KR20200029395A - 액추에이터 장치 - Google Patents

Abstract

액추에이터 장치는 지지부와, 가동부와, 가동부가 제1 축선 둘레로 요동 가능해지도록, 제1 축선 상에 있어서 가동부를 지지부에 연결하는 제1 연결부와, 제1 연결부 상에 마련된 제1 배선을 구비한다. 제1 배선은 비커스 경도가 50HV 이상인 금속 재료로 이루어지는 제1 본체부를 가진다. 제1 본체부는 제1 연결부와 서로 마주보는 제1 표면과, 제1 표면 이외의 제2 표면을 포함한다. 제2 표면은 제1 배선의 연장 방향과 수직인 단면에 있어서, 제2 표면의 전체에 걸쳐서 곡율이 연속된 형상을 가지고 있다.

Description

액추에이터 장치

본 발명의 일 측면은, 예를 들면 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 디바이스로서 구성되는 액추에이터 장치에 관한 것이다.

MEMS 디바이스로서, 지지부와, 가동부와, 가동부가 소정의 축선 둘레로 요동 가능해지도록, 축선 상에 있어서 가동부를 지지부에 연결하는 연결부와, 연결부 상에 마련된 배선을 구비하는 액추에이터 장치가 알려져 있다. 그와 같은 액추에이터 장치에서는, 예를 들면 가동부가 그 공진 주파수 레벨(수kHz~수십kHz)에서 고속으로 요동되는 경우가 있다. 그 때문에, 배선의 재료로서 알루미늄 또는 동 등의 금속을 이용하면, 히스테리시스 거동, 가공 경화 등에 의한 제어성의 저하, 특성의 경시 변화 등이 생겨, 특성의 열화, 단선 등으로 이어질 우려가 있다.

상술한 것 같은 문제를 해결하기 위해서, 반도체 재료로 이루어지는 연결부에 불순물을 확산시킴으로써 확산층을 형성하고, 연결부 자체를 배선으로서 기능시키는 기술이 제안되어 있다(예를 들면 특허 문헌 1 참조).

특허 문헌 1: 일본 특개 평8－186975호 공보

그렇지만, 일반적으로 확산층의 저항은 금속 재료의 저항보다도 매우 높기 때문에, 상술한 것 같은 기술은, 고속이고 또한 큰 편각으로 가동부를 요동시키는 경우와 같이, 비교적 큰 전류를 흘리는 경우에는 적합하지 않다. 이에, 저(低)저항화를 도모하면서 금속 피로의 발생도 억제하기 위해서, 경도(硬度)가 높은 금속 재료에 의해서 배선을 구성하는 것을 생각할 수 있다. 그러나 가동부의 요동시에 배선에 응력 집중에 기인하는 취성(脆性) 파괴가 생길 우려가 있다.

본 발명의 일 측면은, 연결부 상에 마련된 배선의 저저항화, 및 금속 피로의 억제를 도모하면서도, 신뢰성을 높일 수 있는 액추에이터 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 액추에이터 장치는, 지지부와, 가동부와, 가동부가 제1 축선 둘레로 요동 가능해지도록, 제1 축선 상에 있어서 가동부를 지지부에 연결하는 제1 연결부와, 제1 연결부 상에 마련된 제1 배선을 구비하고, 제1 배선은 비커스 경도(Vickers hardness)가 50HV 이상인 금속 재료로 이루어지는 제1 본체부를 가지고, 제1 본체부는 제1 연결부와 서로 마주보는 제1 표면과, 제1 표면 이외의 제2 표면을 포함하고, 제2 표면은 제1 배선의 연장 방향과 수직인 단면에 있어서, 제2 표면의 전체에 걸쳐서 곡율이 연속된 형상을 가지고 있다.

이 액추에이터 장치에서는, 제1 연결부 상에 마련된 제1 배선이, 비커스 경도가 50HV 이상인 금속 재료로 이루어지는 제1 본체부를 가지고 있다. 이것에 의해, 제1 배선의 전체가 확산층에 의해서 구성되는 경우와 비교해서 제1 배선의 저저항화가 도모됨과 아울러, 비커스 경도가 50HV 보다도 작은 금속 재료에 의해서 제1 배선의 전체가 구성되는 경우와 비교해서 금속 피로의 억제가 도모된다. 또한, 제1 본체부의 제2 표면이, 제1 배선의 연장 방향과 수직인 단면에 있어서, 제2 표면의 전체에 걸쳐서 곡율이 연속된 형상을 가지고 있다. 이것에 의해, 제2 표면에 곡율이 불연속인 점이 존재하지 않기 때문에, 응력 집중의 발생이 억제된다. 그 결과, 제1 배선에 취성 파괴가 생기는 것을 억제할 수 있다. 특히, 만일 제2 표면에 곡율이 불연속인 점이 존재하고 있으면, 액추에이터 장치의 제조 과정 등에 있어서 제2 표면에 깨짐, 흠집 등이 발생하기 쉽고, 그것들이 발생한 위치에서 응력 집중이 생길 우려가 있다. 이 액추에이터 장치에서는, 제2 표면이 전체에 걸쳐서 곡율이 연속된 형상을 가지고 있기 때문에, 그러한 응력 집중의 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 이 액추에이터 장치에 의하면, 연결부 상에 마련된 배선의 저저항화, 및 금속 피로의 억제를 도모하면서도, 신뢰성을 높일 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 액추에이터 장치에서는, 제2 표면은 제1 배선의 연장 방향과 수직인 단면에 있어서, 제1 연결부의 반대측을 향해서 볼록하게 되도록 만곡된 만곡 부분을 가지고 있어도 된다. 이 경우, 제1 배선에 취성 파괴가 생기는 것을 억제하면서, 제1 배선의 단면적을 확보하여, 제1 배선의 한층 저저항화를 도모할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 액추에이터 장치에서는, 제2 표면은 제1 배선의 연장 방향과 수직인 단면에 있어서, 예각을 이루도록 제1 표면과 교차하고 있어도 된다. 이 경우, 제2 표면과 제1 표면의 교차 부분에 있어서의 응력 집중을 억제할 수 있어, 신뢰성을 한층 높일 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 액추에이터 장치에서는, 제1 연결부는 반도체 재료로 이루어지고, 제1 연결부에는, 불순물이 확산된 확산층이 제1 배선과 접촉하도록 형성되어 있어도 된다. 이 경우, 확산층이 제1 배선의 일부로서 기능하기 때문에, 제1 배선의 저저항화를 한층 더 도모할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 액추에이터 장치에서는, 제1 본체부는 텅스텐, 티탄, 니켈, 몰리브덴, 알루미늄 합금, 텅스텐 합금, 티탄 합금, 니켈 합금 및 스텐레스강 중 적어도 1개로 이루어져 있어도 된다. 이 경우, 연결부 상에 마련된 배선의 저저항화, 및 금속 피로의 억제를 도모하면서도, 신뢰성을 높일 수 있다는 상기 작용 효과가 바람직하게 얻어진다.

본 발명의 일 측면에 따른 액추에이터 장치에서는, 제1 배선은 제1 연결부와 제1 본체부의 사이에 마련된 시드층을 추가로 가지고 있어도 된다. 이 경우, 제1 연결부에 대한 제1 본체부의 밀착성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 액추에이터 장치에서는, 시드층은 비커스 경도가 50HV 이상인 금속 재료로 이루어져 있어도 된다. 이 경우, 시드층에 금속 피로 및 취성 파괴가 생기는 것을 억제할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 액추에이터 장치는, 제1 연결부와 제1 배선의 사이에 마련된 배리어층을 추가로 구비해도 된다. 이 경우, 확산되기 쉬운 금속 재료가 제1 배선에 포함되는 경우에도, 당해 금속 재료의 제1 연결부로의 확산을 억제할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 액추에이터 장치에서는, 배리어층은 비커스 경도가 50HV 이상인 재료로 이루어져 있어도 된다. 이 경우, 배리어층에 금속 피로 및 취성 파괴가 생기는 것을 억제할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 액추에이터 장치는, 지지부상에 마련되고, 제1 배선에 접속된 제2 배선을 추가로 구비하고, 제2 배선은 비커스 경도가 50HV 보다도 작은 금속 재료로 이루어져 있어도 된다. 이 경우, 예를 들면 제2 배선을 비저항이 작은 금속 재료에 의해 구성함으로써, 지지부 상에 마련된 제2 배선을 저저항화할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 액추에이터 장치는, 지지부 및 가동부를 지지하는 프레임부와, 지지부가 제1 축선과 교차하는 제2 축선 둘레로 요동 가능해지도록, 제2 축선 상에 있어서 지지부를 프레임부에 연결하는 제2 연결부와, 제2 연결부 상에 마련된 제3 배선을 추가로 구비하고, 제3 배선은 제1 본체부를 구성하는 금속 재료 보다도 비저항이 작은 금속 재료로 이루어지는 제2 본체부를 가지고 있어도 된다. 이 경우, 제2 연결부 상에 마련된 제3 배선을 저저항화할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 액추에이터 장치는, 지지부 및 가동부를 지지하는 프레임부와, 지지부가 제1 축선과 교차하는 제2 축선 둘레로 요동 가능해지도록, 제2 축선 상에 있어서 지지부를 프레임부에 연결하는 제2 연결부와, 제2 연결부 상에 마련된 제3 배선을 추가로 구비하고, 제3 배선은 비커스 경도가 50HV 이상인 금속 재료로 이루어지는 제2 본체부를 가지고, 제2 본체부는 제2 연결부와 서로 마주보는 제3 표면과, 제3 표면 이외의 제4 표면을 포함하고, 제4 표면은 제3 배선의 연장 방향과 수직인 단면에 있어서, 제4 표면의 전체에 걸쳐서 곡율이 연속된 형상을 가지고 있어도 된다. 이 경우, 제2 연결부 상에 마련된 제3 배선에 대해서도, 저저항화 및 금속 피로의 억제를 도모하면서도, 높은 신뢰성을 얻을 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 액추에이터 장치에서는, 가동부에 마련된 미러를 추가로 구비해도 된다. 이 경우, 미러를 제1 축선 둘레로 요동시켜, 광의 주사 등에 이용할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 연결부 상에 마련된 배선의 저저항화, 및 금속 피로의 억제를 도모하면서도, 신뢰성을 높일 수 있는 액추에이터 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 실시 형태에 따른 액추에이터 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시되는 액추에이터 장치의 회로 구성을 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 2의 III-III선을 따른 일부 단면도이다.
도 4는 도 3의 IV－IV선을 따른 일부 단면도이다.
도 5는 도 3의 V－V선을 따른 일부 단면도이다.
도 6은 시작(試作)된 제1 배선의 단면을 나타내는 현미경 사진이다.
도 7의 (a)~도 7의 (c)는, 제1~ 제3 비교예의 개략 단면도이다.
도 8은 시작된 제3 비교예의 배선의 단면을 나타내는 현미경 사진이다.
도 9의 (a) 및 도 9의 (b)는, 제1 및 제2 변형예의 개략 단면도이다.
도 10은 제3 변형예의 개략 단면도이다.
도 11은 제4 변형예의 개략 단면도이다.

이하, 본 발명의 일 측면에 따른 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 덧붙여, 이하의 설명에 있어서, 동일 또는 상당 요소에는 동일 부호를 이용하고, 중복하는 설명은 생략한다.

도 1 및 도 2에 도시되는 것처럼, 액추에이터 장치(1)는 미러(2)와, 자계 발생부(3)와, 프레임부(4)와, 지지부(5)와, 가동부(6)와, 한 쌍의 제2 연결부(7)와, 한 쌍의 제1 연결부(8)를 구비하고 있다. 액추에이터 장치(1)는 서로 직교하는 제1 축선(X1) 및 제2 축선(X2)의 각각의 둘레로 미러(2)를 요동시키는 MEMS 디바이스로서 구성되어 있다. 이러한 액추에이터 장치(1)는, 예를 들면 광 통신용 광 스위치 또는 광 스캐너 등에 이용된다.

미러(2)는 금속막에 의해 구성된 광 반사막이다. 미러(2)는 평면시에 있어서(적어도 지지부(5), 가동부(6) 및 한 쌍의 제1 연결부(8)가 배치되는 평면과 직교하는 방향에서 보았을 경우에) 원 형상을 나타내고 있다. 미러(2)를 구성하는 금속 재료는, 예를 들면 알루미늄(Al), 알루미늄계 합금, 금(Au), 은(Ag), 은계 합금 등이다.

자계 발생부(3)는 사각 형상의 평판이고, 한 쌍의 주면을 가지고 있다. 자계 발생부(3)는 지지부(5)에 마련된 코일(11) 및 가동부(6)에 마련된 코일(12)(코일(11, 12)에 대해서는 후술함)에 자계를 작용시킨다. 자계 발생부(3)는, 예를 들면 영구자석 등에 의해 구성되어 있다. 자계 발생부(3)에 있어서의 자극의 배열은, 예를 들면 할바흐 배열(Halbach array)이다.

프레임부(4)는 평면시에 있어서 사각 형상을 나타내는 평판 모양의 프레임 몸체이다. 프레임부(4)는 자계 발생부(3)의 한쪽의 주면 상에 배치되어 있다. 프레임부(4)는 한 쌍의 제2 연결부(7)를 통해서, 지지부(5), 가동부(6) 및 미러(2) 등을 지지하고 있다. 각 제2 연결부(7)는 지지부(5)가 제2 축선(X2) 둘레로 요동 가능해지도록, 제2 축선(X2) 상에 있어서 지지부(5)를 프레임부(4)에 연결하고 있다. 즉, 각 제2 연결부(7)는 토션 바(torsion bar)로서 기능한다. 각 제2 연결부(7)는 강도의 향상 및 비틀림 스프링 상수(torsional spring constant)의 조정의 용이화를 위해서, 평면시에 있어서 사행(蛇行) 형상을 나타내고 있다. 보다 구체적으로는, 각 제2 연결부(7)는 제2 축선(X2) 방향으로 연장되어 있고, 제1 축선(X1) 방향으로 늘어서서 배치된 복수의 직선 모양 부분(7a)과, 복수의 직선 모양 부분(7a)의 양단을 교호로 연결하는 복수의 꺾임 부분(7b)을 가지고 있다. 복수의 꺾임 부분(7b)은 직선 모양으로 연장되어 있는 꺾임 부분과, R모양으로 만곡(灣曲)되어 연장되어 있는 꺾임 부분을 포함하고 있다.

지지부(5)는, 예를 들면 평면시에 있어서 사각 형상을 나타내는 평판 모양의 프레임 몸체이고, 프레임부(4)의 내측에 위치하고 있다. 지지부(5)는 자계 발생부(3)의 한쪽의 주면과 대향하고 또한 자계 발생부(3)의 한쪽의 주면으로부터 이격되도록 배치되어 있다. 지지부(5)는 한 쌍의 제1 연결부(8)를 통해서, 가동부(6) 및 미러(2) 등을 지지하고 있다. 각 제1 연결부(8)는 가동부(6)가 제1 축선(X1) 둘레로 요동 가능해지도록, 제1 축선(X1) 상에 있어서 가동부(6)를 지지부(5)에 연결하고 있다. 즉, 각 제1 연결부(8)는 토션 바로서 기능한다. 각 제1 연결부(8)는, 예를 들면 평면시에 있어서 대략 사각 형상을 나타내는 평판 모양의 부재이며, 제1 축선(X1)에 따라서 직선 모양으로 연장되어 있다.

가동부(6)는 프레임(F)과 배치부(9)를 가지고, 지지부(5)의 내측에 위치하고 있다. 프레임(F)은, 평면시에 있어서 사각 형상을 나타내는 평판 모양의 프레임 몸체이고, 제1 연결부(8)에 접속되어 있다. 배치부(9)는 평면시에 있어서 원 형상을 나타내는 평판이고, 프레임(F)의 내측에 배치되어, 프레임(F)에 접속되어 있다. 가동부(6)는, 자계 발생부(3)의 한쪽의 주면과 대향하고 또한 자계 발생부(3)의 한쪽의 주면으로부터 이격되도록 배치되어 있다. 미러(2)는 배치부(9) 상에 배치되어 있다. 즉, 미러(2)는 가동부(6)에 마련되어 있다. 프레임부(4), 지지부(5), 가동부(6), 한 쌍의 제2 연결부(7) 및 한 쌍의 제1 연결부(8)는, 예를 들면 실리콘(Si) 등의 반도체 재료에 의해 일체로 형성되어 있다. 덧붙여, 도 2에 도시되는 예에서는, 프레임(F)과 배치부(9)의 사이에 간극이 형성되어 있지만, 프레임(F)과 배치부(9)는, 서로의 사이에 간극이 형성되지 않도록 하나로 이어져 마련되어도 된다.

액추에이터 장치(1)는, 도 2에 도시되는 것처럼, 지지부(5)에 마련된 코일(11)과, 가동부(6)에 마련된 코일(12)을 추가로 구비하고 있다. 코일(11)은 지지부(5)에 매설되어 있고, 코일(12)은 가동부(6)에 매설되어 있다. 각 코일(11, 12)은, 예를 들면 동(Cu) 등의 금속 재료에 의해 구성되어 있다. 덧붙여, 도 2에서는, 이해를 용이하게 하기 위해서 각 배선이 실선으로 도시되어 있지만, 코일(11, 12) 등의 각 배선은, 실제로는 후술하는 절연층(51), 절연층(52) 및/또는 절연층(53)에 의해서 덮여 있다.

코일(11)은, 평면시에 있어서 스파이럴 모양으로 복수 주회(周回) 권회(卷回)되어 있다. 코일(11)의 내측 단부에는, 배선(14a)의 일단이 전기적으로 접속되어 있다. 코일(11)의 외측 단부에는, 배선(14b)의 일단이 전기적으로 접속되어 있다. 각 배선(14a, 14b)은 후술하는 제2 금속 재료로 이루어진다. 각 배선(14a, 14b)은 한쪽의 제2 연결부(7) 상에 마련되고, 지지부(5)로부터 프레임부(4)에 도달해 있다. 배선(14a)의 타단은 지지부(5)에 마련된 전극(15a)과 전기적으로 접속되어 있고, 배선(14b)의 타단은 지지부(5)에 마련된 전극(15b)과 전기적으로 접속되어 있다. 각 전극(15a, 15b)은 제어 회로 등과 전기적으로 접속된다. 배선(14a)은 코일(11)의 상방을 통과하도록 코일(11)과 입체적으로 교차하고 있다.

코일(12)은 평면시에 있어서 스파이럴 모양으로 복수 주회 권회되어 있다. 코일(12)의 내측 단부에는, 배선(16a)의 일단이 전기적으로 접속되어 있다. 코일(12)의 외측 단부에는, 배선(16b)의 일단이 전기적으로 접속되어 있다. 각 배선(16a, 16b)은 한 쌍의 제1 연결부(8), 지지부(5) 및 다른 쪽의 제2 연결부(7) 상에 마련되고, 가동부(6)로부터 프레임부(4)에 도달해 있다. 배선(16a)의 타단은 지지부(5)에 마련된 전극(17a)과 전기적으로 접속되어 있고, 배선(16b)의 타단은 지지부(5)에 마련된 전극(17b)과 전기적으로 접속되어 있다. 각 전극(17a, 17b)은 제어 회로 등과 전기적으로 접속된다. 배선(16a)은 코일(12)의 상방을 통과하도록 코일(12)과 입체적으로 교차하고 있다.

각 배선(16a, 16b)은 각 제1 연결부(8) 상에 마련된 제1 배선(21)과, 지지부(5) 상 및 가동부(6) 상의 각각에 마련된 제2 배선(31A, 31B)을 가지고 있다.

제1 배선(21)은 제1 금속 재료로 이루어진다. 제1 배선(21)은 지지부(5), 제1 연결부(8) 및 가동부(6) 상에 걸쳐서 마련되어 있다. 제1 배선(21)은 제1 부분(22)과, 제2 부분(23)과, 제3 부분(24)을 가지고 있다. 제1 부분(22)은 지지부(5), 제1 연결부(8) 및 가동부(6) 상에 있어서 제1 축선(X1)을 따라서 연장되어 있다. 제2 부분(23)은 지지부(5) 상에 있어서 제1 부분(22)의 지지부(5) 측의 단부로부터 다른 쪽의 제2 연결부(7) 측으로 연장되어 있다. 제3 부분(24)은 가동부(6) 상에 있어서 제1 부분(22)의 가동부(6) 측의 단부로부터 한쪽의 제2 연결부(7) 측으로 연장되어 있다. 제1 부분(22)의 연장 방향과 제2 부분(23)의 연장 방향은 서로 직교하고 있고, 제1 부분(22)의 연장 방향과 제3 부분(24)의 연장 방향은 서로 직교하고 있다. 제1 배선(21)은 지지부(5) 상의 단부에 있어서 제2 배선(31A)과 전기적으로 접속되어 있다. 제1 배선(21)은 가동부(6) 상의 단부에 있어서 제2 배선(31B)과 전기적으로 접속되어 있다.

제2 배선(31A, 31B)은 제2 금속 재료로 이루어진다. 제2 배선(31A)의 일단은 제1 배선(21)과 전기적으로 접속되어 있다. 제2 배선(31A)의 타단은 전극(17a)과 전기적으로 접속되어 있다. 제2 배선(31A)의 일단에는, 다른 부분보다도 폭이 확대된 확폭(擴幅)부(32A)가 마련되어 있다. 제2 배선(31A)은 확폭부(32A)에 있어서 제1 배선(21)과 전기적으로 접속되어 있다. 제2 배선(31B)의 일단은, 제1 배선(21)과 전기적으로 접속되어 있다. 제2 배선(31B)의 타단은, 코일(12)과 전기적으로 접속되어 있다. 제2 배선(31B)의 일단에는, 다른 부분보다도 폭이 확대된 확폭부(32B)가 마련되어 있다. 제2 배선(31B)은 확폭부(32B)에 있어서 제1 배선(21)과 전기적으로 접속되어 있다.

제1 배선(21)을 구성하는 제1 금속 재료의 비커스 경도는, 50HV 이상이다. 비커스 경도는 JIS Z2244：2009에 규정된 시험 방법에 의해서 측정된다. 제1 금속 재료는, 예를 들면 텅스텐(W), 티탄(Ti), 니켈, 몰리브덴(Mo), 알루미늄 합금, 텅스텐 합금, 티탄 합금, 니켈 합금 및 스텐레스강 중 적어도 1개이다. 알루미늄 합금으로서는, 예를 들면 두랄루민 등을 들 수 있다. 스텐레스강은 철(Fe)을 50% 이상, 크롬(Cr)을 10.5% 이상 포함하는 합금이다. 합금의 비커스 경도는 그 구성 재료에 따라 변화한다. 제1 금속 재료가 합금인 경우, 제1 금속 재료로서는, 비커스 경도가 50HV 이상이 되도록 구성된 합금이 이용된다. 제1 금속 재료가 니켈, 티탄, 텅스텐, 두랄루민인 경우, 제1 금속 재료의 비커스 경도는, 각각, 96HV, 120HV, 100HV~350HV, 115HV~128HV이다. 제1 금속 재료의 비커스 경도는, 500HV 이하여도 된다.

제2 배선(31A, 31B)을 구성하는 제2 금속 재료의 비커스 경도는, 50HV 보다도 작다. 즉, 제2 금속 재료의 비커스 경도는, 제1 금속 재료의 비커스 경도 보다도 작다. 환언하면, 제1 금속 재료의 비커스 경도는, 제2 금속 재료의 비커스 경도 보다도 크다. 제2 금속 재료는, 예를 들면 알루미늄, 동, 알루미늄-동 합금, 알루미늄-실리콘-동 합금, 알루미늄-실리콘-티탄 합금, 알루미늄-실리콘 합금 또는 알루미늄-티탄 합금이다. 제2 금속 재료가 합금인 경우, 제2 금속 재료로서는, 비커스 경도가 50HV 보다도 작아지도록 구성된 합금이 이용된다. 제2 금속 재료가 알루미늄, 동인 경우, 제2 금속 재료의 비커스 경도는, 각각 25HV, 46HV이다. 제2 배선(31A)을 구성하는 금속 재료와 제2 배선(31B)을 구성하는 금속 재료는 서로 달라도 된다. 제2 금속 재료의 비저항은, 제1 금속 재료의 비저항 보다도 작아도 된다. 환언하면, 제1 금속 재료의 비저항은, 제2 금속 재료의 비저항 보다도 커도 된다. 덧붙여, 금속 재료에 있어서는, 비커스 경도가 작을수록, 비저항이 작아지는 경향이 있다.

본 실시 형태에서는, 각 제2 연결부(7) 상에 마련된 배선(이하, 제3 배선이라고 함)을 구성하는 금속 재료의 비저항은, 제1 금속 재료의 비저항 보다도 작다. 제3 배선은 배선(14a, 14b)에 있어서의 제2 연결부(7) 상에 위치하는 부분, 및 제2 배선(31A, 31B)에 있어서의 제2 연결부(7) 상에 위치하는 부분이다. 상술한 비저항의 관계가 만족되는 금속 재료의 조합으로서는, 예를 들면, 제3 배선을 구성하는 금속 재료가 알루미늄, 동, 알루미늄-동 합금, 알루미늄-실리콘-동 합금, 알루미늄-실리콘-티탄 합금, 알루미늄-실리콘 합금 또는 알루미늄-티탄 합금이며, 제1 금속 재료가 텅스텐, 티탄, 니켈, 몰리브덴, 알루미늄 합금, 텅스텐 합금, 티탄 합금, 니켈 합금 및 스텐레스강 중 적어도 1개인 조합을 들 수 있다. 덧붙여, 본 실시 형태에서는, 제3 배선이 제2 배선(31A, 31B)의 일부로서 구성되어 있지만, 제3 배선이 제2 배선(31A, 31B)과는 별개의 유닛으로 구성되고, 제2 배선(31A, 31B)과 전기적으로 접속되어도 된다. 이 경우, 제3 배선을 구성하는 금속 재료와 제2 배선(31A, 31B)을 구성하는 금속 재료는 서로 달라도 된다. 또, 본 실시 형태에서는, 제3 배선이 배선(14a, 14b)의 일부로서 구성되어 있지만, 제3 배선이 배선(14a, 14b)과는 별개의 유닛으로 구성되고, 배선(14a, 14b)과 전기적으로 접속되어도 된다. 이 경우, 제3 배선을 구성하는 금속 재료와 배선(14a, 14b)을 구성하는 금속 재료는 서로 달라도 된다.

도 3~도 5에 도시되는 것처럼, 액추에이터 장치(1)는 절연층(51, 52, 53)을 추가로 구비하고 있다. 각 절연층(51, 52, 53)은, 예를 들면 이산화 실리콘(SiO₂) 또는 질화 실리콘(SiN)으로 구성된다. 절연층(51)은 프레임부(4), 지지부(5), 가동부(6), 한 쌍의 제2 연결부(7) 및 한 쌍의 제1 연결부(8)의 표면에 마련되어 있다. 절연층(52, 53)은 가동부(6) 상의 절연층(51) 상에 마련되어 있다.

도 3에 도시되는 것처럼, 제1 배선(21)의 제1 부분(22)은, 제1 연결부(8)의 평탄한 표면(8a) 상에 마련되어 있다. 즉, 제1 부분(22)(제1 배선(21))은 제1 연결부(8)의 표면(8a) 상에 재치되어 있다. 제1 배선(21)은 표면(8a) 상에 마련된 시드층(25)과, 시드층(25) 상에 마련된 제1 본체부(26)를 가지고 있다. 즉, 시드층(25)은 제1 연결부(8)와 제1 본체부(26)의 사이에 마련되어 있다. 이 예에서는, 시드층(25) 및 제1 본체부(26)의 쌍방이 상술한 제1 금속 재료로 이루어진다. 예를 들면, 시드층(25)이 티탄으로 이루어지고, 제1 본체부(26)가 텅스텐으로 구성된다. 제1 본체부(26)는 제1 배선(21)에 있어서 주로 전류를 흘리기 위한 부분이며, 단면적이 가장 큰 부분이다. 제1 본체부(26)는 제1 연결부(8)의 표면(8a)을 따른 방향에서 볼때, 제1 배선(21)의 다른 부분 보다도 제1 연결부(8)로부터 먼 측에 위치한다. 시드층(25)은 실리콘으로 이루어지는 제1 연결부(8)에 대한 제1 본체부(26)의 밀착성을 향상시키는 기능을 가지고 있다. 제1 본체부(26)는 니켈, 몰리브덴, 알루미늄 합금, 텅스텐 합금, 티탄 합금, 니켈 합금 또는 스텐레스강에 의해 구성되어도 된다. 시드층(25)이 생략되고, 제1 본체부(26)가 표면(8a) 상에 직접 마련되어도 된다. 이 경우, 제1 본체부(26)는 텅스텐, 티탄, 니켈, 몰리브덴, 알루미늄 합금, 텅스텐 합금, 티탄 합금, 니켈 합금 또는 스텐레스강에 의해 구성되어도 된다.

제1 부분(22)에 있어서의 제1 본체부(26)는, 제1 연결부(8)와 서로 마주보는 제1 표면(27)과, 제1 표면(27) 이외의 제2 표면(28)을 가지고 있다. 제1 표면(27)은 시드층(25)을 통해서 제1 연결부(8)와 서로 마주보고 있고, 제1 표면(27)의 전체에 걸쳐서 평탄하게 형성되어 있다. 제2 표면(28)은 제1 부분(22)의 연장 방향(제1 축선(X1)과 평행한 방향)과 수직인 단면(도 3에 나타나는 단면)에 있어서, 제2 표면(28)의 전체에 걸쳐서 곡율이 연속된 형상을 가지고 있다. 환언하면, 당해 단면에 있어서, 제2 표면(28) 상에는, 곡율이 불연속인 점이 존재하고 있지 않다. 곡율이 불연속인 점이란, 예를 들면 뾰족한 각부(예각, 직각, 둔각의 어느 경우도 포함함)의 꼭짓점이다. 제2 표면(28)은, 당해 단면에 있어서, 표면(8a)과 평행하게 연장되어 있는 평탄한 평탄 부분(28a)과, 평탄 부분(28a)의 양단부에 연속하고, 제1 연결부(8)의 반대측을 향해서 볼록하게 되도록 만곡된 한 쌍의 만곡 부분(28b)을 가지고 있다. 여기서, 평탄 부분(28a)(직선 부분)의 곡율은 값 0으로 간주할 수 있고, 평탄 부분(28a)과 만곡 부분(28b)의 경계에 있어서도 곡율은 연속하고 있다. 제2 표면(28)은 당해 단면에 있어서, 제1 연결부(8) 측을 향하여 볼록하게 되도록 만곡된 부분을 가지고 있지 않고, 전체적으로 제1 연결부(8)의 반대측을 향한 볼록한 모양을 나타내고 있다. 제2 표면(28)은 만곡 부분(28b)에 있어서 제1 표면(27)과 교차하고 있다. 제2 표면(28)은, 당해 단면에 있어서, 예각(90도 보다도 작은 각도)을 이루도록 제1 표면(27)과 교차하고 있다. 제2 표면(28)과 제1 표면(27)이 이루는 각도 θ는, 예를 들면 약 45도 이하이다. 여기서, 각도 θ는 제2 표면(28)과 제1 표면(27)이 이루는 내측의 각의 각도이다. 본 실시 형태와 같이 제2 표면(28)이 제1 표면(27)과의 교차 부분에 있어서 만곡되어 있는 경우, 각도 θ는 제2 표면(28)의 당해 교차 부분에 있어서의 접선과 제1 표면(27)이 이루는 각의 각도이다.

제1 부분(22)에 있어서의 시드층(25)은, 제2 표면(28)과 연속해 있는 표면(25a)을 가지고 있다. 표면(25a)은, 예를 들면 제1 연결부(8)의 표면(8a)에 대해서 대략 수직으로 연장되어 있다. 표면(25a)과 표면(8a)이 이루는 각도(표면(25a)과 표면(8a)이 이루는 내측의 각의 각도)는, 약 45도 ~ 약 90도여도 된다. 이와 같이 표면(25a)과 표면(8a)이 이루는 각의 각도가 비교적 큰 경우, 당해 각도가 작은 경우와 비교해서, 에칭에 의해 표면(25a)의 제1 연결부(8) 측의 단부를 매끄럽게 형성하기 쉬워진다. 이것에 의해, 시드층(25)에 응력 집중이 생기는 것을 억제할 수 있다.

절연층(51)은 제1 배선(21) 상에 얹히도록 마련되어 있다. 제1 연결부(8)의 표면(8a)에는, 제1 배선(21)과 접촉하도록, 제1 배선(21)과의 대향 영역의 전체에 걸쳐서 확산층(8b)이 형성되어 있다. 확산층(8b)은 지지부(5), 가동부(6) 및 제1 연결부(8)에 걸쳐서 형성되어 있다. 확산층(8b)은 예를 들면, n형의 실리콘 기판의 표면에 p형의 불순물이 확산됨으로써 형성된 확산 영역, 또는 p형의 실리콘 기판의 표면에 n형의 불순물이 확산됨으로써 형성된 확산 영역이다.

제1 배선(21)의 제2 부분(23) 및 제3 부분(24)에 대해서도, 제1 부분(22)과 동일한 층 구성 및 단면 형상을 가지고 있다. 즉, 제2 부분(23)에 있어서의 제1 본체부(26)의 상면(지지부(5)와 서로 마주보는 표면 이외의 표면)에 대해서도, 제2 부분(23)의 연장 방향(제2 축선(X2)과 평행한 방향)과 수직인 단면에 있어서, 상면의 전체에 걸쳐서 곡율이 연속된 형상을 가지고 있다. 제3 부분(24)에 있어서의 제1 본체부(26)의 상면(가동부(6)와 서로 마주보는 표면 이외의 표면)에 대해서도, 제3 부분(24)의 연장 방향(제2 축선(X2)과 평행한 방향)과 수직인 단면에 있어서, 상면의 전체에 걸쳐서 곡율이 연속된 형상을 가지고 있다. 이와 같이, 「제1 배선(21)의 연장 방향과 수직인 단면」이란, 서로 다른 방향으로 연장되어 있는 복수의 부분을 제1 배선(21)이 가지고 있는 경우, 각 부분에 있어서의 연장 방향과 수직인 단면을 의미한다. 이 예에서는, 제1 배선(21)은 연장 방향을 따라서 균일한 단면 형상을 가지고 있다.

도 6은 시작된 제1 배선의 단면을 나타내는 현미경 사진이다. 이러한 단면 형상의 제1 배선(21)은 포토리소그래피, 드라이 에칭 또는 웨트 에칭 등에 의해 형성할 수 있다. 예를 들면, 포토리소그래피를 이용하는 경우, 그레이 스케일 마스크의 사용, 또는 포토레지스트의 베이크에 의해, 3차원적으로 둥그스름한 레지스터 패턴을 형성할 수 있다. 이 레지스터 패턴을 실리콘 기판에 전사함으로써, 원하는 배선 형상을 얻을 수 있다.

도 4에 도시되는 것처럼, 제2 배선(31A)은 절연층(51)의 내부에 마련되어 있다. 즉, 제2 배선(31A)은 절연층(51)을 통해서 지지부(5) 상 및 제2 연결부(7) 상에 마련되어 있다. 제2 배선(31A)은, 예를 들면 단면 사각 형상으로 형성되어 있다.

도 5에 도시되는 것처럼, 가동부(6)에는, 코일(12)에 대응하는 형상을 나타내는 홈부(55)가 마련되어 있다. 홈부(55)의 내면에는, 절연층(51)이 마련되어 있다. 홈부(55) 내의 절연층(51) 상에는, 시드층(56)이 마련되어 있다. 시드층(56)은, 예를 들면 질화 티탄으로 구성된다. 코일(12)은 절연층(51) 및 시드층(56)을 통해서 홈부(55) 내에 배치되어 있다. 코일(12)은, 예를 들면 다마신(DAMASCENE)법에 의해서 홈부(55) 내에 예를 들면 동 등의 금속 재료를 매립함으로써 형성된다. 절연층(52)은 홈부(55) 내에 배치된 코일(12)을 덮도록 마련되어 있다. 제2 배선(31B)은, 예를 들면 제2 배선(31A)과 동일한 단면 형상을 가지고, 절연층(52) 상에 마련되어 있다. 즉, 제2 배선(31B)은 절연층(51, 52)을 통해서 가동부(6) 상에 마련되어 있다. 제2 배선(31B)은 코일(12)의 내측 단부를 노출시키도록 절연층(52)에 마련된 개구를 통해서, 코일(12)과 전기적으로 접속되어 있다. 제2 배선(31B) 상에는, 절연층(53)이 마련되어 있다.

코일(12)의 형성 과정에 있어서, 코일(12)에 있어서의 절연층(52) 측의 표면과 시드층(56)의 경계를 따라서 홈부(13)가 형성된다. 절연층(52)은 가동부(6)의 반대측의 표면에 있어서 홈부(13)와 대응하는 위치에, 홈부(52a)를 가지고 있다. 홈부(52a)는 절연층(52)의 형성시에 절연층(52)의 일부가 홈부(13) 내로 밀고 들어감으로써 형성된다. 절연층(53)은 가동부(6)의 반대측의 표면에 있어서 홈부(52a)와 대응하는 위치에, 홈부(53a)를 가지고 있다. 홈부(53a)는 절연층(53)의 형성시에 절연층(53)의 일부가 홈부(52a) 내로 밀고 들어감으로써 형성된다.

액추에이터 장치(1)에서는, 코일(11)에 전류가 흐르면, 자계 발생부(3)에서 생기는 자계에 의해, 코일(11) 내를 흐르는 전자에 소정의 방향으로 로렌츠 힘이 생긴다. 이것에 의해, 코일(11)은 소정의 방향으로 힘을 받는다. 이 때문에, 코일(11)에 흐르는 전류의 방향 또는 크기 등을 제어함으로써, 지지부(5)를 제2 축선(X2) 둘레로 요동시킬 수 있다. 마찬가지로, 코일(12)에 흐르는 전류의 방향 또는 크기 등을 제어함으로써, 가동부(6)를 제1 축선(X1) 둘레로 요동시킬 수 있다. 따라서, 코일(11) 및 코일(12)의 전류의 방향 또는 크기 등을 각각 제어함으로써, 서로 직교하는 제1 축선(X1) 및 제2 축선(X2) 각각의 둘레로 미러(2)를 요동시킬 수 있다. 또, 가동부(6)의 공진 주파수에 대응하는 주파수의 전류를 코일(12)에 흘림으로써, 가동부(6)를 공진 주파수 레벨에서 고속으로 요동시킬 수도 있다. 이 경우, 내측(미러(2)에 가까운 쪽)에 배치된 제1 연결부(8) 쪽이, 외측에 배치된 제2 연결부(7) 보다도 고속으로 요동된다.

이상 설명한 액추에이터 장치(1)에서는, 제1 연결부(8) 상에 마련된 제1 배선(21)이, 비커스 경도가 50HV 이상의 제1 금속 재료로 이루어지는 제1 본체부(26)를 가지고 있다. 이것에 의해, 제1 배선(21)의 전체가 확산층에 의해서 구성되는 경우와 비교해서 제1 배선(21)의 저저항화가 도모됨과 아울러, 비커스 경도가 50HV 보다도 작은 금속 재료에 의해서 제1 배선(21)의 전체가 구성되는 경우와 비교해서 금속 피로의 억제가 도모된다. 또한, 제1 본체부(26)의 제2 표면(28)이, 제1 배선(21)의 연장 방향과 수직인 단면에 있어서, 제2 표면(28)의 전체에 걸쳐서 곡율이 연속된 형상을 가지고 있다. 이것에 의해, 제2 표면(28)에 곡율이 불연속인 점이 존재하지 않기 때문에, 응력 집중의 발생이 억제된다. 그 결과, 제1 배선(21)에 취성 파괴가 생기는 것을 억제할 수 있다.

여기서, 도 7의 (a), 도 7의 (b), 도 7의 (c) 및 도 8을 참조하면서, 제1 배선(21)의 제2 표면(28)에 곡율이 불연속인 점이 존재하지 않는 것의 우위성에 대해 추가로 설명한다. 도 7의 (a)~도 7의 (c)에 도시되는 제1 비교예, 제2 비교예 및 제3 비교예에서는, 제1 연결부(8)에 대응하는 연결부(108) 상에, 제1 배선(21)에 대응하는 배선(121)이 마련되어 있다. 연결부(108) 및 배선(121) 상에는, 절연층(51)에 대응하는 절연층(151)이 마련되어 있다. 제1~제3 비교예 중 어느 것에 있어서도, 배선(121)의 상면(연결부(108)와 서로 마주보는 표면 이외의 표면)(128)에 곡율이 불연속인 점 P1, P2 및 P3이 존재하고 있다. 점 P1~P3은 뾰족한 각부의 꼭짓점이다. 점P1~P3은 평탄 부분끼리의 접속점, 또는 평탄 부분과 만곡 부분의 접속점에 형성되어 있다. 곡율이 불연속인 점은, 만곡 부분끼리의 접속점에 형성되는 경우도 있다. 도 8은 시작된 제3 비교예의 배선의 단면을 나타내는 현미경 사진이다. 이러한 단면 형상의 배선(121)은, 예를 들면 실시 형태의 제1 배선(21)과 마찬가지의 방법에 의해 형성된다.

제1~ 제3 비교예와 같이 배선(121)의 상면(128)에 곡율이 불연속인 점 P1~P3이 존재하고 있는 경우, 액추에이터 장치의 제조 과정 등에 있어서 상면(128)에 깨짐, 흠집 등이 발생하기 쉽고, 그것들이 발생한 위치에서 응력 집중이 생길 우려가 있다. 즉, 예를 들면 배선 형성을 위한 에칭 중, 또는 제조 공정에 있어서의 핸들링 중 등에, 점 P1~P3에 대해서 외력이 가해짐으로써, 당해 부분에 깨짐, 흠집 등이 발생하는 경우가 있다. 이 경우, 가동부의 요동시에, 깨짐, 흠집 등이 발생한 부분에 응력이 집중됨으로써, 취성 파괴가 생길 우려가 있다. 이것에 대해서, 액추에이터 장치(1)에서는, 제1 배선(21)의 제2 표면(28)이 전체에 걸쳐서 곡율이 연속된 형상을 가지고 있기 때문에, 그러한 응력 집중의 발생을 억제할 수 있다.

따라서, 액추에이터 장치(1)에 의하면, 제1 연결부(8) 상에 마련된 제1 배선(21)의 저저항화, 및 금속 피로의 억제를 도모하면서도, 신뢰성을 높일 수 있다. 덧붙여, 만일 제1 배선(21)이 코일(12)과 같이 홈부 내에 매립된 다마신 배선에 의해 구성되어 있는 경우, 다음과 같은 불이익이 있다. 우선, 일반적으로 다마신 배선의 재료로서는 동이 이용되지만, 동의 비커스 경도는 50HV 보다도 작기 때문에, 배선에 금속 피로가 생기기 쉽다. 이 때문에, 소성 변형에 의한 스프링 상수의 비선형화, 히스테리시스 거동, 가공 경화 등에 의한 제어성의 저하, 특성의 경시 변화 등이 생길 우려가 있다. 또, 다마신 배선에서는 홈부 내에 각부가 형성되어 있고, 홈부 내의 표면에 곡율이 불연속인 점이 복수 존재하기 때문에, 응력 집중이 생기기 쉽다.

액추에이터 장치(1)에서는, 제2 표면(28)이 제1 배선(21)의 연장 방향과 수직인 단면에 있어서, 제1 연결부(8)의 반대측을 향해서 볼록하게 되도록 만곡된 만곡 부분(28b)을 가지고 있다. 이것에 의해, 제1 배선(21)에 취성 파괴가 생기는 것을 억제하면서, 제1 배선(21)의 단면적을 확보하고, 제1 배선(21)의 한층 저저항화를 도모할 수 있다. 즉, 액추에이터 장치(1)에서는, 예를 들면, 만곡 부분(28b)이 만일 제1 연결부(8) 측을 향하여 볼록하게 되도록 만곡되어 있는 경우와 비교해서, 제1 배선(21)의 단면적이 크다.

액추에이터 장치(1)에서는, 제2 표면(28)이 제1 배선(21)의 연장 방향과 수직인 단면에 있어서, 예각을 이루도록 제1 표면(27)과 교차하고 있다. 이것에 의해, 제2 표면(28)과 제1 표면(27)의 교차 부분에 있어서의 응력 집중을 억제할 수 있어, 신뢰성을 한층 높일 수 있다.

액추에이터 장치(1)에서는, 불순물이 확산된 확산층(8b)이, 제1 배선(21)과 접촉하도록 제1 연결부(8)에 형성되어 있다. 이것에 의해, 확산층(8b)이 제1 배선(21)의 일부로서 기능하기 때문에, 제1 배선(21)의 저저항화를 한층 더 도모할 수 있다.

액추에이터 장치(1)에서는, 제1 본체부(26)가 텅스텐, 티탄, 니켈, 몰리브덴, 알루미늄 합금, 텅스텐 합금, 티탄 합금, 니켈 합금 및 스텐레스강 중 적어도 1개로 이루어진다. 이것에 의해, 제1 연결부(8) 상에 마련된 제1 배선(21)의 저저항화, 및 금속 피로의 억제를 도모하면서도, 신뢰성을 높일 수 있다는 상기 작용 효과가 바람직하게 얻어진다.

액추에이터 장치(1)에서는, 제1 배선(21)이 제1 연결부(8)와 제1 본체부(26)의 사이에 마련된 시드층(25)을 추가로 가지고 있다. 이것에 의해, 제1 연결부(8)에 대한 제1 본체부(26)의 밀착성을 향상시킬 수 있다.

액추에이터 장치(1)에서는, 시드층(25)이 비커스 경도가 50HV 이상인 금속 재료로 이루어진다. 이것에 의해, 시드층(25)에 금속 피로 및 취성 파괴가 생기는 것을 억제할 수 있다.

액추에이터 장치(1)에서는, 지지부(5) 상에 마련된 제2 배선(31A)이, 비커스 경도가 50HV 보다도 작은 제2 금속 재료로 이루어진다. 이것에 의해, 예를 들면 제2 금속 재료로서 비저항이 낮은 재료를 이용함으로써, 지지부(5) 상에 마련된 제2 배선(31A)을 저저항화할 수 있다.

액추에이터 장치(1)에서는, 가동부(6)에 미러(2)가 마련되어 있다. 이것에 의해, 미러(2)를 제1 축선(X1) 둘레로 요동시켜서, 광의 주사 등에 이용할 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되지 않는다. 예를 들면, 각 구성의 재료 및 형상에는, 상술한 재료 및 형상으로 한정하지 않고, 다양한 재료 및 형상을 채용할 수 있다.

제1 배선(21)은 도 9의 (a) 및 도 9의 (b)에 도시되는 제1 및 제2 변형예와 같이 구성되어도 된다. 제1 및 제2 변형예에서는, 확산층(8b)이 형성되어 있지 않고, 제1 연결부(8) 상에 절연층(57)이 마련되어 있다. 제1 배선(21)은 절연층(57) 상에 마련되어 있다. 즉, 제1 배선(21)은 절연층(57)을 통해서 제1 연결부(8) 상에 마련되어 있다. 제1 본체부(26)의 제1 표면(27)은, 시드층(25) 및 절연층(57)을 통해서 제1 연결부(8)와 서로 마주 보고 있다. 제1 변형예 및 제2 변형예 중 어느 것에 있어서도, 제1 본체부(26)의 제2 표면(28)은 제1 배선(21)의 연장 방향과 수직인 단면에 있어서, 제2 표면(28)의 전체에 걸쳐서 곡율이 연속된 형상을 가지고 있다. 제1 변형예에서는, 제2 표면(28)과 제1 표면(27)이 이루는 각도 θ는, 예를 들면 약 45도 ~ 약 90도이다. 제2 변형예에서는, 제2 표면(28)은 당해 단면에 있어서, 평탄 부분(28a) 및 만곡 부분(28b)에 더하여, 제1 연결부(8) 측을 향하여 볼록하게 되도록 만곡된 만곡 부분(28c)을 추가로 가지고 있다. 제2 변형예에서는, 제2 표면(28)과 제1 연결부(8)가 이루는 각도 θ는, 예를 들면 약 45도 이하이다. 이러한 제1 및 제2 변형예에 의해서도, 상기 실시 형태와 마찬가지로, 제1 연결부(8) 상에 마련된 제1 배선(21)의 저저항화, 및 금속 피로의 억제를 도모하면서도, 신뢰성을 높일 수 있다.

상기 실시 형태와 제1 및 제2 변형예를 비교하면, 상기 실시 형태에서는, 제2 표면(28)과 제1 표면(27)이 이루는 각도 θ가 제1 변형예의 경우 보다도 작다. 이것에 의해, 제1 변형예와 비교해서, 제2 표면(28)과 제1 표면(27)의 교차 부분에 있어서의 응력 집중을 한층 억제할 수 있다. 또, 상기 실시 형태에서는, 제2 표면(28)과 제1 표면(27)의 교차 부분까지 만곡 부분(28b)이 연장되어 있기 때문에, 제1 본체부(26)의 높이가 동일하다고 가정하면, 제2 변형예에 비해, 만곡 부분(28b)이 형성된 영역이 넓다. 이것에 의해, 제1 배선(21)의 단면적을 크게 할 수 있어, 저저항화를 도모할 수 있다. 한편, 제1 변형예와 제2 변형예를 비교하면, 제1 변형예에서는, 각도 θ가 제2 변형예 보다도 크기 때문에, 제2 변형예와 비교해서, 제1 배선(21)의 단면적을 크게 할 수 있어, 저저항화를 도모할 수 있다. 이것에 대해서, 제2 변형예에서는, 각도 θ가 제1 변형예 보다도 작기 때문에, 제1 변형예와 비교해서, 제2 표면(28)과 제1 표면(27)의 교차 부분에 있어서의 응력 집중을 억제할 수 있다. 또한, 제2 변형예에서는, 만곡 부분(28b, 29c)을 가지기 때문에, 응력을 분산시킬 수 있다.

도 10에 도시되는 제3 변형예와 같이, 액추에이터 장치(1)가 배리어층(41)을 추가로 구비해도 된다. 제3 변형예에서는, 제1 본체부(26)가 알루미늄 합금, 텅스텐 합금, 티탄 합금, 니켈 합금 또는 스텐레스강으로 이루어지고, 제1 본체부(26)에 확산 계수가 높은 금속 재료(예를 들면 아연(Zn), 동)가 포함되어 있다. 당해 금속 재료의 확산을 억제하기 위해서, 절연층(57) 상에 배리어층(41)이 마련되고, 배리어층(41) 상에 제1 배선(21)이 마련되어 있다. 즉, 배리어층(41)은 제1 연결부(8)와 제1 배선(21)의 사이에 마련되어 있다. 배리어층(41)은 비커스 경도가 50HV 이상인 금속 재료 또는 절연 재료로 이루어진다. 배리어층(41)을 구성하는 재료는, 예를 들면 티탄, 질화 티탄 또는 텅스텐이다. 이 예에서는, 배리어층(41)은 절연층(57) 상에 마련된 제1 층(42)과, 제1 층(42) 상에 마련된 제2 층(43)을 가지고 있다. 예를 들면, 제1 층(42)은 티탄으로 이루어지고, 제2 층(43)은 질화 티탄(TiN) 또는 텅스텐으로 구성된다. 제2 층(43)이 주로 배리어 기능을 담당하는 층이다. 이러한 제3 변형예에 의해서도, 상기 실시 형태와 마찬가지로, 제1 연결부(8) 상에 마련된 제1 배선(21)의 저저항화, 및 금속 피로의 억제를 도모하면서도, 신뢰성을 높일 수 있다. 또, 제1 본체부(26)에 포함되는 금속 재료의 제1 연결부(8)로의 확산을 억제할 수 있다. 또한, 배리어층(41)에 금속 피로 및 취성 파괴가 생기는 것을 억제할 수 있다. 덧붙여, 제1 층(42)이 생략되고, 제2 층(43)이 절연층(57) 상에 직접 마련되어도 된다.

도 11에 도시된 제4 변형예와 같이 시드층(25)이 형성되어도 된다. 제4 변형예에서는, 제1 배선(21)의 연장 방향(제1 축선(X1)과 평행한 방향)과 수직인 단면(도 11에 도시되는 단면)에 있어서, 제1 배선(21)의 제2 표면(28)과 시드층(25)의 표면(25a)의 경계 부분에 있어서의 곡율은, 연속하고 있다. 표면(25a)은 당해 단면에 있어서, 표면(25a)의 전체에 걸쳐서 곡율이 연속된 형상을 가지고 있다. 즉, 제1 배선(21)에 있어서, 제1 본체부(26)의 제2 표면(28) 및 시드층(25)의 표면(25a)은, 당해 단면에 있어서, 제2 표면(28) 및 표면(25a)의 전체에 걸쳐서 곡율이 연속된 형상을 가지고 있다. 표면(25a)은, 당해 단면에 있어서, 예각을 이루도록 제1 연결부(8)와 교차하고 있다. 표면(25a)과 제1 연결부(8)가 이루는 각도(표면(25a)과 제1 연결부(8)가 이루는 내측의 각의 각도)는, 예를 들면 약 45도 이하이다. 이러한 제4 변형예에 의해서도, 상기 실시 형태와 마찬가지로, 제1 연결부(8) 상에 마련된 제1 배선(21)의 저저항화, 및 금속 피로의 억제를 도모하면서도, 신뢰성을 높일 수 있다. 또, 제2 표면(28)과 표면(25a)의 경계 부분에 있어서의 응력 집중을 억제할 수 있어, 신뢰성을 보다 한층 높일 수 있다.

상기 실시 형태에 있어서, 각 제2 연결부(7) 상에 마련된 배선(이하, 제3 배선이라고 함)이, 제1 배선(21)과 마찬가지로 구성되어도 된다. 이 경우, 제3 배선은, 예를 들면, 배선(14a, 14b)에 있어서의 제2 연결부(7) 상에 위치하는 부분, 및 제2 배선(31A, 31B)에 있어서의 제2 연결부(7) 상에 위치하는 부분으로서 구성되고, 배선(14a, 14b) 또는 제2 배선(31A, 31B)과 전기적으로 접속된다. 제3 배선은 비커스 경도가 50HV 이상인 금속 재료로 이루어지는 제2 본체부를 가진다. 제3 배선을 구성하는 금속 재료로서는, 제1 금속 재료로서 예로 들어진 재료를 이용할 수 있다. 제3 배선의 제2 본체부는, 제2 연결부(7)와 서로 마주보는 제3 표면과, 제3 표면 이외의 제4 표면을 포함한다. 제4 표면은 제3 배선의 연장 방향과 수직인 단면에 있어서, 제4 표면의 전체에 걸쳐서 곡율이 연속된 형상을 가진다. 이러한 변형예에 의하면, 제2 연결부(7) 상에 마련된 제3 배선에 대해서도, 저저항화 및 금속 피로의 억제를 도모하면서도, 신뢰성을 높일 수 있다. 덧붙여, 제3 배선에 있어서도, 제1 배선(21)과 마찬가지로, 「제3 배선의 연장 방향과 수직인 단면」이란, 서로 다른 방향으로 연장되어 있는 복수의 부분을 제3 배선이 가지는 경우, 각 부분에 있어서의 연장 방향과 수직인 단면을 의미한다. 예를 들면, 직선 모양 부분(7a) 상의 제3 배선의 연장 방향은, 당해 직선 모양 부분(7a)을 따른 방향이다. 직선 모양의 꺾임 부분(7b) 상의 제3 배선의 연장 방향은, 당해 꺾임 부분(7b)을 따른 방향이다. R 모양으로 만곡된 꺾임 부분(7b) 상의 제3 배선의 연장 방향은, 당해 꺾임 부분(7b)을 따른 방향(원주 방향)이다.

액추에이터 장치(1)는 미러(2) 이외를 구동하는 것이어도 된다. 미러(2)의 형상은, 원 형상으로 한정되지 않는다. 미러(2)는, 예를 들면 사각 형상, 능(菱) 형상 또는 타원 형상 등을 나타내고 있어도 된다. 상기 실시 형태에서는, 미러(2)의 요동(구동)은, 전자력에 의해서 행해지고 있지만, 예를 들면 압전 소자에 의해서 행해져도 된다. 이 경우, 코일(11, 12)을 대신하여, 압전 소자에 전압을 인가하기 위한 배선이 마련된다. 자계 발생부(3)는 생략되어도 된다. 제1 축선(X1)과 제2 축선(X2)은, 직교하고 있지 않아도 되고, 서로 교차하고 있으면 된다. 액추에이터 장치(1)는 제1 축선(X1)의 둘레로만 요동시키는 것이어도 된다. 이 경우, 프레임부(4) 및 제2 연결부(7)는 생략되어도 되고, 제어 회로 등과의 전기적인 접속을 위한 전극은 지지부(5)에 마련되어도 된다.

제1 배선(21)이 제2 부분(23) 및 제3 부분(24)을 가지지 않고, 제1 배선(21)의 전체가 직선 모양으로 형성되어도 된다. 제2 표면(28)은 평탄 부분(28a)을 가지고 있지 않아도 되고, 예를 들면 전체에 걸쳐서 만곡된 형상을 가지고 있어도 된다. 각 제2 연결부(7)는 직선 모양으로 형성되어도 된다. 시드층(25)은 비커스 경도가 50HV 보다도 작은 금속 재료로 이루어져 있어도 된다. 제1 본체부(26)의 제2 표면(28)과 시드층(25)의 표면(25a)은, 제1 부분(22)의 연장 방향과 수직인 단면에 있어서, 서로의 경계 부분에 있어서의 곡율이 연속하고 있지 않아도 된다. 제3 배선에 대해서도, 제1 배선(21)과 마찬가지로, 제2 연결부(7)에 마련된 시드층과, 당해 시드층 상에 마련된 제2 본체부를 가지고 있어도 된다. 이 경우, 적어도 제2 본체부가, 제1 배선(21)의 제1 본체부(26)를 구성하는 금속 재료 보다도 비저항이 작은 금속 재료, 및/또는 비커스 경도가 50HV 이상인 금속 재료로 이루어져 있어도 된다.

상기 실시 형태에 있어서, 기전력을 측정하기 위한 기전력 모니터용 코일(센싱용 코일), 또는 온도를 측정하기 위한 온도 센서용 코일(센싱용 코일)이 가동부(6)에 마련되어도 된다. 센싱용 코일은 제1 배선(21)과 마찬가지로 구성되어 제1 연결부(8) 상에 마련된 제1 배선과 전기적으로 접속되어도 된다. 혹은, 상기 실시 형태에 있어서, 코일(12)이, 가동부(6)를 구동하기 위한 구동용 코일로서 만이 아니라, 센싱용 코일로서도 이용되어도 된다. 코일(12)은 구동용 코일로서는 이용되지 않고, 센싱용 코일로서만 이용되어도 된다. 마찬가지로, 센싱용 코일이 지지부(5)에 마련되고, 제2 연결부(7) 상에 마련된 제3 배선과 전기적으로 접속되어도 되고, 코일(11)이 구동용 코일로서 만이 아니라, 센싱용 코일로서도 이용되어도 된다.

1…액추에이터 장치 5…지지부
6…가동부 7…제2 연결부
8…제1 연결부 8b…확산층
21…제1 배선 25…시드층
25a…표면 26…제1 본체부
27…제1 표면 28…제2 표면
28b…만곡 부분 31A…제2 배선
41…배리어층 X1…제1 축선
X2…제2 축선

Claims (16)

1. 지지부와,
   가동부와,
   상기 가동부가 제1 축선 둘레로 요동 가능해지도록, 상기 제1 축선 상에 있어서 상기 가동부를 상기 지지부에 연결하는 제1 연결부와,
   상기 제1 연결부 상에 마련된 제1 배선을 구비하고,
   상기 제1 배선은, 비커스 경도가 50HV 이상인 금속 재료로 이루어지는 제1 본체부를 가지고,
   상기 제1 본체부는, 상기 제1 연결부와 서로 마주보는 제1 표면과, 상기 제1 표면 이외의 제2 표면을 포함하고,
   상기 제2 표면은, 상기 제1 배선의 연장 방향과 수직인 단면에 있어서, 상기 제2 표면의 전체에 걸쳐서 곡율이 연속된 형상을 가지고 있는, 액추에이터 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 표면은, 상기 제1 배선의 연장 방향과 수직인 단면에 있어서, 상기 제1 연결부의 반대측을 향해서 볼록하게 되도록 만곡된 만곡 부분을 가지고 있는, 액추에이터 장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 제2 표면은, 상기 제1 배선의 연장 방향과 수직인 단면에 있어서, 예각을 이루도록 상기 제1 표면과 교차하고 있는, 액추에이터 장치.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 연결부는, 반도체 재료로 이루어지고, 상기 제1 연결부에는, 불순물이 확산된 확산층이 상기 제1 배선과 접촉하도록 형성되어 있는, 액추에이터 장치.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 본체부는 텅스텐, 티탄, 니켈, 몰리브덴, 알루미늄 합금, 텅스텐 합금, 티탄 합금, 니켈 합금 및 스텐레스강 중 적어도 1개로 이루어지는, 액추에이터 장치.
6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 배선은, 상기 제1 연결부와 상기 제1 본체부의 사이에 마련된 시드층을 추가로 가지고 있는, 액추에이터 장치.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 시드층은 비커스 경도가 50HV 이상인 금속 재료로 이루어지는, 액추에이터 장치.
8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 연결부와 상기 제1 배선의 사이에 마련된 배리어층을 추가로 구비하는, 액추에이터 장치.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 배리어층은 비커스 경도가 50HV 이상인 재료로 이루어지는, 액추에이터 장치.
10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지부상에 마련되고, 상기 제1 배선에 접속된 제2 배선을 추가로 구비하고
    상기 제2 배선은 비커스 경도가 50HV 보다도 작은 금속 재료로 이루어지는, 액추에이터 장치.
11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지부 및 상기 가동부를 지지하는 프레임부와,
    상기 지지부가 상기 제1 축선과 교차하는 제2 축선 둘레로 요동 가능해지도록, 상기 제2 축선 상에 있어서 상기 지지부를 상기 프레임부에 연결하는 제2 연결부와,
    상기 제2 연결부 상에 마련된 제3 배선을 추가로 구비하고,
    상기 제3 배선은 상기 제1 본체부를 구성하는 금속 재료 보다도 비저항이 작은 금속 재료로 이루어지는 제2 본체부를 가지고 있는, 액추에이터 장치.
12. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지부 및 상기 가동부를 지지하는 프레임부와,
    상기 지지부가 상기 제1 축선과 교차하는 제2 축선 둘레로 요동 가능해지도록, 상기 제2 축선 상에 있어서 상기 지지부를 상기 프레임부에 연결하는 제2 연결부와,
    상기 제2 연결부 상에 마련된 제3 배선을 추가로 구비하고,
    상기 제3 배선은 비커스 경도가 50HV 이상인 금속 재료로 이루어지는 제2 본체부를 가지고,
    상기 제2 본체부는 상기 제2 연결부와 서로 마주보는 제3 표면과, 상기 제3 표면 이외의 제4 표면을 포함하고,
    상기 제4 표면은 상기 제3 배선의 연장 방향과 수직인 단면에 있어서, 상기 제4 표면의 전체에 걸쳐서 곡율이 연속된 형상을 가지고 있는, 액추에이터 장치.
13. 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가동부에 마련된 미러를 추가로 구비하는, 액추에이터 장치.
14. 청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가동부에 마련된 코일을 추가로 구비하고,
    상기 제1 배선은 상기 코일과 전기적으로 접속되어 있는, 액추에이터 장치.
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 코일은 구동용 코일인, 액추에이터 장치.
16. 청구항 14 또는 청구항 15에 있어서,
    상기 코일은 센싱용 코일인, 액추에이터 장치.

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