JP6990547B2 - Electronic components - Google Patents
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Description
本発明は、光偏向器を備える電子部品に関する。 The present invention relates to an electronic component comprising an optical deflector.
近年、発光ダイオードや半導体レーザ等の半導体光源と、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)、又はDMD(Digital Mirror Device)等の小型光学偏向装置とを組み合せた映像投射装置が、ピコプロジェクタやヘッドアップディスプレイ用として開発されている。 In recent years, image projection devices that combine semiconductor light sources such as light emitting diodes and semiconductor lasers with small optical deflectors such as MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) or DMD (Digital Mirror Device) have been used for pico projectors and head-up displays. Has been developed as.
半導体光源や小型光学偏向装置等のデバイスは、セラミック製のパッケージに収められており、パッケージ上面の蓋部材はガラスで作られている。このため、パッケージは、内部のデバイスを保護しつつ、光をパッケージ外側に向けて通過させることができる。 Devices such as semiconductor light sources and small optical deflectors are housed in a ceramic package, and the lid member on the top of the package is made of glass. This allows the package to allow light to pass towards the outside of the package while protecting the internal devices.
例えば、下記の特許文献1の光デバイスでは、パッケージとカバーガラスとからなる保持体の密閉された空間に光偏向器が収容されている。光偏向器はミラーを備え、パッケージの底面部はミラーが動作できるように光偏向器の裏面側に空間が設けられている(段落0033、0034、図2)。
For example, in the optical device of
しかしながら、この光デバイスでは、光源装置から出射された出射光のうち、ミラー(反射面)に入射せず、パッケージの底面部に照射される光成分が存在する。そして、この底面部で反射された光は、迷光となって保持体の内部で反射を繰り返したり、走査光と混在して外部に放出されたりする。 However, in this optical device, among the emitted light emitted from the light source device, there is an optical component that does not enter the mirror (reflecting surface) and is irradiated on the bottom surface of the package. Then, the light reflected by the bottom surface portion becomes stray light and is repeatedly reflected inside the holding body, or is mixed with the scanning light and emitted to the outside.
例えば、迷光が走査光と混在してしまうと、走査光が画像形成領域に形成する投影像(画像)は、所望のコントラストが得られない等の問題が生じるおそれがあった。 For example, if the stray light is mixed with the scanning light, there is a possibility that the projected image (image) formed by the scanning light in the image forming region may not have a desired contrast.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、迷光が外部に放出されることを防止することができる電子部品を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an electronic component capable of preventing stray light from being emitted to the outside.
第1発明の電子部品は、入射光を反射する回動ミラー部を有する光偏向器と、前記光偏向器が載置され、前記光偏向器の電極に接続された配線を有する配線層が設けられた基板と、前記回動ミラー部の反射面側を覆い、天板に前記入射光が透過する窓板が設けられたリッド部と、前記リッド部の下面と前記基板とが接合された接合部と、を備え、前記基板は、前記光偏向器の裏面側に曲面状の凹部を有し、前記光偏向器は、前記凹部で反射された光が前記回動ミラー部の裏面に照射される位置に配置され、前記凹部は、放物面の形状を有し、前記放物面の焦点は、前記回動ミラー部の裏面側に位置することを特徴とする。 The electronic component of the first invention is provided with an optical deflector having a rotating mirror portion that reflects incident light, and a wiring layer on which the optical deflector is mounted and having wiring connected to an electrode of the optical deflector. The substrate is joined, the lid portion is provided with a window plate that covers the reflective surface side of the rotating mirror portion and the incident light is transmitted to the top plate, and the lower surface of the lid portion and the substrate are joined to each other. The substrate has a curved concave portion on the back surface side of the optical deflector, and the optical deflector is irradiated with the light reflected by the concave portion on the back surface of the rotating mirror portion. The recess is characterized in that it has the shape of a release surface, and the focal point of the release surface is located on the back surface side of the rotating mirror portion .
第1発明の電子部品は、光偏向器が載置される基板と、光偏向器の回動ミラー部の反射面側を覆うリッド部とで構成され、リッド部には入射光が透過する窓板が設けられている。入射光は、窓板から入射して光偏向器の回動ミラー部で反射され、窓板から出射して光走査領域を走査し、所望の投影像を生成する。 The electronic component of the first invention is composed of a substrate on which an optical deflector is mounted and a lid portion that covers the reflecting surface side of the rotating mirror portion of the optical deflector, and the lid portion is a window through which incident light passes. A board is provided. The incident light is incident from the window plate, reflected by the rotating mirror portion of the optical deflector, emitted from the window plate, scans the optical scanning region, and produces a desired projected image.
入射光の中には回動ミラー部を外れる光もあるが、このような光は、光偏向器の裏面側の基板の凹部で反射される。ここで、当該凹部での反射光は、回動ミラー部の裏面に照射されるので、当該凹部で反射された光が迷光となって、電子部品の外部に放出されることを防止することができる。 Some of the incident light comes off the rotating mirror portion, and such light is reflected by the concave portion of the substrate on the back surface side of the optical deflector. Here, since the reflected light in the recess is applied to the back surface of the rotating mirror portion, it is possible to prevent the light reflected in the recess from becoming stray light and being emitted to the outside of the electronic component. can.
この構成によれば、基板に放物面状の凹部が形成されているので、当該凹部に入射した入射光は、放物面の焦点位置に集光する。ここで、焦点は回動ミラー部の裏面側に位置しているので、当該凹部での反射光は回動ミラー部の裏面を照射する。これにより、確実に反射光を当該裏面に照射させることができ、基板の凹部で反射された光が迷光となって、電子部品の外部に放出されることをより確実に防止することができる。 According to this configuration, since a parabolic concave portion is formed on the substrate, the incident light incident on the concave portion is focused on the focal position of the parabolic surface. Here, since the focal point is located on the back surface side of the rotating mirror portion, the reflected light in the recess illuminates the back surface of the rotating mirror portion. As a result, the reflected light can be reliably irradiated to the back surface, and the light reflected by the concave portion of the substrate can be more reliably prevented from being emitted to the outside of the electronic component as stray light.
また、第1発明の電子部品において、前記凹部は、前記入射光の反射を抑える材料で被覆されていることが好ましい。 Further, in the electronic component of the first invention, it is preferable that the recess is covered with a material that suppresses reflection of the incident light.
この構成によれば、基板の凹部は、入射した光の反射を抑える材料で被覆されているので、迷光となりうる反射光を生じ難くさせることができる。 According to this configuration, since the recesses of the substrate are covered with a material that suppresses the reflection of incident light, it is possible to make it difficult to generate reflected light that can be stray light.
また、第1発明の電子部品において、前記回動ミラー部の裏面は、前記凹部で反射された光の反射を抑える材料で被覆されていることが好ましい。 Further, in the electronic component of the first invention, it is preferable that the back surface of the rotating mirror portion is covered with a material that suppresses the reflection of the light reflected by the concave portion.
基板の凹部に入射した入射光が反射された場合、反射光は、回動ミラー部の裏面に照射される。本発明では、回動ミラー部の裏面が光の反射を抑える材料で被覆されているので、これ以上の反射が抑えられ、迷光が生じることを防止することができる。 When the incident light incident on the concave portion of the substrate is reflected, the reflected light is applied to the back surface of the rotating mirror portion. In the present invention, since the back surface of the rotating mirror portion is coated with a material that suppresses the reflection of light, further reflection can be suppressed and stray light can be prevented from being generated.
更に、第1発明の電子部品において、前記光の反射を抑える材料は、黒色塗料、黒色めっき又は黒色セラミックであることが好ましい。 Further, in the electronic component of the first invention, the material for suppressing the reflection of light is preferably black paint, black plating or black ceramic.
この構成によれば、光の反射を抑える材料として、黒色の各種材料を採用しているので、迷光となりうる光を吸収することができる。これにより、迷光となりうる反射光が生じることを防止することができる。 According to this configuration, since various black materials are used as the material for suppressing the reflection of light, it is possible to absorb light that can be stray light. This makes it possible to prevent the generation of reflected light that can be stray light.
更に、第1発明の電子部品において、前記基板は、金属で構成されていることが好ましい。 Further, in the electronic component of the first invention, it is preferable that the substrate is made of metal.
この構成によれば、基板が金属で構成されていることにより放熱性に優れている。回動ミラー部に入射しない入射光は、光偏向器の裏面側の基板の凹部を直接照射するが、基板が金属でできているため、入射光による熱を放熱することができる。 According to this configuration, since the substrate is made of metal, heat dissipation is excellent. The incident light that does not enter the rotating mirror portion directly irradiates the concave portion of the substrate on the back surface side of the optical deflector, but since the substrate is made of metal, the heat generated by the incident light can be dissipated.
第2発明の電子部品は、入射光を反射する回動ミラー部を有する光偏向器と、前記光偏向器が載置され、前記光偏向器の電極に接続された配線が設けられた基板と、前記光偏向器の反射面側を覆い、天板に前記入射光が透過する窓板が設けられたリッド部と、前記基板の上面側に設けられた平面状の凹部を有する台座と、前記基板の表面と前記リッド部の下端の表面とが密着した状態で封止接合された封止接合部と、を備え、前記基板は、前記平面状の凹部に曲面状の凹部が形成され、前記回動ミラー部は、前記曲面状の凹部及び前記リッド部で構成される空間内で回動可能であり、前記光偏向器は、前記曲面状の凹部で反射された光が前記回動ミラー部の裏面に照射される位置に配置され、前記曲面状の凹部は、放物面の形状を有し、前記放物面の焦点は、前記回動ミラー部の裏面側に位置することを特徴とする。 The electronic component of the second invention includes an optical deflector having a rotating mirror portion that reflects incident light, and a substrate on which the optical deflector is placed and provided with wiring connected to an electrode of the optical deflector. A lid portion that covers the reflective surface side of the light deflector and is provided with a window plate on the top plate through which the incident light is transmitted, a pedestal having a flat concave portion provided on the upper surface side of the substrate, and the above. The substrate includes a sealing joint portion in which the surface of the substrate and the surface of the lower end of the lid portion are in close contact with each other, and the substrate has a curved concave portion formed in the planar concave portion. The rotating mirror portion is rotatable in a space composed of the curved concave portion and the lid portion, and in the optical deflector, the light reflected by the curved concave portion is the rotating mirror portion. The curved concave portion has the shape of a radial surface, and the focal point of the radial surface is located on the back surface side of the rotating mirror portion. And.
第2発明の電子部品は、光偏向器が載置される基板と、光偏向器の回動ミラー部の反射面側を覆うリッド部とで構成され、リッド部の下端は、基板の表面と封止接合部で封止される。リッド部には、入射光が透過する窓板が設けられ、入射光は、窓板から入射して光偏向器の回動ミラー部で反射され、窓板から出射して光走査領域を走査し、所望の投影像を生成する。 The electronic component of the second invention is composed of a substrate on which the optical deflector is mounted and a lid portion that covers the reflecting surface side of the rotating mirror portion of the optical deflector, and the lower end of the lid portion is the surface of the substrate. It is sealed at the sealing joint. A window plate through which incident light is transmitted is provided in the lid portion, and the incident light is incident from the window plate, reflected by the rotating mirror portion of the light deflector, emitted from the window plate, and scans the optical scanning region. , Produce the desired projection.
入射光の中には回動ミラー部を外れる光もあるが、このような光は、光偏向器の裏面側の基板の平面上の凹部で反射される。ここで、当該凹部での反射光は、回動ミラー部の裏面に照射されるので、当該凹部で反射された光が迷光となって、電子部品の外部に放出されることを防止することができる。 Some of the incident light comes off the rotating mirror portion, and such light is reflected by the concave portion on the plane of the substrate on the back surface side of the optical deflector. Here, since the reflected light in the recess is applied to the back surface of the rotating mirror portion, it is possible to prevent the light reflected in the recess from becoming stray light and being emitted to the outside of the electronic component. can.
この構成によれば、基板に放物面状の凹部が形成されているので、当該凹部に入射した入射光は放物面の焦点位置に集光する。ここで、焦点は、回動ミラー部の裏面側に位置しているので、当該凹部での反射光は回動ミラー部の裏面を照射する。これにより、確実に反射光を当該裏面に照射させることができ、基板の凹部で反射された光が迷光となって電子部品の外部に放出されることをより確実に防止することができる。 According to this configuration, since the parabolic recess is formed on the substrate, the incident light incident on the recess is focused on the focal position of the paraboloid. Here, since the focal point is located on the back surface side of the rotating mirror portion, the reflected light in the recess illuminates the back surface of the rotating mirror portion. As a result, the reflected light can be reliably irradiated to the back surface, and the light reflected by the concave portion of the substrate can be more reliably prevented from being emitted to the outside of the electronic component as stray light.
また、第2発明の電子部品において、前記曲面状の凹部は、前記入射光の反射を抑える材料で被覆されていることが好ましい。 Further, in the electronic component of the second invention, it is preferable that the curved concave portion is covered with a material that suppresses the reflection of the incident light.
この構成によれば、基板の曲面状の凹部は、入射した光の反射を抑える材料で被覆されているので、迷光となりうる反射光を生じ難くさせることができる。 According to this configuration, since the curved concave portion of the substrate is covered with a material that suppresses the reflection of incident light, it is possible to make it difficult to generate reflected light that can be stray light.
また、第2発明の電子部品において、前記回動ミラー部の裏面は、前記曲面状の凹部で反射された光の反射を抑える材料で被覆されていることが好ましい。 Further, in the electronic component of the second invention, it is preferable that the back surface of the rotating mirror portion is covered with a material that suppresses the reflection of the light reflected by the curved concave portion.
基板の曲面状の凹部に入射した入射光が反射された場合、反射光は、回動ミラー部の裏面に照射される。本発明では、回動ミラー部の裏面が光の反射を抑える材料で被覆されているので、これ以上の反射が抑えられ、迷光が生じることを防止することができる。 When the incident light incident on the curved concave portion of the substrate is reflected, the reflected light is applied to the back surface of the rotating mirror portion. In the present invention, since the back surface of the rotating mirror portion is coated with a material that suppresses the reflection of light, further reflection can be suppressed and stray light can be prevented from being generated.
更に、第2発明の電子部品において、前記光の反射を抑える材料は、黒色塗料、黒色めっき又は黒色セラミックであることが好ましい。 Further, in the electronic component of the second invention, the material for suppressing the reflection of light is preferably black paint, black plating or black ceramic.
この構成によれば、光の反射を抑える材料として、黒色の各種材料を設けているので、迷光となりうる光を吸収することができる。これにより、迷光となりうる反射光が生じることを防止することができる。 According to this configuration, since various black materials are provided as materials for suppressing the reflection of light, it is possible to absorb light that can be stray light. This makes it possible to prevent the generation of reflected light that can be stray light.
更に、第2発明の電子部品において、前記リッド部の前記窓板以外の部分、前記基板及び前記台座は、金属で構成されていることが好ましい。 Further, in the electronic component of the second invention, it is preferable that the portion of the lid portion other than the window plate, the substrate and the pedestal are made of metal.
この構成によれば、リッド部の窓板以外の部分、基板及び台座が金属で構成されていることにより放熱性に優れている。回動ミラーに入射しない入射光は、光偏向器の裏面側の基板の曲面状の凹部に直接照射されるが、リッド部の窓板以外の部分等が金属でできているため、入射光による熱を放熱することができる。 According to this configuration, the lid portion other than the window plate, the substrate, and the pedestal are made of metal, so that the heat dissipation is excellent. The incident light that does not enter the rotating mirror is directly applied to the curved concave portion of the substrate on the back surface side of the optical deflector, but it depends on the incident light because the parts other than the window plate of the lid part are made of metal. Heat can be dissipated.
以下、本発明の電子部品の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the electronic components of the present invention will be described.
図1は、本発明の実施形態の電子部品1の全体構成(開封状態)を示す図である。図1に示すように、電子部品1は、主に、リッド部2と、基板3と、基板3上に載置された光偏向器4とで構成される。
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration (opened state) of the
リッド部2は、窓板6と、枠体7とで構成される。封止状態の電子部品1においては、外部の光源からの光が窓板6を通して電子部品1内部に到達できるようになっている。
The
窓板6の材料は、薄く、不純物の少ない光学硬質ガラス(ホウケイ酸ガラス)であり、枠体7上面側に取り付けられている。窓板6が透明部材であることにより、光源(図示省略)から電子部品1内部へ入射する光や、光偏向器4(回動ミラー部10)で反射され、電子部品1外部へ出射される光の損失を小さくすることができる。例えば、車両用灯具では、光偏向器4で反射された光が、車両前方の照射領域に配光パターンとして投影される。
The material of the
枠体7は中央部がくり抜かれ、上面側が僅かに傾斜した部材である。このような構造にしている理由は、窓板6で反射された光が、光偏向器4(回動ミラー部10)で反射された光に混じって外部に出射されないようにするためである。
The
枠体7の材料は、金属、セラミック、プラスチック又は硬質ガラスである。枠体7が金属である場合、窓板6の材料であるホウケイ酸ガラスと広い温度範囲で熱膨張係数が一致するコバール合金(例えば、Fe54%、Ni28%、Co18%)を使用するとよい。これにより、窓板6との接合時に熱膨張率の違いから生じる応力を低減させることができる。
The material of the
また、枠体7の材料がセラミックである場合、窓板6の材料であるホウケイ酸ガラスと熱膨張係数の近いアルミナを使用するとよい。これにより、窓板6との接合時に熱膨張率の違いから生じる応力を低減させることができる。
When the material of the
また、枠体7の材料がプラスチックである場合、エポキシ系樹脂、フッ素系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、液晶ポリマー等、湿気やガスを通さない樹脂を使用するとよい。これにより、電子部品1内への透湿を抑制することができる。
When the material of the
枠体7の材料が金属又はセラミックの場合、窓板6と枠体7とは、低融点ガラスで接着させることが好ましい。特に、窓板6のようなガラス材を含む部材を接合する場合、両部材の間にシール材としてプリフォーム(低融点ガラスフリットの型)又はペースト材料を配置することで、確実に接合することができる。
When the material of the
なお、枠体7と窓板6との接合に接着剤を用いることができる。特に、窓板6が透明であるため、UV(Ultra Violet)硬化型接着剤を使用することが好ましい。UV接着する際には、接着する両部材の間にUV硬化型接着剤を塗布する。ガラス製の窓板6は、UV(波長350~360μm)を透過させるので、UVを照射することでUV硬化型接着剤が短時間で硬化し、両部材を接着することができる。なお、窓板6を薄くすれば、接着時間の短縮につながる。
An adhesive can be used to join the
枠体7の材料が硬質ガラスである場合、耐熱衝撃性ガラスであるホウケイ酸ガラスを使用するとよい。これにより、高温の環境下において熱及び衝撃に耐えることができる。
When the material of the
このとき、光学硬質ガラスの窓板6と枠体7とは、オプティカルコンタクトにより接合する。これにより、窓板6と枠体7とを接着材を使用せずに強固に接合することができるので、高温の環境下においても当該接合を維持することができる。
At this time, the
また、図示するように、基板3の上面には、光偏向器4と、当該光偏向器4の電極パッド15,16に接続された配線23,24を有する配線基材25を含む配線層8が設けられている。
Further, as shown in the figure, a
詳細には、配線層8は、配線23,24を有する配線基材25と、配線23,24を覆うレジストコート26とから構成されている(図2参照)。なお、レジストコート26を除去した部分は、配線23,24と接続される電極パッド21,22となる。
Specifically, the
本実施形態では、配線基材25として絶縁プラスチック基材を使用しているが、フレキシブル基材を使用してもよい。フレキシブル基材の材料としては、液晶ポリマー(LCP)、テフロン(登録商標)系の低透湿部材を使用するとよい。これにより、電子部品1内への透湿を抑制することができる。
In the present embodiment, the insulating plastic base material is used as the
また、フレキシブル基板は、各種装置側のコネクタに直接挿入することができる。フレキシブル基板を用いる場合には、配線基材の上面側にコネクタ60を設けることなく、簡易な構成で各種装置と接続することができる。
Further, the flexible board can be directly inserted into the connector on the various device side. When a flexible substrate is used, it can be connected to various devices with a simple configuration without providing a
絶縁プラスチック基材の配線基材25と基板3とは、接着剤により接合される。接着剤としては、エポキシ系樹脂を使用するとよい。フレキシブル基板と基板3とは、上述した接着剤による接合だけでなく、熱圧着により接合してもよい。
The
配線23,24(5本ずつ)は、例えば、Cu(銅)薄膜からなり、配線基材25の上面に配線パターンとして形成されている。配線23,24は、一方の端部が電極パッド21,22に接続され、他端がコネクタ60に接続されている。
The
レジストコート26は、配線23,24を覆うように設けられている。レジストコート26は、配線23,24を保護するために設けられ、その材料は、例えば、エポキシ系樹脂である。
The resist
電極パッド21,22は配線23,24の露出部分であり、Cu薄膜上にNi(ニッケル)メッキ、さらにその上層にAuメッキが施されている。これは、Cu薄膜の腐食を抑制するとともに、ワイヤボンディング等の接合性を向上させるためである。さらに、電極パッド21,22は、ワイヤ20を介して光偏向器4に設けられている電極パッド15,16にそれぞれ接続されている。
The
以下では、入射光を反射する回動ミラー部10を有する光偏向器4の構成及び機能を簡単に説明する。
Hereinafter, the configuration and function of the
光偏向器4は、半導体プロセスやMEMS技術を利用して作製され、一定の方向から入射する光を回動ミラー部10で反射し、走査光として出射することができるデバイスである。
The
光偏向器4は、固定枠9内に配置された回動ミラー部10、半環状圧電アクチュエータ12a,12b、トーションバー13a,13b、蛇腹型圧電アクチュエータ14a,14b等で構成される。
The
また、制御装置(図示省略)は、電極パッド15,16から両アクチュエータに制御信号を送信する。制御信号により両アクチュエータが駆動し、これに伴ってトーションバー13a,13bが捩れることで、回動ミラー部10を回転させる。そして、光源から電子部品1内部に入射する光は、回動ミラー部10で反射される。
Further, the control device (not shown) transmits control signals from the
回動ミラー部10は、初期状態において、中心Oを通り回動ミラー部10に垂直な法線をまっすぐ前方に向けている。また、回動ミラー部10は、Y軸方向のトーションバー13a,13bに支持され、円形環状の可動枠11の中心に配設されている。回動ミラー部10の反射面はAu、Pt、Al等の金属薄膜であり、例えば、スパッタ法や電子ビーム蒸着法により形成される。なお、回動ミラー部10の形状は円形に限られず、楕円形や矩形であってもよい。
In the initial state, the
トーションバー13a,13bは、それぞれ一端が回動ミラー部10、他端が半環状圧電アクチュエータ12a,12bと結合している。また、半環状圧電アクチュエータ12a,12bは、それぞれ可動枠11を介して蛇腹型圧電アクチュエータ14a,14bの一端と結合している。蛇腹型圧電アクチュエータ14a,14bの他端は、それぞれ固定枠9と結合している。
The torsion bars 13a and 13b are coupled to the
半環状圧電アクチュエータ12a,12bは、回動ミラー部10を主走査方向の周り(Y軸周り)に回動させる。また、蛇腹型圧電アクチュエータ14a,14bは、回動ミラー部10を副走査方向の周り(X軸周り)に回動させる。
The semi-annular
半環状圧電アクチュエータ12a,12b及び蛇腹型圧電アクチュエータ14a,14bは、半導体プレーナプロセスにより、チタン酸ジルコン酸鉛等からなるピエゾ圧電膜(PZT)を下部電極及び上部電極で挟み込んだ構造となっている。下部電極、上部電極を介して圧電膜に電圧を印加することで、PZTを変形させるという仕組みである。
The semi-annular
また、固定枠9の辺部表面には、電極パッド15,16(5個ずつ)が設けられている。電極パッド15,16は、例えば、Al(アルミニウム)薄膜からなり、ワイヤ20により後述する配線層8に設けられた電極パッド21,22(5個ずつ)にそれぞれ接続されている。これにより、光偏向器4の各アクチュエータを駆動させることができる。
Further,
次に、図2を参照して、主に基板3の構成について説明する。
Next, the configuration of the
図2は、図1の電子部品1のII-II線断面を示す図であり、特に、図1に示したリッド部2と基板3とが接合された密封状態の電子部品1の断面図である。なお、光偏向器4の電極(電極パッド15,16)は、配線層8の電極(電極パッド21,22)と接続されている(図1参照)。
FIG. 2 is a diagram showing a line II-II cross section of the
電子部品1の接合部5は、リッド部2の下面(枠体7の下面)と配線層8とが接合された部分である。枠体7の下面と配線層8とは、接着剤により接合される。この接着剤は、エポキシ系樹脂、ブチルゴム系樹脂、フッ素系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、液晶ポリマー(LCP)等、湿気やガスを通さない樹脂性のものを使用するとよい。これにより、枠体7と配線層8との接合部分(接合部5)から電子部品1内へ水分が入り込む透湿を抑制することができる。
The
なお、枠体7の材料がプラスチックの場合、枠体7と配線層8が設けられた基板3とは、接着剤を用いることなく、プラスチック成型により一体成形させて接合させてもよい。
When the material of the
基板3は、金属で構成されている。基板3の材料としては、銅、アルミニウム、ステンレス等が挙げられる。このような金属で構成されているので、基板3は放熱性に優れている。このため、レーザ光が入射して回動ミラー部10が高温になった場合でも、熱を基板3を介して放熱することができる。
The
また、基板3は、光偏向器4の裏面側に曲面状の凹部31を有している。曲面状の凹部31は、光偏向器4が有する回動ミラー部10が回動するための空間として形成されている。なお、曲面状の凹部31は、機械加工、エッチング、プレス加工等により形成されている。
Further, the
ここで、光偏向器4は、曲面状の凹部31で反射された光が回動ミラー部10の裏面に照射される位置に配置されている。
Here, the
入射光の中には回動ミラー部10を外れる光があるが、このような光は、光偏向器4の裏面側の基板3の曲面状の凹部31で反射される。そして、曲面状の凹部31での反射光は、回動ミラー部10の裏面に照射されるので、曲面状の凹部31での反射光が迷光となって、電子部品1の外部に放出されることを防止することができる。
Some of the incident light comes off the
また、曲面状の凹部31は放物面の形状を有し、放物面の焦点は回動ミラー部10の裏面側に位置する。凹部31の放物面の中心軸が回動ミラー部10の中心を通っていることが好ましく、図3に示すように、放物面の中心軸が回動ミラー部10の中心を通り、入射光と平行となるように凹部31が配置されていることがより好ましい。このように基板3に放物面状の凹部31が形成されているので、放物面状の凹部31に入射した入射光は、放物面の焦点位置に集光する。
Further, the curved
焦点が回動ミラー部10の裏面側に位置しているので、放物面状の凹部31での反射光は回動ミラー部10の裏面を照射する。通常の曲面と異なり、放物面は焦点位置に光が集まるので、より確実に反射光を当該裏面に照射させることができる。従って、基板3の凹部31での反射光が迷光となって、電子部品1の外部に放出されることをより確実に防止することができる。
Since the focal point is located on the back surface side of the
また、曲面状又は放物面状の凹部31は、入射光の反射を抑える材料からなる被覆材27で被覆されている。この被覆材27の材料は、黒色塗料、黒色顔料、黒色めっき又は黒色セラミックであることが好ましい。黒色塗料は、例えば、塗料を霧化して塗装するスプレーコートにより凹部31の表面に塗装される。黒色塗料として、黒色レジスト材を塗布してもよい。黒色顔料は、チタン系、カーボン系、酸化物系等の顔料を添加したバインダー樹脂が挙げられ、凹部31の表面に塗布される。
Further, the curved or parabolic
黒色めっきは、黒色クロム、黒色アルマイト等の金属の薄膜を凹部31の表面に被覆して形成される。黒色セラミックは、例えば、アルミナを材料とするセラミックを黒色顔料で着色して形成される。なお、黒色セラミックは、エポキシ系樹脂等の接着剤により凹部31の表面に接合される。
The black plating is formed by coating the surface of the
凹部31の表面に黒色の各種材料(上述した黒色塗料、黒色顔料、黒色めっき、黒色セラミック等)が設けられているので、迷光となりうる光を吸収することができる。これにより、迷光となりうる反射光が生じることを防止することができる。
Since various black materials (black paint, black pigment, black plating, black ceramic, etc. described above) are provided on the surface of the
また、回動ミラー部10の裏面は、凹部31で反射された光の反射を抑える材料からなる被覆材28で被覆されている。この被覆材28の材料は、上述した被覆材27と同様に黒色塗料、黒色顔料、黒色めっき又は黒色セラミックであることが好ましい。被覆材28は、上述した塗布、めっき、又は接着によって回動ミラー部10の裏面に形成される。
Further, the back surface of the
基板3の凹部31に入射した入射光が反射された場合、反射光は、回動ミラー部10の裏面に照射される。そして、回動ミラー部10の裏面が光の反射を抑える材料からなる被覆材28で被覆されているので、これ以上の反射が抑えられ、迷光が生じることを防止することができる。
When the incident light incident on the
光偏向器4は、凹部31の周縁部に接合される。この接合は、例えば、エポキシ系樹脂やシリコン系樹脂等の接着剤による接合、半田による接合又はAu(金)接合等である。この接合により、凹部31の上面に光偏向器4が実装される。
The
また、図示するように、基板3にはコネクタ60が搭載され、配線層8を介して接続されている。コネクタ60は、電子部品1を各種装置(図示省略)に接続するために用いられる。電子部品1は、コネクタ60を介して受信する各種装置からの電気信号に基づいて、駆動が制御される。
Further, as shown in the figure, a
基板3上に、光偏向器4に接続された回路部品を搭載するようにしてもよい。回路部品は、光偏向器4を作動及び制御するために用いられる。
A circuit component connected to the
<変形例>
次に、図4を参照して、本発明の実施形態の電子部品1の変形例(ハーメチックシール)について説明する。なお、電子部品1と同じ構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
<Modification example>
Next, a modified example (hermetic seal) of the
図4は、電子部品101の内部構成を示す図である。電子部品101は、主に、リッド部102と、基板103と、基板103の上面側に設けられた平面状の凹部1291を有する台座129と、基板103上に載置された光偏向器4bとで構成される。
FIG. 4 is a diagram showing an internal configuration of the
まず、リッド部102は、天板と枠体からなる本体部102aと、天板に設けられた窓部102bとで構成される。封止状態の電子部品101においては、外部の光源からの光が窓部102bを通して電子部品101内部に到達できるようになっている。
First, the
本体部102aの材料は、金属であり、例えば、後述する窓部102bの材料であるホウケイ酸ガラスと広い温度範囲で熱膨張係数が一致するコバール合金(Fe54%、Ni28%、Co18%)が使用される。これにより、窓部102bとの接合時に熱膨張率の違いから生じる応力を低減させることができる。
The material of the
本体部102aの枠体は、中央部がくり抜かれ、上面側が僅かに傾斜した部材である。このような構造にしている理由は、窓部102bで反射された光(特に、レーザ光)が、光偏向器4b(回動ミラー部10b)で反射された光に混じって外部に出射されないようにするためである。
The frame body of the
一方、窓部102bは、薄く、不純物の少ない光学硬質ガラス(ホウケイ酸ガラス)で構成され、本体部102aの上面側に低融点ガラスを用いて接合される。
On the other hand, the
以下では、電子部品101の基板103の構成について説明する。
Hereinafter, the configuration of the
基板103には光偏向器4bが載置され、光偏向器4bの電極(電極パッド15,16)に接続された配線ピン123,124が設けられている。配線ピン123,124は端子形状を有し、基板103及び後述する台座129を貫通して形成された開口に設けられている。
The
配線ピン123,124は、一方の端が電極パッド15,16に接続されている。また、配線ピン123,124は、他方の端が図示しない回路部品と接続されている。配線ピン123,124は、上述した回路部品から送信される光偏向器4bの駆動を制御するための電気信号を光偏向器4bに送信する。
One end of the wiring pins 123 and 124 is connected to the
基板103の上面には、台座129が設けられている。台座129は、平面状の凹部1291を有する。台座129は、なお、基板103及び台座129の材料は、電子部品1の基板3と同じく、金属である。
A
また、基板103の表面とリッド部102の下端(本体部102aの下端)の表面とは、抵抗溶接で接合される。具体的には、台座129の外側に予め突起を設けておき、リッド部102を基板103に載置して加圧したとき、突起部にて生じる抵抗熱により溶接する。
Further, the surface of the
基板103は、台座129の平面状の凹部1291に、さらに曲面状の凹部1031が形成されている。基板103の上面に台座129が載置された状態で、両部材に対し機械加工、エッチング、プレス加工等を施すことで、曲面状の凹部1031が形成される。
The
曲面状の凹部1031は、光偏向器4bが有する回動ミラー部10bが回動するための空間として形成されている。すなわち、光偏向器4bは、回動ミラー部10bが凹部1031及びリッド部102により構成される空間内で回動可能となるように設けられている。
The curved
また、光偏向器4bは、曲面状の凹部1031で反射された光が回動ミラー部10bの裏面に照射される位置に配置されている。
Further, the
入射光の中には回動ミラー部10bを外れる光があるが、このような光は、光偏向器4bの裏面側の基板103の曲面状の凹部1031で反射される。そして、凹部1031での反射光は、回動ミラー部10bの裏面に照射されるので、凹部1031での反射光が迷光となって、電子部品101の外部に放出されることを防止することができる。
Some of the incident light comes off the
また、曲面状の凹部1031は放物面の形状を有し、放物面の焦点は、回動ミラー部10bの裏面側に位置することが好ましい。なお、曲面状の凹部1031の放物面の中心軸が回動ミラー部10bの中心を通っていることが好ましく、放物面の中心軸が回動ミラー部10bの中心を通り、入射光と平行となるように凹部31が配置されていることがより好ましい。このように、基板103に放物面状の凹部1031が形成されているので、放物面状の凹部1031に入射した入射光は、放物面の焦点位置に集光する。
Further, it is preferable that the curved
焦点が回動ミラー部10bの裏面側に位置しているので、放物面状の凹部1031での反射光は回動ミラー部10bの裏面を照射する。通常の曲面と異なり、放物面は焦点位置に光が集まるので、より確実に反射光を当該裏面に照射させることができる。従って、基板103の凹部1031での反射光が迷光となって、電子部品101の外部に放出されることをより確実に防止することができる。
Since the focal point is located on the back surface side of the
ここでも、曲面状又は放物面状の凹部1031は、入射光の反射を抑える材料からなる被覆材27で被覆されている。凹部1031の表面には、被覆材27が設けられているので、迷光となりうる光を吸収することができる。これにより、迷光となりうる反射光を生じ難くすることができる。
Again, the curved or
また、回動ミラー部10bの裏面は、凹部1031で反射された光の反射を抑える材料からなる被覆材28で被覆されている。
Further, the back surface of the
基板103の凹部1031に入射した入射光が反射された場合、反射光は、回動ミラー部10bの裏面に照射される。そして、回動ミラー部10bの裏面側が被覆材28で被覆されているので、これ以上の反射が抑えられ、迷光が生じることを防止することができる。
When the incident light incident on the
曲面状又は放物面状の凹部1031の表面を被覆する被覆材27の材料は、黒色塗料、黒色めっき又は黒色セラミックであることが好ましい。ここで、凹部1031への被覆材27の被覆は、電子部品1の基板3の凹部31への被覆と同様に行われる。
The material of the covering
凹部1031の表面に黒色の各種材料(上述した黒色塗料、黒色顔料、黒色めっき、黒色セラミック等)が設けられているので、迷光となりうる光を吸収することができる。これにより、迷光となりうる反射光が生じることを防止することができる。
Since various black materials (black paint, black pigment, black plating, black ceramic, etc. described above) are provided on the surface of the
また、リッド部102(窓部102bを除く)、基板103及び台座129が金属で構成されていることにより放熱性に優れている。回動ミラー部10bに入射しない入射光は、基板103の凹部1031を直接照射するが、特に基板103及び台座129が金属でできているため、入射光による熱を放熱することができる。
Further, the lid portion 102 (excluding the
本発明の実施形態の変形例の電子部品101では、入射光の中には回動ミラー部10bを外れる光もあるが、このような光は、光偏向器4bの裏面側の基板103の凹部1031の表面に形成された被覆材27で吸収される。また、上述した被覆材27で吸収されずに反射した反射光は、回動ミラー部10bの裏面に形成された被覆材28に照射されて吸収される。これにより、基板103の凹部1031で反射された光が迷光となって、電子部品101の外部に放出されることを防止することができる。
In the
透湿した水分を吸湿するため、配線層8が密着して設けられた基板3をリッド部2で封止する直前に基板3の凹部31に乾燥剤を配置してもよい。これにより、電子部品1内の内部環境を低湿度に保つことができる。凹部に乾燥剤を配置することは、電子部品101についても同様である。
In order to absorb the moisture permeated, a desiccant may be placed in the
乾燥剤としては、エポキシ等の樹脂に酸化カルシウム等の水分を吸収する材料を混ぜ合わせたものを利用することができる。 As the desiccant, a resin such as epoxy mixed with a material that absorbs water such as calcium oxide can be used.
1,101…電子部品、2,102…リッド部、3,103…基板、31,1031…凹部(基板)、4,4b…光偏向器、5…接合部、6…窓板、7…枠体、8…配線層、9…固定枠、10,10b…回動ミラー部、11…可動枠、12a,12b…半環状圧電アクチュエータ、13a,13b…トーションバー、14a,14b…蛇腹型圧電アクチュエータ、15,16…電極パッド(光偏向器)、20…ワイヤ、21,22…電極パッド(配線層)、23,24…配線、25…配線基材、26…レジストコート、27…被覆材(基板)、28…被覆材(回動ミラー部)、60…コネクタ、102a…本体部、102b…窓部、123,124…配線ピン、129…台座、1291…凹部(台座)。 1,101 ... Electronic components, 2,102 ... Lid part, 3,103 ... Board, 31,1031 ... Recessed (board), 4,4b ... Optical deflector, 5 ... Joint part, 6 ... Window plate, 7 ... Frame Body, 8 ... Wiring layer, 9 ... Fixed frame, 10,10b ... Rotating mirror part, 11 ... Movable frame, 12a, 12b ... Semi-annular piezoelectric actuator, 13a, 13b ... Torsion bar, 14a, 14b ... Bellows type piezoelectric actuator , 15, 16 ... Electrode pad (optical deflector), 20 ... Wire, 21, 22 ... Electrode pad (wiring layer), 23, 24 ... Wiring, 25 ... Wiring base material, 26 ... Resist coat, 27 ... Coating material ( Substrate), 28 ... Covering material (rotating mirror part), 60 ... Connector, 102a ... Main body part, 102b ... Window part, 123, 124 ... Wiring pin, 129 ... Pedestal, 1291 ... Recessed part (pedestal).
Claims (12)
前記光偏向器が載置され、前記光偏向器の電極に接続された配線を有する配線層が設けられた基板と、
前記回動ミラー部の反射面側を覆い、天板に前記入射光が透過する窓板が設けられたリッド部と、
前記リッド部の下面と前記基板とが接合された接合部と、を備え、
前記基板は、前記光偏向器の裏面側に曲面状の凹部を有し、
前記光偏向器は、前記凹部で反射された光が前記回動ミラー部の裏面に照射される位置に配置され、
前記凹部は、放物面の形状を有し、
前記放物面の焦点は、前記回動ミラー部の裏面側に位置することを特徴とする電子部品。 An optical deflector having a rotating mirror unit that reflects incident light,
A substrate on which the optical deflector is placed and provided with a wiring layer having wiring connected to the electrodes of the optical deflector.
A lid portion that covers the reflective surface side of the rotating mirror portion and is provided with a window plate on the top plate through which the incident light is transmitted.
A joint portion to which the lower surface of the lid portion and the substrate are joined is provided.
The substrate has a curved concave portion on the back surface side of the optical deflector.
The light deflector is arranged at a position where the light reflected by the concave portion is applied to the back surface of the rotating mirror portion .
The recess has the shape of a paraboloid and has the shape of a paraboloid.
An electronic component characterized in that the focal point of the paraboloid is located on the back surface side of the rotating mirror portion .
前記放物面の中心軸が前記回動ミラー部の中心を通り、前記入射光と平行となるように前記凹部が配置されていることを特徴とする電子部品。 In the electronic component according to claim 1 ,
An electronic component characterized in that the recess is arranged so that the central axis of the paraboloid passes through the center of the rotating mirror portion and is parallel to the incident light.
前記凹部は、前記入射光の反射を抑える材料で被覆されていることを特徴とする電子部品。 In the electronic component according to claim 1 or 2 .
The concave portion is an electronic component characterized in that the concave portion is covered with a material that suppresses reflection of the incident light.
前記回動ミラー部の裏面は、前記凹部で反射された光の反射を抑える材料で被覆されていることを特徴とする電子部品。 In the electronic component according to any one of claims 1 to 3 , the electronic component
An electronic component characterized in that the back surface of the rotating mirror portion is covered with a material that suppresses reflection of light reflected by the concave portion.
前記光の反射を抑える材料は、黒色塗料、黒色めっき又は黒色セラミックであることを特徴とする電子部品。 In the electronic component according to claim 3 or 4 ,
An electronic component characterized in that the material for suppressing light reflection is black paint, black plating or black ceramic.
前記基板は、金属で構成されていることを特徴とする電子部品。 In the electronic component according to any one of claims 1 to 5 .
The substrate is an electronic component characterized by being made of metal.
前記光偏向器が載置され、前記光偏向器の電極に接続された配線が設けられた基板と、
前記光偏向器の反射面側を覆い、天板に前記入射光が透過する窓板が設けられたリッド部と、
前記基板の上面側に設けられた平面状の凹部を有する台座と、
前記基板の表面と前記リッド部の下端の表面とが密着した状態で封止接合された封止接合部と、を備え、
前記基板は、前記平面状の凹部に曲面状の凹部が形成され、
前記回動ミラー部は、前記曲面状の凹部及び前記リッド部で構成される空間内で回動可能であり、
前記光偏向器は、前記曲面状の凹部で反射された光が前記回動ミラー部の裏面に照射される位置に配置され、
前記曲面状の凹部は、放物面の形状を有し、
前記放物面の焦点は、前記回動ミラー部の裏面側に位置することを特徴とする電子部品。 An optical deflector having a rotating mirror unit that reflects incident light,
A substrate on which the optical deflector is placed and a wiring connected to an electrode of the optical deflector is provided.
A lid portion that covers the reflective surface side of the light deflector and is provided with a window plate on the top plate through which the incident light is transmitted.
A pedestal having a flat recess provided on the upper surface side of the substrate, and
A sealing joint portion is provided in which the surface of the substrate and the surface of the lower end of the lid portion are in close contact with each other.
In the substrate, a curved concave portion is formed in the planar concave portion, and the substrate has a curved concave portion formed therein.
The rotating mirror portion is rotatable in a space composed of the curved concave portion and the lid portion.
The optical deflector is arranged at a position where the light reflected by the curved concave portion is applied to the back surface of the rotating mirror portion .
The curved concave portion has the shape of a paraboloid and has a shape of a paraboloid.
An electronic component characterized in that the focal point of the paraboloid is located on the back surface side of the rotating mirror portion .
前記放物面の中心軸が前記回動ミラー部の中心を通り、前記入射光と平行となるように前記凹部が配置されていることを特徴とする電子部品。 In the electronic component according to claim 7 ,
An electronic component characterized in that the recess is arranged so that the central axis of the paraboloid passes through the center of the rotating mirror portion and is parallel to the incident light.
前記曲面状の凹部は、前記入射光の反射を抑える材料で被覆されていることを特徴とする電子部品。 In the electronic component according to claim 7 or 8 .
The curved concave portion is an electronic component characterized in that it is covered with a material that suppresses reflection of the incident light.
前記回動ミラー部の裏面は、前記曲面状の凹部で反射された光の反射を抑える材料で被覆されていることを特徴とする電子部品。 In the electronic component according to any one of claims 7 to 9 .
An electronic component characterized in that the back surface of the rotating mirror portion is covered with a material that suppresses reflection of light reflected by the curved concave portion.
前記光の反射を抑える材料は、黒色塗料、黒色めっき又は黒色セラミックであることを特徴とする電子部品。 In the electronic component according to claim 9 or 10 .
An electronic component characterized in that the material for suppressing light reflection is black paint, black plating or black ceramic.
前記リッド部の前記窓板以外の部分、前記基板及び前記台座は、金属で構成されていることを特徴とする電子部品。 In the electronic component according to any one of claims 7 to 11 .
An electronic component characterized in that a portion of the lid portion other than the window plate, the substrate, and the pedestal are made of metal.
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