(57)【要約】【課題】  プレーナ型電磁アクチュエータチップの仕様に関係なく基板の共通化ができ、量産メリットによる実装コストの低減を目的とする。また、主要部品に破損、不良があってもその部品のみを交換可能とし、部品の有効活用を図る。【解決手段】  少なくとも、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基板上下方向に回動可能に軸支するトーションバーとを一体形成し、前記可動板にはミラーと、磁界を発生する駆動コイルを形成したプレーナ型電磁アクチュエータチップと、前記プレーナ型電磁アクチュエータチップのトーションバーの軸方向と平行に配置された可動板の対辺の駆動コイルに磁界を作用させるための対をなす静磁界発生手段と、ヨークとで構成されるプレーナ型電磁アクチュエータであって、前記プレーナ型電磁アクチュエータチップを搭載した第一基板と、前記永久磁石と前記ヨークを搭載した第二基板とで構成されるプレーナ型電磁アクチュエータとする。さらに、前記第一基板と前記第二基板は着脱可能に固定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、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基板上下方向に回動可能に軸支するトーションバーとを一体形成し、前記可動板にはミラーと、磁界を発生する駆動コイルを形成したプレーナ型電磁アクチュエータチップと、前記プレーナ型電磁アクチュエータチップのトーションバーの軸方向と平行に配置された可動板の対辺の駆動コイルに磁界を作用させるための対をなす静磁界発生手段と、ヨークとで構成されるプレーナ型電磁アクチュエータであって、前記プレーナ型電磁アクチュエータチップを搭載した第一基板と、前記静磁界発生手段と前記ヨークを搭載した第二基板とで構成されることを特徴とするプレーナ型電磁アクチュエータ。
【請求項２】
前記第一基板と前記第二基板とが着脱可能に固定されて成ることを特徴とする請求項１記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレーナ型電磁アクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のプレーナ型電磁アクチュエータは、半導体基板を異方性エッチングして可動板とトーションバーと該可動板を一体的に形成し、さらに前記可動板の周縁部に沿って良電導性の金属薄膜からなる駆動コイルに静磁界を作用させる静電界発生手段、例えば永久磁石を設けて構成されている。（例えば特許文献１参照。）
【０００３】
このように構成したプレーナ型電磁アクチュエータの駆動コイルに電流を供給すると、前記静磁界発生手段により発生する静磁場が、トーションバーの軸方向と平行な可動板の対辺部を流れる駆動コイルの電流に作用して駆動コイルにローレンツ力を発生させ、前記可動板と前記トーションバーを中心に回動させる。この時、前記トーションバーと前記可動板の固有振動数にほぼ等しい周波数の電流が駆動コイルに供給されると、可動板はこの周波数で共振し効率よく回動することになる。
【０００４】
図８は従来のプレーナ型電磁アクチュエータの構成を示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は下面図である。半導体基板１には平板状の可動板２と該可動板２を半導体基板１に対して基板上下方向に回動可能に軸支するトーションバー３、４とが一体形成されている。前記可動板２の一方の面に通電により磁界を発生する駆動コイル５を形成し、もう一方の面にはその全面にミラー６が形成されている。７はベース基板で、前記した半導体基板１が可動板２に形成されたミラー６側を下側（ベース基板側）に向けて直接実装されている。７ａはベース基板７に設けられたミラー６に対応する穴である。８はワイヤーで、半導体基板１に形成されたワイヤー接続パッド９とベース基板７に設けられたパターン７ｂとをワイヤーボンディングにより接続し、半導体基板１とベース基板７の電気的接続を成すものである。ベース基板７上には外部入力されるコネクター１０が接続されている。
【０００５】
可動板２の駆動コイル５に磁界を作用させるための対をなす永久磁石１１、１２は、前記トーションバー３、４の軸方向と平行にベース基板７の上面に接着剤等で配置固定され、角状に中抜き形成されたヨーク１３の内壁に前記永久磁石１１、１２をそれぞれ配置固定した構造によりプレーナ型電磁アクチュエータが構成されている。
【特許文献１】特開平７−１７５００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記従来技術によるプレーナ型電磁アクチュエータは、同一基板上に主要部品である半導体基板、永久磁石、ヨークが実装されている。前記半導体基板（プレーナ型電磁アクチュエータチップ）は、共振周波数、振れ角、ミラーサイズ等に様々な仕様がある為、チップの仕様にあわせて、前記基板の磁石、ヨークの搭載位置や配線パターンを設計しなければならないことからコストアップの問題があった。
【０００７】
また、従来技術においては、前記半導体基板をベース基板へ接着剤等で直接搭載しており、これにより半導体基板に一体に形成されたトーションバーの折れ等の不良が発生した場合、半導体基板のみの交換は不可能なため、プレーナ型電磁アクチュエータ自体が不良となってしまう。従って永久磁石、ヨーク、基板類は正常に機能していても全て不良扱いとなる。
【０００８】
また、ヨーク、永久磁石もベース基板へ接着剤等により直接配置固定されているため、ヨーク、永久磁石に不良が発生した場合、ヨーク、永久磁石のみの交換は不可能なためプレーナ型電磁アクチュエータは不良となってしまう。従って基板類、半導体基板は正常に機能していても全て不良扱いとなる。
【０００９】
本発明は、プレーナ型電磁アクチュエータチップの仕様に関係なく基板の共通化ができ、量産メリットによる実装コストの低減を目的とする。また、主要部品に破損、不良があってもなるべくその部品のみを交換可能とし、部品の有効活用を図ろうとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
少なくとも、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基板上下方向に回動可能に軸支するトーションバーとを一体形成し、前記可動板にはミラーと、磁界を発生する駆動コイルを形成したプレーナ型電磁アクチュエータチップと、前記プレーナ型電磁アクチュエータチップのトーションバーの軸方向と平行に配置された可動板の対辺の駆動コイルに磁界を作用させるための対をなす静磁界発生手段と、ヨークとで構成されるプレーナ型電磁アクチュエータであって、前記プレーナ型電磁アクチュエータチップを搭載した第一基板と、前記静磁界発生手段と前記ヨークを搭載した第二基板とで構成されるプレーナ型電磁アクチュエータとする。
【００１１】
前記第一基板と前記第二基板とが着脱可能に固定されて成るプレーナ型電磁アクチュエータとする。
【発明の効果】
【００１２】
プレーナ型電磁アクチュエータチップを搭載した第一基板と、前記永久磁石と前記ヨークを搭載した第二基板を分割して構成したので、チップの仕様に合わせた第二基板の再設計が必要なくなり、第二基板を共通利用できる。このため、実装コストが低減できる。
【００１３】
半導体基板に一体形成されたトーションバー破損等の不良が発生した場合でも、第一基板の着脱が可能なため、使用不可となった半導体基板の交換が容易に行える。これにより、第二基板、永久磁石、ヨーク、第二基板に搭載された部品（例えばコネクター）は再利用が可能となり、保守費用が安くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
少なくとも、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基板上下方向に回動可能に軸支するトーションバーとを一体形成し、前記可動板にはミラーと、磁界を発生する駆動コイルを形成したプレーナ型電磁アクチュエータチップと、前記プレーナ型電磁アクチュエータチップのトーションバーの軸方向と平行に配置された可動板の対辺の駆動コイルに磁界を作用させるための対をなす静磁界発生手段と、ヨークとで構成されるプレーナ型電磁アクチュエータであって、前記プレーナ型電磁アクチュエータチップを搭載した第一基板と、前記静磁界発生手段と前記ヨークを搭載した第二基板とで構成されるプレーナ型電磁アクチュエータとする。さらに、前記第一基板と前記第二基板は着脱可能に固定する。
【実施例１】
【００１５】
図１は本発明のプレーナ型電磁アクチュエータの斜視図で、（ａ）は第一基板１４と第二基板１５の分解斜視図、（ｂ）は第一基板１４を第二基板１５に組み込んだ状態の図である。図２も本発明のプレーナ型電磁アクチュエータを示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は下面図である。尚、従来技術と同一部品については同一の符号を用いて説明する。
【００１６】
図８にて説明した従来技術同様、半導体基板１には、平板状の可動板２と該可動板２を半導体基板１に対して基板上下方向に回動可能に軸支するトーションバー３、４とが一体形成されている。前記可動板２には、一方の面に通電により磁界を発生する駆動コイル５が形成されており、もう一方の面にはその全面にミラー６が形成されプレーナ型電磁アクチュエータチップを構成している。該半導体基板１の構成は一例であり、前記駆動コイル５と前記ミラー６が前記可動板２の同一面上に形成されて構成されるものや、前記駆動コイル５または前記ミラー6が前記可動板２の両面に形成されて構成されていても良い。
【００１７】
１４は第一基板で、半導体基板１が搭載されている。前記第一基板１４は、可動板２に対応する穴１４ａと、前記半導体基板１と電気的接続をするためのパターン１４ｂと、第二基板１５と電気的接続するためのコネクター１６が設けられている。前記第一基板１４の側面には凹部１４ｃが形成されている。前記半導体基板１は前記第一基板１４上に接着剤等で配置固定されており、ワイヤー８により半導体基板１に形成されたワイヤー接続パッド９と第一基板１４に設置されたパターン１４ｂが電気的に接続されている。
【００１８】
前記第二基板１５には、永久磁石１１、１２とヨーク１３が接着剤等で配置固定されている。１７は前記第一基板１４と電気的な接続をするためのコネクターである。１０は外部からの信号を入力するためのコネクターである。１５ａは前記第一基板１４を挿入するための開口部で、該開口部１５ａ側面には第一基板１４との配置固定のための凸部１５ｂが形成されている。前記第一基板１４を前記第二基板１５の開口部１５ａに挿入し、前記第一基板１４の凹部１４ｃと前記第二基板１５の凸部１５ｂを噛み合わせることにより、それぞれを固定した構造である。また、図示していないが、第一基板１４の第二基板１５への組み込みは、例えば第二基板１５上に、角状の開口部１５ａの一辺と平行となる長穴形状のスリット部を設けた構造にすればより組み込み易くなる。ここで、前記第一基板１４と前記第二基板１５の固定は接着剤等による固定方法としないので、着脱可能な状態で固定されている。前記第一基板１４と前記第二基板１５の固定と同時に第一基板１４のコネクター１６と第二基板１５のコネクター１７を接続し、電気的接続を確保しプレーナ型電磁アクチュエータが構成されている。本構成により、例えば半導体基板１が破損した場合、半導体基板１が搭載された第一基板を取り外して別のものと交換することが可能になる。
【実施例２】
【００１９】
図３は本発明のプレーナ型電磁アクチュエータの斜視図で、（ａ）は第一基板１８と第二基板１９の分解斜視図、（ｂ）は第一基板１８を第二基板１９に組み込んだ状態の図である。前記同様、従来技術と同一部品については同一の符号を用いて説明する。
【００２０】
第一基板１８は、可動板２に対応する穴１８ａと、半導体基板１と電気的接続をするためのパターン１８ｂと、第二基板１９との配置固定用ネジ穴１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆにより構成されており、第二基板１９と電気的に接続するためのコネクター１６が設けられている。前記半導体基板１は接着剤等で第一基板１８に固定されており、ワイヤー８により半導体基板１に形成されたワイヤー接続パッド９と第一基板１８に設置されたパターン１８ｂが電気的に接続されている。
【００２１】
第二基板１９には、可動板２に対応する穴１９ａと第一基板１８との配置固定用ネジ穴１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅが形成されており、第一基板１８と第二基板１９は固定ネジ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄにより配置固定している。本実施例においては固定ネジを４つ用いているが、少なくとも２つ用い、二箇所で固定できればよい。前記のように、固定ネジを用いた構成としたので、第一基板１８と第二基板１９は、着脱可能な状態になっている。前記第一基板１８と前記第二基板１９の固定と同時に第一基板１８のコネクター１６と第二基板１９のコネクター１７を接続し、電気的接続を確保しプレーナ型電磁アクチュエータが構成されている。本構成においても、例えば半導体基板１が破損した場合、半導体基板１が搭載された第一基板を取り外して別のものと交換することが可能になる。
【実施例３】
【００２２】
図４は本発明のプレーナ型電磁アクチュエータの斜視図で、（ａ）は第一基板２１と第二基板２２の分解斜視図、（ｂ）は第一基板２１を第二基板２２に組み込んだ状態の図である。前記同様、従来技術と同一部品については同一の符号を用いて説明する。
【００２３】
第一基板２１は、可動板２に対応する穴２１ａと、半導体基板１と電気的接続をするためのパターン２１ｂと、第二基板２２との配置固定用穴２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆ（本図において、２１ｅ、２１ｆは見えない位置にある）により構成されており、第二基板２２と電気的接続をするためのコネクター１６が設けられている。前記半導体基板１は接着剤等で前記第一基板２１に配置固定されており、ワイヤー８により半導体基板１に形成されたワイヤー接続パッド９と第一基板２１に設けられたパターン２１ｂが電気的に接続されている。
【００２４】
第二基板２２には、前記第一基板２１を挿入するための開口部２２ａと、第一基板２１との配置固定用穴２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅが形成されており、第一基板２１と第二基板２２を固定ピン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄにより配置固定している。本実施例においては固定ピンを４つ用いているが、少なくとも２つ用い、二箇所で固定できればよい。前記のように、固定ピンを用いた構成としたので、第一基板２１と第二基板２２は、着脱可能な状態になっている。前記第一基板２１と前記第二基板２２の固定と同時に第一基板２１のコネクター１６と第二基板２２のコネクター１７を接続し、電気的接続を確保しプレーナ型電磁アクチュエータが構成されている。本構成においても、例えば半導体基板１が破損した場合、半導体基板１が搭載された第一基板を取り外して別のものと交換することが可能になる。
【実施例４】
【００２５】
図５は本発明のプレーナ型電磁アクチュエータの斜視図で、（ａ）は第一基板２４と第二基板２５の分解斜視図、（ｂ）は第一基板２４を第二基板２５に組み込んだ状態の図である。前記同様、従来技術と同一部品については同一の符号を用いて説明する。
【００２６】
第一基板２４は、可動板２に対応する穴２４ａと、半導体基板１と電気的接続をするためのパターン２４ｂと第二基板２５と電気的接続するためのコネクター１６が設けられている。第一基板２４の側面には第二基板２５との配置固定のためのネジ部２４ｃが形成されている。前記半導体基板１は接着剤等で第一基板２４に配置固定されており、ワイヤー８により半導体基板１に形成されたワイヤー接続パッド９と第一基板２４に設置されたパターン２４ｂが電気的に接続されている。
【００２７】
第二基板２５には、前記第一基板２４を挿入するための開口部２５ａと、該開口部２５ａ側面には第一基板２４との配置固定のためネジ部２５ｂが形成されており、前記第一基板２４のネジ部２４ｃと前記第二基板のネジ部２５ｂによりそれぞれ螺合固定される構成である。このため、前記第一基板２４は円形状に形成されている。前記第一基板２４と前記第二基板２５の固定と同時に第一基板２４のコネクター１６と第二基板２５のコネクター１７を接続し、電気的接続を確保しプレーナ型電磁アクチュエータが構成されている。本構成においても、例えば半導体基板１が破損した場合、半導体基板１が搭載された第一基板を取り外して別のものと交換することが可能になる。
【実施例５】
【００２８】
図６は本発明のプレーナ型電磁アクチュエータの分解斜視図である。ただし、主要部品の一部は省略してある。
【００２９】
第一基板２６の一端面には凸部２６ａが形成され、他端面には凸部２６ｂ、２６ｃが形成されている。一方、第二基板には前記第一基板２６を挿入するための開口部２７ａが形成されており、さらに、前記第一基板２６の凸部２６ａ、２６ｂ、２６ｃに対応する凹部２７ｂ、２７ｃ、２７ｄが形成されている。該構成により前記第一基板２６の前記第二基板２７への挿入方向を一意にするものである。
【００３０】
前記第一基板２６の側面の一部には凹部２６ｄが形成されており、前記第二基板２７の開口部２７ａの側面の一部には第一基板２６を配置固定するための凸部２７ｅが形成されており、それぞれを噛み合わせて固定する構造である。
【実施例６】
【００３１】
図７は本発明のプレーナ型電磁アクチュエータの第一基板と第二基板の固定部の一部断面拡大図である。
【００３２】
第一基板１４には凹部１４ｃが形成されており、前記凹部１４ｃには電気的接続パターン２８ａが形成されている。該電気的接続パターン２８ａは、第一基板１４に搭載される半導体基板（不図示）と電気的接続を成すパターンである。第二基板１５には凸部１５ｂが形成されており、前記凸部１５ｂには外部からの信号入力のための電気的接続パターン２８ｂが形成されている。前記第一基板１４と前記第二基板１５を前記凹部１４ｃと前記凸部１５ｂを噛み合わせることで機械的な接続を行い、さらに電気的な接続をも可能としたものである。本構成により、コネクター等の別部品が必要なくなり、製造コストが低減され、小型化が可能となる。本構成は前述の実施例１、実施例４及び実施例５に対して適用できる。
【００３３】
以上の実施例は、半導体基板１が１次元方向に回動する場合について述べたが、それに限定されるわけではなく、２次元方向に回動する半導体基板でも良い。さらに第二基板を構成する部品も永久磁石２個、ヨーク１個、コネクター１個に限定されるわけではなく、例えば、２次元方向に回動する場合は永久磁石４個となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明のプレーナ型電磁アクチュエータの斜視図で、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は第一基板を第二基板に組み込んだ状態の図（実施例１）
【図２】本発明のプレーナ型電磁アクチュエータを示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は下面図（実施例１）
【図３】本発明のプレーナ型電磁アクチュエータの斜視図で、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は第一基板を第二基板に組み込んだ状態の図（実施例２）
【図４】本発明のプレーナ型電磁アクチュエータの斜視図で、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は第一基板を第二基板に組み込んだ状態の図（実施例３）
【図５】本発明のプレーナ型電磁アクチュエータの斜視図で、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は第一基板を第二基板に組み込んだ状態の図（実施例４）
【図６】本発明のプレーナ型電磁アクチュエータの分解斜視図（実施例５）
【図７】本発明プレーナ型電磁アクチュエータの第一基板と第二基板の固定部の一部断面拡大図（実施例６）
【図８】従来のプレーナ型電磁アクチュエータの構成を示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は下面図
【符号の説明】
【００３５】
１    半導体基板
２    可動板
３    トーションバー
４    トーションバー
５    駆動コイル
６    ミラー
７    ベース基板
７ａ  穴
７ｂ  パターン
８    ワイヤー
９    ワイヤー接続バッド
１０    コネクター
１１    永久磁石
１２    永久磁石
１３    ヨーク
１４    第一基板
１４ａ  穴
１４ｂ  パターン
１４ｃ  配置固定凹部
１５    第二基板
１５ａ  開口部
１５ｂ  配置固定凸部
１６    コネクター
１７    コネクター
１８    第一基板
１８ａ  開口部
１８ｂ  パターン
１８ｃ  配置固定用ネジ穴
１８ｄ  配置固定用ネジ穴
１８ｅ  配置固定用ネジ穴
１８ｆ  配置固定用ネジ穴
１９    第二基板
１９ａ  穴
１９ｂ  配置固定用ネジ穴
１９ｃ  配置固定用ネジ穴
１９ｄ  配置固定用ネジ穴
１９ｅ  配置固定用ネジ穴
２０ａ  固定ネジ
２０ｂ  固定ネジ
２０ｃ  固定ネジ
２０ｄ  固定ネジ
２１    第一基板
２１ａ  穴
２１ｂ  パターン
２１ｃ  配置固定用穴
２１ｄ  配置固定用穴
２１ｅ  配置固定用穴
２１ｆ  配置固定用穴
２２    第二基板
２２ａ  開口部
２２ｂ  配置固定用穴
２２ｃ  配置固定用穴
２２ｄ  配置固定用穴
２２ｅ  配置固定用穴
２３ａ  固定ピン
２３ｂ  固定ピン
２３ｃ  固定ピン
２３ｄ  固定ピン
２４    第一基板
２４ａ  穴
２４ｂ  パターン
２４ｃ  ネジ部
２５    第二基板
２５ａ  開口部
２５ｂ  ネジ部
２６    第一基板
２６ａ  凸部
２６ｂ  凸部
２６ｃ  凸部
２６ｄ  配置固定凹部
２７    第二基板
２７ａ  開口部
２７ｂ  凹部
２７ｃ  凹部
２７ｄ  凹部
２７ｅ  配置固定凸部
２８ａ  接続パターン
２８ｂ  接続パターン
【図１】
2005275176.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005275176.tif 000007
【図６】
2005275176.tif 000008
【図７】
2005275176.tif 000009
【図８】
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