CN105319392A - 物理量传感器及其制造方法、电子设备及移动体 - Google Patents

物理量传感器及其制造方法、电子设备及移动体 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种尺寸精度优良,可靠性高的物理量传感器及其制造方法、电子设备及移动体。本发明的物理量传感器的制造方法包括:准备工序,准备支承基板(2)和密封基板(5),支承基板(2)设置有陀螺传感器元件(3)以及加速度传感器元件(4),密封基板(5)设置有在同一面上开放的凹部(51)以及凹部(52),且具有与凹部(51)连通的贯穿孔(53)和与凹部(52)连通的贯穿孔(54);接合工序,以将陀螺传感器元件(3)收纳于凹部(51)中并将加速度传感器元件(4)收纳于凹部(52)中的方式,将密封基板(5)接合在支承基板(2)上;密封工序,将熔点与支承基板(2)以及密封基板(5)的熔点或软化点相比较低的密封材料(6a、7a)填充于贯穿孔(53、54)中,而对凹部(51、52)进行密封。

Description

物理量传感器及其制造方法、电子设备及移动体
技术领域
本发明涉及一种物理量传感器的制造方法、物理量传感器、电子设备及移动体。
背景技术
例如,已知一种具备角速度传感器和加速度传感器的复合传感器(例如,参照专利文献1)。
专利文献1所公开的复合传感器具备:两个传感器;配置有各传感器的传感器基板;与传感器基板接合并具有两个分别收纳各个传感器的凹部的盖基板。此外,收纳有各个传感器的凹部被气密密封,且压力互不相同。
在专利文献1中,在制造此种复合传感器时,将各个传感器元件配置在具有槽的传感器基板用母材上,接下来,以各个传感器元件被收纳于各凹部中的方式将盖基板用母材接合于传感器基板用母材上。通过在压力低于大气压的第一压力状态下实施该接合,从而能够以各凹部内维持第一压力状态的方式对各个传感器元件进行密封。另外,两个凹部中的一个凹部经由槽而与外部连通。
然后,将各个母材被接合而成的接合体的气氛设为,压力高于第一压力状态的第二压力状态。由此,经由槽而与外部连通的一个凹部内成为第二压力状态。最后,通过在该第二压力状态下实施加热以及加压,从而以压溃槽的方式使各个母材变形。由此,第二凹部以第二压力状态被气密密封。通过采用此方式,从而能够以互不相同的压力对各个传感器元件进行气密密封。
然而,由于在对第二凹部进行密封时,以使槽压溃的方式进行密封,因此根据其程度,复合传感器的尺寸精度会降低,从而可靠性会变低。
专利文献1:日本特开2010-107325号公报
发明内容
本发明的目的在于,提供一种尺寸精度优良,可靠性高的物理量传感器的制造方法以及物理量传感器、电子设备以及移动体。
应用例1
本发明的物理量传感器的制造方法的特征在于,包括:准备工序,准备支承基板和密封基板,所述支承基板设置有第一传感器元件以及第二传感器元件,所述密封基板在所述支承基板侧设置有第一收纳部以及第二收纳部,且具有与所述第一收纳部连通的贯穿孔;接合工序,以将所述第一传感器元件收纳于所述第一收纳部侧,且将所述第二传感器元件收纳于所述第二收纳部侧的方式,将所述密封基板接合在所述支承基板上;密封工序,将熔点与所述支承基板以及所述密封基板的熔点或软化点相比较低的密封材料填充于所述贯穿孔中,而对所述第一收纳部进行密封。
根据本发明,例如,在通过支承基板与密封基板的接合而对第二收纳部进行了密封后,在与密封后的第二收纳部内的压力不同的气氛下实施密封工序,从而能够使密封后的第一收纳部内的压力与第二收纳部内的压力不同。
此外,由于通过将密封材料填充至第一贯穿孔中的方法来对第一收纳部进行密封,因此能够省略如“日本特开2010-107325(专利文献1)”那样的以压溃槽的方式使基板变形的工序。由此,能够在不使支承基板变形的条件下,对第一收纳部进行密封。因此,通过本制造方法而获得的物理量传感器的尺寸精度优异,且可靠性较高。
而且,密封材料的熔点低于支承基板以及密封基板的熔点或软化点。由此,通过例如将密封材料、支承基板以及密封基板加热至密封材料的熔点以上且低于支承基板以及密封基板的熔点或软化点的温度,从而能够在防止各个基板发生热变形的同时,使密封材料熔融以便对第一收纳部进行密封。
应用例2
在本发明的物理量传感器的制造方法中,优选为,在所述接合工序中,通过所述支承基板与所述密封基板的接合而对所述第二收纳部进行密封。
由此,能够在进行接合工序的同时实施对第二收纳部的密封。因此,能够省略另外实施对第二收纳部进行密封的工序,相对应地,本制造方法变得简化。
此外,由于在接合工序后,第二收纳部被密封,因此能够通过使各个基板的气氛的压力发生变化,从而使第一收纳部内的压力不同于第二收纳部内的压力。因此,能够以不同的压力状态对第一收纳部和第二收纳部进行密封。
应用例3
在本发明的物理量传感器的制造方法中,优选为,当将所述贯穿孔设为第一贯穿孔,将所述密封材料设为第一密封材料时,所述密封基板具有与所述第二收纳部连通的第二贯穿孔,所述物理量传感器的制造方法包括第二密封工序,在所述第二密封工序中,通过填充于所述第二贯穿孔中的第二密封材料而对所述第二收纳部进行密封。
由此,能够容易地错开对各个收纳部进行密封的时机。因此,能够先对一个收纳部进行密封,之后使各个基板的气氛的压力发生变化,并对另一个收纳部进行密封。因此,能够以不同的压力对第一收纳部和第二收纳部进行密封。
应用例4
在本发明的物理量传感器的制造方法中,优选为,所述密封材料含有金属材料,在所述密封工序中,通过使所述密封材料熔融,从而对所述第一收纳部进行密封。
由此,能够使熔融后的密封材料紧贴在贯穿孔的内侧面上。因此,能够容易且有效地对第一收纳部进行密封。
应用例5
在本发明的物理量传感器的制造方法中,优选为,所述第一收纳部的密封和所述第二收纳部的密封在压力互不相同的气氛下被实施。
由此,能够使密封工序后的第一收纳部内的压力和第二收纳部内的压力不同。
应用例6
在本发明的物理量传感器的制造方法中,优选为,所述第一传感器元件为陀螺传感器元件,所述第二传感器元件为加速度传感器元件,所述第一收纳部的密封在低于大气压的压力的第一气氛下被实施,所述第二收纳部的密封在与所述第一气氛相比压力较高的第二气氛下被实施。
由此,各个传感器能够分别发挥优异的检测精度。
应用例7
在本发明的物理量传感器的制造方法中,优选为,包括:第一密封工序,将第一密封材料填充于所述第一贯穿孔中,而对所述第一收纳部进行密封;第二密封工序,将与所述第一密封材料相比熔点较高的第二密封材料填充于所述第二贯穿孔中,而对所述第二收纳部进行密封。
由此,在物理量传感器的制造工序中,例如能够通过以将第一密封材料配置于第一贯穿孔中且将第二密封材料配置于第二贯穿孔中的状态,而在同一腔室内对支承基板以及密封基板的加热温度进行变更这一简单的方法,从而在不同的时机使第一密封材料以及第二密封材料熔融。因此,能够容易地使第一收纳部的密封的时机和第二收纳部的密封的时机不同。因此,通过使第一密封材料熔融时和第二密封材料熔融时的腔室内的压力不同,从而能够使密封后的第一收纳部内的压力和密封后的第二收纳部内的压力不同。
如此,能够通过上述那样的简单的方法而得到本发明的物理量传感器,从而生产率较高。
而且,在上述方法中,能够省略如“日本特开2010-107325(专利文献1)”那样的以压溃槽的方式使基板变形的工序。由此,能够在不使支承基板变形的条件下,对第一收纳部以及第二收纳部进行密封。因此,通过本发明而获得的物理量传感器的尺寸精度优异,且可靠性较高。
应用例8
在本发明的物理量传感器的制造方法中,优选为,所述第一密封工序以及所述第二密封工序在同一腔室内被实施,在所述第一密封工序中,将所述腔室内的温度设为至少高于所述第一密封材料的熔点的第一温度,而使所述第一密封材料熔融,在所述第二密封工序中,将所述腔室内的温度从所述第一温度起设为至少高于所述第二密封材料的熔点的第二温度,而使所述第二密封材料熔融。
由此,能够在不相对于腔室进行拿进拿出的条件下,实施接合工序、第一密封工序以及第二密封工序。因此,能够进一步提高物理量传感器的生产率。
应用例9
在本发明的物理量传感器的制造方法中,优选为,还包括在实施所述第一密封工序之前,先将所述第一密封材料配置于所述第一贯穿孔中,且将所述第二密封材料配置于所述第二贯穿孔中的配置工序。
由此,能够在不相对于腔室进行拿进拿出的条件下,实施接合工序、第一密封工序以及第二密封工序。因此,能够进一步提高物理量传感器的生产率。
应用例10
本发明的物理量传感器的制造方法的特征在于,包括:准备工序,准备配置有传感器元件的支承基板和具有贯穿孔的密封基板;接合工序,以所述传感器元件被收纳于至少由所述支承基板和所述密封基板构成的收纳空间内的方式,对所述支承基板和所述密封基板进行接合;密封工序,将密封材料配置于所述贯穿孔中,并对所述收纳空间进行密封,所述接合工序中的所述支承基板以及所述密封基板的温度Ta低于所述密封材料的熔点Tb,在所述密封工序中,通过设为所述熔点Tb以上的温度Tc而使所述密封材料熔融,从而对所述贯穿孔进行密封。
根据本发明,由于通过将密封材料填充于贯穿孔中这一方法来对收纳空间进行密封,因此能够省略如“日本特开2010-107325(专利文献1)”那样的以压溃槽的方式使基板变形的工序。由此,能够在不使支承基板变形的条件下,对收纳空间进行密封。因此,通过本制造方法而获得的物理量传感器的尺寸精度优异,且可靠性较高。
此外,由于接合工序中的支承基板以及密封基板的温度Ta低于密封材料的熔点Tb,因此能够在例如接合工序之前,预先将密封材料配置于贯穿孔中,并在该配置状态下,在同一腔室内实施接合工序以及密封工序。因此,能够减少相对于腔室拿进拿出支承基板以及密封基板的次数。因此,相对应地,本制造方法变得简化,从而生产率优异。
而且,当相对于腔室拿进拿出物理量传感器时,传感器元件从与常温相比为高温的接合温度暂时降至常温,之后,为了密封而再次升温。因此,增加了多余的热履历(热循环),成为使传感器元件的可靠性降低的原因之一。在本发明中,能够减少相对于腔室的拿进拿出的次数,从而能够减少上述热履历。因此,能够提供可靠性优异的物理量传感器。
应用例11
在本发明的物理量传感器的制造方法中,优选为,所述接合工序以及所述密封工序在同一腔室内被实施。
由此,能够省略在接合工序之后,相对于腔室拿进拿出支承基板以及密封基板的动作。由此,本发明在生产率方面较为优异。
应用例12
在本发明的物理量传感器的制造方法中,优选为,在所述接合工序后,所述腔室内的温度被维持在所述温度Ta以上,直至所述密封材料被填充到所述贯穿孔中为止。
由此,只需在接合工序后,使腔室内的温度上升温度Ta与温度Tc之差即可。因此,能够以较短的时间将密封材料的温度设为Tc而使密封材料填充于贯穿孔中。
应用例13
在本发明的物理量传感器的制造方法中,优选为,包括在所述接合工序之前,先将所述密封材料配置于所述贯穿孔中的工序。
由此,例如能够省略在同一腔室内,在接合工序后,将密封材料配置到贯穿孔中的动作。因此,只需将在贯穿孔中配置有密封材料的密封基板以及支承基板放入腔室内,便能够实施接合工序以及密封工序。
应用例14
本发明的物理量传感器的特征在于,具备:支承基板;第一传感器元件,其被设置在所述支承基板的一个面上;第二传感器元件,其被设置在所述支承基板的所述一个面上,并且被设置在与所述第一传感器元件不同的位置处;密封基板,具有:对所述第一传感器元件进行收纳的第一收纳部;对所述第二传感器元件进行收纳的第二收纳部;与所述第一收纳部连通的第一贯穿孔;以及与所述第二收纳部连通的第二贯穿孔,所述密封基板被接合在所述支承基板的所述一个面上;第一密封材料,其被填充于所述第一贯穿孔中,而对所述第一收纳部进行密封;第二密封材料,其被填充于所述第二贯穿孔中,而对所述第二收纳部进行密封,所述第一密封材料的熔点和所述第二密封材料的熔点互不相同。
由此,在物理量传感器的制造工序中,例如能够通过以将第一密封材料配置于第一贯穿孔中且将第二密封材料配置于第二贯穿孔中的状态,而在同一腔室内对支承基板以及密封基板的加热温度进行变更这一简单的方法,从而使第一密封材料以及第二密封材料在不同的时机熔融。因此,能够容易地使第一收纳部的密封的时机和第二收纳部的密封的时机不同。因此,通过使第一密封材料熔融时和第二密封材料熔融时的腔室内的压力不同,从而能够使密封后的第一收纳部内的压力和密封后的第二收纳部内的压力不同。
如此,能够通过上述那样的简单的方法而得到本发明的物理量传感器,从而生产率较高。
而且,在上述方法中,能够省略如“日本特开2010-107325(专利文献1)”那样的以压溃槽的方式使基板变形的工序。由此,能够在不使支承基板变形的条件下,对第一收纳部以及第二收纳部进行密封。因此,本发明的物理量传感器的尺寸精度优异,且可靠性较高。
应用例15
在本发明的物理量传感器中,优选为,所述第一密封材料的熔点以及所述第二密封材料的熔点均低于所述支承基板以及所述密封基板的熔点或软化点。
由此,能够防止如下的情况,即,在物理量传感器的制造工序中,在使第一密封材料以及第二密封材料熔融时,支承基板以及密封基板发生热变形的情况。因此,物理量传感器的尺寸精度更加优异。
应用例16
在本发明的物理量传感器中,优选为,所述第一密封材料的熔点与所述第二密封材料的熔点之差大于等于30℃且小于等于150℃。
由此,能够得到生产率以及可靠性较高的物理量传感器。
应用例17
在本发明的物理量传感器中,优选为,所述第一传感器元件为陀螺传感器元件,所述第二传感器元件为加速度传感器元件,所述第一密封材料的熔点低于所述第二密封材料的熔点。
当以将第一密封材料配置于第一贯穿孔中且将第二密封材料配置于第二贯穿孔中的状态,而使支承基板以及密封基板的加热温度在同一腔室内从与第一密封材料的熔点相比较低的温度起上升时,第一收纳部先于第二收纳部而被密封。
此外,在制造物理量传感器时,通过在第一收纳部被密封之后,且在第二收纳部被密封之前,使腔室内的压力进行变更,从而针对后被密封的第二收纳部的气压而言,能够使先被密封的第一收纳部的气压低于第二收纳部的气压。
而且,一般情况下,陀螺传感器元件在与大气压相比气压较低的气氛中发挥优异的检测精度,加速度传感器元件与陀螺传感器元件相比在气压较高的气氛中发挥优异的检测性。
由此,根据本应用例的结构,第一传感器元件以及第二传感器元件能够分别发挥优异的检测精度。
应用例18
在本发明的物理量传感器中,优选为,所述第一密封材料以及所述第二密封材料分别含有金属材料或低熔点玻璃材料。
由此,满足与支承基板以及密封基板相比熔点较低这一条件的第一密封材料的构成材料以及第二密封材料的构成材料的选定均变得容易。
应用例19
在本发明的物理量传感器中,优选为,所述第一贯穿孔具有横截面面积趋向于所述第一收纳部而减小的部分。
由此,当使密封材料熔融并填充第一贯穿孔中时,能够稳定地配置熔融以前的密封材料。
应用例20
本发明的物理量传感器的特征在于,具备:第一传感器元件;支承基板,其上配置有所述第一传感器元件;密封基板,其被接合在所述支承基板上,并与所述支承基板之间形成第一收纳空间,且具有通至所述第一收纳空间的贯穿孔;密封材料,其对所述贯穿孔进行密封,所述第一传感器元件被收纳于所述第一收纳空间内,所述密封材料的熔点高于所述支承基板与所述密封基板的接合所需的温度。
根据本发明,通过在制造工序中,将密封材料加热至熔点以上,从而能够密封第一收纳空间。由此,能够省略如“日本特开2010-107325(专利文献1)”那样的以压溃槽的方式使基板变形的工序。由此,能够在不使各个基板发生变形的条件下,对第一收纳空间进行密封。因此,通过本制造方法而获得的物理量传感器的尺寸精度优异,且可靠性较高。
应用例21
在本发明的物理量传感器中,优选为,所述贯穿孔具有横截面面积从所述密封基板的与所述第一收纳空间相反的一侧趋向于所述第一收纳空间而减小的部分。
由此,当例如使密封材料熔融并填充到贯穿孔中时,能够稳定地配置熔融以前的密封材料。
应用例22
在本发明的物理量传感器中,优选为,还具有第二收纳空间和第二传感器元件,其中,所述第二收纳空间通过对所述支承基板和所述密封基板进行接合而被形成,所述第二传感器元件被收纳于所述第二收纳空间内,在所述第二收纳空间中未形成有通至所述第二收纳空间的贯穿孔。
由于通过支承基板与密封基板的接合而形成第二收纳空间,并且在第二收纳空间中未形成通至第二收纳空间的贯穿孔,因此能够提高第二收纳空间的气密性。
应用例23
本发明的物理量传感器的特征在于,具备本发明的物理量传感器。
由此,能够得到可靠性较高的电子设备。
应用例24
本发明的移动体的特征在于,具备本发明的物理量传感器。
由此,能够得到可靠性较高的移动体。
附图说明
图1为第一实施方式所涉及的物理量传感器的剖视图。
图2为表示图1所示的物理量传感器所具备的陀螺传感器元件的俯视图。
图3为表示图1所示的物理量传感器所具备的加速度传感器元件的俯视图。
图4为用于对第一实施方式所涉及的物理量传感器的制造方法进行说明的剖视图,且(a)为表示准备工序的图,(b)为表示接合工序的图,(c)为表示配置工序的图。
图5为用于对第一实施方式所涉及的物理量传感器的制造方法进行说明的剖视图,且(a)为表示第一压力调节工序的图,(b)为表示第一密封工序的图,(c)为表示第二压力调节工序的图。
图6为表示第一实施方式所涉及的物理量传感器的制造方法中的第二密封工序的剖视图。
图7为第二实施方式所涉及的物理量传感器的剖视图。
图8为用于对第一实施方式所涉及的物理量传感器的制造方法进行说明的剖视图,且(a)为表示准备工序的图,(b)为表示配置工序的图,(c)为表示接合工序的图。
图9为用于对第二实施方式所涉及的物理量传感器的制造方法进行说明的剖视图,且(a)为表示第一压力调节工序的图,(b)为表示第一密封工序的图,(c)为表示第二压力调节工序的图。
图10为表示第二实施方式所涉及的物理量传感器的制造方法中的第二密封工序的剖视图。
图11为表示第三实施方式所涉及的物理量传感器的剖视图。
图12为用于对第三实施方式所涉及的物理量传感器的制造方法进行说明的剖视图,且(a)为表示准备工序的图,(b)为表示配置工序的图,(c)为表示在配置状态下将各个基板***到腔室内的状态的图。
图13为用于对第三实施方式所涉及的物理量传感器的制造方法进行说明的剖视图,且(a)为表示接合工序的图,(b)为表示压力调节工序(真空状态)的图。
图14为用于对第三实施方式所涉及的物理量传感器的制造方法进行说明的剖视图,且(a)为表示压力调节工序(大气压状态)的图,(b)为表示密封工序的图。
图15为用于对第四实施方式所涉及的物理量传感器的制造方法进行说明的剖视图,且(a)为表示第一压力调节工序的图,(b)为表示接合工序的图,(c)为表示密封工序的图。
图16为表示应用了具备本实施方式所涉及的物理量传感器的电子设备的便携型(或者笔记本型)的个人计算机的结构的立体图。
图17为表示应用了具备本实施方式所涉及的物理量传感器的电子设备的移动电话(也包括PHS:PersonalHandy-phoneSystem,个人手持式电话***)的结构的立体图。
图18为表示应用了具备本实施方式所涉及的物理量传感器的电子设备的数码照相机的结构的立体图。
图19为表示应用了具备本实施方式所涉及的物理量传感器的移动体的汽车的结构的立体图。
图20为用于对改变例1所涉及的物理量传感器的制造方法进行说明的剖视图。
图21为用于对改变例1所涉及的物理量传感器的制造方法进行说明的剖视图。
图22为表示设置于密封基板上的贯穿孔的状态的概要俯视图。
图23为用于对改变例2所涉及的物理量传感器的制造方法进行说明的剖视图。
图24为用于对改变例2所涉及的物理量传感器的制造方法进行说明的剖视图
图25为表示设置于密封基板上的贯穿孔的状态的概要俯视图。
具体实施方式
以下,根据附图所示的优选实施方式对本发明的物理量传感器的制造方法、物理量传感器、电子设备以及移动体进行详细说明。
第一实施方式
首先,对第一实施方式所涉及的物理量传感器进行说明。
1.物理量传感器
图1为本实施方式所涉及的物理量传感器的剖视图。图2为表示图1所示的物理量传感器所具备的陀螺传感器元件的俯视图。图3为表示图1所示的物理量传感器所具备的加速度传感器元件的俯视图。
另外,在下文中,为了便于说明,将图2、图3中的纸面近前侧称为“上”,将纸面纵深测称为“下”,将右侧称为“右”,将左侧称为“左”。此外,在图1~图7中,作为相互正交的三个轴,图示了X轴、Y轴以及Z轴。此外,在下文中,将与X轴平行的方向(左右方向)称为“X轴方向”,将与Y轴平行的方向称为“Y轴方向”,将与Z轴平行的方向(上下方向)称为“Z轴方向”。
图1所示的物理量传感器1具有:支承基板2;接合并支承于该支承基板2上的陀螺传感器元件(第一传感器元件)3以及加速度传感器元件(第二传感器元件)4;和以覆盖各传感器3、4的方式被设置的密封基板5。
以下,对构成物理量传感器1的各个部分进行说明。
支持基板
支承基板2具有对陀螺传感器元件3以及加速度传感器元件4进行支承的功能。
该支承基板2呈板状,且在其上表面(一个面)上设置有空洞部(凹部)21、22。空洞部21以在俯视观察支承基板2时包含后文所述的陀螺传感器元件3的可动体31、振动体32和四个可动驱动电极部36的方式被形成,且具有内底。这样的空洞部21构成退避部,所述退避部防止可动体31、振动体32和四个可动驱动电极部36与支承基板2发生接触。由此,能够允许陀螺传感器元件3的位移。
另一方面,空洞部22以在俯视观察支承基板2时包含后文所述的加速度传感器元件4的可动部43的方式被形成,且具有内底。这样的空洞部22构成退避部,所述退避部防止加速度传感器元件4的可动部43与支承基板2发生接触。由此,能够允许加速度传感器元件4的位移。
作为这样的支承基板2的构成材料,具体而言,优选使用高电阻的硅材料、玻璃材料,尤其是,当以硅材料为主要材料构成陀螺传感器元件3以及加速度传感器元件4时,优选使用含有碱金属离子(可动离子)的玻璃材料(例如,派热克斯(注册商标)玻璃)这样的硼硅酸盐玻璃)。由此,当以硅为主要材料构成各传感器元件3、4时,能够分别对支承基板2和各传感器元件3、4进行阳极接合。
此外,虽然支承基板2的熔点或软化点(以下,简称为“熔点”)T2未被特别限定,但是优选为,例如在500℃以上,更优选在600℃以上。
此外,对于支承基板2的构成材料,优选为,与陀螺传感器元件3以及加速度传感器元件4的构成材料之间的热膨胀系数差尽可能小的构成材料,具体而言,优选为,支承基板2的构成材料与各传感器元件3、4的构成材料之间的热膨胀系数差小于等于3ppm/℃的构成材料。由此,即使在支承基板2与各传感器元件接合时等被暴露在高温下,也能够降低支承基板2与各个传感器元件之间的残留应力。
陀螺传感器元件
如图2所示,陀螺传感器元件3具有可动体31,振动体32,梁部33,四个固定部34,四个驱动弹簧部35,四个可动驱动电极部36,四对固定驱动电极部38a、38b,可动检测电极部37,固定检测电极部39。
此外,固定部34、驱动弹簧部35、振动体32、可动驱动电极部36、可动体31、梁部33以及可动检测电极部37例如通过对硅基板进行图案形成而被一体地形成。此外,在该硅基板中通过掺杂例如磷、硼等杂质,从而被赋予导电性。
可动体31呈长方形的板状。在该可动体31的外侧,设置有呈四边形的框状的振动体32。可动体31和振动体32通过一对梁部33而被连结。
各个梁部33被连结于可动体31的四个角部中的+Y轴侧的两个角部。梁部33以可扭转变形的方式构成,通过该扭转变形,能够使可动体31在Z轴方向上发生位移。
在振动体32的四个角部上分别连结有驱动弹簧部35的一个端部。此外,各个驱动弹簧部35呈多次曲折后的形状,并且另一端部分别被连结于四个固定部34。
各个固定部34通过例如阳极接合而被固定于支承基板2上。
可动驱动电极部36在振动体32的+Y轴侧的边上设置有两个,在-Y轴侧的边上设置有两个。各个可动驱动电极部36为梳齿状的电极,该梳齿状的电极具有从振动体32起在Y轴方向上延伸的干部和多个从该干部起在X轴方向上延伸的枝部。
固定驱动电极部38a、38b以隔着各个可动驱动电极部36对置的方式被设置。
振动体32通过可动驱动电极部36以及固定驱动电极部38a、38b而在X轴方向上(沿着X轴)进行振动。
可动检测电极部37被设置在可动体31上。可动检测电极部37可以通过在可动体31中掺杂杂质而形成,也可以通过形成于可动体31的表面上的金属层而构成。
固定检测电极部39由设置于支承基板2的空洞部21的底部上的金属层而构成。该固定检测电极部39与可动检测电极部37对置设置。
接下来,对陀螺传感器元件3的动作进行说明。
当向可动驱动电极部36与固定驱动电极部38a、38b之间施加电压时,能够在可动驱动电极部36与固定驱动电极部38a、38b之间产生静电力。由此,能够在使驱动弹簧部35在X轴方向上伸缩的同时,使振动体32在X轴方向上进行振动。此外,可动体31随着振动体32的振动而在X轴方向上进行振动。
当在振动体32于X轴方向上进行振动的状态下,对陀螺传感器元件3施加绕Y轴的角速度(以Y轴为轴的角速度)ωy时,科里奥利力将发挥作用,从而可动体31在Z轴方向上发生位移。通过可动体31在Z轴方向上发生位移,从而可动检测电极部37接近或远离固定检测电极部39。因此,可动检测电极部37与固定检测电极部39之间的电容发生变化。能够通过对该可动检测电极部37与固定检测电极部39之间的电容的变化量进行检测,从而求出绕Y轴的角速度ωy。
加速度传感器元件
加速度传感器元件4对Y轴方向的加速度进行检测。如图3所示,加速度传感器元件4具有支承部41、42,可动部43,连结部44、45,多个第一固定电极指48和多个第二固定电极指49。此外,可动部43具有基部431和多个从基部431起向X轴方向两侧突出的可动电极指432。
支承部41、42分别接合于支承基板2的上表面上,并通过导电性凸块(未图示)而与配线(未图示)电连接。而且,在这些支承部41、42之间设置有可动部43。可动部43在-Y轴侧经由连结部44而与支承部41连结,并在+Y轴侧经由连结部45而与支承部42连结。由此,可动部43能够相对于支承部41、42而如箭头标记b所示那样在Y轴方向上发生位移。
多个第一固定电极指48被配置于可动电极指432的Y轴方向一侧,并且以呈相对于所对应的可动电极指432隔开间隔并啮合的梳齿状的方式而排列。这样的多个第一固定电极指48通过其基端部而被接合于支承基板2的上表面上,并通过导电性凸块而与配线电连接。
相对于此,多个第二固定电极指49被配置于可动电极指432的Y轴方向另一侧,并且以呈相对于所对应的可动电极指432隔开间隔并啮合的梳齿状的方式而排列。这样的多个第二固定电极指49通过其基端部而被接合于支承基板2的上表面上,并通过导电性凸块而与配线电连接。
这样的加速度传感器元件4以如下方式对Y轴方向的加速度进行检测。即,当Y轴方向的加速度被施加于物理量传感器1时,根据该加速度的大小,可动部43在使连结部44、45发生弹性变形的同时,在Y轴方向上发生位移。随着这样的位移,可动电极指432与第一固定电极指48之间的电容以及可动电极指432与第二固定电极指49之间的电容的大小分别发生变化。因此,能够根据这些电容的变化(差动信号)来对加速度进行检测。
密封基板
密封基板5具有对前文所述的陀螺传感器元件(第一传感器元件)3以及加速度传感器元件(第二传感器元件)4进行密封并保护的功能。该密封基板5呈板状,并与支承基板2的上表面接合。此外,密封基板5具有在一个面(下表面)上开放的凹部(第一凹部)51以及凹部(第二凹部)52。
凹部(第一凹部)51作为第一收纳部而对陀螺传感器元件(第一传感器元件)3进行收纳,凹部(第二凹部)52作为第二收纳部而对加速度传感器元件(第二传感器元件)4进行收纳。此外,各个凹部51、52分别具有能够充分收纳各个传感器3、4的程度的大小。
此外,虽然在图示的结构中,凹部51、52以分别凹陷成大致长方体的方式被形成,但是并未限定于此,例如也可以凹陷成半球状、三角锥等形状。
如图1所示,在密封基板5上设置有在其厚度方向上贯穿的贯穿孔53、54。贯穿孔53与凹部51连通,贯穿孔54与凹部52连通。
由于各个贯穿孔53、54均为相同的结构,因此,以下对贯穿孔53进行代表性说明。
贯穿孔53的横截面形状在Z轴方向的全长上呈圆形。此外,贯穿孔53的孔径随着趋向于凹部51侧而逐渐减小。即,贯穿孔53的横截面面积随着趋向于凹部51侧而逐渐减小。贯穿孔53的上表面开口的直径D1与贯穿孔53的下表面开口的直径D2之比D1/D2优选为4~100,更优选为8~35。由此,如后文所述那样,能够将球状的密封材料6a稳定地配置于贯穿孔53中。
此外,贯穿孔53的上表面开口的直径D1未被特别限定,例如,优选为大于等于200μm且小于等于500μm,更优选为大于等于250μm且小于等于350μm。另一方面,贯穿孔53的下表面开口的直径D2未被特别限定,例如,优选为大于等于5μm且小于等于50μm,更优选为大于等于10μm且小于等于30μm。
此外,虽然作为密封基板5的构成材料只要为能够发挥前文所述那样的功能的材料,则不特别限定,但是例如能够优选使用硅材料、玻璃材料等。
此外,密封基板5的熔点(软化点)T5未被特别限定,例如优选为大于等于1000℃,更优选为大于等于1100℃。
另外,作为密封基板5与支承基板2的接合方法,未被特别限定,例如能够使用利用了粘合剂的接合方法、阳极接合法等直接接合法等。
如图1所示,在贯穿孔53中填充有密封材料6,在贯穿孔54中填充有密封材料7。由此,凹部51、52分别被气密密封。
密封材料6的熔点T6低于支承基板2的熔点T2以及密封基板5的熔点T5,例如,大于等于270℃且小于等于360℃。
此外,密封材料6的熔点T6与支承基板2的熔点T2或密封基板5的熔点T5之差Tx优选为大于等于20℃且小于等于700℃,更优选为大于等于50℃且小于等于660℃。由此,能够有效地对凹部51进行密封。
当在差Tx低于上述下限值的情况下,在后文所述的接合工序中,加热时间(接合时间)变得较长时,存在密封材料6被熔融的可能性。另一方面,在差Tx高于上述上限值时,密封材料6、支承基板2以及密封基板5的构成材料的选定变得困难。
密封材料7的熔点T7低于支承基板2的熔点T2以及密封基板5的熔点T5,例如大于等于320℃且小于等于380℃。此外,对于密封材料7的熔点T7与支承基板2的熔点T2或密封基板5的熔点T5之差的关系,也可认为与上述相同。
此外,密封材料6的熔点T6和密封材料7的熔点T7满足T6<T7这一关系。另外,密封材料6的熔点T6与密封材料7的熔点T7也可以为T6>T7,还可以为T6=T7
作为该密封材料6、7的构成材料,只要为满足上述那样的熔点的关系的材料,则不被特别限定,例如可使用Au-Ge系合金、Au-Sn系合金等金属材料,低熔点玻璃材料等。
物理量传感器的制造方法
接下来,对本实施方式所涉及的物理量传感器的制造方法进行说明。
图4为用于对本实施方式所涉及的物理量传感器的制造方法(第一实施方式)进行说明的剖视图,且(a)为表示准备工序的图,(b)为表示接合工序的图,(c)为表示配置工序的图。图5为用于对本实施方式所涉及的物理量传感器的制造方法(第一实施方式)进行说明的剖视图,且(a)为表示第一压力调节工序的图,(b)为表示第一密封工序的图,(c)为表示第二压力调节工序的图。图6为表示本实施方式所涉及的物理量传感器的制造方法(第一实施方式)中的第二密封工序的剖视图。
本实施方式所涉及的物理量传感器的制造方法具有(1)准备工序、(2)接合工序、(3)配置工序、(4)第一压力调节工序、(5)第一密封工序、(6)第二压力调节工序、(7)第二密封工序。
另外,在下文中,以支承基板2由含有碱金属离子的玻璃材料构成,密封基板5由硅材料构成的情况为一个示例进行说明。
此外,由于陀螺传感器元件3以及加速度传感器元件4能够通过公知的方法形成,因此省略其说明。
(1)准备工序
首先,如图4(a)所示,准备在上表面上设置有陀螺传感器元件3以及加速度传感器元件4的支承基板2,和密封基板5。
另外,支承基板2的空洞部21、22,密封基板5的凹部51、52,贯穿孔53、54通过蚀刻而被形成。
作为该蚀刻方法,虽然未被特别限定,但是例如能够使用等离子蚀刻、反应离子蚀刻、离子束蚀刻、激光辅助蚀刻等物理蚀刻法,湿式蚀刻等化学蚀刻法等中的一种或将两种以上组合使用。
(2)接合工序
接下来,如图4(b)所示,以陀螺传感器元件3被收纳于凹部51中,加速度传感器元件4被收纳于凹部52中的方式,将密封基板5配置于支承基板2的上表面上。然后,通过阳极接合而对支承基板2的上表面和密封基板5的下表面进行接合。由此,能够以较高的强度以及气密性对支承基板2和密封基板5进行结合。
另外,在完成了接合工序的状态下,凹部51经由贯穿孔53而与外侧连通,凹部52经由贯穿孔54而与外侧连通。
(3)配置工序
接下来,如图4(c)所示,将成为密封材料6的球状的密封材料6a配置在贯穿孔53内,将成为密封材料7的球状的密封材料7a配置在贯穿孔54内。这些密封材料6a、7a的外径(最大外径)大于贯穿孔53的下表面开口的直径D2,且小于贯穿孔53的上表面开口的直径D1。由此,能够将密封材料6a、7a配置在贯穿孔53、54内(以下,将该状态称为“配置状态”)。
此外,如前文所述那样,贯穿孔53、54的孔径分别随着趋向于下侧而逐渐减小。由此,在配置状态下,密封材料6a在与贯穿孔53的孔径一致的部分处滞留。因此,密封材料6a在贯穿孔53内于Z轴方向上的移动被限制。而且,通过密封材料6a在与贯穿孔53的孔径一致的部分处滞留,从而密封材料6a在XY平面方向上的移动也被限制。由此,能够将密封材料6a更稳定地配置在贯穿孔53内。该情况在密封材料7a中也同样如此。
这样的密封材料6a、7a的外径优选为大于等于100μm且小于等于500μm,更优选为大于等于150μm且小于等于300μm。
(4)第一压力调节工序
接下来,如图5(a)所示,使支承基板2以及密封基板5的气氛成为真空状态(第一气氛)。在此,在本说明书中,“真空状态”是指气压小于等于10Pa的状态。
另外,在本实施方式中,在配置工序后,将支承基板2以及密封基板5配置于腔室(未图示)内,并通过真空泵等将该腔室内抽成真空。
通过使支承基板2以及密封基板5的气氛成为真空状态,从而凹部51的空气经由密封材料6a与贯穿孔53的内侧面之间的微小的间隙,而被排出至凹部51的外侧。由此,凹部51内成为真空状态(对于凹部52也同样如此)。
(5)第一密封工序
接下来,如图5(b)所示,对腔室内进行加热,并使腔室内的温度大于等于密封材料6a的熔点T6,从而使贯穿孔53内的密封材料6a熔融。由此,通过熔融而成为液状的密封材料6a(以下,将该液状的密封材料6a称为“密封材料6b”)在整周上紧贴在贯穿孔53的内侧面上。因此,凹部51内与凹部51的外侧的空间成为通过密封材料6b而被分离的状态。其结果为,凹部51以真空状态被气密密封。通过以真空状态对凹部51内进行密封,从而能够防止在驱动时阻尼(振动的衰减力)作用于陀螺传感器元件3。其结果为,能够以恰当的振幅进行振动,从而能够提高陀螺传感器元件3的检测灵敏度。
另外,通过使用金属材料以作为密封材料6,从而密封材料6b的表面张力变得较高,由此易于滞留在贯穿孔53内。因此,能够防止密封材料6b从贯穿孔53的下表面开口流入到凹部51内的情况。
此外,密封材料6b的粘度优选为某一较高的程度,具体而言,优选为大于等于1×10-3Pa·s,更优选为大于等于3×10-3Pa·s。由此,能够更加有效地防止密封材料6b从贯穿孔53的下表面开口流入到凹部51内的情况。
而且,如前文所述那样,贯穿孔53的下表面开口的开口直径非常小。由此,与上述相结合,能够更加有效地防止密封材料6b流入到凹部51内的情况。
此外,在本工序中,腔室内的温度被设为低于密封材料7的熔点T7的温度。
(6)第二压力调节工序
接下来,如图5(c)所示,将腔室内的圧力设为与真空状态相比压力较高的大气压状态(第二状态)。作为从真空状态到大气压状态的方法,例如可列举出向腔室内注入空气,氮气、氩气、氦气、氖气等惰性气体等的方法。
此外,此时,与前文所述同样地,空气(惰性气体)经由球状的密封材料7a与贯穿孔54的内侧面之间的微小的间隙而流入凹部52内。由此,凹部52内从真空状态成为大气压状态。
另外,在本发明中,作为“第二气氛”,只需压力高于真空状态即可,除了大气压状态,还包含与大气压相比压力较低的减压状态。作为该减压状态,优选为气压大于等于0.3×105Pa且小于等于1×105Pa,更优选为大于等于0.5×104Pa且小于等于0.8×104Pa。当以这样的减压状态对凹部52进行了密封时,在驱动时适度的阻尼(振动的衰减力)作用于加速度传感器元件4,其结果为,能够防止不必要的振动的产生。因此,能够提高加速度传感器元件4的检测灵敏度。
(7)第二密封工序
然后,如图6所示,对腔室内进行加热,并使腔室内的温度成为大于等于密封材料7a的熔点T7且小于等于各个基板的熔点的温度,从而使贯穿孔54内的密封材料7a熔融。由此,通过熔融而成为液状的密封材料7b紧贴在贯穿孔54的内侧面的整周上。因此,凹部52内与凹部52的外侧的空间成为通过密封材料7b而被分离的状态。其结果为,凹部52以大气压状态被气密密封。
最后,通过返回到例如常温从而使密封材料6b、7b凝固。由此,凹部51通过密封材料6而被密封,凹部52通过密封材料7而被密封。
如此,通过经由工序(1)~(7),从而能够以压力互不相同的状态对凹部51和凹部52分别进行气密密封。尤其是,根据本发明,能够省略如“日本特开2010-107325(专利文献1)”那样的以压溃槽的方式使基板变形的工序。因此,能够在不使支承基板2变形的条件下,对凹部51和凹部52进行密封。因此,通过本制造方法而获得的物理量传感器1的尺寸精度优异,且可靠性较高。
而且,由于密封材料6、7的熔点T6、T7低于支承基板2的熔点T2以及密封基板5的熔点T5,因此能够防止在上述第一密封工序以及第二密封工序中支承基板2以及密封基板5发生热变形的情况。因此,物理量传感器1的尺寸精度更优异,且可靠性更高。
第二实施方式
接下来,以与第一实施方式所涉及的物理量传感器1的不同点为中心,对第二实施方式所涉及的物理量传感器1A进行说明。此外,对与第一实施方式相同的结构部位,标记相同的符号,并省略重复的说明。
首先,对本实施方式所涉及的物理量传感器1A进行说明。
1.物理量传感器
图7为表示本实施方式所涉及的物理量传感器的剖视图。
如图7所示,物理量传感器1A具有:支承基板2;接合并支承于该支承基板2上的陀螺传感器元件(第一传感器元件)3以及加速度传感器元件(第二传感器元件)4;和以覆盖各传感器元件3、4的方式而被设置的密封基板5。
支承基板2、陀螺传感器元件3以及加速度传感器元件4与第一实施方式相同(参照图2、图3),从而省略详细的说明。
密封基板
密封基板5具有对前文所述的陀螺传感器元件(第一传感器元件)3以及加速度传感器元件(第二传感器元件)4进行密封并保护的功能。该密封基板5呈板状,并与支承基板2的上表面接合。此外,密封基板5具有在一个面(下表面)上开放的凹部(第一凹部)51以及凹部(第二凹部)52。
凹部51(第一凹部)作为第一收纳部而对陀螺传感器元件(第一传感器元件)3进行收纳,凹部52(第二凹部)作为第二收纳部而对加速度传感器元件(第二传感器元件)4进行收纳。此外,各凹部51、52分别具有能够充分收纳各个传感器元件3、4的程度的大小。
此外,虽然在图示的结构中,凹部51、52以分别凹陷成大致长方体的方式而形成,但是并未限定于此,例如也可以凹陷成半球状、三角锥等形状。
在密封基板5上设置有在其厚度方向上贯穿的贯穿孔53、54。贯穿孔53与凹部51连通,贯穿孔54与凹部52连通。由于贯穿孔53、54除了下表面开口的直径不同以外,均为大致相同的结构,因此,以下,对贯穿孔53进行代表性说明。
贯穿孔53的孔径(宽度)随着趋向于凹部51侧而逐渐减小。即,贯穿孔53的横截面面积随着趋向于凹部51侧而逐渐减小。贯穿孔53的上表面开口的直径D1与贯穿孔53的下表面开口的直径D2之比D1/D2优选为4~100,更优选为8~35。由此,如后文所述那样,能够将球状的密封材料6a稳定地配置于贯穿孔53中。
此外,贯穿孔53的上表面开口的直径D1未被特别限定,例如,优选为大于等于200μm且小于等于500μm,更优选为大于等于250μm且小于等于350μm。
在这样的贯穿孔53、54中,贯穿孔53的直径D2小于贯穿孔54的下表面开口的直径D3。由此,如后文所述那样,能够有效地防止粘度较低的液状的密封材料6b流入到凹部51内的情况。
另外,贯穿孔53的下表面开口的直径D2优选在贯穿孔54的下表面开口的直径D3的10%以上且90%以下,更优选在30%以上70%以下。由此,能够更加有效地防止液状的密封材料6b流入到凹部51内的情况。
当贯穿孔53的下表面开口的直径D2过小时,在后文所述的第一压力调节工序中,存在凹部51内的空气的排出变得不充分的可能性。另一方面,当贯穿孔53的下表面开口的直径D2过大时,存在无法充分地获得上述效果的可能性。
贯穿孔53的下表面开口的直径D2未被特别限定,例如优选为大于等于3μm且小于等于45μm,更优选为大于等于5μm且小于等于25μm。
另一方面,贯穿孔54的下表面开口的直径D3未被特别限定,例如优选为大于等于5μm且小于等于50μm,更优选为大于等于10μm且小于等于30μm。
此外,虽然作为密封基板5的构成材料,只要为能够发挥前文所述那样的功能的材料,则不特别限定,但是例如能够优选使用硅材料、玻璃材料等。
此外,密封基板5的熔点(软化点)T5未被特别限定,例如优选为大于等于1000℃,更优选为大于等于1200℃。因此,作为密封基板5,非常优选使用单晶硅。
另外,作为密封基板5与支承基板2的接合方法,未被特别限定,例如可使用利用了粘合剂的接合方法、阳极接合法等直接接合法等。
如图7所示,在贯穿孔53中填充有密封材料6,在贯穿孔54中填充有密封材料7。由此,凹部51、52分别被气密密封。
此外,密封材料6的熔点T6与密封材料7的熔点T7相互不同,具体而言,满足T6<T7的这一关系。由此,在后文所述的第一密封工序中,将腔室内的温度设为大于等于T6且小于T7,从而能够仅使密封材料6熔融而仅对凹部51进行密封。因此,能够使对凹部51进行密封的时机和对凹部52进行密封的时机不同。因此,通过令使密封材料6熔融时的凹部51内的压力和使密封材料7熔融时的压力不同,从而能够以不同的压力对凹部51和凹部52进行密封。
此外,密封材料6的熔点T6与密封材料7的熔点T7之差ΔT1优选为大于等于30℃且小于等于150℃,更优选为大于等于50℃且小于等于130℃。由此,能够获得生产率以及可靠性较高的物理量传感器1A。
当差ΔT1过小时,根据后文所述的第一密封工序中的腔室内的温度,存在当密封材料6熔融时,密封材料7也软化或熔融而发生变形,从而凹部52不经意地被密封的可能。另一方面,当差ΔT1过大时,显示出如下的倾向,即,从密封材料6熔融起到密封材料7熔融为止,比较花费时间,从而生产率降低的倾向。而且,存在当密封材料7熔融时,密封材料6的温度与熔点T6相比变得过高,从而密封材料6的粘度过于降低的可能性。此时,密封材料6容易经由贯穿孔53而进入凹部51内。
此外,密封材料6的熔点T6以及密封材料7的熔点T7低于支承基板2的熔点T2或密封基板5的熔点T5。密封材料6的熔点T6与支承基板2的熔点T2或密封基板5的熔点T5之差ΔT2例如优选为大于等于20℃,更加优选为大于等于100℃。由此,能够有效地对凹部51进行密封。
当差ΔT2过小时,存在如下的可能性,即,在后文所述的接合工序中,加热时间(接合时间)变得较长,从而密封材料6被熔融的可能性。另一方面,当差ΔT2过大时,密封材料6、支承基板2以及密封基板5的构成材料的选定变得困难。
此外,对于密封材料7的熔点T7与支承基板2的熔点T2或密封基板5的熔点T5之差的关系,也认为与上述相同。
这样的密封材料6的熔点T6未被特别限定,例如优选为大于等于270℃且小于等于400℃,更加优选为大于等于290℃且小于等于380℃。此外,密封材料7的熔点T7未被特别限定,例如优选为大于等于320℃且小于等于450℃,更加优选为大于等于340℃且小于等于430℃。
作为该密封材料6、7的构成材料,只要为满足上述那样的熔点的关系的材料,则不被特别限定,例如可使用Au-Ge系合金、Au-Sn系合金等金属材料,铅玻璃、铋系玻璃、钒系玻璃等低熔点玻璃材料等。由此,满足熔点与支承基板2的熔点T2以及密封基板5的熔点T5相比较低这一条件的密封材料6、7的构成材料的选定分别变得容易。
此外,当密封材料6、7由上述那样的金属材料构成时,能够确保密封后的凹部51、52的气密性,因此,物理量传感器1A的可靠性优异。
另一方面,当密封材料6、7由上述那样的低熔点玻璃材料构成,且密封基板5由玻璃材料构成时,能够提高密封材料6、7相对于密封基板5的亲和性。因此,物理量传感器1A的可靠性优异。
物理量传感器的制造方法
接下来,对本实施方式所涉及的物理量传感器的制造方法进行说明。
图8为用于对本实施方式所涉及的物理量传感器的制造方法进行说明的剖视图,且(a)为表示准备工序的图,(b)为表示配置工序的图,(c)为表示接合工序的图。图9为用于对本实施方式所涉及的物理量传感器的制造方法(第二实施方式)进行说明的剖视图,且(a)为表示第一压力调节工序的图,(b)为表示第一密封工序的图,(c)为表示第二压力调节工序的图。图10为表示本实施方式所涉及的物理量传感器的制造方法中的第二密封工序的剖视图。
本实施方式所涉及的物理量传感器的制造方法具有(1)准备工序、(2)配置工序、(3)接合工序、(4)第一压力调节工序、(5)第一密封工序、(6)第二压力调节工序、(7)第二密封工序。
另外,虽然仅在图8(c)中图示了腔室100,并在图9(a)~(c)以及图10中,省略了腔室100的图示,但是在本实施方式中,从(3)接合工序到(7)第二密封工序完成为止,均在腔室100内被实施。
此外,在下文中,以支承基板2由含有碱金属离子的玻璃材料构成,密封基板5由硅材料构成的情况为一个示例进行说明。
此外,由于陀螺传感器元件3以及加速度传感器元件4能够通过公知的方法而形成,因此省略其说明。
(1)准备工序
首先,如图8(a)所示,准备在上表面上设置有陀螺传感器元件3以及加速度传感器元件4的支承基板2,和密封基板5。
准备工序与第一实施方式相同,省略详细的说明。
(2)配置工序
接下来,如图8(b)所示,将成为密封材料6的球状的密封材料6a配置在贯穿孔53内,将成为密封材料7的球状的密封材料7a配置在贯穿孔54内。
配置工序与第一实施方式相同,省略详细的说明。
(3)接合工序
接下来,如图8(c)所示,以陀螺传感器元件3被收纳于凹部51中,加速度传感器元件4被收纳于凹部52中的方式,将密封基板5配置在支承基板2的上表面上(以下,也将该状态称为“物理量传感器1A’”)。然后,将物理量传感器1A’放入腔室100中。另外,也可以在将密封基板5配置在支承基板2的上表面之后,将密封材料6a、7a配置在贯穿孔53、54中。
然后,通过阳极接合而对支承基板2的上表面和密封基板5的下表面进行接合。由此,能够以较高的强度以及气密性对支承基板2和密封基板5进行接合。
只要该阳极接合中的腔室100内的温度,即,阳极接合时的物理量传感器1A’的温度Ta低于密封材料6a的熔点T6,则不被特别限定,优选为大于等于150℃且小于等于380℃,更优选为大于等于250℃且小于等于360℃。由此,即使在配置状态下实施阳极接合,也能够防止密封材料6a、7a熔融而使凹部51、52被密封的情况。
另外,在接合工序中,当温度Ta过低时,存在支承基板2与密封基板5的接合强度变得不充分的可能性。此外,当温度Ta过高时,存在密封材料6a软化,从而凹部51被密封的可能性。
另外,在完成了接合工序的状态下,凹部51经由贯穿孔53而与外侧连通,凹部52经由贯穿孔54而与外侧连通。
(4)第一压力调节工序
接下来,如图9(a)所示,使支承基板2以及密封基板5的气氛成为第一压力状态(真空状态)。在此,在本说明书中,“真空状态”是指气压小于等于10Pa的状态。
另外,在本实施方式中,在配置工序后,将支承基板2以及密封基板5配置于腔室100内,并通过真空泵等将该腔室100内抽成真空。
通过使支承基板2以及密封基板5的气氛成为第一压力状态,从而凹部51的空气经由密封材料6a与贯穿孔53的内侧面之间的微小的间隙,而被排出至凹部51的外侧。由此,凹部51内成为第一压力状态(对于凹部52也同样如此)。
(5)第一密封工序
接下来,如图9(b)所示,对腔室100内进行加热,并使腔室100内的温度成为大于等于密封材料6a的熔点T6且小于密封材料7a的熔点T7的温度Tb,从而使贯穿孔53内的密封材料6a熔融。由此,通过熔融而成为液状的密封材料6a(以下,将该液状的密封材料6a称为“密封材料6b”)在整周上紧贴在贯穿孔53的内侧面上。因此,凹部51内与凹部51的外侧的空间成为通过密封材料6b而被分离的状态。其结果为,凹部51以第一压力状态而被气密密封。通过以第一压力状态对凹部51内进行密封,从而能够防止在驱动时阻尼(振动的衰减力)作用于陀螺传感器元件3。其结果为,能够以恰当的振幅进行振动,从而能够提高陀螺传感器元件3的检测灵敏度。
另外,当使用金属材料以及低熔点玻璃材料以作为密封材料6时,密封材料6b的表面张力变得较高,从而易于滞留于贯穿孔53内。因此,能够防止密封材料6b从贯穿孔53的下表面开口流入到凹部51内的情况。
此外,密封材料6b的粘度优选为某一较高的程度,具体而言,优选为大于等于1×10-3Pa·s,更优选为大于等于3×10-3Pa·s。由此,能够更加有效地防止密封材料6b从贯穿孔53的下表面开口流入到凹部51内的情况。
而且,如前文所述那样,贯穿孔53的下表面开口的开口直径非常小。由此,与上述相结合,能够更加有效地防止密封材料6b流入到凹部51内的情况。
另外,本工序中的腔室100内的温度Tb与密封材料6a的熔点T6之差ΔT3优选为大于等于10℃且小于等于100℃,更加优选为大于等于40℃且小于等于70℃。
当差ΔT3过大时,根据密封材料6a的构成材料,存在密封材料6a软化从而在贯穿孔53内发生变形的可能性。而且,使腔室100内的温度从温度Ta成为温度Tb将花费较多时间。另一方面,当差ΔT3过小时,虽然也取决于密封材料6a的构成材料和大小等,但是腔室100内从变成温度Tb起到密封材料6a被熔融为止将花费较多时间。
(6)第二压力调节工序
接下来,如图9(c)所示,将腔室100内的圧力设为与第一压力状态相比压力较高的第二压力状态。作为从第一压力状态到第二压力状态的方法,例如可列举出向腔室100内注入氮气、氩气、氦气、氖气等惰性气体或空气等的方法。
此外,此时,与前文所述同样地,惰性气体或空气等经由球状的密封材料7a与贯穿孔54的内侧面之间的微小的间隙而流入凹部52内。由此,凹部52内从第一压力状态成为第二压力状态。
另外,在本发明中,作为“第二气氛”,只需压力高于第一压力状态即可,也包含大气压状态、与大气压相比压力较低的减压状态。作为该减压状态,优选为气压大于等于0.3×105Pa且小于等于1×105Pa,更优选为大于等于0.5×104Pa且小于等于0.8×104Pa。当以这样的减压状态对凹部52进行了密封时,在驱动时适度的阻尼(振动的衰减力)作用于加速度传感器元件4,其结果为,能够防止不必要的振动的产生。因此,能够提高加速度传感器元件4的检测灵敏度。
(7)第二密封工序
然后,如图10所示,在第二压力状态下,对腔室100内进行加热,并使腔室100内的温度成为大于等于密封材料7a的熔点T7且小于等于支承基板2的熔点T2以及的密封基板5的熔点T5的温度Tc。由此,使贯穿孔54内的密封材料7a熔融。由此,通过熔融而成为液状的密封材料7b紧贴在贯穿孔54的内侧面的整周上。因此,凹部52内与凹部52的外侧的空间成为通过密封材料7b而被分离的状态。其结果为,凹部52以第二压力状态而被气密密封。
另外,在本工序中,当密封材料7a被加热至大于等于熔点T7而成为密封材料7b时,密封材料6b成为与密封材料7b相同的温度,即,与第一密封工序中的温度相比较高的温度。因此,在本工序中,密封材料6b的粘度处于与第一密封工序中的粘度相比降低的倾向。然而,如前文所述那样,贯穿孔53的直径D2非常小。由此,能够更加有效地防止密封材料6b流入到凹部51内的情况。
另外,本工序中的腔室100内的温度Tc与密封材料7a的熔点T7之差ΔT4优选为大于等于30℃且小于等于100℃,更加优选为大于等于50℃且小于等于80℃。
当差ΔT4过大时,将显示出如下的倾向,即,使腔室100内的温度从温度Tb成为温度Tc将花费较多时间,从而密封材料6b的粘度进一步降低的倾向。另一方面,当差ΔT4过小时,将显示出如下的倾向,即,虽然取决于密封材料7a的构成材料,但是从腔室100内变成温度Tc到密封材料7a被熔融为止将花费较多时间。
然后,当完成了(7)第二密封工序时,最后通过返回到例如常温,从而使密封材料6b、7b凝固。由此,能够获得物理量传感器1A。
如此,通过经由工序(1)~(7),从而能够以压力互不相同的状态对凹部51和凹部52分别进行气密密封。尤其是,根据本发明,能够省略如“日本特开2010-107325(专利文献1)”那样的以压溃槽的方式使基板变形的工序。因此,能够在不使支承基板2变形的条件下,对凹部51和凹部52进行密封。因此,通过本制造方法而获得的物理量传感器1A的尺寸精度优异,且可靠性较高。
而且,只要将物理量传感器1A’放入腔室100中,便能够在不相对于腔室100拿进拿出物理量传感器1A’的条件下实施(3)接合工序~(7)第二密封工序。因此,本制造方法非常简单,且生产率较高。此外,能够有效地防止或抑制因反复实施对物理量传感器1A’的加热、冷却而产生的对物理量传感器1A’的影响(例如,在各个基板上产生的裂纹等)。因此,根据本发明,能够得到可靠性非常高的物理量传感器1A。
另外,通过将多个物理量传感器1A’放入一个腔室100内,并实施上述工序(1)~(7),从而能够一次性得到多个物理量传感器1A。
第三实施方式
首先,对第三实施方式所涉及的物理量传感器1B进行说明。
1.物理量传感器
图11为表示本实施方式所涉及的物理量传感器的剖视图。
图11所示的物理量传感器1B具有:支承基板2;接合并支承于该支承基板2上的加速度传感器元件(传感器元件)4;以覆盖加速度传感器元件(传感器元件)4的方式被设置的密封基板5;和密封材料8。
以下,对构成物理量传感器1B的各个部分进行说明。
支持基板
支承基板2具有对加速度传感器元件4进行支承的功能。
该支承基板2呈板状,且在其上表面(一个面)上设置有空洞部21。
空洞部21以在俯视观察支承基板2时包含后文所述的加速度传感器元件4的可动部43的方式而形成,且具有内底。这样的空洞部21构成退避部,所述退避部防止加速度传感器元件4的可动部43与支承基板2发生接触。由此,能够允许加速度传感器元件4的位移。
作为这样的支承基板2的构成材料,具体而言,优选使用高电阻的硅材料、玻璃材料,尤其是,当以硅材料为主要材料构成加速度传感器元件4时,优选使用包含碱金属离子(可动离子)的玻璃材料(例如,派热克斯(注册商标)玻璃)这样的硼硅酸盐玻璃)。由此,当以硅为主要材料构成加速度传感器元件4时,能够对支承基板2和加速度传感器元件4进行阳极接合。
此外,虽然支承基板2的熔点或软化点(以下,简称为“熔点”)T2未被特别限定,但是优选为,例如大于等于500℃,更优选为大于等于600℃。
此外,支承基板2的构成材料优选为与加速度传感器元件4的构成材料之间的热膨胀系数差尽可能小的构成材料,具体而言,优选为,支承基板2的构成材料与加速度传感器元件4的构成材料之间的热膨胀系数差小于等于3ppm/℃的构成材料。由此,即使在支承基板2和各个传感器元件接合时等被暴露在高温下,也能够降低支承基板2与加速度传感器元件4之间的残留应力。
加速度传感器元件
加速度传感器元件4对Y轴方向的加速度进行检测。加速度传感器元件4与第一实施方式相同(参照图3),省略详细说明。
密封基板
密封基板5具有对加速度传感器元件(传感器元件)4进行密封并保护的功能。该密封基板5呈板状,并与支承基板2的上表面接合。此外,密封基板5具有在一个面(下表面)上开放的凹部(收纳空间)51。
凹部(收纳空间)51对加速度传感器元件(传感器元件)4进行收纳,并具有能够充分收纳加速度传感器元件(传感器元件)4的程度的大小。
此外,虽然在图示的结构中,凹部(收纳空间)51以凹陷成大致长方体的方式而形成,但是例如也可以凹陷成半球状、三角锥等形状。
在密封基板5上设置有在其厚度方向(预定方向)上贯穿的贯穿孔55。贯穿孔55与凹部(收纳空间)51连通。
贯穿孔55的横截面形状在Z轴方向的全长上呈圆形。此外,贯穿孔55的孔径随着趋向于凹部51侧而逐渐减小。即,贯穿孔55的横截面面积随着趋向于凹部51侧而逐渐减小。贯穿孔55的上表面开口的直径D1与贯穿孔55的下表面开口的直径D2之比D1/D2优选为4~100,更优选为8~35。由此,如后文所述那样,能够将球状的密封材料8a稳定地配置于贯穿孔55中。
此外,贯穿孔55的上表面开口的直径D1未被特别限定,例如,优选为大于等于200μm且小于等于500μm,更优选为大于等于250μm且小于等于350μm。另一方面,贯穿孔55的下表面开口的直径D2未被特别限定,例如,优选为大于等于5μm且小于等于50μm,更优选为大于等于10μm且小于等于30μm。
此外,虽然作为密封基板5的构成材料,只要为能够发挥前文所述那样的功能的材料,则不特别限定,但是例如能够优选使用硅材料、玻璃材料等。
此外,密封基板5的熔点(软化点)T5未被特别限定,例如优选为大于等于1000℃,更优选为大于等于1100℃。
如图11所示,在贯穿孔55中填充有密封材料8。由此,凹部(收纳空间)51被气密密封。
密封材料8的熔点T3(Tb)低于支承基板2的构成材料以及密封基板5的构成材料的熔点或软化点。该熔点T3优选为大于等于200℃且小于等于400℃,更优选为大于等于270℃且小于等于380℃。
此外,密封材料8的熔点T3与支承基板2的熔点T2或密封基板5的熔点T5之差Tx优选为大于等于20℃且小于等于700℃,更优选为大于等于50℃且小于等于660℃。由此,能够有效地对凹部(收纳空间)51进行密封。
当在差Tx低于上述下限值的情况下,在后文所述的接合工序中,加热时间(接合时间)变得较长时,存在密封材料8被熔融的可能性。另一方面,当差Tx高于上述上限值时,密封材料8、支承基板2以及密封基板5的构成材料的选定变得困难。
作为该密封材料8的构成材料,未被特别限定,例如可使用Au-Ge系合金、Au-Sn系合金等金属材料,低熔点玻璃材料等。
物理量传感器的制造方法
接下来,对本实施方式所涉及的物理量传感器的制造方法进行说明。
图12为用于对本实施方式所涉及的物理量传感器的制造方法进行说明的剖视图,且(a)为表示准备工序的图,(b)为表示配置工序的图,(c)为表示以配置状态将各个基板***到腔室内的状态的图。图13为用于对本实施方式所涉及的物理量传感器的制造方法进行说明的剖视图,且(a)为表示接合工序的图,(b)为表示压力调节工序(真空状态)的图。图14为用于对本实施方式所涉及的物理量传感器的制造方法进行说明的剖视图,且(a)为表示压力调节工序(大气压状态)的图,(b)为表示密封工序的图。
本实施方式所涉及的物理量传感器的制造方法具有(1)准备工序、(2)配置工序、(3)接合工序、(4)压力调节工序、(5)密封工序。
另外,在下文中,以支承基板2由含有碱金属离子的玻璃材料构成,密封基板5由硅材料构成的情况为一个示例进行说明。
此外,由于加速度传感器元件4能够通过公知的方法而形成,因此省略其说明。
(1)准备工序
首先,如图12(a)所示,准备在上表面上设置有加速度传感器元件4的支承基板2,和密封基板5。
另外,支承基板2的空洞部21、密封基板5的凹部51以及贯穿孔55通过蚀刻而形成。
作为该蚀刻方法,虽然未被特别限定,但是例如可使用等离子蚀刻、反应离子蚀刻、离子束蚀刻、激光辅助蚀刻等物理蚀刻法,湿式蚀刻等化学蚀刻法等中的一种或将两种以上组合使用。
(2)配置工序
接下来,如图12(b)所示,将通过熔融而成为密封材料8的球状的密封材料8a配置在贯穿孔55内。密封材料8a的外径(最大外径)大于贯穿孔55的下表面开口的直径D2且小于贯穿孔55的上表面开口的直径D1。由此,能够将密封材料8a配置在贯穿孔55内(以下,将该状态称为“配置状态”)。
此外,如前文所述那样,贯穿孔55的孔径随着趋向于下侧而逐渐减小。由此,在配置状态下,密封材料8a在与贯穿孔55的孔径一致的部分处滞留。因此,密封材料8a在贯穿孔55内于Z轴方向上的移动被限制。而且,通过密封材料8a在与贯穿孔55的孔径一致的部分处滞留,从而密封材料8a在XY平面方向上的移动也被限制。由此,能够将密封材料8a更稳定地配置在贯穿孔55内。
这样的密封材料8a的外径优选为大于等于100μm且小于等于500μm,更优选为大于等于150μm且小于等于300μm。
(3)接合工序
接下来,如图12(c)所示,在密封材料8a被配置在贯穿孔55中的状态下,以加速度传感器元件4被收纳于凹部51中的方式,将密封基板5配置于支承基板2的上表面上(以下,也将该状态称为“物理量传感器1B’”)。然后,将物理量传感器1B’放入腔室100中。另外,也可以在将密封基板5配置于支承基板2的上表面上之后,将密封材料8a配置在贯穿孔55中。
然后,如图13(a)所示,通过阳极接合而对支承基板2的上表面和密封基板5的下表面进行接合。
该阳极接合中的腔室100内的温度,即,阳极接合时的物理量传感器1B’的温度Ta低于密封材料8a的熔点T3。该温度Ta优选为大于等于150℃且小于等于380℃,更优选为大于等于250℃且小于等于360℃。由此,即使在将密封材料8a配置于贯穿孔55中的状态下实施阳极接合,也能够防止密封材料8a熔融而使凹部51被密封的情况。
另外,在接合工序中,当温度Ta低于上述下限值时,存在支承基板2与密封基板5的接合强度变得不充分的可能性。此外,当温度Ta高于上述上限值时,存在密封材料8a软化,从而使凹部51被密封的可能性。
此外,阳极接合时的物理量传感器1B’的温度Ta与密封材料8a的熔点T3之差Ty优选为大于等于20℃且小于等于100℃,更优选为大于等于50℃且小于等于80℃。通过将差Ty设为上述数值范围,从而使本制造工序的生产率优异。
当差Ty低于上述下限值时,在接合工序中,存在密封材料8a熔融的可能性。另一方面,当差Ty高于上述上限值时,将显示出如下的倾向,即,从接合工序中的腔室100内的温度Ta起到在后文所述的密封工序中使腔室100内的温度上升至熔点T3为止花费较多的时间的倾向。
另外,到压力调节工序完成为止,腔室100内被位置在温度Ta以上。
(4)压力调节工序
接下来,如图13(b)所示,通过真空泵将腔室100内抽成真空。此时,如图13(b)中的箭头标记所示,凹部51的空气经由密封材料8a与贯穿孔55的内侧面之间的微小的间隙,而被排出至凹部51的外侧。由此,凹部51内成为真空状态。另外,在本说明书中,“真空状态”是指气压小于等于10Pa的状态。
在临时使凹部51内成为真空状态之后,例如向腔室100内注入空气,氮气、氩气、氦气、氖气等惰性气体,而使腔室100内的气压成为大气压状态。由此,如图14(a)中的箭头标记所示,空气(惰性气体)经由密封材料8a与贯穿孔55的内侧面之间的微小的间隙而流入凹部51内,从而凹部51内成为大气压状态。
另外,虽然在本实施方式中,在压力调节工序中,使凹部51内成为大气压,但是作为压力调节工序后的凹部51内的压力,与大气压相比压力较低的减压状态也包含于本发明中。作为该减压状态,优选为气压大于等于0.3×105Pa且小于等于1×105Pa,更优选为大于等于0.5×105Pa且小于等于0.8×105Pa。当以这样的减压状态对凹部51进行了密封时,在驱动时适度的阻尼(振动的衰减力)作用于加速度传感器元件4,其结果为,能够防止不必要的振动的产生。因此,能够提高加速度传感器元件4的检测灵敏度。
(5)密封工序
接下来,如图14(b)所示,对腔室100内进行加热,并使腔室100内的温度从温度Ta成为大于等于密封材料8a的熔点T3的温度Tc,从而使密封材料8a熔融。由此,通过熔融而成为液状的密封材料8a(以下,将该液状的密封材料8a称为“密封材料8b”)在整周上紧贴在贯穿孔55的内侧面上。因此,凹部51内与凹部51的外侧的空间成为通过密封材料8b而被分离的状态。其结果为,凹部51以大气压状态被气密密封。
此时,如前文所述那样,在接合工序后,腔室100内被维持在温度Ta。由此,只需使腔室100内的温度上升温度Ta与温度Tc之差即可。因此,能够在较短的时间内使密封材料8a熔融。
另外,通过使用金属材料以作为密封材料8,从而密封材料8b的表面张力变得较高,由此易于滞留于贯穿孔55内。因此,能够防止密封材料8b从贯穿孔55的下表面开口流入到凹部51内的情况。
此外,密封工序中的温度Tc被设为大于等于密封材料8的熔点T3且低于支承基板2的熔点T2以及密封基板5的熔点T5的温度。由此,能够使密封材料8a熔融,且能够防止支承基板2以及密封基板5发生热变形的情况。
在此,密封材料8b的粘度优选为某一较高的程度,具体而言,优选为大于等于1×10-3Pa·s,更优选为大于等于3×10-3Pa·s。由此,能够更加有效地防止密封材料8b从贯穿孔55的下表面开口流入到凹部51内的情况。
而且,如前文所述那样,贯穿孔55的下表面开口的开口直径非常小。由此,与上述相结合,能够更加有效地防止密封材料8b流入到凹部51内的情况。
然后,最后,通过返回到例如常温从而使密封材料8b凝固。由此,凹部51通过密封材料8而被密封(参照图11)。
如上文所说明的那样,根据本发明,能够利用将密封材料8填充到贯穿孔55中这一简单的方法来对凹部51进行密封。由此,能够省略如“日本特开2010-107325(专利文献1)”那样的以压溃槽的方式使基板变形的工序。因此,能够在不使支承基板2变形的条件下,对凹部进行密封。因此,通过本制造方法而获得的物理量传感器的尺寸精度优异,且可靠性较高。
而且,由于接合工序中的腔室100内的温度Ta低于密封材料8的熔点T3,因此能够在接合工序之前,先将密封材料8a配置在贯穿孔55中,并以该配置状态而在同一腔室100内实施接合工序以及密封工序。由此,只要以配置状态将物理量传感器1B’放入腔室100中,便能够在不相对于腔室100拿进拿出物理量传感器1B’的条件下,获得物理量传感器1B。因此,本制造方法非常简单,且生产率较高。
而且,由于能够减少相对于腔室100拿进拿出物理量传感器1B’的次数,因此能够有效地防止或抑制因反复实施对物理量传感器1B’的加热、冷却而产生的对物理量传感器1B’的影响(例如,在各个基板上产生的裂纹等)。因此,根据本发明,能够得到可靠性非常高的物理量传感器1B。
此外,通过将多个物理量传感器1B’一次性***到腔室100内,从而能够一次性得到多个物理量传感器1B。
第四实施方式
接下来,对物理量传感器的制造方法以及物理量传感器的第四实施方式进行说明。
图15为用于对本实施方式所涉及的物理量传感器的制造方法进行说明的剖视图,且(a)为表示第一压力调节工序的图,(b)为表示接合工序的图,(c)为表示密封工序的图。
以下,虽然参照该图,对物理量传感器的制造方法以及物理量传感器的第四实施方式进行说明,但是以与前文所述的第一实施方式之间的不同点为中心进行说明,对于相同的事项则省略其说明。
在第四实施方式中,除了密封基板5的结构有所不同之外,与第一实施方式大致相同。
如图15所示,在物理量传感器1C中,省略了密封基板5的贯穿孔53,并且仅设置有贯穿孔54。该点为与第一实施方式之间的主要的不同点。
详细而言,物理量传感器1C具备:支承基板2,其配置有加速度传感器元件(第一传感器元件)4和陀螺传感器元件(第二传感器元件)3;密封基板5,其被接合在支承基板2上,并与支承基板2之间形成凹部(第一收纳空间)52和凹部(第二收纳空间)51,且具有通至凹部(第一收纳空间)52的贯穿孔54;密封材料7,其对贯穿孔54进行密封。
以下,对该物理量传感器1C的制造方法进行说明。本实施方式所涉及的物理量传感器1C的制造方法具有(1)准备工序、(2)第一压力调节工序、(3)接合工序、(4)第二压力调节工序、(5)密封工序。
(1)准备工序
首先,准备在上表面上设置有各传感器元件3、4的支承基板2,和仅形成有贯穿孔54的密封基板5。在本实施方式中,预先将球状的密封材料7a配置在贯穿孔54中。
(2)第一压力调节工序
接下来,如图15(a)所示,在本实施方式中,在对支承基板2和密封基板5进行接合之前,先使支承基板2以及密封基板5的气氛成为真空状态。由此,凹部51内成为真空状态。
(3)接合工序
接下来,如图15(b)所示,在凹部51内为真空状态的条件下,与第一实施方式中的接合工序相同地,对支承基板2和密封基板5进行接合。由此,凹部(第二收纳空间)51成为以真空状态被气密密封的状态。在凹部51中未形成有通至凹部51的贯穿孔,从而不会存在因例如贯穿孔的密封不良而使凹部51内的真空状态劣化的可能性,由此与形成通至凹部51的贯穿孔的情况相比,能够更加稳定地对凹部(第二收纳空间)51进行气密密封。
另外,虽然在接合工序中,对腔室内进行加热,但是腔室内的温度(支承基板2以及密封基板5的温度)低于密封材料7a的熔点。由此,在接合工序中,能够防止密封材料7a被熔融。因此,能够防止在接合工序中凹部52不经意地被密封的情况。
(4)第二压力调节工序
接下来,如图15(c)所示,与第一实施方式中的第二压力调节工序相同地,支承基板2以及密封基板5的气氛从真空状态成为大气压状态。
(5)密封工程
然后,如图15(c)所示,与第一实施方式中的第二密封工序相同地,使贯穿孔54内的球状的密封材料7a熔融而成为密封材料7b。之后,使密封材料7b凝固而将密封材料7填充到贯穿孔54内。由此,凹部52(第一收纳空间)以大气压状态被密封。
如此,本实施方式所涉及的物理量传感器1C的特征在于,具备:支承基板2,其配置有加速度传感器元件(第一传感器元件)4和陀螺传感器元件(第二传感器元件)3;密封基板5,其被接合在支承基板2上,并与支承基板2之间形成凹部(第一收纳空间)52和凹部(第二收纳空间)51,且具有通至凹部(第一收纳空间)52的贯穿孔54;密封材料7,其对贯穿孔54进行密封,加速度传感器元件4(第一传感器元件)被收纳于凹部(第一收纳空间)52内,密封材料7a的熔点高于支承基板2与密封基板5的接合所需的温度。
在本实施方式中,由于未形成有通至凹部(第二收纳空间)51的贯穿孔,因此能够省略第一实施方式中的第一密封工序,从而提高物理量传感器1C的生产率。而且,与形成通至凹部(第二收纳空间)51的贯穿孔的情况相比,能够更加稳定地对凹部(第二收纳空间)51进行气密密封。
另外,虽然在本实施方式中,在准备工序中预先将球状的密封材料7a配置在贯穿孔54中,但是在本发明中,并不限定于此,只要是实施密封工序以前,则可以在任意工序中将密封材料7a配置在贯穿孔54中。
电子设备
接下来,根据图16~图18,对应用了本实施方式所涉及的物理量传感器1、1A、1B、1C中的任意物理量传感器的电子设备进行详细说明。
图16为表示应用了具备本实施方式所涉及的物理量传感器的电子设备的便携型(或者笔记本型)的个人计算机的结构的立体图。在该图中,个人计算机1100通过具备键盘1102的主体部1104和具有显示部1108的显示单元1106而构成,并且显示单元1106以能够通过铰链结构部而相对于主体部1104进行转动的方式被支承。在这样的个人计算机1100中,内置有作为角速度检测单元而发挥功能的物理量传感器1、1A、1B、1C中的任意物理量传感器。
图17为表示应用了具备本实施方式所涉及的物理量传感器的电子设备的移动电话(也包括PHS:PersonalHandy-phoneSystem,个人手持式电话***)的结构的立体图。在该图中,移动电话1200具备多个操作按钮1202、听筒1204以及话筒1206,并且在操作按钮1202与听筒1204之间配置有显示部1208。在这样的移动电话1200中,内置有作为角速度检测单元而发挥功能的物理量传感器1、1A、1B、1C中的任意物理量传感器。
图18为表示应用了具备本实施方式所涉及的物理量传感器的电子设备的数码照相机的结构的立体图。另外,在该图中,还简单地图出了与外部设备之间的连接。在此,通常的照相机通过被摄物体的光学图像而使银盐感光胶片感光,与此相对,数码照相机1300通过CCD(ChargeCoupledDevice:电荷耦合装置)等摄像元件而对被摄物体的光学图像进行光电转换,从而生成摄像信号(图像信号)。
在数码照相机1300的壳体(主体)1302的背面上设置有显示部1310,并且成为根据CCD的摄像信号而进行显示的结构,显示部1310作为将被摄物体显示为电子图像的取景器而发挥功能。
此外,在壳体1302的正面侧(图中背面侧)设置有包括光学镜片(摄像光学***)和CCD等在内的受光单元1304。
当拍摄者对被显示在显示部1310上的被摄物体图像进行确认,并按下快门按钮1306时,该时间点的CCD的摄像信号将被传送并存储于存储器1308中。
此外,在该数码照相机1300中,在壳体1302的侧面上设置有视频信号输出端子1312和数据通信用的输入输出端子1314。
而且,如图所示,根据需要,而在视频信号输出端子1312上连接有影像监视器1430,在数据通信用的输入输出端子1314上连接有个人计算机1440。而且,成为如下的结构,即,通过预定的操作,从而使存储于存储器1308中的摄像信号向影像监视器1430或个人计算机1440输出。
在这样的数码照相机1300中内置有作为角速度检测单元而发挥功能的物理量传感器1、1A、1B、1C中的任意物理量传感器。
另外,具备本实施方式所涉及的物理量传感器的电子设备除了能够应用于图16的个人计算机(便携式个人计算机)、图17的移动电话、图18的数码照相机中之外,还能够应用于如下的装置中,例如,喷墨式喷出装置(例如,喷墨式打印机)、膝上型个人计算机、电视机、摄像机、录像机、各种汽车导航装置、寻呼机、电子记事本(也包括带有通信功能的产品)、电子词典、台式电子计算机、电子游戏机、文字处理器、工作站、可视电话、防盗用视频监控器、电子双筒望远镜、POS(PointofSale:销售点)终端、医疗设备(例如,电子体温计、血压计、血糖仪、心电图计测装置、超声波诊断装置、电子内窥镜)、鱼群探测器、各种测量设备、计量仪器类(例如,车辆、飞机、船舶的计量仪器类)、飞行模拟器等。
移动体
接下来,根据图19,对应用了本实施方式所涉及的物理量传感器的移动体进行详细说明。
图19为表示应用了具备本实施方式所涉及的物理量传感器的移动体的汽车的结构的立体图。在汽车1500中,内置有作为角速度检测单元而发挥功能的物理量传感器1、1A、1B、1C中的任意物理量传感器,并且能够通过物理量传感器1、1A、1B、1C中的任意物理量传感器来对车身1501的姿势进行检测。来自物理量传感器1、1A、1B、1C中的任意物理量传感器的信号被供给至车身姿势控制装置1502,车身姿势控制装置1502能够根据该信号而对车身1501的姿势进行检测,并根据检测结果对悬架的软硬进行控制,或对各个车轮1503的制动器进行控制。另外,这样的姿势控制能够在双足步行机器人和遥控直升机中得以利用。如上文所述那样,在实现各种移动体的姿势控制时,组装有物理量传感器1、1A、1B、1C中的任意物理量传感器。
以上,虽然针对本发明的物理量传感器的制造方法、物理量传感器、电子设备以及移动体,对图示的实施方式进行了说明,但是本发明并不限定于此,构成物理量传感器的各个部位能够置换为可发挥同样功能的任意的结构。此外,也可以附加任意的结构物。
此外,本发明的物理量传感器的制造方法、物理量传感器、电子设备以及移动体也可以对所述各个实施方式中的任意两个以上的结构(特征)进行组合。
另外,虽然在第一实施方式至第三实施方式中,被配置在各个贯穿孔中的密封材料分别由相同的材料构成,但是在本发明中,并不限定于此,也可以由相互不同的材料构成。
另外,也可以在腔室内实施配置工序,并且也可以在腔室内实施接合工序。
此外,虽然在各个实施方式中,贯穿孔的宽度(孔径)在其深度方向的全长上逐渐减少,但是在本发明中,并不限定于此,也可以阶段性地减少,宽度(孔径)也可以具有固定的部分。
此外,虽然在各个实施方式中,凹部被设置有一个或者两个,但是在本发明中,并不限定于此,也可以形成有三个以上的凹部,并且将传感器元件分别配置在各个凹部中。
此外,虽然在各个实施方式中,通过提高腔室内的温度而使密封材料熔融,但是在本发明中,并不限定于此,例如,也可以将激光照射在密封材料上而使密封材料熔融。
此外,虽然在各个实施方式中,先于第二凹部而对第一凹部进行密封,但是在本发明中,并不限定于此,也可以先对第二凹部进行密封。
而且,除了上述内容以外,还考虑到各种各样的改变例。以下,举例说明改变例。
改变例1
图20为与图4相对应的图,图21(a)以及(b)为与图5相对应的图,图21(c)为与图6相对应的图,并且分别为用于对改变例1所涉及的物理量传感器的制造方法进行说明的剖视图。
详细而言,在图20中,(a)为表示准备工序的图,(b)为表示接合工序的图,(c)为表示配置工序的图。在图21中,(a)为表示第一压力调节工序的图,(b)为表示第一密封工序的图,(c)为表示第二密封工序的图。
图22为从Z方向观察贯穿孔的图,且为表示设置于密封基板上的贯穿孔的状态的概要俯视图。虽然在后文中进行详细叙述,但是贯穿孔56包括第一孔部58和第二孔部59,在图22中图示了第一孔部58的上表面开口58c和第二孔部59的下表面开口59d。而且,在图22中,用双点划线图示了密封材料6a。另外,将从Z方向观察的情况称为俯视。
在本改变例中,设置于密封基板5上的贯穿孔56、57的形状不同于第一实施方式所涉及的贯穿孔53、54的形状。其他结构在本改变例和第一实施方式中相同。以下,参照图20至图22,以与第一实施方式的不同点为中心,对本改变例所涉及的物理量传感器的制造方法进行说明。此外,对与第一实施方式相同的结构部位,标记相同的符号,并省略重复的说明。
本改变例所涉及的物理量传感器的制造方法具有(1)准备工序、(2)接合工序、(3)配置工序、(4)第一压力调节工序、(5)第一密封工序、(6)第二压力调节工序、(7)第二密封工序。也就是说,本改变例所涉及的物理量传感器的制造方法具有与第一实施方式所涉及的物理量传感器的制造方法相同的工序。
如图20(a)所示,在准备工序中,准备在上表面上设置有陀螺传感器元件3以及加速度传感器元件4的支承基板2和设置有贯穿孔56、57的密封基板5。贯穿孔56与凹部51连通,贯穿孔57与凹部52连通。
由于贯穿孔56和贯穿孔57均为相同的结构(相同的形状),因此以下对贯穿孔56进行代表性说明。
如图20(a)以及图22所示,贯穿孔56以包含设置在密封基板5的外表面5a(凹部51的相反侧)上的第一孔部58和设置在凹部51侧的第二孔部59的方式而构成。
第一孔部58具有底面58a和内壁面58b,且横截面在Z轴方向的整个长度上呈圆形。此外,第一孔部58的孔径随着趋向于凹部51侧而逐渐减小。此外,第一孔部58的上表面开口58c的直径为D1,且为与第一实施方式所涉及的贯穿孔53的上表面开口的直径D1相同的尺寸。
第二孔部59具有内壁面59b,并对第一孔部58和凹部51进行连通。在俯视观察时,第二孔部59被配置于第一孔部58的底面58a的内侧,横截面呈星形多边形。第二孔部59以内壁面59b的至少一部分相对于第一孔部58的底面58a成大致直角的方式而形成。也就是说,第二孔部59的横截面具有星形多边形的柱形状。此外,第二孔部59的下表面开口59d的最大开口尺寸为D2,且为与第一实施方式所涉及的贯穿孔53的下表面开口的直径D2相同的尺寸。
如上文所述,第二孔部59的横截面呈星形多边形。换言之,第二孔部59的横截面的轮廓为通过折线而形成的多边形,且与横截面的轮廓为圆形或多边形的情况相比(例如,与第一实施方式相比),内壁面59b的面积变大。而且,换言之,第二孔部59具有能够使内壁面59b的面积变大的形状。
第二孔部59只需为能够使内壁面59b的面积变大的形状即可,例如可以为在内壁面59b上形成有凹凸、凹陷、突起等的结构。
通过例如等离子蚀刻、反应离子蚀刻、离子束蚀刻、激光辅助蚀刻等物理蚀刻法,湿式蚀刻等化学蚀刻法等中的一种或对两种以上进行组合,而对密封基板5的内表面(外表面5a的相反侧的面)进行蚀刻,从而能够形成这样的第二孔部59。
而且,通过离子束淀积等在局部对膜进行堆积的方法、喷砂法等在局部削膜的方法,从而能够在内壁面59b上形成凹凸、凹陷、突起等。
如图20(b)所示,在接合工序中,通过阳极接合而对支承基板2的上表面和密封基板5的下表面进行接合。由此,能够以较高的强度以及气密性对支承基板2和密封基板5进行结合。
如图20(c)所示,在配置工序中,将成为密封材料6的球状的密封材料6a配置在贯穿孔53内侧,将成为密封材料7的球状的密封材料7a配置在贯穿孔57的内侧。
如图21(a)所示,在第一压力调节工序中,对支承基板2以及密封基板5的气氛进行排气(脱气),从而使其成为真空状态(第一气氛)。
如图21(b)所示,在第一密封工序中,对腔室内进行加热,并使腔室内的温度大于等于密封材料6a的熔点T6,而使贯穿孔56内的密封材料6a熔融。由此,成为液状的密封材料6b覆盖贯穿孔56的底面58a,并填充到贯穿孔56的第二孔部59中。然后,密封材料6b发生固化,从而凹部51以真空状态被气密密封。
如图21(c)所示,在第二压力调节工序中,将腔室内的圧力设为与真空状态相比压力较高的大气压状态(第二状态)。然后,在第二密封工序中,对腔室内进行加热,并使腔室内的温度大于等于密封材料7a的熔点T7,而使贯穿孔57内的密封材料7a熔融。由此,成为液状的密封材料7b被填充至贯穿孔57的内侧。然后,密封材料7b发生固化,从而凹部52以与真空状态相比压力较高的大气压状态被气密密封。
由于密封材料7a的熔点T7高于密封材料6a的熔点T6,因此在第二密封工序中,还存在密封材料6a熔融而成为液状的情况。此时,还存在如下的可能性,即,成为液状的密封材料6b由于作用于密封基板5的外表面5a侧的压力(大气压)与凹部51侧的压力(真空状态)之间的压力差和密封材料6a的自重等,而向凹部51中被拉入(垂下),从而导致凹部51的真空状态(气密性)的劣化的可能性。
由于本改变例与第一实施方式相比,第二孔部59的内壁面59b的面积变大,从而第二孔部59的内壁面59b与密封材料6a之间的接触面积变大,因此在第二密封工序中成为液状的密封材料6b的流体阻力变大,从而成为液状的密封材料6b变得不易流动。因此,本改变例与第一实施方式相比,成为液状的密封材料6b变得不易向凹部51中被拉入(垂下),从而能够进一步有效地防止凹部51的气密性的劣化。
例如通过减小第二孔部59的孔径,也能够在第二密封工序中使成为液状的密封材料6b不易向凹部51中被拉入(垂下)。然而,当减小第二孔部59的孔径时,在第一压力调节工序中,支承基板2以及密封基板5的气氛将变得难以被排气(脱气)。
例如在增大第二孔部59的孔径时,在第一压力调节工序中,支承基板2以及密封基板5的气氛将变得易于被排气(脱气)。然而,在第二密封工序中成为液状的密封材料6b变得容易向凹部51中拉入(垂下),从而容易产生凹部51的气密性的劣化。
在本改变例中,通过增大第二孔部59的内壁面59b的面积,从而能够在确保第一压力调节工序中易于排气(脱气)的第二孔部59的孔径的同时,使第二密封工序中成为液状的密封材料6b不易向凹部51中被拉入(垂下)。因此,本改变例除了能够得到在第二密封工序中防止凹部51的气密性的劣化这一效果之外,还能够得到在第一压力调节工序中可稳定地形成真空状态(第一气氛)的效果。
改变例2
图23为与图4相对应的图,图24(a)以及(b)为与图5相对应的图,图24(c)为与图6相对应的图,且分别为用于对改变例2所涉及的物理量传感器的制造方法进行说明的剖视图。
详细而言,在图23中,(a)为表示准备工序的图,(b)为表示接合工序的图,(c)为表示配置工序的图。在图24中,(a)为表示第一压力调节工序的图,(b)为表示第一密封工序的图,(c)为表示第二密封工序的图。
图25为从Z方向观察贯穿孔的图,且为表示设置于密封基板上的贯穿孔的状态的概要俯视图。虽然在后文中进行详细叙述,但是贯穿孔61具有多个突起63,在图25中图示了突起63的配置状态。而且,在图25中,由实线图示了贯穿孔61的上表面开口61c和贯穿孔61的下表面开口61d,并且由双点划线图示了密封材料6a。
在本改变例中,设置于密封基板5上的贯穿孔61、62的形状不同于第一实施方式所涉及的贯穿孔53、54的形状。其他结构在本改变例和第一实施方式中相同。以下,参照图23至图25,以与第一实施方式的不同点为中心,对本改变例所涉及的物理量传感器的制造方法进行说明。此外,对与第一实施方式相同的结构部位,标记相同的符号,并省略重复的说明。
本改变例所涉及的物理量传感器的制造方法具有(1)准备工序、(2)接合工序、(3)配置工序、(4)第一压力调节工序、(5)第一密封工序、(6)第二压力调节工序、(7)第二密封工序。也就是说,本改变例所涉及的物理量传感器的制造方法具有与第一实施方式所涉及的物理量传感器的制造方法相同的工序。
如图23(a)所示,在准备工序中,准备在上表面上设置有陀螺传感器元件3以及加速度传感器元件4的支承基板2和设置有贯穿孔61、62的密封基板5。贯穿孔61与凹部51连通,贯穿孔62与凹部52连通。
由于贯穿孔61和贯穿孔62均为相同的结构(相同的形状),因此以下对贯穿孔61进行代表性说明。
如图23(a)以及图25所示,贯穿孔61的横截面形状在Z轴方向的整个长度上呈圆形。此外,贯穿孔61的孔径随着趋向于凹部51侧而逐渐减小。即,贯穿孔61的截面面积随着趋向于凹部51侧而逐渐减小。贯穿孔61的上表面开口61c的直径为D1,且为与第一实施方式所涉及的贯穿孔53的上表面开口的直径D1相同的尺寸。贯穿孔61的下表面开口61d的直径为D4,且小于第一实施方式所涉及的贯穿孔53的下表面开口的直径D2。也就是说,本改变例所涉及的贯穿孔61与第一实施方式所涉及的贯穿孔53相比,下表面开口61d变窄。
而且,在贯穿孔61的内壁面61b上设置有四个突起63。四个突起63以在俯视观察时,对一个突起63和相邻的突起63进行连结的线形成正方形的方式而配置。也就是说,四个突起63被配置在与内壁面61b内切的正方形的顶点处。
另外,设置在内壁面61b上的突起63的数量并不限定于四个,可以多于四个,也可以少于四个。
如此,与第一实施方式相比贯穿孔61的下表面开口61d变窄的这一点,以及在内壁面61b上设置有突起63这一点为本改变例所涉及的贯穿孔61与第一实施方式所涉及的贯穿孔53之间的不同点。
如图23(b)所示,在接合工序中,通过阳极接合而对支承基板2的上表面和密封基板5的下表面进行接合。由此,能够以较高的强度以及气密性对支承基板2和密封基板5进行结合。
如图23(c)所示,在配置工序中,将成为密封材料6的球状的密封材料6a配置在贯穿孔61内侧,将成为密封材料7的球状的密封材料7a配置在贯穿孔62的内侧。
密封材料6a通过突起63被支承(保持)。其结果为,在贯穿孔61的内壁面61b与密封材料6a之间形成有间隙。也就是说,突起63具有在贯穿孔61的内壁面61b与密封材料6a之间形成间隙的作用。
通过例如等离子蚀刻、反应离子蚀刻、离子束蚀刻、激光辅助蚀刻等物理蚀刻法,湿式蚀刻等化学蚀刻法等中的一种或将两种以上进行组合,而分多次对密封基板5进行蚀刻,从而能够在贯穿孔61的内壁面61b上形成突起63。例如,能够通过离子束淀积等在局部对膜进行堆积的方法,而在贯穿孔61的内壁面61b上形成突起63。
如图24(a)所示,在第一压力调节工序中,对支承基板2以及密封基板5的气氛进行排气(脱气),而使其成为真空状态(第一气氛)。由于通过突起63而在贯穿孔61的内壁面61b与密封材料6a之间形成有间隙,因此与在内壁面61b与密封材料6a之间未形成间隙的情况相比,凹部51内的空气易于从贯穿孔61被排出。因此,即使贯穿孔61的下表面开口61d与第一实施方式所涉及的贯穿孔53的下表面开口相比变窄,也能够从贯穿孔61顺畅地将凹部51内的空气排出。
如图24(b)所示,在第一密封工序中,对腔室内进行加热,并使腔室内的温度大于等于密封材料6a的熔点T6,而使贯穿孔61内的密封材料6a熔融。由此,成为液状的密封材料6b填充至贯穿孔61的内侧。然后,密封材料6b发生固化,从而凹部51以真空状态被气密密封。
如图24(c)所示,在第二压力调节工序中,将腔室内的圧力设为与真空状态相比压力较高的大气压状态(第二状态)。然后,在第二密封工序中,对腔室内进行加热,并使腔室内的温度大于等于密封材料7a的熔点T7,而使贯穿孔62内的密封材料7a熔融。由此,成为液状的密封材料7b被填充至贯穿孔62的内侧。然后,密封材料7b发生固化,从而凹部52以与真空状态相比压力较高的大气压状态被气密密封。
由于密封材料7a的熔点T7高于密封材料6a的熔点T6,因此在第二密封工序中,密封材料6a熔融并成为液状。而且,还存在如下的可能性,即,成为液状的密封材料6b由于作用于密封基板5的外表面5a侧的压力(大气压)与凹部51侧的压力(真空状态)之间的压力差和密封材料6a的自重等,而向凹部51中被拉入(垂下),从而导致凹部51的真空状态(气密性)的劣化的可能性。
由于在本改变例中,贯穿孔61的下表面开口61d与第一实施方式所涉及的贯穿孔53的下表面开口相比变窄,因此成为液状的密封材料6b变得不易向凹部51中被拉入(垂下),从而能够抑制凹部51的气密性的劣化。即,在本改变例中,与第一实施方式相比,能够进一步有效地防止在第二密封工序中成为液状的密封材料6b向凹部51的流入。
例如,在第一实施方式中,通过缩小贯穿孔53的下表面开口,也能够使在第二密封工序中成为液体的密封材料6b不易向凹部51中被拉入(垂下)。然而,由于在第一实施方式中,在内壁面61b与密封材料6a之间未形成间隙,因此当缩小贯穿孔53的下表面开口时,在第一压力调节工序中,支承基板2以及密封基板5的气氛将变得难以被排气(脱气)。
在本改变例中,通过设置使贯穿孔61的内壁面61b与密封材料6a之间形成间隙的突起63,从而即使缩小贯穿孔61的下表面开口61d,也能够在第一压力调节工序中,从贯穿孔61顺畅地使凹部51内的空气排出(脱气)。而且,在本改变例中,通过缩小贯穿孔61的下表面开口61d,从而在第二密封工序中成为液状的密封材料6b变得不易向凹部51中被拉入(垂下),由此能够抑制凹部51的气密性的劣化。
符号说明
1、1A、1B、1C…物理量传感器;2…支承基板;21…空洞部;22…空洞部;3…陀螺传感器元件;31…可动体;32…振动体;33…梁部;34…固定部;35…驱动弹簧部;36…可动驱动电极部;37…可动检测电极部;38a…固定驱动电极部;38b…固定驱动电极部;39…固定检测电极部;4…加速度传感器元件;41…支承部;42…支承部;43…可动部;431…基部;432…可动电极指;44…连结部;45…连结部;48…第一固定电极指;49…第二固定电极指;5…密封基板;51…凹部;52…凹部;53…贯穿孔;54…贯穿孔;6、6a、6b…密封材料;7、7a、7b…密封材料;1100…个人计算机;1102…键盘;1104…主体部;1106…显示单元;1108…显示部;1200…移动电话;1202…操作按钮;1204…听筒;1206…话筒;1208…显示部;1300…数码照相机;1302…壳体;1304…受光单元;1306…快门按钮;1308…存储器;1310…显示部;1312…视频信号输出端子;1314…输入输出端子;1430…影像监视器;1440…个人计算机;1500…汽车;1501…车身;1502…车身姿势控制装置;1503…车轮;T2…熔点;T5…熔点。

Claims (24)

1.一种物理量传感器的制造方法,其特征在于,包括:
准备工序,准备支承基板和密封基板,所述支承基板设置有第一传感器元件以及第二传感器元件,所述密封基板在所述支承基板侧设置有第一收纳部以及第二收纳部,且具有与所述第一收纳部连通的贯穿孔;
接合工序,以将所述第一传感器元件收纳于所述第一收纳部侧,且将所述第二传感器元件收纳于所述第二收纳部侧的方式,将所述密封基板接合在所述支承基板上;
密封工序,将熔点与所述支承基板以及所述密封基板的熔点或软化点相比较低的密封材料填充于所述贯穿孔中,而对所述第一收纳部进行密封。
2.如权利要求1所述的物理量传感器的制造方法,其中,
在所述接合工序中,通过所述支承基板与所述密封基板的接合而对所述第二收纳部进行密封。
3.如权利要求1所述的物理量传感器的制造方法,其中,
当将所述贯穿孔设为第一贯穿孔,将所述密封材料设为第一密封材料,将所述密封工序设为第一密封工序时,
所述密封基板具有与所述第二收纳部连通的第二贯穿孔,
所述物理量传感器的制造方法包括第二密封工序,在所述第二密封工序中,通过填充于所述第二贯穿孔中的第二密封材料而对所述第二收纳部进行密封。
4.如权利要求3所述的物理量传感器的制造方法,其中,
所述密封材料含有金属材料,
在所述密封工序中,通过使所述密封材料熔融,从而对所述第一收纳部进行密封。
5.如权利要求2至4中任一项所述的物理量传感器的制造方法,其中,
所述第一收纳部的密封和所述第二收纳部的密封在压力互不相同的气氛下被实施。
6.如权利要求2所述的物理量传感器的制造方法,其中,
所述第一传感器元件为陀螺传感器元件,所述第二传感器元件为加速度传感器元件,
所述第一收纳部的密封在低于大气压的压力的第一气氛下被实施,所述第二收纳部的密封在与所述第一气氛相比压力较高的第二气氛下被实施。
7.如权利要求3或4所述的物理量传感器的制造方法,其中,
包括:
第一密封工序,将第一密封材料填充于所述第一贯穿孔中,而对所述第一收纳部进行密封;
第二密封工序,将与所述第一密封材料相比熔点较高的第二密封材料填充于所述第二贯穿孔中,而对所述第二收纳部进行密封。
8.如权利要求7所述的物理量传感器的制造方法,其中,
所述第一密封工序以及所述第二密封工序在同一腔室内被实施,
在所述第一密封工序中,将所述腔室内的温度设为至少高于所述第一密封材料的熔点的第一温度,而使所述第一密封材料熔融,
在所述第二密封工序中,将所述腔室内的温度从所述第一温度起设为至少高于所述第二密封材料的熔点的第二温度,而使所述第二密封材料熔融。
9.如权利要求8所述的物理量传感器的制造方法,其中,
还包括在实施所述第一密封工序之前,先将所述第一密封材料配置于所述第一贯穿孔中,且将所述第二密封材料配置于所述第二贯穿孔中的配置工序。
10.一种物理量传感器的制造方法,其特征在于,包括:
准备工序,准备配置有传感器元件的支承基板和具有贯穿孔的密封基板;
接合工序,以所述传感器元件被收纳于至少由所述支承基板和所述密封基板构成的收纳空间内的方式,对所述支承基板和所述密封基板进行接合;
密封工序,将密封材料配置于所述贯穿孔中,并对所述收纳空间进行密封,
所述接合工序中的所述支承基板以及所述密封基板的温度低于所述密封材料的熔点,
在所述密封工序中,通过设为所述熔点以上的温度而使所述密封材料熔融,从而对所述贯穿孔进行密封。
11.如权利要求10所述的物理量传感器的制造方法,其中,
所述接合工序以及所述密封工序在同一腔室内被实施。
12.如权利要求11所述的物理量传感器的制造方法,其中,
在所述接合工序后,所述腔室内的温度被维持在所述接合工序中的所述支承基板以及所述密封基板的温度以上,直至所述密封材料被填充到所述贯穿孔中为止。
13.如权利要求10至12中任一项所述的物理量传感器的制造方法,其中,
包括在所述接合工序之前,先将所述密封材料配置于所述贯穿孔中的配置工序。
14.一种物理量传感器,其特征在于,具备:
支承基板;
第一传感器元件,其被设置在所述支承基板的一个面上;
第二传感器元件,其被设置在所述支承基板的所述一个面上,并且被设置在与所述第一传感器元件不同的位置处;
密封基板,具有:对所述第一传感器元件进行收纳的第一收纳部;对所述第二传感器元件进行收纳的第二收纳部;与所述第一收纳部连通的第一贯穿孔;以及与所述第二收纳部连通的第二贯穿孔,所述密封基板被接合在所述支承基板的所述一个面上;
第一密封材料,其被填充于所述第一贯穿孔中,而对所述第一收纳部进行密封;
第二密封材料,其被填充于所述第二贯穿孔中,而对所述第二收纳部进行密封,
所述第一密封材料的熔点和所述第二密封材料的熔点互不相同。
15.如权利要求14所述的物理量传感器,其中,
所述第一密封材料的熔点以及所述第二密封材料的熔点均低于所述支承基板以及所述密封基板的熔点或软化点。
16.如权利要求14或15所述的物理量传感器,其中,
所述第一密封材料的熔点与所述第二密封材料的熔点之差大于等于30℃且小于等于150℃。
17.如权利要求14所述的物理量传感器,其中,
所述第一传感器元件为陀螺传感器元件,
所述第二传感器元件为加速度传感器元件,
所述第一密封材料的熔点低于所述第二密封材料的熔点。
18.如权利要求14所述的物理量传感器,其中,
所述第一密封材料以及所述第二密封材料分别含有金属材料或低熔点玻璃材料。
19.如权利要求14所述的物理量传感器,其中,
所述第一贯穿孔具有横截面面积趋向于所述第一收纳部而减小的部分。
20.一种物理量传感器,其特征在于,具备:
第一传感器元件;
支承基板,其上配置有所述第一传感器元件;
密封基板,其被接合在所述支承基板上,并与所述支承基板之间形成第一收纳空间,且具有通至所述第一收纳空间的贯穿孔;
密封材料,其对所述贯穿孔进行密封,
所述第一传感器元件被收纳于所述第一收纳空间内,
所述密封材料的熔点高于所述支承基板与所述密封基板的接合所需的温度。
21.如权利要求20所述的物理量传感器,其中,
所述贯穿孔具有横截面面积从所述密封基板的与所述第一收纳空间相反的一侧趋向于所述第一收纳空间而减小的部分。
22.如权利要求20或21所述的物理量传感器,其特征在于,
还具有第二收纳空间和第二传感器元件,其中,所述第二收纳空间通过对所述支承基板和所述密封基板进行接合而被形成,所述第二传感器元件被收纳于所述第二收纳空间内,
在所述第二收纳空间中未形成有通至所述第二收纳空间的贯穿孔。
23.一种电子设备,其特征在于,
具备权利要求14至22中任一项所述的物理量传感器。
24.一种移动体,其特征在于,
具备权利要求14至22中任一项所述的物理量传感器。
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