(57)【要約】【課題】  垂直方向のみから荷重をかけることで、接合強度を向上させることができ、さらにＸ−Ｙ位置精度を高く維持することができるＭＥＭＳデバイスとＭＥＭＳデバイスの製造方法を提供する。【解決手段】  ＭＥＭＳデバイス１０は、マイクロミラーチップ１と、マイクロミラーチップ１に対向し、積層する電極基板２と、マイクロミラーチップ１と電極基板２に介在し、厚み方向に貫通する貫通孔４を有する複数の中間部材３と、電極基板２に形成され、貫通孔４を貫通することでマイクロミラーチップ１と電極基板２を接合させる金バンプ８を有し、貫通孔４は、垂直方向からの荷重と熱によって金バンプ８が接合パッド６によって垂直方向につぶれると同時に貫通孔４に沿って水平方向にも広がるように変形できる大きさを有し、そのため貫通孔４は、例えば端面３ａに向かって径が大きくなるテーパ形状の段差部５を有している。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部材と、
前記第１の部材に対向し積層する第２の部材と、
前記第１の部材と前記第２の部材に介在し、厚み方向に貫通する貫通孔を有する中間部材と、
前記第１の部材と前記第２の部材の少なくとも一方に形成され、前記貫通孔を貫通し、前記第１の部材と前記第２の部材を接合させる接合部材と、
を具備し、
前記貫通孔は、前記中間部材が前記第１の部材に接する第１の端面と前記第２の部材に接する第２の端面の少なくとも一方側に段差部を有し、
前記接合部材は、前記貫通孔を貫通した際に、前記段差部に沿って変形することで、第１の部材と前記第２の部材を接合させることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項２】
前記接合部材は、前記第１の部材に対する垂直方向の荷重をかけられ、加熱された際、前記段差部によって、前記垂直方向と前記垂直方向に直交する水平方向に変形することを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３】
前記中間部材は、平坦で均一な厚さを有することを特徴とする請求項２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項４】
前記段差部は、前記第１の端面と前記第２の端面のどちらか一方側に向かって拡開することを特徴とする請求項３に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項５】
前記段差部は、テーパ形状を有することを特徴とする請求項４に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項６】
前記段差部において、前記第１の端面と前記第２の端面のどちらか一方側の開口面積は、他方側の開口面積よりも小さく、前記接合部材と略同一であることを特徴とする請求項５に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項７】
前記段差部が前記第１の端面側と前記第２の端面側の両方に向かって拡開している場合、前記第１の端面側に拡開している一方の前記段差部と、前記第２の端面側に拡開している他方の前記段差部の間には、一方の前記段差部と他方の前記段差部と連設し、前記接合部材を挿通させる挿通部が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項８】
前記段差部は、テーパ形状を有することを特徴とする請求項７に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項９】
前記段差部は、前記第１の端面側に向かって拡開する第１の段差部と、前記第２の端面側に向かって拡開する第２の段差部と、前記第１の段差部と前記第２の段差部の間において前記第１の段差部と前記第２の段差部と連設し、前記貫通孔の外周に向かって先細な第３の段差部と、を有することを特徴とする請求項３に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１０】
前記第１の段差部と前記第２の段差部と前記第３の段差部は、テーパ形状を有することを特徴とする請求項９に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１１】
前記第１の段差部における前記第１の端面側の開口面積と、前記第２の段差部における前記第２の端面側の開口面積は、前記接合部材よりも大きいことを特徴とする請求項１０に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１２】
前記接合部材が前記第１の部材と前記第２の部材のそれぞれに形成された際、前記第１の部材に形成される前記接合部材と前記第２の部材に形成される前記接合部材同士は、固相拡散接合することを特徴とする請求項１乃至１１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１３】
前記接合部材が前記第１の部材と前記第２の部材のどちらか一方に形成された際、
複数の前記接合部材は、多段に積層し、前記第１の部材と前記第２の部材の他方と接合することを特徴とする請求項１乃至１１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１４】
前記中間部材は、前記第１の端面と、前記第２の端面の少なくとも一方に弾性部材を有することを特徴とする請求項１乃至１３に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１５】
前記中間部材は、前記第１の端面と、前記第２の端面の少なくとも一方と、前記段差部を含む前記貫通孔内部と、に前記第１の部材と前記第２の部材を電気的に導通させる接合膜を有することを特徴とする請求項１乃至１３に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１６】
前記中間部材は、１つの前記貫通孔を有することを特徴とする請求項１乃至１５に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１７】
前記中間部材は、１枚の基板状であり、前記接合部材と少なくとも同数の前記貫通孔を有することを特徴とする請求項１乃至１５に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１８】
第１の部材と、前記第１の部材に対向する第２の部材と、の少なくとも一方に、前記第１の部材と前記第２の部材を接合させる接合部材を形成する第１の工程と、
前記接合部材が貫通可能な貫通孔を有する中間部材を前記第１の部材、または前記第２の部材に固定し、前記第１の部材と前記第２の部材の間に前記中間部材を介在させる第２の工程と、
前記接合部材を前記貫通孔に貫通させ、前記接合部材を前記貫通孔に設けられた段差部に当接させ、前記第１の部材と前記中間部材と前記第２の部材を積層させた際、熱と垂直方向から掛かる荷重によって前記接合部材を前記段差部に沿って変形させる第３の工程と、
変形している前記接合部材と前記第１の部材または前記第２の部材を固相拡散接合させる、または変形している前記接合部材同士を固相拡散接合させる第４の工程と、
を具備することを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項１９】
前記第２の工程は、
前記第１の部材と前記第２の部材の間に平坦で均一な厚さを有する前記中間部材を介在させる際に、前記中間部材の厚みによって前記第１の基板と前記第２の基板の間隔を制御させることを含むことを特徴とする請求項１８に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合強度を向上させ、基板の位置精度を高精度に維持するＭＥＭＳデバイスとＭＥＭＳデバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、常温接合の接合強度を向上させた実装方法について開示されている。この実装方法は、常温接合において、金バンプを導電部に接合するために、基板に対して垂直方向から荷重をかけ、さらに水平方向から荷重をかける。この実装方法は、水平方向から荷重をかけ、基板を水平方向に変位させることで、新しい接合面を露出させ、接合強度を向上させている。
【特許文献１】特開２００６−０３２７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
静電駆動で動作する例えばＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）デバイス等において、ＭＥＭＳデバイスを構成する基板には、例えば駆動電極が設けられる。この駆動電極の水平方向の位置精度（以下、Ｘ−Ｙ位置精度）は、駆動特性や光学特性に影響を与える。
【０００４】
上述した実装方法は、金バンプと導電部の接合強度を上げることができるが、低温接合が必要な熱に弱い。そのため低温接合の際に、上述したＭＥＭＳデバイスを構成する基板に対して水平方向に荷重がかかると、駆動電極の水平方向の位置が変位する虞が生じる。駆動電極の水平方向の位置が変位すると、例えば駆動電極のＸ−Ｙ位置精度が低下し、上述したような所望する駆動特性や光学特性を得ることが困難である。
【０００５】
本発明は、これらの事情に鑑みてなされたものであり、垂直方向のみから荷重をかけることで、接合強度を向上させることができ、さらにＸ−Ｙ位置精度を高く維持することができるＭＥＭＳデバイスとＭＥＭＳデバイスの製造方法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】
【０００６】
本発明は目的を達成するために、第１の部材と、前記第１の部材に対向し積層する第２の部材と、前記第１の部材と前記第２の部材に介在し、厚み方向に貫通する貫通孔を有する中間部材と、前記第１の部材と前記第２の部材の少なくとも一方に形成され、前記貫通孔を貫通し、前記第１の部材と前記第２の部材を接合させる接合部材と、を具備し、前記貫通孔は、前記中間部材が前記第１の部材に接する第１の端面と前記第２の部材に接する第２の端面の少なくとも一方側に段差部を有し、前記接合部材は、前記貫通孔を貫通した際に、前記段差部に沿って変形することで、第１の部材と前記第２の部材を接合させることを特徴とするＭＥＭＳデバイスを提供する。
【０００７】
また本発明は目的を達成するために、第１の部材と、前記第１の部材に対向する第２の部材と、の少なくとも一方に、前記第１の部材と前記第２の部材を接合させる接合部材を形成する第１の工程と、前記接合部材が貫通可能な貫通孔を有する中間部材を前記第１の部材、または前記第２の部材に固定し、前記第１の部材と前記第２の部材の間に前記中間部材を介在させる第２の工程と、前記接合部材を前記貫通孔に貫通させ、前記接合部材を前記貫通孔に設けられた段差部に当接させ、前記第１の部材と前記中間部材と前記第２の部材を積層させた際、熱と垂直方向から掛かる荷重によって前記接合部材を前記段差部に沿って変形させる第３の工程と、変形している前記接合部材と前記第１の部材または前記第２の部材を固相拡散接合させる、または変形している前記接合部材同士を固相拡散接合させる第４の工程と、を具備することを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、垂直方向のみから荷重をかけることで、接合強度を向上させることができ、さらにＸ−Ｙ位置精度を高く維持することができるＭＥＭＳデバイスとＭＥＭＳデバイスの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。  
図１乃至図４を参照して第１の実施形態について説明する。  
ＭＥＭＳデバイス１０は、第１の部材であるＭＥＭＳ基板（マイクロミラーチップ）１と、マイクロミラーチップ１に対向し、積層する第２の部材である電極基板２と、マイクロミラーチップ１と電極基板２に介在し、厚み方向に貫通する貫通孔４を有する複数の中間部材３と、電極基板２に形成され、貫通孔４を貫通することでマイクロミラーチップ１と電極基板２を接合させる接合部材（接合パッド）である金バンプ８を有している。マイクロミラーチップ１と電極基板２は、所望する熱と例えばマイクロミラーチップ１に対する垂直方向からのみ荷重が加えられた金バンプ８が変形し、固相拡散接合することによって電気的、且つ機械的に接合する。
【００１０】
マイクロミラーチップ１は、平板状の接合パッド６を有している。電極基板２は、接合パッド６と対向するように配置されている平板状の接合パッド７を有している。接合パッド６，７は、対向し同数であれば数は限定されなく、また対向すれば所望に配置される。接合パッド７には、所望する熱と垂直方向からの荷重によって変形し、接合パッド６と固相拡散接合する金バンプ８が形成されている。
【００１１】
接合パッド６と接合パッド７は、例えば金パッド等が好適である。これにより接合パッド６，７と金バンプ８は、Ａｕ／Ａｕ接合を形成できる。金バンプ８の詳細は、後述する。
【００１２】
中間部材３は、例えば、平坦度が良く均一な厚さを有し、金バンプ８より硬度が高い例えばガラス基板等であり、例えばシリコンと線膨張係数が近いホウケイ酸ガラス等が好適である。中間部材３は、貫通孔４の中心が接合パッド６の中心位置と重なるように、マイクロミラーチップ１に接着材などで固定されている。この接着材は、例えばエポキシ樹脂などである。本実施形態における中間部材３は、接合パッド６と同数であるため、マイクロミラーチップ１側に複数配置される。本実施形態において各中間部材３は、１つの貫通孔４を有する。
【００１３】
中間部材３の厚みは、所望であり、マイクロミラーチップ１と電極基板２との間隔である。つまりマイクロミラーチップ１と電極基板２の間隔は、中間部材３の厚みによって所望に調整できる。このように中間部材３は、マイクロミラーチップ１と電極基板２の間隔を所望に調整する間隔調整部材である。
【００１４】
マイクロミラーチップ１が電極基板２に向かって移動することで、中間部材３が金バンプ８に向かって移動した際、貫通孔４には金バンプ８が挿入される。貫通孔４において、金バンプ８が挿入される挿入部４ａの大きさ（開口面積）は、金バンプ８と略同一である。また図２Ａと図３Ａに示すように、移動したマイクロミラーチップ１が、接合パッド６を介して金バンプ８に所望する垂直方向から荷重をかけ、金バンプ８が所望する垂直方向からの荷重と所望する熱によって変形した際、貫通孔４は、金バンプ８が接合パッド６によって図２Ｂに示すように矢印のように垂直方向につぶれると同時に、図３Ｂに示す矢印のように貫通孔４に沿って垂直方向に直交する方向である水平方向にも広がるように変形できる大きさを有している。言い換えると貫通孔４は、金バンプ８が接合パッド６と固相拡散接合する際に、接合パッド６に対する金バンプ８の接合面８ａが水平方向に増加する大きさを有している。また貫通孔４は、金バンプ８が垂直方向につぶれると同時に水平方向にも広がった際、金バンプ８が中間部材３とマイクロミラーチップ１の間及び中間部材３と電極基板２の間にはみ出すことを防止できる大きさを有している。
【００１５】
そのため例えば貫通孔４は、異なる開口径を有し、中間部材３がマイクロミラーチップ１に接する端面３ａ側に向かって拡開している段差部５を有している。端面３ａは、マイクロミラーチップ１に対向する中間部材３の面である。段差部５は挿入部４ａと連設しており、段差部５には例えばテーパが形成されている。テーパが形成されている段差部５は、端面３ａに向かって径が大きくなっており、端面３ａに向かって大口径になるように傾斜５ａを有している。段差部５は、テーパにアール（円弧）が形成された形状でもよく、また貫通孔４全体がすり鉢形状でも良い。このように貫通孔４は、金バンプ８が形成される部材（例えば図１では電極基板２）に対向する部材（例えば図１ではマイクロミラーチップ１）に向かって、拡開している（大口径が形成される）段差部５を有していればよい。
【００１６】
なお段差部５の形状は、金バンプ８が接合パッド６と固相拡散接合する際に接合パッド６に対する金バンプ８の接合面８ａが水平方向に増加する大きさを有していればよく、段差部５は、凸形状を有していても良い。この場合、段差部５において、金バンプ８が接合する部材（例えば図１ではマイクロミラーチップ１）側の開口面積は、金バンプ８が形成される部材（例えば図１では電極基板２であり、挿入部４ａ）側の開口面積よりも大きいことになる。もちろん後述する図５Ａに示すように金バンプ８が接合する部材（例えば図５Ａではマイクロミラーチップ１）側の開口面積は、金バンプ８が形成される部材（例えば図５Ａでは電極基板２であり、挿入部４ａ）側の開口面積よりも小さくても良い。
【００１７】
また中間部材３の高さは、金バンプ８の高さよりも低いことが好適である。
【００１８】
このように中間部材３は、金バンプ８が配置される部材（例えば図１では電極基板２）に対向する部材（例えば図１ではマイクロミラーチップ１）に向かって径が拡大する大口径が形成されるように配置されている。
【００１９】
金バンプ８は、所望する熱と垂直方向からかかる荷重によって、貫通孔４の形状に合わせて変形する。本実施形態において、金バンプ８は、垂直方向の荷重がかけられ、所望する熱によってやわらかくなることで、段差部５に沿って変形する。詳細には金バンプ８は、段差部５と接合パッド６によって図２Ａと図２Ｂに示すように垂直方向につぶれ、図３Ａと図３Ｂに示すように水平方向にも広がる。このように金バンプ８は、垂直方向と水平方向に変形する。変形した後、金バンプ８は、接合パッド６と固相拡散接合する。これにより金バンプ８は、マイクロミラーチップ１と電極基板２を接合させる。なお金バンプ８は、アルミパッドでも良い。
【００２０】
なおマイクロミラーチップ１は、図示しない例えば可動ミラー部と、可動ミラー部を支持するミラー支持部と、可動ミラー部及びミラー支持部と機械的・連続的に接合しているヒンジ部を有している。
【００２１】
電極基板２は、図示しない例えば可動ミラー部を静電駆動させ、可動ミラー部に対向して配置されている駆動電極を複数有している。
【００２２】
次に本実施形態の作用について説明する。  
（ＳＴＥＰ１）  
金バンプ８が、接合パッド７に形成される。
【００２３】
（ＳＴＥＰ２）  
中間部材３は、貫通孔４の中心が接合パッド６の中心位置と重なるように、接着材などでマイクロミラーチップ１に固定される。
【００２４】
（ＳＴＥＰ３）  
マイクロミラーチップ１は、電極基板２に向かって移動する。これにより中間部材３は、マイクロミラーチップ１と電極基板２の間に挟まれる。また金バンプ８は、挿入部４ａに挿入され、貫通孔４を被せられて貫通孔４を貫通し、段差部５と接合パッド６に当接する。その際、所望する熱がマイクロミラーチップ１に加わると、熱はマイクロミラーチップ１と接合パッド６と中間部材３を介して金バンプ８に伝達する。これにより金バンプ８はやわらかくなる。また図２Ａに示すように垂直方向から荷重がマイクロミラーチップ１にかけられると、金バンプ８は図２Ｂに示す矢印のように垂直方向につぶれて変形する。またさらに荷重がかけられると、図３Ａと図３Ｂに示すように金バンプ８は段差部５と接合パッド６に沿って水平方向に広がるように変形する。
【００２５】
中間部材３がマイクロミラーチップ１と電極基板２の間に挟まれる際、中間部材３の厚みによってマイクロミラーチップ１と電極基板２の間隔が制御される。
【００２６】
なお金バンプ８は、中間部材３と同じ高さになるように変形する。金バンプ８が水平方向に広がることで、新生面が形成され、新生面の分だけ接合パッド６に対する金バンプ８の接合面８ａが増える。
【００２７】
（ＳＴＥＰ４）  
接合面８ａと接合パッド６は、原子レベルで密着することにより、固相拡散接合する。  
これにより図４に示すようにマイクロミラーチップ１と電極基板２は、金バンプ８によって接合する。
【００２８】
なお例えばＳＴＥＰ１において、電極基板２は図示しないプラズマ活性化装置内部に配置され、金バンプ８の表面の有機物や酸化物がプラズマ等により取り除かれ、ＳＴＥＰ２以降の動作が行われても良い。
【００２９】
またＳＴＥＰ３と図３Ａと図３Ｂに示すように、金バンプ８が垂直方向と水平方向に変形しているならば、金バンプ８が中間部材３と同じ高さになるまで荷重はかけず、この状態のままで固相拡散接合が完了し、マイクロミラーチップ１と電極基板２の基板間隔が制御されても良い。
【００３０】
このように中間部材３は、異なる開口径を有する貫通孔４を有し、接合時に、接合部材である金バンプ８が荷重負荷方向に対し垂直な方向に対して変形しても許容できる許容空間を有しており、本実施形態は、中間部材３（貫通孔４）を金バンプ８の上から被せ、垂直方向からのみ荷重を加えることで、中間部材３によって金バンプ８を垂直方向と水平方向に変形させ、金バンプ８における接合パッド６との接合面積を増やすことができる。よって本実施形態は、垂直方向からのみ荷重を加えることで、接合強度を向上させることができ、駆動電極を含む電極基板２のＸ−Ｙ位置精度を高く維持することができる。
【００３１】
また本実施形態は、中間部材３の厚みによって、マイクロミラーチップ１と電極基板２の間隔を所望に調整することができる。また本実施形態は、貫通孔４の大きさによって中間部材３とマイクロミラーチップ１の間及び中間部材３と電極基板２の間における金バンプ８のはみ出しを防止している。よって本実施形態は、マイクロミラーチップ１と電極基板２の間隔を所望に調整することができる。
【００３２】
また本実施形態は、中間部材３を金バンプ８が配置される部材（例えば図１では電極基板２）に対向する部材（例えば図１ではマイクロミラーチップ１）に向かって、大口径が形成されるように配置している。よって本実施形態は、金バンプ８と接合パッド６との接合範囲を広げることができ、マイクロミラーチップ１と電極基板２の接合強度を向上することができる。
【００３３】
また本実施形態は、１つの中間部材３に１つの貫通孔４が形成されているため、中間部材３を選択的に配置することで、金バンプ８にて接合強度を向上させたい箇所を選択的することができる。
【００３４】
なお本実施形態において、金バンプ８は、接合パッド６，７の少なくとも一方に形成されていれば良い。なお接合パッド６，７の両方に形成される金バンプ８同士は、固相拡散接合し、マイクロミラーチップ１と電極基板２を接合させる。
【００３５】
また図５Ａに示すように段差部５は中間部材３が電極基板２に接する端面３ｂ側に形成され、段差部５は挿入部４ａを兼ねていてもよい。この場合、段差部５は、端面３ｂに向かって拡開しており、例えばテーパが形成されている場合、端面３ｂに向かって大口径になるように傾斜５ａを有している。このように貫通孔４は、金バンプ８が形成される部材（例えば図５Ａでは電極基板２）に向かって大口径が形成される段差部５を有していても良い。
【００３６】
つまり図１や図５Ａに示すように段差部５は、端面３ａと端面３ｂのどちらか一方に向かって拡開していればよい。言い換えると、段差部５において、端面３ａと端面３ｂのどちらか一方側の開口面積が他方側の開口面積よりも小さく、どちらか一方側の開口面積（挿入部４ａの大きさ）が金バンプ８の大きさと略同一であればよい。
【００３７】
また図５Ｂに示すように段差部５は、端面３ａ側と端面３ｂ側に形成され、端面３ａ，３ｂの両方に向かって拡開しており、例えばテーパは形成されている場合、端面３ａ，３ｂに向かって大口径になるように傾斜５ａを有している。このように貫通孔４は、金バンプ８が形成される部材（例えば図５Ａでは電極基板２）と、金バンプ８が形成される部材（例えば図１では電極基板２）に対向する部材（例えば図１ではマイクロミラーチップ１）に向かって、大口径が形成される段差部５を有していても良い。また貫通孔４は、段差部５の間にて、端面３ａ，３ｂ側の開口面積よりも小さい開口面積を有し、段差部５と連設し金バンプ８が挿通する挿通部１１を有している。
【００３８】
また図１や図５Ａや図５Ｂに示す段差部５を有する中間部材が図５Ｃに示すように配置されていても良い。
【００３９】
次に第１の実施形態に関する変形例について図６乃至図９を参照して説明する。第１の実施形態と同一の構成については第１の実施形態と同一の参照符号を付すことにより説明を省略する。  
本変形例における中間部材３は、貫通孔４の中心が接合パッド７の中心位置と重なるように、電極基板２に接着材などで固定されている。そのため本変形例における貫通孔４には、予め金バンプ８が貫通している。接着材は、例えばエポキシ樹脂などである。本実施形態における中間部材３は、接合パッド７と同数であるため、電極基板２側に複数配置される。
【００４０】
次に本変形例の作用について簡単に説明する。  
（ＳＴＥＰ２１）  
上述した第１の実施形態において、ＳＴＥＰ１の動作が行われる。
【００４１】
（ＳＴＥＰ２２）  
中間部材３は、貫通孔４の中心が接合パッド７の中心位置と重なるように、接着材などで電極基板２に固定される。その際、金バンプ８は、挿入部４ａに挿入され、図６に示すように貫通孔４を被せられて貫通孔４を貫通し、段差部５と接合パッド６に当接する。  
この後の動作（図７乃至図９参照）は、図２Ａと図２Ｂと図３Ａと図３Ｂと図４に示す第１の実施形態と略同様である。なお図７において金バンプ８が接合パッド６によって垂直方向につぶれる状態は、図２Ｂに示す状態と略同様である。また図８において金バンプが水平方向に広がる状態は、図３Ｂに示す状態と略同様である。
【００４２】
これにより本変形例は、中間部材３を電極基板２に固定しても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
次に図１０乃至図１１を参照して第２の実施形態について説明する。第１の実施形態と同一の構成については第１の実施形態と同一の参照符号を付すことにより説明を省略する。  
本実施形態における中間部材３は、１枚のアレイ状の基板、例えば、平坦度の良く、厚みが均一な１枚のガラス基板等で形成されている。  
中間部材３に形成される各貫通孔４は、第１の実施形態と略同様である。つまり中間部材３は、接合パッド６，７に対向し、少なくとも接合パッド６，７と同数の複数の貫通孔４を有している。中間部材３は、各貫通孔４の中心が各接合パッド６の中心位置と重なるように、マイクロミラーチップ１に接着材などで固定されている。各貫通孔４は、第１の実施形態と同様である。
【００４４】
本実施形態における作用は、第１の実施形態と略同様であるため詳細な説明は省略する。  
これにより本実施形態は、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができ、また中間部材３をマイクロミラーチップ１に一度に固定できるため、組立工数を削減でき、実装工数のタクト短縮を行うことができる。
【００４５】
また本実施形態における中間部材３は、図６乃至図９に示す第１の実施形態の変形例のように、また図１２に示すように電極基板２に固定されていても良い。
【００４６】
次に図１３乃至図１４を参照して第３の実施形態について説明する。第１の実施形態と同一の構成については第１の実施形態と同一の参照符号を付すことにより説明を省略する。
【００４７】
本実施形態における接合パッド６には金バンプ３１が形成され、接合パッド７には金バンプ３２が形成されている。接合パッド６と接合パッド７は、例えば金パッド、またはアルミパッド等が好適である。金バンプ３１，３２同士は、Ａｕ／Ａｕ接合を形成できる。金バンプ３１，３２は、金バンプ８と同様であり、互いに固相拡散接合する。これにより金バンプ３１，３２は、マイクロミラーチップ１と電極基板２を接合させる。
【００４８】
中間部材３は、第１の実施形態の変形例と同様に貫通孔４の中心が接合パッド７の中心位置と重なるように、例えば電極基板２に接着材などで固定される。
【００４９】
貫通孔４には、中間部材３が電極基板２に固定された際、金バンプ３２が貫通孔４の下口（挿入部４ａ）側から挿入される。貫通孔４において、金バンプ３２が挿入される挿入部４ａの大きさ（段差部３４における端面３ｂ側の開口面積）は、金バンプ３２よりも大きい。またマイクロミラーチップ１が電極基板２に向かって移動した際、貫通孔４には金バンプ３１が貫通孔４の上口（挿入部４ｂ）側から挿入される。貫通孔４において、金バンプ３１が挿入される挿入部４ｂの大きさ（段差部３３における端面３ａ側の開口面積）は、金バンプ３１よりも大きい。
【００５０】
貫通孔４は、中間部材３がマイクロミラーチップ１に接する端面３ａ側に拡開している段差部３３と、中間部材３が電極基板２に接する端面３ｂ側に向かって拡開している段差部３４を有している。段差部３３，３４は、図５Ｂに示す段差部５と同様である。例えばテーパが段差部３３，３４に形成されている場合、段差部３３は端面３ａに向かって大口径になるように傾斜３３ａを有し、段差部３４は端面３ｂに向かって大口径になるように傾斜３４ａを有している。このように貫通孔４は、金バンプ３１，３２が形成される部材（例えば図１３ではマイクロミラーチップ１と電極基板２）に向かって、大口径が形成される段差部３３，３４を有している。
【００５１】
段差部３３，３４は、段差部５と同様に凸形状を有していても良い。
【００５２】
また貫通孔４は、段差部３３，３４の間、且つ金バンプ３１，３２が互いに当接する例えば中央部にて、金バンプ３１，３２同士が固相拡散接合する際に、互いの接合面３１ａ，３２ａが水平方向に増加する大きさを有する段差部３５を有している。
【００５３】
段差部３５は、図１３に示すように段差部３３，３４の間にて段差部３３，３４と連設しており、例えば貫通孔４の外周方向に向かって先細なテーパ形状を有している。テーパが形成されている段差部３５は、貫通孔４の外縁に向かって大口径になるように傾斜３５ａを有している。
【００５４】
なお段差部３５の形状は上記に限定される必要はなく、段差部３５は先太なテーパ形状を有していてもよく、また段差部３５は貫通孔４の径方向に向かって突き出ている凸部を有していても良い。
【００５５】
中間部材３の高さは、変形する前の金バンプ３１の高さと、変形する前の金バンプ３２の高さを合わせた値よりも小さいことが好適である。
【００５６】
このように中間部材３は、金バンプ３１，３２が形成される部材（例えば図１３ではマイクロミラーチップ１と電極基板２）に向かって径が拡大する大口径がそれぞれ形成され、大口径の間に、中間部材３の外縁に向かって径が拡大する大口径が形成されるように配置されている。
【００５７】
次に本実施形態の作用について説明する。  
（ＳＴＥＰ３１）  
金バンプ３１が接合パッド６に形成され、金バンプ３２が接合パッド７に形成される。
【００５８】
（ＳＴＥＰ３２）  
ＳＴＥＰ２２と同様に、中間部材３は、貫通孔４の中心が接合パッド７の中心位置と重なるように、接着材などで電極基板２に固定される。その際、金バンプ３２は、挿入部４ａに挿入され、図６に示すように貫通孔４を被せられて貫通孔４を貫通する。
【００５９】
なおＳＴＥＰ２と同様に、中間部材３は、貫通孔４の中心が接合パッド６の中心位置と重なるように、接着材などでマイクロミラーチップ１に固定されてもよい。その際、金バンプ３１は、挿入部４ｂに挿入され、貫通孔４を被せられて貫通孔４を貫通する。
【００６０】
（ＳＴＥＰ３３）  
マイクロミラーチップ１は、電極基板２に向かって移動する。これにより中間部材３は、マイクロミラーチップ１と電極基板２の間に挟まれる。また金バンプ３１は、挿入部４ｂに挿入され、金バンプ３２と当接する。その際、所望する熱がマイクロミラーチップ１に加わると、熱はマイクロミラーチップ１と接合パッド６と中間部材３を介して金バンプ３１，３２に伝達する。これにより金バンプ３１，３２はやわらかくなり、変形しやすくなる。また垂直方向から荷重がマイクロミラーチップ１にかけられると、金バンプ３１，３２は垂直方向につぶれて変形する。またさらに荷重がかけられると、図１４に示すように金バンプ３１，３２は段差部３３，３４，３５と接合パッド６，７に沿って水平方向に広がるように変形する。
【００６１】
（ＳＴＥＰ３４）  
段差部３３において、金バンプ３１が水平方向に広がることで、新生面が形成され、新生面の分だけ接合パッド６に対する金バンプ３１の接合面３１ｂが増える。
【００６２】
また段差部３４において、金バンプ３２が水平方向に広がることで、新生面が形成され、新生面の分だけ接合パッド７に対する金バンプ３２の接合面３２ｂが増える。
【００６３】
また段差部３５において、金バンプ３１，３２が水平方向に広がることで、それぞれに新生面が形成され、新生面の分だけ金バンプ３１に対する金バンプ３２の接合面３２ａが増え、また新生面の分だけ金バンプ３２に対する金バンプ３１の接合面３１ａが増える。なお段差部３５はテーパを有しているため、金バンプ３１，３２は水平方向に容易に広がる。
【００６４】
（ＳＴＥＰ３５）  
接合面３１ｂと接合パッド６と、接合面３２ｂと接合パッド７と、接合面３１ａと接合面３２ａは、原子レベルで密着することにより、固相拡散接合する。  
これにより図１４に示すようにマイクロミラーチップ１と電極基板２は、金バンプ３１，３２によって接合される。
【００６５】
このように本実施形態は、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また本実施形態は、段差部３５にて金バンプ３１，３２同士を固相拡散接合させることができる。よって本実施形態は、マイクロミラーチップ１と電極基板２の接合強度をより向上させることができる。
【００６６】
また本実施形態は、２つの金バンプ３１，３２を固相拡散接合させることができるため、金バンプ３１，３２の高さに合わせて中間部材３の厚くすることができ、マイクロミラーチップ１と電極基板２の間隔をより拡げるように所望に調整することができる。
【００６７】
また本実施形態は、挿入部４ａ，４ｂを金バンプ３１，３２よりも大きくしている。よって本実施形態は、接合面３１ｂ，３２ｂを増加させることができ、金バンプ３１と接合パッド６の接合強度と、金バンプ３２と接合パッド７の接合強度を向上させることができる。これにより本実施形態は、マイクロミラーチップ１と電極基板２の接合強度をより向上させることができる。
【００６８】
次に第３の実施形態に関する変形例について図１５乃至図１６を参照して説明する。第３の実施形態と同一の構成については第３の実施形態と同一の参照符号を付すことにより説明を省略する。  
本変形例において、接合パッド７に形成される金バンプ３２には金バンプ３１が形成されており、金バンプ３１は金バンプ３２に積層し、接合パッド６と固相拡散接合する。このように金バンプは、多段に積層している。なお接合パッド６に形成される金バンプ３１に金バンプ３２が形成され、金バンプ３２は金バンプ３１に積層し、接合パッド７と固相拡散接合してもよい。このように接合パッド６，７のどちらか一方（図１５では接合パッド７）に、多段に積層している金バンプが形成され、多段に積層している金バンプは接合パッド６，７の他方（図１５では接合パッド６）と固相拡散接合する。
【００６９】
また本変形例において、中間部材３は、段差部３５の代わりに図５Ｂに示す挿通部１１を有していても良い。
【００７０】
これにより本変形例は、予め金バンプ３１，３２同士を積層させることができるため、金バンプ全体の高さを高く保持することができ、マイクロミラーチップ１と電極基板２の間隔をより拡げるように所望に調整することができる。
【００７１】
次に図１７乃至図２０を参照して第４の実施形態について説明する。第１の実施形態と同一の構成については第１の実施形態と同一の参照符号を付すことにより説明を省略する。  
マイクロミラーチップ１は、電極基板２に対向する接合面１ａにうねりや反り等を有している。電極基板２も同様にマイクロミラーチップ１に対向する接合面２ａにうねりや反り等を有している。
【００７２】
中間部材３は、貫通孔４の中心が接合パッド６の中心位置と重なるように、マイクロミラーチップ１の接合面に接着材などで固定されている。この中間部材３は、図１７に示すように接合面１ａと接する端面３ａと、接合面２ａと接する端面３ｂに例えばポリイミドによる膜状の弾性部材４０を有している。弾性部材４０は、図１８に示すようにマイクロミラーチップ１と電極基板２が接合する際に、接合面１ａ，２ａにおけるうねり等を吸収する。
【００７３】
これによりマイクロミラーチップ１と電極基板２が接合する際に、弾性部材４０は、図１９と図２０に示すようにうねり等によって例えば中間部材３と接合面２ａとに形成される隙間４１の発生を防止し、変形した金バンプ８が隙間４１（中間部材３と電極基板２の間）にはみ出すことを防止し、図１８に示すように金バンプ８にマイクロミラーチップ１と電極基板２を強固に接合させる。
【００７４】
また接合面１ａ，２ａにうねりが存在すると、図１９に示すように弾性部材４０が設けられていない中間部材３がマイクロミラーチップ１に固定される際に、中間部材３は接合面１ａのうねりに沿って傾く。この状態で図２０に示すように、荷重が垂直方向からかかり、金バンプ８がつぶれると、中間部材３は傾いているため、また隙間４１が形成されるため、荷重がかかっても中間部材３が動いてしまう。そのため荷重は逃げてしまい、図２０に示すようにマイクロミラーチップ１と電極基板２を強固に接合できない虞が生じる。
【００７５】
このような場合において、弾性部材４０は、接合面１ａ，２ａにうねりが存在しても、図１７と図１８に示すようにうねりに沿った中間部材３の傾きを防止し、荷重の逃げを防止する。
【００７６】
なお中間部材３は、マイクロミラーチップ１と電極基板２が接合する際に、マイクロミラーチップ１に接する端面３ａと、電極基板２に接する端面３ｂの少なくとも一方に弾性部材４０を有していても良い。
【００７７】
このように本実施形態は、弾性部材４０を設けることで、うねりや反り等を有するマイクロミラーチップ１と電極基板２を接合させる際に、うねりや反り等によって形成される隙間４１の発生や中間部材３の傾き配置を防止することができ、マイクロミラーチップ１と電極基板２を強固に接合させることができる。
【００７８】
次に図２１乃至図２２を参照して第５の実施形態について説明する。第１の実施形態と同一の構成については第１の実施形態と同一の参照符号を付すことにより説明を省略する。
【００７９】
中間部材３は、マイクロミラーチップ１と電極基板２を電気的に導通させる接合膜５０を有している。接合膜５０は、例えば金メッキなどであり、段差部５を含む貫通孔４内部と、端面３ｂに形成されている。
【００８０】
なお中間部材３が図１０乃至図１２に示すように第１の実施形態の変形例のように電極基板２に固定されている場合、接合膜５０は、段差部５を含む貫通孔４内部と、端面３ａに形成されている。
【００８１】
また接合膜５０は、段差部５を含む貫通孔４内部と、端面３ａ，３ｂの少なくとも一方と、に形成されていてもよい。このように中間部材３は、マイクロミラーチップ１に接する端面３ａと電極基板２に接する端面３ｂの少なくとも一方と、段差部５を含む貫通孔４内部に形成される接合膜５０を有する。
【００８２】
これにより本実施形態は、接合膜５０によってマイクロミラーチップ１と電極基板２（貫通孔４と金バンプ６と接合パッド７）における導通面積を増加させることができる。よって本実施形態は、安定した接合抵抗を得ることができる。
【００８３】
なお図１３乃至図２２に示す第３の実施形態とその変形例と第４，第５の実施形態における中間部材３は、図１０と図１１に示す第２の実施形態における中間部材３のように１枚のガラス基板等で形成されても良く、また図６に示す第１の実施形態における変形例のように電極基板２に固定されていても良い。  
本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態のＭＥＭＳデバイスの接合構造の接合前の断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１に示すＭＥＭＳデバイスに垂直方向のみから荷重がかけられ、金バンプがつぶれた際の断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａに示す金バンプ周辺の拡大図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図１に示すＭＥＭＳデバイスに垂直方向のみから荷重がかけられ、金バンプが水平方向に広がる際の断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａに示す金バンプ周辺の拡大図である。
【図４】図４は、図１に示すＭＥＭＳデバイスの接合構造の接合後の断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、段差部の変形例を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、段差部の変形例を示す図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、段差部の変形例を示す図である。
【図６】図６は、第１の実施形態の変形例におけるＭＥＭＳデバイスの接合構造の接合前の断面図である。
【図７】図７は、図６に示すＭＥＭＳデバイスに垂直方向のみから荷重がかけられ、金バンプがつぶれた際の断面図である。
【図８】図８は、図６に示すＭＥＭＳデバイスに垂直方向のみから荷重がかけられ、金バンプが水平方向に広がる際の断面図である。
【図９】図９は、図６に示すＭＥＭＳデバイスの接合構造の接合後の断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の第２の実施形態のＭＥＭＳデバイスの接合構造の接合前の断面図である。
【図１１】図１１は、図１０に示すＭＥＭＳデバイスの接合構造の接合後の断面図である。
【図１２】図１２は、第２の実施形態の変形例におけるＭＥＭＳデバイスの接合構造の接合前の断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の第３の実施形態のＭＥＭＳデバイスの接合構造の接合前の断面図である。
【図１４】図１４は、図１３に示すＭＥＭＳデバイスの接合構造の接合後の断面図である。
【図１５】図１５は、第３の実施形態の変形例におけるＭＥＭＳデバイスの接合構造の接合前の断面図である。
【図１６】図１６は、図１５に示すＭＥＭＳデバイスの接合構造の接合後の断面図である。
【図１７】図１７は、本発明の第４の実施形態のＭＥＭＳデバイスの接合構造の接合前の断面図である。
【図１８】図１８は、図１７に示すＭＥＭＳデバイスの接合構造の接合後の断面図である。
【図１９】図１９は、弾性部材が配置されていない状態の図１７に示すＭＥＭＳデバイスの接合構造の接合前の断面図である。
【図２０】図２０は、図１９に示すＭＥＭＳデバイスの接合構造の接合後の断面図である。
【図２１】図２１は、本発明の第５の実施形態のＭＥＭＳデバイスの接合構造の接合前の断面図である。
【図２２】図２２は、図２１に示すＭＥＭＳデバイスの接合構造の接合後の断面図である。
【符号の説明】
【００８５】
１…ＭＥＭＳ基板（マイクロミラーチップ）、１ａ，２ａ…接合面、２…電極基板、３…中間部材、３ａ，３ｂ…端面、４…貫通孔、４ａ，４ｂ…挿入部、５…段差部、５ａ…傾斜、６，７…接合パッド、８…金バンプ、８ａ…接合面、１０…ＭＥＭＳデバイス。
【図１】
2009184070.tif 000003
【図２Ａ】
2009184070.tif 000004
【図２Ｂ】
2009184070.tif 000005
【図３Ａ】
2009184070.tif 000006
【図３Ｂ】
2009184070.tif 000007
【図４】
2009184070.tif 000008
【図５Ａ】
2009184070.tif 000009
【図５Ｂ】
2009184070.tif 000010
【図５Ｃ】
2009184070.tif 000011
【図６】
2009184070.tif 000012
【図７】
2009184070.tif 000013
【図８】
2009184070.tif 000014
【図９】
2009184070.tif 000015
【図１０】
2009184070.tif 000016
【図１１】
2009184070.tif 000017
【図１２】
2009184070.tif 000018
【図１３】
2009184070.tif 000019
【図１４】
2009184070.tif 000020
【図１５】
2009184070.tif 000021
【図１６】
2009184070.tif 000022
【図１７】
2009184070.tif 000023
【図１８】
2009184070.tif 000024
【図１９】
2009184070.tif 000025
【図２０】
2009184070.tif 000026
【図２１】
2009184070.tif 000027
【図２２】
2009184070.tif 000028