一种压电驱动器及其制造方法和成像模组发明专利

专利名称：一种压电驱动器及其制造方法和成像模组

专利类型：发明专利

专利申请号：CN201911418275.6

专利申请（专利权）人：中芯集成电路(宁波)有限公司
权利人地址：浙江省宁波市北仑区小港街道安居路335号3幢、4幢、5幢

专利发明（设计）人：黄河,桂珞,向阳辉

专利摘要：本发明公开了一种压电驱动器及其制造方法和成像模组，其中所述压电驱动器包括：压电元件，所述压电元件包括可动端和固定端，所述可动端上具有滑杆，所述可动端至所述固定端的方向为长度方向；支撑块，用于固定所述压电元件的固定端；移动部件，设置于所述压电元件的可动端，所述移动部件设有滑槽，所述滑杆伸入所述滑槽内，所述滑杆能够在所述滑槽内沿所述长度方向滑动，在通电的状态下，所述滑杆能够带动所述移动部件向上或向下移动；弹性限制件，一端连接于所述移动部件，另一端连接于所述支撑块，用于限制所述移动部件的转动。

主权利要求：
1.一种压电驱动器，其特征在于，包括：
压电元件，所述压电元件包括可动端和固定端，所述可动端上具有滑杆，所述可动端至所述固定端的方向为长度方向；
支撑块，用于固定所述压电元件的固定端；
移动部件，设置于所述压电元件的可动端，所述移动部件设有滑槽，所述滑杆伸入所述滑槽内，所述滑杆能够在所述滑槽内沿所述长度方向滑动，在通电的状态下，所述滑杆能够带动所述移动部件向上或向下移动；所述移动部件设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滑槽；所述滑杆设置于所述可动端的两侧，所述滑槽与所述滑杆的位置相对应；
弹性限制件，一端连接于所述移动部件，另一端连接于所述支撑块，用于限制所述移动部件的转动，所述弹性限位件至少为两个，对称设置于所述压电元件的两侧；
所述支撑块、所述压电元件和所述移动部件嵌设于牺牲层中，通过释放所述牺牲层形成所述压电驱动器。
2.根据权利要求1所述的压电驱动器，其特征在于，所述弹性限制件为弹簧。
3.根据权利要求2所述的压电驱动器，其特征在于，所述弹性限制件的形状包括：螺旋弹簧状或锯齿状。
4.根据权利要求1所述的压电驱动器，其特征在于，所述弹性限制件在垂直长度方向的第一面或者平行长度方向的第二面的投影形状包括梯形或矩形或三角形。
5.根据权利要求1所述的压电驱动器，其特征在于，所述弹性限制件与所述滑槽的材料相同或不同。
6.根据权利要求1所述的压电驱动器，其特征在于，所述滑槽与所述弹性限制件为一体结构。
7.根据权利要求1所述的压电驱动器，其特征在于，所述压电元件固定于所述支撑块的上表面或，所述支撑块包括上下分布的上层支撑块和下层支撑块，所述压电元件固定于所述上层支撑块和下层支撑块之间。
8.根据权利要求1所述的压电驱动器，其特征在于，所述弹性限位件的材料包括介质材料或有机材料。
9.根据权利要求1所述的压电驱动器，其特征在于，所述压电元件包括：支撑层、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；
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，或者，其中之一位于顶面，另一位于底面。
10.一种成像模组，其特征在于，包括权利要求1‑9任一项所述的压电驱动器，还包括：被驱动部件，所述被驱动部件包括透镜组、成像传感元件、光圈或透镜片，所述被驱动部件固定于所述移动部件的表面；
电连接端，与所述压电驱动器电连接。
11.根据权利要求10所述的成像模组，其特征在于，所述压电驱动器为多个，多个所述压电驱动器分布于所述被驱动部件的外周被驱动部件。
12.根据权利要求11所述的成像模组，其特征在于，多个所述压电驱动器对称设置。
13.根据权利要求10所述的成像模组，其特征在于，所述固定方式包括干膜粘合或黏胶粘合。
14.一种权利要求1‑9任意一项所述的压电驱动器的制造方法，其特征在于，包括：提供第一衬底，在所述第一衬底上形成支撑块以及位于所述支撑块外周的第一牺牲层；
在所述第一牺牲层上形成移动部件，所述移动部件包括滑槽，所述移动部件设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滑槽；
提供压电元件，包括可动端和固定端，所述可动端设有滑杆，所述滑杆设置于所述可动端的两侧，所述滑槽与所述滑杆的位置相对应，将所述压电元件的固定端键合在所述支撑块上，所述滑杆伸入所述滑槽中；
在所述第一牺牲层上形成弹性限制件，且弹性限制件的一端连接所述支撑块，另一端连接所述移动部件，所述弹性限位件至少为两个，对称设置于所述压电元件的两侧；
形成第二牺牲层，所述移动部件、弹性限制件位于所述第二牺牲层中；
去除所述第一牺牲层和所述第二牺牲层。
15.根据权利要求14所述的压电驱动器的制造方法，其特征在于，在所述第一牺牲层上形成移动部件、键合压电元件、形成弹性限制件以及第二牺牲层包括：在所述第一牺牲层以及所述支撑块上形成第一介质层，对所述第一介质层进行图形化形成所述滑槽的底壁以及弹性限制件；
形成第二牺牲层，覆盖所述滑槽的底壁以及弹性限制件；
在所述第二牺牲层中形成开口，在所述开口中填充第二介质层作为滑槽的侧壁；
将所述压电元件的固定端键合在所述支撑块上，所述可动端设置于所述滑槽底壁上方；
在所述第二牺牲层以及所述侧壁上形成第三介质层，对所述第三介质层进行图形化，形成所述滑槽的顶壁。
16.根据权利要求14所述的压电驱动器的制造方法，其特征在于，在所述第一牺牲层上形成移动部件、键合压电元件、形成弹性限制件以及第二牺牲层包括：在所述第一牺牲层以及所述支撑块上形成第一介质层，对所述第一介质层进行图形化形成所述滑槽的底壁以及弹性限制件的第一部分，以及位于所述滑槽的底壁、弹性限制件的第一部分、支撑块之间的第三牺牲层；
在所述滑槽的底壁、弹性限制件的第一部分、第三牺牲层上形成第四介质层，图形化所述第四介质层，形成滑槽的侧壁、弹性限制件的第二部分；
形成第四牺牲层，覆盖所述滑槽的侧壁、弹性限制件的第二部分、第三牺牲层；
将所述压电元件的固定端键合在所述支撑块上，所述可动端设置于所述滑槽底壁上方；
在所述第四牺牲层、所述压电元件、所述弹性限制件的第二部分、所述滑槽的侧壁上方形成第五介质层，图形化所述第五介质层，形成滑槽的顶壁；
所述第三牺牲层、第四牺牲层构成所述第二牺牲层；
所述弹性限制件的第一部分和弹性限制件的第二部分构成所述弹性限制件。
17.根据权利要求16所述的压电驱动器的制造方法，其特征在于，键合所述压电元件后还包括：在所述第四牺牲层、所述压电元件、所述弹性限制件的第二部分上方形成第六介质层，图形化所述第六介质层，形成弹性限制件的第三部分；
所述弹性限制件的第一部分、弹性限制件的第二部分、弹性限制件的第三部分构成所述弹性限制件。 说明书 : 一种压电驱动器及其制造方法和成像模组技术领域[0001] 本发明涉及运动控制技术领域，尤其涉及一种压电驱动器及其制造方法和成像模组。背景技术[0002] 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(VoiceCoilActuator/VoiceCoilMotor，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。参考图1和图2，为一种制动器的主要结构图，图1为牺牲层释放后的理想状态情形，移动部件30处于平衡状态，图2为牺牲层释放后的实际状态，牺牲层释放后移动部件30受重力作用发生旋转。在某些场合需要制动器先释放支撑牺牲层后再与需制动的元件键合，移动部件30的旋转，影响后续元件键合。因此，期待一种控制运动的结构，能够限制移动部件30的旋转。发明内容[0003] 本发明的目的在于提供一种压电驱动器及其制造方法及成像模组，能够解决移动部件在释放牺牲层后，移动部件在重力作用下产生旋转的问题。[0004] 为了实现上述目的，本发明提供一种压电驱动器，包括：[0005] 压电元件，所述压电元件包括可动端和固定端，所述可动端上具有滑杆，所述可动端至所述固定端的方向为长度方向；[0006] 支撑块，用于固定所述压电元件的固定端；[0007] 移动部件，设置于所述压电元件的可动端，所述移动部件设有滑槽，所述滑杆伸入所述滑槽内，所述滑杆能够在所述滑槽内沿所述长度方向滑动，在通电的状态下，所述滑杆能够带动所述移动部件向上或向下移动；[0008] 弹性限制件，一端连接于所述移动部件，另一端连接于所述支撑块，用于限制所述移动部件的转动。[0009] 另一方面，本发明提供了一种成像模组，包括上述的压电驱动器和被驱动部件，所述被驱动部件包括透镜组、成像传感元件、光圈或透镜片，所述被驱动部件固定于所述移动部件的表面；[0010] 电连接结构，连接于所述压电元件的电极。[0011] 本发明还提供了一种压电驱动器的形成方法，包括：[0012] 提供第一衬底，在所述第一衬底上形成支撑块以及位于所述支撑块外周的第一牺牲层；[0013] 在所述第一牺牲层上形成移动部件，所述移动部件包括滑槽；[0014] 提供压电元件，包括可动端和固定端，所述可动端设有滑杆，将所述压电元件的固定端键合在所述支撑块上，所述滑杆伸入所述滑槽中；[0015] 在所述第一牺牲层上形成弹性限制件，且弹性限制件的一端连接所述支撑块，另一端连接所述移动部件；[0016] 形成第二牺牲层，所述移动部件、弹性限制件位于所述第二牺牲层中；[0017] 去除所述第一牺牲层和所述第二牺牲层。[0018] 本发明的有益效果在于，在移动部件和支撑块之间设置弹性限制件，解决了释放牺牲层后，滑杆在滑槽内自由运动，移动部件受重力作用产生转动的问题；[0019] 进一步地，由上述压电驱动器形成的成像模组，当压电驱动器对称设置时，可以限制被驱动部件的沿压电元件长度方向上的横向移动。当在被驱动部件外周设置多个压电驱动器时，可以在多个方向上制约被驱动部件的横向移动。附图说明[0020] 图1为一实例中一种压电驱动器牺牲层释放后理想情况的结构示意图。[0021] 图2为一实例中一种压电驱动器牺牲层释放后实际情况的结构示意图。[0022] 图3为本发明一实施例一种压电驱动器的结构示意图。[0023] 图4为一种压电元件的结构示意图。[0024] 图5为本发明一实施例的弹性限制件的俯视图。[0025] 图6为图5的剖视图。[0026] 图7为本发明另一实施例的一种弹性限制件的俯视图。[0027] 图8为本发明一实施例一种滑槽的立体图。[0028] 图9为图8沿Y方向的滑槽的剖出图。[0029] 图10为本发明一实施例一种多层结构的压电元件的结构示意图[0030] 图11为本发明一实施例的一种成像模组的俯视图。[0031] 图12为图11沿A‑A’沿线的剖视图(弹性限制件未示出)。[0032] 图13至图21为本发明一实施例的一种压电驱动器制造方法不同步骤对应的结构示意图。[0033] 附图标记说明：10‑支撑块；20‑压电元件；30‑移动部件；40‑弹性限制件；21‑滑杆；31‑滑槽；24‑支撑层；22‑第二电极；23‑压电膜；21‑第一电极；25‑绝缘层；251‑第一电极引出端；252‑第二电极引出端；26‑导电结构；211‑奇数电极层；221‑偶数电极层；41‑侧壁；42‑沟槽；43‑连接膜；4011‑弹性限制件底层；4012‑弹性限制件顶层；4013‑弹性限制件底层侧壁；311‑第一膜层；312‑第二膜层；313‑第三膜层；50‑被驱动部件；61‑第一电连接端；62‑第二电连接端；63‑导电插塞；100‑第一衬底；101‑第一层支撑层；102‑第二层支撑层；103‑第三层支撑层；110‑第一牺牲层；303‑滑槽底壁；401‑第一部分；302‑滑槽侧壁；402‑第二部分；301‑滑槽顶壁；403‑第三部分。具体实施方式[0034] 以下结合附图和具体实施例对本发明的成像模组及其制造方法作进一步详细说明。根据下面的说明和附图，本发明的优点和特征将更清楚，然而，需说明的是，本发明技术方案的构思可按照多种不同的形式实施，并不局限于在此阐述的特定实施例。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。[0035] 应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。[0036] 空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。[0037] 在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。[0038] 如果本文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。[0039] 实施例1[0040] 本发明一实施例提供了一种压电驱动器，图3示出了根据本发明一实施的一种压电驱动器的结构示意图，请参考图3，所述压电驱动器包括：[0041] 压电元件20，所述压电元件20包括可动端和固定端，所述可动端上具有滑杆21，所述可动端至所述固定端的方向为长度方向；[0042] 支撑块10，用于固定所述压电元件20的固定端；[0043] 移动部件30，设置于所述压电元件20的可动端，所述移动部件30设有滑槽31，所述滑杆21伸入所述滑槽31内，所述滑杆21能够在所述滑槽31内沿所述长度方向滑动，在通电的状态下，所述滑杆31能够带动所述移动部件30向上或向下移动；[0044] 弹性限制件40，一端连接于所述移动部件30，另一端连接于所述支撑块10，用于限制所述移动部件30的转动。[0045] 首先介绍压电驱动器的工作原理：压电驱动器的驱动部件为压电元件20，压电元件20与支撑块10固定的一端为固定端，另一端为可动端，压电元件在通电状态下，可动端产生向上或向下的移动。具体地，参考图4，本实施例中，压电元件20具体结构包括支撑层24，位于支撑层24上的压电叠层结构，压电叠层结构包括从下至上依次堆叠的第二电极22、压电膜23和第一电极21，第一电极21上方还设有绝缘层25，第一电极21和第二电极22分别连接于第一电极引出端251和第二电极引出端252，第一电极引出端251和第二电极引出端252均位于绝缘层25中。[0046] 对第一电极引出端251和第二电极引出端252通电，压电膜23的上表面和下表面之间产生压差，从而使得压电膜23收缩，而由于支撑层24无法伸缩，所以导致压电元件20在通电后向上或向下翘曲(翘曲的方向、翘曲的程度视在压电膜23上下表面施加的电压而定)，从而使压电元件20可动端向上或者向下弯曲。当压电元件20的可动端设置有元件时，可以带动元件的上下移动。[0047] 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。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。[0048] 本实施例中，压电元件20可动端的两侧各设有一个滑杆21，与可动端相对的一侧设有移动部件30，移动部件30设有滑槽31，所述滑槽31包括沿所述压电元件20宽度方向对称设置的第一子滑槽和第二子滑槽，两个滑杆21分别伸入相对应的所述子滑槽内。滑杆21能够在滑槽31内沿压电元件20的长度方向上移动。当压电元件的可动端向上或者向下移动时，所述滑杆21带动所述移动部件30向上或者向下移动。本实施例中，压电元件20为一个，压电元件20的两侧分别设有一个弹性限制件40，弹性限制件40的一端连接于支撑块10，另一端连接于移动部件30，用于限制移动部件30的转动。在另一个实施例中，弹性限制件40的数量可以是一个或者多个。应该理解，对称设置的弹性限制件40可以更好的控制移动部件30的平衡。[0049] 如背景技术中所述，在制作压电驱动器时，所述支撑块10、压电元件20、移动部件30均嵌设在牺牲层中，牺牲层释放后，由于滑杆21的外周尺寸小于滑槽31的尺寸，滑杆21能够在滑槽31内滑动，当移动部件30的粘合部32较重时，移动部件30受重力作用向下旋转。当需要在粘合部粘贴被驱动部件时，增加了对准位置的难度。本实施例中，通过弹性限制件40将移动部件30的一端与支撑块10固定，因此能够限制移动部件30因重力作用产生的旋转。[0050] 弹性限制件的形状可以为常见的各种弹簧的形状，如为立体的中空螺旋弹簧状或者平面的锯齿状。所述弹性限制件在垂直长度方向的第一面或者平行长度方向的第二面的投影形状包括梯形或矩形或三角形。此处所说的梯形或矩形或三角形是指每一个最小单元的形状，不是弹簧整体的形状。参考图5和图6，为弹性限制件的一种结构图，图5为弹性限制件40的俯视图，图6为弹性限制件40的剖视图，本实施例中，所述弹性限制件40设有多个平行相间的侧壁41和沟槽42，所述侧壁41或沟槽42的剖面为梯形或矩形，所述侧壁或沟槽42的长度、宽度、深度为微米量级。具体的参数设置根据实际情况，如根据压电元件20的尺寸，移动部件30的尺寸和重量等设定。本实施例中，所述沟槽42包括贯穿区和非贯穿区，所述非贯穿区设有连接于所述两个相对侧壁41的连接膜43。所述连接膜43设置于所述沟槽42的一个端部，且所述连接膜43交替设置于所述沟槽42的两个端部。在另一个实施例中，连接膜43也可以设置在一侧沟槽42端部，或者设置在沟槽两个端部之间。在另一个实施例中，弹性限制件40的两面均设有沟槽42，连接膜43设置于上下沟槽之间。在其他实施例中，所述沟槽42也可以不设置贯穿区。设置贯穿区可以增加弹性限制件40的柔韧性。在限制移动部件旋转的同时，尽量减少压电元件变形时需要克服的阻力。[0051] 参考图7，为中空螺旋弹簧状的弹性限制件的俯视图，包括弹性限制件底层4011，弹性限制件顶层4012，弹性限制件底层侧壁4013。[0052] 本实施例中，参考图8，所述移动部件设有由上至下依次堆叠的第一膜层311、第二膜层312和第三膜层313，所述第一膜层311、第三膜层313的两侧相对所述第二膜层312向外伸出以形成伸出部，所述伸出部与所述第二膜层312的端部围成所述滑槽31。滑槽31在沿压电元件20伸缩的方向设有开口，压电元件20翘曲时，滑杆21向滑槽31开口方向移动，有掉落出滑槽31的风险，参考图9，为滑槽31结构示意图，结合图8，滑槽31设有沿压电元件20长度方向(箭头X方向)的开口，滑杆21移动到开口处有从开口处掉落的风险，图8为将所述开口封闭后，沿压电元件宽度方向(箭头Y方向)看滑槽31截面的结构示意图。滑槽31的横截面为环形，滑杆21滑动到滑槽31边缘时，由于受到阻挡，不会从滑槽31掉落。[0053] 本实施例中，所述滑槽31与所述弹性限制件40为一体结构，所述弹性限制件40的底面与所述第三膜层303的底面齐平，所述弹性限制件40的顶面与所述第一膜层301的顶面齐平。所述沟槽42通过所述第三膜层303连接于所述沟槽42的两个相对侧壁。当滑槽31与所述弹性限制件40为一体结构时，弹性限制件40的材料和滑槽31的材料相同，如为介质材料，包括二氧化硅、氮化硅等。当滑槽31与所述弹性限制件40为分体结构时，弹性限制件40的材料可以为有机材料，如高分子树脂材料等本身具有一定柔性的材料，依次提高弹性限制件40的弹性。[0054] 本实施例中，所述压电元件20固定于所述支撑块10的上表面，在另一个实施例中，所述支撑块10包括上下分布的上层支撑块和下层支撑块，所述压电元件固定于所述上层支撑块和下层支撑块之间。当压电元件20固定于上层支撑块和下层支撑块之间时，更有利于固定压电元件的固定端。[0055] 另外，压电元件20的压电叠层结构不限于只有一层压电膜23，参考图10，为具有三层压电膜23的压电叠层结构，每一层压电膜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，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，导电结构26伸入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。两个导电结构26的顶部可以分别作为第一电极引出端251和第二电极引出端252，使得第一电极引出端251、第二电极引出端252均位于压电元件20的顶面。[0056] 其他实施例中，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23的数量可以提升压电元件20翘曲的能力，使得压电元件20能够移动质量更大的被移动元件30。[0057] 进一步，奇数层电极211和偶数层电极221电连接的方式不限于图10所示的导电结构26，还可以通过导电插塞和互联线的方式电连接。两个导电结构26还可以将奇数层电极211和偶数层电极221都引至支撑层24底面，以使第一电极引出端251、第二电极引出端252均位于压电元件20的底面，或者将奇数层电极211和偶数层电极221分别引至压电元件20的顶面及支撑层24底面，使得第一电极引出端251、第二电极引出端252分别位于压电元件20的顶面和底面，在此不再一一举例说明。[0058] 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。[0059] 实施例2[0060] 本发明一实施例还提供了一种成像模组，图11和图12示出了根据本发明一实施的一种成像模组，图11为成像模组的俯视图，图12为图11沿A‑A’切线方向的剖视图，请参考图11和图12，所述成像模组包括上述的压电驱动器和被驱动部件50，所述被驱动部件50包括透镜组、成像传感元件、光圈或透镜片，所述被驱动部件50固定于所述移动部件30的表面；电连接端，与所述压电驱动器电连接。[0061] 所述被驱动部件50固定于所述移动部件30的表面包括：当成像模组只有一个压电驱动器驱动时，被驱动部件50可以粘合于移动部件的上表面或者下表面。当成像模组包括多个压电驱动器时，被驱动部件可以均位于移动部件的上表面或下表面，或者一部分移动部件固定于被驱动部件的上表面，另一部分移动部件固定于被驱动部件的下表面。所述固定方式包括干膜粘合或黏胶粘合。[0062] 参考图11，本实施例中，压电驱动器为两个，相对于被移动元件50对称设置，被移动元件50设置于移动部件的上表面。[0063] 在另一个实施例中，所述压电驱动器为多个，多个所述压电驱动器设置于所述被驱动部件的外周。优选方案中，多个所述压电驱动器对称设置。[0064] 当然，所述压电驱动器也可以不对称设置，应该理解，当压电驱动器对称设置时，相对的两个压电驱动器的弹性限制件能够同时制约被驱动部件向两个方向运动，因此可以减少被驱动部件在水平方向上的横向移动。[0065] 如图12所示，所述滑槽沿伸缩方向的第一开口均朝向对应的支撑块10，以使成对的两个所述压电元件20彼此分布在被驱动部件50中心两侧。所述滑槽沿伸缩方向的第一开口还可以背向所述支撑块10，以使成对的两个压电元件20交叠设置。也就是说，所述压电元件20的可动端选择伸入与所述被驱动部件50距离较远的一侧的滑槽中(每个所述压电元件20用于移动所述被驱动部件50的对边)，此时，所述压电元件20的长度可以增加，在所述被驱动部件50的质量较大时，也能轻松抬起。[0066] 进一步，如图12所示，所述支撑块10与所述压电元件20的固定位置位于所述被驱动部件10的外侧。所述支撑块10与所述压电元件20的固定位置也可以位于所述被驱动部件50的下方空间。本实施例中，所述支撑块10以及所述支撑块10与所述压电元件20的固定位置均位于所述被驱动部件50的正下方，使得所述压电元件20的固定端较所述可动端更靠近所述被驱动部件50的中心。当然，所述支撑块10不限于完全位于所述被驱动部件50的正下方，也可以部分位于所述被驱动部件50正下方，这样一来，所述支撑块10可以被所述被驱动部件完全或部分覆盖住，可以节省所述支撑块10所占的面积，减小整个所述成像模组的面积，有利于缩小尺寸。[0067] 参考图12，压电元件20的第一电极引出端251和第二电极引出端252(图中未示出)均位于压电元件20的底面。支撑块10的下表面设有第一电连接端61和第二电连接端62，位于压电元件20的正下方。支撑块10中设有连接第一电连接端61的导电插塞63，所述导电插塞的另一端与压电元件20的第一电极引出端251电连接，第二电连接端62通过另一个导电插塞63与压电元件20的第二电极引出端252电连接。导电插塞的下端与线路板10电连接，以实现对压电驱动部件的供电。[0068] 当所述第一电极引出端和所述第二电极引出端均位于所述压电元件的顶面，所述第一电极引出端和所述第二电极引出端可分别通过一根引线与线路板电连接，使得所述线路板可以为所述压电驱动器施加电压。[0069] 本发明不限于直接通过引线连接所述第一电极引出端、所述第二电极引出端和线路板，还可以在所述支撑块的顶面设置一个电连接端，将所述第一电极引出端、所述第二电极引出端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电连接即可，这样可以缩短引线的长度。[0070] 当所述压电元件的固定端固定于上层支撑块和下层支撑块之间，压电元件的第一电极引出端位于压电元件的上表面，第一电连接端和第二电连接端可以均设置于所述上层支撑块的上表面，所述压电元件的正上方，第一电极引出端和第二电极引出端分别通过穿过上层支撑块的导电插塞连接于第一电连接端和第二电连接端。[0071] 当所述压电元件的固定端固定于上层支撑块和下层支撑块之间，所述第一电极引出端和所述第二电极引出端其中之一位于所述压电元件的上表面，另一位于所述压电元件的下表面。所述上层支撑块的上表面和所述下层支撑块的下表面分别设有电连接端，所述电极引出端通过导电插塞与电连接端电连接。[0072] 实施例3[0073] 本实施例与实施例1的区别在于，所述被驱动部件为成像传感元件。[0074] 所述压电元件20的顶面还设置有一布线层，所述布线层位于所述绝缘层25内，且两端具有露出所述绝缘层25的第三电连接端和第四电连接端。所述第三电连接端相较于所述第四电连接端更靠近所述被驱动部件50，所述被驱动部件50的上表面设置有第五电连接端，第三电连接端和第五电连接端通过柔性连接件电连接，再通过一根引线将所述第四电连接端与线路板电连接，以使所述线路板为所述成像传感元件供电或提供信号。相较于直接利用引线将所述成像传感元件的第五电连接端与所述线路板电连接的方式来说，本实施例中的所述柔性连接件的长度可以较短(所述第三电连接端离所述成像传感元件越近，柔性连接件的长度越短)，并且所述被被驱动部件50在上移或下移时，也不会拉扯所述柔性连接件。[0075] 本发明中，所述第三电连接端不限于位于所述压电元件的顶面，例如，当所述支撑块包括从下至上依次堆叠的第一层支撑块、第二层支撑块，所述压电元件的固定端固定于所述第一层支撑块、第二层支撑块之间时，所述第三电连接端可以直接位于所述支撑块顶部并利用引线与所述线路板电连接。应理解，本发明中，所述第三电连接端不限于通过引线与所述线路板电连接，还可以直接在所述支撑块的顶面形成第六电连接端，所述第四电连接端通过引线与所述第六电连接端电连接，所述支撑块10内还设置有另外的互联结构，该互联结构电连接所述第六电连接端及线路板，从而使得所述线路板可以为所述被移动元件供电或传输信号。本实施例中的柔性连接件为柔性互联线，所述互联结构为导电插塞。[0076] 本发明中，所述第六电连接端也可以通过其他的互联方式电连接所述线路板，所述柔性连接件和所述互联结构也可以是其他的结构，本发明不作限制。[0077] 实施例4[0078] 本实施例中，所述被驱动部件50为反射镜。[0079] 压电驱动器的移动部件与所述反射镜的一侧相连，所述反射镜相对的另一侧与一支撑面转动连接，当所述压电元件20通电向上或向下翘曲时，所述反射镜发生倾斜，实现改变反射角度的目的。[0080] 本发明中，所述反射镜的一侧不限于设置一个所述压电驱动器，也可以设置两个或多个。[0081] 应理解，所述反射镜不限于仅一侧分布所述压电驱动器，还可以在两侧、四侧、周向分布所述压电驱动器。[0082] 实施例5[0083] 本发明一实施例还提供了一种压电驱动器的制造方法，所述方法包括：[0084] S01：提供第一衬底，在所述第一衬底上形成支撑块以及位于所述支撑块外周的第一牺牲层；[0085] S02：在所述第一牺牲层上形成移动部件，所述移动部件包括滑槽；[0086] S03：提供压电元件，包括可动端和固定端，所述可动端设有滑杆，将所述压电元件的固定端键合在所述支撑块上，所述滑杆伸入所述滑槽中；[0087] S04：在所述第一牺牲层上形成弹性限制件，且弹性限制件的一端连接所述支撑块，另一端连接所述移动部件。[0088] S05：形成第二牺牲层，所述移动部件、弹性限制件位于所述第二牺牲层中[0089] S06：去除所述第一牺牲层和所述第二牺牲层。[0090] 图13至图20示出了根据本发明一实施例的一种压电驱动器制造方法各步骤对应的结构示意图。[0091] 参考图13和图14，步骤S01：提供第一衬底100，在所述第一衬底100上形成支撑块以及位于所述支撑块围成区域的第一牺牲层110。[0092] 需要说明的是，支撑块作为一个整体结构是分步形成在第一衬底100上的，参照图20，支撑块包括第一层支撑块101、第二层支撑块102、第三层支撑块103，将以上各层支撑块定义为整体的支撑块。本步骤中的第一牺牲层100位于第一层支撑块101围成区域的内部。[0093] 在第一衬底100上通过气相沉积的方法形成第一牺牲层，第一牺牲层的材料包括：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。图形化所述第一牺牲层，去除预形成支撑块位置的第一牺牲层，形成所述第一层支撑块101。[0094] 参考图15至图21，在所述第一牺牲层110上形成移动部件30、键合压电元件20、形成弹性限制件40以及第二牺牲层包括：[0095] 参考图15，步骤S21：在所述第一牺牲层110以及所述支撑块上形成第一介质层，对所述第一介质层进行图形化形成所述滑槽的底壁303以及弹性限制件40；[0096] 通过物理气相沉积或者化学气相沉积的方法在第一牺牲层110以及所述支撑块上形成第一介质层，第一介质层的材质包括硅的氧化物或硅的氮化物，刻蚀所述第一介质层，形成滑槽的底壁303和弹性限制件40，弹性限制件40可以为平板弹簧的各种形状，如为波纹状的锯齿形。参考图16，为弹性限制件40的俯视图。弹性限制件40的两端分别与滑槽的底壁303和支撑块连接。[0097] 参考图17，步骤S22：形成第二牺牲层，覆盖所述滑槽的底壁303以及弹性限制件40；[0098] 在所述第二牺牲层中形成开口，在所述开口中填充第二介质层作为滑槽的侧壁302；[0099] 具体地，通过气相沉积的方法形成第二牺牲层，第二牺牲层的材质参照第一牺牲层的材质，第二牺牲层覆盖所述滑槽的底壁303以及弹性限制件40，通过刻蚀工艺，在第二牺牲层中形成开口，在所述开口中填充第二介质层作为滑槽的侧壁302。[0100] 继续参考图17，步骤S23：将所述压电元件20的固定端键合在所述支撑块上，所述可动端设置于所述滑槽底壁301上方；[0101] 具体地，将所述压电元件20的固定端键合在所述支撑块上，键合的方法包括黏胶粘贴或干膜粘合，可动端设置于所述滑槽底壁301上方的牺牲层的上方。[0102] 继续参考图17，步骤S24：在所述第二牺牲层以及所述侧壁上形成第三介质层，对所述第三介质层进行图形化，形成所述滑槽的顶壁301。[0103] 第三介质层的材料和形成方法参照第一介质层的材料和形成方法，此处不再赘述。[0104] 在另一个实施例中，可以形成完滑槽的侧壁之后，再在牺牲层中形成通孔，在通孔中形成弹性限制件。或者在形成完滑槽的顶壁后，在牺牲层中形成通孔，在通孔中形成弹性限制件。三种方式形成的弹性限制件的结构形同，高度不同。[0105] 在另一个实施例中，弹性限制件包括底部连接部和侧壁，在所述第一牺牲层110上形成移动部件30、键合压电元件20、形成弹性限制件40以及第二牺牲层包括：[0106] 参考图18，步骤S21：在所述第一牺牲层110以及所述支撑块上形成第一介质层，对所述第一介质层进行图形化形成所述滑槽的底壁以及弹性限制件的第一部分401，以及位于所述滑槽的底壁303、弹性限制件的第一部分401、支撑块之间的第三牺牲层；[0107] 第一介质层的材质和形成方法参照前文，第三牺牲层的材质和形成方法参照第一牺牲层的材质和方法，本实施例中，弹性限制件的第一部分401分多个平行的条形，作为弹性限制件的底部连接部。[0108] 继续参考图18，步骤S22：在所述滑槽的底壁、弹性限制件的第一部分、第三牺牲层上形成第四介质层，图形化所述第四介质层，形成滑槽的侧壁、弹性限制件的第二部分402；[0109] 第四介质层的材质和形成方法参照第一介质层的材质和形成方法，弹性限制件的第二部分402为弹性限制件的侧壁，本实施例中，弹性限制件的第二部分形成在弹性限制件第一部分形成的每个条形结构的端部之间，并且连接两个条形的端部，形状如多个“M”形相连。[0110] 继续参考图18，步骤S23：形成第四牺牲层，覆盖所述滑槽的侧壁302、弹性限制件的第二部分402、第三牺牲层；将所述压电元件的固定端键合在所述支撑块上，所述可动端设置于所述滑槽底壁上方。[0111] 第四牺牲层的材料和形成方法参照第一牺牲层的材质及方法，键合压电元件的方式参照前文。[0112] 参考图19，步骤S24：在所述第四牺牲层、所述压电元件、所述弹性限制件的第二部分、所述滑槽的侧壁上方形成第五介质层，图形化所述第五介质层，形成滑槽的顶壁301；[0113] 所述弹性限制件的第一部分401和弹性限制件的第二部分402构成所述弹性限制件。[0114] 第五介质层的材质和形成方法参照前文第一介质层的材质和形成方法，本实施例中，形成的弹性限制件的弹性比上一实施例的弹性更好。[0115] 在另一个实施例中，弹性限制件为螺旋形状，为中空的立体弹簧。在所述第一牺牲层110上形成移动部件30、键合压电元件20、形成弹性限制件40以及第二牺牲层包括：[0116] 参考图20和图21，图21为图20的俯视图，在上一实施例的基础上，键合所述压电元件后还包括：在所述第四牺牲层、所述压电元件20、所述弹性限制件的第二部分402上方形成第六介质层，图形化所述第六介质层，形成弹性限制件的第三部分403；[0117] 所述弹性限制件的第一部分401、弹性限制件的第二部分402、弹性限制件的第三部分403构成所述弹性限制件40。[0118] 需要说明的是，本实施例中形成弹性限制件的第一部分401时，形成的结构为多个平行相间的条状，形成弹性限制件的第二部分402时，形成的位置位于弹性限制件第一部分形成的每个条形结构的两个端部上，为平行的竖条状，即将两个端部加高，形成多个平行的竖向杆。形成的弹性限制件的第三部分403将弹性限制件的第二部分402形成的竖向杆两两相连接。形成立体的弹簧状。[0119] 需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于结构实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。[0120] 上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

专利地区：浙江

专利申请日期：2019-12-31

专利公开日期：2024-07-26

专利公告号：CN113131782B