专利名称：致动器和光扫描装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及致动器和光扫描装置，该致动器具有形成在驱动梁上的下部电极、设置在下部电极上的压电元件、和设置在所述压电元件上的上部电极。
背景技术：
已知地，在现有技术中，光扫描装置采用在压电材料上表面形成上部电极、在下表面形成下部电极的致动器，使反射入射光的镜部绕着旋转轴旋转，并扫描反射光。在该致动器中，为了将电压施加到压电材料上，而形成与上部电极连接的上部配线，和与下部电极连接的下部配线(例如，专利文献I)。图1是说明现有的致动器中的上部配线的图。在图1中示出的致动器10具有在下部电极11和上部电极12之间形成压电材料的层叠结构。下部电极11连接到未图示的公共下部配线。上部配线13连接到上部电极12。在致动器10中，通过将电压施加到公共下部配线和上部配线13上来驱动压电材料。此外，在图1中示出的现有致动器10中，当层叠下部电极11和上部电极12时，下部电极11的端部IlT构成为从上部电极12下面露出。因此，在致动器10中，为了使下部电极11不与上部配线13接触，而在下部电极11上形成绝缘部14，以覆盖位于形成上部配线13的位置上的端部11T。现有技术文献专利文献1:日本特开2010-259213号公报在上述现有技术中，在绝缘部14的宽度tl与上部配线的宽度t2的差t3不足的情况下，当将大电压施加到上部电极和下部电极上而产生电位差时，担心发生破坏绝缘部14的绝缘破坏。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供能够防止绝缘破坏的致动器。为了实现上述目的，本发明采用如下所述的结构。本发明是一种致动器151、171，由驱动梁150、170、形成在所述驱动梁150、170上的下部电极172、设置在所述下部电极172上的压电元件173、和设置在所述压电元件173上的上部电极174层叠构成，该致动器具有上部配线175，其连接用于将电压供应到形成在所述驱动梁150、170上的所述上部电极174的配线和所述上部电极174，和绝缘部177，其形成在所述上部配线175下以覆盖所述下部电极172的端部172T，将所述上部电极174与所述下部电极172绝缘；所述绝缘部177具有向所述上部配线175的宽度方向的所述上部配线175两侧扩张的绝缘扩张部177AU77B。本发明是一种光扫描装置100，具有由驱动梁150、170、形成在所述驱动梁150、170上的下部电极172、设置在所述下部电极172上的压电元件173、设置在所述压电元件173上的上部电极174层叠构成的致动器151、171，和利用所述致动器151、171摇动而使入射光反射以扫描反射光的镜部110，所述致动器151、171具有上部配线175，其连接用于将电压供应到形成在所述驱动梁150、170上的所述上部电极174的配线和所述上部电极174，和绝缘部177，其形成在所述上部配线175下以覆盖所述下部电极172的端部172T，将所述上部电极174与所述下部电极172绝缘；所述绝缘部177具有向所述上部配线175的宽度方向的所述上部配线175两侧扩张的绝缘扩张部177AU77B。并且，参考标记是为了便于理解，它们只不过是一个例子，不是限定为图示的方式。本发明的效果如下。根据本发明，能够防止绝缘破坏。
图1是说明现有的致动器中的上部配线的图。图2是说明本发明的光扫描装置的第一图。图3是说明本发明的光扫描装置的第二图。图4是图2的部分A的放大图。图5是图4的B-B截面图。图6是示出绝缘膜的膜结构的第一图。图7是示出本实施方式的绝缘膜的漏电流特性的图。图8是示出绝缘膜的膜结构的第二图。图中100-光扫描装置，110-镜，120-镜支持部，130-扭转梁，140-连接梁，150-第一驱动梁，151、171-驱动源，160-可动框，170-第二驱动梁，172-下部电极，173-压电元件，174-上部电极，175-上部配线，177-绝缘部，180-固定框。
具体实施例方式在下文中，将参考
本发明的实施方式。图2是说明本发明的光扫描装置的第一图，图3是说明本发明的光扫描装置的第二图。在图2、图3中，根据本实施方式的光扫描装置100包括镜110、镜支持部120、扭转梁130、连接梁140、第一驱动梁150、可动框160、第二驱动梁170、和固定框180。此外，如图2所示，第一驱动梁150包括驱动源151，第二驱动梁170包括驱动源171。进一步地，如图3所示，本实施方式的光扫描装置100在镜支持部120的背面上设置肋121，在第二驱动梁170的背面上设置用于防止高次谐波重叠的肋178。在本实施方式的镜支持部120上，沿着镜110的圆周形成槽122。通过该槽122，能够使镜支持部120的重量减轻，并且可以向镜110传递由扭转梁130产生的扭转。此外，本实施方式的第二驱动梁170的背面上具有凹部179。如图3所示，凹部179可以是挖成三角形状的三角柱状的形状，优选地在可动框160的背面上形成多个凹部。这样，通过在可动框160上形成多个凹部179，能够保持可动框160的强度，并且有利于减轻重量。在图2、图3中，在镜支持部120的表面上形成镜110，并且将镜支持部120连接到位于其两侧上的扭转梁130的端部。扭转梁130构成摇动轴，并沿轴向延伸，以从轴向两侧支持镜支持部120。通过扭转梁130的扭转，支持在镜支持部120上的镜110摇动，并进行扫描照射到镜110上的光的反射光的动作。扭转梁130连接支持在连续梁140上，并连接到第一驱动梁150。第一驱动梁150、连接梁140、扭转梁130、镜支持部120和镜110由可动框160包围。第一驱动梁150的一侧支持在可动框160上，并在内周侧延伸以与连接梁140连接。第一驱动梁150在与扭转梁130垂直的方向上成对地设置成两个，以夹着镜110和镜支持部120。在第一驱动梁150的表面上，形成驱动源151。驱动源151由形成在构成振动板的第一驱动梁150的表面上的压电元件薄膜的上表面上的上部电极、和形成在压电元件下表面上的下部电极构成。在驱动源151中，根据施加到上部电极和下部电极上的电压的极性，伸长或缩小。由此，只要在左侧的第一驱动梁150和右侧的第一驱动梁150中交替地施加不同相位的电压，镜110的左侧或右侧的第一驱动梁150就交替向上侧振动，从而可以以扭转梁130为摇动轴或旋转轴，使镜110绕轴摇动。在下文中，将该镜110绕扭转梁130的轴摇动的方向称为水平方向。例如，由第一驱动梁150导致的水平驱动，可以采用共振振动，高速地摇动驱动镜110。此外，在可动框160的外部，连接第二驱动梁170的一端。第二驱动梁170是与第一驱动梁150平行延伸的梁，其在端部与邻接的梁连接，从而整体上具有Z字状的形状。并且，第二驱动梁170的另一端连接到固定框180的内侧。第二驱动梁170也成对地设置成两个，以从左右两侧夹着可动框160。此外，在第二驱动梁170的表面上，在每个不包含曲线部的矩形单位中，形成压电元件薄膜以作为驱动源171。在每个矩形单位中邻接的驱动源171之间，通过施加不同相位的电压，使邻接的矩形梁向上交替地弯曲，从而可以将各矩形梁向上运动的蓄能传递到可动框160。并且，可以在与水平方向垂直的方向，也就是垂直方向上，摇动镜110。例如，由第二驱动梁170产生的驱动力也可以通过非共振振动产生。在下文中，将说明本实施方式的驱动源151和驱动源171。本实施方式的驱动源151、驱动源171分别具有上部电极和下部电极。在驱动源151和驱动源171具有的上部电极和下部电极上，连接从设置在固定框180上的端子组Tl和T2引出的上部配线和下部配线。在本实施方式中，在通过非共振振动产生由第二驱动梁170带来的驱动力时，即使在上部电极和下部电极上施加会产生电位差的大电压的情况下，也不会引起绝缘破坏。在下文中，将说明本实施方式中的上部电极和下部电极。图4是图2的部分A的放大图，图5是图4的B-B截面图。在图4、图5中，以驱动源171为例子。驱动源171通过在作为振动板的第二驱动梁170上层叠下部电极172、压电元件173、上部电极174而构成。上部电极174通过上部配线175，与从光扫描装置100外部的驱动电压供应部引出的配线连接。下部电极172由下部公共配线176连接到光扫描装置100外部的驱动电压供应部。进一步地，在本实施方式中，为了防止下部电极172和上部电极174电连接，而形成绝缘部177。本实施方式的绝缘部177包含沿从上部配线175离开的方向延伸的绝缘扩张部177AU77B。绝缘扩张部177A和绝缘扩张部177B夹着上部配线175而形成在两侧，并且形成为不与形成在第二驱动梁170上的各种配线接触。此外，当本实施方式的绝缘部177A和绝缘部177B的宽度分别为宽度TA、TB，上部配线175的宽度为宽度TC时，优选地，宽度TA、TB是宽度TC的三倍以上。在本实施方式中，由于如上构成为使绝缘部177包含绝缘扩张部177A和绝缘扩张部177B，所以在将会产生电位差的大电压施加到上部电极174和下部电极172上的情况下，能够防止绝缘部177被破坏的绝缘破坏。本实施方式通过该结构，即使是下部电极172的端部172T从上部电极174露出的结构，也能够维持上部电极174和上部配线175的电连接的可靠性，并且在驱动源171上施加大电压。因此，在本实施方式中，通过需要在下部电极172和上部电极173上施加会产生电位差的大电压的非共振振动，也能够使第二驱动梁170产生驱动力。此外，在本实施方式中的所谓的大电压可以例如是80V 150V左右的电压。此外，本实施方式的宽度TA、TB可以不是宽度TC的三倍以上。在本实施方式中，例如宽度TA、TB可以是10 150微米左右。此外，在本实施方式中，虽然宽度TA和宽度TB是相同的，但是不限于此。例如，宽度TA也可以构成为比宽度TB大，也可以与此相反。
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此外，在本实施方式中，不限于驱动源170的部分A，而是上部电极174和上部配线175连接的区域全部具有相同的结构。此外，在本实施方式中，虽然仅说明了驱动源170，但是驱动源150也是相同的。即，在构成驱动源150的上部电极上连接上部配线的区域中，设置具有绝缘扩张部的绝缘部。接下来，说明构成本实施方式的绝缘部177的绝缘膜。构成本实施方式的绝缘部177的绝缘膜可以是由介电常数不同的有机绝缘膜和无机绝缘膜层叠的绝缘膜。图6是示出绝缘膜的膜结构的第一图。在下文中，将说明图6中示出的绝缘膜的形成方法。在形成下部电极172的晶片上，通过ALD (Atomic Layer. Deposition)法、CVD (Chemical Vapor Deposition)法或派射法等形成无机绝缘膜。在此使用的无机绝缘膜是金属氧化物或金属氮化物。在形成无机绝缘膜之后，通过旋涂法或浸溃法形成有机绝缘膜。使用的有机绝缘膜是BCB类、线型酚醛树脂类、丙烯酸类、聚酰亚胺类、聚酰胺类等。在形成有机绝缘膜之后，在有机绝缘膜上再次形成无机绝缘膜。在本实施方式中，例如在形成下部电极172的晶片上，通过ALD法成膜厚度为50nm的Al2O3。Al2O3膜的介电常数是9. O 10。此外，在本实施方式中，在Al2O3膜上通过旋涂法成膜厚度为2 μ m的BCB树脂(陶氏化学制CYCL0TENE)。BCB树脂膜的介电常数是2. 5 3. O。并且，在BCB树脂膜上再次成膜厚度为50nm的Al2O3膜。图7是示出本实施方式的绝缘膜的漏电流特性的图。根据图7可知，与仅有有机绝缘膜的单层绝缘膜相比，由有机绝缘膜和无机绝缘膜层叠的绝缘膜提高了耐压。因此，在本实施方式的绝缘部177中，绝缘耐压变高，更难以发生绝缘破坏。此外，在本实施方式的绝缘部177中，与仅有有机绝缘膜的单层绝缘膜相比，还能够改善耐化学腐蚀性和耐湿性。此外，虽然本实施方式的绝缘膜为无机绝缘膜-有机绝缘膜-无机绝缘膜的三层膜结构，但是不限于此。例如，如图8所示，也可以是两层结构。图8是示出绝缘膜的膜结构的第二图。在图8的例子中，在形成下部电极172的晶片上形成有机绝缘膜，在有机绝缘膜上形成无机绝缘膜。并且，在无机绝缘膜上形成上部电极174。虽然以上基于各实施方式说明了本发明，但是在上述实施方式中示出的要素不是限制本发明。关于这些方面，在不影响本发明的主旨的范围内可以进行变更，并且可以根据其应用形态适当地确定。
权利要求
1.一种致动器，由驱动梁、形成在所述驱动梁上的下部电极、设置在所述下部电极上的压电元件、和设置在所述压电元件上的上部电极层叠构成，该致动器的特征在于，具有 上部配线，其连接用于将电压供应到形成在所述驱动梁上的所述上部电极的配线和所述上部电极；以及 绝缘部，其形成在所述上部配线下以覆盖所述下部电极的端部，将所述上部电极与所述下部电极绝缘， 所述绝缘部具有向所述上部配线的宽度方向的所述上部配线两侧扩张的绝缘扩张部。
2.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于， 所述绝缘扩张部的宽度是所述上部配线宽度的至少三倍。
3.根据权利要求1或2所述的致动器，其特征在于， 所述绝缘部是包含无机绝缘膜和有机绝缘膜的膜结构的绝缘膜。
4.根据权利要求3所述的致动器，其特征在于， 所述绝缘部是由所述无机绝缘膜夹着所述有机绝缘膜的膜结构。
5.一种光扫描装置，具有制动器，其由驱动梁、形成在所述驱动梁上的下部电极、设置在所述下部电极上的压电元件、设置在所述压电元件上的上部电极层叠构成；以及镜部，其利用所述致动器摇动而使入射光反射以扫描反射光，该光扫描装置的特征在于， 所述致动器具有 上部配线，其连接用于将电压供应到形成在所述驱动梁上的所述上部电极的配线和所述上部电极；以及 绝缘部，其形成在所述上部配线下以覆盖所述下部电极的端部，将所述上部电极与所述下部电极绝缘； 所述绝缘部具有向所述上部配线的宽度方向的所述上部配线两侧扩张的绝缘扩张部。
全文摘要
本发明的目的是提供能够防止绝缘破坏的致动器和光扫描装置。一种致动器，由驱动梁、形成在所述驱动梁上的下部电极、设置在所述下部电极上的压电元件、和设置在所述压电元件上的上部电极层叠构成，该致动器具有上部配线，其连接用于将电压供应到形成在所述驱动梁上的所述上部电极的配线和所述上部电极；以及绝缘部，其形成在所述上部配线下以覆盖所述下部电极的端部，将所述上部电极与所述下部电极绝缘，所述绝缘部具有向所述上部配线的宽度方向的所述上部配线两侧扩张的绝缘扩张部。
文档编号H02N2/00GK103036471SQ201210379990
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月29日 优先权日2011年9月30日
发明者关根久通, 阿贺寿典, 丸山佑纪 申请人:三美电机株式会社