專利名稱：三維結(jié)構(gòu)體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用MEMS (Micro Electro Mechanical Systems)技術(shù)或 NEMS (Nano Electro Mechanical Systems)技術(shù)三維形成的結(jié)構(gòu)體及其制造方法，尤其是涉及向彈性 體內(nèi)配置具有可動(dòng)結(jié)構(gòu)的微小三維結(jié)構(gòu)體要素的元件和使用該元件構(gòu)成的三維結(jié)構(gòu)體、以 及它們的制造方法。
背景技術(shù)：
在機(jī)器人技術(shù)的研究、開發(fā)中，利用機(jī)械手如何可靠地控制對象物成為一個(gè)重要 的課題。具體而言，若著眼于通過機(jī)械手抓取對象物的動(dòng)作，則為了可靠地控制機(jī)械手，不 僅需要檢測抓取對象物的握力，而且還要檢測通過該抓取動(dòng)作而在手的表面產(chǎn)生的剪切應(yīng) 力。這是因?yàn)?，利用該剪切?yīng)力檢測在對象物和手表面之間產(chǎn)生的摩擦力，由此，有利于進(jìn) 行最適當(dāng)?shù)哪Σ亮刂埔詫?shí)現(xiàn)對象物的可靠的控制。近些年，正開發(fā)以檢測該剪切應(yīng)力為目的的觸覺傳感器(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。 對于這種目前的觸覺傳感器的一例，使用圖8所示的示意立體圖進(jìn)行以下說明。如圖8所示，在觸覺傳感器501中，用數(shù)百nm左右的薄膜形成的多個(gè)壓電電阻懸 臂502 (在其鉸鏈部具備壓電電阻體的懸臂)相互獨(dú)立地配置于膜狀彈性體503內(nèi)。在該懸臂502中，其一端作為固定部而形成，其另一端作為僅在形成懸臂502的薄 膜的厚度方向上能夠變形的可動(dòng)部而形成。各個(gè)懸臂502通過未圖示的端子部及配線與未 圖示的控制裝置電連接。例如，當(dāng)向膜狀彈性體503表面施加剪切力或壓力時(shí)，膜狀彈性體 503內(nèi)部產(chǎn)生的剪切應(yīng)力或壓縮應(yīng)力使懸臂502的可動(dòng)部進(jìn)行動(dòng)作產(chǎn)生變形，由此，能夠檢 測該剪切力或壓力。另外，為了檢測作用于膜狀彈性體503的各種方向的剪切應(yīng)力或壓縮 應(yīng)力，各個(gè)懸臂502以可動(dòng)部的變形方向不同的方式，例如以在圖示X軸方向、Y軸方向及Z 軸方向的各個(gè)方向上其變形方向的方式，配置于膜狀彈性體503內(nèi)。通過這樣構(gòu)成觸覺傳感器501，膜狀彈性體503與對象物等接觸，由此， 能夠利用各個(gè)懸臂502檢測在膜狀彈性體503內(nèi)產(chǎn)生的各個(gè)方向的剪切應(yīng)力或壓 縮應(yīng)力。另外，這種膜狀彈性體503由通過施加外力而容易彈性變形的材料、例如 PDMS(Polydimethylsiloxane) ？ 。下面，對具有上述結(jié)構(gòu)的觸覺傳感器501的制造方法進(jìn)行說明。如圖9的示意說明圖所示，例如，將形成有2個(gè)懸臂502的SOI晶片510在由PDMS 形成的襯墊516支承的狀態(tài)下配置于容器517內(nèi)。之后，如圖9所示，向容器517內(nèi)注入流 動(dòng)狀態(tài)的彈性體PDMS519。該P(yáng)DMS519的注入以至少各個(gè)懸臂502及向SOI晶片510固定 的懸臂502的固定部分浸漬并埋設(shè)于所注入的PDMS519內(nèi)的方式進(jìn)行。然后，在注入到容器517內(nèi)的PDMS519固化后，例如利用O2等離子蝕刻法進(jìn)行附 著于SOI晶片510的表面的強(qiáng)度增強(qiáng)部件即聚對二甲苯層518的部分的除去，所述SOI晶 片510處于從PDMS519露出的狀態(tài)。接著，從容器517的上表面開始實(shí)施蝕刻處理，由此，除去處于從PDMS519露出的
4狀態(tài)的SOI晶片510的犧牲層即Si511及SiO2層512。其結(jié)果如圖10所示，除去各個(gè)懸臂 502向SOI晶片510固定的固定部分，成為在PDMS519的表面形成各個(gè)凹部520的狀態(tài)。因 此，通過除去固定有各個(gè)懸臂2的犧牲層，在PDMS519內(nèi)，各個(gè)懸臂502成為相互獨(dú)立配置 的狀態(tài)。之后，如圖11所示，向形成于PDMS519表面的各個(gè)凹部520內(nèi)注入流動(dòng)狀態(tài)的 PDMS519，進(jìn)行PDMS519的補(bǔ)充。該補(bǔ)充后，使注入的PDMS519固化，由此形成由PDMS形成 的膜狀彈性體503，完成觸覺傳感器501。專利文獻(xiàn)1 日本特開2007-218906號公報(bào)。在具有這種結(jié)構(gòu)的觸覺傳感器501中，由于采用了在PDMS519內(nèi)配置在SOI晶片 510上形成的懸臂502后，除去向SOI晶片510固定的固定部分即犧牲層的制造方法，因此， SOI晶片510中的各個(gè)懸臂502的形成位置直接成為觸覺傳感器501中的各個(gè)懸臂502的 形成位置。因此，例如，存在難以在大面積的片狀的膜狀彈性體503內(nèi)形成使用的觸覺傳感 器501的問題。另外，由于SOI晶片510的懸臂502的形成位置有限定，因此，也難以以所 希望的間距將懸臂502配置于膜狀彈性體503內(nèi)。S卩，觸覺傳感器501的大小及懸臂502 的配置間隔受到制約，存在不能制造與其用途對應(yīng)的規(guī)格的觸覺傳感器501的問題。假如，例如在切斷形成有多個(gè)懸臂502的SOI晶片510，使各個(gè)懸臂502分別單片 化時(shí)，認(rèn)為可能在微小的結(jié)構(gòu)體即懸臂502上產(chǎn)生破損等而使其操作困難。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明是為解決上述問題而開發(fā)的，其目的在于提供一種三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成 用元件及三維結(jié)構(gòu)體、以及它們的制造方法，所述三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件將具有使用MEMS 技術(shù)或NEMS技術(shù)形成的可動(dòng)結(jié)構(gòu)的微小三維結(jié)構(gòu)體要素向膜狀彈性體內(nèi)配置，其中，通過 在所希望的位置配置微小三維結(jié)構(gòu)體要素而能夠?qū)?yīng)于各種規(guī)格，并且，能夠使其制造中 的操作性良好。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明以如下的方式構(gòu)成。根據(jù)發(fā)明的第一方面，提供一種三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件，其具備具有可動(dòng)結(jié)構(gòu)的微小三維結(jié)構(gòu)體要素、固定所述微小三維結(jié)構(gòu)體要素的基板部件、在其內(nèi)部配置有所述微小三維結(jié)構(gòu)體要素的彈性體，所述基板部件包括具有凹狀或凸?fàn)钚螤畹目ê喜?，在與所述卡合部卡合的狀態(tài) 下，將所述彈性體固定于所述基板部件。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供第一方面所述的三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件，其中，在所 述基板部件的固定所述微小三維結(jié)構(gòu)體要素的固定位置的周圍，作為所述卡合部形成有多 個(gè)卡合用孔部，在所述多個(gè)卡合用孔部內(nèi)填充有所述彈性體。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供第一方面或第二方面所述的三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元 件，其中，所述可動(dòng)結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上為能夠在一個(gè)方向上變形的結(jié)構(gòu)，能夠變形的方向互不相同 的多個(gè)所述微小三維結(jié)構(gòu)體要素在固定于一個(gè)所述基板部件的狀態(tài)下，配置于一個(gè)所述彈 性體的內(nèi)部。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供第三方面所述的三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件，其中，所述基板部件具有在各個(gè)所述微小三維結(jié)構(gòu)體要素之間進(jìn)行電信號的傳送的公用的電路部。根據(jù)本發(fā)明的第五發(fā)明，提供一種三維結(jié)構(gòu)體，其具備第一方面 第四方面任一 項(xiàng)所述的多個(gè)三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件，在使所述基板部件相互離開的狀態(tài)下，在其內(nèi)部配 置有所述多個(gè)三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件的膜狀彈性體。根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供第五方面所述的三維結(jié)構(gòu)體，其中，形成所述彈性體 的樹脂與形成所述膜狀彈性體的樹脂相比，在熔融狀態(tài)下具有更高的流動(dòng)性。根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供第五方面或第六方面所述的三維結(jié)構(gòu)體，其中，還具 備安裝有所述多個(gè)三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件的撓性基板，所述撓性基板配置于所述膜狀彈性 體的內(nèi)部。根據(jù)本發(fā)明的第八方面，提供一種三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件的制造方法，其中，在彈 性體的內(nèi)部配置固定于基板部件上并具有可動(dòng)結(jié)構(gòu)的多個(gè)微小三維結(jié)構(gòu)體要素，在使形成 于所述基板部件并具有凹狀或凸?fàn)钚螤畹目ê喜亢退鰪椥泽w相卡合的同時(shí)，在所述基板 部件上固定所述彈性體，之后，切斷所述基板部件和所述彈性體并分割所述多個(gè)微小三維結(jié)構(gòu)體要素，從 而在被分割的所述基板部件上固定一個(gè)或多個(gè)所述微小三維結(jié)構(gòu)體要素，并形成配置于被 分割的所述彈性體內(nèi)的多個(gè)三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件。根據(jù)本發(fā)明的第九方面，提供第八方面所述的三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件的制造方 法，其中，在所述基板部件的固定所述微小三維結(jié)構(gòu)體要素的固定位置的周圍，作為所述卡 合部形成多個(gè)卡合用孔部，之后，向所述基板部件上供給流動(dòng)狀態(tài)的樹脂材料以覆蓋所述微小三維結(jié)構(gòu)體要素，并 且，向所述多個(gè)卡合用孔部內(nèi)填充所述樹脂材料，之后，通過使所述樹脂材料固化，將由所述樹脂材料形成的所述彈性體固定在所述基板 部件上。根據(jù)本發(fā)明的第十方面，提供三維結(jié)構(gòu)體的制造方法，將利用第八方面或第九方 面的制造方法制造的多個(gè)所述三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件在使所述基板部件相互離開的狀態(tài) 下配置于膜狀彈性體的內(nèi)部，從而形成三維結(jié)構(gòu)體。根據(jù)本發(fā)明的第十一方面，提供第十方面所述的三維結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中，形 成所述彈性體的樹脂與形成所述膜狀彈性體的樹脂相比，在熔融狀態(tài)下具有更高的流動(dòng) 性。根據(jù)本發(fā)明，將具有彈性體的多個(gè)三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件在使基板部件相互離開 的狀態(tài)下配置于膜狀彈性體內(nèi)而構(gòu)成三維結(jié)構(gòu)體，所述彈性體固定于基板部件，并以覆蓋 固定于基板部件的微小三維結(jié)構(gòu)體要素的方式將其配置于內(nèi)部。因此，能夠提供一種下述 三維結(jié)構(gòu)體，其在膜狀彈性體內(nèi)能夠?qū)⒍鄠€(gè)三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件配置為所希望的配置間 隔及位置，從而能夠應(yīng)對各種規(guī)格。另外，根據(jù)本發(fā)明的三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件的制造方法，在由彈性體覆蓋形成于 基板部件上的多個(gè)微小三維結(jié)構(gòu)體要素之后，通過切斷基板部件和彈性體而分割一個(gè)或多 個(gè)微小三維結(jié)構(gòu)體要素，從而能夠形成多個(gè)三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件。在進(jìn)行該切斷處理時(shí)， 各個(gè)微小三維結(jié)構(gòu)體要素由于被彈性體覆蓋保護(hù)，因此，能夠防止微小三維結(jié)構(gòu)體要素的 損傷，并且，能夠使分割而形成的三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件的操作性良好。
另外，通過使設(shè)置于基板部件的卡合部和彈性體進(jìn)行卡合，進(jìn)行彈性體向基板部 件的固定，由此，能夠提高該固定的強(qiáng)度。因此，在三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件中，能夠提高微小 三維結(jié)構(gòu)體要素的可動(dòng)結(jié)構(gòu)和彈性體的一體性，從而能夠增強(qiáng)可動(dòng)結(jié)構(gòu)的動(dòng)作和彈性體的 變形的關(guān)聯(lián)性。


從與附圖中優(yōu)選的實(shí)施方式有關(guān)的如下的記載中可以明白本發(fā)明的上述方式和 特征。在這些附圖中，圖1是本發(fā)明一實(shí)施方式的傳感器元件的示意立體圖；圖2是說明圖1的傳感器元件的外力檢測功能的示意說明圖；圖3是使用傳感器元件構(gòu)成的觸覺傳感器的示意立體圖；圖4是圖3的觸覺傳感器的示意剖面圖；圖5A是傳感器元件的制造方法的示意圖，是形成了基板部件的狀態(tài)的圖；圖5B是傳感器元件的制造方法的示意圖，是在基板部件上形成有卡合用孔部的 狀態(tài)的圖；圖5C是傳感器元件的制造方法的示意圖，是形成有懸臂的狀態(tài)的圖；圖5D是傳感器元件的制造方法的示意圖，是配置有彈性體的狀態(tài)的圖；圖5E是傳感器元件的制造方法的示意圖，是分割了傳感器元件的狀態(tài)的圖；圖6A是表示傳感器元件的制造方法的另外的示意圖，是形成有懸臂的狀態(tài)的圖；圖6B是表示傳感器元件的制造方法的另外的示意圖，是正在供給彈性體的狀態(tài) 的圖；圖6C是表示傳感器元件的制造方法的另外的示意圖，是配置有彈性體的狀態(tài)的 圖；圖6D是表示傳感器元件的制造方法的另外的示意圖，是正在進(jìn)行切割處理的狀 態(tài)的圖；圖7是傳感器元件所具備的懸臂的示意俯視圖；圖8是現(xiàn)有的觸覺傳感器的示意立體圖；圖9是現(xiàn)有的觸覺傳感器的制造方法的示意說明圖；圖10是現(xiàn)有的觸覺傳感器的制造方法的示意說明圖；圖11是現(xiàn)有的觸覺傳感器的制造方法的示意說明圖。
具體實(shí)施例方式下面，根據(jù)附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1中示出表示三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件之一例即傳感器元件1的示意性結(jié)構(gòu)的示 意立體圖，所述三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件是為了構(gòu)成本發(fā)明一實(shí)施方式的三維結(jié)構(gòu)體之一例 即觸覺傳感器(或觸覺傳感器結(jié)構(gòu)體)而使用。如圖1所示，本實(shí)施方式的傳感器元件1具備具有可動(dòng)結(jié)構(gòu)的微小三維結(jié)構(gòu)體要 素之一例的多個(gè)懸臂2、固定多個(gè)懸臂2的基板部件4、以覆蓋各個(gè)懸臂2的整體的方式固 定于基板部件4上的彈性體3。
如傳感器元件1的示意說明圖即圖2所示，各個(gè)懸臂2以例如數(shù)百nm左右的厚度 形成薄膜狀，將其一端(固定端)作為固定部2b固定于基板部件4，將其另一端(自由端) 作為可動(dòng)部2a，以可動(dòng)結(jié)構(gòu)、即懸臂梁結(jié)構(gòu)形成。懸臂2以其厚度尺寸相對于寬度方向充分 薄的方式形成，使可動(dòng)部2a相對于固定部2b能夠在厚度方向上變形。另外，各個(gè)懸臂2設(shè) 置有作為連接部的一例的鉸鏈部2c，該鉸鏈部2c連接可動(dòng)部2a和固定部2b，利用其變形 使可動(dòng)部2a進(jìn)行動(dòng)作，在該鉸鏈部2c上設(shè)置有用于電檢測可動(dòng)部2a的動(dòng)作角度的壓電電 阻部。另外，如圖1所示，在傳感器元件1上具備其可動(dòng)部2a的變形方向不同的3種懸 臂2，例如，具備將圖示X軸方向設(shè)定為其變形方向的X軸方向用懸臂2X、將圖示Y軸方向 設(shè)定為其變形方向的Y軸方向用懸臂2Y、將圖示Z軸方向設(shè)定為其變形方向的Z軸方向用 懸臂2Z。另外，在圖1中，X軸方向和Y軸方向?yàn)檠鼗宀考?的表面相互正交的方向，與 X軸方向及Y軸方向正交的方向?yàn)閆軸方向。另外，彈性體3由具有柔軟性的彈性材料形成，通過施加外力等，該彈性體3彈性 變形，該彈性變形使懸臂2的可動(dòng)部2a進(jìn)行動(dòng)作(變形)，作為這種彈性材料，例如可使用 透明或被著色的PDMS(P0Iydimethylsil0xane)。另外，彈性體3也具有保護(hù)功能，以使各 個(gè)懸臂2不與外部物體等直接接觸而受損，其厚度尺寸優(yōu)選形成為覆蓋各個(gè)懸臂2整體，例 如300μπι Imm以下左右，該厚度尺寸能夠有效地實(shí)現(xiàn)后述懸臂2的應(yīng)力檢測功能，并能 夠兼顧柔軟性和強(qiáng)度。另外，如圖1所示，在基板部件4的各個(gè)懸臂2的形成位置處按照懸臂2形成有貫 通開口部5，在該貫通開口部5的緣部固定有懸臂2的固定部2b。貫通開口部5大小形成 為各個(gè)貫通開口部5的緣部與懸臂2的可動(dòng)部2a不干涉。另外，雖然在圖1中未圖示，但是，在各個(gè)懸臂2的固定部2b設(shè)置有端子部，在這 些端子部分別設(shè)置有配線6，能夠電檢測各個(gè)懸臂2的可動(dòng)部2a的動(dòng)作角度。另外，在傳 感器元件1上設(shè)置有在各個(gè)懸臂2之間通過配線6進(jìn)行電信號的傳送的電路部(控制電路 等，未圖示)。另外，在基板部件4的圖示Y軸方向的兩端部設(shè)置有連接各個(gè)配線6的電極端子 7。在基板部件4的上表面，以使各個(gè)電極端子7露出并完全覆蓋各個(gè)貫通開口部5及懸臂 2整體的方式配置有彈性體3。在圖1中，雖然電極端子7在基板部件4的上表面露出，但 電極端子7也可以在基板部件4的背面露出。該情況下，通過貫通基板部件4的導(dǎo)電體等， 電極端子7與配線6電連接。另外，如圖1所示，在各個(gè)貫通開口部5的周圍的基板部件4的上表面形成有卡合 部之一例的多個(gè)卡合用孔部8。在該卡合用孔部8內(nèi)填充有彈性體3，通過各個(gè)卡合用孔部 8與填充于其內(nèi)側(cè)的彈性體3的卡合，形成彈性體3和基板部件4被牢固卡合的固定狀態(tài)。 為了向這種卡合用孔部8內(nèi)可靠地填充彈性體3，作為彈性體3，優(yōu)選使用例如能夠容易進(jìn) 入納米級的結(jié)構(gòu)體(孔部等)內(nèi)的具有高流動(dòng)性(固化前的溶融狀態(tài))的材料。作為這種材 料，可以使用例如在納米級結(jié)構(gòu)體的裝模、轉(zhuǎn)印等中利用的DowGorning社制的Sylgardl84 之類的制品。在具有上述結(jié)構(gòu)的傳感器元件1中，在對彈性體3施加外力的作用下，通過使具有 可動(dòng)部2a的懸臂2的可動(dòng)部2a動(dòng)作變形而能夠檢測其內(nèi)部產(chǎn)生的剪切應(yīng)力或壓縮應(yīng)力，其中，該應(yīng)力的產(chǎn)生方向?yàn)榭蓜?dòng)部2a的變形方向。圖1的X軸方向用懸臂2X和Y軸方向 用懸臂2Y作為檢測沿膜狀彈性體3的表面方向產(chǎn)生的力(剪切力)的剪切力傳感器發(fā)揮 功能，Z軸方向用懸臂2Z作為檢測膜狀彈性體3的Z軸方向的力即壓縮應(yīng)力的壓力傳感器 發(fā)揮功能。另外，Z軸方向用懸臂2Z既可以如圖1所示，與懸臂2X及2Y同樣地形成為懸 臂梁形狀，也可以代替這種情況，形成為其兩端固定于基板部件4那種的雙支承梁形狀。在此，對利用這種懸臂2檢測應(yīng)力的原理，利用圖2所示的傳感器元件1的示意說 明圖進(jìn)行說明。如圖2所示，在傳感器元件1中，當(dāng)作用沿彈性體3的表面的外力時(shí)，在彈性體3 的水平方向產(chǎn)生剪切應(yīng)力τ，彈性體3彈性變形而在水平方向上產(chǎn)生剪切應(yīng)變Y。配置于 彈性體3內(nèi)的懸臂2的可動(dòng)部2a與彈性體3 —體變形，其結(jié)果是，在變形方向(例如，圖示 X軸方向)上變形剪切應(yīng)變Y，即形成彈性變形。另一方面，在懸臂2的鉸鏈部2c上設(shè)置有壓電電阻部。該壓電電阻部具有根據(jù)可 動(dòng)部2a的變形量而改變其電阻值的功能，并且，預(yù)先測定這種變形量和電阻值的相關(guān)性， 作為相關(guān)性數(shù)據(jù)輸入并保持于與電極端子7連接的未圖示的控制裝置等中。因此，通過檢 測壓電電阻部的電阻變化，能夠利用外力作用檢測在彈性體3中產(chǎn)生的剪切應(yīng)力τ，其中， 所述壓電電阻部的電阻基于懸臂2的變形量而變化，懸臂2通過利用上述剪切應(yīng)力τ在彈 性體3上產(chǎn)生的剪切應(yīng)變?chǔ)枚冃?。根?jù)檢測這種可動(dòng)部2a的變形量的應(yīng)力檢測原理， 優(yōu)選將檢測沿彈性體3的表面的方向的力的X軸方向用懸臂2X及Y軸方向用懸臂2Y的可 動(dòng)部的立起角度設(shè)定為90度，并優(yōu)選將檢測壓力的Z軸方向用懸臂2Z的可動(dòng)部的立起角 度設(shè)定為0度。下面，利用圖3的示意圖對使用具有上述結(jié)構(gòu)的多個(gè)傳感器元件1的觸覺傳感器 10的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。如圖3所示，觸覺傳感器10具備在規(guī)定位置安裝有多個(gè)傳感器元件1的撓性基 板11、以覆蓋這些傳感器元件1及撓性基板11整體的方式配置于其內(nèi)部的膜狀彈性體12。 撓性基板11具有高柔軟性，并形成有在所安裝的各個(gè)傳感器元件之間進(jìn)行信號傳送的配 線13。另外，該配線13經(jīng)由導(dǎo)電體的電線與在傳感器元件1的基板部件4的上表面露出的 電極端子7連接，或者與在傳感器元件1的基板部件4的背面露出的電極端子7直接連接。 另外，各個(gè)傳感器元件1以相互不接觸的方式相互離開地安裝在規(guī)定位置，例如，以基板部 件4相互離開地安裝于規(guī)定位置。膜狀彈性體12由具有高柔軟性的彈性材料形成，作為這 種彈性材料可以使用例如PDMS。本實(shí)施方式的觸覺傳感器10通過具有上述構(gòu)成，如圖4的示意圖所示，觸覺傳感 器10具有高柔軟性，能夠?qū)⑵渑渲糜诰哂懈鞣N形狀的表面例如曲面上，從而能夠檢測施加 于膜狀彈性體12的外力(剪切力或壓力)。下面，參照如下

具有上述功能的傳感器元件1的制造方法。在說明該制 造方法時(shí)，圖5A 圖5E示出表示傳感器元件1的制造方法的順序的示意斷面圖，圖6A 圖6D示出表示各個(gè)工序的傳感器元件1的狀態(tài)的示意立體圖。首先，如圖5A所示，使用例如由300μπι厚的Si下層21、400nm厚的SiO2層22 及290nm厚的Si上層23構(gòu)成的SOI晶片20，使用例如急速熱擴(kuò)散法，將Si上層23的上 IOOnm的部分形成壓電電阻層(部)24，之后，在壓電電阻層24上利用濺射等形成厚度分別為IOnm和150nm的Au/Ni層25。該SOI晶片20最終成為基板部件4。接著，在該SOI晶片20中，在懸臂2的形成位置的周圍從Au/Ni層25側(cè)形成多個(gè) 卡合用孔部8。具體而言，在Au/Ni層25上形成了構(gòu)圖為規(guī)定形狀的掩模層(未圖示)，之 后蝕刻Au/Ni層25，進(jìn)而經(jīng)由DRIE (De印Reactive Ion Etching)對壓電電阻層24及Si 上層23進(jìn)行蝕刻。之后，使用HFQiydrogen fluoride)溶液對SiO2層22進(jìn)行蝕刻，再經(jīng) 由DRIE對Si下層21進(jìn)行蝕刻。通過該蝕刻處理，如圖5B所示，在SOI晶片20上形成多 個(gè)卡合用孔部8。另外，卡合用孔部8優(yōu)選之后在形成有懸臂2的位置的周圍附近形成，在 與配線6等其它的構(gòu)成部不干涉的位置，以例如40 μ m左右的深度形成。另外，在蝕刻處理 結(jié)束后，除去掩模層。在形成有這種多個(gè)卡合用孔部8的Au/Ni層25上形成掩模層(未圖示)，之后，構(gòu) 圖為規(guī)定的形狀，使用該掩模層，對Au/Ni層25、壓電電阻層24及Si上層23進(jìn)行蝕刻。之 后，為了形成懸臂2的壓電電阻部，通過蝕刻除去掩模層，該掩模層以覆蓋與連接懸臂2的 固定部2b和可動(dòng)部2a的部分即鉸鏈部相當(dāng)?shù)牟糠值姆绞脚渲谩Ｖ?，從SOI晶片20的背 面?zhèn)乳_始，對Si下層21通過DRIE進(jìn)行蝕刻，進(jìn)而，使用HF氣體蝕刻Si02層，由此，將懸臂 2的可動(dòng)部2a、即用于成為自由端的結(jié)構(gòu)部形成為從Si下層21及SiO2層開放的狀態(tài)(即， 形成貫通開口部5)。在此，完成作為懸臂2的基本結(jié)構(gòu)。之后，通過對SOI晶片20施加例如磁場等而沿垂直方向使X軸方向用及Y軸方向 用的懸臂2X、2Y的可動(dòng)部2a立起并實(shí)施規(guī)定處理，由此，使可動(dòng)部2a保持立起的狀態(tài)(起 立姿勢狀態(tài))。而Z軸方向用的懸臂2Z的可動(dòng)部2a不立起，成為保持其水平方向的姿勢的 狀態(tài)。其結(jié)果是，如圖5C及圖6A所示，以SOI晶片20為基底形成固定于基板部件4的多 個(gè)懸臂2。另外，在圖5C中，作為懸臂2，僅圖示有例如X軸方向用懸臂2X和Z軸方向用懸 臂2Z兩個(gè)懸臂。在此，圖7示出這種懸臂2的示意俯視圖。在圖7中，表示成為起立姿勢之前的狀 態(tài)的懸臂2。如圖7所示，懸臂2的大小例如形成為，其可動(dòng)部2a的寬度尺寸dl為80 μ m、 可動(dòng)部2a的長度尺寸d2為200 μ m、可動(dòng)部2a和固定部2b之間的鉸鏈部2c的長度尺寸d3 為100 μ m、各個(gè)鉸鏈部2c的寬度尺寸為25 μ m,懸臂2的整體長度尺寸為300 μ m。另外， 壓電電阻層24的厚度尺寸為lOOnm。另外，如圖7所示，在懸臂2的固定部2b形成有用于 與外部之間進(jìn)行電信號的傳送的端子部9。另外，可動(dòng)部2a和固定部2b之間的鉸鏈部2c 設(shè)置有俯視圖示的中空部分。這樣，鉸鏈部2c以設(shè)置中空部分的方式被分割成兩個(gè)結(jié)構(gòu) 體，由此，在各個(gè)壓電電阻層的輸出期間抵消對于各個(gè)結(jié)構(gòu)體賦予的傾斜等輸出，由此能夠 正確地檢測懸臂2的一個(gè)方向的變形量。另外，這種鉸鏈部2c的上述結(jié)構(gòu)體的寬度尺寸形 成為例如25μπι。另外，在本發(fā)明中，所謂微小三維結(jié)構(gòu)體要素的「微小」例如表示數(shù)百ym 以下的大小，舉例而言，表示下述三維結(jié)構(gòu)體要素的大小即使在形成為100 μ m Imm左右 的厚度的彈性體3內(nèi)配置多個(gè)三維結(jié)構(gòu)體要素(即，懸臂2)，對膜狀彈性體12所具有的柔 軟性也不會(huì)產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性影響。另外，這種懸臂2優(yōu)選根據(jù)彈性體3的厚度尺寸形成為對其 柔軟性不產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性影響的在數(shù)百μm以下較小的尺寸。接著，如圖6B所示，在這種SOI晶片20上以覆蓋形成的各個(gè)懸臂2的方式形成彈 性體3。具體而言，向SOI晶片20的形成有懸臂2側(cè)的表面注入并供給流動(dòng)狀態(tài)(或溶融 狀態(tài))的彈性體(例如上述的納米結(jié)構(gòu)體用的PDMS)3。這種彈性體3的供給以至少全部的懸臂2浸漬且埋設(shè)于彈性體3內(nèi)的方式進(jìn)行。另外，由于該彈性體3具有高流動(dòng)性，因此成 為在各貫通開口部5及卡合用孔部8內(nèi)也注入并填充有彈性體3的狀態(tài)。之后，使所供給 的流動(dòng)狀態(tài)的彈性體3固化，如圖5D及圖6C所示，成為在彈性體3的內(nèi)側(cè)配置有各個(gè)懸臂 2的狀態(tài)。另外，在該狀態(tài)下，由于在各個(gè)卡合用孔部8內(nèi)也進(jìn)入了彈性體3并固化，因此， 在彈性體3和基板部件4的表面相互卡合的狀態(tài)下被牢固固定。另外，彈性體3作為其厚 度尺寸，例如形成為500 μ m。在上述狀態(tài)下，如圖6C所示，多個(gè)傳感器元件1成為基板部件4及彈性體3 —體連 結(jié)而相連的狀態(tài)。之后，如圖6D所示，使用切斷工具的一例即切塊機(jī)29切斷彈性體3及基 板部件4。其結(jié)果是，如圖5E所示，各個(gè)傳感器元件1相互分離而形成多個(gè)傳感器元件1。 另外，在該傳感器元件1分離、即切割處理的前后，部分除去配置于傳感器元件1的電極端 子7上的彈性體3，進(jìn)行露出電極端子7的處理。例如圖1所示，這樣形成的傳感器元件1 具備X軸方向用懸臂2X、Y軸方向用懸臂2Υ、Ζ軸方向用懸臂2Ζ，例如形成X軸方向?yàn)?mm、 Y軸方向?yàn)?mm左右的大小。之后，如圖3所示，在撓性基板11上的規(guī)定安裝位置安裝各個(gè)傳感器元件1。再后 來，通過將安裝有多個(gè)傳感器元件1的撓性基板11浸漬于流動(dòng)狀態(tài)的PDMS內(nèi)等而配置于 膜狀彈性體12內(nèi)。在流動(dòng)狀態(tài)的PDMS進(jìn)行固化后，完成圖3所示的觸覺傳感器10。優(yōu)選在觸覺傳感器10的厚度方向上以各個(gè)懸臂2的鉸鏈部2c位于膜狀彈性體12 的中位線上的方式來配置各個(gè)傳感器元件1。通過采用這種配置，即使在膜狀彈性體12彎 曲的情況下，在中立線上也難以產(chǎn)生伸縮，因此能夠防止伴隨膜狀彈性體12的彎曲而造成 的懸臂2的破損。另外，代替通過供給流動(dòng)狀態(tài)的PDMS來形成膜狀彈性體12的情況，也可以用2張 膜狀的PDMS夾著撓性基板11，通過一體接合兩張膜等來進(jìn)行膜狀彈性體12的形成。另外，代替將各個(gè)傳感器元件1和撓性基板11同時(shí)配置于膜狀彈性體12內(nèi)部的 情況，也可以采用僅各個(gè)傳感器元件1配置于膜狀彈性體12的內(nèi)部，以撓性基板11與膜狀 彈性體12連接的方式配置撓性基板11的結(jié)構(gòu)。在采用這種結(jié)構(gòu)的情況下，也可以采用通 過在撓性基板11的安裝有傳感器元件1的表面例如轉(zhuǎn)印PDMS而將各個(gè)傳感器元件1配置 于膜狀彈性體12內(nèi)的方法。另外，這種微小三維結(jié)構(gòu)體要素即懸臂2是具有下述結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體要素，其具有 至少其一部分可動(dòng)的可動(dòng)結(jié)構(gòu)，并在向彈性體內(nèi)配置的狀態(tài)下，通過外力的作用等能夠與 配置于其周圍的彈性體一起動(dòng)作。但是，這種微小三維結(jié)構(gòu)體要素埋設(shè)于彈性體內(nèi)而形成 的三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件(傳感器元件1)，在不僅限于檢測可動(dòng)部(可動(dòng)結(jié)構(gòu))的變形的 傳感器等用途而使用的情況下，例如，在不隨著集成電路或光傳感器等的可動(dòng)部的變形的 用途中使用的情況下，各個(gè)微小三維結(jié)構(gòu)體要素也可以是沒有可動(dòng)結(jié)構(gòu)的情況，能夠應(yīng)用 本發(fā)明的制造方法來制造三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件。另外，微小三維結(jié)構(gòu)體要素優(yōu)選具有基于通過對三維結(jié)構(gòu)體的外力作用在彈性體 上產(chǎn)生的彈性變形(例如剪切變形)而檢測其可動(dòng)結(jié)構(gòu)的動(dòng)作(變形)的外力檢測功能。 或者，也可以是通過使其可動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)作(變形)而對配置于其周圍的彈性體傳遞外力， 具有使該彈性體進(jìn)行彈性變形的外力傳遞功能的情況。這種外力檢測功能，例如以懸臂為 例，以觸覺傳感器的功能為代表，并且，外力傳遞功能是通過使懸臂作為促動(dòng)器動(dòng)作而使彈性體發(fā)生部分彈性變形的功能。這樣，微小三維結(jié)構(gòu)體要素只要具有外力檢測功能及外力 傳遞功能，就能夠以埋入彈性體內(nèi)的狀態(tài)分別且可靠地發(fā)揮上述功能。懸臂的壓電電阻層 (部)是具有這種功能的外力檢測部。另外，也可以使懸臂作為外力傳遞部發(fā)揮功能。要使 懸臂作為外力傳遞部發(fā)揮功能，則通過另外設(shè)置使可動(dòng)部動(dòng)作的機(jī)構(gòu)例如壓電元件，或使 用磁各向異性施加磁場使可動(dòng)部進(jìn)行動(dòng)作能夠?qū)崿F(xiàn)。另外，通過在懸臂上兼具備外力檢測 功能和外力傳遞功能，也可以利用外力檢測功能接受外力的檢測，利用外力傳遞功能進(jìn)行 信息傳遞。另外，三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件及三維結(jié)構(gòu)體除了如上述用作傳感器及促動(dòng)器之 外，也可適用于集成電路、顯示器(有機(jī)EL)等。另外，這種觸覺傳感器除了作為機(jī)器人的 皮膚感覺傳感器的用途以外，也可以適用于作為使膜狀彈性體接觸大面積(尤其是具有曲 面形狀)的物體表面而測定物體表面的形狀的計(jì)測器用探針、計(jì)算機(jī)輸入用的定點(diǎn)裝置、 圖形輸入板、以及虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)現(xiàn)用的輸入及輸出裝置的用途。另外，三維結(jié)構(gòu)體也可以作為 使具有可動(dòng)結(jié)構(gòu)的微小三維結(jié)構(gòu)體要素作為檢測溫度及加速度的結(jié)構(gòu)體要素發(fā)揮功能的 溫度傳感器及加速度傳感器而構(gòu)成。另外，通過使具有溫度檢測功能的微小三維結(jié)構(gòu)體要 素和具有其它功能的微小三維結(jié)構(gòu)體要素混合配置于彈性體內(nèi)并一體構(gòu)成傳感器，能夠構(gòu) 成溫度補(bǔ)償傳感器。根據(jù)上述實(shí)施方式，能夠獲得以下的各種效果。首先，使用由固定于基板部件4上的懸臂2和以覆蓋該懸臂2的方式固定于基板 部件4的彈性體3構(gòu)成的多個(gè)傳感器元件1，通過在膜狀彈性體12的內(nèi)部以相互離開的狀 態(tài)配置各個(gè)傳感器元件1，能夠構(gòu)成觸覺傳感器10。因此，在膜狀彈性體12內(nèi)，能夠?qū)⒍鄠€(gè) 傳感器元件1配置為所希望的配置間隔及位置，能夠提供應(yīng)對于各種用途及規(guī)格的觸覺傳 感器10。尤其是，由于這種懸臂形成于SOI晶片上，因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，在將形成于SOI晶 片上的多個(gè)懸臂直接配置于彈性體內(nèi)的方法中，各個(gè)懸臂的配置間隔及位置被限定于SOI 晶片上的形成位置，故存在懸臂2的配置自由度低的問題。但是，如本實(shí)施方式所示，通過 將形成于SOI晶片20上的多個(gè)懸臂2分割為1個(gè)或多個(gè)組，能夠?qū)⒎指畹母鱾€(gè)組的懸臂2 以所希望的配置間隔及位置配置于膜狀彈性體12內(nèi)。因此，例如，也可以形成具有大面積 片狀的形態(tài)的觸覺傳感器10。另外，在要變更懸臂2的配置間隔的情況下，不伴隨來自蝕刻 程序中使用的掩模設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)變更，僅通過變更傳感器元件1的配置間隔就能夠應(yīng)對，因 此，能夠提高懸臂2的配置自由度。另外，在本實(shí)施方式中，采用在由彈性體3覆蓋形成于SOI晶片20上的各個(gè)懸臂 2的狀態(tài)下，切斷SOI晶片20及彈性體3，從而分割成各個(gè)傳感器元件1的方法。通過采用 這種方法，由于在分割后的傳感器元件1中也是由彈性體3保護(hù)各個(gè)懸臂2的狀態(tài)，因此， 能夠使傳感器元件1的操作性良好。尤其是，雖然這種懸臂2本身為通過MEMS或NEMS技 術(shù)形成的微小結(jié)構(gòu)體要素，具有比較容易損傷的特征，但是，由于是在如上述由彈性體3保 護(hù)的狀態(tài)下進(jìn)行用于分割的切割(夕'^ > ^ )處理，因此，在分割處理時(shí)能夠可靠地保護(hù) 懸臂2。再之后，在各個(gè)傳感器元件1中也繼續(xù)由彈性體3保護(hù)懸臂2的狀態(tài)，因此，能夠可 靠地保護(hù)懸臂2。另外，在傳感器元件1中，在基板部件4表面的各個(gè)懸臂2的形成位置的周圍，形成多個(gè)卡合用孔部8，在該卡合用孔部8的內(nèi)部填充有彈性體3，由此，能夠提高向基板部件 4固定彈性體3的固定強(qiáng)度。通過如上述提高固定強(qiáng)度，能夠提高傳感器元件1的耐久性。 另外，通過在具有可動(dòng)部2a的懸臂2的周圍設(shè)置這種卡合用孔部8，能夠提高懸臂2和其周 圍附近的彈性體3的一體性，并能夠增強(qiáng)可動(dòng)部2a的動(dòng)作和彈性體3的變形的關(guān)聯(lián)性。另外，在觸覺傳感器10中，通過采用使用膜狀彈性體12和傳感器元件1的彈性體 3這兩個(gè)彈性體的結(jié)構(gòu)，例如可以根據(jù)其目的或功能而使各個(gè)彈性體的種類不同。例如，作 為彈性體3，通過使用流動(dòng)性比膜狀彈性體12更高的彈性材料，能夠使彈性體3進(jìn)入形成于 基板部件4上的具有微小形狀的各種結(jié)構(gòu)部(懸臂2及卡合用孔部8)的細(xì)部，從而能夠使 彈性體3可靠地與各個(gè)結(jié)構(gòu)部的表面相接。另一方面，作為膜狀彈性體12，可以使用與觸 覺傳感器10的用途及規(guī)格對應(yīng)的規(guī)格的彈性材料。從而，通過如上述分開使用彈性體的種 類，能夠在可靠地發(fā)揮作為傳感器元件1的功能的同時(shí)，提供可與各種規(guī)格及用途對應(yīng)的 觸覺傳感器10。另外，膜狀彈性體12和彈性體3也可以使用相同種類的彈性材料。另外，能夠根據(jù)觸覺傳感器10的用途及規(guī)格來設(shè)定傳感器元件1的彈性體3的厚 度。例如，通過加厚設(shè)定彈性體3的厚度，即使在施加同樣大小的力(剪切力及壓力)的情 況下，彈性體3的變位量也會(huì)變大，因此，能夠與相接于觸覺傳感器10的對象物柔性接觸。 另外，由于所施加的力分散，因此，能夠防止懸臂2等破損。另外，具有彈性體3的厚度越厚， 應(yīng)力檢測的頻率特性越低的傾向。因此，優(yōu)選根據(jù)所要求的觸覺傳感器10的規(guī)格來設(shè)定傳 感器元件1的彈性體3的厚度。另外，在實(shí)施傳感器元件1的制造工序后，制造觸覺傳感器10之前，可以對傳感器 元件1單體進(jìn)行品質(zhì)檢查。通過進(jìn)行這種品質(zhì)檢查，能夠排除不良傳感器元件1來制造觸 覺傳感器10，從而能夠提高所制造的觸覺傳感器10的品質(zhì)。另外，在上述的說明中，以在傳感器元件1內(nèi)配置有可檢測X軸方向用懸臂2X、Y 軸方向用懸臂2Y及Z軸方向用懸臂2Z的三個(gè)方向的不同應(yīng)力的懸臂2的結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行了 說明，但是，本實(shí)施方式不僅限于這種情況。代替這種情況，例如，也可以是僅一個(gè)懸臂2配 備于傳感器元件1內(nèi)的情況，另外，也可以是具備多個(gè)可檢測同一方向的應(yīng)力的懸臂2的情 況。但是，通過采用傳感器元件1具備可檢測X軸、Y軸及Z軸這樣三個(gè)不同方向應(yīng)力 的懸臂2的結(jié)構(gòu)，能夠以一個(gè)傳感器元件1、即在同樣的位置檢測不同的三個(gè)方向的應(yīng)力。 另外，在傳感器元件1所具備的電路部中，通過使上述三個(gè)懸臂2的共同的電路、例如溫度 補(bǔ)償、放大等控制電路公用，能夠制造成按照每一個(gè)傳感器元件1進(jìn)行調(diào)整的規(guī)格，從而能 夠提高傳感器元件1的可靠性。另外，通過進(jìn)行這種電路部的公用化，能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器元件 1電力條件的公用化，并能夠?qū)崿F(xiàn)電路結(jié)構(gòu)的小型化。另外，在上述說明中，對卡合用孔部8作為未貫通基板部件4的孔部而形成的情況 進(jìn)行了說明，但是，也可以作為貫通孔形成這種卡合用孔部8。在作為貫通孔形成的情況下， 能夠提高彈性體3向卡合用孔部8內(nèi)填充的填充性。另一方面，在作為未貫通的孔部而形 成的情況下，通過使用流動(dòng)性高的彈性材料將殘留于孔部內(nèi)的気泡進(jìn)行真空脫泡，能夠提 高其填充性。另外，這種卡合用孔部8優(yōu)選以增大基板部件4的與彈性體3的接觸表面積的方 式形成，優(yōu)選以更深的深度尺寸形成多個(gè)小孔徑的卡合用孔部8。另外，從增大接觸表面積的觀點(diǎn)來看，孔部8的內(nèi)表面優(yōu)選以凹凸多的表面形成。但是，考慮到彈性體3的流動(dòng)性等 規(guī)格，希望從進(jìn)行可靠的填充的觀點(diǎn)出發(fā)來決定其孔徑、深度尺寸及內(nèi)表面的形狀等。另 外，卡合用孔部8的數(shù)量及規(guī)格優(yōu)選以不損害基板部件4的強(qiáng)度的方式來確定。另外，在上述說明中，作為卡合部的一例對卡合用孔部8進(jìn)行了說明，但是，該孔 部8的孔形狀除了圓形之外，還可以采用楕圓形、矩形、多邊形等各種形狀。另外，作為卡合 部，也可以在基板部件4的表面形成凹狀或凸?fàn)钚螤畹慕Y(jié)構(gòu)部。另外，在上述說明中，將使用切塊機(jī)29作為用于切斷并分割各個(gè)傳感器元件1的 裝置進(jìn)行切割處理的情況作為一例進(jìn)行了說明，但代替使用這種切斷工具的情況，也可以 使用蝕刻處理等進(jìn)行分割處理。需要說明的是，通過適當(dāng)組合上述各個(gè)實(shí)施方式中的任意的實(shí)施方式，能夠起到 各自所具有的效果。本發(fā)明參照附圖對與優(yōu)選實(shí)施方式有關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行了充分的描述，對于對該技術(shù) 熟練的人們而言知曉各種變形及修改。這種變形及修改只要不脫離附屬的權(quán)利要求所限定 的本發(fā)明范圍，就應(yīng)該理解為包括在其中。2008年3月13日申請的日本國專利申請No. 2008-64359號的說明書、附圖及權(quán)利 要求書的公開內(nèi)容作為整體被參照并錄入本說明書中。
1權(quán)利要求
一種三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件，其具備具有可動(dòng)結(jié)構(gòu)的微小三維結(jié)構(gòu)體要素、固定所述微小三維結(jié)構(gòu)體要素的基板部件、在其內(nèi)部配置有所述微小三維結(jié)構(gòu)體要素的彈性體，所述基板部件包括具有凹狀或凸?fàn)钚螤畹目ê喜浚谂c所述卡合部卡合的狀態(tài)下，將所述彈性體固定于所述基板部件。
2.如權(quán)利要求1所述的三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件，其中，在所述基板部件的固定所述微小三維結(jié)構(gòu)體要素的固定位置的周圍，作為所述卡合部 形成有多個(gè)卡合用孔部，在所述多個(gè)卡合用孔部內(nèi)填充有所述彈性體。
3.如權(quán)利要求1或2所述的三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件，其中， 所述可動(dòng)結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上為能夠在一個(gè)方向上變形的結(jié)構(gòu)，能夠變形的方向互不相同的多個(gè)所述微小三維結(jié)構(gòu)體要素在固定于一個(gè)所述基板部 件的狀態(tài)下，配置于一個(gè)所述彈性體的內(nèi)部。
4.如權(quán)利要求3所述的三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件，其中，所述基板部件具有在各個(gè)所述微小三維結(jié)構(gòu)體要素之間進(jìn)行電信號的傳送的公用的 電路部。
5.—種三維結(jié)構(gòu)體，其具備權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的多個(gè)三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件， 在使所述基板部件相互離開的狀態(tài)下，在其內(nèi)部配置有所述多個(gè)三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元 件的膜狀彈性體。
6.如權(quán)利要求5所述的三維結(jié)構(gòu)體，其中，形成所述彈性體的樹脂與形成所述膜狀彈性體的樹脂相比，在熔融狀態(tài)下具有更高的 流動(dòng)性。
7.如權(quán)利要求5或6所述的三維結(jié)構(gòu)體，其中，還具備安裝有所述多個(gè)三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件的撓性基板， 所述撓性基板配置于所述膜狀彈性體的內(nèi)部。
8.—種三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件的制造方法，其中，在彈性體的內(nèi)部配置固定于基板部件上并具有可動(dòng)結(jié)構(gòu)的多個(gè)微小三維結(jié)構(gòu)體要素， 在使形成于所述基板部件并具有凹狀或凸?fàn)钚螤畹目ê喜亢退鰪椥泽w相卡合的同時(shí)，在 所述基板部件上固定所述彈性體，之后，切斷所述基板部件和所述彈性體并分割所述多個(gè)微小三維結(jié)構(gòu)體要素，從而在 被分割的所述基板部件上固定一個(gè)或多個(gè)所述微小三維結(jié)構(gòu)體要素，并形成配置于被分割 的所述彈性體內(nèi)的多個(gè)三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件。
9.如權(quán)利要求8所述的三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件的制造方法，其中，在所述基板部件的固定所述微小三維結(jié)構(gòu)體要素的固定位置的周圍，作為所述卡合部 形成多個(gè)卡合用孔部，之后，向所述基板部件上供給流動(dòng)狀態(tài)的樹脂材料以覆蓋所述微小三維結(jié)構(gòu)體要素，并且， 向所述多個(gè)卡合用孔部內(nèi)填充所述樹脂材料，之后，通過使所述樹脂材料固化，將由所述樹脂材料形成的所述彈性體固定在所述基板部件上。
10.一種三維結(jié)構(gòu)體的制造方法，將利用權(quán)利要求8或9的制造方法制造的多個(gè)所述三 維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件在使所述基板部件相互離開的狀態(tài)下配置于膜狀彈性體的內(nèi)部，從而 形成三維結(jié)構(gòu)體。
11.如權(quán)利要求10所述的三維結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中，形成所述彈性體的樹脂與形成所述膜狀彈性體的樹脂相比，在熔融狀態(tài)下具有更高的 流動(dòng)性。
全文摘要
本發(fā)明提供一種三維結(jié)構(gòu)體及其制造方法，將具有彈性體的多個(gè)三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件在使基板部件相互離開的狀態(tài)下配置于膜狀彈性體內(nèi)而構(gòu)成三維結(jié)構(gòu)體，由此，在膜狀彈性體內(nèi)，能夠?qū)⒍鄠€(gè)三維結(jié)構(gòu)體構(gòu)成用元件配置為所希望的配置間隔或位置，從而能夠與各種規(guī)格相對應(yīng)。所述彈性體固定于基板部件，并以覆蓋固定于基板部件的微小三維結(jié)構(gòu)體要素的方式將其配置于內(nèi)部。
文檔編號B81B3/00GK101960275SQ20098010724
公開日2011年1月26日 申請日期2009年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月13日
發(fā)明者下山勛, 中井亮仁, 中村徹, 小林昌市, 巖瀨英治, 松本潔, 田中悠輔, 蜂谷修二, 阮平謙 申請人:國立大學(xué)法人東京大學(xué);松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社