JP4356217B2 - 電子部品の製造方法及び電子部品 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば角速度センサ、加速度センサ、メカニカルフィルタ等の電子部品に関し、電気信号を外部に導出する電子部品の製造方法および電子部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、マイクロマシニング技術を用いてシリコン基板等を加工した電子部品として、角速度センサ、加速度センサ、メカニカルフィルタ等が広く知られている。また、この種の電子部品は、例えばシリコン基板と、該シリコン基板の表面側と裏面側とにそれぞれ面接合されたガラス基板とによって構成されている。そして、シリコン基板には、例えば角速度の検出を行う機能部が設けられ、該機能部は２枚のガラス基板によって封止されている。
【０００３】
また、機能部と外部とを電気的に接続するために、ガラス基板を貫通してシリコン基板に達する貫通穴を形成し、この貫通穴に導電膜を設けたものが知られている（例えば、特開平７−２６３７０９号公報、特開平９−２８３６６３号公報等）。そして、このような従来技術による電子部品は、ガラス基板とシリコン基板とを陽極接合によって接合した後、サンドブラスト加工等を行うことによってガラス基板を貫通してシリコン基板の一部を露出させ、貫通穴を形成する。そして、スパッタ、蒸着等の手段を用いて貫通穴の内壁に導電膜を形成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前述した従来技術では、ガラス基板とシリコン基板とを接合した後にガラス基板の表面側から穴加工を施し、ガラス基板からシリコン基板に連通した貫通穴を形成している。そして、このような穴加工は、通常はウエハに多数の電子部品を形成した状態で行われる。
【０００５】
このとき、ウエハ面上でサンドブラスト加工速度にばらつきが生じる傾向があり、ウエハ面のある位置では貫通穴がガラス基板を貫通せずに有底穴となってしまい、またウエハ面の他の位置では貫通穴がシリコン基板をも貫通してしまうことがある。このように、貫通穴がガラス基板を貫通しないときにはシリコン基板の接続部と電気的な接続を行うことができず、一方、貫通穴がシリコン基板をも貫通してしまうときにはシリコン基板の機能部をも損傷する虞がある。このため、電子部品の不良が生じ易く、生産性が低下するという問題がある。
【０００６】
また、電子部品毎に貫通穴の開口面積が異なるため、導電膜と接続部との間のコンタクト抵抗にばらつきが生じる。このため、電子部品の入力抵抗、出力抵抗がばらつくから、機能部の動作特性、検出特性等が電子部品毎に異なるという問題もある。
【０００７】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、機能部と外部とを電気的に確実に接続でき、生産性、信頼性を向上することができる電子部品の製造方法及び電子部品を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、初期貫通孔を有するガラス基板と機能部を形成する機能部形成基板とを貼り合わせ、前記初期貫通孔を通じて当該初期貫通孔に穴加工を施し、該加工済み貫通孔の内壁に前記機能部と外部との間を電気的に接続する導電膜を設ける構成としてなる電子部品の製造方法であって、前記穴加工では、前記初期貫通孔の内壁を削ることにより、前記ガラス基板のうち前記機能部形成基板と貼り合わされる側の開口端の欠損による突起部を少なくとも除去し、前記ガラス基板と機能部形成基板との間の段差をなくす構成としたことを特徴としている。
【０００９】
このように構成することにより、初期貫通孔を有するガラス基板を機能部形成基板に面接合した後に、初期貫通孔を通じて当該初期貫通孔に穴加工を施すから、初期貫通孔の内壁を研磨してその内径寸法を広げることができ、初期貫通孔に生じる突起等を除去し、ガラス基板と機能部形成基板との間の段差をなくすことができる。このため、加工済み貫通孔の内壁に導電膜を形成することによって、導電膜がガラス基板とシリコン基板との間で断線することがなく、該導電膜によって機能部と外部とを電気的に接続することができる。また、初期貫通孔を穴加工するときには、初期貫通孔の内壁を突起等を除去する程度に僅かに削るだけで済むから、穴加工による加工済み貫通孔の形状ばらつきを少なくすることができる。
【００１０】
また、請求項２の発明は、初期貫通孔を有するガラス基板と機能部を形成する機能部形成基板とを貼り合わせ、前記初期貫通孔を通じて当該初期貫通孔に穴加工を施すと共に前記ガラス基板のうち前記初期貫通孔の周囲に配線用の溝加工を施し、前記ガラス基板の表面と加工済み貫通孔とに全面に亘って導電膜を設け、該導電膜のうちガラス基板の表面の導電膜を除去し、前記加工済み貫通孔と配線用溝との内壁に前記機能部を外部に電気的に接続する導電膜を設ける構成としてなる電子部品の製造方法であって、前記穴加工では、前記初期貫通孔の内壁を削ることにより、前記ガラス基板のうち前記機能部形成基板と貼り合わされる側の開口端の欠損による突起部を少なくとも除去し、前記ガラス基板と機能部形成基板との間の段差をなくし、前記溝加工では、前記ガラス基板に形成された前記初期貫通孔の開口近傍に前記ガラス基板の表面よりも窪んだ前記配線用溝を形成する構成としたことを特徴としている。
【００１１】
これにより、初期貫通孔を有するガラス基板を機能部形成基板に面接合した後に、初期貫通孔を通じて当該初期貫通孔に穴加工を施すから、初期貫通孔の内壁を削ることにより、初期貫通孔の突起等をなくし、ガラス基板と機能部形成基板との間の段差を除去することができる。このため、導電膜がガラス基板とシリコン基板との間で断線することがなく、該導電膜によって機能部と外部とを電気的に接続することができる。
【００１２】
また、貫通孔の穴加工と同時にガラス基板のうち貫通孔の周囲に溝加工を施し、ガラス基板の表面よりも窪んだ配線用溝を形成したから、ガラス基板の表面と加工済み貫通孔とに全面に亘って導電膜を形成することによって、加工済み貫通孔と配線用溝との内壁に導電膜を設けることができる。そして、この状態でガラス基板の表面に研磨処理等を施すことによって、導電膜のうちガラス基板の表面の導電膜を除去し、貫通孔と配線用溝との内壁に機能部と外部とを電気的に接続する導電膜を設けることができる。このため、配線用溝を用いてガラス基板の表面に貫通孔内に接続した配線を形成することができる。
【００１３】
一方、請求項３の発明は、初期貫通孔を有するガラス基板と機能部を形成する機能部形成基板とを貼り合わせ、前記初期貫通孔を通じて当該初期貫通孔に穴加工を施すと共に前記ガラス基板のうち前記初期貫通孔の周囲に配線用の溝加工を施し、前記加工済み貫通孔と配線用溝との内壁に前記機能部を外部に電気的に接続する導電膜を設ける構成としてなる電子部品であって、前記穴加工では、前記初期貫通孔の内壁を削ることにより、前記ガラス基板のうち前記機能部形成基板と貼り合わされる側の開口端の欠損による突起部を少なくとも除去し、前記ガラス基板と機能部形成基板との間の段差をなくし、前記溝加工では、前記ガラス基板に形成された前記貫通孔の開口近傍に前記ガラス基板の表面よりも窪んだ前記配線用溝を形成する構成としたことを特徴としている。
【００１４】
このように構成したことにより、初期貫通孔の内壁を削ることによって初期貫通孔に穴加工を施すから、ガラス基板には加工済み貫通孔を形成することができ、初期貫通孔の突起等を除去し、ガラス基板と機能部形成基板との間の段差をなくすことができる。また、ガラス基板の表面には、初期貫通孔の開口近傍に位置して配線用溝を設けたから、該配線用溝の内壁に加工済み貫通孔の内壁に接続した導電膜を形成することができる。このため、ガラス基板の配線用溝に加工済み貫通孔に接続された配線を取り付けることができる。
【００１５】
また、請求項４の発明は、導電膜のうち配線用溝内に位置した部位を電極パッドとしたことにある。
【００１６】
これにより、電極パッドをなす配線用溝内の導電膜にワイヤーボンディング等を施すことによって、機能部と外部との間を電気的に接続することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による実施の形態による電子部品として角速度センサを例に挙げ添付図面に従って詳細に説明する。
【００１８】
まず、図１ないし図１０は本発明の第１の実施の形態を示している。図において、１はガラス基板によって形成された下側基板で、該下側基板１の表面側には、後述するシリコン基板２が陽極接合によって面接合されている。
【００１９】
２は導電性をもった低抵抗の単結晶シリコンによって形成された機能部形成基板としてのシリコン基板で、該シリコン基板２には、エッチング処理を施すことによって、後述の角速度検出部１１、枠部１２が形成されている。
【００２０】
３はガラス基板によって形成された上側基板で、該上側基板３の裏面３Ａは、角速度検出部１１の接続部と枠部１２とに接合するための接合面となり、該上側基板３の裏面３Ａ側の中央には収容凹部３Ｂが形成され、前記裏面３Ａの反対側となる上側基板３の表面３Ｃは非接合面となっている。また、該上側基板３は、角速度検出部１１の接続部と枠部１２とに陽極接合され、下側基板１と上側基板３との間に密閉室４を画成している。
【００２１】
１１は機能部（外力検出部）としての角速度検出部で、該角速度検出部１１は、図２に示すように回転軸Ｘ−Ｘの回りに角速度Ωが作用したとき、この回転軸Ｘ−Ｘ回りの角速度Ωを検出するものである。また、角速度検出部１１は、シリコン基板２をエッチングすることにより、枠部１２の内側に形成されている。
【００２２】
ここで、角速度検出部１１の構成について図２を参照しつつ説明する。１３，１３は下側基板１上に設けられた支持部、１４は凹溝部１５によって下側基板１の表面から離間した状態で設けられ、４本の支持梁１６によって該各支持部１３に支持された振動体をそれぞれ示し、該振動体１４はこれらの支持梁１６によって、図２中の矢示Ａ方向、矢示Ｂ方向に変位可能な状態となっている。また、該振動体１４の両面側にはくし状電極１４Ａ，１４Ａが設けられている。
【００２３】
１７，１７は振動体１４の両側に位置し、下側基板１上に設けられた電極支持部で、該各電極支持部１７の両面側にはくし状電極１７Ａが設けられ、該各くし状電極１７Ａは、振動体１４の各くし状電極１４Ａと離間した状態で噛合している。
【００２４】
１８は振動体１４の下側に位置して下側基板１の表面に設けられた電極板で、該電極板１８は、例えば導電性金属材料によって形成され、振動体１４がコリオリ力により矢示Ｂ方向に変位したときに、その変位量を検出するものである。
【００２５】
１９は電極板１８に接続された引出部で、該引出部１９は、電極板１８から延出され電極板１８と共に下側基板１の表面に設けられた導電性金属材料からなる配線部１９Ａと、該配線部１９Ａの上に設けられたシリコン材料からなるパッド部１９Ｂとによって構成されている。
【００２６】
ここで、支持部１３、電極支持部１７，１７および引出部１９は、角速度検出部１１を電気的に接続する接続部を構成している。
【００２７】
２０，２０，…は上側基板３から角速度検出部１１に亘って形成された４個のビアホール（２個のみ図示）で、該各ビアホール２０は後述する貫通孔２１と、該貫通孔２１の底部に設けられた凹底部２２と、前記貫通孔２１と凹底部２２との内壁に設けられた導電膜２３とにより構成されている。なお、実施の形態では、ビアホール２０は電極支持部１７に設ける場合のみについて図示しているが、支持部１３、引出部１９にも図１と同様にビアホールが穿設されている。
【００２８】
２１，２１，…は上側基板３を貫通して設けられたテーパ状の貫通孔２１で、該各貫通孔２１内には、シリコン基板２のうち接続部をなす各電極支持部１７が露出している。また、各貫通孔２１は、例えば、開口部となる上側基板３の表面３Ｃ側の直径寸法が裏面３Ａ側の直径寸法よりも大きくなっている。このため、貫通孔２１は、上側基板３の表面３Ｃ側からシリコン基板２側に向かって漸次縮径するテーパ状をなしている。
【００２９】
２２，２２，…は貫通孔２１の底部に位置してシリコン基板２に形成された凹底部で、該凹底部２２は貫通孔２１との間に段差なく滑らかに連続した壁面を有し、略円形の浅溝形状をなしている。
【００３０】
２３，２３，…は各貫通孔２１と凹底部２２との内壁に設けられた導電膜で、該導電膜２３は、角速度検出部１１の接続部（支持部１３、各電極支持部１７、引出部１９）から上側基板３の表面３Ｃ側に延びている。また、導電膜２３のうち上側基板３の表面３Ｃ側に位置した部位は、電極パッド２３Ａを構成している。そして、この電極パッド２３Ａに半田バンプ、ワイヤーボンディング等を施すことによって、導電膜２３は角速度検出部１１と外部とを電気的に接続するものである。
【００３１】
このように構成される角速度センサでは、振動体１４のくし状電極１４Ａと電極支持部１７のくし状電極１７Ａとの間には、外部の発振回路から導電膜２３等を通じて駆動信号が印加され、振動体１４を矢示Ａ方向に振動させる。この状態で、角速度センサに回転軸Ｘ−Ｘ回りの角速度Ωが作用すると、振動体１４にコリオリ力が作用し、このコリオリ力の大きさに対応して振動体１４が矢示Ｂ方向に変位し、振動体１４と電極板１８との間の離間距離が変化する。
【００３２】
そして、この離間距離の変化を、振動体１４と電極板１８との間の静電容量による信号とし、この信号を導電膜２３を通じて検出回路に出力する。そして、該検出回路では静電容量を電圧に変換し、回転軸Ｘ−Ｘ回りに加わる角速度Ωを測定することができる。
【００３３】
次に、図３ないし図１１に基づいて、本実施の形態による角速度センサの製造方法について述べる。なお、本実施の形態では単一の角速度センサを製造する場合を例に挙げて説明するが、一枚のシリコン基板２（シリコンウエハ）に多数の角速度センサを製造した後、各角速度センサを切り離す構成としてもよい。
【００３４】
まず、図３は初期貫通孔２４等を形成する前の上側基板３を示している。そして、図４に示す貫通孔加工工程では、上側基板３の裏面側には、角速度検出部１１を収容する収容凹部３Ｂを形成する。また、上側基板３のうち接続部となる支持部１３、各電極支持部１７、引出部１９に接合される部位には、厚さ方向に貫通した初期貫通孔２４を穿設する。このとき、初期貫通孔２４は、上側基板３の表面側からサンドブラスト等の穴あけ加工手段を用いることによって形成する。このため、初期貫通孔２４は表面側から裏面側に向けて漸次縮径した形状をなすと共に、初期貫通孔２４のうち上側基板３の裏面３Ａ側に開口した部位には、開口端の欠損等によって面取り形状をした環状突起部２４Ａが形成されている。
【００３５】
図５に示す第１の接合工程では、初期貫通孔２４を有する上側基板３の裏面３Ａにシリコン基板２の表面を衝合させる。そして、この状態で、これらを接合温度まで加熱しつつ、上側基板３、シリコン基板２に例えば１０００Ｖ程度の電圧を印加し、該シリコン基板２と下側基板１とを陽極接合等の接合手段を用いて面接合し、貼り合わせる。
【００３６】
図６に示す機能部加工工程では、シリコン基板２の裏面にマスク（図示せず）を成膜した上で、エッチング処理によって凹溝部１５を形成し、シリコン基板２のうち凹溝部１５に対応した位置が薄肉部２Ａとなる。この状態で、角速度検出部１１と枠部１２を型取ったマスク（図示せず）をシリコン基板２の裏面に成膜した上で、シリコン基板２の裏面側からマスクを通してエッチング処理を施し、該シリコン基板２のうち薄肉部２Ａに対応した位置には角速度検出部１１を形成し、その外側には枠部１２を加工する。
【００３７】
図７に示す第２の接合工程では、予めほぼ中央部に電極板１８等が形成された下側基板１によって角速度検出部１１を覆うと共に、下側基板１の表面をシリコン基板２のうち接続部となる支持部１３、各電極支持部１７、引出部１９（図２参照）および枠部１２に当接させる。そして、これらを減圧雰囲気中で陽極接合によって面接合させる。このとき、角速度検出部１１は画成された密閉室４内に封止される。
【００３８】
図８、図９に示す穴加工工程では、上側基板３の表面全面に亘ってサンドブラスト等の穴加工手段を用いて初期貫通孔２４の内壁全面または内壁のうち環状突起部２４Ａを有するシリコン基板２側を研磨する。このとき、初期貫通孔２４は、その内壁が研磨されるから、内径寸法が僅かに拡大し、環状突起部２４Ａは除去される。また、初期貫通孔２４内に露出した電極支持部１７の表面にも穴加工が施されるから、電極支持部１７の表面に浅溝状の凹底部２２が形成され、上側基板３と電極支持部１７との間には、貫通孔２１と凹底部２２とは段差無くテーパ状に連続した内壁を有する。
【００３９】
なお、サンドブラストによる穴加工は上側基板３の表面３Ｃ全面に施すものとしたが、例えば初期貫通孔２４を型取ったマスク（図示せず）を上側基板３の表面側に成膜した上で、初期貫通孔２４内だけを穴加工する構成としてもよい。
【００４０】
さらに、図１０に示す導電膜加工工程は、貫通孔２１の位置に合わせてメタルマスク（図示せず）を上側基板３の表面３Ｃ側に配置し、このメタルマスクをマスクとして例えばスパッタ等の手段を用いて、上側基板３の貫通孔２１の内壁にアルミニウム等の金属薄膜を成膜し、導電膜２３を設ける。このように、穴加工工程と導電膜加工工程とによって、貫通孔２１、凹底部２２および導電膜２３からなるビアホール２０を加工し、導電膜２３のうち上側基板３の表面３Ｃに位置した部位には、ニッケルまたは白金等の電極用下地金属を設ける。
【００４１】
なお、導電膜２３はメタルマスクを通じて金属薄膜を成膜することとしたが、例えば上側基板３の表面全面に導電膜を形成した後、フォトリソグラフィ等を用いて貫通孔２１内等の導電膜を残存させ、他の部位の導電膜を除去する構成としてもよい。
【００４２】
然るに、本実施の形態によれば、初期貫通孔２４を有する上側基板３をシリコン基板２に貼り合わせた後、初期貫通孔２４に穴加工を施すから、サンドブラスト等の穴加工による研磨量を少なくし、加工時間を短くすることができる。このため、例えば単一のウエハ上に形成した多数の角速度センサに同時に穴加工を施す場合であっても、各角速度センサに設けた貫通孔２１の内径寸法等のばらつきをなくすことができ、略同一形状の貫通孔２１を形成することができる。
【００４３】
また、貫通孔２１は初期貫通孔２４の内壁を研磨することによって形成するから、初期貫通孔２４の環状突起部２４Ａを除去することができ、貫通孔２１は、上側基板３と電極支持部１７との間が段差無く連続したテーパ形状をなすと共に、その底面には確実に電極支持部１７を露出させることができる。このため、貫通孔２１内に設けた導電膜２３に段差による断線が生じることがなく、導電膜２３を通じて確実に電極支持部１７と外部との間を電気的に接続することができ、信頼性を向上することができる。
【００４４】
さらに、貫通孔２１を形成するために穴加工時間は短時間ですむから、貫通孔２１がシリコン基板２を貫通することがない。このため、角速度検出部１１の損傷を防止できると共に、密閉室４の密閉性を確保することができるから、歩留を高めて生産性を向上させることができる。
【００４５】
一方、貫通孔２１の開口面積も略等しくすることができるから、導電膜２３と電極支持部１７等の接続部との間のコンタクト抵抗を略等しくすることができる。このため、角速度センサの入力抵抗、出力抵抗のばらつきを抑制し、角速度検出部１１の動作特性、検出特性等を安定化することができる。
【００４６】
次に、図１１ないし図１５は本発明の第２の実施の形態による角速度センサを示し、本実施の形態の特徴は、シリコン基板の上側に配設された上側基板には貫通孔の開口周囲に位置して配線用溝を形成すると共に、該配線用溝には貫通孔内に接続した導電膜を設けたことにある。なお、本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００４７】
３１，３１，…は貫通孔２１の開口近傍に位置して上側基板３の表面３Ｃに設けられた配線用溝で、該配線用溝３１は貫通孔２１よりも浅い深さ寸法をもって上側基板３の表面３Ｃ側に溝状の設けられ、貫通孔２１の開口を取り囲むと共に、その一部が略四角形状の電極部３１Ａをなしている。
【００４８】
３２，３２，…は各貫通孔２１の内壁と配線用溝３１の内壁とに設けられた導電膜で、該導電膜３２は、角速度検出部１１の接続部（支持部１３、各電極支持部１７、引出部１９）から上側基板３の配線用溝３１内に延びている。また、導電膜３２のうち電極部３１Ａ内に位置した部位は、電極パッド３２Ａを構成している。そして、この電極パッド３２Ａに半田バンプ、ワイヤーボンディング等を施すことによって、導電膜３２は角速度検出部１１と外部とを電気的に接続するものである。
【００４９】
次に、図１３ないし図１５に基づいて、本実施の形態による角速度センサの製造方法について述べる。
【００５０】
まず、第１の実施の形態と同様に、貫通孔加工工程によって上側基板３に初期貫通孔２４を形成し、第１の接合工程によって上側基板３とシリコン基板２とを接合した後、機能部加工工程によってシリコン基板２に角速度検出部１１を形成する。そして、第２の接合工程によってシリコン基板２に下側基板１を接合し、角速度検出部１１を下側基板１と上側基板３との間に封止する。
【００５１】
次に、図１４に示す穴加工工程では、配線用溝３１を型取ったマスク（図示せず）を上側基板３の表面３Ｃ側に成膜した上で、初期貫通孔２４にサンドブラスト等の穴加工を施し、上側基板３にテーパ状の貫通孔２１，２１，…を加工する。これにより、上側基板３と電極支持部１７とには、段差無くテーパ状に連続した内壁を有する貫通孔２１と凹底部２２とがそれぞれ形成される。また、この貫通孔２１の形成と同時に、該貫通孔２１の開口近傍には上側基板３の表面３Ｃよりも窪んだ配線用溝３１が形成される。
【００５２】
そして、図１５に示す導電膜加工工程は、上側基板３の表面３Ｃと貫通孔２１、凹底部２２とに全面に亘って導電膜としてのアルミニウム等の金属薄膜３３を成膜する。このとき、貫通孔２１、凹底部２２、配線用溝３１の内壁に金属薄膜３３が形成されると共に、上側基板３の表面３Ｃにも全面に亘って金属薄膜３３が形成される。
【００５３】
その後、表面研磨工程によって上側基板３の表面３Ｃ側を図１５中に仮想線ａ−ａで示す位置まで研磨する。これにより、金属薄膜３３のうち上側基板３の表面３Ｃ上に形成されたものは除去される。一方、金属薄膜３３のうち貫通孔２１、凹底部２２の内壁と配線用溝３１内に形成されたものは、そのまま残存して図１１に示すように導電膜３２となる。
【００５４】
かくして、本実施の形態によっても第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができるが、本実施の形態では、上側基板３の表面よりも窪んだ配線用溝３１内に導電膜３２を形成したから、例えば製造工程の途中で角速度センサを運搬等するときでも導電膜３２が工具等に接触することがなく、導電膜３２の剥離を防止することができる。また、配線用溝３１の電極部３１Ａには電極パッド３２Ａを設けたから、角速度センサを実装した後にはワイヤボンディングが電極部３１Ａ内で電極パッド３２Ａに接続される。このため、電極パッド３２Ａとワイヤボンディングとの接続箇所を配線用溝３１内に配置することができ、これらの接続部位を保護することができる。このため、ワイヤボンディング等を長期間に亘って確実に接続することができ、信頼性、生産性を向上することができる。
【００５５】
また、配線用溝３１によって導電膜３２の配線形状を設定することができるから、例えばメタルマスクを用いて導電膜を成膜する場合に比べてメタルマスクのずれ等が生じることがなく、配線の幅寸法を小さくすることができる。このため、角速度センサを小型化し、製造コストを低減することができる。
【００５６】
なお、各実施の形態では、電子部品として角速度センサを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、加速度センサ、メカニカルフィルタ等に適用してもよい。
【００５７】
また、第１，第２の接合工程では、陽極接合を例に挙げて説明したが、接着剤等によって接着してもよく、要はガラス基板とシリコン基板との接着力が確保されればよい。
【００５８】
また、各実施の形態では、貫通孔２１等からなるビアホール２０を角速度検出部１１の電極支持部１７に形成したものを図示して説明したが、これに限らず、角速度検出部１１の接続部をなす支持部１３、引出部１９にも同様にしてビアホール２０を形成している。
【００５９】
さらに、貫通孔２１は、上側基板３に形成する構成としたが、本発明はこれに限らず下側基板１に形成する構成としてもよい。また、本実施の形態では初期貫通孔２４を有する上側基板３をシリコン基板２に接合した後、シリコン基板２に下側基板１を接合するものとしたが、下側基板１をシリコン基板２に接合した後、シリコン基板２に初期貫通孔２４を有する上側基板３を接合する構成としてもよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項１の発明に係る製造方法によれば、初期貫通孔を有するガラス基板と機能部を形成する機能部形成基板とを貼り合わせ、初期貫通孔に穴加工を施した後、加工済み貫通孔の内壁に導電膜を設ける構成としたから、単一のウエハ上に形成した多数の電子部品に同時に穴加工を施す場合であっても、各電子部品毎の加工済み貫通孔の形状ばらつきをなくすことができ、生産性を向上することができる。また、導電膜を通じて確実に機能部と外部との間を電気的に接続することができ、信頼性を向上することができる。さらに、加工済み貫通孔の開口面積も略同一形状とし、導電膜と機能部との間のコンタクト抵抗を略等しくすることができるから、電子部品の入力抵抗、出力抵抗のばらつきを抑制し、電子部品の動作特性、検出特性等を安定化させることができる。
【００６１】
また、請求項２の発明によれば、初期貫通孔の穴加工と同時に初期貫通孔の周囲に溝加工を施してガラス基板の表面に配線用溝を形成したから、ガラス基板の表面全面に導電膜を形成することによって、加工済み貫通孔と配線用溝との内壁に導電膜を設けることができる。そして、この状態でガラス基板の表面に研磨処理等を施すことによって、導電膜のうちガラス基板の表面のものを除去し、加工済み貫通孔と配線用溝との内壁に機能部と外部とを電気的に接続する導電膜を設けることができる。このため、配線用溝を用いてガラス基板の表面に加工済み貫通孔内に接続した配線を形成することができる。また、配線用溝によって導電膜の配線形状を設定することができるから、配線の幅寸法を小さくすることができ、角速度センサ等の電子部品を小型化し、製造コストを低減することができる。
【００６２】
一方、請求項３の発明による電子部品は、初期貫通孔の内壁を削ることによって初期貫通孔に穴加工を施すから、ガラス基板には加工済み貫通孔を形成することができ、初期貫通孔の突起等を除去し、ガラス基板と機能部形成基板との間の段差をなくすことができる。また、ガラス基板の表面よりも窪んだ配線用溝内に導電膜を形成したから、例えば製造工程の途中で電子部品を運搬等するときでも導電膜が工具等に接触することがなく、導電膜の剥離を防止することができ、信頼性を向上することができる。
【００６３】
また、請求項４の発明によれば、導電膜のうち配線用溝内に位置した部位は電極パッドをなすから、電極パッドとなる配線用溝内の導電膜にワイヤーボンディング等を施すことによって、機能部と外部とを電気的に接続することができる。また、電極パッドとワイヤボンディングとの接続箇所を配線用溝内に配置することができるから、これらの接続部位を保護することができ、信頼性、生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態による角速度センサを示す断面図である。
【図２】図１の角速度センサを上側基板を取外した状態で示す斜視図である。
【図３】上側基板を初期貫通孔を形成する前の状態で示す断面図である。
【図４】貫通孔加工工程によって上側基板に初期貫通孔を形成した状態を示す断面図である。
【図５】第１の接合工程によって上側基板とシリコン基板とを接合した状態を示す断面図である。
【図６】機能部加工工程によってシリコン基板に角速度検出部を形成した状態を示す断面図である。
【図７】第２の接合工程によってシリコン基板に下側基板を接合した状態を示す断面図である。
【図８】穴加工工程によって上側基板に貫通孔を形成した状態を示す断面図である。
【図９】図８中の貫通孔を拡大して示す拡大断面図である。
【図１０】導電膜加工工程によって貫通孔の内壁に導電膜を形成した状態を示す拡大断面図である。
【図１１】第２の実施の形態による角速度センサを示す断面図である。
【図１２】第２の実施の形態による角速度センサを示す平面図である。
【図１３】シリコン基板に上側基板と下側基板とを接合した状態を示す図７と同様の断面図である。
【図１４】穴加工工程によって上側基板に貫通孔を形成し、上側基板の表面に配線用溝を形成した状態を示す断面図である。
【図１５】導電膜加工工程によって上側基板の表面と貫通孔等の全面に金属薄膜を形成した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 下側基板（ガラス基板）
２ シリコン基板
３ 上側基板（ガラス基板）
１１ 角速度検出部（機能部）
１２ 枠部
１３ 支持部（接続部）
１７ 電極支持部（接続部）
１９ 引出部（接続部）
２０ ビアホール
２１ 貫通孔（加工済み貫通孔）
２２ 凹底部
２３，３２ 導電膜
２４ 初期貫通孔
３１ 配線用溝
３３ 金属薄膜（導電膜）
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば角速度センサ、加速度センサ、メカニカルフィルタ等の電子部品に関し、電気信号を外部に導出する電子部品の製造方法および電子部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、マイクロマシニング技術を用いてシリコン基板等を加工した電子部品として、角速度センサ、加速度センサ、メカニカルフィルタ等が広く知られている。また、この種の電子部品は、例えばシリコン基板と、該シリコン基板の表面側と裏面側とにそれぞれ面接合されたガラス基板とによって構成されている。そして、シリコン基板には、例えば角速度の検出を行う機能部が設けられ、該機能部は２枚のガラス基板によって封止されている。
【０００３】
また、機能部と外部とを電気的に接続するために、ガラス基板を貫通してシリコン基板に達する貫通穴を形成し、この貫通穴に導電膜を設けたものが知られている（例えば、特開平７−２６３７０９号公報、特開平９−２８３６６３号公報等）。そして、このような従来技術による電子部品は、ガラス基板とシリコン基板とを陽極接合によって接合した後、サンドブラスト加工等を行うことによってガラス基板を貫通してシリコン基板の一部を露出させ、貫通穴を形成する。そして、スパッタ、蒸着等の手段を用いて貫通穴の内壁に導電膜を形成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前述した従来技術では、ガラス基板とシリコン基板とを接合した後にガラス基板の表面側から穴加工を施し、ガラス基板からシリコン基板に連通した貫通穴を形成している。そして、このような穴加工は、通常はウエハに多数の電子部品を形成した状態で行われる。
【０００５】
このとき、ウエハ面上でサンドブラスト加工速度にばらつきが生じる傾向があり、ウエハ面のある位置では貫通穴がガラス基板を貫通せずに有底穴となってしまい、またウエハ面の他の位置では貫通穴がシリコン基板をも貫通してしまうことがある。このように、貫通穴がガラス基板を貫通しないときにはシリコン基板の接続部と電気的な接続を行うことができず、一方、貫通穴がシリコン基板をも貫通してしまうときにはシリコン基板の機能部をも損傷する虞がある。このため、電子部品の不良が生じ易く、生産性が低下するという問題がある。
【０００６】
また、電子部品毎に貫通穴の開口面積が異なるため、導電膜と接続部との間のコンタクト抵抗にばらつきが生じる。このため、電子部品の入力抵抗、出力抵抗がばらつくから、機能部の動作特性、検出特性等が電子部品毎に異なるという問題もある。
【０００７】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、機能部と外部とを電気的に確実に接続でき、生産性、信頼性を向上することができる電子部品の製造方法及び電子部品を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、初期貫通孔を有するガラス基板と機能部を形成する機能部形成基板とを貼り合わせ、前記初期貫通孔を通じて当該初期貫通孔に穴加工を施し、該加工済み貫通孔の内壁に前記機能部と外部との間を電気的に接続する導電膜を設ける構成としてなる電子部品の製造方法であって、前記穴加工では、前記初期貫通孔の内壁を削ることにより、前記ガラス基板のうち前記機能部形成基板と貼り合わされる側の開口端の欠損による突起部を少なくとも除去し、前記ガラス基板と機能部形成基板との間の段差をなくす構成としたことを特徴としている。
【０００９】
このように構成することにより、初期貫通孔を有するガラス基板を機能部形成基板に面接合した後に、初期貫通孔を通じて当該初期貫通孔に穴加工を施すから、初期貫通孔の内壁を研磨してその内径寸法を広げることができ、初期貫通孔に生じる突起等を除去し、ガラス基板と機能部形成基板との間の段差をなくすことができる。このため、加工済み貫通孔の内壁に導電膜を形成することによって、導電膜がガラス基板とシリコン基板との間で断線することがなく、該導電膜によって機能部と外部とを電気的に接続することができる。また、初期貫通孔を穴加工するときには、初期貫通孔の内壁を突起等を除去する程度に僅かに削るだけで済むから、穴加工による加工済み貫通孔の形状ばらつきを少なくすることができる。
【００１０】
また、請求項２の発明は、初期貫通孔を有するガラス基板と機能部を形成する機能部形成基板とを貼り合わせ、前記初期貫通孔を通じて当該初期貫通孔に穴加工を施すと共に前記ガラス基板のうち前記初期貫通孔の周囲に配線用の溝加工を施し、前記ガラス基板の表面と加工済み貫通孔とに全面に亘って導電膜を設け、該導電膜のうちガラス基板の表面の導電膜を除去し、前記加工済み貫通孔と配線用溝との内壁に前記機能部を外部に電気的に接続する導電膜を設ける構成としてなる電子部品の製造方法であって、前記穴加工では、前記初期貫通孔の内壁を削ることにより、前記ガラス基板のうち前記機能部形成基板と貼り合わされる側の開口端の欠損による突起部を少なくとも除去し、前記ガラス基板と機能部形成基板との間の段差をなくし、前記溝加工では、前記ガラス基板に形成された前記初期貫通孔の開口近傍に前記ガラス基板の表面よりも窪んだ前記配線用溝を形成する構成としたことを特徴としている。
【００１１】
これにより、初期貫通孔を有するガラス基板を機能部形成基板に面接合した後に、初期貫通孔を通じて当該初期貫通孔に穴加工を施すから、初期貫通孔の内壁を削ることにより、初期貫通孔の突起等をなくし、ガラス基板と機能部形成基板との間の段差を除去することができる。このため、導電膜がガラス基板とシリコン基板との間で断線することがなく、該導電膜によって機能部と外部とを電気的に接続することができる。
【００１２】
また、貫通孔の穴加工と同時にガラス基板のうち貫通孔の周囲に溝加工を施し、ガラス基板の表面よりも窪んだ配線用溝を形成したから、ガラス基板の表面と加工済み貫通孔とに全面に亘って導電膜を形成することによって、加工済み貫通孔と配線用溝との内壁に導電膜を設けることができる。そして、この状態でガラス基板の表面に研磨処理等を施すことによって、導電膜のうちガラス基板の表面の導電膜を除去し、貫通孔と配線用溝との内壁に機能部と外部とを電気的に接続する導電膜を設けることができる。このため、配線用溝を用いてガラス基板の表面に貫通孔内に接続した配線を形成することができる。
【００１３】
一方、請求項３の発明は、初期貫通孔を有するガラス基板と機能部を形成する機能部形成基板とを貼り合わせ、前記初期貫通孔を通じて当該初期貫通孔に穴加工を施すと共に前記ガラス基板のうち前記初期貫通孔の周囲に配線用の溝加工を施し、前記加工済み貫通孔と配線用溝との内壁に前記機能部を外部に電気的に接続する導電膜を設ける構成としてなる電子部品であって、前記穴加工では、前記初期貫通孔の内壁を削ることにより、前記ガラス基板のうち前記機能部形成基板と貼り合わされる側の開口端の欠損による突起部を少なくとも除去し、前記ガラス基板と機能部形成基板との間の段差をなくし、前記溝加工では、前記ガラス基板に形成された前記貫通孔の開口近傍に前記ガラス基板の表面よりも窪んだ前記配線用溝を形成する構成としたことを特徴としている。
【００１４】
このように構成したことにより、初期貫通孔の内壁を削ることによって初期貫通孔に穴加工を施すから、ガラス基板には加工済み貫通孔を形成することができ、初期貫通孔の突起等を除去し、ガラス基板と機能部形成基板との間の段差をなくすことができる。また、ガラス基板の表面には、初期貫通孔の開口近傍に位置して配線用溝を設けたから、該配線用溝の内壁に加工済み貫通孔の内壁に接続した導電膜を形成することができる。このため、ガラス基板の配線用溝に加工済み貫通孔に接続された配線を取り付けることができる。
【００１５】
また、請求項４の発明は、導電膜のうち配線用溝内に位置した部位を電極パッドとしたことにある。
【００１６】
これにより、電極パッドをなす配線用溝内の導電膜にワイヤーボンディング等を施すことによって、機能部と外部との間を電気的に接続することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による実施の形態による電子部品として角速度センサを例に挙げ添付図面に従って詳細に説明する。
【００１８】
まず、図１ないし図１０は本発明の第１の実施の形態を示している。図において、１はガラス基板によって形成された下側基板で、該下側基板１の表面側には、後述するシリコン基板２が陽極接合によって面接合されている。
【００１９】
２は導電性をもった低抵抗の単結晶シリコンによって形成された機能部形成基板としてのシリコン基板で、該シリコン基板２には、エッチング処理を施すことによって、後述の角速度検出部１１、枠部１２が形成されている。
【００２０】
３はガラス基板によって形成された上側基板で、該上側基板３の裏面３Ａは、角速度検出部１１の接続部と枠部１２とに接合するための接合面となり、該上側基板３の裏面３Ａ側の中央には収容凹部３Ｂが形成され、前記裏面３Ａの反対側となる上側基板３の表面３Ｃは非接合面となっている。また、該上側基板３は、角速度検出部１１の接続部と枠部１２とに陽極接合され、下側基板１と上側基板３との間に密閉室４を画成している。
【００２１】
１１は機能部（外力検出部）としての角速度検出部で、該角速度検出部１１は、図２に示すように回転軸Ｘ−Ｘの回りに角速度Ωが作用したとき、この回転軸Ｘ−Ｘ回りの角速度Ωを検出するものである。また、角速度検出部１１は、シリコン基板２をエッチングすることにより、枠部１２の内側に形成されている。
【００２２】
ここで、角速度検出部１１の構成について図２を参照しつつ説明する。１３，１３は下側基板１上に設けられた支持部、１４は凹溝部１５によって下側基板１の表面から離間した状態で設けられ、４本の支持梁１６によって該各支持部１３に支持された振動体をそれぞれ示し、該振動体１４はこれらの支持梁１６によって、図２中の矢示Ａ方向、矢示Ｂ方向に変位可能な状態となっている。また、該振動体１４の両面側にはくし状電極１４Ａ，１４Ａが設けられている。
【００２３】
１７，１７は振動体１４の両側に位置し、下側基板１上に設けられた電極支持部で、該各電極支持部１７の両面側にはくし状電極１７Ａが設けられ、該各くし状電極１７Ａは、振動体１４の各くし状電極１４Ａと離間した状態で噛合している。
【００２４】
１８は振動体１４の下側に位置して下側基板１の表面に設けられた電極板で、該電極板１８は、例えば導電性金属材料によって形成され、振動体１４がコリオリ力により矢示Ｂ方向に変位したときに、その変位量を検出するものである。
【００２５】
１９は電極板１８に接続された引出部で、該引出部１９は、電極板１８から延出され電極板１８と共に下側基板１の表面に設けられた導電性金属材料からなる配線部１９Ａと、該配線部１９Ａの上に設けられたシリコン材料からなるパッド部１９Ｂとによって構成されている。
【００２６】
ここで、支持部１３、電極支持部１７，１７および引出部１９は、角速度検出部１１を電気的に接続する接続部を構成している。
【００２７】
２０，２０，…は上側基板３から角速度検出部１１に亘って形成された４個のビアホール（２個のみ図示）で、該各ビアホール２０は後述する貫通孔２１と、該貫通孔２１の底部に設けられた凹底部２２と、前記貫通孔２１と凹底部２２との内壁に設けられた導電膜２３とにより構成されている。なお、実施の形態では、ビアホール２０は電極支持部１７に設ける場合のみについて図示しているが、支持部１３、引出部１９にも図１と同様にビアホールが穿設されている。
【００２８】
２１，２１，…は上側基板３を貫通して設けられたテーパ状の貫通孔２１で、該各貫通孔２１内には、シリコン基板２のうち接続部をなす各電極支持部１７が露出している。また、各貫通孔２１は、例えば、開口部となる上側基板３の表面３Ｃ側の直径寸法が裏面３Ａ側の直径寸法よりも大きくなっている。このため、貫通孔２１は、上側基板３の表面３Ｃ側からシリコン基板２側に向かって漸次縮径するテーパ状をなしている。
【００２９】
２２，２２，…は貫通孔２１の底部に位置してシリコン基板２に形成された凹底部で、該凹底部２２は貫通孔２１との間に段差なく滑らかに連続した壁面を有し、略円形の浅溝形状をなしている。
【００３０】
２３，２３，…は各貫通孔２１と凹底部２２との内壁に設けられた導電膜で、該導電膜２３は、角速度検出部１１の接続部（支持部１３、各電極支持部１７、引出部１９）から上側基板３の表面３Ｃ側に延びている。また、導電膜２３のうち上側基板３の表面３Ｃ側に位置した部位は、電極パッド２３Ａを構成している。そして、この電極パッド２３Ａに半田バンプ、ワイヤーボンディング等を施すことによって、導電膜２３は角速度検出部１１と外部とを電気的に接続するものである。
【００３１】
このように構成される角速度センサでは、振動体１４のくし状電極１４Ａと電極支持部１７のくし状電極１７Ａとの間には、外部の発振回路から導電膜２３等を通じて駆動信号が印加され、振動体１４を矢示Ａ方向に振動させる。この状態で、角速度センサに回転軸Ｘ−Ｘ回りの角速度Ωが作用すると、振動体１４にコリオリ力が作用し、このコリオリ力の大きさに対応して振動体１４が矢示Ｂ方向に変位し、振動体１４と電極板１８との間の離間距離が変化する。
【００３２】
そして、この離間距離の変化を、振動体１４と電極板１８との間の静電容量による信号とし、この信号を導電膜２３を通じて検出回路に出力する。そして、該検出回路では静電容量を電圧に変換し、回転軸Ｘ−Ｘ回りに加わる角速度Ωを測定することができる。
【００３３】
次に、図３ないし図１１に基づいて、本実施の形態による角速度センサの製造方法について述べる。なお、本実施の形態では単一の角速度センサを製造する場合を例に挙げて説明するが、一枚のシリコン基板２（シリコンウエハ）に多数の角速度センサを製造した後、各角速度センサを切り離す構成としてもよい。
【００３４】
まず、図３は初期貫通孔２４等を形成する前の上側基板３を示している。そして、図４に示す貫通孔加工工程では、上側基板３の裏面側には、角速度検出部１１を収容する収容凹部３Ｂを形成する。また、上側基板３のうち接続部となる支持部１３、各電極支持部１７、引出部１９に接合される部位には、厚さ方向に貫通した初期貫通孔２４を穿設する。このとき、初期貫通孔２４は、上側基板３の表面側からサンドブラスト等の穴あけ加工手段を用いることによって形成する。このため、初期貫通孔２４は表面側から裏面側に向けて漸次縮径した形状をなすと共に、初期貫通孔２４のうち上側基板３の裏面３Ａ側に開口した部位には、開口端の欠損等によって面取り形状をした環状突起部２４Ａが形成されている。
【００３５】
図５に示す第１の接合工程では、初期貫通孔２４を有する上側基板３の裏面３Ａにシリコン基板２の表面を衝合させる。そして、この状態で、これらを接合温度まで加熱しつつ、上側基板３、シリコン基板２に例えば１０００Ｖ程度の電圧を印加し、該シリコン基板２と下側基板１とを陽極接合等の接合手段を用いて面接合し、貼り合わせる。
【００３６】
図６に示す機能部加工工程では、シリコン基板２の裏面にマスク（図示せず）を成膜した上で、エッチング処理によって凹溝部１５を形成し、シリコン基板２のうち凹溝部１５に対応した位置が薄肉部２Ａとなる。この状態で、角速度検出部１１と枠部１２を型取ったマスク（図示せず）をシリコン基板２の裏面に成膜した上で、シリコン基板２の裏面側からマスクを通してエッチング処理を施し、該シリコン基板２のうち薄肉部２Ａに対応した位置には角速度検出部１１を形成し、その外側には枠部１２を加工する。
【００３７】
図７に示す第２の接合工程では、予めほぼ中央部に電極板１８等が形成された下側基板１によって角速度検出部１１を覆うと共に、下側基板１の表面をシリコン基板２のうち接続部となる支持部１３、各電極支持部１７、引出部１９（図２参照）および枠部１２に当接させる。そして、これらを減圧雰囲気中で陽極接合によって面接合させる。このとき、角速度検出部１１は画成された密閉室４内に封止される。
【００３８】
図８、図９に示す穴加工工程では、上側基板３の表面全面に亘ってサンドブラスト等の穴加工手段を用いて初期貫通孔２４の内壁全面または内壁のうち環状突起部２４Ａを有するシリコン基板２側を研磨する。このとき、初期貫通孔２４は、その内壁が研磨されるから、内径寸法が僅かに拡大し、環状突起部２４Ａは除去される。また、初期貫通孔２４内に露出した電極支持部１７の表面にも穴加工が施されるから、電極支持部１７の表面に浅溝状の凹底部２２が形成され、上側基板３と電極支持部１７との間には、貫通孔２１と凹底部２２とは段差無くテーパ状に連続した内壁を有する。
【００３９】
なお、サンドブラストによる穴加工は上側基板３の表面３Ｃ全面に施すものとしたが、例えば初期貫通孔２４を型取ったマスク（図示せず）を上側基板３の表面側に成膜した上で、初期貫通孔２４内だけを穴加工する構成としてもよい。
【００４０】
さらに、図１０に示す導電膜加工工程は、貫通孔２１の位置に合わせてメタルマスク（図示せず）を上側基板３の表面３Ｃ側に配置し、このメタルマスクをマスクとして例えばスパッタ等の手段を用いて、上側基板３の貫通孔２１の内壁にアルミニウム等の金属薄膜を成膜し、導電膜２３を設ける。このように、穴加工工程と導電膜加工工程とによって、貫通孔２１、凹底部２２および導電膜２３からなるビアホール２０を加工し、導電膜２３のうち上側基板３の表面３Ｃに位置した部位には、ニッケルまたは白金等の電極用下地金属を設ける。
【００４１】
なお、導電膜２３はメタルマスクを通じて金属薄膜を成膜することとしたが、例えば上側基板３の表面全面に導電膜を形成した後、フォトリソグラフィ等を用いて貫通孔２１内等の導電膜を残存させ、他の部位の導電膜を除去する構成としてもよい。
【００４２】
然るに、本実施の形態によれば、初期貫通孔２４を有する上側基板３をシリコン基板２に貼り合わせた後、初期貫通孔２４に穴加工を施すから、サンドブラスト等の穴加工による研磨量を少なくし、加工時間を短くすることができる。このため、例えば単一のウエハ上に形成した多数の角速度センサに同時に穴加工を施す場合であっても、各角速度センサに設けた貫通孔２１の内径寸法等のばらつきをなくすことができ、略同一形状の貫通孔２１を形成することができる。
【００４３】
また、貫通孔２１は初期貫通孔２４の内壁を研磨することによって形成するから、初期貫通孔２４の環状突起部２４Ａを除去することができ、貫通孔２１は、上側基板３と電極支持部１７との間が段差無く連続したテーパ形状をなすと共に、その底面には確実に電極支持部１７を露出させることができる。このため、貫通孔２１内に設けた導電膜２３に段差による断線が生じることがなく、導電膜２３を通じて確実に電極支持部１７と外部との間を電気的に接続することができ、信頼性を向上することができる。
【００４４】
さらに、貫通孔２１を形成するために穴加工時間は短時間ですむから、貫通孔２１がシリコン基板２を貫通することがない。このため、角速度検出部１１の損傷を防止できると共に、密閉室４の密閉性を確保することができるから、歩留を高めて生産性を向上させることができる。
【００４５】
一方、貫通孔２１の開口面積も略等しくすることができるから、導電膜２３と電極支持部１７等の接続部との間のコンタクト抵抗を略等しくすることができる。このため、角速度センサの入力抵抗、出力抵抗のばらつきを抑制し、角速度検出部１１の動作特性、検出特性等を安定化することができる。
【００４６】
次に、図１１ないし図１５は本発明の第２の実施の形態による角速度センサを示し、本実施の形態の特徴は、シリコン基板の上側に配設された上側基板には貫通孔の開口周囲に位置して配線用溝を形成すると共に、該配線用溝には貫通孔内に接続した導電膜を設けたことにある。なお、本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００４７】
３１，３１，…は貫通孔２１の開口近傍に位置して上側基板３の表面３Ｃに設けられた配線用溝で、該配線用溝３１は貫通孔２１よりも浅い深さ寸法をもって上側基板３の表面３Ｃ側に溝状の設けられ、貫通孔２１の開口を取り囲むと共に、その一部が略四角形状の電極部３１Ａをなしている。
【００４８】
３２，３２，…は各貫通孔２１の内壁と配線用溝３１の内壁とに設けられた導電膜で、該導電膜３２は、角速度検出部１１の接続部（支持部１３、各電極支持部１７、引出部１９）から上側基板３の配線用溝３１内に延びている。また、導電膜３２のうち電極部３１Ａ内に位置した部位は、電極パッド３２Ａを構成している。そして、この電極パッド３２Ａに半田バンプ、ワイヤーボンディング等を施すことによって、導電膜３２は角速度検出部１１と外部とを電気的に接続するものである。
【００４９】
次に、図１３ないし図１５に基づいて、本実施の形態による角速度センサの製造方法について述べる。
【００５０】
まず、第１の実施の形態と同様に、貫通孔加工工程によって上側基板３に初期貫通孔２４を形成し、第１の接合工程によって上側基板３とシリコン基板２とを接合した後、機能部加工工程によってシリコン基板２に角速度検出部１１を形成する。そして、第２の接合工程によってシリコン基板２に下側基板１を接合し、角速度検出部１１を下側基板１と上側基板３との間に封止する。
【００５１】
次に、図１４に示す穴加工工程では、配線用溝３１を型取ったマスク（図示せず）を上側基板３の表面３Ｃ側に成膜した上で、初期貫通孔２４にサンドブラスト等の穴加工を施し、上側基板３にテーパ状の貫通孔２１，２１，…を加工する。これにより、上側基板３と電極支持部１７とには、段差無くテーパ状に連続した内壁を有する貫通孔２１と凹底部２２とがそれぞれ形成される。また、この貫通孔２１の形成と同時に、該貫通孔２１の開口近傍には上側基板３の表面３Ｃよりも窪んだ配線用溝３１が形成される。
【００５２】
そして、図１５に示す導電膜加工工程は、上側基板３の表面３Ｃと貫通孔２１、凹底部２２とに全面に亘って導電膜としてのアルミニウム等の金属薄膜３３を成膜する。このとき、貫通孔２１、凹底部２２、配線用溝３１の内壁に金属薄膜３３が形成されると共に、上側基板３の表面３Ｃにも全面に亘って金属薄膜３３が形成される。
【００５３】
その後、表面研磨工程によって上側基板３の表面３Ｃ側を図１５中に仮想線ａ−ａで示す位置まで研磨する。これにより、金属薄膜３３のうち上側基板３の表面３Ｃ上に形成されたものは除去される。一方、金属薄膜３３のうち貫通孔２１、凹底部２２の内壁と配線用溝３１内に形成されたものは、そのまま残存して図１１に示すように導電膜３２となる。
【００５４】
かくして、本実施の形態によっても第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができるが、本実施の形態では、上側基板３の表面よりも窪んだ配線用溝３１内に導電膜３２を形成したから、例えば製造工程の途中で角速度センサを運搬等するときでも導電膜３２が工具等に接触することがなく、導電膜３２の剥離を防止することができる。また、配線用溝３１の電極部３１Ａには電極パッド３２Ａを設けたから、角速度センサを実装した後にはワイヤボンディングが電極部３１Ａ内で電極パッド３２Ａに接続される。このため、電極パッド３２Ａとワイヤボンディングとの接続箇所を配線用溝３１内に配置することができ、これらの接続部位を保護することができる。このため、ワイヤボンディング等を長期間に亘って確実に接続することができ、信頼性、生産性を向上することができる。
【００５５】
また、配線用溝３１によって導電膜３２の配線形状を設定することができるから、例えばメタルマスクを用いて導電膜を成膜する場合に比べてメタルマスクのずれ等が生じることがなく、配線の幅寸法を小さくすることができる。このため、角速度センサを小型化し、製造コストを低減することができる。
【００５６】
なお、各実施の形態では、電子部品として角速度センサを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、加速度センサ、メカニカルフィルタ等に適用してもよい。
【００５７】
また、第１，第２の接合工程では、陽極接合を例に挙げて説明したが、接着剤等によって接着してもよく、要はガラス基板とシリコン基板との接着力が確保されればよい。
【００５８】
また、各実施の形態では、貫通孔２１等からなるビアホール２０を角速度検出部１１の電極支持部１７に形成したものを図示して説明したが、これに限らず、角速度検出部１１の接続部をなす支持部１３、引出部１９にも同様にしてビアホール２０を形成している。
【００５９】
さらに、貫通孔２１は、上側基板３に形成する構成としたが、本発明はこれに限らず下側基板１に形成する構成としてもよい。また、本実施の形態では初期貫通孔２４を有する上側基板３をシリコン基板２に接合した後、シリコン基板２に下側基板１を接合するものとしたが、下側基板１をシリコン基板２に接合した後、シリコン基板２に初期貫通孔２４を有する上側基板３を接合する構成としてもよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項１の発明に係る製造方法によれば、初期貫通孔を有するガラス基板と機能部を形成する機能部形成基板とを貼り合わせ、初期貫通孔に穴加工を施した後、加工済み貫通孔の内壁に導電膜を設ける構成としたから、単一のウエハ上に形成した多数の電子部品に同時に穴加工を施す場合であっても、各電子部品毎の加工済み貫通孔の形状ばらつきをなくすことができ、生産性を向上することができる。また、導電膜を通じて確実に機能部と外部との間を電気的に接続することができ、信頼性を向上することができる。さらに、加工済み貫通孔の開口面積も略同一形状とし、導電膜と機能部との間のコンタクト抵抗を略等しくすることができるから、電子部品の入力抵抗、出力抵抗のばらつきを抑制し、電子部品の動作特性、検出特性等を安定化させることができる。
【００６１】
また、請求項２の発明によれば、初期貫通孔の穴加工と同時に初期貫通孔の周囲に溝加工を施してガラス基板の表面に配線用溝を形成したから、ガラス基板の表面全面に導電膜を形成することによって、加工済み貫通孔と配線用溝との内壁に導電膜を設けることができる。そして、この状態でガラス基板の表面に研磨処理等を施すことによって、導電膜のうちガラス基板の表面のものを除去し、加工済み貫通孔と配線用溝との内壁に機能部と外部とを電気的に接続する導電膜を設けることができる。このため、配線用溝を用いてガラス基板の表面に加工済み貫通孔内に接続した配線を形成することができる。また、配線用溝によって導電膜の配線形状を設定することができるから、配線の幅寸法を小さくすることができ、角速度センサ等の電子部品を小型化し、製造コストを低減することができる。
【００６２】
一方、請求項３の発明による電子部品は、初期貫通孔の内壁を削ることによって初期貫通孔に穴加工を施すから、ガラス基板には加工済み貫通孔を形成することができ、初期貫通孔の突起等を除去し、ガラス基板と機能部形成基板との間の段差をなくすことができる。また、ガラス基板の表面よりも窪んだ配線用溝内に導電膜を形成したから、例えば製造工程の途中で電子部品を運搬等するときでも導電膜が工具等に接触することがなく、導電膜の剥離を防止することができ、信頼性を向上することができる。
【００６３】
また、請求項４の発明によれば、導電膜のうち配線用溝内に位置した部位は電極パッドをなすから、電極パッドとなる配線用溝内の導電膜にワイヤーボンディング等を施すことによって、機能部と外部とを電気的に接続することができる。また、電極パッドとワイヤボンディングとの接続箇所を配線用溝内に配置することができるから、これらの接続部位を保護することができ、信頼性、生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態による角速度センサを示す断面図である。
【図２】図１の角速度センサを上側基板を取外した状態で示す斜視図である。
【図３】上側基板を初期貫通孔を形成する前の状態で示す断面図である。
【図４】貫通孔加工工程によって上側基板に初期貫通孔を形成した状態を示す断面図である。
【図５】第１の接合工程によって上側基板とシリコン基板とを接合した状態を示す断面図である。
【図６】機能部加工工程によってシリコン基板に角速度検出部を形成した状態を示す断面図である。
【図７】第２の接合工程によってシリコン基板に下側基板を接合した状態を示す断面図である。
【図８】穴加工工程によって上側基板に貫通孔を形成した状態を示す断面図である。
【図９】図８中の貫通孔を拡大して示す拡大断面図である。
【図１０】導電膜加工工程によって貫通孔の内壁に導電膜を形成した状態を示す拡大断面図である。
【図１１】第２の実施の形態による角速度センサを示す断面図である。
【図１２】第２の実施の形態による角速度センサを示す平面図である。
【図１３】シリコン基板に上側基板と下側基板とを接合した状態を示す図７と同様の断面図である。
【図１４】穴加工工程によって上側基板に貫通孔を形成し、上側基板の表面に配線用溝を形成した状態を示す断面図である。
【図１５】導電膜加工工程によって上側基板の表面と貫通孔等の全面に金属薄膜を形成した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 下側基板（ガラス基板）
２ シリコン基板
３ 上側基板（ガラス基板）
１１ 角速度検出部（機能部）
１２ 枠部
１３ 支持部（接続部）
１７ 電極支持部（接続部）
１９ 引出部（接続部）
２０ ビアホール
２１ 貫通孔（加工済み貫通孔）
２２ 凹底部
２３，３２ 導電膜
２４ 初期貫通孔
３１ 配線用溝
３３ 金属薄膜（導電膜）
Claims (4)
- 初期貫通孔を有するガラス基板と機能部を形成する機能部形成基板とを貼り合わせ、前記初期貫通孔を通じて当該初期貫通孔に穴加工を施し、該加工済み貫通孔の内壁に前記機能部と外部との間を電気的に接続する導電膜を設ける構成としてなる電子部品の製造方法であって、
前記穴加工では、前記初期貫通孔の内壁を削ることにより、前記ガラス基板のうち前記機能部形成基板と貼り合わされる側の開口端の欠損による突起部を少なくとも除去し、前記ガラス基板と機能部形成基板との間の段差をなくす構成としたことを特徴とする電子部品の製造方法。 - 初期貫通孔を有するガラス基板と機能部を形成する機能部形成基板とを貼り合わせ、前記初期貫通孔を通じて当該初期貫通孔に穴加工を施すと共に前記ガラス基板のうち前記初期貫通孔の周囲に配線用の溝加工を施し、前記ガラス基板の表面と加工済み貫通孔とに全面に亘って導電膜を設け、該導電膜のうちガラス基板の表面の導電膜を除去し、前記加工済み貫通孔と配線用溝との内壁に前記機能部を外部に電気的に接続する導電膜を設ける構成としてなる電子部品の製造方法であって、
前記穴加工では、前記初期貫通孔の内壁を削ることにより、前記ガラス基板のうち前記機能部形成基板と貼り合わされる側の開口端の欠損による突起部を少なくとも除去し、前記ガラス基板と機能部形成基板との間の段差をなくし、
前記溝加工では、前記ガラス基板に形成された前記初期貫通孔の開口近傍に前記ガラス基板の表面よりも窪んだ前記配線用溝を形成する構成としたことを特徴とする電子部品の製造方法。 - 初期貫通孔を有するガラス基板と機能部を形成する機能部形成基板とを貼り合わせ、前記初期貫通孔を通じて当該初期貫通孔に穴加工を施すと共に前記ガラス基板のうち前記初期貫通孔の周囲に配線用の溝加工を施し、前記加工済み貫通孔と配線用溝との内壁に前記機能部を外部に電気的に接続する導電膜を設ける構成としてなる電子部品であって、
前記穴加工では、前記初期貫通孔の内壁を削ることにより、前記ガラス基板のうち前記機能部形成基板と貼り合わされる側の開口端の欠損による突起部を少なくとも除去し、前記ガラス基板と機能部形成基板との間の段差をなくし、
前記溝加工では、前記ガラス基板に形成された前記初期貫通孔の開口近傍に前記ガラス基板の表面よりも窪んだ前記配線用溝を形成する構成としたことを特徴とする電子部品。 - 前記導電膜のうち配線用溝内に位置した部位は電極パッドである請求項３に記載の電子部品。
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