JP2002040355A - プレーナ型ガルバノミラー及びその製造方法 - Google Patents
プレーナ型ガルバノミラー及びその製造方法Info
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Abstract
良品化が可能なプレーナー型ガルバノミラー及びその製
造方法を提供する。 【解決手段】 可動板の両端に質量負荷部を形成したプ
レーナ型ガルバノミラーとする。該プレーナ型ガルバノ
ミラーを動作させながら初期共振周波数と予め設定され
たねらいの共振周波数の差を読みとり、照射するレーザ
ーパルス数を計算する工程と、前記照射するレーザーパ
ルス数に基づきレーザーを質量負荷部に照射して質量を
減少して周波数を調整し、ねらい値に追い込む工程によ
りプレーナ型ガルバノミラーを製造する。また、質量負
荷部の形成されたプレーナ型ガルバノミラーを動作させ
る工程と、該プレーナ型ガルバノミラーの初期共振周波
数と予め設定されたねらいの共振周波数の差を読みと
り、照射する樹脂量を計算する工程と、前記計算された
照射する樹脂量に基づき樹脂を質量負荷部に照射し、質
量を増加して周波数を調整する工程とによりプレーナ型
ガルバノミラーを製造する。
Description
のレーザー光のスキャニングシステム等に利用するプレ
ーナ型ガルバノミラー及びその製造方法に関する。
光を偏向走査するレーザースキャナ等に利用されるもの
で、その原理は磁界中に配置した可動コイルに電流を流
すことにより電流と磁束に応じた電磁力が発生すると共
に電流に比例した回転力を生じる。この回転力と可動コ
イル保持部材のバネ力とが平衡する角度まで可動コイル
が回転し、この可動コイルを介して指針を振らせて電流
の有無もしくは大小を検出するというガルバノメーター
を利用したもので、可動コイルと一体に回転する軸(可
動コイル保持部材)に、前記指針の代わりにミラーを設
けて構成されるものである。小型のガルバノミラーとし
ては半導体材料を使用したものも提案されている。プレ
ーナ型ガルバノミラーは共振周波数での駆動が最も効率
が良いため一般的には前記共振周波数に合わせた周波数
で駆動する。前記共振周波数は、ミラー及びトーション
バーの材質さらに形状の加工精度により決定されてしま
うため歩留まりを考慮すると個々の周波数に合わせた駆
動周波数にする必要がある。また同一の駆動周波数で個
々を駆動しようとすると選別してある範囲内のものだけ
を使用するという歩留まりの悪い手段を取らざるを得な
い。
示す図で、(a)は上面図、(b)は正面断面図、(c)は側
面断面図である。シリコン基板1に一体形成された可動
板2の上面の中央部には、ミラー3が形成されており、
周縁部には平面コイル4が形成されている。可動板2は
シリコン基板1に中抜き状態で形成され、シリコン基板
1より一体に形成されたトーションバー5、6により保
持されている。共振周波数は、トーションバーとミラー
形状により決定される。トーションバーの特性は断面の
縦横比・断面積・長さ・材質で決まる。特に断面の縦横
比・断面積は重要である。にもかかわらず最も加工条件
に左右されやすいため精度が出にくい部位である。ミラ
ー形状はトーションバーより影響度は低いが精度的には
トーションバーと同等で加工される。これらはラップ研
磨を用いる機械的周波数調整方法で精度を上げようとす
ると割れや欠けを生じる可能性が非常に高く信頼性が著
しく低下する。シリコン基板1は、ベース基板7の上面
に固定された台座8の上面に固定されている。上面図
(a)において、シリコン基板上下には永久磁石9・10
が配置され、ベース基板7の周縁部にはヨーク11が載
置されている。ヨーク11は中抜きにされ角状に形成さ
れたものを複数枚積み重ねる事によって構成している。
すると、可動板2はトーションバー5・6を回転中心と
して回転する。この可動板2は上下に約20度回転可能
である。ベース基板7上にはパターン7aが形成されて
おり、該パターン7aとシリコン基板1に形成されたパ
ターン1aとをワイヤー13により接続している。ワイ
ヤー13は断線不良等を考慮し、予め複数本接続されて
いる。パターン7aにはスルーホール7bが設けられて
おり、スルーホール7bを介して外部との接続を行う構
造である。スルーホール7bはベース基板7の下面に設
けられた配線用パターン(不図示)を介してサイドスルー
ホール7cと接続されている。尚、ヨーク11上にはカ
バー部材が設けられる。
の斜視図である。図3は図2のA−A断面図である。ヨ
ーク11上には、半導体基板1の保護を目的に樹脂等で
形成された平板状のカバー部材12が設けられる。カバ
ー部材12は接着剤でヨーク11上に固定され、プレー
ナー型ガルバノミラーが構成されている。12aは開口
部であり、図3中に示す矢印はレーザー光の動きを示す
ものである。外部より照射されるレーザー光は、開口部
12a部を通過しミラー面で偏向され、開口部12aを
通過して矢印方向へ進むものである。
ラーは、前記ミラー固有の共振周波数で動作させる事が
最も効率的な事が一般的に知られている。しかし前記ミ
ラーの共振周波数は主にトーションバーの断面の縦横比
・断面積・長さ・材質とミラー形状により決定される
が、該共振周波数は設計公差や製造上の組立公差等によ
り本来得られるはずの狙い値からばらつきを見込んでも
ある率は規格外になってしまう。この規格外品は不良扱
いになり歩留まりが低下してしまう。また工程管理上も
加工条件が厳しくなり工数がかかってしまう。本発明は
前記問題点に鑑み、前工程でミラー及びトーションバー
切り出し形状が寸法公差外になり、共振周波数が狙い値
よりはずれても後工程で良品化が可能なプレーナー型ガ
ルバノミラー及びその製造方法を提供しようとするもの
である。
動板と該可動板を半導体基板に対して基板上下方向に揺
動可能に軸支するトーションバーとを一体形成し、前記
可動板に通電により磁界を発生する平面コイルとミラー
を設け、該半導体基板を台座基板に搭載し、該台座基板
と前記半導体基板のトーションバーの軸方向と平行に配
置された可動板の平面コイルに磁界を作用させるための
対をなす永久磁石とヨークをベース基板に固定し、前記
ベース基板に設けられたパターン部と前記半導体基板に
形成されたパターン部が電気的に接続されて成るプレー
ナ型ガルバノミラーにおいて、前記可動板の両端に質量
負荷部を形成したプレーナ型ガルバノミラーとする。
ノミラーを動作させる工程と、該プレーナ型ガルバノミ
ラーの初期共振周波数と予め設定されたねらいの共振周
波数の差を読みとり、照射するレーザーパルス数を計算
する工程と、前記照射するレーザーパルス数に基づきレ
ーザーを質量負荷部に照射して質量を減少して周波数を
調整し、ねらい値に追い込む工程とを有するプレーナ型
ガルバノミラーの製造方法とする。
ノミラーを動作させる工程と、該プレーナ型ガルバノミ
ラーの初期共振周波数と予め設定されたねらいの共振周
波数の差を読みとり、照射する樹脂量を計算する工程
と、前記計算された照射する樹脂量に基づき樹脂を質量
負荷部に照射し、質量を増加して周波数を調整する工程
とを有するプレーナ型ガルバノミラーの製造方法とす
る。
レーナ型ガルバノミラーの斜視図であり、図5は図4の
A−A断面図である。従来例と同じ部分については同じ
符号を用いている。図6は質量負荷部レーザー加工装置
ブロック図である。14は金属材料を蒸着した質量負荷
部であり、ミラーの両端にあるトーションバー5・6を
結んだ線対称位置に質量負荷部14と同様の質量負荷部
15が設けられている。前記質量負荷部はミラー形成時
の蒸着により同時に形成される。図6においては、19
はレーザー発振器、16は発振されたレーザーを伝送す
るレーザービーム光伝送系、17は、伝送されてきたレ
ーザービームをミラーの質量負荷部上に結像させる結像
光学系である。20は、プレーナ型ガルバノミラー18
の周波数を測定する周波数測定系である。周波数測定系
20は、プレーナ型ガルバノミラー18の初期共振周波
数と、予め設定された狙いの共振周波数との差から、照
射すべきレーザーパルス数を計算する機能を有してい
る。周波数測定系20には照射すべきパルス数を計算す
るために必要な、レーザー照射回数と共振周波数の変化
量との関係が予め入力されている事は当然である。以上
のような装置を用いプレーナ型ガルバノミラー18を個
々に動作させ共振周波数をモニターしつつ図4に示す質
量負荷部14・15の金属を徐々に飛ばしながら共振周
波数を下げて行き、所定の周波数に追い込むようにす
る。場合によっては金属を飛ばしすぎてしまったり作製
時から高い共振周波数でできてしまったもの等もある。
高い共振周波数のものは、質量負荷部の質量を増やす事
が必要になる。
あり22は、ミラーの質量負荷部上に樹脂を付加する機
能を有する質量付加装置である。21の周波数測定系
は、プレーナ型ガルバノミラー18の初期共振周波数
と、予め設定された狙いの共振周波数との差から、照射
すべき樹脂量を計算する機能を有している。周波数測定
系21には付加すべき樹脂量計算するために必要な、樹
脂付加量と共振周波数の変化量との関係が予め入力され
ている事は当然である。共振周波数をモニターしながら
樹脂を図4に示す質量負荷部14・15に付加する。徐
々に周波数が下がって行くので所定の周波数で付加をや
める。上記により本発明のプレーナ型ガルバノミラーが
完成する。尚、樹脂を用いるのは常温での作業が行え、
作業性が良くなること、また、樹脂は物質密度が低いた
め質量付加において微調整が利くためである。
量負荷部の金属を飛ばすことにより共振周波数の調整が
でき、狙い値を個々に合わせ込む事が可能なため歩留ま
りの飛躍的向上が可能となる。
負荷部に樹脂を付加することにより共振周波数の調整が
でき、狙い値を個々に合わせ込む事が可能なため歩留ま
りの飛躍的向上が可能となる。
行え、作業性が良くなる。また、樹脂は物質密度が低い
ため質量付加において微調整が利く。
設定で良いため標準的設備がそのまま流用できる。
振周波数調整が不要なためマイクロクラックの発生がな
く高信頼性のものが供給可能になった。
るためマスク変更のみで実現可能なため工程を増やす必
要無く低価格に部品供給可能である。
(a)は上面図、(b)は正面断面図、(c)は側面断
面図
ラーの斜視図
Claims (3)
- 【請求項1】 半導体基板に平板状の可動板と該可動板
を半導体基板に対して基板上下方向に揺動可能に軸支す
るトーションバーとを一体形成し、前記可動板に通電に
より磁界を発生する平面コイルとミラーを設け、該半導
体基板を台座基板に搭載し、該台座基板と前記半導体基
板のトーションバーの軸方向と平行に配置された可動板
の平面コイルに磁界を作用させるための対をなす永久磁
石とヨークをベース基板に固定し、前記ベース基板に設
けられたパターン部と前記半導体基板に形成されたパタ
ーン部が電気的に接続されて成るプレーナ型ガルバノミ
ラーにおいて、前記可動板の両端に質量負荷部を形成し
たことを特徴とするプレーナ型ガルバノミラー。 - 【請求項2】 質量負荷部の形成されたプレーナ型ガル
バノミラーを動作させる工程と、該プレーナ型ガルバノ
ミラーの初期共振周波数と予め設定されたねらいの共振
周波数との差を読みとり、照射するレーザーパルス数を
計算する工程と、前記照射するレーザーパルス数に基づ
きレーザーを質量負荷部に照射して質量を除去して周波
数を調整する工程とを有するプレーナ型ガルバノミラー
の製造方法。 - 【請求項3】 質量負荷部の形成されたプレーナ型ガル
バノミラーを動作させる工程と、該プレーナ型ガルバノ
ミラーの初期共振周波数と予め設定されたねらいの共振
周波数の差を読みとり、照射する樹脂量を計算する工程
と、前記計算された照射する樹脂量に基づき樹脂を質量
負荷部に照射し、質量を増加して周波数を調整する工程
とを有するプレーナ型ガルバノミラーの製造方法。
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