JP2009189194A - Actuator and method of manufacturing the same - Google Patents

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克巳 各務
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an actuator, along with its manufacturing method, which prevents dropping of driving force of the actuator while avoiding short circuit between an upper electrode layer and a lower electrode layer. <P>SOLUTION: Lower electrode layers 5A-5D, piezoelectric element layers 6A and 6B, and upper electrode layers 7A-7D are sequentially stacked in a predetermined region on a base material 4. Then, especially at edges of beams 14A and 14B, a base material 4, lower electrode layers 5A-5D, piezoelectric element layers 6A and 6B and upper electrode layers 7A-7D are partially cut off along a cutting plane A. Thus, the short circuit between the upper electrode layer and the lower electrode layer is avoided. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、上部電極、圧電素子及び下部電極を備えたアクチュエータ及びアクチュエータの製造方法に関する。   The present invention relates to an actuator including an upper electrode, a piezoelectric element, and a lower electrode, and a method for manufacturing the actuator.

従来より、シリコン等の弾性を有する材料を用いて形成された基材に圧電素子等を積層して構成されたアクチュエータが種々提案されている。
例えば、特許文献１に記載のアクチュエータでは、矩形状に形成された枠体の中央部に反射ミラー部が配置され、この反射ミラー部の両側部と枠体とは、それぞれ２本の弾性部で連結されて本体部が形成されている。また、この本体部の反射ミラー部の両側部における２本の弾性部と枠体とを跨いで上部電極、圧電素子及び下部電極が形成されている。そして、この上部電極と下部電極との間に駆動電圧を印加することによって、反射ミラー部を反射面に対して垂直方向に駆動することができるように構成される。
特開２００６−３２００８９号公報（段落（００４７）〜（００５６）、図３（ａ）） Conventionally, various actuators have been proposed in which a piezoelectric element or the like is laminated on a base material formed using an elastic material such as silicon.
For example, in the actuator described in Patent Document 1, a reflection mirror part is arranged at the center of a rectangular frame, and both sides of the reflection mirror part and the frame are two elastic parts. Connected to form a main body. In addition, an upper electrode, a piezoelectric element, and a lower electrode are formed across the two elastic parts and the frame body on both sides of the reflection mirror part of the main body part. And it is comprised so that a reflective mirror part can be driven to a perpendicular | vertical direction with respect to a reflective surface by applying a drive voltage between this upper electrode and a lower electrode.
Japanese Patent Laying-Open No. 2006-320089 (paragraphs (0047) to (0056), FIG. 3 (a))

ここで、上記アクチュエータにおいて、上部電極、圧電素子及び下部電極を形成する際には、図１３に示すように、予め所定形状に成形したシリコン基材１０１の所定領域に対して、下部電極層１０２、圧電素子層１０３、上部電極層１０４を順に積層することにより形成する。しかしながら、図１３に示すように、各層１０２〜１０４をシリコン基材１０１の幅と同一幅で積層することとすると、各層１０２〜１０４がシリコン基材１０１の端部に回り込む虞がある。その結果、圧電素子層１０３を挟んで配置される下部電極層１０２と上部電極層１０４とが短絡する可能性がある。   Here, in the above actuator, when forming the upper electrode, the piezoelectric element, and the lower electrode, as shown in FIG. 13, the lower electrode layer 102 is applied to a predetermined region of the silicon substrate 101 that has been previously formed into a predetermined shape. The piezoelectric element layer 103 and the upper electrode layer 104 are laminated in this order. However, as shown in FIG. 13, if the layers 102 to 104 are stacked with the same width as the silicon substrate 101, the layers 102 to 104 may wrap around the ends of the silicon substrate 101. As a result, there is a possibility that the lower electrode layer 102 and the upper electrode layer 104 arranged with the piezoelectric element layer 103 interposed therebetween may short-circuit.

そこで、従来ではこのような短絡を回避する対策として、以下の方法が行われていた。
先ず、図１４に示すように、予め所定形状に成形したシリコン基材１０１の所定領域に対して、下部電極層１０２、圧電素子層１０３を順に積層する。その後、実際にアクチュエータとして動作させたい領域（即ち、シリコン基材１０１の梁の全幅を覆う領域）よりも狭い領域に上部電極層１０４を積層させる。それにより、下部電極層１０２と上部電極層１０４との短絡は防止できる。しかしながら、上部電極層１０４が積層された領域のみしか圧電素子層１０３に電界が印加されないこととなる。その結果、実動するアクチュエータの領域幅はシリコン基材１０１の幅よりも狭くなるので、実効的なアクチュエータの駆動力が低下する問題があった。 Therefore, conventionally, the following method has been performed as a countermeasure for avoiding such a short circuit.
First, as shown in FIG. 14, a lower electrode layer 102 and a piezoelectric element layer 103 are sequentially laminated on a predetermined region of a silicon substrate 101 that has been previously formed into a predetermined shape. Thereafter, the upper electrode layer 104 is laminated in a region narrower than a region actually intended to operate as an actuator (that is, a region covering the entire width of the beam of the silicon substrate 101). Thereby, a short circuit between the lower electrode layer 102 and the upper electrode layer 104 can be prevented. However, an electric field is applied to the piezoelectric element layer 103 only in the region where the upper electrode layer 104 is laminated. As a result, the area width of the actuator that actually moves becomes narrower than the width of the silicon base material 101, and there is a problem that the effective driving force of the actuator is reduced.

そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、上部電極層と下部電極層との短絡を回避しつつ、アクチュエータの駆動力の低下を防止したアクチュエータ及びアクチュエータの製造方法を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and manufacturing an actuator and an actuator that prevents a decrease in driving force of the actuator while avoiding a short circuit between the upper electrode layer and the lower electrode layer. It aims to provide a method.

前記目的を達成するため請求項１に係るアクチュエータは、エッチング処理された基材上に積層された下部電極層から形成される下部電極と、前記下部電極層上に積層された圧電素子層から形成される圧電素子と、前記第圧電素子層上に積層された上部電極層から形成される上部電極と、を有し、前記基材の縁部において短絡する前記下部電極層と前記上部電極層とが分離されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, an actuator according to claim 1 is formed of a lower electrode formed from a lower electrode layer laminated on an etched base material and a piezoelectric element layer laminated on the lower electrode layer. And the upper electrode formed from the upper electrode layer laminated on the first piezoelectric element layer, the lower electrode layer and the upper electrode layer that are short-circuited at the edge of the base material, Are separated from each other.

また、請求項２に係るアクチュエータは、請求項１に記載のアクチュエータにおいて、前記基材の縁部において前記基材と前記下部電極層と前記圧電素子層と前記上部電極層の各一部が同一切断面で切除されていることを特徴とする。   The actuator according to claim 2 is the actuator according to claim 1, wherein each of the base material, the lower electrode layer, the piezoelectric element layer, and the upper electrode layer is the same at the edge of the base material. It is characterized in that it is excised in cross section.

また、請求項３に係るアクチュエータは、請求項１に記載のアクチュエータにおいて、前記上部電極層は基材の縁部に沿って形成された溝部を境界に分断されていることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the actuator according to the first aspect, the upper electrode layer is divided at a groove formed along an edge of the base material.

また、請求項４に係るアクチュエータの製造方法は、エッチング処理を施すことにより基材を所定形状に形成するステップと、エッチング処理された前記基材上に下部電極層を積層することにより下部電極を形成するステップと、前記下部電極層上に圧電素子層を積層することにより圧電素子を形成するステップと、前記圧電素子層上に上部電極層を積層することにより上部電極を形成するステップと、前記基材の縁部において短絡する前記下部電極層と前記上部電極層を分離するステップと、を有することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an actuator manufacturing method comprising: forming a base material in a predetermined shape by performing an etching process; and laminating a lower electrode layer on the etched base material. Forming a piezoelectric element by laminating a piezoelectric element layer on the lower electrode layer, forming an upper electrode by laminating an upper electrode layer on the piezoelectric element layer, and Separating the lower electrode layer and the upper electrode layer that are short-circuited at the edge of the base material.

また、請求項５に係るアクチュエータの製造方法は、請求項４に記載のアクチュエータの製造方法において、前記基材の縁部において前記基材と前記下部電極層と前記圧電素子層と前記上部電極層の各一部を同一切断面で切除することにより前記下部電極層と前記上部電極層を分離することを特徴とする。   The actuator manufacturing method according to claim 5 is the actuator manufacturing method according to claim 4, wherein the base material, the lower electrode layer, the piezoelectric element layer, and the upper electrode layer at an edge of the base material. The lower electrode layer and the upper electrode layer are separated by cutting off each part of the substrate at the same cut surface.

また、請求項６に係るアクチュエータの製造方法は、請求項４に記載のアクチュエータの製造方法において、前記基材の縁部に沿って前記上部電極層の一部を除去することにより上部電極層を分断し、前記下部電極層と前記上部電極層を分離することを特徴とする。   An actuator manufacturing method according to claim 6 is the actuator manufacturing method according to claim 4, wherein the upper electrode layer is removed by removing a part of the upper electrode layer along an edge of the base material. It divides | segments and the said lower electrode layer and the said upper electrode layer are isolate | separated, It is characterized by the above-mentioned.

また、請求項７に係るアクチュエータの製造方法は、請求項５に記載のアクチュエータの製造方法において、レーザ光により前記基材と前記下部電極層と前記圧電素子層と前記上部電極層の各一部を同一切断面で切除することを特徴とする。   The actuator manufacturing method according to claim 7 is the actuator manufacturing method according to claim 5, wherein each of the base material, the lower electrode layer, the piezoelectric element layer, and the upper electrode layer is irradiated with a laser beam. Are cut off at the same cut surface.

また、請求項８に係るアクチュエータの製造方法は、請求項６に記載のアクチュエータの製造方法において、レーザ光により前記上部電極層の一部を除去することを特徴とする。   An actuator manufacturing method according to claim 8 is the actuator manufacturing method according to claim 6, wherein a part of the upper electrode layer is removed by laser light.

また、請求項９に係るアクチュエータの製造方法は、請求項５に記載のアクチュエータの製造方法において、露光によるパターニング処理及びエッチング処理により前記基材と前記下部電極層と前記圧電素子層と前記上部電極層の各一部を同一切断面で切除することを特徴とする。   The actuator manufacturing method according to claim 9 is the actuator manufacturing method according to claim 5, wherein the base material, the lower electrode layer, the piezoelectric element layer, and the upper electrode are formed by patterning processing and etching processing by exposure. Each part of the layer is cut off at the same cutting plane.

更に、請求項１０に係るアクチュエータの製造方法は、請求項６に記載のアクチュエータの製造方法において、露光によるパターニング処理及びエッチング処理により前記上部電極層の一部を除去することを特徴とする。   Furthermore, the actuator manufacturing method according to claim 10 is the actuator manufacturing method according to claim 6, wherein a part of the upper electrode layer is removed by a patterning process and an etching process by exposure.

請求項１に記載のアクチュエータによれば、基材の縁部において短絡する下部電極層と上部電極層とが分離されているので、上部電極層と下部電極層との短絡を回避しつつ、実動するアクチュエータの領域幅を最大限に確保することが可能となる。従って、上部電極層の積層領域を減少させることにより短絡を回避する従来のアクチュエータと比較して、アクチュエータの駆動力の低下を防止することができる。   According to the actuator of the first aspect, since the lower electrode layer and the upper electrode layer that are short-circuited at the edge of the substrate are separated, the short-circuit between the upper electrode layer and the lower electrode layer is avoided, and It is possible to ensure the maximum area width of the moving actuator. Therefore, a reduction in the driving force of the actuator can be prevented as compared with a conventional actuator that avoids a short circuit by reducing the laminated region of the upper electrode layer.

また、請求項２に記載のアクチュエータによれば、基材の縁部において基材と下部電極層と圧電素子層と上部電極層の一部を同一切断面で切除することにより下部電極層と上部電極層とを分離するので、容易な加工処理を用いて短絡を回避しつつ、実動するアクチュエータの領域幅を最大限に確保することが可能となる。   According to the actuator of claim 2, the lower electrode layer and the upper electrode are formed by cutting off the base material, the lower electrode layer, the piezoelectric element layer, and a part of the upper electrode layer at the same cut surface at the edge of the base material. Since the electrode layer is separated from the electrode layer, it is possible to secure the maximum region width of the actuator to be operated while avoiding a short circuit by using easy processing.

また、請求項３に記載のアクチュエータによれば、上部電極層は基材の縁部に沿って形成された溝部を境界に分断されているので、最小限の加工処理によって短絡を回避しつつ、実動するアクチュエータの領域幅を最大限に確保することが可能となる。   Further, according to the actuator according to claim 3, since the upper electrode layer is divided at the boundary of the groove formed along the edge of the base material, while avoiding a short circuit by a minimum processing, It is possible to ensure the maximum area width of the actuator that actually moves.

また、請求項４に記載のアクチュエータの製造方法によれば、基材の縁部において短絡する下部電極層と上部電極層とを分離するので、上部電極層と下部電極層との短絡を回避しつつ、実動するアクチュエータの領域幅を最大限に確保することが可能となる。従って、上部電極層の積層領域を減少させることにより短絡を回避する従来のアクチュエータの製造方法と比較して、製造されるアクチュエータの駆動力の低下を防止することができる。   According to the method for manufacturing an actuator according to claim 4, since the lower electrode layer and the upper electrode layer that are short-circuited at the edge of the base material are separated, the short-circuit between the upper electrode layer and the lower electrode layer is avoided. On the other hand, it is possible to ensure the maximum area width of the actuator that actually moves. Accordingly, it is possible to prevent a decrease in driving force of the manufactured actuator as compared with a conventional method for manufacturing an actuator that avoids a short circuit by reducing the stacking region of the upper electrode layer.

また、請求項５に記載のアクチュエータの製造方法によれば、基材の縁部において基材と下部電極層と圧電素子層と上部電極層の一部を同一切断面で切除することにより下部電極層と上部電極層とを分離するので、容易な加工処理を用いて実動するアクチュエータの領域幅を最大限に確保することが可能となる。   According to the method for manufacturing an actuator according to claim 5, the lower electrode is obtained by cutting off the base material, the lower electrode layer, the piezoelectric element layer, and a part of the upper electrode layer at the same cut surface at the edge of the base material. Since the layer and the upper electrode layer are separated from each other, it is possible to secure the maximum area width of the actuator that is actually operated using easy processing.

また、請求項６に記載のアクチュエータの製造方法によれば、基材の縁部に沿って上部電極層の一部を除去することにより下部電極層と上部電極層とを分離するので、最小限の加工処理によって実動するアクチュエータの領域幅を最大限に確保することが可能となる。   According to the method for manufacturing an actuator according to claim 6, the lower electrode layer and the upper electrode layer are separated by removing a part of the upper electrode layer along the edge of the base material. It becomes possible to secure the maximum width of the area of the actuator that is actually operated by this processing.

また、請求項７に記載のアクチュエータの製造方法によれば、レーザ光により基材の縁部において基材と下部電極層と圧電素子層と上部電極層の一部を切除するので、対象物に余分な加工応力を与えずに加工でき、対象物の変形やクラックによる破損を抑え、品質を安定させることができる。   Further, according to the actuator manufacturing method of claim 7, since the base material, the lower electrode layer, the piezoelectric element layer, and a part of the upper electrode layer are cut off at the edge of the base material by laser light, Processing can be performed without applying excessive processing stress, and damage due to deformation and cracking of the object can be suppressed, and quality can be stabilized.

また、請求項８に記載のアクチュエータの製造方法によれば、レーザ光により基材の縁部において上部電極層の一部を除去するので、対象物に余分な加工応力を与えずに加工でき、対象物の変形やクラックによる破損を抑え、品質を安定させることができる。   Moreover, according to the manufacturing method of the actuator according to claim 8, since a part of the upper electrode layer is removed at the edge of the base material by laser light, it can be processed without applying excessive processing stress to the object, Damage due to deformation or cracking of the object can be suppressed, and the quality can be stabilized.

また、請求項９に記載のアクチュエータの製造方法によれば、露光によるパターニング処理及びエッチング処理により基材の縁部において基材と下部電極層と圧電素子層と上部電極層の一部を切除するので、対象物に加工応力を与えずに加工でき、対象物の変形やクラックによる破損を抑え、品質を安定させることができる。   In the actuator manufacturing method according to claim 9, a part of the base material, the lower electrode layer, the piezoelectric element layer, and the upper electrode layer is cut off at the edge of the base material by patterning processing and etching processing by exposure. Therefore, it can process without giving processing stress to an object, can suppress damage by deformation and crack of an object, and can stabilize quality.

また、請求項１０に記載のアクチュエータの製造方法によれば、露光によるパターニング処理及びエッチング処理により基材の縁部において上部電極層の一部を除去するので、対象物に加工応力を与えずに加工でき、対象物の変形やクラックによる破損を抑え、品質を安定させることができる。   Moreover, according to the manufacturing method of the actuator according to claim 10, since a part of the upper electrode layer is removed at the edge of the base material by the patterning process and the etching process by exposure, the processing stress is not given to the object. It can be processed, and can be prevented from being damaged by deformation and cracking of the object, thereby stabilizing the quality.

以下、本発明に係るアクチュエータ及びアクチュエータの製造方法について具体化した一実施例に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。   DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, an actuator and a method for manufacturing the actuator according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings based on a specific embodiment.

［アクチュエータの概略構成］
先ず、本実施例に係るアクチュエータ１の概略構成について図１に基づき説明する。図１はアクチュエータ１の概略構成を模式的に示す分解斜視図である。
図１に示すように、アクチュエータ１は、本体部２がベース３に装着されて構成されている。 [Schematic structure of actuator]
First, a schematic configuration of the actuator 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an exploded perspective view schematically showing a schematic configuration of the actuator 1.
As shown in FIG. 1, the actuator 1 is configured by mounting a main body 2 on a base 3.

先ず、本体部２について詳細に説明する。本体部２は、シリコン等、弾性を有する材料を用いて形成された基材４に、後述の下部電極層５Ａ〜５Ｄ、圧電素子層６Ａ、６Ｂ及び上部電極層７Ａ〜７Ｄが積層されることによって構成される。尚、下部電極層５Ａ〜５Ｄはアクチュエータ１の下部電極を構成し、圧電素子層６Ａ、６Ｂはアクチュエータ１の圧電素子を構成し、上部電極層７Ａ〜７Ｄはアクチュエータ１の上部電極をそれぞれ構成する。また、本体部２の積層後の厚さは、約３０μｍ〜２００μｍとする。   First, the main body 2 will be described in detail. The main body 2 is formed by laminating lower electrode layers 5A to 5D, piezoelectric element layers 6A and 6B, and upper electrode layers 7A to 7D, which will be described later, on a base material 4 formed using an elastic material such as silicon. Consists of. The lower electrode layers 5A to 5D constitute the lower electrode of the actuator 1, the piezoelectric element layers 6A and 6B constitute the piezoelectric element of the actuator 1, and the upper electrode layers 7A to 7D constitute the upper electrode of the actuator 1, respectively. . Moreover, the thickness after lamination | stacking of the main-body part 2 shall be about 30 micrometers-200 micrometers.

更に、本体部２は、図１の上部に示すように、光が通過し得る貫通孔１１を有した薄板長方形状を成している。また、本体部２は、反射面１２が形成された平面視略円形の反射ミラー部１３と、反射ミラー部１３を揺動可能に支持する一対の梁部１４Ａ、１４Ｂと、外側に本体部２を固定する固定枠１６とを備えている。尚、反射ミラー部１３と梁部１４Ａ、１４Ｂとから構成される部分を振動体１５という。   Further, as shown in the upper part of FIG. 1, the main body 2 has a thin plate rectangular shape having a through hole 11 through which light can pass. The main body 2 includes a reflecting mirror portion 13 having a substantially circular shape in plan view on which the reflecting surface 12 is formed, a pair of beam portions 14A and 14B that swingably support the reflecting mirror portion 13, and the main body portion 2 on the outside. And a fixing frame 16 for fixing the. A portion composed of the reflection mirror portion 13 and the beam portions 14A and 14B is referred to as a vibrating body 15.

ここで、反射ミラー部１３は、梁部１４Ａ、１４Ｂによって固定枠１６に対して揺動可能に支持された可動部である。そして、反射ミラー部１３は後述のように下部電極及び上部電極に電圧を印加することによって、その対称中心線である揺動軸１７を中心として揺動される。尚、反射ミラー部１３は、円形に限らず、四角形、多角形等であってもよい。   Here, the reflection mirror part 13 is a movable part supported so as to be swingable with respect to the fixed frame 16 by the beam parts 14A and 14B. The reflection mirror section 13 is swung around the swing shaft 17 that is the center line of symmetry by applying a voltage to the lower electrode and the upper electrode as will be described later. The reflection mirror unit 13 is not limited to a circle, but may be a quadrangle, a polygon, or the like.

また、梁部１４Ａ、１４Ｂは、平板形状を備え、反射ミラー部１３の揺動軸１７上の両側面部から外側方向に同一面上に延び、その反射ミラー部１３を固定枠１６に接合することにより、反射ミラー部１３を揺動可能に支持する支持部である。尚、本実施例のアクチュエータ１では、反射ミラー部１３の両側面部から一対の梁部１４Ａ、１４Ｂがそれぞれ互いに逆向きに延び出している。   The beam portions 14 </ b> A and 14 </ b> B have a flat plate shape, extend from both side surface portions on the swing shaft 17 of the reflection mirror portion 13 to the same surface in the outer direction, and join the reflection mirror portion 13 to the fixed frame 16. Thus, it is a support part that supports the reflection mirror part 13 in a swingable manner. In the actuator 1 of the present embodiment, a pair of beam portions 14A and 14B extend in opposite directions from both side portions of the reflection mirror portion 13, respectively.

そして、一方の（図１中、左側の）梁部１４Ａは、揺動軸１７上に配置された１個のミラー側板ばね部１８Ａと、該揺動軸１７に対して直角方向の対称位置に配置される一対の枠側板ばね部１９Ａ、１９Ｂと、それらミラー側板ばね部１８Ａと一対の枠側板ばね部１９Ａ、１９Ｂとを互いに接続する接続部２０Ａとから構成されている。   One beam portion 14 </ b> A (on the left side in FIG. 1) is in a symmetrical position in a direction perpendicular to the one mirror side leaf spring portion 18 </ b> A disposed on the swing shaft 17 and the swing shaft 17. It is comprised from a pair of frame side leaf | plate spring parts 19A and 19B arrange | positioned, and the connection part 20A which connects these mirror side leaf | plate spring parts 18A and a pair of frame side leaf | plate spring parts 19A and 19B mutually.

また、他方の（図１中、右側の）梁部１４Ｂは、揺動軸１７上に配置された１個のミラー側板ばね部１８Ｂと、該揺動軸１７に対して直角方向の対称位置に配置される一対の枠側板ばね部１９Ｃ、１９Ｄと、それらミラー側板ばね部１８Ｂと一対の枠側板ばね部１９Ｃ、１９Ｄとを互いに接続する接続部２０Ｂとから構成されている。   The other beam portion 14B (on the right side in FIG. 1) is in a symmetrical position in a direction perpendicular to the one mirror side leaf spring portion 18B disposed on the swing shaft 17 and the swing shaft 17. It is comprised from a pair of frame side leaf | plate spring parts 19C and 19D arrange | positioned, and the connection part 20B which mutually connects these mirror side leaf | plate spring parts 18B and a pair of frame side leaf | plate spring parts 19C and 19D.

従って、図１の上部に示すように、一対の枠側板ばね部１９Ａ、１９Ｂと一対の枠側板ばね部１９Ｃ、１９Ｄとは、反射ミラー部１３を挟んで、各枠側板ばね部１９Ａ、１９Ｄ、各枠側板ばね部１９Ｂ、１９Ｃが、それぞれ揺動軸方向に対向するように配置されている。つまり、一対の枠側板ばね部１９Ａ、１９Ｂと一対の枠側板ばね部１９Ｃ、１９Ｄとは、反射ミラー部１３を挟んで、各枠側板ばね部１９Ａ、１９Ｃ、各枠側板ばね部１９Ｂ、１９Ｄが、それぞれ対角方向に対向するように配置されている。   Therefore, as shown in the upper part of FIG. 1, the pair of frame side leaf spring portions 19A, 19B and the pair of frame side leaf spring portions 19C, 19D sandwich the reflection mirror portion 13 and each frame side leaf spring portion 19A, 19D, Each frame side leaf | plate spring part 19B, 19C is arrange | positioned so that it may each oppose a rocking | fluctuation axis direction. In other words, the pair of frame side leaf springs 19A and 19B and the pair of frame side leaf springs 19C and 19D sandwich the reflection mirror part 13, and each frame side leaf spring 19A and 19C and each frame side leaf spring 19B and 19D. These are arranged so as to face each other diagonally.

また、各梁部１４Ａ、１４Ｂにおいては、各ミラー側板ばね部１８Ａ、１８Ｂが、反射ミラー部１３のうち揺動軸１７上において互いに対向する一対の縁の一方から、対応する各接続部２０Ａ、２０Ｂまで延びている。また、各接続部２０Ａ、２０Ｂは、揺動軸１７と直交する方向に延びている。さらに、各梁部１４Ａ、１４Ｂにおいては、一対の枠側板ばね部１９Ａ、１９Ｂと一対の枠側板ばね部１９Ｃ、１９Ｄとが、対応する各接続部２０Ａ、２０Ｂの端部から、揺動軸１７に対して平行に固定枠１６まで延びている。   Moreover, in each beam part 14A, 14B, each mirror side leaf | plate spring part 18A, 18B corresponds to each connection part 20A corresponding from one of a pair of edges which mutually oppose on the rocking | fluctuation axis | shaft 17 among the reflective mirror parts 13. It extends to 20B. Further, each of the connecting portions 20 </ b> A and 20 </ b> B extends in a direction orthogonal to the swing shaft 17. Furthermore, in each beam part 14A, 14B, a pair of frame side leaf | plate spring part 19A, 19B and a pair of frame side leaf | plate spring part 19C, 19D are the rocking | fluctuation shaft 17 from the edge part of each corresponding connection part 20A, 20B. It extends to the fixed frame 16 in parallel to.

また、梁部１４Ａにおいては、一対の枠側板ばね部１９Ａ、１９Ｂのそれぞれから固定枠１６に渡って、後述のように０．２μｍ〜０．６μｍの厚さで積層された一対の下部電極層５Ａ、５Ｂが形成されている。また、各一対の下部電極層５Ａ、５Ｂは、揺動軸１７を挟んで対向するように分離されている。
一方、梁部１４Ｂにおいては、一対の枠側板ばね部１９Ｃ、１９Ｄのそれぞれから固定枠１６に渡って、後述のように０．２μｍ〜０．６μｍの厚さで積層された一対の下部電極層５Ｃ、５Ｄが形成されている。また、各一対の下部電極層５Ｃ、５Ｄは、揺動軸１７を挟んで対向するように分離されている。 Further, in the beam portion 14A, a pair of lower electrode layers laminated in a thickness of 0.2 μm to 0.6 μm as will be described later from each of the pair of frame side leaf spring portions 19A and 19B to the fixed frame 16. 5A and 5B are formed. The pair of lower electrode layers 5A and 5B are separated so as to face each other with the swing shaft 17 interposed therebetween.
On the other hand, in the beam portion 14B, a pair of lower electrode layers laminated in a thickness of 0.2 μm to 0.6 μm as will be described later from each of the pair of frame side leaf spring portions 19C and 19D to the fixed frame 16. 5C and 5D are formed. The pair of lower electrode layers 5C and 5D are separated so as to face each other with the swing shaft 17 interposed therebetween.

また、一対の下部電極層５Ａ、５Ｂの上側には、一対の枠側板ばね部１９Ａ、１９Ｂのそれぞれから該各下部電極層５Ａ、５Ｂの固定枠１６側の外周部と所定隙間を形成するように、後述のように１μｍ〜３μｍの厚さで積層された圧電素子層６Ａが形成されている。従って、圧電素子層６Ａは固定枠１６上から各枠側板ばね部１９Ａ、１９Ｂ上に延出されて形成され、各一対の下部電極層５Ａ、５Ｂ間の分離部分を覆うように形成されている。   In addition, a predetermined gap is formed on the upper side of the pair of lower electrode layers 5A and 5B from the outer peripheral portion of each of the lower electrode layers 5A and 5B on the fixed frame 16 side from each of the pair of frame-side leaf spring portions 19A and 19B. In addition, as described later, a piezoelectric element layer 6A laminated with a thickness of 1 μm to 3 μm is formed. Accordingly, the piezoelectric element layer 6A is formed to extend from the fixed frame 16 onto the frame side leaf spring portions 19A and 19B, and is formed so as to cover the separation portion between the pair of lower electrode layers 5A and 5B. .

また、一対の下部電極層５Ｃ、５Ｄの上側には、一対の枠側板ばね部１９Ｃ、１９Ｄのそれぞれから該各下部電極層５Ｃ、５Ｄの固定枠１６側の外周部と所定隙間を形成するように、後述のように１μｍ〜３μｍの厚さで積層された圧電素子層６Ｂが形成されている。従って、圧電素子層６Ｂは固定枠１６上から各枠側板ばね部１９Ｃ、１９Ｄ上に延出されて形成され、各一対の下部電極層５Ｃ、５Ｄ間の分離部分を覆うように形成されている。   Further, a predetermined gap is formed on the upper side of the pair of lower electrode layers 5C and 5D from the outer peripheral portion of the lower electrode layers 5C and 5D on the fixed frame 16 side from the pair of frame-side leaf spring portions 19C and 19D, respectively. In addition, as described later, the piezoelectric element layer 6B laminated with a thickness of 1 μm to 3 μm is formed. Accordingly, the piezoelectric element layer 6B is formed to extend from the fixed frame 16 onto the frame side leaf spring portions 19C and 19D, and is formed so as to cover the separation portion between the pair of lower electrode layers 5C and 5D. .

また、圧電素子層６Ａの上側には、一対の枠側板ばね部１９Ａ、１９Ｂのそれぞれから該圧電素子層６Ａの固定枠１６側の外周部と所定隙間を形成するように、後述のように０．２μｍ〜０．６μｍの厚さで積層された一対の上部電極層７Ａ、７Ｂが形成されている。また、一対の上部電極層７Ａ、７Ｂは、揺動軸１７を挟んで対向するように分離されている。   Further, on the upper side of the piezoelectric element layer 6A, a predetermined gap is formed between the pair of frame side leaf spring portions 19A and 19B and the outer peripheral portion on the fixed frame 16 side of the piezoelectric element layer 6A as described later. A pair of upper electrode layers 7A and 7B laminated to a thickness of 2 μm to 0.6 μm are formed. The pair of upper electrode layers 7A and 7B are separated so as to face each other with the swing shaft 17 interposed therebetween.

また、圧電素子層６Ｂの上側には、一対の枠側板ばね部１９Ｃ、１９Ｄのそれぞれから該圧電素子層６Ｂの固定枠１６側の外周部と所定隙間を形成するように、後述のように０．２μｍ〜０．６μｍの厚さで積層された一対の上部電極層７Ｃ、７Ｄが形成されている。また、一対の上部電極層７Ｃ、７Ｄは、揺動軸１７を挟んで対向するように分離されている。   Further, on the upper side of the piezoelectric element layer 6B, a predetermined gap is formed from each of the pair of frame side leaf spring portions 19C and 19D with the outer peripheral portion on the fixed frame 16 side of the piezoelectric element layer 6B as described later. A pair of upper electrode layers 7 </ b> C and 7 </ b> D laminated with a thickness of 2 μm to 0.6 μm are formed. The pair of upper electrode layers 7C and 7D are separated so as to face each other with the swing shaft 17 interposed therebetween.

従って、各下部電極層５Ａ〜５Ｄと各上部電極層７Ａ〜７Ｄとの固定枠１６上に形成された部分にワイヤボンディングして、各枠側板ばね部１９Ａ〜１９Ｄに駆動電圧を印加し、または、発生した発生電圧を検出することが可能となる。つまり、各枠側板ばね部１９Ａ〜１９Ｄに負荷を与えることなく、駆動電圧を印加し、また、発生電圧を検出することが可能となる。   Accordingly, wire bonding is applied to the portions of the lower electrode layers 5A to 5D and the upper electrode layers 7A to 7D formed on the fixed frame 16, and a driving voltage is applied to the frame side leaf spring portions 19A to 19D, or The generated voltage can be detected. That is, it is possible to apply a driving voltage and detect a generated voltage without applying a load to each of the frame side leaf spring portions 19A to 19D.

一方、上記の本体部２の構成に対応して、ベース３は、図１の下部に示すように、本体部２との装着状態において固定枠１６が装着されるべき装着部２２と、振動体１５と対向する凹部２３とを有するように構成されている。尚、凹部２３は、本体部２をベース３に装着した状態において、振動体１５が振動によって変位してもベース３と干渉しない形状を有する。   On the other hand, as shown in the lower part of FIG. 1, the base 3 corresponds to the above-described configuration of the main body 2. 15 and the recessed part 23 which opposes. The recess 23 has a shape that does not interfere with the base 3 even when the vibrating body 15 is displaced by vibration in a state where the main body 2 is mounted on the base 3.

［アクチュエータの製造方法］
次に、アクチュエータ１の本体部２の製造方法について図２乃至図７に基づいて説明する。
図２は固定枠１６、反射ミラー部１３及び各梁部１４Ａ、１４Ｂの作製を示す説明図である。図３は下部電極の作製を示す説明図である。図４は圧電素子の作製を示す説明図である。図５は上部電極の作製を示す説明図である。図６は図５のＸ１−Ｘ１矢視断面を示す模式図である。図７は図５のＸ２−Ｘ２矢視断面を示す模式図である。 [Actuator manufacturing method]
Next, a method for manufacturing the main body 2 of the actuator 1 will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is an explanatory view showing the production of the fixed frame 16, the reflection mirror portion 13, and the beam portions 14A and 14B. FIG. 3 is an explanatory view showing the production of the lower electrode. FIG. 4 is an explanatory view showing the fabrication of the piezoelectric element. FIG. 5 is an explanatory view showing the fabrication of the upper electrode. FIG. 6 is a schematic diagram showing a cross section taken along arrow X1-X1 in FIG. FIG. 7 is a schematic diagram showing a cross section taken along arrow X2-X2 in FIG.

先ず、図２に示すように、厚さ約３０μｍ〜２００μｍの薄長四角形のシリコンからなる基材４上において、貫通孔１１の部分を除いた部分にレジスト膜を形成し、マスキングを行う。続いて、マスキング後にエッチング処理を行い、貫通孔１１を形成した後、レジスト膜を切除する。これにより、固定枠１６、反射ミラー部１３及び各梁部１４Ａ、１４Ｂを構成する各ミラー側板ばね部１８Ａ、１８Ｂ、各枠側板ばね部１９Ａ〜１９Ｄ、各接続部２０Ａ、２０Ｂが形成される。   First, as shown in FIG. 2, a resist film is formed on a portion of the base 4 made of thin rectangular silicon having a thickness of about 30 μm to 200 μm, excluding the portion of the through holes 11, and masking is performed. Subsequently, after the masking, an etching process is performed to form the through hole 11, and then the resist film is removed. Thereby, each mirror side leaf | plate spring part 18A, 18B, each frame side leaf | plate spring part 19A-19D, and each connection part 20A, 20B which comprise the fixed frame 16, the reflective mirror part 13, and each beam part 14A, 14B are formed.

次に、図３に示すように、固定枠１６と各枠側板ばね部１９Ａ〜１９Ｄとの上側の各下部電極層５Ａ〜５Ｄを形成する部分を除いた部分にレジスト膜を形成してマスキングを行う。続いて、マスキング後に、チタン（Ｔｉ）を０．０５μｍ積層する。次に、白金（Ｐｔ）や金（Ａｕ）等を０．２μｍ〜０．６μｍ積層して各下部電極層５Ａ〜５Ｄを形成する。その後、レジスト膜を除去する。これにより、図３、図６及び図７に示すように、各下部電極層５Ａ〜５Ｄが各枠側板ばね部１９Ａ〜１９Ｄから固定枠１６に渡って、それぞれ分離された状態で形成される。   Next, as shown in FIG. 3, masking is performed by forming a resist film on a portion excluding the portion for forming the lower electrode layers 5A to 5D on the upper side of the fixed frame 16 and the frame side leaf spring portions 19A to 19D. Do. Subsequently, after masking, 0.05 μm of titanium (Ti) is laminated. Next, platinum (Pt), gold (Au), or the like is laminated by 0.2 μm to 0.6 μm to form the lower electrode layers 5A to 5D. Thereafter, the resist film is removed. As a result, as shown in FIGS. 3, 6, and 7, the lower electrode layers 5 </ b> A to 5 </ b> D are formed in a state of being separated from the frame-side plate spring portions 19 </ b> A to 19 </ b> D across the fixed frame 16.

尚、一対の下部電極層５Ａ、５Ｂと一対の下部電極層５Ｃ、５Ｄは、それぞれ連続した状態で形成後、分割するようにしても良い。具体的には、下部電極層５Ａ、５Ｂと下部電極層５Ｃ、５Ｄとを、それぞれ連続した状態で形成後、揺動軸１７に沿って、それぞれ所定幅の分離孔を各下部電極の揺動軸１７方向全幅に渡って形成するようにレジスト膜を形成してマスキングする。その後、エッチングして、一対の下部電極層５Ａ、５Ｂと一対の下部電極層５Ｃ、５Ｄに分割した後、レジスト膜を除去する。また、各下部電極層５Ａ〜５Ｄをシャドウマスク法でなく、エッチング法によって形成してもよい。   Note that the pair of lower electrode layers 5A and 5B and the pair of lower electrode layers 5C and 5D may be divided after being formed in a continuous state. Specifically, after the lower electrode layers 5A and 5B and the lower electrode layers 5C and 5D are formed in a continuous state, a separation hole having a predetermined width is formed along the swing shaft 17 to swing each lower electrode. A resist film is formed and masked so as to be formed over the entire width in the direction of the axis 17. Then, after etching and dividing into a pair of lower electrode layers 5A and 5B and a pair of lower electrode layers 5C and 5D, the resist film is removed. Moreover, you may form each lower electrode layer 5A-5D by the etching method instead of the shadow mask method.

続いて、図４に示すように、各圧電素子層６Ａ、６Ｂを形成する部分を除いた部分にレジスト膜を形成してマスキングする。その後、ＰＺＴ等の圧電素子を１μｍ〜３μｍ積層して各下部電極層５Ａ、５Ｂと各下部電極層５Ｃ、５Ｄとの上側に各圧電素子層６Ａ、６Ｂを形成する。その後、レジスト膜を除去する。また、レジスト膜によるマスキング法だけでなく、シャドウマスク法によって形成してもよい。   Subsequently, as shown in FIG. 4, a resist film is formed and masked on a portion excluding the portion where the piezoelectric element layers 6A and 6B are formed. Thereafter, piezoelectric elements such as PZT are laminated by 1 μm to 3 μm to form the piezoelectric element layers 6A and 6B on the upper sides of the lower electrode layers 5A and 5B and the lower electrode layers 5C and 5D. Thereafter, the resist film is removed. Further, not only a masking method using a resist film but also a shadow mask method may be used.

これにより、図４、図６及び図７に示すように、圧電素子層６Ａが固定枠１６上から各枠側板ばね部１９Ａ、１９Ｂ上に延出されて形成され、各一対の下部電極層５Ａ、５Ｂ間の分離部分を覆うように形成される。また、圧電素子層６Ｂが固定枠１６上から各枠側板ばね部１９Ｃ、１９Ｄ上に延出されて形成され、各一対の下部電極層５Ｃ、５Ｄ間の分離部分を覆うように形成される。   As a result, as shown in FIGS. 4, 6 and 7, the piezoelectric element layer 6A is formed to extend from the fixed frame 16 onto the frame side leaf spring portions 19A and 19B, and each pair of lower electrode layers 5A. 5B is formed so as to cover the separation portion. Further, the piezoelectric element layer 6B is formed to extend from the fixed frame 16 onto the frame side leaf spring portions 19C and 19D, and is formed so as to cover the separation portion between the pair of lower electrode layers 5C and 5D.

その後、図５に示すように、各圧電素子層６Ａ、６Ｂの上側に、各枠側板ばね部１９Ａ〜１９Ｄから固定枠１６に渡って各上部電極層７Ａ〜７Ｄを形成するように、各上部電極層７Ａ〜７Ｄを形成する表面部分を除いた部分にレジスト膜を形成してマスキングする。続いて、マスキング後に、チタン（Ｔｉ）を０．０５μｍ積層する。次に、白金（Ｐｔ）や金（Ａｕ）等を０．２μｍ〜０．６μｍ積層して各上部電極層７Ａ〜７Ｄを形成する。その後、レジスト膜を除去する。これにより、図５乃至図７に示すように、各上部電極層７Ａ〜７Ｄが各枠側板ばね部１９Ａ〜１９Ｄから固定枠１６に渡って、それぞれ分離された状態で形成される。   Thereafter, as shown in FIG. 5, the upper electrode layers 7A to 7D are formed on the upper sides of the piezoelectric element layers 6A and 6B so as to form the upper electrode layers 7A to 7D from the frame side leaf springs 19A to 19D to the fixed frame 16, respectively. A resist film is formed on the portion excluding the surface portion on which the electrode layers 7A to 7D are formed and masked. Subsequently, after masking, 0.05 μm of titanium (Ti) is laminated. Next, platinum (Pt), gold (Au), or the like is laminated by 0.2 μm to 0.6 μm to form the upper electrode layers 7A to 7D. Thereafter, the resist film is removed. As a result, as shown in FIGS. 5 to 7, the upper electrode layers 7 </ b> A to 7 </ b> D are formed in a state of being separated from the frame-side plate spring portions 19 </ b> A to 19 </ b> D across the fixed frame 16.

続いて、基材４の縁部において下部電極層５Ａ〜５Ｄと上部電極層７Ａ〜７Ｄとが短絡する部分をレーザ加工により切除する。以下には、図８、図９を用いてそのレーザ加工処理についてより詳細に説明する。図８、図９は図５のＸ３−Ｘ３矢視断面であって、レーザ加工処理前とレーザ加工処理後を示す模式図である。   Subsequently, a portion where the lower electrode layers 5A to 5D and the upper electrode layers 7A to 7D are short-circuited at the edge of the base material 4 is excised by laser processing. Hereinafter, the laser processing will be described in more detail with reference to FIGS. 8 and 9 are cross-sectional views taken along arrow X3-X3 in FIG. 5, and are schematic views showing the laser processing before and after the laser processing.

既に図１３を用いて説明したように、梁部１４Ａ、１４Ｂの基材４上に下部電極層５Ａ〜５Ｄ、圧電素子層６Ａ、６Ｂ、上部電極層７Ａ〜７Ｄが順に積層された際には、各層が基材４の端部に回り込む虞がある。その結果、圧電素子層６Ａ、６Ｂを挟んで配置される上部電極層７Ａ〜７Ｄと下部電極層５Ａ〜５Ｄとが短絡することがある。そこで、本実施例では短絡が発生する虞のある部分をレーザ加工により切除することにより、下部電極層５Ａ〜５Ｄと上部電極層７Ａ〜７Ｄとを分離し、短絡を確実に回避する。尚、以下には梁部１４Ａ、１４Ｂの内、特に梁部１４Ａの枠側板ばね部１９Ａにおけるレーザ加工処理を説明する。   As already described with reference to FIG. 13, when the lower electrode layers 5A to 5D, the piezoelectric element layers 6A and 6B, and the upper electrode layers 7A to 7D are sequentially laminated on the base member 4 of the beam portions 14A and 14B, Each layer may wrap around the end of the substrate 4. As a result, the upper electrode layers 7A to 7D and the lower electrode layers 5A to 5D arranged across the piezoelectric element layers 6A and 6B may be short-circuited. Therefore, in this embodiment, a portion where there is a possibility that a short circuit may occur is excised by laser processing to separate the lower electrode layers 5A to 5D and the upper electrode layers 7A to 7D, thereby reliably avoiding the short circuit. In the following, laser processing in the beam portions 14A and 14B, particularly the frame side leaf spring portion 19A of the beam portion 14A will be described.

図８に示すように、基材４の縁部においてレーザ光を用いて、同一の切断面Ａに沿って基材４、下部電極層５Ａ、圧電素子層６Ａ、上部電極層７Ａを切断する。尚、切断する幅は、基材縁部から切断面までの距離が下部電極層５Ａと圧電素子層６Ａとの合計厚さに相当する３μｍ以下とすることが望ましい。そして、レーザ光による切断を行うことにより、切断面Ａより外側にある各層の一部が切除される。その結果、図９に示すように短絡していた上部電極層７Ａと下部電極層５Ａの部分についても切除され、上部電極層７Ａと下部電極層５Ａとが分離し、短絡を確実に回避することが可能となる。そして、このレーザ加工処理は枠側板ばね部１９Ａに加えて他の枠側板ばね部１９Ｂ〜１９Ｄにおいても行う。それによって、下部電極層５Ａ〜５Ｄと上部電極層７Ａ〜７Ｄの短絡についても回避することが可能となる。   As shown in FIG. 8, the base material 4, the lower electrode layer 5 </ b> A, the piezoelectric element layer 6 </ b> A, and the upper electrode layer 7 </ b> A are cut along the same cut surface A using laser light at the edge of the base material 4. The width to be cut is preferably 3 μm or less corresponding to the total thickness of the lower electrode layer 5A and the piezoelectric element layer 6A from the edge of the substrate to the cut surface. And by cutting with a laser beam, a part of each layer outside the cut surface A is cut off. As a result, as shown in FIG. 9, the upper electrode layer 7A and the lower electrode layer 5A that have been short-circuited are also cut away, and the upper electrode layer 7A and the lower electrode layer 5A are separated, thereby reliably avoiding a short circuit. Is possible. And this laser processing is performed also in other frame side leaf | plate spring parts 19B-19D in addition to 19 A of frame side leaf | plate spring parts. Thereby, it is possible to avoid a short circuit between the lower electrode layers 5A to 5D and the upper electrode layers 7A to 7D.

尚、上記実施例ではレーザ光により切断面Ａに沿って基材４、下部電極層５Ａ〜５Ｄ、圧電素子層６Ａ、６Ｂ及び上部電極層７Ａ〜７Ｄの一部を切除することとしているが、露光によるパターニング処理及びエッチング処理を行うことにより切断面Ａに沿って各層の一部を除去することとしても良い。   In the above embodiment, the base material 4, the lower electrode layers 5A to 5D, the piezoelectric element layers 6A and 6B, and the upper electrode layers 7A to 7D are partially cut off along the cut surface A by the laser beam. A part of each layer may be removed along the cut surface A by performing a patterning process and an etching process by exposure.

また、上述したアクチュエータ１の製造方法においては、下部電極材料、圧電素子材料、上部電極材料を順に堆積させて、下部電極層５Ａ〜５Ｄ、圧電素子層６Ａ、６Ｂ、上部電極層７Ａ〜７Ｄを順に積層し、各下部電極、各圧電素子、各上部電極を順に形成する物理気相成長法（ＰＶＤ：Physical Vapor Deposition）を採用した。物理気相成長法には、例えば、真空中に不活性ガスを導入しながら基板とターゲット間に直流電圧あるいは交流電圧を印加し、イオン化した不活性ガスをターゲットに衝突させて、はじき飛ばされたターゲット物質を基板に成膜させるスパッタリングあるいはナノサイズの微粒子を吹付けることによって成膜を行うＡＤ法もある。但し、これに限らず、化学気相成長法（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）によって、下部電極層、圧電素子層、上部電極層のうち、少なくとも一つの層を形成してもよい。   Moreover, in the manufacturing method of the actuator 1 mentioned above, lower electrode material, piezoelectric element material, and upper electrode material are deposited in order, and lower electrode layers 5A-5D, piezoelectric element layers 6A, 6B, and upper electrode layers 7A-7D are formed. A physical vapor deposition method (PVD: Physical Vapor Deposition) in which the lower electrodes, the piezoelectric elements, and the upper electrodes are formed in order is employed. In the physical vapor deposition method, for example, an inert gas is introduced into a vacuum while a DC voltage or an AC voltage is applied between the substrate and the target, and the ionized inert gas is collided with the target to be blown off. There is also an AD method in which film formation is performed by sputtering a material to form a film on a substrate or spraying nano-sized fine particles. However, the present invention is not limited to this, and at least one of the lower electrode layer, the piezoelectric element layer, and the upper electrode layer may be formed by chemical vapor deposition (CVD).

［従来と本願発明との比較結果］
図１０は上記した本実施例に係るアクチュエータ１の製造方法により製造したアクチュエータと、図１４に示した従来のアクチュエータとの比較結果を示した図である。
尚、比較対象にはそれぞれ梁部１４Ａ、１４Ｂの幅が１００μｍの基材に各電極層及び圧電素子層を積層したものを用いることとする。また、下部電極材料、圧電素子材料、上部電極材料は同じ材料を用いる。そして、従来のアクチュエータとしては、特に上部電極層１０４を基材１０１の縁部からそれぞれ２０μｍずつ狭くした領域に積層したアクチュエータを用いる。一方、本実施例としては、基材４の縁部からそれぞれ３μｍの地点を切断面Ａとして各層及び基材を切除したアクチュエータを用いる。 [Comparison results between the conventional invention and the present invention]
FIG. 10 is a diagram showing a comparison result between the actuator manufactured by the manufacturing method of the actuator 1 according to the above-described embodiment and the conventional actuator shown in FIG.
For comparison, a beam member 14A, 14B having a width of 100 μm and a substrate in which each electrode layer and piezoelectric element layer are laminated is used. The same material is used for the lower electrode material, the piezoelectric element material, and the upper electrode material. As the conventional actuator, an actuator in which the upper electrode layer 104 is laminated in a region that is narrowed by 20 μm from the edge of the base material 101 is used. On the other hand, in this embodiment, an actuator is used in which each layer and the base material are cut off at a point of 3 μm from the edge of the base material 4 as a cutting plane A.

そして、各アクチュエータにおいて同一の駆動電圧を印加し、実動するアクチュエータの領域幅を測定すると、従来のアクチュエータでは実動するアクチュエータの領域幅は基材の幅に対して６０％となる。一方、本実施例に係るアクチュエータでは実動するアクチュエータの領域幅は基材の幅に対して９４％となる。従って、本実施例に係るアクチュエータは従来のアクチュエータと比較して約１．５倍の駆動力の向上が可能となる。   When the same drive voltage is applied to each actuator and the area width of the actually operating actuator is measured, the area width of the actually operating actuator is 60% of the width of the substrate in the conventional actuator. On the other hand, in the actuator according to the present embodiment, the area width of the actually operating actuator is 94% with respect to the width of the base material. Therefore, the actuator according to the present embodiment can improve the driving force by about 1.5 times compared to the conventional actuator.

以上説明した通り、本実施例に係るアクチュエータ１では、基材４上の所定領域に下部電極層５Ａ〜５Ｄ、圧電素子層６Ａ、６Ｂ及び上部電極層７Ａ〜７Ｄを順に積層し、その後、特に梁部１４Ａ、１４Ｂの縁部において、切断面Ａに沿って基材４、下部電極層５Ａ〜５Ｄ、圧電素子層６Ａ、６Ｂ及び上部電極層７Ａ〜７Ｄの一部を切除することにより、上部電極層と下部電極層との短絡を回避する。その結果、図１４に示す上部電極層を積層する領域幅を狭くする従来の回避策と比較して、実動するアクチュエータの領域幅の減少を防止することができる。従って、上部電極層と下部電極層との短絡を回避しつつ、アクチュエータの駆動力の低下を防止することができる。
また、基材４の縁部において基材４と下部電極層５Ａ〜５Ｄと圧電素子層６Ａ、６Ｂと上部電極層の一部を同一切断面で切除することにより下部電極層５Ａ〜５Ｄと上部電極層７Ａ〜７Ｄとを分離するので、容易な加工処理を用いて短絡を回避しつつ、実動するアクチュエータの領域幅を最大限に確保することが可能となる。
更に、レーザ光によるレーザ加工処理や露光によるパターニング処理及びエッチング処理により各層の一部を除去するので、対象物に余分な加工応力を与えずに加工でき、対象物の変形やクラックによる破損を抑え、品質を安定させることができる。 As described above, in the actuator 1 according to the present embodiment, the lower electrode layers 5A to 5D, the piezoelectric element layers 6A and 6B, and the upper electrode layers 7A to 7D are sequentially stacked in a predetermined region on the base material 4, and then, in particular, At the edges of the beam portions 14A and 14B, the base material 4, the lower electrode layers 5A to 5D, the piezoelectric element layers 6A and 6B, and the upper electrode layers 7A to 7D are partially cut along the cut surface A to Avoid a short circuit between the electrode layer and the lower electrode layer. As a result, it is possible to prevent a reduction in the region width of the actuator that is actually operated, as compared with the conventional workaround for narrowing the region width in which the upper electrode layer shown in FIG. Accordingly, it is possible to prevent a decrease in the driving force of the actuator while avoiding a short circuit between the upper electrode layer and the lower electrode layer.
Further, the base electrode 4, the lower electrode layers 5 </ b> A to 5 </ b> D, the piezoelectric element layers 6 </ b> A and 6 </ b> B, and a part of the upper electrode layer are cut off at the same cut surface at the edge of the base material 4. Since the electrode layers 7 </ b> A to 7 </ b> D are separated from each other, it is possible to secure the maximum area width of the actuator to be operated while avoiding a short circuit by using an easy processing process.
Furthermore, part of each layer is removed by laser processing using laser light, patterning processing by etching, and etching processing, so that processing can be performed without applying excessive processing stress to the target, and deformation due to deformation or cracking of the target is suppressed. , Can stabilize the quality.

尚、本発明は前記実施例に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。例えば、以下のようにしてもよい。   In addition, this invention is not limited to the said Example, Of course, various improvement and deformation | transformation are possible within the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, the following may be used.

［他の実施例］
次に、他の実施例に係るアクチュエータ及びアクチュエータの製造方法について図１１及び図１２に基づいて説明する。図１１は、他の実施例に係るアクチュエータの内、特に枠側板ばね部１９Ａ付近を拡大して示した図である。図１２は図１１のＹ１−Ｙ１矢視断面を示す模式図である。尚、図１１及び図１２において、上記実施例に係るアクチュエータ１と同一符号は、上記実施例に係るアクチュエータ１と同一あるいは相当部分を示すものである。 [Other embodiments]
Next, an actuator according to another embodiment and a method for manufacturing the actuator will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is an enlarged view of an actuator according to another embodiment, in particular, the vicinity of the frame side leaf spring portion 19A. 12 is a schematic diagram showing a cross section taken along the line Y1-Y1 of FIG. 11 and 12, the same reference numerals as those of the actuator 1 according to the above-described embodiment indicate the same or corresponding parts as those of the actuator 1 according to the above-described embodiment.

以下に、他の実施例に係るアクチュエータの製造方法について説明すると、先ず、上記実施例と同様にして基材４に対して下部電極層５Ａ〜５Ｄ、圧電素子層６Ａ、６Ｂ及び上部電極層７Ａ〜７Ｄを積層する。その後に、図１１及び図１２に示すように、基材４の縁部において上部電極層７Ａの一部を基材４の縁部に沿ってレーザ加工により除去する。それによって、基材４に積層された上部電極層７Ａにおいて、基材４の縁部に沿って線状の溝部３０が形成され、上部電極層７Ａは溝部３０を境界として分断される。その結果、下部電極層５Ａ〜５Ｄと上部電極層７Ａ〜７Ｄが分離し、短絡を確実に回避することが可能となる。
尚、図１１及び図１２では、梁部１４Ａ、１４Ｂの内、特に梁部１４Ａの枠側板ばね部１９Ａのみが示されているが、このレーザ加工処理は枠側板ばね部１９Ａに加えて他の枠側板ばね部１９Ｂ〜１９Ｄにおいても行う。それによって、下部電極層５Ａ〜５Ｄと上部電極層７Ａ〜７Ｄの短絡についても回避することが可能となる。 Hereinafter, a method for manufacturing an actuator according to another embodiment will be described. First, the lower electrode layers 5A to 5D, the piezoelectric element layers 6A and 6B, and the upper electrode layer 7A are formed on the substrate 4 in the same manner as in the above embodiment. Laminate ~ 7D. Thereafter, as shown in FIGS. 11 and 12, a part of the upper electrode layer 7 </ b> A is removed along the edge of the substrate 4 by laser processing at the edge of the substrate 4. Thereby, in the upper electrode layer 7A laminated on the base material 4, a linear groove portion 30 is formed along the edge portion of the base material 4, and the upper electrode layer 7A is divided with the groove portion 30 as a boundary. As a result, the lower electrode layers 5A to 5D and the upper electrode layers 7A to 7D are separated, and a short circuit can be reliably avoided.
11 and 12, only the frame side leaf spring portion 19A of the beam portion 14A, in particular, the beam portion 14A is shown, but this laser processing is performed in addition to the frame side leaf spring portion 19A. This is also performed in the frame side leaf spring portions 19B to 19D. Thereby, it is possible to avoid a short circuit between the lower electrode layers 5A to 5D and the upper electrode layers 7A to 7D.

尚、上記他の実施例ではレーザ光により上部電極層７Ａ〜７Ｄの一部を除去することとしているが、露光によるパターニング処理及びエッチング処理を行うことにより上部電極層７Ａ〜７Ｄの一部を除去することとしても良い。また、上部電極層７Ａ〜７Ｄのみでなく、その下層に位置する圧電素子層６Ａ、６Ｂや下部電極層５Ａ〜５Ｄについても同時に除去しても良い。
そして、上記他の実施例では、図１４に示す上部電極層を積層する領域幅を狭くする従来の回避策と比較して、実動するアクチュエータの領域幅の減少を防止することができる。従って、最小限の加工処理によって上部電極層と下部電極層との短絡を回避しつつ、アクチュエータの駆動力の低下を防止することができる。 In the other embodiments described above, a part of the upper electrode layers 7A to 7D is removed by laser light. However, a part of the upper electrode layers 7A to 7D is removed by performing a patterning process and an etching process by exposure. It is also good to do. Further, not only the upper electrode layers 7A to 7D but also the piezoelectric element layers 6A and 6B and the lower electrode layers 5A to 5D located thereunder may be removed at the same time.
And in the said other Example, compared with the conventional workaround which narrows the area | region width which laminates | stacks the upper electrode layer shown in FIG. 14, the reduction | decrease of the area | region width of the actuator which act | operates can be prevented. Accordingly, it is possible to prevent a decrease in the driving force of the actuator while avoiding a short circuit between the upper electrode layer and the lower electrode layer with a minimum processing.

本実施例に係るアクチュエータの概略構成を模式的に示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows typically the schematic structure of the actuator which concerns on a present Example. 固定枠、反射ミラー部及び各はり部の作製を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows preparation of a fixed frame, a reflective mirror part, and each beam part. 各下部電極の作製を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows preparation of each lower electrode. 各圧電素子の作製を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows preparation of each piezoelectric element. 各上部電極の作製を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows preparation of each upper electrode. 図５のＸ１−Ｘ１矢視断面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the X1-X1 arrow cross section of FIG. 図５のＸ２−Ｘ２矢視断面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the X2-X2 arrow cross section of FIG. レーザ加工処理前における図５のＸ３−Ｘ３矢視断面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the X3-X3 arrow cross section of FIG. 5 before laser processing. レーザ加工処理後における図５のＸ３−Ｘ３矢視断面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the X3-X3 arrow cross section of FIG. 5 after a laser processing. 本実施例に係るアクチュエータと従来のアクチュエータとの比較結果を示した図である。It is the figure which showed the comparison result of the actuator which concerns on a present Example, and the conventional actuator. 他の実施例に係るアクチュエータの内、特に枠側板ばね部１９Ａ付近を拡大して示した図である。It is the figure which expanded and showed especially frame side leaf | plate spring part 19A vicinity among the actuators which concern on another Example. 図１１のＹ１−Ｙ１矢視断面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the Y1-Y1 arrow cross section of FIG. 従来のアクチュエータの製造工程を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the manufacturing process of the conventional actuator. 従来のアクチュエータの製造工程における短絡の回避策を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the avoidance measure of the short circuit in the manufacturing process of the conventional actuator.

符号の説明Explanation of symbols

１ アクチュエータ
４ 基材
５Ａ〜５Ｄ 下部電極層
６Ａ、６Ｂ 圧電素子層
７Ａ〜７Ｄ 上部電極層
１３ 反射ミラー部
１４Ａ、１４Ｂ 梁部
３０ 溝部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Actuator 4 Base material 5A-5D Lower electrode layer 6A, 6B Piezoelectric element layer 7A-7D Upper electrode layer 13 Reflection mirror part 14A, 14B Beam part 30 Groove part

Claims (10)

エッチング処理された基材上に積層された下部電極層から形成される下部電極と、
前記下部電極層上に積層された圧電素子層から形成される圧電素子と、
前記第圧電素子層上に積層された上部電極層から形成される上部電極と、を有し、
前記基材の縁部において短絡する前記下部電極層と前記上部電極層とが分離されていることを特徴とするアクチュエータ。 A lower electrode formed from a lower electrode layer laminated on an etched substrate;
A piezoelectric element formed from a piezoelectric element layer laminated on the lower electrode layer;
An upper electrode formed from an upper electrode layer laminated on the first piezoelectric element layer,
The actuator according to claim 1, wherein the lower electrode layer and the upper electrode layer that are short-circuited at an edge of the base material are separated. 前記基材の縁部において前記基材と前記下部電極層と前記圧電素子層と前記上部電極層の各一部が同一切断面で切除されていることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。   2. The actuator according to claim 1, wherein a part of each of the base material, the lower electrode layer, the piezoelectric element layer, and the upper electrode layer is cut off at the same cut surface at an edge of the base material. . 前記上部電極層は基材の縁部に沿って形成された溝部を境界に分断されていることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。   The actuator according to claim 1, wherein the upper electrode layer is divided with a groove formed along an edge of the base material as a boundary. エッチング処理を施すことにより基材を所定形状に形成するステップと、
エッチング処理された前記基材上に下部電極層を積層することにより下部電極を形成するステップと、
前記下部電極層上に圧電素子層を積層することにより圧電素子を形成するステップと、
前記圧電素子層上に上部電極層を積層することにより上部電極を形成するステップと、
前記基材の縁部において短絡する前記下部電極層と前記上部電極層を分離するステップと、を有することを特徴とするアクチュエータの製造方法。 Forming a substrate into a predetermined shape by performing an etching process;
Forming a lower electrode by laminating a lower electrode layer on the etched substrate; and
Forming a piezoelectric element by laminating a piezoelectric element layer on the lower electrode layer;
Forming an upper electrode by laminating an upper electrode layer on the piezoelectric element layer;
Separating the lower electrode layer and the upper electrode layer, which are short-circuited at the edge of the base material, and a method for manufacturing an actuator. 前記基材の縁部において前記基材と前記下部電極層と前記圧電素子層と前記上部電極層の各一部を同一切断面で切除することにより前記下部電極層と前記上部電極層を分離することを特徴とする請求項４に記載のアクチュエータの製造方法。   The lower electrode layer and the upper electrode layer are separated by cutting off portions of the substrate, the lower electrode layer, the piezoelectric element layer, and the upper electrode layer at the same cut surface at the edge of the substrate. The method of manufacturing an actuator according to claim 4. 前記基材の縁部に沿って前記上部電極層の一部を除去することにより上部電極層を分断し、前記下部電極層と前記上部電極層を分離することを特徴とする請求項４に記載のアクチュエータの製造方法。   5. The upper electrode layer is divided by removing a part of the upper electrode layer along an edge of the base material, and the lower electrode layer and the upper electrode layer are separated from each other. Manufacturing method of the actuator. レーザ光により前記基材と前記下部電極層と前記圧電素子層と前記上部電極層の各一部を同一切断面で切除することを特徴とする請求項５に記載のアクチュエータの製造方法。   6. The method of manufacturing an actuator according to claim 5, wherein a part of each of the base material, the lower electrode layer, the piezoelectric element layer, and the upper electrode layer is cut off with the same cut surface by laser light. レーザ光により前記上部電極層の一部を除去することを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータの製造方法。   The method for manufacturing an actuator according to claim 6, wherein a part of the upper electrode layer is removed by laser light. 露光によるパターニング処理及びエッチング処理により前記基材と前記下部電極層と前記圧電素子層と前記上部電極層の各一部を同一切断面で切除することを特徴とする請求項５に記載のアクチュエータの製造方法。   6. The actuator according to claim 5, wherein a part of each of the base material, the lower electrode layer, the piezoelectric element layer, and the upper electrode layer is cut off at the same cut surface by patterning processing and etching processing by exposure. Production method. 露光によるパターニング処理及びエッチング処理により前記上部電極層の一部を除去することを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータの製造方法。   The method for manufacturing an actuator according to claim 6, wherein a part of the upper electrode layer is removed by a patterning process by exposure and an etching process.
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