JP2005066805A - Drive device and optical device - Google Patents
Drive device and optical device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005066805A JP2005066805A JP2003303443A JP2003303443A JP2005066805A JP 2005066805 A JP2005066805 A JP 2005066805A JP 2003303443 A JP2003303443 A JP 2003303443A JP 2003303443 A JP2003303443 A JP 2003303443A JP 2005066805 A JP2005066805 A JP 2005066805A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- electrode
- movable
- disposed
- movable plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、駆動装置及び光デバイスに関し、特に、微小電気機械システムによる駆動装置及び光デバイスに関する。 The present invention relates to a driving apparatus and an optical device, and more particularly to a driving apparatus and an optical device using a microelectromechanical system.
近年、微小電気機械システム(micro-electro-mechanical system:MEMS)による駆動装置を用いた光スイッチ或いは光シャッター等の光デバイスが実用化されている。 In recent years, optical devices such as an optical switch or an optical shutter using a driving device based on a micro-electro-mechanical system (MEMS) have been put into practical use.
図7(a)に示すように、従来から、基板54に固定された固定電極51a、51bと、固定電極51a、51bの間に配置された可動電極52と、可動電極52を支持する支持部53とを有する薄膜型櫛歯共鳴器が知られている(例えば、特許文献1参照)。固定電極51a、51b及び可動電極52の櫛歯は互いに噛み合わされている。両電極間に電位差を生じさせることによって、可動電極52は可撓性の支持部53に支持されながら駆動される。
As shown in FIG. 7A, conventionally,
図7(b)に示すように、従来から、基板54上に絶縁膜56を介して配置された活性層57内に形成された光スイッチが知られている(例えば、特許文献2参照)。光ファイバ55、ミラー及び電極パッド等の光スイッチを構成する総ての部材は基板54の上に配置されている。
実際に上記の薄膜型櫛歯共鳴器及び光スイッチを駆動するには、図7(c)に示すように、他の回路基板59と電極パッドの間を金属細線(ボンディングワイヤー)58a、58bで接続して、櫛歯電極間に電圧を印加する必要がある。しかしながら、ボンディングワイヤー58a、58bはファイバー55を装着する際に切断されてしまうおそれがあり、歩留り低下の原因となる。また、一つの基板54上に多数の駆動装置が配置される多チャンネルあるいはマトリックス型の光デバイスでは、それぞれのボンディングワイヤーが交差・接触しないように電極配置を考慮する必要があり、構造が複雑になる。更に、ボンディングワイヤーを1本づつボンディングするため工程時間がかかる。また更に、薄膜型櫛歯共鳴器及び光スイッチの総ての構成部材が同一平面上に配置されているため、小型化・小面積化にも限界があった。
In order to actually drive the thin film comb resonator and the optical switch, as shown in FIG. 7C, metal thin wires (bonding wires) 58a and 58b are provided between the
本発明はこのような関連技術の問題点を解決するために成されたものであり、その目的は、小型・高歩留りの駆動装置及び光デバイスを提供することである。 The present invention has been made to solve the problems of the related art, and an object thereof is to provide a small-sized and high-yield driving apparatus and optical device.
本発明の第1の特徴は、第1の層及び第1の層の上に中間層を介して重ね合わされた第2の層内に配置された駆動装置であって、駆動装置が、第1の層内に配置された、互いに噛み合う固定電極と可動電極とを有する駆動部と、第2の層内に配置された可動プレートと、可動電極及び可動プレートに接続された可撓な支持部とを有することを要旨とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a driving device disposed in a first layer and a second layer superimposed on the first layer via an intermediate layer, wherein the driving device is the first layer. A drive unit having a fixed electrode and a movable electrode that are meshed with each other, a movable plate disposed in the second layer, and a flexible support unit connected to the movable electrode and the movable plate. It is summarized as having.
本発明の第2の特徴は、第1の層及び第1の層の上に中間層を介して重ね合わされた第2の層内に配置された光デバイスであって、光デバイスが、第1の層内に配置された、互いに噛み合う固定電極と可動電極とを有する駆動部と、第2の層内に配置された可動プレートと、可動電極及び可動プレートに接続された可撓の支持部と、第2の層内に配置されたミラーと、第2の層内に配置された、ミラーの近傍において互いに交差する1対の光導波路とを有し、駆動部を駆動することによりミラーが光導波路内を伝播する光の光路を切り替えることを要旨とする。 A second feature of the present invention is an optical device disposed in a first layer and a second layer superimposed on the first layer via an intermediate layer, the optical device comprising: A drive unit having a fixed electrode and a movable electrode that are meshed with each other, a movable plate disposed in the second layer, and a flexible support unit connected to the movable electrode and the movable plate. And a mirror disposed in the second layer and a pair of optical waveguides disposed in the second layer and intersecting each other in the vicinity of the mirror, and the mirror is optically driven by driving the drive unit. The gist is to switch the optical path of light propagating in the waveguide.
本発明によれば、小型・高歩留りの駆動装置及び光デバイスを提供することができる。 According to the present invention, a small-sized and high-yield driving device and an optical device can be provided.
以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面の記載において同一あるいは類似の部分には同一あるいは類似な符号を付している。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals.
図1(a)に示すように、本発明の第1の実施の形態に係る光スイッチは、駆動装置1〜3と、駆動装置1〜3の可動部分に接続されたミラー4と、ミラー4の近傍で互いに交差する光導波路(例えば、光ファイバ)5a〜5dとを有する。駆動装置は、対向して配置された固定電極7と可動電極6とを有する駆動部1と、可動電極6に接続された可動プレート2と、可動電極6及び可動プレート2に接続された可撓な支持部3とを有する。ミラー4は、可動プレート2の一端に接続されている。可動プレート2は、駆動部1及び支持部3の一部と重ね合わせて配置されている。固定電極7及び可動電極6は、互いに噛み合う複数の櫛歯板をそれぞれ有する。各櫛歯板の面は、駆動部1の駆動方向に対して平行に配置されている。即ち、駆動部1は、静電コム構造を有する。
As shown in FIG. 1A, the optical switch according to the first embodiment of the present invention includes driving devices 1 to 3, a mirror 4 connected to a movable part of the driving devices 1 to 3, and a mirror 4 And optical waveguides (for example, optical fibers) 5a to 5d that intersect with each other. The driving device includes a driving unit 1 having a fixed electrode 7 and a
図1(b)は、図1(a)に示した光スイッチの断面図を示す。光スイッチは、第1の層(以後、「下層」という)11、及び下層11の上に中間層(例えば、酸化膜)12を介して重ね合わされた第2の層(以後、「上層」という)13から成るシリコン・オン・インシュレータ基板(SOI基板)内に形成されている。具体的には、駆動部1は、下層11内に配置されている。可動プレート2は、上層13内に配置されている。支持部3は、下層11内に配置されている。可動プレート2は、中間層12を介して、駆動部1及び支持部3に接続されている。また、下層11内に配置された固定電極7は、はんだバンプ16aを介してプリント基板14上の回路パターン15に電気的に接続されている。はんだバンプ16aを介して固定電極7に電圧が印加される。同様に、支持部3の一部は、はんだバンプ16bを介してプリント基板14上の回路パターン15に電気的に接続されている。はんだバンプ16b及び支持部3を介して可動電極6に電圧が印加される。
FIG. 1B shows a cross-sectional view of the optical switch shown in FIG. The optical switch includes a first layer (hereinafter referred to as “lower layer”) 11 and a second layer (hereinafter referred to as “upper layer”) superimposed on the
図1(b)に示す光デバイスの場合、上層13の厚みは数十μm〜数百μmであり、下層11の厚みは100〜300μmである。しかし、駆動部1を形成する領域の下層11を予めウェットエッチングにより薄くしてから乾式反応性イオンエッチング(DRIE)により薄くしても構わない。ここでは、SOI基板の両面をエッチングして上記の厚みを実現した。しかし、2枚の異なる基板をそれぞれエッチング処理した後、張り合わせてSOI基板を形成しても構わない。また、光デバイス以外の用途においては、上層13の厚さは数μmから十μm程度でもよい。また、LIGA等で作成したポリマーや金属などを用いて基板を作成しても構わない。
In the case of the optical device shown in FIG. 1B, the upper layer 13 has a thickness of several tens of μm to several hundreds of μm, and the
図2は、図1(a)に示した光スイッチを示す斜視図である。図2においては、上層13内に配置された可動プレート2、ミラー4、及びラッチ式可動プレート17と、下層11内に配置された固定電極7、可動電極6、支持部3とを、上下分離した状態で示した。可動プレート2は支持部3の上方に配置され、中間層12aを介して支持部3に接続されている。ラッチ式可動プレート17は可動電極6及び固定電極7の上方に配置され、中間層12bを介して可動電極6に接続されている。下層11内において、固定電極7は、支持部3及び可動電極6から電気的に絶縁されている。勿論、ラッチ式可動プレート17は、固定電極7の上方に配置されているが、接続はされていない。したがって、固定電極7と可動電極6間の電気的絶縁が確保される。
FIG. 2 is a perspective view showing the optical switch shown in FIG. In FIG. 2, the movable plate 2, the mirror 4, and the latch-type movable plate 17 disposed in the upper layer 13, and the fixed electrode 7, the
図1(a)に示した光スイッチの動作を説明する。外部から回路パターン15及びはんだバンプ16a、16bを介して固定電極7と可動電極6の間に所定の電位差を印加する。すると、固定電極7と可動電極6には、互いに引き合う方向に静電引力が働く。固定電極7はプリント基板14に固定されている為、支持部3が撓み、可動電極6が固定電極7側へ駆動される。これにより、可動電極6に接続された可動プレート2及びミラー4も固定電極7側へ駆動され、光導波路5a〜5d内を伝播する光は、ミラー4により反射されることなく、対向する光導波路5a〜5dへ進む。例えば、電位差を印加しない場合は、光導波路5aから入射した光は、ミラー4により反射されて光導波路5bへ進む。電位差を印加する場合は、光導波路5aから入射した光は、ミラー4により反射されずに光導波路5cへ直進する。
The operation of the optical switch shown in FIG. A predetermined potential difference is applied between the fixed electrode 7 and the
図1(a)に示した光スイッチの製造方法を説明する。下層11、中間層12及び上層13からなるSOI基板を用意する。フォトリソグラフィ法及びDRIEを用いて、上層13を選択的にエッチングして可動プレート2、ミラー4及び光導波路5a〜5dの溝を作成する。同様にして、フォトリソグラフィ法及びDRIEを用いて、下層11を選択的にエッチングして駆動部1、支持部3を作成する。そして、下層11と上層13の間に配置された中間層12をウェットエッチングにより選択的に除去する。溝内に光ファイバを配置することにより、図1(a)に示した光スイッチが完成する。
A method for manufacturing the optical switch shown in FIG. An SOI substrate including a
以上説明したように、本発明の第1の実施の形態に係る光スイッチによれば、ボンディングワイヤーの替わりにはんだバンプ16a、16bを使用することにより、ボンディングワイヤーの切断による歩留り低下を防止することができる。 As described above, according to the optical switch according to the first embodiment of the present invention, by using the solder bumps 16a and 16b instead of the bonding wire, it is possible to prevent the yield from being lowered due to the cutting of the bonding wire. Can do.
また、駆動部1、可動プレート2、及び支持部3を、下層11と上層13に分けて配置して、上下に重ね合わせることにより、光スイッチ全体を小型化することができる。
Further, the drive unit 1, the movable plate 2, and the
更に、はんだバンプ16a、16bを使用することにより、駆動部1の電極配置の自由度を高めることができる。 Furthermore, by using the solder bumps 16a and 16b, the degree of freedom of electrode arrangement of the drive unit 1 can be increased.
更に、上層13と下層11との間の接触部位の数を低減することにより、可動部分のスティッキング(固着)を防止することができる。
Furthermore, by reducing the number of contact portions between the upper layer 13 and the
更に、固定電極7及び可動電極6が上下貫通している為、通常ドライエッチング時に見られる電極下部(境界面に近い部位)の形状不良を防止できる。
Furthermore, since the fixed electrode 7 and the
なお、はんだバンプ16a、16bの替わりに金バンプを使用しても構わない。 Note that gold bumps may be used instead of the solder bumps 16a and 16b.
(第1の実施の形態の第1の変形例)
図1(a)において支持部3は下層11内に配置されていたが、上層13内に配置しても構わない。
(First modification of the first embodiment)
In FIG. 1A, the
図3は、第1の実施の形態の第1の変形例に係る駆動装置を示す。図3においては、上層13と下層11とを上下分離した状態で示した。駆動装置は、互いに噛み合う固定電極7と可動電極6とを有する駆動部と、可動電極6に接続された可動プレート2と、可動電極6及び可動プレート2に接続された可撓な支持部3とを有する。この駆動装置に、可動プレート2の一端に接続されたミラーと、ミラーの近傍で互いに交差する光導波路とを付加することにより光スイッチとなる。
FIG. 3 shows a drive device according to a first modification of the first embodiment. In FIG. 3, the upper layer 13 and the
固定電極7及び可動電極6は、下層11内に配置されている。可動プレート2及び支持部3は、上層13内に配置されている。可動プレート2及び支持部3は、導電性膜(金属など)12cを介して、可動電極6に接続されている。また、図示は省略するが、下層11内に配置された固定電極7は、はんだバンプを介してプリント基板上の回路パターンに電気的に接続されている。はんだバンプを介して固定電極7に電圧が印加される。可動電極6は、ボンディングワイヤーを介して、プリント基板上の回路パターンに電気的に接続されている。
The fixed electrode 7 and the
なお、図示は省略したが、上下層の可動結合領域を除く固定領域において、下層11の上には酸化膜(SiO2膜)12d、12eが配置されている。上層13内の固定部分は、SiO2膜12d、12eを介して下層11に固定されている。上下層の可動結合領域は、導電性膜12cを介して電気的に接続されている。ここでは、可動結合領域のみを導電性膜12cで上下結合させているが、可動電極6及び固定電極7の間の絶縁を確保した上で、固定領域の一部を導電性膜で上下結合させても構わない。
Although not shown, oxide films (SiO 2 films) 12d and 12e are disposed on the
第1の実施の形態の第1の変形例によれば、可動電極6の電気的接続をボンディングワイヤーで行う為、はんだバンプとボンディングワイヤーとを併用することができ、電極配置の自由度が更に高くなる。
According to the first modification of the first embodiment, since the
また、上述した図1(a)に示した光スイッチと同様な作用効果が得られることは言うまでもない。 Needless to say, the same effect as the optical switch shown in FIG.
(第1の実施の形態の第2の変形例)
支持部3を上層13内に配置する場合、支持部3を可動電極6及び固定電極7の上方に配置して、上下層間を分離しつつ、重ね合わせることもできる。
(Second modification of the first embodiment)
When the
図4は、第1の実施の形態の第2の変形例に係る駆動装置を示す。図4においては、上層13と下層11とを上下分離した状態で示した。駆動装置は、互いに噛み合う固定電極7と可動電極6とを有する駆動部と、可動電極6に接続された可動プレート2と、可動電極6及び可動プレート2に接続された可撓な支持部3とを有する。図示は省略するが、この駆動装置に、可動プレート2の一端に接続されたミラーと、ミラーの近傍で互いに交差する光導波路とを付加することにより、光スイッチとなる。
FIG. 4 shows a drive device according to a second modification of the first embodiment. In FIG. 4, the upper layer 13 and the
固定電極7及び可動電極6は、下層11内に配置されている。可動プレート2及び支持部3は、上層13内に配置されている。可動電極6は中間層12fを介して可動プレート2に接続されている。支持部3は、固定電極7及び可動電極6の上方に配置され、重ね合わされている。
The fixed electrode 7 and the
なお、図示は省略したが、上下層の可動結合領域を除く固定領域において、下層11の上には酸化膜(SiO2膜)12jが配置されている。上層13内の固定部分は、SiO2膜12jを介して下層11に固定されている。上下層の可動結合領域は、導電性膜12g、12hを介して電気的に接続されている。ここでは、可動結合領域のみを導電性膜12g、12hで上下結合させているが、可動電極6及び固定電極7の間の絶縁を確保した上で、固定領域の一部を導電性膜で上下結合させても構わない。
Although not shown, an oxide film (SiO 2 film) 12j is disposed on the
第1の実施の形態の第2の変形例によれば、固定電極7及び可動電極6と支持部3とを重ねて配置することで、光スイッチを更に小型化することができる。
According to the second modification of the first embodiment, the optical switch can be further reduced in size by arranging the fixed electrode 7 and the
また、上述した図1(a)及び図3に示した光スイッチと同様な作用効果が得られることは言うまでもない。 Needless to say, the same effects as those of the optical switch shown in FIGS. 1A and 3 can be obtained.
(第2の実施の形態)
図5に示すように、本発明の第2の実施の形態に係る光スイッチは、互いに噛み合う固定電極27と可動電極28とを有する駆動部20と、可動電極28に接続された可動プレート2と、可動電極28及び可動プレート2に接続された可撓な支持部3と、可動プレート2の一端に接続されたミラーと、ミラーの近傍で互いに交差する光導波路とを有する。可動プレート2は、駆動部20及び支持部3の一部と重ね合わせて配置されている。可動プレート2の他端にはラッチ機能用のカム構造(ラッチ部)30が配置されている。固定電極27及び可動電極28は、互いに噛み合う複数の櫛歯板をそれぞれ有する。各櫛歯板の面は、駆動部20の駆動方向29に対して垂直に配置されている。即ち、駆動部20は、静電ギャップクロージング型である。なおここでは、多段の静電ギャップクロージング型を示したが、1段で構成しても構わない。
(Second Embodiment)
As shown in FIG. 5, the optical switch according to the second embodiment of the present invention includes a drive unit 20 having a fixed electrode 27 and a movable electrode 28 that mesh with each other, and a movable plate 2 connected to the movable electrode 28. And a
駆動部20及び支持部3は、下層11内に配置されている。可動プレート2は、上層13内に配置されている。可動プレート2は、中間層12pを介して、駆動部1及び支持部3に接続されている。また図示は省略するが、下層11内に配置された固定電極27は、はんだバンプを介してプリント基板上の回路パターンに電気的に接続されている。はんだバンプを介して固定電極7に電圧が印加される。同様に、支持部3の一部は、はんだバンプを介してプリント基板上の回路パターンに電気的に接続されている。はんだバンプ及び支持部3を介して可動電極28に電圧が印加される。
The drive unit 20 and the
なお、図5においては、上層13内に配置された可動プレート2と、下層11内に配置された固定電極27、可動電極28、及び支持部3とを、上下分離した状態で示した。下層11内において、固定電極27は、支持部3及び可動電極28から電気的に絶縁されている。可動プレート2は、固定電極27の上方に配置されているが、接続はされていない。したがって、固定電極27と可動電極28間の電気的絶縁が確保される。
In FIG. 5, the movable plate 2 disposed in the upper layer 13, the fixed electrode 27, the movable electrode 28, and the
図5に示した光スイッチの動作を説明する。外部から回路パターン及びはんだバンプを介して固定電極27と可動電極28の間に所定の電位差を印加する。すると、固定電極27と可動電極28の間には、対向する櫛歯板の面に垂直な方向に静電引力が働く。固定電極27はプリント基板に固定されている為、支持部3が撓み、可動電極28が固定電極27側へ駆動される。これにより、可動電極28に接続された可動プレート2も固定電極27側へ駆動される。電位差を印加しないと、固定電極27と可動電極28の間の静電引力が無くなり、支持部3はもとの安定状態に戻る。
The operation of the optical switch shown in FIG. 5 will be described. A predetermined potential difference is applied between the fixed electrode 27 and the movable electrode 28 from the outside via the circuit pattern and the solder bump. Then, an electrostatic attractive force acts between the fixed electrode 27 and the movable electrode 28 in a direction perpendicular to the surface of the opposing comb tooth plate. Since the fixed electrode 27 is fixed to the printed circuit board, the
図5に示した光スイッチの製造方法は、図1(a)に示した光スイッチと同様である為、説明を省略する。 The manufacturing method of the optical switch shown in FIG. 5 is the same as that of the optical switch shown in FIG.
以上説明したように、本発明の第2の実施の形態に係る光スイッチによれば、ボンディングワイヤーの替わりにはんだバンプを使用することにより、ボンディングワイヤーの切断による歩留り低下を防止することができる。 As described above, according to the optical switch according to the second embodiment of the present invention, by using solder bumps instead of the bonding wires, it is possible to prevent a decrease in yield due to the cutting of the bonding wires.
また、駆動部20、可動プレート2、及び支持部3を、下層11と上層13に分けて配置して、上下に重ね合わせることにより、光スイッチ全体を小型化することができる。
Further, the entire optical switch can be reduced in size by arranging the drive unit 20, the movable plate 2, and the
更に、はんだバンプを使用することにより、駆動部20の電極配置の自由度を高めることができる。 Furthermore, the freedom degree of electrode arrangement | positioning of the drive part 20 can be raised by using a solder bump.
更に、上層13と下層11との間の接触部位の数を低減することにより、可動部分のスティッキング(固着)を防止することができる。
Furthermore, by reducing the number of contact portions between the upper layer 13 and the
更に、固定電極27及び可動電極28が上下貫通している為、通常ドライエッチング時に見られる電極下部(境界面に近い部位)の形状不良を防止できる。 Further, since the fixed electrode 27 and the movable electrode 28 penetrate vertically, it is possible to prevent the shape defect of the lower part of the electrode (part close to the boundary surface) normally observed during dry etching.
なお、はんだバンプの替わりに金バンプを使用しても構わない。 A gold bump may be used instead of the solder bump.
(第3の実施の形態)
図6(a)に示すように、本発明の第3の実施の形態に係る光スイッチは、駆動装置1〜3と、駆動装置1〜3の可動部分に接続されたミラー4と、ミラー4の近傍で互いに交差する光導波路とを有する。駆動装置は、対向して配置された固定電極7と可動電極6とを有する駆動部1と、可動電極6に接続された可動プレート2と、可動電極6及び可動プレート2に接続された可撓な支持部3とを有する。ミラー4は、可動プレート2の一端に接続されている。可動プレート2の他端にはラッチ部30が配置されている。可動プレート2は、駆動部1及び支持部3の一部と重ね合わせて配置されている。固定電極7及び可動電極6は、互いに噛み合う複数の櫛歯板をそれぞれ有する。各櫛歯板の面は、駆動部1の駆動方向に対して平行に配置されている。即ち、駆動部1は、静電コム構造を有する。
(Third embodiment)
As shown to Fig.6 (a), the optical switch which concerns on the 3rd Embodiment of this invention is the driving device 1-3, the mirror 4 connected to the movable part of the driving devices 1-3, and the mirror 4 And optical waveguides intersecting with each other in the vicinity. The driving device includes a driving unit 1 having a fixed electrode 7 and a
駆動部1は、下層11内に配置されている。可動プレート2は、上層13内に配置されている。支持部3は、下層11内に配置されている。可動プレート2は、中間層12kを介して、駆動部1及び支持部3に接続されている。また図示は省略するが、下層11内に配置された固定電極7は、はんだバンプを介してプリント基板上の回路パターンに電気的に接続されている。はんだバンプを介して固定電極7に電圧が印加される。同様に、支持部3の一部は、はんだバンプを介してプリント基板上の回路パターンに電気的に接続されている。はんだバンプ及び支持部3を介して可動電極6に電圧が印加される。また、上層13内において、光導波路を配置するための溝が形成され、溝を形成するための上層部は、中間層12l〜12nによりそれぞれ下層部に接続されている。
The drive unit 1 is disposed in the
図6(a)においては、上層13内に配置された可動プレート2と、下層11内に配置された固定電極7、可動電極6、及び支持部3とを、上下分離した状態で示した。下層11内において、固定電極7は、支持部3及び可動電極6から電気的に絶縁されている。可動プレート2は、固定電極7の上方に配置されているが、接続はされていない。したがって、固定電極7と可動電極6間の電気的絶縁が確保される。図6(b)は、上層13と下層11を重ね合わせた状態を示す。
In FIG. 6A, the movable plate 2 disposed in the upper layer 13, the fixed electrode 7, the
図6(a)に示した光スイッチの動作を説明する。外部から回路パターン及びはんだバンプを介して固定電極7と可動電極6の間に所定の電位差を印加する。すると、固定電極7と可動電極6の間には、互いに引き合う方向に静電引力が働く。固定電極7はプリント基板に固定されている為、支持部3が撓み、可動電極6が固定電極7側へ駆動される。これにより、可動電極6に接続された可動プレート2及びミラー4も固定電極7側へ駆動される。
The operation of the optical switch shown in FIG. A predetermined potential difference is applied between the fixed electrode 7 and the
図6(a)に示した光スイッチの製造方法を説明する。下層11、中間層12及び上層13からなるSOI基板を用意する。フォトリソグラフィ法及びDRIEを用いて、上層13を選択的にエッチングして可動プレート2及びミラー4を作成する。同様にして、フォトリソグラフィ法及びDRIEを用いて、下層11を選択的にエッチングして駆動部1、支持部3及び光導波路の溝(光ファイバガイド)を作成する。そして、下層11と上層13の間に配置された中間層12をウェットエッチングにより選択的に除去する。溝内にレンズ付き光ファイバ或いはGRINレンズ、ボールレンズなどを配置することにより、図6(a)に示した光スイッチが完成する。
A method for manufacturing the optical switch shown in FIG. An SOI substrate including a
図6(a)に示す光デバイスの場合、上層13の厚みは80μmであり、下層11の厚みは300μmである。しかし、駆動部1を形成する領域の下層11を予めウェットエッチングにより薄くしてから乾式反応性イオンエッチング(DRIE)により薄くしても構わない。ここでは、SOI基板の両面をエッチングして上記の厚みを実現した。しかし、2枚の異なる基板をそれぞれエッチング処理した後、張り合わせてSOI基板を形成しても構わない。
In the case of the optical device shown in FIG. 6A, the thickness of the upper layer 13 is 80 μm, and the thickness of the
以上説明したように、本発明の第3の実施の形態に係る光スイッチによれば、ボンディングワイヤーの替わりにはんだバンプを使用することにより、実装が容易になり、ボンディングワイヤーの切断による歩留り低下を防止することができる。 As described above, according to the optical switch of the third embodiment of the present invention, mounting is facilitated by using solder bumps instead of bonding wires, and the yield is reduced by cutting the bonding wires. Can be prevented.
また、駆動部1、可動プレート2、及び支持部3を、下層11と上層13に分けて配置して、上下に重ね合わせることにより、光スイッチ全体を小型化することができる。
Further, the drive unit 1, the movable plate 2, and the
更に、はんだバンプを使用することにより、駆動部1の電極配置の自由度を高めることができる。 Furthermore, the degree of freedom of electrode arrangement of the drive unit 1 can be increased by using solder bumps.
更に、上層13と下層11との間の接触部位の数を低減することにより、可動部分のスティッキング(固着)を防止することができる。
Furthermore, by reducing the number of contact portions between the upper layer 13 and the
更に、固定電極7及び可動電極6が上下貫通している為、通常ドライエッチング時に見られる電極下部(境界面に近い部位)の形状不良を防止できる。
Furthermore, since the fixed electrode 7 and the
なお、はんだバンプの替わりに金バンプを使用しても構わない。 A gold bump may be used instead of the solder bump.
上記のように、本発明は、第1乃至第3の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。即ち、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ限定されるものである。 As described above, the present invention has been described according to the first to third embodiments. However, it should not be understood that the description and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art. That is, it should be understood that the present invention includes various embodiments not described herein. Therefore, the present invention is limited only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from this disclosure.
1、20 駆動部
2 可動プレート
3 支持部
4 ミラー
5a〜5d 光導波路
6、28 可動電極
7、27 固定電極
11 下層
12、12a〜12p 中間層
13 上層
14 プリント基板
15 回路パターン
16a、16b はんだバンプ
17 ラッチ式可動プレート
30 ラッチ部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,20 Drive part 2
Claims (7)
前記第1の層の上に中間層を介して重ね合わされた第2の層内に配置された可動プレートと、
前記可動電極及び前記可動プレートに接続された可撓な支持部
とを有することを特徴とする駆動装置。 A drive unit disposed in the first layer and having a fixed electrode and a movable electrode meshing with each other;
A movable plate disposed in a second layer superimposed on the first layer via an intermediate layer;
A drive device comprising: the movable electrode; and a flexible support portion connected to the movable plate.
前記第1の層の上に中間層を介して重ね合わされた第2の層内に配置された可動プレートと、
前記可動電極及び前記可動プレートに接続された可撓の支持部と、
前記第2の層内に配置されたミラーと、
前記第2の層内に配置された、前記ミラーの近傍において互いに交差する1対の光導波路とを有し、
前記駆動部を駆動することにより前記ミラーが前記光導波路内を伝播する光の光路を切り替えることを特徴とする光デバイス。 A drive unit disposed in the first layer and having a fixed electrode and a movable electrode meshing with each other;
A movable plate disposed in a second layer superimposed on the first layer via an intermediate layer;
A flexible support connected to the movable electrode and the movable plate;
A mirror disposed in the second layer;
A pair of optical waveguides disposed in the second layer and intersecting each other in the vicinity of the mirror;
An optical device characterized by switching the optical path of light propagating in the optical waveguide by driving the driving unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003303443A JP2005066805A (en) | 2003-08-27 | 2003-08-27 | Drive device and optical device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003303443A JP2005066805A (en) | 2003-08-27 | 2003-08-27 | Drive device and optical device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005066805A true JP2005066805A (en) | 2005-03-17 |
Family
ID=34407439
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003303443A Pending JP2005066805A (en) | 2003-08-27 | 2003-08-27 | Drive device and optical device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005066805A (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11356065A (en) * | 1999-04-26 | 1999-12-24 | Nec Corp | Microactuator |
JP2000111815A (en) * | 1998-09-17 | 2000-04-21 | Lucent Technol Inc | Micro-fabricated optical switch with tapered end parts |
JP2003506755A (en) * | 1999-08-11 | 2003-02-18 | エーデーシー・テレコミュニケーションズ・インコーポレーテッド | Microelectromechanical optical switch and method of manufacturing the same |
WO2003065103A1 (en) * | 2002-01-29 | 2003-08-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Shape-variable mirror and light control device having the shape-variable mirror |
-
2003
- 2003-08-27 JP JP2003303443A patent/JP2005066805A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000111815A (en) * | 1998-09-17 | 2000-04-21 | Lucent Technol Inc | Micro-fabricated optical switch with tapered end parts |
JPH11356065A (en) * | 1999-04-26 | 1999-12-24 | Nec Corp | Microactuator |
JP2003506755A (en) * | 1999-08-11 | 2003-02-18 | エーデーシー・テレコミュニケーションズ・インコーポレーテッド | Microelectromechanical optical switch and method of manufacturing the same |
WO2003065103A1 (en) * | 2002-01-29 | 2003-08-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Shape-variable mirror and light control device having the shape-variable mirror |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100923846B1 (en) | Micromirror element | |
EP1557703A1 (en) | Actuator with comb-shaped electrode | |
US20090059344A1 (en) | Micromirror device | |
TWI276602B (en) | MEMS device, method of manufacturing the same, and MEMS module | |
KR20050109030A (en) | Micro-mirror device | |
KR20030095191A (en) | Micromirror element and manufacturing method for the same | |
JP2005519784A (en) | MEMS comb actuator embodied in insulating material and manufacturing method thereof | |
JP2004219839A (en) | Three-dimensional structure and its manufacturing method, and electronic equipment | |
JP2006251829A (en) | Micro mirror element | |
JP3577693B2 (en) | Micro movable device and manufacturing method thereof | |
JP3646250B2 (en) | Light switch | |
JP3946514B2 (en) | Optical device | |
JP2005066805A (en) | Drive device and optical device | |
JP2006293325A (en) | Wiring structure and manufacturing method for optical scanner | |
CN113031251B (en) | Electrostatic driving type micro-mirror and manufacturing method thereof | |
JP4979027B2 (en) | Method for manufacturing MEMS element and MEMS element | |
JP2004077525A (en) | Optical switch, optical branching insertion device, optical transmission system, and manufacture method for optical switch | |
JP2007199727A (en) | Micro mirror element and manufacturing method therefor | |
JP5276036B2 (en) | MEMS device and manufacturing method thereof | |
JP4177051B2 (en) | Variable optical attenuator and optical component | |
JP4559744B2 (en) | Comb-shaped actuator and light control element | |
JP5416185B2 (en) | Mirror array, mirror element and mirror array alignment method | |
JPWO2002103432A1 (en) | Light switch | |
JP4317231B2 (en) | Micromirror device and manufacturing method thereof | |
JP4351262B2 (en) | Micromirror device and manufacturing method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060414 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081225 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090616 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090810 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100330 |