(57)【要約】  微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスは、１つ又は２つ以上の焼結電気接点を設けられてもよい。ＭＥＭＳデバイスは、ＭＥＭＳアクチュエータ又はＭＥＭＳセンサであってもよい。焼結電気接点は、銀ペースト金属化電気接点であってもよい。焼結電気接点は、解放されたＭＥＭＳデバイスのウェハ上に金属ペースト、金属プリフォーム、金属インク、又は金属粉末などの焼結材料を堆積させ、堆積された焼結材料が、デバイスの基板内へ拡散し、それにより、デバイスとの電気接点を作るよう、ウェハを加熱することによって、形成されてもよい。堆積された焼結材料は、焼結プロセスの間に基板上の絶縁層を突破してもよい。ＭＥＭＳデバイスは、カメラのためのオートフォーカス、ズーム、及び光学像安定化を促進する第１及び第２のＭＥＭＳアクチュエータを有する多自由度アクチュエータであってもよい。
2016538142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスと、
前記ＭＥＭＳデバイス上の焼結電気接点と、
を備えたデバイス。
【請求項２】
前記焼結電気接点は、焼結金属ペースト、焼結金属粉末、焼結金属インク、及び焼結金属プリフォームからなる群から選択される焼結材料を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記焼結電気接点は、銀ペースト金属化電気接点を有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記ＭＥＭＳデバイスは、
プラットフォームを第１の軸に沿って移動させるように構成された少なくとも１つの第１のＭＥＭＳアクチュエータと、
前記プラットフォームを前記第１の軸に概ね垂直である方向に移動させるように構成された少なくとも１つの第２のＭＥＭＳアクチュエータと、
を有しており、
当該デバイスは、少なくとも１つの追加の銀ペースト金属化電気接点を更に備える、請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記第２のＭＥＭＳアクチュエータは、協働して前記プラットフォームを移動させるように構成された３つの第２のＭＥＭＳアクチュエータを含む、請求項４に記載のデバイス。
【請求項６】
前記第１のＭＥＭＳアクチュエータは、少なくとも部分的に前記３つの第２のＭＥＭＳアクチュエータ内に入れ子状態にされている、請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
電気リードを有する鏡筒と、
前記電気リードを前記銀ペースト金属化電気接点に接続する導電性エポキシ樹脂と、
を更に備えた、請求項３に記載のデバイス。
【請求項８】
前記銀ペースト金属化電気接点は、１８０ミクロン〜３００ミクロンである幅、及び、１２０ミクロン〜１７０ミクロンである長さ、を有する銀ペーストドットを含む、請求項３に記載のデバイス。
【請求項９】
当該デバイスは、レンズを有するカメラを備え、
前記ＭＥＭＳデバイスは、前記レンズを移動させるように構成されたＭＥＭＳアクチュエータを含む、請求項３に記載のデバイス。
【請求項１０】
当該デバイスは、ポータブル電子デバイスを有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１１】
複数のＭＥＭＳデバイスを有するＭＥＭＳウェハを提供する工程と、
前記複数のＭＥＭＳデバイスの各々の少なくとも１つの可動部分を解放する工程と、
前記ＭＥＭＳウェハ上に材料を堆積させる工程と、
前記材料を焼結することによって前記ＭＥＭＳウェハ上に複数の焼結電気接点を形成する工程と、
を含む方法。
【請求項１２】
前記堆積工程は、前記解放工程後に前記ＭＥＭＳウェハ上に前記材料を堆積させる工程を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記形成工程は、前記材料が絶縁層を貫いて前記ＭＥＭＳウェハの基板内へ拡散するように前記ＭＥＭＳウェハを加熱する工程を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記加熱工程は、前記ＭＥＭＳウェハを、当該加熱工程の間の酸化物成長を許容するのに十分である温度に加熱する工程を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記堆積工程は、金属ペースト、金属プリフォーム、金属インク、又は金属粉末のうちの少なくとも１つを堆積させる工程を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記堆積工程は、前記ＭＥＭＳウェハ上に銀を堆積させる工程を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
第１及び第２の銀ペースト金属化電気接点を有する微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスを提供する工程と、
前記第１の銀ペースト金属化電気接点を制御リードに結合する工程と、
前記第２の銀ペースト金属化電気接点を基準リードに結合する工程と、
を含む方法。
【請求項１８】
前記制御リードを用いて前記第１の銀ペースト金属化電気接点に制御電圧を提供する工程と、
前記基準リードを用いて前記第２の銀ペースト金属化電気接点に基準電圧を提供する工程と、を更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ＭＥＭＳデバイスは、カメラのレンズに結合され、
当該方法は、前記第１の銀ペースト金属化電気接点に電圧を印加することによって前記ＭＥＭＳデバイスを用いて前記レンズの位置を調整する工程を更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記ＭＥＭＳデバイスは、ポータブル電子デバイス内のカメラの鏡筒内に配置され、
前記鏡筒は、前記制御リードを含み、
当該方法は、前記制御リードを用いて前記第１の銀ペースト金属化電気接点に制御電圧を印加することによって前記カメラを合焦させる工程を更に含む、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１３年１１月１１日に出願された、米国特許仮出願第６１／９０２，７４８号に対する優先権及びその利益を主張する。同出願はその全体が、本明細書において参照により組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
１つ又は２つ以上の実施形態は、概して微小電気機械システム（ＭＥＭＳ：microelectromechanical system）に関し、より詳細には、ＭＥＭＳデバイスのための電気接点に関する。
【０００３】
ＭＥＭＳアクチュエータ及びＭＥＭＳセンサなどの微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスが、周知である。ＭＥＭＳデバイスは、様々なウェハレベル処理技法を用いて作成することができる。ＭＥＭＳデバイスのための電気接点は多くの場合、ウェハ製作の間に金属スパッタリングプロセス及びパターニングプロセスを用いて形成される。特に、ＭＥＭＳデバイスは多くの場合、ウェハ製作後のエッチングプロセスにおいて解放されなければならない可動部分又は作動可能部分を含む。
【０００４】
状況によっては、注意を払わなければ、この種のエッチングプロセス、又は高温プロセスなどの他のウェハ製作プロセスは、ウェハ製作の間に形成された金属接点に悪影響を与え得る。場合によっては、ＭＥＭＳデバイスのための金属接点は、解放後において、解放されたウェハ又はダイの蒸着の間にシャドウマスクを用いて形成される。しかし、この種のシャドウマスクキング作業は、非常に高価であり、及び／又は大きな労力を要し得る。
【０００５】
したがって、ＭＥＭＳデバイスのための改善された電気接点を提供することが望ましいであろう。
【発明の概要】
【０００６】
一実施形態によれば、ＭＥＭＳデバイスは、ＭＥＭＳデバイスを外部回路機構に電気接続するための１つ又は２つ以上の電気接点を含んでもよい。電気接点は、ＭＥＭＳデバイス上において材料を焼結することによって形成される、銀ペースト金属化電気接点などの金属化電気接点、又はその他の電気接点であってもよい。焼結材料は、ＭＥＭＳデバイス上の焼結によって金属接点を形成するための、銀ペーストなどの金属ペースト、金属プリフォーム、金属粉末、金属インク、又はその他の好適な材料、若しくは材料の組み合わせを含んでもよい。銀ペースト金属化接点などの電気接点は、ＭＥＭＳデバイスの表面上に形成するか、ＭＥＭＳデバイスの縁部の延長部分上に形成するか、又は別の仕方でＭＥＭＳデバイス上に配置することができる。銀ペースト金属化電気接点などの焼結電気接点は、ＭＥＭＳセンサ又はＭＥＭＳアクチュエータなどの任意の好適なＭＥＭＳデバイス上に形成することができる。外部回路機構は、リード線、プリント回路板などのプリント回路、又は焼結電気接点を通じてＭＥＭＳデバイスに結合されることができるその他の回路機構を含んでもよい。
【０００７】
ＭＥＭＳデバイス上において材料を焼結することによって形成される電気接点は、個片化されていないＭＥＭＳデバイスのウェハを提供し、ウェハに対して、ＭＥＭＳデバイスの作動部分を解放するためのエッチング作業などの処理作業を実行し、解放されたＭＥＭＳウェハ上に焼結材料を堆積させ、ウェハを加熱することによって焼結材料を焼結することによって、形成されてもよい。このように、エッチング作業などの半導体処理作業によって悪影響を及ぼされる可能性がある金属接点を、ＭＥＭＳデバイスの移動部分を解放するためのエッチング作業が完了された後に、ＭＥＭＳデバイス上に形成することができる。ウェハは、焼結作業の前又は後に、個々のＭＥＭＳデバイスを形成するべく個片化されてもよい。
【０００８】
一実施形態によれば、デバイスは、プラットフォームを第１の軸に沿って並進移動させるように構成された少なくとも１つの第１のＭＥＭＳアクチュエータを備えることができる。少なくとも１つの第２のＭＥＭＳアクチュエータは、プラットフォームを第１の軸に概ね垂直である方向に移動させるように構成されることができる。デバイスは、少なくとも１つの銀ペースト金属化電気接点を含むことができる。銀ペースト金属化電気接点は、導電性エポキシ樹脂を用いてリード線に連結されるように構成された銀ペーストドットを含むアクチュエータの延長部分であってもよい。
【０００９】
一実施形態によれば、デバイスは、導電性エポキシ樹脂を用いて制御電圧を供給するための制御リード線に接続されるように構成された第１の銀ペースト金属化電気接点と、導電性エポキシ樹脂を用いて基準電圧を供給するための基準リード線に接続されるように構成された第２の銀ペースト金属化電気接点と、を含んでもよい。
【００１０】
一実施形態によれば、アクチュエータ組立体は、プラットフォームを並進移動させるように構成された少なくとも１つの第１のＭＥＭＳアクチュエータと、プラットフォームを接線方向に移動させる、例えば、回転させるように構成された少なくとも１つの第２のＭＥＭＳアクチュエータと、を含むことができる。
【００１１】
一実施形態によれば、ＭＥＭＳアクチュエータ組立体は、カメラを合焦させ、カメラのための光学像安定化を提供するように構成された、複数の入れ子状態にされているアクチュエータを含むことができる。
【００１２】
一実施形態によれば、カメラを動作させるための方法は、少なくとも１つの第１のＭＥＭＳアクチュエータを用いてプラットフォームを並進移動させる工程と、少なくとも１つの第２のＭＥＭＳアクチュエータを用いてプラットフォームを接線方向に移動させる工程と、を含むことができる。
【００１３】
一実施形態によれば、多自由度アクチュエータは、固定フレームと、この固定フレームに対して可動であるプラットフォームと、固定フレーム及びプラットフォームを相互接続する３つの独立した可動のＭＥＭＳアクチュエータと、を含むことができる。３つのＭＥＭＳアクチュエータは、協働して、プラットフォームを３自由度で移動させるように構成されることができる。
【００１４】
一実施形態によれば、方法は、固定フレームに対して可動であるプラットフォームを提供する工程を含むことができる。プラットフォームは、３つの独立した可動のＭＥＭＳアクチュエータを用いて３自由度で移動させることができる。
【００１５】
本発明の範囲は、この発明の概要に参照により組み込まれる、請求項によって定義される。１つ又は２つ以上の実施形態の以下の詳細な説明の考慮によって、本発明の実施形態のより完全な理解、並びにその追加の利点の認識が、当業者にもたらされるであろう。添付の図面書面が参照される。それらをまず簡単に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態に係る、ＭＥＭＳデバイスを有する電子デバイスを示す。
【００１７】
【図２】一実施形態に係る、鏡筒を有する小型カメラを示す。
【００１８】
【図３Ａ】一実施形態に係る、鏡筒が、その内部に配置されたアクチュエータモジュールを有する、小型カメラを示す。
【００１９】
【図３Ｂ】一実施形態に係る、鏡筒及びアクチュエータモジュールを分解図で示す。
【００２０】
【図４】一実施形態に係る、内部に配置された多自由度アクチュエータを有するアクチュエータモジュールを示す。
【００２１】
【図５】一実施形態に係る、多自由度アクチュエータを示す。
【００２２】
【図６】一実施形態に係る、図５の多自由度アクチュエータの１つのセクタを示す拡大図である。
【００２３】
【図７】一実施形態に係る、明瞭にするために櫛駆動装置の歯が除去された図６のセクタを示す。
【００２４】
【図８】一実施形態に係る、図７の面外アクチュエータを示す拡大図である。
【００２５】
【図９】一実施形態に係る、図６の面内アクチュエータの一部分及び面外アクチュエータの一部分を示す拡大図である。
【００２６】
【図１０】一実施形態に係る、多自由度アクチュエータの動作の一例を示すフローチャートである。
【００２７】
【図１１】一実施形態に係る、電気接点を有するキネマティックマウントフレクシャを示す。
【００２８】
【図１２】一実施形態に係る、内部に配置された多自由度アクチュエータを有するアクチュエータモジュールの別の実施形態を示す。
【００２９】
【図１３】一実施形態に係る、基準電圧への結合のための銀ペースト金属化物を有する焼結電気接点を示す拡大図である。
【００３０】
【図１４】一実施形態に係る、制御電圧への結合のための銀ペースト金属化物を有する焼結電気接点を示す拡大図である。
【００３１】
【図１５】一実施形態に係る、銀ペースト金属化電気接点を有するアクチュエータへの電気接続部を形成する工程の一例を示すフローチャートである。
【００３２】
【図１６】一実施形態に係る、ＭＥＭＳデバイスのための電気接点を形成するためのプロセスの一例を示すフローチャートである。
【００３３】
【図１７】一実施形態に係る、ＭＥＭＳウェハ上に焼結電気接点が形成される様々な製造段階の間におけるＭＥＭＳウェハの例示的な部分を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明の実施形態及びそれらの利点は、以下の詳細な説明を参照することによって最も深く理解される。図のうちの１つ又は２つ以上に示される同様の要素を特定するために、同様の参照符号が用いられることを理解されたい。
【００３５】
多種多様の異なる電子デバイスにおいて使用するために好適なＭＥＭＳアクチュエータ又はＭＥＭＳセンサなどのＭＥＭＳデバイスが、様々な実施形態に従って開示される。ＭＥＭＳデバイスは、少なくとも１つの焼結電気接点を含んでもよい。焼結電気接点は、焼結金属粉末、焼結金属ペースト、又は焼結金属プリフォームなどの焼結材料を有する電気接点から形成されてもよい。一実施形態では、焼結電気接点は、銀ペースト金属化電気接点などの金属化電気接点であってもよい。
【００３６】
一実施形態によれば、ＭＥＭＳデバイス上の焼結電気接点（本明細書では時により金属化電気接点と呼ばれる）は、ウェハレベル処理の間に、ＭＥＭＳウェハを（例えば、ウェハ上のＭＥＭＳデバイスの移動部分又は作動部分を止着する酸化物材料などの材料をエッチング除去することによって）解放した後に、ＭＥＭＳウェハ上の電気接点ロケーションにおいて金属粉末、金属プリフォーム、金属インク、又は銀ペーストなどの金属ペーストなどの材料を堆積させ、焼結電気接点を形成するべく（例えば、堆積された材料を焼結するべく）ＭＥＭＳウェハを加熱し、銀ペースト金属化電気接点などの焼結電気接点を有する個々のＭＥＭＳデバイスを形成するべくウェハを個片化することによって、形成されてもよい。
【００３７】
一実施形態では、ＭＥＭＳデバイスは、多自由度アクチュエータであってもよい。多自由度アクチュエータは、例えば、小型カメラなどの、カメラに使用されるように適合されてもよい。多自由度アクチュエータは、小型カメラを手動又は自動のいずれかで合焦させるために用いられてもよい。多自由度アクチュエータは、小型カメラをズームさせるために用いられてもよい。多自由度アクチュエータは、光学要素の芯出しを容易にするために用いられてもよい。多自由度アクチュエータは、小型カメラのための光学像安定化（ＯＩＳ：optical image stabilization）を提供するために用いられてもよい。多自由度アクチュエータは、カメラ内で、（光学素子をその使用中に能動的に位置合わせするためなど）光学素子を位置合わせするため、例えば、レンズ又はその他の光学要素の細かい位置合わせを提供するために用いられてもよい。多自由度アクチュエータは、光学補正のため、例えば、光学要素内の瑕疵の望ましくない効果を軽減するために用いられてもよい。例えば、レンズは、その内部の欠陥をより望ましい（又はより害の少ない）位置内に配置するべく、回転されてもよい。多自由度アクチュエータは、電子デバイス又は任意の他のデバイスにおける任意の他の所望の用途のために用いられてもよい。
【００３８】
１つ又は２つ以上の実施形態によれば、多自由度アクチュエータは、１つ又は２つ以上のＭＥＭＳアクチュエータを含んでもよい。例えば、多自由度アクチュエータは、線形櫛駆動装置及び回転櫛駆動装置を含んでもよい。
【００３９】
多自由度アクチュエータは、モノリシックな構造を用いて形成されてもよい。多自由度アクチュエータは、非モノリシックな構造を用いて形成されてもよい。多自由度アクチュエータは、例えば、エッチング及び／又は超微細加工などの、当今の製作技法を用いて形成されてもよい。様々なその他の製作技法が、企図されている。
【００４０】
多自由度アクチュエータは、シリコン（例えば、単結晶シリコン及び／又は多結晶シリコン）で形成されてもよい。多自由度アクチュエータは、シリコン、ゲルマニウム、ダイヤモンド、及び／又はヒ化ガリウムなどの様々な半導体材料で形成されてもよい。多自由度アクチュエータが形成される材料は、その所望の導電率を得るためにドープされてもよい。多自由度アクチュエータは、タングステン、チタン、ゲルマニウム、アルミニウム、及び／又はニッケルなどの金属で形成されてもよい。これら及びその他の材料の任意の所望の組み合わせが、用いられてもよい。
【００４１】
多自由度アクチュエータ、及び／又は多自由度アクチュエータによって移動させられる要素のモーションコントロールが、様々な実施形態に従って開示される。モーションコントロールは、要素の不要な移動を減らしつつ、要素の所望の移動を促進するために用いられてもよい。例えば、モーションコントロールは、レンズの他の移動を阻止しつつ、レンズの光軸に沿ったレンズの移動を促進するために用いられてもよい。それゆえ、モーションコントロールは、全ての他の並進自由度におけるレンズの移動を阻止しつつ、かつ、全ての回転自由度におけるレンズの移動を阻止しつつ、単一の所望の並進自由度におけるレンズの移動を促進することによって合焦及び／又はズームを提供するために用いられてもよい。
【００４２】
別の例では、モーションコントロールは、全ての３つの回転自由度におけるレンズの移動を阻止しつつ、全ての３つの並進自由度におけるレンズの移動を促進してもよい。例えば、合焦及び／若しくはズーム、並びに光学像安定化は、全ての３つの回転自由度におけるレンズの移動を阻止しつつ、全ての３つの並進自由度におけるレンズの移動を提供することによって促進されてもよい。
【００４３】
それゆえ、単体で使用するため、及び電子デバイスにおいて使用するための改良された小型カメラを提供することができる。小型カメラは、多種多様の異なる電子デバイスにおいて使用するために好適である。例えば、小型カメラは、携帯電話、ラップトップコンピュータ、テレビ、ハンドヘルドデバイス、タブレット、車載カメラ、ウェブカム、及び監視デバイスなどの電子デバイスにおいて使用するために好適である。
【００４４】
様々な実施形態によれば、サイズの縮小及び耐衝撃性の改良が提供される。耐衝撃性の改良は、小型カメラ及びその構成要素のサイズの縮小（及びその結果生じる質量の低下）によってもたらされることができる。耐衝撃性の改良は、本明細書において説明される多自由度アクチュエータの特徴によってもたらされることができる。
【００４５】
図１は、一実施形態に係る、小型カメラ１０１を有する電子デバイス１００を示す。小型カメラ１０１は、その鏡筒２００内などに、多自由度アクチュエータ４００を有することができる。多自由度アクチュエータ４００は、本明細書において説明されるように、合焦、ズーム、光学像安定化及び／又は光学補正を促進することができる。
【００４６】
様々な実施形態によれば、電子デバイスは任意の種類のＭＥＭＳデバイスを含んでもよい。ＭＥＭＳデバイスは、銀ペースト金属化物を有する焼結電気接点などの電気接点を含んでもよい。ＭＥＭＳデバイス上の電気接点は、導電性エポキシ樹脂、異方性導電接着剤、はんだ、はんだペースト、機械的コネクタ、又は銀ペースト金属化電気接点などの焼結電気接点への結合のためのその他の好適な材料若しくは構成要素などの、任意の好適な導電接続部を用いて他の回路機構に接続されてもよい。
【００４７】
電子デバイス１００は、携帯電話、ラップトップコンピュータ、監視デバイス、又は任意の他の所望のデバイスであってもよい。小型カメラ１０１は、電子デバイス１００に内蔵されてもよいか、電子デバイス１００に取り付けられてもよいか、又は電子デバイス１００に対して分離していてもよい（例えば、遠隔にあってもよい）。２０１１年９月２８日に出願された、米国特許出願公開第２０１３／００７７１６８号に、多自由度アクチュエータを含むことができる電子デバイスの更なる説明を見いだすことができる。同文献はその全体が、本明細書において参照により組み込まれる。
【００４８】
図２は、一実施形態に係る、小型カメラ１０１であって、そこから延在する鏡筒２００を有する小型カメラ１０１を示す。鏡筒２００は、多自由度アクチュエータ４００（図５参照）によって移動させることができる、可動レンズ３０１などの、１つ又は２つ以上の光学要素を包含してもよい。鏡筒２００は、固定されてもよい１つ又は２つ以上の光学要素を有してもよい。例えば、鏡筒２００は、１つ又は２つ以上のレンズ、アパーチャ（可変型若しくは固定型）、シャッター、ミラー（平面状、非平面状、動力付き、若しくは動力なしであってもよい）、プリズム、空間光変調器、回折格子、レーザ、ＬＥＤ並びに／又は検出器を包含してもよい。これらの要素のうちの任意のものは、固定されてもよいか、又は多自由度アクチュエータ４００によって可動であってもよい。
【００４９】
多自由度アクチュエータ４００は、非カメラ用途において用いられてもよい。多自由度アクチュエータ４００は、様々な用途における光学デバイス又は非光学デバイスのいずれかを移動させるために用いられてもよい。例えば、多自由度アクチュエータ４００は、走査のために提供されたサンプルを移動させるために用いられてもよい。サンプルは、生物サンプル又は非生物サンプルのいずれかであってもよい。
【００５０】
生物サンプルの例としては、有機体、組織、細胞、及びタンパク質が挙げられる。非生物サンプルの例としては、集積回路、ＭＥＭＳデバイス、固体、液体、及び気体が挙げられる。多自由度アクチュエータ４００は、構造体、光、音、又は任意の他の所望の物を操作するために用いられてもよい。
【００５１】
光学要素は、鏡筒２００内に部分的に、又は完全に包含されてもよい。鏡筒２００は、任意の所望の形状を有してもよい。例えば、鏡筒２００は、実質的に円形、三角形、長方形、正方形、五角形、六角形、八角形であるか、又は任意の他の形状若しくは断面構成のものであってもよい。鏡筒２００は、小型カメラ１０１に永久的に、又は取り外し可能に取り付けられてもよい。鏡筒２００は、小型カメラ１０１のハウジングの一部分によって画定されてもよい。鏡筒２００は、小型カメラ１０１内に部分的に、又は完全に配置されてもよい。
【００５２】
図３Ａは、一実施形態に係る、鏡筒２００内に配置されたアクチュエータモジュール３００を示す。アクチュエータモジュール３００は、多自由度アクチュエータ４００を包含してもよい。多自由度アクチュエータ４００は、鏡筒２００内に完全に包含されるか、鏡筒２００内に部分的に包含されるか、又は完全に鏡筒２００の外部にあってもよい。多自由度アクチュエータ４００は、鏡筒２００内に包含された光学要素、鏡筒２００内に包含されていない光学要素、及び／又は任意の他の所望の要素を移動させるように適合されてもよい。
【００５３】
図３Ｂは、一実施形態に係る、鏡筒２００及びアクチュエータモジュール３００を分解図で示す。可動レンズ３０１は、多自由度アクチュエータ４００に取り付けられるか、又はそれと機械的に連絡してもよく、それによって移動させられてもよい光学要素の一例である。可動レンズ３０１は、例えば、合焦及び／又はズームを促進するために、小型カメラ１０１の光軸４１０に沿って移動させることができる。多自由度アクチュエータ４００は、上部モジュールカバー４０１と下部モジュールカバー４０２との間に配置されてもよい。
【００５４】
固定された（例えば、静止した）レンズ３０２などの、追加の光学要素が設けられてもよい。追加の光学要素は、例えば、合焦、ズーム、及び／又は光学像安定化を促進してもよい。任意の所望の数及び／又は種類の、（多自由度アクチュエータ４００を介するなどして）可動の光学要素、及び固定された光学要素が設けられてもよい。
【００５５】
図３Ｂに示されるように、アクチュエータ４００は、制御電圧及び／又は基準電圧などの制御信号をアクチュエータ４００に提供するための１つ又は２つ以上の電気接点４０４を含んでもよい。一実施形態では、アクチュエータ４００は、３つの電気接点４０４（例えば、正の制御電圧接点、基準電圧接点、及び第３の不使用接点）を含む。ただし、これは単なる例示にすぎない。様々な実施形態では、アクチュエータ４００は、制御信号又は任意の他の信号をアクチュエータ４００へ、又はアクチュエータ４００から提供するための任意の好適な数の電気接点４０４を含んでもよい。一実施形態では、電気接点４０４は、銀ペースト金属化電気接点などの焼結電気接点である。接点４０４上の銀ペーストは、導電性エポキシ樹脂を用いた、例えば、電圧供給線（例えば、鏡筒２００からのリード線）への導電連結のために好適である組成を有してもよい。２０１０年１１月１５日に出願された、米国特許出願公開第２０１２／０１２０５０７号に、銀ペーストを用いて金属化されてもよい電気接点を有するアクチュエータの更なる説明を見いだすことができる。同文献はその全体が、本明細書において参照により組み込まれる。
【００５６】
図４は、一実施形態に係る、アクチュエータモジュール３００を示す。アクチュエータモジュール３００は、小型カメラ１０１内に部分的に、又は完全に配置されてもよい。多自由度アクチュエータ４００は、アクチュエータモジュール３００内に部分的に、又は完全に配置されてもよい。例えば、多自由度アクチュエータ４００は、実質的に上部モジュールカバー４０１と下部モジュールカバー４０２との間に挟み込まれてもよい。
【００５７】
アクチュエータモジュール３００は、任意の所望の形状を有してもよい。例えば、アクチュエータモジュール３００は、実質的に円形、三角形、正方形、長方形、五角形、六角形、八角形であるか、又は任意の他の形状若しくは断面構成のものであってもよい。
【００５８】
一実施形態では、鏡筒２００は、断面構成において実質的に円形であってもよく、アクチュエータモジュール３００は、断面構成において実質的に円形であってもよい。実質的に円形の鏡筒２００及び実質的に円形のアクチュエータモジュール３００の使用によって、有利なサイズの低減を促進することができる。サイズの低減は、例えば、円形レンズが一般的に選好されるがゆえに、促進されてもよい。実質的に円形の鏡筒２００及び実質的に円形のアクチュエータモジュール３００を円形レンズとともに使用することで、無駄な体積の低減をもたらすことにつながり、それゆえ、サイズの低減を促進することにつながる。
【００５９】
本明細書において説明されるように、可動レンズ３０１などの、１つ又は２つ以上の光学要素は、アクチュエータモジュール３００内に形成された開口部４０５（例えば、孔）内に配置されてもよい。多自由度アクチュエータ４００は、例えば、光学要素の、それらの光軸４１０に沿った移動を生じさせてもよい。それゆえ、多自由度アクチュエータ４００は、例えば、レンズ３０１などの、１つ又は２つ以上のレンズを、合焦又はズームを生じさせるように移動させてもよい。
【００６０】
アクチュエータモジュール３００は、アクチュエータモジュール３００の組み立て、その内部に包含された多自由度アクチュエータ４００の位置合わせ、及び／又は接点４０４への電気接続を促進するために内部に形成される切り欠き４０３を有してもよい。切り欠き４０３、及び／又は切り欠き４０３内に部分的に配置される電気接点４０４は、鏡筒２００に対するアクチュエータモジュール３００の位置合わせを促進するために用いられてもよい。
【００６１】
図５は、本発明の一実施形態に係る、多自由度アクチュエータ４００を示す。多自由度アクチュエータ４００は、種々の用途において用いるための、６自由度における、モーションコントロールによる移動を提供することができる。多自由度アクチュエータ４００は、３自由度の線形移動若しくは並進移動、並びに３自由度の角移動若しくは回転移動を提供することができる。
【００６２】
多自由度アクチュエータ４００は、３つの実質的に同一のセクタ５０１を含むことができる。各セクタ５０１は、接線方向若しくは面内アクチュエータ５０２並びにＺ移動若しくは面外アクチュエータ５０３の両方を含むことができる。面内アクチュエータ５０２は、例えば、線形静電櫛駆動装置であることができる。面外アクチュエータ５０３は、例えば、回転静電櫛駆動装置であることができる。面外アクチュエータ５０３は、例えば、線形、例として鉛直又は２軸の、静電櫛駆動装置であることができる。面内アクチュエータ５０２の各々及び面外アクチュエータ５０３の各々は、互いに対して独立して制御可能であり、可動であることができる。
【００６３】
面内アクチュエータ５０２及び面外アクチュエータ５０３は、プラットフォーム５０４の動きを制御することができる。プラットフォーム５０４は、レンズリングを画定することができ、１つ又は２つ以上のレンズを装着するために用いることができる。例えば、プラットフォーム５０４は、合焦レンズ及び／又はズームレンズであることができる、レンズ３０１を装着することができる。プラットフォーム５０４は、全ての６つの自由度において移動させることができる。
【００６４】
プラットフォーム５０４は、全ての６つの自由度において移動させることができるため、それは、例えば、合焦、ズーム、光学像安定化、光学要素の位置合わせ、及び／又は光学補正を促進することができる。合焦及び／又はズームは、１つ又は２つ以上のレンズをｚ軸に沿って並進させることによって促進することができる。光学像安定化及び／又は光学要素の位置合わせは、１つ若しくは２つ以上のレンズ又は別の光学要素をｘ−ｙ平面内で並進させることによって、並びに／又はレンズ若しくはその他の光学要素（単数若しくは複数）をｘ軸及び／若しくはｙ軸の周りに回転させることによって、促進することができる。
【００６５】
図５は、多自由度アクチュエータ４００を、３つの面内アクチュエータ５０２を有するように示しているが、多自由度アクチュエータ４００は、任意の数の面内アクチュエータ５０２を有することができる。例えば、多自由度アクチュエータ４００は、１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、又はそれより多くの面内アクチュエータ５０２を有することができる。
【００６６】
各面内アクチュエータ５０２は、プラットフォーム５０４の接線方向移動を提供することができる。即ち、各面内アクチュエータ５０２は、プラットフォーム５０４の周辺上の点５１１を、矢印５１２によって指示されるように、プラットフォーム５０４の周辺に対して実質的に接線方向である方向に移動させることができる。
【００６７】
面内アクチュエータ５０２の全ては、ｘ−ｙ平面内における（多自由度アクチュエータ４００の平面内における）プラットフォーム５０４の並進移動を協働して提供することができる。プラットフォーム５０４のこのようなｘ−ｙ平面移動は、例えば、レンズ３０１を光学像安定化又は位置合わせのために並進させるために用いることができる。
【００６８】
面内アクチュエータ５０２の全ては、プラットフォーム５０４のｚ軸回転移動を協働して提供することができる。このようなｚ軸回転移動は、例えば、偏光板又は回折格子などの、方向感知性光学要素を回転させるために用いることができる。
【００６９】
図５は、多自由度アクチュエータ４００を、３つの面外アクチュエータ５０３を有するように示しているが、多自由度アクチュエータ４００は、任意の数の面外アクチュエータ５０３を有することができる。例えば、多自由度アクチュエータ４００は、１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、又はそれより多くの面外アクチュエータ５０３を有することができる。
【００７０】
面外アクチュエータ５０３は、（多自由度アクチュエータ４００の平面に対して垂直である）ｚ軸に沿ったプラットフォーム５０４の並進移動を協働して提供することができる。プラットフォーム５０４のこのようなｚ軸移動は、例えば、レンズ３０１を合焦及び／又はズームのために並進させるために用いることができる。面外アクチュエータ５０３は、ｘ軸及び／又はｙ軸の周りのプラットフォーム５０４の回転移動を協働して提供することができる。このような回転移動は、例えば、レンズ３０１を光学像安定化又は位置合わせのために回転させるために用いることができる。
【００７１】
図６は、本発明の一実施形態に係る、図５の多自由度アクチュエータ４００の１つのセクタ５０１を示す拡大図である。図５に示されるように、多自由度アクチュエータ４００は、３つのセクタ５０１を含む。多自由度アクチュエータ４００は、任意の所望の数のセクタ５０１を含むことができる。例えば、多自由度アクチュエータ４００は、１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、又はそれより多くのセクタ５０１を含むことができる。
【００７２】
面内アクチュエータ５０２は、各々固定ｘ−ｙフレーム６０１及び可動ｘ−ｙフレーム６０２を含むことができる。櫛のフィンガ又は歯６０３が、固定ｘ−ｙフレーム６０１及び可動ｘ−ｙフレーム６０２から延在することができ、固定ｘ−ｙフレーム６０１に対する可動ｘ−ｙフレーム６０２の実質的に線形の移動を生じさせる静電アクチュエータを協働して規定することができる。可動ｘ−ｙフレーム６０２は、ｘ−ｙ平面内で移動する。可動ｘ−ｙフレーム６０２は、矢印５１２によって指示された方向に後方及び前方に移動する。
【００７３】
各セクタ５０１の固定ｘ−ｙフレーム６０１は、多自由度アクチュエータ４００の外側フレーム６１０を協働して画定することができる。外側フレーム６１０は、セクタ５０１の各々を互いに実質的に剛体的に相互接続することができる。
【００７４】
面外アクチュエータ５０３は、各々面外の、展開ｚフレーム６２０及び可動ｚフレーム６２１を含むことができる。櫛のフィンガ又は歯６２３が、展開ｚフレーム６２０及び可動ｚフレーム６２１から延在することができ、展開ｚフレーム６２０に対する可動ｚフレーム６２１の移動を生じさせる静電アクチュエータを協働して規定することができる。可動ｚフレーム６２１は、実質的にｚ軸に沿ったプラットフォーム５０４の少なくとも一部分の移動を提供するように回転する。
【００７５】
展開ｚフレーム６２０は、展開ｚフレーム６２０が多自由度アクチュエータ４００の平面に対して角度をなして配置されるという位置へ展開させることができる。即ち、展開ｚフレーム６２０は、展開ｚフレーム６２０の遠位部分５５３を多自由度アクチュエータ４００の平面外へ移動させ、展開ｚフレーム６２０の展開位置内へ至らせるように、展開ｚフレーム６２０の近位部分５５２を通過するヒンジ線５５１の周りに回転させることができる。展開ｚフレーム６２０の展開位置は、多自由度アクチュエータ４００の平面の（そのどちらかの側の）上方又は下方のいずれかであることができる。
【００７６】
図７は、本発明の一実施形態に係る、明瞭にするために歯６０３及び６２３が除去された図６のセクタを示す。モーションコントロール構造を用いて、面内アクチュエータ５０２及び面外アクチュエータ５０３の動きを制限することができる。その結果、プラットフォーム５０４の動きは、面内アクチュエータ５０２及び面外アクチュエータ５０３によって制御されるため、モーションコントロール構造は、プラットフォーム５０４の動きを制限することができる。
【００７７】
例えば、接線方向移動フレクシャ７０１、カンチレバーフレクシャ７０２、ねじりフレクシャ７０３、外側ヒンジフレクシャ７０４、及び内側ヒンジフレクシャ７０５を用いて、モーションコントロールを促進することができる。
【００７８】
接線方向移動フレクシャ７０１は、プラットフォーム５０４の接線方向移動を提供するために、面内アクチュエータ５０２の側方移動を促進することができる。これは、接線方向移動フレクシャ７０１が他の自由度における面内アクチュエータ５０２の移動を阻止する間に行うことができる。
【００７９】
カンチレバーフレクシャ７０２は、面外アクチュエータ５０３とプラットフォーム５０４との間の距離の変化を吸収しながら、面外アクチュエータ５０３のｚ軸の動きをプラットフォーム５０４へ伝達することができる。これは、カンチレバーフレクシャ７０２が他の自由度における面外アクチュエータ５０３の移動を阻止する間に行うことができる。
【００８０】
ねじりフレクシャ７０３は、ｚ軸に沿ったプラットフォーム５０４の移動を提供するために、面外アクチュエータ５０３の可動ｚフレーム６２１の回転移動を促進することができる。これは、ねじりフレクシャ７０３が他の自由度における可動ｚフレーム６２１の移動を阻止する間に行うことができる。特に、ねじりフレクシャ７０３は、ｘ軸に沿った可動ｚフレーム６２１の移動を阻止する。
【００８１】
外側ヒンジフレクシャ７０４は、ｚ軸に沿ったプラットフォーム５０４の移動を提供するために、面外アクチュエータ５０３の可動ｚフレーム６２１の回転移動を促進することができる。これは、外側ヒンジフレクシャ７０４が他の自由度における可動ｚフレーム６２１の移動を阻止する間に行うことができる。特に、外側ヒンジフレクシャは、ｙ方向の移動を阻止する。
【００８２】
内側ヒンジフレクシャ７０５は、カンチレバーフレクシャ７０２が面外アクチュエータ５０３のｚ軸の動きをプラットフォーム５０４へ伝達する際に、面外アクチュエータ５０３の回転移動を促進することができる。これは、内側ヒンジフレクシャ７０５が他の自由度におけるプラットフォーム５０４の移動を阻止する間に行うことができる。
【００８３】
面外アクチュエータ５０３の各々は、例えば、更なるモーションコントロールを提供するための２つの近位側方スナッバ組立体７０６及び１つの遠位側方スナッバ組立体７０７を有することができる。近位側方スナッバ組立体７０６は、展開ｚフレーム６２０に対する可動ｚフレーム６２１の側方移動を阻止することができる。遠位側方スナッバ組立体７０７は、可動ｚフレーム６２１に対するプラットフォーム５０４の側方移動を阻止することができる。
【００８４】
図８は、本発明の一実施形態に係る、図７の面外アクチュエータを示す拡大図である。面内アクチュエータ５０２の歯６０３及び面外アクチュエータ５０３の歯６２３が示されている。
【００８５】
図９は、本発明の一実施形態に係る、図７の面内アクチュエータの一部分を示す拡大図である。本図では、モーションコントロール構造のいくつかをより明瞭に見ることができる。例えば、接線方向移動フレクシャ７０１のうちの１つ、カンチレバーフレクシャ７０２のうちの１つ、ねじりフレクシャ７０３のうちの１つ、外側ヒンジフレクシャ７０４のうちの１つ、及び内側ヒンジフレクシャ７０５のうちの１つをより明瞭に見ることができる。
【００８６】
動作時、３つの面外アクチュエータ５０３は、１つ又は２つ以上のレンズを並進させるために調和して移動し、かくして合焦及び／又はズームを促進することができる。３つの面外アクチュエータ５０３は、光学像安定化又はレンズ（単数又は複数）の位置合わせを促進するべく１つ又は２つ以上のレンズを回転させるために、独立して移動することができる。３つの面内アクチュエータ５０２は、光学像安定化又はレンズ（単数又は複数）若しくは光学要素の位置合わせを促進するべく１つ若しくは２つ以上のレンズ又はその他の光学要素を並進させるために、独立して移動することができる。
【００８７】
面内アクチュエータ５０２及び面外アクチュエータ５０３はいずれも、０位置又は中心位置と見なすことができる所与の位置へ偏移させるか、又は移動させることができる。中心位置は、面内アクチュエータ５０２及び面外アクチュエータ５０３のための移動範囲に沿ったいずれかの場所にあることができる。中心位置は、レンズ（単数又は複数）又はその他の光学要素の位置合わせされた位置であることができる。面内アクチュエータ（単数又は複数）５０２及び／又は面外アクチュエータ（単数又は複数）５０３は、合焦、ズーム、又は光学像安定化を生じさせるべく異なる位置へ駆動されるまでは、この中心位置内にとどまることができる。
【００８８】
面内アクチュエータ５０２の各々及び面外アクチュエータ５０３の各々の状態又は位置は、それに制御信号又は電圧を提供することによって制御することができる。概して、電圧がより高いほど、面内アクチュエータ５０２及び面外アクチュエータ５０３のより大きな移動を生じさせることになる。
【００８９】
図１０は、本発明の一実施形態に係る、多自由度アクチュエータ４００の動作の一例を示すフローチャートである。電子デバイス１００及び／又は小型カメラ１０１の電源を入れると、面内アクチュエータ５０２及び／又は面外アクチュエータ５０３は、レンズ３０１を、レンズ３０１の移動中心に近接した、位置合わせされた位置へ移動させることができる。
【００９０】
より具体的には、面外アクチュエータ５０３は、ブロック１００１に示すように、レンズを、レンズ３０１の移動中心に近接した位置へ移動させることができ、面内アクチュエータ５０２は、ブロック１００２に示すように、面外アクチュエータ５０３と協働してレンズを全ての６つの自由度で位置合わせすることができる。
【００９１】
ブロック１００３に示すように、オートフォーカスプロセスの間に、面外アクチュエータ５０３によって、レンズ３０１を、小型カメラ１０１の所望の焦点を提供する位置へ移動させることができる。この移動は、レンズ３０１の位置合わせを維持しつつ達成することができる。
【００９２】
ブロック１００４に示すように、光学像安定化プロセスの間に、面内アクチュエータ５０２及び／又は面外アクチュエータ５０３は、協働してレンズ３０１を、光学像安定化を提供する形で移動させることができる。レンズ３０１を位置合わせすること、レンズ３０１を用いて合焦すること、レンズ３０１を用いて光学像安定化を提供することは、逐次に行うか、互いに並行して行うか、又は部分的には逐次に、部分的には互いに並行して行うことができる（例えば、重なり合うことができる）。
【００９３】
図１１〜図１５を参照して、いくつかの実施形態に係る、電気経路及び接点が説明される。このような電気経路は、例えば、合焦、ズーム、及び／又は光学像安定化を促進するべく、電気信号（例えば、制御電圧）を鏡筒２００からアクチュエータ４００へ導通するために用いられてもよい。
【００９４】
図１１は、電気接点４０４の上面図を示す。図１１に示されるように、一実施形態によれば、電気接点４０４は、キネマティックマウントフレクシャ１１０２によってアクチュエータ４００の外側フレーム部分１１０６に連結されてもよい。様々な実施形態では、キネマティックマウントフレクシャ１１０２及び電気接点４０４は、単結晶基板、上部に形成されたポリシリコン層を有する単結晶基板、シリコン、ゲルマニウム、ダイヤモンド、及び／若しくはヒ化ガリウムなどの様々な半導体材料、ドープされた導電性材料、合金、並びに／又はタングステン、チタン、ゲルマニウム、アルミニウム、及び／若しくはニッケルなどの金属から形成されてもよい。
【００９５】
電気接点４０４及びキネマティックマウントフレクシャ１１０２は、本明細書において説明されるように、鏡筒２００内などにおける、アクチュエータデバイス４００の装着を促進してもよい。電気接点４０４及びキネマティックマウントフレクシャ１１０２は、本明細書において説明されるように、鏡筒と、アクチュエータデバイスのアクチュエータ５０２及び／又は５０３などのアクチュエータとの間の電気連絡を促進してもよい。フレクシャ１１０２は、例えば、アクチュエータデバイス４００及び／又は鏡筒２００の製造欠陥又は公差を吸収し、その一方で同時に、このような欠陥によって生じるアクチュエータデバイス４００に対する応力を軽減することができる。
【００９６】
一実施形態によれば、電気接点４０４のいずれかの所望の表面（例えば、上面又は下面）への電気接続部が作製されてもよい。アクチュエータ４００の電気接点４０４などのＭＥＭＳデバイス上の電気接点は、以下において例えば図１２及び図１３に関して説明されるように、１つ又は２つ以上の表面上に導電接触パッドを設けられてもよい。
【００９７】
電気接点４０４を介してアクチュエータ、こうしたアクチュエータ５０２及び５０３に電圧が印加されてもよい。例えば、３つの接点４０４のうちの２つが、鏡筒２００からアクチュエータ４００へ電圧を印加するために使用されてもよい。第３の接点４０４は、使用されなくてもよいか、又は鏡筒２００からアクチュエータ４００へ電圧の一方の極性を重複して印加するために使用されてもよい。
【００９８】
接点４０４に供給される電圧を用いて、アクチュエータ５０２及び／又は５０３などのアクチュエータに、プラットフォーム５０４の並進（例えば、光学要素が光軸４１０に沿うなどして移動させられる際に、プラットフォーム５０４が外側フレームと実質的に平行のままとどまり、それにより、例えば、可動レンズ３０１などの光学要素の位置合わせを維持するような、プラットフォームの動き）、並びに／又はプラットフォーム５０４の傾斜（例えば、プラットフォームが実質的に外側フレームに対して傾斜し、それにより、プラットフォーム５０４を外側フレームに位置合わせし、光学像安定化、若しくはレンズの位置合わせを促進するような、プラットフォームの動き）を生じさせる電圧が印加されてもよい。
【００９９】
いくつかの実施形態では、キネマティックマウントフレクシャ１１０２内にトレンチ１１０１が形成されてもよく、電気接点４０４内にトレンチ１１２２が形成されてもよい。ただし、これは単なる例示にすぎない。必要に応じて、フレクシャ１１０２及び／又は電気接点４０４は、トレンチを有しないように形成されてもよい。トレンチ１１０１及び／又は１１２２は、例えば、単結晶基板内のポリシリコントレンチであってもよい。
【０１００】
キネマティックマウントフレクシャにトレンチが設けられる実施形態では、例えば、トレンチ１１０１は、実質的に各キネマティックマウントフレクシャ１１０２の中心に形成されてもよく、実質的にキネマティックマウントフレクシャ１１０２の長手方向に対して垂直に形成されてもよい。トレンチ１１０１は、トレンチ１１０１が、トレンチ１１０１の一方の側にあるキネマティックマウントフレクシャ１１０２の第１の部分を、トレンチ１１０１の他方の側にあるキネマティックマウントフレクシャ１１０２の第２の部分から電気的に絶縁するために好適となるよう、適合されてもよい。それゆえ、一実施形態では、トレンチ１１０１の一方の側にある電気接点４０４に電圧を印加しても、トレンチ１１０１の他方の側にあるキネマティックマウントフレクシャ１１０２に実質的に影響を及ぼさない。
【０１０１】
図１１に示されるように、電気接点４０４は、その接点４０４のためのキネマティックマウントフレクシャ１１０２の間に少なくとも部分的に形成される開口部１１０４などの開口部を含んでもよい。
【０１０２】
図１２は、アクチュエータモジュール３００の別の実施形態を示す。図１２の例では、上部モジュールカバー４０１内の切り欠き４０３は、上部モジュールカバー４０１の上面１２０４に対して鈍角をなして形成される表面１２０２を含む。ただし、これは単なる例示にすぎない。切り欠き４０３は、電気接点４０４への電気接続を促進するための任意の好適な形状で形成されてもよい。
【０１０３】
電気接点４０４は、ＭＥＭＳデバイスの基板上に材料を焼結させることによって形成される、銀ペースト金属化電気接点などの金属化電気接点、又はその他の電気接点であってもよい。図１２の例では、アクチュエータモジュール３００は、電気接点上の銀ペースト１２００を各々有する、３つの電気接点４０４Ａ、４０４Ｂ、及び４０４Ｃを含む。１つ又は２つ以上の実施形態についての電気接点４０４Ａ、４０４Ｂ、及び４０４Ｃなどの電気接点は、様々な実施形態によれば、銀ペーストドットを提供されてもよいか、銀ペースト内に実質的に覆われてもよいか、又は銀ペーストを用いて別の仕方で金属化されてもよい。
【０１０４】
本例では、電気接点４０４Ａは、アクチュエータ４００の動作の間には、正の制御電圧などの制御電圧を接点４０４Ａに供給する１本又は２本以上のリード（例えば、制御リード）に接続されるように構成されてもよく、電気接点４０４Ｂは、アクチュエータ４００の動作の間には、接地電圧などの基準電圧を接点４０４Ｂに供給するリード（例えば、基準リード）に連結されるように構成されてもよく、電気接点４０４Ｃは、不使用電気接点（例えば、組み立てた製品内において、実質的に外部回路機構への電気接続がない電気接点）であってもよい。接点４０４Ｃなどの不使用電気接点は、銀ペースト金属化されたものなどの焼結電気接点であってもよいか、又は非金属化接点であってもよい。不使用接点４０４Ｃは、接点上、又はモジュールカバー４０１及び／若しくは４０２上の面取りした角部（図示されていない）によって特定されてもよい。組み立てた製品内において、鏡筒は、基準電圧及び制御電圧を接点４０４に提供するための電気リードを有してもよい。各電気リードは、電気接点４０４上の銀ペーストドットに（例えば、導電性エポキシ樹脂を用いて）接続される第１の端部、及び鏡筒に接続される反対の第２の端部を含んでもよい。
【０１０５】
図１２に示されるように、いくつかの実施形態では、上部モジュールカバー４０１及び下部モジュールカバー４０２は、モジュールカバーの外縁部上に追加の切り欠き１２０６を有してもよい。切り欠き１２０６は、モジュール３００のための外周形状を画定してもよく、鏡筒２００に対するアクチュエータモジュール３００の位置合わせの促進を助けてもよい。
【０１０６】
図１２の例は、単なる例示にすぎないことを理解されたい。様々な実施形態では、アクチュエータ４００は、３つの電気接点、３つ未満の電気接点、３つを超える電気接点、１つを超える不使用電気接点を含んでもよいか、又は不使用電気接点を含まなくてもよい。様々な実施形態では、本明細書において説明されている電気接点４０４の一部又は全ては、銀ペースト金属化電気接点などの焼結電気接点であってもよい。
【０１０７】
図１３及び図１４は、電気接点上において材料を焼結することによって形成される導電性部分を有する電気接点の例を示す。本明細書において一例として時折説明される１つの好適な実施形態では、焼結電気接点は、銀ペーストを用いて金属化された電気接点である。ただし、これは単なる例示にすぎない。様々な実施形態では、ＭＥＭＳデバイス上の電気接点は、ＭＥＭＳデバイスの基板上に任意の好適な材料（例えば、金属粉末、金属インク、金属プリフォーム、又は銀ペーストなどの金属ペースト）を焼結することによって形成されてもよい。
【０１０８】
図１３の例では、接点４０４上に銀ペースト１２００が提供される。図１３の接点４０４は、例えば、アクチュエータ４００のための電気基準電圧（例えば、接地電圧）に接続されるべきである図１２の接点４０４Ｂなどの接点であってもよい。図１４の例では、複数の縁部区分１４００を有する接点４０４上に銀ペースト１２００が提供される。図１４の接点４０４は、例えば、正の制御電圧などの制御電圧への結合のための図１２の接点４０４Ａなどの接点であってもよい。１つ又は２つ以上の実施形態によれば、区分１４００は、区分１４００を有する特定の接点を、（例えば、基準電圧リードに対立するものとして）正の制御電圧リードに接続されるべき接点として特定するために用いられてもよく、及び／又は複数のリードのための接触点として用いられてもよい。
【０１０９】
例として、正の制御電圧は、例えば、３１Ｖ〜３２Ｖ、３０Ｖ〜３２Ｖ、３１．３Ｖ〜３１．５Ｖ、２０Ｖ〜３１．４Ｖ、３２Ｖ未満、３１．４Ｖ未満、１Ｖ超の電圧、又はアクチュエータ４００を動作させるための任意の他の好適な正の制御電圧であってもよい。一実施形態では、この種の銀ペースト金属化接点４０４は、接点及び／又はアクチュエータに対する損傷を生じさせることのない、例えば、３２Ｖ未満の電圧、及び／又は、例えば、５０マイクロアンペア未満の電流を受けるように構成されてもよい。
【０１１０】
銀ペースト１２００は、各接点４０４上において、幅Ｗ及び長さＬによって特徴付けられるサイズを有する銀ペーストドットの形態で形成されてもよい。各銀ペーストドットの幅Ｗは、例として、１８０ミクロン超、１７０ミクロン超、１５０ミクロン超、１００ミクロン超、１８０ミクロン〜２８０ミクロン、１８０ミクロン〜３００ミクロン、１８０ミクロン〜３８０ミクロン、２４０ミクロン〜３２０ミクロン、２７５ミクロン〜２８５ミクロン、又は３００ミクロン未満であってもよい。各銀ペーストドットの長さＬは、例として、１２０ミクロン超、１１０ミクロン超、１００ミクロン超、５０ミクロン超、１２０ミクロン〜２５０ミクロン、１２０ミクロン〜２００ミクロン、１３０ミクロン〜１７０ミクロン、１２０ミクロン〜１７０ミクロン、１４５ミクロン〜１５５ミクロン、又は２００ミクロン未満であってもよい。
【０１１１】
一実施形態によれば、電気接点４０４上の銀ペーストドット１２００は、導電性エポキシ樹脂を用いて（例えば、電圧供給リードへの）接続のために最適化されてもよい。他の実施形態では、銀ペーストドット１２００は、はんだ、異方性導電膜、又は機械的コネクタ構造体などの他の導電性結合構成要素又は材料を用いて、例えば、電圧供給リードに接続されてもよい。
【０１１２】
図１３及び図１４の銀ペーストドットは、アクチュエータ４００の電気接点４０４上に形成される。ただし、これは単なる例示にすぎないことを理解されたい。様々な実施形態では、任意の好適なＭＥＭＳデバイス（例えば、ＭＥＭＳセンサ、ＭＥＭＳアクチュエータ、又はその他の種類のＭＥＭＳデバイス）上の電気接点が、ＭＥＭＳデバイス上に金属を焼結することによって（例えば、銀ペースト金属化電気接点を形成するべくＭＥＭＳデバイス上に銀ペーストを焼結することによって）金属化されてもよい。
【０１１３】
図１５は、本明細書において開示されている形式の第１、第２、及び第３の銀ペースト金属化電気接点を少なくとも有するアクチュエータ４００などのＭＥＭＳデバイスを電気接続する例示的なプロセス１５００のフローチャートである。例えば、プロセス１５００は、アクチュエータ４００を鏡筒２００に電気接続するために用いられてもよい。
【０１１４】
ブロック１５０２において、望ましくない移動を制限するためのモーションコントロールを備える複数の自由度を有するＭＥＭＳアクチュエータなどの、銀ペースト金属化電気接点を含むＭＥＭＳデバイスを提供してもよい。例えば、一実施形態によれば、提供されるＭＥＭＳデバイスは、第１、第２、及び第３の銀ペースト金属化電気接点を含んでもよい。各銀ペースト金属化電気接点は、例えば、図１３及び図１４の銀ペーストドット１２００などの銀ペーストドットを含んでもよい。
【０１１５】
ブロック１５０４において、例えば、導電性エポキシ樹脂を用いて、第１の銀ペースト金属化電気接点を正の制御電圧などの制御電圧に結合してもよい。導電性エポキシ樹脂は、第１の銀ペースト金属化電気接点上の銀ペーストドットを、電気接点に対する圧力を最小限に抑える（例えば、鏡筒からの）柔軟リード線などの１本又は２本以上のリード線に導電的に止着するために用いられてもよい。
【０１１６】
ブロック１５０６において、導電性エポキシ樹脂を用いて第２の銀ペースト金属化電気接点を基準電圧（例えば、電気的接地電圧）などの第２の電圧に結合してもよい。第１及び第２の銀ペースト金属化電気接点は、以上においてブロック１５０４及び１５０６に関して説明されたように、それぞれの電圧に結合されてもよく、その一方で、第３の銀ペースト金属化電気接点（例えば、面取りをした縁部を有する銀ペースト金属化電気接点）は、（例えば）実質的に導電性エポキシ樹脂がない状態のまま残しておく。第３の銀ペースト金属化電気接点を実質的に導電性エポキシ樹脂がない状態のまま残しておくことは、第３の銀ペースト金属化電気接点を実質的に全ての電気接点がない状態のまま残しておくことを含んでもよい。必要に応じて、本明細書において説明されるように、第３の銀ペースト金属化電気接点は、銀ペースト金属化物でない電気接点によって置換されてもよい。
【０１１７】
ＭＥＭＳアクチュエータは、複数の自由度を有してもよい。（例えば、プロセス１５００を用いて）接続されると、ＭＥＭＳアクチュエータは、（例として）小型カメラのための、望ましくない移動の制限、合焦、ズーム、光学像安定化、及び／又は光学要素の位置合わせのためのモーションコントロールを生じさせる制御信号（例えば、電圧）を受信してもよい。
【０１１８】
ＭＥＭＳアクチュエータは、線形櫛駆動装置及び回転櫛駆動装置などの、複数の静電駆動装置を組み込むか、又は入れ子状態にすることができ、したがって、使用される空間、例えば、敷地を最小限に抑えることにつながる。任意の所望の数の静電駆動装置を任意の所望の仕方で入れ子状態にすることが可能である。
【０１１９】
図１６は、例示的なプロセス１６００のフローチャートであって、それによってＭＥＭＳデバイスのための電気接点が、形成されてもよい。例えば、プロセス１６００は、一実施形態に係るＭＥＭＳデバイス上に銀ペースト金属化電気接点を形成するために用いられてもよい。
【０１２０】
ブロック１６０２において、ＭＥＭＳウェハ（例えば、ＭＥＭＳアクチュエータ及び／又はＭＥＭＳセンサなどの複数の個片化されていないＭＥＭＳデバイスを有する基板）を提供してもよい。ＭＥＭＳウェハは、例えば、様々な半導体処理技法を用いてシリコン基板内に形成された複数のＭＥＭＳデバイスを含んでもよい。ＭＥＭＳウェハ上のＭＥＭＳデバイスのうちの１つ又は２つ以上は、酸化物材料などの材料によって基板上に止着される１つ又は２つ以上の可動部分又は作動可能部分を有してもよい。
【０１２１】
ブロック１６０４において、ＭＥＭＳウェハに対して解放作業及び／又はコーティング作業を実行してもよい。解放作業を実行することは、ＭＥＭＳデバイスの止着された可動部分又は作動可能部分を（例えば、止着材料をエッチング除去するか、又は他の仕方で除去することによって）解放することを含んでもよい。例えば、可動部分又は作動可能部分を止着するウェハ上の酸化物材料は、フッ化水素気相エッチングプロセス、又はＭＥＭＳウェハ上のＭＥＭＳデバイスのその可動部分若しくは作動可能部分を解放するその他の好適なエッチングプロセスにおいてエッチング除去されてもよい。いくつかの実施形態では、ブロック１６０４において、ＭＥＭＳウェハ上に絶縁層などの追加の層を形成するコーティング作業を実行してもよい。例えば、ウェハ上に窒化ケイ素層又はアルミニウム酸化物層などの追加の層を堆積させてもよいか、あるいはウェハ上に酸化物層などの追加の層を成長させてもよい。
【０１２２】
ブロック１６０６において、解放及び／又はコーティングされたＭＥＭＳウェハ上に、焼結材料（例えば、金属粉末、金属プリフォーム、金属インク、又は銀ペーストなどの金属ペースト）などの材料を堆積させてもよい。材料は、電気接点が形成される予定であるウェハ上のロケーションに堆積されてもよい。止着材料が除去された後に（例えば、「解放された」ＭＥＭＳウェハ上に）材料を堆積させることで、エッチングプロセスによって生じるＭＥＭＳデバイス上の電気接点に対する損傷を防ぐことを助けることができる。ブロック１６０４において追加の絶縁層が形成される実施形態では、焼結材料は、いくつかの実施形態では、絶縁層上に堆積させてもよい。
【０１２３】
ブロック１６０８において、堆積された焼結材料を含む、解放及び／又はコーティングされたＭＥＭＳウェハに対して焼結作業を実行してもよい。焼結作業は、堆積された材料を乾燥させるためにＭＥＭＳウェハをベーキングすること、及び堆積された材料がウェハ基板内へ拡散し、それにより、ＭＥＭＳデバイスとのオーム接点を形成するよう、ＭＥＭＳウェハを焼成することを含んでもよい。焼結材料が絶縁層上に堆積される構成では、焼結作業は、焼結材料を、絶縁層を貫いてウェハ基板内へ拡散させることを含んでもよい。
【０１２４】
ＭＥＭＳウェハをベーキングすることは、ＭＥＭＳウェハをベーキング温度（例えば、１００Ｃ〜２００Ｃの温度、１４０Ｃ〜１６０Ｃの温度、又は少なくとも１００Ｃの温度）でベーキング時間（例えば、３０分未満、６０分未満、１０分未満、５分超、又は５分〜１５分）の間、加熱することを含んでもよい。ＭＥＭＳウェハを焼成することは、ＭＥＭＳウェハを焼結温度（例えば、７００Ｃ超、８００Ｃ超、８５０Ｃ超、９００Ｃ超、７００Ｃ〜１０００Ｃ、８００Ｃ〜９００Ｃ、又は１０００未満の温度）で焼結時間（例えば、３０分未満、６０分未満、１０分未満、５分超、又は５分〜１５分の時間）の間、加熱することを含んでもよい。
【０１２５】
一実施形態では、ＭＥＭＳウェハを焼成することは、ＭＥＭＳウェハを、１００Ｃを下回る温度から８００Ｃを上回る温度まで５〜１５分で加熱し、ＭＥＭＳウェハの温度を８００Ｃ超で５〜１５分間、保持し、ＭＥＭＳウェハの温度を８００Ｃ超から１００Ｃ未満まで５〜１５分で低下させ、ＭＥＭＳウェハを１〜１０時間の間、冷却することを含んでもよい。一実施形態では、焼結作業は、焼結作業の間にウェハ基板上に酸化物層が成長するよう、ＭＥＭＳウェハを少なくとも９００Ｃの温度で焼成することを含んでもよい。
【０１２６】
ブロック１６１０において、ＭＥＭＳウェハを、銀ペースト金属化電気接点などの１つ又は２つ以上の焼結電気接点を各々有する個々のＭＥＭＳデバイスに個片化（ダイシング）してもよい。
【０１２７】
ブロック１６１２において、ＭＥＭＳデバイスごとにパッケージング作業を実行してもよい（例えば、銀ペースト金属化接点を有するＭＥＭＳアクチュエータなどのＭＥＭＳデバイスをポータブル電子デバイス内のカメラの鏡筒内に装着し、導電性エポキシ樹脂を用いて制御リードに結合してもよい）。
【０１２８】
図１７は、一実施形態に係る、ＭＥＭＳウェハ上に焼結電気接点が形成される様々な製造段階の間におけるＭＥＭＳウェハの一部分を示すフロー図である。
【０１２９】
図１７に示されるように、ＭＥＭＳウェハ１７０１の一部分は、基板１７００（例えば、シリコン基板）などの基板を含んでもよい。材料１７０４などの止着材料が、基板１７００内に形成されたＭＥＭＳデバイスの移動部分１７０２を止着してもよい。例えば、材料１７０４は、酸化物材料であってもよい。止着材料１７０４を有するＭＥＭＳウェハ１７０１は、エッチング及びコーティング装置１７０６などの処理装置に提供されてもよい。エッチング及びコーティング装置１７０６は、材料１７０４をＭＥＭＳウェハ１７０１から除去するためのエッチング装置（例えば、フッ化水素気相エッチングプロセスなどのエッチングプロセスを実行するための装置）、及び／又はコーティング装置（例えば、ＭＥＭＳウェハ１７０１を絶縁層１７０８などの追加の層内にコーティングするための装置）を含んでもよい。
【０１３０】
材料１７０４の除去（及びコーティング１７０８の任意選択的追加）の後に、ＭＥＭＳウェハ１７０１は、堆積及び焼結装置１７１０などの追加の処理装置に提供されてもよい。堆積及び焼結装置１７１０は、ＭＥＭＳウェハ１７０１の表面１７１４上に、金属粉末、金属プリフォーム、金属インク、又は銀ペーストなどの金属ペーストなどの焼結材料を堆積させるための装置を含んでもよい。堆積及び焼結装置１７１０は、堆積された焼結材料を乾燥させ、基板１７００内へ拡散させ、それにより、基板１７００とオーム接触した焼結電気接点１７１２を形成する、ベーキング作業及び焼成作業などの焼結作業を実行するための加熱装置を含んでもよい。ウェハ１７０１上に絶縁層１７０８が堆積される構成では、堆積及び焼結装置は、焼結材料を、層１７０８を貫いて基板１７００内へ拡散させてもよく、それにより、層１７０８を通した基板１７００とのオーム接触を形成する焼結電気接点を形成する。
【０１３１】
ＭＥＭＳウェハ１７０１上の接点１７１２などの焼結電気接点の形成後に、ＭＥＭＳウェハ１７０１は、ＭＥＭＳウェハ１７０１から、焼結電気接点を有するＭＥＭＳアクチュエータ又はＭＥＭＳセンサなどの個々のＭＥＭＳデバイスをダイシングし、及び／又はパッケージングする、個片化及びパッケージング装置１７１６などの、更なる追加の処理装置に提供されてもよい。
【０１３２】
本発明は、限られた数の実施形態のみに関して詳細に説明されたが、本発明はこのような開示された実施形態に限定されないことが容易に理解されるはずである。むしろ、本発明は、上述されていないが、本発明の趣旨及び範囲に応じた、任意の数の変形、改変、置換又は同等の構成を組み込むように変更することができる。加えて、本発明の様々な実施形態が説明されたが、本発明の態様は、説明された実施形態のうちのいくつかのみを含んでもよいことを理解されたい。したがって、本発明は、上述の説明によって限定されると見なされるべきではなく、添付の請求項の範囲によってのみ限定される。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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