JP2001235702A - Actuator - Google Patents

Actuator

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JP2001235702A
JP2001235702A JP2000044545A JP2000044545A JP2001235702A JP 2001235702 A JP2001235702 A JP 2001235702A JP 2000044545 A JP2000044545 A JP 2000044545A JP 2000044545 A JP2000044545 A JP 2000044545A JP 2001235702 A JP2001235702 A JP 2001235702A
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JP
Japan
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actuator
movable plate
layer
spring
impact resistance
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000044545A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuyoshi Asaoka
延好 浅岡
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an actuator having both high impact resistance and sufficient rigidity for obtaining desired characteristics. SOLUTION: The actuator is equipped with a moving plate 102, a pair of torsion springs 104 extended from both sides of the movable plate 102 and a supporting part 106 for supporting the movable plate 102 through the torsion springs 104. The movable plate 102, torsion springs 104 and supporting part 106 are manufactured by the semiconductor manufacturing technology by using a SOI substrate 110 as a start wafer. The torsion spring 104 is mainly composed of a barrier layer (silicon layer) 116 and a polyimide layer 140. The silicon layer 116 has high rigidity and is a main member which determines the elastic modulus of the torsion spring 104. The polyimide layer 140 has high impact resistance. The polyimide layer 140 covers a moving part 102, the torsion springs 104 and the supporting part 106 except the part of a driving electrode 126.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アクチュエータに
関する。
[0001] The present invention relates to an actuator.

【0002】[0002]

【従来の技術】アクチュエータは、例えばレーザ光を偏
向する用途などに利用されるものである。その駆動原理
はいくつかあり、例えばクーロン力を利用する静電型の
アクチュエータや、磁界中に配置した可動コイルに電流
を流すと、電流と磁界との相互作用でフレミングの左手
の法則に基づく力が可動コイルに発生することを利用す
る電磁駆動型のアクチュエータ、また、素材に電圧を印
加すると素材の長さが変化する圧電素材を利用した圧電
駆動型のアクチュエータなどがある。
2. Description of the Related Art Actuators are used, for example, for deflecting laser light. There are several driving principles.For example, when a current is applied to an electrostatic actuator that uses Coulomb force or a movable coil placed in a magnetic field, the interaction between the current and the magnetic field causes a force based on Fleming's left-hand rule. There is an electromagnetic drive type actuator using the fact that a voltage is generated in a movable coil, and a piezoelectric drive type actuator using a piezoelectric material whose length changes when a voltage is applied to the material.

【0003】特開平7−175005号は電磁駆動型の
アクチュエータを開示している。このアクチュエータ
は、シリコン基板に加工して作製された、平板状の可動
板と、これを揺動可能に支持する一対のトーションバー
と、トーションバーを支持する枠状の支持部とを備えて
いる。可動板の上面の周縁部には通電により磁界を発生
させるための平面コイルが設けられ、平面コイルで囲ま
れる上面中央部には全反射ミラーが設けられている。支
持部には、平面コイルによって発生される磁界と相互作
用させるための永久磁石が設けられている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-175005 discloses an electromagnetically driven actuator. This actuator includes a flat movable plate manufactured by processing a silicon substrate, a pair of torsion bars for swingably supporting the movable plate, and a frame-shaped support portion for supporting the torsion bar. . A planar coil for generating a magnetic field when energized is provided at a peripheral portion of an upper surface of the movable plate, and a total reflection mirror is provided at a central portion of the upper surface surrounded by the planar coil. The support is provided with permanent magnets for interacting with the magnetic field generated by the planar coil.

【0004】平面コイルの両端は、トーションバーの上
を延びるコイル配線を介して、支持部に設けられた電極
端子と電気的に接続されている。平面コイルとコイル配
線と電極端子は、シリコン基板上に電鋳法により同時形
成される。この電磁アクチュエータは、従来のものに比
べて、極めて薄型化・小型化することができる。
[0004] Both ends of the planar coil are electrically connected to electrode terminals provided on a support portion via coil wiring extending over the torsion bar. The planar coil, the coil wiring, and the electrode terminals are simultaneously formed on the silicon substrate by electroforming. This electromagnetic actuator can be made extremely thinner and smaller than conventional ones.

【0005】特開平8−186975号は、可動板を支
持するシリコンのトーションバーに高濃度の硼素を拡散
させて導電性とし、これをコイル配線として用いている
アクチュエータを開示している。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-186975 discloses an actuator in which high-concentration boron is diffused into a silicon torsion bar supporting a movable plate to make it conductive, and this is used as a coil wiring.

【0006】特開平10−123449号は、トーショ
ンバーがポリイミド層で構成され、その内部をコイル配
線が通っているアクチュエータを開示している。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-123449 discloses an actuator in which a torsion bar is formed of a polyimide layer and a coil wiring passes through the inside thereof.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】特開平7−17500
5号と特開平8−186975号のアクチュエータは共
に、トーションバーがシリコン製であるため、耐衝撃性
が低く、従って破損し易いという難点がある。
SUMMARY OF THE INVENTION Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-17500
Both the actuators of No. 5 and JP-A-8-186975 have the disadvantage that the torsion bar is made of silicon, so that they have low impact resistance and are therefore easily damaged.

【0008】特開平10−123449号のアクチュエ
ータは、トーションバーがポリイミド層で構成されてい
るため、高い耐衝撃性を有している。しかし、ポリイミ
ド層製のトーションバーは、シリコン製のトーションバ
ーと比べて、剛性が不足する傾向がある。
The actuator disclosed in JP-A-10-123449 has high impact resistance because the torsion bar is made of a polyimide layer. However, the torsion bar made of a polyimide layer tends to have insufficient rigidity as compared with the torsion bar made of silicon.

【0009】高い振動周波数で可動板を駆動するには、
トーションバーは高い剛性を有していることが要求され
る。特開平10−123449号のアクチュエータは、
トーションバーがポリイミド製であるために剛性が不足
しがちであり、このために所望の特性すなわち高い振動
周波数での可動板の駆動に対応する十分な剛性を実現で
きないことがある。
To drive the movable plate at a high vibration frequency,
The torsion bar is required to have high rigidity. The actuator disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-123449 is
Since the torsion bar is made of polyimide, the rigidity tends to be insufficient, so that it may not be possible to realize desired characteristics, that is, sufficient rigidity corresponding to driving of the movable plate at a high vibration frequency.

【0010】本発明の目的は、所望な特性を得るに十分
な剛性を有するとともに、高い耐衝撃性を有するアクチ
ュエータを提供することである。
It is an object of the present invention to provide an actuator having sufficient rigidity to obtain desired characteristics and high impact resistance.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明のアクチュエータ
は、可動板と、可動板から延びる弾性部材と、弾性部材
を介して可動板を支持する支持部とを備え、弾性部材は
剛性の高い弾性材料と耐衝撃性の高い弾性材料とを含
み、剛性の高い弾性材料は弾性部材全体の弾性率を決定
する主たる材料であり、これにより弾性部材は高い剛性
と高い耐衝撃性とを兼ね備えている。
An actuator according to the present invention includes a movable plate, an elastic member extending from the movable plate, and a supporting portion for supporting the movable plate via the elastic member, wherein the elastic member has high rigidity. Including the material and the high impact resistant elastic material, the high rigidity elastic material is the main material that determines the elastic modulus of the entire elastic member, and thus the elastic member has both high rigidity and high impact resistance .

【0012】アクチュエータは、一例においては、耐衝
撃性の高い弾性材料が剛性の高い弾性材料を覆ってい
る。
[0012] In one example of the actuator, an elastic material having high impact resistance covers the elastic material having high rigidity.

【0013】アクチュエータは、別の一例においては、
弾性部材の内部を通る配線を更に備えており、配線は、
可動板と支持部を結ぶ直線に対して垂直な弾性部材の断
面内において、発生するひずみが最も少ない位置または
その近傍に配置されている。
In another example, the actuator is:
It further comprises a wiring passing through the inside of the elastic member, wherein the wiring is
In the cross section of the elastic member perpendicular to the straight line connecting the movable plate and the support portion, the elastic member is disposed at or near a position where the generated strain is least.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の第一実施形態について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0015】図1に示されるように、アクチュエータ1
00は、可動板102と、可動板102の両側から対称
的に延びる一対の弾性部材、例えばねじりばね104
と、ねじりばね104を介して可動板102を支持する
ための支持部106と、ねじりばね104の軸に平行に
可動板102の両側に間隔を置いて位置する一対の永久
磁石108とを備えている。
As shown in FIG. 1, the actuator 1
00 is a movable plate 102 and a pair of elastic members symmetrically extending from both sides of the movable plate 102, for example, a torsion spring 104.
And a supporting portion 106 for supporting the movable plate 102 via the torsion spring 104, and a pair of permanent magnets 108 positioned at both sides of the movable plate 102 in parallel with the axis of the torsion spring 104. I have.

【0016】アクチュエータ100は、可動板102が
ねじりばね104を軸として振動できる隙間を確保し
て、支持部106がアクチュエータを保持する図示しな
い手段によって保持される。
The actuator 100 is secured by a means (not shown) for securing a gap in which the movable plate 102 can vibrate around the torsion spring 104, and the supporting portion 106 retains the actuator.

【0017】図2に示されるように、可動板102は、
その内部を周回する駆動コイル122を有している。図
示される駆動コイル122は二回周回しているが、その
数はこれに限らず、その他の周回数であってもよい。駆
動コイル122の一端は、一方のねじりばね104の中
を延びるばね線124に連絡しており、ばね線124は
支持部106に位置する駆動電極126に電気的に接続
している。
As shown in FIG. 2, the movable plate 102
It has a drive coil 122 that goes around inside. Although the illustrated drive coil 122 makes two turns, the number of turns is not limited to this, and another number of turns may be used. One end of the drive coil 122 communicates with a spring wire 124 extending through one torsion spring 104, and the spring wire 124 is electrically connected to a drive electrode 126 located on the support 106.

【0018】駆動コイル122の他端はジャンプ線パッ
ド128aに連絡している。ジャンプ線パッド128a
は、駆動コイル122の上方を横切って延びるジャンプ
線132を介して、ジャンプ線パッド128bに連絡し
ている。ジャンプ線パッド128bは、他方のねじりば
ね104の中を延びるばね線124に連絡しており、ば
ね線124は支持部106に位置する駆動電極126に
電気的に接続している。
The other end of the drive coil 122 is connected to a jump line pad 128a. Jump line pad 128a
Communicates with the jump line pad 128b via a jump line 132 extending across the drive coil 122. The jump line pad 128b communicates with a spring line 124 extending through the other torsion spring 104, and the spring line 124 is electrically connected to a drive electrode 126 located on the support 106.

【0019】ばね線124は、耐久性と信頼性の向上の
ために、ねじりばね104の幅qに対して最も歪みの小
さい中心を通っている。
The spring line 124 passes through the center where the distortion is smallest with respect to the width q of the torsion spring 104 for the purpose of improving durability and reliability.

【0020】図2のA−A'線、B−B'線における断面
図を示す図3と図4に示されるように、可動板102と
ねじりばね104と支持部106は、基板層(シリコン
層)112と埋め込み酸化シリコン膜114と活性層(シ
リコン層)116が順に積層されたSOI(silicon on i
nsulator)基板110をスタートウエハーとして半導体
製造技術によって作製される。従って、非常に高い位置
精度で作製される。このように作製された構造体の支持
部106の上に、図1に示されるように、永久磁石10
8が接着剤等によって固定される。
As shown in FIGS. 3 and 4 which are cross-sectional views taken along lines AA 'and BB' in FIG. 2, the movable plate 102, the torsion spring 104, and the support 106 are formed of a substrate layer (silicon layer). Layer) 112, a buried silicon oxide film 114, and an active layer (silicon layer) 116 are sequentially stacked.
nsulator) is manufactured by a semiconductor manufacturing technique using the substrate 110 as a start wafer. Therefore, it is manufactured with very high positional accuracy. As shown in FIG. 1, the permanent magnet 10 is placed on the support 106 of the structure thus manufactured.
8 is fixed with an adhesive or the like.

【0021】図3と図4に示されるように、駆動コイル
122とばね線124と駆動電極126とジャンプ線パ
ッド128a(図示せず)と128bは、例えばアルミ層
で構成され、絶縁層として機能する酸化シリコン膜12
0を介して、SOI基板110の活性層(シリコン層)1
16の上に形成されている。また、これらは絶縁膜13
0によって覆われ大気から保護されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the drive coil 122, the spring wire 124, the drive electrode 126, and the jump line pads 128a (not shown) and 128b are made of, for example, an aluminum layer and function as an insulating layer. Silicon oxide film 12
0 through the active layer (silicon layer) 1 of the SOI substrate 110
16 is formed. These are the insulating films 13
Covered by 0 and protected from the atmosphere.

【0022】ジャンプ線132は絶縁膜130の上に形
成されている。ジャンプ線132は絶縁膜134によっ
て覆われ大気から保護されている。絶縁膜130と絶縁
膜134は、例えば、酸化シリコン膜や窒化シリコン膜
等で構成される。
The jump line 132 is formed on the insulating film 130. The jump line 132 is covered with an insulating film 134 and protected from the atmosphere. The insulating film 130 and the insulating film 134 are formed of, for example, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or the like.

【0023】ねじりばね104に相当する部分には、絶
縁膜130の上にポリイミド層140が形成されてい
る。ポリイミド層140は、図2に示されるように、支
持部106の駆動電極126を除く部分と、可動部10
2を覆っている。
In a portion corresponding to the torsion spring 104, a polyimide layer 140 is formed on the insulating film 130. As shown in FIG. 2, the polyimide layer 140 includes a portion excluding the drive electrode 126 of the support portion 106 and the movable portion 10.
2 is covered.

【0024】図4から分かるように、ねじりばね104
は、主に、SOI基板110の活性層(シリコン層)11
6と、ポリイミド層140とで構成されている。ねじり
ばね104は、これらの他に、ばね線124と、酸化シ
リコン膜120と、絶縁膜130とを含んでいる。
As can be seen from FIG.
Are mainly the active layer (silicon layer) 11 of the SOI substrate 110
6 and a polyimide layer 140. The torsion spring 104 includes a spring wire 124, a silicon oxide film 120, and an insulating film 130 in addition to the above.

【0025】シリコン層116は、耐衝撃性は低いが、
剛性が高く、主にねじりばね104の弾性率を決定して
いる。また、ポリイミド層140は、剛性は低いが、耐
衝撃性が高い。このように、ねじりばね104は、主
に、剛性の高いシリコン層116と、耐衝撃性の高いポ
リイミド層140とで構成されているため、高い剛性と
高い耐衝撃性とを有している。
Although the silicon layer 116 has low impact resistance,
The rigidity is high, and mainly determines the elastic modulus of the torsion spring 104. The polyimide layer 140 has low rigidity but high impact resistance. As described above, since the torsion spring 104 is mainly composed of the silicon layer 116 having high rigidity and the polyimide layer 140 having high impact resistance, it has high rigidity and high impact resistance.

【0026】図4において、ポリイミド層140の厚さ
t1は、十分な耐衝撃性を得るために、8μm以上ある
ことが望ましい。
In FIG. 4, the thickness t1 of the polyimide layer 140 is preferably at least 8 μm in order to obtain sufficient impact resistance.

【0027】図2〜図4において、例えば、絶縁膜13
0が圧縮応力を有し、ポリイミド層140が引っ張り応
力を有しているとよい。これは、絶縁膜130の圧縮応
力によるねじりばね104の変形が、ポリイミド層14
0の引っ張り応力により緩和され低減されるため、所望
の駆動特性を得るに好ましい。また、可動板102にお
いても、ねじりばね104と同様の理由により、応力に
よる変形が緩和され低減されるため、反射面の形状が変
形し難い。
2 to 4, for example, the insulating film 13
It is preferable that 0 has a compressive stress and the polyimide layer 140 has a tensile stress. This is because the deformation of the torsion spring 104 due to the compressive stress of the insulating film 130 is caused by the polyimide layer 14.
Since it is relaxed and reduced by a tensile stress of 0, it is preferable to obtain desired driving characteristics. Also, in the movable plate 102, for the same reason as in the torsion spring 104, deformation due to stress is reduced and reduced, so that the shape of the reflection surface is not easily deformed.

【0028】可動板102の駆動に対する共振周波数を
決める要因は、活性層116の厚さが支配的である。ア
クチュエータ100の製造において、ハンドリングなど
の理由により要求されるウエハーの厚さが、所望の特性
のねじりばねを構成するに必要なシリコン層116の厚
さよりも厚い場合がある。このような場合、要求される
厚さのシリコン基板を用いては、ねじりばねの剛性が高
くなり過ぎて所望の共振周波数を得られないが、SOI
基板を用いれば、要求される厚さを満足しながらも、ね
じりばね104の部分を半導体製造技術で正確な厚さに
薄くすることができ、所望の共振周波数を得ることがで
きる。
The factor that determines the resonance frequency for driving the movable plate 102 is dominated by the thickness of the active layer 116. In the manufacture of the actuator 100, the thickness of the wafer required for reasons such as handling may be larger than the thickness of the silicon layer 116 necessary for forming a torsion spring having desired characteristics. In such a case, when a silicon substrate having a required thickness is used, the rigidity of the torsion spring becomes too high to obtain a desired resonance frequency.
If a substrate is used, the required thickness can be satisfied, but the torsion spring 104 can be thinned to an accurate thickness by semiconductor manufacturing technology, and a desired resonance frequency can be obtained.

【0029】図3と図4に示されるように、支持部10
6は、SOI基板110の基板層(シリコン層)112と
埋め込み酸化シリコン膜114と活性層(シリコン層)1
16と、酸化シリコン膜120と、駆動電極126と、
絶縁膜130と、ポリイミド層140とを含んでいる。
As shown in FIG. 3 and FIG.
6 denotes a substrate layer (silicon layer) 112 of the SOI substrate 110, a buried silicon oxide film 114, and an active layer (silicon layer) 1
16, a silicon oxide film 120, a drive electrode 126,
It includes an insulating film 130 and a polyimide layer 140.

【0030】図3と図4に示されるように、可動部10
2は、SOI基板110の基板層(シリコン層)112と
埋め込み酸化シリコン膜114と活性層(シリコン層)1
16と、酸化シリコン膜120と、駆動コイル122
と、ジャンプ線パッド128a(図示せず)と128b
と、絶縁膜130と、ジャンプ線132と、絶縁膜13
4とを含んでいる。さらに、可動部102は、ポリイミ
ド層140を含んでいる。
As shown in FIG. 3 and FIG.
2 denotes a substrate layer (silicon layer) 112 of the SOI substrate 110, a buried silicon oxide film 114, and an active layer (silicon layer) 1.
16, the silicon oxide film 120, the drive coil 122
And jump line pads 128a (not shown) and 128b
, Insulating film 130, jump line 132, insulating film 13
4 is included. Further, the movable section 102 includes a polyimide layer 140.

【0031】また、可動部102は、光を反射するため
の反射部118を有している。反射部118は、例え
ば、SOI基板110の基板層(シリコン層)112の研
磨された面で構成される。これは反射部形成のための加
工時間や材料の節約に好適である。波長650nm程度
の半導体レーザ等の光の反射に対しては、この波長の光
に対して基板層の材質であるシリコンよりも反射率の高
いアルミ膜が例えばスパッタや蒸着で成膜されるとよ
い。
The movable section 102 has a reflecting section 118 for reflecting light. The reflection unit 118 is configured by, for example, a polished surface of a substrate layer (silicon layer) 112 of the SOI substrate 110. This is suitable for saving processing time and materials for forming the reflection portion. For reflection of light of a semiconductor laser or the like having a wavelength of about 650 nm, an aluminum film having a higher reflectance than silicon as a material of the substrate layer for light of this wavelength may be formed by, for example, sputtering or vapor deposition. .

【0032】図1と図2において、駆動電極126に電
流が供給され、駆動コイル122に電流が流れると、永
久磁石108で発生される磁場との相互作用により、可
動板102に対してねじりばね104を軸とするトルク
が発生する。電流が交流電流であれば、可動板102は
ねじりばね104を軸として所定の振れ角で往復振動を
する。図3と図4に示される反射部118で反射される
光は、可動板102の動きに従って偏向される。
1 and 2, when a current is supplied to the drive electrode 126 and a current flows through the drive coil 122, a torsion spring is applied to the movable plate 102 by interaction with a magnetic field generated by the permanent magnet 108. A torque about 104 is generated. If the current is an alternating current, the movable plate 102 reciprocates at a predetermined deflection angle around the torsion spring 104. The light reflected by the reflector 118 shown in FIGS. 3 and 4 is deflected according to the movement of the movable plate 102.

【0033】以下、このアクチュエータの製造工程につ
いて図5と図6を用いて説明する。なお、図5と図6に
示される各工程の断面は、図2におけるB'−C線に沿
って破断された断面である。
Hereinafter, the manufacturing process of this actuator will be described with reference to FIGS. The cross sections of the respective steps shown in FIGS. 5 and 6 are cross sections cut along the line B′-C in FIG.

【0034】工程1(図5(a)):基板層112と埋め込
み酸化シリコン膜114と活性層116とを有するSO
I基板110を用意する。基板層112の表面と活性層
116の表面は共に研磨加工され、鏡面仕上げとなって
いる。
Step 1 (FIG. 5A): SO having a substrate layer 112, a buried silicon oxide film 114, and an active layer 116
An I substrate 110 is prepared. Both the surface of the substrate layer 112 and the surface of the active layer 116 are polished and mirror-finished.

【0035】図7には、後述する工程10が完了した後
のSOI基板ウエハーが示されている。図7から分かる
ように、例えば一枚のSOI基板ウエハー110に四個
のアクチュエータ100が作製される。しかし、一枚の
SOI基板ウエハー110に作製されるアクチュエータ
の個数は、これに限定されるものではない。図5と図6
においては一個のアクチュエータ一について説明する。
FIG. 7 shows the SOI substrate wafer after the step 10 described later is completed. As can be seen from FIG. 7, for example, four actuators 100 are manufactured on one SOI substrate wafer 110. However, the number of actuators manufactured on one SOI substrate wafer 110 is not limited to this. 5 and 6
Will be described for one actuator.

【0036】工程2(図5(b)):基板層112の表面に
酸化シリコン膜136を、活性層116の表面に酸化シ
リコン膜120を、例えば酸化炉によって成膜する。
Step 2 (FIG. 5B): A silicon oxide film 136 is formed on the surface of the substrate layer 112 and a silicon oxide film 120 is formed on the surface of the active layer 116 by, for example, an oxidation furnace.

【0037】工程3(図5(c)):フォトリソグラフィ技
術により、酸化シリコン膜120を、可動板102にな
る部分とねじりばね104になる部分と支持部106に
なる部分を除いてエッチング除去すると共に、酸化シリ
コン膜136を、可動板102になる部分と支持部10
6になる部分を除いてエッチング除去する。
Step 3 (FIG. 5C): The silicon oxide film 120 is removed by etching using a photolithography technique, except for the portion that becomes the movable plate 102, the portion that becomes the torsion spring 104, and the portion that becomes the support portion 106. At the same time, the silicon oxide film 136 is transferred from the portion to be the movable plate 102 to the supporting portion 10.
Except for the portion that becomes 6, it is etched away.

【0038】工程4(図5(d)):酸化シリコン膜120
の上に、アルミニウムを例えばスパッタリング技術で成
膜し、その後フォトリソグラフィ技術によりパターニン
グして、駆動コイル122とばね線124と駆動電極1
26とジャンプ線パッド128a(図示せず)と128b
を形成する。
Step 4 (FIG. 5D): Silicon oxide film 120
A film of aluminum is formed, for example, by a sputtering technique, and then patterned by a photolithography technique, so that the drive coil 122, the spring wire 124, and the drive electrode 1 are formed.
26, jump line pads 128a (not shown) and 128b
To form

【0039】工程5(図5(e)):この構造体の活性層側
表面に例えばプラズマCVD(Chemical vapor depositi
on)装置やスパッタリング装置などで酸化シリコン膜や
シリコン窒化膜を成膜した後に、これをフォトリソグラ
フィ技術によりパターニングして絶縁膜130を形成す
る。または、絶縁膜130は、ポリイミドを成膜し、フ
ォトリソグラフィ技術でパターニングすることにより形
成してもよい。または、絶縁膜130は、ポリイミドを
印刷法によってパターニングされた状態で成膜すること
により形成してもよい。
Step 5 (FIG. 5E): For example, a plasma CVD (Chemical vapor deposit) is formed on the surface of the structure on the side of the active layer.
on) After a silicon oxide film or a silicon nitride film is formed by an apparatus or a sputtering apparatus, the insulating film 130 is formed by patterning the silicon oxide film or the silicon nitride film by photolithography. Alternatively, the insulating film 130 may be formed by forming a polyimide film and patterning the film by a photolithography technique. Alternatively, the insulating film 130 may be formed by depositing polyimide in a state patterned by a printing method.

【0040】工程6(図5(f)):絶縁膜130の上に、
例えばスパッタリング装置でアルミニウムを成膜した後
に、これをフォトリソグラフィ技術によりパターニング
してジャンプ線132を形成する。その後、この構造体
の活性層側表面に例えばプラズマCVD装置やスパッタ
リング装置などで酸化シリコン膜やシリコン窒化膜を成
膜した後に、これをフォトリソグラフィ技術によりパタ
ーニングして絶縁膜134を形成する。または、絶縁膜
134は、ポリイミドを成膜し、フォトリソグラフィ技
術でパターニングすることにより形成してもよい。また
は、絶縁膜134は、ポリイミドを印刷法によってパタ
ーニングされた状態で成膜することにより形成してもよ
い。
Step 6 (FIG. 5F): On the insulating film 130,
For example, after a film is formed by using a sputtering apparatus, aluminum is patterned by a photolithography technique to form a jump line 132. After that, a silicon oxide film or a silicon nitride film is formed on the active layer side surface of the structure by, for example, a plasma CVD device or a sputtering device, and then patterned by a photolithography technique to form an insulating film 134. Alternatively, the insulating film 134 may be formed by forming a polyimide film and patterning the film using a photolithography technique. Alternatively, the insulating film 134 may be formed by forming a polyimide film in a state patterned by a printing method.

【0041】工程7(図6(a)):この構造体の活性層側
表面にポリイミドを成膜し、フォトリソグラフィ技術で
パターニングしてポリイミド層140を形成する。な
お、ポリイミドを印刷法によってパターニングされた状
態で成膜してもよい。また、ジェット・プリンティング・
システムを用いてパターニングしてもよい。
Step 7 (FIG. 6A): A polyimide film is formed on the surface of the structure on the active layer side, and patterned by photolithography to form a polyimide layer 140. Note that a film may be formed in a state where the polyimide is patterned by a printing method. In addition, jet printing
Patterning may be performed using the system.

【0042】工程8(図6(b)):この構造体の活性層側
表面について、可動板102になる部分とねじりばね1
04になる部分と支持部106になる部分とをレジスト
でマスキングし、例えばRIE(Reactive ion etching)
装置によって活性層116をエッチングし、その後レジ
ストを除去する。このエッチングにより、可動板102
と支持部106の活性層部分が、ねじりばね104の部
分を除いて分離される。
Step 8 (FIG. 6 (b)): With respect to the active layer side surface of this structure, a portion to become the movable plate 102 and the torsion spring 1
The part which becomes 04 and the part which becomes the support part 106 are masked with a resist, for example, RIE (Reactive ion etching).
The active layer 116 is etched by the apparatus, and then the resist is removed. By this etching, the movable plate 102
And the active layer portion of the support portion 106 are separated except for the portion of the torsion spring 104.

【0043】工程9(図6(c)):この構造体の基板層側
表面について、裏面からRIE装置によって基板層11
2をエッチングする。この際、酸化シリコンとシリコン
とのエッチング選択比が十分あるRIEを用いることが
望ましい。これにより、レジストをパターニングするこ
となく酸化シリコン膜136をマスクにしてエッチング
を行なえる。加えて、基板層112のエッチング終盤に
おいて、基板層112を完全に除去するためにオーバー
エッチングをした際に、埋め込み酸化シリコン膜114
によってエッチングしてはならない活性層116をエッ
チングしてしまうことがない。また、アルカリ性のエッ
チング液、例えば水酸化テトラメチルアンモニウム水溶
液を用いてシリコンの結晶異方性エッチングによって基
板層112のエッチングを行なってもよい。このエッチ
ングにより、可動板102と支持部106の基板層部分
が分離される。
Step 9 (FIG. 6C): With respect to the surface of the structure on the substrate layer side, the substrate layer 11 is formed from the back surface by the RIE apparatus.
2 is etched. At this time, it is desirable to use RIE having a sufficient etching selectivity between silicon oxide and silicon. Thus, etching can be performed using the silicon oxide film 136 as a mask without patterning the resist. In addition, at the end of the etching of the substrate layer 112, when the overetching is performed to completely remove the substrate layer 112, the buried silicon oxide film 114 is removed.
Therefore, the active layer 116 that should not be etched is not etched. Alternatively, the substrate layer 112 may be etched by crystal anisotropic etching of silicon using an alkaline etchant, for example, an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide. By this etching, the movable plate 102 and the substrate layer portion of the support portion 106 are separated.

【0044】工程10(図6(d)):この構造体の基板層
側表面からRIEにより基板層側表面の酸化シリコン膜
136と埋め込み酸化シリコン膜114を同時にエッチ
ング除去する。これにより、可動板102とねじりばね
104と支持部106が形成され、可動板102はねじ
りばね104を介して支持部106に支持されている。
Step 10 (FIG. 6D): The silicon oxide film 136 and the buried silicon oxide film 114 on the substrate layer side surface are simultaneously removed by RIE from the substrate layer side surface of this structure. Thus, the movable plate 102, the torsion spring 104, and the support portion 106 are formed, and the movable plate 102 is supported by the support portion 106 via the torsion spring 104.

【0045】工程11(図示せず):この構造体をダイシ
ングしてSOI基板ウエハーから切り出し、永久磁石1
08を例えば接着剤にて実装する。
Step 11 (not shown): This structure is diced and cut from the SOI substrate wafer, and the permanent magnet 1
08 is mounted with, for example, an adhesive.

【0046】本実施形態によれば、シリコンによる高い
剛性とポリイミドによる高い耐衝撃性とを合わせ持つね
じりばねを有するアクチュエータが得られる。これによ
り、所望の駆動特性を有すると共に耐衝撃性の高いアク
チュエータが提供される。一般的な半導体製造技術ある
いはプリント配線基板製造技術などの平面層を重ねる製
造技術でアクチュエータを容易に製造できる。
According to the present embodiment, an actuator having a torsion spring having both high rigidity made of silicon and high impact resistance made of polyimide can be obtained. Thus, an actuator having desired driving characteristics and high impact resistance is provided. The actuator can be easily manufactured by a manufacturing technique of stacking flat layers such as a general semiconductor manufacturing technique or a printed wiring board manufacturing technique.

【0047】平面層が内部応力を有する場合、引っ張り
応力を有する平面層と圧縮応力を有する平面層を重ねあ
わせることにより、応力を緩和・相殺することができ、
弾性部材の変形を防ぎ所望の形状に保つことにより、弾
性部材に起因するアクチュエータの特性を所望の通りに
することができる。
When the plane layer has an internal stress, the stress can be relaxed / canceled by overlapping the plane layer having a tensile stress and the plane layer having a compressive stress,
By preventing deformation of the elastic member and keeping it in a desired shape, the characteristics of the actuator caused by the elastic member can be made as desired.

【0048】本実施形態のアクチュエータでは、耐衝撃
性の高い平面層が弾性部材の端の層となるので、弾性部
材が作用点となって衝撃力が加わった場合、耐衝撃性の
高い平面層が衝撃力を吸収するので、耐衝撃性が高い、
また、ねじりばねの剛性が高いので、高い共振周波数を
実現できる。さらに、ばね線がねじりばねの内部に形成
されているので、ねじりばねがねじれた際に被る応力
は、ばね線がねじりばねの表面に形成されているものに
比べて小さい。これによりばね線が断線し難くなるた
め、信頼性が高く、寿命が長い。
In the actuator according to the present embodiment, the flat layer having high impact resistance is the end layer of the elastic member. Therefore, when the elastic member becomes the point of action and an impact force is applied, the flat layer having high impact resistance is applied. Absorbs the impact force, so the impact resistance is high,
Further, since the torsion spring has high rigidity, a high resonance frequency can be realized. Furthermore, since the spring wire is formed inside the torsion spring, the stress applied when the torsion spring is twisted is smaller than that when the spring wire is formed on the surface of the torsion spring. This makes it difficult for the spring wire to break, so that the reliability is high and the life is long.

【0049】第一実施形態の第一変形例を図8を用いて
説明する。図8は、図6(d)の工程10に続く工程を示
している。基板層表面側から、ねじりばね104の活性
層116にポリイミド層142を、印刷法またはジェッ
ト・プリンティング・システムなどによって形成する。続
いて、第一実施形態と同様に、ダイシングし、永久磁石
を実装してアクチュエータを完成させる。
A first modification of the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 shows a step that follows the step 10 of FIG. A polyimide layer 142 is formed on the active layer 116 of the torsion spring 104 from a surface side of the substrate layer by a printing method or a jet printing system. Subsequently, as in the first embodiment, dicing is performed, and a permanent magnet is mounted to complete the actuator.

【0050】このアクチュエータでは、x方向に衝撃力
を受けた時、可動板102の基板層112部分の質量に
起因して発生するx方向の力の作用点は、可動板102
のx方向と垂直な面にある。これにより、耐衝撃性に弱
いねじりばね104の活性層116部分には、可動板1
02の基板層112部分の質量に起因して発生するx方
向の力が加わり難い。従って、耐衝撃性に優れるととも
に、所望の駆動特性を持つアクチュエータが得られる。
In this actuator, when an impact force is applied in the x-direction, the point of action of the force in the x-direction generated due to the mass of the substrate layer 112 of the movable plate 102 is
In the plane perpendicular to the x direction. As a result, the movable plate 1 is placed on the active layer 116 of the torsion spring 104 that is weak in impact resistance.
It is difficult to apply a force in the x direction generated due to the mass of the substrate layer 112 of No. 02. Therefore, an actuator having excellent impact resistance and desired driving characteristics can be obtained.

【0051】また、このアクチュエータは、耐衝撃性の
高いポリイミド層140と142がねじりばね104の
両端の層となっているので、更に高い耐衝撃性を有す
る。
Further, this actuator has higher impact resistance because the polyimide layers 140 and 142 having high impact resistance are layers at both ends of the torsion spring 104.

【0052】第一実施形態の第二変形例を図9を用いて
説明する。図9は、図6(d)の工程10に続く工程を示
している。基板層表面側から、ねじりばね104の活性
層116にポリイミド層144を、印刷法またはジェッ
ト・プリンティング・システムなどによって形成する。ポ
リイミド層144は、その表面が基板層112の表面と
ほぼ一致する厚さに形成する。続いて、第一実施形態と
同様に、ダイシングし、永久磁石を実装してアクチュエ
ータを完成させる。
A second modification of the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 shows a step that follows the step 10 of FIG. A polyimide layer 144 is formed on the active layer 116 of the torsion spring 104 from a surface side of the substrate layer by a printing method or a jet printing system. The polyimide layer 144 is formed to have a thickness whose surface substantially matches the surface of the substrate layer 112. Subsequently, as in the first embodiment, dicing is performed, and a permanent magnet is mounted to complete the actuator.

【0053】これにより、耐衝撃性に弱いねじりばね1
04の活性層116部分は、可動板102の基板層11
2部分の質量に起因して発生するx方向の力が第一変形
例よりも更に加わり難い。従って、ねじりばね104は
更に高い耐衝撃性を有する。
As a result, the torsion spring 1 having a weak impact resistance
The active layer 116 of the movable plate 102 corresponds to the substrate layer 11 of the movable plate 102.
The force in the x direction generated due to the mass of the two parts is less likely to be applied than in the first modification. Therefore, the torsion spring 104 has higher impact resistance.

【0054】また、このアクチュエータは、耐衝撃性の
高いポリイミド層140と142がねじりばね104の
両端の層となっており、ポリイミド層144は第一変形
例のポリイミド層142よりも厚いので、更に高い耐衝
撃性を有する。
Further, in this actuator, the polyimide layers 140 and 142 having high impact resistance are layers at both ends of the torsion spring 104, and the polyimide layer 144 is thicker than the polyimide layer 142 of the first modified example. Has high impact resistance.

【0055】第一実施形態の第三変形例を図10〜図1
2を用いて説明する。
FIGS. 10 to 1 show a third modification of the first embodiment.
2 will be described.

【0056】まず、本変形例のアクチュエータの製造工
程について説明する。製造工程は、途中までは第一実施
形態の図5に示す工程6までと同じであり、工程7以降
が異なっている。以下では、工程6までは省略し、工程
7以降について、図10と図11を参照して説明する。
First, the manufacturing process of the actuator of this modification will be described. The manufacturing process is the same as the process up to the process 6 shown in FIG. 5 of the first embodiment up to the middle, and the process after the process 7 is different. Hereinafter, step 6 is omitted, and step 7 and subsequent steps will be described with reference to FIGS.

【0057】工程7(図10(a)):活性層側表面につい
て、可動板102とねじりばね104と支持部106を
除いた部分をレジストでマスキングし、例えばRIE(R
eactive ion etching)装置によって、活性層116をエ
ッチングし、その後レジストを除去する。これにより、
可動板102と支持部106の活性層部分が、ねじりば
ね104の部分を除いて分離される。
Step 7 (FIG. 10A): On the active layer side surface, a portion except for the movable plate 102, the torsion spring 104, and the support portion 106 is masked with a resist, for example, RIE (R)
The active layer 116 is etched by an eactive ion etching apparatus, and then the resist is removed. This allows
The movable plate 102 and the active layer portion of the support portion 106 are separated except for the portion of the torsion spring 104.

【0058】工程8(図10(b)):駆動電極126部分
をマスキングするために、レジスト150をフォトリソ
グラフィ技術を用いてパターニングする。レジスト15
0は印刷法で形成してもよい。
Step 8 (FIG. 10B): In order to mask the drive electrode 126, the resist 150 is patterned by using the photolithography technique. Resist 15
0 may be formed by a printing method.

【0059】工程9(図10(c)):基板層側表面につい
て、裏面からRIE装置によって基板層112をエッチ
ングする。この際、酸化シリコン膜とシリコンとのエッ
チング選択比が十分あるRIEを用いることが望まし
い。これにより、レジストをパターニングすることなく
基板層側表面の酸化シリコン膜136をエッチング時の
マスクに利用できるのに加えて、基板層112のエッチ
ング終盤において、基板層112を完全に除去するため
に、オーバーエッチングをした際に、埋め込み酸化シリ
コン膜114により、エッチングされてはならない活性
層116がエッチングされてしまうことが防止される。
また、アルカリ性のエッチング液、例えば水酸化テトラ
メチルアンモニウム水溶液を用いて、シリコンの結晶異
方性エッチングにて基板層112のエッチングを行って
もよい。このエッチングにより、可動板102と支持部
106の基板層部分が分離される。
Step 9 (FIG. 10C): On the substrate layer side surface, the substrate layer 112 is etched from the back surface by the RIE apparatus. At this time, it is desirable to use RIE having a sufficient etching selectivity between the silicon oxide film and silicon. Thereby, in addition to using the silicon oxide film 136 on the substrate layer side surface as a mask at the time of etching without patterning the resist, in addition to completely removing the substrate layer 112 at the end of etching of the substrate layer 112, When over-etching is performed, the buried silicon oxide film 114 prevents the active layer 116 that should not be etched from being etched.
Alternatively, the substrate layer 112 may be etched by crystal anisotropic etching of silicon using an alkaline etching solution, for example, an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide. By this etching, the movable plate 102 and the substrate layer portion of the support portion 106 are separated.

【0060】工程10(図10(d)):基板層側表面から
RIEにより基板層側表面の酸化シリコン膜と埋め込み
酸化シリコン膜114を同時にエッチング除去する。こ
れにより、可動板102とねじりばね104と支持部1
06が形成され、可動板102はねじりばね104のみ
を介して支持部106に支持された状態となる。
Step 10 (FIG. 10D): The silicon oxide film and the buried silicon oxide film 114 on the substrate layer side surface are simultaneously etched and removed by RIE from the substrate layer side surface. Thereby, the movable plate 102, the torsion spring 104, and the support portion 1
06 is formed, and the movable plate 102 is supported by the support portion 106 via only the torsion spring 104.

【0061】工程11(図11(a)):無電解めっきによ
り、たとえば銅152をアクチュエータ全体に成膜す
る。但し、レジスト150でマスキングされている駆動
電極には銅152は成膜されない。
Step 11 (FIG. 11A): For example, copper 152 is formed on the entire actuator by electroless plating. However, the copper 152 is not formed on the drive electrode masked with the resist 150.

【0062】工程12(図11(b)):例えばアセトンに
より、レジスト150を除去する。その結果、図11
(b)のD−D'線で破断された断面においては、図12
に示されるように、ねじりばね104は、その周りが銅
152で覆われている。
Step 12 (FIG. 11B): The resist 150 is removed with, for example, acetone. As a result, FIG.
FIG. 12B shows a cross section taken along the line DD ′ in FIG.
The torsion spring 104 is covered with copper 152 around the torsion spring 104 as shown in FIG.

【0063】工程13(図示せず):アクチュエータをダ
イシングしてSOI基板ウエハーから切り出し、永久磁
石を例えば接着剤にて実装する。
Step 13 (not shown): The actuator is diced and cut out from the SOI substrate wafer, and a permanent magnet is mounted using, for example, an adhesive.

【0064】本変形例では、ねじりばね104におい
て、剛性は高いが耐衝撃性は低い活性層116の周り
に、耐衝撃性の高い銅152などの金属の膜が設けられ
ているので、所望の駆動特性だけでなく耐衝撃性を兼ね
備えたアクチュエータが得られる。耐衝撃性の高い部材
すなわち銅152が、剛性の高い部材すなわち活性層1
16の外側にあることにより、アクチュエータが落下し
た際に、弾性部材すなわちねじりばね104の部分が衝
撃力の作用点になった場合でも、耐衝撃性の高い部材が
衝撃力を吸収するので、剛性の高い部材に衝撃が伝わり
難い。
In this modification, the torsion spring 104 is provided with a metal film such as copper 152 having high impact resistance around the active layer 116 having high rigidity but low impact resistance. An actuator having not only driving characteristics but also impact resistance can be obtained. The member having high impact resistance, that is, copper 152, is made of the member having high rigidity, that is, active layer 1.
When the actuator falls, even if the elastic member, that is, the portion of the torsion spring 104 becomes the point of application of the impact force, when the actuator falls, the member having high impact resistance absorbs the impact force. It is difficult for impact to be transmitted to tall members.

【0065】第一実施形態の第四変形例を図13を用い
て説明する。なお、図13は、図2のB'−C線に沿っ
た断面に相当する図である。本変形例は、第一実施形態
のスタートウエハーを、SOI基板から、一層のシリコ
ン層からなるシリコンウエハーに変更して作製したもの
である。従って、図13に示されるように、本変形例で
は、ねじりばね104は、第一実施形態の活性層に該当
する部分が、シリコンウエハー156そのものとなる。
これにより、ねじりばね104に用いるシリコンの所望
の厚さが、半導体製造装置によりウエハー状態で加工す
ることが一般的に生産レベルで可能な厚さの最小値であ
る0.3mm程度の厚さdと同等かそれよりも厚い場合
には、第一実施形態よりも本変形例の方が適している。
A fourth modification of the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a diagram corresponding to a cross section taken along line B′-C in FIG. In this modification, the start wafer of the first embodiment is manufactured by changing the SOI substrate to a silicon wafer having a single silicon layer. Therefore, as shown in FIG. 13, in the present modification, the portion of the torsion spring 104 corresponding to the active layer of the first embodiment is the silicon wafer 156 itself.
As a result, the desired thickness of silicon used for the torsion spring 104 is set to a thickness d of about 0.3 mm, which is a minimum value of a thickness that can be generally processed at a production level by a semiconductor manufacturing apparatus in a wafer state. When the thickness is equal to or larger than the first embodiment, the present modification is more suitable than the first embodiment.

【0066】x方向に衝撃力を受けた時、可動板102
のシリコン部分の質量に起因して発生するx方向の力の
作用点は、可動板102のx方向と垂直な面にある。こ
れにより、耐衝撃性に弱いねじりばね104のシリコン
部分には、可動板102のシリコン部分の質量に起因し
て発生するx方向の力が加わらない。これにより、可動
板102のシリコン部分の質量に起因して発生するy方
向の力が、ねじりばね104に加わらない。従って、耐
衝撃性に優れるとともに、所望の駆動特性を持つアクチ
ュエータが得られる。
When an impact force is applied in the x direction, the movable plate 102
The point of action of the force in the x-direction generated due to the mass of the silicon portion is located on the plane of the movable plate 102 perpendicular to the x-direction. As a result, a force in the x direction generated due to the mass of the silicon portion of the movable plate 102 is not applied to the silicon portion of the torsion spring 104 that is weak in impact resistance. As a result, the y-direction force generated due to the mass of the silicon portion of the movable plate 102 is not applied to the torsion spring 104. Therefore, an actuator having excellent impact resistance and desired driving characteristics can be obtained.

【0067】また、本変形例は、一層のウエハーはSO
I基板ウエハーと比較して一般的に廉価であるため、所
望の駆動特性を有し耐衝撃性が高く廉価なアクチュエー
タを提供することができる。
Also, in this modification, one layer of the wafer is made of SO
Since it is generally inexpensive compared to an I-substrate wafer, it is possible to provide an inexpensive actuator having desired driving characteristics, high impact resistance and high cost.

【0068】第一実施形態の第五変形例を図14を用い
て説明する。なお、図14は、図2のB'−C線に沿っ
た断面に相当する図である。本変形例は、第一実施形態
のスタートウエハーを、SOI基板から、一層のシリコ
ン層からなるシリコンウエハーに変更して作製したもの
であり、さらに、図14に示されるように、シリコンウ
エハー156は、ねじりばね104の部分が厚さtsiに
低減されている。
A fifth modification of the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a diagram corresponding to a cross section taken along line B′-C in FIG. In this modification, the start wafer of the first embodiment is manufactured by changing the SOI substrate to a silicon wafer composed of a single silicon layer. Further, as shown in FIG. , The portion of the torsion spring 104 is reduced to a thickness tsi.

【0069】本変形例のアクチュエータは、例えば、以
下のようにして作製される。第一実施形態の製造工程に
おいて、スタートウエハーをSOI基板からシリコンウ
エハーに変更して、工程1〜工程7を適用する。工程8
(図6(b))において、上面に対して、可動板102にな
る部分とねじりばね104になる部分と支持部106に
なる部分とをレジストでマスキングし、RIEによって
上面からシリコンウエハー156を、シリコンエッチン
グの量を時間を管理して、tsiだけエッチングする。そ
の後、裏面の酸化シリコン膜136をマスクにしてエッ
チングを行なって、ねじりばね104の部分を除いて可
動板102と支持部106を分離する。この結果、ねじ
りばね104の部分に、シリコンウエハー156がtsi
の厚さだけ残る。工程10以降は同様である。
The actuator of this modification is manufactured, for example, as follows. In the manufacturing process of the first embodiment, the start wafer is changed from an SOI substrate to a silicon wafer, and steps 1 to 7 are applied. Step 8
In FIG. 6B, a portion to be the movable plate 102, a portion to be the torsion spring 104, and a portion to be the support portion 106 are masked with a resist, and the silicon wafer 156 is removed from the upper surface by RIE. The amount of silicon etching is controlled for time, and etching is performed by tsi. Thereafter, etching is performed using the silicon oxide film 136 on the back surface as a mask, and the movable plate 102 and the support portion 106 are separated except for the torsion spring 104. As a result, the silicon wafer 156 is placed on the portion of the torsion spring 104 by tsi.
Only the thickness remains. Step 10 and subsequent steps are the same.

【0070】これにより、第一実施形態に準じた構成の
アクチュエータが、コストの高いSOI基板を用いるこ
となく、作製される。但し、一般にRIE装置のエッチ
ングレートにはウエハー面内においてばらつきの公差が
あるので、ねじりばねの厚さの仕様が、用いるRIEの
エッチング精度で満たすことができる場合に本変形例は
適している。また、シリコンのエッチングは、RIEに
よるものに限定されるものではなく、例えばウエットエ
ッチングによって行なわれてもよい。
As a result, an actuator having a configuration according to the first embodiment can be manufactured without using an expensive SOI substrate. However, since the etching rate of the RIE apparatus generally has a variation tolerance within the wafer surface, this modification is suitable when the specification of the thickness of the torsion spring can be satisfied with the etching accuracy of the RIE to be used. Further, the etching of silicon is not limited to RIE, and may be performed by wet etching, for example.

【0071】第一実施形態の第六変形例を説明する。A sixth modification of the first embodiment will be described.

【0072】本変形例は、図2〜図4において、ねじり
ばね104がねじれた際に最もひずみが小さい位置にば
ね線124を配置することにより、ばね線124の断線
の防止を図っている。
In this modification, in FIGS. 2 to 4, the spring wire 124 is disposed at a position where the distortion is minimized when the torsion spring 104 is twisted, thereby preventing the spring wire 124 from breaking.

【0073】ここで、図2〜図4において、ねじりばね
104の幅をq、ポリイミド層140の厚さをt1、そ
の横弾性係数をG1、活性層116の厚さをt2、その横
弾性係数をG2とする。t1とt2の間には、弾性部材の
形状がq>2t1かつq>2t2であるときは、k1≡(1
/3)−0.21×(2t1/q)×(1−(2t1/q)4)、k2
≡(1/3)−0.21×(2t2/q)×(1−(2t2/q)4)
と定めたとき、t1とt2(G22/G11)1/3とが略一致
し、または、弾性部材の形状がq≦2t1かつq≦2t2
であるときは、k1≡(1/3)−0.21×(q/2t1
(1−(q/2t1)4)、k2≡(1/3)−0.21×(q/2t
2)×(1−(q/2t2)4)と定めたとき、t1とt2(G22
/G11)とが略一致し、または、弾性部材の形状が、2
2≦q≦2t1であるときは、k1≡(1/3)−0.21
×(q/2t1)×(1−(q/2t1)4)、k2≡(1/3)−0.
21×(2t2/q)×(1−(2t2/q)4)と定めたとき、 t1と4t2 3(G22/G11)q-2とが略一致する、・・・(式1) という関係が成立している。このようにすれば、図2〜
図4において、ばね線124は、ねじりばね104がね
じれた際に最もひずみが小さい位置に位置しており、ば
ね線124が断線し難い。理由は以下の通りである。
2 to 4, the width of the torsion spring 104 is q, the thickness of the polyimide layer 140 is t 1 , its transverse elastic modulus is G 1 , the thickness of the active layer 116 is t 2 , the modulus of transverse elasticity and G 2. Between t 1 and t 2 , when the shape of the elastic member is q> 2t 1 and q> 2t 2 , k 1 ≡ (1
/3)−0.21×(2t 1 / q) × (1− (2t 1 / q) 4 ), k 2
≡ (1/3) −0.21 × (2t 2 / q) × (1− (2t 2 / q) 4 )
When t 1 is determined, t 1 and t 2 (G 2 k 2 / G 1 k 1 ) 1/3 substantially match, or the shape of the elastic member is q ≦ 2t 1 and q ≦ 2t 2
, K 1 k (1) −0.21 × (q / 2t 1 ) ×
(1− (q / 2t 1 ) 4 ), k 2 ≡ (1) −0.21 × (q / 2t
2 ) × (1− (q / 2t 2 ) 4 ), t 1 and t 2 (G 2 k 2
/ G 1 k 1 ) or the elastic member has a shape of 2
When t 2 ≦ q ≦ 2t 1 , k 1 ≡ (1) −0.21
× (q / 2t 1 ) × (1- (q / 2t 1 ) 4 ), k 2 ≡ (1/3) -0.
21 × (2t 2 / q) when defined as × (1- (2t 2 / q ) 4), t 1 and 4t 2 3 (G 2 k 2 / G 1 k 1) and q -2 substantially coincide ,... (Equation 1) hold. By doing so, FIG.
In FIG. 4, the spring line 124 is located at a position where the distortion is smallest when the torsion spring 104 is twisted, and the spring line 124 is hard to be broken. The reason is as follows.

【0074】一般にねじりばねにおいて、その断面が長
方形あるいは正方形(以下では単に長方形と記す)の場
合、比ねじれ角θ、長方形の長辺a、長方形の短辺b、
ねじりモーメントT、ねじりばねの材料によって決まる
横弾性係数Gの間には、a≧bのとき、 θ=T÷(k×a×b3×G)・・・(式2) が成り立つ。なお、kはa/bの値によって決まる係数
で、 k=(1/3)−0.21×(b/a)×(1−b4/a4)・・・(式3) で与えられる(B. R. Hopkins "Design Analysis of Sha
fts and Beams.2nd Ed"(1987))。この場合、ねじりばね
のねじり軸は断面に垂直で、長辺の二等分線と短辺の二
等分線の交点を通る直線である(図15(A))。
Generally, in a torsion spring, when its cross section is rectangular or square (hereinafter simply referred to as a rectangle), the specific torsion angle θ, the long side a of the rectangle, the short side b of the rectangle,
When a ≧ b, between the torsional moment T and the transverse elastic coefficient G determined by the material of the torsion spring, θ = T ÷ (k × a × b 3 × G) (Equation 2) holds. Here, k is a coefficient determined by the value of a / b, and is given by: k = (1/3) −0.21 × (b / a) × (1−b 4 / a 4 ) (Equation 3) (BR Hopkins "Design Analysis of Sha
fts and Beams. 2nd Ed "(1987). In this case, the torsion axis of the torsion spring is perpendicular to the cross section and passes through the intersection of the long side bisector and the short side bisector (Fig. 15 (A)).

【0075】ここで、前記長方形の断面のねじりばねに
おいて、ねじりの軸はそのまま変えずにそのねじりばね
の断面の長方形の長辺のみを二等分したねじりばね(図
15(B))や短辺のみを二等分したねじりばね(図15
(C))では、θ回転させるのに必要なねじりモーメント
はT/2であるから、式2より、 θ=(T/2)÷(k×a×b3×G)・・・(式4) となる。
Here, in the torsion spring having the rectangular cross section, the torsion spring is obtained by dividing only the long side of the torsion spring cross section into two equal parts without changing the torsion axis as it is (FIG. 15B). A torsion spring bisecting only the side (Fig. 15
In (C)), since the torsional moment required to rotate θ is T / 2, from Equation 2, θ = (T / 2) ÷ (k × a × b 3 × G) (Equation 2) 4)

【0076】ところで、図2〜図4において、ポリイミ
ド層140と活性層116の界面をねじりばね104の
ねじり軸を含む平面とし、ねじりばね104がねじれた
際に最もひずみが小さい面になるようにするには、ポリ
イミド層140と活性層116をqと2t1、qと2t2
の大小から図15(B)又は図15(C)に示されるねじり
ばねに対応させて考えると、式1が成立するようにすれ
ばよい。なぜならば、ねじりモーメントが図2〜図4の
ねじりばねに作用した際に、ねじりばねを構成するポリ
イミド層140と活性層116には同一のねじりモーメ
ントが作用するが、式1が成立した場合は、ねじりばね
を構成するポリイミド層140と活性層116は同一の
比ねじれ角でひずむので、図2〜図4におけるポリイミ
ド層140と活性層116の界面内の幅qの二等分線が
ねじりばねのねじり軸となる。従って、図2〜図4にお
けるポリイミド層140と活性層116の界面が、ねじ
りばね104の厚さ方向に対してひずみが最も小さい面
になる。図2〜図4において、ひずみが最も小さいポリ
イミド層140と活性層116の界面にばね線124が
形成されているため、ばね線124への応力が小さく、
ばね線124の耐久性が向上されている。
In FIGS. 2 to 4, the interface between the polyimide layer 140 and the active layer 116 is a plane including the torsion axis of the torsion spring 104 so that the surface where the torsion spring 104 is twisted has the smallest strain. To achieve this, the polyimide layer 140 and the active layer 116 are formed by q and 2t 1 and q and 2t 2
Considering the magnitude of the torsion spring corresponding to the torsion spring shown in FIG. 15 (B) or FIG. 15 (C), Equation 1 may be satisfied. This is because the same torsional moment acts on the polyimide layer 140 and the active layer 116 constituting the torsion spring when the torsional moment acts on the torsional spring of FIGS. 2 to 4. Since the polyimide layer 140 and the active layer 116 constituting the torsion spring are distorted at the same specific twist angle, the bisector of the width q in the interface between the polyimide layer 140 and the active layer 116 in FIGS. Is the torsion axis. Therefore, the interface between the polyimide layer 140 and the active layer 116 in FIG. 2 to FIG. 4 is a plane having the smallest strain in the thickness direction of the torsion spring 104. 2 to 4, since the spring wire 124 is formed at the interface between the polyimide layer 140 and the active layer 116 having the smallest strain, the stress on the spring wire 124 is small,
The durability of the spring wire 124 is improved.

【0077】本変形例の具体的な数値例を以下示すと、
図2〜図4において、ねじりばね104の幅:q=10
8μm、活性層(シリコン層)116の縦弾性係数:E2
=130GPa(江差、藤田、五十嵐、杉山「マイクロマ
シーニングとマイクロメカトロニクス」培風館、100
頁(1992)) 活性層(シリコン層)のポアソン比:ν=0.3、従って
シリコンの横弾性係数:G2=(1/2)×E2/(ν+1)=
50GPa、ねじりばね104の活性層(シリコン層)部
分の厚さ:t2=10μm、ポリイミドの横弾性係数:
1=2.75GPa(H. Miyajima, N. Asaoka, M. Arim
a, Y. Minamoto, K. Murakami, K. Tokuda, K. Matsumo
to. Transducers '99Proceedings p.372(1999))、
ねじりばねのポリイミド部分の厚さ:t1=28μmと
した場合が挙げられる。
A specific numerical example of this modification is shown below.
2 to 4, the width of the torsion spring 104: q = 10
8 μm, modulus of longitudinal elasticity of active layer (silicon layer) 116: E 2
= 130 GPa (Esashi, Fujita, Igarashi, Sugiyama "Micromachining and Micromechatronics" Baifukan, 100
(Page (1992)) Poisson's ratio of the active layer (silicon layer): ν = 0.3, therefore, the transverse elastic modulus of silicon: G 2 = (1) × E 2 / (ν + 1) =
50 GPa, thickness of active layer (silicon layer) portion of torsion spring 104: t 2 = 10 μm, transverse elastic coefficient of polyimide:
G 1 = 2.75 GPa (H. Miyajima, N. Asaoka, M. Arim
a, Y. Minamoto, K. Murakami, K. Tokuda, K. Matsumo
to.Transducers '99 Proceedings p.372 (1999)),
The thickness of the polyimide portion of the torsion spring: t 1 = 28 μm.

【0078】この場合は、q>t1かつq>t2であるか
ら、式1においては、k1≡(1/3)−0.21×(2t1/
q)×(1− (2t1/q)4)、k2≡(1/3)−0.21×
(2t2/q)×(1−(2t2/q)4)と定めたとき、t1とt
2(G22/G11)1/3とが略一致すればよいわけで、上
記値をt2(G22/G11)1/3に代入すれば28μmで
あり、この値はt1=28μmと一致する。もちろん、
一致するは、略一致するに含まれる。
In this case, since q> t 1 and q> t 2 , k 1 ≡ (1) −0.21 × (2t 1 /
q) × (1- (2t 1 / q) 4 ), k 2 ≡ (1) −0.21 ×
When (2t 2 / q) × (1− (2t 2 / q) 4 ), t 1 and t
2 (G 2 k 2 / G 1 k 1 ) 1/3 should be approximately the same, and if the above value is substituted for t 2 (G 2 k 2 / G 1 k 1 ) 1/3 , 28 μm And this value is equal to t 1 = 28 μm. of course,
A match is included in a near match.

【0079】また、28μmのポリイミド層を一回で成
膜することが困難な場合は、複数回に分けて成膜を行
い、複数のポリイミド層を重ねて全体で28μmの厚さ
になるようにしてもよい。
When it is difficult to form a 28 μm polyimide layer at one time, the film is divided into a plurality of layers, and a plurality of polyimide layers are stacked so as to have a total thickness of 28 μm. You may.

【0080】第一実施形態の第七変形例を図16を用い
て説明する。図中、機能的に第一実施形態の部材と同じ
部材は、同一の参照符号で示されており、その詳しい説
明は省略する。
A seventh modification of the first embodiment will be described with reference to FIG. In the drawing, members that are functionally the same as the members of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0081】本変形例のアクチュエータは、第一実施形
態で説明した半導体製造技術を流用して作製され、図1
6(A)に示されるように、一枚の可動板102は一本の
ねじりばね104を介して支持部106に支持されてお
り、支持部106は、可動板102の両側に配置された
一対の永久磁石108を保持する固定部材162に取り
付けられている。可動板102は、これに設けられた駆
動コイル122と、その両側に配置された一対の永久磁
石108の相互作用によってねじれ駆動される。
The actuator of this modification is manufactured by diverting the semiconductor manufacturing technology described in the first embodiment, and is shown in FIG.
As shown in FIG. 6 (A), one movable plate 102 is supported by a support portion 106 via one torsion spring 104, and the support portion 106 includes a pair of movable members 102 arranged on both sides of the movable plate 102. Is attached to a fixing member 162 that holds the permanent magnet 108 of the first embodiment. The movable plate 102 is twisted and driven by an interaction between a drive coil 122 provided on the movable plate 102 and a pair of permanent magnets 108 disposed on both sides thereof.

【0082】図16(B)は、図16(A)のL−L'線に
沿って破断された断面を示しており、絶縁膜等は省略さ
れている。本変形例では、図16(B)に示されるよう
に、二本のばね線124が一本のねじりばね104の中
を通っている。二本のばね線124は、ねじりばね10
4がねじれた際に、最もひずみの小さい位置に配置され
ている。具体的には、二本のばね線124は、ねじりば
ね104の幅qの二等分線M−M'に対して、線対称に
配置されている。このような配置関係は、ばね線124
を断線し難くする。
FIG. 16B shows a cross section taken along line LL ′ of FIG. 16A, and the insulating film and the like are omitted. In this modification, as shown in FIG. 16B, two spring wires 124 pass through one torsion spring 104. The two spring wires 124 correspond to the torsion spring 10.
When 4 is twisted, it is arranged at the position where the distortion is the smallest. Specifically, the two spring lines 124 are arranged symmetrically with respect to the bisector MM ′ of the width q of the torsion spring 104. Such an arrangement relationship is based on the spring line 124.
Is hardly broken.

【0083】このような配置関係は、二本のばね線12
4だけに限らず、三本以上のばね線124に対しても同
様の利益を与える。例えば、一本のねじりばね104に
三本のばね線124が通る場合には、図16(C)に示さ
れるように、三本のばね線124がねじりばね104の
幅qに対する二等分線M−M'に対して線対称になるよ
うに配置されればよい。
Such an arrangement relationship is based on two spring wires 12
The same advantage is provided not only to four but also to three or more spring wires 124. For example, when three spring lines 124 pass through one torsion spring 104, as shown in FIG. 16C, the three spring lines 124 are bisectors to the width q of the torsion spring 104. What is necessary is just to arrange so that it may become line symmetric with respect to MM '.

【0084】第一実施形態の第八変形例を図17を用い
て説明する。図中、機能的に第一実施形態の部材と同じ
部材は、同一の参照符号で示されており、その詳しい説
明は省略する。
An eighth modification of the first embodiment will be described with reference to FIG. In the drawing, members that are functionally the same as the members of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0085】本変形例のアクチュエータは、第一実施形
態で説明した半導体製造技術を流用して作製され、図1
7(A)に示されるように、一枚の可動板102は弾性部
材である一本のたわみばね105を介して支持部106
に支持されており、支持部106は、可動板102の自
由端に対向して間隔を置いて配置された一本の永久磁石
108を保持する固定部材162に取り付けられてい
る。可動板102は、これに設けられた駆動コイル12
2と、これに対向する永久磁石108の相互作用によっ
てたわみ駆動される。
The actuator of this modification is manufactured by diverting the semiconductor manufacturing technology described in the first embodiment, and is shown in FIG.
As shown in FIG. 7 (A), one movable plate 102 is supported by a support portion 106 via one flexible spring 105 which is an elastic member.
The support portion 106 is attached to a fixed member 162 that holds one permanent magnet 108 that is spaced apart from the free end of the movable plate 102. The movable plate 102 is provided with a drive coil 12 provided thereon.
2 and the permanent magnet 108 opposed thereto is driven to bend.

【0086】図17(B)は、図17(A)のL−L'線に
沿って破断された断面を示しており、絶縁膜等は省略さ
れている。本変形例では、図17(B)に示されるよう
に、二本のばね線124が一本のたわみばね105の中
を通っている。二本のばね線124は、最もひずみの小
さい面(中立面)に配置されている。
FIG. 17B shows a cross section taken along line LL ′ of FIG. 17A, and the insulating film and the like are omitted. In this modification, as shown in FIG. 17B, two spring wires 124 pass through one flexible spring 105. The two spring wires 124 are arranged on a plane (neutral plane) where distortion is the smallest.

【0087】ここで材料力学によれば(例えば西村著、
「例題で学ぶ材料力学」丸善(1987))、長さlの片持
ち梁の自由端に集中荷重Wが作用した際の梁の形状を示
すたわみ曲線vは、 v=(W/6EI)×(x3−3l2x+2l3) で表すことができる(0≦x≦l)。但し、xは梁の端の
自由端側を0とし、固定端側への距離を示す。また、E
は梁の縦弾性係数、Iは中立面内の任意の線の断面二次
モーメントである。長方形断面においてIを計算する
と、I=ab3/12(a:片持ち梁のたわみ方向に垂直
な辺の長さ、b:片持ち梁のたわみ方向に平行な辺の長
さ)である。二つの異なる部材に対し、同一のWにおい
て、二つの部材に対してvが同じになる様になる場合、
その二つの部材の境界は中立面となる。
Here, according to the material mechanics (for example, by Nishimura,
"Material mechanics learned by example" Maruzen (1987)), a deflection curve v showing a beam shape when a concentrated load W acts on a free end of a cantilever having a length l is given by: v = (W / 6EI) × (x 3 −3l 2 x + 2l 3 ) (0 ≦ x ≦ l). Here, x represents the distance to the fixed end side, with the free end side of the beam being 0. Also, E
Is the longitudinal modulus of elasticity of the beam, and I is the second moment of area of any line in the neutral plane. When calculating the I in rectangular cross-section, I = ab 3/12 ( a: the length of a side perpendicular to the direction deflection of the cantilever, b: the length of the sides parallel to the direction of deflection of the cantilever) is. When v becomes the same for two members at the same W for two different members,
The boundary between the two members is a neutral plane.

【0088】従って、ポリイミドとシリコンの縦弾性係
数をそれぞれE1とE2とすると、E 11 3=E22 3であ
る。したがって、 t1=t2(E2/E1)1/3・・・(式5) が成立すると、図17(B)において、たわみばね105
のポリイミド層140とシリコン層160の境界は、中
立面となり、ばね線124は断線し難くなる。
Therefore, the longitudinal elasticity of polyimide and silicon
E number1And ETwoThen E 1t1 Three= ETwotTwo ThreeIn
You. Therefore, t1= TTwo(ETwo/ E1)1/3.. (Equation 5) holds, the flexure spring 105 shown in FIG.
The boundary between the polyimide layer 140 and the silicon layer 160 is
It becomes an upright surface, and the spring wire 124 is less likely to break.

【0089】例えば、第一実施形態の第六変形例から、
2=130GPa、ポリイミドのポアソン比を0.3と
すると、第一実施形態の第六変形例からG1=2.75G
Paなので、E1=7.15GPa、シリコン厚t2=1
0μmの場合、式5から、ポリイミド厚t1=40μm
となる。
For example, from the sixth modification of the first embodiment,
Assuming that E 2 = 130 GPa and the Poisson's ratio of the polyimide is 0.3, G 1 = 2.75 G from the sixth modification of the first embodiment.
Pa, E 1 = 7.15 GPa, silicon thickness t 2 = 1
In the case of 0 μm, from Equation 5, the polyimide thickness t 1 = 40 μm
Becomes

【0090】よって、上述の構成のとき、応力が最も小
さい面に、ばね線124が配置されているので、ばね線
124の耐久性が向上する。
Therefore, in the above configuration, since the spring wire 124 is disposed on the surface where the stress is the smallest, the durability of the spring wire 124 is improved.

【0091】ポリイミドの厚さを一度の工程で上記値に
成膜することが困難な場合は、二回以上に分けて成膜し
てもよく、二層以上のポリイミドの合計の厚さが26μ
mとなってもよい。
When it is difficult to form the polyimide film to the above-mentioned thickness in one process, the film may be formed in two or more steps, and the total thickness of the two or more polyimide layers is 26 μm.
m.

【0092】第一実施形態の第九変形例を図18を用い
て説明する。図中、機能的に第一実施形態の部材と同じ
部材は、同一の参照符号で示されており、その詳しい説
明は省略する。
A ninth modification of the first embodiment will be described with reference to FIG. In the drawing, members that are functionally the same as the members of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0093】本変形例のアクチュエータは、可動板10
2の位置を検出するために、駆動コイル122とは別
に、可動板102に設けられた検出コイル164を有し
ている。検出コイル164の両端は、それぞれ、駆動コ
イル122の上を跨いで延びるジャンプ線166を介し
て、ばね線168に接続されている。ばね線168は、
たわみばね105を延び、支持部106に設けられた電
極170に接続されている。
The actuator according to the present modification has a movable plate 10
In order to detect the position 2, a detection coil 164 provided on the movable plate 102 is provided separately from the drive coil 122. Both ends of the detection coil 164 are connected to a spring line 168 via a jump line 166 extending over the drive coil 122, respectively. The spring line 168 is
The flexible spring 105 extends and is connected to an electrode 170 provided on the support 106.

【0094】このアクチュエータでは、検出コイル16
4と永久磁石108との相互作用により誘導起電力が発
生し、これにより可動板102の位置を反映した電気信
号が検出コイル164に流れ、この電気信号が電極17
0から取り出され、取り出された電気信号に基づいて可
動板102の位置が分かる。
In this actuator, the detection coil 16
4 and the permanent magnet 108 generate an induced electromotive force. As a result, an electric signal reflecting the position of the movable plate 102 flows to the detection coil 164, and this electric signal is
0, and the position of the movable plate 102 can be determined based on the extracted electric signal.

【0095】上記の実施形態およびそれらの変形例で
は、弾性部材すなわちねじりばね104やたわみばね1
05を延びるばね線は、駆動コイルへ電流を供給するた
めの配線であるが、これに限定されない。例えば、本変
形例のように、ばね線は、可動板102の位置検出のた
めに可動板102に設けられた検出コイル164に流れ
る電気信号を可動板102から支持部106へ流すため
の配線であってもよい。
In the above-described embodiments and their modifications, the elastic member, that is, the torsion spring 104 or the flexible spring 1 is used.
The spring wire extending through 05 is a wire for supplying a current to the drive coil, but is not limited to this. For example, as in the present modification, the spring wire is a wiring for flowing an electric signal flowing through the detection coil 164 provided on the movable plate 102 for detecting the position of the movable plate 102 from the movable plate 102 to the support portion 106. There may be.

【0096】本変形例の検出コイルは、片持ちのたわみ
ばね型のアクチュエータに適用されているが、図16に
示される片持ちのねじりばね型のアクチュエータや、図
1に示される両持ちのねじりばね型のアクチュエータに
適用されてもよい。
The detection coil of the present modification is applied to a cantilevered flexible spring type actuator. However, a cantilevered spring type actuator shown in FIG. 16 and a double-ended torsion type shown in FIG. 1 are used. It may be applied to a spring type actuator.

【0097】もちろん、検出コイル164に接続された
ばね線168に対しても、式1や式5が適用され、信頼
性の向上が図られてもよい。
Of course, Equations 1 and 5 may be applied to the spring wire 168 connected to the detection coil 164 to improve the reliability.

【0098】以下、本発明の第二実施形態について図1
9を参照しながら説明する。
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG.

【0099】図19(A)に示されるように、アクチュエ
ータ200は、可動板202と、可動板202から延び
る弾性部材であるねじりたわみばね204と、たわみね
じりばね204を片持ちに支持する支持部206と、支
持部206を保持する圧電素子208とを備えている。
As shown in FIG. 19A, the actuator 200 includes a movable plate 202, a torsionally flexible spring 204 which is an elastic member extending from the movable plate 202, and a support for supporting the torsionally flexible spring 204 in a cantilever manner. And a piezoelectric element 208 for holding the support portion 206.

【0100】図19(B)から分かるように、可動板20
2の重心は、ねじりたわみばね204の中心軸E−E'
から外れている。支持部206は例えば接着剤により圧
電素子208に固定されている。
As can be seen from FIG. 19B, the movable plate 20
2 is the center axis EE ′ of the torsion flexible spring 204.
Is out of range. The support portion 206 is fixed to the piezoelectric element 208 by, for example, an adhesive.

【0101】可動板202とねじりたわみばね204と
支持部206は、半導体製造技術によって、高い加工精
度で一体的に作製される。この構造体は、図19(C)に
示されるように、シリコン層212とこれを覆う金属膜
214とで構成されている。
The movable plate 202, the torsion flexure spring 204, and the support portion 206 are integrally formed with high processing accuracy by semiconductor manufacturing technology. This structure includes a silicon layer 212 and a metal film 214 covering the silicon layer 212, as shown in FIG.

【0102】圧電素子208には、例えば、図示しない
電源から所望の周波数の交流電圧が印加される。圧電素
子208は、交流電圧の印加に応じて、図19(C)にお
いて、z方向に交流電圧の周波数で伸縮する。圧電素子
208の伸縮運動は、ねじりたわみばね204を介し
て、可動板202に伝わり、可動板202は、z方向に
たわみ運動する。
An AC voltage of a desired frequency is applied to the piezoelectric element 208 from, for example, a power supply (not shown). The piezoelectric element 208 expands and contracts in the z direction at the frequency of the AC voltage in FIG. 19C in response to the application of the AC voltage. The expansion and contraction movement of the piezoelectric element 208 is transmitted to the movable plate 202 via the torsion bending spring 204, and the movable plate 202 bends in the z direction.

【0103】前述したように、可動板202は、その重
心がねじりたわみばね204の中心軸E−E'から外れ
ているため、たわみ運動と共に、ねじりたわみばね20
4の中心軸E−E'の周りにねじれ運動を行なう。
As described above, since the center of gravity of the movable plate 202 is displaced from the central axis EE ′ of the torsion flexure spring 204, the movable plate 202 is moved together with the flexure motion.
4 make a torsional movement about the central axis EE ′.

【0104】可動板202に成膜された金属膜214
は、反射部として機能する。従って、この反射部で反射
される光束は、可動板202のねじれ運動を伴うたわみ
運動に応じて、偏向される。
The metal film 214 formed on the movable plate 202
Functions as a reflection unit. Therefore, the light beam reflected by the reflecting section is deflected in accordance with the bending movement accompanied by the torsional movement of the movable plate 202.

【0105】ねじりたわみばね204のばね特性はシリ
コン層212の材質特有の性質で決まる。シリコン層2
12は、高い剛性を有する反面、耐衝撃性が低いが、こ
れを覆う金属膜214は、これとは反対に、耐衝撃性が
高い。従って、ねじりたわみばね204、高い剛性と高
い耐衝撃性の両方を有する。その結果、所望の駆動特性
を有しながらも耐衝撃性の高いアクチュエータが得られ
る。
The spring characteristic of the torsion flexure spring 204 is determined by the characteristic of the material of the silicon layer 212. Silicon layer 2
12 has high rigidity, but has low impact resistance, but the metal film 214 covering it, on the contrary, has high impact resistance. Accordingly, the torsion flexure spring 204 has both high rigidity and high impact resistance. As a result, an actuator having high impact resistance while having desired driving characteristics can be obtained.

【0106】本実施形態のアクチュエータは例えば以下
のようにして作製される。
The actuator of this embodiment is manufactured, for example, as follows.

【0107】工程1(図20):両面が研磨されたシリコ
ンウエハーに220に、可動板202とねじりたわみば
ね204と支持部206に相当する形状をレジストで形
成する。図20においては、二個分が示されているが、
二個に限定されるものではなく、その個数は変更されて
もよい。
Step 1 (FIG. 20): A shape corresponding to the movable plate 202, the torsion flexure spring 204, and the support portion 206 is formed on a silicon wafer 220 having both sides polished, using a resist. In FIG. 20, two pieces are shown,
The number is not limited to two and may be changed.

【0108】工程2(図21(a)):例えばRIEを用い
て、工程1で形成したレジストをマスクとしてシリコン
ウエハー220をエッチングして、可動板202とねじ
りたわみばね204と支持部206に相当する構造体を
形成し、これをシリコンウエハー220から分離する。
図21(a)には、一個分のアクチュエータに相当する前
記構造体が示されている。
Step 2 (FIG. 21A): The silicon wafer 220 is etched using, for example, RIE with the resist formed in Step 1 as a mask, and corresponds to the movable plate 202, the torsion flexure spring 204, and the support section 206. Is formed and separated from the silicon wafer 220.
FIG. 21A shows the structure corresponding to one actuator.

【0109】工程3(図21(b)、図21(c)、図21
(c)は図21(b)のF−F'線による断面図である):工
程2で作製された可動板202とねじりたわみばね20
4と支持部206に相当する構造体の全面に対して、例
えばニッケルの無電解めっきを施す。これにより、可動
板202とねじりたわみばね204と支持部206に相
当する構造体であるシリコン層212の全面がニッケル
の金属膜214で覆われる。
Step 3 (FIGS. 21 (b), 21 (c), 21)
(c) is a cross-sectional view taken along the line FF 'in FIG. 21 (b)): The movable plate 202 and the torsion flexure spring 20 manufactured in step 2
Electroless plating of, for example, nickel is applied to the entire surface of the structure corresponding to the support 4 and the support portion 206. As a result, the entire surface of the silicon layer 212, which is a structure corresponding to the movable plate 202, the torsion bending spring 204, and the support portion 206, is covered with the nickel metal film 214.

【0110】工程4(図19(c)参照):このようにして
作製された構造体の支持部206に、例えば接着剤を用
いて、圧電素子208を取り付ける。
Step 4 (see FIG. 19 (c)): The piezoelectric element 208 is attached to the support portion 206 of the structure thus manufactured by using, for example, an adhesive.

【0111】本実施の形態によれば、所望の駆動特性と
高い耐衝撃性を兼ね備えるアクチュエータが提供され
る。また、耐衝撃性の高い部材が剛性の高い部材の外側
にあることにより、アクチュエータが落下した際に弾性
部材の部分が衝撃力の作用点になった場合でも、耐衝撃
性の高い部材が衝撃力を吸収するので、剛性の高い部材
に衝撃が伝わり難い。
According to the present embodiment, an actuator having desired driving characteristics and high impact resistance is provided. In addition, since the member having high impact resistance is located outside the member having high rigidity, even when the portion of the elastic member becomes the point of application of the impact force when the actuator falls, the member having high impact resistance can be subjected to impact. Because it absorbs force, it is difficult for impact to be transmitted to highly rigid members.

【0112】第二実施形態の第一変形例を図22を用い
て説明する。図中、機能的に第二実施形態の部材と同じ
部材は、同一の参照符号で示されており、その詳しい説
明は省略する。
A first modification of the second embodiment will be described with reference to FIG. In the figure, members that are functionally the same as the members of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0113】本変形例のアクチュエータは、図22(A)
と図22(A)のE−E'線による断面図である図22
(B)に示されるように、可動板202の一部を除いて、
可動板202とねじりたわみばね204と支持部106
の上面に、ポリイミド層230を有している。可動板2
02のポリイミド層で覆われていない部分は、金属膜2
14が露出しており、これが反射部232として機能す
る。
FIG. 22A shows an actuator of this modification.
FIG. 22 which is a cross-sectional view taken along line EE ′ of FIG. 22 (A).
As shown in (B), except for a part of the movable plate 202,
Movable plate 202, torsion flexible spring 204, and support 106
Has a polyimide layer 230 on its upper surface. Movable plate 2
02 which is not covered with the polyimide layer is the metal film 2
14 is exposed, and functions as a reflection portion 232.

【0114】このようなポリイミド層230は、例え
ば、上述した第二実施形態における作製工程の工程3と
工程4の間に、例えばジェット・プリンティング・システ
ムによって上面に成膜することで形成される。
The polyimide layer 230 is formed, for example, by forming a film on the upper surface by, for example, a jet printing system between the steps 3 and 4 of the manufacturing process in the second embodiment.

【0115】本変形例では、図22(B)と図22(B)の
F−F'線による断面図である図22(C)に示されるよ
うに、ねじりたわみばね204のばね特性を決定するシ
リコン層212が金属膜214で覆われており、さらに
その上にポリイミド層230が設けられている。このよ
うに、剛性の高い部材の外側に、耐衝撃性の高い部材で
ある金属膜214とポリイミド層230が設けられてい
るので、本変形例のアクチュエータは、第二実施形態よ
りも、耐衝撃性が高い。
In the present modification, as shown in FIG. 22C and FIG. 22C which is a cross-sectional view taken along line FF ′ of FIG. The silicon layer 212 is covered with a metal film 214, and a polyimide layer 230 is further provided thereon. As described above, since the metal film 214 and the polyimide layer 230, which are members having high impact resistance, are provided on the outside of the member having high rigidity, the actuator according to the present modification has a higher impact resistance than the second embodiment. High in nature.

【0116】第二実施形態の第二変形例を図23を用い
て説明する。図中、機能的に第二実施形態の部材と同じ
部材は、同一の参照符号で示されており、その詳しい説
明は省略する。
A second modification of the second embodiment will be described with reference to FIG. In the figure, members that are functionally the same as the members of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0117】本変形例のアクチュエータは、図23(A)
に示されるように、可動板202の一部を除いて、可動
板202とねじりたわみばね204と支持部106の全
面を覆う樹脂等の高分子材料層、例えばポリイミド層2
30を有している。可動板202のポリイミド層で覆わ
れていない部分は、金属膜214が露出しており、これ
が反射部232として機能する。
FIG. 23A shows an actuator of this modification.
As shown in FIG. 4, a layer of a polymer material such as a resin, such as a polyimide layer, covering the entire surface of the movable plate 202, the torsion flexible spring 204, and the support portion 106 except for a part of the movable plate 202.
30. The portion of the movable plate 202 that is not covered with the polyimide layer has the metal film 214 exposed, and this functions as the reflection portion 232.

【0118】このようなポリイミド層230は、例え
ば、上述した第二実施形態における作製工程の工程3と
工程4の間に、例えばジェット・プリンティング・システ
ムによって上面に成膜することで形成される。ポリイミ
ドを全面にジェット・プリンティング・システムでコーテ
ィングする代わりに、ポッティング、ディッピングとい
った手法によって樹脂やポリイミド等の高分子材料の成
膜を行なってもよい。この場合、ジェットプリンティン
グシステムのように、可動板202の一部のみ選択的に
金属膜214を露出させることは大量生産においては困
難なので、ポリイミドの成膜後に鏡を接着剤などで可動
板202に取り付けるとよい。
Such a polyimide layer 230 is formed, for example, by forming a film on the upper surface by, for example, a jet printing system between steps 3 and 4 of the manufacturing process in the second embodiment described above. Instead of coating the entire surface of the polyimide with a jet printing system, a film of a resin or a polymer material such as polyimide may be formed by a technique such as potting or dipping. In this case, since it is difficult in mass production to selectively expose the metal film 214 only on a part of the movable plate 202 as in a jet printing system, a mirror is attached to the movable plate 202 with an adhesive or the like after polyimide is formed. It is good to attach.

【0119】本変形例では、図23(A)と図23(A)の
F−F'線による断面図である図23(B)から分かるよ
うに、ねじりたわみばね204のばね特性を決定するシ
リコン層212が金属膜214で覆われており、さらに
金属膜214がポリイミド層230で殆ど覆われてい
る。このように、剛性の高い部材が、耐衝撃性の高い部
材である金属膜214とポリイミド層230とで覆われ
ているので、本変形例のアクチュエータは、第二実施形
態の第一変形例よりも更に耐衝撃性が高い。
In this modification, as can be seen from FIG. 23A and FIG. 23B which is a cross-sectional view taken along line FF ′ of FIG. 23A, the spring characteristics of the torsion bending spring 204 are determined. The silicon layer 212 is covered with a metal film 214, and the metal film 214 is almost covered with a polyimide layer 230. As described above, since the member having high rigidity is covered with the metal film 214 and the polyimide layer 230 which are members having high impact resistance, the actuator of the present modification is different from the first modification of the second embodiment. Also have higher impact resistance.

【0120】なお、ジェット・プリンティング・システム
やポッティングやディッピングの一回の成膜で所望の厚
さを得られない場合には、例えば、図23(C)に示され
るように、成膜を二回に分けて、一回目の成膜で形成さ
れるポリイミド層230の上に、二回目の成膜によりポ
リイミド層234を形成してもよい。また、成膜の工程
は三回以上に分けて行なってもよい。
When a desired thickness cannot be obtained by a single film formation using a jet printing system or potting or dipping, for example, as shown in FIG. The polyimide layer 234 may be formed by the second deposition on the polyimide layer 230 formed by the first deposition. The film formation process may be performed three or more times.

【0121】第二実施形態の第三変形例を図24を用い
て説明する。図中、機能的に第二実施形態の部材と同じ
部材は、同一の参照符号で示されており、その詳しい説
明は省略する。
A third modification of the second embodiment will be described with reference to FIG. In the figure, members that are functionally the same as the members of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0122】本変形例のアクチュエータは、図24に示
されるように、可動板202の一部とねじりたわみばね
204の一部を除いて、可動板202とねじりたわみば
ね204と支持部106の全面を覆うポリイミド層23
0を有している。可動板202のポリイミド層で覆われ
ていない部分は、金属膜214が露出しており、反射部
232として機能する。また、ねじりたわみばね204
のポリイミド層で覆われていない部分は、金属膜214
が露出しており、位置検出用反射部236として機能す
る。
As shown in FIG. 24, the actuator of this modification has the entire surface of the movable plate 202, the torsion flexure spring 204, and the support portion 106 except for a part of the movable plate 202 and a portion of the torsion flexure spring 204. Polyimide layer 23 covering
It has 0. The portion of the movable plate 202 that is not covered with the polyimide layer has the metal film 214 exposed, and functions as the reflection portion 232. Also, the torsion flexure spring 204
The portion not covered by the polyimide layer is a metal film 214
Are exposed, and function as the position detecting reflector 236.

【0123】ポリイミド層230は、例えば、第二実施
例の第二変形例と同じ手法によって形成される。
The polyimide layer 230 is formed, for example, by the same method as the second modification of the second embodiment.

【0124】位置検出用の光源238から射出された光
束は、位置検出用反射部236で反射され、光検出アレ
イ240によって検出され、これに基づいて可動板20
2の位置検出が行なわれる。位置検出用反射部236に
は、偏向のために反射部232に照射される光束をビー
ムスプリッタで5から10%ほど分割し、これが照射さ
れてもよい。
The light beam emitted from the position detecting light source 238 is reflected by the position detecting reflector 236 and detected by the light detecting array 240.
2 is performed. The position detecting reflector 236 may be divided by about 5 to 10% by a beam splitter into a light beam irradiated to the reflector 232 for deflection, and may be irradiated.

【0125】第二実施形態の第四変形例を図25を用い
て説明する。図中、機能的に第二実施形態の部材と同じ
部材は、同一の参照符号で示されており、その詳しい説
明は省略する。
A fourth modification of the second embodiment will be described with reference to FIG. In the figure, members that are functionally the same as the members of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0126】図25(A)に示されるように、本変形例の
アクチュエータは、第二実施形態と同じ外観形状をして
おり、従って、その駆動原理は第二実施形態と同様であ
る。
As shown in FIG. 25 (A), the actuator of this modification has the same appearance as that of the second embodiment, and the driving principle is the same as that of the second embodiment.

【0127】図25(B)と図25(A),(B)のF−F'
線による断面図である図25(C)から分かるように、可
動板202とねじりたわみばね204と支持部206の
構造体は、中空の金膜242と、その外側を覆うクロム
膜244と、その外側を更に覆うポリイミド層246と
で構成されている。
25B and FF 'in FIGS. 25A and 25B.
As can be seen from FIG. 25C, which is a cross-sectional view taken along the line, the structure of the movable plate 202, the torsion flexure spring 204, and the support portion 206 includes a hollow gold film 242, a chrome film 244 covering the outside thereof, And a polyimide layer 246 further covering the outside.

【0128】本変形例においては、金膜242とクロム
膜244が剛性が高いが耐衝撃性の低い部材であり、ポ
リイミド層246が耐衝撃性の高い部材である。
In this modification, the gold film 242 and the chromium film 244 are members having high rigidity but low impact resistance, and the polyimide layer 246 is a member having high impact resistance.

【0129】本変形例のアクチュエータは、例えば、以
下のようにして作製される。最初の方の工程は、第二実
施形態の工程に類似しているので、簡略化して説明す
る。
The actuator of this modification is manufactured, for example, as follows. Since the first step is similar to the step of the second embodiment, it will be briefly described.

【0130】工程1(図20参照):第二実施形態のシリ
コンウエハーをガラス基板に置き換えた工程を行なう。
Step 1 (see FIG. 20): The step of replacing the silicon wafer of the second embodiment with a glass substrate is performed.

【0131】工程2(図26(a)):第二実施形態におけ
るシリコンの代わりにガラスをエッチングして、可動板
202とねじりたわみばね204と支持部206に相当
する形状を有するガラス構造体250を形成する。RI
Eを用いる場合は、ガラスエッチ用の装置で行う。
Step 2 (FIG. 26A): A glass structure 250 having a shape corresponding to the movable plate 202, the torsion flexure spring 204, and the support portion 206 by etching glass instead of silicon in the second embodiment. To form RI
When E is used, it is performed by a device for glass etching.

【0132】工程3(図26(b)):ガラス構造体250
のほぼ全面に対して金を例えば無電解めっきなどで成膜
して金膜242を形成する。めっきの際、ガラス構造体
250の一部をめっき液にさらさない様に保持すること
により、支持部の一部にめっきがつかずにガラス構造体
250が露出した部分を残しておく。
Step 3 (FIG. 26B): Glass structure 250
A gold film 242 is formed on almost the entire surface by gold, for example, by electroless plating. At the time of plating, by holding a part of the glass structure 250 so as not to be exposed to the plating solution, plating is not applied to a part of the support portion, and a portion where the glass structure 250 is exposed is left.

【0133】工程4(図26(c)):この構造体を弗化水
素溶液に浸してガラス構造体250のみをエッチングす
る。金膜242は、弗化水素溶液に犯されることなくそ
のまま残り、その結果、中空構造になる。
Step 4 (FIG. 26C): This structure is immersed in a hydrogen fluoride solution to etch only the glass structure 250. The gold film 242 remains intact without being affected by the hydrogen fluoride solution, resulting in a hollow structure.

【0134】工程5(図26(d)):中空の金膜242の
外側のほぼ全面に対してクロムを例えば無電解めっきで
成膜してクロム膜244を形成する。めっきの際、中空
の金膜242の内部にめっき液が入らないように、適切
な保持手段によって中空の金膜242の開口がめっき液
に漬からないように中空の金膜242を保持する。
Step 5 (FIG. 26D): A chromium film 244 is formed on almost the entire surface outside the hollow gold film 242 by, for example, electroless plating. At the time of plating, the hollow gold film 242 is held by an appropriate holding means so that the opening of the hollow gold film 242 is not immersed in the plating solution so that the plating solution does not enter the inside of the hollow gold film 242.

【0135】工程6(図26(e)):クロム膜244の全
面に対して例えばポッティングなどによりポリイミド層
246を形成する。ポッティングの際、中空の金膜24
2の内部にポリイミド液が入らないように、適切な保持
手段によってその開口がポリイミド溶液に漬からないよ
うに中空構造体を保持する。
Step 6 (FIG. 26E): A polyimide layer 246 is formed on the entire surface of the chromium film 244 by, for example, potting. At the time of potting, the hollow gold film 24
The hollow structure is held by an appropriate holding means so that the opening is not immersed in the polyimide solution, so that the polyimide solution does not enter the inside of 2.

【0136】工程7(図25(B)参照):支持部206に
接着剤等を用いて圧電素子208を取り付けて本変形例
のアクチュエータが完成する。
Step 7 (see FIG. 25B): The piezoelectric element 208 is attached to the support portion 206 using an adhesive or the like to complete the actuator of this modification.

【0137】本変形例においては、一回の金めっきだけ
では十分な厚さを得られず、従って十分な剛性を得られ
ないために、金めっきの上に更にクロムめっきを施し
て、必要な剛性を得た。勿論、一回の金めっきだけで所
望の剛性が得られる場合には、図25(D)に示されるよ
うに、クロムめっきを省いて、金膜242の上に直接、
ポリイミド層246を形成してもよい。
In this modification, a sufficient thickness cannot be obtained by only one gold plating, and thus a sufficient rigidity cannot be obtained. Rigidity was obtained. Of course, when the desired rigidity can be obtained only by one time of gold plating, as shown in FIG. 25 (D), chrome plating is omitted and directly on the gold film 242.
A polyimide layer 246 may be formed.

【0138】本変形例では、ねじりたわみばね204が
中空構造である。中空構造と中実構造を比較すると、同
じ断面積において、中空構造の方が一般的にねじり剛性
が高い。従って、剛性の高い部材を中空構造にすると、
材質の性質に加えて、さらに剛性を高められる。このよ
うに、本変形例では、ねじりたわみばね204は、材質
の性質に加えて構造的特徴に基づいて、高い剛性を有し
ている。
In the present modification, the torsion flexible spring 204 has a hollow structure. Comparing the hollow structure and the solid structure, the hollow structure generally has higher torsional rigidity at the same cross-sectional area. Therefore, if a rigid member is made hollow,
In addition to the properties of the material, the rigidity can be further increased. As described above, in the present modification, the torsion flexible spring 204 has high rigidity based on the structural characteristics in addition to the properties of the material.

【0139】また、本変形例のアクチュエータでは、ね
じりたわみばね204に加えて可動板202も中空構造
である。これにより、可動板202は軽量化されてお
り、従って、その可動板慣性モーメントが小さい。この
ため、アクチュエータの共振周波数を必要に応じて高め
ることも可能である。
Further, in the actuator of this modification, the movable plate 202 has a hollow structure in addition to the torsion flexible spring 204. Thus, the weight of the movable plate 202 is reduced, and therefore, the moment of inertia of the movable plate 202 is small. For this reason, the resonance frequency of the actuator can be increased as necessary.

【0140】本変形例のアクチュエータでは、耐衝撃性
の高い部材が剛性の高い部材の外側に設けられているの
で、アクチュエータが落下した際に弾性部材の部分が衝
撃力の作用点になった場合でも、耐衝撃性の高い部材が
衝撃力を吸収するので、衝撃が剛性の高い部材に伝わり
難い。つまり、本変形例のアクチュエータは高い耐衝撃
性を有している。
In the actuator of this modified example, the member having high shock resistance is provided outside the member having high rigidity. Therefore, when the actuator falls, the elastic member becomes the point of application of the impact force. However, since the member having high impact resistance absorbs the impact force, it is difficult for the impact to be transmitted to the member having high rigidity. That is, the actuator of the present modification has high impact resistance.

【0141】なお、上述した工程4において、弗化水素
溶液によるガラスのエッチング量を、エッチングの時間
を管理することによって、支持部206とねじりたわみ
ばね204に相当する部分のガラスのみをエッチング
し、可動板202に相当する部分のガラスは残した構成
でもよい。この場合、剛性の高い可動板202が得られ
る。また、上述した工程1において、ガラス基板ではな
くて第二実施形態と同様にシリコンウエハーを用いても
よい。この場合は、上述した工程4において弗化水素溶
液の代わりに弗化水素溶液と硝酸の混合液を用いてシリ
コンをエッチングするとよい。
In step 4 described above, only the glass corresponding to the support portion 206 and the torsion flexure spring 204 is etched by controlling the amount of etching of the glass with the hydrogen fluoride solution by controlling the etching time. The glass corresponding to the movable plate 202 may be left. In this case, the movable plate 202 having high rigidity is obtained. In step 1 described above, a silicon wafer may be used instead of a glass substrate as in the second embodiment. In this case, silicon may be etched using a mixed solution of a hydrogen fluoride solution and nitric acid instead of the hydrogen fluoride solution in the above-described step 4.

【0142】第二実施形態の第五変形例を図27を用い
て説明する。図中、機能的に第二実施形態の部材と同じ
部材は、同一の参照符号で示されており、その詳しい説
明は省略する。
A fifth modification of the second embodiment will be described with reference to FIG. In the figure, members that are functionally the same as the members of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0143】本変形例のアクチュエータは、図27に示
されるように、可動板202とねじりたわみばね204
と支持部206は、ポリイミド層252とこれを覆うり
ん青銅膜254とで構成されている。本変形例では、り
ん青銅膜254が剛性の高い部材であり、ポリイミド層
252が耐衝撃性の高い部材である。
As shown in FIG. 27, the actuator of the present modification has a movable plate 202 and a torsion flexure spring 204.
The support 206 comprises a polyimide layer 252 and a phosphor bronze film 254 covering the polyimide layer 252. In this modification, the phosphor bronze film 254 is a member having high rigidity, and the polyimide layer 252 is a member having high impact resistance.

【0144】このようなアクチュエータは、例えば、以
下のようにして作製される。工程は、第二実施形態の工
程に類似しているので、簡略化して説明する。
Such an actuator is manufactured, for example, as follows. Since the steps are similar to those of the second embodiment, the description will be simplified.

【0145】工程1(図20参照):第二実施形態のシリ
コンウエハーをポリイミド基板に置き換えた工程を行な
う。
Step 1 (see FIG. 20): The step of replacing the silicon wafer of the second embodiment with a polyimide substrate is performed.

【0146】工程2(図21(a)参照):第二実施形態に
おけるシリコンの代わりにポリイミドをエッチングし
て、可動板202とねじりたわみばね204と支持部2
06に相当する形状を有するポリイミド構造体を形成す
る。RIEを用いる場合は、ポリイミド用の設定で行な
う。
Step 2 (see FIG. 21A): The polyimide is etched instead of silicon in the second embodiment, and the movable plate 202, the torsion flexure spring 204 and the support 2 are etched.
A polyimide structure having a shape corresponding to 06 is formed. When RIE is used, the setting is performed for polyimide.

【0147】工程3(図21(b)参照):このポリイミド
構造体の全面に対して、第二実施形態におけるニッケル
の代わりにりん青銅を無電解めっきする。
Step 3 (see FIG. 21B): Phosphor bronze is electrolessly plated on the entire surface of the polyimide structure instead of nickel in the second embodiment.

【0148】工程4(図27(A),図27(A)のF−F'
線による断面図である図27(B)):支持部206に接
着剤等を用いて圧電素子208を取り付けて本変形例の
アクチュエータが完成する。
Step 4 (FIG. 27A, FF 'in FIG. 27A)
FIG. 27 (B) is a cross-sectional view along the line: The piezoelectric element 208 is attached to the support portion 206 using an adhesive or the like, and the actuator of the present modification is completed.

【0149】中空構造と中実構造を比較すると、同じ断
面積において、中空構造の方が一般的にねじり剛性が高
い。従って、剛性の高い部材を中空構造にすると、材質
の性質に加えて、さらに剛性を高められる。本変形例で
は、ねじりたわみばね204は、剛性の高い部材の中空
構造体の内部空間が、耐衝撃性の高い部材で埋められた
構造に等しい。従って、高い剛性を有するとともに、高
い耐衝撃性を有している。
When the hollow structure is compared with the solid structure, the hollow structure generally has higher torsional rigidity at the same sectional area. Therefore, when a member having high rigidity is formed into a hollow structure, the rigidity can be further increased in addition to the properties of the material. In this modification, the torsion flexure spring 204 is equivalent to a structure in which the internal space of a hollow structure of a member having high rigidity is filled with a member having high impact resistance. Therefore, it has high rigidity and high impact resistance.

【0150】第二実施形態の第六変形例を図28を用い
て説明する。図中、機能的に第二実施形態の部材と同じ
部材は、同一の参照符号で示されており、その詳しい説
明は省略する。
A sixth modification of the second embodiment will be described with reference to FIG. In the figure, members that are functionally the same as the members of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0151】本変形例のアクチュエータは、図28(A)
と図28(A)のF−F'線による断面図である図28
(B)に示されるように、可動板202とねじりたわみば
ね204と支持部206は、ポリイミド層252と、そ
の全面を覆うりん青銅膜254と、さらにりん青銅膜2
54の全面を覆うポリイミド層256とで構成されてい
る。本変形例では、りん青銅膜254が剛性の高い部材
であり、内側のポリイミド層252と外側のポリイミド
層256が耐衝撃性の高い部材である。
FIG. 28A shows an actuator of this modification.
FIG. 28 is a sectional view taken along line FF ′ of FIG.
As shown in (B), the movable plate 202, the torsion flexure spring 204, and the support portion 206 are composed of a polyimide layer 252, a phosphor bronze film 254 covering the whole surface thereof, and a phosphor bronze film 254.
And a polyimide layer 256 covering the entire surface of the substrate 54. In this modification, the phosphor bronze film 254 is a member having high rigidity, and the inner polyimide layer 252 and the outer polyimide layer 256 are members having high impact resistance.

【0152】このようなアクチュエータは、例えば、第
五変形例における工程3に続いて、りん青銅膜254の
全面に対して、ポリイミド層256を例えばジェットプ
リンティングシステムにより形成した後に、圧電素子2
08を取り付けることで作製される。
In such an actuator, for example, after the step 3 in the fifth modification, the polyimide layer 256 is formed on the entire surface of the phosphor bronze film 254 by, for example, a jet printing system.
08 is attached.

【0153】本変形例のアクチュエータは、剛性の高い
部材であるりん青銅膜254の外側に、耐衝撃性の高い
ポリイミド層256が設けられているので、第五変形例
と比較して、さらに高い耐衝撃性を有している。
In the actuator of this modified example, since the polyimide layer 256 having high impact resistance is provided outside the phosphor bronze film 254 which is a member having high rigidity, it is higher than that of the fifth modified example. Has impact resistance.

【0154】なお、外側のポリイミド層256の形成に
おいて、一回の成膜で所望の厚さを得られない場合に
は、例えば、図28(C)に示されるように、成膜を二回
に分けて、一回目の成膜で形成されるポリイミド層25
6の上に、二回目の成膜によりポリイミド層258を形
成してもよい。また、成膜の工程は三回以上に分けて行
なってもよい。
In the formation of the outer polyimide layer 256, if the desired thickness cannot be obtained by one film formation, for example, as shown in FIG. The polyimide layer 25 formed in the first film formation
On polyimide film 6, a polyimide layer 258 may be formed by a second film formation. The film formation process may be performed three or more times.

【0155】上述した第二実施形態およびその変形例で
は、ねじりたわみばねを有するアクチュエータを例にあ
げたが、本発明は、これに限定されるものではなく、例
えばたわみばね等を有するアクチュエータも含む。
In the above-described second embodiment and its modifications, an actuator having a torsion flexible spring has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and includes an actuator having a flexible spring, for example. .

【0156】また、第一実施の形態とその変形例および
第二実施の形態とその変形例においては、磁場と電流の
相互作用によって力を発生し駆動する電磁駆動型のアク
チュエータおよび電圧印加に応じて伸縮する圧電素子を
用いた圧電素子型アクチュエータを例にあげて説明した
が、駆動の原理はこれらに限定されるものではなく、こ
れ以外の原理で駆動されるアクチュエータも本発明に含
まれる。
Further, in the first embodiment and its modification, and in the second embodiment and its modification, an electromagnetically driven actuator which generates and drives a force by the interaction of a magnetic field and a current, and responds to a voltage application. Although a piezoelectric element type actuator using a piezoelectric element which expands and contracts has been described as an example, the principle of driving is not limited to these, and an actuator driven by other principles is also included in the present invention.

【0157】これまで、いくつかの実施の形態について
図面を参照しながら具体的に説明したが、本発明は、上
述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨
を逸脱しない範囲で行なわれるすべての実施を含む。
Although some embodiments have been described in detail with reference to the drawings, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be carried out without departing from the scope of the invention. Including all implementations.

【0158】従って、本発明のアクチュエータについ
て、以下のことが言える。
Therefore, the following can be said about the actuator of the present invention.

【0159】1.可動板と、可動板から延びる弾性部材
と、弾性部材を介して可動板を支持する支持部とを備え
ており、支持部に対して可動板が移動可能なアクチュエ
ータにおいて、弾性部材は剛性の高い部材と耐衝撃性の
高い部材とを含み、剛性の高い部材は弾性部材全体の弾
性率を決定する主たる部材であり、これにより弾性部材
は高い剛性と高い耐衝撃性とを兼ね備えている、アクチ
ュエータ。
1. The actuator includes a movable plate, an elastic member extending from the movable plate, and a support portion that supports the movable plate via the elastic member. In an actuator in which the movable plate can move relative to the support portion, the elastic member has high rigidity. An actuator including a member and a member having high impact resistance, wherein the member having high rigidity is a main member that determines the elastic modulus of the entire elastic member, and thereby the elastic member has both high rigidity and high impact resistance. .

【0160】(作用効果)耐衝撃性の高い部材によって
衝撃を吸収し、同時に剛性の高い部材によって高い剛性
を有する弾性部材を構成することにより、耐衝撃性の向
上と同時に、所望の剛性を得られる。
(Function / Effect) By forming an elastic member having high rigidity with a member having high impact resistance while absorbing a shock with a member having high impact resistance, it is possible to obtain desired rigidity while improving impact resistance. Can be

【0161】2.剛性の高い部材が中空構造を有してい
る、第1項に記載のアクチュエータ。
[0161] 2. 2. The actuator according to claim 1, wherein the highly rigid member has a hollow structure.

【0162】(作用効果)ねじりばねの形状が、中実軸
の場合と中空軸の場合とを比較した場合、一般的に同じ
断面積なら中空軸の場合の方がねじり剛性が高くなる。
よって、剛性の高い部材を中空軸に形成すると、材質の
性質に加えて、さらにその形状から剛性を高くしやすい
作用効果がある。
(Effects) When the shape of the torsion spring is compared between the case of the solid shaft and the case of the hollow shaft, the torsional rigidity is generally higher in the case of the hollow shaft if the sectional area is the same.
Therefore, when a member having high rigidity is formed on the hollow shaft, there is an effect that the rigidity can be easily increased from the shape in addition to the properties of the material.

【0163】3.剛性の高い部材が耐衝撃性の高い部材
を覆っている、第1項に記載のアクチュエータ。
3. 2. The actuator according to claim 1, wherein the member having high rigidity covers the member having high impact resistance.

【0164】(作用効果)さらに剛性の高い部材によっ
て形成した中空軸の中空部分に耐衝撃性の高い部材を設
けることにより、耐衝撃性を高めることができる。
(Function and Effect) By providing a member having high impact resistance in the hollow portion of the hollow shaft formed of a member having higher rigidity, the impact resistance can be enhanced.

【0165】4.耐衝撃性の高い部材が剛性の高い部材
を覆っている、第1項に記載のアクチュエータ。
[0165] 4. 2. The actuator according to claim 1, wherein the member having high impact resistance covers the member having high rigidity.

【0166】(作用効果)耐衝撃性の高い部材が剛性の
高い部材の外側にあることにより、アクチュエータが落
下した際に弾性部材の部分が衝撃力の作用点になった場
合でも、耐衝撃性の高い部材が衝撃力を吸収するので、
その結果剛性の高い部材に衝撃が伝わりにくく、高い耐
衝撃性を得る。
(Function / Effect) Since the member having high impact resistance is located outside the member having high rigidity, even if the elastic member becomes the point of application of the impact force when the actuator falls, the impact resistance is reduced. High members absorb the impact force,
As a result, the impact is hardly transmitted to the member having high rigidity, and high impact resistance is obtained.

【0167】5.弾性部材は、互いに積層された剛性の
高い部材の平面層と耐衝撃性の高い部材の平面層とを含
んでいる第1項に記載のアクチュエータ。
[0167] 5. 2. The actuator according to claim 1, wherein the elastic member includes a planar layer of a highly rigid member and a planar layer of a highly impact-resistant member stacked on each other.

【0168】(作用効果)一回の成膜工程では部材の厚
みが所望の厚みに対して不十分である場合、複数回の成
膜工程を行って複数の層を形成することで、所望の厚み
を確保することができる。
(Function / Effect) When the thickness of the member is insufficient for a desired thickness in one film forming step, a plurality of layers are formed by performing a plurality of film forming steps to obtain a desired layer. The thickness can be secured.

【0169】6.弾性部材の内部を通る配線を更に備え
ており、配線は、可動板と支持部を結ぶ直線に対して垂
直な弾性部材の断面内において、発生するひずみが最も
少ない位置またはその近傍に配置されている、第1項に
記載のアクチュエータ。
6. Further provided is a wiring passing through the inside of the elastic member, wherein the wiring is disposed at or near a position where the generated strain is least in a cross section of the elastic member perpendicular to a straight line connecting the movable plate and the support portion. The actuator according to claim 1, wherein

【0170】(作用効果)例えば一般的な半導体製造技
術、あるいはプリント配線基板製造技術などの平面層を
重ねる製造技術でアクチュエータを容易に製造できる。
(Function and Effect) For example, the actuator can be easily manufactured by a manufacturing technique of stacking flat layers such as a general semiconductor manufacturing technique or a printed wiring board manufacturing technique.

【0171】平面層が内部応力を有する場合、引っ張り
応力を有する平面層と圧縮応力を有する平面層を重ねあ
わせることにより、応力を緩和・相殺することができる
場合があり、弾性部材の変形を防ぎ所望の形状に保つこ
とにより、弾性部材に起因するアクチュエータの特性を
所望の通りにすることができる場合がある。
When the plane layer has an internal stress, the stress can be relaxed / canceled by overlapping the plane layer having a tensile stress and the plane layer having a compressive stress in some cases. By maintaining the desired shape, the characteristics of the actuator caused by the elastic member may be able to be made as desired.

【0172】平面層が内部応力を有する場合、引っ張り
応力を有する平面層と圧縮応力を有する平面層を重ねあ
わせることにより、応力を緩和・相殺することができる
場合があり、弾性部材の変形を防ぎ所望の形状に保つこ
とにより、弾性部材に起因するアクチュエータの特性を
所望の通りにすることができる。
In the case where the plane layer has an internal stress, the stress can be relaxed / canceled by overlapping the plane layer having a tensile stress and the plane layer having a compressive stress in some cases, thereby preventing deformation of the elastic member. By maintaining the desired shape, the characteristics of the actuator caused by the elastic member can be made as desired.

【0173】耐衝撃性の高い平面層が弾性部材の端の層
となると、弾性部材が作用点となって衝撃力が加わった
場合、耐衝撃性の高い平面層が吸収し、耐衝撃性が向上
する。また耐衝撃性の高い平面層が弾性部材の両端の層
となると、効果はさらに向上する。
When the flat layer having high impact resistance is the end layer of the elastic member, when the elastic member acts as a point of action and an impact force is applied, the flat layer having high impact resistance absorbs and the impact resistance is reduced. improves. Further, when the flat layer having high impact resistance is a layer at both ends of the elastic member, the effect is further improved.

【0174】7.配線が剛性の高い部材と耐衝撃性の高
い部材の界面に存在し、剛性の高い部材の厚さをt2
その横弾性係数をG2、耐衝撃性の高い部材の厚さを
1、その横弾性係数をG1、弾性部材の幅をqとして、
弾性部材の形状がq>2t1かつq>2t2であるとき
は、k1≡(1/3)−0.21×(2t1/q)×(1−(2t1
/q)4)、k2≡(1/3)−0.21×(2t2/q)×(1−
(2t2/q)4)と定めたとき、t1とt2(G22/G11)
1/3とが略一致し、または、弾性部材の形状がq≦2t1
かつq≦2t2であるときは、k1≡(1/3)−0.21×
(q/2t1)×(1−(q/2t1)4)、k2≡(1/3)−0.2
1×(q/2t2)×(1−(q/2t2)4)と定めたとき、t1
とt2(G22/G11)とが略一致し、または、弾性部材
の形状が、2t2≦q≦2t1であるときは、k1≡(1/
3)−0.21×(q/2t1)×(1−(q/2t1)4)、k2
(1/3)−0.21×(2t2/q)×(1−(2t2/q)4)と
定めたとき、t1と4t2 3(G22/G11)q-2とが略一
致する、第6項に記載のアクチュエータ。
[0174] 7. The wiring exists at the interface between the high rigidity member and the high impact resistance member, and the thickness of the high rigidity member is t 2 ,
The transverse elastic modulus is G 2 , the thickness of the high impact resistant member is t 1 , the transverse elastic modulus is G 1 , and the width of the elastic member is q,
When the shape of the elastic member is q> 2t 1 and q> 2t 2 , k 1 ≡ (1) −0.21 × (2t 1 / q) × (1- (2t 1
/ q) 4 ), k 2 ≡ (1/3) −0.21 × (2t 2 / q) × (1-
(2t 2 / q) 4 ), t 1 and t 2 (G 2 k 2 / G 1 k 1 )
1/3 substantially matches, or the shape of the elastic member is q ≦ 2t 1
And when q ≦ 2t 2 , k 1 ≡ (3) −0.21 ×
(q / 2t 1 ) × (1− (q / 2t 1 ) 4 ), k 2 ≡ (3) −0.2
When 1 × (q / 2t 2 ) × (1− (q / 2t 2 ) 4 ), t 1
And t 2 (G 2 k 2 / G 1 k 1 ) approximately match, or when the shape of the elastic member satisfies 2t 2 ≦ q ≦ 2t 1 , k 1 ≡ (1/1 /
3) −0.21 × (q / 2t 1 ) × (1− (q / 2t 1 ) 4 ), k 2
When (1/3) −0.21 × (2t 2 / q) × (1− (2t 2 / q) 4 ), t 1 and 4t 2 3 (G 2 k 2 / G 1 k 1 ) Item 7. The actuator according to Item 6, wherein q- 2 substantially coincides with q- 2 .

【0175】(作用効果)弾性部材表面に配線があると
応力が大きく断線などの課題があるが、弾性部材内部の
最もひずみが小さい位置に配線を配置すると、配線に作
用する応力が小さく断線しにくくなる。
(Function / Effect) If there is a wiring on the surface of the elastic member, the stress is large and there is a problem such as disconnection. It becomes difficult.

【0176】8.配線が剛性の高い部材と耐衝撃性の高
い部材の界面に存在し、剛性の高い部材の厚さをt2
その縦弾性係数をE2、耐衝撃性の高い部材の厚さを
1、その縦弾性係数をE1として、t1とt2(E2/E1)
1/3とが略一致する、第6項に記載のアクチュエータ。
8. The wiring exists at the interface between the high rigidity member and the high impact resistance member, and the thickness of the high rigidity member is t 2 ,
Assuming that the longitudinal elastic modulus is E 2 , the thickness of the member having high impact resistance is t 1 , and the longitudinal elastic modulus is E 1 , t 1 and t 2 (E 2 / E 1 )
Item 7. The actuator according to item 6, wherein 1/3 substantially matches.

【0177】(作用効果)弾性部材表面に配線があると
応力が大きく断線などの課題があるが、上記条件を満た
せば、弾性部材内部の最もひずみが小さい位置に配線が
配置することになり、配線に作用する応力が小さく断線
しにくくなる。
(Function / Effect) If there is a wiring on the surface of the elastic member, the stress is large and there is a problem such as disconnection. However, if the above conditions are satisfied, the wiring is arranged at the position in the elastic member where the distortion is the smallest. The stress acting on the wiring is small and the disconnection is difficult.

【0178】[0178]

【発明の効果】本発明によれば、所望な特性を得るに十
分な剛性を有するとともに、高い耐衝撃性を有するアク
チュエータが提供される。
According to the present invention, an actuator having sufficient rigidity to obtain desired characteristics and high impact resistance is provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第一実施形態によるアクチュエータの
斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of an actuator according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示されるアクチュエータの永久磁石の図
示が省略された平面図である。
FIG. 2 is a plan view in which a permanent magnet of the actuator shown in FIG. 1 is omitted.

【図3】図2のA−A'線に沿って破断されたアクチュ
エータの断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the actuator taken along line AA ′ of FIG. 2;

【図4】図2のB−B'線に沿って破断されたアクチュ
エータの断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of the actuator taken along line BB ′ of FIG. 2;

【図5】図1に示されるアクチュエータの前半の製造工
程を示している。
FIG. 5 shows a first half of a manufacturing process of the actuator shown in FIG. 1;

【図6】図5に示される工程に続く図1に示されるアク
チュエータの後半の製造工程を示している。
FIG. 6 shows a manufacturing step in the latter half of the actuator shown in FIG. 1 subsequent to the step shown in FIG. 5;

【図7】一枚のSOI基板に形成されるアクチュエータ
を概略的に示している。
FIG. 7 schematically shows an actuator formed on one SOI substrate.

【図8】第一実施形態の第一変形例のアクチュエータを
示す図であって、図6(d)の工程10に続く工程の断面
図であり、その断面は図2のC−B'線に沿って破断さ
れた断面に相当している。
8 is a view showing an actuator of a first modified example of the first embodiment, and is a cross-sectional view of a step that follows Step 10 in FIG. 6D, and the cross section is a line CB ′ in FIG. 2; Corresponds to the cross section broken along the line.

【図9】第一実施形態の第二変形例のアクチュエータを
示す図であって、図6(d)の工程10に続く工程の断面
図であり、その断面は図2のC−B'線に沿って破断さ
れた断面に相当している。
9 is a view showing an actuator of a second modified example of the first embodiment, and is a cross-sectional view of a step that follows Step 10 in FIG. 6D, and the cross section is a line CB ′ in FIG. 2; Corresponds to the cross section broken along the line.

【図10】第一実施形態の第三変形例のアクチュエータ
の製造工程を説明するための図であり、製造工程は途中
までは第一実施形態の製造工程と同じであり、第一実施
形態の工程6に続く工程を示している。
FIG. 10 is a view for explaining a manufacturing process of an actuator according to a third modified example of the first embodiment. The manufacturing process is the same as the manufacturing process of the first embodiment up to the middle. The step following the step 6 is shown.

【図11】第一実施形態の第三変形例のアクチュエータ
の製造工程を説明するための図であり、図10に続く工
程を示している。
FIG. 11 is a view for explaining a manufacturing process of the actuator according to the third modification of the first embodiment, and shows a step following FIG. 10;

【図12】図11(b)のD−D'線に沿って破断された
断面を示している。
FIG. 12 shows a cross section cut along the line DD ′ of FIG. 11 (b).

【図13】第一実施形態の第四変形例のアクチュエータ
を示す断面図であって、その断面は図2のC−B'線に
沿って破断された断面に相当している。
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating an actuator according to a fourth modification of the first embodiment, and the cross section corresponds to a cross section cut along line BB ′ in FIG. 2;

【図14】第一実施形態の第五変形例のアクチュエータ
を示す断面図であって、その断面は図2のC−B'線に
沿って破断された断面に相当している。
14 is a cross-sectional view illustrating an actuator according to a fifth modified example of the first embodiment, and the cross section corresponds to a cross section cut along line CB ′ in FIG. 2;

【図15】第一実施形態の第六変形例のアクチュエータ
を説明するための図であり、ねじりばねの断面モデルを
示している。
FIG. 15 is a diagram for explaining an actuator according to a sixth modification of the first embodiment, and shows a cross-sectional model of a torsion spring.

【図16】(A)は、第一実施形態の第七変形例のアクチ
ュエータの斜視図、(B)は、(A)のL−L'線に沿って
破断された断面図、(C)は、一本のねじりばねに三本の
ばね線が通る例における、(A)のL−L'線に沿って破
断された断面図である。
FIG. 16A is a perspective view of an actuator according to a seventh modification of the first embodiment, FIG. 16B is a cross-sectional view taken along line LL ′ of FIG. FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line LL ′ of FIG. 3A in an example in which three spring lines pass through one torsion spring.

【図17】(A)は、第一実施形態の第八変形例のアクチ
ュエータの斜視図、(B)は、(A)のL−L'線に沿って
破断された断面図である。
FIG. 17A is a perspective view of an actuator according to an eighth modification of the first embodiment, and FIG. 17B is a cross-sectional view taken along line LL ′ of FIG.

【図18】第一実施形態の第八変形例のアクチュエータ
の斜視図である。
FIG. 18 is a perspective view of an actuator according to an eighth modification of the first embodiment.

【図19】(A)は、第二実施形態のアクチュエータの斜
視図、(B)は、第二実施形態のアクチュエータの平面
図、(C)は、(B)のE−E'線に沿って破断された第二
実施形態のアクチュエータの断面図である。
19A is a perspective view of the actuator according to the second embodiment, FIG. 19B is a plan view of the actuator according to the second embodiment, and FIG. 19C is a view taken along line EE ′ of FIG. It is sectional drawing of the actuator of 2nd Embodiment fractured | ruptured.

【図20】図19に示されるアクチュエータの製造工程
の最初の工程を示している。
FIG. 20 illustrates an initial step in a manufacturing process of the actuator illustrated in FIG. 19;

【図21】図19に示されるアクチュエータの製造工程
を示している。
FIG. 21 shows a step of manufacturing the actuator shown in FIG. 19;

【図22】(A)は、第二実施形態の第一変形例のアクチ
ュエータの斜視図、(B)は、(A)のE−E'線に沿って
破断されたアクチュエータの断面図、(C)は、(B)のF
−F'線に沿って破断されたアクチュエータの断面図で
ある。
22A is a perspective view of an actuator according to a first modification of the second embodiment, FIG. 22B is a cross-sectional view of the actuator taken along line EE ′ of FIG. C) is the F of (B)
It is sectional drawing of the actuator cut | disconnected along the -F 'line.

【図23】(A)は、第二実施形態の第二変形例のアクチ
ュエータの断面図であり、その断面は図19(B)のE−
E'線に沿って破断された断面に相当しており、(B)
は、(A)のF−F'線に沿って破断されたアクチュエー
タの断面図であり、(C)は、ポリイミド層が二回に分け
て成膜されたアクチュエータの(B)に相当する断面図で
ある。
FIG. 23A is a cross-sectional view of an actuator according to a second modification of the second embodiment, and its cross-section is taken along line E-E of FIG. 19B.
(B) corresponds to the cross section broken along the line E '.
3A is a cross-sectional view of the actuator taken along the line FF ′ in FIG. 3A, and FIG. 3C is a cross-sectional view corresponding to (B) of the actuator in which the polyimide layer is formed twice. FIG.

【図24】第二実施形態の第三変形例のアクチュエータ
の断面図であり、その断面は図19(B)のE−E'線に
沿って破断された断面に相当している。
FIG. 24 is a cross-sectional view of an actuator according to a third modification of the second embodiment, and the cross-section corresponds to a cross-section taken along line EE ′ of FIG. 19B.

【図25】(A)は、第二実施形態の第四変形例のアクチ
ュエータの平面図であり、(B)は、(A)のE−E'線に
沿って破断されたアクチュエータの断面図であり、(C)
は、(B)のF−F'線に沿って破断されたアクチュエー
タの断面図であり、(D)は、クロム膜が省かれたアクチ
ュエータの(C)に相当する断面図である。
FIG. 25A is a plan view of an actuator according to a fourth modified example of the second embodiment, and FIG. 25B is a cross-sectional view of the actuator taken along line EE ′ in FIG. And (C)
FIG. 3B is a cross-sectional view of the actuator taken along line FF ′ in FIG. 3B, and FIG. 4D is a cross-sectional view corresponding to (C) of the actuator in which the chromium film is omitted.

【図26】図25に示されるアクチュエータの製造工程
を示している。
FIG. 26 shows a step of manufacturing the actuator shown in FIG. 25.

【図27】(A)は、第二実施形態の第五変形例のアクチ
ュエータの断面図であり、その断面は図19(B)のE−
E'線に沿って破断された断面に相当しており、(B)
は、(A)のF−F'線に沿って破断されたアクチュエー
タの断面図である。
FIG. 27A is a cross-sectional view of an actuator according to a fifth modified example of the second embodiment, and its cross-section is taken along line E-E of FIG. 19B.
(B) corresponds to the cross section broken along the line E '.
FIG. 3A is a cross-sectional view of the actuator taken along line FF ′ of FIG.

【図28】(A)は、第二実施形態の第六変形例のアクチ
ュエータの断面図であり、その断面は図19(B)のE−
E'線に沿って破断された断面に相当しており、(B)
は、(A)のF−F'線に沿って破断されたアクチュエー
タの断面図であり、(C)は、ポリイミド層が二回に分け
て成膜されたアクチュエータの(B)に相当する断面図で
ある。
FIG. 28A is a cross-sectional view of an actuator according to a sixth modification of the second embodiment, and its cross-section is taken along line E-E of FIG. 19B.
(B) corresponds to the cross section broken along the line E '.
3A is a cross-sectional view of the actuator taken along the line FF ′ in FIG. 3A, and FIG. 3C is a cross-sectional view corresponding to (B) of the actuator in which the polyimide layer is formed twice. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

102 可動板 104 ねじりばね 106 支持部 116 活性層(シリコン層) 140 ポリイミド層 Reference Signs List 102 movable plate 104 torsion spring 106 support 116 active layer (silicon layer) 140 polyimide layer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 可動板と、可動板から延びる弾性部材
と、弾性部材を介して可動板を支持する支持部とを備
え、支持部に対して可動板が移動可能なアクチュエータ
において、弾性部材は剛性の高い弾性材料と耐衝撃性の
高い弾性材料とを含み、剛性の高い弾性材料は弾性部材
全体の弾性率を決定する主たる材料であり、これにより
弾性部材は高い剛性と高い耐衝撃性とを兼ね備えてい
る、アクチュエータ。
1. An actuator comprising: a movable plate; an elastic member extending from the movable plate; and a support portion for supporting the movable plate via the elastic member, wherein the movable member is movable with respect to the support portion. Including a high-rigidity elastic material and a high-impact-resistance elastic material, the high-rigidity elastic material is a main material that determines the elastic modulus of the entire elastic member, whereby the elastic member has high rigidity and high impact resistance. Actuator that has both.
【請求項2】 耐衝撃性の高い弾性材料が剛性の高い弾
性材料を覆っている、請求項1に記載のアクチュエー
タ。
2. The actuator according to claim 1, wherein the high-impact elastic material covers the high-rigidity elastic material.
【請求項3】 弾性部材の内部を通る配線を更に備えて
おり、配線は、可動板と支持部を結ぶ直線に対して垂直
な弾性部材の断面内において、発生するひずみが最も少
ない位置またはその近傍に配置されている、請求項1に
記載のアクチュエータ。
3. The apparatus according to claim 1, further comprising: a wire passing through the inside of the elastic member, wherein the wire is located at a position where the generated strain is least in a cross section of the elastic member perpendicular to a straight line connecting the movable plate and the support portion, or at a position thereof. The actuator according to claim 1, wherein the actuator is disposed in the vicinity.
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