JP2000249964A - プレーナ型光走査装置及びその実装構造 - Google Patents
プレーナ型光走査装置及びその実装構造Info
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- G02—OPTICS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】半導体製造技術を利用したプレーナ型光走査装
置のより一層の小型化、低価格化を図ることを目的とす
る。 【解決手段】シリコン基板１１に、トーションバー１３
Ａ，１３Ｂで軸支された可動板１２の表面側にミラー１
４を設け、可動部１２の裏面側に駆動コイル１５を設け
ることにより、可動板１２の面積を縮小した。
置のより一層の小型化、低価格化を図ることを目的とす
る。 【解決手段】シリコン基板１１に、トーションバー１３
Ａ，１３Ｂで軸支された可動板１２の表面側にミラー１
４を設け、可動部１２の裏面側に駆動コイル１５を設け
ることにより、可動板１２の面積を縮小した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造技術を
用いて製造するプレーナ型光走査装置に関し、特に、プ
レーナ型光走査装置の小型化、低価格化等を図る技術に
関する。
用いて製造するプレーナ型光走査装置に関し、特に、プ
レーナ型光走査装置の小型化、低価格化等を図る技術に
関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造技術を応用したマイクロマシ
ニング技術で製造する超小型のプレーナ型光走査装置と
しては、本発明者等により先に提案された、例えばプレ
ーナ型ガルバノミラー（特開平７−１７５００５号公
報、特開平７−２１８８５７号公報及び特開平８−３２
２２２７号公報参照）等がある。
ニング技術で製造する超小型のプレーナ型光走査装置と
しては、本発明者等により先に提案された、例えばプレ
ーナ型ガルバノミラー（特開平７−１７５００５号公
報、特開平７−２１８８５７号公報及び特開平８−３２
２２２７号公報参照）等がある。
【０００３】このようなプレーナ型光走査装置の動作原
理について以下に説明する。プレーナ型光走査装置は、
シリコン基板に、平板状の可動部と該可動部の中心位置
でシリコン基板に対して揺動可能に可動部を軸支するト
ーションバー構造の軸支部とを一体形成する。前記可動
部には、中央部にミラーを設け、その周縁部に通電によ
り磁界を発生する銅薄膜の駆動コイルを設ける。また、
互いに対をなす永久磁石等の静磁界発生手段を、前記軸
支部の軸方向と平行な可動部の対辺の駆動コイル部分に
静磁界が作用するよう可動部周囲に設ける。前述の先願
例では、可動部の対辺部分それぞれの上下に一対の永久
磁石を配置し、対をなす永久磁石間に発生する静磁界が
駆動コイルを所定方向に横切るように構成してある。
理について以下に説明する。プレーナ型光走査装置は、
シリコン基板に、平板状の可動部と該可動部の中心位置
でシリコン基板に対して揺動可能に可動部を軸支するト
ーションバー構造の軸支部とを一体形成する。前記可動
部には、中央部にミラーを設け、その周縁部に通電によ
り磁界を発生する銅薄膜の駆動コイルを設ける。また、
互いに対をなす永久磁石等の静磁界発生手段を、前記軸
支部の軸方向と平行な可動部の対辺の駆動コイル部分に
静磁界が作用するよう可動部周囲に設ける。前述の先願
例では、可動部の対辺部分それぞれの上下に一対の永久
磁石を配置し、対をなす永久磁石間に発生する静磁界が
駆動コイルを所定方向に横切るように構成してある。
【０００４】かかる構成の光走査装置は、駆動コイルに
電流を流すことにより発生する磁界と、静磁界発生手段
の作る静磁界との相互作用により可動部を駆動する。即
ち、可動部の両側では、永久磁石によって可動部の平面
に沿って駆動コイルを横切るような方向に静磁界が形成
されており、この静磁界中の駆動コイルに電流が流れる
と、駆動コイルの電流密度と磁束密度に応じて可動部の
両端に、電流・磁束密度・力のフレミングの左手の法則
に従った方向に、下記（１）式に示す磁気力が作用して
可動部が回動する。
電流を流すことにより発生する磁界と、静磁界発生手段
の作る静磁界との相互作用により可動部を駆動する。即
ち、可動部の両側では、永久磁石によって可動部の平面
に沿って駆動コイルを横切るような方向に静磁界が形成
されており、この静磁界中の駆動コイルに電流が流れる
と、駆動コイルの電流密度と磁束密度に応じて可動部の
両端に、電流・磁束密度・力のフレミングの左手の法則
に従った方向に、下記（１）式に示す磁気力が作用して
可動部が回動する。
【０００５】 Ｆ＝ｉ×Ｂ ・・・ （１） ここで、Ｆは磁気力、ｉは駆動コイルに流れる電流、Ｂ
は磁束密度である。可動部が回動すると軸支部が捩じら
れてばね反力が発生し、前記磁気力とばね反力が釣り合
う位置まで可動部が回動する。可動部の回動角は駆動コ
イルに流れる電流に比例するので、駆動コイルに流す電
流を制御することで可動部の回動角を制御することがで
きる。従って、軸支部の軸に対して垂直な面内において
ミラーに入射するレーザ光等の光の反射方向を自由に制
御できるので、ミラーの変位角を連続的に反復動作させ
てレーザ光をスキャニングする等、光の走査が可能であ
る。
は磁束密度である。可動部が回動すると軸支部が捩じら
れてばね反力が発生し、前記磁気力とばね反力が釣り合
う位置まで可動部が回動する。可動部の回動角は駆動コ
イルに流れる電流に比例するので、駆動コイルに流す電
流を制御することで可動部の回動角を制御することがで
きる。従って、軸支部の軸に対して垂直な面内において
ミラーに入射するレーザ光等の光の反射方向を自由に制
御できるので、ミラーの変位角を連続的に反復動作させ
てレーザ光をスキャニングする等、光の走査が可能であ
る。
【０００６】かかる光走査装置は、シリコン単結晶を用
いて製造するので、軽くて丈夫であり、バッチ処理が可
能で品質の揃ったものが大量に生産できる。ところで、
半導体ウエハーのバッチ処理で大量にチップを作成する
場合、ウエハー１枚あたりのコストは同じ工程を取る場
合には同じである。従って、１枚のウエハーで作成でき
るチップ数を増加する、言いかえればチップをより一層
小型化すればその分コストダウンにつながる。
いて製造するので、軽くて丈夫であり、バッチ処理が可
能で品質の揃ったものが大量に生産できる。ところで、
半導体ウエハーのバッチ処理で大量にチップを作成する
場合、ウエハー１枚あたりのコストは同じ工程を取る場
合には同じである。従って、１枚のウエハーで作成でき
るチップ数を増加する、言いかえればチップをより一層
小型化すればその分コストダウンにつながる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
プレーナ型光走査装置では、実装用のパッケージ基板上
に実装する際に、駆動コイルと外部電極との配線容易化
のために、駆動コイル電極端子が半導体基板上面側に位
置するように、図１０（Ａ）に示すように可動部１の同
一面(表面側)にミラー２と駆動コイル３を形成してい
る。この場合、ミラー２と駆動コイル３を重ねて形成す
ると表面に凹凸ができ光の反射特性が均一でなくなるた
め、ミラー２と駆動コイル３が重ならないよう、図示の
ようにミラー２の周囲に駆動コイル３を配置している。
このため、可動部１はミラー形成領域の他に駆動コイル
形成領域も必要となり、可動部の小型化には限界があっ
た。図１０（Ｂ）は光走査装置の裏面側を示す。図中、
４は半導体基板、５Ａ，５Ｂは半導体基板４に可動部１
を揺動可能に軸支するトーションバー構造の軸支部、６
は駆動コイル３の電極端子である。
プレーナ型光走査装置では、実装用のパッケージ基板上
に実装する際に、駆動コイルと外部電極との配線容易化
のために、駆動コイル電極端子が半導体基板上面側に位
置するように、図１０（Ａ）に示すように可動部１の同
一面(表面側)にミラー２と駆動コイル３を形成してい
る。この場合、ミラー２と駆動コイル３を重ねて形成す
ると表面に凹凸ができ光の反射特性が均一でなくなるた
め、ミラー２と駆動コイル３が重ならないよう、図示の
ようにミラー２の周囲に駆動コイル３を配置している。
このため、可動部１はミラー形成領域の他に駆動コイル
形成領域も必要となり、可動部の小型化には限界があっ
た。図１０（Ｂ）は光走査装置の裏面側を示す。図中、
４は半導体基板、５Ａ，５Ｂは半導体基板４に可動部１
を揺動可能に軸支するトーションバー構造の軸支部、６
は駆動コイル３の電極端子である。
【０００８】尚、プレーナ型光走査装置としては、前述
の先行技術の他に、例えば特開昭６０−１０７０１７号
公報、特開平４−２１１２１８号公報及びＵ．Ｓ．Ｐat
ent４４２１３８１号明細書等に開示されたものがある
が、いずれもミラーと駆動コイルが同一面側に設けられ
ている。
の先行技術の他に、例えば特開昭６０−１０７０１７号
公報、特開平４−２１１２１８号公報及びＵ．Ｓ．Ｐat
ent４４２１３８１号明細書等に開示されたものがある
が、いずれもミラーと駆動コイルが同一面側に設けられ
ている。
【０００９】本発明は上記問題点に着目してなされたも
ので、より一層の小型化が可能であり、延いては低価格
化を達成できる光走査装置を提供することを目的とす
る。
ので、より一層の小型化が可能であり、延いては低価格
化を達成できる光走査装置を提供することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】このため、本発明の請求
項１のプレーナ型光走査装置は、半導体基板に、可動部
と、該可動部を揺動可能に軸支する軸支部とを一体に形
成し、前記可動部の表面側にミラーを設け、前記可動部
の裏面側に駆動コイルを設け、該駆動コイルに静磁界を
与える磁界発生手段を設け、前記駆動コイルに電流を流
すことにより発生する磁気力により前記可動部を駆動す
る構成とした。
項１のプレーナ型光走査装置は、半導体基板に、可動部
と、該可動部を揺動可能に軸支する軸支部とを一体に形
成し、前記可動部の表面側にミラーを設け、前記可動部
の裏面側に駆動コイルを設け、該駆動コイルに静磁界を
与える磁界発生手段を設け、前記駆動コイルに電流を流
すことにより発生する磁気力により前記可動部を駆動す
る構成とした。
【００１１】かかる構成では、可動部の表面側にミラー
を、可動部の裏面側に駆動コイルをそれぞれ形成したの
で、従来の装置に比べて駆動コイルの形成領域の分、同
一のミラー面積を有する光走査装置を小型化できる。
を、可動部の裏面側に駆動コイルをそれぞれ形成したの
で、従来の装置に比べて駆動コイルの形成領域の分、同
一のミラー面積を有する光走査装置を小型化できる。
【００１２】本発明のプレーナ型光走査装置をパッケー
ジ基板に実装するための請求項２に記載した本発明の実
装構造では、前記実装用基板の光走査装置固定領域内
に、光走査装置の可動部の揺動動作を許容する空間部及
び導電パターンを設け、光走査装置を前記固定領域に固
定した時に、光走査装置の半導体基板裏面に設けた駆動
コイル電極端子と前記導電パターンとが接触する構造と
した。
ジ基板に実装するための請求項２に記載した本発明の実
装構造では、前記実装用基板の光走査装置固定領域内
に、光走査装置の可動部の揺動動作を許容する空間部及
び導電パターンを設け、光走査装置を前記固定領域に固
定した時に、光走査装置の半導体基板裏面に設けた駆動
コイル電極端子と前記導電パターンとが接触する構造と
した。
【００１３】かかる構造では、パッケージ基板に光走査
装置を固定した時に、光走査装置側の駆動コイル電極端
子を導電パターンを介してパッケージ基板の端子ピンに
電気的に接続させることができるので、裏面側に駆動コ
イルを形成しても光走査装置を容易にパッケージ基板に
実装できるようになる。
装置を固定した時に、光走査装置側の駆動コイル電極端
子を導電パターンを介してパッケージ基板の端子ピンに
電気的に接続させることができるので、裏面側に駆動コ
イルを形成しても光走査装置を容易にパッケージ基板に
実装できるようになる。
【００１４】請求項３のように、前記実装用基板が、前
記固定領域周囲に前記導電パターンと電気的に接続する
電極取出し用端子ピンが固定されている構成とすれば、
端子ピンによってワンタッチ外部と接続できるようにな
る。
記固定領域周囲に前記導電パターンと電気的に接続する
電極取出し用端子ピンが固定されている構成とすれば、
端子ピンによってワンタッチ外部と接続できるようにな
る。
【００１５】請求項４のように、前記導電パターン及び
前記駆動コイル電極端子にハンダ面を形成し、互いのハ
ンダ面を熱圧着して光走査装置を前記固定領域に固定す
る構造とすれば、光走査装置の固定と同じに電極端子の
接続ができる。
前記駆動コイル電極端子にハンダ面を形成し、互いのハ
ンダ面を熱圧着して光走査装置を前記固定領域に固定す
る構造とすれば、光走査装置の固定と同じに電極端子の
接続ができる。
【００１６】本発明のプレーナ型光走査装置をパッケー
ジ基板に実装するための請求項５に記載した本発明の実
装構造では、光走査装置の可動部の揺動動作を許容する
空間部及び表裏面の少なくとも裏面側の前記空間部周囲
に導電パターンを設けた補助基板を有し、該補助基板の
下面に、光走査装置を表面側から固定し光走査装置裏面
に設けた駆動コイル電極端子と前記導電パターンとをボ
ンディングワイヤで電気的に接続する一方、複数の端子
ピンが上面側に貫通固定された前記実装用基板の上方
に、スペーサを介在させて補助基板を間隔を設けて固定
し、前記実装用基板上面の端子ピン突出部と前記導電パ
ターンを電気的に接続する構造とした。
ジ基板に実装するための請求項５に記載した本発明の実
装構造では、光走査装置の可動部の揺動動作を許容する
空間部及び表裏面の少なくとも裏面側の前記空間部周囲
に導電パターンを設けた補助基板を有し、該補助基板の
下面に、光走査装置を表面側から固定し光走査装置裏面
に設けた駆動コイル電極端子と前記導電パターンとをボ
ンディングワイヤで電気的に接続する一方、複数の端子
ピンが上面側に貫通固定された前記実装用基板の上方
に、スペーサを介在させて補助基板を間隔を設けて固定
し、前記実装用基板上面の端子ピン突出部と前記導電パ
ターンを電気的に接続する構造とした。
【００１７】かかる構成では、光走査装置の可動部の揺
動運動を許容するための空間部を、パッケージ基板に形
成しなくてもよく、パッケージ基板の強度を高めること
ができる。
動運動を許容するための空間部を、パッケージ基板に形
成しなくてもよく、パッケージ基板の強度を高めること
ができる。
【００１８】また、請求項６のように、前記補助基板
は、前記空間部周囲に複数のスルーホールを有し、前記
スルーホールを介して上下面を電気的に導通する前記導
電パターンを有し、前記実装用基板上面の端子ピン突出
部を、前記補助基板のスルーホールに貫通させ補助基板
上面に突出した端子ピンをハンダ付けする構造としても
よい。
は、前記空間部周囲に複数のスルーホールを有し、前記
スルーホールを介して上下面を電気的に導通する前記導
電パターンを有し、前記実装用基板上面の端子ピン突出
部を、前記補助基板のスルーホールに貫通させ補助基板
上面に突出した端子ピンをハンダ付けする構造としても
よい。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光走査装置の
一実施形態を図面に基づいて説明する。図１に本実施例
の光走査装置の構成を示す。
一実施形態を図面に基づいて説明する。図１に本実施例
の光走査装置の構成を示す。
【００２０】図１において、本実施形態の光走査装置１
０は、半導体基板として例えばシリコン基板１１に、可
動部としての平板状の可動板１２とシリコン基板１１に
可動板１２を軸支する軸支部としてのトーションバー１
３Ａ，１３Ｂを、異方エッチングによって一体形成す
る。尚、シリコン基板１１の厚さに比べて可動板１２の
厚さを、可動板１２が軸支部回りに揺動できるよう薄く
形成してある。
０は、半導体基板として例えばシリコン基板１１に、可
動部としての平板状の可動板１２とシリコン基板１１に
可動板１２を軸支する軸支部としてのトーションバー１
３Ａ，１３Ｂを、異方エッチングによって一体形成す
る。尚、シリコン基板１１の厚さに比べて可動板１２の
厚さを、可動板１２が軸支部回りに揺動できるよう薄く
形成してある。
【００２１】前記可動板１２の表面側には、図２の
（Ａ）に示すように例えばアルミニウム蒸着によりミラ
ー１４が形成されている。可動板１２の裏面側には、図
２の（Ｂ）に示すように、例えば銅薄膜の駆動コイル１
５が電鋳コイル法等を用いて形成されている。また、シ
リコン基板１１裏面側には、駆動コイル１５と同様に電
鋳コイル法等で一対の電極端子１６Ａ，１６Ｂが形成さ
れている。そして、駆動コイル１５の一端が一方のトー
ションバー１３Ａ介して一対の電極端子１６Ａに電気的
に接続し、駆動コイル１５の他端が他方のトーションバ
ー１３Ｂ介して他方の電極端子１６Ｂに電気的に接続し
ている。尚、シリコン基板１１裏面側には、後述する実
装構造において光走査装置１０をパッケージ基板に固定
するための複数のハンダ面２２が設けられている。
（Ａ）に示すように例えばアルミニウム蒸着によりミラ
ー１４が形成されている。可動板１２の裏面側には、図
２の（Ｂ）に示すように、例えば銅薄膜の駆動コイル１
５が電鋳コイル法等を用いて形成されている。また、シ
リコン基板１１裏面側には、駆動コイル１５と同様に電
鋳コイル法等で一対の電極端子１６Ａ，１６Ｂが形成さ
れている。そして、駆動コイル１５の一端が一方のトー
ションバー１３Ａ介して一対の電極端子１６Ａに電気的
に接続し、駆動コイル１５の他端が他方のトーションバ
ー１３Ｂ介して他方の電極端子１６Ｂに電気的に接続し
ている。尚、シリコン基板１１裏面側には、後述する実
装構造において光走査装置１０をパッケージ基板に固定
するための複数のハンダ面２２が設けられている。
【００２２】シリコン基板１１の上面と下面には、絶縁
基板１７，１８が固定され、上面側絶縁基板１７には、
可動板１２が軸支部回りに揺動できるよう開口部１７ａ
が設けられている。絶縁基板１７，１８には、前記トー
ションバー１３Ａ，１３Ｂの軸方向と平行な可動板１２
の対辺の駆動コイル１５部分に静磁界を作用させる互い
に対をなす磁界発生手段としての永久磁石１９Ａ，１９
Ｂと２０Ａ，２０Ｂが設けられている。そして、図に示
すように、互いに対をなす一方の永久磁石１９Ａ，１９
Ｂは下側がＮ極、上側がＳ極となるよう設けられ、他方
の永久磁石２０Ａ，２０Ｂは下側がＳ極、上側がＮ極と
なるよう設けられている。
基板１７，１８が固定され、上面側絶縁基板１７には、
可動板１２が軸支部回りに揺動できるよう開口部１７ａ
が設けられている。絶縁基板１７，１８には、前記トー
ションバー１３Ａ，１３Ｂの軸方向と平行な可動板１２
の対辺の駆動コイル１５部分に静磁界を作用させる互い
に対をなす磁界発生手段としての永久磁石１９Ａ，１９
Ｂと２０Ａ，２０Ｂが設けられている。そして、図に示
すように、互いに対をなす一方の永久磁石１９Ａ，１９
Ｂは下側がＮ極、上側がＳ極となるよう設けられ、他方
の永久磁石２０Ａ，２０Ｂは下側がＳ極、上側がＮ極と
なるよう設けられている。
【００２３】かかる構成の光走査装置１０では、可動板
１２の表面側にミラー１４を形成し、可動板１２の裏面
側に駆動コイル１５を形成するようにしたので、図１０
に示す従来装置のような可動板の表面側だけにミラーと
駆動コイルとを形成した場合に比べて、ミラー１４の面
積を同じとすれば可動板１２の面積を縮小でき、光走査
装置１０を小型化できる。
１２の表面側にミラー１４を形成し、可動板１２の裏面
側に駆動コイル１５を形成するようにしたので、図１０
に示す従来装置のような可動板の表面側だけにミラーと
駆動コイルとを形成した場合に比べて、ミラー１４の面
積を同じとすれば可動板１２の面積を縮小でき、光走査
装置１０を小型化できる。
【００２４】従って、１枚のウエハーから作成できるチ
ップ数が増加する。半導体ウエハーのバッチ処理で大量
にチップを作成する場合、ウエハー１枚当たりのコスト
は同じ工程を取る場合には同じであるので、１枚のウエ
ハーから作成できるチップ数が増加することで、その分
コストダウンでき、光走査装置１０の小型化が図れると
共に製造コストを低減できる。
ップ数が増加する。半導体ウエハーのバッチ処理で大量
にチップを作成する場合、ウエハー１枚当たりのコスト
は同じ工程を取る場合には同じであるので、１枚のウエ
ハーから作成できるチップ数が増加することで、その分
コストダウンでき、光走査装置１０の小型化が図れると
共に製造コストを低減できる。
【００２５】また、図３に示すように、可動板１２の面
積を従来と同じとすれば、ミラー１４の面積を広くで
き、従来と同じコストでミラーの大型化を図れる利点が
ある。尚、かかる構成の光走査装置の動作は従来と同様
であり、以下に簡単に説明する。
積を従来と同じとすれば、ミラー１４の面積を広くで
き、従来と同じコストでミラーの大型化を図れる利点が
ある。尚、かかる構成の光走査装置の動作は従来と同様
であり、以下に簡単に説明する。
【００２６】例えば、一方の電極端子１６Ａを＋極、他
方の電極端子１６Ｂを−極として駆動コイル１５に電流
を流す。可動板１２の両側では、永久磁石１９Ａと１９
Ｂ、２０Ａと２０Ｂによって、図１の矢印で示すように
上下の磁石間で可動板１２の平面に沿って駆動コイル１
５を横切るような方向に磁界が形成されている。この磁
界中の駆動コイル１５に電流が流れると、可動板１２の
両端に、フレミングの左手の法則に従った方向に前述の
(１)式に基づく磁気力が作用し、可動板１２が回動す
る。可動板１２が回動するとトーションバー１３Ａ，１
３Ｂが捩じられ、トーションバー１３Ａ，１３Ｂにばね
反力が発生する。このばね反力と前記磁気力が釣り合う
位置まで可動板１２が回動する。可動板１２の回動角
は、駆動コイル１５に流れる電流に比例するので、駆動
コイル１５の通電量を制御することにより、可動板１２
の回動角を制御でき、例えば、トーションバー１３Ａ，
１３Ｂの軸に対して垂直な面内においてミラー１４に入
射するレーザ光の反射方向を自由に制御でき、ミラー１
４の回動角を連続的に反復動作させれば、レーザ光のス
キャニングが可能である。
方の電極端子１６Ｂを−極として駆動コイル１５に電流
を流す。可動板１２の両側では、永久磁石１９Ａと１９
Ｂ、２０Ａと２０Ｂによって、図１の矢印で示すように
上下の磁石間で可動板１２の平面に沿って駆動コイル１
５を横切るような方向に磁界が形成されている。この磁
界中の駆動コイル１５に電流が流れると、可動板１２の
両端に、フレミングの左手の法則に従った方向に前述の
(１)式に基づく磁気力が作用し、可動板１２が回動す
る。可動板１２が回動するとトーションバー１３Ａ，１
３Ｂが捩じられ、トーションバー１３Ａ，１３Ｂにばね
反力が発生する。このばね反力と前記磁気力が釣り合う
位置まで可動板１２が回動する。可動板１２の回動角
は、駆動コイル１５に流れる電流に比例するので、駆動
コイル１５の通電量を制御することにより、可動板１２
の回動角を制御でき、例えば、トーションバー１３Ａ，
１３Ｂの軸に対して垂直な面内においてミラー１４に入
射するレーザ光の反射方向を自由に制御でき、ミラー１
４の回動角を連続的に反復動作させれば、レーザ光のス
キャニングが可能である。
【００２７】次に、上述した光走査装置１０のパッケー
ジ実装に好適な、本発明の請求項２に記載の実装構造の
実施形態について説明する。図４及び図５において、図
１の光走査装置１０を上面に実装する実装用基板として
のパッケージ基板３１は、図５に示すように、基板略中
央の光走査装置固定領域内に、光走査装置１０の可動板
１２の揺動動作を許容する空間部３２が設けられてい
る。この空間部３２周囲には、光走査装置１０裏面の電
極端子１６Ａ，１６Ｂと電気的に接続する一対の導電パ
ターン３３と、光走査装置１０を固定する固定部として
のハンダ面３４，３４が設けられている。前記導電パタ
ーン３３の延長部３３Ａ，３３Ｂにも、ハンダ面が形成
されて前記ハンダ面３４，３４と共に固定部を兼ねるよ
うになっている。更に、パッケージ基板３１には、導電
パターン３３と電気的に接続する４本の端子ピン３５が
スルーホールを介して基板上面に貫通し突出して設けら
れている。
ジ実装に好適な、本発明の請求項２に記載の実装構造の
実施形態について説明する。図４及び図５において、図
１の光走査装置１０を上面に実装する実装用基板として
のパッケージ基板３１は、図５に示すように、基板略中
央の光走査装置固定領域内に、光走査装置１０の可動板
１２の揺動動作を許容する空間部３２が設けられてい
る。この空間部３２周囲には、光走査装置１０裏面の電
極端子１６Ａ，１６Ｂと電気的に接続する一対の導電パ
ターン３３と、光走査装置１０を固定する固定部として
のハンダ面３４，３４が設けられている。前記導電パタ
ーン３３の延長部３３Ａ，３３Ｂにも、ハンダ面が形成
されて前記ハンダ面３４，３４と共に固定部を兼ねるよ
うになっている。更に、パッケージ基板３１には、導電
パターン３３と電気的に接続する４本の端子ピン３５が
スルーホールを介して基板上面に貫通し突出して設けら
れている。
【００２８】パッケージ基板３１の上面周縁部には、例
えば磁性体である純鉄からなる枠状のヨーク３６が設け
られている。ヨーク３６の互いに対面する２辺の内側に
は、磁界発生手段として一対の永久磁石３７，３８が設
けられている。永久磁石３７，３８は、Ｓ極とＮ極が対
面し、一方の永久磁石３７（又は３８）から他方の永久
磁石３８（又は３７）に向かって前記光走査装置10を横
切る静磁界が発生するようになっている。尚、本実施形
態では、光走査装置１０を挟んで永久磁石３７と３８を
配置したが、永久磁石の配置構造は本実施形態の構成に
限るものではなく、図１に示すように上下に配置するよ
うにしても良い。
えば磁性体である純鉄からなる枠状のヨーク３６が設け
られている。ヨーク３６の互いに対面する２辺の内側に
は、磁界発生手段として一対の永久磁石３７，３８が設
けられている。永久磁石３７，３８は、Ｓ極とＮ極が対
面し、一方の永久磁石３７（又は３８）から他方の永久
磁石３８（又は３７）に向かって前記光走査装置10を横
切る静磁界が発生するようになっている。尚、本実施形
態では、光走査装置１０を挟んで永久磁石３７と３８を
配置したが、永久磁石の配置構造は本実施形態の構成に
限るものではなく、図１に示すように上下に配置するよ
うにしても良い。
【００２９】パッケージ基板３１に光走査装置１０を実
装する工程は、図５に示すように、パッケージ基板３１
上方から図の矢印で示すように、パッケージ基板３１上
面略中央部の固定領域に光走査装置１０を載置する。載
置する場合、光走査装置１０裏面の駆動コイル電極端子
１６Ａ，１６Ｂに設けたハンダ面が導電パターン３３の
延長部３３Ａ，３３Ｂのハンダ面に接触し、光走査装置
１０裏面のハンダ面２２，２２がパッケージ基板３１側
のハンダ面３４,３４に接触するように載置する。その
後、熱圧着工程を施して、接触させた互いのハンダ面を
固着させて光走査装置１０をパッケージ基板３１に固定
することにより、図４に示すように光走査装置１０がパ
ッケージ基板３１上に実装される。
装する工程は、図５に示すように、パッケージ基板３１
上方から図の矢印で示すように、パッケージ基板３１上
面略中央部の固定領域に光走査装置１０を載置する。載
置する場合、光走査装置１０裏面の駆動コイル電極端子
１６Ａ，１６Ｂに設けたハンダ面が導電パターン３３の
延長部３３Ａ，３３Ｂのハンダ面に接触し、光走査装置
１０裏面のハンダ面２２，２２がパッケージ基板３１側
のハンダ面３４,３４に接触するように載置する。その
後、熱圧着工程を施して、接触させた互いのハンダ面を
固着させて光走査装置１０をパッケージ基板３１に固定
することにより、図４に示すように光走査装置１０がパ
ッケージ基板３１上に実装される。
【００３０】かかる実装構造によれば、パッケージ基板
３１に光走査装置１０を固定した時に、同時に光走査装
置１０側の電極端子１６Ａ，１６Ｂをパッケージ基板３
１側の導電パターン３３の延長部３３Ａ，３３Ｂと電気
的に接触させることができ、可動板１２裏面側に駆動コ
イル１５を設けた場合でも、駆動コイル１５の電極端子
１６Ａ，１６Ｂをパッケージ基板３１の端子ピン３５に
電気的に接続させて容易に外部に取り出すことができ
る。可動板１２の揺動動作はパッケージ基板３１の空間
部３２によって許容できるので、光走査装置１０の動作
には何ら支障は無い。
３１に光走査装置１０を固定した時に、同時に光走査装
置１０側の電極端子１６Ａ，１６Ｂをパッケージ基板３
１側の導電パターン３３の延長部３３Ａ，３３Ｂと電気
的に接触させることができ、可動板１２裏面側に駆動コ
イル１５を設けた場合でも、駆動コイル１５の電極端子
１６Ａ，１６Ｂをパッケージ基板３１の端子ピン３５に
電気的に接続させて容易に外部に取り出すことができ
る。可動板１２の揺動動作はパッケージ基板３１の空間
部３２によって許容できるので、光走査装置１０の動作
には何ら支障は無い。
【００３１】尚、光走査装置１０の固定方法は本実施形
態に限定されるものではない。端子ピンのない構造でも
よい。図４の実装構造は、可動板１２裏面に駆動コイル
１５を設けても容易に光走査装置１０を実装できるが、
パッケージ基板３１に可動板１２の揺動動作を可能にす
るための空間部３２を設ける必要がある。このために、
パッケージ基板３１の強度が低下する虞れがある。
態に限定されるものではない。端子ピンのない構造でも
よい。図４の実装構造は、可動板１２裏面に駆動コイル
１５を設けても容易に光走査装置１０を実装できるが、
パッケージ基板３１に可動板１２の揺動動作を可能にす
るための空間部３２を設ける必要がある。このために、
パッケージ基板３１の強度が低下する虞れがある。
【００３２】可動板裏面に駆動コイルだけを設けた光走
査装置でも、パッケージ基板の強度を低下させずに容易
にパッケージ基板に実装可能な、本発明の請求項４の実
装構造を図６に示す。尚、図４の実施形態と同一要素に
は同一の符号を付して説明を省略する。
査装置でも、パッケージ基板の強度を低下させずに容易
にパッケージ基板に実装可能な、本発明の請求項４の実
装構造を図６に示す。尚、図４の実施形態と同一要素に
は同一の符号を付して説明を省略する。
【００３３】図６において、本実施形態の実装構造は、
パッケージ基板３１′上方にスペーサ４１を介して補助
基板４２をパッケージ基板３１′と間隔を設けて固定
し、補助基板４２の下面、即ち、パッケージ基板３１′
と補助基板４２との間に光走査装置１０を固定する構造
である。尚、パッケージ基板３１′上面には、図４の実
施形態と同様に永久磁石３７,３８と枠状のヨーク３６
を設けてある。
パッケージ基板３１′上方にスペーサ４１を介して補助
基板４２をパッケージ基板３１′と間隔を設けて固定
し、補助基板４２の下面、即ち、パッケージ基板３１′
と補助基板４２との間に光走査装置１０を固定する構造
である。尚、パッケージ基板３１′上面には、図４の実
施形態と同様に永久磁石３７,３８と枠状のヨーク３６
を設けてある。
【００３４】前記補助基板４２は、図７〜図９で示すよ
うに、光走査装置１０の可動板１２の揺動動作を許容す
る空間部４２ａを有し、空間部４２ａ周囲の４箇所にス
ルーホール４３を有する。また、前記スルーホール４３
を介して電気的に導通する導電パターン４４，４５を上
下面に設けてあり、下面側導電パターン４５は，光走査
装置１０側の駆動コイル電極端子１６Ａ，１６Ｂと接続
するための延長部４５ａ，４５ａを有する。
うに、光走査装置１０の可動板１２の揺動動作を許容す
る空間部４２ａを有し、空間部４２ａ周囲の４箇所にス
ルーホール４３を有する。また、前記スルーホール４３
を介して電気的に導通する導電パターン４４，４５を上
下面に設けてあり、下面側導電パターン４５は，光走査
装置１０側の駆動コイル電極端子１６Ａ，１６Ｂと接続
するための延長部４５ａ，４５ａを有する。
【００３５】パッケージ基板３１′は、空間部が無いこ
とを除いて図４の実施形態のパッケージ基板３１と同様
に形成されている。本実施形態の光走査装置１０の実装
工程を図７〜図９に基づいて説明する。
とを除いて図４の実施形態のパッケージ基板３１と同様
に形成されている。本実施形態の光走査装置１０の実装
工程を図７〜図９に基づいて説明する。
【００３６】補助基板４２の裏面側を上にして、上方か
ら図７の矢印で示すように、補助基板４２上面略中央部
の固定領域に、光走査装置１０の裏面側を上にした状態
で光走査装置１０を固定する。固定後に、光走査装置１
０側の電極端子１６Ａ，１６Ｂと補助基板４２裏面側の
導電パターン４５の延長部４５ａ，４５ａとをボンディ
ングワイヤ４６で電気的に接続する。この状態を図８に
示す。
ら図７の矢印で示すように、補助基板４２上面略中央部
の固定領域に、光走査装置１０の裏面側を上にした状態
で光走査装置１０を固定する。固定後に、光走査装置１
０側の電極端子１６Ａ，１６Ｂと補助基板４２裏面側の
導電パターン４５の延長部４５ａ，４５ａとをボンディ
ングワイヤ４６で電気的に接続する。この状態を図８に
示す。
【００３７】次に、図８の状態から補助基板４２を裏返
して補助基板４２表面側が上になるようにする。これに
より、図９のように、光走査装置１０のミラー１４の面
が上になる。この状態で、パッケージ基板３１′の各端
子ピン３５突出部に、スペーサ４１と補助基板４２を順
次取付け、補助基板４２をパッケージ基板３１′に取付
ける。その後、補助基板４２上面に突出した端子ピン３
５をハンダ付けして補助基板４２をパッケージ基板３
１′に固着する。これにより、光走査装置１０の駆動コ
イル１５の電極端子１６Ａ，１６Ｂは、補助基板４２の
導電パターン４３，４４、ハンダ固定部を介して端子ピ
ン３５に電気的に接続する。
して補助基板４２表面側が上になるようにする。これに
より、図９のように、光走査装置１０のミラー１４の面
が上になる。この状態で、パッケージ基板３１′の各端
子ピン３５突出部に、スペーサ４１と補助基板４２を順
次取付け、補助基板４２をパッケージ基板３１′に取付
ける。その後、補助基板４２上面に突出した端子ピン３
５をハンダ付けして補助基板４２をパッケージ基板３
１′に固着する。これにより、光走査装置１０の駆動コ
イル１５の電極端子１６Ａ，１６Ｂは、補助基板４２の
導電パターン４３，４４、ハンダ固定部を介して端子ピ
ン３５に電気的に接続する。
【００３８】以上の実装構造によれば、可動板１２裏面
側に駆動コイル１５を設けた場合でも、駆動コイル１５
の電極端子１６Ａ，１６Ｂをパッケージ基板３１の端子
ピン３５に電気的に接続させて容易に外部に取り出すこ
とができる。しかも、パッケージ基板３１′には空間部
がないのでパッケージ基板３１′の強度が図４の実装構
造に比べて向上する。
側に駆動コイル１５を設けた場合でも、駆動コイル１５
の電極端子１６Ａ，１６Ｂをパッケージ基板３１の端子
ピン３５に電気的に接続させて容易に外部に取り出すこ
とができる。しかも、パッケージ基板３１′には空間部
がないのでパッケージ基板３１′の強度が図４の実装構
造に比べて向上する。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１の
光走査装置によれば、可動部の面積を縮小できるので、
光走査装置を小型化できる。従って、１枚のウエハーか
ら作成できるチップ数を増加できるので、その分コスト
ダウンでき、光走査装置１０の製造コストを低減でき
る。また、可動部の面積を従来と同じとすれば、ミラー
の面積を広くでき、従来と同じコストでミラーの大型化
を図れる利点がある。
光走査装置によれば、可動部の面積を縮小できるので、
光走査装置を小型化できる。従って、１枚のウエハーか
ら作成できるチップ数を増加できるので、その分コスト
ダウンでき、光走査装置１０の製造コストを低減でき
る。また、可動部の面積を従来と同じとすれば、ミラー
の面積を広くでき、従来と同じコストでミラーの大型化
を図れる利点がある。
【００４０】本発明の請求項２の実装構造によれば、パ
ッケージ基板に光走査装置を固定した時に、同時に光走
査装置側の電極端子をパッケージ基板側の端子ピンと電
気的に接続できるので、可動部裏面側に駆動コイルを設
けた場合でも、光走査装置の電極を容易に外部に取り出
すことができる。
ッケージ基板に光走査装置を固定した時に、同時に光走
査装置側の電極端子をパッケージ基板側の端子ピンと電
気的に接続できるので、可動部裏面側に駆動コイルを設
けた場合でも、光走査装置の電極を容易に外部に取り出
すことができる。
【００４１】請求項３の実装構造によれば、導電パター
ンで固定部の一部を兼ねることができる。本発明の請求
項４の実装構造によれば、可動部裏面側に駆動コイルを
設けた場合でも、光走査装置の電極を容易に外部に取り
出すことができるだけでなく、パッケージ基板には空間
部がないので、パッケージ基板の強度を向上できる。
ンで固定部の一部を兼ねることができる。本発明の請求
項４の実装構造によれば、可動部裏面側に駆動コイルを
設けた場合でも、光走査装置の電極を容易に外部に取り
出すことができるだけでなく、パッケージ基板には空間
部がないので、パッケージ基板の強度を向上できる。
【図１】本発明に係る光走査装置の一実施例を示す構成
図
図
【図２】同上実施例の光走査装置の表面側と裏面側を示
す図
す図
【図３】同上実施例の光走査装置の可動部を従来同様の
大きさにした時の表面側と裏面側を示す図
大きさにした時の表面側と裏面側を示す図
【図４】本発明に係る実装構造の一実施例を示す図
【図５】図４の実装構造の実装工程の説明図
【図６】本発明に係る実装構造の一実施例を示す図
【図７】図６の実装構造の実装工程の説明図
【図８】図７に続く実装工程の説明図
【図９】図８に続く実装工程の説明図
【図１０】従来の光走査装置の表面側と裏面側を示す図
１０ 光走査装置 １１ 半導体基板 １２ 可動板 １３Ａ，１３Ｂ トーションバー １４ ミラー １５ 駆動コイル ３１、３１′ パッケージ基板 ３２、４２ａ 空間部 ３３、３３Ａ、３３Ｂ、４４、４５、４５ａ 導電パ
ターン ３４ ハンダ面 ３５ 端子ピン ４１ スペーサ ４２ 補助基板 ４６ ボンディングワイヤ
ターン ３４ ハンダ面 ３５ 端子ピン ４１ スペーサ ４２ 補助基板 ４６ ボンディングワイヤ
Claims (6)
- 【請求項１】半導体基板に、可動部と、該可動部を揺動
可能に軸支する軸支部とを一体に形成し、前記可動部の
表面側にミラーを設け、前記可動部の裏面側に駆動コイ
ルを設け、該駆動コイルに静磁界を与える磁界発生手段
を設け、前記駆動コイルに電流を流すことにより発生す
る磁気力により前記可動部を駆動する構成としたことを
特徴とするプレーナ型光走査装置。 - 【請求項２】請求項１に記載のプレーナ型光走査装置を
実装用基板に実装する実装構造であって、 前記実装用基板の光走査装置固定領域内に、光走査装置
の可動部の揺動動作を許容する空間部及び導電パターン
を設け、光走査装置を前記固定領域に固定した時に、光
走査装置の半導体基板裏面に設けた駆動コイル電極端子
と前記導電パターンとが接触する構造としたことを特徴
とするプレーナ型光走査装置の実装構造。 - 【請求項３】前記実装用基板は、前記固定領域周囲に前
記導電パターンと電気的に接続する電極取出し用端子ピ
ンが固定されている構成である請求項２に記載のプレー
ナ型光走査装置の実装構造。 - 【請求項４】前記導電パターン及び前記駆動コイル電極
端子にハンダ面を形成し、互いのハンダ面を熱圧着して
光走査装置を前記固定領域に固定する構造とした請求項
２又は３に記載のプレーナ型光走査装置の実装構造。 - 【請求項５】請求項１に記載のプレーナ型光走査装置を
実装用基板に実装する実装構造であって、 光走査装置の可動部の揺動動作を許容する空間部及び表
裏面の少なくとも裏面側の前記空間部周囲に導電パター
ンを設けた補助基板を有し、該補助基板の下面に、光走
査装置を表面側から固定し光走査装置裏面に設けた駆動
コイル電極端子と前記導電パターンとをボンディングワ
イヤで電気的に接続する一方、複数の端子ピンが上面側
に貫通固定された前記実装用基板の上方に、スペーサを
介在させて補助基板を間隔を設けて固定し、前記実装用
基板上面の端子ピン突出部と前記導電パターンを電気的
に接続する構造としたことを特徴とするプレーナ型光走
査装置の実装構造。 - 【請求項６】前記補助基板は、前記空間部周囲に複数の
スルーホールを有し、前記スルーホールを介して上下面
を電気的に導通する前記導電パターンを有し、前記実装
用基板上面の端子ピン突出部を、前記補助基板のスルー
ホールに貫通させ補助基板上面に突出した端子ピンをハ
ンダ付けする構造とした請求項５に記載のプレーナ型光
走査装置の実装構造。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05180599A JP4111619B2 (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | プレーナ型光走査装置の実装構造 |
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