CN105044389B - 封装件、电子装置及其制造方法、电子设备以及移动体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供封装件、电子装置及其制造方法、电子设备以及移动体。该封装件提高了气密性。封装件具备收纳空间部(56)和形成收纳空间部(56)的至少一部分的第一基体(50),在第一基体(50)上设置有从与收纳空间部(56)相反的一侧的第一主面(51)朝向收纳空间部(56)侧的第二面(52)的第一贯通孔(58),第一贯通孔(58)具有在第一贯通孔(58)的剖视观察时,从第二面(52)朝向第一主面(51)倾斜的第一倾斜部(71)和从第一倾斜部(71)的第一主面(51)侧的一端朝向第一主面(51)倾斜的第二倾斜部(72),由第二倾斜部(72)和第二面(52)形成的第二角(θ2)大于由第一倾斜部(71)和第二面(52)形成的第一角(θ1),第一贯通孔(58)被密封部件(70)密封。
Description
技术领域
本发明涉及封装件、电子装置、电子装置的制造方法、电子设备以及移动体。
背景技术
一直以来,在车辆中的车身控制、汽车导航系统的本车位置检测、数码照相机、摄像机以及移动电话等电子设备或汽车等移动体中,使用了在具有内部空间的封装件中收纳了功能元件的振子、振荡器、加速度传感器、角速度传感器等电子装置。对于这些移动体或电子设备中所使用的电子装置的封装件,为了提高功能元件的性能,要求了较高的气密性。例如,如专利文献1所记载的那样,已知一种封装件,其设置连通内部空间的内部和外部的贯通孔,在贯通孔中配置密封材料,通过使该密封材料熔融而堵塞贯通孔,从而气密性地密封内部空间。
但是,设置于专利文献1所述的封装件上的贯通孔为,在贯通孔的剖视观察时,从内部空间的外侧趋向内侧,内径逐渐减小的形状(锥形形状),在贯通孔的整个内周面上设置有金属膜(覆盖金属)。因此,当在贯通孔内使密封部件熔融时,熔融的密封部件会沿着贯通孔的内周面向上爬,从而有可能从贯通孔流出至与收纳空间部(内部空间)相反的一侧的第一基体的表面上。由此,存在如下的课题,即,当贯通孔内的密封部件不足而产生密封不良,或由于被挤出的密封部件的热量而在第一基体上产生裂纹时,将损害收纳空间部的气密性。
专利文献1:日本特开2004-266763号公报
发明内容
本发明是为了解决上述问题的至少一部分而完成的发明,能够作为以下的方式或应用例来实现。
应用例1
本应用例所涉及的封装件的特征在于,具备:收纳空间部;第一基体,其形成所述收纳空间部的至少一部分,在所述第一基体上设置有第一贯通孔,所述第一贯通孔从与所述收纳空间部相反的一侧的第一主面朝向所述收纳空间部侧的第二面,所述第一贯通孔具有在所述第一贯通孔的剖视观察时,从所述第二面朝向所述第一主面倾斜的第一倾斜部和从所述第一倾斜部的所述第一主面侧的一端朝向所述第一主面倾斜的第二倾斜部,由所述第二倾斜部和所述第二面形成的第二角大于由所述第一倾斜部和所述第二面形成的第一角,所述第一贯通孔被密封部件密封。
根据本应用例,在封装件上设置有收纳空间部和用于对收纳空间部进行气密密封的第一贯通孔。收纳空间部例如通过激光照射而使配置于第一贯通孔内的球状的密封部件熔融,从而通过由密封部件堵塞第一贯通孔而使之气密密封。第一贯通孔被设置于形成了收纳空间部的第一基体上,并从与收纳空间部相反的一侧的第一主面朝向收纳空间部侧的第二面而贯通。第一贯通孔包括在第一贯通孔的剖视观察时,从第一基体的第二面朝向第一主面按照第一倾斜部、第二倾斜部的顺序而被设置的两个倾斜部。
由于由第二倾斜部和第二面形成的第一基体侧的第二角大于由第一倾斜部和第二面形成的第一基体侧的第一角,因此,能够防止在使配置于第一贯通孔的第一倾斜部上的球状的密封部件熔融时,熔融的密封部件沿着第二倾斜部向上爬而从第一贯通孔流出至第一基体的第一主面上的情况。由此,能够抑制因第一贯通孔内的密封部件不足而产生的密封不良或因熔融的密封部件的热量而在第一基体上产生裂纹的情况。因此,能够提供一种提高了收纳空间部的气密性的封装件。
应用例2
在上述应用例所述的封装件中,优选为,所述第二角超过90度。
根据本应用例,由于在第一贯通孔的第二倾斜部中,在第一贯通孔的剖视观察时,由第二倾斜部和第二面形成的第一基体侧的第二角超过90度,因此,能够提高如下的效果,即,防止在使配置于第一贯通孔的第一倾斜部上的球状的密封部件熔融时,熔融的密封部件沿着第二倾斜部向上爬而从第一贯通孔流出至第一基体的第一主面上的情况的效果。
应用例3
在上述应用例所述的封装件中,优选为,在所述第一贯通孔上设置有金属膜,所述第二倾斜部的至少一部分露出了所述第一基体。
根据本应用例,由于在第一贯通孔的第一倾斜部的内壁上设置有金属膜,因此,当使配置于第一倾斜部上的球状的密封部件熔融时,熔融的密封部件将在第一贯通孔的第一倾斜部内润湿并扩散,从而能够通过密封部件可靠地对第一贯通孔进行密封。另外,第二倾斜部的至少一部分露出了第一基体。换言之,由于第二倾斜部具有未设置有金属膜的区域,因此,能够在使配置于第一倾斜部上的球状的密封部件熔融时,在未设置有金属膜的区域内使熔融的密封部件的润湿扩散(向上爬)减弱。由此,能够更加提高如下的效果,即,防止熔融的密封部件沿着第二倾斜部向上爬而从第一贯通孔流出至第一基体的第一主面上的情况。
应用例4
在上述应用例所述的封装件中,优选为,所述第一基体以硅为主要材料,所述第一主面沿着所述硅的(100)面的结晶面。
根据本应用例,第一基体的主要材料使用了在形成第一贯通孔的第一主面上具有(100)面方位的硅。利用硅的各向异性蚀刻技术,通过从第一主面侧向第二面进行湿法蚀刻,从而能够容易地形成第一倾斜部或第二倾斜部的倾斜。
应用例5
本应用例所涉及的电子装置的特征在于,具备:收纳空间部;第一基体,其形成所述收纳空间部的至少一部分;功能元件,其被收纳于所述收纳空间部内,在所述第一基体上设置有第一贯通孔,所述第一贯通孔从与所述收纳空间部相反的一侧的第一主面朝向所述收纳空间部侧的第二面,所述第一贯通孔具有在所述第一贯通孔的剖视观察时,从所述第二面朝向所述第一主面倾斜的第一倾斜部和从所述第一倾斜部的所述第一主面侧的一端朝向所述第一主面倾斜的第二倾斜部,由所述第二倾斜部和所述第二面形成的第二角大于由所述第一倾斜部和所述第二面形成的第一角,所述第一贯通孔被密封部件密封。
根据本应用例,在电子装置中设置有收纳有功能元件的收纳空间部和用于对收纳空间部进行气密密封的第一贯通孔。收纳空间部例如通过激光照射而使配置于第一贯通孔内的球状的密封部件熔融,从而通过由密封部件堵塞第一贯通孔而使之气密密封。第一贯通孔被设置于形成了收纳空间部的第一基体上,并从与收纳空间部相反的一侧的第一主面朝向收纳空间部侧的第二面而贯通。第一贯通孔包括在第一贯通孔的剖视观察时,从第一基体的第二面朝向第一主面按照第一倾斜部、第二倾斜部的顺序而被设置的两个倾斜部。
由于由第二倾斜部和第二面形成的第一基体侧的第二角大于由第一倾斜部和第二面形成的第一基体侧的第一角,因此,能够防止在使配置于第一贯通孔的第一倾斜部上的球状的密封部件熔融时,熔融的密封部件沿着第二倾斜部向上爬而从第一贯通孔流出至第一基体的第一主面上的情况。由此,能够抑制由第一贯通孔内的密封部件不足而产生的密封不良或由于熔融的密封部件的热量而在第一基体上产生裂纹的情况。因此,能够提供一种提高了气密性的可靠性较高的电子装置。
应用例6
本应用例所涉及的电子装置的制造方法的特征在于,所述电子装置具备:收纳空间部;第一基体,其形成所述收纳空间部的至少一部分;功能元件,其被收纳于所述收纳空间部内,在所述第一基体上设置有第一贯通孔,所述第一贯通孔从与所述收纳空间部相反的一侧的第一主面朝向所述收纳空间部侧的第二面,所述第一贯通孔具有在所述第一贯通孔的剖视观察时,从所述第二面朝向所述第一主面倾斜的第一倾斜部和从所述第一倾斜部的所述第一主面侧的一端朝向所述第一主面倾斜的第二倾斜部,由所述第二倾斜部和所述第二面形成的第二角大于由所述第一倾斜部和所述第二面形成的第一角,所述第一贯通孔被密封部件密封,所述第一基体以硅为主要材料,所述第一主面沿着所述硅的(100)面的结晶面,所述电子装置的制造方法包括:通过干法处理对所述第一基体的所述第一主面进行半蚀刻的干法蚀刻工序;通过湿法处理的蚀刻而形成所述第一贯通孔的所述第一倾斜部和所述第二倾斜部的湿法蚀刻工序。
根据本应用例,电子装置的制造方法包括通过干法处理对第一基体的第一主面进行半蚀刻的干法蚀刻工序和通过湿法处理蚀刻出第一倾斜部和第二倾斜部的湿法蚀刻工序。
第一基体的主要材料使用了在形成第一贯通孔的第一主面上具有(100)面的结晶面的硅。通过在第一基体上从第一主面朝向第二面进行利用了干法处理的半蚀刻,从而在第一主面上形成有凹部。接下来,通过从凹部侧至第二面进行利用了硅的各向异性蚀刻技术的湿法蚀刻,从而形成包括第一倾斜部和第二倾斜部的第一贯通孔。
在第一贯通孔的剖视观察时,由第二倾斜部和第二面形成的第二角大于由第一倾斜部和第二面形成的第一角,并且,第二角大于90度。换言之,第二倾斜部的内壁从第一倾斜部的第一主面侧的一端朝向第一主面而伸出为突出(overhang)状。根据这种形状,能够防止在使配置于第一倾斜部上的球状的密封部件熔融时,熔融的密封部件沿着第二倾斜部向上爬从而从第一贯通孔流出至第一主面上的情况。由此,能够抑制因第一贯通孔内的密封部件不足而产生的密封不良或由于熔融的密封部件的热量而在第一基体上产生裂纹的情况。因此,能够提供一种提高了气密性的电子装置的制造方法。
应用例7
本应用例所涉及的电子装置的制造方法的特征在于,所述电子装置具备:收纳空间部;第一基体,其形成所述收纳空间部的至少一部分;功能元件,其被收纳于所述收纳空间部内,在所述第一基体上设置有第一贯通孔,所述第一贯通孔从与所述收纳空间部相反的一侧的第一主面朝向所述收纳空间部侧的第二面,所述第一贯通孔具有在所述第一贯通孔的剖视观察时,从所述第二面朝向所述第一主面倾斜的第一倾斜部和从所述第一倾斜部的所述第一主面侧的一端朝向所述第一主面倾斜的第二倾斜部,由所述第二倾斜部和所述第二面形成的第二角大于由所述第一倾斜部和所述第二面形成的第一角,所述第一贯通孔被密封部件密封,所述第一基体以硅为主要材料,所述第一主面沿着所述硅的(100)面的结晶面,所述电子装置的制造方法包括:通过湿法处理的蚀刻而对所述第一基体的所述第一主面进行蚀刻的湿法蚀刻工序;通过干法处理的蚀刻而形成所述第一贯通孔的所述第二倾斜部的干法蚀刻工序。
根据本应用例,电子装置的制造方法包括通过湿法处理而从第一基体的第一主面起进行蚀刻的湿法蚀刻工序和通过利用干法处理而从第一主面侧进行蚀刻从而形成第二倾斜部的干法蚀刻工序。
第一基体的主要材料使用了在形成第一贯通孔的第一主面上具有(100)面的结晶面的硅。通过利用硅的各向异性蚀刻技术从第一主面至第二面进行湿法蚀刻,从而能够形成在剖视观察时,内径从第一主面趋向第二面而逐渐减小的形状(锥形形状)的贯通孔。接下来,通过对贯通孔的外周进行掩膜,并从第一主面朝向第二面进行干法蚀刻,从而形成包括第一倾斜部和第二倾斜部的第一贯通孔。
在第一贯通孔的剖视观察时,由第二倾斜部和第二面形成的第二角大于由第一倾斜部和第二面形成的第一角,并且,第二角为大致90度。换言之,第二倾斜部具有从第一倾斜部的第一主面侧的一端朝向第一主面并在与第二面交叉的方向上立起的内壁。根据这种形状,能够防止在使配置于第一倾斜部上的球状的密封部件熔融时,熔融的密封部件沿着第二倾斜部向上爬而从第一贯通孔流出至第一主面上的情况。由此,能够抑制因第一贯通孔内的密封部件不足而产生的密封不良或因熔融的密封部件的热量而在第一基体上产生裂纹的情况。因此,能够提供一种提高了气密性的电子装置的制造方法。
应用例8
本应用例所涉及的电子设备的特征在于,具备上述应用例所述的电子装置。
根据本应用例,能够提供一种具备提高了气密性的电子装置的电子设备。
应用例9
本应用例所涉及的移动体的特征在于,具备上述应用例所述的电子装置。
根据本应用例,能够提供一种具备提高了气密性的电子装置的移动体。
附图说明
图1为表示实施方式1所涉及的电子装置的概要结构的模式俯视图。
图2为图1中的A-A线处的剖视图。
图3为图1中的B-B线处的剖视图。
图4为图2中的C部的放大图。
图5为电子装置的制造工序图。
图6(a)至(f)为电子装置的每个主要工序的剖视图。
图7(g)至(j)为电子装置的每个主要工序的剖视图。
图8为实施方式2所涉及的电子装置的在图1中的A-A线处的剖视图。
图9为图8中的D部的放大图。
图10为电子装置的制造工序图。
图11为电子装置的每个工序的剖视图。
图12为表示作为具备电子装置的电子设备的便携式(或者笔记本式)的个人计算机的结构的立体图。
图13为表示作为具备电子装置的电子设备的移动电话机的立体图。
图14为表示作为具备电子装置的电子设备的数码照相机的立体图。
图15为表示作为具备电子装置的移动体的汽车的立体图。
图16为现有技术的贯通孔的剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明的实施方式进行说明。并且,以下的各图中,为了将各层和各部件设为可识别的程度的大小,而使各层和各部件的尺度与实际不同。另外,以下所记述的尺寸值为一个示例,在不脱离发明的主旨的范围内能够进行适当变更。
另外,在图1至图4、图8、图9以及图16中,为了便于说明,作为相互正交的三个轴,而图示了X轴、Y轴以及Z轴,将图示了轴方向的箭头标记的顶端侧称为“+侧”,将基端侧称为“-侧”。另外,以下,将与X轴平行的方向称为“X轴方向”,将与Y轴平行的方向称为“Y轴方向”,将与Z轴平行的方向称为“Z轴方向”。
实施方式1
本实施方式为利用了具有气密结构的封装件的电子装置,例如,能够作为惯性传感器来使用。具体而言,能够作为用于求取加速度的传感器(静电电容型加速度传感器)来使用。并且,本发明并不限定于加速度传感器,还能够应用于角速度传感器或需要气密结构的各种装置中。
图1为表示实施方式所涉及的电子装置100的概要结构的模式俯视图。图2为图1中的A-A线处的剖视图。图3为图1中的B-B线处的剖视图。图4为图2中的C部的放大图。
首先,利用图1至图4,对实施方式所涉及的电子装置100的概要结构进行说明。
如图1以及图2所示,封装件101具有第二基体10、第一基体50、填充部件60、密封部件70等。电子装置100包括封装件101、功能元件80等。并且,在图1中,为了便于说明,以透视第一基体50、填充部件60以及密封部件70的方式而进行了图示。
首先,对收纳功能元件80的收纳空间部56的结构进行说明。
如图1以及图2所示,第二基体10形成厚度为0.3mm的1.5mm×1.2mm的矩形的板状,在第二基体10的第一主面11(+Z轴侧的面)上,设置有在俯视观察时呈矩形形状的凹部14。
第一基体50形成具有凹部53的厚度为0.18mm的盖状,并通过接合区域55而与第二基体10接合。通过使第二基体10的凹部14与第一基体50的凹部53对置并接合,从而形成对功能元件80进行收纳的收纳空间部56。
并且,虽然对凹部14的形状为矩形的情况进行了说明,但只要能够在不妨碍后文所述的可动电极87的位移的条件下对功能元件80进行收纳,便并不限定于此。
作为第二基体10以及第一基体50的材料,例如,能够使用硅、玻璃等。作为第二基体10和第一基体50的接合方法,例如,能够使用利用了粘合剂的接合方法、阳极接合方法、直接接合方法等。在本实施方式中,作为优选示例,第二基体10使用了玻璃,第一基体50使用了硅。由此,能够通过阳极接合法来对第二基体10和第一基体50进行接合。由于阳极接合法与使用了粘合剂或玻璃的接合方法相比,接合强度较高,并能够将接合区域55的接合宽度缩窄到几十μm,因此,能够使电子装置100(封装件101)小型化。
第二基体10的凹部14以及第一基体50的凹部53例如能够通过利用各种加工技术(例如干法蚀刻、湿法蚀刻等蚀刻技术)对硅或玻璃等进行加工而被形成。
另外,由于使用于第二基体10的玻璃具有绝缘性,因此,即使不对第二基体10的外表面实施绝缘处理,也能够使后文所述的布线20、22、24相互绝缘。
接下来,对收纳于收纳空间部56内的功能元件80进行说明。
如图1以及图2所示,功能元件80被配置在收纳空间部56中,收纳空间部56被设置于第二基体10和第一基体50之间。功能元件80具有:固定部81、82;可动部86;连结了固定部81和可动部86的连结部84;连结了固定部82和可动部86的连结部85;从可动部86延伸出的多个可动电极87;和多个固定电极88、89。
可动部86形成沿着X轴方向延伸的长方形状。该可动部86经由连结部84、85而通过固定部81、82被接合在第二基体10的第一主面11上。
连结部84连结了可动部86和固定部81,连结部85连结了可动部86和固定部82。
在从+Z轴方向进行俯视观察时,在可动部86的+X轴方向的侧面上连接有可在±X轴方向上位移的一对连结部84a、84b的一端,在固定部81的-X轴方向的侧面上连接有连结部84a、84b的另一端。在可动部86的-X轴方向的侧面上连接有可在±X轴方向上进行位移的一对连结部85a、85b的一端,在固定部82的+X轴方向的侧面上连接有连结部85a、85b的另一端。
连结部84、85形成在Y轴方向上往复的同时在X轴方向上延伸的形状。而且,连结部84、85的Z轴方向上的宽度相对于X轴方向的宽度变厚。通过将连结部84、85设为这种形状,从而抑制了连结部84、85向Y轴方向以及Z轴方向的变形,并能够顺利地在±X轴方向上进行伸缩。由此,可动部86相对于固定部81、82以可在±X轴方向上进行位移的方式而被支承。并且,对于连结部84、85的形状,只要具有预定的弹性常数并且能够在±X轴方向上进行弹性变形,则也可以使用其他形状。
可动电极87与可动部86连接。在从+Z轴方向进行俯视观察时,可动电极87从可动部86的Y轴方向的两侧面向+Y轴侧以及-Y轴侧突出。多个可动电极87沿着X轴方向被设为梳齿状。
固定部81、82与第二基体10的第一主面11接合。在从+Z轴方向进行俯视观察时,固定部81与设置于第二基体10上的凹部14的+X轴侧中央的边缘(第一主面11)接合,固定部82与凹部14的-X轴侧中央的边缘(第一主面11)接合。固定部81、82与可动部86、可动电极87以及连结部84、85一体地形成,并以跨越凹部14的方式而设置。
固定电极88、89与第二基体10的第一主面11接合。
在从+Z轴方向进行俯视观察时,固定电极88、89的一端与设置于第二基体10上的凹部14的+Y轴侧或-Y轴侧的边缘(第二基体10的第一主面11)接合,另一端朝向可动部86而向Y轴方向延伸出。固定电极88与固定电极89成对,多对固定电极88、89沿着X轴方向被设为梳齿状。
一对固定电极88、89和可动电极87以相互的梳齿隔着间隔的方式而被对置配置。
功能元件80例如由单晶硅、多晶硅等以硅为主要成分的材料构成。通过利用各种加工技术(例如干法蚀刻、湿法蚀刻等的蚀刻技术)将硅加工成所期望的外形形状,从而使固定部81、82、可动部86、可动电极87以及连结部84、85一体地形成。通过将主要材料设为硅,从而能够应用硅半导体装置的制作所使用的微细的加工技术,由此能够实现电子装置100的小型化、由加工精度的提高而获得的高灵敏度化,并且能够发挥优良的耐久性。
另外,通过在硅中掺杂磷、硼(boron)等杂质,从而能够提高导电性。
如上所述,由于第二基体10的材料使用了玻璃,因此,通过功能元件80使用硅,从而能够在功能元件80(固定部81、82、固定电极88、89)与第二基体10的接合中使用阳极接合法。由此,能够使功能元件80小型化。
并且,功能元件80的材料以及功能元件80与第二基体10的接合方法是一个示例,并不限定于此。
接下来,利用图1以及图2,对功能元件80的电连接以及设置于第二基体10上的槽部15、16、17进行说明。
如图1以及图2所示,在第二基体10的第一主面11上设置有外部连接端子30、32、34和槽部15、16、17。
在从+Z轴方向进行俯视观察时,外部连接端子30、32、34在收纳空间部56的外部,沿着第二基体10的+X轴侧的一边而设置。
槽部15、16、17在填充部件60的填充前的状态下,沿着X轴方向而使设置于第二基体10和第一基体50之间的收纳空间部56的内部与外部连通。在槽部15的内部(底面)上设置有布线20,在槽部16的底面上设置有布线22,在槽部17的底面上设置有布线24。
布线20在+Z轴侧的面上具备使布线20与固定部81电连接的连接部40。
槽部15以及布线20中,收纳空间部56的内部侧的一端经由连接部40而与功能元件80的固定部81连接,收纳空间部56的外部侧的另一端与外部连接端子30连接。而且,槽部15沿着外部连接端子30的外周而设置。由此,在外部连接端子30上电连接有可动电极87。
布线22在+Z轴侧的面上具备使布线22和固定电极88电连接的多个连接部42。
槽部16以及布线22中,收纳空间部56的内部侧的一端沿着凹部14的外周而延伸并经由连接部42而与功能元件80的多个固定电极88连接,收纳空间部56的外部侧的另一端与外部连接端子32连接。而且,槽部16沿着外部连接端子32的外周而设置。由此,在外部连接端子32上串联地电连接有多个固定电极88。
布线24在+Z轴侧的面上具备使布线24与固定电极89电连接的多个连接部44。
槽部17以及布线24中,收纳空间部56的内部侧的一端沿着槽部16的外周而延伸并经由连接部44而与功能元件80的多个的固定电极89连接,收纳空间部56的外部侧的另一端与外部连接端子34连接。而且,槽部17沿着外部连接端子34的外周而设置。由此,在外部连接端子34上串联地电连接有多个固定电极89。
槽部15、16、17的深度(d)为0.5~1.0μm,布线20、22、24的厚度(t)大致为0.1μm。通过将槽部15、16、17的深度(d)与布线20、22、24的厚度(t)之间的关系设为d>t,从而能够防止布线20、22、24向槽部15、16、17的外侧(+Z轴侧)突出的情况。
槽部15、16、17例如能够通过使用各种加工技术(例如干法蚀刻、湿法蚀刻等蚀刻技术)对第二基体10进行加工从而被形成。
作为布线20、22、24以及外部连接端子30、32、34的材料,例如能够使用作为透明导电材料的ITO(Indium Tin Oxide,铟锡氧化物)、IZO(Indium Zinc Oxide,铟锌氧化物)、In3O3、SnO2、含Sb的SnO2、含Al的ZnO等氧化物,或金(Au)、铂(Pt)、银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)、钛(Ti)、钨(W)、铬(Cr)等金属或者以这些金属为主要成分的合金等。
当布线20、22、24以及外部连接端子30、32、34的材料是透明电极材料(特别是ITO)时,在第二基体10为透明的情况下,例如,能够从第二基体10的下表面侧(-Z轴侧)容易地目视确认存在于布线20、22、24以及外部连接端子30、32、34的上表面侧(+Z轴侧)上的异物等。
作为连接部40、42、44的材料,例如,能够使用金(Au)、铂(Pt)、银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)、钛(Ti)、钨(W)、铬(Cr)等金属或以这些金属为主要成分的合金等。通过使用这些材料,能够减小布线20、22、24与功能元件80之间的接点电阻。
布线20、22、24、外部连接端子30、32、34以及连接部40、42、44例如能够通过利用溅射法、CVD法等而将导体层(上述的材料)成膜并对导电层进行图案形成,从而被形成。图案形成通过光刻技术以及蚀刻技术来实施。并且,导体层的形成方法是一个示例,并不限定于此。
接下来,对施加于功能元件80上的加速度的检测进行说明。
当将X轴方向上的加速度施加于功能元件80上时,连结部84、85将在X轴方向上进行伸缩,从而可动部86以及与可动部86连接的可动电极87在X轴方向(+X轴方向或-X轴方向)上进行位移。
例如,在可动电极87向+X轴方向发生了位移的情况下,可动电极87与固定电极88之间的间隙扩大,从而在可动电极87与固定电极88之间形成的静电电容减少。另外,可动电极87与固定电极89之间的间隙变窄,从而在可动电极87与固定电极89之间形成的静电电容增加。因此,通过对外部连接端子30与外部连接端子32之间的静电电容以及外部连接端子30与外部连接端子34之间的静电电容进行检测,从而能够求出施加于功能元件80上的加速度。
接下来,对设置于第一基体50上的第一贯通孔58以及第二贯通孔57进行说明。
如图1以及图2所示,在第一基体50上设置有在Z轴方向上贯穿第一基体50的第一贯通孔58和第二贯通孔57。第一基体50以硅为主要材料,第一主面51沿着硅的(100)面的结晶面。第一贯通孔58以及第二贯通孔57例如能够通过利用干法处理或湿法处理等的蚀刻技术对第一基体50进行加工从而被形成。
第二贯通孔57是出于如下目的而设置的,即,使填充部件60填充于连通了收纳空间部56的内部和外部的槽部15、16、17,从而堵塞槽部15、16、17与第一基体50之间的间隙。
如图1以及图2所示,第二贯通孔57被设置于,在从+Z轴方向进行俯视观察时与槽部15、16、17重叠的位置上,并且在填充部件60被填充之前的状态下,与槽部15、16、17连通。
优选为,第二贯通孔57具有开口口径随着趋向第二基体10(从第一基体50的+Z轴侧趋向-Z轴侧)而变小的形状(锥形形状)。由此,能够容易地将填充部件60填充到槽部15、16、17中。
填充部件60从第二贯通孔57被填充到槽部15、16、17中,如图3所示,槽部15、16、17和第二贯通孔57被填充部件60覆盖。由此,形成于第二基体10与第一基体50之间的收纳空间部56的外周通过接合区域55以及填充部件60而被气密接合。
填充部件60例如使用了二氧化硅(SiO2)这样的绝缘性材料。填充部件60能够通过以TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate,正硅酸乙酯)等为原料的等离子CVD(ChemicalVapor Deposition,化学气相沉积)而作为绝缘膜被形成。通过填充部件60使用绝缘性材料,从而电子装置100能够在不使多个布线20、22、24发生短路的条件下能够获得较高的气密性。
并且,虽然说明了填充部件60使用二氧化硅(SiO2)的情况,但是,并不限定于此。作为填充部件60,除了上述以外,还能够使用通过以硅烷气体等为原料的等离子CVD而被成膜的氮化硅(SiN)、能够通过灌封(potting)或涂布的方法而进行填充的高分子有机物(例如,聚酰亚胺)等。
第一贯通孔58是出于如下目的而设置的,即,在从第一贯通孔58排出收纳空间部56内的气体的状态的减压下,或在排气后导入惰性气体等惰性气体气氛下,用密封部件70堵塞第一贯通孔58,从而以所期望的气氛对收纳空间部56进行气密密封。
如图1以及图2所示,第一贯通孔58在从+Z轴方向进行俯视观察时为大致四边形形状,在被密封部件70密封之前的状态下,与收纳空间部56连通。
收纳空间部56在将填充部件60填充于槽部15、16、17之后,在所期望的气氛下,通过用密封部件70堵塞第一贯通孔58,从而被气密地密封。具体而言,在第一贯通孔58内配置球状的密封部件70(参照图4),例如通过激光照射而使球状的密封部件70熔融,从而能够堵塞第一贯通孔58。
如图4所示,第一贯通孔58具有在第一贯通孔58的剖视观察时从第二面52朝向第一主面51倾斜的第一倾斜部71和从第一倾斜部71的第一主面51侧的一端朝向第一主面51倾斜的第二倾斜部72。
第一倾斜部71的第二面52的开口长度W1小于球状的密封部件70的直径D1,第一倾斜部71的第一主面51侧(第二倾斜部72的第二面侧)的开口长度W3大于第二面52的开口长度W1。第二倾斜部72的第一主面51侧的开口长度W2大于球状的密封部件70的直径D1。根据这种结构,在从第一主面51侧(+Z轴方向)进行俯视观察时,能够将熔融前的球状的密封部件70配置在与第一倾斜部71的第二面52的开口重叠的位置上。
在此,对未在第一贯通孔58上设置第二倾斜部72的现有技术的电子装置300进行说明。
图16为现有技术的贯通孔的剖视图,并为在图2中假设未设置有第二倾斜部72时的C部放大图。图16(a)图示了在第一贯通孔358中配置了熔融前的球状的密封部件70的状态,图16(b)图示了使密封部件70熔融时的状态的一个示例。
如图16(a)所示,在第一基体350上,从第一基体350的第一主面351朝向第二面352而设置有第一贯通孔358。第一贯通孔358具有在第一贯通孔358的剖视观察时从第二面352朝向第一主面351倾斜的第一倾斜部371。第一倾斜部371的第二面352的开口长度W31小于第一主面351的开口长度W33,并小于球状的密封部件70的直径D1。第一倾斜部371的第一主面351的开口长度W33小于球状的密封部件70的直径D1。另外,在第一贯通孔358的整个内壁(第一倾斜部371)上设置有金属膜376。
如图16(b)所示,第一贯通孔358具有第一倾斜部371,由于在第一贯通孔358的整个内壁上设置有金属膜376,因此,在使球状的密封部件70熔融时,熔融的密封部件70会沿着第一贯通孔358的第一倾斜部371向上爬而流出至第一基体350的第一主面351上。由此,存在如下的可能,即,由于第一贯通孔358内的密封部件70不足而产生空孔354,或者由于流出至第一主面351上的密封部件70的热量而在第一基体350上产生裂纹390,从而损害收纳空间部56的气密性。当收纳空间部56的气密性被损害时,施加于电子装置300上的加速度的检测精度将下降。
返回图4,对电子装置100的第一贯通孔58进行说明。
在将由第一贯通孔58的第一倾斜部71与第二面52形成的第一基体50侧的第一角设为θ1,并将由第二倾斜部72与第二面52形成的第一基体50侧的第二角设为θ2时,第一贯通孔58具有θ2>θ1的关系。而且,本实施方式的第二角θ2超过90度。第二倾斜部72的开口随着趋向第一主面51而逐渐减小,从而第二倾斜部72的第一主面51侧的开口长度W2小于第一倾斜部71的第一主面51侧(第二倾斜部72的第二面52侧)的开口长度W3。换言之,第二倾斜部72的内壁从第一倾斜部71的第一主面51侧的一端朝向第一主面51而伸出为突出状。
另外,在第一贯通孔58的内壁上设置有金属膜76,第二倾斜部72的至少一部分露出了第一基体50。在本实施方式中,由于在第二倾斜部72上未设置有金属膜76,因此第一基体50露出。
根据这种结构,当使配置于第一贯通孔58的第一倾斜部71上的球状的密封部件70熔融时,沿着第一倾斜部71向上爬并欲向第一主面51流出的密封部件70被第二倾斜部72截停。另外,由于在第二倾斜部72上未形成有金属膜76,因此,能够在该区域使密封部件70的湿润扩散(向上爬)减弱。由此,由于能够防止密封部件70从第一贯通孔58流出到第一主面51上的情况,因此,能够提高电子装置100的气密性。
作为金属膜76的材料,例如,能够使用金(Au)等。
作为密封部件70,例如,能够使用Au/Ge、Au/Si、Sn/Pb、Pb/Ag、Sn/Ag/Cu、Sn/Zn/Bi等合金。
在本实施方式的电子装置100中,收纳空间部56的氮或氩等惰性气体以减压状态(大气压~0.1气压)被密封。由此,能够长时间地维持对施加于电子装置100上的加速度的检测精度。
并且,虽然在本实施方式中,图示了在从+Z轴方向进行俯视观察时,第一贯通孔58被设置于第一基体50上并被配置于与功能元件80重叠的位置上的结构,但是并不限定于此。也可以采用第一贯通孔58被配置于不与功能元件80重叠的位置上的结构。另外,也可以采用第一贯通孔58被设置于第二基体10上的结构。
接下来,对电子装置100的制造方法进行说明。
图5为表示电子装置100的制造方法的制造工序图。图6以及图7为电子装置100的每个主要工序的剖视图。
电子装置100的制造方法包括:通过干法处理对第一基体50的第一主面51进行半蚀刻的干法蚀刻工序;和通过湿法处理的蚀刻而形成第一贯通孔58的第一倾斜部71和第二倾斜部72的湿法蚀刻工序。
首先,如图5所示,在步骤S1的基板准备工序中,准备用于形成第一基体50的基板。如图6(a)所示,准备在形成第一贯通孔58的第一主面51上具有(100)面的结晶面的硅基板(晶片)150。第一基体50在晶片状态下被实施处理,在晶片上一同形成有多个。
在步骤S2的凹部形成工序中,在第一基体50(硅基板150)上形成成为收纳空间部56的一部分的凹部53。图6(b)为在第一基体50上形成了凹部53之后的剖视图。
凹部53能够通过光刻技术或利用了湿法处理或干法处理的蚀刻技术来形成。并且,在本实施方式中,除了凹部53之外,还形成了上述的第二贯通孔57以及凹部59。凹部59成为临时覆盖形成于第二基体10上的外部连接端子30、32、34(参照图1、图2)的保护部。
在步骤S3的蚀刻保护膜形成工序中,形成干法处理用的蚀刻保护膜,该保护膜用于形成第一贯通孔58。图6(c)为在干法处理用的蚀刻保护膜120上图案形成了第一贯通孔58的形状后的剖视图。
首先,在形成有凹部53等的第一基体50的两个面上形成湿法处理用的蚀刻保护膜110。在本实施方式中,蚀刻保护膜110使用了使硅的表面热氧化而形成的厚度为800nm左右的二氧化硅(SiO2)膜。
接下来,在形成有蚀刻保护膜110的第一主面51侧涂布干法处理用的蚀刻保护膜120,并图案形成第一贯通孔58的形状。蚀刻保护膜120使用了感光性树脂(光刻胶),并且能够利用光刻技术等而图案形成第一贯通孔58的形状。并且,虽然对蚀刻保护膜110使用二氧化硅膜的情况进行了说明,但是只要具有后文所述的湿法蚀刻中的耐热性,则并不限定于此。
在步骤S4的干法蚀刻工序中,利用干法处理进行蚀刻,在蚀刻保护膜110上开口形成第一贯通孔58的形状。然后,对第一基体50进行半蚀刻。图6(d)为,对蚀刻保护膜110以及第一基体50进行干法蚀刻并剥离了干法处理用的蚀刻保护膜120后的剖视图。
当对蚀刻保护膜110进行干法蚀刻时,在蚀刻保护膜110上开口形成第一贯通孔58的第一主面51侧的形状。然后,进行过蚀刻,对第一基体50进行半蚀刻,而将从第一主面51朝向第二面52的贯通孔形成至中途。
在干法蚀刻后,剥离蚀刻保护膜120。二氧化硅(蚀刻保护膜120)以及硅基板150(第一基体50)例如能够通过使用CHF3或CF4等氟类气体进行蚀刻。另外,蚀刻保护膜120例如能够通过使用了氧气的干法蚀刻进行剥离。
在步骤S5的湿法蚀刻工序中,利用湿法处理进行蚀刻,形成第一贯通孔58。图6(e)为,对在步骤S4中形成至中途的贯通孔进行湿法蚀刻,并形成了第一倾斜部71以及第二倾斜部72后的剖视图。
当通过氢氧化钾(KOH)水溶液对硅基板150(第一基体50)进行湿法蚀刻时,通过硅的各向异性蚀刻而沿着(111)面的结晶面方位形成了第一倾斜部71以及第二倾斜部72。详细而言,在作为蚀刻液,例如,利用25重量%左右的氢氧化钾(KOH)水溶液,并以液温80度左右进行硅基板150的湿法蚀刻时,(100)面的蚀刻速度约为0.6μm/min,(111)面的蚀刻速度约为0.006μm/min。由于(111)面的蚀刻速度与(100)面的蚀刻速度相比慢了约100倍,因此,当蚀刻继续进行而露出(111)面时,好像蚀刻停止了一样,由此形成了具有上述的截面形状的第一倾斜部71以及第二倾斜部72。
如图6(f)所示,在湿法蚀刻后,通过去除蚀刻保护膜110而形成第一贯通孔58。蚀刻保护膜110例如能够通过使用了缓冲氢氟酸(BHF,Buffered Hydrogen Fluoride)的湿法蚀刻进行去除。
在步骤S6的接合工序中,将第一基体50和第二基体10接合。图7(g)为将第一基体50和第二基体10接合后的剖视图。
第二基体10以晶片状态而被处理,在晶片上一同形成有多个。在第二基体10上设置有凹部14,槽部15、16、17,布线20、22、24和外部连接端子30、32、34(参照图1),在凹部14中配置有功能元件80。在第一基体50上,预先在第一贯通孔58的第一倾斜部71上设置有金属膜76。通过使第一基体50的凹部53与第二基体10的凹部14对置并接合,从而功能元件80被收纳空间部56包围。在第一基体50与第二基体10的接合中使用了阳极接合法。作为接合方法,并不限定于此,能够使用利用了粘合剂的接合方法、直接接合方法等。
并且,金属膜76也可以在第一基体50和第二基体10接合后形成。此时,例如,通过利用了开口掩膜的溅射法来形成金属膜76。
接下来,使用第二贯通孔57,对连通收纳空间部56的内部和外部的槽部15、16、17进行堵塞。第二贯通孔57被设置于在俯视观察时与槽部15、16、17重叠的位置上(参照图1),并与槽部15、16、17连通。通过从第二贯通孔57填充填充部件60,从而槽部15、16、17和第二贯通孔57被填充部件60覆盖。由此,能够通过接合区域55以及填充部件60而将收纳空间部56的外周气密接合。
填充部件60例如能够利用二氧化硅(SiO2)这样的绝缘性材料,通过等离子CVD而作为绝缘膜被形成。并且,为了防止在其成膜时,填充部件60附着于外部连接端子30、32、34上的情况,第一基体50被延伸设置,并且被设置于第一基体50上的凹部59覆盖外部连接端子30、32、34(参照图1)。
在步骤S7的贯通孔密封工序中,通过密封部件70对第一贯通孔58进行堵塞。图7(h)为在第一贯通孔58上配置了熔融前的球状的密封部件70的状态的剖视图。图7(i)为使密封部件70熔融并堵塞第一贯通孔58从而将收纳空间部56气密密封后的剖视图。
首先,在第一贯通孔58中配置球状的密封部件70。
接下来,使用真空空腔(未图示)等,在从第一贯通孔58中排出了收纳空间部56内的气体后,向真空空腔中导入氮或氩等惰性气体,而将收纳空间部56内置换为惰性气体。在将真空空腔内保持为减压(大气压~0.1气压)的状态下,通过对球状的密封部件70照射激光,从而熔融的密封部件70沿着金属膜76润湿扩散,由此第一贯通孔58被堵塞。由此,能够将收纳空间部56气密密封。
作为激光,能够使用YAG激光或CO2激光等。
在本实施方式的第一贯通孔58上设置有在第一贯通孔58的剖视观察时,从第一倾斜部71的第一主面51侧的一端朝向第一主面51伸出为突出状的第二倾斜部72,由于在第二倾斜部72上未设置有金属膜76,因此能够防止在使密封部件70熔融时熔融的密封部件70沿着第二倾斜部72向上爬而从第一贯通孔58流出至第一主面51上的情况。
在步骤S8的分割工序中,对电子装置100进行单独分割。图7(j)为对电子装置100进行单独分割后的剖视图。
在去除了第一基体50的不需要部分之后,通过钻石轮划片机(未图示)等切断装置,对以晶片状态所形成的电子装置100进行单独分割。
经由上述的各工序等,能够获得如图1至图4所示的电子装置100。
如上所述,根据本实施方式所涉及的电子装置100,能够获得以下的效果。
电子装置100的第一贯通孔58具有第一倾斜部71和第二倾斜部72,第一倾斜部71从第二面52朝向第一主面51倾斜,第二倾斜部72从第一倾斜部71的第一主面51侧的一端朝向第一主面51倾斜。
第二倾斜部72在第一贯通孔58的剖视观察时,从第一倾斜部71的第一主面51侧的一端朝向第一主面51伸出为突出状。根据这种形状,当使配置于第一贯通孔58的第一倾斜部71上的球状的密封部件70熔融时,沿着第一倾斜部71向上爬并欲向第一主面51流出的密封部件70被第二倾斜部72截停。
另外,由于在第一倾斜部71上设置有金属膜76,而在第二倾斜部72上未设置有金属膜76,因此,密封部件70从第一倾斜部71沿第二倾斜部72向上爬(润湿扩散)的现象也被减轻。
由此,由于能够防止密封部件70从第一贯通孔58流出至第一主面51上的情况,因此,能够可靠地密封收纳空间部56。因此,能够提供提高了气密性的封装件101以及利用了该封装件101的可靠性较高的电子装置100。
另外,电子装置100的制造方法包括:通过干法处理对第一基体50的第一主面51进行半蚀刻的干法蚀刻工序;和通过湿法处理蚀刻出第一倾斜部71和第二倾斜部72的湿法蚀刻工序。第一基体50的主要材料使用了在形成第一贯通孔58的第一主面51上具有(100)面的结晶面的硅。
利用硅的各向异性蚀刻,在通过干法处理对第一主面51进行了半蚀刻之后,实施湿法蚀刻,从而能够在第一基体50上形成包括第一倾斜部71和第二倾斜部72的第一贯通孔58。根据该制造方法,能够形成从第一倾斜部71的第一主面51侧的一端朝向第一主面51伸出为突出状的第二倾斜部72。根据这种形状,当使被配置于第一贯通孔58的第一倾斜部71上的球状的密封部件70熔融时,沿着第一倾斜部71向上爬并欲向第一主面51流出的密封部件70被第二倾斜部72截停。因此,能够提供提高了气密性并且可靠性较高的电子装置100的制造方法。
实施方式2
图8为实施方式2所涉及的电子装置200的在图1中的A-A线处的剖视图。图9为图8中的D部的放大图。
首先,利用图8以及图9,对实施方式2所涉及的电子装置200的概要结构进行说明。并且,对与电子装置100相同的结构部位,标记相同的符号,并省略重复的说明。
如图8以及图9所示,封装件201包括第二基体10、第一基体250、填充部件60、密封部件70等,电子装置200包括封装件201、功能元件80等。
第一贯通孔258具有在第一贯通孔258的剖视观察时,从第二面252朝向第一主面251倾斜的第一倾斜部271和从第一倾斜部271的第一主面251侧的一端朝向第一主面251倾斜的第二倾斜部272。并且,在本实施方式中,第二倾斜部272形成从第一倾斜部271的第一主面251侧的一端向与第二面252交叉的方向立起的形状,并具有从第二倾斜部272的第一主面251侧的一端朝向第一主面251的倾斜部。
第一倾斜部271的第二面252的开口长度W21小于球状的密封部件70的直径D1,第二倾斜部272的第一主面251侧的开口长度W22大于球状的密封部件70的直径D1。根据这种形状,在从第一主面251侧(+Z轴方向)进行俯视观察时,能够将熔融前的球状的密封部件70配置在与第一倾斜部271的第二面252的开口重叠的位置上。
当将由第一贯通孔258的第一倾斜部271和第二面252形成的第一基体250侧的第一角设为θ21,并将由第二倾斜部272和第二面252形成的第一基体250侧的第二角设为θ22时,第一贯通孔258具有θ22>θ21的关系,第二角θ22约为90度。换言之,第二倾斜部272的第一主面251侧与第一倾斜部271的第一主面251侧为大致相同的开口长度W22,第二倾斜部272具有从第一倾斜部271的第一主面251侧的一端向与第二面252交叉的方向立起的内壁。
另外,在第一贯通孔258上设置有金属膜276,第二倾斜部272的至少一部分露出了第一基体250。在本实施方式中,由于在第二倾斜部272上未设置有金属膜276,因此,第一基体250露出。
根据这种结构,当使配置于第一贯通孔258的第一倾斜部271上的球状的密封部件70熔融时,沿着第一倾斜部271向上爬的密封部件70被第二倾斜部272截停。另外,由于在第二倾斜部272上未形成有金属膜276,因此,还可防止密封部件70在第二倾斜部272上润湿扩散的情况。由此,由于能够防止密封部件70从第一贯通孔258流出至第一主面251上的情况,因此,能够提高电子装置200的气密性。
接下来,对电子装置200的制造方法进行说明。
图10为表示电子装置200的制造方法的制造工序图。图11为电子装置200的每个主要工序的剖视图。
并且,在图10所示的电子装置200的制造工序图中,步骤S21、步骤S22以及步骤S26至步骤S28与图5所示的电子装置100的制造工序图的步骤S1、步骤S2以及步骤S6至步骤S8相同,因此,省略其说明。
电子装置200的制造方法包括:通过湿法处理对第一基体250的第一主面251进行蚀刻的湿法蚀刻工序;和通过干法处理的蚀刻而形成第一贯通孔258的第二倾斜部272的干法蚀刻工序。
在步骤S23的蚀刻保护膜形成工序中,形成湿法处理用的蚀刻保护膜110,该蚀刻保护膜110用于形成第一贯通孔258。图11(a)为在湿法处理用的蚀刻保护膜110上图案形成了第一贯通孔258的形状后的剖视图。
在形成有凹部53等的第一基体250的两个面上形成湿法处理用的蚀刻保护膜110。在本实施方式中,蚀刻保护膜110使用了使硅的表面热氧化而形成的厚度为800nm左右的二氧化硅(SiO2)膜。
利用公知的光刻技术或蚀刻技术,在蚀刻保护膜110上图案形成第一贯通孔258的形状。
并且,虽然对蚀刻保护膜110使用了二氧化硅膜的情况进行了说明,但是,只要具有后文所述的湿法蚀刻中的耐热性,则并不限定于此。
在步骤S24的湿法蚀刻工序中,从第一基体250的第一主面251朝向第二面252通过湿法处理进行蚀刻。图11(b)为通过贯通孔而使第一主面251和第二面252贯通后的剖视图。
当通过氢氧化钾(KOH)水溶液对硅基板150(第一基体250)进行湿法蚀刻时,通过硅的各向异性蚀刻,形成沿着(111)面的结晶面方位而倾斜的贯通孔。详细而言,在作为蚀刻液,例如,利用25重量%左右的氢氧化钾(KOH)水溶液,并以液温80度进行硅基板150的湿法蚀刻时,(100)面的蚀刻速度约为0.6μm/min,(111)面的蚀刻速度约为0.006μm/min。由于(111)面的蚀刻速度与(100)面的蚀刻速度相比慢了约100倍,因此,当蚀刻继续进行而使(111)面露出时,好像蚀刻停止了一样,由此形成具有与上述的第一倾斜部271相同的倾斜的贯通孔。
如图11(c)所示,在湿法蚀刻后,去除蚀刻保护膜110。蚀刻保护膜110例如能够通过利用了缓冲氢氟酸(BHF)的湿法蚀刻进行去除。
在步骤S25的干法蚀刻工序中,从第一基体250的第一主面251朝向第二面252,通过干法处理进行蚀刻。图11(e)为,在由步骤S24形成的贯通孔上进行干法蚀刻从而形成了第一贯通孔258后的剖视图。
如图11(d)所示,在第一基体250的第一主面251侧重叠按照第一贯通孔258的第一主面251侧的开口形状而开口的开口掩膜270,并从第一基体250的第一主面251朝向第二面252进行干法蚀刻。由此,能够容易地形成具有上述的第一倾斜部271以及第二倾斜部272的第一贯通孔258。硅基板150(第一基体250)例如能够通过利用CHF3或CF4等氟类气体进行蚀刻。
并且,虽然在本实施方式中,对利用开口掩膜270而进行干法蚀刻的情况进行了说明,但是,并不限定于此。也可以新形成干法处理用的蚀刻保护膜而进行干法蚀刻。
如上所述,根据本实施方式所涉及的电子装置200,能够获得以下的效果。
电子装置200的第一贯通孔258具有第一倾斜部271和第二倾斜部272,第一倾斜部271从第二面252朝向第一主面251倾斜,第二倾斜部272从第一倾斜部271的第一主面251侧的一端朝向第一主面251倾斜。
第二倾斜部272具有在第一贯通孔258的剖视观察时从第一倾斜部271的第一主面251侧的一端向与第二面252交叉的方向立起的内壁。根据这种形状,当使配置于第一贯通孔258的第一倾斜部271上的球状的密封部件70熔融时,沿着第一倾斜部271向上爬的密封部件70被第二倾斜部272止住。
另外,由于在第二倾斜部272上形成有金属膜276,因此还防止了密封部件70在第二倾斜部272上润湿扩散的情况。
由此,由于能够防止密封部件70从第一贯通孔258流出至第一主面251上的情况,因此,能够可靠地对收纳空间部56进行密封。因此,能够提供提高了气密性的封装件201以及利用了该封装件201的可靠性较高的电子装置200。
另外,电子装置200的制造方法包括:通过湿法处理对第一基体250的第一主面251进行蚀刻的湿法蚀刻工序;和通过干法处理的蚀刻而形成第一贯通孔258的第二倾斜部272的干法蚀刻工序。在形成第一贯通孔258的第一主面251上具有(100)面的结晶面的硅被使用于第一基体250的主要材料。
通过利用硅的各向异性蚀刻而从第一主面251朝向第二面252进行湿法蚀刻,从而能够形成沿着(111)面的结晶面倾斜的贯通孔。然后,通过从第一主面251朝向第二面252而利用干法处理对贯通孔进行蚀刻,从而能够在第一基体250上形成包括第一倾斜部271和第二倾斜部272的第一贯通孔258。根据该制造方法,能够形成在第一贯通孔258的剖视观察时,第一主面251侧的开口长度W22大于第二面252侧的开口长度W21的第一倾斜部271,和具有从第一倾斜部271的第一主面251侧的一端向与第二面252交叉的方向立起的内壁的第二倾斜部272。根据该形状,在使配置于第一贯通孔258的第一倾斜部271上的球状的密封部件70熔融时,沿着第一倾斜部271向上爬的密封部件70被第二倾斜部272止住。由此,由于能够防止密封部件70从第一贯通孔258流出至第一主面251的情况,因此,能够可靠地对收纳空间部56进行密封。因此,能够提供提高了气密性从而可靠性较高的电子装置200的制造方法。
电子设备
接下来,利用图12至图14,对具备本发明的实施方式所涉及的电子装置的电子设备进行说明。并且,在本说明中,示出了使用电子装置100的示例。
图12为表示作为具备本发明的一个实施方式所涉及的电子装置100的电子设备的一个示例的便携式(或笔记本式)的个人计算机1100的结构概要的立体图。如图12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1000的显示单元1106构成,并且显示单元1106以经由铰链结构部而能够相对于主体部1104进行转动的方式被支承。在这样的个人计算机1100中内置有具备对加速度进行检测的功能的电子装置100。
图13为表示作为具备本发明的一个实施方式所涉及的电子装置100的电子设备的一个示例的移动电话机1200(也包括PHS:Personal Handy-phone System,个人手持式电话系统)的结构概要的立体图。如图13所示,移动电话机1200具备多个操作按钮1202、听筒1204以及话筒1206,在操作按钮1202与听筒1204之间配置有显示部1000。在这样的移动电话机1200中内置有作为加速度传感器等而发挥功能的电子装置100。
图14为表示作为具备本发明的一个实施方式所涉及的电子装置100的电子设备的一个示例的数码照相机1300的结构概要的立体图。并且,在图14中还简单地图示了与外部设备之间的连接。在此,现有的胶片照相机通过被摄物体的光学图像而使银盐胶片感光,与此相对,数码照相机1300通过CCD(Charge Coupled Device:电荷耦合装置)等摄像元件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(机身)1302的背面上设置有显示部1000,并且成为根据通过CCD生成的摄像信号而进行显示的结构,显示部1000作为将被摄物体显示为电子图像的取景器而发挥功能。另外,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)与CCD等在内的受光单元1304。
当摄影者对被显示在显示部1000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。另外,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、数据通信用的输入输出端子1314。而且,如图所示,根据需要,在视频信号输出端子1312上连接影像监视器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,作为加速度传感器等而内置有电子装置100。
并且,本发明的一个实施方式所涉及的电子装置100除了能够应用于图12的个人计算机1100(便携式个人计算机)、图13的移动电话机1200、图14的数码照相机1300之外,例如,还能够应用于如下的电子设备中,即,喷墨式喷出装置(例如喷墨打印机)、膝上型个人计算机、电视机、摄像机、录像机、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、电子计算器、电子游戏机设备、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)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、飞机、船舶的计量仪器类)、飞行模拟器等电子设备。
移动体
接下来,利用图15对具备本发明的实施方式所涉及的电子装置的移动体进行说明。并且,在本说明中,示出了利用电子装置100的示例。
图15为概要图示了作为具备本发明的一个实施方式所涉及的电子装置100的移动体的一个示例的汽车的立体图。
在汽车1500中搭载有上述实施方式所涉及的电子装置100。如图15所示,在作为移动体的汽车1500中,电子控制单元1510被搭载于车身上,该电子控制单元1510内置有电子装置100并对轮胎等进行控制。另外,除此以外,电子装置100还被广泛地应用于无钥匙进入系统、发动机防盗锁止系统、导航系统、车辆空调、防抱死制动系统(ABS)、安全气囊、轮胎压力监测系统(TPMS:Tire Pressure Monitoring System)、发动机控制、混合动力汽车或电动汽车的电池监视器、车身姿态控制系统等的电子控制单元(ECU:Electronic ControlUnit)中。
符号说明
10…第二基体;11、51、251、351…第一主面;14…凹部;15、16、17…槽部;20、22、24…布线;30、32、34…外部连接端子;40、42、44…连接部;50、250、350…第一基体;52、252、352…第二面;53、59…凹部;55…接合区域;56…收纳空间部;57…第二贯通孔;58、258、358…第一贯通孔;60…填充部件;70…密封部件;71、271、371…第一倾斜部;72、272…第二倾斜部;76、276、376…金属膜;80…功能元件;81、82…固定部;84、84a、84b、85、85a、85b…连结部;86…可动部;87…可动电极;88、89…固定电极;100、200、300…电子装置;101、201…封装件;110…蚀刻保护膜;120…蚀刻保护膜;150…硅基板;270…开口掩膜;354…空孔;390…裂纹;1100…个人计算机;1200…移动电话机;1300…数码照相机;1500…汽车。
Claims (11)
1.一种封装件,其特征在于,具备:
收纳空间部;
第一基体,其形成所述收纳空间部的至少一部分,
在所述第一基体上设置有第一贯通孔,所述第一贯通孔从与所述收纳空间部相反的一侧的第一主面朝向所述收纳空间部侧的第二面,
所述第一贯通孔具有在所述第一贯通孔的剖视观察时,从所述第二面朝向所述第一主面倾斜的第一倾斜部和从所述第一倾斜部的所述第一主面侧的一端朝向所述第一主面倾斜的第二倾斜部,
由所述第二倾斜部和所述第二面形成的第二角大于由所述第一倾斜部和所述第二面形成的第一角,
在将所述第一倾斜部的所述第二面侧的开口长度设为W1、将所述第二倾斜部的所述第一主面侧的开口长度设为W2、将所述第一倾斜部的所述第一主面侧的开口长度设为W3时,满足W1<W2<W3,
所述第一贯通孔被密封部件密封。
2.如权利要求1所述的封装件,其特征在于,
所述第二角超过90度。
3.如权利要求1所述的封装件,其特征在于,
在所述第一贯通孔上设置有金属膜,
所述第二倾斜部的至少一部分露出了所述第一基体。
4.如权利要求1所述的封装件,其特征在于,
所述第一基体以硅为主要材料,
所述第一主面沿着所述硅的(100)面的结晶面。
5.一种电子装置,其特征在于,
具备:
收纳空间部;
第一基体,其形成所述收纳空间部的至少一部分;
功能元件,其被收纳于所述收纳空间部内,
在所述第一基体上设置有第一贯通孔,所述第一贯通孔从与所述收纳空间部相反的一侧的第一主面朝向所述收纳空间部侧的第二面,
所述第一贯通孔具有在所述第一贯通孔的剖视观察时,从所述第二面朝向所述第一主面倾斜的第一倾斜部和从所述第一倾斜部的所述第一主面侧的一端朝向所述第一主面倾斜的第二倾斜部,
由所述第二倾斜部和所述第二面形成的第二角大于由所述第一倾斜部和所述第二面形成的第一角,
在将所述第一倾斜部的所述第二面侧的开口长度设为W1、将所述第二倾斜部的所述第一主面侧的开口长度设为W2、将所述第一倾斜部的所述第一主面侧的开口长度设为W3时,满足W1<W2<W3,
所述第一贯通孔被密封部件密封。
6.一种电子装置的制造方法,其特征在于,
所述电子装置具备:收纳空间部;第一基体,其形成所述收纳空间部的至少一部分;功能元件,其被收纳于所述收纳空间部内,在所述第一基体上设置有第一贯通孔,所述第一贯通孔从与所述收纳空间部相反的一侧的第一主面朝向所述收纳空间部侧的第二面,所述第一贯通孔具有在所述第一贯通孔的剖视观察时,从所述第二面朝向所述第一主面倾斜的第一倾斜部和从所述第一倾斜部的所述第一主面侧的一端朝向所述第一主面倾斜的第二倾斜部,由所述第二倾斜部和所述第二面形成的第二角大于由所述第一倾斜部和所述第二面形成的第一角,在将所述第一倾斜部的所述第二面侧的开口长度设为W1、将所述第二倾斜部的所述第一主面侧的开口长度设为W2、将所述第一倾斜部的所述第一主面侧的开口长度设为W3时,满足W1<W2<W3,
所述第一贯通孔被密封部件密封,所述第一基体以硅为主要材料,所述第一主面沿着所述硅的(100)面的结晶面,
所述电子装置的制造方法包括:
通过干法处理对所述第一基体的所述第一主面进行半蚀刻的干法蚀刻工序;
通过湿法处理的蚀刻而形成所述第一贯通孔的所述第一倾斜部和所述第二倾斜部的湿法蚀刻工序。
7.一种电子装置的制造方法,其特征在于,
所述电子装置具备:收纳空间部;第一基体,其形成所述收纳空间部的至少一部分;功能元件,其被收纳于所述收纳空间部内,在所述第一基体上设置有第一贯通孔,所述第一贯通孔从与所述收纳空间部相反的一侧的第一主面朝向所述收纳空间部侧的第二面,所述第一贯通孔具有在所述第一贯通孔的剖视观察时,从所述第二面朝向所述第一主面倾斜的第一倾斜部和从所述第一倾斜部的所述第一主面侧的一端朝向所述第一主面倾斜的第二倾斜部,由所述第二倾斜部和所述第二面形成的第二角大于由所述第一倾斜部和所述第二面形成的第一角,在将所述第一倾斜部的所述第二面侧的开口长度设为W1、将所述第二倾斜部的所述第一主面侧的开口长度设为W2、将所述第一倾斜部的所述第一主面侧的开口长度设为W3时,满足W1<W2<W3,所述第一贯通孔被密封部件密封,所述第一基体以硅为主要材料,所述第一主面沿着所述硅的(100)面的结晶面,
所述电子装置的制造方法包括:
通过湿法处理的蚀刻而对所述第一基体的所述第一主面进行蚀刻的湿法蚀刻工序;
通过干法处理的蚀刻而形成所述第一贯通孔的所述第二倾斜部的干法蚀刻工序。
8.一种电子设备,其特征在于,
具备权利要求5所述的电子装置。
9.一种移动体,其特征在于,
具备权利要求5所述的电子装置。
10.如权利要求2所述的封装件,其特征在于,
在所述第一贯通孔上设置有金属膜,
所述第二倾斜部的至少一部分露出了所述第一基体。
11.如权利要求10所述的封装件,其特征在于,
所述第一基体以硅为主要材料,
所述第一主面沿着所述硅的(100)面的结晶面。
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