位槽顶部表面的距离大于压电元件的移动距离。

12.根据权利要求1所述的成像模组，其特征在于，还包括：初始定位装置，所述初始定位装置包括：底座和位于底座上的定位块，所述支撑块位于底座上，所述定位块分布在所述限位槽的周围。

13.根据权利要求12所述的成像模组，其特征在于，所述定位块至少包括一个与支撑块相对的限位壁；或者，所述支撑块和定位块形成直接或者间接的环形环绕所述限位槽。

14.根据权利要求12所述的成像模组，其特征在于，当所述压电元件在不通电状态下，所限位槽上表面所处的平面为初始平面；所述支撑块和定位块上表面所处的平面与所述初始平面为同一平面，或所述支撑块和定位块上表面所处的平面低于所述初始平面。

15.根据权利要求12所述的成像模组，其特征在于，所述支撑块和定位块上表面处于同一平面，或所述支撑块和定位块上表面处于两个平面。

16.根据权利要求1所述的成像模组，其特征在于，所述压电元件包括：支撑层和位于所述支撑层上的压电叠层结构，所述压电叠层结构包括：至少一层压电膜，每一层所述压电膜上表面、下表面均分布有电极，相邻两层压电膜共用位于两者之间的电极；所述电极从下至上依次计数，奇数层电极电连接在一起，偶数层电极电连接在一起。

17.根据权利要求16所述的成像模组，其特征在于，所述压电元件还包括：第一引出端，与所述奇数层电极电连接；第二引出端，与所述偶数层电极电连接；所述第一引出端、第二引出端均位于所述压电元件的顶面或底面，或，其中之一位于顶面，另一位于底面；所述第一引出端、第二引出端与所述第一外部信号连接端电连接。

18.根据权利要求1所述的成像模组，其特征在于，所述转轴分布于所述可动端的两侧；或者，所述可动端的两侧之间分布有至少一个所述转轴。

19.根据权利要求1所述的成像模组，其特征在于，所述成像模组还包括：线路板，所述第一外部信号连接端位于所述线路板上。

20.一种成像模组的制造方法，所述成像模组包括被移动元件，所述被移动元件所述被移动元件包括透镜组、成像传感元件、光圈或透镜片，所述方法包括：

提供基底；

在所述基底上形成至少两个抬升器，至少一组相邻两个抬升器的延长线沿第一方向相交；所述抬升器包括：限位槽、压电元件、支撑块和第一外部信号连接端；所述压电元件包括可动端和固定端，所述固定端固设在所述支撑块上，可动端伸入所述限位槽内并与所述限位槽滑动接触；所述第一方向为平行于被移动元件所在平面，且垂直于固定端到可动端的方向，所述限位槽沿平行于第一方向上在压电元件可动端两侧具有挡块；所述可动端上具有转轴，所述转轴置于所述限位槽内，所述限位槽为所述转轴提供移动空间，所述转轴与所述压电元件为一体结构，两者之间相互绝缘；或者，所述转轴粘结在所述压电元件的可动端；

将所述被移动元件设置在所述抬升器的限位槽上。

21.根据权利要求20所述的成像模组的制造方法，其特征在于，所述抬升器的形成方法包括：

所述基底包括第一区域和第二区域，所述支撑块所在区域为第一区域，所述限位槽所在区域为第二区域；所述支撑块和所述限位槽在同一工艺步骤中形成；

形成所述支撑块、压电元件和限位槽的方法包括：

在所述基底第二区域上形成第一牺牲层；

在所述基底第一区域上形成第一支撑层；在所述第一牺牲层上形成限位槽的第三膜层，所述第三膜层与所述第一支撑层之间具有第一开口；

在所述第一开口内和所述第三膜层上形成图形化的第二牺牲层，所述第二牺牲层至少暴露出第三膜层远离第一支撑层的一端的表面；

在所述第一支撑层上形成第二支撑层，所述第一支撑层和第二支撑层构成支撑块；

在所述第二牺牲层暴露出的第三膜层上形成限位槽的第二膜层的第一部分；

在所述第二支撑层上形成压电元件，所述压电元件位于第二支撑层上的一端为固定端，与固定端相对的端为可动端，所述压电元件不与第二膜层的第一部分接触；

在所述第二膜层第一部分上形成第二膜层第二部分，所述第二膜层第一部分和第二膜层第二部分构成第二膜层；

在所述第二膜层上形成第一膜层，所述第一膜层位于压电元件上方。

22.根据权利要求21所述的成像模组的制造方法，其特征在于，在所述第二支撑层上形成压电元件的方法包括：

键合压电元件的固定端至所述第二支撑层上。

23.根据权利要求21所述的成像模组的制造方法，其特征在于，

形成第二膜层第一部分过程中形成所述转轴和所述第二支撑层；

所述第二膜层第一部分、第一支撑层和转轴的形成方法包括：

在所述第二牺牲层、第三膜层和第一支撑层上沉积形成初始结构层；图形化所述初始结构层，形成所述第二膜层第一部分的第一子层、第二支撑层和所述转轴，所述转轴位于第二牺牲层上，所述第二支撑层位于第一支撑层上，所述第二膜层第一部分的第一子层位于第三膜层上，第二膜层第一部分的第一子层的顶面、第二支撑层的顶面和所述转轴的顶面齐平；

在所述第二牺牲层上形成第三牺牲层，所述第三牺牲层与所述转轴的顶面齐平；

在所述第三牺牲层、转轴和第二支撑层上形成所述压电元件，所述压电元件的可动端位于所述第三牺牲层和转轴表面。

24.根据权利要求23所述的成像模组的制造方法，其特征在于，在所述第二膜层第一部分上形成第二膜层第二部分和在所述第二膜层上形成第一膜层在同一工艺步骤中形成；

形成所述第二膜层第二部分和第一膜层的方法包括：

在所述压电元件、第三牺牲层和第二膜层的第一部分上形成初始第四牺牲层；在所述初始第四牺牲层内形成第二开口，所述第二开口暴露出第二膜层的第一部分的表面；

在所述第二开口内和第四牺牲层上形成初始材料层；去除第一区域的所述初始材料层，在所述第二区域的第四牺牲层上形成第一膜层，所述第二开口内的初始材料层为第二膜层的第二部分。

25.根据权利要求24所述的成像模组的制造方法，其特征在于，所述第二膜层在压电元件可动端沿垂直于固定端至可动端延伸方向上的两端具有挡块，所述挡块的延伸方向平行于压电元件；形成第二膜层过程中，形成所述第二膜层的挡块。

26.根据权利要求24所述的成像模组的制造方法，其特征在于，所述抬升器还包括：初始限位结构，所述初始限位结构包括至少一个与支撑块相对设置的限位臂；或者，所述支撑块和初始限位结构形成直接或者间接的环形环绕所述限位槽；所述基底还包括第三区域，所述初始限位结构所在的区域为第三区域；

形成第一区域的支撑块的过程中形成所述初始限位结构的第一部分；

形成所述第二膜层的第二部分的过程中，形成所述初始限位结构的第二部分，所述初始限位结构的第二部分位于初始限位结构的第一部分上方；

形成所述第一膜层的过程中，形成所述初始限位结构的第三部分，所述初始限位结构的第三部分位于初始限位结构的第二部分上方，所述初始限位结构的第一部分、初始限位结构的第二部分和初始限位结构第三部分构成所述初始限位结构。

27.根据权利要求25所述的成像模组的制造方法，其特征在于，将所述被移动元件设置在所述限位槽上之后，还包括：去除所述第一牺牲层、第二牺牲层、第三牺牲层和第四牺牲层。

28.根据权利要求21所述的成像模组的制造方法，其特征在于，将所述被移动元件设置在所述限位槽上的方法包括：

在所述限位槽第一区上形成连接层；将所述被移动元件放置在连接层上；

所述连接层的材料包括干膜或者固化胶。

29.根据权利要求21所述的成像模组的制造方法，其特征在于，

提供线路板，所述第一外部信号连接端位于所述线路板上；

将所述压电元件中的电极与第一外部信号连接端电连接。

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