(57)【要約】【課題】  レジストの現像残り、金属薄膜のエッチング残りが原因となり発生するコンタクト部及び引出電極パターン間でのショートを防止する。【解決手段】  平板状の可動板と、該可動板を回転可能に軸支する一対のトーションバーと、前記可動板の少なくとも一方の面に該可動板の周縁に沿って形成された駆動コイルと、前記トーションバーの軸方向と直行する方向で前記可動板の外方部位に配置された一対の静磁界発生手段とを有するプレーナ型電磁アクチュエータであって、前記駆動コイルは外部との接続用コンタクト部を有しており、前記駆動コイルは前記コンタクト部を除いて絶縁層部を介して積層され、前記絶縁層部と前記コンタクト部の駆動コイル側端部が接触しないように隙間部を有して形成されているプレーナ型電磁アクチュエータとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の可動板と、該可動板を回転可能に軸支する一対のトーションバーと、前記可動板の少なくとも一方の面に該可動板の周縁に沿って形成された駆動コイルと、前記トーションバーの軸方向と直行する方向で前記可動板の外方部位に配置された一対の静磁界発生手段とを有するプレーナ型電磁アクチュエータであって、前記駆動コイルは外部との接続用コンタクト部を有しており、前記駆動コイルは前記コンタクト部を除いて絶縁層部を介して積層され、前記絶縁層部と前記コンタクト部の駆動コイル側端部が接触しないように隙間部を有して形成されていることを特徴とする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、可動板に備えた駆動コイルに発生する電磁力によりトーションバーに軸支された可動板を回動する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、シリコン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を一体的に形成し、シリコン基板に可動板をトーションバーで軸支し、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磁界発生手段、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）
【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４はプレーナ型電磁アクチュエータを示した図で、（Ａ）は上面図、（Ｂ）はＡ−Ａ’断面図である。図５は図４（Ａ）のａ部拡大図であり、（Ａ）は上面図、（Ｂ）はＢ−Ｂ’断面図である。尚、図４に示すプレーナ型電磁アクチュエータは２次元駆動を実現するものである。１はシリコン基板で、可動部はシリコン基板１に一体形成され、第１のトーションバー４，４でシリコン基板１に軸支される枠状の外側可動板２と、該第１トーションバー４，４と軸方向が直交する第２のトーションバー５，５で外側可動板２の内側に軸支される内側可動板３とからなり、外側可動板２及び内側可動板３の上面には駆動コイル６を設けてある。前記駆動コイル６は積層されており、同図（Ｂ）に図示したように、第１層目駆動コイル６ａ、第２層目駆動コイル６ｂとで構成されている。６ｃは第１層目駆動コイル６ａのコンタクト部、６ｄは第２層目駆動コイル６ｂのコンタクト部（図５に示す）である。前記コンタクト部６ｃ、６ｄには引出電極パターン７がそれぞれ接続され、該引出電極パターン７は、第１トーションバー上で平行に配置され、シリコン基板１上に設けられたパターン１ａと接続されている。前記パターン１ａは外部電源（不図示）と接続される。８は第１絶縁層部、９は第２絶縁層部である。
【０００５】
１０は可動部の駆動コイル６に磁界を作用させるための対をなす永久磁石である。前記永久磁石１０は、第１及び第２トーションバー４，４、５，５の軸方向と平行に配置され、プレーナ型電磁アクチュエータが構成される。
【０００６】
図６は図４のＡ−Ａ’断面部の駆動コイルの製造工程を示した断面図である。以下、図６により駆動コイルの製造工程について説明する。
（Ａ）シリコン基板１の表面を熱酸化してシリコン酸化膜１１を形成する。
（Ｂ）前記工程（Ａ）で形成されたシリコン酸化膜１１上に良電導性の金属薄膜１２をスパッタリング等により形成する。
（Ｃ）前記工程（Ｂ）で形成された金属薄膜１２上にレジストをスピンコートにより均一に塗布する。その後、所望のコイルパターン形状を有するフォトマスクにてレジストをパターニングする。そして、このレジストパターンをマスクとして、金属薄膜１２をエッチングし、第１層目駆動コイル６ａ及びコンタクト部６ｃを形成する。第１層目駆動コイル６ａ及びコンタクト部６ｃ形成後、マスクとして用いたレジストパターンを薬液（例えばアセトン）、若しくはＯ２アッシングにより除去する。前記シリコン酸化膜１１はシリコン基板と第１層目駆動コイル６ａを絶縁するために設けらている。
【０００７】
（Ｄ）前記工程（Ｃ）で形成された第１層目駆動コイル６ａ上に第１絶縁層部８を形成する。第１絶縁層部８として感光性ポリイミドを用いる場合には、まずシリコン基板１の表面全体に感光性ポリイミドをスピンコートにより均一に塗布する。その後、前記第１層目駆動コイル６ａ部分がパターニングされたマスクにて感光性ポリイミドをパターニングする。これにより、第１層目駆動コイル６ａ部分のみが残り、第１絶縁層部８として形成される。なお、コンタクト部６ｃ上に絶縁層部は形成されない状態とする。また、第１絶縁層部８はＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition）法等により形成されたＳｉＯ２膜としても良い。
【０００８】
（Ｅ）前記工程（Ｄ）で形成された第１絶縁層部８上に良電導性の金属薄膜１３を形成する。
（Ｆ）前記工程（Ｅ）で形成された金属薄膜１３上にレジストを均一に塗布する。その後工程（Ｃ）と同様の工程により、第２層目駆動コイル６ｂ及びコンタクト部６ｄ（不図示）を形成する。
（Ｇ）前記工程（Ｆ）で形成された第２層目駆動コイル６ｂ上に前記工程（Ｄ）同様の工程により第２絶縁層部９を形成する。この際、第１、第２絶縁層部８、９の境界線部１４は第１層目駆動コイル６ａのコンタクト部６ｃ及び第２層目駆動コイル６ｂのコンタクト部６ｄ（不図示）の駆動コイル側端部と接した状態となっている。
（Ｈ）前記工程（Ｇ）で形成された第２絶縁層部９上に良電導性の金属薄膜１５を形成する。
（Ｉ）前記工程（Ｈ）で形成された金属薄膜１５上にレジストを均一に塗布する。その後工程（Ｃ）と同様の工程により、引出電極パターン７を形成する。コンタクト部６ｃ、６ｄ（不図示）及び引出電極パターン７は電気的に接続される状態となる。
【０００９】
【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】
【００１０】
図５を参照して従来技術における問題点を説明する。第１、第２絶縁層部８、９の端部と、コンタクト部６ｃ、６ｄ及び引出電極パターン７の駆動コイル側端部とは境界線部１４で接触している。前記コンタクト部６ｃ、６ｄから引き出される引出電極パターン７は互いに隣接して配置されており、それぞれの間は空間部となっている。また、シリコン基板１から第２絶縁層部９までの高さが８μｍ程あり、段差部となっている。前記第１絶縁層部８と第２絶縁層部９の端部と、コンタクト部６ｃ、６ｄ及び引出電極パターン７の駆動コイル側端部とが境界線部１４で接触する構成で製造されているので、前記第２絶縁層部９形成時に境界線部１４の位置にある前記段差部に現像残り部分１６が生じてしまう。これは、前記第２絶縁層部９形成にネガ型レジストを使用しているため、露光時にパターン端部において、光の回り込みによるオーバー露光が生じる結果である。現像残り部１６が生じないように、過剰に現像時間を増やすと、現像時のサイドエッチング量が大きくなり、絶縁層部のパターン崩れが生じ、絶縁層部としての役割を果たせなくなってしまう。前記現像残り部１６を残したまま次工程で前記引出電極パターン７を形成する際、レジストをスピンコートにより均一に形成するが、前記現像残り部分１６にレジストが溜まりやすくなり、結果前記現像残り部１６は他の部分と比べてレジストが厚く塗布されてしまう。レジストが他の部分より厚く塗布されていることにより引出電極パターン７形成時にもレジストの現像残りが生じる。そのため、前記引出電極パターン７形成時に金属薄膜１５は前記レジスト現像残りをマスクとしてエッチングされずに残ってしまい、金属薄膜１５残り部分１７が生じる。これにより、金属薄膜１５残り部分１７がコンタクト部６ｃ、６ｄ及び引出電極パターン７の間を接続してしまい、これを原因とした短絡（ショート）が発生してしまう。
【００１１】
前記現象によると、可動板に形成された駆動コイルに電流を供給することができず、本来駆動コイルに発生するローレンツ力が発生せず、プレーナ型電磁アクチュエータが正常に駆動しないという問題があった。
【００１２】
本発明は、コンタクト部６ｃ、６ｄ及び引出電極パターン７部の間で発生するショートを防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
平板状の可動板と、該可動板を回転可能に軸支する一対のトーションバーと、前記可動板の少なくとも一方の面に該可動板の周縁に沿って形成された駆動コイルと、前記トーションバーの軸方向と直行する方向で前記可動板の外方部位に配置された一対の静磁界発生手段とを有するプレーナ型電磁アクチュエータであって、前記駆動コイルは外部との接続用コンタクト部を有しており、前記駆動コイルは前記コンタクト部を除いて絶縁層部を介して積層され、前記絶縁層部と前記コンタクト部が接触しないように隙間部を有して形成されているプレーナ型電磁アクチュエータとする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、絶縁層部とコンタクト部の駆動コイル側端部が接触しないように隙間部を有して形成されるので、レジストの現像残り、金属薄膜のエッチング残りが原因となり発生するコンタクト部６ｃ、６ｄ及び引出電極パターン７との間のショートを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
平板状の可動板と、該可動板を回転可能に軸支する一対のトーションバーと、前記可動板の少なくとも一方の面に該可動板の周縁に沿って形成された駆動コイルと、前記トーションバーの軸方向と直行する方向で前記可動板の外方部位に配置された一対の静磁界発生手段とを有するプレーナ型電磁アクチュエータであって、前記駆動コイルは外部との接続用コンタクト部を有しており、前記駆動コイルは前記コンタクト部を除いて絶縁層部を介して積層され、前記絶縁層部と前記コンタクト部が接触しないように隙間部を有して形成されているプレーナ型電磁アクチュエータとする。
【実施例１】
【００１６】
本発明の一実施例を図１に基づいて説明する。図１は本発明のプレーナ型電磁アクチュエータを示した図で、（Ａ）は上面図、（Ｂ）はＡ−Ａ’断面図である。図２は図１（Ａ）のａ部拡大図で、（Ａ）は上面図、（Ｂ）はＢ−Ｂ’断面図である。尚、従来技術と同様の部分に付いては同一の符号を用いている。図１に示す本発明のプレーナ型電磁アクチュエータは、シリコン基板１の構成、駆動コイル６の構成、永久磁石１０の配置において、その基本構成は従来技術と同じである。
【００１７】
シリコン基板１には良電導性の金属薄膜で第１層目駆動コイル６ａ及び第１層コンタクト部６ｃが形成され、第１層目駆動コイル６ａを絶縁するために第１絶縁層部１８が形成されている。さらに第１絶縁層部１８の上層に、良電導性の金属薄膜で第２層目駆動コイル６ｂ及びコンタクト部６ｄ（図２に示す）が形成され、第２層目駆動コイル６ｂを絶縁するために、第２絶縁層部１９が形成されている。７は引出電極パターンでコンタクト部６ｃ、６ｄ上に形成され、第１トーションバー上を経由しシリコン基板１上に形成されたパターン１ａに接続されている。ここで、第１絶縁層部１８と第２絶縁層部１９の端部は、第１、第２駆動コイル６ａ、６ｂとコンタクト部６ｃ、６ｄとの間に位置しており、コンタクト部６ｃ、６ｄ及び引出電極パターン７とは接触しないように形成されている。前記構成にすることで、前記第２絶縁層部１８の形成時に現像残り部分が生じることにより発生するコンタクト部間の短絡を防止することができる。
【００１８】
本実施例の細部について、図２に基づき説明する。図２は第１絶縁層部１８、第２絶縁層部１９と、第１、第２層目駆動コイル６ａ、６ｂ、コンタクト部６ｃ、６ｄ及び引き出し電極パターン７の一部を拡大して示した図である。前記第１絶縁層部１８、第２絶縁層部１９の端部と、前記第１、第２層目駆動コイル６ａ、６ｂのコンタクト部６ｃ、６ｄの駆動コイル側端部は接触する位置関係になく、隙間部ｂを有して形成されている。前記隙間部ｂを有するように構成しているため、前記第２絶縁層部１９形成時に生じる現像残り部分１６はこの隙間部ｂに残ることとなる。次工程で前記引出電極パターン７を形成する際にも現像残りが生じ、前記引出電極パターン７を形成するためのエッチング時に前記現像残りがマスクとなって本来の引出電極パターン７のパターン形状通りにエッチングされず金属薄膜残り部分１７を生じさせる。前記金属薄膜残り部分１７の発生は避けられないが、残ってしまう位置は隙間部ｂの範囲内で収まることとなるので、前記金属薄膜残り部分１７がコンタクト部６ａ、６ｂ、引出電極パターン７の間で接続してしまうことがなくなる。
【００１９】
本発明のプレーナ型電磁アクチュエータの製造工程について図３に基づいて説明する。
図３は図１のＡ−Ａ’断面部の駆動コイルの製造工程を示した断面図である。
（Ａ）〜（Ｃ）工程については従来技術と同様であるため詳細な説明は省略する。工程（Ａ）でシリコン基板１上にシリコン酸化膜１１が形成され、工程（Ｂ）で金属薄膜１２を形成し、工程（Ｃ）で第１層目駆動コイル６ａ及び第１層目駆動コイルのコンタクト部６ｃが形成される。
【００２０】
（Ｄ）前記工程（Ｃ）で形成された第１層目駆動コイル６ａ上に第１絶縁層部１８を形成する。第１絶縁層部１８として感光性ポリイミドを用いる場合には、まずシリコン基板１の表面全体に感光性ポリイミドをスピンコートにより均一に塗布する。その後、前記第１層目駆動コイル６ａ部分がパターニングされたマスクにて感光性ポリイミドをパターニングする。この時用いるマスクは後に形成される第１絶縁層部１８の端部が第１層目駆動コイル６ａとコンタクト部６ｃの間に位置するように（第１絶縁層部１８の端部がコンタクト部６ｃの駆動コイル側端部と接触しないように）設計されたマスクを用いる。これにより、第１層目駆動コイル部分６ａのみが残り、第１絶縁層部１８として形成される。なお、コンタクト部６ｃは絶縁されない。また第１絶縁層部１８はＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition）法等により形成されたＳｉＯ２膜としても良い。
（Ｅ）前記工程（Ｄ）で形成された第１絶縁層部１８上に良電導性の金属薄膜１３を形成する。
（Ｆ）前記工程（Ｅ）で形成された金属薄膜１３上にレジストを均一に塗布する。その後工程（Ｃ）と同様の工程により、第２層目駆動コイル６ｂと第２層目駆動コイル６ｂのコンタクト部６ｄ（不図示）を形成する。
（Ｇ）前記工程（Ｆ）で形成された第２層目駆動コイル６ｂ上に前記工程（Ｄ）同様の工程により第２絶縁層部１９を形成する。第２絶縁層部１９の形成に用いるマスクも前記工程（Ｄ）で用いたものと同様である。ここで形成される第２絶縁層部１９の端部は前記工程（Ｄ）で形成された第１絶縁層部１８の端部と同一の位置で、第１、第２層目駆動コイル６ａ、６ｂとコンタクト部６ｃ、６ｄの間に位置し、コンタクト部６ｃ、６ｄの駆動コイル側端部とは接触していない構成である。
（Ｈ）前記工程（Ｇ）で形成された第２絶縁層部１９上に良電導性の金属薄膜１５を形成する
（Ｉ）前記工程（Ｈ）で形成された金属薄膜１５上にレジストを均一に塗布する。その後工程（Ｃ）と同様の工程により、引出電極パターン７を形成する。
【００２１】
本発明においては、特別な製造工程を追加することなく、引出電極パターン７を形成する際、レジストの現像残り、金属薄膜のエッチング残りによるコンタクト部６ｃ、６ｄ及び引出電極パターン７の間の短絡を防止することができる。さらに本発明は、コンタクト部と引出電極パターンの短絡防止について記載したがこれに限定されるわけではなく、例えば第１層目駆動コイルと第２層目駆動コイルとのコンタクト部についても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のプレーナ型電磁アクチュエータを示した図で、（Ａ）は上面図、（Ｂ）はＡ−Ａ’断面図
【図２】図１（Ａ）のａ部拡大図で、（Ａ）は上面図、（Ｂ）はＢ−Ｂ’断面図
【図３】図１のＡ−Ａ’断面部の駆動コイルの製造工程を示した断面図
【図４】従来のプレーナ型電磁アクチュエータを示した図で、（Ａ）は上面図、（Ｂ）はＡ−Ａ’断面図
【図５】図４（Ａ）のａ部拡大図であり（Ａ）は上面図（Ｂ）は、Ｂ−Ｂ’断面図
【図６】図４のＡ−Ａ’断面部の駆動コイルの製造工程を示した断面図
【符号の説明】
【００２３】
１    シリコン基板
１ａ  パターン
２    外側可動板
３    内側可動板
４    第１トーションバー
５    第２トーションバー
６    駆動コイル
６ａ  第１層目駆動コイル
６ｂ  第２層目駆動コイル
６ｃ  コンタクト部
６ｄ  コンタクト部
７    引出電極パターン
８    第１絶縁層部
９    第２絶縁層部
１０    永久磁石
１１    シリコン酸化膜
１２    金属薄膜
１３    金属薄膜
１４    境界線部
１５    金属薄膜
１６    現像残り部分
１７    金属薄膜残り部分
１８    第１絶縁層部
１９    第２絶縁層部
ｂ    隙間部
【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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