CN102185517B - 静电致动器 - Google Patents

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Abstract

实施方式的静电致动器具备：设置在基板(100)上的电极部(2)；与电极部(2)相对而设置的导电性的膜体部(3)；设置于导电性的膜体部(3)的第1周边部(3a)的、支撑膜体部(3)的多个加载部(4)；以及设置在与第1周边部(3a)相对的第2周边部(3b)的、支撑膜体部(3)的多个加载部(4)；构成为通过对电极部(2)设定预定值的电压从而电极部(2)与导电性的膜体部(3)接触或者脱离的实施方式的静电致动器，在第1周边部(3a)以及第2周边部(3b)的各个，在多个加载部(4)的各个之间，其刚性相互不同。

Description

静电致动器
相关申请的交叉引用
本申请基于2009年11月27日提交的日本在先专利申请No.2009-270772并要求其优先权，该日本在先专利申请的全部内容通过引用的方式结合在此。
技术领域
本发明的实施方式涉及静电致动器。
背景技术
已知有使静电力作用于构成致动器的定子与动子之间、通过其吸引力驱动动子的静电致动器。此外，在MEMS(Micro Electro MechanicalSystems：微机电***)领域等，使用所谓半导体工艺(半导体装置的制造技术)开发出了非常小型的静电致动器。
此外，在MEMS领域等，已知有利用静电致动器的所谓MEMS开关。在这样的MEMS开关中，已知如下所述的结构：通过多个弹簧要素悬架膜体部，在开关的接通时提供吸合(pull in)电压，抵抗弹簧要素的弹簧力而将膜体部静电吸引于电极部，在开关的断开时提供释放(pull out)电压，通过弹簧要素的弹簧力使膜体部从电极部脱离。
在这里，静电驱动型的MEMS开关，一般吸合电压高，例如为20V(伏特)。因此，在将MEMS开关用于便携电话机等便携***的情况下，需要升压电路。在此情况下，升压电路的芯片面积大而且消耗电流也多，所以对于便携***不利。进而，在升压电路中产生的噪音也有可能引起无线电路的误工作。
在此情况下，如果减小弹簧要素的刚性，则能够降低吸合电压。但是，如果仅减小弹簧要素的刚性，则变得容易产生膜体部与电极部保持接触而不分离的不良状况，即所谓的粘连不良。此外，如果降低吸合电压，则使膜体部与电极部接触的力、即接触力会变弱。其结果，开关的接触电阻有可能增加。
这样的问题不仅关于有接点型的MEMS开关而存在，而且关于用于高频电路的可变电容等也同样存在。即，如果为了降低吸合电压而仅减小弹簧要素的刚性，则变得容易产生粘连不良。此外，由于接触力变弱，所以有可能不能得到大的电容比。
因此，提出有如下所述的技术：通过刚性不同的多个弹簧要素悬架膜体部，在接通时从设置有刚性低的弹簧要素的一侧的膜体部分进行静电吸引，在断开时从设置有刚性高的弹簧要素的一侧的膜体部分脱离(参照专利文献1)。
但是，在专利文献1所公开的技术中，没有进行关于在吸引开始时以小的力将膜体部吸引到电极部的考虑，吸引开始时的工作有可能变得不稳定。
此外，由于在呈矩形形状的膜体部的短边侧设置弹簧要素，所以在相对的弹簧要素之间膜体部变得容易挠曲。因此，有可能在开关的断开时膜体部挠曲从而膜体部的一部分变得不能从电极部离开等脱离时的工作变得不稳定。
【专利文献1】特开2007-35641号公报
发明内容
实施方式的静电致动器具备：设置在基板上的电极部；与所述电极部相对而设置的导电性的膜体部；设置于所述导电性的膜体部的第1周边部的、支撑所述膜体部的多个第1加载部；以及设置在与所述第1周边部相对的第2周边部的、支撑所述膜体部的多个第2加载部。并且，构成为，通过对所述电极部设定预定值的电压，所述电极与所述导电性的膜体部接触或者脱离；在所述多个第1加载部的各个之间以及在所述第2加载部的各个之间，其刚性相互不同。
附图说明
图1是用于例示本实施方式的静电致动器的示意图，(a)是示意俯视图，(b)是(a)中的A-A之间的剖视图。
图2是用于例示本实施方式的静电致动器的示意立体图，(a)是用于例示膜体部和加载部的示意立体图，(b)是(a)中的B部的示意放大图。
图3(a)、(b)是用于对设置有孔部的情况的效果进行例示的示意图。
图4是用于例示本实施方式的静电致动器的作用的示意曲线图。
图5(a)～(e)是用于例示比较例的静电致动器的示意图。
图6是用于例示静电致动器的驱动特性的示意曲线图。
图7(a)～(c)是用于对其他实施方式的静电致动器进行例示的示意图。
图8是用于例示针对环境温度的变化的稳定性的示意曲线图。
图9(a)、(b)是用于表示环境温度变为200℃时的形态的示意图。
图10(a)、(b)是用于对加载部的材料的结构进行例示的示意图。
图11是用于对本实施方式的静电致动器的制造方法进行例示的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图，关于本发明的实施方式进行例示。另外，在各图中，对于同样的结构要素赋予同一符号，并适宜省略详细的说明。此外，图中的箭头X、Y、Z表示互相正交的方向。
图1是用于例示本实施方式的静电致动器的示意图。
另外，图1(a)是示意俯视图，图1(b)是图1(a)中的A-A之间的剖视图。
图2是用于例示本实施方式的静电致动器的示意立体图。另外，图2(a)是用于例示膜体部和加载部的示意立体图，图2(b)是(a)中的B部的示意放大图。
如图1、图2所示，在静电致动器1中，设置有电极部2、膜体部3、加载部4。
如图1(b)所示，电极部2设置于基板100上。
电极部2能够由例如金属等导电性材料形成。在此情况下，在导电性材料中还优选电阻值较低的材料。此外，优选采用能够在所谓的半导体工艺(半导体装置的制造技术)的成膜和/或蚀刻等中使用的材料。作为这样的材料，能够例示例如铝(Al)、金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铂(Pt)或者包含这些金属的合金等。
此外，电极部2的主面由绝缘性材料覆盖。在此情况下，作为绝缘性材料，优选采用能够在所谓的半导体工艺(半导体装置的制造技术)的成膜和/或蚀刻等中使用的材料。作为这样的材料，能够例示例如氧化硅(SiO、SiO2等)、氮化硅(SiN)等。
在电极部2，连接有未图示的直流电源，对电极部2提供正电荷或者负电荷。因此，电极部2能够静电吸引膜体部3。
此外，在电极部2，连接有未图示的信号产生部，能够对电极部2施加信号电压。即，对电极部2施加将用于静电吸引膜体部3的驱动电压与信号电压总计而得到的电压。另外，设置有电极部2的基板100能够由例如玻璃那样的绝缘性材料形成。此外，也能够通过以绝缘性材料覆盖由导电性材料和/或硅(Si)等半导体材料形成的基板的表面而形成等。
膜体部3与电极部2相对而设置。
此外，膜体部3由金属等导电性材料形成。在此情况下，优选采用能够在所谓的半导体工艺(半导体装置的制造技术)的成膜和/或蚀刻等中使用的材料。作为这样的材料，能够例示例如铝(Al)、金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铂(Pt)或者包含这些金属的合金等。
此外，膜体部3，在没有对电极部2施加电压的状态下，以在膜体部3的主面与电极部2的主面之间形成预定尺寸的间隙5的方式通过加载部4而支撑。
此外，在膜体部3，连接有具有挠性的未图示的接地部，膜体部3成为接地电位。因此，通过使在膜体部3的主面与电极部2的主面之间形成的间隙5的尺寸变化，能够使膜体部3与电极部2之间的电容变化。并且，能够将该电容的变化利用于开关等。
在呈矩形形状的膜体部3的第1周边部3a、第2周边部3b，设置有加载部4。因此，膜体部3在图中的X方向(长轴方向)容易挠曲，在Y方向(与长轴方向大致正交的方向)难以挠曲。
此外，在膜体部3设置有孔部6。孔部6呈矩形形状，以孔部6的长轴方向与膜体部3的长轴方向大致正交的方式设置。此外，设置于膜体部3的第1周边部3a、第2周边部3b的附近的孔部6的一端在膜体部3的第1周边部3a、第2周边部3b处开口。因此，通过设置孔部6，膜体部3在图中的X方向(长轴方向)进一步容易挠曲。
图3(a)、(b)是用于对设置有孔部6的情况的效果进行例示的示意图。
图3(a)、(b)是对膜体部3模拟地赋予不均匀的应力分布并通过FEM(Finite Element Method：有限要素法)模拟来求出Z方向的变位量(翘曲量)的图。另外，用单一颜色的深浅表示Z方向的变位量，以Z方向的变位量越大则越浅，Z方向的变位量越小则越深的方式进行表示。
在这里，静电致动器1能够使用例如半导体工艺(半导体装置的制造技术)而制造。在此情况下，如果使用溅射法和/或蒸镀法等，则有可能在成膜时产生残留应力。此外，在成膜后的热处理工序中也有可能薄膜(膜体部3)的结晶特性发生变化而产生翘曲。
如图3(a)所示，当在膜体部30没有设置孔部6的情况下，由残留应力形成的膜体部30的Z方向的变位量(翘曲量)大。
另一方面，如图3(b)所示，当在膜体部3设置有孔部6的情况下，能够减小由残留应力形成的膜体部3的Z方向的变位量(翘曲量)。
如果在膜体部3设置孔部6，则膜体部3容易在图中的X方向(长轴方向)挠曲。因此，由于容易通过加载部4校正由残留应力形成的膜体部3的变形，所以能够减小膜体部3的Z方向的变位量(翘曲量)。
此外，如图1、图2等所例示，如果以孔部6的长轴方向与膜体部3的长轴方向大致正交的方式设置孔部6，则膜体部3容易在图中的X方向(膜体部3的长轴方向)挠曲。此外，如果使设置于膜体部3的第1周边部3a、第2周边部3b的附近的孔部6的一端在膜体部3的第1周边部3a、第2周边部3b处开口，则膜体部3进一步容易在图中的X方向(膜体部3的长轴方向)挠曲。因此，如果设置这样的孔部6，则能够进一步减小由残留应力形成的膜体部3的Z方向的变位量(翘曲量)。
在加载部4的一端设置有连接部4a，连接部4a与基板100连接。加载部4的另一端与膜体部3的第1周边部3a、第2周边部3b连接。此外，加载部4由弹性材料形成。因此，加载部4成为所谓的弹性梁。
此外，在加载部4设置有缓冲部4b。缓冲部4b为了使因热膨胀等产生的热应力降低而设置。例如，在图1、图2等所例示的加载部4，设置有以向与加载部4的长轴方向(相当于纵长方向)正交的方向突出的方式形成的缓冲部4b。并且，在产生X方向、Y方向的热膨胀的情况下，能够通过缓冲部4b进行变形来降低热应力。
作为加载部4的材料，优选采用能够在所谓的半导体工艺(半导体装置的制造技术)的成膜和/或蚀刻等中使用的材料。作为这样的材料，能够例示例如氮化硅(SiN)、氧化硅(SiO、SiO2等)、钛铝(TiAl、Ti3Al、Al3Ti等)、铝(Al)等金属等。在此情况下，如果考虑加载部4的寿命(直到断裂等为止的弯曲次数)，则优选由对于蠕变变形的耐性高的材料形成。根据本发明人所获得的知识，优选由对于蠕变变形的耐性比铝(Al)高的材料形成，在例如前述的材料中优选采用氮化硅(SiN)、氧化硅(SiO、SiO2等)、钛铝(TiAl、Ti3Al、Al3Ti等)。
此外，设置有：设置在膜体部3的第1周边部3a的、支撑膜体部3的多个第1加载部(例如，在图1中设置在Y方向的上侧的加载部4)，和设置在与第1周边部3a相对的第2周边部3b的、支撑膜体部3的多个第2加载部(例如，在图1中设置在Y方向的下侧的加载部4)。并且，第1加载部彼此的刚性相互不同，第2加载部彼此的刚性相互不同。即，刚性相互不同的多个加载部4设置于膜体部3的相对的第1周边部3a、第2周边部3b。
此外，加载部4的刚性沿着膜体部3的第1周边部3a、第2周边部3b阶段性或者逐渐地变化。并且，第1加载部的刚性，其设置于第1周边部3a的中央部侧的第1加载部的刚性这一方比设置于第1周边部3a的端部侧的第1加载部的刚性高。此外，第2加载部的刚性，其设置于第2周边部3b的中央部侧的第2加载部的刚性这一方比设置于第2周边部3b的端部侧的第2加载部的刚性高。
此外，第1加载部与第2加载部设置于相互相对的位置。并且，位于相互相对的位置的第1加载部的刚性与第2加载部的刚性大致相同。即，加载部4在膜体部3的相对的第1周边部3a、第2周边部3b设置于相互相对的位置。并且，位于相互相对的位置的加载部4彼此的刚性大致相同。
加载部4的刚性能够通过改变加载部4的尺寸而变化。例如，刚性与加载部4的长度尺寸(Y方向的尺寸)的三次方成反比，与加载部4的宽度尺寸(X方向尺寸)成比例。此外，与加载部4的厚度尺寸(Z方向尺寸)的三次方成比例。因此，加载部4的长度尺寸越短、宽度尺寸越长，则加载部4的刚性越高。另外，加载部4的厚度尺寸越厚，则加载部4的刚性越高。
在图1、图2等所例示的结构的情况下，在宽度尺寸(X方向尺寸)与厚度尺寸(Z方向尺寸)上设为大致相等，通过改变加载部4的长度尺寸而使刚性变化。并且，在X方向，通过将设置于膜体部3的中央部的加载部4的长度尺寸设置得最短，随着接近于膜体部3的端部而使加载部4的长度尺寸变长，使得加载部4的刚性阶段性或者逐渐地降低。即，设置于膜体部3的两端部附近的加载部4的刚性最低，设置于膜体部3的中央部附近的加载部4的刚性最高。此外，在Y方向，使得以相互相对的方式设置的加载部4彼此的刚性大致相同。
接着，对本实施方式的静电致动器1的作用进行例示。
图4是用于例示本实施方式的静电致动器的作用的示意曲线图。
另外，图4是通过FEM(Finite Element Method：有限要素法)模拟来求出静电致动器的驱动特性的图。此外，纵轴表示膜体部中心的Z方向的变位量，横轴表示驱动电压。在此情况下，虽然静电吸引除了因驱动电压而产生以外也因信号电压而产生，但在本模拟中对于驱动特性设为最严格的条件。即，在吸合时(吸引时)将信号电压设为0V(伏特)，在释放时(脱离时)施加4V(伏特)的信号电压，来进行计算。此外，图中的C点是吸引开始位置，D点是吸引停止位置。
如图4所示，在将膜体部3静电吸引于电极部2的情况下，通过未图示的直流电源对电极部2施加驱动电压。如果对电极部2施加驱动电压，则由于对电极部2提供正电荷或者负电荷，所以膜体部3被静电吸引于电极部2。并且，如果驱动电压从C点如箭头(1)那样上升，则由于静电吸引力变大，所以在箭头(2)部分的吸合电压下膜体部3被静电吸附于电极部2。另外，如箭头(3)那样直至到达D点为止，驱动电压上升。
在膜体部3被静电吸引于电极部2时，首先，在X方向设置于膜体部3的两端部的刚性低的加载部4挠曲，该部分的间隙5的尺寸变小。在这里，静电吸引力与形成于膜体部3的主面与电极部2的主面之间的间隙5的尺寸的平方成反比。因此，如果间隙5的尺寸变小，则由于产生大的吸引力，所以膜体部3容易被吸引。并且，通过由该部分牵引，膜体部3以弯曲的方式挠曲，间隙5的尺寸变小的部分、即产生大的吸引力的部分逐渐在X方向扩大下去。因此，即使随着接近于膜体部3的中央部而加载部4的刚性升高，也能够容易地吸引膜体部3。此外，能够降低为了将膜体部3静电吸附于电极部2而所需要的吸合电压(图4中的箭头(2)部分的电压)。
此外，膜体部3具有长方形形状。因此，膜体部3在图中的X方向(长轴方向)容易挠曲。此外，以膜体部3在图中的X方向(长轴方向)容易挠曲的方式设置有孔部6。
因此，能够进一步降低为了将膜体部3静电吸附于电极部2而所需要的吸合电压(图4中的箭头(2)部分的电压)。
此外，膜体部3在图中的Y方向(与长轴方向大致正交的方向)难以挠曲。因此，由于能够抑制不必要的变形，所以能够实现工作的稳定化。
在这里，在膜体部3，连接有具有挠性的未图示的接地部，膜体部3成为接地电位。因此，通过使形成于膜体部3的主面与电极部2的主面之间的间隙5的尺寸变化，能够使膜体部3与电极部2之间的电容变化。并且，将该电容的变化利用于开关等。
在D点，通过未图示的信号产生部对电极部2施加4V(伏特)的信号电压。这样，在对电极部2施加信号电压的情况下，通过将驱动电压与信号电压总计而得到的电压进行静电吸引。
在使膜体部3从电极部2脱离的情况下，使通过未图示的直流电源向电极部2的驱动电压的施加停止。如果使向电极部2的驱动电压的施加停止，则由于向电极部2的正电荷或者负电荷的供给被停止，所以静电吸引被解除。并且，如果驱动电压从D点如箭头(4)那样下降，则由于静电吸引力变小，所以在箭头(5)部分的释放电压下膜体部3从电极部2脱离。
在静电吸引被解除时，首先，通过在X方向设置于膜体部3的中央部的刚性高的加载部4的弹性力，膜体部3的中央部从电极部2脱离。在膜体部3从电极部2脱离了的部分，由于间隙5的尺寸变大，所以静电吸引力变小，膜体部3能够容易地脱离。并且，通过由该部分牵引，膜体部3以弯曲的方式挠曲，间隙5的尺寸变大的部分、即静电吸引力变小的部分逐渐在X方向扩大下去。因此，即使随着接近于膜体部3的两端部而加载部4的刚性降低，也能够容易地使膜体部3脱离。
在这里，由于对电极部2施加有信号电压，所以产生了由信号电压形成的静电吸引力。此外，还有时即使停止驱动电压的施加也残留有残留电荷。
在本实施方式中，在X方向的膜体部3的中央部设置刚性高的加载部4，能够以由设置于中央部的加载部4引起的脱离为起点使脱离的位置逐渐在X方向扩大。因此，能够提高使膜体部3从电极部2脱离时的释放电压(图4中的箭头(5)部分的电压)。
此外，膜体部3具有长方形形状。因此，膜体部3在图中的X方向(长轴方向)容易挠曲。此外，以膜体部3在图中的X方向(长轴方向)容易挠曲的方式设置有孔部6。
因此，能够进一步提高为了使膜体部3从电极部2脱离时的释放电压(图4中的箭头(5)部分的电压)。
此外，膜体部3在图中的Y方向(与长轴方向大致正交的方向)难以挠曲。因此，由于能够抑制不必要的变形，所以能够实现工作的稳定化。
图5是用于例示比较例的静电致动器的示意图。
图6是用于例示静电致动器的驱动特性的示意曲线图。
图5中所例示的静电致动器50a～50e，是各静电致动器中的加载部的刚性大致相同的情况。在该情况下，在图5(a)所例示的静电致动器50a中设置的加载部的刚性最低，按照图5(b)所例示的静电致动器50b、图5(c)所例示的静电致动器50c、图5(d)所例示的静电致动器50d、图5(e)所例示的静电致动器50e的顺序，加载部的刚性升高。
此外，图6是通过FEM(Finite Element Method：有限要素法)模拟来求出静电致动器的驱动特性的图。此外，纵轴表示膜体部中心的Z方向的变位量，横轴表示驱动电压。在此情况下，虽然静电吸引除了因驱动电压而产生以外也因信号电压而产生，但在本模拟中对于驱动特性设为最严格的条件。即，在吸合时(吸引时)将信号电压设为0V(伏特)，在释放时(脱离时)施加4V(伏特)的信号电压，来进行计算。
如从图6可知，如果如静电致动器50a那样降低加载部的刚性，则能够降低吸合电压。但是，在施加了4V(伏特)的信号电压的状态下，如果均等地降低加载部的刚性，则会如静电致动器50a、50b、50c那样产生膜体部3不能从电极部2脱离的问题。
在此情况下，如果如静电致动器50d、50e那样提高加载部的刚性，则即使在附加了4V(伏特)的信号电压的状态下也能够使膜体部3从电极部2脱离。但是，如果提高加载部的刚性，则吸合电压会升高。
与此相对，根据本实施方式的静电致动器1，能够降低吸合电压，并且能够提高释放电压。因此，能够使静电致动器1的工作大幅地稳定。此外，由于能够实现功耗的降低并且能够减小电极部的大小，所以也能够实现静电致动器1的小型化。
接着，对其他的实施方式的静电致动器进行例示。
图7是用于对其他的实施方式的静电致动器进行例示的示意图。
如图7(a)、图7(b)所例示的静电致动器1a、1b那样，也能够使加载部4的刚性从膜体部3的一个端部向另一个端部阶段性或者逐渐地变化。
另外，如图7(c)所例示的静电致动器1c那样，也能够将设置于膜体部3的中央部的加载部4的刚性设置得最低，随着接近于膜体部3的端部而使加载部4的刚性阶段性或者逐渐地升高。
在图7(a)～(c)所例示的静电致动器1a～1c的情况下，也能够降低吸合电压，并且能够提高释放电压。因此，能够使静电致动器1a～1c的工作大幅地稳定。此外，由于能够实现功耗的降低并且能够减小电极部的大小，所以也能够实现静电致动器1a～1c的小型化。
接着，对本发明人关于图1、图7中例示的静电致动器所得到的知识进一步进行例示。
图8是用于例示针对环境温度的变化的稳定性的示意曲线图。
图8是通过FEM(Finite Element Method：有限要素法)模拟来求出针对环境温度的变化的膜体部中心的Z方向的变位量的图。另外，纵轴表示膜体部中心的Z方向的变位量，横轴表示环境温度。此外，将初始温度设为20℃，使环境温度上升到200℃为止。
此外，图9是用于表示环境温度变为200℃时的形态的示意图。
另外，用单一颜色的深浅表示Z方向的变位量，以Z方向的变位量越大则越淡，Z方向的变位量越小则越深的方式进行表示。
如从图8、图9可知，在图7(c)所例示的静电致动器1c的情况下，如果环境温度超过130℃，则膜体部3的变位量变大。与此相对，在图1中所例示的静电致动器1的情况下，即使环境温度变为200℃，膜体部3的变位量也不变大。
随着环境温度升高，因热膨胀而膜体部3在X方向、Y方向伸展。在此情况下，在Y方向，由于膜体部3的尺寸短，所以即使膜体部3在Y方向伸展，也能够通过缓冲部4b进行吸收。
另一方面，在X方向，由于膜体部3的尺寸长，所以由热膨胀引起的伸展量大。
在此情况下，在静电致动器1c，刚性高的加载部4设置于膜体部3的两端部附近。因此，膜体部3的热膨胀受到妨碍，膜体部3变得容易在Z方向变形。
与此相对，在静电致动器1，刚性高的加载部4设置于膜体部3的中央部附近。因此，膜体部3的热膨胀受到妨碍少，膜体部3难以在Z方向变形。
其结果，如图8、图9所示，静电致动器1这一方难以受到温度变化的影响。
环境温度成为高温的情况，不仅在静电致动器的使用环境中产生，而且在静电致动器的制造工序中也可能产生。例如，在使用半导体工艺(半导体装置的制造技术)而制造静电致动器的情况下，有在成膜后需要高温的热处理的情况。
因此，如果考虑针对环境温度的变化的稳定性，则优选采用图1所例示的静电致动器1那样的加载部4的配置。即，优选形成为：设置于膜体部3的中央部附近的加载部4的刚性最高，随着接近于膜体部3的端部，加载部4的刚性阶段性或者逐渐地降低。
图10是用于对加载部的材料的结构进行例示的示意图。
在图1中所例示的静电致动器1的情况下，能够采用加载部4与膜体部3由不同的材料形成的结构。例如，加载部4能够由对于蠕变变形的耐性比铝(Al)高的材料(例如，氮化硅(SiN)、氧化硅(SiO、SiO2等)、钛铝(TiAl、Ti3Al、Al3Ti等)等)形成。此外，膜体部3能够由金属等导电性材料(例如，铝(Al)、金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铂(Pt)或者包含这些金属的合金等)形成。
与此相对，图10(a)是例示加载部与膜体部由相同的材料形成的情况的图。例如，能够例示加载部与膜体部由铝(Al)形成的情况。如果这样，则由于能够一体地形成加载部与膜体部，所以能够削减制造工艺的工序数。此外，如果加载部由导电性材料形成，则能够将加载部设为用于使膜体部成为接地电位的接地部。因此，由于不需要另外设置未图示的接地部，所以能够减小占有面积。
图10(b)是例示设置于X方向的两端部附近的加载部14a与膜体部3由相同的材料形成、其他的加载部14b由对于蠕变变形的耐性比铝(Al)高的材料形成的情况。
在这里，作为膜体部3的材料的铝(Al)等导电性材料，一般容易产生蠕变变形。因此，如果由与膜体部3相同的材料形成加载部，则寿命有可能缩短。
因此，在图10(b)所例示的情况下，由与膜体部3相同的材料(例如，铝(Al)等)形成刚性最低的加载部14a，由对于蠕变变形的耐性比铝(Al)高的材料形成其他的加载部14b。
由于如果加载部的刚性低，则难以产生蠕变变形，所以即使由与膜体部3相同的材料(例如，铝(Al)等)形成加载部14a，也能够抑制寿命缩短的情况。此外，由于能够将加载部14a设为接地部，所以不需要另外设置未图示的接地部。因此，能够减小占有面积。
另外，在图10中，虽然形成为与图1所例示的静电致动器1相同的加载部的配置，但并不限定于此。
例如，也能够应用于图7所例示的静电致动器1a、1b、1c的情况。即，在静电致动器1a、1b、1c的情况下，加载部与膜体部也能够由相同的材料形成。此外，在静电致动器1a、1b、1c的情况下，也能够由与膜体部3相同的材料(例如，铝(Al)等)形成刚性最低的加载部，由对于蠕变变形的耐性比铝(Al)高的材料形成其他的加载部。
接着，对本实施方式的静电致动器的制造方法进行例示。
图11是用于对本实施方式的静电致动器的制造方法进行例示的流程图。
本实施方式的静电致动器，能够通过例如所谓的半导体工艺(半导体装置的制造技术)进行制造。
即，首先，使用PVD(Physical Vapor Deposition，物理汽相沉积)法、CVD(Chemical Vapor Deposition，化学汽相沉积)法等，在由绝缘性材料形成的基板100上进行金属等导电性材料的膜的成膜。然后，通过使用光刻技术将该膜加工为所希望的形状，来形成电极部2(步骤S1)。
接着，使用PVD(Physical Vapor Deposition，物理汽相沉积)法、CVD(Chemical Vapor Deposition，化学汽相沉积)法等，以覆盖电极部2的方式形成未图示的绝缘层(步骤S2)。接着，在未图示的绝缘层的表面形成具有所希望的形状的抗蚀剂膜(步骤S3)。如后所述那样，该抗蚀剂膜成为牺牲层(最终被除去的层)。
接着，以覆盖抗蚀剂膜的方式使用PVD(Physical Vapor Deposition，物理汽相沉积)法、CVD(Chemical Vapor Deposition，化学汽相沉积)法等，进行成为膜体部3的膜的成膜(步骤S4)。另外，如图10(a)等所例示的静电致动器那样，在加载部与膜体部由相同材料形成的情况下，也进行成为加载部的部分的成膜。
接着，使用光刻技术，形成膜体部3与孔部6(步骤S5)。
另外，在加载部4与膜体部3由相同材料形成的情况下，也形成加载部。
接着，使用PVD(Physical Vapor Deposition，物理汽相沉积)法、CVD(Chemical Vapor Deposition，化学汽相沉积)法等，进行成为加载部4的膜的成膜(步骤S6)。
接着，使用光刻技术，形成加载部4(步骤S7)。
另外，根据需要，能够进而形成用于使膜体部3成为接地电位的未图示的接地部。
接着，使用灰化技术除去抗蚀剂膜(步骤S8)。
在抗蚀剂膜的除去后，在膜体部3的主面与电极部2的主面之间形成预定尺寸的间隙5。
另外，由于在膜体部3形成有孔部6，所以能够经由孔部6容易地除去抗蚀剂膜。
根据以上说明的实施方式，与以往相比，能够降低吸合电压、提高释放电压，能够提供可进行稳定的工作且具有可靠性的静电致动器。
尽管描述了某些实施方式，但这些实施方式仅是作为例子而呈现的，而并非要限定本发明的范围。实际上，这里所描述的新颖的实施方式能够以其他各种形成实施，进而，在不违背本发明的主旨的情况下，可以在这里所描述的实施方式的形式中进行各种省略、替换和改变。所附权利要求及其等同物旨在覆盖这样的形式或变形以落入本发明的范围和主旨内。此外，上述的实施方式可以互相组合来实施。
例如，静电致动器1、1a～1c等所具备的各要素的形状、尺寸、材料、配置、数量等并不限定于所例示的情况，而能够适宜改变。
此外，虽然图1等所例示的静电致动器，将膜体部3与电极部2之间的电容的变化利用于开关等，但并不限定于此。例如，也可以是具备脱离的多个信号用电极部、通过膜体部3的接触与脱离来进行开关等的结构。
此外，也可以是不具备信号用电极部、而利用膜体部3的工作的结构。例如，也可以是利用于微光开关的切换工作、喷墨头那样的液滴排出头的液滴排出工作、扫描型探针显微镜的探针的工作、其他各种微型机械的工作等的结构。

Claims (23)

1.一种静电致动器，其特征在于，具备：
设置在基板上的电极部；
与所述电极部相对而设置的导电性的膜体部，所述导电性的膜体部具有长方形形状，并且具有多个长方形的孔部，并且所述孔部的长轴方向与所述导电性的膜体部的长轴方向大致正交；
设置于所述导电性的膜体部的第1周边部的、支撑所述膜体部的多个第1加载部，所述多个第1加载部设置于所述导电性的膜体部的长轴方向，并且沿与所述导电性的膜体部的长轴方向大致正交的方向延伸；以及
设置在与所述第1周边部相对的第2周边部的、支撑所述膜体部的多个第2加载部，所述多个第2加载部设置于所述导电性的膜体部的长轴方向，并且沿与所述导电性的膜体部的长轴方向大致正交的方向延伸；并且
所述静电致动器构成为，通过对所述电极部设定预定值的电压，所述电极部与所述导电性的膜体部接触或者脱离；
在所述多个第1加载部的各个之间以及在所述第2加载部的各个之间，其刚性相互不同。
2.如权利要求1所述的静电致动器，其特征在于：
所述多个第1加载部的刚性，在该多个第1加载部的各个之间阶段性或者逐渐地变化。
3.如权利要求1所述的静电致动器，其特征在于：
所述多个第2加载部的刚性，在该多个第2加载部的各个之间阶段性或者逐渐地变化。
4.如权利要求1所述的静电致动器，其特征在于：
所述多个第1加载部的刚性，其设置于所述第1周边部的中央部侧的加载部的刚性这一方比设置于所述第1周边部的端部侧的加载部的刚性高。
5.如权利要求1所述的静电致动器，其特征在于：
所述多个第2加载部的刚性，其设置于所述第2周边部的中央部侧的加载部的刚性这一方比设置于所述第2周边部的端部侧的加载部的刚性高。
6.如权利要求1所述的静电致动器，其特征在于：
所述多个第1加载部的刚性，从所述第1周边部的一个端部向另一个端部阶段性或者逐渐地变化。
7.如权利要求1所述的静电致动器，其特征在于：
所述多个第2加载部的刚性，从所述第2周边部的一个端部向另一个端部阶段性或者逐渐地变化。
8.如权利要求1所述的静电致动器，其特征在于：
所述多个第1加载部的刚性，其设置于所述第1周边部的中央部侧的加载部的刚性这一方比设置于所述第1周边部的端部侧的加载部的刚性低。
9.如权利要求1所述的静电致动器，其特征在于：
所述多个第2加载部的刚性，其设置于所述第2周边部的中央部侧的加载部的刚性这一方比设置于所述第2周边部的端部侧的加载部的刚性低。
10.如权利要求1所述的静电致动器，其特征在于：
所述多个第1加载部的各个与所述多个第2加载部的各个，设置于相互相对的位置。
11.如权利要求1所述的静电致动器，其特征在于：
位于相互相对的位置的所述第1加载部的刚性与所述第2加载部的刚性大致相同。
12.如权利要求1所述的静电致动器，其特征在于：
设置于所述第1周边部的附近的所述孔部的一端，在所述第1周边部处开口。
13.如权利要求1所述的静电致动器，其特征在于：
设置于所述第2周边部的附近的所述孔部的一端，在所述第2周边部处开口。
14.如权利要求1所述的静电致动器，其特征在于：
所述多个第1加载部和所述多个第2加载部，由与所述导电性的膜体部相同的材料形成。
15.如权利要求1所述的静电致动器，其特征在于：
所述多个第1加载部之中刚性最低的加载部和所述多个第2加载部之中刚性最低的加载部，由与所述导电性的膜体部相同的材料形成。
16.如权利要求1所述的静电致动器，其特征在于：
所述多个第1加载部和所述多个第2加载部，由对于蠕变变形的耐性比铝高的材料形成。
17.如权利要求1所述的静电致动器，其特征在于，具备：
以向与所述第1加载部的长轴方向正交的方向突出的方式形成的第1缓冲部；以及
以向与所述第2加载部的长轴方向正交的方向突出的方式形成的第2缓冲部。
18.如权利要求1所述的静电致动器，其特征在于，具备：
连接于所述电极部的电源；以及
连接于所述电极部的信号产生部。
19.如权利要求1所述的静电致动器，其特征在于：
所述导电性的膜体部被设为接地电位。
20.如权利要求1所述的静电致动器，其特征在于：
所述第1加载部的长轴方向与所述导电性的膜体部的长轴方向大致正交。
21.如权利要求1所述的静电致动器，其特征在于：
所述第2加载部的长轴方向与所述导电性的膜体部的长轴方向大致正交。
22.如权利要求20所述的静电致动器，其特征在于，还具备：
以向与所述第1加载部的长轴方向正交的方向突出的方式形成的第1缓冲部；以及
以向与所述第2加载部的长轴方向正交的方向突出的方式形成的第2缓冲部。
23.如权利要求21所述的静电致动器，其特征在于，还具备：
以向与所述第1加载部的长轴方向正交的方向突出的方式形成的第1缓冲部；以及
以向与所述第2加载部的长轴方向正交的方向突出的方式形成的第2缓冲部。
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