JP2015016521A - ばね、微小構造体およびばねの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、図面を参照して、本発明の第1の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下においては、本実施の形態に係るばねを微小構造体に適用した場合を例に説明を行う。
図1〜図3に示す微小構造体は、中央部に平面視略矩形の開口1aが形成された平面視略矩形の枠部材1と、一端が開口1aの1組の対辺にそれぞれ接続された一対のばね2と、平面視略矩形に形成され、ばね2の他端が1組の対辺にそれぞれ接続され、開口1a内で移動可能に支持された振動子3とを備えている。
ここで、基部11の材料としては、例えば、シリコン、ポリイミド、ガラスエポキシ、PDMS(ポリジメチルシロキサン)、ガラス、アクリル樹脂などが用いられる。また、導電層12としては、水分散ポリチオフェン誘導体(PEDOT−PSS)、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレンなどが用いられる。
なお、枠部材1には、ばね2を介して電気的に接続された振動子3と各種信号をやりとりするための電気回路を備えるようにしてもよい。
また、ばね本体21は、図2に示すように、平面視矩形の環状の枠部21aと、一端が枠部21aの一方の長辺の両端近傍に接続され、他端が枠部材1に接続された棒状の一対の枠部材側梁部21bと、一端が枠部21aの他方の長辺の両端近傍に接続され、他端が振動子3に接続された棒状の一対の振動子側梁部21cとから構成されている。
ここで、基部31の材料としては、例えば、シリコン、ポリイミド、ガラスエポキシ、PDMS(ポリジメチルシロキサン)、ガラス、アクリル樹脂などが用いられる。また、導電層12としては、水分散ポリチオフェン誘導体(PEDOT−PSS)、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレンなどを用いることができる。
一方、導電層32の材料としては、水分散ポリチオフェン誘導体(PEDOT−PSS)、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレンなどを用いることができる。
次に、図4〜図15を参照して本実施の形態にかかるばね2を備えた微小構造体の製造方法について説明する。
そして、基板100上面の第1の酸化膜101上にレジスト材料を塗布し、このレジスト材料に対して所望のパターンを有するマスクを用いて露光することにより、第1の酸化膜101上の所望の位置に開口部が形成されたレジストパターン103を形成する。
ここで、基板100のエッチングは、例えばICP−RIE(ICP:Inductive Coupled Plasma、RIE:Reactive Ion Etching)など公知のDRIE(Deep Reactive Ion Etching)により行うことができる。本実施の形態においては、第1の酸化膜101の開口部から露出した基板100に深さ450[μm]の溝104を形成した。このとき、レジストパターン103は、基板100のエッチング中にアッシングされて消滅する。
ここで、第2の酸化膜106は、例えば、緩衝フッ酸溶液によりウェットエッチングすることにより除去することができる。保持基板109としては、例えばシリコン基板を用いることができる。また、保持基板109の接着は、例えば接着剤を用いることにより実現することができる。
これにより、ばね本体21の表面に導電層22が形成されたばね2を備えた微小構造体が作製されることとなる。
次に、本発明に係る第2の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態は、上述した第1の実施の形態とばね2となる樹脂107および導電層110に対応する構成をSTP(Spin-coating film Transfer and hot-Pressing technology)法により製造するものである。したがって、本実施の形態において、第1の実施の形態と同等の構成については同じ名称および符号を付し、適宜説明を省略する。
まず、図8に示したように、溝104内部を含む基板100の上面および基板100の下面に第2の酸化膜105,106を形成した基板100を用意する。
本実施の形態において、非導電性樹脂層201としては、液状のパリレン(登録商標)樹脂を塗布する。また、ベースフィルム200としては、NTT−AT社製の転写フィルム(厚さ50[μm])を用いる。また、後の工程でベースフィルム200からのパリレン(登録商標)樹脂の剥離を容易にするために、ベースフィルム200上面に表面処理剤(NTT−AT社製フィルムコンディショナーS−101)を予め塗布するようにしてもよい。
非導電性樹脂層201’および導電性樹脂層202’を選択的に除去した後の工程は、上述した第1の実施の形態で説明した図11以降の工程と同等である。
次に、本発明に係る第3の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態は、上述した第1の実施の形態における基板100としてSOI(Silicon on Insulator)基板を用いるものである。したがって、本実施の形態において、第1の実施の形態と同等の構成については同じ名称および符号を付し、適宜説明を省略する
まず、SOI基板300を用意する。このSOI基板300は、シリコン基部301の上に、埋め込み絶縁層302を介して表面シリコン層303が形成された基板である。本実施の形態におけるSOI基板300の各層の厚さは、シリコン基部301が400[μm]、埋め込み絶縁層302が2[μm]、表面シリコン層303が25[μm]となっている。
シリコン基部301の除去は、例えばICP−RIEなど公知のDRIEにより行うことができる。
第2の酸化膜314,315形成した後の工程は、上述した第1の実施の形態で説明した図9以降の工程と同等である。
次に、本発明に係る第4の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態は、上述した第2の実施の形態において、上述した第3の実施の形態で説明した第2の酸化膜314,315が形成されたSOI基板300を用いるものである。したがって、本実施の形態において、第1〜第3の実施の形態と同等の構成については同じ名称および符号を付し、適宜説明を省略する。
まず、図25を参照して説明した第2の酸化膜314,315が形成されたSOI基板300に対して、図16,図17を参照して説明した非導電性樹脂層201および導電性樹脂層202が形成されたベースフィルム200を、図18,図19を参照して説明した方法と同等の方法により熱圧着した後、図26に示すように、ベースフィルム200を剥離する。
ベースフィルム200を剥離した後の工程は、上述した第2の実施の形態で説明した図21以降の工程と同等である。
Claims (4)
- 弾性材料からなるばね本体と、
このばね本体の表面に形成され、導電材料からなる導電層と
から構成されることを特徴とするばね。 - 前記導電材料は、前記弾性材料よりもヤング率が低い
ことを特徴とする請求項1記載のばね。 - 振動子と、
この振動子に一端が接続されたばねと、
このばねの他端が接続された支持部と
を備えた微小構造体であって、
前記ばねは、請求項1または2記載のばねからなる
ことを特徴とする微小構造体。 - 弾性材料からなるばね本体を形成するステップと、
前記ばね本体の表面に導電層を形成するステップと
を有することを特徴とするばねの製造方法。
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2013
- 2013-07-10 JP JP2013144333A patent/JP6178139B2/ja active Active
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