マイクロミラーデバイス
【課題】マイクロミラーチップと電極基板とが高い間隔精度で貼り合わせられるマイクロミラーデバイスを提供する。
【解決手段】マイクロミラーデバイス１００は、マイクロミラーチップ１１０と、電極基板１３０と、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０の間に接して配置されて両者の間隔を制御する中間部材１５０と、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０を接合する複数の接合部材１７０とから構成されている。中間部材１５０は、接合部材１７０を収容する複数の貫通孔１５２を有し、その上下面には逃げ溝１５４Ａと逃げ溝１５４Ｂがそれぞれ形成されている。逃げ溝１５４Ａと逃げ溝１５４Ｂは、それぞれ、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０と共働して、接合部材１７０の接合余剰物質を貫通孔１５２から排出するための排出経路を形成する。
【解決手段】マイクロミラーデバイス１００は、マイクロミラーチップ１１０と、電極基板１３０と、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０の間に接して配置されて両者の間隔を制御する中間部材１５０と、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０を接合する複数の接合部材１７０とから構成されている。中間部材１５０は、接合部材１７０を収容する複数の貫通孔１５２を有し、その上下面には逃げ溝１５４Ａと逃げ溝１５４Ｂがそれぞれ形成されている。逃げ溝１５４Ａと逃げ溝１５４Ｂは、それぞれ、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０と共働して、接合部材１７０の接合余剰物質を貫通孔１５２から排出するための排出経路を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロミラーデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特開２００５−３１６０４３号公報は、ハンダバンプによって互いに接合されたマイクロミラーチップと電極基板とからなるマイクロミラー素子を開示している。このマイクロミラー素子では、ハンダバンプの支持荷重に応答した熱溶融時の変形量を制御することによってマイクロミラーチップと電極基板の間の距離を所望の距離に調整している。
【特許文献１】特開２００５−３１６０４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特開２００５−３１６０４３号公報のマイクロミラー素子では、ハンダの変形量のみでマイクロミラーチップと電極基板の間隔を設定し、マイクロミラーチップと電極基板をハンダで貼り合わせているため、ハンダ接合部以外の部分でマイクロミラーチップと電極基板の間隔を高精度に制御することが困難である。そこで、厚み精度の良いガラス基板などで作製した中間部材をマイクロミラーチップと電極基板の間に配置し、マイクロミラーチップと電極基板を中間部材に密着させて間隔を制御し、中間部材に形成された貫通孔に収容されたハンダでマイクロミラーチップと電極基板を接合する手法が考えられる。
【０００４】
しかし、この手法では、マイクロミラーチップおよび電極基板と中間部材との相互間の密着性が向上したために、貫通孔内に収容されたハンダを加熱した際に発生したガスなどが逃げ場を失って、マイクロミラーチップと中間部材の接触面や電極基板と中間部材の接触面に入り込み、その結果生じた隙間にハンダが入り込んで、マイクロミラーチップと電極基板の間隔の精度が低下してしまうことがある。
【０００５】
本発明は、このような実状を考慮してなされたものであり、その目的は、マイクロミラーチップと電極基板とが高い間隔精度で貼り合わせられるマイクロミラーデバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によるマイクロミラーデバイスは、第一の部材と、第二の部材と、前記第一の部材と前記第二の部材とを接合する少なくとも一つの接合部材と、前記接合部材を収容する少なくとも一つの第一の貫通孔を有し、前記第一の部材と前記第二の部材の間に両者に接して配置されて両者の間隔を制御する中間部材と、前記接合部材の接合余剰物質を前記第一の貫通孔から排出するための、前記第一の貫通孔を外部空間とつないでいる排出経路とを有している。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、マイクロミラーチップと電極基板とが高い間隔精度で貼り合わせられるマイクロミラーデバイスが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【０００９】
＜第一実施形態＞
本発明の第一実施形態によるマイクロミラーデバイスについて図１〜図３を参照して説明する。
【００１０】
図１と図２に示すように、本実施形態のマイクロミラーデバイス１００は、第一の部材であるマイクロミラーチップ１１０と、第二の部材である電極基板１３０と、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０との間に配置される中間部材１５０と、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０とを接合する複数の接合部材１７０とから構成されている。中間部材１５０は、接合部材１７０を収容する複数の貫通孔１５２を有している。中間部材１５０は、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０に接して配置されて、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０の間隔を制御する。
【００１１】
マイクロミラーチップ１１０は、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）が形成された半導体基板であってよい。電極基板１３０は、例えば、シリコンなどの半導体基板であってよい。中間部材１５０は、例えば、平坦度が良いガラス基板から作られるとよい。ガラス基板の材質は、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０がシリコン製であるとき、例えば、シリコンと線膨張係数が近いホウケイ酸ガラスであるとよい。接合部材１７０は、例えば、ハンダで構成される。
【００１２】
マイクロミラーチップ１１０は、複数の可動ミラー部１２２と、これら複数の可動ミラー部１２２を機械的に支持するための支持部１２４と、可動ミラー部１２２のおのおのと支持部１２４とを機械的に接続しているヒンジ部１２６とを有している。
【００１３】
電極基板１３０は、可動ミラー部１２２にそれぞれ対向した位置に、可動ミラー部１２２をそれぞれ静電駆動するための複数の駆動電極１４２を有している。
【００１４】
中間部材１５０は、マイクロミラーチップ１１０の支持部１２４と同様の形状をしており、可動ミラー部１２２がヒンジ部１２６を軸として回転したときに可動ミラー部１２２との接触を避けるための逃げ穴１６２を有している。
【００１５】
マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０は、互いに向き合う面に、複数の接合パッド１１２と複数の接合パッド１３２をそれぞれ有している。接合パッド１１２と接合パッド１３２は、それぞれ、中間部材１５０の貫通孔１５２を介して互いに向き合うようにマイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０に配置されている。接合部材１７０は、それぞれ、中間部材１５０の貫通孔１５２に収容されており、マイクロミラーチップ１１０の接合パッド１１２と電極基板１３０の接合パッド１３２とを接合している。
【００１６】
中間部材１５０には、マイクロミラーチップ１１０と接する面に逃げ溝１５４Ａが形成され、電極基板１３０と接する面に逃げ溝１５４Ｂが形成されている。逃げ溝１５４Ａ，１５４Ｂは、いずれも、貫通孔１５２から延び、中間部材１５０の側面または逃げ穴１６２の側面で終端している。逃げ溝１５４Ａは、中間部材１５０と接するマイクロミラーチップ１１０の面と共働して、貫通孔１５２と外部空間とを空間的につなぐ流路を規定する。同様に、逃げ溝１５４Ｂは、中間部材１５０と接する電極基板１３０の面と共働して、貫通孔１５２と外部空間とを空間的につなぐ流路を規定する。これらの流路は、いずれも、接合部材１７０の接合余剰物質を貫通孔１５２から排出するための排出経路として機能する。ここで、接合部材１７０の接合余剰物質は、接合部材１７０を加熱した際に発生するガスや、貫通孔１５２からはみ出す接合部材１７０の余剰部分を言う。
【００１７】
続く説明では、中間部材１５０と接するマイクロミラーチップ１１０の面を、図２の向きに合わせて、マイクロミラーチップ１１０の下面と便宜的に呼ぶ。同様に、中間部材１５０と接する電極基板１３０の面を電極基板１３０の上面、マイクロミラーチップ１１０と接する中間部材１５０の面を中間部材１５０の上面、電極基板１３０と接する中間部材１５０の面を中間部材１５０の下面と呼ぶ。
【００１８】
図１〜図３に示した構成では、接合部材１７０の接合余剰物質を貫通孔１５２から排出するための排出経路は、中間部材１５０の上面に形成された逃げ溝１５４Ａとマイクロミラーチップ１１０の下面とで規定された流路と、中間部材１５０の下面に形成された逃げ溝１５４Ｂと電極基板１３０の上面とで規定された流路とで構成されているが、これに代えて、中間部材１５０の側面または逃げ穴１６２の側面と貫通孔１５２との間を延びている中間部材１５０に形成された貫通孔で構成されてもよい。
【００１９】
このように構成されたマイクロミラーデバイス１００では、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０の接合工程において、接合部材１７０を加熱した際に接合部材１７０から発生するガスは、中間部材１５０の上面に形成された逃げ溝１５４Ａとマイクロミラーチップ１１０の下面とで規定された流路と、中間部材１５０の下面に形成された逃げ溝１５４Ｂと電極基板１３０の上面とで規定された流路とからなる排出経路を通って外部空間に排出される。また、貫通孔１５２からはみ出した溶融した接合部材１７０の余剰部分は、排出経路に流れ込む。これにより、中間部材１５０とマイクロミラーチップ１１０の接触面や中間部材１５０と電極基板１３０の接触面の間にガスや溶融した接合部材１７０が入り込むことなく、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０とが中間部材１５０と良好に面接触した状態で互いに接合される。
【００２０】
本実施形態によるマイクロミラーデバイス１００では、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０とが中間部材１５０と良好に面接触するので、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０とが高い間隔精度をもって接合される。また、溶融した接合部材１７０がマイクロミラーチップ１１０の可動ミラー部１２２やヒンジ部１２６にはみ出して可動ミラー部１２２やヒンジ部１２６を汚染したり、電極基板１３０の駆動電極１４２にはみ出して駆動電極１４２をショートさせたりすることが防止される。
【００２１】
＜第二実施形態＞
本発明の第二実施形態によるマイクロミラーデバイスについて図４と図５を参照して説明する。図４と図５において、図１〜図３に示された部材と同一の参照符号で指示された部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。
【００２２】
図４と図５に示すように、本実施形態のマイクロミラーデバイス２００は、マイクロミラーチップ１１０と、電極基板１３０と、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０との間に配置される中間部材２５０と、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０とを接合する複数の接合部材１７０とから構成されている。マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０と接合部材１７０は第一実施形態で説明したものと同様である。
【００２３】
中間部材２５０は、マイクロミラーチップ１１０の支持部１２４と同様の形状をしており、可動ミラー部１２２がヒンジ部１２６を軸として回転したときに可動ミラー部１２２との接触を避けるための逃げ穴２６２を有している。
【００２４】
中間部材２５０は、例えば、平坦度が良いガラス基板から作られるとよい。ガラス基板の材質は、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０がシリコン製であるとき、例えば、シリコンと線膨張係数が近いホウケイ酸ガラスであるとよい。
【００２５】
中間部材２５０は、接合部材１７０を収容する複数の貫通孔２５２を有している。貫通孔２５２は、中間部材２５０の上面に形成されたくぼみ２５６Ａと、中間部材２５０の下面に形成されたくぼみ２５６Ｂと、くぼみ２５６Ａとくぼみ２５６Ｂとを連絡している連絡孔２５８とで構成されている。くぼみ２５６Ａとくぼみ２５６Ｂは同じ径を有し、連絡孔２５８はくぼみ２５６Ａとくぼみ２５６Ｂの径よりも小さい径を有している。くぼみ２５６Ａとくぼみ２５６Ｂは、それがなければ溶融した接合部材１７０が貫通孔２５２からはみ出す余剰部分を収容する空間を与える。
【００２６】
また、くぼみ２５６Ａ，２５６Ｂの底面には、それぞれ、メタル層２６０Ａ，２６０Ｂが設けられている。メタル層２６０Ａ，２６０Ｂは、溶融した接合部材１７０の付きの良い材質で作られるとよい。メタル層２６０Ａ，２６０Ｂは、溶融した接合部材１７０を良好に引き付けて、そこに留まらせる。
【００２７】
中間部材２５０には、マイクロミラーチップ１１０と接する上面に逃げ溝２５４Ａが形成され、電極基板１３０と接する下面に逃げ溝２５４Ｂが形成されている。逃げ溝２５４Ａは、くぼみ２５６Ａから延び、中間部材２５０の側面または逃げ穴２６２の側面で終端している。逃げ溝２５４Ｂは、くぼみ２５６Ｂから延び、中間部材２５０の側面または逃げ穴２６２の側面で終端している。逃げ溝２５４Ａは、マイクロミラーチップ１１０の下面と共働して、くぼみ２５６Ａと外部空間とを空間的につなぐ流路を規定する。同様に、逃げ溝２５４Ｂは、電極基板１３０の上面と共働して、くぼみ２５６Ｂと外部空間とを空間的につなぐ流路を規定する。これらの流路は、いずれも、接合部材１７０の接合余剰物質を貫通孔２５２から排出するための排出経路として機能する。
【００２８】
図４と図５に示した構成では、接合部材１７０の接合余剰物質を貫通孔２５２から排出するための排出経路は、中間部材２５０の上面に形成された逃げ溝２５４Ａとマイクロミラーチップ１１０の下面とで規定された流路と、中間部材２５０の下面に形成された逃げ溝２５４Ｂと電極基板１３０の上面とで規定された流路とで構成されているが、これに代えて、中間部材２５０の側面または逃げ穴２６２の側面と貫通孔２５２（例えば連絡孔２５８）との間を延びている中間部材２５０に形成された貫通孔で構成されてもよい。
【００２９】
このように構成されたマイクロミラーデバイス２００では、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０の接合工程において、接合部材１７０を加熱した際に接合部材１７０から発生するガスは、中間部材２５０の上面に形成された逃げ溝２５４Ａとマイクロミラーチップ１１０の下面とで規定された流路と、中間部材２５０の下面に形成された逃げ溝２５４Ｂと電極基板１３０の上面とで規定された流路とからなる排出経路を通って外部空間に排出される。また、溶融した接合部材１７０の余剰部分は、メタル層２６０Ａ，２６０Ｂによって貫通孔２５２のくぼみ２５６Ａ，２５６Ｂ内に保持される。これにより、中間部材２５０とマイクロミラーチップ１１０の接触面や中間部材２５０と電極基板１３０の接触面の間にガスや溶融した接合部材１７０が入り込むことなく、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０とが中間部材２５０と良好に面接触した状態で互いに接合される。
【００３０】
本実施形態によるマイクロミラーデバイス２００では、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０とが中間部材２５０と良好に面接触するので、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０とが高い間隔精度をもって接合される。また、中間部材２５０が溶融した接合部材１７０を収容するくぼみ２５６Ａ，２５６Ｂを有しているため、溶融した接合部材１７０がマイクロミラーチップ１１０の可動ミラー部１２２やヒンジ部１２６にはみ出して可動ミラー部１２２やヒンジ部１２６を汚染したり、電極基板１３０の駆動電極１４２にはみ出して駆動電極１４２をショートさせたりすることが良好に防止される。
【００３１】
＜第三実施形態＞
本発明の第三実施形態によるマイクロミラーデバイスについて図６と図７を参照して説明する。図６と図７において、図１〜図５に示された部材と同一の参照符号で指示された部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。
【００３２】
図６と図７に示すように、本実施形態のマイクロミラーデバイス３００は、マイクロミラーチップ３１０と、電極基板１３０と、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０との間に配置される中間部材２５０と、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０とを接合する複数の接合部材１７０とから構成されている。電極基板１３０と接合部材１７０は第一実施形態で説明したものと同様である。また中間部材２５０は第二実施形態で説明したものと同様である。
【００３３】
マイクロミラーチップ３１０は、図７に示すように、複数の可動ミラー部３２２と、これら複数の可動ミラー部３２２を機械的に支持するための支持部３２４と、可動ミラー部３２２のおのおのと支持部３２４とを機械的に接続しているヒンジ部３２６とを有している。
【００３４】
マイクロミラーチップ３１０は、電極基板１３０と向き合う面すなわちマイクロミラーチップ３１０の下面に、複数の接合パッド３１２を有している。接合パッド３１２は、それぞれ、中間部材２５０の貫通孔２５２を介して電極基板１３０の接合パッド１３２と向き合うようにマイクロミラーチップ３１０に配置されている。
【００３５】
マイクロミラーチップ３１０は、接合パッド３１２の周囲に設けられた複数のくぼみ３１４と、くぼみ３１４を外部空間とつないでいる貫通孔３１６とを有している。貫通孔３１６は、くぼみ３１４の底面とマイクロミラーチップ３１０の上面との間に延びている。貫通孔３１６は、くぼみ３１４の径よりも小さい径を有している。くぼみ３１４は、溶融した接合部材１７０の余剰部分を収容する空間を与える。
【００３６】
くぼみ３１４の底面には、メタル層３１８が設けられている。メタル層３１８は、溶融した接合部材１７０の付きの良い材質で作られるとよい。メタル層３１８は、溶融した接合部材１７０を良好に引き付けて、そこに留まらせる。
【００３７】
マイクロミラーチップ３１０には、中間部材２５０と接する下面に逃げ溝３２０が形成されている。逃げ溝３２０は、いくつかのくぼみ３１４から延び、マイクロミラーチップ３１０の側面で終端している。逃げ溝３２０は、中間部材２５０の上面と共働して、くぼみ３１４を介して中間部材２５０の貫通孔２５２と外部空間とを空間的につなぐ流路を規定する。これらの流路は、いずれも、接合部材１７０の接合余剰物質を貫通孔２５２から排出するための排出経路として機能する。
【００３８】
本実施形態では、マイクロミラーチップ３１０は、貫通孔３１６がくぼみ３１４を介して貫通孔２５２と連絡するように構成されているが、貫通孔３１６が貫通孔２５２と直接連絡するように構成されてもよい。すなわち、マイクロミラーチップ３１０は、くぼみ３１４を有さず、貫通孔２５２に対応する位置に貫通孔３１６を有していてもよい。
【００３９】
このように構成されたマイクロミラーデバイス３００では、マイクロミラーチップ３１０と電極基板１３０の接合工程において、接合部材１７０を加熱した際に接合部材１７０から発生するガスは、中間部材２５０の上面に形成された逃げ溝２５４Ａとマイクロミラーチップ３１０の下面とで規定された流路と、マイクロミラーチップ３１０の下面に形成された逃げ溝３２０と中間部材２５０の上面とで規定された流路と、マイクロミラーチップ３１０に形成されたくぼみ３１４と貫通孔３１６とからなる流路と、中間部材２５０の下面に形成された逃げ溝２５４Ｂと電極基板１３０の上面とで規定された流路とからなる排出経路を通って外部空間に排出される。本実施形態は、第二実施形態と比較して、排出経路を構成する流路が増えているので、その分、接合部材１７０の接合余剰物質を排出する効率が向上する。また、溶融した接合部材１７０の余剰部分は、メタル層２６０Ａ，２６０Ｂによって貫通孔２５２のくぼみ２５６Ａ，２５６Ｂ内に、またメタル層３１８によってマイクロミラーチップ３１０のくぼみ３１４内に保持される。本実施形態は、第二実施形態と比較して、溶融した接合部材１７０の余剰部分を収容する空間が増えているので、その分、溶融した接合部材１７０の接合部分が貫通孔２５２からはみ出すおそれが少ない。これにより、中間部材２５０とマイクロミラーチップ３１０の接触面や中間部材２５０と電極基板１３０の接触面の間にガスや溶融した接合部材１７０が入り込むことなく、マイクロミラーチップ３１０と電極基板１３０とが中間部材２５０と良好に面接触した状態で互いに接合される。
【００４０】
本実施形態によるマイクロミラーデバイス３００では、マイクロミラーチップ３１０と電極基板１３０とが中間部材２５０と良好に面接触するので、マイクロミラーチップ３１０と電極基板１３０とが高い間隔精度をもって接合される。また、中間部材２５０が溶融した接合部材１７０を収容するくぼみ２５６Ａ，２５６Ｂを有しているため、電極基板１３０の駆動電極１４２にはみ出して駆動電極１４２をショートさせたりすることが良好に防止される。さらにマイクロミラーチップ３１０がくぼみ３１４を有しているため、特に、溶融した接合部材１７０がマイクロミラーチップ３１０の可動ミラー部３２２やヒンジ部３２６にはみ出して可動ミラー部３２２やヒンジ部３２６を汚染することがさらに良好に防止される。
【００４１】
＜第四実施形態＞
本発明の第四実施形態によるマイクロミラーデバイスについて図８と図９を参照して説明する。図８と図９において、図１〜図５に示された部材と同一の参照符号で指示された部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。
【００４２】
図８と図９に示すように、本実施形態のマイクロミラーデバイス４００は、マイクロミラーチップ１１０と、電極基板４３０と、マイクロミラーチップ１１０と電極基板４３０との間に配置される中間部材２５０と、マイクロミラーチップ１１０と電極基板４３０とを接合する複数の接合部材１７０とから構成されている。マイクロミラーチップ１１０と接合部材１７０は第一実施形態で説明したものと同様である。また中間部材２５０は第二実施形態で説明したものと同様である。
【００４３】
電極基板４３０は、図９に示すように、マイクロミラーチップ１１０の可動ミラー部１２２をそれぞれ静電駆動するための複数の駆動電極４４２を有している。駆動電極４４２は、電極基板４３０に接合されたマイクロミラーチップ１１０の可動ミラー部１２２にそれぞれ対向する位置に形成されている。
【００４４】
電極基板４３０は、マイクロミラーチップ１１０と向き合う面すなわち電極基板４３０の上面に、複数の接合パッド４３２を有している。接合パッド４３２は、それぞれ、中間部材２５０の貫通孔２５２を介してマイクロミラーチップ１１０の接合パッド１１２と向き合うように電極基板４３０に配置されている。
【００４５】
電極基板４３０は、接合パッド４３２の周囲に設けられた複数のくぼみ４３４と、くぼみ４３４を外部空間とつないでいる貫通孔４３６とを有している。貫通孔４３６は、くぼみ４３４の底面と電極基板４３０の下面との間に延びている。貫通孔４３６は、くぼみ４３４の径よりも小さい径を有している。くぼみ４３４は、溶融した接合部材１７０の余剰部分を収容する空間を与える。
【００４６】
くぼみ４３４の底面には、メタル層４３８が設けられている。メタル層４３８は、溶融した接合部材１７０の付きの良い材質で作られるとよい。メタル層４３８は、溶融した接合部材１７０を良好に引き付けて、そこに留まらせる。
【００４７】
電極基板４３０には、中間部材２５０と接する上面に逃げ溝４４０が形成されている。逃げ溝４４０は、いくつかのくぼみ４３４から延び、電極基板４３０の側面で終端している。逃げ溝４４０は、中間部材２５０の下面と共働して、くぼみ４３４を介して中間部材２５０の貫通孔２５２と外部空間とを空間的につなぐ流路を規定する。これらの流路は、いずれも、接合部材１７０の接合余剰物質を貫通孔２５２から排出するための排出経路として機能する。
【００４８】
本実施形態では、電極基板４３０は、貫通孔４３６がくぼみ４３４を介して貫通孔２５２と連絡するように構成されているが、貫通孔４３６が貫通孔２５２と直接連絡するように構成されてもよい。すなわち、電極基板４３０は、くぼみ４３４を有さず、貫通孔２５２に対応する位置に貫通孔４３６を有していてもよい。
【００４９】
このように構成されたマイクロミラーデバイス４００では、マイクロミラーチップ１１０と電極基板４３０の接合工程において、接合部材１７０を加熱した際に接合部材１７０から発生するガスは、中間部材２５０の上面に形成された逃げ溝２５４Ａとマイクロミラーチップ１１０の下面とで規定された流路と、中間部材２５０の下面に形成された逃げ溝２５４Ｂと電極基板４３０の上面とで規定された流路と、電極基板４３０の上面に形成された逃げ溝４４０と中間部材２５０の下面とで規定された流路と、電極基板４３０に形成されたくぼみ４３４と貫通孔４３６とからなる流路とからなる排出経路を通って外部空間に排出される。本実施形態は、第二実施形態と比較して、排出経路を構成する流路が増えているので、その分、接合部材１７０の接合余剰物質を排出する効率が向上する。また、溶融した接合部材１７０の余剰部分は、メタル層２６０Ａ，２６０Ｂによって貫通孔２５２のくぼみ２５６Ａ，２５６Ｂ内に、またメタル層４３８によって電極基板４３０のくぼみ４３４内に保持される。本実施形態は、第二実施形態と比較して、溶融した接合部材１７０の余剰部分を収容する空間が増えているので、その分、溶融した接合部材１７０の接合部分が貫通孔２５２からはみ出すおそれが少ない。これにより、中間部材２５０とマイクロミラーチップ１１０の接触面や中間部材２５０と電極基板４３０の接触面の間にガスや溶融した接合部材１７０が入り込むことなく、マイクロミラーチップ１１０と電極基板４３０とが中間部材２５０と良好に面接触した状態で互いに接合される。
【００５０】
本実施形態によるマイクロミラーデバイス４００では、マイクロミラーチップ１１０と電極基板４３０とが中間部材２５０と良好に面接触するので、マイクロミラーチップ１１０と電極基板４３０とが高い間隔精度をもって接合される。また、中間部材２５０が溶融した接合部材１７０を収容するくぼみ２５６Ａ，２５６Ｂを有しているため、溶融した接合部材１７０がマイクロミラーチップ１１０の可動ミラー部１２２やヒンジ部１２６にはみ出して可動ミラー部１２２やヒンジ部１２６を汚染することが良好に防止される。さらに電極基板４３０がくぼみ４３４を有しているため、特に、溶融した接合部材１７０が電極基板４３０の駆動電極４４２にはみ出して駆動電極４４２をショートさせることがさらに良好に防止される。
【００５１】
本実施形態において、接合部材１７０の接合余剰物質の排出効率と接合部材１７０の余剰部分のはみ出し防止のさらなる向上のために、マイクロミラーチップ１１０に電極基板４３０と同様の貫通孔や逃げ溝を設けてもよい。すなわち、マイクロミラーチップ１１０に代えて第三実施形態で説明したマイクロミラーチップ３１０を使用してもよい。
【００５２】
これまで、図面を参照しながら本発明の実施形態を述べたが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において様々な変形や変更が施されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第一実施形態によるマイクロミラーデバイスの分解斜視図である。
【図２】図１に示したマイクロミラーデバイスの接合断面を示している。
【図３】図２に示した中間部材の平面図である。
【図４】本発明の第二実施形態によるマイクロミラーデバイスの接合断面を示している。
【図５】図４に示した中間部材の平面図である。
【図６】本発明の第三実施形態によるマイクロミラーデバイスの接合断面を示している。
【図７】図６に示したマイクロミラーチップの平面図である。
【図８】本発明の第四実施形態によるマイクロミラーデバイスの接合断面を示している。
【図９】図８に示した電極基板の平面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１００…マイクロミラーデバイス、１１０…マイクロミラーチップ、１１２…接合パッド、１２２…可動ミラー部、１２４…支持部、１２６…ヒンジ部、１３０…電極基板、１３２…接合パッド、１４２…駆動電極、１５０…中間部材、１５２…貫通孔、１５４Ａ，１５４Ｂ…逃げ溝、１６２…逃げ穴、１７０…接合部材、２００…マイクロミラーデバイス、２５０…中間部材、２５２…貫通孔、２５４Ａ，２５４Ｂ…逃げ溝、２５６Ａ，２５６Ｂ…くぼみ、２５８…連絡孔、２６０Ａ，２６０Ｂ…メタル層、２６２…逃げ穴、３００…マイクロミラーデバイス、３１０…マイクロミラーチップ、３１２…接合パッド、３１６…貫通孔、３１８…メタル層、３２０…逃げ溝、３２２…可動ミラー部、３２４…支持部、３２６…ヒンジ部、４００…マイクロミラーデバイス、４３０…電極基板、４３２…接合パッド、４３６…貫通孔、４３８…メタル層、４４０…逃げ溝、４４２…駆動電極。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロミラーデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特開２００５−３１６０４３号公報は、ハンダバンプによって互いに接合されたマイクロミラーチップと電極基板とからなるマイクロミラー素子を開示している。このマイクロミラー素子では、ハンダバンプの支持荷重に応答した熱溶融時の変形量を制御することによってマイクロミラーチップと電極基板の間の距離を所望の距離に調整している。
【特許文献１】特開２００５−３１６０４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特開２００５−３１６０４３号公報のマイクロミラー素子では、ハンダの変形量のみでマイクロミラーチップと電極基板の間隔を設定し、マイクロミラーチップと電極基板をハンダで貼り合わせているため、ハンダ接合部以外の部分でマイクロミラーチップと電極基板の間隔を高精度に制御することが困難である。そこで、厚み精度の良いガラス基板などで作製した中間部材をマイクロミラーチップと電極基板の間に配置し、マイクロミラーチップと電極基板を中間部材に密着させて間隔を制御し、中間部材に形成された貫通孔に収容されたハンダでマイクロミラーチップと電極基板を接合する手法が考えられる。
【０００４】
しかし、この手法では、マイクロミラーチップおよび電極基板と中間部材との相互間の密着性が向上したために、貫通孔内に収容されたハンダを加熱した際に発生したガスなどが逃げ場を失って、マイクロミラーチップと中間部材の接触面や電極基板と中間部材の接触面に入り込み、その結果生じた隙間にハンダが入り込んで、マイクロミラーチップと電極基板の間隔の精度が低下してしまうことがある。
【０００５】
本発明は、このような実状を考慮してなされたものであり、その目的は、マイクロミラーチップと電極基板とが高い間隔精度で貼り合わせられるマイクロミラーデバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によるマイクロミラーデバイスは、第一の部材と、第二の部材と、前記第一の部材と前記第二の部材とを接合する少なくとも一つの接合部材と、前記接合部材を収容する少なくとも一つの第一の貫通孔を有し、前記第一の部材と前記第二の部材の間に両者に接して配置されて両者の間隔を制御する中間部材と、前記接合部材の接合余剰物質を前記第一の貫通孔から排出するための、前記第一の貫通孔を外部空間とつないでいる排出経路とを有している。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、マイクロミラーチップと電極基板とが高い間隔精度で貼り合わせられるマイクロミラーデバイスが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【０００９】
＜第一実施形態＞
本発明の第一実施形態によるマイクロミラーデバイスについて図１〜図３を参照して説明する。
【００１０】
図１と図２に示すように、本実施形態のマイクロミラーデバイス１００は、第一の部材であるマイクロミラーチップ１１０と、第二の部材である電極基板１３０と、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０との間に配置される中間部材１５０と、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０とを接合する複数の接合部材１７０とから構成されている。中間部材１５０は、接合部材１７０を収容する複数の貫通孔１５２を有している。中間部材１５０は、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０に接して配置されて、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０の間隔を制御する。
【００１１】
マイクロミラーチップ１１０は、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）が形成された半導体基板であってよい。電極基板１３０は、例えば、シリコンなどの半導体基板であってよい。中間部材１５０は、例えば、平坦度が良いガラス基板から作られるとよい。ガラス基板の材質は、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０がシリコン製であるとき、例えば、シリコンと線膨張係数が近いホウケイ酸ガラスであるとよい。接合部材１７０は、例えば、ハンダで構成される。
【００１２】
マイクロミラーチップ１１０は、複数の可動ミラー部１２２と、これら複数の可動ミラー部１２２を機械的に支持するための支持部１２４と、可動ミラー部１２２のおのおのと支持部１２４とを機械的に接続しているヒンジ部１２６とを有している。
【００１３】
電極基板１３０は、可動ミラー部１２２にそれぞれ対向した位置に、可動ミラー部１２２をそれぞれ静電駆動するための複数の駆動電極１４２を有している。
【００１４】
中間部材１５０は、マイクロミラーチップ１１０の支持部１２４と同様の形状をしており、可動ミラー部１２２がヒンジ部１２６を軸として回転したときに可動ミラー部１２２との接触を避けるための逃げ穴１６２を有している。
【００１５】
マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０は、互いに向き合う面に、複数の接合パッド１１２と複数の接合パッド１３２をそれぞれ有している。接合パッド１１２と接合パッド１３２は、それぞれ、中間部材１５０の貫通孔１５２を介して互いに向き合うようにマイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０に配置されている。接合部材１７０は、それぞれ、中間部材１５０の貫通孔１５２に収容されており、マイクロミラーチップ１１０の接合パッド１１２と電極基板１３０の接合パッド１３２とを接合している。
【００１６】
中間部材１５０には、マイクロミラーチップ１１０と接する面に逃げ溝１５４Ａが形成され、電極基板１３０と接する面に逃げ溝１５４Ｂが形成されている。逃げ溝１５４Ａ，１５４Ｂは、いずれも、貫通孔１５２から延び、中間部材１５０の側面または逃げ穴１６２の側面で終端している。逃げ溝１５４Ａは、中間部材１５０と接するマイクロミラーチップ１１０の面と共働して、貫通孔１５２と外部空間とを空間的につなぐ流路を規定する。同様に、逃げ溝１５４Ｂは、中間部材１５０と接する電極基板１３０の面と共働して、貫通孔１５２と外部空間とを空間的につなぐ流路を規定する。これらの流路は、いずれも、接合部材１７０の接合余剰物質を貫通孔１５２から排出するための排出経路として機能する。ここで、接合部材１７０の接合余剰物質は、接合部材１７０を加熱した際に発生するガスや、貫通孔１５２からはみ出す接合部材１７０の余剰部分を言う。
【００１７】
続く説明では、中間部材１５０と接するマイクロミラーチップ１１０の面を、図２の向きに合わせて、マイクロミラーチップ１１０の下面と便宜的に呼ぶ。同様に、中間部材１５０と接する電極基板１３０の面を電極基板１３０の上面、マイクロミラーチップ１１０と接する中間部材１５０の面を中間部材１５０の上面、電極基板１３０と接する中間部材１５０の面を中間部材１５０の下面と呼ぶ。
【００１８】
図１〜図３に示した構成では、接合部材１７０の接合余剰物質を貫通孔１５２から排出するための排出経路は、中間部材１５０の上面に形成された逃げ溝１５４Ａとマイクロミラーチップ１１０の下面とで規定された流路と、中間部材１５０の下面に形成された逃げ溝１５４Ｂと電極基板１３０の上面とで規定された流路とで構成されているが、これに代えて、中間部材１５０の側面または逃げ穴１６２の側面と貫通孔１５２との間を延びている中間部材１５０に形成された貫通孔で構成されてもよい。
【００１９】
このように構成されたマイクロミラーデバイス１００では、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０の接合工程において、接合部材１７０を加熱した際に接合部材１７０から発生するガスは、中間部材１５０の上面に形成された逃げ溝１５４Ａとマイクロミラーチップ１１０の下面とで規定された流路と、中間部材１５０の下面に形成された逃げ溝１５４Ｂと電極基板１３０の上面とで規定された流路とからなる排出経路を通って外部空間に排出される。また、貫通孔１５２からはみ出した溶融した接合部材１７０の余剰部分は、排出経路に流れ込む。これにより、中間部材１５０とマイクロミラーチップ１１０の接触面や中間部材１５０と電極基板１３０の接触面の間にガスや溶融した接合部材１７０が入り込むことなく、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０とが中間部材１５０と良好に面接触した状態で互いに接合される。
【００２０】
本実施形態によるマイクロミラーデバイス１００では、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０とが中間部材１５０と良好に面接触するので、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０とが高い間隔精度をもって接合される。また、溶融した接合部材１７０がマイクロミラーチップ１１０の可動ミラー部１２２やヒンジ部１２６にはみ出して可動ミラー部１２２やヒンジ部１２６を汚染したり、電極基板１３０の駆動電極１４２にはみ出して駆動電極１４２をショートさせたりすることが防止される。
【００２１】
＜第二実施形態＞
本発明の第二実施形態によるマイクロミラーデバイスについて図４と図５を参照して説明する。図４と図５において、図１〜図３に示された部材と同一の参照符号で指示された部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。
【００２２】
図４と図５に示すように、本実施形態のマイクロミラーデバイス２００は、マイクロミラーチップ１１０と、電極基板１３０と、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０との間に配置される中間部材２５０と、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０とを接合する複数の接合部材１７０とから構成されている。マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０と接合部材１７０は第一実施形態で説明したものと同様である。
【００２３】
中間部材２５０は、マイクロミラーチップ１１０の支持部１２４と同様の形状をしており、可動ミラー部１２２がヒンジ部１２６を軸として回転したときに可動ミラー部１２２との接触を避けるための逃げ穴２６２を有している。
【００２４】
中間部材２５０は、例えば、平坦度が良いガラス基板から作られるとよい。ガラス基板の材質は、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０がシリコン製であるとき、例えば、シリコンと線膨張係数が近いホウケイ酸ガラスであるとよい。
【００２５】
中間部材２５０は、接合部材１７０を収容する複数の貫通孔２５２を有している。貫通孔２５２は、中間部材２５０の上面に形成されたくぼみ２５６Ａと、中間部材２５０の下面に形成されたくぼみ２５６Ｂと、くぼみ２５６Ａとくぼみ２５６Ｂとを連絡している連絡孔２５８とで構成されている。くぼみ２５６Ａとくぼみ２５６Ｂは同じ径を有し、連絡孔２５８はくぼみ２５６Ａとくぼみ２５６Ｂの径よりも小さい径を有している。くぼみ２５６Ａとくぼみ２５６Ｂは、それがなければ溶融した接合部材１７０が貫通孔２５２からはみ出す余剰部分を収容する空間を与える。
【００２６】
また、くぼみ２５６Ａ，２５６Ｂの底面には、それぞれ、メタル層２６０Ａ，２６０Ｂが設けられている。メタル層２６０Ａ，２６０Ｂは、溶融した接合部材１７０の付きの良い材質で作られるとよい。メタル層２６０Ａ，２６０Ｂは、溶融した接合部材１７０を良好に引き付けて、そこに留まらせる。
【００２７】
中間部材２５０には、マイクロミラーチップ１１０と接する上面に逃げ溝２５４Ａが形成され、電極基板１３０と接する下面に逃げ溝２５４Ｂが形成されている。逃げ溝２５４Ａは、くぼみ２５６Ａから延び、中間部材２５０の側面または逃げ穴２６２の側面で終端している。逃げ溝２５４Ｂは、くぼみ２５６Ｂから延び、中間部材２５０の側面または逃げ穴２６２の側面で終端している。逃げ溝２５４Ａは、マイクロミラーチップ１１０の下面と共働して、くぼみ２５６Ａと外部空間とを空間的につなぐ流路を規定する。同様に、逃げ溝２５４Ｂは、電極基板１３０の上面と共働して、くぼみ２５６Ｂと外部空間とを空間的につなぐ流路を規定する。これらの流路は、いずれも、接合部材１７０の接合余剰物質を貫通孔２５２から排出するための排出経路として機能する。
【００２８】
図４と図５に示した構成では、接合部材１７０の接合余剰物質を貫通孔２５２から排出するための排出経路は、中間部材２５０の上面に形成された逃げ溝２５４Ａとマイクロミラーチップ１１０の下面とで規定された流路と、中間部材２５０の下面に形成された逃げ溝２５４Ｂと電極基板１３０の上面とで規定された流路とで構成されているが、これに代えて、中間部材２５０の側面または逃げ穴２６２の側面と貫通孔２５２（例えば連絡孔２５８）との間を延びている中間部材２５０に形成された貫通孔で構成されてもよい。
【００２９】
このように構成されたマイクロミラーデバイス２００では、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０の接合工程において、接合部材１７０を加熱した際に接合部材１７０から発生するガスは、中間部材２５０の上面に形成された逃げ溝２５４Ａとマイクロミラーチップ１１０の下面とで規定された流路と、中間部材２５０の下面に形成された逃げ溝２５４Ｂと電極基板１３０の上面とで規定された流路とからなる排出経路を通って外部空間に排出される。また、溶融した接合部材１７０の余剰部分は、メタル層２６０Ａ，２６０Ｂによって貫通孔２５２のくぼみ２５６Ａ，２５６Ｂ内に保持される。これにより、中間部材２５０とマイクロミラーチップ１１０の接触面や中間部材２５０と電極基板１３０の接触面の間にガスや溶融した接合部材１７０が入り込むことなく、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０とが中間部材２５０と良好に面接触した状態で互いに接合される。
【００３０】
本実施形態によるマイクロミラーデバイス２００では、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０とが中間部材２５０と良好に面接触するので、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０とが高い間隔精度をもって接合される。また、中間部材２５０が溶融した接合部材１７０を収容するくぼみ２５６Ａ，２５６Ｂを有しているため、溶融した接合部材１７０がマイクロミラーチップ１１０の可動ミラー部１２２やヒンジ部１２６にはみ出して可動ミラー部１２２やヒンジ部１２６を汚染したり、電極基板１３０の駆動電極１４２にはみ出して駆動電極１４２をショートさせたりすることが良好に防止される。
【００３１】
＜第三実施形態＞
本発明の第三実施形態によるマイクロミラーデバイスについて図６と図７を参照して説明する。図６と図７において、図１〜図５に示された部材と同一の参照符号で指示された部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。
【００３２】
図６と図７に示すように、本実施形態のマイクロミラーデバイス３００は、マイクロミラーチップ３１０と、電極基板１３０と、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０との間に配置される中間部材２５０と、マイクロミラーチップ１１０と電極基板１３０とを接合する複数の接合部材１７０とから構成されている。電極基板１３０と接合部材１７０は第一実施形態で説明したものと同様である。また中間部材２５０は第二実施形態で説明したものと同様である。
【００３３】
マイクロミラーチップ３１０は、図７に示すように、複数の可動ミラー部３２２と、これら複数の可動ミラー部３２２を機械的に支持するための支持部３２４と、可動ミラー部３２２のおのおのと支持部３２４とを機械的に接続しているヒンジ部３２６とを有している。
【００３４】
マイクロミラーチップ３１０は、電極基板１３０と向き合う面すなわちマイクロミラーチップ３１０の下面に、複数の接合パッド３１２を有している。接合パッド３１２は、それぞれ、中間部材２５０の貫通孔２５２を介して電極基板１３０の接合パッド１３２と向き合うようにマイクロミラーチップ３１０に配置されている。
【００３５】
マイクロミラーチップ３１０は、接合パッド３１２の周囲に設けられた複数のくぼみ３１４と、くぼみ３１４を外部空間とつないでいる貫通孔３１６とを有している。貫通孔３１６は、くぼみ３１４の底面とマイクロミラーチップ３１０の上面との間に延びている。貫通孔３１６は、くぼみ３１４の径よりも小さい径を有している。くぼみ３１４は、溶融した接合部材１７０の余剰部分を収容する空間を与える。
【００３６】
くぼみ３１４の底面には、メタル層３１８が設けられている。メタル層３１８は、溶融した接合部材１７０の付きの良い材質で作られるとよい。メタル層３１８は、溶融した接合部材１７０を良好に引き付けて、そこに留まらせる。
【００３７】
マイクロミラーチップ３１０には、中間部材２５０と接する下面に逃げ溝３２０が形成されている。逃げ溝３２０は、いくつかのくぼみ３１４から延び、マイクロミラーチップ３１０の側面で終端している。逃げ溝３２０は、中間部材２５０の上面と共働して、くぼみ３１４を介して中間部材２５０の貫通孔２５２と外部空間とを空間的につなぐ流路を規定する。これらの流路は、いずれも、接合部材１７０の接合余剰物質を貫通孔２５２から排出するための排出経路として機能する。
【００３８】
本実施形態では、マイクロミラーチップ３１０は、貫通孔３１６がくぼみ３１４を介して貫通孔２５２と連絡するように構成されているが、貫通孔３１６が貫通孔２５２と直接連絡するように構成されてもよい。すなわち、マイクロミラーチップ３１０は、くぼみ３１４を有さず、貫通孔２５２に対応する位置に貫通孔３１６を有していてもよい。
【００３９】
このように構成されたマイクロミラーデバイス３００では、マイクロミラーチップ３１０と電極基板１３０の接合工程において、接合部材１７０を加熱した際に接合部材１７０から発生するガスは、中間部材２５０の上面に形成された逃げ溝２５４Ａとマイクロミラーチップ３１０の下面とで規定された流路と、マイクロミラーチップ３１０の下面に形成された逃げ溝３２０と中間部材２５０の上面とで規定された流路と、マイクロミラーチップ３１０に形成されたくぼみ３１４と貫通孔３１６とからなる流路と、中間部材２５０の下面に形成された逃げ溝２５４Ｂと電極基板１３０の上面とで規定された流路とからなる排出経路を通って外部空間に排出される。本実施形態は、第二実施形態と比較して、排出経路を構成する流路が増えているので、その分、接合部材１７０の接合余剰物質を排出する効率が向上する。また、溶融した接合部材１７０の余剰部分は、メタル層２６０Ａ，２６０Ｂによって貫通孔２５２のくぼみ２５６Ａ，２５６Ｂ内に、またメタル層３１８によってマイクロミラーチップ３１０のくぼみ３１４内に保持される。本実施形態は、第二実施形態と比較して、溶融した接合部材１７０の余剰部分を収容する空間が増えているので、その分、溶融した接合部材１７０の接合部分が貫通孔２５２からはみ出すおそれが少ない。これにより、中間部材２５０とマイクロミラーチップ３１０の接触面や中間部材２５０と電極基板１３０の接触面の間にガスや溶融した接合部材１７０が入り込むことなく、マイクロミラーチップ３１０と電極基板１３０とが中間部材２５０と良好に面接触した状態で互いに接合される。
【００４０】
本実施形態によるマイクロミラーデバイス３００では、マイクロミラーチップ３１０と電極基板１３０とが中間部材２５０と良好に面接触するので、マイクロミラーチップ３１０と電極基板１３０とが高い間隔精度をもって接合される。また、中間部材２５０が溶融した接合部材１７０を収容するくぼみ２５６Ａ，２５６Ｂを有しているため、電極基板１３０の駆動電極１４２にはみ出して駆動電極１４２をショートさせたりすることが良好に防止される。さらにマイクロミラーチップ３１０がくぼみ３１４を有しているため、特に、溶融した接合部材１７０がマイクロミラーチップ３１０の可動ミラー部３２２やヒンジ部３２６にはみ出して可動ミラー部３２２やヒンジ部３２６を汚染することがさらに良好に防止される。
【００４１】
＜第四実施形態＞
本発明の第四実施形態によるマイクロミラーデバイスについて図８と図９を参照して説明する。図８と図９において、図１〜図５に示された部材と同一の参照符号で指示された部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。
【００４２】
図８と図９に示すように、本実施形態のマイクロミラーデバイス４００は、マイクロミラーチップ１１０と、電極基板４３０と、マイクロミラーチップ１１０と電極基板４３０との間に配置される中間部材２５０と、マイクロミラーチップ１１０と電極基板４３０とを接合する複数の接合部材１７０とから構成されている。マイクロミラーチップ１１０と接合部材１７０は第一実施形態で説明したものと同様である。また中間部材２５０は第二実施形態で説明したものと同様である。
【００４３】
電極基板４３０は、図９に示すように、マイクロミラーチップ１１０の可動ミラー部１２２をそれぞれ静電駆動するための複数の駆動電極４４２を有している。駆動電極４４２は、電極基板４３０に接合されたマイクロミラーチップ１１０の可動ミラー部１２２にそれぞれ対向する位置に形成されている。
【００４４】
電極基板４３０は、マイクロミラーチップ１１０と向き合う面すなわち電極基板４３０の上面に、複数の接合パッド４３２を有している。接合パッド４３２は、それぞれ、中間部材２５０の貫通孔２５２を介してマイクロミラーチップ１１０の接合パッド１１２と向き合うように電極基板４３０に配置されている。
【００４５】
電極基板４３０は、接合パッド４３２の周囲に設けられた複数のくぼみ４３４と、くぼみ４３４を外部空間とつないでいる貫通孔４３６とを有している。貫通孔４３６は、くぼみ４３４の底面と電極基板４３０の下面との間に延びている。貫通孔４３６は、くぼみ４３４の径よりも小さい径を有している。くぼみ４３４は、溶融した接合部材１７０の余剰部分を収容する空間を与える。
【００４６】
くぼみ４３４の底面には、メタル層４３８が設けられている。メタル層４３８は、溶融した接合部材１７０の付きの良い材質で作られるとよい。メタル層４３８は、溶融した接合部材１７０を良好に引き付けて、そこに留まらせる。
【００４７】
電極基板４３０には、中間部材２５０と接する上面に逃げ溝４４０が形成されている。逃げ溝４４０は、いくつかのくぼみ４３４から延び、電極基板４３０の側面で終端している。逃げ溝４４０は、中間部材２５０の下面と共働して、くぼみ４３４を介して中間部材２５０の貫通孔２５２と外部空間とを空間的につなぐ流路を規定する。これらの流路は、いずれも、接合部材１７０の接合余剰物質を貫通孔２５２から排出するための排出経路として機能する。
【００４８】
本実施形態では、電極基板４３０は、貫通孔４３６がくぼみ４３４を介して貫通孔２５２と連絡するように構成されているが、貫通孔４３６が貫通孔２５２と直接連絡するように構成されてもよい。すなわち、電極基板４３０は、くぼみ４３４を有さず、貫通孔２５２に対応する位置に貫通孔４３６を有していてもよい。
【００４９】
このように構成されたマイクロミラーデバイス４００では、マイクロミラーチップ１１０と電極基板４３０の接合工程において、接合部材１７０を加熱した際に接合部材１７０から発生するガスは、中間部材２５０の上面に形成された逃げ溝２５４Ａとマイクロミラーチップ１１０の下面とで規定された流路と、中間部材２５０の下面に形成された逃げ溝２５４Ｂと電極基板４３０の上面とで規定された流路と、電極基板４３０の上面に形成された逃げ溝４４０と中間部材２５０の下面とで規定された流路と、電極基板４３０に形成されたくぼみ４３４と貫通孔４３６とからなる流路とからなる排出経路を通って外部空間に排出される。本実施形態は、第二実施形態と比較して、排出経路を構成する流路が増えているので、その分、接合部材１７０の接合余剰物質を排出する効率が向上する。また、溶融した接合部材１７０の余剰部分は、メタル層２６０Ａ，２６０Ｂによって貫通孔２５２のくぼみ２５６Ａ，２５６Ｂ内に、またメタル層４３８によって電極基板４３０のくぼみ４３４内に保持される。本実施形態は、第二実施形態と比較して、溶融した接合部材１７０の余剰部分を収容する空間が増えているので、その分、溶融した接合部材１７０の接合部分が貫通孔２５２からはみ出すおそれが少ない。これにより、中間部材２５０とマイクロミラーチップ１１０の接触面や中間部材２５０と電極基板４３０の接触面の間にガスや溶融した接合部材１７０が入り込むことなく、マイクロミラーチップ１１０と電極基板４３０とが中間部材２５０と良好に面接触した状態で互いに接合される。
【００５０】
本実施形態によるマイクロミラーデバイス４００では、マイクロミラーチップ１１０と電極基板４３０とが中間部材２５０と良好に面接触するので、マイクロミラーチップ１１０と電極基板４３０とが高い間隔精度をもって接合される。また、中間部材２５０が溶融した接合部材１７０を収容するくぼみ２５６Ａ，２５６Ｂを有しているため、溶融した接合部材１７０がマイクロミラーチップ１１０の可動ミラー部１２２やヒンジ部１２６にはみ出して可動ミラー部１２２やヒンジ部１２６を汚染することが良好に防止される。さらに電極基板４３０がくぼみ４３４を有しているため、特に、溶融した接合部材１７０が電極基板４３０の駆動電極４４２にはみ出して駆動電極４４２をショートさせることがさらに良好に防止される。
【００５１】
本実施形態において、接合部材１７０の接合余剰物質の排出効率と接合部材１７０の余剰部分のはみ出し防止のさらなる向上のために、マイクロミラーチップ１１０に電極基板４３０と同様の貫通孔や逃げ溝を設けてもよい。すなわち、マイクロミラーチップ１１０に代えて第三実施形態で説明したマイクロミラーチップ３１０を使用してもよい。
【００５２】
これまで、図面を参照しながら本発明の実施形態を述べたが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において様々な変形や変更が施されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第一実施形態によるマイクロミラーデバイスの分解斜視図である。
【図２】図１に示したマイクロミラーデバイスの接合断面を示している。
【図３】図２に示した中間部材の平面図である。
【図４】本発明の第二実施形態によるマイクロミラーデバイスの接合断面を示している。
【図５】図４に示した中間部材の平面図である。
【図６】本発明の第三実施形態によるマイクロミラーデバイスの接合断面を示している。
【図７】図６に示したマイクロミラーチップの平面図である。
【図８】本発明の第四実施形態によるマイクロミラーデバイスの接合断面を示している。
【図９】図８に示した電極基板の平面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１００…マイクロミラーデバイス、１１０…マイクロミラーチップ、１１２…接合パッド、１２２…可動ミラー部、１２４…支持部、１２６…ヒンジ部、１３０…電極基板、１３２…接合パッド、１４２…駆動電極、１５０…中間部材、１５２…貫通孔、１５４Ａ，１５４Ｂ…逃げ溝、１６２…逃げ穴、１７０…接合部材、２００…マイクロミラーデバイス、２５０…中間部材、２５２…貫通孔、２５４Ａ，２５４Ｂ…逃げ溝、２５６Ａ，２５６Ｂ…くぼみ、２５８…連絡孔、２６０Ａ，２６０Ｂ…メタル層、２６２…逃げ穴、３００…マイクロミラーデバイス、３１０…マイクロミラーチップ、３１２…接合パッド、３１６…貫通孔、３１８…メタル層、３２０…逃げ溝、３２２…可動ミラー部、３２４…支持部、３２６…ヒンジ部、４００…マイクロミラーデバイス、４３０…電極基板、４３２…接合パッド、４３６…貫通孔、４３８…メタル層、４４０…逃げ溝、４４２…駆動電極。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の部材と、
第二の部材と、
前記第一の部材と前記第二の部材とを接合する少なくとも一つの接合部材と、
前記接合部材を収容する少なくとも一つの第一の貫通孔を有し、前記第一の部材と前記第二の部材の間に両者に接して配置されて両者の間隔を制御する中間部材と、
前記接合部材の接合余剰物質を前記第一の貫通孔から排出するための、前記第一の貫通孔を外部空間とつないでいる排出経路とを有している、マイクロミラーデバイス。
【請求項２】
前記排出経路は、前記第一の部材と接触する前記中間部材の第一の面と前記第二の部材と接触する前記中間部材の第二の面との少なくとも一方に形成された第一の溝を含んでいる、請求項１に記載のマイクロミラーデバイス。
【請求項３】
前記排出経路は、前記中間部材と接触する前記第一の部材の面と前記中間部材と接触する前記第二の部材の面との少なくとも一方に形成された第二の溝を含んでいる、請求項１または２に記載のマイクロミラーデバイス。
【請求項４】
前記第一の部材と前記第二の部材の少なくとも一方は、前記接合部材が接合される接合パッドと、前記接合パッドの周囲に設けられた少なくとも一つの第一のくぼみと、前記第一のくぼみを前記外部空間とつないでいる第二の貫通孔とを有し、前記排出経路は、前記第一のくぼみと前記第二の貫通孔をさらに含んでいる、請求項２または３に記載のマイクロミラーデバイス。
【請求項５】
前記第一の部材は、少なくとも一つの可動部と、前記可動部を機械的に支える支持部とを備え、前記第二の部材は、前記可動部と対向する位置に、前記可動部を駆動するための電極を備え、前記中間部材は、前記第一の部材の支持部と同じ形状を有し、前記接合部材を収容する複数の第一の貫通孔を有する、請求項２ないし４のいずれか一つに記載のマイクロミラーデバイス。
【請求項６】
前記接合部材はハンダで構成され、前記第一の貫通孔は、前記中間部材の前記第一の面と前記第二の面との少なくとも一方に形成された第二のくぼみを含み、前記中間部材は、前記第二のくぼみの底面に形成された、前記ハンダを留めておくためのメタル層を有している、請求項２ないし５記載のいずれか一つに記載のマイクロミラーデバイス。
【請求項１】
第一の部材と、
第二の部材と、
前記第一の部材と前記第二の部材とを接合する少なくとも一つの接合部材と、
前記接合部材を収容する少なくとも一つの第一の貫通孔を有し、前記第一の部材と前記第二の部材の間に両者に接して配置されて両者の間隔を制御する中間部材と、
前記接合部材の接合余剰物質を前記第一の貫通孔から排出するための、前記第一の貫通孔を外部空間とつないでいる排出経路とを有している、マイクロミラーデバイス。
【請求項２】
前記排出経路は、前記第一の部材と接触する前記中間部材の第一の面と前記第二の部材と接触する前記中間部材の第二の面との少なくとも一方に形成された第一の溝を含んでいる、請求項１に記載のマイクロミラーデバイス。
【請求項３】
前記排出経路は、前記中間部材と接触する前記第一の部材の面と前記中間部材と接触する前記第二の部材の面との少なくとも一方に形成された第二の溝を含んでいる、請求項１または２に記載のマイクロミラーデバイス。
【請求項４】
前記第一の部材と前記第二の部材の少なくとも一方は、前記接合部材が接合される接合パッドと、前記接合パッドの周囲に設けられた少なくとも一つの第一のくぼみと、前記第一のくぼみを前記外部空間とつないでいる第二の貫通孔とを有し、前記排出経路は、前記第一のくぼみと前記第二の貫通孔をさらに含んでいる、請求項２または３に記載のマイクロミラーデバイス。
【請求項５】
前記第一の部材は、少なくとも一つの可動部と、前記可動部を機械的に支える支持部とを備え、前記第二の部材は、前記可動部と対向する位置に、前記可動部を駆動するための電極を備え、前記中間部材は、前記第一の部材の支持部と同じ形状を有し、前記接合部材を収容する複数の第一の貫通孔を有する、請求項２ないし４のいずれか一つに記載のマイクロミラーデバイス。
【請求項６】
前記接合部材はハンダで構成され、前記第一の貫通孔は、前記中間部材の前記第一の面と前記第二の面との少なくとも一方に形成された第二のくぼみを含み、前記中間部材は、前記第二のくぼみの底面に形成された、前記ハンダを留めておくためのメタル層を有している、請求項２ないし５記載のいずれか一つに記載のマイクロミラーデバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１５７１１３（Ｐ２００９−１５７１１３Ａ）
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３５３２２（Ｐ２００７−３３５３２２）
【出願日】平成１９年１２月２６日（２００７．１２．２６）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２６日（２００７．１２．２６）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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