JP2014186213A - MEMS device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a MEMS device in which a natural oxidation film of an electrode on a MEMS chip side is properly removed using ultrasonic waves during a wire bonding process, and which prevents displacement parts from being damaged by the ultrasonic waves propagated through wires.SOLUTION: An optical deflector chip 1 includes displacement parts such as a mirror unit 9 supported by a support frame unit 2 so as to be freely displaced and electrode pads 5a-5d, 6a-6d provided to a front side of the support frame unit 2 whose back surface is fixed onto a mounting surface 20 of a package 19. In the vibrating section fixing surfaces B1, B2 of the mounting surface 20 to which back surfaces of vibration relaying sections A1, A2 of the support frame unit 2, which relay mechanical vibration of the support frame unit 2 when the mechanical vibration is propagated to the displacement parts from electrode pads 5a, etc. via the support frame unit 2, linear grooves 33a-33c, 34a-34c are formed in regions excluding regions directly under the electrode pads 5a. etc. and the respective grooves are filled with an adhesive 36.

Description

本発明は、MEMS(micro electro mechanical systems)チップとそれを内部に収納するパッケージとを備えるMEMSデバイスに関する。   The present invention relates to a MEMS device including a MEMS (micro electro mechanical systems) chip and a package that accommodates the chip.

近年、画像表示装置の一形態として、光偏向器を用いて光源からの光を偏向してスクリーンに投影し、スクリーン上に画像を映し出すようにしたプロジェクションディスプレイが提案されている。光偏向器としては、例えば、半導体プロセスやマイクロマシン技術を用いたMEMSデバイスとして、半導体基板上にミラー部や圧電アクチュエータ等の機構部品を一体的に形成したMEMS光偏向器が挙げられる(例:特許文献1)。   2. Description of the Related Art In recent years, as one form of an image display device, a projection display has been proposed in which light from a light source is deflected and projected onto a screen using an optical deflector, and an image is projected on the screen. Examples of the optical deflector include a MEMS optical deflector in which mechanical parts such as a mirror part and a piezoelectric actuator are integrally formed on a semiconductor substrate as a MEMS device using a semiconductor process or micromachine technology (eg, patent). Reference 1).

MEMS光偏向器は、本体としてのMEMSチップと、MEMSチップを収納するパッケージとを有する。特許文献1に記載されたMEMS光偏向器のMEMSチップでは、圧電アクチュエータの基端が支持部としての枠部に連結されて支持され、圧電アクチュエータが発生したトルクを、先端に連結されたトーションバー(弾性梁)の基端に伝え、トーションバーの先端に備え付けられたミラー部を揺動駆動する。   The MEMS optical deflector includes a MEMS chip as a main body and a package for storing the MEMS chip. In the MEMS chip of the MEMS optical deflector described in Patent Document 1, the base end of the piezoelectric actuator is connected to and supported by a frame portion as a support portion, and the torque generated by the piezoelectric actuator is connected to the tip. This is transmitted to the base end of the (elastic beam), and the mirror portion provided at the tip of the torsion bar is driven to swing.

MEMSチップとパッケージとからMEMS光偏向器を組み立てるとき、ダイボンド工程において、MEMSチップが、接着剤の塗布されたパッケージの載置面に載置され、次のワイヤーボンディング工程において、MEMSチップとパッケージとの対応電極同士がワイヤーにより電極の1つずつ接続される。通常、ワイヤーにはAu(金)、MEMSチップ及びパッケージの電極にはAl(アルミニウム)が用いられている。このため、ワイヤーボンディング機は、ワイヤーに超音波を掛けて、ワイヤーの先端が当たるMEMSチップのAl電極パッドの自然酸化膜を除去しながら、ワイヤーをAl電極パッドに接続していく。   When assembling the MEMS optical deflector from the MEMS chip and the package, the MEMS chip is placed on the placement surface of the package coated with an adhesive in the die bonding process, and in the next wire bonding process, the MEMS chip and the package The corresponding electrodes are connected to each other by wires. Usually, Au (gold) is used for the wires, and Al (aluminum) is used for the electrodes of the MEMS chip and the package. For this reason, the wire bonding machine applies ultrasonic waves to the wire and connects the wire to the Al electrode pad while removing the natural oxide film of the Al electrode pad of the MEMS chip that the tip of the wire hits.

特開2008−40240号公報JP 2008-40240 A

MEMS光偏向器のMEMSチップでは、ミラー部や圧電アクチュエータの変位部の揺動や変位を許容するように、枠部の内側に変位許容空間が存在する。このため、通常の半導体チップに比較すると、ワイヤー先端からの超音波のパワー(振動力)が変位許容空間に逃げ易いために、ワイヤーに掛ける超音波のパワーが強めに設定される。   In the MEMS chip of the MEMS optical deflector, a displacement allowance space exists inside the frame portion so as to allow swinging and displacement of the mirror portion and the displacement portion of the piezoelectric actuator. For this reason, compared with a normal semiconductor chip, since the ultrasonic power (vibration force) from the wire tip easily escapes to the displacement allowable space, the ultrasonic power applied to the wire is set stronger.

一方、MEMS光偏向器では、ミラー部を軸線周りに、より大きな揺動角で往復揺動させるために、ミラー部の共振を利用しており、この共振周波数は15〜25kHzのものが多い。したがって、ワイヤーに印加した超音波の周波数が、MEMSチップの共振周波数自体又はその高調波周波数と一致すると、同チップ上を伝搬した超音波が共振構造を励振してしまい、ミラー部の付け根近辺で破損(後述の図5の破断個所40)が生じる可能性がある。これを防止するために、ワイヤーボンディング時の超音波のパワーを低下させると、十分なボンディング強度を得ることができずに、使用中においてワイヤーが断線してしまうという別の問題が生じる。   On the other hand, in the MEMS optical deflector, in order to reciprocately swing the mirror portion around the axis with a larger swing angle, resonance of the mirror portion is used, and this resonance frequency is often 15 to 25 kHz. Therefore, when the frequency of the ultrasonic wave applied to the wire matches the resonant frequency itself of the MEMS chip or its harmonic frequency, the ultrasonic wave propagated on the chip excites the resonant structure, and near the root of the mirror part. There is a possibility that damage (break point 40 in FIG. 5 described later) occurs. If the ultrasonic power at the time of wire bonding is reduced in order to prevent this, sufficient bonding strength cannot be obtained, and another problem arises that the wire is disconnected during use.

本発明の目的は、ワイヤーに超音波を掛けたワイヤーボンディングの際に、超音波によるMEMSチップ側の電極の自然酸化膜の除去を適切に実施しつつ、ワイヤーから伝搬されてくる超音波による変位部の破損を防止することができるMEMSデバイスを提供することである。   The object of the present invention is to displace the natural oxide film of the electrode on the MEMS chip side by ultrasonic waves while performing wire bonding in which ultrasonic waves are applied to the wires, and to displace the ultrasonic waves propagated from the wires. It is to provide a MEMS device capable of preventing breakage of a part.

本発明は、支持部と、前記支持部に変位自在に支持される変位部と、前記支持部の表側に設けられる電極とを有するMEMSチップと、前記MEMSチップの前記支持部の裏面が樹脂の接着剤により固定される載置面を有するパッケージとを備えるMEMSデバイスにおいて、機械的振動が前記電極から前記支持部を経由して前記変位部へ伝搬する際に前記支持部における振動を経由する部分の裏面が固定される前記載置面の面部分において、前記電極の真下の部位を除く部位に溝が形成され、該溝に前記接着剤が充填されていることを特徴とする。   The present invention includes a MEMS chip having a support portion, a displacement portion that is movably supported by the support portion, and an electrode provided on a front side of the support portion, and a back surface of the support portion of the MEMS chip is made of resin. In a MEMS device comprising a package having a mounting surface fixed by an adhesive, a portion that passes through vibration in the support portion when mechanical vibration propagates from the electrode through the support portion to the displacement portion In the surface portion of the mounting surface to which the back surface of the electrode is fixed, a groove is formed in a portion excluding the portion directly below the electrode, and the groove is filled with the adhesive.

本発明によれば、ワイヤーボンディングの時にワイヤーから電極を介して変位部に伝搬して来る超音波は、支持部の振動経由部分の裏面が固定される載置面の面部分に形成された溝内の接着剤によって減衰される。これにより、支持部から変位部へ伝搬する超音波の振動は、変位部まで伝搬しても、変位部の破損を起こさない程度に減衰される。また、接着剤が充填された溝は、電極の真下の面部分の部位が除外されているので、電極における超音波による振動は、減衰が回避され、大きな値に保持される。この結果、超音波によるMEMSチップ側の電極の自然酸化膜の除去は適切に実行される一方、ワイヤーから伝搬されてくる超音波による変位部の破損が防止される。   According to the present invention, the ultrasonic wave propagating from the wire to the displacement portion through the electrode during wire bonding is a groove formed in the surface portion of the mounting surface to which the back surface of the vibration passing portion of the support portion is fixed. Damped by the adhesive inside. Thereby, the vibration of the ultrasonic wave propagating from the support portion to the displacement portion is attenuated to such an extent that the displacement portion is not damaged even if it propagates to the displacement portion. Moreover, since the groove | channel filled with the adhesive agent excludes the site | part of the surface part directly under an electrode, the vibration by the ultrasonic wave in an electrode is avoided attenuation | damping and is hold | maintained at a big value. As a result, the removal of the natural oxide film on the electrode on the MEMS chip side by the ultrasonic wave is appropriately executed, while the displacement portion is prevented from being damaged by the ultrasonic wave propagated from the wire.

好ましくは、前記支持部は、前記振動を経由する部分を複数有し、前記溝は、該部分の裏面が固定される前記載置面の面部分の複数の部位に形成されている。   Preferably, the support portion includes a plurality of portions that pass through the vibration, and the groove is formed at a plurality of portions of the surface portion of the placement surface to which the back surface of the portion is fixed.

この構成によれば、支持部と変位部とが複数の箇所で結合しているために、支持部が振動を経由する部分を複数有する場合にも、ワイヤーに超音波を掛けたワイヤーボンディングの際に、超音波によるMEMSチップ側の電極の自然酸化膜の除去を適切に実施しつつ、ワイヤーから伝搬されてくる超音波による変位部の破損を防止することができる。   According to this configuration, since the support portion and the displacement portion are coupled at a plurality of locations, even when the support portion has a plurality of portions that undergo vibration, the wire bonding is performed by applying ultrasonic waves to the wire. In addition, it is possible to prevent the displacement portion from being damaged by the ultrasonic wave propagated from the wire while appropriately removing the natural oxide film of the electrode on the MEMS chip side by the ultrasonic wave.

好ましくは、前記電極は、前記支持部における振動を経由する部分の表側に振動の伝搬経路に沿って複数設けられ、前記溝は、前記振動の伝搬経路で隣り合う電極間の前記振動を経由する部分に対応する前記載置面の面部分と、前記振動の伝搬経路で最も下流側に配置された電極より下流側の前記振動を経由する部分に対応する前記載置面の面部分における部位に1つずつ形成されている。   Preferably, a plurality of the electrodes are provided along a vibration propagation path on a front side of a portion passing through vibration in the support portion, and the groove passes through the vibration between adjacent electrodes in the vibration propagation path. A surface portion of the mounting surface corresponding to the portion and a portion of the surface portion of the mounting surface corresponding to a portion passing through the vibration on the downstream side of the electrode disposed on the most downstream side in the vibration propagation path. One by one.

この構成によれば、接着剤充填の溝が、各電極に対応付けて振動の振動伝搬経路の下流側に1つずつ設けられることになるので、どの電極からの超音波に対しても、振動力を的確に減衰することができる。   According to this configuration, since the groove filled with the adhesive is provided one by one on the downstream side of the vibration propagation path of vibration in association with each electrode, the vibration from any electrode is vibrated. Force can be attenuated accurately.

好ましくは、前記電極は、前記支持部の前記振動を経由する部分の表側に前記振動の伝搬経路に沿って複数設けられ、前記溝は、前記振動の伝搬経路で最も下流側に配置された電極より下流側の前記振動を経由する部分に対応する前記載置面の面部分における部位に1つのみ形成されている。   Preferably, a plurality of the electrodes are provided along a propagation path of the vibration on a front side of the portion of the support portion that passes through the vibration, and the groove is an electrode disposed on the most downstream side in the propagation path of the vibration. Only one is formed in a portion of the surface portion of the mounting surface corresponding to a portion passing through the vibration on the downstream side.

この構成によれば、電極が、振動を経由する部分に複数であっても、接着剤充填の溝は1つあれば済むので、構成を簡単化することができる。   According to this configuration, even if there are a plurality of electrodes in a portion that passes through vibration, only one adhesive-filled groove is required, so that the configuration can be simplified.

好ましくは、前記支持部は、枠状支持部として形成され、前記変位部は、前記枠状支持部の内側の空間内に配設され、前記溝は、前記機械的振動の振動伝搬経路を横切る方向に形成され、一端側のみ前記枠状支持部の外周の外側に露出し、その一端以外の部分は前記枠状支持部の裏面の下に隠れる。   Preferably, the support portion is formed as a frame-like support portion, the displacement portion is disposed in a space inside the frame-like support portion, and the groove crosses a vibration propagation path of the mechanical vibration. It is formed in the direction, and only one end side is exposed to the outside of the outer periphery of the frame-shaped support portion, and the portion other than the one end is hidden under the back surface of the frame-shaped support portion.

この構成によれば、溝は、枠状支持部の外周側において枠状支持部の下から露出するので、載置面に枠状支持部の裏面を押し当てる際に、枠状支持部の裏面と載置面とに挟まれた余剰の接着剤は、溝内に他端側から導入されて、溝内を一端側の方へ流動する。この結果、環状枠の内側への接着剤の流動は減少し、枠状支持部の内側に流動した余剰接着剤が変位部に付着してしまうのを防止することができる。また、溝の露出端部の余剰接着剤は枠状支持部の外周側を所定量這い上がって、適切なフィレットを形成する。この結果、パッケージへのMEMSチップの固着力を高めることができる。   According to this configuration, since the groove is exposed from below the frame-shaped support portion on the outer peripheral side of the frame-shaped support portion, the back surface of the frame-shaped support portion is pressed when the back surface of the frame-shaped support portion is pressed against the mounting surface. Excess adhesive sandwiched between the mounting surface and the mounting surface is introduced into the groove from the other end side, and flows in the groove toward the one end side. As a result, the flow of the adhesive to the inside of the annular frame is reduced, and the surplus adhesive that has flowed to the inside of the frame-like support portion can be prevented from adhering to the displacement portion. Further, the surplus adhesive at the exposed end of the groove scoops up a predetermined amount on the outer peripheral side of the frame-like support portion to form an appropriate fillet. As a result, the adhesion force of the MEMS chip to the package can be increased.

光偏向器チップの斜視図。The perspective view of an optical deflector chip | tip. 光偏向器チップを装備するMEMS光偏向器の正面図。The front view of the MEMS optical deflector equipped with an optical deflector chip. 図2のIII−III矢視の断面図。Sectional drawing of the III-III arrow of FIG. 図2のIV−IV矢視の断面図。Sectional drawing of the IV-IV arrow of FIG. 支持枠部における振動経由部分及び振動部固定面の位置を示す図。The figure which shows the position of the vibration via part in a support frame part, and the vibration part fixing surface. ダイボンド工程を示す図。The figure which shows a die-bonding process.

図1は光偏向器チップ1の斜視図、図2は光偏向器チップ1を装備するMEMS光偏向器15の正面図である。なお、構成の説明の便宜上、MEMS光偏向器15を使用するとき、MEMS光偏向器15が走査光を出射する側を表側、及びその反対側を裏側と定義し、表側をMEMS光偏向器15の正面側とする。   FIG. 1 is a perspective view of the optical deflector chip 1, and FIG. 2 is a front view of a MEMS optical deflector 15 equipped with the optical deflector chip 1. For convenience of description of the configuration, when the MEMS optical deflector 15 is used, the side on which the MEMS optical deflector 15 emits scanning light is defined as the front side and the opposite side is defined as the back side, and the front side is defined as the MEMS optical deflector 15. The front side.

図1及び図2において、光偏向器チップ1は、概略的に、支持枠部2と、支持枠部2に支持されるミラー部9等の変位部(図2において右肩上がりと右肩下がりの斜線が重なって図示されている部分。図5も同様)とから成る。この支持枠部2は、正面視で、外周が正方形、内周が、突出部4a,4bの部位を除くと、円周となっている。内側空間3は、支持枠部2の内周側に形成される。突出部4a,4bは、内側空間3の所定の直径と支持枠部2の円形内周縁とが交わる位置に形成され、内側空間3の中心へ向かって所定量突出している。   1 and 2, the optical deflector chip 1 generally includes a support frame portion 2 and a displacement portion such as a mirror portion 9 supported by the support frame portion 2 (in FIG. 2, the right shoulder rises and the right shoulder descends). (The same applies to FIG. 5). In the front view, the support frame portion 2 has a square outer periphery and an inner periphery that is a circumference except for the projecting portions 4a and 4b. The inner space 3 is formed on the inner peripheral side of the support frame portion 2. The protrusions 4 a and 4 b are formed at positions where a predetermined diameter of the inner space 3 and the circular inner periphery of the support frame 2 intersect, and protrude by a predetermined amount toward the center of the inner space 3.

電極パッド5a〜5d,6a〜6dは、例えばAl(アルミニウム)の材料から成り、突出部4a,4bを通る内側空間3の直径に対して直角方向の支持枠部2の辺部の表側に配設されている。   The electrode pads 5a to 5d and 6a to 6d are made of, for example, Al (aluminum) material, and are arranged on the front side of the side portion of the support frame portion 2 perpendicular to the diameter of the inner space 3 passing through the protruding portions 4a and 4b. It is installed.

円形のミラー部9は、中心を内側空間3の中心に揃え、トーションバー(弾性梁)10a,10bは、突出部4a,4bを通る内側空間3の直径に直交する直径に沿ってミラー部9の両側から突出している。以下、説明の便宜上、トーションバー10a,10bの軸線を含む直径の方向を「縦方向」、及び突出部4a,4bを通る直径の方向を「横方向」という。縦方向及び横方向は、図2の正面図において上下方向及び左右方向に一致する。   The circular mirror portion 9 has its center aligned with the center of the inner space 3, and the torsion bars (elastic beams) 10a and 10b have a mirror portion 9 along a diameter orthogonal to the diameter of the inner space 3 passing through the protruding portions 4a and 4b. Protrudes from both sides. Hereinafter, for convenience of explanation, the direction of the diameter including the axis of the torsion bars 10a and 10b is referred to as “vertical direction”, and the direction of the diameter passing through the protrusions 4a and 4b is referred to as “lateral direction”. The vertical direction and the horizontal direction correspond to the vertical direction and the horizontal direction in the front view of FIG.

半円周型駆動部11a,11bは、横方向にミラー部9の両側に配設され、先端部としての両端部をトーションバー10a,10bの両側に結合し、基端部としての中間部を突出部4a,4bの突出端に結合している。半円周型駆動部11aにおいて基端部から各先端部への2つの部分は、それぞれ圧電アクチュエータ12a,13aを構成する。半円周型駆動部11bにおいて基端部から各先端部への2つの部分は、それぞれ圧電アクチュエータ12b,13bを構成する。圧電アクチュエータ12a,12b,13a,13bには、裏面側より表面側に接近して圧電膜の層が形成されている。圧電アクチュエータ12a,12b,13a,13bは、圧電膜の層に電極パッド5a〜5d,6a〜6dからの電圧を印加され、基端側に対して先端側を光偏向器チップ1の表裏方向に変位させる。   The semicircular drive units 11a and 11b are disposed on both sides of the mirror unit 9 in the lateral direction, and both end portions as tip portions are coupled to both sides of the torsion bars 10a and 10b, and an intermediate portion as a base end portion is provided. It couple | bonds with the protrusion end of protrusion part 4a, 4b. In the semicircular type drive unit 11a, two portions from the base end portion to each tip end portion constitute piezoelectric actuators 12a and 13a, respectively. In the semicircular drive unit 11b, two portions from the base end portion to each tip end portion constitute piezoelectric actuators 12b and 13b, respectively. In the piezoelectric actuators 12a, 12b, 13a, and 13b, a piezoelectric film layer is formed closer to the front side than the back side. In the piezoelectric actuators 12a, 12b, 13a, and 13b, voltages from the electrode pads 5a to 5d and 6a to 6d are applied to the layers of the piezoelectric film, and the distal end side of the optical deflector chip 1 is directed to the front and back sides of the base end side. Displace.

圧電アクチュエータ12a,12b,13a,13bの圧電膜には、周波数及び振幅が同一の正弦波電圧が印加される。圧電アクチュエータ12a,12b同士の印加電圧は相互に逆相であり、圧電アクチュエータ13a,13b同士の印加電圧は相互に逆相であり、圧電アクチュエータ12a,13aの印加電圧は相互に同相であり、圧電アクチュエータ12b,13bの印加電圧は相互に同相である。これにより、トーションバー10a,10bは、横方向両側の半円周型駆動部11a,11bからトーションバー10a,10bの軸線周りに、各時点で同一回転方向に駆動され、駆動方向を所定の周波数で切替えられる。この結果、トーションバー10a,10bは、その軸線の周りに所定の周波数で往復揺動する。   A sine wave voltage having the same frequency and amplitude is applied to the piezoelectric films of the piezoelectric actuators 12a, 12b, 13a, and 13b. The applied voltages between the piezoelectric actuators 12a and 12b are opposite to each other, the applied voltages between the piezoelectric actuators 13a and 13b are opposite to each other, and the applied voltages to the piezoelectric actuators 12a and 13a are in-phase with each other. The applied voltages of the actuators 12b and 13b are in phase with each other. As a result, the torsion bars 10a and 10b are driven in the same rotational direction at the respective time points from the semicircular drive units 11a and 11b on both sides in the lateral direction around the axis lines of the torsion bars 10a and 10b. It can be switched with. As a result, the torsion bars 10a and 10b reciprocally swing around the axis at a predetermined frequency.

図3は図2のIII−III矢視断面図、図4は図2のIV−IV矢視断面図である。図3及び図4の断面図では、簡略化のために、光偏向器チップ1は、内部を省略し、全体の輪郭のみを示している。図2〜図4を参照して、パッケージ19について説明する。   3 is a cross-sectional view taken along arrow III-III in FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along arrow IV-IV in FIG. In the cross-sectional views of FIGS. 3 and 4, the optical deflector chip 1 is omitted for the sake of simplicity, and only the entire outline is shown. The package 19 will be described with reference to FIGS.

パッケージ19は、高温焼成アルミナ製となっている。パッケージ19は、表側から見て、中央の載置面(ダイボンド面)20と、載置面20に対して横方向両側の段部21a,21bと、載置面20及び段部21a,21bを包囲する枠部22とを有する。載置面20、段部21a,21b及び枠部22のうち、枠部22が一番表側に位置し、段部21a,21b及び載置面20の順番に枠部22から深い位置になっている。   The package 19 is made of high-temperature fired alumina. The package 19 includes a center mounting surface (die bond surface) 20 as viewed from the front side, step portions 21 a and 21 b on both sides in the lateral direction with respect to the mounting surface 20, and the mounting surface 20 and step portions 21 a and 21 b. And surrounding frame portion 22. Of the placement surface 20, the step portions 21 a, 21 b and the frame portion 22, the frame portion 22 is located on the most front side, and the step portions 21 a, 21 b and the placement surface 20 are in a deep position from the frame portion 22 in this order. Yes.

電極24a〜24d,25a〜25dはそれぞれ段部21a,21bにほぼ等間隔で一列に配設されている。光偏向器チップ1の電極パッド5a〜5d,6a〜6dとパッケージ19の電極24a〜24d,25a〜25dとは、所定のボンディングマシーンを使ってワイヤー30により接続される。その際、ボンディングマシーンは、ワイヤー30に超音波を印加して、ワイヤー30の先端により電極パッド5a〜5d,6a〜6d,24a〜24d,25a〜25dの自然酸化膜を除去しつつ、ワイヤー30の先端を電極パッド5a〜5d,6a〜6d,24a〜24d,25a〜25dに固着する。電極パッド5a〜5d,6a〜6dがワイヤー30から超音波を受ける時間は微小であるが、ワイヤー30からの超音波は電極パッド5a〜5d,6a〜6dを介して支持枠部2内へ伝搬する。   The electrodes 24a to 24d and 25a to 25d are arranged in a line at substantially equal intervals on the step portions 21a and 21b, respectively. The electrode pads 5a to 5d and 6a to 6d of the optical deflector chip 1 and the electrodes 24a to 24d and 25a to 25d of the package 19 are connected by a wire 30 using a predetermined bonding machine. At that time, the bonding machine applies ultrasonic waves to the wire 30 and removes the natural oxide films of the electrode pads 5a to 5d, 6a to 6d, 24a to 24d, and 25a to 25d with the tip of the wire 30, while the wire 30 Are fixed to the electrode pads 5a to 5d, 6a to 6d, 24a to 24d, and 25a to 25d. Although the electrode pads 5a to 5d and 6a to 6d receive the ultrasonic wave from the wire 30 for a short time, the ultrasonic wave from the wire 30 propagates into the support frame portion 2 via the electrode pads 5a to 5d and 6a to 6d. To do.

直線溝33a〜33c,34a〜34cは、MEMS光偏向器15の正面視で、載置面20の段部21a,21b側の辺に沿って、載置面20に形成される。直線溝33a〜33c,34a〜34cの構造の詳細については、後述する。接着剤36は、直線溝33a〜33c,34a〜34cに充填されている。接着剤37(図6(c)参照。接着剤36とは区別)は、支持枠部2の裏面が固定される載置面20の部位に塗布されて、支持枠部2の裏面を載置面20に固着する。   The straight grooves 33 a to 33 c and 34 a to 34 c are formed on the mounting surface 20 along the side of the mounting surface 20 on the side of the step portions 21 a and 21 b in the front view of the MEMS optical deflector 15. Details of the structures of the straight grooves 33a to 33c and 34a to 34c will be described later. The adhesive 36 is filled in the linear grooves 33a to 33c and 34a to 34c. The adhesive 37 (see FIG. 6C) is applied to the portion of the mounting surface 20 to which the back surface of the support frame 2 is fixed, and the back surface of the support frame 2 is mounted. It adheres to the surface 20.

図5は、支持枠部2における振動経由部分A1,A2の位置を示している。前述したように、ボンディングマシーンによる光偏向器チップ1の電極パッド5a〜5d,6a〜6dとパッケージ19の電極24a〜24d,25a〜25dとのワイヤーボンディングの際、電極パッド5a〜5d,6a〜6dにワイヤー30から超音波が伝搬する。この超音波は、さらに、支持枠部2、半円周型駆動部11a,11b及びトーションバー10a,10bを順番に経由してミラー部9に到達する。   FIG. 5 shows the positions of the vibration passing portions A 1 and A 2 in the support frame portion 2. As described above, at the time of wire bonding between the electrode pads 5a to 5d and 6a to 6d of the optical deflector chip 1 and the electrodes 24a to 24d and 25a to 25d of the package 19 by the bonding machine, the electrode pads 5a to 5d and 6a to Ultrasonic waves propagate from the wire 30 to 6d. The ultrasonic waves further reach the mirror unit 9 via the support frame 2, the semicircular drive units 11a and 11b, and the torsion bars 10a and 10b in order.

支持枠部2、半円周型駆動部11a,11b及びトーションバー10a,10bは、ワイヤーボンディング時に、ワイヤー30から電極パッド5a〜5d,6a〜6dに印加される超音波(機械的振動)の振動伝搬経路を構成する。振動経由部分A1,A2は、支持枠部2において超音波の振動伝搬経路を構成する部分であって、支持枠部2において載置面20に固定される裏面を有する部分として定義される。   The support frame part 2, the semicircular type drive parts 11a and 11b, and the torsion bars 10a and 10b are ultrasonic (mechanical vibration) applied from the wire 30 to the electrode pads 5a to 5d and 6a to 6d at the time of wire bonding. Configure the vibration propagation path. The vibration passing portions A1 and A2 are portions constituting an ultrasonic vibration propagation path in the support frame portion 2, and are defined as portions having a back surface fixed to the placement surface 20 in the support frame portion 2.

さらに、振動経由部分A1,A2の裏面が固定される載置面20側の面部分として振動部固定面B1,B2を定義する。振動部固定面B1,B2は、載置面20において、MEMS光偏向器15の正面視で振動経由部分A1,A2の輪郭線で囲われる範囲と一致する。   Furthermore, the vibration portion fixing surfaces B1 and B2 are defined as surface portions on the mounting surface 20 side on which the back surfaces of the vibration passing portions A1 and A2 are fixed. The vibration unit fixing surfaces B1 and B2 coincide with the range of the placement surface 20 surrounded by the contour lines of the vibration passing portions A1 and A2 when the MEMS optical deflector 15 is viewed from the front.

突出部4a,4bは、支持枠部2の部分であり、超音波の振動伝搬経路の一部となるが、図1から理解できるように、突出部4a,4bは、半円周型駆動部11a,11b等の変位部とほぼ同一の厚さとされ、その裏面は、載置面20に固定されることなく、載置面20から浮いた状態になっている。したがって突出部4a,4bは振動経由部分A1,A2から除外される。   The protrusions 4a and 4b are parts of the support frame 2 and are part of the ultrasonic vibration propagation path. As can be understood from FIG. 1, the protrusions 4a and 4b are semicircular drive units. 11a, 11b, etc. The thickness is almost the same as that of the displacement portion, and the back surface thereof is not fixed to the mounting surface 20 but is lifted from the mounting surface 20. Therefore, the protrusions 4a and 4b are excluded from the vibration passing portions A1 and A2.

なお、突出部4a,4bを支持枠部2の他の部分と同一の厚さにして、突出部4a,4bの裏面を載置面20に固定する場合には、突出部4a,4bも振動経由部分A1,A2に含まれる。   When the protrusions 4a and 4b have the same thickness as the other parts of the support frame 2 and the back surfaces of the protrusions 4a and 4b are fixed to the mounting surface 20, the protrusions 4a and 4b also vibrate. It is included in the transit parts A1 and A2.

支持枠部2には、超音波の振動伝搬経路が計4つ形成される。第1振動伝搬経路は、電極パッド5a,5bから突出部4aへ進む経路であり、第2振動伝搬経路は、電極パッド5d,5cから突出部4aへ進む経路であり、第3振動伝搬経路は、電極パッド6a,6bから突出部4bへ進む経路であり、第4振動伝搬経路は、電極パッド6d,6cから突出部4bへ進む経路である。第1及び第2振動伝搬経路は突出部4aにおいて重なり、第3及び第4振動伝搬経路は突出部4bにおいて重なる。   A total of four ultrasonic vibration propagation paths are formed in the support frame 2. The first vibration propagation path is a path that travels from the electrode pads 5a and 5b to the protrusion 4a, the second vibration propagation path is a path that travels from the electrode pads 5d and 5c to the protrusion 4a, and the third vibration propagation path is The fourth vibration propagation path is a path that travels from the electrode pads 6d and 6c to the protrusion 4b. The first and second vibration propagation paths overlap at the protrusion 4a, and the third and fourth vibration propagation paths overlap at the protrusion 4b.

ワイヤー30に印加される超音波の周波数は、単一ではなく、所定の周波数範囲で分布したものとなっている。この所定の周波数範囲の中に、ミラー部9の共振周波数、又は該共振周波数の高次モードの周波数と一致するものがあると、電極パッド5a〜5d,6a〜6dから支持枠部2の振動経由部分A1,A2を経由してミラー部9の方へ伝搬した超音波が、ミラー部9を含む共振構造部分(図5において光偏向器チップ1の変位部として右肩上がりと右肩下がりの斜線が重なって図示されている部分に相当)を励振してしまい、場合により、ミラー部9の付け根近辺の破断個所40で破損が生じることがある。なお、破断個所40は、ミラー部9のトーションバー10b側の付け根近辺のものを図示しているが、トーションバー10a側の付け根近辺が破断個所40より先に破断することもある。   The frequency of the ultrasonic wave applied to the wire 30 is not single, but is distributed in a predetermined frequency range. If there is a frequency that coincides with the resonance frequency of the mirror portion 9 or a higher-order mode frequency within the predetermined frequency range, the vibration of the support frame portion 2 from the electrode pads 5a to 5d and 6a to 6d. The ultrasonic wave propagated toward the mirror portion 9 via the via portions A1 and A2 is a resonance structure portion including the mirror portion 9 (in FIG. In some cases, the broken portion 40 near the base of the mirror portion 9 may be damaged. In addition, although the broken part 40 is illustrated in the vicinity of the root of the mirror portion 9 on the torsion bar 10 b side, the vicinity of the root on the torsion bar 10 a side may be broken before the broken part 40.

図2〜図4の直線溝33a〜33c,34a〜34c及びそれに充填された接着剤36は、このような破断個所40の発生防止に寄与するものである。   The linear grooves 33a to 33c and 34a to 34c and the adhesive 36 filled therein contribute to the prevention of the occurrence of such breakage points 40.

直線溝33a〜33c,34a〜34cは、振動経由部分A1,A2における機械的振動の伝搬経路を横切る方向に、載置面20の振動部固定面B1,B2に形成される。直線溝33a,33c,34a,34cは、一端において載置面20における段部21a,21b側の辺に設定され、他端において振動部固定面B1,B2の内側に収まる位置に設定される。この結果、直線溝33a,33c,34a,34cは、支持枠部2の外側に位置する一端側では振動経由部分A1,A2の裏面の下から露出し、一端側以外では支持枠部2の内側では振動経由部分A1,A2の裏面の下に隠れる。   The straight grooves 33a to 33c and 34a to 34c are formed on the vibration portion fixing surfaces B1 and B2 of the mounting surface 20 in a direction crossing the propagation path of the mechanical vibration in the vibration passing portions A1 and A2. The straight grooves 33a, 33c, 34a, 34c are set at one end to the side on the stepped portion 21a, 21b side of the mounting surface 20 and at the other end are set to a position that fits inside the vibrating portion fixing surfaces B1, B2. As a result, the linear grooves 33a, 33c, 34a, and 34c are exposed from the bottom of the back surface of the vibration-passing portions A1 and A2 on one end side located outside the support frame portion 2, and the inner side of the support frame portion 2 except for one end side. Then, it is hidden under the back surface of the vibration-routed portions A1 and A2.

直線溝33b,34bは、一端において載置面20における段部21a,21b側の辺に設定され、他端において振動部固定面B1,B2の内側の縁を内側に越えて、突出部4a,4bの下方に達している。なお、直線溝33b,34bについても、他端において振動部固定面B1,B2の内側に収まる位置に設定され、これにより、直線溝33a,33c,34a,34cと同様に、支持枠部2の外側に位置する一端側では振動経由部分A1,A2の裏面の下から露出し、一端側以外では振動経由部分A1,A2の裏面の下に隠れるようにすることもできる。   The straight grooves 33b and 34b are set at one end to the side of the mounting surface 20 on the stepped portion 21a and 21b side, and at the other end beyond the inner edge of the vibration portion fixing surfaces B1 and B2, It reaches below 4b. Note that the straight grooves 33b and 34b are also set at positions where they are located inside the vibration portion fixing surfaces B1 and B2 at the other end, and thus, like the straight grooves 33a, 33c, 34a, and 34c, It can be exposed from the bottom of the back surface of the vibration-passing portions A1 and A2 on one end side located outside, and hidden behind the back surface of the vibration-passing portions A1 and A2 except for the one end side.

直線溝33a〜33c,34a〜34cは、この振動部固定面B1,B2において、電極パッド5a〜5d,6a〜6dの真下を除外した部位に形成される。直線溝33a,33c,34a,34cは、それぞれ電極パッド5a,5d,6a,6dに対応付けられ、振動経由部分A1,A2における超音波(機械的振動)の振動伝搬経路おいて、電極パッド5a,5d,6a,6dとそれらより1つ下流側の、すなわち下流側に隣りの電極パッド5b,5c,6b,6cとの間の範囲に対応する振動部固定面B1,B2の各範囲に1つずつ形成されたものとなっている。   The straight grooves 33a to 33c and 34a to 34c are formed at portions of the vibrating portion fixing surfaces B1 and B2 excluding the portions immediately below the electrode pads 5a to 5d and 6a to 6d. The straight grooves 33a, 33c, 34a, and 34c are associated with the electrode pads 5a, 5d, 6a, and 6d, respectively, and are disposed in the vibration propagation path of the ultrasonic waves (mechanical vibrations) in the vibration passing portions A1 and A2. , 5d, 6a, 6d and one range downstream thereof, that is, one in each range of the vibrating portion fixing surfaces B1, B2 corresponding to the range between the electrode pads 5b, 5c, 6b, 6c adjacent to the downstream side. It has been formed one by one.

直線溝33b,34bは、それぞれ超音波の各振動伝搬経路おいて、最下流側の電極パッドとしての電極パッド5b,5c,6b,6cの下流側の振動経由部分A1,A2の範囲に対応する振動部固定面B1,B2の範囲に1つ、形成されたものとなっている。直線溝33bは電極パッド5b,5cに対応付けられ、直線溝34bは電極パッド6b,6cに対応付けられている。   The straight grooves 33b and 34b respectively correspond to the ranges of the vibration passing portions A1 and A2 on the downstream side of the electrode pads 5b, 5c, 6b, and 6c as the most downstream electrode pads in the respective ultrasonic vibration propagation paths. One is formed in the range of the vibration portion fixing surfaces B1 and B2. The straight groove 33b is associated with the electrode pads 5b and 5c, and the straight groove 34b is associated with the electrode pads 6b and 6c.

ワイヤー30に超音波を印加して行うワイヤーボンディングは、ダイボンド工程の終了後に行われる。直線溝33a〜33c,34a〜34cへの接着剤36の充填は、ダイボンド工程において実施する。ダイボンド工程について、図6を参照して説明する。   Wire bonding performed by applying ultrasonic waves to the wire 30 is performed after the die bonding step is completed. Filling the linear grooves 33a to 33c and 34a to 34c with the adhesive 36 is performed in a die bonding step. The die bonding process will be described with reference to FIG.

図6において、(a)〜(d)は、ダイボンド工程の各サブ工程を順番に示している。(a)〜(d)の各サブ工程において、左は、図2のIV−IV矢視断面と同じ位置のパッケージ19の矢視断面図であり、右は、パッケージ19の正面図となっている。   In FIG. 6, (a) to (d) sequentially show the sub-processes of the die bonding process. In each of the sub-steps (a) to (d), the left is an arrow cross-sectional view of the package 19 at the same position as the IV-IV arrow cross-section of FIG. 2, and the right is a front view of the package 19. Yes.

図6(a)は、ダイボンド工程開始時のパッケージ19の状態を示しており、直線溝33a〜33c,34a〜34cは、空になっている。   FIG. 6A shows the state of the package 19 at the start of the die bonding process, and the linear grooves 33a to 33c and 34a to 34c are empty.

図6(b)では、直線溝33a〜33c,34a〜34cに接着剤36がディスペンサーにより充填される。接着剤36は、この例では、比重:約1.0 g/cm、粘度:約40Pa・sのシリコーン樹脂を使用した。 In FIG. 6B, the adhesive 36 is filled in the linear grooves 33a to 33c and 34a to 34c by a dispenser. In this example, a silicone resin having a specific gravity of about 1.0 g / cm 3 and a viscosity of about 40 Pa · s was used as the adhesive 36.

図6(c)では、接着剤37が載置面20にディスペンサーにより塗布される。接着剤36,37は、塗布範囲が異なるとともに、塗布するサブ工程が異なるので、図6では、別の符号を使用しているが、材料としては同一のものが使用される。塗布範囲は、光偏向器チップ1の支持枠部2の裏面が載置面20に押し当てられる範囲に設定され、載置面20の裏面の外周輪郭に合わせて、「ロ」字形になっている。図6(c)における「ロ」字形の塗布範囲は、支持枠部2の裏面が載置面20に固定されるとき、該裏面の下に隠れる範囲となっている。   In FIG.6 (c), the adhesive agent 37 is apply | coated to the mounting surface 20 with a dispenser. The adhesives 36 and 37 have different application ranges and different sub-processes to be applied. Therefore, different reference numerals are used in FIG. 6, but the same materials are used. The application range is set to a range in which the back surface of the support frame portion 2 of the optical deflector chip 1 is pressed against the mounting surface 20, and has a “B” shape in accordance with the outer peripheral contour of the back surface of the mounting surface 20. Yes. The “B” -shaped application range in FIG. 6C is a range that is hidden under the back surface when the back surface of the support frame portion 2 is fixed to the placement surface 20.

図6(c)の右図からわかるように、接着剤36の内側の端は、接着剤37の塗布範囲の内周線にほぼ等しい。前述したように、直線溝33a,33c,34a,34cは、その外側端が、振動経由部分A1,A2の裏面から露出するように設定されている。したがって、直線溝33a,33c,34a,34cに充填された接着剤36の外側の端は、接着剤37の塗布範囲の外周線より外側へ十分に突出した位置になる。   As can be seen from the right diagram in FIG. 6C, the inner end of the adhesive 36 is substantially equal to the inner peripheral line of the application range of the adhesive 37. As described above, the linear grooves 33a, 33c, 34a, 34c are set so that the outer ends thereof are exposed from the back surfaces of the vibration passing portions A1, A2. Accordingly, the outer end of the adhesive 36 filled in the linear grooves 33 a, 33 c, 34 a, 34 c is a position sufficiently protruding outward from the outer peripheral line of the application range of the adhesive 37.

図6(d)では、ダイシングテープ(図示せず)上の光偏向器チップ1を、角錐コレット(図示せず)を用いてピックアップし、接着剤37が塗布されたパッケージ19の載置面20の所定位置に適正な圧力で押し当てて、ダイボンドする。直線溝33a,33c,34a,34cの外側の端部は、支持枠部2の振動経由部分A1,A2の裏面から露出しているので、余剰の接着剤37は、載置面20への支持枠部2の裏面に押し当てに伴い、直線溝33a,33c,34a,34cへその内側の端部から流入し、直線溝33a,33c,34a,34c内の接着剤36を外側の露出端部の方へ押しやる。これにより、パッケージ19の載置面20への光偏向器チップ1の支持枠部2の押し当て時に、振動経由部分A1,A2の裏面と載置面20の振動部固定面B1,B2との間に挟まれた接着剤37が、内側の方へ流動する力が弱まり、内側への流動量が減少する。   6D, the optical deflector chip 1 on the dicing tape (not shown) is picked up using a pyramid collet (not shown), and the mounting surface 20 of the package 19 to which the adhesive 37 is applied. The die is bonded to the predetermined position with an appropriate pressure. Since the outer ends of the straight grooves 33 a, 33 c, 34 a, 34 c are exposed from the back surfaces of the vibration passing portions A 1, A 2 of the support frame portion 2, the surplus adhesive 37 is supported on the mounting surface 20. As it is pressed against the back surface of the frame portion 2, it flows into the straight grooves 33a, 33c, 34a, and 34c from the inner end thereof, and the adhesive 36 in the straight grooves 33a, 33c, 34a, and 34c is exposed to the outer exposed end portion. Push towards the. As a result, when the support frame portion 2 of the optical deflector chip 1 is pressed against the mounting surface 20 of the package 19, the back surface of the vibration passing portions A 1 and A 2 and the vibration portion fixing surfaces B 1 and B 2 of the mounting surface 20 The force of the adhesive 37 sandwiched therebetween flowing toward the inside is weakened, and the amount of flow toward the inside is reduced.

図示していないが、ミラー部9の歪みを防止するために、ミラー部9の裏側に、環状リブが形成される。環状リブの下端は、載置面20に接近するので、載置面20の内側に流動した余剰の接着剤37が、環状リブに付着して、環状リブを載置面20に固着する可能性がある。支持枠部2の内側への接着剤37の流動力の減少は、環状リブ等の変位部への余剰の接着剤37の付着防止に寄与する。   Although not shown, an annular rib is formed on the back side of the mirror unit 9 in order to prevent distortion of the mirror unit 9. Since the lower end of the annular rib approaches the placement surface 20, there is a possibility that excess adhesive 37 that has flowed inside the placement surface 20 adheres to the annular rib and fixes the annular rib to the placement surface 20. There is. The decrease in the fluid force of the adhesive 37 inside the support frame portion 2 contributes to the prevention of the excessive adhesive 37 from adhering to the displacement portion such as the annular rib.

一方、直線溝33a〜33c,34a〜34c内を外側の露出端部の方へ押し出された接着剤36は、露出端部から支持枠部2の外周縁を適当量、這い上がって、フィレットを形成する。このフィレットは、載置面20への支持枠部2の接合強度を増大させる。   On the other hand, the adhesive 36 pushed out in the straight grooves 33a to 33c and 34a to 34c toward the outer exposed end portion crawls up the outer peripheral edge of the support frame portion 2 from the exposed end portion by an appropriate amount, Form. This fillet increases the bonding strength of the support frame 2 to the mounting surface 20.

図示は省略するが、図6(d)のサブ工程後、光偏向器チップ1は、パッケージ19と共に150℃に加熱された電気オーブン内にて4時間放置するサブ工程がある。このサブ工程により、接着剤36,37は完全に硬化する。フィレットの効果によりダイボンド終了から樹脂が完全に硬化するまでの間の光偏向器チップ1の位置ずれは抑制される。   Although illustration is omitted, after the sub-process of FIG. 6D, there is a sub-process in which the optical deflector chip 1 is left in an electric oven heated to 150 ° C. together with the package 19 for 4 hours. By this sub-process, the adhesives 36 and 37 are completely cured. Due to the effect of the fillet, positional deviation of the optical deflector chip 1 from the end of die bonding until the resin is completely cured is suppressed.

光偏向器チップ1の電極パッド5a〜5d,6a〜6dとパッケージ19の電極24a〜24d,25a〜25dとの間をAu(金)のワイヤー30にてワイヤーボンディングすることによりパッケージ19への光偏向器チップ1の実装が完了する。ワイヤーボンディングでは、ワイヤー30に印加された超音波は、電極パッド5a〜5d,6a〜6dのAlの酸化被膜を除去するとともに、支持枠部2へ入り、振動経由部分A1,A2を経て半円周型駆動部11a,11bの方へ伝搬する。その際、直線溝33a〜33c,34a〜34c内の接着剤36により振動力が吸収される。この結果、振動経由部分A1,A2から突出部4a,4bを介して半円周型駆動部11a,11bの方へ伝搬する振動力は、少なくとも破断個所40を発生させるような振動力未満まで、弱められ、破断個所40の発生が有効に防止される。   Light is applied to the package 19 by wire bonding between the electrode pads 5a to 5d and 6a to 6d of the optical deflector chip 1 and the electrodes 24a to 24d and 25a to 25d of the package 19 with Au (gold) wires 30. The mounting of the deflector chip 1 is completed. In the wire bonding, the ultrasonic wave applied to the wire 30 removes the Al oxide film of the electrode pads 5a to 5d and 6a to 6d, enters the support frame 2, and passes through the vibration passing parts A1 and A2 to make a semicircle. Propagating toward the circumferential drive units 11a and 11b. At that time, the vibration force is absorbed by the adhesive 36 in the linear grooves 33a to 33c and 34a to 34c. As a result, the vibration force propagating from the vibration passing portions A1, A2 to the semicircular type drive portions 11a, 11b via the protrusions 4a, 4b is at least less than the vibration force that generates the breaking point 40, It is weakened and generation | occurrence | production of the broken part 40 is prevented effectively.

パッケージ19の裏面には、表側の電極24a〜24d,25a〜25dと内部配線によって接続された電極パッド(図示せず)が設けられている。ワイヤーボンディング工程後、この裏面電極パッドにフレキケーブルを圧着して回路基板と接続するか、又は直接プリント基板にハンダ接合することにより、回路基板と電気的に接続される。   On the back surface of the package 19, electrode pads (not shown) connected to the front side electrodes 24 a to 24 d and 25 a to 25 d by internal wiring are provided. After the wire bonding step, the flexible cable is crimped to the back electrode pad and connected to the circuit board, or directly connected to the printed board to be electrically connected to the circuit board.

上記の手順に従って実装されたMEMS光偏向器15の圧電アクチュエータ12a,12b,13a,13bに対して、周波数25kHz、電圧が0〜15Vの正弦波信号を印加したところ、ミラー部9の機械的な偏向角として±12°が観測された。これはプロジェクタ用途のMEMS光偏向器としては十分な角度に相当する。間接的ではあるが、ワイヤーボンディング時の超音波による素子構造の劣化が一切生じなかったことが証明された。光偏向器チップ1のミラー部9の中心とパッケージ19の中心との位置関係を測定したところ、並進ずれの程度は横方向及び縦方向共に±50μm以内、回転ずれの程度は±0.1°以内と極めて良好な値を示した。接着剤36のフィレットの効果により、接着剤36の硬化時の位置ずれがほとんど生じなかったことも検証された。   When a sine wave signal having a frequency of 25 kHz and a voltage of 0 to 15 V is applied to the piezoelectric actuators 12a, 12b, 13a, and 13b of the MEMS optical deflector 15 mounted according to the above procedure, the mechanical action of the mirror unit 9 is performed. A deflection angle of ± 12 ° was observed. This corresponds to a sufficient angle as a MEMS optical deflector for projector use. Although indirect, it was proved that there was no degradation of the device structure due to the ultrasonic wave during wire bonding. When the positional relationship between the center of the mirror portion 9 of the optical deflector chip 1 and the center of the package 19 was measured, the degree of translational deviation was within ± 50 μm in both the horizontal and vertical directions, and the degree of rotational deviation was ± 0.1 °. Very good value was shown. It was also verified that due to the effect of the fillet of the adhesive 36, there was almost no displacement during curing of the adhesive 36.

MEMS光偏向器15は、例えば、スクリーン上に画像を映し出すプロジェクションディスプレイや車両用前照灯等に装備される。その場合、MEMS光偏向器15の表側に対峙して配設された所定の光源(図示せず)から光線がミラー部9に向かって、出射される。一方、MEMS光偏向器15は、圧電アクチュエータ12a,12b,13a,13bの圧電素子に、ミラー部9を含む共振構造の共振周波数に等しい周波数の駆動電圧を対応の位相で供給され、ミラー部9は、トーションバー10a,10bの軸線を回転軸線として、該回転軸線の周りに該共振周波数で往復、揺動している。この結果、ミラー部9は、光源からの入射光を回転軸線の周りに振る反射光を走査光として出射する。該走査光は、その後、ビームスプリッタ等の光学機器を介してスクリーンの方へ向かう。   The MEMS light deflector 15 is mounted on, for example, a projection display that projects an image on a screen, a vehicle headlamp, or the like. In that case, a light beam is emitted toward a mirror unit 9 from a predetermined light source (not shown) arranged facing the front side of the MEMS optical deflector 15. On the other hand, the MEMS optical deflector 15 is supplied with a drive voltage having a frequency equal to the resonance frequency of the resonance structure including the mirror unit 9 to the piezoelectric elements of the piezoelectric actuators 12a, 12b, 13a, and 13b in a corresponding phase. Oscillates reciprocally around the axis of rotation at the resonance frequency with the axis of the torsion bars 10a, 10b as the axis of rotation. As a result, the mirror unit 9 emits reflected light that scans the incident light from the light source around the rotation axis as scanning light. The scanning light then travels toward the screen via an optical device such as a beam splitter.

本発明の実施形態について説明した。MEMS光偏向器15は、本発明のMEMSデバイスの一例である。ミラー部9、トーションバー10a,10b及び半円周型駆動部11a,11bは、支持部又は枠状支持部としての枠部2に変位自在に支持される変位部の一例である。直線溝33a〜33d,34a〜34dは、本発明の溝の一例である。電極パッド5a〜5d,6a〜6dは、本発明の電極の一例である。電極パッド5b,5c,6b,6cは、振動伝搬経路で最も下流側に配置された電極の一例である。   The embodiments of the present invention have been described. The MEMS optical deflector 15 is an example of the MEMS device of the present invention. The mirror part 9, the torsion bars 10a and 10b, and the semicircular type drive parts 11a and 11b are examples of a displacement part that is movably supported by the frame part 2 as a support part or a frame-like support part. The straight grooves 33a to 33d and 34a to 34d are examples of the grooves of the present invention. The electrode pads 5a to 5d and 6a to 6d are examples of the electrode of the present invention. The electrode pads 5b, 5c, 6b, and 6c are examples of electrodes disposed on the most downstream side in the vibration propagation path.

本発明は、実施形態に限定されることなく、種々に変形して実施可能である。例えば、実施形態では、MEMSデバイスとしてMEMS光偏向器15について説明したが、本発明は、MEMSチップが支持部と変位部とを有するその他のMEMSデバイスにも適用可能である。   The present invention is not limited to the embodiments and can be implemented with various modifications. For example, in the embodiment, the MEMS optical deflector 15 has been described as the MEMS device, but the present invention is also applicable to other MEMS devices in which the MEMS chip has a support portion and a displacement portion.

実施形態では、MEMSチップの支持部としての支持枠部2は枠状になっているが、本発明のMEMSチップの支持部は、枠状でなくてもよい。   In the embodiment, the support frame portion 2 as a support portion of the MEMS chip has a frame shape, but the support portion of the MEMS chip of the present invention may not have a frame shape.

実施形態では、直線溝33a,33c,34a,34cが、電極パッド5a,5d,6a,6dに対応付けて形成されているが、直線溝33b,34bは残して、直線溝33a,33c,34a,34cは省略することもできる。なぜなら、ワイヤーボンディングでは、ワイヤーボンディング機は、複数のワイヤー30をまとめて接続するのではなく、1本ずつ対応の電極に接続するので、支持枠部2における振動伝搬経路の最下流側範囲に対応する直線溝33b,34bを電極パッド5a〜5d,6a〜6dの共通の溝として使用できるからである。   In the embodiment, the linear grooves 33a, 33c, 34a, 34c are formed in association with the electrode pads 5a, 5d, 6a, 6d, but the linear grooves 33a, 33c, 34a are left, leaving the linear grooves 33b, 34b. , 34c can be omitted. Because, in wire bonding, the wire bonding machine does not connect a plurality of wires 30 together, but connects them to the corresponding electrodes one by one, so it corresponds to the most downstream range of the vibration propagation path in the support frame 2 This is because the straight grooves 33b and 34b to be used can be used as a common groove for the electrode pads 5a to 5d and 6a to 6d.

1・・・光偏向器チップ、2・・・支持枠部(支持部及び枠状支持部)、3・・・内側空間、5a〜5d,6a〜6d・・・電極パッド、9・・・ミラー部(変位部)、10a,10b・・・トーションバー(変位部)、11a,11b・・・半円周型駆動部(変位部)、12a,12b,13a,13b・・・圧電アクチュエータ(変位部)、15・・・MEMS光偏向器(MEMSデバイス)、19・・・パッケージ、20・・・載置面、30・・・ワイヤー、33a〜33d,34a〜34d・・・直線溝(溝)、36・・・接着剤、A1,A2・・・振動経由部分、B1,B2・・・振動部固定面。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical deflector chip, 2 ... Support frame part (support part and frame-shaped support part), 3 ... Inner space, 5a-5d, 6a-6d ... Electrode pad, 9 ... Mirror part (displacement part), 10a, 10b ... Torsion bar (displacement part), 11a, 11b ... Semicircular drive part (displacement part), 12a, 12b, 13a, 13b ... Piezoelectric actuator ( Displacement part), 15 ... MEMS optical deflector (MEMS device), 19 ... Package, 20 ... Mounting surface, 30 ... Wire, 33a-33d, 34a-34d ... Linear groove ( Groove), 36... Adhesive, A1, A2... Vibration passing portion, B1, B2.

Claims (5)

支持部と、前記支持部に変位自在に支持される変位部と、前記支持部の表側に設けられる電極とを有するMEMSチップと、
前記MEMSチップの前記支持部の裏面が樹脂の接着剤により固定される載置面を有するパッケージとを備えるMEMSデバイスにおいて、
機械的振動が前記電極から前記支持部を経由して前記変位部へ伝搬する際に前記支持部における振動を経由する部分の裏面が固定される前記載置面の面部分において、前記電極の真下の部位を除く部位に溝が形成され、該溝に前記接着剤が充填されていることを特徴とするMEMSデバイス。
A MEMS chip having a support portion, a displacement portion that is movably supported by the support portion, and an electrode provided on a front side of the support portion;
In a MEMS device comprising: a package having a mounting surface on which a back surface of the support portion of the MEMS chip is fixed by a resin adhesive;
When the mechanical vibration propagates from the electrode to the displacement portion via the support portion, the back surface of the portion that passes through the vibration in the support portion is fixed. A MEMS device, wherein a groove is formed in a portion other than the portion, and the groove is filled with the adhesive.
請求項1記載のMEMSデバイスにおいて、
前記支持部は、前記振動を経由する部分を複数有し、
前記溝は、該部分の裏面が固定される前記載置面の面部分の複数の部位に形成されていることを特徴とするMEMSデバイス。
The MEMS device according to claim 1, wherein
The support portion has a plurality of portions that pass through the vibration,
The said groove | channel is formed in the several site | part of the surface part of the said mounting surface to which the back surface of this part is fixed, The MEMS device characterized by the above-mentioned.
請求項1又は2記載のMEMSデバイスにおいて、
前記電極は、前記支持部の前記振動を経由する部分の表側に前記振動の伝搬経路に沿って複数設けられ、
前記溝は、前記振動の伝搬経路で隣り合う電極間の前記振動を経由する部分に対応する前記載置面の面部分と、前記振動の伝搬経路で最も下流側に配置された電極より下流側の前記振動を経由する部分に対応する前記載置面の面部分における部位に1つずつ形成されていることを特徴とするMEMSデバイス。
The MEMS device according to claim 1 or 2,
A plurality of the electrodes are provided along the propagation path of the vibration on the front side of the portion of the support portion through the vibration,
The groove includes a surface portion of the mounting surface corresponding to a portion passing through the vibration between adjacent electrodes in the vibration propagation path, and a downstream side of the electrode disposed on the most downstream side in the vibration propagation path. One MEMS device is formed in each part of the surface portion of the mounting surface corresponding to the portion passing through the vibration.
請求項1又は2記載のMEMSデバイスにおいて、
前記電極は、前記支持部の前記振動を経由する部分の表側に前記振動の伝搬経路に沿って複数設けられ、
前記溝は、前記振動の伝搬経路で最も下流側に配置された電極より下流側の前記振動を経由する部分に対応する前記載置面の面部分における部位に1つのみ形成されていることを特徴とするMEMSデバイス。
The MEMS device according to claim 1 or 2,
A plurality of the electrodes are provided along the propagation path of the vibration on the front side of the portion of the support portion through the vibration,
Only one groove is formed in a portion of the surface portion of the mounting surface corresponding to a portion passing through the vibration on the downstream side of the most downstream electrode in the vibration propagation path. A featured MEMS device.
請求項1〜4のいずれか1項に記載のMEMSデバイスにおいて、
前記支持部は、枠状支持部として形成され、
前記変位部は、前記枠状支持部の内側の空間内に配設され、
前記溝は、前記振動の伝搬経路を横切る方向に形成され、一端側のみ前記枠状支持部の外周の外側に露出し、その一端側以外の部分は前記枠状支持部の裏面の下に隠れることを特徴とするMEMSデバイス。
The MEMS device according to any one of claims 1 to 4,
The support part is formed as a frame-like support part,
The displacement part is disposed in a space inside the frame-shaped support part,
The groove is formed in a direction crossing the vibration propagation path, and is exposed to the outside of the outer periphery of the frame-shaped support portion only at one end side, and the portion other than the one end side is hidden under the back surface of the frame-shaped support portion The MEMS device characterized by the above-mentioned.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060164631A1 (en) * 2005-01-21 2006-07-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical scanner package having heating dam
JP2007034309A (en) * 2005-07-27 2007-02-08 Samsung Electronics Co Ltd Micro-mirror element package and method for fabricating the same
JP2009154264A (en) * 2007-12-27 2009-07-16 Stanley Electric Co Ltd Mems module

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060164631A1 (en) * 2005-01-21 2006-07-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical scanner package having heating dam
JP2007034309A (en) * 2005-07-27 2007-02-08 Samsung Electronics Co Ltd Micro-mirror element package and method for fabricating the same
JP2009154264A (en) * 2007-12-27 2009-07-16 Stanley Electric Co Ltd Mems module

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