(57)【要約】【課題】  効率よく製造するのに適したマイクロ可動素子および光スイッチング装置を提供すること。【解決手段】  本発明のマイクロ可動素子Ｘは、例えば、フレーム、揺動動作可能な可動部、当該フレームおよび可動部を連結する捩れ連結部、並びに、揺動動作のための駆動力を発生させるためのアクチュエータ、を各々が備える複数のマイクロ可動ユニットが各々において一体的に形成されている複数のマイクロ可動基板１０と、内部配線構造を有するパッケージベース２０と、マイクロ可動基板１０における一のマイクロ可動ユニットおよびパッケージベース２０の間に介在し、当該一のマイクロ可動ユニットのアクチュエータおよび内部配線構造を電気的に各々が接続する、複数の導電連絡部３０と、を備える。本発明の光スイッチング装置は、例えばこのようなマイクロ可動素子Ｘを複数備える。【選択図】  図１５
2006300976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム、揺動動作可能な可動部、当該フレームおよび可動部を連結する捩れ連結部、並びに、前記揺動動作のための駆動力を発生させるためのアクチュエータ、を備えるマイクロ可動ユニットが形成されているマイクロ可動基板と、
内部配線構造を有するパッケージベースと、
前記マイクロ可動基板における前記マイクロ可動ユニットおよび前記パッケージベースの間に介在し、前記アクチュエータおよび前記内部配線構造を電気的に接続する、導電連絡部と、を備えるマイクロ可動素子。
【請求項２】
フレーム、揺動動作可能な可動部、当該フレームおよび可動部を連結する捩れ連結部、並びに、前記揺動動作のための駆動力を発生させるためのアクチュエータ、を各々が備える複数のマイクロ可動ユニットが一体的に形成されているマイクロ可動基板と、
内部配線構造を有するパッケージベースと、
前記マイクロ可動基板における一のマイクロ可動ユニットおよび前記パッケージベースの間に介在し、当該一のマイクロ可動ユニットの前記アクチュエータおよび前記内部配線構造を電気的に各々が接続する、複数の導電連絡部と、を備えるマイクロ可動素子。
【請求項３】
フレーム、揺動動作可能な可動部、当該フレームおよび可動部を連結する捩れ連結部、並びに、前記揺動動作のための駆動力を発生させるためのアクチュエータ、を各々が備える複数のマイクロ可動ユニットが各々において一体的に形成されている複数のマイクロ可動基板と、
内部配線構造を有するパッケージベースと、
前記マイクロ可動基板における一のマイクロ可動ユニットおよび前記パッケージベースの間に介在し、当該一のマイクロ可動ユニットの前記アクチュエータおよび前記内部配線構造を電気的に各々が接続する、複数の導電連絡部と、を備えるマイクロ可動素子。
【請求項４】
前記パッケージベースにおいて前記マイクロ可動基板が固定されている側の表面の平面度は５０μｍ以下である、請求項１から３のいずれか一つに記載のマイクロ可動素子。
【請求項５】
前記複数の導電連絡部の高さばらつきは１０μｍ以下である、請求項２から４のいずれか一つに記載のマイクロ可動素子。
【請求項６】
前記導電連絡部は、複数の導電経路を有する、請求項１から５のいずれか一つに記載のマイクロ可動素子。
【請求項７】
単一のマイクロ可動基板における前記複数の可動部は、ｍ行かつｎ列をなして、行方向に等ピッチで、これと共に又はこれに代えて、列方向に等ピッチで、配列し、ｍは自然数であり、ｎは２以上の整数である、請求項２から６のいずれか一つに記載のマイクロ可動素子。
【請求項８】
前記複数のマイクロ可動基板は、ｐ行かつｑ列をなして配列し、ｐは自然数であり、ｑは２以上の整数である、請求項３から７のいずれか一つに記載のマイクロ可動素子。
【請求項９】
前記複数のマイクロ可動基板は相互に離隔し、隣り合う二つのマイクロ可動基板間で最も近い二つの可動部の離隔距離は、単一マイクロ可動基板内での当該離隔方向における前記可動部の配設ピッチの整数倍である、請求項８に記載のマイクロ可動素子。
【請求項１０】
前記請求項１から９のいずれか一つに記載のマイクロ可動素子を複数備える光スイッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揺動動作可能な部位を有する例えばマイクロミラー素子やジャイロセンサなどのマイクロ可動素子、および、マイクロミラー素子として構成されたマイクロ可動素子を備える光スイッチング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な技術分野において、マイクロマシニング技術により形成される微小構造を有する素子の応用化が図られている。例えば光通信技術の分野においては、光反射機能を有する微小なマイクロミラー素子が注目されている。例えばセンシング技術の分野においては、慣性センサ、カーナビ、車載エアバッグ、ロボットの姿勢制御、およびカメラの手ぶれ防止などの用途の微小なジャイロセンサが注目されている。
【０００３】
光通信においては、光ファイバを媒体として光信号が伝送され、また、光信号の伝送経路を或るファイバから他のファイバへと切り換えるべく、一般に、いわゆる光スイッチング装置が使用される。良好な光通信を達成するうえで光スイッチング装置に求められる特性としては、切り換え動作における、大容量性、高速性、高信頼性などが挙げられる。これらの観点より、光スイッチング装置としては、マイクロマシニング技術により作製されるマイクロミラー素子を組み込んだものに対する期待が高まっている。マイクロミラー素子によると、光スイッチング装置における入力側の光伝送路と出力側の光伝送路との間で、光信号を電気信号に変換せずに光信号のままでスイッチング処理を行うことができ、上掲の特性を得るうえで好適だからである。マイクロマシニング技術については、例えば下記の特許文献１〜３に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１９０００７号公報
【特許文献２】特開平１０−２７０７１４号公報
【特許文献３】特開２０００−３１５０２号公報
【０００５】
図１７は、一般的な光スイッチング装置６０の概略構成を表す。光スイッチング装置６０は、一対のマイクロミラーアレイ６１，６２と、複数のマイクロレンズ６３，６４とを備え、入力ファイバアレイ７１と出力ファイバアレイ７２との間に配設されたものである。入力ファイバアレイ７１は所定数の入力ファイバ７１ａからなり、マイクロミラーアレイ６１には、各入力ファイバ７１ａに対応するマイクロミラーユニット６１ａが複数配設されている。同様に、出力ファイバアレイ７２は所定数の出力ファイバ７２ａからなり、マイクロミラーアレイ６２には、各出力ファイバ７２ａに対応するマイクロミラーユニット６２ａが複数配設されている。マイクロミラーユニット６１ａ，６２ａは、各々、光を反射するためのミラー面を有して揺動動作可能な可動部と、当該可動部の揺動動作のための駆動力を発生させるためのアクチュエータとを備え、可動部のミラー面の向きを制御できるように構成されている。複数のマイクロレンズ６３は、各々、入力ファイバ７１ａの端部に対向するように配置されている。同様に、複数のマイクロレンズ６４は、各々、出力ファイバ７２ａの端部に対向するように配置されている。
【０００６】
光伝送時において、入力ファイバ７１ａから出射される光Ｌ１は、対応するマイクロレンズ６３を通過することによって、相互に平行光とされ、マイクロミラーアレイ６１へ向かう。光Ｌ１は、対応するマイクロミラーユニット６１ａにおけるミラー面で反射し、マイクロミラーアレイ６２へと偏向される。このとき、マイクロミラーユニット６１ａのミラー面は、光Ｌ１を所望のマイクロミラーユニット６２ａに入射させるように、予め所定の方向を向いている。次に、光Ｌ１は、マイクロミラーユニット６２ａにおけるミラー面で反射し、出力ファイバアレイ７２へと偏向される。このとき、マイクロミラーユニット６２ａのミラー面は、所望の出力ファイバ７２ａに光Ｌ１を入射させるように、予め所定の方向を向いている。
【０００７】
このように、光スイッチング装置６０によると、各入力ファイバ７１ａから出射した光Ｌ１は、マイクロミラーアレイ６１，６２における偏向によって、所望の出力ファイバ７２ａに到達する。すなわち、入力ファイバ７１ａと出力ファイバ７２ａは１対１で光学的に接続される。そして、マイクロミラーユニット６１ａ，６２ａにおける偏向角度を適宜変更することによって、光Ｌ１が到達する出力ファイバ７２ａが切り換えられる。
【０００８】
図１８は、他の一般的な光スイッチング装置８０の概略構成を表す。光スイッチング装置８０は、マイクロミラーアレイ８１と、固定ミラー８２と、複数のマイクロレンズ８３とを備え、入出力ファイバアレイ９０に対応して配設されたものである。入出力ファイバアレイ９０は所定数の入力ファイバ９１および所定数の出力ファイバ９２からなり、マイクロミラーアレイ８１には、各ファイバ９１，９２に対応するマイクロミラーユニット８１ａが複数配設されている。マイクロミラーユニット８１ａは、各々、光を反射するためのミラー面を有して揺動動作可能な可動部と、当該可動部の揺動動作のための駆動力を発生させるためのアクチュエータとを備え、可動部のミラー面の向きを制御できるように構成されている。複数のマイクロレンズ８３は、各々、各ファイバ９１，９２の端部に対向するように配置されている。
【０００９】
光伝送時において、入力ファイバ９１から出射された光Ｌ２は、マイクロレンズ８３を介してマイクロミラーアレイ８１に向かって出射する。光Ｌ２は、対応する第１のマイクロミラーユニット８１ａにおけるミラー面で反射されることによって固定ミラー８２へと偏向され、固定ミラー８２で反射された後、第２のマイクロミラーユニット８１ａに入射する。このとき、第１のマイクロミラーユニット８１ａのミラー面は、光Ｌ２を所望の第２のマイクロミラーユニット８１ａに入射させるように、予め所定の方向を向いている。次に、光Ｌ２は、第２のマイクロミラーユニット８１ａにおけるミラー面で反射されることによって、入出力ファイバアレイ９０へと偏向される。このとき、第２のマイクロミラーユニット８１ａのミラー面は、光Ｌ２を所望の出力ファイバ９２に入射させるように、予め所定の方向を向いている。
【００１０】
このように、光スイッチング装置８０によると、各入力ファイバ９１から出射した光Ｌ２は、マイクロミラーアレイ８１および固定ミラー８２における偏向によって、所望の出力ファイバ９２に到達する。そして、第１および第２のマイクロミラーユニット８１ａにおける偏向角度を適宜変更することによって、光Ｌ２が到達する出力ファイバ９２が切り換えられる。
【００１１】
従来の光スイッチング装置においては、一般に、マイクロミラーアレイは、一枚の基板(マイクロミラー基板)内に複数のマイクロミラーユニットが一体的に形成されてなり、配線基板上に固定されたうえで、当該配線基板を介してパッケージベースに搭載されている。配線基板のマイクロミラー基板側の表面には、基板周縁部に配された所定数の電極パッド（第１の電極パッド）を含む配線パターンが形成されており、当該配線パターンは、マイクロミラー基板内の各マイクロミラーユニットのアクチュエータと電気的に接続されている。また、パッケージベースは、マイクロミラー基板側ないし配線基板側の表面に形成された所定数の電極パッド（第２の電極パッド）を含む所定の配線構造を有し、当該配線構造と、配線基板の配線パターンとは、第１の電極パッドと第２の電極パッドとの間のワイヤボンディングにより電気的に接続されている。このようなマイクロミラー基板、配線基板、およびパッケージベースは、マザーボードなどに実装される一のマイクロミラー素子を構成する。
【００１２】
このような従来の光スイッチング装置ないし従来のマイクロミラー素子においては、光通信網が大規模化してファイバ数が増加するほど、単一のマイクロミラー基板内に形成すべきマイクロミラーユニットないしミラー面付き可動部の数が増加する。可動部の数が増加するほど、全ての可動部を駆動するために必要な配線基板上の配線パターンについて、引き回し態様が複雑化し、配線基板は大型化する傾向にある。配線パターンの引き回し態様の複雑化および配線基板の大型化は、マイクロミラー素子したがって光スイッチング装置を特にコスト上効率よく製造するうえで好ましくない。加えて、可動部の数が増加するほど、配線基板における上述の第１の電極パッドの数が増加し、パッケージベースにおける上述の第２の電極パッドの数が増加し、従って、第１の電極パッドと第２の電極パッドとをワイヤボンディングにより接続する工数も増加する。ワイヤボンディング工数の増加は、歩留まりよくマイクロミラー素子ないし光スイッチング装置を製造するうえで好ましくない。このように、従来の技術は、マイクロミラー素子や光スイッチング装置を効率よく製造するのに困難性を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、以上のような事情の下で考え出されたものであり、効率よく製造するのに適したマイクロ可動素子および光スイッチング装置を提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の側面によるとマイクロ可動素子が提供される。このマイクロ可動素子は、フレーム、少なくとも部分的な振動を伴って又は伴わずに揺動動作可能な可動部、当該フレームおよび可動部を連結する捩れ連結部、並びに、揺動動作のための駆動力を発生させるためのアクチュエータ、を備えるマイクロ可動ユニットが形成されているマイクロ可動基板と、内部配線構造を有するパッケージベースと、マイクロ可動基板における前記マイクロ可動ユニットおよびパッケージベースの間に介在し、アクチュエータおよび内部配線構造を電気的に接続する、導電連絡部と、を備える。本マイクロ可動素子は、可動部を機能的に揺動動作させるための例えばマイクロミラー素子などのマイクロ揺動素子として構成してもよいし、可動部の変位量を検出するための例えばジャイロセンサなどのマイクロ検出素子として構成してもよい。
【００１５】
本マイクロ可動素子においては、マイクロ可動基板とパッケージベースとの間には配線基板は介在しない。マイクロ可動基板は、当該マイクロ可動基板におけるマイクロ可動ユニットとパッケージベースとの間に介在する例えば導電連絡部を介してパッケージベースに対して固定されている。導電連絡部は、マイクロ可動基板に形成されているマイクロ可動ユニットのアクチュエータとパッケージベースの内部配線構造とを電気的に接続する機能をも担い、例えば、アクチュエータと電気的に接続してマイクロ可動基板表面に設けられた電極パッド（第１の電極パッド）と、内部配線構造と電気的に接続してパッケージベース表面に設けられた電極パッド（第２の電極パッド）とに接合する導電性バンプである。そのため、本マイクロ可動素子の製造過程では、配線基板表面に配線パターンを引き回す必要はなく、且つ、上述の第１の電極パッドと第２の電極パッドとを電気的に接合するうえでワイヤボンディングを行う必要はない。したがって、本マイクロ可動素子は、効率よく製造するのに適しているのである。
【００１６】
本発明の第２の側面によるとマイクロ可動素子が提供される。このマイクロ可動素子は、フレーム、少なくとも部分的な振動を伴って又は伴わずに揺動動作可能な可動部、当該フレームおよび可動部を連結する捩れ連結部、並びに、揺動動作のための駆動力を発生させるためのアクチュエータ、を各々が備える複数のマイクロ可動ユニットが一体的に形成されているマイクロ可動基板と、内部配線構造を有するパッケージベースと、マイクロ可動基板におけるマイクロ可動ユニットおよびパッケージベースの間に介在し、当該一のマイクロ可動ユニットのアクチュエータおよび内部配線構造を電気的に各々が接続する、複数の導電連絡部と、を備える。本マイクロ可動素子は、各可動部を機能的に揺動動作させるための例えばマイクロミラー素子などのマイクロ揺動素子として構成してもよいし、各可動部の変位量を検出するための例えばジャイロセンサなどのマイクロ検出素子として構成してもよい。
【００１７】
本マイクロ可動素子においては、マイクロ可動基板とパッケージベースとの間には配線基板は介在しない。マイクロ可動基板は、当該基板とパッケージベースとの間に介在する例えば複数の導電連絡部を介してパッケージベースに対して固定されている。各導電連絡部は、マイクロ可動基板に形成されている一のマイクロ可動ユニットとパッケージベースとの間に介在して当該一のマイクロ可動ユニットのアクチュエータとパッケージベースの内部配線構造とを電気的に接続する機能をも担い、例えば、アクチュエータと電気的に接続してマイクロ可動基板表面に設けられた電極パッド（第１の電極パッド）と、内部配線構造と電気的に接続してパッケージベース表面に設けられた電極パッド（第２の電極パッド）とに接合する導電性バンプである。そのため、本マイクロ可動素子の製造過程では、配線基板表面に配線パターンを引き回す必要はなく、複雑な配線パターンをパッケージベース表面に引き回す必要はなく、且つ、上述の第１の電極パッドと第２の電極パッドとを電気的に接合するうえで多数のワイヤボンディングを行う必要はない。したがって、本マイクロ可動素子は、効率よく製造するのに適しているのである。効率よく製造するのに好適であることは、マイクロ可動基板に形成されるマイクロ可動ユニットの数が増加するほど顕著となる。
【００１８】
本発明の第３の側面によるとマイクロ可動素子が提供される。このマイクロ可動素子は、フレーム、少なくとも部分的な振動を伴って又は伴わずに揺動動作可能な可動部、当該フレームおよび可動部を連結する捩れ連結部、並びに、揺動動作のための駆動力を発生させるためのアクチュエータ、を各々が備える複数のマイクロ可動ユニットが各々において一体的に形成されている複数のマイクロ可動基板と、内部配線構造を有するパッケージベースと、マイクロ可動基板における一のマイクロ可動ユニットおよびパッケージベースの間に介在し、当該一のマイクロ可動ユニットのアクチュエータおよび内部配線構造を電気的に各々が接続する、複数の導電連絡部と、を備える。本マイクロ可動素子は、各可動部を機能的に揺動動作させるための例えばマイクロミラー素子などのマイクロ揺動素子として構成してもよいし、各可動部の変位量を検出するための例えばジャイロセンサなどのマイクロ検出素子として構成してもよい。
【００１９】
本マイクロ可動素子においては、各マイクロ可動基板とパッケージベースとの間には配線基板は介在しない。各マイクロ可動基板は、当該基板とパッケージベースとの間に介在する例えば複数の導電連絡部を介してパッケージベースに対して固定されている。各導電連絡部は、マイクロ可動基板に形成されている一のマイクロ可動ユニットとパッケージベースとの間に介在して当該一のマイクロ可動ユニットのアクチュエータとパッケージベースの内部配線構造とを電気的に接続する機能をも担い、例えば、アクチュエータと電気的に接続してマイクロ可動基板表面に設けられた電極パッド（第１の電極パッド）と、内部配線構造と電気的に接続してパッケージベース表面に設けられた電極パッド（第２の電極パッド）とに接合する導電性バンプである。そのため、本マイクロ可動素子の製造過程では、配線基板表面に配線パターンを引き回す必要はなく、複雑な配線パターンをパッケージベース表面に引き回す必要はなく、且つ、上述の第１の電極パッドと第２の電極パッドとを電気的に接合するうえで多数のワイヤボンディングを行う必要はない。したがって、本マイクロ可動素子は、効率よく製造するのに適しているのである。効率よく製造するのに好適であることは、マイクロ可動基板に形成されるマイクロ可動ユニットの数が増加するほど顕著となる。
【００２０】
本発明の第１から第３の側面において、好ましくは、パッケージベースの主要構成材料はセラミックスである。このような構成は、パッケージベースに要求される剛性や絶縁性などを確保するうえで好適である。
【００２１】
本発明の第１から第３の側面では、パッケージベースにおいてマイクロ可動基板が固定されている側の表面の平面度は５０μｍ以下であるのが好ましい。このような構成によると、パッケージベースに対してマイクロ可動基板を適切に搭載することができる。
【００２２】
本発明の第２および第３の側面において、好ましくは、複数の導電連絡部の高さばらつきは１０μｍ以下である。このような構成によると、パッケージベースに対してマイクロ可動基板を適切に搭載することができる。
【００２３】
本発明の第１から第３の側面において、好ましくは、導電連絡部はマイクロ可動基板を固定支持する。例えば１または２以上の導電性バンプよりなる導電連絡部のみにより、マイクロ可動基板をパッケージベースに対して固定することが可能である。
【００２４】
本発明の第１から第３の側面において、好ましくは、導電連絡部は、複数の導電経路を有する。この場合、各導電経路は、例えば、積層した複数の導電バンプにより構成される。このような構成は、パッケージベースの内部配線構造および導電連絡部を介してのアクチュエータに対する電気的接続の不良を回避するうえで、好適である。
【００２５】
本発明の第１から第３の側面において、好ましくは、パッケージベースと協働して一または複数のマイクロ可動基板を封止するためのキャップ構造部を更に備え、当該キャップ構造部は、パッケージベースにおいて一または複数のマイクロ可動基板が設けられている領域を囲んでパッケージベースに接合された環壁と、当該一または複数のマイクロ可動基板に対向するリッドとを有する。このような構成は、マイクロ可動基板ないしマイクロ可動ユニットを気密封止するうえで、好適である。
【００２６】
好ましくは、リッドは、光が透過可能な透明部を有する。透明部は、９０％以上の光透過率を有するのが好ましい。透明部の表面には、光学的バンドパスフィルタが設けられているのが好ましい。このような構成は、本マイクロ可動素子をマイクロミラー素子として構成する場合に好適である。
【００２７】
好ましくは、環壁は、金属よりなるか、或は、表面に金属膜を有する。このような環壁は、他部材との接合を図るうえで好適な場合がある。
【００２８】
本発明の第１から第３の側面において、好ましくは、パッケージベースと電気的に接続した外部接続用のコネクタ構造部を更に備える。コネクタ構造部は、パッケージベースにおけるマイクロ可動基板と同じ側に配されてもよいし、パッケージベースにおけるマイクロ可動基板とは反対の側に配されてもよい。このような構成は、マイクロ可動素子とこれが搭載されるマザーボードなどとの間において良好な電気的接続を図るうえで、好適である。
【００２９】
本発明の第２および第３の側面において、好ましくは、単一のマイクロ可動基板における複数の可動部は、ｍ行かつｎ列をなして、行方向に等ピッチで、これと共に又はこれに代えて、列方向に等ピッチで、配列し、ｍは自然数であり、ｎは２以上の整数である。単一のマイクロ可動基板における複数の可動部は、このように規則的に配列しているのが好ましい。
【００３０】
本発明の第３の側面において、好ましくは、複数のマイクロ可動基板は、ｐ行かつｑ列をなして配列し、ｐは自然数であり、ｑは２以上の整数である。この場合、好ましくは、複数のマイクロ可動基板は相互に離隔し、隣り合う二つのマイクロ可動基板間で最も近い二つの可動部の離隔距離は、単一マイクロ可動基板内での当該離隔方向における可動部の配設ピッチの整数倍である。複数のマイクロ可動基板は、このように規則的に配列しているのが好ましい。
【００３１】
本発明の第４の側面によると光スイッチング装置が提供される。この光スイッチング装置は、上述の第１から第３の側面のいずれかに係るマイクロ可動素子を複数備える。上述のように、第１から第３の側面に係るマイクロ可動素子は、いずれも、効率よく製造するのに適する。したがって、本光スイッチング装置は、効率よく製造するのに適しているのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１から図３は、本発明に係るマイクロミラー素子Ｘを表す。図１および図２は、各々、マイクロミラー素子Ｘの上面図および下面図である。図３は、図１の線III-IIIに沿った断面図である。マイクロミラー素子Ｘは、マイクロミラー基板１０と、パッケージベース２０と、これらの間に介在する複数の導電連絡部３０と、キャップ部４０と、コネクタ５０とを備える。
【００３３】
マイクロミラー基板１０は、ＭＥＭＳ技術の一種であるバルクマイクロマシニング技術を利用して（具体的には、Deep Reactive Ion Etchingなどのドライエッチング技術、ウエットエッチング技術、薄膜形成技術、フォトリソグラフィなどを利用して）ＳＯＩウエハである材料基板に対して加工を施すことによって製造されたものであり、マイクロミラー基板１０には、同一設計寸法の合計９個のマイクロミラーユニットＵが一体的に形成されている。材料基板は、第１シリコン層（厚さは例えば１００μｍ）と、第２シリコン層（厚さは例えば１００μｍ）と、当該シリコン層間の絶縁層（厚さは例えば１μｍ）とからなる積層構造を有し、不純物のドープにより各シリコン層に所定の導電性が付与されたものである。各マイクロミラーユニットＵは、図１に加えて図４から図７に示すように、ミラー支持部１１と、内フレーム１２と、外フレーム１３と、一対の捩れ連結部１４と、一対の捩れ連結部１５と、櫛歯電極１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ，１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄとを備える。図の明確化の観点より、図４においては、第１シリコン層に由来して絶縁層より紙面手前方向に突き出る箇所について斜線ハッチングを付して表し、図５においては、第２シリコン層に由来して絶縁層より紙面手前方向に突き出る箇所、および、外フレーム１３における第１シリコン層由来部位について斜線ハッチングを付して表す。
【００３４】
ミラー支持部１１は、第１シリコン層に由来し、その表面には、光反射機能を有するミラー面１１ａが設けられている。ミラー面１１ａは、例えば、第１シリコン層上に成膜されたＣｒ層およびその上のＡｕ層よりなる積層構造を有する。また、ミラー支持部１１について図４に示す長さＷ１は例えば１００〜７００μｍである。このようなミラー支持部１１は、後述の内フレーム１２および捩れ連結部１４と共に本発明における可動部を構成する。
【００３５】
内フレーム１２は、図４から図７によく表れているように、第１シリコン層に由来する主部１２’と、第２シリコン層に由来するアイランド部１２Ａ，１２Ｂとを含み、ミラー支持部１１を囲む形状を有する。主部１２’とアイランド部１２Ａ，１２Ｂとの間には絶縁層が介在し、従って、主部１２’とアイランド部１２Ａ，１２Ｂとは電気的に分離している。アイランド部１２Ａ，１２Ｂは、構造的にも電気的にも互いに分離している。このようなフレーム１２について図４に示す長さＷ２は、例えば２０〜１００μｍである。
【００３６】
外フレーム１３は、図４から図７によく表れているように、第１シリコン層に由来する主部１３’と、第２シリコン層に由来するアイランド部１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄとを含み、内フレーム１２を囲む形状を有する。主部１３’とアイランド部１３Ａ〜１３Ｄとの間には絶縁層が介在し、従って、主部１３’とアイランド部１３Ａ〜１３Ｄとは電気的に分離している。アイランド部１３Ａ〜１３Ｄは、構造的にも電気的にも相互に分離している。図５に示すように、アイランド部１３Ａ〜１３Ｄ上には各々電極パッド１８Ａ〜１８Ｄが設けられている。また、図１に表れているように、９個のマイクロミラーユニットＵにおける外フレーム１３の主部１３’（第１シリコン層由来部位）は連続している。
【００３７】
一対の捩れ連結部１４は、各々、トーションバー１４ａからなる。各トーションバー１４ａは、第１シリコン層に由来し、例えば図６に示すように、ミラー支持部１１と内フレーム１２の主部１２’とに接続してこれらを連結する。トーションバー１４ａにより、ミラー支持部１１と主部１２’とは電気的に接続される。また、本実施形態では、トーションバー１４ａは、素子厚さ方向Ｈにおいてミラー支持部１１および主部１２’よりも薄肉である。このような一対の捩れ連結部１４ないし一対のトーションバー１４ａは、内フレーム１２に対するミラー支持部１１の相対的な揺動動作の揺動軸心Ａ１を規定する。揺動軸心Ａ１は、好ましくは、ミラー支持部１１の重心またはその近傍を通る。
【００３８】
一対の捩れ連結部１５は、各々、２本のトーションバー１５ａ，１５ｂからなる。各トーションバー１５ａは、第１シリコン層に由来し、例えば図７に示すように、内フレーム１２の主部１２’と外フレーム１３の主部１３’とに接続してこれらを連結する。トーションバー１５ａにより、主部１２’と主部１３’とは電気的に接続される。本実施形態では、トーションバー１５ａは、素子厚さ方向Ｈにおいて主部１２’，１３’よりも薄肉である。各トーションバー１５ｂは、第２シリコン層に由来する。一方のトーションバー１５ｂは、例えば図７に示すように、内フレーム１２のアイランド部１２Ａと外フレーム１３のアイランド部１３Ａとに接続してこれらを連結する。当該トーションバー１５ｂにより、アイランド部１２Ａとアイランド部１３Ａとは電気的に接続される。本実施形態では、当該トーションバー１５ｂは、素子厚さ方向Ｈにおいてアイランド部１２Ａ，アイランド部１３Ａよりも薄肉である。他方のトーションバー１５ｂは、例えば図７に示すように、内フレーム１２のアイランド部１２Ｂと外フレーム１３のアイランド部１３Ｂとに接続してこれらを連結する。当該トーションバー１５ｂにより、アイランド部１２Ｂとアイランド部１３Ｂとは電気的に接続される。本実施形態では、当該トーションバー１５ｂは、素子厚さ方向Ｈにおいてアイランド部１２Ｂ，１３Ｂよりも薄肉である。このような一対の捩れ連結部１５は、外フレーム１３に対する可動部（ミラー支持部１１，内フレーム１２，一対の捩れ連結部１４）の相対的な揺動動作の揺動軸心Ａ２を規定する。揺動軸心Ａ２は、好ましくは、可動部の重心またはその近傍を通る。
【００３９】
櫛歯電極１６Ａは、第１シリコン層に由来する複数の電極歯からなる。櫛歯電極１６Ａを構成する複数の電極歯は、例えば図４および図５に示すように、ミラー支持部１１から各々が延出し、相互に平行である。櫛歯電極１６Ｂは、第１シリコン層に由来する複数の電極歯からなる。櫛歯電極１６Ｂを構成する複数の電極歯は、例えば図４および図５に示すように、櫛歯電極１６Ａの櫛歯電極とは反対の側にミラー支持部１１から各々が延出し、相互に平行である。好ましくは、櫛歯電極１６Ａ，１６Ｂの各電極歯の延び方向と上述の揺動軸心Ａ１の延び方向とは直交する。このような櫛歯電極１６Ａ，１６Ｂは、ミラー支持部１１を介して電気的に接続されている。
【００４０】
櫛歯電極１６Ｃは、第１シリコン層に由来する複数の電極歯からなる。櫛歯電極１６Ｃを構成する複数の電極歯は、例えば図４および図５に示すように、内フレーム１２の主部１２’から各々が延出し、相互に平行である。櫛歯電極１６Ｄは、第１シリコン層に由来する複数の電極歯からなる。櫛歯電極１６Ｄを構成する複数の電極歯は、例えば図４および図５に示すように、櫛歯電極１６Ｃの櫛歯電極とは反対の側に主部１２’から各々が延出し、相互に平行である。好ましくは、櫛歯電極１６Ｃ，１６Ｄの各電極歯の延び方向と上述の揺動軸心Ａ２の延び方向とは直交する。このような櫛歯電極１６Ｃ，１６Ｄは、主部１２’を介して電気的に接続されている。
【００４１】
櫛歯電極１７Ａは、櫛歯電極１６Ａと協働して静電引力（駆動力）を発生させるための部位であり、第２シリコン層に由来する複数の電極歯からなる。櫛歯電極１７Ａを構成する複数の電極歯は、内フレーム１２のアイランド部１２Ａから各々が延出し、相互に平行であり且つ櫛歯電極１６Ａの電極歯に対しても平行である。一対の櫛歯電極１６Ａ，１７Ａは、マイクロミラーユニットＵにおける一のアクチュエータを構成する。
【００４２】
櫛歯電極１７Ｂは、櫛歯電極１６Ｂと協働して静電引力（駆動力）を発生させるための部位であり、第２シリコン層に由来する複数の電極歯からなる。櫛歯電極１７Ｂを構成する複数の電極歯は、内フレーム１２のアイランド部１２Ｂから各々が延出し、相互に平行であり且つ櫛歯電極１６Ｂの電極歯に対しても平行である。一対の櫛歯電極１６Ｂ，１７Ｂは、マイクロミラーユニットＵにおける一のアクチュエータを構成する。
【００４３】
櫛歯電極１７Ｃは、櫛歯電極１６Ｃと協働して静電引力（駆動力）を発生させるための部位であり、第２シリコン層に由来する複数の電極歯からなる。櫛歯電極１７Ｃを構成する複数の電極歯は、外フレーム１３のアイランド部１３Ｃから各々が延出し、相互に平行であり且つ櫛歯電極１６Ｃの電極歯に対しても平行である。一対の櫛歯電極１６Ｃ，１７Ｃは、マイクロミラーユニットＵにおける一のアクチュエータを構成する。
【００４４】
櫛歯電極１７Ｄは、櫛歯電極１６Ｄと協働して静電引力（駆動力）を発生させるための部位であり、第２シリコン層に由来する複数の電極歯からなる。櫛歯電極１７Ｄを構成する複数の電極歯は、外フレーム１３のアイランド部１３Ｄから各々が延出し、相互に平行であり且つ櫛歯電極１６Ｄの電極歯に対しても平行である。一対の櫛歯電極１６Ｄ，１７Ｄは、マイクロミラーユニットＵにおける一のアクチュエータを構成する。
【００４５】
以上のように、マイクロミラーユニットＵは、いわゆる２軸型の揺動素子として、マイクロミラー基板１０において構成されており、合計４つのアクチュエータを備える。本実施形態では、合計９個のマイクロミラーユニットＵが、３行かつ３列をなして行方向に等ピッチかつ列方向に等ピッチで配列している。
【００４６】
パッケージベース２０は、例えば図３に示すように第１面２０ａおよび第２面２０ｂを有し、内部に多層配線構造（図示略）を有する。第１面２０ａ上には、上述のマイクロミラーユニットＵごとに、図８に示すような配線パターン２１が形成されている。配線パターン２１は、電極パッド２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを含み、内部多層配線構造に対して電気的に接続されている。電極パッド２１ａ〜２１ｄは、各々、一のマイクロミラーユニットＵにおける電極パッド１８Ａ〜１８Ｄに対向する位置に配されている。加えて、第１面２０ａ上には、グラウンド接続用の合計４個の電極パッド（図示せず）が形成されている。当該グラウンド接続用電極パッドは、マイクロミラー基板１０における櫛歯電極１６Ａ，１６Ｂをグラウンド接続するための電気的経路の一部をなすものであり、パッケージベース２０の内部多層配線構造に対して電気的に接続されており、且つ、マイクロミラー基板１０における外フレーム１３の主部１３’と所定配線（図示せず）を介して電気的に接続されている。当該所定配線は、マイクロミラー基板１０内に形成されているのが好ましい。第２面２０ｂ上の中央部には、図９に示すように、合計４０個の電極パッド２２がマトリクス状に形成されている（図８，９は、異なる縮尺で表されている）。各電極パッド２２は、内部多層配線構造に対して電気的に接続されている。第１面２０ａ上の合計３６個の電極パッド２１ａ〜２１ｄおよび合計４個のグラウンド接続用電極パッドと、第２面２０ｂ上の４０個の電極パッド２２とは、上述の内部多層配線構造を介して１対１で電気的に接続されている。パッケージベース２０の厚さは例えば１〜２ｍｍである。
【００４７】
このようなパッケージベース２０の作製においては、まず、複数枚のセラミック基板（グリーンシート）に所定の配線パターンおよび導電プラグを形成する。各セラミック基板の表面に金属材料（例えばＡｕ，Ａｌ）を成膜した後にこれをパターニングすることにより、所定の配線パターンを形成することができる。各セラミック基板の所定箇所に貫通孔を形成した後に当該貫通孔に導電ペーストを充填することにより、所定の導電プラグを形成することができる。次に、このようにして配線パターンおよび導電プラグが形成された複数のセラミック基板を積層した後に焼成する。次に、当該積層体において上述のマイクロミラー基板１０が搭載されることとなる側の表面（第１面２０ａ）を研磨処理する。当該研磨処理は、当該表面の平面度が５０μｍ以下となるまで行う。次に、第１面２０ａに、金属材料（例えばＡｕ，Ａｌ）を成膜した後にこれをパターニングすることによって、マイクロミラーユニットＵごとの上述の配線パターン２１およびグラウンド接続用電極パッドを形成する。次に、第２面２０ｂ上に、金属材料（例えばＡｕ，Ａｌ）を成膜した後にこれをパターニングすることによって、上述の４０個の電極パッド２２を形成する。以上のようにして、本実施形態のパッケージベース２０を作製することができる。
【００４８】
導電連絡部３０は、例えば図３に示すようにマイクロミラー基板１０およびパッケージベース２０の間に介在し、マイクロミラー基板１０に形成されたマイクロミラーユニットＵにおける一のアクチュエータ（対向する一対の櫛歯電極よりなる）と、パッケージベース２０の配線構造とを電気的に接続するためのものである。また、導電連絡部３０は、パッケージベース２０に対してマイクロミラー基板１０を固定する機能、および、マイクロミラー基板１０とパッケージベース２０との間に空間を設けるためのスペーサとしての機能をも担う。図１０および図１１に示すように、各電極パッド１８Ａ，２１ａ間、各電極パッド１８Ｂ，２１ｂ間、各電極パッド１８Ｃ，２１ｃ間、および各電極パッド１８Ｄ，２１ｄ間に、一の導電連絡部３０が設けられている。図の簡潔化の観点より、図１０および図１１ではキャップ部４０を省略する。本実施形態では、各導電連絡部３０は、２本の導電経路を有し、各導電経路は、２段のボールバンプ３１からなる。
【００４９】
キャップ部４０は、図１および図３に示すようにリング４１およびリッド４２からなり、パッケージベース２０と協働してマイクロミラー基板１０を気密封止するためのものである。リング４１は、パッケージベース２０においてマイクロミラー基板１０が設けられている領域を囲んでパッケージベース２０に接合されており、金属よりなるか、或は、金属膜により被覆されている。リッド４２は、マイクロミラー基板１０に向う光やマイクロミラー基板１０からの光を透過させるための透明部４２ａと、当該透明部４２ａの周縁部に接合された金属フレーム４２ｂとからなる。透明部４２ａは、ガラス、サファイア、石英、またはプラスチックよりなる。透明部４２ａの表面には、所定帯域の光を選択的に透過させる機能を有する光学的バンドパスフィルタが設けられているのが好ましい。また、透明部４２ａについては、当該透明部４２ａを透過可能な帯域における光の透過率が９０％以上であるのが好ましい。
【００５０】
コネクタ５０は、マイクロミラー素子Ｘにとっての外部接続用端子を提供するためのものであり、例えば図２に示すように、外部接続用端子としての合計４０本のピン５１を有する。コネクタ５０におけるパッケージベース２０の側の表面には合計４０個の電極パッド（図示略）が形成されており、これら電極パッドの各々と、パッケージベース２０の図図９に示す４０個の電極パッド２２の各々とが、図３に示すようにハンダバンプ５３を介して接合されている。本実施形態では、コネクタ５０は、パッケージベース２０においてマイクロミラー基板１０とは反対の側に設けられているが、本発明では、コネクタ５０を、パッケージベース２０においてマイクロミラー基板１０と同じ側に設けてもよい。この場合、内部多層配線構造を介して複数の電極パッド２１ａ〜２１ｄおよび複数のグラウンド接続用電極パッドと電気的に接続される複数の電極パッド２２も、パッケージベース２０においてマイクロミラー基板１０と同じ側に設ける。また、本発明では、コネクタ５０に代えて他の外部接続用端子提供手段を採用してもよい。
【００５１】
以上の構成を有するマイクロミラー素子Ｘにおいて、９個のマイクロミラーユニットＵにわたって連続する、外フレーム１３の主部１３’（第１シリコン層由来部位）をグラウンド接続すると、各マイクロミラーユニットＵにおいては、２本のトーションバー１５ａ、内フレーム１２の主部１２’、２本のトーションバー１４ａ（一対の捩れ連結部１４）、およびミラー支持部１１を介して、櫛歯電極１６Ａ〜１６Ｄはグラウンド接続されることとなる。
【００５２】
このようなグラウンド接続状態において、各マイクロミラーユニットＵでは、櫛歯電極１７Ａに所望の電位を付与して櫛歯電極１６Ａ，１７Ａ間に静電引力を発生させることにより、或は、櫛歯電極１７Ｂに所望の電位を付与して櫛歯電極１６Ｂ，１７Ｂ間に静電引力を発生させることにより、ミラー支持部１１を、回転軸心Ａ１まわりに回転変位させることができる。ミラー支持部１１は、発生静電引力と一対の捩れ連結部１４（２本のトーションバー１４ａ）の捩り抵抗力の総和とが釣り合う角度まで回転変位する。回転変位量は、櫛歯電極１７Ａまたは櫛歯電極１７Ｂへの付与電位を調整することにより、調節することができる。所望のマイクロミラーユニットＵにおける櫛歯電極１７Ａに対する電位付与は、コネクタ５０の所定のピン５１、パッケージベース２０における一の電極パッド２２と内部多層配線構造と電極パッド２１ａ、これに接続する導電連絡部３０、および、当該マイクロミラーユニットＵにおける電極パッド１８Ａとアイランド部１３Ａとこれに接続するトーションバー１５ｂとアイランド部１２Ａ、を介して実現することができる。所望のマイクロミラーユニットＵにおける櫛歯電極１７Ｂに対する電位付与は、コネクタ５０の所定のピン５１、パッケージベース２０における一の電極パッド２２と内部多層配線構造と電極パッド２１ｂ、これに接続する導電連絡部３０、および、当該マイクロミラーユニットＵにおける電極パッド１８Ｂとアイランド部１３Ｂとこれに接続するトーションバー１５ｂとアイランド部１２Ｂ、を介して実現することができる。
【００５３】
また、上述のグラウンド接続状態において、各マイクロミラーユニットＵでは、櫛歯電極１７Ｃに所望の電位を付与して櫛歯電極１６Ｃ，１７Ｃ間に静電引力を発生させることにより、或は、櫛歯電極１７Ｄに所望の電位を付与して櫛歯電極１６Ｄ，１７Ｄ間に静電引力を発生させることにより、ミラー支持部１１を伴う内フレーム１２を、回転軸心Ａ２まわりに回転変位させることができる。内フレーム１２は、発生静電引力と一対の捩れ連結部１５の捩り抵抗力の総和とが釣り合う角度まで回転変位する。回転変位量は、櫛歯電極１７Ｃまたは櫛歯電極１７Ｄへの付与電位を調整することにより、調節することができる。所望のマイクロミラーユニットＵにおける櫛歯電極１７Ｃに対する電位付与は、コネクタ５０の所定のピン５１、パッケージベース２０における一の電極パッド２２と内部多層配線構造と電極パッド２１Ｃ、これに接続する導電連絡部３０、および、当該マイクロミラーユニットＵにおける電極パッド１８Ｃとアイランド部１３Ｃ、を介して実現することができる。所望のマイクロミラーユニットＵにおける櫛歯電極１７Ｄに対する電位付与は、コネクタ５０の所定のピン５１、パッケージベース２０における一の電極パッド２２と内部多層配線構造と電極パッド２１Ｄ、これに接続する導電連絡部３０、および、当該マイクロミラーユニットＵにおける電極パッド１８Ｄとアイランド部１３Ｄ、を介して実現することができる。
【００５４】
各マイクロミラーユニットＵにおいては、以上のような可動部（主にミラー支持部１１および内フレーム１２）の揺動駆動により、ミラー支持部１１上に設けられたミラー面１１ａにて反射される光の反射方向を適宜切り換えることができる。
【００５５】
マイクロミラー素子Ｘの製造においては、まず、上述のように作製したパッケージベース２０上に導電連絡部３０を形成する。具体的には、まず、所定のワイヤボンディング装置を使用して、各電極パッド２１ａ〜２１ｄの上にボールバンプ３１を形成した後、各ボールバンプ３１上に更にボールバンプ３１を形成する。ボールバンプ３１の構成材料としては例えばＡｕを採用することができる。ボールバンプ３１の直径は例えば５０μｍ程度である。導電連絡部３０の形成においては、次に、全ての２段目のボールバンプ３１の頂部に対してガラス板などの平坦な基板を一括的に押し付けることにより、各２段バンプ構造のレベリングを行う。このようにして、高さのばらつきが抑制された複数の導電連絡部３０ないし複数の２段バンプ構造を形成することができる。導電連絡部３０ないし２段バンプ構造の高さのばらつきは１０μｍ以下であるのが好ましい。
【００５６】
マイクロミラー素子Ｘの製造においては、次に、全ての２段目のボールバンプ３１の頂部に対し、熱硬化性の導電性接着剤を塗布する。例えば、導電性接着剤を厚さ２５μｍに均一に塗布した平坦な基板に対して、導電連絡部３０を介してパッケージベース２０を合わせることにより、全ての２段目のボールバンプ３１の頂部に導電性接着剤を転写することができる。或は、所定のディスペンシング装置を使用して、全ての２段目のボールバンプ３１の頂部に対して導電性接着剤を塗布してもよい。
【００５７】
次に、所定のフリップチップボンディング装置を使用して、別途形成されるマイクロミラー基板１０とパッケージベース２０とを位置合わせしつつマイクロミラー基板１０をパッケージベース２０上に載置した後、加圧および加熱しながら、マイクロミラー基板１０とパッケージベース２０とを導電連絡部３０を介して接合する。このとき、導電性接着剤が硬化することにより、導電連絡部３０ないし各２段バンプ構造がマイクロミラー基板１０の電極パッド１８Ａ〜１８Ｄに接合される。その結果、パッケージベース２０に対してマイクロミラー基板１０が固定され、且つ、マイクロミラー基板１０の電極パッド１８Ａ〜１８Ｄと、パッケージベース２０の内部多層配線構造とが、電気的に接続される。
【００５８】
マイクロミラー素子Ｘの製造においては、次に、パッケージベース２０に対してコネクタ５０を取り付ける。具体的には、パッケージベース２０の各電極パッド２２上にハンダバンプ５３を形成した後、コネクタ５０の有する上述の各電極パッドと各ハンダバンプ５３とを当接させた状態でリフローハンダ付けを行うことにより、当該各電極パッドと各ハンダバンプ５３とを接合する。
【００５９】
マイクロミラー素子Ｘの製造においては、次に、パッケージベース２０に対してキャップ部４０を取り付ける。具体的には、まず、パッケージベース２０に対してリング４１を接合する。接合手法としては、例えば銀ロウ付けを採用することができる。この後、リッド４２の金属フレーム４２ｂとリング４１とをシーム溶接する。予め、透明部４２ａと金属フレーム４２ｂとを接合してリッド４２を用意しておく。このようなキャップ部４０を形成することにより、当該キャップ部４０とパッケージベース２０とが協働してマイクロミラー基板１０を気密封止することとなる。例えば以上のようにして、マイクロミラー素子Ｘを製造することができる。
【００６０】
マイクロミラー素子Ｘにおいては、マイクロミラー基板１０とパッケージベース２０との間に、いわゆる配線基板は介在しない。マイクロミラー基板１０は、当該マイクロミラー基板１０におけるマイクロミラーユニットＵとパッケージベース２０との間に介在する導電連絡部３０を介してパッケージベース２０に対して固定されている。各導電連絡部３０は、マイクロミラー基板１０に形成されているマイクロミラーユニットＵの一のアクチュエータ（対向する一対の櫛歯電極よりなる）とパッケージベース２０の内部多層配線構造とを電気的に接続する機能をも担う。導電連絡部３０は、マイクロミラーユニットＵにおける電極パッド１８Ａ〜１８Ｄと、これに対向する、パッケージベース２０における電極パッド２１ａ〜２１ｄとに接合する。そのため、マイクロミラー素子Ｘの製造過程では、配線基板表面に配線パターンを引き回す必要はなく、複雑な配線パターンをパッケージベース２０表面に引き回す必要はなく、且つ、マイクロミラー基板１０における電極パッド１８Ａ〜１８Ｄと電極パッド２１ａ〜２１ｄとを電気的に接合するうえでワイヤボンディングを行う必要はない。したがって、マイクロミラー素子Ｘは、効率よく製造するのに適している。
【００６１】
マイクロミラー素子Ｘにおいては、パッケージベース２０に対してマイクロミラー基板１０が導電連絡部３０を介して良好に接合されている。パッケージベース２０は、上述のように焼成過程を経て作製されるため、何ら手当てがなければ、相当程度の反りや表面うねりを伴う。しかしながら、本実施形態では、上述のように第１面２０ａに対して研磨処理を実行するため、当該第１面２０ａの平面度を小さく設定することができる。加えて、本実施形態では、上述のように導電連絡部３０についてレベリングを実行するため、導電連絡部３０の高さばらつきを小さく設定することができる。これらのような研磨処理およびレベリングを実行するため、本来的には相当程度の反りや表面うねりを伴うパッケージベース２０に対してであっても、導電連絡部３０を介してマイクロミラー基板１０を良好に接合することができるのである。
【００６２】
マイクロミラー素子Ｘにおいては、マイクロミラーユニットＵにおける一のアクチュエータ（対向する一対の櫛歯電極よりなる）とパッケージベース２０の内部多層配線構造とを電気的に接続する導電連絡部３０は、上述のように、２本の導電経路を有する。このような構成は、パッケージベース２０の内部多層配線構造および導電連絡部３０を介しての各アクチュエータに対する電気的接続の不良を回避するうえで、好適である。一方の導電経路が万一遮断されても、他方の導電経路が引き続き導電機能を発揮し得るからである。
【００６３】
マイクロミラー素子Ｘにおいては、導電連絡部３０の各導電経路は、複数段（本実施形態では２段）のボールバンプ３１からなる。このような構成は、パッケージベース２０上における小さな領域内において高い導電経路ないし導電連絡部３０を形成するうえで、好適である。パッケージベース２０上における小さな領域内にて高い導電経路ないし導電連絡部３０を形成できることは、マイクロミラー基板１０とパッケージベース２０とを充分に離隔させつつマイクロミラーユニットＵの高密度配置を実現するうえで、好適である。本発明では、マイクロミラー基板１０とパッケージベース２０との間に要求される離隔距離に応じて、各導電経路を構成するボールバンプ３１の数やサイズを適宜選択することができる。
【００６４】
図１２は、マイクロミラー素子Ｘの第１変形例におけるマイクロミラー基板１０の上面図である。マイクロミラー素子Ｘにおいては、上述のような複数のマイクロミラーユニットＵに代えて、図１２に示すような、単一のマイクロミラーユニットＵを設けてもよい。当該マイクロミラーユニットＵに応じて、マイクロミラー基板１０、パッケージベース２０、キャップ部４０、およびコネクタ５０の設計寸法は適宜変更され、パッケージベース２０およびコネクタ５０における配線構造（配線パターン形状や電極パッド数など）は適宜変更される。
【００６５】
図１３は、マイクロミラー素子Ｘの第２変形例の上面図である。マイクロミラー素子Ｘにおいては、上述のような単一のマイクロミラー基板１０に代えて、図１３に示すような、複数のマイクロミラー基板１０を設けてもよい。図の簡潔化の観点より、図１３および後出の図１４では、マイクロミラー基板１０における各マイクロミラーユニットＵの具体的構成を省略し、マイクロミラー基板１０にて可動部の占める領域を模式的に矩形で表す。本変形例では、合計８枚のマイクロミラー基板１０が、２行かつ４列をなして行方向に等ピッチで配列している。８枚のマイクロミラー基板１０は相互に離隔し、図１４に示すように、隣り合う二つのマイクロミラー基板１０間で最も近い二つの可動部の離隔距離Ｄ１，Ｄ２（可動部中心間距離）は、単一マイクロミラー基板１０内での当該離隔方向における可動部の配設ピッチｄ１，ｄ２の整数倍（本実施形態では２方向とも３倍）である。複数のマイクロミラー基板１０は、パッケージベース２０上において、このように規則的に配列しているのが好ましい。これら８枚のマイクロミラー基板１０に応じて、パッケージベース２０、キャップ部４０、およびコネクタ５０の設計寸法は適宜変更され、パッケージベース２０およびコネクタ５０における配線構造（配線パターン形状や電極パッド数など）は適宜変更される。
【００６６】
また、第２変形例では、図１３中左端および／または右端に位置するマイクロミラー基板１０は、図１５に示すように、パッケージベース２０に対して所定程度傾いているのが好ましい場合がある。マイクロミラー素子Ｘにおいては、より端に位置するミラー支持部１１ないしミラー面１１ａほど大きな回転変位が要求される場合があるところ、そのような場合には、最も端に位置する所定のマイクロミラー基板１０を予めパッケージベース２０に対して傾けておくのが好ましいのである。マイクロミラー基板１０がパッケージベース２０に対して傾いていることにより、当該傾斜マイクロミラー基板１０内のミラー支持部１１に要求される回転変位は低減される。所定の導電連絡部３０ないしその導電経路を構成するボールバンプ３１の段数やサイズを適宜設定することにより、所定のマイクロミラー基板１０の傾き角度を調節することができる。
【００６７】
図１６は、本発明の第２の実施形態に係る光スイッチング装置Ｙの一部省略上面図である。光スイッチング装置Ｙは、所定の基材Ｓ上に複数の上述のマイクロミラー素子Ｘが搭載されてなる。図の簡潔化の観点より、図１６では、各マイクロミラー素子Ｘ内のマイクロミラー基板１０を省略する。上述のように、マイクロミラー素子Ｘは、効率よく製造するのに適する。したがって、光スイッチング装置Ｙも、効率よく製造するのに適しているのである。
【００６８】
本発明では、上述のマイクロミラー素子ＸのマイクロミラーユニットＵにおける櫛歯電極対１６Ａ，１７Ａおよび櫛歯電極対１６Ｂ，１７Ｂを、アクチュエータとして利用するのに代えて、電極対間の静電容量変化を検出するための検出機構として利用することにより、ジャイロセンサを構成することができる。この場合、上述のキャップ部４０においては、透明部４２ａに代えて非透明部材を採用してもよい。
【００６９】
以上のまとめとして、本発明の構成およびそのバリエーションを以下に付記として列挙する。
【００７０】
（付記１）フレーム、揺動動作可能な可動部、当該フレームおよび可動部を連結する捩れ連結部、並びに、前記揺動動作のための駆動力を発生させるためのアクチュエータ、を備えるマイクロ可動ユニットが形成されているマイクロ可動基板と、
内部配線構造を有するパッケージベースと、
前記マイクロ可動基板および前記パッケージベースの間に介在し、前記アクチュエータおよび前記内部配線構造を電気的に接続する、導電連絡部と、を備えるマイクロ可動素子。
（付記２）フレーム、揺動動作可能な可動部、当該フレームおよび可動部を連結する捩れ連結部、並びに、前記揺動動作のための駆動力を発生させるためのアクチュエータ、を各々が備える複数のマイクロ可動ユニットが一体的に形成されているマイクロ可動基板と、
内部配線構造を有するパッケージベースと、
前記マイクロ可動基板および前記パッケージベースの間に介在し、一のマイクロ可動ユニットの前記アクチュエータおよび前記内部配線構造を電気的に各々が接続する、複数の導電連絡部と、を備えるマイクロ可動素子。
（付記３）フレーム、揺動動作可能な可動部、当該フレームおよび可動部を連結する捩れ連結部、並びに、前記揺動動作のための駆動力を発生させるためのアクチュエータ、を各々が備える複数のマイクロ可動ユニットが各々において一体的に形成されている複数のマイクロ可動基板と、
内部配線構造を有するパッケージベースと、
一のマイクロ可動基板および前記パッケージベースの間に介在し、一のマイクロ可動ユニットの前記アクチュエータおよび前記内部配線構造を電気的に各々が接続する、複数の導電連絡部と、を備えるマイクロ可動素子。
（付記４）前記パッケージベースの主要構成材料はセラミックスである、付記１から３のいずれか一つに記載のマイクロ可動素子。
（付記５）前記パッケージベースにおいて前記マイクロ可動基板が固定されている側の表面の平面度は５０μｍ以下である、付記１から４のいずれか一つに記載のマイクロ可動素子。
（付記６）前記複数の導電連絡部の高さばらつきは１０μｍ以下である、付記２から５のいずれか一つに記載のマイクロ可動素子。
（付記７）前記導電連絡部は前記マイクロ可動基板を固定支持する、付記１から６のいずれか一つに記載のマイクロ可動素子。
（付記８）前記導電連絡部は、複数の導電経路を有する、付記１から７のいずれか一つに記載のマイクロ可動素子。
（付記９）前記導電経路は、積層した複数の導電バンプにより構成される、付記８に記載のマイクロ可動素子。
（付記１０）前記パッケージベースと協働して前記一または複数のマイクロ可動基板を封止するためのキャップ構造部を更に備え、当該キャップ構造部は、前記パッケージベースにおいて前記一または複数のマイクロ可動基板が設けられている領域を囲んで前記パッケージベースに接合された環壁と、前記一または複数のマイクロ可動基板に対向するリッドとを有する、付記９に記載のマイクロ可動素子。
（付記１１）前記リッドは、光が透過可能な透明部を有する、付記１０に記載のマイクロ可動素子。
（付記１２）前記透明部は、９０％以上の光透過率を有する、付記１１に記載のマイクロ可動素子。
（付記１３）前記透明部の表面には、光学的バンドパスフィルタが設けられている、付記１１または１２に記載のマイクロ可動素子。
（付記１４）前記環壁は、金属よりなるか、或は、表面に金属膜を有する、付記１０から１３のいずれか一つに記載のマイクロ可動素子。
（付記１５）前記パッケージベースと電気的に接続した外部接続用のコネクタ構造部を更に備える、付記１から１４のいずれか一つに記載のマイクロ可動素子。
（付記１６）前記コネクタ構造部は、前記パッケージベースにおける前記マイクロ可動基板と同じ側、または、前記パッケージベースにおける前記マイクロ可動基板とは反対の側に配されている、付記１５に記載のマイクロ可動素子。
（付記１７）単一のマイクロ可動基板における前記複数の可動部は、ｍ行かつｎ列をなして、行方向に等ピッチで、これと共に又はこれに代えて、列方向に等ピッチで、配列し、ｍは自然数であり、ｎは２以上の整数である、付記２から１６のいずれか一つに記載のマイクロ可動素子。
（付記１８）前記複数のマイクロ可動基板は、ｐ行かつｑ列をなして配列し、ｐは自然数であり、ｑは２以上の整数である、付記３から１７のいずれか一つに記載のマイクロ可動素子。
（付記１９）前記複数のマイクロ可動基板は相互に離隔し、隣り合う二つのマイクロ可動基板間で最も近い二つの可動部の離隔距離は、単一マイクロ可動基板内での当該離隔方向における前記可動部の配設ピッチの整数倍である、付記１８に記載のマイクロ可動素子。
（付記２０）前記付記１から１９のいずれか一つに記載のマイクロ可動素子を複数備える光スイッチング装置。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るマイクロミラー素子の上面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るマイクロミラー素子の下面図である。
【図３】図１の線III-IIIに沿った断面図である。
【図４】図１に示すマイクロミラー基板の部分拡大上面図である。
【図５】図１に示すマイクロミラー基板の部分拡大下面図である。
【図６】図４の線VI−VIに沿った断面図である。
【図７】図４の線VII-VIIに沿った断面図である。
【図８】図１に示すパッケージベースの部分拡大上面図である。
【図９】図１に示すパッケージベースの部分拡大下面図である。
【図１０】図１の線X-Xに沿った部分拡大断面図である。
【図１１】図１の線XI-XIに沿った部分拡大断面図である。
【図１２】第１の実施形態に係るマイクロミラー素子の第１変形例におけるマイクロミラー基板の上面図である。
【図１３】第１の実施形態に係るマイクロミラー素子の第２変形例の上面図である。
【図１４】第２変形例の部分拡大上面図である。
【図１５】第２変形例の部分拡大断面図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態に係る光スイッチング装置の一部省略上面図である。
【図１７】光スイッチング装置の一例の概略構成図である。
【図１８】光スイッチング装置の他の例の概略構成図である。
【符号の説明】
【００７２】
Ｘ      マイクロミラー素子
１０      マイクロミラー基板
Ｕ      マイクロミラーユニット
１１      ミラー支持部
１１ａ      ミラー面
１２      内フレーム
１３      外フレーム
１４，１５      捩れ連結部
１４ａ，１５ａ，１５ｂ      トーションバー
１６Ａ〜１６Ｄ，１７Ａ〜１７Ｄ      櫛歯電極
１８Ａ〜１８Ｄ      電極パッド
２０      パッケージベース
２１      配線パターン
２１ａ〜２１ｄ，２２      電極パッド
３０      導電連絡部
３１      ボールバンプ
４０      キャップ部
４１      リング
４２      リッド
４２ａ      透明部
５０      コネクタ
５１      ピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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