WO1997041632A1 - Electromagnetic actuator and its manufacture - Google Patents

Description

明 糸田 書

電磁ァ ク チ ユ エ一 夕 及びそ の製造方法

〔技術分野〕

本発明は、 半導体製造技術を利用 して小型化を実現した電磁ァ ク チユエ一夕及びその製造方法に関し、 特に、 可動板を駆動するため の駆動コイルの断線防止を図った電磁ァクチユエ一夕の改良に関す

〔背景技術〕

従来、 半導体製造技術を利用 した超小型の電磁ァ クチユエ— タ と して、 本発明者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 （特願平 5 — 3 2 0 5 2 4号及び特願平 6 — 9 8 2 4 号） 、 プレーナ型電磁リ レー （特願平 5 — 3 2 0 5 2 5号参照） 或いは、 光検出装置 （特願平 6 — 3 1 0 6 5 7号参照） 等がある。

従来のこの種の電磁ァクチユエ一夕について、 プレーナ型ガルバ ノ ミ ラーを例と して以下に説明する。

ガルバノ ミ ラーは、 レーザ光を偏向走査する レーザスキャナ等に 利用される もので、 その原理は、 磁界中に配置した可動コイルに電 流を流すと、 電流と磁束とに関連して電磁力が発生して電流に比例 した回転力 （ トルク） が生じる。 この トルク とパネ力とが平衡する 角度まで可動コイルが回動し、 この可動コイルを介して指針を振ら せて電流の有無や大小を検出するというガルバノ メ一夕の原理を利 用 したもので、 可動コイルと一体に回転する軸に、 前記指針の代わ りに反射鏡を設けて構成される。

従来の実用的なガルバノ ミ ラーと しては、 例えば、 磁界中に配置 する可動コイルの代わりに可動鉄片を用い、 その周囲に 2つの永久 磁石と 4 つの磁極を設けた磁性体とで磁路を構成する。 前記磁性体 に巻回した駆動コイルに流す電流の大小及び方向によって磁極間の 磁束を変化させるこ とによ り、 可動鉄片を介して反射鏡を揺動させ レーザ光を偏光走査するようにしたものがある （例えば、 共立出版 株式会社 「実用 レーザ技術」 ， P 2 1 0〜 2 1 2 , 1 9 8 7年 1 2 月 1 0 日発行、 等参照） 。

しかし、 従来のガルバノ ミ ラーでは、 駆動コイルが機械巻き等で あるこ とから小型化するこ とが難し く 、 従って、 このガルバノ ミ ラ 一による レーザスキャニン グシステムや、 このシステムを用いる レ 一ザ応用機器の小型化は難しいという問題がある。

かかる問題を解消するため、 本発明者は、 前述した超小型で薄型 のプレーナ型ガルバノ ミ ラーを提案した。

かかるプレーナ型ガルバノ ミ ラ一について以下に説明する。

このプレーナ型ガルバノ ミ ラ一は、 シ リ コ ン基板に、 平板状の可 動板と、 該可動板の中心位置でシ リ コ ン基板に対して基板上下方向 に揺動可能に可動板を軸支する トーシ ヨ ンバーとを一体形成する。 前記可動板の上面周縁部には、 通電によ り磁界を発生する平面コィ ルを設け、 可動板の平面コイルで囲まれる上面中央部には全反射 ミ ラーを設ける。 可動板を支持するシ リ コ ン基板側には、 ト 一 シ ヨ ン バー部分を介して平面コイルと電気的に接続する一対の電極端子を 設ける。 そ して、 互いに対をなす永久磁石を、 ト ーシ ヨ ンバーの軸 方向と平行な可動板の対辺の平面コィル部分に静磁界が作用するよ う可動板周囲に固定する。 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 ( かかるプレーナ型ガルバノ ミ ラーの動作は次のようである。

可動板の両側では、 永久磁石によって可動板の平面に沿って平面 コイル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 平面コイルに電流を流すと、 平面コイルの電流密度と磁束密度に応 じて可動板の両端に、 電流 · 磁束密度 ' 力のフ レ ミ ングの左手の法 則に従った方向に磁気力が作用 して可動板が回動する。 一方、 可動 板の回動により ト一シヨ ンバーが捩じられてバネ反力が発生し、 前 記磁気力とパネ反力が釣り合う位置まで可動板が回動する。 可動板 の回動角は平面コイルに流れる電流に比例するので、 平面コイルに 流す電流を制御すれば可動板の回動角を制御できる。

従って、 トーシ ヨ ンバーの軸に対して垂直な面内で、 全反射 ミ ラ —に入射する レーザ光の反射方向を自由に制御でき、 全反射 ミ ラー の変位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か できる。

また、 シリ コ ン基板に第 1 の トーシヨ ンバーを介して軸支される 枠状の外側可動板と、 前記第 1 の トーシヨ ンバーと軸方向が直交す る第 2の トーシヨ ンバーを介して前記外側可動板に軸支される平板 状の内側可動板とを設け、 内側可動板上面中央に全反射ミ ラーを設 けた 2軸構造のガルバノ ミ ラ一もある。

この 2軸構造のものは、 外側可動板上面の平面コイルと内側可動 板上面の平面コイルの両方に電流を流せば、 外側可動板と内側可動 板が互いに直角方向に回動し、 全反射ミ ラーでレーザ光を偏向走査 すると 2次元的な走査が行える利点がある。

尚、 一方の平面コイルのみ電流を流した場合は、 1 軸構造と同様 の動き となる。

ところで、 この種のプレーナ型ガルバノ ミ ラーの場合、 従来では 可動板上面に設けた平面コイルを可動板を支持するシ リ コ ン基板側 の電極端子に接続するための配線は、 1 軸及び 2軸のいずれの場合 も、 トーショ ンバーの部分にパターニングするようにしている。 このため、 可動板駆動時の トーショ ンバーの捩じれ運動の繰り返 しによつて、 平面コイルの金属材料が金属疲労によつて断線する可 能性があり、 平面コイルの疲労強度によってガルバノ ミ ラーの寿命 が決ま ってしま う という問題がある。

本発明は上記の事情に鑑みなされたもので、 駆動コィルの断線故 障を生じるこ とのない電磁ァクチユエ一夕及びその製造方法を提供 するこ とを目的とする。

〔発明の開示〕

このため本発明では、 半導体基板に、 可動板と該可動板を前記半 導体基板に対して揺動可能に軸支する トーシ ヨ ンバーと一体形成し、 前記可動板の周縁部に設けた駆動コイルと、 該駆動コイルに静磁界 を与える磁界発生手段とを備え、 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 り前記可動板を駆動する構成の電磁ァ ク チユエ一夕において、 前記 トーシ ヨ ンバーの少な く と も一部を導電 性に形成し、 この導電領域を介して外部電源と駆動コイルとを電気 的に接続する構成と した。

かかる構成によれば、 トーショ ンバ一部分に多結晶構造の金属の 電気配線がな く なるので、 トーショ ンバーの捩じれ運動に起因する 金属疲労による電気配線の断線故障がな く なる。 尚、 こ こで用いる 半導体基板は単結晶構造なので、 弾性限界の範囲内の使用であれば 寿命は半永久的である。 従って、 電磁ァクチユエ一夕の寿命を延ば すこ とができる。

また、 前記トーシ ヨ ンバー全体を導電性とするとよい。

また、 前記可動板の駆動コイルで囲まれる中央部に反射鏡を設け てガルバノ ミ ラーとすれば、 超小型で薄型のガルバノ ミ ラー提供す るこ とができる。

また、 前記可動板が、 枠状の外側可動板と平板状の内側可動板と からなり、 前記 トーシヨ ンバーが、 半導体基板に前記外側可動板を 軸支する第 1 の トーショ ンバーと該第 1 の トーショ ンバーと軸方向 が直交し前記外側可動板の内側に前記内側可動板を軸支する第 2の トーシ ョ ンバ一とからなり、 前記外可動板の上面に第 1 の駆動コィ ルを設け、 前記内側可動板の上面周縁部に第 2の駆動コイ ルを設け る と共に当該第 2の駆動コイルで囲まれた内側可動板中央部に前記 反射鏡を設けて構成したガルバノ ミ ラーと した。

かかる構成によれば、 2軸構造のガルバノ ミ ラ一を形成するこ と ができ、 レーザ光等の偏向走査を 2次元的に行える利点がある。

また、 前記第 1 及び第 2の トーン ヨ ンバ一は、 互いに近接し且つ 電気的に絶縁された全体を導電性と した 2本に分割構成するよう に するとよい。

また、 トーンヨ ンバー形成部分を除いて半導体基板の下面から上 面に向けて異方性エッチングによ り貫通させて半導体基板に揺動可 能に軸支される可動板を形成する工程と、 可動板上面周囲に駆動コ ィルを形成する工程と、 駆動コ イ ルに静磁界を与える磁界発生手段 を固定する工程を備えた電磁ァクチユエ一夕の製造方法において、 トーン ヨ ンバー形成部分の少な く と も一部に P型不純物を高濃度に 拡散して導電領域を形成した後、 前記異方性ェッチングにより可動 板を形成し、 駆動コイルを形成する際に、 同時に前記導電領域の両 端部に、 当該導電領域を外部電源側と駆動コィル側にそれぞれ接続 するための電極端子部を形成するようにした。

また、 前記 P型不純物と して、 硼素、 アルミ ニウム、 ガ リ ウム及 びィ ンジゥムのいずれか 1 つを使用するようにした。

このように、 トーシ ヨ ンバー形成部分の少な く と も一部に、 P型 不純物、 例えば硼素、 アル ミ ニウム、 ガリ ウム及びイ ンジウムのい ずれか 1 つを高濃度に拡散して導電領域を形成すると、 異方性エ ツ チングにより可動板を形成する際に、 トーシヨ ンバー形成部分の硼 素が高濃度に拡散された導電領域では、 特定のエッチング液でエ ツ チ ング速度が極端に遅く なり、 トーシ ヨ ンバー形成部分が残って導 電領域を有する ト一シ ョ ンバーが形成できる。

このように形成した トーショ ンバ一の導電領域の体積抵抗率は、

1 0 ³ Q c m程度あり、 シ リ コ ン真性半導体の体積抵抗率 2. 3 x 1 0 ⁵ Ω c mに比べて格段に抵抗率が低く 、 駆動コイ ルへの電流供給路と して十分使用するこ とができる。

また、 反射鏡を形成する工程を加えるこ とで、 プレーナ型の超小 型且つ薄型のガルバノ ミ ラーを形成するこ とができる。

〔図面の簡単な説明〕

第 1 図は、 本発明に係る電磁ァクチユエ一夕の第 1 実施例を示す 構成図である。

第 2図は、 同上第 1 実施例の トーシ ヨ ンバー部分の構成図である _c 第 3図は、 同上第 1 実施例の製造工程の説明図である。

第 4図は、 本発明の第 2実施例を示す構成図である。

第 5図は、 同上第 1 実施例の ト一シヨ ンバー部分の構成図である _c 第 6図は、 本発明の第 3実施例の要部構成図である。

〔発明を実施するための最良の形態〕

以下、 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第 1 図及び第 2図に本発明に係る電磁ァクチユエ一夕 と して 1 軸 構造のガルバノ ミ ラーに適用 した第 1 実施例の構成を示す。

第 1 図において、 ガルバノ ミ ラー 1 は、 シ リ コ ン基板 2の上下面 に、 図中矢印で示すように、 それぞれ例えばホウゲイ酸ガラ ス等か らなる上側及び下側ガラス基板 3 , 4 を陽極接合して 3層構造と し ている。 前記各ガラス基板 3 , 4 は、 それぞれ中央部に例えば超音 波加工によって形成した溝 3 A , 4 Aを設けた構造と し、 これによ り、 シ リ コ ン基板 2に形成される後述の可動板 5 の揺動空間を確保 している。 前記シリ コ ン基板 2 には、 前述の平板状の可動板 5 と、 この可動板 5 の中心位置でシ リ コ ン基板 2 に対して基板上下方向に 揺動可能に可動板 5 を軸支する、 本発明の特徴である導電性を有す る ト一シ ョ ンバ一 6 , 6 とが異方性エッチングによって一体形成さ れる。 前記 トーシ ョ ンバ一 6， 6の構成については、 第 2図を参照 しながら後で詳述する。

前記可動板 5 の上面周縁部には、 通電によ り磁界を発生する銅薄 膜の駆動コイルとしての平面コイル 7及び電極端子 31が電铸コイル 法等を用いて形成されている。 可動板 5の平面コイル 7で囲まれる 上面中央部には、 反射鏡としての全反射ミ ラー 8がアル ミ ニウム蒸 着によ り形成されている。 シ リ コ ン基板 2の ト ー シ ヨ ンバー 6， 6 の側方上面には、 トーシヨ ンバ一 6 , 6の部分を介して平面コイル 7の電極端子 31と電気的に接続する一対の電極端子 9 , 9が電铸コ ィル法等で形成されている。

上側及び下側ガラス基板 3 , 4の図中左右側には、 前記 トーシ ョ ンバー 6 , 6の軸方向と平行な可動板 5の対辺の平面コィル 7部分 に静磁界を作用させる互いに対をなす円形状の永久磁石 10A, 10B と 11A, 11 Bが設けられている。 互いに対をなす永久磁石 10A, 10 Bは、 例えば下側が N極、 上側が S極となるよう設けられ、 互いに 対をなす永久磁石 11A, 11 Bは、 逆に下側が S極、 上側が N極とな るよう設けられる。 こ こで、 前記永久磁石 10A, 10Bと 11A, 11 B が静磁界発生手段に相当する。

次に、 本発明の特徴である前記トーシヨ ンバ一 6 , 6 について第 2図を参照して詳述する。 尚、 各 トーシヨ ンバ一 6 , 6部分は同様 の構成であるので、 ここでは、 一方の トーシヨ ンバー部分について 説明する。

本実施例の トーシヨ ンバー 6部分は、 P型不純物、 例えば硼素が 高濃度に拡散されて トーンヨ ンバー 6全体が導電性を有している。 そして、 この導電性の トーシヨ ンバー 6の半導体基板 2側端部付近 には、 図中破線で示す導電領域内に、 外部電源 （図示せず） に電気 的に接続するための電極端子 9が形成される。 また、 卜—シ ヨ ンバ 一 6の可動板 5側端部付近には、 図中破線で示す導電領域内に、 可 動板 5上の平面コイル 7に電気的に接続するための電極端子 31が形 成されている。

かかる構成において、 平面コイル 7は、 導電性の ト 一 シ ヨ ンバ— 6 を介して外部電源と電気的に接続されて電流が供給される。 そ し て、 例えば硼素の不純物濃度を約 10^{2 e}/ c m ³ とすれば、 前記 ト ー シ ョ ンバ一 6 の導電領域の体積抵抗率は約 10 ³Ω c mであり、 シ リ コ ンの真性半導体の体積抵抗率である 2.3 X 10⁵ に比べて極めて低 く 導電性が高いので、 十分に電流通路と して機能するこ とができる。 このように、 トーシヨ ンバー 6 を導電性にし、 トーン ヨ ンバー 6 自体を介して平面コイル 7 に電流を供給する構成とすれば、 ト一シ ヨ ンバー 6上に多結晶構造の金属配線パターンを設ける必要がな く なり、 トーシ ヨ ンバー 6 の捩じれ運動による金属配線の断線故障を な く すこ とができる。 そ して、 半導体基板は単結晶構造なので、 弾 性限界の範囲内の使用であれば寿命は半永久的である。 従って、 プ レーナ型ガルバノ ミ ラ一の寿命が延ばすこ とができ、 信頼性が向上 する。

尚、 本実施例のガルバノ ミ ラーの動作原理は、 従来と同様である ので、 こ こでは説明を省略する。

次に上記第 1 実施例のガルバノ ミ ラーの トーシ ョ ンバ一部分の製 造工程を、 第 2図を参照しながら説明する。

まず、 シ リ コ ン基板 101 の上下面を熱酸化して酸化膜 102 を形成 する （ a工程） 。

次に、 表面側の トーンヨ ンバー形成部分の酸化膜を除去して不純 物拡散用の穴 103 を形成し （ b工程） 、 この穴から不純物の硼素を 高濃度に拡散して導電領域 104 を形成する （ c工程） 。

1100°Cで 1 時間熱酸化して導電領域 104 上に酸化膜を形成し （ d 工程） 、 更にその上にスパッ タ リ ングによって S i 02 膜を形成す る （ e工程） 。

次に、 裏面側にホ ト リ ソ グラフにより貫通穴のパター ンを形成し 貫通穴 105 部分の酸化膜をエッチング除去した後 （ f 工程） 、 貫通 穴 105 部分に異方性エッチングを行う。 これにより、 可動板 5部分 が形成されると共に、 P ⁺ エッチス ト ップ作用によ り導電領域 104 はェッチングされず、 導電領域 104 からなる導電性の ト一シ ヨ ンバ 一 6 も同時に形成される （工程 g ) 。 尚、 P型不純物と して硼素 （ B ) の代わりに、 アル ミ ニウム （ A 1 ) 、 ガリ ウム （ G a ) 或いは イ ンジウム （ I n ) 等を用いても P + エッチス ト ップ作用を利用す るこ とができる。 また、 P + エッチス ト ップ作用を利用せずに形成 する場合は、 P型不純物と して、 リ ン （ P ) 、 砒素 （A s ) 、 ア ン チモン （ S b ) 、 ビスマス （ B i ) 等を使用するこ とができる。

次に、 電極端子形成部分の酸化膜を除去してコ ンタ ク トホール 106 を形成する （ h工程） 。

次に、 表面側の酸化膜 102 上に、 従来公知の電铸コイル法によつ て平面コイル 7及び電極端子 9 , 31を形成する （工程 i ) 。

電铸コイル法は、 シリ コ ン基板 101 の表面側にニッケルのスパッ 夕を行ってニッケル層を形成し、 電解めつき又はスパッ 夕によ り銅 層を形成する。 次にポジ型のレジス トで平面コイル及び電極端子に 相当する部分をマスク し、 銅エッチング、 ニッケルエッチングを順 次行い、 エッチング後、 レジス トを除去し、 更に、 銅電解めつ きを 行ってニッケル層の全周を銅で覆い平面コィル及び電極端子に相当 する銅層を形成する。 次に、 銅層を除いた部分にネガ型のメ ツキレ ジス トを塗布した後、 銅電解めつきを行って銅層を厚く して、 平面 コイル及び電極端子を形成する。

次に、 2層目の平面コイルと絶縁するため、 例えば感光性ポリ イ ミ ド等の絶縁層 107 を形成する。 この絶縁層 107 は、 電極端子部と 1 層目 と 2層目とのコイル接続部を除いて形成する （ j工程） 。 次に、 前記絶縁層 107 の上に、 再度電铸コイル法によって 2層目 の平面コイルを形成し （ k工程） 、 その上に感光性ポリ イ ミ ド等の 絶縁層 107 を形成する （ 1 工程） 。

その後は、 可動板 5の上面中央部にアル ミ ニウム蒸着によ り全反 射ミ ラー 8 を形成し、 シ リ コ ン基板の上下面に上側ガラス基板 3 と 下側ガラス基板 4 をそれぞれ陽極接合によって結合し、 上下のガラ ス基板 3， 4 の所定位置に永久磁石を取付ける。

次に、 2軸のガルバノ ミ ラーに適用 した本発明の第 2実施例につ いて説明する。

上記第 1 実施例の 1 軸のガルバノ ミ ラーの場合は、 トーシ ョ ンバ —部分に 1 本の配線があれば足りるが、 2軸のガルバノ ミ ラーでは、 ト 一 シ ヨ ンバ一部分に 2本の配線を必要とする。

第 4 図及び第 5図に本発明の電磁ァクチユエ一夕 と して 2軸構造 のガルバノ ミ ラーに適用 した第 2実施例の構成を示す。 尚、 第 1 実 施例と同一要素には同一符号を付してある。

第 4図において、 2軸のガルバノ ミ ラ一 2 0 では、 シ リ コ ン基板 2の可動板 5力 枠状の外側可動板 5 Aと平板状の内側可動板 5 B とで構成される。 外側可動板 5 Aは、 第 1 の トーシ ヨ ンバー 6 A , 6 Aでシ リ コ ン基板 2に軸支される。 内側可動板 5 Bは、 前記第 1 の ト ー シ ヨ ンバー 6 B , 6 B と互いに直交形成された第 2 の ト 一 シ ョ ンバ一 6 B , 6 Bで外側可動板 5 Aに軸支される。 外側可動板 5 A上面には、 第 1 の トーシ ヨ ンバー 6 Aの一方の部分を介してシ リ コ ン基板 2上の一対の外側電極端子 9 A , 9 Aに電気的に接続する 電極端子 31及び第 1 の駆動コイルと しての平面コイル 7 A (図では 電極端子近傍を除いて模式的に 1 本線で示す） が設けられている。 また、 内側可動板 5 B上面には、 第 2の トーシ ヨ ンバー 6 Bの一方 から外側可動板 5 A部分を通り、 第 1 の トー ン ヨ ンバー 6 Aの他方 側を介してシ リ コ ン基板 2上の内側電極端子 9 B , 9 Bに電気的に 接続する電極端子 41及び第 2の駆動コィルと しての平面コイル 7 B (図では電極端子近傍を除いて模式的に 1 本線で示す） が設けられ る と共に、 中央部に全反射 ミ ラー 8が形成される。 尚、 内側可動板 5 Bの平面コイル 7 Bに第 2の トーシ ョ ンバー 6 Bを介して接続す る外側可動板 5 A部分のコイル配線端部に、 電極端子 42が形成され る

また、 本実施例の 2軸構造の場合には、 上側及び下側ガラ ス基板 3 , 4 には、 2個づっ対となったそれぞれ 8個づつの静磁界発生手 段と しての永久磁石 10A〜13Aと 10B〜13Bが図示のよう に配置さ れる。 永久磁石 10A, 10B と 11A, 11 Bは、 外側可動板駆動用の磁 界を発生させる ものであり、 永久磁石 12A, 12B と 13A, 13Bは、 内側可動板駆動用の磁界を発生させる ものである。

第 5 図に第 2実施例の前記第 1 及び第 2の ト一シ ョ ンバ一 6 A, 6 B部分の構成を示し説明する。 尚、 各 トー ン ヨ ンバ一 6 A, 6 B 部分は同様の構成であるので、 こ こでは、 外側可動板 5 A側の平面 コイ ル 7 Aと電極端子 9 Aを接続する ト 一 シ ヨ ンバー部分について 説明する。

第 5図に示すように、 トーンヨ ンバ一 6 A部分に、 図の一点鎖線 で示すように、 間隔を設けて平行に互いに絶縁して 2つの不純物拡 散による導電領域 104 , 104 を形成する。

この場合、 約 300 〃 mの幅の トーンヨ ンバー 6 Aに対して、 各導 電領域 104 , 104 の幅は約 50 m程度あればよ く、 半導体製造技術 における素子間分離技術によって 2つの導電領域 104 ， 104 を互い に絶縁するのは可能であり、 何ら支障はな く 実現できる。

かかる構成によ り、 第 1 実施例と同様に、 プレーナ型ガルバノ ミ ラ ーの寿命を延ばし信頼性を向上できる。

尚、 内側可動板 5 B側の平面コイル 7 Bを外側可動板 5 A上のコ ィル配線に接続する第 2の トーシヨ ンバー 6 B部分は、 第 5図にお いて、 電極端子 9 Aが電極端子 42に代わり、 電極端子 31が電極端子 41に代わり、 平面コイル 7 Aが平面コイル 7 Bに代わるだけである また、 第 6図に示す第 3実施例のように ト 一 シ ヨ ンバ—部分を構 成してもよい。 即ち、 トーン ヨ ンバ一 6 Aの中間部分を貫通させて、 互いに近接 した 2本の ト一シ ヨ ンバ一 6 a , 6 b に分割構成し、 各 卜ーシ ヨ ン バ ー 6 a ， 6 bを、 第 2図に示す第 1 実施例と同様に、 全体に不純 物を拡散させて導電領域とする。

この場合は、 トーショ ンバ一力 1 本の構造とは ト一ショ ン ノく一に よるバネ反力特性が異なり、 磁気力とバネ反力との関係が 1 本の場 合と異なるが、 ガルバノ ミ ラ一と して動作させるのには何ら影響は な く 、 第 1 及び第 2実施例と同様にコイルの断線防止効果を有し、 プレーナ型ガルバノ ミ ラーの寿命を延ばし信頼性を向上できる。 尚、 1 軸のガルバノ ミ ラーの場合も、 第 5 図に示すように、 ト一 シ ョ ンバ ー 6の一部に不純物拡散による導電領域を形成するように してもよいこ とを言う までもない。 また、 各永久磁石を他の固定部 に取り付けるようにすれば、 上側及び下側のガラス基板 3 , 4 は必 ずしも必要ではない。

本実施例では、 電磁ァクチユ エ 一夕 と してプレーナ型ガルバノ ミ ラーに適用 した例を示したが、 前述したプレーナ型電磁リ レーや光 検出装置等の電磁ァ クチユエ一夕についても適用できるこ とは言う までもない。

以上のように本発明によれば、 トーシ ヨ ンバー部分を導電性と し て、 トーシヨ ンバーの導電領域を介して外部電源と駆動コイルとを 電気的に接続する構成と したので、 トーシヨ ンバーの捩じれ運動の 繰り返しによるコイル通電用配線の断線故障を防止でき、 プレーナ 型の電磁ァクチユエ一夕の耐久性及び信頼性を向上できる。

〔産業上の利用可能性〕

本発明は、 この種の超小型のプレ一ナ型電磁ァクチユエ一夕の耐 久性を向上でき、 この種のプレーナ型電磁ァクチユエ一夕を応用す る機器の寿命及び信頼性を向上でき、 産業上の利用可能性が大であ る。

Claims

請 求 の 範 囲

( 1 ) 半導体基板に、 可動板と該可動板を前記半導体基板に対して 揺動可能に軸支する トーシ ョ ンバーと一体形成し、 前記可動板の周 縁部に設けた駆動コイルと、 該駆動コイルに静磁界を与える磁界発 生手段とを備え、 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板を駆動する構成の電磁ァクチユエ—タにお いて、 前記 トーシ ヨ ンバーの少な く と も一部を導電性に形成し、 こ の導電領域を介して外部電源と駆動コイルとを電気的に接続する構 成と したこ とを特徴とする電磁ァクチユエ一夕。

( 2 ) 前記 トーシ ョ ンバ一全体を導電性と した請求項 1 記載の電磁 ァクチユエ一夕。

( 3 ) 前記可動板の駆動コイルで囲まれる中央部に反射鏡を設けて 構成されるガルバノ ミ ラーである請求項 1 記載の電磁ァクチユエ一 夕。

( 4 ) 前記可動板が、 枠状の外側可動板と平板状の内側可動板とか らなり、 前記 トー ン ヨ ンバーが、 半導体基板に前記外側可動板を軸 支する第 1 の 卜ー シ ョ ンバーと該第 1 の トーシ ョ ンバーと軸方向が 直交し前記外側可動板の内側に前記内側可動板を軸支する第 2の ト ー シ ョ ンバ一とからなり、 前記外可動板の上面に第 1 の駆動コ イ ル を設け、 前記内側可動板の上面周縁部に第 2の駆動コイルを設ける と共に当該第 2の駆動コイルで囲まれた内側可動板中央部に前記反 射鏡を設けて構成したガルバノ ミ ラ一である請求項 3記載の電磁ァ クチユエ一夕。

( 5 ) 前記第 1 及び第 2の トーシ ヨ ンバ一は、 互いに近接し且つ電 気的に絶縁された全体を導電性と した 2本に分割構成される請求項 4 記載の電磁ァクチユエ一夕。

( 6 ) トーシ ヨ ンバー形成部分を除いて半導体基板の下面から上面 に向けて異方性エッチングによ り貫通させて半導体基板に揺動可能 に軸支される可動板を形成する工程と、 可動板上面周囲に駆動コィ ルを形成する工程と、 駆動コイルに静磁界を与える磁界発生手段を 固定する工程を備えた電磁ァクチユエ一夕の製造方法において、 ト ーシ ョ ンバー形成部分の少な く と も一部に P型不純物を高濃度に拡 散して導電領域を形成した後、 前記異方性ェッチ ングによ り可動板 を形成し、 駆動コイルを形成する際に、 同時に前記導電領域の両端 部に、 当該導電領域を外部電源側と駆動コイル側にそれぞれ接続す るための電極端子部を形成するようにしたこ とを特徴とする電磁ァ クチユエ一夕の製造方法。

( 7 ) 前記 P型不純物が、 硼素、 アルミ ニウム、 ガリ ウム及びイ ン ジゥムのいずれか 1 つである請求項 6記載の電磁ァクチユエ一夕の 製造方法。

( 8 ) 駆動コイルで囲まれた可動板中央部に反射鏡を形成する工程 を備えてなる請求項 6記載の電磁ァクチユエ一夕の製造方法。