(57)【要約】【課題】可動板に設けてある反射ミラーの反りが低減し、環境温度変化時の特性性能の悪化を防止できるプレーナー型アクチュエータを提供しようとするものである。【解決手段】可動部と、該可動部を回動可能に軸支するトーションバーとを備え、前記可動部に駆動力を作用させて可動部を駆動する構成のプレーナー型アクチュエータにおいて、プレーナー型アクチュエータチップをベース基板に接着する接着剤が硬化後弾性を有する接着剤であるプレーナー型アクチュエータとする。【選択図】      図４
2004264682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動部と、該可動部を回動可能に軸支するトーションバーとを備え、前記可動部に駆動力を作用させて可動部を駆動する構成のプレーナー型アクチュエータにおいて、プレーナー型アクチュエータチップをベース基板に接着する接着剤が硬化後弾性を有する接着剤であることを特徴とするプレーナー型アクチュエータ。
【請求項２】
少なくとも、前記プレーナー型アクチュエータチップと、該プレーナー型アクチュエータチップの可動板に設けた平面コイルに磁界を作用させるための対をなす永久磁石と、永久磁石を固定するヨークと、ベース基板で構成されるプレーナー型アクチュエータにおいて、プレーナー型アクチュエータチップとベース基板間、永久磁石とヨーク間、ヨークとベース基板間のいずれかの接着固定のための接着剤が硬化後弾性のある接着剤であることを特徴とするプレーナー型アクチュエータ。
【請求項３】
接着剤が室温硬化型であることを特徴とする請求項１または２記載のプレーナー型アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばレーザー光を偏向走査するレーザースキャナまたは光スイッチ等に利用するプレーナー型アクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プレーナー型アクチュエータは、レーザー光を偏向走査するレーザー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トルクが生じる。この回転力と可動コイル保持部材のバネ力とが平衡する角度まで可動コイルが回転し、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ータを利用したもので、可動コイルと一体に回転する軸（可動コイル保持部材）に、前記指針の代わりにミラー（反射鏡）を設けて構成されるものである。小型の電磁アクチュエータとして、半導体を使用したものが提案されている。（例えば特許文献１参照）
【０００３】
図１は従来のプレーナー型アクチュエータを示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面断面図である。図２は従来のプレーナー型アクチュエータのシリコン基板とベース基板の接着固定後の断面図であり、図３は従来のプレーナー型アクチュエータのヨークとベース基板の接着固定後の断面図である。プレーナー型アクチュエータチップは、シリコン基板１に、平板状の可動板２と該可動板２をシリコン基板１に対して揺動可能に支持するトーションバー３とを中抜き状態で一体形成されている。そして、前記可動板２の上面には平面コイル４を設け、該可動板２の下面には反射ミラー（不図示）を設けてある。
シリコン基板１をベース基板５に接着剤６で固定し、シリコン基板１上には平面コイル４と接続されるパターン１ａを形成してある。パターン１ａとベース基板５上の配線パターン５ａとはワイヤー７により接続し、該配線パターン５ａには外部入力されるコネクター８と接続している。
【０００４】
ベース基板５にはレーザーの入反射用の窓９と、プレーナー型アクチュエータの位置出し固定用ネジ穴１０、位置出し穴１１を各２箇所ずつ設けている。
【０００５】
可動板２の平面コイル４に磁界を作用させるための対をなす永久磁石１２を、角状に中抜き形成されたヨーク１３の内壁にそれぞれ接着剤６で固定し、該永久磁石１２をシリコン基板１に対して揺動可能に軸支するトーションバー３を挟んだ位置に配置するようにヨーク１３をベース基板５の上面に接着剤６で固定する。
【０００６】
構成部品の接着固定を強固にするために、接着剤６は熱硬化型エポキシ系接着剤が使用されており、接着固定時の温度環境は６０℃以上に設定されていた。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１８９１８８号公報（第２頁、図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来のプレーナー型アクチュエータの接着固定方法では、シリコン基板１、ベース基板５、永久磁石１２、ヨーク１３の部品間を固定する接着剤として熱硬化型エポキシ系接着剤６を使用していたため、接着力は強固であるが、接着剤硬化時には、熱が各部品に掛かり、それぞれ熱膨張により設定温度で膨張した状態となっている。接着剤が硬化する前は各部品が自由状態なので反り等は発生していない。設定温度の熱によって各部品固有の熱膨張係数により熱膨張した状態で接着剤が硬化し各部品は固定される。各部品の熱膨張係数の小さい部品から順にシリコン基板１、永久磁石１２、ベース基板５、ヨーク１３であるが、接着剤硬化後に部品が室温に戻ると、図２及び図３に示すように熱膨張係数の小さい部品は熱膨張係数の大きい部品の熱変形戻りの影響を受けてしまい、シリコン基板１に一体形成されている可動板２及び該可動板２の下面に設けてある反射ミラー（不図示）が反ってしまう。反射ミラーが反ることによってミラーの平坦度が悪くなり、反射されるレーザーは拡散してしまう問題が発生する。
【０００９】
また、プレーナー型アクチュエータの特性の１つである環境温度変化時の特性でも、前記の接着剤硬化時と同様に、反射ミラーが各部品の熱膨張及び熱変形の影響を受けてしまうことから、ミラーの反りが発生し、特性性能が悪化してしまう。すなわち、室温時に良品であっても、使用環境により温度特性の不具合が発生する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
可動部と、該可動部を回動可能に軸支するトーションバーとを備え、前記可動部に駆動力を作用させて可動部を駆動する構成のプレーナー型アクチュエータにおいて、プレーナー型アクチュエータチップをベース基板に接着する接着剤が硬化後弾性を有する接着剤であるプレーナー型アクチュエータとする。
【００１１】
少なくとも、プレーナー型アクチュエータチップと、該プレーナー型アクチュエータチップの可動板に設けた平面コイルに磁界を作用させるための対をなす永久磁石と、永久磁石を固定するヨークと、ベース基板で構成されるプレーナー型アクチュエータにおいて、プレーナー型アクチュエータチップとベース基板間、永久磁石とヨーク間、ヨークとベース基板間のいずれかの接着固定のための接着剤が硬化後弾性のある接着剤であるプレーナー型アクチュエータとする。
【００１２】
前記プレーナー型アクチュエータの各部品を固定するための接着剤として、室温硬化型の接着剤を使用し、より好ましくは弾性のあるゴム系接着剤を使用する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
半導体基板に、平板状の可動板と該可動板を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を一体形成し、前記可動板には平面コイルと反射ミラーを設けたプレーナー型アクチュエータチップをベース基板に搭載して弾性のある接着剤で固定する。平面コイルに磁界を作用させるための対をなす永久磁石をヨークの内壁に弾性のある接着剤で固定し、該永久磁石を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を挟んだ位置に配置するようにヨークをベース基板に弾性のある接着剤で固定する。
【００１４】
図４は本発明の具体的実施形態を示すプレーナー型アクチュエータであり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面断面図である。半導体基板１４に、平板状の可動板１５と該可動板１５を半導体基板１４に対して揺動可能に軸支するトーションバー１６とを中抜き状態で一体形成し、前記可動板１５には平面コイル１７と反射ミラー（不図示）を設け、該半導体基板１４をベース基板１８に搭載して弾性のある接着剤１９を使用して固定する。
【００１５】
平面コイル１７に磁界を作用させるための対をなす永久磁石２０をヨーク２１の内壁に弾性のある接着剤１９を使用して固定し、該永久磁石２０を半導体基板１４に対して揺動可能に軸支するトーションバー１６を挟んだ位置に配置するようにヨーク２１をベース基板１８に弾性のある接着剤１９を使用して固定する。ここでいう弾性のある接着剤とは、硬化後の硬度がＪＩＳ−Ｋ−６２５３に規定する５０以下の接着剤であり、例えば合成ゴム接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤等であり、硬化後も弾性とたわみ性に富み、被着体の膨張・収縮を吸収できる接着剤である。硬化後に弾性のある接着剤を使用することにより、各部品の伸縮によるひずみを接着剤が吸収し、反りの発生を少なくすることができる。従来使用していた熱硬化型エポキシ樹脂の硬化後の硬度は７０〜８０程度であり、各部品の伸縮によるひずみを吸収できなかった。
【００１６】
図５は本発明の実施形態を示すプレーナー型アクチュエータの半導体基板とベース基板の接着固定時における各部品の状態を示す図で、（ａ）は接着剤硬化中、（ｂ）は硬化後の状態を示す図である。図６は本発明の実施形態を示すプレーナー型アクチュエータのヨークとベース基板の接着固定時における各部品の状態を示す図で、（ａ）は接着剤硬化中、（ｂ）は硬化後の状態を示す図である。いずれも使用する接着剤１９は室温硬化型接着剤である。前記の実施形態では、弾性のある接着剤１９の硬化時の環境について言及していないが、弾性のある接着剤１９を室温硬化型にすれば、いずれの接着工程でも各部品の熱膨張はなくなるので変形がない状態で接着固定することができる。
【００１７】
本発明の実施形態を電磁型プレーナー型アクチュエータで説明したが、本発明はプレーナー型アクチュエータチップを基板等に接着する構造であれば静電型、圧電型を問わず適用できる。またプレーナー型アクチュエータチップを半導体基板で形成しているが、半導体基板に限定されるものではなく、アクチュエータとして使用可能であれば、金属や樹脂でも適用できる。
【００１８】
【発明の効果】
プレーナー型アクチュエータの特性の１つである環境温度変化時の特性においては、各部品を弾性のある接着剤を使用して接着固定しているため、環境温度変化時に発生する各部品の熱膨張及び熱変形の影響を弾性のある接着剤層が吸収して小さくすることで、特性性能の悪化を防止できる。すなわち、使用時の温度特性による不具合発生を防止することができる。
【００１９】
また、各部品の接着を室温硬化型接着剤で行うことにより、熱硬化型接着剤による接着固定時に発生していた各部品の熱膨張及び熱変形がなくなり、プレーナー型アクチュエータチップの可動板に形成されている反射ミラーの反りは発生せず反射ミラーで反射されるレーザーの拡散はなくなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のプレーナー型アクチュエータを示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面断面図
【図２】従来のプレーナー型アクチュエータのシリコン基板とベース基板の接着固定後の断面図
【図３】従来のプレーナー型アクチュエータのヨークとベース基板の接着固定後の断面図
【図４】本発明の実施形態を示すプレーナー型アクチュエータであり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面断面図
【図５】本発明の実施形態を示すプレーナー型アクチュエータの半導体基板とベース基板の接着固定時における各部品の状態を示す図で、（ａ）は接着剤硬化中、（ｂ）は硬化後の状態を示す図
【図６】本発明の実施形態を示すプレーナー型アクチュエータのヨークとベース基板の接着固定時における各部品の状態を示す図で、（ａ）は接着剤硬化中、（ｂ）は硬化後の状態を示す図
【符号の説明】
１    シリコン基板
１ａ  パターン
２    可動板
３    トーションバー
４    平面コイル
５    ベース基板
５ａ  配線パターン
６    接着剤
７    ワイヤー
８    コネクター
９    窓
１０    ネジ穴
１１    位置出し穴
１２    永久磁石
１３    ヨーク
１４    半導体基板
１５    可動板
１６    トーションバー
１７    平面コイル
１８    ベース基板
１９    ゴム系接着剤
２０    永久磁石
２１    ヨーク
【図１】
2004264682.tif 000003
【図２】
2004264682.tif 000004
【図３】
2004264682.tif 000005
【図４】
2004264682.tif 000006
【図５】
2004264682.tif 000007
【図６】
2004264682.tif 000008