(57)【要約】【課題】  接続工程として加熱工程を含んでいても、上述した応力が生じにくい実装工程を提供する。【解決手段】  第１のパッドを有する第１の基板と、第２のパッドを有する第２の基板と、を前記第１の基板の一部の領域のみで固定する第１の固定工程と、前記第１の固定工程の後に、加熱工程を含む、前記第１のパッドと前記第２のパッドを電気的に接続する接続工程と、前記接続工程の後に、前記第１の基板と前記第２の基板を、前記第１の基板の少なくとも前記一部の領域以外で、常温で固定する第２の固定工程と、を有する。【選択図】  図２
2016109989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のパッドを有する第１の基板と、第２のパッドを有する第２の基板と、を前記第１の基板の一部の領域のみで固定する第１の固定工程と、
前記第１の固定工程の後に、加熱工程を含む、前記第１のパッドと前記第２のパッドを電気的に接続する接続工程と、
前記接続工程の後に、前記第１の基板と前記第２の基板を、前記第１の基板の少なくとも前記一部の領域以外で、常温で固定する第２の固定工程と、を有することを特徴とする実装方法。
【請求項２】
前記第１の基板と前記第２の基板とは、線膨張係数が異なることを特徴とする請求項１に記載の実装方法。
【請求項３】
前記第１の基板は、複数の角部を有する矩形であり、
前記第１の基板の前記一部の領域は、前記複数の角部のうちのいずれか一つの角部であることを特徴とする請求項１又は２に記載の実装方法。
【請求項４】
前記第１の基板の少なくとも前記一部の領域以外は、前記複数の角部のうち、前記第１の基板の前記一部の領域である角部とは異なる角部の少なくとも一つの角部であることを特徴とする請求項３に記載の実装方法。
【請求項５】
前記第１の基板の一部の領域の大きさは、前記第１の基板の１辺の５％以上２０％以下の大きさであることを特徴とする請求項３又は４に記載の実装方法。
【請求項６】
前記常温とは、２０℃以上３０℃以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の実装方法。
【請求項７】
前記第２の固定工程は、常温硬化樹脂を用いて前記第１の基板と前記第２の基板を常温で固定する工程を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の実装方法。
【請求項８】
前記第１の固定工程は、第１のパッドを有する第１の基板と、第２のパッドを有する第２の基板と、を前記第１の基板の一部の領域のみで熱硬化樹脂を加熱して接着する工程を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の実装方法。
【請求項９】
前記接続工程は、前記第１のパッドと前記第２のパッドに対してワイヤボンディングする工程を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の実装方法。
【請求項１０】
前記第１の基板は、アクチュエータと前記アクチュエータに接合されたミラーとを有しており、
前記第２の基板は、前記アクチュエータを駆動するための駆動回路を有していることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の実装方法。
【請求項１１】
前記第１の基板は、半導体素子を有し、
前記第２の基板は、前記半導体素子を駆動する駆動回路を有していることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の実装方法。
【請求項１２】
第１のパッドを有する第１の基板と、前記第１のパッドと電気的に接続された第２のパッドを有する第２の基板と、を有し、
前記第１の基板と前記第２の基板は、前記第１の基板の一部の領域で熱硬化樹脂を用いて固定されており、前記第１の基板の前記一部の領域以外で常温硬化樹脂を用いて固定されていることを特徴とする実装基板。
【請求項１３】
前記第１の基板と前記第２の基板とは、線膨張係数が異なることを特徴とする請求項１２に記載の実装基板。
【請求項１４】
前記第１の基板は、複数の角部を有する矩形であり、
前記第１の基板の前記一部の領域は、前記複数の角部のうちのいずれか一つの角部であることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の実装基板。
【請求項１５】
前記第１の基板の少なくとも前記一部の領域以外は、前記複数の角部のうち、前記第１の基板の前記一部の領域である角部とは異なる角部の少なくとも一つの角部であることを特徴とする請求項１４に記載の実装基板。
【請求項１６】
前記第１の基板の一部の領域の大きさは、前記第１の基板の１辺の５％以上２０％以下の大きさであることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の実装基板。
【請求項１７】
前記第１の基板は、アクチュエータと前記アクチュエータに接合されたミラーとを有しており、
前記第２の基板は、前記アクチュエータを駆動するための駆動回路を有していることを特徴とする請求項１２乃至１６のいずれか１項に記載の実装基板。
【請求項１８】
入射する光の波面収差を補正する反射型光変調ユニットと、
入射する光の波面の情報を取得する取得ユニットと、
前記取得ユニットで取得された波面の情報に基づいて前記反射型光変調ユニットを制御する制御ユニットと、を有し、
前記反射型光変調ユニットが請求項１７に記載の実装基板を有することを特徴とする光学システム。
【請求項１９】
請求項１８に記載の光学システムを備え、
前記入射する光が被検眼からの反射光であることを特徴とする眼科装置。
【請求項２０】
前記第１の基板は、半導体素子を有し、
前記第２の基板は、前記半導体素子を駆動する駆動回路を有していることを特徴とする請求項１２乃至１６のいずれか１項に記載の実装基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実装方法、実装基板、それを備えた光学システム及び眼科装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電引力、電磁力によって変位させるタイプの可変形状ミラーは、光を利用した様々な分野への応用が期待されている。例えば、眼底検査装置、天体望遠鏡などに入る補償光学用の波面補正デバイスとして利用することができる。
【０００３】
特許文献１には、櫛歯電極を用いたアクチュエータをメンブレンミラーと接合させた可変形状ミラーが開示されている。一つのアクチュエータは、複数の可動櫛歯電極と複数の固定櫛歯電極を有し、複数の可動櫛歯電極と複数の固定櫛歯電極は、間隔を隔てて面内方向に交互になるように配置されている。各アクチュエータの可動櫛歯電極を面内方向と垂直方向な方向に個別に移動させることでメンブレンミラーの形状を制御することができる。
【０００４】
一方、アクチュエータを備えたアクチュエータ基板は、それを駆動させるための駆動回路を備えた回路基板と、直接的に又は別の基板などを介して間接的に張り合わせて実装される。
【０００５】
特許文献２には、半導体チップをマザーボードに実装する工程について開示されている。具体的には、以下のとおりである。半導体チップが形成されたガラス基板のコーナーに光硬化型樹脂を塗布し、この光硬化型樹脂を硬化させてガラス基板をマザーボードに搭載する。次に、半導体チップとマザーボードとを電気的に接続する。そして、ただし、マザーボードにガラス基板が搭載される領域の中央部分に予め塗布された二液熱硬化型樹脂を硬化するための加熱工程を行い、ガラス基板とマザーボードとを固定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６３８４９５２号公報
【特許文献２】特開平１０−１３５２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
アクチュエータやＩＣチップなどを搭載した素子基板とそれを駆動する駆動回路を備えた回路基板とを電気的に接続する接続工程の前には、素子基板と回路基板との相対位置を固定させる必要がある。一方、電気的な接続工程にワイヤボンディングなどの加熱工程が含まれると、素子基板と回路基板が加熱されてしまう。この場合、素子基板と回路基板の線膨張係数の違いに応じて、熱応力が発生してしまう。具体的には、加熱工程時の膨張、又は加熱工程後の冷却時の収縮によって、素子基板又は回路基板が変形してしまう。
【０００８】
本発明は、接続工程が加熱工程を含んでいても、上述した基板の変形が生じにくい実装工程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】
【０００９】
本発明の実装工程は、第１のパッドを有する第１の基板と、第２のパッドを有する第２の基板と、を前記第１の基板の一部の領域のみで固定する第１の固定工程と、前記第１の固定工程の後に、加熱工程を含む、前記第１のパッドと前記第２のパッドを電気的に接続する接続工程と、前記接続工程の後に、前記第１の基板と前記第２の基板を、前記第１の基板の少なくとも前記一部の領域以外で、常温で固定する第２の固定工程と、を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の別の態様は、第１のパッドを有する第１の基板と、前記第１のパッドと電気的に接続された第２のパッドを有する第２の基板と、を有する実装基板であって、前記第１の基板と前記第２の基板は、前記第１の基板の一部の領域で熱硬化樹脂を用いて固定されており、前記第１の基板の前記一部の領域以外で常温硬化樹脂を用いて固定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、接続工程が加熱工程を含んでいても、基板の変形が生じにくい実装工程を提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態１に係る可変形状ミラーの一例を示す模式図
【図２】実施形態１に係る実装工程の一例を示す模式図
【図３】実施形態１に係る実装工程の一例を示す模式図
【図４】実施形態１に係る接着剤の配置例の一例を示す模式図
【図５】実施形態１に係る可変形状ミラーのアクチュエータ基板とアクチュエータの構成の一例を示す模式図
【図６】アクチュエータの駆動について説明するための図
【図７】実施形態１に係るアクチュエータの製造方法及びミラー基板との接合工程の一例を示す模式図
【図８】実施形態１に係る反射部材の露出工程の一例を示す模式図
【図９】実施形態２に係る眼科装置の一例を示す模式図
【図１０】実施形態３に係る半導体チップの実装工程の一例を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、アクチュエータやＩＣチップ、半導体素子などを搭載した素子基板とそれを駆動する駆動回路を備えた回路基板とが電気的に接続された実装基板に関するものであり、この実装基板を得る実装工程に関するものである。本発明の実装工程は、上述した課題に対して、本発明では、以下の工程を有する。
（１）第１のパッドを有する第１の基板（素子基板）と、第２のパッドを有する第２の基板（回路基板）と、を第１の基板の一部の領域のみで固定する第１の固定工程。
（２）第１の固定工程の後に、加熱工程を含む、第１のパッドと第２のパッドを電気的に接続する接続工程。
（３）接続工程の後に、第１の基板と第２の基板を、第１の基板の少なくとも上記一部の領域以外で、常温で固定する第２の固定工程。
【００１４】
まず、接続工程の前に、第１の固定工程を行う。この工程は、素子基板と回路基板とを固定するが、全体を固定するのではなく、一部でのみ固定する仮固定である。このような固定方法によって、接続工程によって各基板が加熱されても、各基板がほぼ独立に膨張し、冷却時にもほぼ独立に収縮することができるため、線膨張係数の差による変形が生じにくくなる。この仮固定では、接着剤を用いて固定することが可能であるが、接着剤の種類は、熱硬化樹脂、常温硬化樹脂を用いることができる。接着剤としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコン樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリイミド、ポリウレタンなどを用いることができる。時間短縮のために、接着剤としては熱硬化樹脂を用いることが好ましい。一部でのみ固定しているので、上述したように、接着剤を加熱硬化させても変形が生じにくい。
【００１５】
また、接続工程の後に、本固定である第２の固定工程を行う。仮固定では、一部のみでしか固定されていないため固定する力が弱く、素子基板と回路基板とが運搬時や素子の駆動時に分離される可能性がある。そのため、この本工程で、少なくとも仮固定した領域以外で、素子基板と回路基板とを固定する。ただし、第２の固定工程で、熱硬化樹脂を用いて加熱して固定すると、この本固定の間に、素子基板と回路基板の線膨張係数の差による応力が発生し、素子基板又は回路基板が変形してしまう。そのため、第２の固定工程では、常温で素子基板と回路基板とを固定する。例えば、接着剤を用いて固定する場合には、常温硬化樹脂を接着材として用いることができる。常温硬化樹脂としては、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリウレタンなどを用いることができる。また、常温硬化樹脂としては、２液混合タイプの樹脂や光硬化性樹脂などを用いることができる。
【００１６】
上述した工程によって、素子基板と回路基板とが電気的に接続された実装基板の変形が生じにくくなる。以下、図を用いて詳細に説明する。なお、本発明は実施形態の構成に限られない。
【００１７】
（実施形態１）
図１は、本実施形態に係る可変形状ミラー（実装基板）の模式図を表している。図１（ａ）は、可変形状ミラーの断面模式図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の可変形状ミラーの反射面Ｒが露出している側（＋Ｚ方向）から見た模式図であり、図１（ｂ）のＡ−Ａ’断面図が図１（ａ）に対応している。可変形状ミラーは、複数のアクチュエータ１０１を備えたアクチュエータ基板１００と、複数のアクチュエータ１０１と接合部２０１を介して接合された反射部材２０２を備えたミラー基板２００と、を有している。さらに、可変形状ミラーは、複数のアクチュエータ１０１を駆動させる駆動回路（不図示）を備えた回路基板３００を有している。図１（ａ）で示すように、回路基板３００は、アクチュエータ基板１００とミラー基板２００のうちミラー基板２００に対向して配置されている。そして、回路基板３００は、ミラー基板２００と接合されている。なお、アクチュエータ基板１００とミラー基板２００とが接合された基板が上述した素子基板８００である。
【００１８】
回路基板３００は、アクチュエータ基板１００の個々のアクチュエータ１０１の電極に給電するための駆動回路を有する基板である。回路基板３００は６１個の各アクチュエータ１０１の電極に規定電圧、ここでは１００Ｖを独立して印加する。ボンディングワイヤ４００によって、回路基板３００に形成された駆動回路とアクチュエータ基板に形成されたアクチュエータ１０１とは電気的に接続される。より具体的には、第１のボンディングワイヤ４０１によって、アクチュエータ１０１と電気的に接続されたパッド（不図示）とミラー基板２００のパッド２０６とが電気的に接続されている。そして、第２のボンディングワイヤ４０２によって、ミラー基板２００のパッド２０６と回路基板３００に設けられたパッド３０１とが電気的に接続されている。このようにして、回路基板３００側からアクチュエータ基板１００に給電する。
【００１９】
次に、図２、３を用いて、本実施形態の実装方法について説明する。図２の各図は、実装基板を＋Ｙ方向から見た図である。一方、図３の各図は、実装基板を−Ｚ方向から見た図である。図３において、破線で囲まれた領域は、図１（ａ）の開口部、つまり反射面Ｒに対応している。なお、図３において、パッド２０６、３０１は個数が多いため、その一部を図示しており、すべてを図示しているわけではない。また、アクチュエータは省略している。
【００２０】
まず、図２（ａ）のように、複数のアクチュエータ１０１を備えたアクチュエータ基板１００と反射部材２０２を備えたミラー基板２００とが接合部２０１を介して接合された素子基板８００を準備する。この準備工程は、複数のアクチュエータ１０１を備えたアクチュエータ基板１００と反射部材２０２を備えたミラー基板２００とを接合部２０１で接合させる工程を含んでいてもよい。また、素子基板８００は、購入して取得されてもよい。なお、回路基板３００は、反射部材２０２の反射面Ｒを露出させるために、２０ｍｍφの開口部を有している。
【００２１】
次に、図２（ａ）、図３（ａ）で示すように、この開口部によって反射部材２０２の反射面Ｒが露出されるように、素子基板８００と回路基板３００は位置合わせされる。そして、接着剤６０１を用いて素子基板８００と回路基板３００は固定される（第１の固定工程）。具体的には、図３（ａ）で示すように、素子基板８００の一部であるミラー基板２００は四角形であり、その四角形の四つの角部の一つの角部にのみ、接着剤６０１が配置され、この角部のみで素子基板８００と回路基板３００とが接着される。なお、接着剤６０１としては、上述したように熱硬化樹脂や常温硬化樹脂など任意の接着剤を用いることができる。接着剤６０１として熱硬化樹脂を用いる。熱硬化性樹脂としてＨｅｎｋｅｌ製Ｌｏｃｔｉｔｅ３２２０を用いて、８０℃で１時間、恒温槽内で熱硬化させて、素子基板８００と回路基板３００とを仮固定する。
【００２２】
また、接着剤６０１は一つの角部でなくてもよく、素子基板８００の全周のうち一部の領域のみであればよい。つまり、素子基板８００の全周のうち何れかの部分で素子基板８００と回路基板とを固定するように配置されている。一部の領域の大きさは、素子基板８００が矩形であるなら、その１辺の５％以上２０％以下の領域で接着剤６０１で素子基板８００と回路基板３００とが固定されていることが好ましい。また、一部の領域は、複数の領域で構成されるのではなく、単一の領域である。
【００２３】
また、回路基板３００と接続されるミラー基板２００は、複数の角部を有する矩形でもよいし、円形、楕円形であってもよい。アクチュエータ基板１００、回路基板３００も同様である。
【００２４】
次に、図２（ｂ）、図３（ｂ）に図示されるように、アクチュエータ基板１００のパッド（不図示）とミラー基板２００のパッド２０６の間をボンディングワイヤ４０１によりワイヤボンディングする（接続工程）。さらに、ミラー基板２００のパッド２０６と回路基板３００のパッド３０１の間をボンディングワイヤ４０２によりワイヤボンディングする。このワイヤボンディングでは、Ｓ＆Ｋ４５２４ＡＤというワイヤボールボンダーを使用し、ボンディング時の平均荷重は４０ｇｆ、加熱温度は１２０℃の条件で行う。
【００２５】
回路基板３００と接合されるミラー基板２００はＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板であり、線膨張係数は２５℃で２．６２［ｐｐｍ／ｋ］である。一方、回路基板３００は、ガラスエポキシ基板であり、線膨張係数は２５℃で１４乃至１５［ｐｐｍ／ｋ］である。このため、加熱時とその後の冷却時に、ミラー基板２００と回路基板３００とが伸縮する。しかし、素子基板８００と回路基板３００とが一つの角部以外で固定されていないため、ミラー基板２００と回路基板３００は略独立に伸縮でき、素子基板８００と回路基板３００の変形が抑制される。
【００２６】
なお、この接続工程としては、ワイヤボンディングの他に、異方導電性フィルムを融着させる方法や、バンプ接合などの方法を用いることができる。
【００２７】
次に、図２（ｃ）、図３（ｃ）に図示されるように、少なくとも仮固定された領域以外で、素子基板８００と回路基板３００が固定される（第２の固定工程）。具体的には、図３（ｃ）で示すように、四つの角部のうち接着剤６０１で接着された領域以外の領域で、接着剤６０２、６０３、６０４を用いて常温で接合される。接着剤６０２、６０３、６０４としては、常温硬化樹脂を用いる。２液混合タイプの常温硬化樹脂としてＨｅｎｋｅｌ製Ｌｏｃｔｉｔｅ  Ｈｙｓｏｌ  ０１５１（ＰａｒｔＡ／ＰａｒｔＢ）を用いて、２０℃以上３０℃以下の範囲の温度で３日、恒温環境で硬化させて、素子基板８００と回路基板３００とを固定する。また、他の常温硬化樹脂としては、Ｈｅｎｋｅｌ製Ｈｙｓｏｌ  Ｅ−００ＣＬ（ＰａｒｔＡ／ＰａｒｔＢ）、セメダイン製ＥＰ００１Ｋ（主剤／硬化剤）を用いることもできる。この工程により、素子基板８００と回路基板３００とを十分に固定することができる。また、加熱せずに常温で素子基板８００と回路基板３００とを固定するため、この工程によって、線膨張係数の違いによる伸縮は起こりにくく、素子基板８００と回路基板３００の変形を抑制することができる。
【００２８】
なお、第２の固定工程で用いられる接着剤の配置は、図３（ｃ）のパターンに限られない。例えば、図４（ａ）のように、接着剤６０３が１辺に渡って設けられていてもよい。また、図４（ｂ）のように、接着剤６０２が接着剤６０１と重なるように配置されていてもよい。また、接着剤６０５のように、四つの角部以外の領域に配置される構成であってもよい。また、図４（ｃ）のように、接着剤６０６、６０７のように、四つの角部以外に配置される構成でもよい。これ以外にも、固定する力が第１の固定工程よりも強くなるのであれば、どんなパターンでもよい。
【００２９】
図１（ｂ）で示すように、ミラー基板２００は、補正する光を反射する光反射機能を有する反射部材２０２を有している。そして、反射部材２０２の２つの表面のうち紙面の上側の表面が反射面Ｒとなる。この反射部材２０２は、アクチュエータ基板１００を覆う構成である。また、ミラー基板２００は、ＳＯＩ基板で構成され、ハンドル層（Ｓｉ）、ボックス層（酸化シリコン）が除去されて、活性層（Ｓｉ）からなる反射部材２０２が露出した構成である。また、反射部材２０２には、アクチュエータ１０１と接合するための接合部２０１が設けられている。なお、反射部材２０２は、ハンドル層、ボックス層が除去された領域に、金などの金属が成膜されて反射面が構成されていてもよい。また、この反射部材２０２はアクチュエータ１０１によってその形状が変化されるように薄膜で構成されている。具体的には、反射部材２０２の厚さは５００ｎｍ以上３μｍ以下の範囲内である。
【００３０】
次に、アクチュエータ基板１００について、図５を用いて説明する。図５（ａ）は、アクチュエータ基板１００を、ミラー基板２００と回路基板３００を除いて＋Ｚ方向から見た模式図である。Ｂ−Ｂ’線の断面図が図１（ａ）に対応する。このアクチュエータ基板１００は、複数のアクチュエータ１０１を有している。また、ミラー基板２００の反射部材２０２とアクチュエータ１０１は接合部２０１を介して接合されている。それ以外に、アクチュエータ基板１００は、接合領域１０２で反射部材と接合されている。この接合領域１０２はミラー基板の反射部材が露出された領域以外に対応して配置されることが好ましい。
【００３１】
図５（ｂ）は、アクチュエータ１０１の＋Ｚ方向から見た図であり、図５（ｃ）は、図５（ｂ）のＣ−Ｃ’線における断面模式図である。
【００３２】
アクチュエータ１０１は、可動櫛歯電極１０４、固定櫛歯電極１０５、可動部１０６、バネ部１０７、支持部１０８ａ、１０８ｂによって構成されている。可動部１０６は、バネ部１０７の一端に連結されており、可動櫛歯電極１０４及び反射部材と接続されている。バネ部１０７の他端は支持部１０８ａに固定されている。可動櫛歯電極１０４及びバネ部１０７は可動部１０６の側壁と接続しており、反射部材（不図示）は、可動部１０６の比較的広い面積をもつ上面と接合している。すなわち、可動部１０６の上面は、反射面の側と反対の側の反射部材の裏面に接合している。バネ部１０７は、可動櫛歯電極１０４と可動部１０６が反射面の法線方向（＋Ｚ方向）に変位するのは許容するが法線方向以外の方向に変位するのを抑制する抑制手段として機能する。ここでは、抑制手段を、弾性体のバネ部１０７で構成しているが、可動部１０６の法線方向への変位は許容するが法線方向以外の方向への変位を抑制して可動部１０６をガイドするガイド手段などで構成することもできる。可動櫛歯電極１０４と電気的に繋がっている支持部１０８ａは、固定櫛歯電極１０５と電気的に繋がっている支持部１０８ｂから、両者の境界部に形成された絶縁部により絶縁されている。
【００３３】
可動櫛歯電極１０４は可動部１０６のＸＺ面に平行な側壁よりＹ方向に伸びており、固定櫛歯電極１０５は支持部１０８ｂのＸＺ面に平行な側壁よりＹ方向に伸びている。すなわち、可動櫛歯電極１０４は、反射部材２０２（不図示）と距離を隔てて位置し、可動部１０６によって支持されて反射面に対して平行な方向に延出している。また、固定櫛歯電極１０５は、支持部１０８ｂによって支持されて反射面に対して平行な方向に延出し、且つ可動櫛歯電極１０４とギャップを隔てて交互に配置されている。可動部１０６及び支持部１０８の側壁が対向しているため、可動櫛歯電極１０４と固定櫛歯電極１０５は互いに向き合うように配置され、且つそれぞれの櫛歯が交互に並ぶように配置されている。つまり、可動部１０６の可動櫛歯電極１０４を支持する部位と、支持部１０８の固定櫛歯電極１０５を支持する部位とは、可動櫛歯電極１０４の変位の際に可動櫛歯電極１０４と固定櫛歯電極１０５とがギャップを維持してすれ違えるように配置されている。
【００３４】
次に、アクチュエータ１０１の可動部１０６の駆動方法について、図６を参照して説明する。図６は可動櫛歯電極１０４と固定櫛歯電極１０５が交互に配列した部分の断面図である。それぞれ可動櫛歯電極１０４と固定櫛歯電極１０５に符号が逆の電荷を与えることで可動櫛歯電極１０４をＺ方向に可動することができる。可動櫛歯電極１０４と固定櫛歯電極１０５に電位差を与えた時に働くＺ方向の静電引力Ｆｚは以下の式（１）で表わされる。
【００３５】
【数１】
2016109989.tif 000003
【００３６】
ここでε０：真空の誘電率、Ｎ：櫛歯電極間ギャップの数、ｈ：可動櫛歯電極１０４と固定櫛歯電極１０５のオーバーラップ長、Ｖｍ：可動櫛歯電極１０４の電位、Ｖｆ：固定櫛歯電極の電位、ｇ：櫛歯電極間ギャップ幅である。
【００３７】
例えば、図６に示すように可動櫛歯電極１０４と固定櫛歯電極１０５を配置した場合に、可動櫛歯電極１０４を−Ｚ方向に可動させるには以下の方法が挙げられる。まず、図６（ａ）に示した電圧印加直後の状態のように、可動櫛歯電極１０４と固定櫛歯電極１０５にそれぞれ符号が逆の電荷を与えることにより静電引力が発生し、電極同士が互いに引き合う。これにより可動櫛歯電極１０４は固定櫛歯電極１０５に近づこうとするが、Ｘ方向に関しては左右概均等に静電引力を受けるので、−Ｚ方向に変位することになる。これに伴い、可動櫛歯電極１０４に接続されている可動部１０６が変位し、可動部１０６と接合部を介して接合された反射部材の一部の領域が変位する。
【００３８】
続いて、図６（ｂ）に示すようなつりあい状態となる。すなわち、バネ部１０７（図５（ｂ）、（ｃ）参照）の復元力と、可動部１０６を可動させた静電引力が釣り合う位置で、可動櫛歯電極１０４が停止する。
【００３９】
続いて、可動櫛歯電極１０４と固定櫛歯電極１０５との電位差を０にすると、図６（ｃ）に示すように、電荷が与えられない状態となる。電圧開放後、バネ部１０７（図５（ｂ）、（ｃ）参照）の復元力により可動櫛歯電極１０４は初期位置にまで戻る。この変位後の様子を図６（ｄ）に示す。本実施形態では静電引力による変位を記載したが、静電斥力による変位も可能である。
【００４０】
このようにして、図５（ｂ）の各アクチュエータ１０１の可動部１０６の可動量を調節しながら、反射部材のアクチュエータ１０１と接合された領域を変位させることで、反射部材の形状を変えることができる。可動量に関しては、静電容量値を測定することで可動量を見積もることができるので、フィードバック制御をすることが可能である。また、アクチュエータ１０１の駆動する環境は、真空中でもよいし、空気中でもよい。
【００４１】
本実施形態のアクチュエータ１０１の製造方法について、図７を用いて、具体的な材料や数値を用いて説明する。図７は、図５（ｂ）に示すＣ−Ｃ’線に沿った断面図である。
【００４２】
まず、図７（ａ）に示すように、アクチュエータ基板１００を用意する（Ｓ１０１）。アクチュエータ基板１００は、ＳＯＩ基板である。ＳＯＩ基板のハンドル層（Ｓｉ）１１０の厚みは５２５μｍであり、ボックス層（酸化シリコン）１１１の厚みは１μｍ、活性層（Ｓｉ）１１２の厚みは１μｍである。
【００４３】
次に、図７（ｂ）に示すように、アクチュエータ基板１００の両面に絶縁層１１３ａ、１１３ｂのパターンを形成する（Ｓ１０２）。熱酸化による酸化シリコン（酸化シリコン）を絶縁層１１３ａ、１１３ｂとして形成した後に、レジストパターン（不図示）を形成する。レジストパターン（不図示）をマスクにして、絶縁層１１３ａ、１１３ｂをエッチングする工程である。例えば、エッチングには、フロン系ガスである四フッ化メタン（ＣＦ４）、二フッ化メタン（ＣＨ２Ｆ２）、三フッ化メタン（ＣＨＦ３）、などによるプラズマエッチングを利用する。これらのフロン系ガスは、単独または他のフロンガスと混合して、さらには、アルゴン（Ａｒ）やヘリウム（Ｈｅ）などの不活性ガスと混合して使用され得る。
【００４４】
次に、図７（ｃ）に示すように、支持部１０８ｂ（図４（ｂ）参照）と電気的にそれぞれ繋がる貫通電極１１４を形成する（Ｓ１０３）。アクチュエータ基板１００の裏面にレジストパターン（不図示）を形成する。レジストパターン（不図示）をマスクにして、活性層（Ｓｉ）１１２及びボックス層（酸化シリコン）１１１をエッチングし、貫通孔を形成する。さらに、電極材料となるチタン（Ｔｉ）及び金（Ａｕ）を積層成膜した後、レジストパターン（不図示）を形成する。レジストパターン（不図示）をマスクにして、金（Ａｕ）及びチタン（Ｔｉ）をエッチングする。
【００４５】
次に、図７（ｄ）に示すように、櫛歯形状を形成する時のマスクを形成する（Ｓ１０４）。アクチュエータ基板１００の表面にレジストパターン１１５を形成し、アクチュエータ基板１００の表面の絶縁層１１３ｂをエッチングする。絶縁層１１３ｂのエッチングには、Ｓ１０２で例示したフロン系のガスによるプラズマエッチングを利用する。
【００４６】
次に、図７（ｅ）に示すように、アクチュエータ基板１００の表面から可動櫛歯電極１０４及び固定櫛歯電極１０５を形成する（Ｓ１０５）。Ｓ１０４で形成したレジストパターン１１５及び絶縁層１１３ｂをマスクにして、ハンドル層（Ｓｉ）１１０をエッチングする工程である。ハンドル層（Ｓｉ）１１０をエッチングして、所望の櫛歯形状を形成するためには、断面垂直性の高いエッチングが可能なＩＣＰ−ＲＩＥ（：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ−Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）などを用いる。ＩＣＰ−ＲＩＥを用いることにより、高アスペクトで微細な櫛歯構造を形成することができる。ここで、ハンドル層１１０に、絶縁部となる溝も形成する。
【００４７】
次に、図７（ｆ）に示すように、櫛歯の段差を形成する（Ｓ１０６）。固定櫛歯電極１０５の段差を形成するために、裏面の絶縁層（酸化シリコン）１１３ａをマスクにして、活性層（Ｓｉ）１１２とボックス層（酸化シリコン）１１１をエッチングする。さらに、固定櫛歯電極１０５のシリコン（Ｓｉ）をエッチングする。また、可動櫛歯電極１０４側の段差を形成するために、表面のレジストパターン１１５と裏面のレジストパターン（不図示）を剥離した後に、表面の絶縁層（酸化シリコン）１１３ｂをマスクに、可動櫛歯電極１０４のシリコン（Ｓｉ）をエッチングする。シリコン（Ｓｉ）層及び絶縁層のエッチングには、Ｓ１０２で例示したフロン系のガスによるプラズマエッチングや、Ｓ１０４で例示したＩＣＰ−ＲＩＥなどを利用する。ここでは、アクチュエータ基板１００をエッチングすることにより固定櫛歯電極１０５及び可動櫛歯電極１０４を同時に形成する。そして、固定櫛歯電極１０５と可動櫛歯電極１０４との間に、紙面の上向き方向の段差を形成する。
【００４８】
次に、図７（ｇ）に示すように、ボックス層（酸化シリコン）１１１をエッチングする（Ｓ１０７）。ボックス層（酸化シリコン）１１１のエッチングでは、０．５％フッ化水素酸（ＨＦ）によって、ボックス層（酸化シリコン）１１１を選択的にウェットエッチングする。ボックス層（酸化シリコン）１１１を選択的にエッチングするためには、フッ化水素酸のほか、フッ化アンモニウム（ＮＨ４Ｆ）水溶液、フッ化水素と過酸化水素との混合液など、フッ素イオンを含む水溶液であれば可能である。
【００４９】
続いて、アクチュエータ基板１００とミラー基板２００との接合工程について図７（ｈ）を用いて説明する。図７（ｈ）に示すように、Ｓ１０７までで形成したアクチュエータ基板１００とミラー基板２００を接合する（Ｓ１０８）。ミラー基板２００は、ＳＯＩ基板である。ＳＯＩ基板のハンドル層（Ｓｉ）２０３の厚みは５２５μｍであり、ボックス層（酸化シリコン）２０４の厚みは１μｍ、活性層（Ｓｉ）２０５の厚みは１μｍである。
【００５０】
接合工程の前に、ミラー基板２００を以下のように処理する。まず、ミラー基板２００の表面に、熱酸化による酸化シリコンの絶縁層（不図示）を形成する。その後、レジストパターン（不図示）を形成することとＳ１０７で例示したウェットエッチングにより、絶縁層のパターニングを行う。次に、ミラー基板２００の活性層２０５側に、レジストパターン（不図示）とＳ１０２で例示したフロン系のガスによるプラズマエッチングなどにより、接合部２０１であるポストを形成する。
【００５１】
アクチュエータ基板１００とミラー基板２００の接合は、シリコンとシリコン（Ｓｉ−Ｓｉ）などのフュージョン接合で可能である。フュージョン接合のメリットは、可動部１０６の可動方向である紙面の上向き方向に対して接合の位置精度が高く、他の部材が不要なことなどが挙げられる。また、低温プロセスで接合できるバンプ接合や接着剤などによる接合も可能である。
【００５２】
続いて、図８を用いて、反射部材の反射面を露出させる工程について説明する。まず、図８（ａ）に示されるように、アクチュエータ基板１００を保護するためにはアクチュエータ基板１００より射影面積の大きなミラー基板２００の縁部でエッチング液の浸入がないように治具４０でシーリングする。
【００５３】
次に、図８（ｂ）に示すように、ミラー基板２００のハンドル層（Ｓｉ層）２０３とボックス層（酸化シリコン）（不図示）を選択的にエッチングする（Ｓ１０９）。ハンドル層（Ｓｉ）２０３を選択的にエッチングするためには、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（ＴＭＡＨ）や、水酸化カリウム（ＫＯＨ）などの薬液であれば可能である。露出したボックス層（酸化シリコン）を選択的にエッチングするためには、Ｓ１０７で例示したウェットエッチングにより可能である。この工程により、反射部材２０２となる活性層（Ｓｉ）が露出され、反射面Ｒが露出される。
【００５４】
その後、上述した実装工程（図２参照）を経て、可変形状ミラー（実装基板）が製造される。
【００５５】
（実施形態２）
実施形態１の可変形状ミラーを、光路上で発生する光学収差（波面収差）を補償する波面補正デバイスとして用いた補償光学システムについて以下で述べる。具体的には、この補償光学システムを眼科装置の一つである走査型レーザー顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ  Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ：以下ＳＬＯ装置と記述する）に適用した例を用いて説明する。ＳＬＯ装置とは、光を眼底に照射し、視細胞・網膜神経線維束・血球動態等の観察を可能にする装置である。
【００５６】
本実施形態にかかるＳＬＯ装置の概略構成を図９に示す。光源５０１から出射した光は、単一モード光ファイバー５０２を伝播し、コリメータ５０３を通過して平行光線となる。平行光線は、測定光５０５として、光分割手段であるビームスプリッタ５０４を透過し、補償光学システムに導光される。光源５０１の波長は特に制限されるものではないが、特に眼底撮像用としては被験者の眩しさの軽減と分解能維持のために、８００ｎｍ乃至１５００ｎｍ程度が好適に用いられる。
【００５７】
補償光学システムは、光分割手段であるビームスプリッタ５０６、波面センサ（取得ユニット）５１５、反射面をもつミラー部を備える可変形状ミラー（反射型光変調ユニット）５０８、それらに導光するための反射ミラー５０７−１〜４を有している。各反射ミラー５０７は、少なくとも被検眼５１１の瞳と波面センサ５１５、可変形状ミラー５０８とが光学的に共役関係になるように設置されている。
【００５８】
補償光学システムを通過した光は、光走査部５０９によって、１次元もしくは２次元に走査される。光走査部５０９で走査された測定光は、接眼レンズ５１０−１および５１０−２を通して被検眼５１１に照射される。接眼レンズ５１０−１および５１０−２の位置を調整することによって、被検眼５１１の視度にあわせて最適な照射を行うことが可能となる。ここでは接眼部にレンズを用いているが、球面ミラー等で構成しても良い。
【００５９】
被検眼５１１に照射された測定光は眼底（網膜）で反射もしくは散乱される。被検眼５１１の眼底で反射散乱された反射光は、入射した時と同様の経路を逆向きに進行し、ビームスプリッタ５０６によって一部が反射されて波面センサ５１５に入射し、光線の波面の測定に用いられる。波面センサ５１５には、公知のシャックハルトマンセンサを用いることができる。
【００６０】
ビームスプリッタ５０６を透過した反射散乱光は、ビームスプリッタ５０４によって一部が反射され、コリメータ５１２、光ファイバー５１３を通して光強度センサ５１４に導光されて受信される。光強度センサ５１４に入射した光は電気信号に変換され、画像処理手段５１７にて眼底画像へと加工される。
【００６１】
波面センサ５１５は制御ユニット５１６に接続されており、受光した光線の波面の情報を取得し、それを制御ユニット５１６に伝える。制御ユニット５１６は可変形状ミラー５０８に接続されており、可変形状ミラー５０８を、制御ユニット５１６から指示された形状に変形する。
【００６２】
制御ユニット５１６は、波面センサ５１５から取得した波面情報を基に、収差のない波面へと補正するようなミラー形状を計算する。そして、可変形状ミラー５０８がその形状を再現するために必要な各櫛歯電極の印加電圧差を算出して可変形状ミラー５０８へと送る。可変形状ミラー５０８は、制御ユニット５１６から送られる印加電圧差を実装基板の駆動回路を介して可動櫛歯電極と固定櫛歯電極との間に印加し、所定の形状になるようにミラー面を変形させる。このような波面センサ５１５による波面の測定と、その波面の制御ユニット５１６への伝達と、制御ユニット５１６による収差の補正の可変形状ミラー５０８への指示は、繰り返し処理されて常に最適な波面となるようにフィードバック制御が行われる。
【００６３】
本実施形態にかかる補償光学システムを用いると、可変形状ミラー５０８が大きく可動することができるため、広範囲にわたって収差を補償することができる。また、制御ユニット５１６からの指令にすばやく反応して補償することが可能となる。従って、本発明にかかる補償光学システムを用いたＳＬＯ装置は、被検眼で生じる収差を適切に補償することができるため、高分解能な撮像を得ることが可能となる。
【００６４】
（実施形態３）
本実施形態は、半導体チップの実装工程に関する。図１０は、半導体チップの実装工程を説明する図である。図１０（ｃ）は、半導体チップを備えた実装基板を上面から見た模式図を示している。実装基板は、複数の半導体素子（例えばフォトトランジスタ）７０９を備えた半導体チップ７０１と、複数の半導体素子７０９を駆動する駆動回路を備えた回路基板７０２と、を有している。なお、半導体チップ７０１が素子基板である。そして、半導体チップ７０１と回路基板７０２とは固定されている。具体的には、図１（ｃ）で示すように、接着剤７０５、７０６、７０７、７０８によって半導体チップ７０１の４角の角部で固定されている。
【００６５】
さらに、半導体チップ７０１と回路基板７０２とは電気的に接続されている。具体的には、半導体チップ７０１に形成されたパッド７０３と回路基板７０２に形成されたパッド７０４とボンディングワイヤ７１０と、を介して、半導体チップ７０１と回路基板７０２とは電気的に接続されている。
【００６６】
次に、図１０を用いて、本実施形態の実装方法について説明する。なお、図１０において、パッド７０３、７０４は個数が多いため、その一部を図示しており、すべてを図示しているわけではない。
【００６７】
まず、図１０（ａ）で示すように、半導体チップ７０１と回路基板７０２は位置合わせされ、接着剤７０５を用いて互いに固定される。このとき、接着剤７０５は、半導体チップ７０１の四つの角部の一つの角部にのみ配置され、この領域のみで半導体チップ７０１と回路基板７０２とが接合される。なお、接着剤７０５としては、熱硬化樹脂を用いることができる。接着剤７０５は、実施形態１の接着剤６０１と同じものを用いることができる。
【００６８】
また、接着剤７０５も実施形態１の接着剤６０１と同様に、一つの角部でなくてもよく、半導体チップ７０１の全周のうち一部の領域のみであればよい。つまり、半導体チップ７０１の全周のうち何れかの部分で半導体チップ７０１と回路基板７０２とを固定するように配置されている。一部の領域の大きさは、半導体チップ７０１が矩形であるなら、その１辺の５％以上２０％以下の領域で接着剤６０１で半導体チップ７０１と回路基板７０２とが固定されていることが好ましい。また、一部の領域は、複数の領域で構成されるのではなく、単一の領域である。
【００６９】
次に、図１０（ｂ）に示されているように、半導体チップ７０１のパッド７０３と回路基板７０２のパッド７０４の間をボンディングワイヤ７１０により、ワイヤボンディングする。このワイヤボンディングでは、Ｓ＆Ｋ４５２４ＡＤというワイヤボールボンダーを使用し、ボンディング時の平均荷重は４０ｇｆ、加熱温度は１２０℃の条件で行う。
【００７０】
半導体チップ７０１はＳＯＩ基板、回路基板７０２はガラスエポキシ基板であり、線膨張係数が互いに異なっている。このため、加熱時とその後の冷却時に、半導体チップ７０１と回路基板７０２とが伸縮するが、半導体チップ７０１と回路基板７０２とが一部以外は固定されていないため、半導体チップ７０１と回路基板７０２は略独立に伸縮でき、実装基板の変形が抑制される。
【００７１】
次に、図１０（ｃ）に図示されるように、少なくとも仮固定された領域以外で、半導体チップ７０１と回路基板７０２が固定される。具体的には、四つの角部のうち接着剤７０６、７０７、７０８で接着された領域以外の領域で、常温硬化樹脂を用いて常温で接合される。常温硬化樹脂としては、実施形態１の接着剤６０２、６０３、６０４と同じものを用いることができる。
【００７２】
この工程により、半導体チップ７０１と回路基板７０２とを十分に固定することができる。また、加熱せずに常温で半導体チップ７０１と回路基板７０２とを固定するため、この工程によって、線膨張係数の違いによる伸縮は起こりにくく、実装基板の変形を抑制することができる。
【００７３】
なお、常温硬化樹脂による半導体チップ７０１と回路基板７０２との接合は、四つの角部のいずれかに限らない。実施形態１の図３（ｃ）、図４に示されたような接着剤６０２乃至６０７と同様な配置であってもよい。
【符号の説明】
【００７４】
２０６、３０１  パッド
３００  回路基板（第２の基板）
８００  素子基板（第１の基板）
【図１】
2016109989.tif 000004
【図２】
2016109989.tif 000005
【図３】
2016109989.tif 000006
【図４】
2016109989.tif 000007
【図５】
2016109989.tif 000008
【図６】
2016109989.tif 000009
【図７】
2016109989.tif 000010
【図８】
2016109989.tif 000011
【図９】
2016109989.tif 000012
【図１０】
2016109989.tif 000013