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MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)구동기(210)와, 상기 MEMS구동기(210)에 연동하여 마이크로 공진기의 스프링(140)에 접촉되거나 이격되는 방향으로 이동되며, 탄성변형 소재로 구성되고 상기 스프링(140)의 길이방향을 따라 연장형성되며, 중간부가 상기 스프링(140)측으로 만곡된 활형상을 가지는 샤프트 홀딩 플렉셔(231)를 가지는 샤프트 홀더(shaft-holder)(230)를 구비하여, 상기 MEMS구동기(210)의 작동에 의해 상기 스프링(140)의 물리적 구속 상태를 연속적으로 변화시키며 상기 스프링(140)의 강성 및 상기 마이크로 공진기의 고유 주파수를 변화시키는 것을 특징으로 하는 MEMS구동기의 기계적 구속에 의한 마이크로 공진기의 고유 주파수 튜닝장치
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제1항에 있어서, 상기 MEMS구동기(210)는,
저항 발열에 의해 길이가 신장변형되는 소재로 구성되며, 종방향으로의 연장길이를 가지는 다수의 전열선(211)이 횡방향으로 연속하여 배치되고 종방향의 양단부가 고정 설치된 구조에 의해, 상기 전열선(211)의 신장 변화량에 비례하여 상기 전열선(211)의 중간부에서 횡방향으로의 선형 이동변위를 생성하게 되는 쉐브론 전열 구동기(Chevron thermal actuator)인 것을 특징으로 하는 MEMS구동기의 기계적 구속에 의한 마이크로 공진기의 고유 주파수 튜닝장치
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제1항에 있어서,
상기 MEMS구동기(210)의 선형 이동변위에 연동하여 횡방향으로 선형 이동되는 접속셔틀부(241)와, 횡방향으로의 연장길이를 가지고 상기 접속셔틀부(241)와 샤프트 홀더(230)에 양단부가 각각 연결되는 시져암부(242)와, 상기 시져암부(242)의 회동 기준을 제공하는 시져고정부(243)와, 상기 접속셔틀부(241)의 횡방향 이동변위를 종방향 이동변위로 전환하여 상기 샤프트 홀더(230)에 전달가능하도록 상기 시져암부(242)에 결합되는 힌지부(244)가 구비되는 시져 연결수단(240);
을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 MEMS구동기의 기계적 구속에 의한 마이크로 공진기의 고유 주파수 튜닝장치
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제4항에 있어서, 상기 시져 연결수단의 접속셔틀부(241)는,
상기 MEMS구동기(210)와 접속되는 상부 실리콘층(AL);
상기 시져암부(242)와 연결형성되는 하부 실리콘층(BL); 및
상기 상부 실리콘층(AL)과 하부 실리콘층(BL)을 절연시키며 일체로 연결하는 제1절연층(al);
을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 MEMS구동기의 기계적 구속에 의한 마이크로 공진기의 고유 주파수 튜닝장치
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제4항에 있어서, 상기 시져 연결수단의 힌지부(244)는,
상기 접속셔틀부(241)와 시져암부(242)간의 연결부에 종방향으로 연장형성되는 선형의 제1힌지(244a);
상기 제1힌지(244a)에 근접한 위치에서 상기 시져암부(242)상에 횡방향으로 연장형성되어, 상기 제1힌지(244a)의 횡방향 이동에 의해 종방향으로의 이동변위를 가지게 되는 선형의 제2힌지(244b); 및
상기 제2힌지(244b)의 종방향 이동변위에 비례하여 상기 시져암부(242)의 타단부가 반대방향으로 이동되도록, 상기 시져암부(242)와 시져고정부(243)간의 연결부에 종방향으로 연장형성되는 선형의 제3힌지(244c);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 MEMS구동기의 기계적 구속에 의한 마이크로 공진기의 고유 주파수 튜닝장치
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콤(comb) 형태를 가지는 고정자(stator)(111)와 구동자(rotor)(112)가 수직방향으로 높이차를 가지고 서로 맞물린 구조를 가지는 수직형 콤드라이브 구동기(comb-drive actuator)(110);
상기 콤드라이브 구동기의 구동자(112)에 연결형성되어 상기 구동자(112)에 연동하여 회전, 진동되는 주사거울(120);
일측으로의 연장길이를 가지는 선형의 형상으로, 일단부가 상기 주사거울(120)에 연결되고 타단부가 정위치 고정되는 스프링(140);
선형 또는 회전형 이동변위를 생성가능한 구조를 가지고 상기 콤드라이브 구동기(110)와 별도로 구비되는 MEMS구동기(210); 및
상기 MEMS구동기(210)에 연동하여 상기 스프링(140)에 접촉되거나 이격되는 방향으로 이동되며 상기 스프링(140)을 물리적으로 구속하거나 해제하면서 강성을 변화시키며, 탄성변형 소재로 구성되고 상기 스프링(140)의 길이방향을 따라 연장형성되며, 중간부가 상기 스프링(140)측으로 만곡된 활형상을 가지는 샤프트 홀딩 플렉셔(231)가 구비되는 샤프트 홀더(230);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 공진기
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제7항에 있어서,
상기 MEMS구동기(210)의 선형 이동변위에 연동하여 횡방향으로 선형 이동되는 접속셔틀부(241)와, 횡방향으로의 연장길이를 가지고 상기 접속셔틀부(241)와 샤프트 홀더(230)에 양단부가 각각 연결되는 시져암부(242)와, 상기 시져암부(242)의 회동 기준을 제공하는 시져고정부(243)와, 상기 접속셔틀부(241)의 횡방향 이동변위를 종방향 이동변위로 전환하여 상기 샤프트 홀더(230)에 전달가능하도록 상기 시져암부(242)에 결합되는 힌지부(244)가 구비되는 시져 연결수단(240);
을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 MEMS구동기의 기계적 구속에 의한 마이크로 공진기
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상부 실리콘층(AL), 하부 실리콘층(BL), 후면 실리콘층(CL)과, 상기 상부 실리콘층(AL)과 하부 실리콘층(BL), 후면 실리콘층(CL)을 상호 절연시키며 일체로 연결하는 제1절연층(al), 제2절연층(bl)을 구비한 DSOI(Double Silicon-On-Insulator) 웨이퍼(wafer)의 전면에 상기 상부 실리콘층(AL)의 완성형상을 포괄하는 형상으로 제1-1마스크를 형성하고, 후면에 상기 후면 실리콘층(CL)의 완성형상에 대응되는 형상으로 제1-2마스크를 형성하는 제1단계;
상기 제1-1마스크의 전면에 상기 하부 실리콘층(BL)의 완성형상에 대응되는 형상으로 제2마스크를 형성하는 제2단계;
상기 제2마스크를 기준으로 상기 제1-1마스크를 식각하여 상기 제1-1마스크의 측면경계를 상기 제2마스크에 일치시키는 제3단계;
상기 제2마스크를 기준으로 상기 상부 실리콘층(AL), 제1절연층(al), 하부 실리콘층(BL)을 순차적으로 식각하여, 제7항의 콤드라이브 구동기의 구동자(112), 주사거울(120), 스프링(140), 구동자 고정구(130), 샤프트 홀더(230)와, 제9항의 시져 연결수단(240)의 하부 실리콘층(BL)을 완성하는 제4단계;
상기 제2마스크를 제거하는 제5단계;
상기 제1-1마스크를 기준으로 상기 상부 실리콘층(AL)을 식각하여, 제7항의 콤드라이브 구동기의 고정자(111), MEMS구동기(210)와, 제9항의 시져 연결수단의 접속셔틀부(241)의 상부 실리콘층(AL)을 완성하는 제6단계;
상기 제1-2마스크를 기준으로 상기 후면 실리콘층(CL)을 식각하여, 제7항의 콤드라이브 구동기의 고정자(111), 구동자 고정구(130), MEMS구동기(210)와, 제9항의 시져 연결수단의 시져고정부(243)가 고정되는 후면 실리콘층(CL)을 완성하는 제7단계; 및
상기 제1절연층(al), 제2절연층(bl)을 선택적으로 식각하여, 제9항의 시져 연결수단의 접속셔틀부(241)의 제1절연층(al)을 완성하고, 제7항의 콤드라이브의 구동기의 구동자(112), 주사거울(120), 스프링(140), 샤프트 홀더(230)와, 제9항의 시져 연결 수단의 시져암부(242), 힌지부(244)를 물리적 접촉없이 공중에 위치시키는 제8단계;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 공진기의 제조방법
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제10항에 있어서, 상기 제1-1마스크, 제1-2마스크는,
상기 제1절연층(al), 제2절연층(bl)과 동일한 소재로 구성되어, 상기 제8단계에서 상기 제1절연층(al), 제2절연층(bl)과 함께 식각, 제거되는 것을 특징으로 하는 마이크로 공진기의 제조방법
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제10항에 있어서, 상기 시져 연결 수단의 시져암부(242)는,
식각용액 내지 식각가스가 통과가능한 다수의 식각홀이 관통형성되어, 상기 제8단계에서 식각용액 내지 식각가스가 상기 하부 실리콘층(BL)을 통과하여 상기 제2절연층(bl)을 식각하게 되는 것을 특징으로 하는 마이크로 공진기의 제조방법
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스프링(140)을 구비한 마이크로 공진기의 고유 주파수를 튜닝함에 있어서,
선형 또는 회전형 이동변위를 생성하는 MEMS구동기(210)에 연동하여 샤프트 홀더(230)를 상기 스프링(140)에 접촉되거나 이격되는 방향으로 연속적으로 이동시키며 상기 스프링(140)의 물리적 구속 상태를 변화시키면서 상기 스프링(140)의 강성을 조정하여 상기 마이크로 공진기의 고유 주파수를 실시간으로 튜닝하는 것을 특징으로 하는 MEMS구동기의 기계적 구속에 의한 마이크로 공진기의 고유 주파수 튜닝방법
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