JP7347582B2 - Angular velocity sensors, electronic devices and moving objects - Google Patents
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Description
本発明は、電子デバイス、電子デバイスの製造方法、電子機器および移動体に関する。 The present invention relates to an electronic device, a method for manufacturing an electronic device, an electronic device, and a moving body.
従来、例えば、シリコンMEMS(Micro Electro MechanicalSystems)技術を用いて物理量を検出する機能素子を備えた電子デバイスとして、半導体基板あるいはガラス基板などのパッケージ基板(基体)上に、シリコン基板などから形成された機能素子を設けて、封止材によって気密封止された加速度センサーやジャイロセンサーなどが知られている。 Conventionally, for example, electronic devices equipped with functional elements that detect physical quantities using silicon MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology have been formed from a silicon substrate or the like on a package substrate (substrate) such as a semiconductor substrate or a glass substrate. Accelerometers, gyro sensors, and the like are known that are provided with functional elements and hermetically sealed with a sealing material.
このような電子デバイスとして、例えば、特許文献1では、封止材としての低融点ガラスを減圧雰囲気下で流動点以上に加熱して、ベース基板とリッドとを接合してパッケージを製造することが開示されている。特許文献1に記載の低融点ガラスには、ギャップ材が含まれており、このギャップ材によって、ベース基板とリッドとの間隔を一定にして、低融点ガラスを確実に存在させて接合する電子デバイスの製造方法が開示されている。 For such an electronic device, for example, Patent Document 1 discloses that a package can be manufactured by heating low melting point glass as a sealing material above its pour point in a reduced pressure atmosphere and bonding a base substrate and a lid. Disclosed. The low melting point glass described in Patent Document 1 contains a gap material, and this gap material makes the distance between the base substrate and the lid constant, and the electronic device is bonded with the low melting point glass reliably present. A manufacturing method is disclosed.
しかしながら、特許文献1に記載されている電子デバイスの製造方法では、低融点ガラスに接合機能を有していないギャップ材を入れることにより、低融点ガラスに含まれる接合機能を有する成分の含有量が減少し、ベース基板とリッドとの接合強度が低下するおそれがあった。 However, in the method for manufacturing an electronic device described in Patent Document 1, by adding a gap material that does not have a bonding function to the low melting point glass, the content of the component that has a bonding function contained in the low melting point glass is reduced. There was a risk that the bonding strength between the base substrate and the lid would decrease.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 The present invention has been made to solve at least part of the above-mentioned problems, and can be realized in the following forms or application examples.
[適用例1]本適用例に係る電子デバイスは、基体と、前記基体上に接合された機能素子と、接合材を介して前記基体上の接合部に接合され、前記機能素子を覆って前記基体との間に内部空間を形成している蓋体と、を備え、前記基体の前記蓋体側の面と前記蓋体の前記基体側の面とに当接された間隙部材を含んでおり、前記間隙部材の高さは、前記接合材の厚さより大きいことを特徴とする。 [Application Example 1] An electronic device according to this application example includes a base, a functional element bonded on the base, and a bonded portion on the base via a bonding material. a lid forming an internal space between the lid and the base, and a gap member abutted on a surface of the base on the lid side and a surface of the lid on the base side, The height of the gap member is greater than the thickness of the bonding material.
この構成によれば、接合材を介して、基体と蓋体とを接合する際に、間隙部材の高さにより、基体と蓋体との間隔が規定される。その結果、接合部に付与される接合材の量によらず、基体と蓋体との間に接合材を一定の高さ(量)で確実に挿入することができる。 According to this configuration, when the base body and the lid body are joined together via the bonding material, the distance between the base body and the lid body is defined by the height of the gap member. As a result, the bonding material can be reliably inserted at a constant height (amount) between the base and the lid, regardless of the amount of the bonding material applied to the joint portion.
従って、接合部に付与される接合材の量が規定量より多い場合であっても、基体と蓋体との間隔が大きくなることを抑制することができる。また、接合部に付与される接合材の量が規定量より少ない場合であっても、基体と蓋体との間隔が小さくなることを抑制することができる。その結果、基体と蓋体との間隔を一定にして確実に接合することができることから、接合強度の劣化を低減させて、信頼性の高い電子デバイスを得ることができる。 Therefore, even if the amount of bonding material applied to the bonding portion is greater than the specified amount, it is possible to prevent the distance between the base body and the lid from increasing. Furthermore, even if the amount of bonding material applied to the bonding portion is less than the specified amount, it is possible to prevent the distance between the base body and the lid from becoming small. As a result, the base and the lid can be reliably joined with a constant distance between them, thereby reducing deterioration in joint strength and providing a highly reliable electronic device.
[適用例2]上記適用例に係る電子デバイスにおいて、前記間隙部材の高さは、前記機能素子の厚さと略同じであることを特徴とする。 [Application Example 2] In the electronic device according to the above application example, the height of the gap member is substantially the same as the thickness of the functional element.
この構成によれば、間隙部材と機能素子とを同一基板から容易に一括形成することができ、低コスト化を図ることができる。 According to this configuration, the gap member and the functional element can be easily formed all at once from the same substrate, and cost reduction can be achieved.
[適用例3]上記適用例に係る電子デバイスは、前記間隙部材は、前記機能素子と同じ材料で形成されていることを特徴とする。 [Application Example 3] The electronic device according to the above application example is characterized in that the gap member is made of the same material as the functional element.
この構成によれば、間隙部材を形成するためだけの製造工程を必要としないことで、コストアップさせずに間隙部材を得ることができる。 According to this configuration, a manufacturing process only for forming the gap member is not required, so that the gap member can be obtained without increasing costs.
[適用例4]上記適用例に係る電子デバイスは、前記間隙部材は、前記機能素子を囲んで配置されていることを特徴とする。 [Application Example 4] The electronic device according to the above application example is characterized in that the gap member is arranged to surround the functional element.
この構成によれば、接合材を介して、基体と蓋体とを接合する際に、機能素子の周囲に亘って、間隙部材の高さにより、基体と蓋体との間隔が規定される。その結果、接合部に付与される接合材の量によらず、機能素子の周囲に亘って、基体と蓋体との間に接合材を一定の高さ(量)で確実に挿入することができる。その結果、基体と蓋体とを確実に接合することができる。 According to this configuration, when the base and the lid are bonded via the bonding material, the distance between the base and the lid is defined by the height of the gap member around the functional element. As a result, regardless of the amount of bonding material applied to the joint, it is possible to reliably insert the bonding material at a constant height (amount) between the base and the lid around the functional element. can. As a result, the base and the lid can be reliably joined.
[適用例5]上記適用例に係る電子デバイスにおいて、前記間隙部材は、シリコンを含んで形成されていることを特徴とする。 [Application Example 5] In the electronic device according to the above application example, the gap member is formed to include silicon.
この構成によれば、間隙部材を形成する際に、シリコン半導体デバイスの作製に用いられる加工技術の適用が可能となる。その結果、微細かつ高い精度で間隙部材を形成することができる。 According to this configuration, when forming the gap member, it is possible to apply processing techniques used for manufacturing silicon semiconductor devices. As a result, the gap member can be formed finely and with high accuracy.
[適用例6]上記適用例に係る電子デバイスにおいて、前記蓋体は、シリコンを含んで形成されていることを特徴とする。 [Application Example 6] In the electronic device according to the above application example, the lid body is formed to include silicon.
この構成によれば、蓋体を形成する際に、シリコン半導体デバイスの作製に用いられる加工技術の適用が可能となる。その結果、微細かつ高い精度で蓋体を形成することができる。 According to this configuration, when forming the lid body, it is possible to apply processing techniques used for manufacturing silicon semiconductor devices. As a result, the lid can be formed finely and with high precision.
[適用例7]上記適用例に係る電子デバイスにおいて、前記間隙部材は、前記蓋体と一体になっていることを特徴とする。 [Application Example 7] In the electronic device according to the above application example, the gap member is integrated with the lid body.
この構成によれば、間隙部材と蓋体とを同一基板から容易に一括形成することができ、低コスト化を図ることができる。 According to this configuration, the gap member and the lid body can be easily formed all at once from the same substrate, and cost reduction can be achieved.
[適用例8]上記適用例に係る電子デバイスにおいて、前記基体は、ガラスを含んで形成されていることを特徴とする。 [Application Example 8] In the electronic device according to the above application example, the base body is formed to include glass.
この構成によれば、基体と機能素子との間に絶縁性を保つ際に、基体に絶縁膜を介在させる必要が無く、容易に絶縁分離をすることができる。 According to this configuration, when maintaining insulation between the base body and the functional element, there is no need to interpose an insulating film on the base body, and insulation separation can be easily performed.
[適用例9]上記適用例に係る電子デバイスは、前記接合材は、低融点ガラスを含んで形成されていることを特徴とする。 [Application Example 9] The electronic device according to the above application example is characterized in that the bonding material includes low melting point glass.
この構成によれば、基体と蓋体とを接合する際に、樹脂や金属やソーダガラスなどで接合する場合と比較して低温度で接合することができる。その結果、基体と蓋体とが高温にさらされることを低減し、破損を抑制することができる。 According to this configuration, the base and the lid can be joined at a lower temperature than when they are joined using resin, metal, soda glass, or the like. As a result, exposure of the base body and the lid body to high temperatures can be reduced, and damage can be suppressed.
[適用例10]本適用例に係る電子デバイスの製造方法は、基体上に、機能素子を接合する第1接合工程と、間隙部材を形成するエッチング工程と、可撓性を有する接合材を介して、前記機能素子を覆って前記基体との間に内部空間を形成するように、前記基体の接合部に蓋体を接合する第2接合工程と、を備え、前記第2接合工程では、前記間隙部材を、前記基体の前記蓋体側の面と前記蓋体の前記基体側の面とに当接させるステップを含み、前記間隙部材の高さは、前記接合材の厚さより大きいことを特徴とする。 [Application Example 10] The method for manufacturing an electronic device according to this application example includes a first bonding step of bonding a functional element onto a substrate, an etching step of forming a gap member, and a flexible bonding material. a second bonding step of bonding a lid to a bonding portion of the base so as to cover the functional element and form an internal space between the base and the base; The method includes the step of bringing a gap member into contact with a surface of the base on the lid body side and a surface of the lid body on the base body side, and the height of the gap member is greater than the thickness of the bonding material. do.
この方法によれば、接合材を介して、基体と蓋体とを接合する際に、間隙部材の高さにより、基体と蓋体との間隔が規定される。その結果、接合部に付与される接合材の量によらず、基体と蓋体との間に一定の高さで接合材を確実に挿入することができる。 According to this method, when the base body and the lid body are joined together via the bonding material, the distance between the base body and the lid body is defined by the height of the gap member. As a result, the bonding material can be reliably inserted at a constant height between the base body and the lid body, regardless of the amount of the bonding material applied to the joint portion.
従って、接合部に付与される接合材の量が規定量より多い場合であっても、基体と蓋体との間隔が大きくなることを抑制することができる。また、接合部に付与される接合材の量が規定量より少ない場合でも、基体と蓋体との間隔が小さくなることを抑制することができる。その結果、基体と蓋体とを確実に接合することができることから、接合強度が劣化することを低減させて、信頼性の高い電子デバイスの製造方法を提供できる。 Therefore, even if the amount of bonding material applied to the bonding portion is greater than the specified amount, it is possible to prevent the distance between the base body and the lid from increasing. Furthermore, even if the amount of bonding material applied to the bonding portion is less than the specified amount, it is possible to prevent the distance between the base body and the lid from becoming small. As a result, since the base body and the lid body can be reliably joined, deterioration of the joint strength can be reduced, and a highly reliable method of manufacturing an electronic device can be provided.
[適用例11]本適用例に係る電子機器は、上記に記載の電子デバイスを備えたことを特徴とする。 [Application Example 11] An electronic device according to this application example includes the electronic device described above.
このような電子機器によれば、上述した電子デバイスが搭載されていることによって、信頼性の高い電子機器を得ることができる。 According to such electronic equipment, a highly reliable electronic equipment can be obtained by being equipped with the above-mentioned electronic device.
[適用例12]本適用例に係る移動体は、上記に記載の電子デバイスを備えたことを特徴とする。 [Application Example 12] A mobile object according to this application example is characterized by including the electronic device described above.
このような移動体によれば、上述した電子デバイスが搭載されていることによって、信頼性の高い移動体を得ることができる。 According to such a moving object, a highly reliable moving object can be obtained by mounting the above-mentioned electronic device.
以下、本実施形態について説明する。なお、以下で説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。また、以下では、説明の便宜上、各図において、互いに直交する3つの軸として、X軸、Y軸およびZ軸を図示しており、X軸に平行な方向を「X軸方向」、Y軸に平行な方向を「Y軸方向」、Z軸に平行な方向を「Z軸方向」という。また、+Z軸方向側を「上」、-Z軸方向側を「下」という。 This embodiment will be described below. Note that the present embodiment described below does not unduly limit the content of the present invention described in the claims. Furthermore, not all of the configurations described in this embodiment are essential components of the present invention. In addition, for convenience of explanation, the X-axis, Y-axis, and Z-axis are illustrated as three mutually orthogonal axes in each figure below, and the direction parallel to the X-axis is referred to as the "X-axis direction" and the Y-axis The direction parallel to is called the "Y-axis direction," and the direction parallel to the Z-axis is called the "Z-axis direction." Further, the +Z-axis direction side is referred to as "upper", and the -Z-axis direction side is referred to as "lower".
<実施形態>
[加速度センサー]
図1~図3を用いて、本発明の実施形態に係る電子デバイスとしての加速度センサーの構造について説明する。図1および図2は、本実施形態に係る電子デバイスの一例としての加速度センサーの概略構成を模式的に示しており、図1は、平面図、図2は、図1のA-A線における正断面図である。
<Embodiment>
[Accelerometer]
The structure of an acceleration sensor as an electronic device according to an embodiment of the present invention will be described using FIGS. 1 to 3. 1 and 2 schematically show a schematic configuration of an acceleration sensor as an example of an electronic device according to the present embodiment. FIG. 1 is a plan view, and FIG. FIG.
図1および図2に示すように、本実施形態に係る加速度センサー100は、基体10と、溝部15と、配線20と、外部接続端子30と、蓋体50と、接合材60と、機能素子80と、間隙部材90と、を含んで構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
また、加速度センサー100は、溝部16,17と、配線22,24と、外部接続端子32,34と、貫通孔58と、封止部材70とを含んでいる。なお、便宜上、図1では、蓋体50、貫通孔58、および封止部材70を透視して図示している。
Further, the
(基体)
基体10は、ガラス(ホウ珪酸ガラス)で形成されている。基体10の材質は、ガラスに限定されることなく、例えば、シリコンであってもよい。図2に示すように、基体10は、基体10の上面(以下、第1面11と呼ぶ)と、第1面11と反対側の下面(第2面12と呼ぶ)と、を有している。第1面11には、凹部14が設けられている。
(Base)
The
凹部14の+Z軸方向には、機能素子80の可動部86および可動電極部87が配置され、可動部86および可動電極部87は、凹部14によって基体10に妨害されることなく、所望の方向に可動することができる。Z軸方向から見た平面視において、凹部14の形状は特に限定されないが、本実施形態では長方形である。
The
溝部15は、基体10の第1面11に設けられており、基体10および蓋体50によって囲まれる内部空間56の内側から外側に向かって延在している。溝部15は、例えば、配線20および外部接続端子30の平面形状に対応した平面形状を有している。
The
同様に、溝部16,17は、基体10の第1面11に凹部14の外周に沿うように設けられている。具体的に説明すると、溝部16は、外部接続端子32から-X軸方向に延在し、凹部14の外周に沿って、凹部14の+Y軸方向側、-X軸方向側を経て、-Y軸方向側の最も+X軸方向側に配置されている固定電極部88まで設けられている。
Similarly, the
溝部17は、外部接続端子34から-X軸方向に延在し、溝部16の外側に沿って、凹部14の+Y軸方向側、-X軸方向側を経て、-Y軸方向側の最も+X軸方向側に配置されている固定電極部89まで設けられている。
The
溝部15,16,17の深さ(Z軸方向の大きさ)は、配線20,22,24および外部接続端子30,32,34の厚み(Z軸方向の大きさ)よりも大きい。これにより、配線20,22,24および外部接続端子30,32,34が、第1面11よりも+Z軸方向に突出することを抑制することができる。
The depth (size in the Z-axis direction) of the
(配線)
配線20は、溝部15内に設けられている。具体的には、配線20は、溝部15の底面を規定する基体10の面に設けられている。配線20は、機能素子80と外部接続端子30とを電気的に接続している。配線20は、溝部15内に設けられたコンタクト部40を介して、機能素子80の固定部81に接続されている。
(wiring)
The
配線22は、溝部16内に設けられている。具体的には、配線22は、溝部16の底面を規定する基体10の面に設けられている。配線22は、機能素子80と外部接続端子32とを電気的に接続している。配線22は、コンタクト部42を介して、機能素子80の固定電極部88に接続されている。
The
配線24は、溝部17内に設けられている。具体的には、配線24は、溝部17の底面を規定する基体10の面に設けられている。配線24は、機能素子80と外部接続端子34とを電気的に接続している。配線24は、コンタクト部44を介して、機能素子80の固定電極部89に接続されている。
The
外部接続端子30は、溝部15内の配線20上に設けられている。外部接続端子30は、内部空間56の外側に配置されており、Z軸方向から見た平面視において、蓋体50の端子孔55と重なる位置に設けられている。端子孔55は、外部装置(図示せず)と外部接続端子30とを接続するために、蓋体50をZ軸方向に貫通させた孔である。
The
同様に、外部接続端子32は、溝部16内の配線22上に設けられており、外部接続端子34は、溝部17内の配線24上に設けられている。外部接続端子32,34は、内部空間56の外側に配置されている。外部接続端子30,32,34は、Y軸方向に沿って並んで配置されている。
Similarly, the
配線20,22,24、および外部接続端子30,32,34の材質は、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、アルミニウム、金、白金、チタン、タングステン、クロムなどである。コンタクト部40,42,44の材質は、例えば、金、銅、アルミニウム、白金、チタン、タングステン、クロムなどである。
The materials of the
配線20,22,24、および外部接続端子30,32,34の材質が、ITOなどの透明電極材料であると、基体10が透明である場合に、例えば、配線20,22,24上や外部接続端子30,32,34上に存在する異物を、基体10の第2面12側から容易に確認することができる。
If the
なお、上記では、一例として、3つの配線20,22,24および3つの外部接続端子30,32,34を備える加速度センサー100について説明したが、配線および外部接続端子の数は、機能素子80の形状や数によって適宜変更することができる。
Note that although the
(蓋体)
蓋体50は、接合材60を介して、基体10の第1面11上に接合され、機能素子80を覆って基体10との間に内部空間56を形成している。蓋体50は、シリコンで形成されている。
(lid body)
The
蓋体50は、蓋体50の上面(以下、第3面51と呼ぶ)と、第3面51と反対側の下面(第4面52と呼ぶ)と、を有している。第4面52には、凹部57が設けられている。また、蓋体50の凹部57は、機能素子80を収容する内部空間56を規定する第5面54を有している。内部空間56は、例えば、窒素ガスのような不活性ガス雰囲気や減圧状態で密閉されている。
The
突起部53は、蓋体50のうち-Z軸方向に突出している部分であり、蓋体50の外周部に設けられている。
The
(接合材)
基体10と蓋体50とは、接合部61において、接合材60によって接合されている。
接合材60としては、例えば、低融点ガラスが挙げられる。なお、接合材60は、特に限定されず、例えば、鉛珪酸(PbO-SiO2)塩、ホウ酸(B2O3)塩、リン酸(P2O5)塩、ゲルマン酸(GeO2)塩、タリウム酸(Tl2O)塩、モリブデン酸(MoO3)塩、テルル酸(TeO2)塩、バナジウム酸(V2O5)塩などが挙げられる。
(bonding material)
The
As the
これらのうちの1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて、つまり、混合または積層して用いることができる。接合材60の構成材料は、基体10や蓋体50の材料に応じて適宜決定すればよい。
One of these may be used alone or two or more may be used in combination, that is, in a mixture or in a stacked manner. The constituent material of the
(貫通孔)
貫通孔58は、蓋体50の第3面51から第5面54まで、蓋体50をZ軸方向に貫通しており、内部空間56と連通している。貫通孔58は、第3面51から第5面54に向かうにつれて、開口径が小さくなるテーパー形状になっている。
(through hole)
The through
こうすることによって、後述する半田ボールを溶融する時に、半田ボールの落下を防止することができる。また、第3面51から第5面54に向かうにつれて、開口面積が狭くなっていく構造のため、より確実に封止することができる。
By doing so, it is possible to prevent the solder balls from falling when melting the solder balls, which will be described later. Moreover, since the opening area becomes narrower from the
封止部材70は、貫通孔58内に設けられ貫通孔58を塞いでいる。封止部材70によって、内部空間56は、密閉されている。封止部材70の材質は、例えば、AuGe、AuSi、AuSn、SnPb、PbAg、SnAgCu、SnZnBiなどの合金である。
The sealing
貫通孔58および封止部材70が設けられていることにより、貫通孔58を通して、内部空間56を、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気とすることができる。また、貫通孔58を通して、内部空間56の真空度を調整することができる。
By providing the through
(機能素子)
機能素子80は、内部空間56に収容されており、基体10の第1面11に接合されている。以下では、機能素子80が、水平方向(X軸方向)の加速度を検出する加速度センサー素子(静電容量型MEMS加速度センサー素子)である場合について説明する。
(Functional element)
The
機能素子80は、固定部81,82と、連結部84,85と、可動部86と、可動電極部87と、固定電極部88,89と、を含んでいる。機能素子80の材質は、例えば、リン、ボロンなどの不純物がドープされることにより導電性が付与されたシリコンである。
The
固定部81,82は、基体10の第1面11に接合されている。固定部81,82は、Z軸方向から見た平面視において、凹部14の外周縁を跨ぐように設けられている。
The fixing
連結部84,85は、可動部86を固定部81,82に連結している。連結部84,85は、所望のばね定数を持ち、可動部86がX軸方向に変位するように構成されている。
Connecting
連結部84は、Y軸方向に蛇行しながら、X軸方向に延びる形状をなす2つの梁84a,84bによって構成されている。同様に、連結部85は、Y軸方向に蛇行しながら、X軸方向に延びる形状をなす2つの梁85a,85bによって構成されている。
The connecting
可動部86は、固定部81と固定部82との間に設けられている。Z軸方向から見た平面視において、可動部86は、X軸方向に沿った長辺を有する長方形である。
The
可動部86は、X軸方向の加速度の変化に応じて、連結部84,85を弾性変形させながら、+X軸方向または-X軸方向に変位する。このような変位に伴って、可動電極部87と固定電極部88との間の隙間の大きさ、および可動電極部87と固定電極部89との間の隙間の大きさが変化する。
The
すなわち、このような変位に伴って、可動電極部87と固定電極部88との間の静電容量の大きさ、および可動電極部87と固定電極部89との間の静電容量の大きさが変化する。これらの静電容量の変化に基づいて、機能素子80は、X軸方向の加速度を検出することができる。
That is, with such displacement, the magnitude of the capacitance between the
可動電極部87は、可動部86に接続されており、複数設けられている。可動電極部87は、可動部86から+Y軸方向および-Y軸方向に突出し、櫛歯状をなすようにX軸方向に沿って並んでいる。
The
固定電極部88,89は、一方の端部が固定端として、基体10の第1面11に接合され、他方の端部が自由端として、可動部86側へ延出している。固定電極部88は、配線22と電気的に接続され、固定電極部89は、配線24と電気的に接続されている。
The fixed
固定電極部88,89は、櫛歯状をなすようにX軸方向に交互にそれぞれ複数並んでいる。固定電極部88,89は、可動電極部87に対して間隔を隔てて対向して設けられ、可動電極部87の-X軸方向側に固定電極部88が配置され、+X軸方向側に固定電極部89が配置されている。
A plurality of fixed
固定部81,82、連結部84,85、可動部86、および可動電極部87は、一体で形成されている。
The fixed
基体10と機能素子80(固定部81,82および固定電極部88,89)との接合方法は、例えば、基体10の材質がアルカリ金属イオンを有するガラスであり、機能素子80の材質がシリコンである場合は、陽極接合法を適用することができる。本実施形態においては、陽極接合によって基体10と機能素子80とが接合されている。
The method for joining the
加速度センサー100では、外部接続端子30,32を用いることにより、可動電極部87と固定電極部88との間の静電容量を測定することができる。さらに、加速度センサー100では、外部接続端子30,34を用いることにより、可動電極部87と固定電極部89との間の静電容量を測定することができる。
In the
このように加速度センサー100では、可動電極部87と固定電極部88との間の静電容量、および可動電極部87と固定電極部89との間の静電容量を別々に測定し、それらの測定結果に基づいて、高精度に加速度を検出することができる。
In this manner, in the
なお、上記では、機能素子80が、X軸方向の加速度を検出する加速度センサー素子である場合について説明したが、機能素子80は、Y軸方向の加速度を検出する加速度センサー素子であってもよいし、鉛直方向(Z軸方向)の加速度を検出する加速度センサー素子であってもよい。
In addition, although the case where the
また、機能素子80は、加速度センサー素子に限定されず、例えば、角速度を検出するジャイロセンサー素子や、圧力を検出する圧力センサー素子であってもよい。また、加速度センサー100には、このような機能素子80が複数搭載されていてもよいし、異なる機能を有する素子が組み合わされていてもよい。
Further, the
(間隙部材)
次に、間隙部材90について、図2、図3を用いて説明する。図3は、図2の間隙部材および突起部を拡大した正断面図である。図2および図3に示すように、本実施形態の間隙部材90は、Z軸方向から見た平面視において、基体10の第1面11の機能素子80の外側に、機能素子80を挟んで対向する位置に配置されており、基体10の第1面11と蓋体50の第4面52とに当接して設けられている。
(Gap member)
Next, the
間隙部材90のZ軸方向の長さ(以下、高さという)h1は、接合材60の高さ、つまり、基体10と蓋体50との間隔h2より高くなっている(h1>h2)。突起部53の高さh3は、間隙部材90の高さh1より低くなっている(h1>h3)。接合材60の高さh2と突起部53の高さh3とを合わせると、間隙部材90の高さh1に一致している(h1=h2+h3)。
The length h1 of the
接合材60の高さ(基体10と蓋体50との間隔)h2は、基体10と蓋体50との接合強度の観点から決定される。本実施形態では、接合材60の高さ(基体10と蓋体50との間隔)h2は、10μm程度である。
The height h2 of the bonding material 60 (the distance between the base 10 and the lid 50) is determined from the viewpoint of the bonding strength between the base 10 and the
同様に、突起部53の高さh3は、機能素子80の厚みを考慮して決定される。間隙部材90の高さh1は、接合材60の高さ(基体10と蓋体50との間隔)h2と、突起部53の高さh3とによって、決定される。
Similarly, the height h3 of the
このとき、間隙部材90の高さh1は、機能素子80の厚さと同じであってもよい。一例として、接合材60の高さ(基体10と蓋体50との間隔)h2が10μm、突起部53の高さh3が20μmの場合には、間隙部材90の高さh1は30μmとなる。
At this time, the height h1 of the
また、間隙部材90のY軸方向の長さ(以下、幅という)W1は、50μm程度であり、接合材60の幅W2は200μm程度であり、突起部53の幅W3は200μm程度であることが望ましい。
Further, the length (hereinafter referred to as width) W1 of the
間隙部材90の幅W1、接合材60の幅W2、および突起部53の幅W3が大きすぎると機能素子80に接触してしまい、検出精度が低下するおそれがある。一方、間隙部材90の幅W1、接合材60の幅W2、および突起部53の幅W3が小さすぎると、接合材60の高さ(基体10と蓋体50との間隔)h2を規定することが難しい。
If the width W1 of the
間隙部材90の材質は、例えば、ガラス(ホウ珪酸ガラス)、シリコンなどを挙げることができる。間隙部材90は、機能素子80と同じ材料で形成されていてもよく、例えば、リン、ボロンなどの不純物をドープされることにより導電性が付与されたシリコンで構成されていてもよい。
Examples of the material of the
[加速度センサーの製造方法]
次に、本実施形態に係る電子デバイスとしての加速度センサー100の製造方法について、図4~図10を参照しながら説明する。図4は、本実施形態に係る加速度センサーの製造方法の概略を示すフローチャートである。図5~図10は、加速度センサーの製造方法を示す工程フロー図(各工程における加速度センサーを模式的に示す正断面図)であり、図5は、工程フロー1を示し、図6は、工程フロー2,4を示し、図7は、工程フロー3を示し、図8は、工程フロー5を示し、図9は、工程フロー6を示し、図10は、工程フロー7を示している。なお、図5~図10の各図における断面位置は、図2と同様である。
[Manufacturing method of acceleration sensor]
Next, a method for manufacturing the
図4に示すように、加速度センサー100の製造方法は、準備工程として、基体準備工程(ステップS101)と、シリコン基板準備工程(ステップS102)と、蓋体準備工程(ステップS103)とを含んでいる。
As shown in FIG. 4, the method for manufacturing the
また、加速度センサー100の製造方法は、第1接合工程(ステップS104)と、エッチング工程(ステップS105)と、第2接合工程(ステップS106)と、を含んでいる。さらに、加速度センサー100の製造方法は、封止工程(ステップS107)を含んでいてもよい。
Furthermore, the method for manufacturing the
(1)基体準備工程(ステップS101)
図5に示すように、基体10を準備する。基体10の第1面11に、凹部14および溝部15,16,17を形成する(図1参照)。凹部14および溝部15,16,17は、例えば、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術により形成される。基体10は、例えば、アルカリ金属イオンを有する、例えば、ホウ珪酸ガラス製で形成されている。
(1) Substrate preparation step (step S101)
As shown in FIG. 5, a
溝部15,16,17内に、それぞれ配線20,22,24を形成する。次に、基体10の第1面11側の配線20上に、配線20と電気的に接続されるように、外部接続端子30およびコンタクト部40を形成する。
同様に、配線22上に、配線22と電気的に接続されるように、外部接続端子32およびコンタクト部42を形成する(図1参照)。また、配線24上に、配線24と電気的に接続されるように、外部接続端子34およびコンタクト部44を形成する(図1参照)。
Similarly,
配線20,22,24は、例えば、導電層(図示せず)を、スパッタ法やCVD(Chemical Vapor Deposition)法などによって成膜した後、該導電層を、パターニングすることにより形成される。パターニングは、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって行われる。
The
別の方法としては、フォトレジストでパターニング後に導電膜を成膜し、フォトレジストと同時に不要な膜を剥離することで配線を形成するリフトオフ法で行うこともできる。
外部接続端子30,32,34およびコンタクト部40,42,44は、例えば、配線20,22,24と同じ方法で形成される。
Another method is a lift-off method in which a conductive film is formed after patterning with a photoresist, and an unnecessary film is peeled off at the same time as the photoresist to form wiring.
The
以上の工程により、凹部14、配線20,22,24、外部接続端子30,32,34、およびコンタクト部40,42,44などが設けられた基体10を準備する。
Through the above steps, the base 10 provided with the
(2)シリコン基板準備工程(ステップS102)
図6に示すように、機能素子80を形成する元基板としてのシリコン基板8を基体10上に載置して準備する。
(2) Silicon substrate preparation process (step S102)
As shown in FIG. 6, a
(3)蓋体準備工程(ステップS103)
図7に示すように、蓋体50を準備する。蓋体50の材質は、例えば、シリコン、ガラスなどを適用することができる。基体10と蓋体50との間に内部空間56を形成する凹部57や、第3面51から第5面54に貫通する貫通孔58を形成する。凹部57や貫通孔58の形成には、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を適用することができる。
(3) Lid body preparation process (step S103)
As shown in FIG. 7, a
(4)第1接合工程(ステップS104)
また、図6に示すように、シリコン基板準備工程(ステップS102)で準備したシリコン基板8を陽極接合によって基体10に接合する。陽極接合の条件としては、例えば、300℃程度の加熱を行いながら、800Vから1kV程度の直流電圧を印加することが好ましい。
なお、陽極接合における加熱温度は、250℃から500℃程度の範囲を適用することができる。よって、基体10とシリコン基板8の接する部分の領域とが接合される。
(4) First joining process (step S104)
Further, as shown in FIG. 6, the
Note that the heating temperature in anodic bonding can range from about 250°C to 500°C. Therefore, the region where the
基体10とシリコン基板8(機能素子80)とを陽極接合することにより、接合強度を高め、安定した接合を行うことができる。これにより、シリコン基板8に対してエッチングなどを行うことが可能となる。
By anodic bonding the
(5)エッチング工程(ステップS105)
図8に示すように、第1接合工程(ステップS104)において基体10に陽極接合されたシリコン基板8にパターニングして、機能素子80(図1および図2参照)、間隙部材90(図1および図2参照)を形成する。
(5) Etching process (step S105)
As shown in FIG. 8, the
パターニングは、フォトリソグラフィー技術およびドライエッチングもしくはウエットエッチングを用いることができる。好適には、誘電結合プラズマ(ICP(Inductively Coupled Plasma))技術を使ったドライエッチング法を用いる。なお、パターニング前にシリコン基板8を所望の厚さに薄くしてもよい。
For patterning, photolithography technique and dry etching or wet etching can be used. Preferably, a dry etching method using an inductively coupled plasma (ICP) technique is used. Note that the
(6)第2接合工程(ステップS106)
図9に示すように、蓋体準備工程(ステップS103)で準備した蓋体50の突起部53の下面に接合材60としての低融点ガラスをスクリーン印刷法を用いて塗布し、蓋体50を基体10に接合する。
(6) Second bonding process (step S106)
As shown in FIG. 9, low-melting glass as a
具体的には、蓋体50は、エッチング工程(ステップS105)で形成された機能素子80を内部空間56内に収納し、間隙部材90の一方の端を、基体10の蓋体50側の面に当接させ、間隙部材90の他方の端を、蓋体50の基体10側の面とに当接させる。このとき、間隙部材90の高さは、接合材60の厚さより大きいことが好ましい。
Specifically, the
その後、低融点ガラスを介して基体10と蓋体50とを重ねて熱処理を行う。これにより、低融点ガラスを介して、基体10と蓋体50とを接合強度を高め、安定した接合を行うことができる。これにより、蓋体50による気密封止を確実に行うことができる。
Thereafter, the
(7)封止工程(ステップS107)
図10に示すように、貫通孔58によって、内部空間56の雰囲気を調整し、貫通孔58を封止部材70で塞ぐことによって内部空間56を密封する。このとき、例えば、貫通孔58を通して、内部空間56を不活性ガス(窒素ガス)雰囲気にしてもよいし、減圧状態にしてもよい。
(7) Sealing process (step S107)
As shown in FIG. 10, the atmosphere of the
例えば、機能素子80が加速度センサー素子である場合、内部空間56は、減圧状態であることが望ましい。これにより、加速度センサー素子の振動現象が空気粘性によって減衰することを抑制できる。
For example, when the
具体的には、貫通孔58内に球状の半田ボール(図示せず)を配置し、半田ボールをレーザー光の照射によって溶融させることによって、封止部材70が形成される。
Specifically, the sealing
なお、貫通孔58を設けなくても、第2接合工程(ステップS106)を減圧した雰囲気で実施することにより、内部空間56は減圧状態にできる。これにより、工程の簡略化を図ることができる。
以上の工程により、加速度センサー100を製造することができる。
Note that even if the through
Through the above steps, the
なお、前述の実施形態では、第1接合工程(ステップS104)の陽極接合を用いる方法で説明したが、本発明に係る電子デバイスの製造方法は、複数回の陽極接合を行う製造方法に適用可能であり、2回を超える(3回以上)の陽極接合を行う場合についても適用することができる。 In addition, in the above-mentioned embodiment, a method using anodic bonding in the first bonding step (step S104) was described, but the method for manufacturing an electronic device according to the present invention is applicable to a manufacturing method that performs anodic bonding multiple times. This can also be applied to cases where anodic bonding is performed more than twice (three times or more).
また、上述では第1接合工程で陽極接合を用いる方法で説明したが、他の接着物質を用いない接合方法で実施する場合でも、本発明は適用できる。具体的には、低温プラズマ活性化接合などの接合面の平坦度や清浄度が必要な直接接合技術に対しても適用することができる。 Moreover, although the method using anodic bonding in the first bonding step has been described above, the present invention can also be applied to a case where a bonding method that does not use any other adhesive substance is used. Specifically, it can also be applied to direct bonding techniques that require flatness and cleanliness of the bonding surface, such as low-temperature plasma activated bonding.
以上のことから、本実施形態に係る加速度センサー100によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)基体10の蓋体50側の面11と蓋体50の基体10側の第4面52とに当接された間隙部材90を含んでいるので、接合材60(低融点ガラス)を介して、基体10と蓋体50とを接合する際に、間隙部材90の高さにより、基体10と蓋体50との間隔h2が規定される。
その結果、接合部61に付与される接合材60の量によらず、基体10と蓋体50との間に接合材60を一定の高さ(量)で確実に挿入することができる。つまり、接合部61に付与される接合材60の量が規定量より多い場合であっても、基体10と蓋体50との間隔h2が大きくなることを抑制することができる。
また、接合部61に付与される接合材60の量が規定量より少ない場合でも、基体10と蓋体50との間隔h2が小さくなることを抑制することができる。その結果、基体10と蓋体50との間隔h2を一定にして確実に接合することができることから、接合強度が劣化することを低減させて信頼性の高い加速度センサー100を得ることができる。
From the above, according to the
(1) Since it includes the
As a result, the
Further, even if the amount of
(2)間隙部材90と機能素子80とが同じ材料で形成されているので、間隙部材90を形成するためだけの製造工程を必要としないことで、コストアップさせずに間隙部材90を得ることができる。
(2) Since the
(3)間隙部材90と機能素子80とがシリコンで形成されているので、間隙部材90と機能素子80とを同一基板から容易に一括形成することができ、低コスト化を図ることができる。
(3) Since the
(4)間隙部材90が機能素子80を囲んで配置されているので、低融点ガラスを介して、基体10と蓋体50とを接合する際に、間隙部材90の高さh1により、機能素子80の周囲に亘って、基体10と蓋体50との間隔h2が規定される。
その結果、接合部61に付与される接合材60の量によらず、機能素子80の周囲に亘って、基体10と蓋体50との間に接合材60を一定の高さ(量)で確実に挿入することができる。その結果、基体10と蓋体50とを確実に接合することができる。
(4) Since the
As a result, regardless of the amount of the
(5)間隙部材90はシリコンを含んで形成されているので、間隙部材90を形成する際に、シリコン半導体デバイスの作製に用いられる加工技術の適用が可能となる。その結果、微細かつ高い精度で間隙部材90を形成することができる。
(5) Since the
(6)蓋体50はシリコンを含んで形成されているので、蓋体50を形成する際に、シリコン半導体デバイスの作製に用いられる加工技術の適用が可能となる。その結果、微細かつ高い精度で蓋体50を形成することができる。
(6) Since the
(7)基体10はガラスを含んで形成されているので、基体10と機能素子80との間に絶縁性を保つ際に、基体10に絶縁膜を介在させる必要が無く、容易に絶縁分離をすることができる。
(7) Since the
(8)基体10と蓋体50とを接合する際に、低融点ガラスで接合するので、低温度で接合することができる。その結果、基体10と蓋体50とが高温にさらされることを低減し、破損を抑制することができる。
(8) When the
(変形例1)
図11は、変形例1に係る加速度センサーを模式的に示し、間隙部材および突起部を拡大した正断面図である。上記実施形態では、図2のように、加速度センサー100は、基体10の蓋体50側の面と蓋体50の基体10側の面とに当接された間隙部材90を含んでいる構成であるものとして説明したが、この構成に限定するものではない。
以下、変形例1に係る加速度センサー200について説明する。なお、実施形態と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
(Modification 1)
FIG. 11 is a front cross-sectional view schematically showing an acceleration sensor according to Modification Example 1, with the gap member and the projection portion enlarged. In the above embodiment, as shown in FIG. 2, the
The
間隙部材290は、蓋体250と一体に形成されており、材質は、例えば、ガラス(ホウ珪酸ガラス)、シリコンである。
The
本変形例に係る加速度センサー200の製造方法では、実施形態で説明したエッチング工程(ステップS105)では、間隙部材90を形成せず、蓋体準備工程(ステップS103)において、間隙部材290を形成する。形成には、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を適用することができる。
In the method for manufacturing the
以上述べたように、本変形例に係る加速度センサー200によれば、実施形態での効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
As described above, according to the
間隙部材290は、蓋体250と一体になっていることによって、間隙部材290と蓋体250とを同一基板から容易に一括形成することができ、低コスト化を図ることができる。
Since the
また、上記の実施形態において、機能素子80を挟んで対向するように間隙部材90が2辺に配置されることに限定されない。図12~図16は、変形例に係る間隙部材90の配置を示す概略平面図である。
Further, in the above embodiment, the
(変形例2)
図12に示すように、上記の加速度センサーにおいて、間隙部材90は、機能素子80の少なくとも1つの角部に沿って、設けられていてもよい。図12では、間隙部材90は、機能素子80の4つの角部の各部に配置されている。
(Modification 2)
As shown in FIG. 12, in the above acceleration sensor, the
(変形例3)
図13に示すように、上記の加速度センサーにおいて、間隙部材90は、機能素子80の対角線上の対向する位置に設けられていてもよい。図13においては、間隙部材90が、機能素子80の+X軸方向、かつ+Y軸方向の角部と、機能素子の-X軸方向、かつ-Y軸方向の角部に設けられている例を示している。
(Modification 3)
As shown in FIG. 13, in the acceleration sensor described above, the
(変形例4)
図14に示すように、上記の加速度センサーにおいて、間隙部材90は、機能素子80の周囲に沿って設けられていてもよい。
(Modification 4)
As shown in FIG. 14, in the above acceleration sensor, the
(変形例5)
図15に示すように、上記の加速度センサーにおいて、間隙部材90は、X軸方向およびY軸方向に沿って、機能素子80の外側に設けられていてもよい。
(Modification 5)
As shown in FIG. 15, in the above acceleration sensor, the
(変形例6)
図16に示すように、上記の加速度センサーおいて、間隙部材90は、X軸方向に沿って、機能素子80を挟み込む位置に設けられていてもよい。
(Modification 6)
As shown in FIG. 16, in the above acceleration sensor, the
[電子機器]
次に、上記の電子デバイスを備えている電子機器について説明する。図17は、電子デバイスを備えている電子機器としてのモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピューターの構成を模式的に示す斜視図である。
[Electronics]
Next, an electronic device including the above electronic device will be described. FIG. 17 is a perspective view schematically showing the configuration of a mobile (or notebook) personal computer as an electronic device including an electronic device.
図17に示すように、パーソナルコンピューター1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示部1101を有する表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター1100には、上記で説明した電子デバイス(例えば、加速度センサー100)が内蔵されている。
As shown in FIG. 17, the
図18は、上記の電子デバイスを備えている電子機器としての携帯電話機(PHSも含む)の構成を模式的に示す斜視図である。図18に示すように、携帯電話機1200は、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206を備え、操作ボタン1202と受話口1204との間には、表示部1201が配置されている。このような携帯電話機1200には、電子デバイス(例えば、加速度センサー100)が内蔵されている。
FIG. 18 is a perspective view schematically showing the configuration of a mobile phone (including a PHS) as an electronic device including the above electronic device. As shown in FIG. 18, the
図19は、上記の電子デバイス(例えば、加速度センサー100)を備えている電子機器としてのデジタルスチールカメラの構成を模式的に示す斜視図である。なお、図19には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。 FIG. 19 is a perspective view schematically showing the configuration of a digital still camera as an electronic device including the above electronic device (eg, acceleration sensor 100). Note that FIG. 19 also simply shows connections with external devices.
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルスチールカメラ1300は、被写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)などの撮像素子により光電変換して撮像信号(画像信号)を生成する。
Here, while a normal camera exposes a silver halide photographic film to a light image of a subject, the
デジタルスチールカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面(図中手前側)には、表示部1310が設けられ、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部1310は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。
A
また、ケース1302の正面側(図中奥側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCDなどを含む受光ユニット1304が設けられている。撮影者が表示部1310に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン1306を押下すると、その時点におけるCCDの撮像信号が、メモリー1308に転送・格納される。
Furthermore, a
また、このデジタルスチールカメラ1300においては、ケース1302の側面に、ビデオ信号出力端子1312と、データ通信用の入出力端子1314とが設けられている。
そして、ビデオ信号出力端子1312には、テレビモニター1430が、データ通信用の入出力端子1314には、パーソナルコンピューター1440が、それぞれ必要に応じて接続される。
Further, in this digital
A
さらに、所定の操作により、メモリー1308に格納された撮像信号が、テレビモニター1430や、パーソナルコンピューター1440に出力される構成になっている。このようなデジタルスチールカメラ1300には、電子デバイスが内蔵されている。
Furthermore, the image pickup signal stored in the
このような電子機器は、上述した電子デバイスを備えていることから、上記実施形態で説明した効果が反映され、小型化が図られ信頼性に優れている。 Since such electronic equipment includes the electronic device described above, the effects described in the above embodiments are reflected, and the electronic equipment is miniaturized and has excellent reliability.
なお、上記の電子デバイスを備えている電子機器としては、これら以外に、例えば、インクジェット式吐出装置(例えば、インクジェットプリンター)、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、各種ナビゲーション装置、ページャー、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、POS端末、医療機器(例えば、電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡)、魚群探知機、各種測定機器、計器類、フライトシミュレーターなどが挙げられる。 In addition to these, examples of electronic equipment equipped with the above-mentioned electronic devices include inkjet discharge devices (e.g., inkjet printers), laptop personal computers, televisions, video cameras, video tape recorders, and various navigation devices. , pagers, electronic notebooks (including those with communication functions), electronic dictionaries, calculators, electronic game devices, word processors, workstations, videophones, security TV monitors, electronic binoculars, POS terminals, medical equipment (e.g. electronic thermometers, blood pressure Examples include blood glucose meters, electrocardiogram measuring devices, ultrasound diagnostic devices, electronic endoscopes), fish finders, various measuring devices, instruments, and flight simulators.
いずれの場合にも、これらの電子機器は、上記の電子デバイスを備えていることから、上記実施形態で説明した効果が反映され、信頼性に優れている。 In either case, since these electronic devices include the above electronic device, the effects described in the above embodiments are reflected, and they are excellent in reliability.
[移動体]
次に、上記の電子デバイスを備えている移動体について説明する。図20は移動体の一例としての自動車を模式的に示す斜視図である。自動車1500には、上記の電子デバイスが搭載されている。
[Mobile object]
Next, a mobile object equipped with the above electronic device will be described. FIG. 20 is a perspective view schematically showing an automobile as an example of a moving object. The
例えば、図20に示すように、移動体としての自動車1500には、電子デバイス(例えば、加速度センサー100)を内蔵して、タイヤ1503などを制御する電子制御ユニット1502が車体1501に搭載されている。これによれば、自動車1500は、上記の電子デバイスを備えていることから、上記実施形態で説明した効果が反映され、信頼性に優れている。
For example, as shown in FIG. 20, an
なお、上記の電子デバイスは、他にもキーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム(ABS)、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム(TPMS:Tire Pressure Monitoring System)、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システムなどの電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)に広く適用できる。 In addition, the above electronic devices include keyless entry, immobilizer, car navigation system, car air conditioner, anti-lock brake system (ABS), air bag, tire pressure monitoring system (TPMS), It can be widely applied to electronic control units (ECUs) such as engine controls, battery monitors for hybrid and electric vehicles, and vehicle attitude control systems.
上記の電子デバイスは、上記自動車1500に限らず、自走式ロボット、自走式搬送機器、列車、船舶、飛行機、人工衛星などを含む移動体の姿勢検出センサーなどとして好適に用いることができ、いずれの場合にも、上記実施形態で説明した効果が反映され、信頼性に優れた移動体を提供することができる。
The above-mentioned electronic device can be suitably used as an attitude detection sensor for a mobile body including not only the
なお、上述した電子デバイスは、加速度センサー100に限定されるものではなく、機能素子が角速度検出機能を備えている角速度センサー、機能素子が圧力検出機能を備えている圧力センサー、機能素子が重量検出機能を備えている重量センサーや、これらのセンサー(加速度センサーを含む)が複合した複合センサーなどであってもよい。
また、電子デバイスは、機能素子が振動片である振動子、発振器、周波数フィルターなどであってもよい。
Note that the electronic device described above is not limited to the
Further, the electronic device may be a vibrator whose functional element is a vibrating element, an oscillator, a frequency filter, or the like.
8…シリコン基板、10…基体、11…第1面、12…第2面、14…凹部、15,16,17…溝部、20,22,24…配線、30,32,34…外部接続端子、40,42,44…コンタクト部、50…蓋体、51…第3面、52…第4面、53…突起部、54…第5面、55…端子孔、56…内部空間、57…凹部、58…貫通孔、60…接合材、61…接合部、70…封止部材、80…機能素子、81…固定部、82…固定部、84…連結部、84a…梁、85…連結部、85a…梁、86…可動部、87…可動電極部、88…固定電極部、89…固定電極部、90…間隙部材、100…電子デバイスとしての加速度センサー、200…加速度センサー、250…蓋体、290…間隙部材、1100…電子機器としてのパーソナルコンピューター、1101…表示部、1102…キーボード、1104…本体部、1106…表示ユニット、1200…電子機器としての携帯電話機、1201…表示部、1202…操作ボタン、1204…受話口、1206…送話口、1300…電子機器としてのデジタルスチールカメラ、1302…ケース、1304…受光ユニット、1306…シャッターボタン、1308…メモリー、1310…表示部、1312…ビデオ信号出力端子、1314…入出力端子、1430…テレビモニター、1440…パーソナルコンピューター、1500…移動体としての自動車、1501…車体、1502…電子制御ユニット、1503…タイヤ。 8... Silicon substrate, 10... Base, 11... First surface, 12... Second surface, 14... Recess, 15, 16, 17... Groove, 20, 22, 24... Wiring, 30, 32, 34... External connection terminal , 40, 42, 44... Contact portion, 50... Lid, 51... Third surface, 52... Fourth surface, 53... Projection, 54... Fifth surface, 55... Terminal hole, 56... Internal space, 57... Recessed portion, 58... Through hole, 60... Joining material, 61... Joining part, 70... Sealing member, 80... Functional element, 81... Fixing part, 82... Fixing part, 84... Connection part, 84a... Beam, 85... Connection Part, 85a... Beam, 86... Movable part, 87... Movable electrode part, 88... Fixed electrode part, 89... Fixed electrode part, 90... Gap member, 100... Acceleration sensor as an electronic device, 200... Acceleration sensor, 250... Lid body, 290... Gap member, 1100... Personal computer as an electronic device, 1101... Display section, 1102... Keyboard, 1104... Main body section, 1106... Display unit, 1200... Mobile phone as an electronic device, 1201... Display section, 1202... Operation button, 1204... Earpiece, 1206... Mouthpiece, 1300... Digital still camera as an electronic device, 1302... Case, 1304... Light receiving unit, 1306... Shutter button, 1308... Memory, 1310... Display section, 1312 ...Video signal output terminal, 1314...Input/output terminal, 1430...Television monitor, 1440...Personal computer, 1500...Car as a moving object, 1501...Vehicle body, 1502...Electronic control unit, 1503...Tire.
Claims (10)
前記Z軸に直交し、互いに表裏の関係にある第1面及び第2面を含み、静電容量の変化
に基づき角速度を検出する機能を備えた機能素子が一体化された基体と、
前記Z軸に直交し、互いに表裏の関係にある第3面及び第4面を含み、前記一体化され
た基体の前記機能素子側の面との間に設けられる内部空間に前記機能素子を収納するよう
に、前記第4面が接合材を介して前記一体化された基体に接合されている蓋体と、
前記蓋体と前記一体化された基体との間に配置されている間隙部材と、
前記蓋体に設けられ、封止部材により塞がれた貫通孔と、
を含み、
前記機能素子は、真空状態に密封されており、
前記間隙部材の前記Z軸方向の高さは、前記接合材の前記Z軸方向の厚さより大きく、
前記間隙部材と前記接合材は離間して設けられ、
前記間隙部材は、Z軸方向からの平面視で前記機能素子を囲む周状に配置され、前記基
体と物理的に接触していることを特徴とする角速度センサー。 When the three axes that are perpendicular to each other are the X axis, Y axis, and Z axis,
a base including a first surface and a second surface that are perpendicular to the Z-axis and in a front-back relationship with each other, and in which a functional element having a function of detecting angular velocity based on a change in capacitance is integrated;
The functional element is housed in an internal space that is perpendicular to the Z-axis and includes a third surface and a fourth surface that are in a front-back relationship with each other, and that is provided between the surface of the integrated base on the functional element side. a lid body, the fourth surface of which is bonded to the integrated base via a bonding material;
a gap member disposed between the lid body and the integrated base body;
a through hole provided in the lid body and closed by a sealing member;
including;
The functional element is sealed in a vacuum state,
The height of the gap member in the Z-axis direction is greater than the thickness of the bonding material in the Z-axis direction,
The gap member and the bonding material are provided apart from each other,
The angular velocity sensor is characterized in that the gap member is arranged in a circumferential shape surrounding the functional element in a plan view from the Z-axis direction, and is in physical contact with the base body.
前記間隙部材は、前記蓋体と一体化されていることを特徴とする角速度センサー。 In claim 1,
The angular velocity sensor is characterized in that the gap member is integrated with the lid body.
前記一体化された基体の前記第1面上に前記機能素子と接続されている配線が設けられ
、
前記Z軸方向からの平面視で、前記接合材と交差していることを特徴とする角速度セン
サー。 In claim 1 or 2,
Wiring connected to the functional element is provided on the first surface of the integrated base,
An angular velocity sensor that intersects with the bonding material when viewed in plan from the Z-axis direction.
前記間隙部材の材料は、シリコンを含むことを特徴とする角速度センサー。 In any one of claims 1 to 3,
An angular velocity sensor characterized in that the material of the gap member includes silicon.
前記間隙部材は、前記蓋体から前記基体へ向かって延出しており、
前記蓋体は、前記間隙部材と離間して第1突起部を備え、
前記接合材は、前記第1突起部と前記基体の間に設けられていることを特徴とする角速
度センサー。 In any one of claims 1 to 4,
The gap member extends from the lid toward the base,
The lid includes a first protrusion separated from the gap member,
The angular velocity sensor is characterized in that the bonding material is provided between the first protrusion and the base body.
前記間隙部材が前記蓋体から延出する長さをh1、
前記接合材の厚みをh2、
前記第1突起部が前記蓋体から延出する長さをh3、としたとき、
h1=h2+h3
が成り立つことを特徴とする角速度センサー。 In claim 5 ,
The length of the gap member extending from the lid body is h1,
The thickness of the bonding material is h2,
When the length of the first protrusion extending from the lid body is h3,
h1=h2+h3
An angular velocity sensor characterized by the following:
前記Z軸方向からの平面視で、前記第1突起部の幅は、50um以上200um以下で
あることを特徴とする角速度センサー。 In claim 5 or 6,
The angular velocity sensor is characterized in that the first protrusion has a width of 50 um or more and 200 um or less when viewed in plan from the Z-axis direction.
前記Z軸方向からの平面視で、前記間隙部材の幅は、50um以上200um以下であ
ることを特徴とする角速度センサー。 In any one of claims 1 to 7,
The angular velocity sensor is characterized in that the gap member has a width of 50 um or more and 200 um or less when viewed in plan from the Z-axis direction.
器。 An electronic device comprising the angular velocity sensor according to any one of claims 1 to 8.
。 A moving body comprising the angular velocity sensor according to any one of claims 1 to 8.
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