JP3132165B2 - Micro actuator - Google Patents

Micro actuator

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JP3132165B2
JP3132165B2 JP04183351A JP18335192A JP3132165B2 JP 3132165 B2 JP3132165 B2 JP 3132165B2 JP 04183351 A JP04183351 A JP 04183351A JP 18335192 A JP18335192 A JP 18335192A JP 3132165 B2 JP3132165 B2 JP 3132165B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えばエッチングやリ
ソグラフィなどのIC製造方法によって製作されるマイ
クロアクチュエータに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microactuator manufactured by an IC manufacturing method such as etching or lithography.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のマイクロアクチュエータとして
は、例えば Mehreganyらの論文("Operation of microf
abricated harmonic and ordinary side-drive motor
s",in Proceedings of the third IEEE Workshop on Mi
cro Electro MechanicalSystems, Napa Valley, Califo
rnia, USA, February 11-14, 1990, pp.1-8.)に示され
ている静電型マイクロウォブルモータが挙げられる。
2. Description of the Related Art As a conventional microactuator, for example, a paper by Mehregany et al.
abricated harmonic and ordinary side-drive motor
s ", in Proceedings of the third IEEE Workshop on Mi
cro Electro Mechanical Systems, Napa Valley, Califo
rnia, USA, February 11-14, 1990, pp. 1-8.).

【0003】図12はこの従来の静電型マイクロウォブ
ルモータの構成を模式的に示した平面図を示し、図13
に同静電型マイクロウォブルモータの断面図を示す。
FIG. 12 is a plan view schematically showing the structure of this conventional electrostatic micro wobble motor, and FIG.
2 shows a cross-sectional view of the same electrostatic micro wobble motor.

【0004】図12及び図13において1はベアリン
グ、2は外径100μm程度のロータ、また3a〜3h
がロータ2の周囲に円周状に設けられた8個の電極(論
文で紹介されているモータの写真には12個の電極が見
られる)である。これらの電極3a〜3hには、図は省
略するが電源よりそれぞれ配線がなされており、任意に
選択して電圧を印加することができる。
12 and 13, reference numeral 1 denotes a bearing, 2 denotes a rotor having an outer diameter of about 100 μm, and 3a to 3h
Are eight electrodes provided circumferentially around the rotor 2 (twelve electrodes are seen in the photograph of the motor introduced in the paper). Although not shown, these electrodes 3a to 3h are each provided with a wiring from a power supply, and a voltage can be arbitrarily selected and applied.

【0005】図に示すようにロータ2が円環形状をな
し、その内周とベアリング1との間にはクリアランスC
が設けられているので、通常のモータとは異なり、ロー
タ2がベアリング1に軸支されて回動するという動作に
はならない。すなわち、電極3a〜3hへの電圧の印加
にともない、ロータ2は励起された電極3a〜3hに順
次吸引されながら公転することになる。
[0005] As shown in the figure, the rotor 2 has an annular shape, and a clearance C is provided between the inner periphery thereof and the bearing 1.
Is provided, unlike a normal motor, the rotor 2 is not supported by the bearing 1 to rotate. That is, with the application of the voltage to the electrodes 3a to 3h, the rotor 2 revolves while being sequentially attracted to the excited electrodes 3a to 3h.

【0006】しかし、同時にロータ2とベアリング1と
が接点2aの部分でころがり接触をしながら移動するた
め、ベアリング1の外周とロータ2の内周との差の分だ
けロータ2が自転する。この動作に関しては後に詳述す
る。
However, at the same time, the rotor 2 and the bearing 1 move while rolling and contacting each other at the contact 2a, so that the rotor 2 rotates by the difference between the outer circumference of the bearing 1 and the inner circumference of the rotor 2. This operation will be described later in detail.

【0007】ロータ2はベアリング1のフランジ1aに
よって、ベアリング1から抜けないように支持されてい
る。また、電極3a〜3h(図は3a、3eのみ示して
いる)とロータ2とはほぼ同じ高さになっているが、ロ
ータ2の下面には環状ではなくポイント的に設けられた
複数の突起2bがあり、シールド層4上をスライドして
電気的な接触を得るように構成されている。
The rotor 2 is supported by the flange 1a of the bearing 1 so as not to come off the bearing 1. The electrodes 3a to 3h (only 3a and 3e are shown in the figure) and the rotor 2 have substantially the same height, but a plurality of protrusions provided on the lower surface of the rotor 2 instead of being annular. 2b, which is configured to slide on the shield layer 4 to obtain electrical contact.

【0008】図14〜図18はそれぞれ、以下に説明す
るこの静電型マイクロウォブルモータの製作工程(a)
〜(e)を示す図であるが、製作にはエッチングやリソ
グラフィなどの一般的なIC製造方法が用いられてい
る。以下、工程図にしたがって簡単に製作方法を説明す
る。
FIGS. 14 to 18 show a process (a) for manufacturing the electrostatic micro wobble motor described below.
FIGS. 5A to 5E are diagrams illustrating a general IC manufacturing method such as etching and lithography. Hereinafter, the manufacturing method will be briefly described according to the process chart.

【0009】(a)シリコン基板5の上に、熱成長させ
た1μm厚の酸化膜及びLPCVDで堆積させた1μm
厚の窒化シリコン層とを重ねることによって絶縁層6を
形成する。
(A) On a silicon substrate 5, a 1 μm thick oxide film thermally grown and a 1 μm thick oxide film deposited by LPCVD
The insulating layer 6 is formed by stacking a thick silicon nitride layer.

【0010】この上に、リンを十分に拡散させた350
0Å厚のLPCVD多結晶シリコン薄膜を形成し、パタ
ーンニングを行なって電気的なシールド層4とする。
On top of this, 350 which has sufficiently diffused phosphorus is used.
An LPCVD polycrystalline silicon thin film having a thickness of 0 ° is formed and patterned to form an electric shield layer 4.

【0011】さらに第1の犠牲層となる2.2μm厚の
低温酸化(LTO)膜7を堆積させ、電極3a〜3hの
固定部7aとロータ2の突起2bを形成する凹部7bの
ためのパターニングを2段階に分けて行なう。
Further, a low-temperature oxide (LTO) film 7 having a thickness of 2.2 μm serving as a first sacrificial layer is deposited, and patterning is performed for the fixing portion 7a of the electrodes 3a to 3h and the concave portion 7b for forming the projection 2b of the rotor 2. Is performed in two stages.

【0012】(b)リンを十分に拡散させた2.5μm
厚のLPCVD多結晶シリコン層を堆積させ、反応性イ
オンエッチング(RIE)を用いて、第12及び図13
に示すロータ2、電極3a〜3h(図示は3a、3eの
み)を形成する。図のように電極3a〜3hはシリコン
基板5上に固定され、ロータ2には複数の突起2bが形
成される。
(B) 2.5 μm in which phosphorus is sufficiently diffused
Deposit a thick LPCVD polysilicon layer and use reactive ion etching (RIE)
And the electrodes 3a to 3h (only 3a and 3e are shown) as shown in FIG. As shown, the electrodes 3a to 3h are fixed on the silicon substrate 5, and the rotor 2 has a plurality of protrusions 2b.

【0013】この多結晶シリコン層のRIE用のマスク
としてはパターンニングされた熱酸化膜を用いるため、
この段階でロータ2や電極3a〜3hの厚みは2.2μ
m程度になっている。
Since a patterned thermal oxide film is used as a mask for RIE of the polycrystalline silicon layer,
At this stage, the thickness of the rotor 2 and the electrodes 3a to 3h is 2.2 μm.
m.

【0014】(c)約0.3μm厚の第2の犠牲層とな
るLTO膜8を堆積させ、ベアリング1とロータ2のク
リアランスCを確保するとともに、ベアリング1の固定
部8aをパターンニングする。なお、このベアリング1
の直径は約36μmであるが、ここで用いているプロセ
ス上の制約から26μmが最小値とされている。
(C) An LTO film 8 serving as a second sacrificial layer having a thickness of about 0.3 μm is deposited, a clearance C between the bearing 1 and the rotor 2 is secured, and the fixing portion 8a of the bearing 1 is patterned. In addition, this bearing 1
Has a diameter of about 36 μm, but the minimum value is set to 26 μm due to process restrictions.

【0015】(d)リンを十分に拡散させた1μm厚の
LPCVD多結晶シリコン層を堆積させ、フランジ1a
を備えたベアリング1を形成する。
(D) A 1 μm-thick LPCVD polycrystalline silicon layer in which phosphorus is sufficiently diffused is deposited, and a flange 1 a
Is formed.

【0016】(e)第1及び第2の犠牲層であるLTO
膜7及び8を緩衝フッ酸(HF)で溶解し、ロータ2を
完全にリリースすることにより図13に示すような構成
が完成する。
(E) LTO as first and second sacrificial layers
The structures shown in FIG. 13 are completed by dissolving the membranes 7 and 8 with buffered hydrofluoric acid (HF) and completely releasing the rotor 2.

【0017】以上のように構成された従来の静電型マイ
クロウォブルモータにおいて、以下その動作について図
12を用いて説明を行なうが、前述のように、ロータ2
はベアリング1に軸支されて回動するのではなく、励起
された電極3a〜3hに順次吸引されながら公転し、同
時に接点2aでころがり接触をしながらベアリング1の
外周とロータ2の内周との差の分だけ自転するのであ
る。
The operation of the conventional electrostatic micro wobble motor configured as described above will be described below with reference to FIG.
Rather than being pivotally supported by the bearing 1, it revolves while being sequentially attracted to the excited electrodes 3 a to 3 h, and at the same time makes rolling contact with the contact 2 a while contacting the outer periphery of the bearing 1 and the inner periphery of the rotor 2. It rotates by the amount of the difference.

【0018】すなわち、図のX方向に電極3a、次に電
極3b、電極3cというように順番に励起して行くもの
とすると、まず、図に示すようにロータ2は励起された
電極3aに吸引された状態になる。そして次には励起さ
れた電極3bに吸引され、その次には電極3cに吸引さ
れ、という具合に作動するため、ロータ2も図のX方向
に公転することになる。
That is, assuming that the electrode 3a is sequentially excited in the X direction in the figure, such as the electrode 3a, then the electrode 3b, and the electrode 3c, first, as shown in the figure, the rotor 2 is attracted to the excited electrode 3a. It is in the state that was done. Then, it is sucked by the excited electrode 3b, and then sucked by the electrode 3c, so that the rotor 2 revolves in the X direction in the drawing.

【0019】ここで、ロータ2とベアリング1とのクリ
アランスCが、ロータ2と電極3a〜3hとのギャップ
Gより小さく設定されているので、ロータ2がベアリン
グ1と接触して接点2aが生じる。なお、ロータ2と電
極3a〜3hとのギャップは正しくは図のG+Eに相当
するが、このEはモータのトルクを生み出す実効ギャッ
プ長を意味しており、モータの構成から必然的に E=G−C>0 となる(電極3eを励起した状態を想定すれば明白であ
る)。この実効ギャップ長Eの値は可能な限り小さく設
定するため、便宜上ロータ2と電極3a〜3hとのギャ
ップとしてGで取り扱う。
Since the clearance C between the rotor 2 and the bearing 1 is set smaller than the gap G between the rotor 2 and the electrodes 3a to 3h, the rotor 2 comes into contact with the bearing 1 to form a contact 2a. Note that the gap between the rotor 2 and the electrodes 3a to 3h correctly corresponds to G + E in the figure, but this E means the effective gap length that generates the torque of the motor, and E = G from the motor configuration. −C> 0 (this is apparent if the state where the electrode 3e is excited is assumed). Since the value of the effective gap length E is set to be as small as possible, it is treated as G as a gap between the rotor 2 and the electrodes 3a to 3h for convenience.

【0020】さて、ロータ2のX方向への公転にともな
って接点2aも同様にX方向に移動するが、この時ベア
リング1が固定されているため、ロータ2が自転しなけ
れば接点2aの部分でベアリング1の外周とロータ2の
内周との差の分滑りを生じることになる。しかし、ロー
タ2にはベアリング1を押圧する方向に吸引力が働いて
おり、実際には接点2aでの滑りがほとんど生じない。
When the rotor 2 revolves in the X direction, the contact 2a also moves in the X direction. At this time, since the bearing 1 is fixed, if the rotor 2 does not rotate, the portion of the contact 2a does not rotate. As a result, slippage occurs due to the difference between the outer circumference of the bearing 1 and the inner circumference of the rotor 2. However, a suction force acts on the rotor 2 in the direction of pressing the bearing 1, and practically, almost no sliding occurs at the contact 2a.

【0021】従ってロータ2は、電極3a〜3hへの印
加電圧の回転方向(X方向)と同じ方向への公転にとも
ない、同じ方向(図のY方向)にベアリング1の外周と
ロータ2の内周の差に相当する分だけ自転することにな
る。もちろん接点2aはころがり接触をしながらX方向
に移動する。
Accordingly, as the rotor 2 revolves in the same direction as the rotation direction (X direction) of the voltage applied to the electrodes 3a to 3h, the outer periphery of the bearing 1 and the inner part of the rotor 2 in the same direction (Y direction in the drawing). It will rotate by an amount corresponding to the difference in circumference. Of course, the contact 2a moves in the X direction while making rolling contact.

【0022】この静電型マイクロウォブルモータの特徴
は、ロータ2の自転の回転周波数がベアリング1の外径
Bとロータ2の内径Rとによって決定され、通常のモー
タに比べて入力電圧の回転周波数F(この例で言えば電
極3a〜3hへ印加される電圧の物理的な回転周波数)
に対して、著しくロータ2の自転の回転周波数Sが小さ
くなることにある。
The feature of this electrostatic micro wobble motor is that the rotation frequency of the rotation of the rotor 2 is determined by the outer diameter B of the bearing 1 and the inner diameter R of the rotor 2, and the rotation frequency of the input voltage is smaller than that of a normal motor. F (in this example, the physical rotation frequency of the voltage applied to the electrodes 3a to 3h)
In contrast, the rotation frequency S of the rotation of the rotor 2 is significantly reduced.

【0023】ロータ2の公転の回転周波数が入力電圧の
回転周波数Fに等しい場合、ロータ2の自転の回転周波
数Sは S=F×(R−B)/R=F×C/R で表わされ、通常のモータに比べれば回転数がS/F、
すなわちC/Rになるため、逆にトルクはR/C倍に増
大する。しかも、クリアランスCを小さくすることによ
り、接点2aでの滑りをなくし、かつ公転によるロータ
2の揺動を抑えるのにも都合がよい、という利点も合わ
せ持っている。
When the rotation frequency of the revolution of the rotor 2 is equal to the rotation frequency F of the input voltage, the rotation frequency S of the rotation of the rotor 2 is represented by S = F × (RB) / R = F × C / R. And the number of revolutions is S / F,
That is, since the torque is C / R, the torque is increased by R / C times. In addition, by reducing the clearance C, it is possible to eliminate slippage at the contact 2a and to suppress swinging of the rotor 2 due to revolution.

【0024】この結果、特に減速手段などを用いずに低
速高トルクのモータが構成できることになり、マイクロ
マシンの駆動源などに利用できるのではないかという期
待が大きい。
As a result, a low-speed and high-torque motor can be constructed without using a deceleration means or the like, and it is highly expected that the motor can be used as a drive source of a micromachine.

【0025】[0025]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、ロータ下面の突起とシールド層もしく
はフランジとロータとがロータの回転中に絶えず接触し
ているため、摩擦により各部に経時的な摩耗が発生し、
モータの寿命が著しく短くなってしまう。また、ロータ
下面の突起がシールド層上をスライドしながら電気的な
接触を得るような構成であるため、ロータとシールド層
との確実な導通が安定して得られず、モータ特性の信頼
性が低い。しかも、モータの特性がベアリングの外径、
ロータの内外径、電極の内径の全ての寸法精度に依存す
るため、確実な回転精度が得にくいという課題を有して
いた。
However, in the above structure, the protrusions on the lower surface of the rotor and the shield layer or the flange are constantly in contact with the rotor during the rotation of the rotor. Wear occurs,
The life of the motor will be significantly shortened. Further, since the protrusion on the lower surface of the rotor slides on the shield layer to obtain electrical contact, reliable conduction between the rotor and the shield layer cannot be stably obtained, and the reliability of the motor characteristics is reduced. Low. Moreover, the characteristics of the motor depend on the outer diameter of the bearing,
Since the inner and outer diameters of the rotor and the inner diameter of the electrode all depend on the dimensional accuracy, there has been a problem that it is difficult to obtain reliable rotational accuracy.

【0026】本発明はかかる点に鑑み、IC製造方法で
の製作と自由な設計及び高精度な位置決めが可能で、長
寿命かつ信頼性の高いマイクロアクチュエータを提供す
ることを目的とする。
In view of the foregoing, it is an object of the present invention to provide a long-life and highly reliable microactuator which can be manufactured by an IC manufacturing method, can be freely designed, and can be positioned with high accuracy.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
のマイクロアクチュエータは、基板上に円周状に配され
た複数の電極と、これらの電極の内側に位置するリング
状の移動板と、前記移動板を弾性支持しかつ前記移動板
の内側で前記基板上に固定端を有する梁と、前記電極に
選択的に電圧を印加し前記移動板を前記電極に静電気的
に吸引させ、公転及び自転させる電圧印加手段とを備え
たものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a microactuator comprising: a plurality of electrodes circumferentially arranged on a substrate; and a ring-shaped moving plate located inside the electrodes. And a beam that elastically supports the moving plate and has a fixed end on the substrate inside the moving plate, and selectively applies a voltage to the electrode to electrostatically attract the moving plate to the electrode , And a voltage applying means for revolving and rotating .

【0028】請求項7に記載の本発明のマイクロアクチ
ュエータは、基板上に円周状に配された複数の電極と、
これらの電極の内側に位置するリング状の移動板と、前
記移動板を弾性支持しかつ前記移動板の内側で前記基板
上に固定端を有する梁と、前記電極に印加する電圧を制
して前記移動板の回転の制御を行なう駆動制御回路
と、外部の信号を電気信号に変換する信号検出部と、前
記電気信号を処理し前記駆動制御回路に制御信号を送出
する信号処理回路とを1つのユニットとし、同一基板上
に複数のユニットをアレイ状に製造したことを特徴とす
るものである。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a microactuator comprising: a plurality of electrodes circumferentially arranged on a substrate;
A ring-shaped moving plate located inside these electrodes, the beam having a fixed end on the substrate the moving plate inside the elastic support and the mobile plate, by controlling the voltage applied to the electrode A drive control circuit for controlling the rotation of the moving plate, a signal detection unit for converting an external signal into an electric signal, and a signal processing circuit for processing the electric signal and sending a control signal to the drive control circuit; A plurality of units are manufactured in an array on the same substrate as one unit.

【0029】[0029]

【作用】請求項1の本発明によれば、基板上に円周状に
配された複数の電極に選択的に電圧を印加し、これらの
電極の内側に位置するリング状の移動板を静電気的に吸
引させて公転及び自転させる。このとき移動板は前記し
た基板上に固定端を有する梁に弾性支持されている。静
電駆動される移動板の電気的接触が梁を通じて確実に得
られるため、移動板の駆動特性の信頼性が向上する。ま
た、回転中の移動板と電極との接触が転がり接触となる
ため摩擦の影響がきわめて小さくなり、長寿命なマイク
ロアクチュエータを得ることができる。また、移動板の
回転精度が電極と移動板の真円度のみで決定されるた
め、従来例に比べて製作工程における精度管理が容易と
なる。さらに、移動板が梁に支持され且つこれらを弾性
変形させながら運動を行なうため、電極の励起を解除す
れば梁の復元力により容易に移動板が初期位置へ復帰
し、再びそこから回転運動を始めることができる。した
がって、移動板の位置と角度とを高精度かつ再現性良く
制御することができ、優れた位置決め機構を実現でき
る。さらに、ウォブルモータが本来持つ高トルクという
特徴をもちろん活かすこともできる。また、各要素が平
面的に構成されており、犠牲層の厚みでアクチュエータ
の特性が左右されることがなく、各部の直径、電極の
数、梁の形状などの最適形状をめざした自由な設計が可
能であり、かつIC製造方法によって容易に製作できる
ので、小型軽量化や量産性を保持したマイクロアクチュ
エータを提供することができる。
According to the first aspect of the present invention, a voltage is selectively applied to a plurality of electrodes circumferentially arranged on a substrate, and a ring-shaped moving plate located inside these electrodes is electrostatically charged. Suction and revolve and rotate At this time, the movable plate is elastically supported by the beam having a fixed end on the substrate. Since the electrical contact of the movable plate that is electrostatically driven is reliably obtained through the beam, the reliability of the drive characteristics of the movable plate is improved. Further, since the contact between the rotating moving plate and the electrode becomes rolling contact, the influence of friction is extremely reduced, and a long-life microactuator can be obtained. Further, since the rotation accuracy of the moving plate is determined only by the roundness of the electrode and the moving plate, accuracy control in the manufacturing process is easier than in the conventional example. Furthermore, since the moving plate is supported by the beam and moves while elastically deforming the beam, if the excitation of the electrode is released, the moving plate easily returns to the initial position by the restoring force of the beam, and the rotational motion is again performed from there. You can get started. Therefore, the position and angle of the moving plate can be controlled with high accuracy and high reproducibility, and an excellent positioning mechanism can be realized. Further, the high torque characteristic inherent in the wobble motor can of course be utilized. In addition, since each element is configured in a plane, the characteristics of the actuator are not affected by the thickness of the sacrificial layer, and a free design that aims at the optimum shape such as the diameter of each part, the number of electrodes, the shape of the beam, etc. And a microactuator that can be easily manufactured by an IC manufacturing method can provide a microactuator that is reduced in size and weight and has high mass productivity.

【0030】請求項7の本発明によれば、外部の信号を
信号検出部で電気信号に変換し、これを信号処理回路で
処理して制御信号として駆動制御回路に送出し、電極に
印加する電圧を制御して、請求項1の場合と同様に、円
周状の電極の内側に位置するリング状の移動板の駆動を
制御する。本発明はこれらをさらに1つのユニットと
し、同一基板上に複数のユニットをアレイ状に製造した
マイクロアクチュエータである。したがって、アクチュ
エータに信号検出部や信号処理部を集積化して知能化す
ることにより、非常にコンパクトで応答性に優れたマイ
クロアクチュエータが得られるとともに、複数のアクチ
ュエータの並列的な駆動制御による分散あるいは協調動
作が可能なマイクロアクチュエータが実現できる。
According to the seventh aspect of the present invention, an external signal is converted into an electric signal by a signal detecting section, processed by a signal processing circuit, sent to a drive control circuit as a control signal, and applied to an electrode. The driving of the ring-shaped moving plate located inside the circumferential electrode is controlled by controlling the voltage, as in the first embodiment. The present invention is a microactuator in which these are further formed into one unit, and a plurality of units are manufactured in an array on the same substrate. Therefore, by integrating the signal detection unit and the signal processing unit into the actuator and making it intelligent, a very compact and highly responsive microactuator can be obtained, and dispersion or coordination by parallel drive control of multiple actuators is obtained. An operable microactuator can be realized.

【0031】[0031]

【実施例】図1は本発明の第1の実施例におけるマイク
ロアクチュエータの構成を模式的に表わす平面図であ
り、図2は同マイクロアクチュエータの断面図である。
1 is a plan view schematically showing the structure of a microactuator according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of the microactuator.

【0032】図1及び図2において10はアンカー、1
1a〜11cが螺旋状の梁、12はリング状の移動板、
また13a〜13pが移動板12の周囲に円周状に設け
られた16個の電極である。これらの電極13a〜13
pには、従来例と同様に図は省略するが電圧印加手段よ
りそれぞれ配線がなされており、任意に選択して電圧を
印加することができる。
1 and 2, reference numeral 10 denotes an anchor,
1a to 11c are spiral beams, 12 is a ring-shaped moving plate,
Reference numerals 13a to 13p denote 16 electrodes provided circumferentially around the movable plate 12. These electrodes 13a to 13
Although not shown in the figure as in the conventional example, wiring is made for each of the p by voltage applying means, and a voltage can be arbitrarily selected and applied.

【0033】図に斜線で示すように、移動板12は外径
100μm、内径75μm程度のリング形状の平板であ
り、その内周に約120度間隔で配置された同一形状の
3本の梁11a〜11cにより、電極13a〜13pと
同芯に設けた外径15μm程度のアンカー10に支持さ
れている。これらの梁11a〜11cは幅数μm程度の
螺旋形状をなし、円周状の電極13a〜13pの中心の
対して点対象に配されている。
As shown by diagonal lines in the figure, the moving plate 12 is a ring-shaped flat plate having an outer diameter of about 100 μm and an inner diameter of about 75 μm, and has three beams 11 a of the same shape arranged on the inner periphery thereof at intervals of about 120 degrees. 11c, it is supported by an anchor 10 having an outer diameter of about 15 μm provided concentrically with the electrodes 13a to 13p. These beams 11a to 11c have a spiral shape with a width of about several μm, and are arranged symmetrically with respect to the centers of the circumferential electrodes 13a to 13p.

【0034】電極13a〜13p(図は13a、13i
のみ示している)の内径は移動板12の外径よりも数μ
m程度大きく設定されている。また、その高さもやや低
い位置に構成されており、電極を励起した時に移動板1
2を下方向に吸引し、安定した駆動が行えるようになっ
ている。
The electrodes 13a to 13p (13a, 13i in the figure)
Only shown) is several μm larger than the outer diameter of the moving plate 12.
m is set to be large. Further, the height of the movable plate 1 is slightly lower than that of the movable plate 1 when the electrode is excited.
2 is sucked downward so that stable driving can be performed.

【0035】なお、移動板12は梁11a〜11c及び
アンカー10を介し、シールド層14に対して常に電気
的な導通を得るように構成されている。また、電極13
a〜13pの内周には絶縁膜15が設けられ、移動板1
2と直接電気的な接触をしないように構成されている。
The movable plate 12 is configured to always obtain electrical conduction with the shield layer 14 via the beams 11a to 11c and the anchor 10. The electrode 13
An insulating film 15 is provided on the inner periphery of the moving plates 1 to 13p.
2 so as not to make direct electrical contact.

【0036】図3〜図7はそれぞれ、以下に説明するこ
のマイクロアクチュエータの製作工程(a)〜(e)を
示す図であるが、製作にはエッチングやリソグラフィな
どの一般的なIC製造方法が用いられている。以下、工
程図にしたがって簡単に製作方法を説明する。
FIGS. 3 to 7 are views showing the steps (a) to (e) of manufacturing the microactuator, which will be described below. A general IC manufacturing method such as etching or lithography is used for manufacturing. Used. Hereinafter, the manufacturing method will be briefly described according to the process chart.

【0037】(a)シリコン基板16の上に、熱成長さ
せた1μm厚の酸化膜及びLPCVDで堆積させた1μ
m厚の窒化シリコン層とを重ねることによって絶縁層1
7を形成する。
(A) On a silicon substrate 16, a 1 μm thick oxide film thermally grown and a 1 μm thick
The insulating layer 1 is formed by stacking an m-thick silicon nitride layer.
7 is formed.

【0038】この上に、リンを十分に拡散させた350
0Å厚のLPCVD多結晶シリコン薄膜を形成し、パタ
ーンニングを行なって電気的なシールド層14とする。
On top of this, 350 is obtained by sufficiently diffusing phosphorus.
An LPCVD polycrystalline silicon thin film having a thickness of 0 ° is formed and patterned to form an electric shield layer 14.

【0039】(b)犠牲層となる2.2μm厚の低温酸
化(LTO)膜18を堆積させ、電極13a〜13pの
固定部18aと移動板12のアンカー10を形成する凹
部18bのためのパターニングを行なう。
(B) A low-temperature oxide (LTO) film 18 having a thickness of 2.2 μm serving as a sacrificial layer is deposited, and is patterned for a fixing portion 18 a of the electrodes 13 a to 13 p and a concave portion 18 b for forming the anchor 10 of the moving plate 12. Perform

【0040】(c)リンを十分に拡散させた2.5μm
厚のLPCVD多結晶シリコン層を堆積させ、反応性イ
オンエッチング(RIE)を用いて、第1及び図2に示
す移動板12、電極13a〜13p(図示は13a、1
3iのみ)、梁11a〜11cとアンカー10を形成す
る。このとき、電極13a〜13p及びアンカー10は
シリコン基板16上に固定される。
(C) 2.5 μm in which phosphorus is sufficiently diffused
A thick LPCVD polycrystalline silicon layer is deposited and, using reactive ion etching (RIE), the moving plate 12, electrodes 13a to 13p shown in FIGS.
3i), the beams 11a to 11c and the anchor 10 are formed. At this time, the electrodes 13 a to 13 p and the anchor 10 are fixed on the silicon substrate 16.

【0041】この多結晶シリコン層のRIE用のマスク
としてはパターンニングされた熱酸化膜を用いるため、
この段階で移動板12や梁11a〜11c、及び電極1
3a〜13pの厚みは2.2μm程度になっている。
Since a patterned thermal oxide film is used as a mask for RIE of the polycrystalline silicon layer,
At this stage, the moving plate 12, the beams 11a to 11c, and the electrode 1
The thickness of 3a to 13p is about 2.2 μm.

【0042】また電極13a〜13pの内径は、後の工
程で形成される絶縁膜15の分だけ大きく設定されてい
る。
The inner diameters of the electrodes 13a to 13p are set to be larger by the amount of the insulating film 15 formed in a later step.

【0043】(d)0.1μmの熱酸化膜とその上に
0.34μm厚の窒化シリコン層を堆積させ、電極13
a〜13pの内周に絶縁膜15を形成するようにパター
ンニングする。この段階で移動板12の外径と電極13
a〜13pとのクリアランスが得られる。
(D) A thermal oxide film having a thickness of 0.1 μm and a silicon nitride layer having a thickness of 0.34 μm are deposited thereon.
Patterning is performed so that the insulating film 15 is formed on the inner periphery of a to 13p. At this stage, the outer diameter of the moving plate 12 and the electrode 13
a to 13p clearance can be obtained.

【0044】(e)最後に犠牲層であるLTO膜18を
緩衝フッ酸(HF)で溶解し、移動板12と梁11a〜
11cをリリースすることにより図2に示すような構成
が完成する。
(E) Finally, the LTO film 18 as the sacrificial layer is dissolved with buffered hydrofluoric acid (HF), and the movable plate 12 and the beams 11a to 11a are dissolved.
By releasing 11c, the configuration as shown in FIG. 2 is completed.

【0045】以上のように構成されたこの実施例のマイ
クロアクチュエータにおいて、以下その動作について図
8及び図9を用いて説明を行なう。
The operation of the microactuator of this embodiment having the above-described configuration will be described below with reference to FIGS.

【0046】図8に示したように、まず電極13aを励
起すると、移動板12は静電気的に吸引され電極13a
内周の絶縁膜15に接触する。
As shown in FIG. 8, when the electrode 13a is first excited, the movable plate 12 is electrostatically attracted and the electrode 13a
It contacts the inner peripheral insulating film 15.

【0047】続いて図9に示すように、電極13a〜1
3pへの電圧の印加にともない、移動板12は励起され
た電極13a〜13pに順次吸引されながら矢印X方向
に公転する。
Subsequently, as shown in FIG.
With the application of the voltage to 3p, the movable plate 12 revolves in the arrow X direction while being sequentially attracted to the excited electrodes 13a to 13p.

【0048】しかし、同時に移動板12と電極13a〜
13pとがその接点部分でころがり接触をしながら移動
するため、電極13a〜13pの内周と移動板12の外
周との差の分だけ移動板12が自転する。このとき、移
動板12の自転方向はその公転方向とは逆の矢印Y方向
になる。
However, at the same time, the moving plate 12 and the electrodes 13a-
The moving plate 13 rotates by the difference between the inner periphery of the electrodes 13a to 13p and the outer periphery of the moving plate 12 because the 13p and the contact portion move while rolling. At this time, the direction of rotation of the movable plate 12 is the direction of the arrow Y opposite to the direction of its revolution.

【0049】ここで、移動板12は梁11a〜11c及
びアンカー10を介して基板16上に固定されている
が、梁11a〜11cの幅を細くしまた螺旋状としてあ
る程度の長さを確保することによって、梁11a〜11
cは弾性変形して移動板12を所定範囲の角度分だけ自
転させることが可能になる。
Here, the moving plate 12 is fixed on the substrate 16 via the beams 11a to 11c and the anchor 10, but the width of the beams 11a to 11c is reduced and a certain length is secured by a spiral shape. As a result, beams 11a to 11
c can be elastically deformed to allow the movable plate 12 to rotate by an angle within a predetermined range.

【0050】反対に、移動板12の駆動中に電極13a
〜13pの励起を解除すれば、弾性変形した梁11a〜
11cの復元力により、移動板12を容易に初期位置へ
復帰させることができる。
On the contrary, during the operation of the movable plate 12, the electrode 13a
When the excitation of ~ 13p is released, the elastically deformed beams 11a ~
The movable plate 12 can be easily returned to the initial position by the restoring force of 11c.

【0051】本実施例が従来例と異なるところは、励起
された電極13a〜13pに吸引されて公転及び自転す
る移動板12が複数の螺旋状の梁11a〜11cにより
アンカー10に連結かつ弾性支持され、かつ移動板12
がその外周において電極13a〜13pと絶縁膜15を
介して接触するように設定されている点である。
The present embodiment is different from the conventional example in that the moving plate 12 which is attracted by the excited electrodes 13a to 13p and revolves and rotates is connected to the anchor 10 by a plurality of spiral beams 11a to 11c and elastically supported. And moving plate 12
Is set so as to be in contact with the electrodes 13a to 13p via the insulating film 15 at the outer periphery thereof.

【0052】したがって、回転中の移動板12と電極1
3a〜13pとの接触が転がり接触のみとなり、摩擦の
影響がきわめて小さくなるため、摩耗に伴う駆動特性の
劣化も少なくなり、長寿命なマイクロアクチュエータを
得ることができる。
Accordingly, the rotating moving plate 12 and the electrode 1 are rotated.
The contact with 3a to 13p is only rolling contact, and the influence of friction is extremely small. Therefore, deterioration of drive characteristics due to wear is reduced, and a long-life microactuator can be obtained.

【0053】また、静電駆動される移動板12が梁11
a〜11c及びアンカー10を通じてシールド層14と
一体化され、その電気的接触が確実に得られるため、駆
動特性の信頼性を向上させることができる。
The movable plate 12 which is electrostatically driven has a beam 11
Since it is integrated with the shield layer 14 through a to 11c and the anchor 10 and its electrical contact is reliably obtained, the reliability of the driving characteristics can be improved.

【0054】さらに、移動板12の回転精度が、電極1
3a〜13pと移動板12との間のギャップではなく、
電極13a〜13pの内周と移動板12の外周の真円度
のみで決定されるため、従来例に比べて製作工程におけ
る精度管理が容易となる。また、電極13a〜13pの
励起を解除するだけで、梁11a〜11cの復元力によ
り容易に移動板12を初期位置へ復帰させることができ
る。よって、移動板12の位置と角度とを高精度かつ再
現性良く制御することができるため、位置決め用のアク
チュエータとして用いることができる。
Further, the rotation accuracy of the moving plate 12 is
Not the gap between 3a-13p and the moving plate 12,
Since it is determined only by the roundness of the inner circumference of the electrodes 13a to 13p and the outer circumference of the movable plate 12, accuracy control in the manufacturing process is easier than in the conventional example. Further, only by releasing the excitation of the electrodes 13a to 13p, the movable plate 12 can be easily returned to the initial position by the restoring force of the beams 11a to 11c. Therefore, since the position and angle of the movable plate 12 can be controlled with high accuracy and high reproducibility, the movable plate 12 can be used as a positioning actuator.

【0055】さらに、本実施例のマイクロアクチュエー
タによれば、ウォブルモータが本来持つ高トルクという
特徴を活かすこともできる。
Further, according to the microactuator of this embodiment, it is possible to make use of the characteristic of the wobble motor, which is inherently high in torque.

【0056】移動板12の回転周波数が電極13a〜1
3pの内径Aと移動板12の外径Dによって決定される
ため、従来例と同様に、通常のモータに比べて入力電圧
の回転周波数F(本実施例で言えば電極13a〜13p
へ印加される電圧の物理的な回転周波数)に対して、移
動板12の自転の回転周波数Qが著しく小さくなるから
である。
The rotation frequency of the movable plate 12 is
Since it is determined by the inner diameter A of 3p and the outer diameter D of the movable plate 12, the rotation frequency F of the input voltage (in this embodiment, the electrodes 13a to 13p
This is because the rotation frequency Q of the rotation of the movable plate 12 becomes significantly smaller than the physical rotation frequency of the voltage applied to the movable plate 12).

【0057】移動板12の公転の回転周波数が入力電圧
の回転周波数Fに等しい場合、移動板12の自転の回転
周波数Qは、 Q=F×(A−D)/D で表わされる。
When the rotation frequency of the revolution of the moving plate 12 is equal to the rotation frequency F of the input voltage, the rotation frequency Q of the rotation of the moving plate 12 is represented by Q = F × (A−D) / D.

【0058】例えば、電極13a〜13pの内径と移動
板12の外径(約100μm)との差を2μmとする
と、移動板12の回転周波数は入力電圧の約50分の1
と低速になる。但し、発生するトルクは回転周波数の比
に反比例するため、軸回りを回転する通常のモータを静
電気的に駆動する場合に比べて、約50倍の高トルクが
得られることになる。
For example, if the difference between the inner diameter of the electrodes 13a to 13p and the outer diameter (about 100 μm) of the moving plate 12 is 2 μm, the rotation frequency of the moving plate 12 is about 1/50 of the input voltage.
And slow down. However, since the generated torque is inversely proportional to the ratio of the rotation frequency, about 50 times higher torque can be obtained as compared with a case where a normal motor rotating around an axis is electrostatically driven.

【0059】このように本実施例によれば、従来に比べ
て摩擦の影響がほとんどなく、静電駆動時の電気的な接
触が確実となり、長寿命かつ信頼性の高いマイクロアク
チュエータが得られる。
As described above, according to this embodiment, there is almost no influence of friction as compared with the prior art, and electrical contact during electrostatic driving is ensured, and a long-life and highly reliable microactuator can be obtained.

【0060】また、移動板の製作工程での精度管理が容
易になり、弾性変形した梁の復元力により移動板を初期
化することができ、高精度で再現性の高い位置決め機構
が実現できる。
Further, accuracy control in the manufacturing process of the moving plate is facilitated, the moving plate can be initialized by the restoring force of the elastically deformed beam, and a highly accurate and highly reproducible positioning mechanism can be realized.

【0061】もちろん、ウォブルモータと同様な高トル
クが得られる。さらに、各要素が平面的に構成されてお
り、犠牲層の厚みで駆動特性が左右されることがなく、
自由な最適化設計が可能であり、かつIC製造方法によ
って容易に製作できるので、小型軽量化や量産性を保持
したマイクロアクチュエータを提供することができる。
Of course, a high torque similar to that of a wobble motor can be obtained. Furthermore, since each element is configured in a plane, the driving characteristics are not affected by the thickness of the sacrificial layer,
Since a free optimization design is possible and it can be easily manufactured by an IC manufacturing method, it is possible to provide a microactuator that is reduced in size and weight and maintains mass productivity.

【0062】以上説明したマイクロアクチュエータを利
用すれば、例えば移動板上に微細加工された磁気ヘッド
を構成することによって、微妙な位置決めとアジマスの
調整がともに可能となる集積型のヘッドを得ることがで
きる。また、半導体レーザやホログラム素子などを構成
すれば、各種のピックアップや光デバイスとして広範な
利用価値が生まれる。
If the above-described microactuator is used, for example, by forming a magnetic head finely worked on a moving plate, it is possible to obtain an integrated head capable of both fine positioning and azimuth adjustment. it can. Further, if a semiconductor laser, a hologram element, or the like is configured, a wide range of use values can be obtained as various pickups and optical devices.

【0063】以下、本発明の第2の実施例であるマイク
ロアクチュエータの構成について図を用いて簡単に説明
する。
Hereinafter, a configuration of a microactuator according to a second embodiment of the present invention will be briefly described with reference to the drawings.

【0064】図10に、同マイクロアクチュエータの平
面図を示す。第1の実施例と異なるのは、マイクロアク
チュエータが駆動制御回路や信号処理回路、信号検出部
とともに同一基板上に形成されているところである。
FIG. 10 shows a plan view of the microactuator. The difference from the first embodiment is that the microactuator is formed on the same substrate together with the drive control circuit, the signal processing circuit, and the signal detection unit.

【0065】図中一点鎖線で囲んだリング状の移動板や
円周状の電極からなるアクチュエータ部21の構成及び
製作方法は第1の実施例と同じであるため、ここでは説
明を省略する。信号検出部22は、例えばフォトダイオ
ードからなり、外部から非接触で入力された光信号を電
気信号に変換するものである。
The structure and the manufacturing method of the actuator section 21 composed of a ring-shaped moving plate and a circumferential electrode surrounded by a dashed line in the figure are the same as those of the first embodiment, and therefore description thereof is omitted here. The signal detection unit 22 includes, for example, a photodiode, and converts an optical signal input from the outside in a non-contact manner into an electric signal.

【0066】また、信号処理部23は信号処理回路と駆
動制御回路とからなり、信号検出部22からの電気信号
をこの信号処理回路で処理し、駆動制御回路を通じてア
クチュエータ部21の各電極に印加する電圧の大きさや
タイミングを制御し、移動板12の回転のON/OFF
や回転速度、回転方向、回転角等の制御を行なう。
The signal processing section 23 comprises a signal processing circuit and a drive control circuit. The signal processing section 23 processes the electric signal from the signal detection section 22 by this signal processing circuit, and applies the signal to each electrode of the actuator section 21 through the drive control circuit. ON / OFF of the rotation of the movable plate 12 by controlling the magnitude and timing of the applied voltage
And the rotation speed, rotation direction, rotation angle, and the like.

【0067】この信号処理部23は外部電源(図示せ
ず)と電気的に接続されており、移動板12を実際に駆
動するためのエネルギーは信号処理部23を経由してこ
の外部電源から供給される。なお、信号検出部22及び
信号処理部23は、アクチュエータ部21と同様にIC
製造方法を用いて、図10に示すように約300μm角
の領域の中に形成される。
The signal processing section 23 is electrically connected to an external power supply (not shown), and energy for actually driving the movable plate 12 is supplied from the external power supply via the signal processing section 23. Is done. Note that the signal detection unit 22 and the signal processing unit 23 are IC
As shown in FIG. 10, it is formed in a region of about 300 μm square using the manufacturing method.

【0068】図11に示したように、さらにこれらを一
つのユニットとして同一基板上に複数個をアレイ状に集
積化させることもできる。例えば、8×8個をマトリッ
クス状に集積化すれば、約2.5mm角の基板上に64
個のアクチュエータを有するシステムを実現することが
できる。
As shown in FIG. 11, a plurality of these can be integrated into an array on the same substrate as one unit. For example, if 8 × 8 chips are integrated in a matrix, 64 × 8 on a substrate of about 2.5 mm square.
A system having three actuators can be realized.

【0069】このようにして、アクチュエータ部21に
信号検出部22や信号処理部23を集積化し知能化する
ことにより、非常にコンパクトで応答性の優れたマイク
ロアクチュエータが得られる。また、これらのアクチュ
エータを複数個配置し、並列的な駆動制御を行なうこと
により、分散あるいは協調動作が可能なマイクロアクチ
ュエータが実現できる。
As described above, by integrating the signal detection section 22 and the signal processing section 23 into the actuator section 21 and making them intelligent, a very compact and highly responsive microactuator can be obtained. Further, by arranging a plurality of these actuators and performing parallel drive control, a microactuator capable of distributed or cooperative operation can be realized.

【0070】ここでは、信号検出部22をフォトダイオ
ードで構成し、光信号を電気信号に変換する例を示した
が、外部から非接触で入力される信号であれば光に限る
ものではない。
Here, an example has been described in which the signal detection unit 22 is formed of a photodiode and an optical signal is converted into an electric signal. However, the signal is not limited to light as long as it is a signal input from the outside in a non-contact manner.

【0071】このシステム化されたマイクロアクチュエ
ータは、光コンピュータや各種の記録装置、ディスプレ
イなどへの展開が大きく期待される。前記したように移
動板上に様々なデバイスを構成すれば、ユニット内でデ
ータの処理を行ないながら情報の入出力を可能とするた
め、きわめて高機能な集積型デバイスが生まれるからで
ある。
The systemized microactuator is expected to be widely applied to optical computers, various recording devices, displays, and the like. If various devices are configured on the moving plate as described above, information can be input and output while data is processed in the unit, so that an extremely high-performance integrated device is created.

【0072】[0072]

【発明の効果】本発明の構成によれば、IC製造方法で
の製作と自由な設計が可能で、長寿命かつ信頼性の高い
マイクロアクチュエータを提供することができ、その工
業的価値は極めて大きい。
According to the structure of the present invention, it is possible to provide a microactuator which can be manufactured by an IC manufacturing method and can be freely designed, has a long life and has high reliability, and its industrial value is extremely large. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のマイクロアクチュエータの第1の実施
例の構成を模式的に示す平面図
FIG. 1 is a plan view schematically showing a configuration of a first embodiment of a microactuator according to the present invention.

【図2】同実施例における断面図FIG. 2 is a sectional view of the embodiment.

【図3】同実施例の製作工程図FIG. 3 is a manufacturing process diagram of the embodiment.

【図4】同実施例の製作工程図FIG. 4 is a manufacturing process diagram of the embodiment.

【図5】同実施例の製作工程図FIG. 5 is a manufacturing process diagram of the embodiment.

【図6】同実施例の製作工程図FIG. 6 is a manufacturing process diagram of the embodiment.

【図7】同実施例の製作工程図FIG. 7 is a manufacturing process diagram of the embodiment.

【図8】同実施例の動作説明図FIG. 8 is an operation explanatory diagram of the embodiment.

【図9】同実施例の動作説明図FIG. 9 is a diagram illustrating the operation of the embodiment.

【図10】本発明のマイクロアクチュエータの第2の実
施例の構成を模式的に示す平面図
FIG. 10 is a plan view schematically showing the configuration of a second embodiment of the microactuator of the present invention.

【図11】同実施例をアレイ状に配置したときの平面図FIG. 11 is a plan view when the embodiment is arranged in an array.

【図12】従来の静電型マイクロウォブルモータの構成
を模式的に示す平面図
FIG. 12 is a plan view schematically showing a configuration of a conventional electrostatic micro wobble motor.

【図13】同従来例における断面図FIG. 13 is a sectional view of the conventional example.

【図14】同従来例の製作工程図FIG. 14 is a manufacturing process diagram of the conventional example.

【図15】同従来例の製作工程図FIG. 15 is a manufacturing process diagram of the conventional example.

【図16】同従来例の製作工程図FIG. 16 is a manufacturing process diagram of the conventional example.

【図17】同従来例の製作工程図FIG. 17 is a manufacturing process diagram of the conventional example.

【図18】同従来例の製作工程図FIG. 18 is a manufacturing process diagram of the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 アンカー 11a〜11c 梁 12 移動板 13a〜13p 電極 15 絶縁膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Anchor 11a-11c Beam 12 Moving plate 13a-13p Electrode 15 Insulating film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−190572(JP,A) 特開 平2−277012(JP,A) 特開 平2−277011(JP,A) 特開 平4−156508(JP,A) 特開 平4−49878(JP,A) 特開 平3−203579(JP,A) 特開 平3−230780(JP,A) 特開 平4−46575(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02N 11/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-3-190572 (JP, A) JP-A-2-277012 (JP, A) JP-A 2-277011 (JP, A) JP-A-4- 156508 (JP, A) JP-A-4-49878 (JP, A) JP-A-3-203579 (JP, A) JP-A-3-230780 (JP, A) JP-A-4-46575 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H02N 11/00

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】基板上に円周状に配された複数の電極と、
これらの電極の内側に位置するリング状の移動板と、前
記移動板を弾性支持しかつ前記移動板の内側で前記基板
上に固定端を有する梁と、前記電極に選択的に電圧を印
加し前記移動板を前記電極に静電気的に吸引させ、公転
及び自転させる電圧印加手段とを備えたことを特徴とす
るマイクロアクチュエータ。
A plurality of electrodes circumferentially arranged on a substrate;
A ring-shaped moving plate located inside these electrodes, a beam elastically supporting the moving plate and having a fixed end on the substrate inside the moving plate, and selectively applying a voltage to the electrodes. The moving plate is electrostatically attracted to the electrode and revolves.
And a voltage application unit for rotating the micro actuator.
【請求項2】梁が複数かつ同一形状で、円周状の電極の
中心に対して点対に配されたことを特徴とする請求項
1記載のマイクロアクチュエータ。
Wherein beams of a plurality and the same shape, the micro-actuator according to claim 1, wherein the arranged point symmetric with respect to the center of the circumferential electrodes.
【請求項3】梁が螺旋状であることを特徴とする請求項
1記載のマイクロアクチュエータ。
3. The microactuator according to claim 1, wherein the beam has a spiral shape.
【請求項4】移動板の外周あるいは電極の内周に絶縁膜
を形成し、この絶縁膜を介して前記移動板と前記電極と
が接触するように構成したことを特徴とする請求項1記
載のマイクロアクチュエータ。
4. An apparatus according to claim 1, wherein an insulating film is formed on an outer periphery of the moving plate or an inner periphery of the electrode, and the moving plate and the electrode are in contact with each other via the insulating film. Micro actuator.
【請求項5】梁の固定端と基板との間に前記移動板と対
向して少なくとも前記移動板と略同一形状のシールド層
を設けたことを特徴とする請求項1記載のマイクロアク
チュエータ。
5. The microactuator according to claim 1, wherein a shield layer having at least a substantially same shape as the movable plate is provided between the fixed end of the beam and the substrate, facing the movable plate.
【請求項6】電圧印加手段が電源と電極に印加する電圧
を制御する駆動制御回路とからなり、少なくともこの駆
動制御回路を前記電極と同一基板上に製造したことを特
徴とする請求項1記載のマイクロアクチュエータ。
6. The apparatus according to claim 1, wherein the voltage applying means comprises a power supply and a drive control circuit for controlling a voltage applied to the electrodes, and at least the drive control circuit is manufactured on the same substrate as the electrodes. Micro actuator.
【請求項7】基板上に円周状に配された複数の電極と、
これらの電極の内側に位置するリング状の移動板と、前
記移動板を弾性支持しかつ前記移動板の内側で前記基板
上に固定端を有する梁と、前記電極に印加する電圧を制
して前記移動板の回転の制御を行なう制御回路と、外
部の信号を電気信号に変換する信号検出部と、前記電気
信号を処理し前記駆動制御回路に制御信号を送出する信
号処理回路とを1つのユニットとし、同一基板上に複数
のユニットをアレイ状に製造したことを特徴とするマイ
クロアクチュエータ。
7. A plurality of electrodes circumferentially arranged on a substrate,
A ring-shaped moving plate located inside these electrodes, the beam having a fixed end on the substrate the moving plate inside the elastic support and the mobile plate, by controlling the voltage applied to the electrode A control circuit for controlling the rotation of the moving plate, a signal detection unit for converting an external signal into an electric signal, and a signal processing circuit for processing the electric signal and sending a control signal to the drive control circuit; A microactuator, wherein a plurality of units are manufactured in an array on the same substrate as a unit.
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