JPH1148342A - マイクロマシンの製造方法 - Google Patents
マイクロマシンの製造方法Info
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- JPH1148342A JPH1148342A JP9210335A JP21033597A JPH1148342A JP H1148342 A JPH1148342 A JP H1148342A JP 9210335 A JP9210335 A JP 9210335A JP 21033597 A JP21033597 A JP 21033597A JP H1148342 A JPH1148342 A JP H1148342A
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- Japan
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- microparts
- layer
- manufacturing
- substrate
- micromachine
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C3/00—Assembling of devices or systems from individually processed components
- B81C3/002—Aligning microparts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
- B81B2201/03—Microengines and actuators
- B81B2201/035—Microgears
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C2203/00—Forming microstructural systems
- B81C2203/05—Aligning components to be assembled
- B81C2203/051—Active alignment, e.g. using internal or external actuators, magnets, sensors, marks or marks detectors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Micromachines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 三次元的な構造を有するマイクロマシンであ
ってもアセンブリングに長時間を必要としないマイクロ
マシンの製造方法を提供すること。 【解決手段】 マイクロマシンをその高さ方向に関して
フォトリソグラフィ技術により製造可能な第１層〜第Ｎ
層のマイクロパーツ１０、２０、３０、５０に分解し、
分解されたそれぞれのマイクロパーツを第１〜第Ｎの基
板上に形成する。第１層のマイクロパーツを持つ基板
と、第２層のマイクロパーツを持つ基板とを互いに対向
させて第１層のマイクロパーツと第２層のマイクロパー
ツを突き合わせ接合し、この突き合わせ接合を第Ｎ層の
マイクロパーツが第（Ｎ−１）層のマイクロパーツに突
き合わされるまで繰り返す。第２層以降のマイクロパー
ツについては溶剤により除去可能な第１の膜を介して基
板上に形成し、突き合わせ後の基板からの分離を前記溶
剤により行う。
ってもアセンブリングに長時間を必要としないマイクロ
マシンの製造方法を提供すること。 【解決手段】 マイクロマシンをその高さ方向に関して
フォトリソグラフィ技術により製造可能な第１層〜第Ｎ
層のマイクロパーツ１０、２０、３０、５０に分解し、
分解されたそれぞれのマイクロパーツを第１〜第Ｎの基
板上に形成する。第１層のマイクロパーツを持つ基板
と、第２層のマイクロパーツを持つ基板とを互いに対向
させて第１層のマイクロパーツと第２層のマイクロパー
ツを突き合わせ接合し、この突き合わせ接合を第Ｎ層の
マイクロパーツが第（Ｎ−１）層のマイクロパーツに突
き合わされるまで繰り返す。第２層以降のマイクロパー
ツについては溶剤により除去可能な第１の膜を介して基
板上に形成し、突き合わせ後の基板からの分離を前記溶
剤により行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＩＣ製造プロセスの
基礎技術であるフォトリソグラフィ技術を応用して微細
で三次元的な構造を有するマイクロマシンの製造方法に
関する。
基礎技術であるフォトリソグラフィ技術を応用して微細
で三次元的な構造を有するマイクロマシンの製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】マイクロマシンを製造する方法の一例と
して、マイクロマシンをその高さ方向に関して複数のパ
ーツに分割して形成し、形成したパーツをピンを用いて
マニュアルでアセンブリングする方法がある。
して、マイクロマシンをその高さ方向に関して複数のパ
ーツに分割して形成し、形成したパーツをピンを用いて
マニュアルでアセンブリングする方法がある。
【０００３】図１７は複数のフィンから成るマイクロ熱
交換器を製造する場合のアセンブリング工程を示してい
る。基板１００上に４本の位置決め用のピン１０１が立
設されている。複数のフィン１０２はあらかじめフォト
リソグラフィ技術により別々に作られる。その際、各フ
ィン１０２には、４本のピン１０１に対応するように、
位置決め用の４つの貫通孔１０２ａが設けられる。アセ
ンブリングは、顕微鏡で見ながらフィン１０２をピンセ
ットのような治具でつまんで貫通孔１０２ａにピン１０
１を通すことで積み重ねを行う。
交換器を製造する場合のアセンブリング工程を示してい
る。基板１００上に４本の位置決め用のピン１０１が立
設されている。複数のフィン１０２はあらかじめフォト
リソグラフィ技術により別々に作られる。その際、各フ
ィン１０２には、４本のピン１０１に対応するように、
位置決め用の４つの貫通孔１０２ａが設けられる。アセ
ンブリングは、顕微鏡で見ながらフィン１０２をピンセ
ットのような治具でつまんで貫通孔１０２ａにピン１０
１を通すことで積み重ねを行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このようにマニュアル
でアセンブリングする方法では、複雑な構造のマイクロ
マシンを製造するのに適しているが、アセンブリングに
多大の時間を要するという問題点がある。
でアセンブリングする方法では、複雑な構造のマイクロ
マシンを製造するのに適しているが、アセンブリングに
多大の時間を要するという問題点がある。
【０００５】そこで、本発明の課題は、三次元的な構造
を有するマイクロマシンであってもアセンブリングに長
時間を必要としないマイクロマシンの製造方法を提供す
ることにある。
を有するマイクロマシンであってもアセンブリングに長
時間を必要としないマイクロマシンの製造方法を提供す
ることにある。
【０００６】本発明の他の課題は、量産に適したマイク
ロマシンの製造方法を提供することにある。
ロマシンの製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、マイクロマシ
ンをその高さ方向に関してフォトリソグラフィ技術によ
り製造可能な第１層〜第Ｎ層のマイクロパーツに分解
し、分解されたそれぞれのマイクロパーツをフォトリソ
グラフィ技術により第１〜第Ｎの基板上に形成し、前記
第１層のマイクロパーツを持つ基板と、第２層のマイク
ロパーツを持つ基板とを互いに対向させて前記第１層の
マイクロパーツと前記第２層のマイクロパーツを突き合
わせ接合し、この突き合わせ接合を前記第Ｎ層のマイク
ロパーツが第（Ｎ−１）層のマイクロパーツに突き合わ
されるまで繰り返すことによりマイクロマシンを製造す
る方法であり、第２層以降のマイクロパーツについては
溶剤により除去可能な第１の膜を介して基板上に形成す
ることにより、突き合わせ後の前記基板からの分離を前
記溶剤による前記第１の膜の除去工程を実行して行うよ
うにしたことを特徴とする。
ンをその高さ方向に関してフォトリソグラフィ技術によ
り製造可能な第１層〜第Ｎ層のマイクロパーツに分解
し、分解されたそれぞれのマイクロパーツをフォトリソ
グラフィ技術により第１〜第Ｎの基板上に形成し、前記
第１層のマイクロパーツを持つ基板と、第２層のマイク
ロパーツを持つ基板とを互いに対向させて前記第１層の
マイクロパーツと前記第２層のマイクロパーツを突き合
わせ接合し、この突き合わせ接合を前記第Ｎ層のマイク
ロパーツが第（Ｎ−１）層のマイクロパーツに突き合わ
されるまで繰り返すことによりマイクロマシンを製造す
る方法であり、第２層以降のマイクロパーツについては
溶剤により除去可能な第１の膜を介して基板上に形成す
ることにより、突き合わせ後の前記基板からの分離を前
記溶剤による前記第１の膜の除去工程を実行して行うよ
うにしたことを特徴とする。
【０００８】なお、前記第１層のマイクロパーツについ
ては、前記溶剤とは異なる溶剤により除去可能な第２の
膜を介して前記第１の基板上に形成することにより、前
記第１層から前記第Ｎ層のすべてのマイクロパーツの組
合わせ後に前記異なる溶剤により前記第１の基板からの
分離を行うことが好ましい。
ては、前記溶剤とは異なる溶剤により除去可能な第２の
膜を介して前記第１の基板上に形成することにより、前
記第１層から前記第Ｎ層のすべてのマイクロパーツの組
合わせ後に前記異なる溶剤により前記第１の基板からの
分離を行うことが好ましい。
【０００９】また、互いに突き合わされる層のマイクロ
パーツにおける対向箇所にはそれぞれ、前記フォトリソ
グラフィ技術による形成工程においてアセンブルピンの
挿通可能な穴を少なくとも１つ設け、前記アセンブルピ
ンを、互いに突き合わされるマイクロパーツの一方の前
記穴に装着しておくことにより、該アセンブルピンによ
って突き合わされた２つの層のマイクロパーツの接合を
行うことができる。
パーツにおける対向箇所にはそれぞれ、前記フォトリソ
グラフィ技術による形成工程においてアセンブルピンの
挿通可能な穴を少なくとも１つ設け、前記アセンブルピ
ンを、互いに突き合わされるマイクロパーツの一方の前
記穴に装着しておくことにより、該アセンブルピンによ
って突き合わされた２つの層のマイクロパーツの接合を
行うことができる。
【００１０】特に、前記アセンブルピンをあらかじめ別
の基板に前記溶剤により除去可能な膜を介して立設して
おき、該別の基板を前記穴を持つ前記マイクロパーツに
付き合わせることにより、前記マイクロパーツにおける
前記穴への前記アセンブルピンの装着を行い、該装着後
に前記溶剤により前記アセンブルピンを前記別の基板か
ら分離することが好ましい。
の基板に前記溶剤により除去可能な膜を介して立設して
おき、該別の基板を前記穴を持つ前記マイクロパーツに
付き合わせることにより、前記マイクロパーツにおける
前記穴への前記アセンブルピンの装着を行い、該装着後
に前記溶剤により前記アセンブルピンを前記別の基板か
ら分離することが好ましい。
【００１１】互いに突き合わされる２つの層のマイクロ
パーツの接合を、ろう接、あるいは陽極接合に行うよう
にしても良い。
パーツの接合を、ろう接、あるいは陽極接合に行うよう
にしても良い。
【００１２】また、互いに突き合わされる２枚の基板の
互いに対向する箇所に貫通孔を設けておき、付き合わせ
に際して、これらの貫通孔にクランプピンを挿通するこ
とにより位置決めを行うと共に、該クランプピンを介し
て突き合わされた２枚の基板上のマイクロパーツ間に締
め力を与えるようにすることが好ましい。
互いに対向する箇所に貫通孔を設けておき、付き合わせ
に際して、これらの貫通孔にクランプピンを挿通するこ
とにより位置決めを行うと共に、該クランプピンを介し
て突き合わされた２枚の基板上のマイクロパーツ間に締
め力を与えるようにすることが好ましい。
【００１３】本発明によれば更に、前記第１層〜第Ｎ層
のマイクロパーツをそれぞれ、複数個ずつ前記第１〜第
Ｎの基板に形成することにより、前記複数個に等しい数
のマイクロマシンを同時に製造可能とすることができ
る。
のマイクロパーツをそれぞれ、複数個ずつ前記第１〜第
Ｎの基板に形成することにより、前記複数個に等しい数
のマイクロマシンを同時に製造可能とすることができ
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の好ましい実施の
形態を図面を参照して説明する。ここでは、ギアとケー
シングとから成るマイクロマシンを製造する場合につい
て説明する。図１（ａ）、（ｂ）を参照して、第１の基
板Ａ上に、溶剤により除去可能な膜９を介して第１層の
マイクロパーツとしての底部ケーシング１０が形成され
ている。底部ケーシング１０は、有底筒状体の中心に歯
車の軸受け用の孔１１を有し、筒状部分にはアセンブル
ピン嵌入用の穴１２を４個有する。穴１２の直径は、ア
センブルピンがややきつめに嵌入されるようにする。こ
のような底部ケーシング１０の製造過程については後述
する。
形態を図面を参照して説明する。ここでは、ギアとケー
シングとから成るマイクロマシンを製造する場合につい
て説明する。図１（ａ）、（ｂ）を参照して、第１の基
板Ａ上に、溶剤により除去可能な膜９を介して第１層の
マイクロパーツとしての底部ケーシング１０が形成され
ている。底部ケーシング１０は、有底筒状体の中心に歯
車の軸受け用の孔１１を有し、筒状部分にはアセンブル
ピン嵌入用の穴１２を４個有する。穴１２の直径は、ア
センブルピンがややきつめに嵌入されるようにする。こ
のような底部ケーシング１０の製造過程については後述
する。
【００１５】次に、図２に示すように、アセンブルピン
嵌入用の穴１２に対応する箇所にアセンブルピン１３を
４本立設した別の基板Ｂを用意する。この製造過程につ
いても後述するが、アセンブルピン１３は、図１で述べ
た溶剤とは異なる溶剤により除去可能な膜１４を介して
基板Ｂ上に立設される。図２において、図１（ａ）の第
１の基板Ａに対して、基板Ｂを下向きにしてアセンブル
ピン１３が底部ケーシング１０の穴１２に嵌入し得るよ
うに位置決めし、基板Ｂを徐々に下げてアセンブルピン
１３を穴１３に嵌入させる。次に、溶剤を使用して、基
板Ｂとアセンブルピン１３との間に介在している膜１４
を除去することにより、アセンブルピン１３を基板Ｂか
ら分離する。このように、膜９と膜１４を除去するため
の溶剤が異なるのはアセンブルピン１３のみを基板Ｂか
ら分離するためである。
嵌入用の穴１２に対応する箇所にアセンブルピン１３を
４本立設した別の基板Ｂを用意する。この製造過程につ
いても後述するが、アセンブルピン１３は、図１で述べ
た溶剤とは異なる溶剤により除去可能な膜１４を介して
基板Ｂ上に立設される。図２において、図１（ａ）の第
１の基板Ａに対して、基板Ｂを下向きにしてアセンブル
ピン１３が底部ケーシング１０の穴１２に嵌入し得るよ
うに位置決めし、基板Ｂを徐々に下げてアセンブルピン
１３を穴１３に嵌入させる。次に、溶剤を使用して、基
板Ｂとアセンブルピン１３との間に介在している膜１４
を除去することにより、アセンブルピン１３を基板Ｂか
ら分離する。このように、膜９と膜１４を除去するため
の溶剤が異なるのはアセンブルピン１３のみを基板Ｂか
ら分離するためである。
【００１６】なお、基板Ｂの位置決めのために、複数の
クランプピン１５が使用される。クランプピン１５は、
簡略化して図示されているが、おねじが切られている。
第１の基板Ａと基板Ｂの互いに対応し合う位置には、ク
ランプピン１５の螺入可能なねじ穴が形成されており、
クランプピン１５を通した基板Ｂを、固定されている第
１の基板Ａに対向させ、基板Ｂから突き出しているクラ
ンプピン１５を第１の基板Ａのねじ穴に通すことで位置
合わせを行う。更に、クランプピン１５を回転させて第
１の基板Ａと基板Ｂとの間に所定の締め付け力を与え、
きつめの穴１２にアセンブルピン１３を嵌め込む。次
に、溶剤により基板Ｂの膜１４を除去することでアセン
ブルピン１３を基板Ｂから分離する。このようにして得
られた第１の基板Ａ上の底部ケーシング１０を図３に示
す。
クランプピン１５が使用される。クランプピン１５は、
簡略化して図示されているが、おねじが切られている。
第１の基板Ａと基板Ｂの互いに対応し合う位置には、ク
ランプピン１５の螺入可能なねじ穴が形成されており、
クランプピン１５を通した基板Ｂを、固定されている第
１の基板Ａに対向させ、基板Ｂから突き出しているクラ
ンプピン１５を第１の基板Ａのねじ穴に通すことで位置
合わせを行う。更に、クランプピン１５を回転させて第
１の基板Ａと基板Ｂとの間に所定の締め付け力を与え、
きつめの穴１２にアセンブルピン１３を嵌め込む。次
に、溶剤により基板Ｂの膜１４を除去することでアセン
ブルピン１３を基板Ｂから分離する。このようにして得
られた第１の基板Ａ上の底部ケーシング１０を図３に示
す。
【００１７】次に、図４に示すように、後述する製造工
程により膜１４と同じ材料による膜１６を介して中部ケ
ーシング２０とギア３０とを一体形成した第２の基板Ｃ
を用意する。中部ケーシング２０は、底部ケーシング１
０の筒状部と同じ内径及び外径を持ち、その上下にはそ
れぞれアセンブルピン嵌入用の穴２２を４個設けてい
る。一方、ギア３０は、歯車部３１と底部ケーシング１
０の中央の軸受け用の孔１１に嵌入可能な軸部３２とか
ら成る。中部ケーシング２０とギア３０は第２層のマイ
クロパーツとなる。
程により膜１４と同じ材料による膜１６を介して中部ケ
ーシング２０とギア３０とを一体形成した第２の基板Ｃ
を用意する。中部ケーシング２０は、底部ケーシング１
０の筒状部と同じ内径及び外径を持ち、その上下にはそ
れぞれアセンブルピン嵌入用の穴２２を４個設けてい
る。一方、ギア３０は、歯車部３１と底部ケーシング１
０の中央の軸受け用の孔１１に嵌入可能な軸部３２とか
ら成る。中部ケーシング２０とギア３０は第２層のマイ
クロパーツとなる。
【００１８】図５において、第２の基板Ｃを下向きにし
て、図２と同様の方法でクランプピン１５を用いて位置
決めを行い、軸部３２を軸受け用の孔１１に嵌入させる
と共に、アセンブルピン１３を中部ケーシング２０の下
側の穴２２に嵌入させて締め付け力を与え、溶剤により
膜１６を除去する。
て、図２と同様の方法でクランプピン１５を用いて位置
決めを行い、軸部３２を軸受け用の孔１１に嵌入させる
と共に、アセンブルピン１３を中部ケーシング２０の下
側の穴２２に嵌入させて締め付け力を与え、溶剤により
膜１６を除去する。
【００１９】図６は、図５の工程を経て得られた中間物
の断面図及び平面図である。
の断面図及び平面図である。
【００２０】図７を参照して、図２と同様に、中部ケー
シング２０の上側に形成されたアセンブルピン嵌入用の
穴２２に対応する箇所にアセンブルピン４１を膜１４と
同材料の膜１７を介して４本立設した別の基板Ｄを用意
する。そして、クランプピン１５を用いて穴２２にアセ
ンブルピン４１を嵌め込む。次に、溶剤により基板Ｄの
膜１７を除去することでアセンブルピン４１を基板Ｄか
ら分離する。このようにして得られた第１の基板Ａ上の
底部ケーシング１０、中部ケーシング２０、及びギア３
０の組立体を図８に示す。
シング２０の上側に形成されたアセンブルピン嵌入用の
穴２２に対応する箇所にアセンブルピン４１を膜１４と
同材料の膜１７を介して４本立設した別の基板Ｄを用意
する。そして、クランプピン１５を用いて穴２２にアセ
ンブルピン４１を嵌め込む。次に、溶剤により基板Ｄの
膜１７を除去することでアセンブルピン４１を基板Ｄか
ら分離する。このようにして得られた第１の基板Ａ上の
底部ケーシング１０、中部ケーシング２０、及びギア３
０の組立体を図８に示す。
【００２１】図９を参照して、今度は、後述する製造工
程により膜１４と同じ材料による膜１８を介して第３層
のマイクロパーツとしての上部ケーシング５０を形成し
た第３の基板Ｅを用意する。上部ケーシング５０は、有
底筒状体で、その筒状部分の下側にはアセンブルピン４
１嵌入用の穴５１を４個有する。第３の基板Ｅを下向き
にして、図５と同様の方法でクランプピン１５を用いて
位置決めを行い、アセンブルピン４１を上部ケーシング
５０の筒状部分の穴５１に嵌入させて締め付け力を与
え、溶剤により膜１８を除去する。
程により膜１４と同じ材料による膜１８を介して第３層
のマイクロパーツとしての上部ケーシング５０を形成し
た第３の基板Ｅを用意する。上部ケーシング５０は、有
底筒状体で、その筒状部分の下側にはアセンブルピン４
１嵌入用の穴５１を４個有する。第３の基板Ｅを下向き
にして、図５と同様の方法でクランプピン１５を用いて
位置決めを行い、アセンブルピン４１を上部ケーシング
５０の筒状部分の穴５１に嵌入させて締め付け力を与
え、溶剤により膜１８を除去する。
【００２２】このようにして、図１０に示すように、底
部ケーシング１０、中部ケーシング２０、上部ケーシン
グ５０がそれぞれ、複数のアセンブルピン１３と４１に
より一体的に組み合わされ、その内部には軸部３２が底
部ケーシング１０の軸受け用の穴１１に嵌入された状態
でギア３０が収容されたギアとケーシングとから成るマ
イクロマシンが得られる。
部ケーシング１０、中部ケーシング２０、上部ケーシン
グ５０がそれぞれ、複数のアセンブルピン１３と４１に
より一体的に組み合わされ、その内部には軸部３２が底
部ケーシング１０の軸受け用の穴１１に嵌入された状態
でギア３０が収容されたギアとケーシングとから成るマ
イクロマシンが得られる。
【００２３】上記の説明から明らかなように、本発明
は、２枚以上の基板をマイクロマシン製造工程におい
て、対向して向かい合わせ、基板単位で位置決めを行
い、アセンブルすることを特徴としている。従来技術に
おいては、マイクロパーツを個別に基板に形成してから
外し、それらを個別にマニュアルで組み上げるという手
法であるので量産に向かない。これに対し、本発明では
基板単位の位置決めによるアセンブリングを工程内に組
み込むことによって量産を可能にしている。
は、２枚以上の基板をマイクロマシン製造工程におい
て、対向して向かい合わせ、基板単位で位置決めを行
い、アセンブルすることを特徴としている。従来技術に
おいては、マイクロパーツを個別に基板に形成してから
外し、それらを個別にマニュアルで組み上げるという手
法であるので量産に向かない。これに対し、本発明では
基板単位の位置決めによるアセンブリングを工程内に組
み込むことによって量産を可能にしている。
【００２４】次に、上記の各工程におけるマイクロパー
ツの製造工程を説明する。はじめに、図１１を参照し
て、図１で説明した基板Ａに底部ケーシング１０を形成
する工程について説明する。底部ケーシング１０は、最
初に有底筒状部の底板部分１０−１が形成され、その上
に筒状部分１０−２が形成される。底板部分１０−１
は、中心に軸受け用の穴１１を有し、筒状部分１０−２
は、９０度の角度間隔をおいて４個のアセンブルピン１
３用の穴１２を有する。なお、本形態におけるすべての
基板の材料には、金、チタニウム、ベリリウム等が使用
される。また、膜９としては、例えばポリシリコン膜
が、その溶剤としてはＫＯＨが使用され、膜１６、１
７、１８としてはＳｉＯ2 膜が、その溶剤としてはＨＦ
が使用される。
ツの製造工程を説明する。はじめに、図１１を参照し
て、図１で説明した基板Ａに底部ケーシング１０を形成
する工程について説明する。底部ケーシング１０は、最
初に有底筒状部の底板部分１０−１が形成され、その上
に筒状部分１０−２が形成される。底板部分１０−１
は、中心に軸受け用の穴１１を有し、筒状部分１０−２
は、９０度の角度間隔をおいて４個のアセンブルピン１
３用の穴１２を有する。なお、本形態におけるすべての
基板の材料には、金、チタニウム、ベリリウム等が使用
される。また、膜９としては、例えばポリシリコン膜
が、その溶剤としてはＫＯＨが使用され、膜１６、１
７、１８としてはＳｉＯ2 膜が、その溶剤としてはＨＦ
が使用される。
【００２５】図１１（ａ）においては、基板Ａ上に膜９
が形成される。図１１（ｂ）では、膜９上にレジスト材
Ｒ１が塗布される。そして、有底筒状部の底板部分１０
−１に対応する透過パターンを持つマスクＭ１を通して
露光を行う。更に、露光された領域のレジスト材を除去
し、図１１（ｃ）に示すように、除去された領域に電鋳
等の方法で底板部分１０−１を形成する。その後、レジ
スト材Ｒ１を除去すると、図１１（ｄ）に示すような底
板部分１０−１を形成することができる。
が形成される。図１１（ｂ）では、膜９上にレジスト材
Ｒ１が塗布される。そして、有底筒状部の底板部分１０
−１に対応する透過パターンを持つマスクＭ１を通して
露光を行う。更に、露光された領域のレジスト材を除去
し、図１１（ｃ）に示すように、除去された領域に電鋳
等の方法で底板部分１０−１を形成する。その後、レジ
スト材Ｒ１を除去すると、図１１（ｄ）に示すような底
板部分１０−１を形成することができる。
【００２６】次に、図１１（ｅ）では、膜９及び底板部
分１０−１上にレジスト材Ｒ２が塗布され、有底筒状部
の筒状部分に対応する透過パターンを持つマスクＭ２を
通して露光を行う。更に、露光された領域のレジスト材
を除去し、図１１（ｆ）に示すように、除去された領
域、すなわち底板部分１０−１の周縁部上に電鋳等の方
法で穴１２を有する筒状部分１０−２を形成する。その
後、レジスト材Ｒ２を除去すると、図１１（ｇ）に示す
ように、底板部分１０−１の上に筒状部分１０−２が一
体化された底部ケーシング１０を形成することができ
る。なお、図１１（ｅ）では、便宜上、穴１２を形成す
るための遮光部のみを有するマスクと筒状部分１０−２
用の透過部を持つマスクとをマスクＭ２で代表的に示し
ている。
分１０−１上にレジスト材Ｒ２が塗布され、有底筒状部
の筒状部分に対応する透過パターンを持つマスクＭ２を
通して露光を行う。更に、露光された領域のレジスト材
を除去し、図１１（ｆ）に示すように、除去された領
域、すなわち底板部分１０−１の周縁部上に電鋳等の方
法で穴１２を有する筒状部分１０−２を形成する。その
後、レジスト材Ｒ２を除去すると、図１１（ｇ）に示す
ように、底板部分１０−１の上に筒状部分１０−２が一
体化された底部ケーシング１０を形成することができ
る。なお、図１１（ｅ）では、便宜上、穴１２を形成す
るための遮光部のみを有するマスクと筒状部分１０−２
用の透過部を持つマスクとをマスクＭ２で代表的に示し
ている。
【００２７】図１２は、図２における４本のアセンブル
ピン１３を立設した基板Ｂの製造過程を示している。図
１２（ａ）においては、基板Ｂ上に膜１４が形成され
る。次に、図１２（ｂ）において、膜１４の上に４本の
アセンブルピン１３が接着等により立設される。この場
合、アセンブルピン１３の材料としては、金属が好まし
い。勿論、アセンブルピン１３は、図１１で説明したの
と同様の方法で、電鋳により形成することもできる。
ピン１３を立設した基板Ｂの製造過程を示している。図
１２（ａ）においては、基板Ｂ上に膜１４が形成され
る。次に、図１２（ｂ）において、膜１４の上に４本の
アセンブルピン１３が接着等により立設される。この場
合、アセンブルピン１３の材料としては、金属が好まし
い。勿論、アセンブルピン１３は、図１１で説明したの
と同様の方法で、電鋳により形成することもできる。
【００２８】図１３を参照して、図４で説明した中部ケ
ーシング２０とギア３０を一体形成した基板Ｃの製造工
程について説明する。図１３（ａ）においては、基板Ｃ
上に膜１６が形成される。図１３（ｂ）においては、図
１１（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）で説明したのと同様の方法
で、下側の穴２２の深さに対応する高さまでの中部ケー
シング２０の一部２０−１と、同じ高さまでの歯車部３
１の一部３１−１が形成される。
ーシング２０とギア３０を一体形成した基板Ｃの製造工
程について説明する。図１３（ａ）においては、基板Ｃ
上に膜１６が形成される。図１３（ｂ）においては、図
１１（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）で説明したのと同様の方法
で、下側の穴２２の深さに対応する高さまでの中部ケー
シング２０の一部２０−１と、同じ高さまでの歯車部３
１の一部３１−１が形成される。
【００２９】次に、図１３（ｃ）においては、同様の方
法で歯車部３１の一部３１−１の上に、歯車部３１の残
りの部分３１−２が形成され、中部ケーシング２０の一
部２０−１の上にも同じ高さまで第２の部分２０−２が
形成される。
法で歯車部３１の一部３１−１の上に、歯車部３１の残
りの部分３１−２が形成され、中部ケーシング２０の一
部２０−１の上にも同じ高さまで第２の部分２０−２が
形成される。
【００３０】更に、図１３（ｄ）においては、中部ケー
シング２０の第２の部分２０−２の上に、中部ケーシン
グ２０の残りの部分２０−３が形成され、同じ高さまで
ギア３０の軸部３２の一部３２−１が形成される。
シング２０の第２の部分２０−２の上に、中部ケーシン
グ２０の残りの部分２０−３が形成され、同じ高さまで
ギア３０の軸部３２の一部３２−１が形成される。
【００３１】図１３（ｅ）においては、軸部３２の一部
３２−１の上に残りの部分３２−２が形成される。
３２−１の上に残りの部分３２−２が形成される。
【００３２】図１４を参照して、図９で説明した基板Ｅ
に上部ケーシング５０を形成する工程について説明す
る。上部ケーシング５０は、底部ケーシング１０におけ
る軸受け用の穴１１を形成する必要が無い点を除いて、
底部ケーシング１０とまったく同様の方法で形成するこ
とができる。すなわち、最初に有底筒状部の底板部分５
０−１が形成され、その上に筒状部分５０−２が形成さ
れる。筒状部分５０−２は、９０度の角度間隔をおいて
４個のアセンブルピン４１用の穴５１を有する。
に上部ケーシング５０を形成する工程について説明す
る。上部ケーシング５０は、底部ケーシング１０におけ
る軸受け用の穴１１を形成する必要が無い点を除いて、
底部ケーシング１０とまったく同様の方法で形成するこ
とができる。すなわち、最初に有底筒状部の底板部分５
０−１が形成され、その上に筒状部分５０−２が形成さ
れる。筒状部分５０−２は、９０度の角度間隔をおいて
４個のアセンブルピン４１用の穴５１を有する。
【００３３】図１４（ａ）においては、基板Ｅ上に膜１
８が形成され、図１４（ｂ）においては、底板部分５０
−１が形成される。続いて、底板部分５０−１の周縁部
上に穴１２を有する筒状部分５０−２が形成される。
８が形成され、図１４（ｂ）においては、底板部分５０
−１が形成される。続いて、底板部分５０−１の周縁部
上に穴１２を有する筒状部分５０−２が形成される。
【００３４】図１５は、図４に示されたマイクロパーツ
形成工程の別の例を示した図である。この例は、中部ケ
ーシング２０の上端とギア３０の上端との間に段差Ｓが
ある場合である。このようなギア３０を形成するために
は、図１３で説明した工程において、歯車部３１と基板
Ｃとの間に膜１４よりも厚い膜１４´を介在させること
により段違いのマイクロパーツをアセンブルすることが
できる。
形成工程の別の例を示した図である。この例は、中部ケ
ーシング２０の上端とギア３０の上端との間に段差Ｓが
ある場合である。このようなギア３０を形成するために
は、図１３で説明した工程において、歯車部３１と基板
Ｃとの間に膜１４よりも厚い膜１４´を介在させること
により段違いのマイクロパーツをアセンブルすることが
できる。
【００３５】図１６は、前述したマイクロマシンを複数
個同時に製造する場合の例を概略的に示している。例え
ば図１〜図６までの工程において、基板Ａ、基板Ｃにそ
れぞれ前述したマイクロパーツを複数個（図１６では、
領域Ｐ、Ｐ´にそれぞれ１個で合計１６個）ずつ形成す
ることにより、前記複数個に等しい数のマイクロマシン
を同時に製造可能となることは明らかである。
個同時に製造する場合の例を概略的に示している。例え
ば図１〜図６までの工程において、基板Ａ、基板Ｃにそ
れぞれ前述したマイクロパーツを複数個（図１６では、
領域Ｐ、Ｐ´にそれぞれ１個で合計１６個）ずつ形成す
ることにより、前記複数個に等しい数のマイクロマシン
を同時に製造可能となることは明らかである。
【００３６】また、上記の説明では、２つのマイクロパ
ーツを突き合わせて接合するためにアセンブルピンを用
いているが、他の接合方式、例えば周知のろう接や陽極
接合を用いることもできる。例えば、図１〜図６までの
工程において、陽極接合を行う場合には、アセンブルピ
ン用の穴の形成を省略すると共に、図２、図３の工程を
省略し、図１から直接図５の状態のように、基板Ｃの位
置決めを行って陽極接合を行うことができる。
ーツを突き合わせて接合するためにアセンブルピンを用
いているが、他の接合方式、例えば周知のろう接や陽極
接合を用いることもできる。例えば、図１〜図６までの
工程において、陽極接合を行う場合には、アセンブルピ
ン用の穴の形成を省略すると共に、図２、図３の工程を
省略し、図１から直接図５の状態のように、基板Ｃの位
置決めを行って陽極接合を行うことができる。
【００３７】
【発明の効果】本発明においては、２枚以上の基板をマ
イクロマシン製造工程において、対向して向かい合わ
せ、基板単位で位置決めを行い、アセンブルするので、
基板単位の位置決めによるアセンブリングを工程内に組
み込むことにより量産が可能となる。しかも、三次元的
な構造を有するマイクロマシンであってもアセンブリン
グに長時間を必要としない。
イクロマシン製造工程において、対向して向かい合わ
せ、基板単位で位置決めを行い、アセンブルするので、
基板単位の位置決めによるアセンブリングを工程内に組
み込むことにより量産が可能となる。しかも、三次元的
な構造を有するマイクロマシンであってもアセンブリン
グに長時間を必要としない。
【図１】本発明によるマイクロマシンの製造方法におけ
る底部ケーシングの準備工程を説明するための図で、図
（ａ）は縦断面図、図（ｂ）は平面図である。
る底部ケーシングの準備工程を説明するための図で、図
（ａ）は縦断面図、図（ｂ）は平面図である。
【図２】図１に示された底部ケーシングにアセンブルピ
ンを組み付ける工程を説明するための縦断面図である。
ンを組み付ける工程を説明するための縦断面図である。
【図３】図２の工程により底部ケーシングにアセンブル
ピンを組み付けた状態を示した縦断面図である。
ピンを組み付けた状態を示した縦断面図である。
【図４】本発明によるマイクロマシンの製造方法におけ
る中部ケーシング及びギアの準備工程を説明するための
縦断面図である。
る中部ケーシング及びギアの準備工程を説明するための
縦断面図である。
【図５】図３に示された底部ケーシングに図４に示され
た中部ケーシング及びギアを組み付ける工程を説明する
ための縦断面図である。
た中部ケーシング及びギアを組み付ける工程を説明する
ための縦断面図である。
【図６】図２の工程により底部ケーシングに中部ケーシ
ング及びギアを組み付けた状態を示した図であり、図
（ａ）は縦断面図、図（ｂ）は平面図である。
ング及びギアを組み付けた状態を示した図であり、図
（ａ）は縦断面図、図（ｂ）は平面図である。
【図７】図６に示された中部ケーシングにアセンブルピ
ンを組み付ける工程を説明するための縦断面図である。
ンを組み付ける工程を説明するための縦断面図である。
【図８】図７の工程により中部ケーシングにアセンブル
ピンを組み付けた状態を示した縦断面図である。
ピンを組み付けた状態を示した縦断面図である。
【図９】図８に示された中部ケーシングに上部ケーシン
グを組み付ける工程を説明するための縦断面図である。
グを組み付ける工程を説明するための縦断面図である。
【図１０】図９の工程により中部ケーシングに上部ケー
シングを組み付けた状態を示した縦断面図である。
シングを組み付けた状態を示した縦断面図である。
【図１１】図１に示された底部ケーシングの製造工程を
説明するための縦断面図である。
説明するための縦断面図である。
【図１２】図２に示されたアセンブルピンの設置工程を
説明するための縦断面図である。
説明するための縦断面図である。
【図１３】図４に示された中部ケーシングの製造工程を
説明するための縦断面図である。
説明するための縦断面図である。
【図１４】図９に示された上部ケーシングの製造工程を
説明するための縦断面図である。
説明するための縦断面図である。
【図１５】図６に示される中部ケーシングの上端とギア
の上端との間に段差がある場合のアセンブリング工程を
説明するための縦断面図である。
の上端との間に段差がある場合のアセンブリング工程を
説明するための縦断面図である。
【図１６】複数のマイクロマシンを同時に複数個製造す
る場合の方法を概略的に示した図である。
る場合の方法を概略的に示した図である。
【図１７】従来のマイクロマシンの製造方法を説明する
ための斜視図である。
ための斜視図である。
１０ 底部ケーシング １１ 軸受け用の穴 １２、２２、５１ アセンブルピン用の穴 １３、４１ アセンブルピン １４、１６、１７、１８ 膜 １５ クランプピン ２０ 中部ケーシング ３０ ギア ３１ 歯車部 ３２ 軸部 ５０ 上部ケーシング
Claims (7)
- 【請求項１】 マイクロマシンをその高さ方向に関して
フォトリソグラフィ技術により製造可能な第１層〜第Ｎ
層のマイクロパーツに分解し、分解されたそれぞれのマ
イクロパーツをフォトリソグラフィ技術により第１〜第
Ｎの基板上に形成し、前記第１層のマイクロパーツを持
つ基板と、第２層のマイクロパーツを持つ基板とを互い
に対向させて前記第１層のマイクロパーツと前記第２層
のマイクロパーツを突き合わせ接合し、この突き合わせ
接合を前記第Ｎ層のマイクロパーツが第（Ｎ−１）層の
マイクロパーツに突き合わされるまで繰り返すことによ
りマイクロマシンを製造する方法であって、 第２層以降のマイクロパーツについては溶剤により除去
可能な第１の膜を介して基板上に形成することにより、
突き合わせ後の前記基板からの分離を前記溶剤による前
記第１の膜の除去工程を実行して行うようにしたことを
特徴とするマイクロマシンの製造方法。 - 【請求項２】 請求項１記載のマイクロマシンの製造方
法において、前記第１層のマイクロパーツについては、
前記溶剤とは異なる溶剤により除去可能な第２の膜を介
して前記第１の基板上に形成することにより、前記第１
層から前記第Ｎ層のすべてのマイクロパーツの組合わせ
後に前記異なる溶剤により前記第１の基板からの分離を
行うことを特徴とするマイクロマシンの製造方法。 - 【請求項３】 請求項２記載のマイクロマシンの製造方
法において、 互いに突き合わされる層のマイクロパーツにおける対向
箇所にはそれぞれ、前記フォトリソグラフィ技術による
形成工程においてアセンブルピンの挿通可能な穴を少な
くとも１つ設け、 前記アセンブルピンを、互いに突き合わされるマイクロ
パーツの一方の前記穴に装着しておくことにより、該ア
センブルピンによって突き合わされた２つの層のマイク
ロパーツの接合を行うことを特徴とするマイクロマシン
の製造方法。 - 【請求項４】 請求項３記載のマイクロマシンの製造方
法において、前記アセンブルピンをあらかじめ別の基板
に前記溶剤により除去可能な膜を介して立設しておき、
該別の基板を前記穴を持つ前記マイクロパーツに付き合
わせることにより、前記マイクロパーツにおける前記穴
への前記アセンブルピンの装着を行い、該装着後に前記
溶剤により前記アセンブルピンを前記別の基板から分離
することを特徴とするマイクロマシンの製造方法。 - 【請求項５】 請求項２記載のマイクロマシンの製造方
法において、互いに突き合わされる２つの層のマイクロ
パーツをろう接、あるいは陽極接合により接合すること
を特徴とするマイクロマシンの製造方法。 - 【請求項６】 請求項４あるいは５記載のマイクロマシ
ンの製造方法において、互いに突き合わされる２枚の基
板の互いに対向する箇所に貫通孔を設けておき、付き合
わせに際して、これらの貫通孔にクランプピンを挿通す
ることにより位置決めを行うと共に、該クランプピンを
介して突き合わされた２枚の基板上のマイクロパーツ間
に締め力を与えるようにしたことを特徴とするマイクロ
マシンの製造方法。 - 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載のマイク
ロマシンの製造方法において、前記第１層〜第Ｎ層のマ
イクロパーツをそれぞれ、複数個ずつ前記第１〜第Ｎの
基板に形成することにより、前記複数個に等しい数のマ
イクロマシンを同時に製造可能としたことを特徴とする
マイクロマシンの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9210335A JPH1148342A (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | マイクロマシンの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9210335A JPH1148342A (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | マイクロマシンの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1148342A true JPH1148342A (ja) | 1999-02-23 |
Family
ID=16587716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9210335A Withdrawn JPH1148342A (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | マイクロマシンの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1148342A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000202916A (ja) * | 1999-01-14 | 2000-07-25 | Koji Ikuta | 光造形加工法および該加工法により製作される装置 |
| JP2007517679A (ja) * | 2004-01-15 | 2007-07-05 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | オン・チップ移送機構を有するマイクロ電気機械サブアセンブリ |
| EP2145857A1 (fr) * | 2008-07-10 | 2010-01-20 | The Swatch Group Research and Development Ltd. | Procédé de fabrication d'une pièce micromécanique |
| JP2010247329A (ja) * | 2010-08-03 | 2010-11-04 | Honeywell Internatl Inc | 溶解ウェーハ製造プロセス、およびスペーシング・メサを持つ支持基板を有する関連マイクロ電気機械デバイス |
| US20110225801A1 (en) * | 2008-11-21 | 2011-09-22 | Nivarox-Far S.A. | Method of fabricating a micro-mechanical component |
| US8398865B2 (en) | 2008-07-10 | 2013-03-19 | The Swatch Group Research And Development Ltd | Method of manufacturing a micromechanical part |
-
1997
- 1997-08-05 JP JP9210335A patent/JPH1148342A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000202916A (ja) * | 1999-01-14 | 2000-07-25 | Koji Ikuta | 光造形加工法および該加工法により製作される装置 |
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| CN101625542B (zh) | 2008-07-10 | 2012-10-03 | 斯沃奇集团研究及开发有限公司 | 制造微机械部件的方法 |
| US8354032B2 (en) | 2008-07-10 | 2013-01-15 | The Swatch Group Research And Development Ltd | Method of manufacturing a micromechanical part |
| US8398865B2 (en) | 2008-07-10 | 2013-03-19 | The Swatch Group Research And Development Ltd | Method of manufacturing a micromechanical part |
| KR101253808B1 (ko) | 2008-07-10 | 2013-04-12 | 더 스와치 그룹 리서치 앤 디벨롭먼트 엘티디 | 미세기계 부품을 제조하기 위한 방법 |
| US20110225801A1 (en) * | 2008-11-21 | 2011-09-22 | Nivarox-Far S.A. | Method of fabricating a micro-mechanical component |
| US8661681B2 (en) * | 2008-11-21 | 2014-03-04 | Nivarox-Far S.A. | Method of fabricating a micro-mechanical component |
| JP2010247329A (ja) * | 2010-08-03 | 2010-11-04 | Honeywell Internatl Inc | 溶解ウェーハ製造プロセス、およびスペーシング・メサを持つ支持基板を有する関連マイクロ電気機械デバイス |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20041005 |