JP2010228029A - Mounting structure of mems device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学的な機能を有し駆動可能な駆動領域が設けられた駆動基板と、電極基板とを、例えば表面活性化接合といった固相拡散接合を用いて接合する際に、駆動基板と電極基板との間隔を所望に保持するMEMSデバイスの実装構造に関する。 The present invention relates to a driving substrate provided with a driving region having an optical function and a drivable driving region, and an electrode substrate using, for example, solid phase diffusion bonding such as surface activated bonding. The present invention relates to a mounting structure of a MEMS device that maintains a desired distance from an electrode substrate.
近年、光通信装置や顕微鏡などの光学製品に搭載されるチップもしくは基板に、例えばレンズやミラー等の光学的機能を付加することにより、使用する部品点数の削減や製品の小型化、もしくは高機能化を目論んだ開発が盛んに行われている。これらMicro Electro Mechanical Systems(以下、MEMS)デバイスが電子機器に実装(接合)される際に用いられる接合技術には、例えば表面活性化接合(Surface Activated Bonding、以下SAB)がある。 In recent years, by adding optical functions such as lenses and mirrors to chips or substrates mounted on optical products such as optical communication devices and microscopes, the number of parts used, product size reduction, or high functionality can be achieved. Development with the goal of making it happen is actively underway. As a bonding technique used when these Micro Electro Mechanical Systems (hereinafter, MEMS) devices are mounted (bonded) on an electronic device, for example, there is surface activated bonding (hereinafter, SAB).
SABは、例えば被着体の接合面に付着した表面酸化物や有機物といった接合阻害物をプラズマ洗浄によって除去し、接合面を活性化させた後に接合面同士を密着させることで、原子間力結合による固相拡散接合によって被着体を接合する。 SAB removes bonding obstructions such as surface oxides and organic substances adhering to the bonding surface of the adherend by plasma cleaning, and after activating the bonding surfaces, the bonding surfaces are brought into close contact with each other, thereby allowing atomic force bonding. The adherends are bonded by solid phase diffusion bonding.
例えば特許文献1には、SABを用いて被着体を接合する技術が開示されている。
特許文献1において、ウエハ208a,208bは、ビーム照射装置211a,211bによって不活性ガスイオンビームもしくは不活性ガス高速原子ビームを照射される。これによりウエハ208a,208bの接合面に付着している接合阻害物が除去される。接合阻害物とは、表面酸化膜や有機物や水分などである。
For example,
In
その後、ウエハ208a,208bは、内部圧力が略0.133Pa以上の真空度に保たれた真空チャンバ202内において互いに当接し、ウエハ208a,208bのSi原子間力結合により強固に接合する。
Thereafter, the
またウエハ208a,208bは荷重による押し付けや加熱処理を必要としないために、接合時の損傷が減少する。
In addition, since the
一般的に、例えばロウ材や接着剤のように液相の接合材を被着体の接合部に充填した後に硬化させる技術とは異なり、SABを可能にするためには、接合面同士が互いに原子間力結合可能な状態にまで接近(密着)する必要がある。接合面の接合面積が広いと、接合面同士の密着が難しくなるため、SABも困難になる。 In general, unlike a technique in which a liquid phase bonding material such as a brazing material or an adhesive is filled in a bonded portion of an adherend and then cured, in order to enable SAB, the bonding surfaces are mutually connected. It is necessary to approach (adhere) to a state where atomic force bonding is possible. When the bonding area of the bonding surfaces is large, the bonding between the bonding surfaces becomes difficult, so that SAB becomes difficult.
上述した特許文献1に開示される接合方法のように、ウエハ208a,208bの全面が接合する場合、結果的に意図しない接合できない領域(以下、非接合部)が発生してしまう可能性が高くなる。この非接合部は、ウエハ208aとウエハ208bとの間に存在する意図しない隙間であり、ウエハ208aとウエハ208bとの距離(間隔)を正確に所望の値となるように保持することが困難となる要因となる。
When the entire surfaces of the
そのため、静電駆動方式の場合、デバイスの駆動力に2乗で影響を与える駆動領域と、駆動領域を駆動するための駆動電圧を印加する電極との間の距離(以下、ギャップ)は所望の値となるように制御できない。よって所望の特性で駆動するデバイスに不具合が発生する可能性が生じる。 Therefore, in the case of the electrostatic drive method, a distance (hereinafter referred to as a gap) between a drive region that affects the drive force of the device in a square and an electrode to which a drive voltage for driving the drive region is applied is desired. It cannot be controlled to be a value. Therefore, there is a possibility that a failure occurs in a device driven with desired characteristics.
また隙間は、デバイスを駆動する際に発生する外力がウエハを変形させる要因になりえる。しかし、非接合部は、意図しない不規則な部位に発生すると考えられる。そのため例えば非接合部が駆動領域の近傍に発生した場合、駆動力が基板を変形させようとするモーメントが大きくなるため、デバイス駆動時の基板の変形量も大きくなってしまう。 Further, the gap can be a factor that causes an external force generated when the device is driven to deform the wafer. However, it is considered that the non-bonded portion occurs at an unintended irregular portion. For this reason, for example, when a non-bonded portion occurs in the vicinity of the drive region, the moment that the drive force tries to deform the substrate increases, so that the amount of deformation of the substrate during device driving also increases.
また非接合部の発生部位が駆動領域(ミラー)に近ければ近いほど、ギャップに対する影響は大きくなる。そのため不用意に意図しない非接合部が発生するMEMSデバイスの実装構造は、駆動時のMEMSデバイスの駆動特性に悪影響を与えてしまう。 In addition, the closer the non-bonded portion is generated to the drive region (mirror), the greater the influence on the gap. Therefore, the mounting structure of the MEMS device in which an unintentional non-joint portion is generated unintentionally adversely affects the driving characteristics of the MEMS device during driving.
本発明は、これらの事情に鑑みてなされたものであり、実装時に正確に所望の値のギャップを有し、駆動領域の駆動時に基板に駆動力が加わっても、ギャップの変動が少ないMEMSデバイスの実装構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these circumstances, and has a gap with a desired value accurately at the time of mounting, and even if a driving force is applied to the substrate at the time of driving the driving region, the MEMS device has a small gap variation. The purpose is to provide a mounting structure.
本発明は目的を達成するために、駆動領域と、前記駆動領域を保持するフレームとを有する駆動基板と、前記駆動領域を駆動させる駆動電圧を印加可能な電極パッドを前記駆動領域に対向するように有し、前記駆動基板が積層する電極基板と、前記駆動基板と前記電極基板との間に介在し、前記駆動領域と前記電極パッドとの間の距離を所望に保持するための高さを有する距離調整部と、前記駆動領域が駆動する際に、前記距離調整部が前記駆動領域に干渉しないように、前記駆動基板と前記電極基板との間に形成される干渉回避部と、を具備し、前記距離調整部は、前記駆動基板と前記電極基板との少なくとも一方にて複数に分散して配設されるバンプと、前記バンプにそれぞれ成膜され、前記駆動基板と前記電極基板との他方と接合する接合面を有し、前記距離調整部の表面の膜である接合膜と、を有し、全ての前記接合膜の前記接合面を合計した面積は、前記接合面が接合する前記駆動基板と前記電極基板との他方の投影面積よりも小さく、少なくとも1つの前記バンプは、前記駆動領域の外周縁の近傍に配設され且つ前記接合面が前記電極パッドに非干渉となるように、または前記電極パッドの外周縁の近傍に配設され且つ前記接合面が前記駆動領域に非干渉となるように配設されていることを特徴とするMEMSデバイスの実装構造を提供する。 In order to achieve the object, the present invention is configured so that a drive substrate having a drive region and a frame for holding the drive region, and an electrode pad to which a drive voltage for driving the drive region can be applied are opposed to the drive region. And an electrode substrate on which the driving substrate is stacked, and a height for interposing between the driving substrate and the electrode substrate, and for maintaining a desired distance between the driving region and the electrode pad. And a distance avoiding unit formed between the drive substrate and the electrode substrate so that the distance adjusting unit does not interfere with the drive region when the drive region is driven. The distance adjusting unit includes a plurality of bumps arranged in a dispersed manner on at least one of the drive substrate and the electrode substrate, and a film formed on each of the bumps, and the distance between the drive substrate and the electrode substrate. Join with the other And a bonding film that is a film on the surface of the distance adjusting unit, and the total area of the bonding surfaces of all the bonding films is the driving substrate to which the bonding surfaces are bonded and the bonding substrate The at least one bump is smaller than the other projected area with the electrode substrate, the bump is disposed in the vicinity of the outer peripheral edge of the drive region, and the bonding surface is non-interfering with the electrode pad, or the electrode Provided is a mounting structure for a MEMS device, which is disposed in the vicinity of an outer peripheral edge of a pad and is disposed so that the bonding surface does not interfere with the driving region.
本発明によれば、実装時に正確に所望の値のギャップを有し、駆動領域の駆動時に基板に駆動力が加わっても、ギャップの変動が少ないMEMSデバイスの実装構造を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a mounting structure for a MEMS device that has a gap of a desired value accurately at the time of mounting and has little fluctuation in the gap even when a driving force is applied to the substrate during driving of the driving region.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図1乃至図4と図5A乃至図5Eとを参照して第1の実施形態について説明する。なおなお図5Bと図5Eとでは距離調整部60の図示を簡略化し、距離調整部60の詳細については例えば図3と図5Aと図5Cと図5Dとに示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4 and FIGS. 5A to 5E. 5B and 5E simplify the illustration of the
図1と図2とに示すようMEMSデバイスの実装構造1は、駆動基板20と、駆動基板20が積層する電極基板30と、駆動基板20と電極基板30との間に介在し、駆動基板20の後述する駆動領域21と電極基板30の後述する電極パッド31との間の距離を所望に保持するための高さを有する距離調整部60と、駆動領域21が駆動する際に、距離調整部60が駆動領域21に干渉しないように、駆動基板20と電極基板30との間に形成される干渉回避部70とを有している。このようなMEMSデバイスの実装構造1は、半導体装置における例えばMicro Electro Mechanical Systems(以下、MEMS)デバイスである。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the MEMS
駆動基板20と電極基板30とは、厚み方向に並べられ積層して、互いに接合する。駆動基板20と電極基板30とは、接合後において、駆動基板20と電極基板30との間(より詳細には、駆動領域21と電極パッド31との間)に、距離調整部60によって所望の距離(以下、ギャップ2)を形成可能に、互いに接合する。駆動基板20と電極基板30とにおいて、互いに向かい合う面である駆動基板20の裏面20aと電極基板30の表面30aとは、平面である。また裏面20aと表面30aとは、干渉回避部70に対向する。
The
駆動基板20は、略平面であり、例えば矩形形状を有している。この駆動基板20は、例えば光学的な機能を有するミラーである駆動領域21と、駆動領域21を保持するフレーム22と、電極基板30(干渉回避部70)に対向する裏面20aに成膜された接合膜23とを有している。
The
駆動領域21は、後述する静電引力によって駆動する(変形する、または偏向する)。フレーム22は、エッチング加工が施されていない例えばSi製の基板である。駆動領域21は、フレーム22の中央部が円形形状にエッチング加工を施されたフレーム22の薄膜部である。つまり駆動領域21は、フレーム22の一部であり、Si製である。駆動領域21は、駆動基板20の中央に配設されていることとなる。
The
接合膜23は、後述する接合面60dと接合する駆動基板側接合膜である。接合膜23は、例えば金である。なお裏面20aと駆動基板20の表面20bとは、フレーム22の裏面と表面とでもある。つまり接合膜23は、フレーム22の裏面に成膜された膜である。また接合膜23と裏面20aとの間において、接合膜23の下層には、接合膜23と裏面20aとの密着強度を高めることが可能な密着層としてのCr膜やTi膜が成膜されていてもよい。
The
電極基板30は、略平面であり、例えば矩形形状を有している。電極基板30は、駆動基板20と線膨張係数を揃えることが信頼性の観点から好適である。そのため電極基板30は、駆動基板20と同じ材料であるSiや、駆動基板20と比較的線膨張係数が近いホウ珪酸ガラス等が好適である。電極基板30は、駆動領域21を駆動させる駆動電圧を印加可能な電極パッド31を駆動領域21に対向するように有している。
The
電極パッド31は、駆動電圧を印加されることによって、静電引力を発生し、この静電引力によって駆動領域21を駆動させる(所望の形状に変形させる、または所望の角度に偏向させる)。電極パッド31は、駆動領域21に対向しているため、電極基板30の中央に配設されていることとなる。
The
距離調整部60は、本実施形態では電極パッド31の外周縁31aと電極基板30の外周縁30bとの間にて電極基板30に配設されている。距離調整部60は、電極パッド31に重ならないように、及び電極パッド31の平面方向の中心線を基準に線対称に配設されている。
In this embodiment, the
距離調整部60は、駆動基板20と電極基板30との間に介在するスペーサ部材である。駆動基板20と電極基板30とが実装した後、この距離調整部60は、上述したようにギャップ2を所望に保持するための高さを有している。距離調整部60の高さは、所望のギャップ2と同一である。つまり本実施形態では、距離調整部60(より詳細には後述するバンプ60c)の高さは、ギャップ2となる。
The
図3に示すように距離調整部60は、電極基板30に複数に分散して配設されているバンプ60cと、バンプ60cにそれぞれ成膜され、距離調整部60の表面の膜である接合膜60aとを有している。
As shown in FIG. 3, the
接合膜60aは、接合膜23と当接する接合面60dを有している。この接合面60dは、駆動基板20が距離調整部60と接合する面であり、接合膜60aの頂点を含む面である。図4に示すように全ての接合膜60aの接合面60dを合計した面積S1は、接合面60dが接合するフレーム22の投影面積S2よりも小さい。接合膜60aは、接合面60dにおいて、接合膜23と均等に当接し、接合膜23と固相拡散接合する。この固相拡散接合は、例えば表面活性化接合(Surface Activated Bonding、以下SAB)である。接合膜60aは、例えば金である。
The
また図3に示すようにバンプ60cは、電極基板30に形成されている。
このバンプ60cは、例えば予め所望の厚みに研磨加工された電極基板30の表面30aの一部を除去する加工によって作製される電極基板30における凸部である。このとき各バンプ60cの高さは、均一となる。電極基板30の一部を除去する加工は、ブラストとエッチングとレーザ加工とのいずれかである。
このように本実施形態において各バンプ60cは、電極基板30の表面30aの一部を除去する加工によって作製され、作製された電極基板30と一体であり、電極基板30と同一の部材によって形成され、それぞれが均一の高さを有するように電極基板30に形成される。
Further, as shown in FIG. 3, the
The
As described above, in the present embodiment, each
バンプ60cは、駆動基板20と、バンプ60cが形成されている電極基板30とを接合する。これにより、距離調整部60は駆動領域21と電極パッド31との距離をギャップ2に保持する。つまりバンプ60cは、ギャップ2を所望に保持するための高さを有している。
The
また少なくとも1つのバンプ60cは、電極パッド31の外周縁31aの近傍に配設され、且つ接合面60dが駆動領域21に非干渉となるように電極基板30に配設されている。
Further, at least one
バンプ60cは、駆動領域21の外周縁21aと駆動基板20の外周縁20cとの間に配設され、駆動領域21の中心点21bを基準として平面方向に回転対称、または所望の中心線を基準にして平面方向に線対称に配設されている。
The
接合膜60aとバンプ60cとの間において、接合膜60aの下層には、接合膜60aとバンプ60cとの密着強度を高めることが可能な密着層としてのCr膜やTi膜が成膜されていてもよい。
Between the
なお図5Aに示すようにバンプ60cは、例えば電極基板30と別体であってもよい。この場合、電極基板30には、スタッドバンプが形成され、レベリング加工が施される。これにより各バンプ60cは、電極基板30と別体であっても、それぞれが均一の高さを有し、ギャップ2を所望に保持する高さを有するように、電極基板30に形成される。
As shown in FIG. 5A, the
また距離調整部60は、電極基板30に配設されているが、これに限定する必要はない。距離調整部60は、駆動基板20と電極基板30との間に介在していれば、図5Bと図5Cとに示すように駆動基板20に配設されていてもよい。
Moreover, although the
この場合、バンプ60cは、フレーム22(詳細には裏面20a)に複数に分散して形成されている。また接合面60dは、電極基板30と接合する。
In this case, the
バンプ60cは、フレーム22の裏面20aの一部を除去する加工によって作製されるフレーム22における凸部である。つまりバンプ60cは、フレーム22と一体であり、フレーム22と同一の部材によって形成されている。フレーム22の一部を除去する加工は、ブラストとエッチングとレーザ加工とのいずれかである。
The
つまりこの場合、各バンプ60cは、駆動基板20の裏面20aの一部を除去する加工によって作製され、作製された駆動基板20と一体であり、駆動基板20と同一の部材によって形成され、それぞれが均一の高さを有するように駆動基板20に形成される。
That is, in this case, each
バンプ60cは、バンプ60cが形成されている駆動基板20と、電極基板30とを接合する。これにより、距離調整部60は駆動領域21と電極パッド31との距離をギャップ2に保持する。つまりバンプ60cは、ギャップ2を所望に保持するための高さを有している。
The
また少なくとも1つのバンプ60cは、駆動領域21の外周縁21aの近傍に配設され、且つ接合面60dが電極パッド31に非干渉となるように駆動基板20に配設されている。
Further, at least one
またバンプ60cは、外周縁31aと電極基板30の外周縁30bとの間に配設され、中心点21bを基準として平面方向に回転対称、または所望の中心線を基準にして平面方向に線対称に配設されている。
The
また全ての接合膜60aの接合面60dを合計した面積S1は、接合面60dが接合する電極基板30の投影面積よりも小さい。
The total area S1 of the bonding surfaces 60d of all the
この場合、表面30aには、接合膜23と同様に金であり、接合面60dと当接する電極基板側接合膜である接合膜32が成膜されている。
In this case, on the
また図5Dに示すようにバンプ60cは、例えばフレーム22と別体であってもよい。この場合、フレーム22には、スタッドバンプが形成され、レベリング加工が施される。これにより各バンプ60cは、フレーム22と別体であっても、それぞれが均一の高さを有し、ギャップ2を所望に保持する高さを有するように、駆動基板20に形成される。
Further, as shown in FIG. 5D, the
また距離調整部60は、図2と図5Aと図5Eとに示し、上記を組み合わせて、駆動基板20(フレーム22)と電極基板30との少なくとも一方に配設されていてもよい。この場合、バンプ60cは、例えば駆動基板20と電極基板30と(詳細には裏面20aと表面30aと)の少なくとも一方に複数に分散して配設されている。また接合膜60aは、駆動基板20と電極基板30との他方と接合する。
In addition, the
また本実施形態において、駆動基板20(詳細にはフレーム22)と電極基板30とは、例えばSi基板またはホウ珪酸ガラスである。バンプ60cは、電極基板30と駆動基板20と同一の部材によって形成されている。よってバンプ60cは、駆動基板20と電極基板30と同様に、例えばSi基板またはホウ珪酸ガラスである。
In the present embodiment, the drive substrate 20 (specifically, the frame 22) and the
干渉回避部70は、駆動基板20と電極基板30との間、より詳細には駆動領域21と電極パッド31との間に形成される。干渉回避部70は、駆動基板20と電極基板30との干渉を回避するための空間部である。
The
なお駆動基板20と電極基板30とには、互いの相対位置を認識可能とする図示しないアライメントマークが配設されている。アライメントマークは、図示しない位置決め装置によって駆動基板20と電極基板30との位置合せをする際の駆動基板20と電極基板30との相対位置を調整する指標となる。
The
次に図1乃至図4を参照して本実施形態の作用について説明する。
(Step1)
接合膜23と接合膜60aとは、例えばArプラズマによって洗浄される。これにより接合膜23と接合膜60aとに付着している図示しない接合阻害物がプラズマによって除去される。接合阻害物とは、例えば表面酸化物や有機物や水等である。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS.
(Step 1)
The
(Step2)
駆動基板20と電極基板30とは、図示しない実装装置によって所望な位置に位置決めされる。より詳細には、駆動基板20と電極基板30とは、アライメントマークによって中心点21bと電極パッド31の図示しない中心点とが同軸上に位置するように位置決めされる。
また駆動基板20と電極基板30とは、図示しない接合ヘッドによって加熱される。これにより駆動基板20を通じて接合膜23は加熱され、電極基板30を通じて距離調整部60も加熱される。なお距離調整部60が加熱されることで、接合膜60aとバンプ60cも加熱される。このとき接合膜23と接合膜60a(接合面60d)とにおいて、互いの接合面は固相拡散接合される。
(Step 2)
The
The
(Step3)
距離調整部60(バンプ60c)の高さは、ギャップ2と同一である。よって駆動基板20と電極基板30との接合後において、駆動基板20と電極基板30とは、駆動基板20と電極基板30との間に、ギャップ2を形成した状態で接合する。このときギャップ2は、均一となり、距離調整部60によって所望の値を維持し保持することとなる。したがって、駆動領域21の駆動力は、所望の値を維持する。
(Step 3)
The height of the distance adjusting unit 60 (
(Step4)
Step2において、実装時の接合応力(σ)=実装荷重(F)/全ての接合膜60aの接合面60dを合計した面積S1となる。
上述したように全ての接合膜60aの接合面60dを合計した面積S1は、フレーム22の投影面積S2よりも小さい。そのため、フレーム22の裏面20aの所望な箇所と接合することは、フレーム22の裏面20a全てと接合するよりも、大きな接合応力(σ)を得られる。
従って、接合膜23と接合膜60aとは、より密着し、原子間力によって接合しやすくなる。これにより所望する接合面である接合面60dはSABによって確実にフレーム22の裏面20aと確実に接合し、駆動基板20とバンプ60cとの間に意図しない隙間(非接合部)が発生することが防止される。
(Step 4)
In
As described above, the total area S1 of the bonding surfaces 60d of all the
Therefore, the
(Step5)
また上述したようにS1は、S2よりも小さい。そのため、接合膜60aがフレーム22の裏面20aの所望な箇所と接合することは、接合膜60aがフレーム22の裏面20a全てと接合することよりも、接合を阻害する異物(図示しない基板の欠けなどのゴミ)が接合膜23と接合膜60aとの間に挟まり、接合膜23と接合膜60aとの密着を妨げてしまう不具合が発生する確率を低減することとなる。
(Step 5)
As described above, S1 is smaller than S2. Therefore, the
よって駆動基板20とバンプ60cとの間に意図しない隙間(非接合部)が発生することが防止される。
Therefore, it is possible to prevent an unintended gap (non-joined portion) from being generated between the
なおこの点は、図5A乃至図5Eに示す状態でも同様である。 This also applies to the states shown in FIGS. 5A to 5E.
このように本実施形態では、駆動基板20とバンプ60cとの間と、電極基板30とバンプ60cとの間とに、意図しない隙間が発生することを防止することができる。この隙間は、駆動領域21が駆動する際に、ギャップ2の変動要因となるため、隙間の発生を防止することで、ギャップ2の変動を低減することができる。
Thus, in this embodiment, it is possible to prevent an unintended gap from being generated between the
これにより本実施形態では、実装時に正確に所望の値のギャップ2を有し、駆動領域21の駆動時に駆動基板20に駆動力が加わっても、ギャップ2の変動が少ないMEMSデバイスの実装構造1を提供することができる。
Accordingly, in the present embodiment, the MEMS
また本実施形態では、SABのような固相拡散接合において、接合可能な限られた接合可能面積を配設し、低荷重で実装しても非接合部(隙間)が駆動領域21近傍に発生しにくく、所望の接合部を確実に接合することができる。
In the present embodiment, in solid phase diffusion bonding such as SAB, a limited bondable area is provided, and a non-bonded portion (gap) is generated in the vicinity of the
また本実施形態では、距離調整部60(バンプ60c)はギャップ2を所望に保持するための高さを有している。そのため本実施形態では、駆動基板20と電極基板30とが接合する際に、ギャップ2を所望な値となるように均一に保持した状態で、接合の確実性を向上することができる。これにより本実施形態では、所望の駆動特性を発揮することができるMEMSデバイスの実装構造1を提供することができる。
In the present embodiment, the distance adjusting unit 60 (
また本実施形態では、駆動基板20と電極基板30とにおける所望の部位がSABを用いて距離調整部60によって確実に接合するため、接合膜23と距離調整部60との間と電極基板30と距離調整部60との間とに意図しない非接合部である隙間の発生を防止することができる。
Further, in the present embodiment, since a desired portion of the
また本実施形態では、例えば予め所望の厚みに研磨加工された電極基板30の表面30aの一部または駆動基板20の裏面の20a一部を除去する加工によってバンプ60cを電極基板30と一体または駆動基板20と一体に作製することができる。これにより本実施形態では、バンプ60cをそれぞれ電極基板30の一部または駆動基板20の一部に配設するよりも容易に作製することができ、均一な高さを有するバンプ60cを作製することができる。またこれにより本実施形態では、バンプ60cの高さのばらつきによる隙間の発生を防止することができる。
In this embodiment, for example, the
なお本実施形態では、接合膜23と接合膜60aとの接合方法は、固相拡散接合であればよく、例えばAu−Au熱圧着接合であってもよい。また接合膜23と接合膜60aとの接合方法は、SABに限定する必要はない。
In the present embodiment, the bonding method of the
また本実施形態では、S1をS2よりも小さくすることで、駆動基板20とバンプ60cとの間に意図しない隙間(非接合部)が発生することを防止することができ、ギャップ2の変動を低減することができる。また本実施形態では、S1をS2よりも小さくすることで、駆動基板20と電極基板30とを所望の部位にて確実に接合することができる。
Further, in the present embodiment, by making S1 smaller than S2, it is possible to prevent an unintended gap (non-joined part) from being generated between the
また本実施形態では、バンプ60cを駆動領域21の中心点21bを基準として平面方向に回転対称、または所望の中心線を基準にして平面方向に線対称に配設することで、駆動基板20と電極基板30とを強固に接合することができる。
In the present embodiment, the
また本実施形態では、バンプ60cを電極基板30と一体とし、電極基板30の表面30aの一部を除去する加工によって全てのバンプ60cを作製することで、バンプ60cを電極基板30にそれぞれ配設する加工の手間を省くことができる。なおこの点は、バンプ60cを駆動基板20と一体としても同様の効果が得られる。
In the present embodiment, the
またこれにより本実施形態では、距離調整部60の高さにばらつきが生じることを防止することができ、均一な高さを有するバンプ60cを作製することができる。これにより電極基板30と駆動基板20との間であればどこでもギャップ2を所望に保持することができる。また本実施形態では、駆動領域21と電極パッド31との距離を常にギャップ2とすることができるために、所望の光学特性を有するMEMSデバイスの実装構造1を提供することができる。
Further, in this embodiment, the height of the
次に図6と図7A乃至図7Cと図8Aと図8Bと図9A乃至図9Mとを参照して第2の実施形態について説明する。前述した第1の実施形態と同一部位については同符合を付し、その詳細な説明は省略する。なお図示の簡略化のため、例えば図7Aにて接合膜60aを省略するように、一部の図面では構成部材の一部を省略している。
Next, the second embodiment will be described with reference to FIGS. 6, 7A to 7C, 8A, 8B, and 9A to 9M. The same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. For simplification of illustration, for example, a part of the constituent members is omitted in some drawings so that the
本実施形態の距離調整部60は、図7A乃至図7Cに示すように、ギャップ2を所望に保持するための厚みを有するスペーサ部材61aと、裏面20aに対向するスペーサ部材61aの表面62bにスペーサ部材61aと一体となって形成されているバンプ61bと、表面30aに対向するスペーサ部材61aの裏面62cにスペーサ部材61aと一体となって形成されているバンプ61cと、バンプ61b,61cを覆う表面の膜である接合膜60aとを有している。
As shown in FIGS. 7A to 7C, the
本実施形態では、距離調整部60の高さ(スペーサ部材61aの厚みとバンプ61b,61cの高さとの和)は、ギャップ2となる。このようにスペーサ部材61aは、バンプ61b,61cと共にギャップ2を所望に保持するための厚みを有している。
In the present embodiment, the height of the distance adjusting unit 60 (the sum of the thickness of the
スペーサ部材61aは、略平面であり、例えば矩形形状を有している。スペーサ部材61aは、駆動基板20と同じ面積を有している。スペーサ部材61aは、例えばSi基板またはホウ珪酸ガラスである。
The
スペーサ部材61aには、駆動領域21と電極パッド31とに対向するように形成されている貫通孔である干渉回避部70が配設されている。干渉回避部70の形状は、電極パッド31と駆動領域21との形状と同一である。また干渉回避部70は、実装後に駆動(変形または偏向)する駆動領域21の形状を妨げない形状を有しており、スペーサ部材61aの厚み方向においてスペーサ部材61aを貫通している。
The
また駆動基板20とスペーサ部材61aと電極基板30とが積層する際、駆動領域21と干渉回避部70と電極パッド31とは、MEMSデバイスの実装構造1の厚み方向において、同一直線状に位置することとなる。
In addition, when the driving
バンプ61b,61cは、バンプ60cと略同様である。本実施形態のバンプ61b,61cは、駆動基板20と、バンプ61b,61cが配設されているスペーサ部材61aと、電極基板30とをSABによって接合させるために用いられる。
The
図7Bと図7Cとに示すように、バンプ61b,61cは、スペーサ部材61aに形成されている。より詳細には、バンプ61b,61cは、スペーサ部材61aの一部(より詳細には表面62bと裏面62cとの一部)を除去する加工によって作製されるスペーサ部材61aにおける凸部である。このとき各バンプ61b,61cの高さは、均一となる。スペーサ部材61aの一部を除去する加工は、ブラストとエッチングとレーザ加工とのいずれかである。
このように本実施形態において各バンプ61b,61cは、スペーサ部材61aの一部を除去する加工によって作製され、作製されたスペーサ部材61aと一体であり、スペーサ部材61aと同一の部材によって形成され、それぞれが均一の高さを有するようにスペーサ部材61aに形成される。
As shown in FIGS. 7B and 7C, the
Thus, in the present embodiment, each of the
バンプ61b,61cは、上述したようにスペーサ部材61aの一部を除去する加工によって作製されるスペーサ部材61aにおける凸部であり、スペーサ部材61aと一体であり、スペーサ部材61aと同一の部材によって形成されている。よってバンプ61b,61cは、スペーサ部材61aと同様に、例えばSi基板またはホウ珪酸ガラスである。
As described above, the
また少なくとも1つのバンプ61bは、外周縁21a(干渉回避部70の外周縁71a)の近傍に配設され、且つ接合面60dが駆動領域21に非干渉となるように表面62bに配設されている。
Further, at least one
また少なくとも1つのバンプ61cは、外周縁31a(干渉回避部70の外周縁71a)の近傍に配設され、且つ接合面60dが電極パッド31に非干渉となるように裏面62cに配設されている。
Further, at least one
バンプ61b,61cは、中心点21bを基準として平面方向に回転対称、または所望の中心線を基準にして平面方向に線対称に配設されている。
The
つまりバンプ61b,61cは、スペーサ部材61aの内周縁である外周縁71aと、スペーサ部材61aの外周縁63との間にて、電極パッド31と駆動領域21とに重ならないようにスペーサ部材61aに配設されている。
That is, the
なおバンプ61bにおいて、全ての接合膜60aの接合面60dを合計した面積S1は、接合面60dが接合するフレーム22の投影面積S2よりも小さい。またバンプ61cにおいて、全ての接合膜60aの接合面60dを合計した面積S1は、接合面60dが接合する電極基板30の投影面積よりも小さい。
なお駆動基板20とスペーサ部材61aとには、互いの相対位置を認識可能とする図示しないアライメントマークが配設されている。
In the
Note that the
また図8Aと図8Bとに示すようにバンプ61b,61cは、スペーサ部材61aとは別体であってもよい。この場合、スペーサ部材61aには、スタッドバンプが形成され、レベリング加工が施される。これによりバンプ61b,61cは、スペーサ部材61aと別体であっても、それぞれが均一の高さを有するようにスペーサ部材61aに形成される。
Further, as shown in FIGS. 8A and 8B, the
なお図9A乃至図9Mに示すようにバンプ61bは、表面62bと裏面20aとの少なくとも一方に配設され、バンプ61cは、裏面62cと表面30aとの少なくとも一方に配設されていればよい。この場合、スペーサ部材61aは、表面62bと裏面62cとに接合膜23と同様に金であり、スペーサ部材側接合膜である接合膜65を有している。
9A to 9M, the
バンプ61bが裏面20aに配設されている場合、バンプ61bは第1の実施形態におけるバンプ60cと略同様である(例えば図5B乃至図5E参照)。
バンプ61cが表面30aに配設されている場合、バンプ61cは第1の実施形態におけるバンプ60cと略同様である(例えば図1乃至図4と図5Aと参照)。
次に図6と図7A乃至図7Bとを参照して本実施形態の作用について説明する。
(Step11)
バンプ61cを覆う接合膜60aと、接合膜32とは、例えばArプラズマによって洗浄される。これにより接合膜60aと接合膜32とに付着している図示しない接合阻害物がプラズマによって除去される。
When the
When the
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. 6 and FIGS. 7A to 7B.
(Step 11)
The
(Step12)
スペーサ部材61aと電極基板30とは、図示しない実装装置によって所望な位置に位置決めされる。より詳細には、スペーサ部材61aと電極基板30とは、アライメントマークによって干渉回避部70の中心(後述する中心点71)と電極パッド31の中心とが同軸上に位置するように位置決めされる。
またスペーサ部材61aと電極基板30とは、図示しない接合ヘッドによって加熱される。これによりスペーサ部材61aを通じてバンプ61cと接合膜60aとは加熱され、電極基板30を通じて接合膜32も加熱される。このとき接合膜32と接合膜60a(接合面60d)とにおいて、互いの接合面はSABによって接合し、距離調整部60と電極基板30とは互いに接合する。
(Step13)
バンプ61bを覆う接合膜60aと、接合膜23とは、例えばArプラズマによって洗浄される。これにより接合膜60aと接合膜23とに付着している図示しない接合阻害物がプラズマによって除去される。
(Step 12)
The
The
(Step 13)
The
(Step14)
スペーサ部材61aと駆動基板20とは、図示しない実装装置によって所望な位置に位置決めされる。より詳細には、スペーサ部材61aと駆動基板20とは、アライメントマークによって干渉回避部70の中心と中心点21bとが同軸上に位置するように位置決めされる。
またスペーサ部材61aと駆動基板20とは、図示しない接合ヘッドによって加熱される。これによりスペーサ部材61aを通じてバンプ61bと接合膜60aとは加熱され、駆動基板20を通じて接合膜23も加熱される。このとき接合膜23と接合膜60a(接合面60d)とにおいて、互いの接合面はSABによって接合し、距離調整部60と駆動基板20とは互いに接合する。
(Step15)
距離調整部60はギャップ2であるために、駆動領域21と電極パッド31との距離がギャップ2に保持される。
(Step 14)
The
The
(Step 15)
Since the
このように本実施形態では、ギャップ2は、スペーサ部材61aの厚みとバンプ61b,61cの高さとの和によって決定される。よって本実施形態では、第1の実施形態と比べて、より広いギャップ2を有するMEMSデバイスの実装構造1を提供することができる。さらに本実施形態では、駆動領域21の駆動量(変形量または偏向量)の大きなMEMSデバイスの実装構造1を提供することができる。よって本実施形態では、MEMSデバイスの実装構造1の設計の自由度を広げることができる。
Thus, in this embodiment, the
また本実施形態では、上述した第1の実施形態と同様の効果も得ることができる。 Moreover, in this embodiment, the same effect as 1st Embodiment mentioned above can also be acquired.
次に図10Aと図10Bとを参照して第3の実施形態について説明する。前述した第1,2の実施形態と同一部位については同符合を付し、その詳細な説明は省略する。なお図示の簡略化のため、例えば図10Bにて接合膜60aを省略するように、一部の図面では構成部材の一部を省略している。
本実施形態におけるバンプ61bは、駆動基板20と電極基板30との積層方向の周方向(スペーサ部材61a(表面62b)の平面方向の周方向)において、中心点21b(干渉回避部70の中心点71)を中心に、互いに所望な等角離れて配設されている。言い換えると、バンプ61bは、表面62bの平面方向において、中心点71を中心に、均等角互いに離れて配設されている。つまりバンプ61bは、放射状に配設されている。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. 10A and 10B. The same parts as those in the first and second embodiments described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. For simplification of illustration, for example, a part of the constituent members is omitted in some drawings so that the
In the present embodiment, the
なおバンプ61cも、バンプ61bと同様に裏面62cの平面方向において、中心点71を中心に、均等角互いに離れて配設されていてもよい。この場合、バンプ61cも、放射状に配設されている。
Similarly to the
次に本実施形態の作用について説明する。
(Step21)
Step11からStep15までの動作が行われる。
Next, the operation of this embodiment will be described.
(Step 21)
The operations from Step 11 to Step 15 are performed.
(Step22)
中心点21bと中心点71とが同軸上に位置するように、電極基板30と距離調整部60とが実装されている。そのためバンプ61bは、中心点21b(中心点71)を基準にして点対称に配置される。
そのためMEMSデバイスの実装構造1が駆動する際に、駆動領域21には均等に駆動力が加わるために、駆動領域の駆動時における歪は、第2の実施形態よりも低減する。
(Step22)
The
For this reason, when the mounting
このように本実施形態では、第1の実施形態と第2の実施形態と比較して、より優れた光学特性を有するMEMSデバイスの実装構造1を提供することができる。
As described above, in the present embodiment, it is possible to provide a mounting
なおバンプ61b,61cは、中心点71に限定する必要はなく、所望の中心線を基準に線対称に、配設されていてもよい。
The
次に図11Aと図11Bとを参照して第4の実施形態について説明する。前述した第1,2,3の実施形態と同一部位については同符合を付し、その詳細な説明は省略する。なお図示の簡略化のため、例えば図11Bにて接合膜60aを省略するように、一部の図面では構成部材の一部を省略している。
バンプ61bは、駆動領域21の平面方向(干渉回避部70の径方向)において、干渉回避部70(駆動領域21)に近いほど互いの間隔が狭まって配設されている。言い換えると、バンプ61b同士の間隔は、干渉回避部70の外周縁71aからスペーサ部材61aの外周縁63に向かって、広がっている。つまりバンプ61bは、干渉回避部70の径方向において、干渉回避部70(駆動領域21)に近いほど互いの間隔が密となり、干渉回避部70(駆動領域21)から離れるほど互いの間隔が疎となるように配設されている。
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 11A and 11B. The same parts as those in the first, second, and third embodiments described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. For simplification of illustration, for example, a part of the constituent members is omitted in some drawings so that the
The
この点は、バンプ61cについても同様である。
This also applies to the
次に本実施形態の作用について説明する。
(Step31)
Step11からStep15までの動作が行われる。
Next, the operation of this embodiment will be described.
(Step 31)
The operations from Step 11 to Step 15 are performed.
(Step32)
中心点21bと中心点71とが同軸上に位置するように、電極基板30と距離調整部60とが実装されている。そのためバンプ61bは、中心点21b(中心点71)に近いほど密になるように配設されている。
電極パッド31に駆動電圧を印加し、駆動領域21が駆動すると、フレーム22に対してモーメント荷重が発生する。しかしながらモーメント荷重の作用点(駆動領域21)に近い領域ほど、バンプ61bが配設されている。よってフレーム22の曲げ変形は、第1乃至第3の実施形態よりも低減する。
(Step 32)
The
When a drive voltage is applied to the
このように本実施形態では、第1乃至第3の実施形態と比較して、駆動領域21が駆動してもギャップ2の変動が少ないMEMSデバイスの実装構造1を提供することができる。
As described above, in this embodiment, it is possible to provide the MEMS
なお図11Cに示すように、バンプ61bは、駆動領域21に近いほど駆動基板20と電極基板30との積層方向の周方向における互いの間隔が密となり、駆動領域21から離れるほど駆動基板20と電極基板30との積層方向の周方向における互いの間隔が疎となっていてもよい。
As shown in FIG. 11C, the closer to the
次に図12Aと図12Bとを参照して第5の実施形態について説明する。前述した第1乃至4の実施形態と同一部位については同符合を付し、その詳細な説明は省略する。なお図示の簡略化のため、例えば図12Bにて接合膜60aを省略するように、一部の図面では構成部材の一部を省略している。
距離調整部60は、リング形状の接合枠67をさらに有している。接合枠67は、所望する幅を有し、フレーム22を保持し、フレーム22と接合し、駆動領域21の外径と干渉回避部70の径と略同一の内径を有し、バンプ61bと同じ高さ有している。
Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 12A and 12B. The same parts as those in the first to fourth embodiments described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. For simplification of illustration, for example, a part of the constituent members is omitted in some drawings so that the
The
なお接合枠67の内形は、駆動領域21の外形と相似な形状を有していればよい。そのため駆動領域21の外形が例えば矩形形状であれば、接合枠67の内形も矩形形状となる。
The inner shape of the joining
接合枠67は、積層方向において接合枠67の内径が干渉回避部70と同一直線状に配設されていればよく、表面62bまたはフレーム22に配設される。
The joining
また第1の実施形態では、接合枠67は、表面30aに配設されてもよい。
In the first embodiment, the joining
このとき接合枠67は、バンプ60c,61b,61cと同様に駆動基板20、電極基板30、またはスペーサ部材61aの表面20a,30a,62bを除去する加工によって作製され、作製された駆動基板20、電極基板30、またはスペーサ部材61aと一体である。そのため接合枠67は、Si基板またはホウ珪酸ガラスである。接合枠67の接合面には、接合膜23と同様の接合膜が配設されていてもよい。
At this time, the
またこのときバンプ60c,61b,61cは、接合枠67の外周縁67aとフレーム22の外周縁20cとの間と、接合枠67の外周縁67aと電極基板30の外周縁30bとの間との少なくとも一方に配設され、接合枠67と同じ高さを有して複数配設されている。
At this time, the
次に本実施形態の作用について説明する。
(Step41)
Step11からStep15までの動作が行われる。
Next, the operation of this embodiment will be described.
(Step 41)
The operations from Step 11 to Step 15 are performed.
(Step42)
中心点21bと中心点71とが同軸上に位置するように、電極基板30と距離調整部60とが実装されている。そのため接合枠67は、駆動領域21の外周を連続して保持する。
電極パッド31に駆動電圧を印加し、駆動領域21が駆動すると、外力がフレーム22に加わる。しかしながら接合枠67は駆動領域21の外周を連続して保持しているため、外力によるフレーム22の曲げ変形は、第1乃至第4の実施形態よりも低減する。
(Step42)
The
When a drive voltage is applied to the
このように本実施形態では、第1乃至第4の実施形態と比較して、駆動領域21が駆動してもギャップ2の変動が少ないMEMSデバイスの実装構造1を提供することができる。
As described above, the present embodiment can provide the MEMS
なお上述した各実施形態において、図13Aと図13Bとに示すように距離調整部60は、駆動基板20と電極基板30との間に介在し、駆動基板20と電極基板30とに当接し、駆動領域21と電極パッド31との間の距離を所望に保持するための高さを有する複数の接合凸部40をさらに有していてもよい。
In each embodiment described above, as shown in FIGS. 13A and 13B, the
接合凸部40は、それぞれ高さが同一であり、例えば電極基板30に配設され且つ電極パッド31の外周縁31aと電極基板30の外周縁30bとの間に配設されている。つまり接合凸部40は、電極パッド31に重ならないように、電極基板30の所望の位置に配設されている。
The
接合凸部40は、駆動基板20と電極基板30との間に介在するスペーサ部材である。駆動基板20と電極基板30とが実装した後、この接合凸部40は、ギャップ2を所望に保持するための高さを有している。接合凸部40の高さは、所望のギャップ2と同一である。
The bonding
また図13Cに示すように、接合凸部40は、接合凸部40の表面の膜である接合膜40aと、接合膜40aの下に形成されている下地部材40bと、下地部材40bの下に形成されているバンプ40cとを有している。
Further, as shown in FIG. 13C, the bonding
接合膜40aは、接合膜23と当接する接合面40dを有している。この接合面40dは、接合面60dと同様に、駆動基板20が接合凸部40と接合する面であり、接合膜40aの頂点を含む面である。全ての接合膜40aの接合面40dと全ての接合膜60aの接合面60dとを合計した面積は、フレーム22の投影面積よりも小さい面積である。接合膜40aは、接合面40dにおいて、接合膜23と均等に当接し、接合膜23と固相接合する。この固相接合は、例えば表面活性化接合(Surface Activated Bonding、以下SAB)である。
The
接合膜40aの下層には、密着層としてのCr膜やTi膜が成膜されていてもよい。接合膜40aは、例えば金である。
A Cr film or a Ti film as an adhesion layer may be formed under the
下地部材40bは、接合膜40aの材料よりも柔軟な材料で形成されている。なお柔軟な、とは、下地部材40bのヤング率が接合膜40aのヤング率よりも小さいことを示す。接合膜40aが例えば金である場合、下地部材40bには、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金が好適である。この場合、例えば金である接合膜40aのヤング率は例えば略78Mpaであり、例えばアルミニウムである下地部材40bのヤング率は例えば略70Mpaである。これにより、下地部材40bは、接合膜40aよりも柔軟な構造となる。
The
また下地部材40bは、接合膜40aよりも厚みを有しており、またバンプ40cに成膜されている厚膜である。本実施形態において、接合膜40aは厚みが例えば0.2μmとなるように、また下地部材40bは厚みが例えば2μmとなるように、接合膜40aと下地部材40bとはスパッタリングによって成膜されている。
The
バンプ40cは、電極基板30に形成されている。より詳細には、バンプ40cは、電極基板30の一部を除去する加工によって作製される電極基板30における凸部である。つまり本実施形態においてバンプ40cは、電極基板30と一体であり、電極基板30と同一の部材によって形成されている。電極基板30の一部を除去する加工は、ブラストとエッチングとレーザ加工とのいずれかである。
The
接合凸部40はギャップ2を所望に保持するための高さを有し、下地部材40bは接合膜40aよりも柔軟で且つ厚いため変形しやすい。そのため本実施形態では、駆動基板20と電極基板30とが接合する際に、下地部材40bを変形させることで、駆動基板20の実装による変形を抑制し、ギャップ2の変動を抑制でき、ギャップ2を所望な値となるように均一に保持した状態で、接合の確実性を向上することができる。これにより本実施形態では、所望の駆動特性を発揮することができるMEMSデバイスの実装構造1を提供することができる。
The bonding
つまり本実施形態では、駆動基板20と電極基板30との密着性を向上させ、ギャップ2の変動を抑えることができるMEMSデバイスの実装構造1を提供することができる。
That is, in the present embodiment, it is possible to provide the MEMS
また本実施形態では、駆動基板20と電極基板30とにおける所望の部位がSABを用いて接合凸部40によって確実に接合するため、接合膜23と接合凸部40との間に意図しない非接合部である隙間の発生を防止することができる。
Moreover, in this embodiment, since the desired site | part in the drive board |
なお接合凸部40は、電極基板30に配設されているが、これに限定する必要はない。図14Aと図14Bとに示すように、接合凸部40は、例えばフレーム22(詳細には裏面20a)に配設されていてもよい。この場合、バンプ40cは、フレーム22(詳細には裏面20a)に形成されている。より詳細には、バンプ40cは、フレーム22の一部を除去する加工によって作製されるフレーム22における凸部である。つまりバンプ40cは、フレーム22と一体であり、フレーム22と同一の部材によって形成されている。フレーム22の一部を除去する加工は、ブラストとエッチングとレーザ加工とのいずれかである。
In addition, although the joining
また図13Aと図14Aと図14Cとに示すように接合凸部40は、フレーム22と電極基板30との少なくとも一方に配設されていてもよい。
Further, as shown in FIGS. 13A, 14A, and 14C, the
この場合、接合凸部40は、電極パッド31の外周縁31aと電極基板30の外周縁30bとの間にて電極パッド31の平面方向の中心線を基準に線対称に配設されている、または駆動領域21の外周縁21aと駆動基板20(フレーム22)の外周縁20cとの間にて駆動領域21の平面方向の中心線を基準に線対称に配設されている。
In this case, the
また本実施形態において、駆動基板20(詳細にはフレーム22)と電極基板30とは、例えばSi基板またはホウ珪酸ガラスである。バンプ40cは、上述したように電極基板30の一部を除去する加工によって作製される電極基板30における凸部であり、電極基板30と一体であり、電極基板30と同一の部材によって形成されている。またバンプ40cは、上述したようにフレーム22の一部を除去する加工によって作製されるフレーム22における凸部であり、フレーム22と一体であり、フレーム22と同一の部材によって形成されている。よってバンプ40cは、駆動基板20と電極基板30と同様に、例えばSi基板またはホウ珪酸ガラスである。
In the present embodiment, the drive substrate 20 (specifically, the frame 22) and the
もちろん図15Aと図15Bとに示すように接合凸部40は、バンプ61b,61cと同様にスペーサ部材61aに配設されていてもよい。なお図9A乃至図9Mに示すバンプ61b,61cと同様に、接合凸部40は、表面62bと裏面20aと裏面62cと表面30aとの少なくとも一方に配設されていても良い。
Of course, as shown in FIGS. 15A and 15B, the
また図16Aと図16Bと図16Cとに示すように、接合凸部40は、接合凸部40の表面の膜である接合膜40aと、接合膜40aの下に成膜されている下地部材40bとのみを有していてもよい。
As shown in FIGS. 16A, 16B, and 16C, the bonding
この下地部材40bは、スペーサ部材50(表面51a)に成膜された薄い金属膜であり、スペーサ部材61aとは別体である。この下地部材40bは、スペーサ部材61a上にスパッタやメッキ工法によって成膜された薄い金属膜の一部を除去する加工によって作製される。この薄い金属膜の一部を除去する加工は、ブラストとエッチングとレーザ加工とのいずれかである。
The
なおこの点は、図16Dと図16Eとに示すように、接合凸部40は、駆動基板20、または電極基板30に配設されていても同様である。
16D and FIG. 16E, this point is the same even if the bonding
また下地部材40bが、図17に示すように接合膜60aとバンプ60cとの間に配設されてもよい。もちろん下地部材40bは、接合膜60aとバンプ61bとの間、または接合膜60aとバンプ61cとの間に配設されていてもよい。この場合、下地部材40bは、接合膜60aの材料よりも柔軟な材料で形成されている。なお柔軟な、とは、下地部材40bのヤング率が接合膜60aのヤング率よりも小さいことを示す。この点については、上記と同様である。
Further, the
本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment.
1…実装構造、2…ギャップ、20…駆動基板、20a…裏面、20b…表面、20c…外周縁、21…駆動領域、21a…外周縁、21b…中心点、22…フレーム、23…接合膜、30…電極基板、30a…表面、30b…外周縁、31…電極パッド、31a…外周縁、32…接合膜、60…距離調整部、60d…接合面、60c…バンプ、60a…接合膜、61a…スペーサ部材、61b,61c…バンプ、62b…表面、62c…裏面、63…外周縁、65…接合膜、67…接合枠、67a…外周縁、70…干渉回避部、71a…外周縁、71…中心点。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記駆動領域を駆動させる駆動電圧を印加可能な電極パッドを前記駆動領域に対向するように有し、前記駆動基板が積層する電極基板と、
前記駆動基板と前記電極基板との間に介在し、前記駆動領域と前記電極パッドとの間の距離を所望に保持するための高さを有する距離調整部と、
前記駆動領域が駆動する際に、前記距離調整部が前記駆動領域に干渉しないように、前記駆動基板と前記電極基板との間に形成される干渉回避部と、
を具備し、
前記距離調整部は、
前記駆動基板と前記電極基板との少なくとも一方にて複数に分散して配設されるバンプと、
前記バンプにそれぞれ成膜され、前記駆動基板と前記電極基板との他方と接合する接合面を有し、前記距離調整部の表面の膜である接合膜と、
を有し、
全ての前記接合膜の前記接合面を合計した面積は、前記接合面が接合する前記駆動基板と前記電極基板との他方の投影面積よりも小さく、
少なくとも1つの前記バンプは、前記駆動領域の外周縁の近傍に配設され且つ前記接合面が前記電極パッドに非干渉となるように、または前記電極パッドの外周縁の近傍に配設され且つ前記接合面が前記駆動領域に非干渉となるように、配設されていることを特徴とするMEMSデバイスの実装構造。 A drive substrate having a drive region and a frame for holding the drive region;
An electrode substrate on which the driving substrate is stacked, the electrode pad having an electrode pad capable of applying a driving voltage for driving the driving region facing the driving region;
A distance adjusting unit interposed between the drive substrate and the electrode substrate and having a height for holding a desired distance between the drive region and the electrode pad;
An interference avoidance unit formed between the drive substrate and the electrode substrate so that the distance adjustment unit does not interfere with the drive region when the drive region is driven;
Comprising
The distance adjusting unit is
Bumps that are dispersed and arranged in at least one of the drive substrate and the electrode substrate;
A bonding film that is formed on each of the bumps, has a bonding surface that is bonded to the other of the drive substrate and the electrode substrate, and is a film on the surface of the distance adjustment unit;
Have
The total area of the bonding surfaces of all the bonding films is smaller than the other projected area of the drive substrate and the electrode substrate to which the bonding surfaces are bonded,
At least one of the bumps is disposed in the vicinity of the outer peripheral edge of the drive region, and the bonding surface is disposed in a non-interference with the electrode pad, or is disposed in the vicinity of the outer peripheral edge of the electrode pad and A mounting structure for a MEMS device, wherein a bonding surface is disposed so as not to interfere with the drive region.
前記バンプは、前記駆動基板と前記電極基板と前記スペーサ部材との少なくとも1つに配設されることを特徴とする請求項3に記載のMEMSデバイスの実装構造。 The distance adjusting unit further includes a spacer member having a thickness for holding the distance as desired together with the bump,
4. The MEMS device mounting structure according to claim 3, wherein the bump is disposed on at least one of the drive substrate, the electrode substrate, and the spacer member.
前記バンプは、前記接合枠の外周縁と前記フレームの外周縁との間と、前記接合枠の外周縁と前記電極パッドの外周縁との間との少なくとも一方に配設され、前記接合枠と同じ高さを有して複数配設されていることを特徴とする請求項7に記載のMEMSデバイスの実装構造。 The distance adjustment unit further includes a hollow ring-shaped frame having a desired width, holding the frame, joining the frame, and having an inner diameter substantially the same as an outer diameter of the drive region;
The bump is disposed on at least one of an outer peripheral edge of the bonding frame and an outer peripheral edge of the frame, and an outer peripheral edge of the bonding frame and an outer peripheral edge of the electrode pad. The mounting structure of the MEMS device according to claim 7, wherein a plurality of the same heights are arranged.
前記接合膜は、金であることを特徴とする請求項9に記載のMEMSデバイスの実装構造。 The bump, the spacer member, and the bonding frame are a Si substrate or borosilicate glass,
The mounting structure of the MEMS device according to claim 9, wherein the bonding film is gold.
前記駆動基板側接合膜と前記電極基板側接合膜と前記スペーサ部材側接合膜とは、金であることを特徴とする請求項10に記載のMEMSデバイスの実装構造。 The drive substrate, the electrode substrate, and the spacer member each have a drive substrate side bonding film, an electrode substrate side bonding film, and a spacer member side bonding film that are bonded to the bonding surface,
The mounting structure for a MEMS device according to claim 10, wherein the drive substrate side bonding film, the electrode substrate side bonding film, and the spacer member side bonding film are gold.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009076822A JP2010228029A (en) | 2009-03-26 | 2009-03-26 | Mounting structure of mems device |
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US9158107B2 (en) | 2011-10-21 | 2015-10-13 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Semiconductor device |
JP2016184179A (en) * | 2016-06-29 | 2016-10-20 | セイコーエプソン株式会社 | Wavelength variable interference filter, optical module, and optical analyzer |
KR101852030B1 (en) * | 2011-08-25 | 2018-04-25 | 삼성전자주식회사 | Wafer-level passivation structure of micro-device, micro-device comprising the same and methods of manufacturing those |
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