JP4357970B2 - Structure of electromagnetic actuator and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、微細加工技術を用いて作製される電磁アクチュエータの構造とその製造方法に関する。   The present invention relates to a structure of an electromagnetic actuator manufactured using a microfabrication technique and a manufacturing method thereof.

小型化や低価格化などの利点からMEMS(微小電気機械システム)技術を用いて様々なデバイスが開発されている。MEMSデバイスのうち、光スイッチや光アッテネータなどの光デバイスでは、小型のアクチュエータをもちいてミラーやシャッターを駆動することで、光路の切り替えや、光の透過率を制御することができる。アクチュエータとしては、電極間に電圧を加えて発生するクーロン力を利用した静電アクチュエータや、磁性体に外部磁場を加えることによって駆動させる電磁アクチュエータが用いられる。   Various devices have been developed using MEMS (microelectromechanical system) technology due to advantages such as downsizing and cost reduction. Among MEMS devices, optical devices such as optical switches and optical attenuators can switch optical paths and control light transmittance by driving a mirror or shutter using a small actuator. As an actuator, an electrostatic actuator using a Coulomb force generated by applying a voltage between electrodes, or an electromagnetic actuator driven by applying an external magnetic field to a magnetic material is used.

電磁アクチュエータは、静電アクチュエータに比べて、発生力が大きいため、可動部分の移動距離を比較的大きくすることが容易である。例えば、特許文献1に述べられているように、光スイッチの可動ミラーを駆動するアクチュエータとして使用される。図8に従来の電磁アクチュエータとして特許文献1で開示されている電磁アクチュエータを示す。特許文献1では、磁性体39を片持ち梁37上に電気メッキ法又はスパッタ法を用いて形成し、永久磁石41とコイル46からなる電磁石を用いて引きつけたり反発させたりすることにより片持ち梁37の自由端に位置する可動反射部材38を移動させている(例えば、特許文献1参照)。
特開2000-137177号公報
Since the electromagnetic actuator generates a larger force than the electrostatic actuator, it is easy to make the moving distance of the movable part relatively large. For example, as described in Patent Document 1, it is used as an actuator that drives a movable mirror of an optical switch. FIG. 8 shows an electromagnetic actuator disclosed in Patent Document 1 as a conventional electromagnetic actuator. In Patent Document 1, a magnetic body 39 is formed on a cantilever beam 37 by using an electroplating method or a sputtering method, and is attracted to or repelled by using an electromagnet composed of a permanent magnet 41 and a coil 46. The movable reflecting member 38 positioned at the free end 37 is moved (see, for example, Patent Document 1).
JP 2000-137177 A

しかしながら、特許文献1に述べられているように、磁性体を電気メッキ法やスパッタ法で形成すると、小さな範囲に磁性体を形成することが可能であるが、磁性体の透磁率が小さくなり、所望の引力を得るために電磁石に大電流を流す必要があった。一方、特許文献1の構造において、片持ち梁と板状の磁性体を接着体などを用いて貼り付ける場合、透磁率の高い磁性体を貼り付けることができるが、平面の磁性体板と平面の片持ち梁との平面同士の貼り付けになり、接着体が磁性体、および/または、片持ち梁からはみ出してしまう可能性がある。接着体がはみ出してしまうと、バネ構造をはじめとする可動部分と固定部分の間にしみこみ、可動部が固着してしまうおそれがある。可動部分と固定部分との間に接着体がしみこまないように、貼り付け代を設けることが可能であるが、この場合は、電磁アクチュエータを小型化するのに限界が生じる。また、位置精度良く磁性体を固定するためには、接着体として光硬化型樹脂の使用が有効であるが、光硬化型樹脂の場合、磁性体と磁性体を貼り付ける面との非常に狭い部分にだけにしか光を直接照射することができなかったため、接着時間が長くなる、接着強度が低下するなどの問題があった。以上述べたとおり、従来の電磁アクチュエータは、透磁率の高い磁性体を精度良く貼り付けることが困難であるため、消費電力が大きくなったり、小型化が困難である問題があった。   However, as described in Patent Document 1, when the magnetic material is formed by electroplating or sputtering, it is possible to form the magnetic material in a small range, but the magnetic permeability of the magnetic material is reduced, In order to obtain a desired attractive force, it was necessary to pass a large current through the electromagnet. On the other hand, in the structure of Patent Document 1, when a cantilever and a plate-like magnetic body are pasted using an adhesive or the like, a magnetic body having a high magnetic permeability can be pasted. As a result, the adhesive body may stick out of the magnetic body and / or the cantilever beam. If the bonded body protrudes, there is a possibility that the movable part will stick between the movable part including the spring structure and the fixed part, and the movable part may be fixed. An attachment margin can be provided so that the adhesive does not penetrate between the movable part and the fixed part. However, in this case, there is a limit to downsizing the electromagnetic actuator. In order to fix the magnetic material with high positional accuracy, it is effective to use a photocurable resin as an adhesive. However, in the case of a photocurable resin, the magnetic material and the surface to which the magnetic material is attached are very narrow. Since the light could be directly irradiated only to the part, there were problems such as a long bonding time and a decrease in bonding strength. As described above, the conventional electromagnetic actuator has a problem that it is difficult to attach a magnetic material having a high magnetic permeability with high accuracy, so that power consumption increases and miniaturization is difficult.

そこで、本発明の目的は、小型で高性能な電磁アクチュエータとその製造方法を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a small and high-performance electromagnetic actuator and a manufacturing method thereof.

上述した目的を達成するため、本発明に係る電磁アクチュエータは、固定部と、前記固定部に接続されたバネと、前記バネに接続された可動部と、前記可動部に接着体を介して固定された磁性体とからなり、外部に設けられた磁場発生源によって前記可動部が前記固定部に対して相対的に移動する電磁アクチュエータにおいて、前記可動部の少なくとも一部に前記磁性体が固定される固定面と、前記固定面と反対側の面とを貫く貫通孔が形成されており、前記貫通孔の内部の少なくとも一部と前記固定面の少なくとも一部と前記磁性体の少なくとも一部に前記接着体が塗布されていることを特徴とする電磁アクチュエータとする。   In order to achieve the above-described object, an electromagnetic actuator according to the present invention is fixed to a fixed portion, a spring connected to the fixed portion, a movable portion connected to the spring, and the movable portion via an adhesive. In the electromagnetic actuator in which the movable part moves relative to the fixed part by a magnetic field generation source provided outside, the magnetic substance is fixed to at least a part of the movable part. A through hole penetrating the fixing surface and a surface opposite to the fixing surface, and at least a part of the inside of the through hole, at least a part of the fixing surface, and at least a part of the magnetic body. The electromagnetic actuator is coated with the adhesive.

以上のように構成した電磁アクチュエータは、磁性体を固定部に接着する際に、固定面と磁性体の間に塗布された接着体の塗布量が多くても、固定部に形成された貫通孔の内部に接着体が流入することによって、磁性体および/または固定面からはみ出すことがない。   The electromagnetic actuator configured as described above has a through-hole formed in the fixed portion even when the amount of adhesive applied between the fixed surface and the magnetic material is large when the magnetic material is bonded to the fixed portion. The adhesive does not flow out of the magnetic body and / or the fixed surface when the adhesive body flows into the inside.

また、前記貫通孔の形状が、多角柱であることを特徴とする電磁アクチュエータとする。また、前記貫通孔の形状が、正六角柱であり、前記正六角柱が稠密に配列されたハニカム構造であることを特徴とする電磁アクチュエータとする。また、前記貫通孔の形状が、円柱であることを特徴とする請求項1に記載の電磁アクチュエータとする。   Further, the electromagnetic actuator is characterized in that the shape of the through hole is a polygonal column. In addition, the electromagnetic actuator is characterized in that the shape of the through hole is a regular hexagonal column, and the honeycomb structure in which the regular hexagonal column is densely arranged. The electromagnetic actuator according to claim 1, wherein the shape of the through hole is a cylinder.

これによって、電磁アクチュエータは、可動部が軽量となる。   As a result, the movable part of the electromagnetic actuator becomes light.

また、基板のおもて面および裏面にエッチングマスクを形成する工程と、前記エッチングマスクを用いたドライエッチングによって、前記可動部および前記貫通孔の一部を形成する工程と、前記エッチングマスクを用いたドライエッチングによって、前記バネおよび前記貫通孔の一部を形成する工程と、前記貫通孔を完成させる工程と、前記磁性体を前記接着体を用いて前記可動部に接着する工程からなる電磁アクチュエータの製造方法において、前記接着体が、光硬化型の樹脂であって、前記貫通孔を通して前記光硬化型の樹脂に光を照射することによって接着を行うことを特徴とする電磁アクチュエータの製造方法とする。   A step of forming an etching mask on the front surface and the back surface of the substrate; a step of forming the movable portion and a part of the through hole by dry etching using the etching mask; and the etching mask. An electromagnetic actuator comprising: a step of forming a part of the spring and the through hole by dry etching; a step of completing the through hole; and a step of bonding the magnetic body to the movable portion using the adhesive body In the manufacturing method, the adhesive body is a photo-curing resin, and the photo-curing resin is bonded by irradiating light through the through hole, and the electromagnetic actuator manufacturing method, To do.

上述した電磁アクチュエータの製造方法によれば、貫通孔をとおして光を光硬化型の樹脂に直接照射することができる。   According to the electromagnetic actuator manufacturing method described above, light can be directly applied to the photocurable resin through the through hole.

上述したように本発明によれば、固定面に磁性体を接着する際に、余分な接着体が貫通孔に流入することによって、磁性体および/または固定面から接着体がはみ出さないため、貼り付け代を小さくでき、電磁アクチュエータの小型化が容易となる。また、透磁率の高い磁性体を用いることができるため、電磁アクチュエータの消費電力を小さくすることができる。   As described above, according to the present invention, when the magnetic body is bonded to the fixing surface, the adhesive body does not protrude from the magnetic body and / or the fixing surface by flowing the excess adhesive body into the through hole. The pasting allowance can be reduced, and the electromagnetic actuator can be easily downsized. In addition, since a magnetic material with high magnetic permeability can be used, the power consumption of the electromagnetic actuator can be reduced.

また、可動部に貫通孔が形成され、軽量化されることによって、電磁アクチュエータの可動部の共振周波数が高くなり、高速に安定して動作させることができる。また、貫通孔によって構成される構造が、ハニカム構造となっている場合、軽量化とともに、機械的な強度を大きくすることができるため、電磁アクチュエータの信頼性や耐久性を向上させることが可能となる。   In addition, since the through hole is formed in the movable part and the weight is reduced, the resonance frequency of the movable part of the electromagnetic actuator is increased, and the movable part can be stably operated at high speed. In addition, when the structure constituted by the through holes is a honeycomb structure, it is possible to improve the reliability and durability of the electromagnetic actuator because it can reduce the weight and increase the mechanical strength. Become.

また、貫通孔を通して光硬化型の樹脂に光を直接照射することができるため、短時間に接着強度の大きな接着を行うことができる。   In addition, since light can be directly applied to the photocurable resin through the through-hole, adhesion with high adhesion strength can be performed in a short time.

図1は、本発明の実施の形態1にかかる電磁アクチュエータ1000を上方からみた斜視図である。なお、実施の形態1の電磁アクチュエータ1000は、光制御部11を有しており、光制御部11の移動によって、光を遮断したり、透過させたり、反射させることができる光デバイスである。また、図2は、図1に示す電磁アクチュエータ1000を、下方からみた斜視図である。電磁アクチュエータ1000は、固定部1、バネ部2、可動体3、磁性体5、接着体6からなる。可動体3は、バネ部2を介して固定体1または、固定体1と一体となった固定層9と接続される。また、磁性体5は、接着体6を介して可動体3に固定される。また、可動体3には、可動体3を貫通する貫通孔4が形成される。可動体3に固定された磁性体5に、磁性体5と対向するように配置された電磁石(図示しない)によって吸引力を加えることによって、可動体3および可動体に固定された光制御部11を図中矢印Cで示す方向に移動させることができる。また、電磁石による吸引力が無くなった場合、バネ部2の復元力によって、可動体3および光制御部11は、元の位置に戻ることができる。   FIG. 1 is a perspective view of the electromagnetic actuator 1000 according to the first embodiment of the present invention as viewed from above. The electromagnetic actuator 1000 according to the first embodiment is an optical device that includes the light control unit 11 and can block, transmit, or reflect light by movement of the light control unit 11. FIG. 2 is a perspective view of the electromagnetic actuator 1000 shown in FIG. 1 as viewed from below. The electromagnetic actuator 1000 includes a fixed portion 1, a spring portion 2, a movable body 3, a magnetic body 5, and an adhesive body 6. The movable body 3 is connected to the fixed body 1 or the fixed layer 9 integrated with the fixed body 1 via the spring portion 2. Further, the magnetic body 5 is fixed to the movable body 3 via the adhesive body 6. The movable body 3 is formed with a through hole 4 that penetrates the movable body 3. By applying an attractive force to the magnetic body 5 fixed to the movable body 3 by an electromagnet (not shown) arranged so as to face the magnetic body 5, the movable body 3 and the light control unit 11 fixed to the movable body. Can be moved in the direction indicated by arrow C in the figure. Moreover, when the attraction force by the electromagnet is lost, the movable body 3 and the light control unit 11 can return to the original positions by the restoring force of the spring portion 2.

固定部1、バネ部2、可動体3および固定層9の材質は、シリコン、窒化ケイ素、二酸化ケイ素などの半導体材料または誘電体材料である。磁性体5は、コバルトニッケル合金、パーマロイなどの磁性材料を用いる。また、接着体6の材質は、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂などの樹脂材料、金-スズ合金をはじめとする半田などである。なお、接着体6の材質が半田の場合、貫通孔4の内部や接着体と可動体が接する部分に、チタン、ニッケル、金、あるいは、チタン、ニッケルを順に積層させた構造からなる接着強化層(図示しない)を設けても良い。また、光制御部11は、可動体3と同一の材質である。なお、光制御部11の表面には、光を反射あるいは吸収するためにアルミニウムや金などの金属をコーティングしても良い。   The material of the fixed part 1, the spring part 2, the movable body 3, and the fixed layer 9 is a semiconductor material such as silicon, silicon nitride, silicon dioxide, or a dielectric material. The magnetic body 5 is made of a magnetic material such as cobalt nickel alloy or permalloy. The material of the adhesive 6 is a resin material such as an acrylic resin or an epoxy resin, or a solder such as a gold-tin alloy. When the material of the adhesive body 6 is solder, an adhesion reinforcing layer having a structure in which titanium, nickel, gold, or titanium and nickel are sequentially laminated in the inside of the through hole 4 or a portion where the adhesive body and the movable body are in contact with each other. (Not shown) may be provided. The light control unit 11 is made of the same material as the movable body 3. Note that the surface of the light control unit 11 may be coated with a metal such as aluminum or gold in order to reflect or absorb light.

図3は、図1の上面図であり、図4は、図3中A-A’で示す位置における断面図である。また、図5は、図4中円Bで示す部分の拡大図である。また、図6は、貫通孔4の形状が円柱である場合の電磁アクチュエータ1000を上方斜めからみた斜視図である。可動体3の厚さD1は、100〜600μmである。可動体3の下部には、埋め込み酸化膜層(以下、BOX層)7があり、BOX層7の厚さD5は、1〜20μmである。また、BOX層7の下部には、シリコンからなる活性層8があり、活性層8の厚さD4は、1〜50μmである。活性層8の厚さD4は、バネ部2の厚さと等しい。磁性体5の厚さD2は、数10〜数100μmである。貫通孔4の部分における接着体6の厚さD3は、数μm〜数10μmである。また、活性層8と磁性体5との間の接着体の厚さD6は、数10μm以下である。また、貫通孔4の幅W1は、数10μm〜数100μmである。また、厚さD1を幅W1で割った値は、20以下である。貫通孔4の形状は、図1に示すように角柱でもよいし、図6に示すような円柱でもよい。また、貫通孔4の配置は、規則的に並んでいても良いし、不規則に並んでいても良い。特に、図1に示すように、貫通孔4の形状が六角柱であり、その六角柱が稠密に並ぶような構造は、ハニカム構造として知られており、機械的な強度を維持しつつ軽量化が可能である。なお、貫通孔4が形成されている部分の大きさは、磁性体5との接着面積が十分とれるような大きさであればよい。   3 is a top view of FIG. 1, and FIG. 4 is a cross-sectional view at a position indicated by A-A ′ in FIG. FIG. 5 is an enlarged view of a portion indicated by a circle B in FIG. FIG. 6 is a perspective view of the electromagnetic actuator 1000 viewed obliquely from above when the shape of the through hole 4 is a cylinder. The thickness D1 of the movable body 3 is 100 to 600 μm. Under the movable body 3, there is a buried oxide film layer (hereinafter referred to as a BOX layer) 7, and the thickness D5 of the BOX layer 7 is 1 to 20 μm. Further, under the BOX layer 7, there is an active layer 8 made of silicon, and the thickness D4 of the active layer 8 is 1 to 50 μm. The thickness D4 of the active layer 8 is equal to the thickness of the spring part 2. The thickness D2 of the magnetic body 5 is several tens to several hundreds μm. The thickness D3 of the adhesive body 6 in the portion of the through hole 4 is several μm to several tens of μm. Further, the thickness D6 of the adhesive body between the active layer 8 and the magnetic body 5 is several tens of μm or less. The width W1 of the through hole 4 is several tens of μm to several hundreds of μm. The value obtained by dividing the thickness D1 by the width W1 is 20 or less. The shape of the through hole 4 may be a prism as shown in FIG. 1 or a cylinder as shown in FIG. Further, the arrangement of the through holes 4 may be regularly arranged or irregularly arranged. In particular, as shown in FIG. 1, the structure in which the through-holes 4 are hexagonal columns and the hexagonal columns are densely arranged is known as a honeycomb structure, and is lightweight while maintaining mechanical strength. Is possible. In addition, the size of the part in which the through hole 4 is formed may be a size that allows a sufficient adhesion area with the magnetic body 5.

次に、本発明の実施の形態1にかかる電磁アクチュエータ1000の製造方法を図7を用いて説明する。スタート基板としてSOIウエハを用意する。SOIウエハは、シリコンからなる支持基板101、支持基板上に形成された二酸化ケイ素からなるBOX層103、BOX層103上に形成されたシリコンからなる活性層102からなる。まず、図7(a)に示すように、支持基板101上にマスク104を、活性層102上にマスク105をフォトリソグラフィ工程によって形成する。マスク104およびマスク105の材質は、フォトレジスト、二酸化ケイ素およびクロムやアルミニウムといった金属などである。   Next, the manufacturing method of the electromagnetic actuator 1000 concerning Embodiment 1 of this invention is demonstrated using FIG. An SOI wafer is prepared as a start substrate. The SOI wafer includes a support substrate 101 made of silicon, a BOX layer 103 made of silicon dioxide formed on the support substrate, and an active layer 102 made of silicon formed on the BOX layer 103. First, as shown in FIG. 7A, a mask 104 and a mask 105 are formed on the support substrate 101 and the active layer 102 by a photolithography process. The material of the mask 104 and the mask 105 is a photoresist, silicon dioxide, and a metal such as chromium or aluminum.

次に、図7(b)に示すように、ディープリアクティブイオンエッチング(DRIE)をはじめとするドライエッチングによって、支持基板101をBOX層103までエッチングする。次に、図7(c)に示すように、リアクティブイオンエッチング(RIE)やDRIEなどのドライエッチングによって、活性層102をBOX層103までエッチングした後、フッ酸とフッ化アンモニウムとの混合水溶液やフッ酸などによるウエットエッチングによって、BOX層103を除去する。なお、マスク104およびマスク105が二酸化ケイ素の場合、この工程においてマスク104およびマスク105を同時に除去することが出来る。この工程によって、可動アセンブリ108が完成する。   Next, as shown in FIG. 7B, the support substrate 101 is etched to the BOX layer 103 by dry etching such as deep reactive ion etching (DRIE). Next, as shown in FIG. 7C, the active layer 102 is etched to the BOX layer 103 by dry etching such as reactive ion etching (RIE) or DRIE, and then a mixed aqueous solution of hydrofluoric acid and ammonium fluoride. The BOX layer 103 is removed by wet etching using, for example, hydrofluoric acid. Note that in the case where the mask 104 and the mask 105 are silicon dioxide, the mask 104 and the mask 105 can be simultaneously removed in this step. With this process, the movable assembly 108 is completed.

次に、図7(d)に示すように、磁性体107に接着体106を塗布し、可動アセンブリ108と位置あわせを行う。磁性体107は、コバルトニッケル合金、パーマロイなどのバルク材料を加工したものである。   Next, as shown in FIG. 7D, an adhesive 106 is applied to the magnetic body 107 and aligned with the movable assembly 108. The magnetic body 107 is obtained by processing a bulk material such as a cobalt nickel alloy or permalloy.

次に、図7(e)に示すように、磁性体107と活性層102を密着させる。このとき、活性層102と磁性体107とに挟まれた部分の接着体106は、圧力によって図中の横方向に押し出される。しかし、貫通孔4が形成されているため、押し出される接着体106の量は、少ない。また、押し出された接着体106の大部分は貫通孔4の内部に閉じこめられるため、図中、横方向に拡がりにくい。磁性体107の位置決め精度を向上させるために接着体106として光硬化樹脂を用いる場合、磁性体107と反対側から貫通孔4を通して光を接着体106に照射することで、接着を完了する。また、接着体106が熱硬化型の接着体の場合、磁性体107と活性層102を密着させたまま加熱することによって、接着を完了する。   Next, as shown in FIG. 7E, the magnetic body 107 and the active layer 102 are brought into close contact with each other. At this time, a portion of the adhesive body 106 sandwiched between the active layer 102 and the magnetic body 107 is pushed out in the horizontal direction in the figure by pressure. However, since the through-hole 4 is formed, the amount of the adhesive 106 that is pushed out is small. Further, since most of the extruded adhesive body 106 is confined in the through hole 4, it is difficult to spread in the lateral direction in the figure. In the case where a photo-curing resin is used as the bonding body 106 in order to improve the positioning accuracy of the magnetic body 107, the bonding is completed by irradiating the bonding body 106 with light through the through hole 4 from the side opposite to the magnetic body 107. In the case where the adhesive body 106 is a thermosetting adhesive body, the adhesion is completed by heating the magnetic body 107 and the active layer 102 in close contact with each other.

以上説明したように、本発明の実施の形態1によれば、磁性体5として透磁率の高い磁性体を可動体に接着することが出来る。その際に、接着体106が貫通孔4の深さ方向に流動することが出来るため、接着層6の幅方向への広がりが非常に小さい。したがって、磁性体を接着するための貼り付け代を小さくすることができる。また、貼り付け部分の面積に対して貼り付けられる磁性体107の大きさを大きくすることができる。貼り付け代は、例えば、100μm程度である。貼り付け代を小さくすることが出来るため、可動体3の大きさを小さくすることができ、電磁アクチュエータ全体の小型化が容易となる。また、透磁率の高い磁性体を貼り付けることができるため、電磁アクチュエータの消費電力を小さくすることができる。また、小型化とともに、貫通孔4を設けることによって、電磁アクチュエータの可動部分の軽量化を行うことが出来る。したがって、電磁アクチュエータの共振周波数を高くすることが出来るため、電磁アクチュエータの応答速度の向上を始めとする動特性を向上させることができる。また、貫通孔4の形状が六角柱であり、稠密配置となっているハニカム構造の場合、軽量化に加えて、機械的な強度を向上させることが出来るため、電磁アクチュエータの信頼性を向上させることが出来る。   As described above, according to the first embodiment of the present invention, a magnetic body having a high magnetic permeability can be bonded to the movable body as the magnetic body 5. At that time, since the adhesive 106 can flow in the depth direction of the through hole 4, the spread of the adhesive layer 6 in the width direction is very small. Therefore, the pasting allowance for adhering the magnetic body can be reduced. In addition, the size of the magnetic body 107 to be attached can be increased with respect to the area of the attachment portion. The pasting allowance is, for example, about 100 μm. Since the pasting allowance can be reduced, the size of the movable body 3 can be reduced, and the entire electromagnetic actuator can be easily downsized. In addition, since a magnetic material with high magnetic permeability can be attached, power consumption of the electromagnetic actuator can be reduced. Further, by providing the through hole 4 together with downsizing, the movable part of the electromagnetic actuator can be reduced in weight. Therefore, since the resonance frequency of the electromagnetic actuator can be increased, the dynamic characteristics including the improvement of the response speed of the electromagnetic actuator can be improved. Further, in the case of a honeycomb structure in which the shape of the through hole 4 is a hexagonal column and is densely arranged, the mechanical strength can be improved in addition to the weight reduction, thereby improving the reliability of the electromagnetic actuator. I can do it.

また、接着体106として光硬化型の樹脂を用いた場合、貫通孔4を通して接着体106の全体に光を照射することが出来るため、より短時間で、かつ、強固な接着を行うことができ、かつ、位置あわせを行った状態で硬化を行うことができるため、磁性体107の位置決め精度を向上させることができる。また、接着体106が熱硬化型の樹脂の場合、貫通孔4をとおして接着体中に含有される溶媒を効率よく除去することができるため、短時間で、かつ、強固な接着を行うことが出来る。また、貫通孔4を設けることによって、接着体106が可動部分と接する面積を大きくすることができるため、より強固な接着を行うことが出来る。   In addition, when a photo-curing resin is used as the adhesive body 106, light can be irradiated to the entire adhesive body 106 through the through-hole 4, so that strong adhesion can be performed in a shorter time. And since it can harden | cure in the state which aligned, the positioning accuracy of the magnetic body 107 can be improved. Further, when the adhesive body 106 is a thermosetting resin, the solvent contained in the adhesive body can be efficiently removed through the through hole 4, so that strong adhesion can be performed in a short time. I can do it. Further, by providing the through-hole 4, the area where the bonded body 106 is in contact with the movable portion can be increased, so that stronger bonding can be performed.

上述したように、本発明の実施の形態1によれば、小型で高性能な電磁アクチュエータとその製造方法を提供することができる。   As described above, according to the first embodiment of the present invention, it is possible to provide a small and high performance electromagnetic actuator and a manufacturing method thereof.

なお、上記の説明では、活性層102側に磁性体107を接着する工程を説明したが、支持基板101側に磁性体107を接着することによっても同様の効果が得られる。   In the above description, the step of bonding the magnetic body 107 to the active layer 102 side has been described. However, the same effect can be obtained by bonding the magnetic body 107 to the support substrate 101 side.

本発明の実施の形態1に係る電磁アクチュエータ1000を上方からみた斜視図である。It is the perspective view which looked at the electromagnetic actuator 1000 which concerns on Embodiment 1 of this invention from upper direction. 本発明の実施の形態1に係る電磁アクチュエータ1000を下方からみた斜視図である。It is the perspective view which looked at the electromagnetic actuator 1000 which concerns on Embodiment 1 of this invention from the downward direction. 図1の上面図である。FIG. 2 is a top view of FIG. 1. 図3中A-A’で示す位置における断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view at a position indicated by A-A ′ in FIG. 3. 図4において、円Bで示す部分の拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of a portion indicated by a circle B in FIG. 貫通孔4の形状が円柱である場合の電磁アクチュエータ1000を上方斜めからみた斜視図である。It is the perspective view which looked at the electromagnetic actuator 1000 when the shape of the through-hole 4 is a cylinder from diagonally upward. 本発明の実施の形態1にかかる電磁アクチュエータの製造方法を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing method of the electromagnetic actuator concerning Embodiment 1 of this invention. 従来例を説明する図である。It is a figure explaining a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・固定部
2・・・バネ
3・・・可動部
4・・・貫通孔
5・・・磁性体
6・・・接着体
7・・・BOX層
8・・・活性層
11・・・シャッター
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fixed part 2 ... Spring 3 ... Movable part 4 ... Through-hole 5 ... Magnetic body 6 ... Adhesive body 7 ... BOX layer 8 ... Active layer 11 ... ·shutter

Claims (7)

固定部と、前記固定部に接続されたバネと、前記バネに接続された可動部と、前記可動部に接着体を介して固定された磁性体とからなり、外部に設けられた磁場発生源によって前記可動部が前記固定部に対して相対的に前記磁性体と向かい合う方向に往復移動する電磁アクチュエータにおいて、
前記接着体が、光硬化型の樹脂であって、
前記可動部の前記接着体に接する面と反対側の面とを貫くとともに、前記反対側の面に向かって開口している貫通孔を有し、
前記接着体を前記磁性体に向かい合う面の一部に有し、前記向かい合う面の一部に有する前記接着体に延設して前記貫通孔の内壁の一部に前記接着体を有することを特徴とする電磁アクチュエータ。
A fixed portion, and a spring connected to the fixed portion, a movable portion connected to the spring, made from a fixed via the adhesive member and the magnetic body on the movable portion, the magnetic field generation source disposed outside In the electromagnetic actuator in which the movable portion reciprocates in a direction facing the magnetic body relative to the fixed portion,
The adhesive is a photocurable resin,
A through-hole that passes through the surface of the movable part that contacts the adhesive body and the surface on the opposite side and opens toward the surface on the opposite side ;
The adhesive body is provided on a part of a surface facing the magnetic body, the adhesive body is provided on a part of an inner wall of the through hole by extending to the adhesive body provided on a part of the facing surface. Electromagnetic actuator.
前記可動部は、4本の前記バネで支持され、The movable part is supported by the four springs,
前記バネは、湾曲して折りたたまれた帯形状構造を形成する部分と板状構造を形成する部分とを有し、The spring has a portion that forms a band-shaped structure that is bent and folded, and a portion that forms a plate-like structure,
前記帯形状構造を形成する部分は固定部と接続し、前記板状構造を形成する部分は前記可動部と接続するとともに、The part forming the band-shaped structure is connected to the fixed part, the part forming the plate-like structure is connected to the movable part,
4本の前記バネは、それぞれ可動部の平面方向の中心線に対して互いに交わらず、かつ、線対称に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の電磁アクチュエータ。4. The electromagnetic actuator according to claim 1, wherein the four springs are arranged symmetrically with respect to the center line in the planar direction of the movable part and are not symmetrical with each other.
前記貫通孔が、多角柱であることを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の電磁アクチュエータ。 The through hole is, the electromagnetic actuator according to any one of claims 1 2, characterized in that the polygonal prism. 前記貫通孔が、正六角柱であり、前記正六角柱が稠密に配列されたハニカム構造であることを特徴とする請求項に記載の電磁アクチュエータ。 The electromagnetic actuator according to claim 3 , wherein the through hole is a regular hexagonal column, and has a honeycomb structure in which the regular hexagonal column is densely arranged. 前記貫通孔が、円柱であることを特徴とする請求項1からのいずれかに記載の電磁アクチュエータ。 The through hole is, the electromagnetic actuator according to any one of claims 1 to 2, characterized in that a cylindrical. 前記固定部と一体に形成され、光を吸収あるいは反射させるための光制御部と、
請求項1からのいずれか1項に記載の電磁アクチュエータと、
を有すことを特徴とする光デバイス。
A light control unit that is formed integrally with the fixed unit and absorbs or reflects light;
The electromagnetic actuator according to any one of claims 1 to 5 ,
Optical device, characterized in that that have a.
少なくとも基板のおもて面と裏面のどちらか一方、もしくは両面にエッチングマスクを形成する工程と、
前記エッチングマスクを用いたエッチング工程によって、前記可動部と前記バネ部および前記貫通孔を形成する工程と、
前記磁性体を前記接着剤を用いて前記可動部に接着する工程を含む電磁アクチュエータの製造方法において、
前記接着体が、光硬化型の樹脂であって、
前記貫通孔を通して前記光硬化型の樹脂に光を照射することによって接着を行うことを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載の電磁アクチュエータの製造方法。
Forming an etching mask on at least one of the front surface and the back surface of the substrate, or both surfaces;
Forming the movable part, the spring part and the through hole by an etching process using the etching mask;
In the method of manufacturing an electromagnetic actuator including the step of bonding the magnetic body to the movable part using the adhesive,
The adhesive is a photocurable resin,
Method of manufacturing an electromagnetic actuator according to claim 1, any one of 4, characterized in that the adhesive by irradiating light to the photocurable resin through the through hole.
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