CN103449352B - 电子装置及其制造方法、以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电子装置及其制造方法、以及电子设备,所述电子装置更有助于小型化和节约空间化。本发明所涉及的电子装置包括:第一基体;第二基体;第三基体,其被所述第一基体和所述第二基体夹持;第一功能元件,其被设置在被所述第一基体和所述第三基体所包围的第一腔室内;第二功能元件,其被设置在被所述第二基体和所述第三基体所包围的第二腔室内。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子装置及其制造方法、以及电子设备。
背景技术
近年来,例如开发了一种利用硅MEMS(Micro Electro Mechanical System:微电子机械系统)技术来对物理量进行检测的惯性传感器等的电子装置。这种电子装置例如被应用于数码静态照相机(DSC)的手抖补偿功能、汽车的导航系统、游戏机中的动作输入装置等中。
在这种电子装置领域中,要求装置的小型化和节约空间化。例如,在专利文献1中公开了一种例如在同一个基板上具备角速度传感器和加速度传感器的电子装置(复合元件传感器)。
专利文献1:日本特开2002-5950号公报
发明内容
本发明的几个方式所涉及的目的之一在于,提供作为这种电子装置(复合元件传感器)的、更有助于装置的小型化和节约空间化的电子装置。此外,本发明的几个方式所涉及的目的之一在于,提供一种上述电子装置的制造方法。此外,本法的几个方式所涉及的目的之一在于,提供一种具有上述电子装置的电子设备。
本发明是为了解决上述课题的至少一部分而实施的,其能够作为以下的方式或应用例而实现。
应用例1
本应用例所涉及的电子装置包括:第一基体;第二基体;第三基体,其被所述第一基体和所述第二基体夹持;第一功能元件,其被设置在被所述第一基体和所述第三基体所包围的第一腔室内;第二功能元件,其被设置在被所述第二基体和所述第三基体所包围的第二腔室内。
根据这种电子装置,由于能够提供一种层叠有第一功能元件和第二功能元件的电子装置,因此能够提供一种更有助于装置的小型化和节约空间化的电子装置。
此外,根据这种电子装置,由于能够提供一种层叠有第一功能元件和第二功能元件的电子装置,因此能够在制造工序中容易地以较高的对准精度对功能元件的检测轴进行配置。因此,能够提供一种使制造工序简化、并且检测轴具有较高的对准精度的电子装置。
此外,根据这种电子装置,由于通过在所需的气压气氛下实施层叠工序,从而能够形成以所需的气压气氛而被密封的腔室,因此能够以更简单的方法来实施腔室密封。因此,能够提供一种能够使制造工序简单化的电子装置。
此外,根据这种电子装置,由于第一功能元件和第二功能元件未被形成在同一基板上,因此能够提供一种能够防止所装载的功能元件的可靠性降低的电子装置。
例如,在第一功能元件和第二功能元件中的至少一方中,包括陀螺传感器的情况下,在制造工序上,需要对陀螺传感器进行驱动振动。当在同一基板上形成有第一功能元件和第二功能元件时,将存在振动传递至另一个功能元件中,而使功能元件的可靠性降低的可能性。相对于此,根据本应用例所涉及的电子设备,由于分别在第一基体和第二基体上形成功能元件,因此能够防止由于振动等而导致元件的可靠性降低的情况。
此外,根据这种电子装置,由于第一功能元件和第二功能元件未被形成在同一基板上,因此能够提供一种降低了对成品率的影响的电子设备。
例如,即使在第一功能元件和第二功能元件中的仅至少一方中发生了不良的情况下,便会由于第一功能元件和第二功能元件被形成在同一基板上,因而成品率将显著降低,进而使电子装置的结构对成品率造成较大影响。相对于此,根据本应用例所涉及的电子装置,分别在第一基体和第二基体上形成功能元件。因此,由于即使在功能元件的一方中发生了不良的情况下,也不需要对另一方的功能元件进行不良处理,因此能够降低对成品率的影响。
应用例2
在本应用例所涉及的电子装置中,可以采用如下方式,即,在所述第一基体和所述第二基体上,分别形成有对准标识。
据此,由于能够在将第一基体、第二基体、第三基体进行层叠的工序中,切实地实施定位,因此能够使功能元件具有以更高的对准精度而被定位了的检测轴。因此,能够提供一种进一步提高了可靠性的电子装置。
应用例3
在本应用例所涉及的电子装置中,可以采用如下方式,即,所述第一功能元件和所述第二功能元件对不同的物理量进行检测。
应用例4
在本应用例所涉及的电子装置中,可以采用如下方式,即,所述第一功能元件与所述第二功能元件相同,所述第三基体具有开口部,所述开口部将所述第一腔室和所述第二腔室连通。
应用例5
在本应用例所涉及的电子装置中,可以采用如下方式,即,所述第一基体和第二基体的材质为玻璃,所述第三基体的材质为硅或玻璃。
根据这种电子装置,在使用了热膨胀系数相互不同的玻璃和硅的电子装置中,能够通过由玻璃构成的第一基体和第二基体,从两表面方向对由硅构成的第三基体进行夹持。由此,由于在制造工序的加热程序中,因热膨胀系数的差异而产生的应力将被抵消(offset),因此能够提供一种进一步提高了可靠性的电子装置。
应用例6
在本应用例所涉及的电子装置中,可以采用如下方式,即,所述电子装置包括基板,所述基板包括对所述第一功能元件和所述第二功能元件的信号进行处理的集成电路,在所述基板上安装有所述第一基体,所述电子装置包括模压部,所述模压部对所述第一、第二、第三基体以及所述基板进行模压。
应用例7
本应用例所涉及的电子装置的制造方法包括:第一准备工序,在该工序中,准备第一基体,并通过在所述第一基体上形成第一功能元件,从而准备第一结构体;第二准备工序,在该工序中,准备第二基体,并通过在所述第二基体上形成第二功能元件,从而准备第二结构体;第三准备工序,在该工序中,准备第三基体;层叠工序,在该工序中,通过以所述第三基体被所述第一基体和所述第二基体夹持的方式进行层叠,从而将所述第一功能元件收纳在被所述第一基体和所述第三基体所包围的第一腔室内,并将所述第二功能元件收纳在被所述第二基体和所述第三基体所包围的第二腔室内。
根据这种电子装置的制造方法,由于能够提供一种层叠有第一功能元件和第二功能元件的电子装置,因此能够提供一种更有助于装置的小型化和节约空间化的电子装置的制造方法。
此外,根据这种电子装置的制造方法,由于能够提供一种层叠有第一功能元件和第二功能元件的电子装置,因此能够容易地以较高的对准精度对功能元件的检测轴进行配置。因此,能够提供一种使制造工序简化、并且检测轴具有较高的对准精度的电子装置。
此外,根据这种电子装置的制造方法,由于通过在所需的气压气氛下实施层叠工序,从而能够形成以所需的气压气氛而被密封的腔室,因此能够以更简单的方法来实施腔室密封。
此外,根据这种电子装置的制造方法,由于第一功能元件和第二功能元件未被形成在同一基板上,而是被单独地形成在第一基体和第二基体上,因此能够防止所装载的功能元件的可靠性降低的情况。
例如,在第一功能元件和第二功能元件中的至少一方中,包括了陀螺传感器的情况下,在制造工序上,需要对陀螺传感器进行驱动振动。当在同一基板上形成第一功能元件和第二功能元件时,将存在振动传递至另一个功能元件中,而使功能元件的可靠性降低的可能性。相对于此,根据本应用例所涉及的电子装置的制造方法,能够防止由于振动等而导致元件的可靠性降低的情况。
此外,根据这种电子装置的制造方法,由于未将第一功能元件和第二功能元件形成在同一基板上,因此能够降低对成品率的影响。
例如,在第一功能元件和第二功能元件中的仅至少一方中发生了不良的情况下,便会由于第一功能元件和第二功能元件被形成在同一基板上,因而成品率显著降低。相对于此,根据本应用例所涉及的电子装置的制造方法,分别在第一基体和第二基体上形成功能元件。因此,由于即使在功能元件的一方中发生了的不良的情况下,也不需要对另一方的功能元件进行不良处理,因此能够降低对成品率的影响。
应用例8
在本应用例所涉及的电子装置的制造方法中,可以采用如下方式,即,所述层叠工序包括:通过在第一气压气氛下,对所述第一基体和所述第三基体进行接合,从而形成所述第一气压气氛的所述第一腔室的工序;通过在第二气压气氛下,对所述第二基体和所述第三基体进行接合,从而形成所述第二气压气氛的所述第二腔室的工序,所述第一气压气氛气压与所述第二气压气氛的气压有所不同。
根据这种电子装置的制造方法,尽管在第一腔室和第二腔室的气压气氛不同的情况下,但通过在所需的气压气氛下,实施对第一基体和第三基体的接合工序、和对第二基体和第三基体的接合工序,从而也能够将腔室内的气氛设定为所需的气氛。
应用例9
在本应用例所涉及的电子装置的制造方法中,可以采用如下方式,即,所述第一准备工序还包括形成第一对准标识的工序,所述第二准备工序还包括形成第二对准标识的工序,所述第一对准标识和所述第二对准标识在形成所述第一功能元件和所述第二功能元件时被一体地形成,所述层叠工序还包括通过对所述第一对准标识和所述第二对准标识进行目视检验从而实施定位的工序。
据此,由于能够在将第一基体、第二基体、第三基体进行层叠的工序中,切实地实施定位,因此能够使功能元件具有以更高的校对精度而被定位了的检测轴。
应用例10
在本应用例所涉及的电子装置的制造方法中,可以采用如下方式,即,在所述第一准备工序中准备第一晶片,所述第一晶片在第一元件区域内具有多个所述第一结构体,在所述第二准备工序中准备第二晶片,所述第二晶片在第二元件区域内具有多个所述第二结构体,在所述第三准备工序中准备第三晶片,所述第三晶片在第三元件区域内具有多个所述第三基体,所述电子装置的制造方法还包括,在所述层叠工序之后对层叠后的所述第一、第二、第三晶片进行分片化的工序。
应用例11
在本应用例所涉及的电子装置的制造方法中,可以采用如下方式,即,所述第一对准标识被形成在所述第一晶片的所述第一元件区域外,所述第二对准标识被形成在所述第二晶片的所述第二元件区域外。
据此,由于不需要在电子装置内设置对准标识,因此能够进一步实现小型化和节约空间化。此外,由于能够在晶片级别上实施定位工序,因此与单独地实施目视检验从而实施定相位比,能够更简单地进行制造。
应用例12
本应用例所涉及的电子设备包括应用例1至6中的任一个所涉及的电子装置。
根据这种电子设备,能够具有更有助于装置的小型化和节约空间化的电子装置。
附图说明
图1为模式化地表示第一实施方式所涉及的电子装置的剖视图。
图2为模式化地表示第一实施方式所涉及的电子装置所具备的第一功能元件的一个示例的俯视图。
图3为对第一实施方式所涉及的电子装置所具备的第一功能元件的动作进行说明的俯视图。
图4为对第一实施方式所涉及的电子装置所具备的第一功能元件的动作进行说明的俯视图。
图5为对第一实施方式所涉及的电子装置所具备的第一功能元件的动作进行说明的俯视图。
图6为对第一实施方式所涉及的电子装置所具备的第一功能元件的动作进行说明的俯视图。
图7模式化地表示第一实施方式所涉及的电子装置所具备的第二功能元件的一个示例的俯视图。
图8为模式化地表示第一实施方式所涉及的电子装置的第一改变例的剖视图。
图9为模式化地表示第一实施方式所涉及的电子装置的第二改变例的剖视图。
图10为模式化地表示第一实施方式所涉及的电子装置的第三改变例的剖视图。
图11为模式化地表示第一实施方式所涉及的电子装置的第四改变例的剖视图。
图12A为模式化地表示第二实施方式所涉及的电子装置的剖视图。
图12B为模式化地表示第二实施方式所涉及的电子装置的改变例的剖视图。
图13为表示本实施方式所涉及的电子装置的制造方法的流程图。
图14为模式化地表示本实施方式所涉及的电子装置的制造方法的剖视图。
图15为模式化地表示本实施方式所涉及的电子装置的制造方法的剖视图。
图16为模式化地表示本实施方式所涉及的电子装置的制造方法的剖视图。
图17为模式化地表示本实施方式所涉及的电子装置的制造方法的剖视图。
图18为模式化地表示本实施方式所涉及的电子装置的制造方法的剖视图。
图19为模式化地表示本实施方式所涉及的电子装置的制造方法的剖视图。
图20为模式化地表示本实施方式所涉及的电子装置的制造方法的剖视图。
图21为模式化地表示本实施方式所涉及的电子装置的制造方法的剖视图。
图22为模式化地表示改变例所涉及的电子装置的制造方法的图。
图23为模式化地表示改变例所涉及的电子装置的制造方法的剖视图。
图24为模式化地表示改变例所涉及的电子装置的制造方法的立体图。
图25为模式化地表示电子设备的立体图。
图26为模式化地表示电子设备的立体图。
图27为模式化地表示电子设备的立体图。
具体实施方式
以下,使用附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。另外,以下所说明的实施方式并非对权利要求中所记载的本发明的内容进行不当限定的方式。此外,以下所说明的全部结构未必都是本发明的必要结构要件。
1.电子装置的结构
1.1第一实施方式
首先,参照附图,对第一实施方式所涉及的电子装置进行说明。图1为,模式化地表示第一实施方式所涉及的电子装置100的剖视图。为了方便,在图中作为相互正交的三个轴而图示了X轴、Y轴、Z轴。
如图1所示,电子装置100包括:封装件40,其由第一基体10、第二基体20、第三基体30构成并具有第一腔室41和第二腔室42;第一和第二功能元件200、300,其被收纳在封装件40内。另外,为了方便,在图1中简略化地图示了第一和第二功能元件200、300。
电子装置100为,多个物理量检测传感器被安装在同一封装件内(同一基板)而构成的复合元件传感器。电子装置100所收纳的第一和第二功能元件200、300可以为分别对不同的物理量进行检测的传感器元件,也可以为对相同的物理量进行检测的传感器元件。第一功能元件200可以与第二功能元件300不同,也可以相同。此外,虽然未图示,但可以在同一腔室内设置有多个功能元件。功能元件的详细内容后文叙述。
如图1所示,第一基体10为,设置有第一功能元件200的部件。第一基体10具有作为与第三基体30相接合的一侧的面的第一面11、和与第一面11为相反侧的第二面12。第一基体10的第一面11为,对第一功能元件200进行支承的面、且为构成第一腔室41的面。在第一基体10的第一面11上形成有第一凹部14,在第一凹部14的上方装载有第一功能元件200。通过第一凹部14,第一功能元件200能够在不被第一基体10妨碍的条件下,仅在所需的方向上可动。
第一基体10的材质并不被特别限定,例如可以使用玻璃基板、硅基板以及水晶基板。从加工性等的观点出发,可以在第一基体10的材质中使用玻璃。
在第一基体10上,形成有贯穿第一面11和第二面12的多个贯穿孔16。在图示的示例中,贯穿孔16在Z轴方向上贯穿第一基体10。如图所示,贯穿孔16的内壁面可以为锥形状。但是,贯穿孔16的开口部的平面形状(从Z轴方向观察时的形状)并不被特别限定,可以为圆形或者矩形(例如,正方形)。此处,如图1所示,贯穿孔16可以以第一功能元件200与开口部的一部分重叠的方式配置。此外,虽然未图示,但可以在贯穿孔16的内壁面上,形成有从贯穿孔16内起延伸至第二面12上的导电层。
导电部件18被形成在贯穿孔16内,并堵塞了贯穿孔16。导电部件18的材质只要为导电性材料则并不被特别限定,例如可以适当选择铜(Cu)、钨(W)、铝(Al)等的导电材料。
第一腔室41内的密封状态根据所收纳的功能元件的种类而被适当选择。在第一功能元件200例如为振动型陀螺传感器的情况下,优选为,第一腔室41为减压状态(更优选为真空状态)。由此,能够抑制陀螺传感器的振动现象由于空气粘性而发生衰减的情况。此外,例如在为加速度传感器的情况下,优选为,第一腔室41为大气压状态、且处于惰性气体气氛(例如,氮气)。由此,能够在加速度传感器的惯性质量和大气压值之间产生所需的阻尼(粘性),从而成为具有预定的检测灵敏度的加速度传感器。
如图1所示,第二基体20为设置有第二功能元件300的部件。第二基体20隔着后文叙述的第三基体30而与第一基体10对置配置,并且除设置有第二功能元件300这一点之外,可以具有与第一基板10相同的结构。
第二基体20具有作为与第三基体30接合一侧的面的第一面21、和与第一面21为相反侧的第二面22。第二基体20的第一面21为,对第二功能元件300进行支承的面、且为构成第二腔室42的面。在第二基体20的第一面21上形成有第二凹部24,并在第二凹部24的下方安装有第二功能元件300。通过第二凹部24,第二功能元件300能够在不被第二基体20妨碍的条件下,仅在所需的方向上可动。
第二基体20的材质并不被特别限定,例如可以使用玻璃基板、硅基板以及水晶基板。从加工性等的观点出发,可以在第二基体20的材质中使用玻璃。
在第二基体20上,形成有贯穿第一面21和第二面22的多个贯穿孔26。在图示的示例中,贯穿孔26在Z轴方向上贯穿第二基体20。如图所示,贯穿孔26的内壁面可以为锥形状。但是,贯穿孔26的开口部的平面形状(从Z轴方向观察时的形状)并不被特别限定,可以为圆形或者矩形(例如,正方形)。此处,如图1所示,贯穿孔26可以以第二功能元件300与贯穿孔26的开口部的一部分重叠的方式配置。此外,虽然未图示,但可以在贯穿孔26的内壁面上形成有从贯穿孔26内起延伸至第二面22上的导电层。
导电部件28被形成在贯穿孔26内,并堵塞了贯穿孔26。导电部件28的材质只要为导电性材料则并不被特别限定,例如,可以适当选择铜(Cu)、钨(W)、铝(Al)等的导电材料。
第二腔室42内的密封状态根据所收纳的功能元件的种类而被适当选择。在第二功能元件300例如为振动型陀螺传感器的情况下,优选为,第二腔室42为减压状态(更优选为真空状态)。由此,能够抑制陀螺传感器的振动现象由于空气粘性而发生衰减的情况。此外,在例如为加速度传感器的情况下,优选为,第二腔室42为大气压状态、且处于惰性气体气氛(例如,氮气)。由此,能够在加速度传感器的惯性质量和大气压之间产生所需的阻尼(粘性),从而成为具有预定的检测灵敏度的加速度传感器。
图1所示,第三基体30被第一基体10和第二基体20夹持,并与第一基体10和第二基体20相接合。虽然未图示,但是第三基体30可以与第一和第二功能元件200、300的一部分相接合。如图所示,第三基体30具有成为与第一基体10接合的接合面的第一面31、和成为与第二基体20接合的接合面的第二面32。
如图1所示,可以在第三基体30的第一面31和第二面32上,分别形成有第一凹部33和第二凹部34。可以通过第一凹部33和第一基体10的第一面11,从而形成对第一功能元件200进行收纳的第一腔室41。因此,第一凹部33构成第一腔室41的内壁。此外,可以通过第二凹部34和第二基体20的第一面21,从而形成对第二功能元件300进行收纳的第二腔室42。因此,第二凹部34构成第二腔室42的内壁。
第三基体30的材质并不被特别限定,例如可以使用玻璃基板、硅基板以及水晶基板。优选为,能够在第三基体30的材质中使用硅。
将第三基体30分别接合在第一基体10和第二基体20上的方法并不被特别限定,例如可以为通过极接合而实施的接合或通过低融点玻璃(玻璃膏)而实施的接合,也可以为通过焊锡而实施的接合。此外,可以采用如下方式,即,通过在第一基体10、第二基体20以及第三基体30的各个接合部分上形成金属薄膜(未图示),并使该金属薄膜彼此共晶接合,从而实施接合。例如,在第一基体10和第二基体20由玻璃构成,第三基体30由硅构成的情况下,可以使用通过阳极接合而实施的接合方法。另一方面,在第一基体10、第二基体20以及第三基体30由玻璃构成的情况下,可以使用通过玻璃接合而实施的接合方法。
由第一基体10、第二基体20以及第三基体30构成的封装件40的平面形状(从Z轴方向观察时的形状),只要能够对第一和第二功能元件200、300进行收纳则并不被特别限定,例如,可以为矩形(更具体而言为长方形)。
此外,如图所示,可以在封装件40的外表面43上,适当形成成为外部端子用衬垫、或配线图案的导电层51、52。导电层51以与被设置在贯穿孔16中的导电性的导电部件18连接的方式设置。此外,导电层52以与被设置在贯穿孔26中的导电性的导电部件28连接的方式设置。此外,虽然未图示,但当未形成有导电层51、52时,可以将导电部件18、28作为外部端子来使用,并直接被引线搭接。
此外,当第一和第二基体10、20的材质为玻璃,第三基体30的材质为硅或玻璃时,在使用了热膨胀系数相互不同的玻璃和硅的电子装置中,能够通过由玻璃构成的第一基体10和第二基体20,从两表面方向对由硅构成第三基体30进行夹持。由此,由于在制造工序中的加热程序中,因热膨胀系数的差异而产生的应力将被抵消(offset),因此能够提供进一步提高了可靠性的电子装置。
功能元件的结构
第一和第二功能元件200、300分别被装载(收纳)在第一腔室41和第二腔室42内。被收纳在封装件40中的第一和第二功能元件200、300,例如,可以通过阳极接合或直接接合,而分别被接合在第一基体10和第二基体20上,也可以通过粘合剂而被接合。
作为第一和第二功能元件200、300的形态,只要为对物理量进行检测,并在以减压状态或惰性气体气氛而被密封的腔室内进行动作的功能元件,则并不被特别限定,例如,可以列举陀螺传感器、加速度传感器、振子、SAW(弹性表面波)元件、微致动器等的各种功能元件。
第一和第二功能元件200、300的材质例如为,通过掺杂了磷、硼等杂质而被赋予了导电性的硅。
在下文中,作为第一实施方式所涉及的电子装置100的一个示例,对第一功能元件200采用了陀螺传感器、第二功能元件300采用了加速度传感器(电容型MEMS加速度传感器元件)的方式进行说明。图2为,模式化地表示被安装在第一实施方式所涉及的电子装置100中的第一功能元件200的俯视图。此外,图7为,模式化地表示被安装在第一实施方式所涉及的电子装置100中的第二功能元件300的俯视图。但是,第一和第二功能元件200、300的形态并不限定于以下的形态,而可以为公知的功能元件的形态。另外,为了方便,在图2中,作为相互正交的三个轴,而图示了X轴、Y轴、Z轴。该情况对于后文叙述的图3~图7而言也是相同的。
陀螺传感器的结构
如图2所示,第一功能元件200可以具有振动系统结构体105、驱动用固定电极130、检测用固定电极140、以及固定部150。
振动系统结构体105例如通过对被接合在第一基体10(或者第二基体20)上的硅基板进行加工,从而被一体地形成。由此,能够应用在硅半导体装置的制造中所使用的细微加工技术,从而能够实现振动系统结构体105的小型化。
振动系统结构体105通过被固定在第一基体10上的固定部150而被支承,并以与第一基体10分离的方式而配置。振动系统结构体105可以具有第一振动体106和第二振动体108。第一振动体106和第二振动体108沿X轴而被相互连结。
第一振动体106和第二振动体108能够具有关于两者的边界线B(沿Y轴的直线)而对称的形状。因此,在下文中,对第一振动体106的结构进行说明,而省略第二振动体108的结构的说明。
第一振动体106具有驱动部110和检测部120。驱动部110可以具有驱动用支承部112、驱动用弹簧部114、以及驱动用可动电极116。
驱动用支承部112例如具有框架状的形状,并在驱动用支承部112的内侧配置有检测部120。在图示的示例中,驱动用支承部112由沿X轴进行延伸的第一延伸部112a、沿Y轴进行延伸的第二延伸部112b构成。
驱动用弹簧部114被配置在驱动用支承部112的外侧。在图示的示例中,驱动用弹簧部114的一端被连接于驱动用支承部112的角部(第一延伸部112a与第二延伸部112b之间的连接部)附近。驱动用弹簧部114的另一端被连接于固定部150。
在图示的示例中,在第一振动体106中,驱动用弹簧部114被设置有四个。因此,第一振动体106通过四个固定部150而被支承。另外,也可以不设置第一振动体106与第二振动体108的边界线B上的固定部150。
驱动用弹簧部114具有在沿Y轴进行往复的同时沿X轴进行延伸的形状。多个驱动用弹簧部114被设置为,关于穿过驱动用支承部112的中心并沿X轴的假想线(未图示)、以及穿过驱动用支承部112的中心并沿Y轴的假想线(未图示)而对称。通过将驱动用弹簧部114设定为上述这种形状,从而能够抑制驱动用弹簧部114在Y轴方向和Z轴方向上发生变形的情况,进而使驱动用弹簧部114在作为驱动部110的振动方向的X轴方向上顺畅地进行伸缩。并且,能够伴随于驱动用弹簧部114的伸缩,而使驱动用支承部112(驱动部110)沿X轴进行振动。另外,驱动用弹簧部114只要能够使驱动用支承部112沿X轴进行振动,则其数量并不被特别限定。
驱动用可动电极116以在驱动用支承部112的外侧与驱动用支承部112连接的方式而配置。更具体而言,驱动用可动电极116被连接于驱动用支承部112的第一延伸部112a。
驱动用固定电极130被配置在驱动用支承部112的外侧。驱动用固定电极130被固定在第一基体10上。在图示的示例中,驱动用固定电极130被设置有多个,并隔着驱动用可动电极116而对置配置。在图示的示例中,驱动用固定电极130具有梳齿状的形状,驱动用可动电极116具有能够插入到驱动用固定电极130的梳齿之间的突出部116a。通过缩小驱动用固定电极130与突出部116a之间的距离(空隙),从而能够增大作用于驱动用固定电极130与驱动用可动电极116之间的静电力。
当对驱动用固定电极130和驱动用可动电极116施加电压时,能够在驱动用固定电极130与驱动用可动电极116之间产生静电力。由此,能够在使驱动用弹簧部114沿X轴进行伸缩的同时,使驱动用支承部112(驱动部110)沿X轴进行振动。此时,通过使振动系统结构体105处于减压气氛,尤其是10Pa以下,从而提高振动的效率。
另外,虽然在图示的示例中,在第一振动体106中,驱动用可动电极116被设置有四个,但只要能够使驱动用支承部116沿X轴进行振动,则其数量并不被特别限定。此外,虽然在图示的示例中,驱动用固定电极130隔着驱动用可动电极116而对置配置,但只要能够使驱动用支承部112沿X轴进行振动,则驱动用固定电极130也可以仅被配置在驱动用可动电极116的一侧。
检测部120被连结于驱动部110。在图示的示例中,检测部120被配置在驱动用支承部112的内侧。检测部120可以具有检测用支承部122、检测用弹簧部124、检测用可动电极126。另外,虽然未图示,但只要检测部120被连结于驱动部110,则也可以被配置在驱动用支承部112的外侧。
检测用支承部122例如具有框架状的形状。在图示的示例中,检测用支承部122由沿X轴进行延伸的第三延伸部122a、和沿Y轴进行延伸的第四延伸部122b构成。
检测用弹簧部124被配置在检测用支承部122的外侧。检测用弹簧部124将检测用支承部122和驱动用支承部112连接在一起。更具体而言,检测用弹簧部124的一端被连接于检测用支承部122的角部(第三延伸部122a与第四延伸部122b之间的连接部)附近。检测用弹簧部124的另一端被连接于驱动用支承部112的第一延伸部112a。
检测用弹簧部124具有在沿X轴进行往复的同时沿Y轴进行延伸的形状。在图示的示例中,第一振动体106中,检测用弹簧部124被设置有四个。多个检测用弹簧部124被设置为,关于穿过检测用支承部122的中心并沿X轴的假想线(未图示)、以及穿过检测用支承部122的中心并沿Y轴的假想线(未图示)而对称。通过将检测用弹簧部124设定为上述这种形状,从而能够抑制检测用弹簧部124在X轴方向和Z轴方向上发生变形的情况,进而使检测用弹簧部124在作为检测部120的振动方向的Y轴方向上顺畅地进行伸缩。并且,能够伴随于检测用弹簧部124的伸缩,而使检测用支承部122(检测部120)沿Y轴进行位移。另外,只要检测用弹簧部124能够使检测用支承部122沿Y轴进行位移,则其数量并不被特别限定。
检测用可动电极126以在检测用支承部122的内侧与检测用支承部122连接的方式而配置。在图示的示例中,检测用可动电极126沿X轴进行延伸,并被连接于检测用支承部122的两个第四延伸部122b。
检测用固定电极140被配置在检测用支承部122的内侧。检测用固定电极140被固定在第一基体10上。在图示的示例中,检测用固定电极140被设置有多个,并隔着检测用可动电极126而对置配置。
只要能够对检测用可动电极126与检测用固定电极140之间的静电电容的变化进行检测,则检测用可动电极126和检测用固定电极140的数量及形状并不被特别限定。
接下来,对第一功能元件200的动作进行说明。图3~图6为,用于对第一实施方式所涉及的电子装置100的第一功能元件200的动作进行说明的图。另外,为了方便,在图3~图6中,简略化地图示了第一功能元件200的各个部分。
当通过未图示的电源,而对驱动用固定电极130和驱动用可动电极116施加电压时,能够在驱动用固定电极130与驱动用可动电极116之间产生静电力。由此,如图3和图4所示,能够使驱动用弹簧部114沿X轴进行伸缩,从而能够使驱动部110沿X轴进行振动。
更具体而言,在第一振动体106的驱动用可动电极116与固定电极130之间施加第一交流电压,并在第二振动体108的驱动用可动电极116与固定电极130之间施加相位与第一交流电压错开了180度的第二交流电压。由此,能够使第一振动体106的第一驱动部110a、和第二振动体108的第二驱动部110b,以相互反向且预定的频率沿X轴进行振动。即,沿X轴相互被连结在一起的第一驱动部110a和第二驱动部110b沿X轴以相互反向的方式进行振动。在图3所示的示例中,第一驱动部110a在α1方向上进行位移,第二驱动部110b在与α1方向为相反方向的α2方向上进行位移。在图4所示的示例中,第一驱动部110a在α2方向上进行位移,第二驱动部110b在α1方向上进行位移。
另外,由于检测部120被连结于驱动部110,因此检测部120也随着驱动部110的振动而沿X轴进行振动。即,第一振动体106和第二振动体108沿X轴相互在相反方向上进行位移。
如图5和图6所示,当在驱动部110a、110b正在实施第一振动的状态下,对功能元件200施加围绕Z轴的角速度ω时,科里奥利力发挥作用,从而检测部120沿Y轴进行位移。即,被连结于第一驱动部110a的第一检测部120a、和被连结于第二驱动部110b的第二检测部120b,通过第一振动和科里奥利力,从而沿着Y轴相互在相反方向上进行位移。在图5所示的示例中,第一检测部120a在β1方向上进行位移,第二检测部120b在与β1方向为相反方向的β2方向上进行位移。在图6所示的示例中,第一检测部120a在β2方向上进行位移,第二检测部120b在β1方向上进行位移。
通过检测部120a、120b沿Y轴进行位移,从而检测用可动电极126与检测用固定电极140之间的距离L发生变化。因此,检测用可动电极126与检测用固定电极140之间的静电电容发生变化。在第一功能元件200中,通过对检测用可动电极126和检测用固定电极140施加电压,从而对检测用可动电极126与检测用固定电极140之间的静电电容的变化量进行检测,进而能够求取围绕Z轴的角速度ω。
另外,虽然在上文中,对通过静电力而使驱动部110进行驱动的方式(静电驱动方式)进行了说明,但使驱动部110进行驱动的方法并不被特别限定,可以应用压电驱动方式、或利用了磁场的洛伦兹力的电磁驱动方式等。另外,在陀螺传感器的结构中,通过将气氛设定为减压气氛下,从而能够获得良好的振动特性和检测特性。
加速度传感器的结构
如图7所示,第二功能元件300可以包括:固定部281、282、连结部284、285、可动部286、可动电极部287、以及固定电极部288、289。
可动部286根据X轴方向上的加速度的变化,而使连结部284、285发生弹性变形的同时,在X轴方向(+X方向或-X方向)上进行位移。伴随于这种位移,可动电极部287与固定电极部288之间的间隙、以及可动电极部287与固定电极部289之间的间隙的大小将发生变化。即,伴随于这种位移,可动电极部287与固定电极部288之间的静电电容、以及可动电极部287与固定电极部289之间的静电电容的大小将发生变化。根据这些静电电容的变化,从而第二功能元件300能够对X轴方向上的加速度进行检测。
固定部281、282被接合于第二基体20的第一面21上。在图示的示例中,在俯视观察时,固定部281、282以跨及第一凹部14的外周边缘的方式而设置。
可动部286被设置在固定部281与固定部282之间。在图7所示的示例中,可动部286的平面形状为,具有沿X轴的长边的长方形。
连结部284、285将可动部286连结在固定部281、282上。连结部284、285被构成为,具有所需的弹簧常数,并能够使可动部286在X轴方向上进行位移。在图7所示的示例中,连结部284由两个梁284a、284b构成,所述梁284a、284b呈在Y轴方向上蜿蜒的同时在X轴方向上进行延伸的形状。同样地,连结部285由两个梁285a、285b构成,所述梁285a、285b呈在Y轴方向上蜿蜒的同时在X轴方向上进行延伸的形状。
可动电极部287被连接于可动部286。可动电极部287被设置有多个。可动电极部287从可动部286向+Y方向及-Y方向突出,并以呈梳齿状的方式在X轴方向上排列。
固定电极部288、289的一个端部作为固定端而被接合在第一基体10的第一面11上,另一个端部作为自由端而朝向可动部286侧延伸。固定电极部288、289分别被设置有多个。固定电极部288与未图示的配线电连接,固定电极部289与未图示的配线电连接。固定电极部288、289以呈梳齿状的方式在X轴方向上交替排列。固定电极部288、289以与可动电极部287隔开间隔的方式对置设置,在可动电极部287的一侧(-X方向侧)配置有固定电极部288,而在另一侧(+X方向侧)配置有固定电极部289。
固定部281、282、连结部284、285、可动部286、以及可动电极部287被一体地形成。
固定部281具有与未图示的配线相连接的接头部240。由此,固定部281与外部连接端子电连接。此外,固定电极部288具有与未图示的配线相连接的接头部242。由此,固定电极部288与外部连接端子电连接。此外,固定电极部289具有与图示的配线相连接的接头部244。由此,固定电极部289与外部连接端子电连接。
在第二功能元件300中,通过使用所电连接的外部连接端子,从而能够对可动电极部287与固定电极部288之间的静电电容进行测定。而且,在第二功能元件300中,通过使用所电连接的外部连接端子,从而能够对可动电极部287与固定电极部289之间的静电电容进行测定。如此,在第二功能元件300中,分别对可动电极部287与固定电极部288之间的静电电容、以及可动电极部287与固定电极部289之间的静电电容进行测定,并根据这些测定结果,从而能够高精度地对物理量(加速度)进行检测。另外,在加速度传感器的结构中,通过将气氛设定为大气压气氛下,从而能够利用空气粘性来获得良好的检测特性。
通过上述内容,从而能够构成本实施方式所涉及的电子装置100。
本实施方式所涉及的电子装置100例如具有以下的特征。
根据本实施方式所涉及的电子装置100,由于能够提供一种层叠有第一功能元件200和第二功能元件300的电子装置,因此与在同一基板上形成有第一功能元件200和第二功能元件300的情况相比,能够提供一种更有助于装置的小型化和节约空间化的电子装置。
此外,根据本实施方式所涉及的电子装置100,由于能够提供一种层叠有第一功能元件200和第二功能元件300的电子装置,因此能够在制造工序中容易地以较高的对准精度对功能元件的检测轴进行配置。因此,能够提供一种使制造工序简单化、并且检测轴具有较高的对准精度的电子装置。
此外,根据本实施方式所涉及的电子装置100,由于通过在所需的气压气氛下实施层叠工序,从而能够形成以所需的气压气氛而被密封的腔室,因而能够以更简单的方式来实施腔室密封。因此,能够提供一种能够使制造工序简单化的电子装置。
此外,根据本实施方式所涉及的电子装置100,由于第一功能元件200和第二功能元件300未被形成在同一基板上,因此能够提供一种能够防止所装载的功能元件的可靠性降低的电子装置。
例如,在第一功能元件200和第二功能元件300中的至少一方中包括了陀螺传感器的情况下,在制造工序上,需要使陀螺传感器进行驱动振动。当在同一基板上形成有第一功能元件200和第二功能元件300时,将存在振动传递至另一个功能元件,从而使功能元件的可靠性降低的可能性。相对于此,根据电子装置100,由于分别在第一基体10和第二基体20上形成功能元件,因此能够防止由于振动等而导致元件的可靠性降低的情况。
此外,根据本实施方式所涉及的电子装置100,由于第一功能元件200和第二功能元件300未被形成在同一基板上,因此能够提供一种降低了对成品率的影响的电子装置。
例如,在第一功能元件200和第二功能元件300中的仅至少一方中发生不良的情况下,便会由于第一功能元件200和第二功能元件300被形成在同一基板上,因而成品率显著降低,进而使电子装置的结构对成品率造成较大影响。相对于此,根据电子装置100,分别在第一基体10和第二基体20上形成功能元件。因此,由于即使在功能元件的一方中发生了不良的情况下,也不需要对另一方的功能元件进行不良处理,因此能够降低对成品率的影响。
第一改变例
接下来,参照图8,对第一实施方式的第一改变例进行说明。图8为,模式化地表示第一改变例所涉及的电子装置101的剖视图。在第一改变例所涉及的电子装置101中,第一基体10、第二基体20、以及第三基体30的形状与第一实施方式所涉及的电子装置100有所不同。在以下的说明中,仅对与第一实施方式所涉及的电子装置100不同的点进行说明。对于已经说明过的部件,标记相同的符号,并省略其详细说明。
如图所示,在第一改变例所涉及的电子装置101中,未在第三基体30上形成第一凹部33和第二凹部34,第三基体30为板状部件。
相对于此,在第一基体10的第一面11的边缘上,作为用于形成第一腔室41的隔板而形成有框体19。因此,对第一功能元件200进行收纳的第一腔室41由第一基体10的第一面11、框体19、以及第三基体30的第一面31构成。
此外,在第二基体20的第一面21的边缘上,作为用于形成第二腔室42的隔板而形成有框体29。因此,对第二功能元件300进行收纳的第二腔室42由第二基体20的第一面21、框体29、以及第三基体30的第二面32构成。
第一改变例所涉及的电子装置101能够具有与第一实施方式所涉及的电子装置100相同的上述特征。
第二改变例
接下来,参照图9,对第一实施方式的第二改变例进行说明。图9为,模式化地表示第二改变例所涉及的电子装置102的剖视图。在第二改变例所涉及的电子装置102中,第三基体330的形状与第一实施方式所涉及的电子装置100有所不同。在以下的说明中,仅对与第一实施方式所涉及的电子装置100不同的点进行说明。对于已经说明过的部件,标记相同的符号,并省略其详细说明。
如图所示,在第二改变例所涉及的电子装置102中,未在第三基体330上形成第一凹部33和第二凹部34,第三基体330具有将第一腔室41和第二腔室42连通的开口部331。换言之,第三基体330为具有开口部331的框体。
在电子装置102中,第一功能元件200和第二功能元件300为对相同的物理量进行检测的功能元件。但是,在第一功能元件200和第二功能元件300中,检测轴方向可以不同。
第二改变例所涉及的电子装置102能够具有与第一实施方式所涉及的电子装置100相同的上述特征。
第三改变例
接下来,参照图10,对第一实施方式的第三改变例进行说明。图10为,模式化地表示第三改变例所涉及的电子装置103的剖视图。在第三改变例所涉及的电子装置103中,在如下这一点上与第一实施方式所涉及的电子装置100有所不同,所述一点为,分别在第一基体10的第一面11和第二基体20的第一面21上形成有对准标识60。在以下的说明中,仅对与第一实施方式所涉及的电子装置100不同的点进行说明。对于已经说明过的部件,标记相同的符号,并省略其详细说明。
在第一基体10的第一面11上,形成有第一对准标识61。此外,在第二基体20的第一面21上,形成有第二对准标识62。第一对准标识61和第二对准标识62被配置为,当各自在层叠方向(在图示的示例中为Z轴方向)上一致时,第一功能元件200和第二功能元件300成为预定的配置,从而能够具有所需的检测轴方向。第一对准标识61和第二对准标识62可以分别被形成有多个。
对准标识60(第一对准标识61和第二对准标识62),只要能够在对第一基体10、第二基体20以及第三基体30进行层叠的工序中被目视检验、且能够用于定位,则并不被特别限定。以下,对对准标识60的一个方式进行说明。
图10包括对准标识60的放大俯视图A1,其表示对准标识60的从Z轴方向观察时的俯视观察形状。图10中的对准标识对应于放大俯视图A1的IX-IX线剖视图。如放大俯视图A1所示,对准标识60可以由被形成在第一基体10(或者第二基体20)上的槽部63、和被配置在形成于槽部63的周围的结构体64构成。槽部63例如可以在俯视观察时为十字形状(交叉形状)。此外,如图所示,结构体64可以以沿着槽部63的十字形状(交叉形状)的开口部并相互隔着开口部的方式配置有四个。
第三改变例所涉及的电子装置103能够具有与第一实施方式所涉及的电子装置100相同的上述特征,而且还具有以下的特征。
根据电子装置103,由于能够在将第一基体10、第二基体20、第三基体30进行层叠的工序中,切实地实施定位,因此能够使功能元件具有以更高的对准精度而被定位了的检测轴。因此,能够提供进一步提高了可靠性的电子装置。
第四改变例
接下来,参照图11,对第一实施方式的第四改变例进行说明。图11为,模式化地表示第四改变例所涉及的电子装置104的剖视图。如图所示,第四改变例所涉及的电子装置104具有,对第二改变例所涉及的电子装置102设置了上述对准标识60的形态。
第四改变例所涉及的电子装置104能够具有与第三改变例所涉及的电子装置103相同的上述特征。
1.2.第二实施方式
接下来,参照附图,对第二实施方式所涉及的电子装置进行说明。图12A为,模式化地表示第二实施方式所涉及的电子装置400的剖视图。为了方便,在图中,作为相互正交的三个轴而图示了X轴、Y轴、Z轴。
如图所示,电子装置400包括基板410和模压部430,所述基板410上安装有第一实施方式所涉及的电子装置100(101、102、103、104),并包括对第一和第二功能元件200、300的信号进行处理的集成电路,所述模压部430对封装件40(第一、第二、第三基体10、20、30)和基板410进行模压密封。
在基板410上,设置有多个与集成电路电连接的衬垫411。只要能够对第一功能元件200、第二功能元件300施加电压,并对来自第一功能元件200、第二功能元件300的静电电容等的检测信号进行处理,则集成电路的结构并不被特别限定。集成电路例如可以包括晶体管等的有源元件和电阻、线圈、电容器等的无源元件。
衬垫411分别与电子装置100的导电层51、52电连接。由此,能够对第一功能元件200、第二功能元件300、和被设置在基板410上的集成电路进行电连接。
在图示的示例中,形成于第一基体10的第二面12上的导电层51被倒装在基板410上,形成于第二基体20的第二面22上的导电层52被引线搭接于基板410上。具体而言,导电层51与衬垫411经由导电部件416而被电连接,导电层52与衬垫411经由导线412而被电连接。此处,导电部件416可以为焊锡,也可以为公知的导电性粘合剂。
此处,虽然未图示,但也可以采用如下方式,即,形成于第一基体10的第二面12上的导电层51被引线搭接于基板410上,而形成于第二基体20的第二面22上的导电层52被倒装在基板410上。
此外,如图所示,基板410可以被装载于配线基板420上。配线基板420例如可以在装载有基板410的表面上形成有衬垫421,并通过导线422而与衬垫421引线搭接。此外,配线基板420可以在与形成有衬垫421的表面为相反侧的表面上,形成有外部端子423。
配线基板420的材质并不被特别限定,可以列举硅基板、玻璃基板、陶瓷基板、塑料基板等。此外,配线基板420可以为由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)构成的基板或者薄膜。或者,配线基板420可以使用由聚酰亚胺树脂构成的柔性基板。在配线基板420中,作为柔性基板,可以使用在FPC(Flexible Printed Circuit:柔性电路板)、或TAB(Tape AutomatedBonding:卷带自动结合)技术中所使用的带基板。
模压部430至少对电子装置100、基板410进行模压密封。模压部430的材质只要公知的树脂模压,则并不被特别限定。
根据电子装置400,能够提供一种将电子装置100模块化而成的电子装置。因此,能够提供一种能够有助于小型化和节约空间化、并被模块化了的电子装置400。
改变例
接下来,参照图12B,对第二实施方式的改变例进行说明。图12B为,模式化地表示改变例所涉及的电子装置401的剖视图。如图所示,改变例所涉及的电子装置401仅在电子装置100(101、102、103、104)的安装方式上,与第二实施方式所涉及的电子装置400有所不同。
在第二实施方式所涉及的电子装置400中,电子装置100的第一基体10的第二面12(或者、第二基体20的第二面22),以与基板410的形成有衬垫411的面对置的方式而被倒装。相对于此,在改变例所涉及的电子装置401中,电子装置100的第一基体10的第二面12、和第二基体20的第二面22,以与基板410的形成有衬垫411的面表实质上正交的方式而被安装。
电子装置100与基板410的电连接方法并不被特别限定。例如,可以通过设置有多个衬垫441的基板440,来实现电子装置100与基板410的电连接。具体而言,多个衬垫441经由导电部件416,而与电子装置100的导电层51、导电层52、或者衬垫411电连接。由此,电子装置100与基板410以及配线基板420电连接。
在基板440中,例如可以使用公知的柔性基板。作为柔性基板,例如可以使用在FPC(Flexible Printed Circuit:柔性电路板)、或TAB(Tape Automated Bonding:卷带自动结合)技术中所使用的带基板。此外,虽然未图示,但在基板440中,可以使用由剖视图为L字形状的刚性基板构成的配线基板。
改变例所涉及的电子装置401能够具有与第二实施方式所涉及的电子装置400相同的上述特征。
2.电子装置的制造方法
接下来,参照附图,对本实施方式所涉及的电子装置的制造方法进行说明。图13为,第一实施方式所涉及的电子装置100(103)的制造工序的流程图。图14~图21为,模式化地表示第一实施方式所涉及的电子装置100(103)的制造工序的剖视图,并与图1相对应。
如图13所示,本实施方式所涉及的电子装置的制造方法包括:第一准备工序(S1),在该工序中,准备第一基体10,并通过将第一功能元件200形成在第一基体10上,从而准备第一结构体10a;第二准备工序(S2),在该工序中,准备第二基体20,并通过将第二功能元件300形成在第二基体20上,从而准备第二结构体20a;第三准备工序(S3),在该工序中,准备第三基体30;层叠工序(S4),在该工序中,通过以使第三基体30被第一基体10和第二基体20夹持的方式进行层叠,从而将第一功能元件200收纳在被第一基体10和第三基体30所包围的第一腔室41中,并将第二功能元件300收纳在被第二基体20和第三基体30所包围的第二腔室42中。
本实施方式所涉及的电子装置的制造方法并不对第一准备工序(S1)、第二准备工序(S2)、以及第三准备工序(S3)的顺序进行限定。此外,以下的详细说明为,对电子装置100(103)的制造方法的一个示例进行说明的内容,而并不限定于上述内容。
第一准备工序(S1)和第二准备工序(S2)
首先,如图14所示,用玻璃等的板状基板来准备第一基体10。如图所示,在第一基体10的第一面11上,形成第一凹部14和贯穿孔16。此时,例如可以在形成第一凹部14时,同时形成对准标识60的槽部63。第一凹部14和贯穿孔16的形成方法并不被特别限定,可以使用公知的MEMS(微电子机械系统)加工技术。也可以采用如下方式,即,第一凹部14例如通过公知的光刻技术和蚀刻技术而形成,贯穿孔16通过喷砂加工而形成。
此外,虽然未图示,但在对第一改变例所涉及的电子装置进行制造时,在本工序中,可以以第一基体10具有框体19的方式,适当实施图案形成(参照图8)。
接下来,如图15所示,将第一功能元件200的原料基板200a接合在第一基体10的第一面11上。此处,原料基板200a为,由硅基板构成、且厚于第一功能元件200的基板。原料基板200a与基板10的接合例如通过阳极接合来实施。
接下来,如图16所示,在贯穿孔16内形成导电部件18。形成导电部件18的方法并不被特别限定,例如,可以通过在表面上形成基底层,并实施镀铜(Cu)处理来形成成为贯穿电极的导电部件18。此外,如图所示,可以形成与导电部件18电连接的导电层51。导电层51例如通过如下方式而形成,即,在利用溅射法或CVD(Chemical Vapor Deposition:化学气相沉积)法等成膜之后,利用光刻技术和蚀刻技术而进行图案形成的方式。
接下来,如图17所示,通过公知的磨削、研磨处理而将原料基板200a薄膜化,直至成为具有所需的膜厚的原料基板200b为止。例如,可以通过化学机械研磨处理(CMP)来实施薄膜化。
接下来,如图18所示,通过对薄膜化至所需的膜厚的原料基板200b进行图案形成,从而形成了第一功能元件200。图案形成是通过光刻技术和蚀刻技术来实施的。
此处,如图所示,在形成有对准标识61的情况下,通过对原料基板200b进行图案形成,从而形成了对准标识61的结构体64。因此,结构体64与第一功能元件200被一体地形成。
通过以上的工序,从而能够准备形成有第一功能元件200的第一结构体10a。
此外,在本工序中,在通过对薄膜化至所需的膜厚的原料基板200b进行图案形成,而形成了第二功能元件300的情况下,能够准备出形成有第二功能元件300的第二结构体20a。
第三准备工序(S3)
接下来,如图19所示,准备第三基体30。第三基体30通过如下方式而形成,即,准备硅基板,并利用光刻技术和蚀刻技术,而形成第一凹部33和第二凹部34。
此外,虽然未图示,但在对第二改变例所涉及的电子装置进行制造时,在本工序中,可以以第三基体330具有开口部331的方式适当实施图案形成(参照图9)。
层叠工序(S4)
接下来,如图20所示,通过对第一结构体10a和第三基体30进行接合,从而将第一功能元件200收纳在被第一基体10和第三基体30所包围的第一腔室41中。第一结构体10a与第三基体30的接合例如可以通过阳极接合来实施。
此处,通过在所需的第一气压气氛下,对第一结构体10a和第三基体30进行接合,从而能够形成第一气压气氛的第一腔室41。第一气压气氛根据所收纳的功能元件的种类而适当决定。第一气压气氛可以为减压气氛(优选为真空),也可以为氮气等的惰性气体气氛。
在第一功能元件200例如为振动型陀螺传感器的情况下,由于优选使第一腔室41为减压状态(更优选为真空状态),因此第一气压气氛为减压状态(更优选为真空状态)。此外,在第一功能元件200例如为加速度传感器的情况下,由于优选使第一腔室41为大气压状态且惰性气体气氛(例如,氮气),因此第一气压气氛为大气压状态且惰性气体气氛(例如,氮气)。
接下来,如图21所示,通过对第二结构体20a和第三基体30进行接合,从而将第二功能元件300收纳在被第二基体20和第三基体30所包围的第二腔室42中。第二结构体20a与第三基体30的接合例如通过阳极接合来实施。
此处,通过在所需的第二气压气氛下,对第二结构体20a和第三基体30进行接合,从而能够形成第二气压气氛的第二腔室42。第二气压气氛根据所收纳的功能元件的种类而适当决定。第二气压气氛可以为减压气氛(优选为真空),也可以为氮气等的惰性气体气氛。
在第二功能元件300例如为振动型陀螺传感器的情况下,由于优选使第二腔室42为减压状态(更优选为真空状态),因此第二气压气氛为减压状态(更优选为真空状态)。此外,在第二功能元件300例如为加速度传感器的情况下,由于优选为第二腔室42为大气压状态且惰性气体气氛(例如,氮气),因此第二气压气氛为大气压状态且惰性气体气氛(例如,氮气)。
此外,当在第一结构体10a和第二结构体20a上分别形成有对准标识60(第一对准标识61、第二对准标识62)时,层叠工序(S4)还包括通过对第一对准标识61和第二对准标识62进行目视检验来实施定位的工序。据此,由于能够在将第一基体10、第二基体20、第三基体30进行层叠的工序中,切实地实施定位,因此能够使功能元件具有以更高的对准精度而被定位了的检测轴。
通过以上的工序,从而能够对电子装置100进行制造。
本实施方式所涉及的电子装置的制造方法例如具有以下的特征。
根据本实施方式所涉及的电子装置的制造方法,由于能够提供一种层叠有第一功能元件200和第二功能元件300的电子装置,因此能够提供一种有助于装置的小型化和节约空间化的电子装置的制造方法。
此外,根据本实施方式所涉及的电子装置的制造方法,由于能够提供一种层叠有第一功能元件200和第二功能元件300的电子装置,因此能够容易地以较高的对准精度对功能元件的检测轴进行配置。因此,能够提供一种使制造工序简化、并且使检测轴具有较高的对准精度的电子装置。
此外,根据本实施方式所涉及的电子装置的制造方法,通过在所需的气压气氛下实施层叠工序,从而能够形成以所需的气压气氛而被密封的腔室。因此,不需要在减压状态下,实施通过激光等而使密封用贯穿孔内的导电部件熔融从而对腔室内进行密封的密封工序,进而能够以更简单的方法来实施腔室密封。
此外,根据本实施方式所涉及的电子装置的制造方法,由于不是将第一功能元件200和第二功能元件300形成在同一基板上,而是分别形成在第一基体10和第二基体20上,因此能够防止所装载的功能元件的可靠性降低的情况。
例如,在第一功能元件200和第二功能元件300中的至少一方中包括了陀螺传感器的情况下,在制造工序上,需要对陀螺传感器进行驱动振动。当在同一基板上形成第一功能元件200和第二功能元件300时,将存在振动传递至另一个功能元件,而使功能元件的可靠性降低的可能性。相对于此,根据本实施方式所涉及的电子装置的制造方法,能够防止由于振动等而导致元件的可靠性降低的情况。
此外,根据本实施方式所涉及的电子装置的制造方法,由于未将第一功能元件200和第二功能元件300形成在同一基板上,因此能够降低对成品率的影响。
例如,尽管在第一功能元件200和第二功能元件300中的至少仅一方中发生了不良的情况下,但由于第一功能元件200和第二功能元件300被形成在同一基板上,因此成品率也将显著降低。相对于此,根据本实施方式所涉及的电子装置的制造方法,在第一基体10和第二基体20上分别形成功能元件。因此,由于即使在功能元件的一方发生了不良的情况下,也不需要对另一方的功能元件进行不良处理,因此能够降低对成品率的影响。
改变例
接下来,参照图22~图24,对本实施方式的改变例进行说明。图22、23为,用于对改变例所涉及的第一~第三准备工序(S1~S3)进行模式化地说明的图。图24为,用于对改变例所涉及的层叠工序(S4)进行模式化地说明的图。
在改变例所涉及的电子装置的制造方法中,在晶片级别上实施第一准备工序(S1)、第二准备工序(S2)、第三准备工序(S3)、以及层叠工序(S4)。
第一~第三准备工序(S1~S3)
在第一准备工序(S1)中,准备在第一元件区域2010内具有多个第一结构体10a的第一晶片2000。此处,图22(A)为第一晶片2000的俯视图,图22(B)为沿图22(A)的B-B线的剖视图。
如图所示,第一晶片2000的平面形状例如可以为大致圆形。如图22(A)所示,可以切除一部分。
如图22(A)所示,第一晶片2000具有:作为形成有多个第一结构体10a的区域的第一元件区域2010(图22(A)中用灰色表示的区域)、和非元件区域2020(图22(A)中用白色表示的区域)。
如图22(B)所示,第一元件区域2010可以形成在第一晶片2000的中央部。如图22(A)所示,切断线L表示相邻的第一结构体10a的边界线。因此,被切断线L划分出的一个区域为,被切断而成为第一结构体10a的区域。
此处,如图所示,第一对准标识61可以被形成在第一晶片2000的第一元件区域2010外(非元件区域2020)。
如图23(A)所示,在第二准备工序(S2)中,与第一晶片2000同样的,准备在第二元件区域3010内具有多个第二结构体20a的第二晶片3000。如图所示,第二晶片3000具有:作为形成有多个第二结构体20a的区域的第二元件区域3010、和非元件区域3020。
此处,如图所示,第二对准标识62可以被形成在第二晶片3000的第二元件区域3010外(非元件区域3020)。
如图23(B)所示,在第三准备工序(S3)中,准备在第三元件区域4010内具有多个第三基体30的第三晶片4000。如图所示,第三晶片4000具有:作为形成有多个第三基体30的区域的第三元件区域4010、和非元件区域4020。
层叠工序(S4)
如图24所示,层叠工序也晶片级别上实施。具体而言,通过将第一晶片2000和第三晶片4000进行接合,并将第二晶片3000和第三晶片4000进行接合,从而能够形成具有多个由第一结构体10a、第二结构体20a以及第三基体30构成的电子装置100的晶片。
在改变例所涉及的电子装置的制造方法中,在层叠工序之后,还包括通过切割等公知的切断技术而对层叠了的第一、第二、第三晶片2000、3000、4000进一步进行分片化的工序。沿着切断线L来实施切割。
根据改变例所涉及的电子装置的制造方法,由于在晶片级别上进行制造,因此能够高效地制造更多的电子装置100。
此外,如图所示,由于通过使用第一对准标识61和第二对准标识62,从而能够在对晶片进行层叠的工序中,切实地实施定位,因此能够使功能元件具有以更高的对准精度而被定位了的检测轴。此外,由于不需要在电子装置内设置对准标识,因此能够进一步实现小型化和节约空间化。此外,由于在晶片级别上实施定位工序,因此与单独地实施目视检验从而实施定相位比,能够更容易地进行制造。
3.电子设备
接下来,参照附图,对第一实施方式所涉及的电子设备进行说明。第一实施方式所涉及的电子设备包含本发明所涉及的电子装置。以下,作为本发明所涉及的电子装置,对包括电子装置100的电子设备进行说明。
图25为,模式化地表示作为本实施方式所涉及的电子设备的便携式(或笔记本式)的个人计算机1100的立体图。
如图25所示,个人计算机1100由具备键盘1102的主体部1104、和具有显示部1108的显示单元1106构成,显示单元1106以能够经由铰链结构部而相对于主体部1104进行旋转的方式被支承。
在这种个人计算机1100中,内置有电子装置100。
图26为,模式化地表示作为本实施方式所涉及的电子设备的移动电话(也包括PHS)1200的立体图。
如图26所示,移动电话1200具备多个操作按钮1202、受话口1204以及通话口1206,并且在操作按钮1202与受话口1204之间配置有显示部1208。
在这种移动电话1200中,内置有电子装置100。
图27为,模式化地表示作为本实施方式所涉及的电子设备的数码静态照相机1300的立体图。另外,在图27中,还简单地图示了与外部设备之间的连接。
此处,通常的照相机通过被摄物体的光图像而对银盐感光胶片进行感光,与此相对,数码静态照相机1300通过CCD(Charge Coupled Device:电荷耦合装置)等的摄像元件而对被摄物体的光图像进行光电转换,从而生成摄像信号(图像信号)。
在数码静态照相机1300的壳体(主体)1302的背面上设置有显示部1310,其被构成为,根据由CCD产生的摄像信号来进行显示,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)设置有包括光学透镜(摄像光学系统)及CCD等在内的受光单元1304。
当摄影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,该时间点上的CCD的摄像信号将被输送并存储于存储器1308中。
此外,在该数码静态照相机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,根据需要而在视频信号输出端子1312上连接有电视监视器1430,在数据通信用输入输出端子1314上连接有个人计算机1440。并且,成为如下的结构,即,通过预定的操作,从而使被存储于存储器1308中的摄像信号向电视监视器1430或个人计算机1440输出。
在这种数码静态照相机1300中,内置有电子装置100。
以上的这种电子设备1100、1200、1300能够具有可以有助于小型化和节约空间化的电子设备100。
另外,具备上述电子装置100的电子设备除了能够应用于图25所示的个人计算机(便携式个人计算机)、图26所示的移动电话、图27所示数码静态照相机中之外,还能够应用于如下装置中,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、各种导航装置、寻呼机、电子记事本(也包括附带通信功能的产品)、电子词典、电子计算器、电子游戏设备、头戴式显示器、文字处理器、工作站、可视电话、防盗用视频监视器、电子双筒望远镜、POS(point of sale:销售点)终端、医疗设备(例如,电子体温计、血压计、血糖仪、心电图测量装置、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、航空器、火箭、船舶的计量仪器类)、机器人或人体等的姿态控制、飞行模拟器等。
上述的实施方式和改变例为一个示例,而并不限定于上述方式。例如,能够对各个实施方式和各个改变例适当进行组合。
本发明包括与在实施方式中所说明了的结构实质上相同的结构(例如,功能、方法以及结果相同的结构、或者目的以及效果相同的结构)。此外,本发明包括对实施方式所说明的结构中的非本质部分进行了替换的结构。此外,本发明包括能够实现与实施方式所说明的结构相同的作用效果的结构、或者能够达成相同的目的的结构。此外,本发明包括在实施方式所说明的结构上附加了公知技术的结构。
符号说明
10…第一基体;10a…第一结构体;11…第一面;12…第二面;14…第一凹部;16…贯穿孔;18…导电部件;19…框体;20…第二基体;20a…第二结构体;21…第一面;22…第二面;24…第二凹部;26…贯穿孔;28…导电部件;29…框体;30、330…第三基体;31…第一面;32…第二面;33…第一凹部;34…第二凹部;40…封装件;41…第一腔室;42…第二腔室;43…外表面;51…导电层;52…导电层;60…对准标识;61…第一对准标识;62…第二对准标识;100、101、102、103、104、400、401…电子装置;105…振动系统结构体;106…第一振动体;108…第二振动体;110…驱动部;112…驱动用支承部;112a…第一延伸部;112b…第二延伸部;114…驱动用弹簧部;116…驱动用可动电极;116a…突出部;120…检测部;122…检测用支承部;122a…第三延伸部;122b…第四延伸部;124…检测用弹簧部;126…检测用可动电极;130…驱动用固定电极;140…检测用固定电极;150…固定部;200…第一功能元件;281、282…固定部;284…连结部;284a、284b…梁;285…连结部;285a、285b…梁;286…可动部;287…可动电极部;288、289…固定电极部;300…第二功能元件;331…开口部;410…基板;411…衬垫;412…导线;416…导电部件;420…配线基板;421…衬垫;422…导线;423…外部端子;430…模压部;440…基板;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…受话口;1206…通话口;1208…显示部、1300…数码静态照相机;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…电视监视器;1440…个人计算机;2000…第一晶片;2010…第一元件区域;2020…非元件区域;3000…第二晶片;3010…第二元件区域;3020…非元件区域;4000…第三晶片;4010…第三元件区域;4020…非元件区域。
Claims (12)
1.一种电子装置,包括:
第一基体;
第二基体;
第三基体,其被所述第一基体和所述第二基体夹持;
第一功能元件,其被设置在被所述第一基体和所述第三基体所包围的第一腔室内,并在不被所述第一基体妨碍的条件下,仅在所需的方向上可动;
第二功能元件,其被设置在被所述第二基体和所述第三基体所包围的第二腔室内,并在不被所述第二基体妨碍的条件下,仅在所需的方向上可动,
所述第一基体具有对所述第一功能元件进行支承的第一面、和与所述第一基体的所述第一面为相反侧的第二面,
所述第二基体具有对所述第二功能元件进行支承的第一面、和与所述第二基体的所述第一面为相反侧的第二面,
在所述第一基体上形成有贯穿所述第一基体的所述第一面和所述第二面的第一贯穿孔,
在所述第二基体上形成有贯穿所述第二基体的所述第一面和所述第二面的第二贯穿孔,
在所述第一贯穿孔内形成有对所述第一贯穿孔进行堵塞并与所述第一功能元件连接的第一导电部件,
在所述第二贯穿孔内形成有对所述第二贯穿孔进行堵塞并与所述第二功能元件连接的第二导电部件,
在所述第一基体的所述第二面上设置有与所述第一导电部件进行连接的第一外部端子用衬垫,
在所述第二基体的所述第二面上设置有与所述第二导电部件进行连接的第二外部端子用衬垫。
2.如权利要求1所述的电子装置,其中,
在所述第一基体和所述第二基体上,分别形成有对准标识。
3.如权利要求1所述的电子装置,其中,
所述第一功能元件和所述第二功能元件对不同的物理量进行检测。
4.如权利要求1所述的电子装置,其中,
所述第一功能元件与所述第二功能元件相同,
所述第三基体具有开口部,所述开口部将所述第一腔室和所述第二腔室连通。
5.如权利要求1所述的电子装置,其中,
所述第一基体和第二基体的材质为玻璃,所述第三基体的材质为硅或玻璃。
6.如权利要求1所述的电子装置,其中,
所述电子装置包括基板,所述基板包括对所述第一功能元件和所述第二功能元件的信号进行处理的集成电路,
在所述基板上安装有所述第一基体,
所述电子装置包括模压部,所述模压部对所述第一、第二、第三基体以及所述基板进行模压。
7.一种电子装置的制造方法,包括:
第一准备工序,在该工序中,准备第一基体,并通过在所述第一基体上形成第一功能元件,从而准备第一结构体;
第二准备工序,在该工序中,准备第二基体,并通过在所述第二基体上形成第二功能元件,从而准备第二结构体;
第三准备工序,在该工序中,准备第三基体;
层叠工序,在该工序中,通过以所述第三基体被所述第一基体和所述第二基体夹持的方式进行层叠,从而以在不被所述第一基体妨碍的条件下,仅在所需的方向上可动的方式将所述第一功能元件收纳在被所述第一基体和所述第三基体所包围的第一腔室内,并以在不被所述第二基体妨碍的条件下,仅在所需的方向上可动的方式将所述第二功能元件收纳在被所述第二基体和所述第三基体所包围的第二腔室内,
所述第一准备工序具有:
形成第一贯穿孔的工序,所述第一贯穿孔贯穿所述第一基体的对所述第一功能元件进行支承的第一面和所述第一基体的与所述第一面为相反侧的第二面;
在所述第一贯穿孔内形成第一导电部件的工序,所述第一导电部件对所述第一贯穿孔进行堵塞并与所述第一功能元件进行连接;
在所述第一基体的所述第二面上形成与所述第一导电部件进行连接的第一外部用端子用衬垫的工序,
所述第二准备工序具有:
形成第二贯穿孔的工序,所述第二贯穿孔贯穿所述第二基体的对所述第二功能元件进行支承的第一面和所述第二基体的与所述第一面为相反侧的第二面;
在所述第二贯穿孔内形成第二导电部件的工序,所述第二导电部件对所述第二贯穿孔进行堵塞并与所述第二功能元件进行连接;
在所述第二基体的所述第二面上形成与所述第二导电部件进行连接的第二外部用端子用衬垫的工序。
8.如权利要求7所述的电子装置的制造方法,其中,
所述层叠工序包括:
通过在第一气压气氛下,对所述第一基体和所述第三基体进行接合,从而形成所述第一气压气氛的所述第一腔室的工序;
通过在第二气压气氛下,对所述第二基体和所述第三基体进行接合,从而形成所述第二气压气氛的所述第二腔室的工序,
所述第一气压气氛的气压与所述第二气压气氛的气压有所不同。
9.如权利要求7所述的电子装置的制造方法,其中,
所述第一准备工序还包括形成第一对准标识的工序,
所述第二准备工序还包括形成第二对准标识的工序,
所述第一对准标识和所述第二对准标识在形成所述第一功能元件和所述第二功能元件时被一体地形成,
所述层叠工序还包括通过对所述第一对准标识和所述第二对准标识进行目视检验从而实施定位的工序。
10.如权利要求7所述电子装置的制造方法,其中,
在所述第一准备工序中准备第一晶片,所述第一晶片在第一元件区域内具有多个所述第一结构体,
在所述第二准备工序中准备第二晶片,所述第二晶片在第二元件区域内具有多个所述第二结构体,
在所述第三准备工序中准备第三晶片,所述第三晶片在第三元件区域内具有多个所述第三基体,
所述电子装置的制造方法还包括,在所述层叠工序之后对层叠了的所述第一、第二、第三晶片进行分片化的工序。
11.如权利要求10所述的电子装置的制造方法,其中,
所述第一准备工序还包括形成第一对准标识的工序,
所述第二准备工序还包括形成第二对准标识的工序,
所述第一对准标识被形成在所述第一晶片的所述第一元件区域外,所述第二对准标识被形成在所述第二晶片的所述第二元件区域外。
12.一种电子设备,包括权利要求1至6中的任一项所述的电子装置。
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