JP6105347B2

JP6105347B2 - Ｍｅｍｓデバイス

Info

Publication number: JP6105347B2
Application number: JP2013061821A
Authority: JP
Inventors: 喜昭安田
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2013-03-25
Filing date: 2013-03-25
Publication date: 2017-03-29
Anticipated expiration: 2033-03-25
Also published as: JP2014186213A

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。

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）。

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。

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。

特開２００８−４０２４０号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

好ましくは、前記電極は複数設けられ、前記複数設けられた電極により前記振動の伝搬経路が形成され、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。

好ましくは、前記電極は複数設けられ、前記複数設けられた電極により前記振動の伝搬経路が形成され、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。

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。

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。

光偏向器チップの斜視図。光偏向器チップを装備するＭＥＭＳ光偏向器の正面図。図２のIII−III矢視の断面図。図２のIV−IV矢視の断面図。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。ダイボンド工程を示す図。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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１.０ｇ／ｃｍ^３、粘度：約４０Ｐａ・ｓのシリコーン樹脂を使用した。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

Claims

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。
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。
請求項１又は２記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記電極は複数設けられ、
前記複数設けられた電極により前記振動の伝搬経路が形成され、
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。
請求項１又は２記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記電極は複数設けられ、
前記複数設けられた電極により前記振動の伝搬経路が形成され、
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。
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。