真空パッケージによる低電圧高速レーザディスプレー用マイクロミラーの研究

真空封装低压高速激光显示微镜研究

• 批准号: 10J02134
• 负责人: チュマン ホアン
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J02134/
• 关键词: Micro-mirror; Laser scanning display; Air damping; Vacuum package; Anodic bonding; Metal can

本研究では、回転構造体の外縁部に配置した櫛歯型静電駆動アクチュエータを備えた小型2次元マイクロミラースキャナーの開発を行った。2軸方向走査を実現するための多数の電極配線に構造体を利用した。差動AC駆動方式により、大気中での内側ミラーとジンバルフレームの共振周波数はそれぞれ24.88kHzと592Hzであり、共振時の走査角度はそれぞれ21°と24°であった。シリコン・ガラスの陽極接合や低融点金属リフロー等を使用した真空中における2次元マイクロミラーの設計、製作及びパッケージ技術を確立した。従来の真空パッケージ技術では、気密シール及びパッケージ内の空気除去のために接続面の高い平坦度が要求されていた問題点があった。この問題点を解決するために、陽極接合と低融点合金Snを用いた突起形状のAu/Sn/Crのリフローを組み合わせることによって、非常に効果的な真空パッケージ技術を実現した。マイクロミラーは、所定のギャップで2枚のパイレックスガラスに挟み陽極接合が行われるが、そのギャップによるスクイーズ空気膜による減衰特性も調べた。パッケージされたマイクロミラーの内側ミラーとジンバルフレームが共振時に25°の走査角度が得られるための必要な駆動電圧はそれぞれ20Vと17Vであった。このときの共振周波数はそれぞれ30kHzと290Hzであった。要約すると、スキャンレーザーディスプレーのために、マイクロミラーの設計、作成及び真空ウエハーレベルパッケージを行い、高速スキャン、高回転角及び低駆動電圧を同時に満たす条件の2次元マイクロミラーを実現した。これらの研究成果は、国内学会(5件)及び国際学会(3件)で発表し、査読付論文(1件)がジャーナルに掲載され、1件は査読中である。

This study で は, back to the planning, constructs の outer try に configuration し た comb 歯 type electrostatic 駆 ア ク チ ュ エ ー タ を prepared え た small 2 dimensional マ イ ク ロ ミ ラ ー ス キ ャ ナ ー の open 発 を line っ た. In the 2-axis direction, it is found that を actual するため <s:1> most <s:1> electrode wiring に structures を utilize <s:1> た. Differential dynamic way AC 駆 に よ り, large 気 で の medial ミ ラ ー と ジ ン バ ル フ レ ー ム の resonance frequency count は そ れ ぞ れ 24.88 kHz と 592 hz で あ り, resonance の walkthrough Angle は そ れ ぞ れ 21 ° 24 ° と で あ っ た. シ リ コ ン · ガ ラ ス の anodic bonding や low melting point metal リ フ ロ ー を use し た vacuum に お け る 2 dimensional マ イ ク ロ ミ ラ ー の design, production and び パ ッ ケ ー ジ technology を establish し た. 従 の vacuum パ ッ ケ ー ジ technology で は, 気 シ ー ル and び パ ッ ケ ー ジ の inside empty 気 removed の た め に の high い 続 surface flatness が requested さ れ て い た problem point が あ っ た. こ の problem point を す る た め に bonding と low melting point alloy anode, Sn を with い た protuberant shape の Au/Sn/Cr の リ フ ロ ー を group み close わ せ る こ と に よ っ て, very に unseen fruit な vacuum パ ッ ケ ー を ジ technology be presently し た. マ イ ク ロ ミ ラ ー は, prescribed の ギ ャ ッ プ で two の パ イ レ ッ ク ス ガ ラ ス に carry み anodic bonding line が わ れ る が, そ の ギ ャ ッ プ に よ る ス ク イ ー ズ empty 気 membrane に よ る damping characteristics も adjustable べ た. パ ッ ケ ー ジ さ れ た マ イ ク ロ ミ ラ ー の medial ミ ラ ー と ジ ン バ ル フ レ ー ム が resonance when に 25 ° の が walkthrough Angle to ら れ る た め の necessary な 駆 galvanic 圧 は そ れ ぞ れ 20 v と 17 v で あ っ た. <s:1> と と と <s:1> resonant frequency wavenumbers それぞれ それぞれ30kHzと290Hzであった. Offer す る と, ス キ ャ ン レ ー ザ ー デ ィ ス プ レ ー の た め に, マ イ ク ロ ミ ラ ー の design, make and び vacuum ウ エ ハ ー レ ベ ル パ ッ ケ ー ジ を い, high-speed ス キ ャ ン, high Angle back to planning and low び 駆 galvanic 圧 を also に against た す の 2 dimensional マ イ ク ロ ミ ラ ー を be presently し た. は こ れ ら の research results, domestic society (5) and (3) of び international institute で 発 table し, check 読 paper (1) が ジ ャ ー ナ ル に first white jasmines load さ れ, 1 piece は check 読 で あ る.

项目成果

Design, fabrication, and vacuum package process for high performance of 2D scanning MEMS micromirror

高性能 2D 扫描 MEMS 微镜的设计、制造和真空封装工艺

• 发表时间: 2011
• 作者: H.M.Chu;T.Sasaki;K.Hane
• 通讯作者: K.Hane

Electric Feed-through in Vacuum Package of Laser Scanning Display Mirror Using Anodic Bonding

采用阳极键合的激光扫描显示镜真空封装中的电馈通

• 发表时间: 2011
• 作者: H.M.Chu;K.Hane
• 通讯作者: K.Hane

Vacuum package method based on reflowing of low-melting temperature metal for MEMS

基于低熔点金属回流的MEMS真空封装方法

• 发表时间: 2011
• 作者: H.M.Chu;J.Mizuno;T.Takagi;K.Hane
• 通讯作者: K.Hane

Electrostatic-comb-drive 2D display-micromirror operated in vacuum

在真空中操作的静电梳状驱动二维显示微镜

• 发表时间: 2010
• 作者: H.M.Chu;K.Hane
• 通讯作者: K.Hane

Design, fabrication and vacuum operation characteristics of two-dimensional comb-drive micro-scanner

• DOI: 10.1016/j.sna.2010.11.004
• 发表时间: 2011-02-01
• 期刊: SENSORS AND ACTUATORS A-PHYSICAL
• 影响因子: 4.6
• 作者: Hoang Manh Chu;Hane, Kazuhiro
• 通讯作者: Hane, Kazuhiro