JP2000223718A

JP2000223718A - 小型電子部品及びその製造方法

Info

Publication number: JP2000223718A
Application number: JP11022439A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Atsuji; 健一厚地
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 1999-01-29
Publication date: 2000-08-11

Abstract

(57)【要約】【課題】キャビティ内の真空度を高め、検出感度等を
向上させる。【解決手段】支持基板２１の表面側には機能部と封止
弁２３とを形成すると共に、封止弁２３の封止基板側面
２３Ｃには感熱変形膜２４を形成する。そして、第１の
所定温度の下に支持基板２１と封止基板２５との間に封
止電圧を印加し、支持基板２１に封止基板２５を陽極接
合する。このとき、感熱変形膜２４と封止弁２３との熱
膨張率の差によって封止弁２３の腕部２３Ｂは支持基板
２１側に変位する。次に、第１の所定温度よりも低い第
２の所定温度の下に支持基板２１と封止基板２５との間
に封止電圧を印加する。これにより、封止弁２３の接合
部２３Ｃ1 は封止基板２５に接合し、封止弁２３は封止
基板２５の貫通孔２５Ｂを封止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、機能部を減圧下に
保持しなければならない、角速度センサ、加速度セン
サ、メカニカルフィルタ等の小型電子部品およびその製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】角速度センサ等の小型電子部品は、角速
度の検出感度を高めるために、角速度等によって変位す
る機能部を減圧密閉されたキャビティ内に収容する必要
がある。このように、キャビティ内を減圧密閉する方法
として、支持基板に機能部と封止弁とを形成すると共
に、該支持基板に貫通孔を有する封止基板を陽極接合
し、その後封止弁によって貫通孔を封止したものが開示
されている（例えば特開平１０−１５３４２９号公報
等）。

【０００３】以下、図９ないし図１３に基づき、このよ
うな従来技術による小型電子部品として角速度センサを
例に挙げて説明する。

【０００４】図において、１は単結晶シリコンからなる
支持基板で、この支持基板１の表面には機能部２と後述
する封止弁１１が形成されている。ここで、機能部２
は、例えばコリオリ力を検知して角速度を検出するもの
で、該機能部２は、後述する可動部３、振動発生部９、
検出電極部１０によって構成され、半導体微細加工技術
を用いて支持基板１上に加工されるものである。

【０００５】ここで、前記機能部２について具体的に説
明する。３は支持基板１上にＰ，Ｂ，Ｓｂ等がドーピン
グされた低抵抗のポリシリコンによって形成された可動
部で、該可動部３は、図１１に示すようにＹ軸方向に対
向して設けられた一対の支持部４，４と、該各支持部４
の両端から中央部に向けてＹ軸方向に伸長する４本の支
持梁５と、該各支持梁５によって支持された振動板６と
によって構成されている。そして、振動板６のＸ軸方向
の両側面には例えば５枚の電極板７Ａからなる可動側く
し状電極７，７が突出形成されている。また、各支持部
４のみが支持基板１に固着され、各支持梁５と振動板６
は支持基板１から浮いた状態で保持され、振動板６は支
持基板１と平行となるように矢示Ａ1 ，Ａ2 方向の横振
動を起すようになっている。

【０００６】８，８は支持基板１上に振動板６を挟むよ
うに設けられた一対の固定側くし状電極で、該各固定側
くし状電極８は、前記可動側くし状電極７，７と対向す
る面に例えば５枚の電極板８Ａが突出形成されている。

【０００７】９，９は振動発生部で、該各振動発生部９
は、可動側くし状電極７と固定側くし状電極８とから構
成され、該電極７，８の電極板７Ａ，８Ａとの間には隙
間が形成されている。ここで、可動側くし状電極７と各
固定側くし状電極８との間に周波数ｆの振動駆動信号を
印加すると、各電極板７Ａ，８Ａ間には静電力が発生
し、この静電力によって振動板６が矢示Ａ1 ，Ａ2 方向
に同じ大きさで交互に支持基板１と水平方向の振動を行
うようになっている。

【０００８】１０は検出電極部で、該検出電極部１０
は、支持基板１上に支持基板１と異なる特性になるよう
なドーパント（例えば、支持基板１がＰ形ならばＮ形に
なるようなドーパント）を高濃度にドーピングすること
によって形成されている。そして、振動板６と支持基板
１との離間寸法の変位は、検出電極部１０と振動板６と
の静電容量の変化として検出される。このため、検出電
極部１０は、この静電容量の変化に応じた例えば電圧信
号等を出力するものである。

【０００９】１１は機能部２の近傍に位置して支持基板
１の表面側に設けられた封止弁で、該封止弁１１は、図
１２に示すように支持基板１に固定された固定部１１Ａ
と、基端側が該固定部１１Ａに固着され先端側が自由端
となった腕部１１Ｂとによって片持梁構造をなしてい
る。そして、前記封止弁１１は、半導体微細加工技術に
よって機能部２と同様に支持基板１上に加工されるもの
で、封止弁１１の腕部１１Ｂ先端側は後述する封止基板
１２に接合され、該封止基板１２に設けられた貫通孔１
２Ｂを封止している。

【００１０】１２は支持基板１の表面側に固着された封
止基板で、該封止基板１２は、パイレックスガラス等に
よって略長方形の板状に形成され、その裏面側には略長
方形状の凹陥部１２Ａが形成されている。そして、封止
基板１２は、その外縁側が支持基板１の表面側に陽極接
合され、封止基板１２と支持基板１との間には、凹陥部
１２Ａによって機能部２と封止弁１１とを収容するキャ
ビティ１３が形成されている。

【００１１】また、封止基板１２にはキャビティ１３と
外部とを連通する貫通孔１２Ｂが穿設されている。そし
て、貫通孔１２Ｂは、支持基板１の封止弁１１と対応す
る位置に設けられ、封止弁１１によって封止されてい
る。

【００１２】従来技術による角速度センサを上述のよう
な構成を有するもので、次にこの角速度センサの製造方
法について述べる。

【００１３】まず、支持基板１に予め半導体微細加工技
術を用いて機能部２、封止弁１１を形成する。即ち、支
持基板１に例えばフォトリソグラフィ、ＣＶＤ（化学気
相成長）、エッチング処理等を施すことによりシリコン
基板からなる支持基板１に機能部２、封止弁１１を加工
する。

【００１４】次に、図１３に示すように、支持基板１の
表面側に封止基板１２を載置し、支持基板１と封止基板
１２との間にキャビティ１３を形成すると共に、このキ
ャビティ１３内に機能部２と封止弁１１を収容する。

【００１５】次に、支持基板１に封止基板１２を陽極接
合する。このとき、支持基板１と封止基板１２とを例え
ば４００℃まで加熱すると共に、支持基板１と封止基板
１２との間に例えば５００Ｖの電圧を印加する。これに
より、封止基板１２の外縁側が支持基板１の表面側に接
合する。

【００１６】また、支持基板１と封止基板１２とを陽極
接合するときに、接合界面から酸素ガスがキャビティ１
３内に流入する。さらに、シリコン材料からなる支持基
板１には種々のガスが化学吸着される傾向があるから、
これらのガスが陽極接合に伴ってキャビティ１３内に流
入する。

【００１７】このとき、キャビティ１３は貫通孔１２Ｂ
を通じて外部に連通しているから、キャビティ１３内に
流入したガスは、貫通孔１２Ｂから外部の真空槽に排出
される。

【００１８】さらに、封止基板１２の貫通孔１２Ｂを封
止弁１１によって封止する。ここで、支持基板１と封止
基板１２との間に印加されている５００Ｖの電圧を、例
えば１０００Ｖに昇圧する。これにより、封止弁１１に
は静電引力が作用するから、図１２に示すように封止弁
１１の先端部は貫通孔１２Ｂ側に接近して当接する。こ
のため、封止弁１１によって貫通孔１２Ｂを塞いだ状態
で、封止弁１１の先端側は封止基板１２に陽極接合され
る。この結果、貫通孔１２Ｂは、キャビティ１３の内側
から封止弁１１によって封止され、キャビティ１３内は
ほぼ真空状態に密封することができる。

【００１９】従来技術による角速度センサを上述のよう
な製造方法によって製造されるものであり、次にこの角
速度センサの作動について図１１を参照しつつ述べる。

【００２０】まず、２つある各振動発生部９に互いに逆
位相の振動駆動信号を印加すると、振動板６は矢示Ａ1
，Ａ2 方向に同じ大きさで交互に支持基板１に対して
水平方向の振動を行う。この状態でＹ軸周りに角速度Ω
が加わると、互いに逆向きの高さ方向にＦ1 ，Ｆ2 とい
うコリオリ力（慣性力）が交互に発生する。

【００２１】ここで、各振動発生部９による振動板６の
水平方向の変位ｘと速度Ｖは、次の数１のようになる。

【００２２】

【数１】ｘ＝Ａｃｏｓ（（２πｆ）ｔ）Ｖ＝Ａ（２πｆ）ｃｏｓ（（２πｆ）ｔ）ただし、Ａ：振幅ｆ：振動駆動信号の周波数

【００２３】さらに、コリオリ力Ｆ1 ，Ｆ2 は数２のよ
うになる。

【００２４】

【数２】Ｆ1 ＝Ｆ2 ＝２ｍΩＶ＝２ｍΩ×Ａ（２πｆ）ｃｏｓ（（２πｆ）ｔ）ただし、ｍ：振動板６の質量

【００２５】そして、図１１に示すように、振動板６は
数２に示す力で上下に振動し、この振動板６による振動
変位を検出電極部１０と振動板６との間の静電容量の変
化として検出し、角速度Ωを検出する。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による小型電子部品では、支持基板１と封止基板
１２との間の電圧を５００Ｖから１０００Ｖに昇圧する
ことによって、封止弁１１を封止基板１２側に引き付
け、封止弁１１の先端側を封止基板１２に陽極接合して
いる。このため、支持基板１と封止基板１２との間の電
圧を昇圧したときに、支持基板１と封止基板１２との接
合面に電流が流れるから、この接合面から新たな酸素ガ
ス等が発生し、このガスはキャビティ１３内に流入する
ことになる。

【００２７】しかし、このような従来技術による製造方
法では、キャビティ１３内にガスが流入した状態で、封
止弁１１は貫通孔１２Ｂを封止するから、キャビティ１
３の真空度が低下する傾向がある。この結果、従来技術
による小型電子部品では、キャビティ１３内に封入され
たガスが抵抗として作用するから、振動板６の変位量が
小さくなり、角速度等の検出感度が低下するという問題
がある。

【００２８】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたものであり、本発明は、キャビティ内の真空度を
高め、検出感度等を向上することのできる小型電子部品
およびその製造方法を提供することを目的とする。

【００２９】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために発明は、機能部を有する支持基板と、貫通孔を有
し該支持基板に接合された封止基板と、該封止基板と支
持基板との間に形成され前記機能部を収容するキャビテ
ィと、該キャビティ内に位置して前記支持基板に設けら
れ封止電圧を印加することによって前記貫通孔を封止す
る封止弁とからなる小型電子部品に適用される。

【００３０】そして、請求項１の発明が採用する構成の
特徴は、前記封止弁には、予め決められた第１の所定温
度で加熱したときに封止弁を支持基板側に変形し、前記
第１の所定温度よりも低い第２の所定温度で加熱したと
きに封止弁を貫通孔側に変形する感熱変形膜を設けたこ
とにある。

【００３１】このように構成したことにより、封止弁等
を第１の所定温度で加熱したときに感熱変形膜は封止弁
を支持基板側に変形し、封止弁を貫通孔から離す。この
ため、この状態で支持基板と封止基板との間に封止電圧
を印加したときには、貫通孔によってキャビティと外部
とを連通しつつ、支持基板に封止基板を陽極接合するこ
とができる。

【００３２】一方、封止弁等を第２の所定温度で加熱し
たときには感熱変形膜は封止弁を貫通孔側に変形する。
このため、この状態で支持基板と封止基板との間に封止
電圧を印加することによって、支持基板と封止基板とを
陽極接合したときの電圧以上の電圧を印加することな
く、封止弁を封止基板側に引き付けて当接させることが
でき、封止弁を封止基板に陽極接合することができる。

【００３３】また、請求項２の発明は、封止弁を前記支
持基板に固定された固定部と基端側が該固定部に固着さ
れ先端側が自由端となった腕部とにより形成し、前記感
熱変形膜を前記封止弁の腕部に設けたことにある。

【００３４】これにより、封止弁、感熱変形膜等を第１
の所定温度で加熱したときには、感熱変形膜は封止弁の
腕部を支持基板側に変形し、封止弁の腕部を貫通孔から
離すことができる。一方、封止弁等を第２の所定温度で
加熱したときには、感熱変形膜は封止弁の腕部を貫通孔
側に変形し、封止弁の腕部を貫通孔に接近させることが
できる。

【００３５】また、請求項３の発明は、感熱変形膜を、
前記封止弁の有している熱膨張率よりも大きい熱膨張率
からなる材料によって形成すると共に、感熱変形膜を前
記腕部のうち封止基板と対面する封止基板側面に設けた
ことにある。

【００３６】これにより、封止弁、感熱変形膜等を第１
の所定温度で加熱したときには、封止基板側面に設けら
れた感熱変形膜が封止弁の腕部よりも熱膨張するから、
封止弁の腕部は支持基板側に変位する。一方、封止弁等
を第２の所定温度で加熱したときには、感熱変形膜が熱
膨張する量が第１の所定温度で加熱したときよりも減少
するから、封止弁の腕部は第１の所定温度で変位した位
置から貫通孔側に変位する。

【００３７】また、請求項４の発明は、感熱変形膜を、
前記腕部の封止基板側面のうち前記貫通孔と当接する部
位を除いた位置に設けたことにある。

【００３８】これにより、封止弁の腕部が貫通孔に接近
して当接したときには、封止弁と封止基板とが接触す
る。このため、支持基板と封止基板との間に封止電圧を
印加することによって、封止弁を封止基板に接合するこ
とができる。

【００３９】また、請求項５の発明は、感熱変形膜を、
前記封止弁の有している熱膨張率よりも小さい熱膨張率
からなる材料によって形成すると共に、前記感熱変形膜
を前記腕部のうち支持基板と対面する支持基板側面に設
けたことにある。

【００４０】これにより、封止弁、感熱変形膜等を第１
の所定温度で加熱したときには、支持基板側面に設けら
れた感熱変形膜よりも封止弁の腕部が熱膨張するから、
封止弁の腕部は支持基板側に変位する。一方、封止弁等
を第２の所定温度で加熱したときには、封止弁の腕部が
熱膨張する量が第１の所定温度で加熱したときよりも減
少するから、封止弁の腕部は第１の所定温度で変位した
位置から貫通孔側に変位する。

【００４１】また、請求項６の発明は、機能部を有する
支持基板と、貫通孔を有し該支持基板に接合された封止
基板と、該封止基板と支持基板との間に形成され前記機
能部を収容するキャビティと、該キャビティ内に位置し
て前記支持基板に設けられ前記貫通孔を封止する封止弁
とからなる小型電子部品の製造方法であって、前記支持
基板の表面側に機能部と封止弁を載置し、前記封止基板
によって前記機能部と封止弁を覆う封止基板載置工程
と、予め決められた第１の所定温度の下に前記支持基板
と封止基板との間に予め決められた封止電圧を印加し、
前記封止弁を封止基板側に変形させた状態で前記支持基
板に封止基板を陽極接合する封止基板接合工程と、前記
第１の所定温度よりも低い第２の所定温度の下に前記支
持基板と封止基板との間に前記封止電圧を印加し、前記
封止弁を貫通孔側に変形させることにより貫通孔を封止
した状態で前記封止弁を封止基板に接合する封止弁接合
工程とから構成したことにある。

【００４２】このように構成したことにより、まず、封
止基板載置工程によって機能部と封止弁を覆った状態で
支持基板の表面側に封止基板を載置する。次に、封止基
板接合工程によって封止基板を支持基板に陽極接合す
る。このとき、封止弁は感熱変形膜によって貫通孔から
離れた位置に変位しているから、支持基板に封止基板と
の接合面から発生したガスは封止基板に設けられた貫通
孔を通じてキャビティ内から外部に排出することができ
る。次に、封止弁接合工程によって封止弁を封止基板に
陽極接合する。これにより、封止弁は貫通孔に引き付け
られて封止基板に当接するから、封止弁によって貫通孔
を封止しキャビティを密閉することができる。

【００４３】また、支持基板と封止基板との間に印加さ
れる封止電圧は、封止基板接合工程と封止弁接合工程と
で変化することがなく、ほぼ一定の値となる。このた
め、封止基板接合工程によって陽極接合された支持基板
と封止基板との接合面から新たなガスが発生することは
なく、キャビティ内の真空度を高めることができる。

【００４４】また、請求項７の発明は、機能部を有する
支持基板と、貫通孔を有し該支持基板に接合された封止
基板と、該封止基板と支持基板との間に形成され前記機
能部を収容するキャビティと、該キャビティ内に位置し
て前記支持基板に設けられ前記貫通孔を封止する封止弁
とからなる小型電子部品の製造方法であって、前記支持
基板の表面側に機能部と封止弁を載置し、前記封止基板
によって前記機能部と封止弁を覆う封止基板載置工程
と、予め決められた第１の所定温度の下に前記支持基板
と封止基板との間に予め決められた封止電圧を印加し、
前記封止弁を封止基板側に変形させた状態で前記支持基
板に封止基板を陽極接合する封止基板接合工程と、前記
第１の所定温度よりも低い第２の所定温度の下に前記支
持基板と封止基板との間に前記封止電圧を印加し、前記
封止弁を貫通孔側に変形させることにより貫通孔を封止
した状態で前記封止弁を封止基板に接合する第１の封止
弁接合工程と、前記第１の所定温度よりも低く第２の所
定温度よりも高い第３の所定温度の下に前記支持基板と
封止基板との間に前記封止電圧を印加し、前記封止弁を
封止基板に最終的に陽極接合する第２の封止弁接合工程
とから構成したことにある。

【００４５】このように構成したことにより、封止基板
接合工程によって封止基板を支持基板に陽極接合する。
このとき、支持基板に封止基板との接合面から発生した
ガスは封止基板に設けられた貫通孔を通じてキャビティ
内から外部に排出することができる。次に、第１の封止
弁接合工程によって封止弁を封止基板に陽極接合する。
これにより、封止弁によって貫通孔を封止しキャビティ
を密閉することができる。また、第２の封止弁接合工程
によって第３の所定温度の下で封止弁を封止基板に最終
的に陽極接合するから、封止弁と封止基板との接合強度
を高めることができる。

【００４６】

【発明の実施の形態】以下、本実施の形態による小型電
子部品として角速度センサを例に挙げ図１ないし図８を
参照しつつ詳細に説明する。なお、本実施の形態では、
前述した従来技術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】図において、２１は本実施の形態による支
持基板で、該支持基板２１は、従来技術による支持基板
１と同様に例えば単結晶シリコンによって形成されてい
る。そして、支持基板２１の表面側中央には、従来技術
による機能部２とほぼ同様にコリオリ力を検知して角速
度を検出する機能部２２が設けられている。

【００４８】２３は機能部２２の近傍に位置して支持基
板２１の表面側に設けられた封止弁で、該封止弁２３
は、支持基板２１にエッチング処理等を施すことによっ
て形成され、支持基板２１と同様に単結晶シリコンによ
って形成されている。また、封止弁２３は、支持基板１
に固定された固定部２３Ａと、基端側が該固定部２３Ａ
に固着され先端側が細長い板状に延びた自由端となった
腕部２３Ｂとによって片持梁構造をなしている。そし
て、腕部２３Ｂは図３に示すように例えば後述する封止
基板２５の貫通孔２５Ｂよりも２倍から３倍程度の幅寸
法を有し、その先端側が封止基板２５に接合されること
によって、該封止基板２５に設けられた貫通孔２５Ｂを
封止している。

【００４９】また、封止弁２３の腕部２３Ｂのうち、封
止基板２５と対面する封止基板側面２３Ｃには、後述す
る感熱変形膜２４が成膜されている。これに対し、支持
基板２１と対面する支持基板側面２３Ｄは支持基板２１
と同様のシリコン材料が露出した状態となっている。そ
して、腕部２３Ｂの封止基板側面２３Ｃのうち先端側部
位は、貫通孔２５Ｂの当接して封止基板２５に陽極接合
された接合部２３Ｃ1となっている。

【００５０】２４は封止弁２３の腕部２３Ｂに設けられ
た感熱変形膜で、該感熱変形膜２４は、スパッタリン
グ、真空蒸着等の手段を用いて封止弁２３の腕部２３Ｂ
のうち封止基板２５と対面する封止基板側面２３Ｃに設
けられている。そして、感熱変形膜２４は、単結晶シリ
コンからなる封止弁２３の有する熱膨張率よりも大きな
熱膨張率からなる材料として例えばアルミニウム等の金
属膜によって形成されている。

【００５１】また、感熱変形膜２４は、腕部２３Ｂのう
ち貫通孔２５Ｂの当接した接合部２３Ｃ1 を除いた位置
に設けられている。このため、封止基板２５に接合され
る封止弁２３の接合部２３Ｃ1 は、単結晶シリコンが露
出した状態となっている。

【００５２】２５は支持基板２１の表面側に固着された
封止基板で、該封止基板２５は、従来技術による封止基
板１２とほぼ同様にパイレックスガラス等によって略長
方形の板状に形成され、その裏面側には略長方形状の凹
陥部２５Ａが形成されている。

【００５３】また、封止基板２５には封止弁２３と対応
した位置に貫通孔２５Ｂが穿設されている。そして、貫
通孔２５Ｂの開口側には封止弁２３に向けて突出した略
円筒状の突起部２５Ｃが設けられ、この突起部２５Ｃが
封止弁２３に接合することによって、貫通孔２５Ｂは封
止されている。

【００５４】また、封止基板２５は、その外縁側が支持
基板２１の表面側に陽極接合され、封止基板２５と支持
基板２１との間には、凹陥部２５Ａによって機能部２２
と封止弁２３とを収容するキャビティ２６が形成されて
いる。

【００５５】本実施の形態による角速度センサを上述の
ような構成を有するもので、次にこの角速度センサの製
造方法について図４ないし図７を参照しつつ述べる。

【００５６】まず、支持基板２１上に予め半導体微細加
工技術であるフォトリソグラフィ、ＣＶＤ（化学気相成
長）、エッチング処理等を施すことにより、機能部２
２、封止弁２３を形成する。そして、このようにして形
成された封止弁２３の封止基板側面２３Ｃにスパッタリ
ング、真空蒸着等の手段によりアルミニウム等の感熱変
形膜２４を成膜する。

【００５７】次に、図４に示す封止基板載置工程では、
図７中の特性線２７Ａに示すように常温中で支持基板２
１の表面側に封止基板２５を載置し、該封止基板２５に
よって機能部２２と封止弁２３を覆う。これにより、支
持基板２１と封止基板２５との間にキャビティ２６が形
成され、機能部２２と封止弁２３は、該キャビティ２６
内に収容されることになる。

【００５８】次に、図５に示す封止基板接合工程では、
支持基板２１の表面側に封止基板２５を載置し、支持基
板２１と封止基板２５とを陽極接合する。このとき、支
持基板２１と封止基板２５とを加熱することにより、支
持基板２１と封止基板２５との温度を、図７中の特性線
２７Ｂに示す如く予め決められた第１の所定温度Ｔ1と
して４００℃に保持する。また、支持基板２１と封止基
板２５との間には予め決められた封止電圧Ｅとして例え
ば１０００Ｖの電圧を印加する。これにより、支持基板
２１と封止基板２５との間に電流が流れるから、封止基
板２５の外縁側が支持基板２１の表面側に陽極接合され
る。

【００５９】このとき、封止弁２３、感熱変形膜２４等
も４００℃程度に加熱され、感熱変形膜２４は封止弁２
３よりも熱膨張率が大きいから、感熱変形膜２４は封止
弁２３の腕部２３Ｂよりも熱膨張する。このため、封止
弁２３の腕部２３Ｂは、支持基板２１側に変形し、その
先端側に位置する接合部２３Ｃ1 は貫通孔２５Ｂから離
れる。この結果、封止弁２３と封止基板２５との間に静
電引力が作用しても、封止弁２３の接合部２３Ｃ1 が封
止基板２５に接触することはなく、貫通孔２５Ｂはキャ
ビティ２６と外部とを連通した状態に保持される。

【００６０】そして、支持基板２１と封止基板２５とを
陽極接合するときに、接合面から発生した酸素ガス等は
キャビティ２６内に流入する。しかし、キャビティ２６
は貫通孔２５Ｂによって外部に連通しているから、キャ
ビティ２６内に流入したガスは、貫通孔２５Ｂを通じて
外部の真空槽に排出される。

【００６１】次に、図６に示す第１の封止弁接合工程で
は、支持基板２１と封止基板２５との温度を、図７中の
特性線２７Ｃに示す如く第１の所定温度Ｔ1 よりも低い
第２の所定温度Ｔ2 として例えば２００℃に保持する。
このとき、支持基板２１と封止基板２５との間に印加さ
れている電圧は封止電圧Ｅである１０００Ｖに保持して
おく。

【００６２】これにより、封止弁２３、感熱変形膜２４
等も２００℃程度で加熱されるから、第１の所定温度Ｔ
1 （４００℃）で加熱したときと比較して感熱変形膜２
４は封止弁２３の腕部２３Ｂよりも収縮する。このた
め、封止弁２３の腕部２３Ｂは、封止基板２５側に変位
し、その先端側に位置する接合部２３Ｃ1 は貫通孔２５
Ｂに接近する。この結果、感熱変形膜２４による力に抗
して封止弁２３と封止基板２５との間に静電引力が作用
し、封止弁２３の接合部２３Ｃ1 は貫通孔２５Ｂに当接
して封止基板２５に接触する。

【００６３】そして、封止弁２３の接合部２３Ｃ1 と封
止基板２５とが接触すると、封止弁２３と封止基板２５
との間に電流が流れるから、封止弁２３の接合部２３Ｃ
1 は封止基板２５に陽極接合される。この結果、封止弁
２３は、貫通孔２５Ｂをキャビティ２６の内側から封止
する。

【００６４】ここで、支持基板２１と封止基板２５との
間に印加する電圧は、封止基板２５の外縁側を接合した
ときの電圧である１０００Ｖ以上に上昇することはな
い。また、支持基板２１と封止基板２５との温度も封止
基板２５の外縁側を接合したときの電圧である４００℃
以上に上昇することはない。このため、既に接合された
封止基板２５の外縁側の接合面から新たにガスが発生す
ることはなく、キャビティ２６内はほぼ真空状態に密封
することができる。

【００６５】さらに、第１の封止弁接合工程において、
封止弁２３と封止基板２５との接合強度が十分な場合に
は、第１の封止弁接合工程で終了する。しかし、第１の
封止弁接合工程のみでは、接合強度が不足する場合に
は、さらに第２の封止弁接合工程を行うことが好まし
い。

【００６６】この場合、第２の封止弁接合工程では、第
１の封止弁接合工程のときよりも支持基板２１と封止基
板２５とを加熱し、支持基板２１と封止基板２５との温
度を、図７中の特性線２７Ｄに示す如く第１の所定温度
Ｔ1 よりも低く第２の所定温度Ｔ2 よりも高い第３の所
定温度Ｔ3 として例えば３００℃に保持する。このと
き、支持基板２１と封止基板２５との間に印加されてい
る電圧は封止電圧Ｅである１０００Ｖに保持しておく。

【００６７】これにより、封止弁２３と封止基板２５と
の間に流れる電流が増加するから、封止弁２３を封止基
板２５に最終的に陽極接合することができ、封止弁２３
と封止基板２５との接合強度を高めることができる。

【００６８】かくして、本実施の形態による角速度セン
サを上述のような構成を有するものであり、その作動に
ついては従来技術によるものと格別差異はない。しか
し、本実施の形態では、封止弁２３には、第１の所定温
度Ｔ1 で加熱したときに封止弁２３を支持基板２１側に
変形し、第１の所定温度Ｔ1 よりも低い第２の所定温度
Ｔ2 で加熱したときに封止弁２３を貫通孔２５Ｂ側に付
勢する感熱変形膜２４を設けている。このため、封止弁
２３等を第１の所定温度Ｔ1 で加熱することにより、封
止弁２３を貫通孔２５Ｂから離間させた状態で支持基板
２１に封止基板２５を陽極接合することができる。一
方、封止弁２３等を第２の所定温度Ｔ2 で加熱すること
により、封止弁２３を貫通孔２５Ｂに接触させた状態で
封止弁２３を封止基板２５に陽極接合することができ
る。

【００６９】このとき、支持基板２１と封止基板２５と
を陽極接合したときの封止電圧Ｅ以上に支持基板２１と
封止基板２５との間の電圧を昇圧する必要がなくなる。
このため、封止弁２３を封止基板２５に接合するときに
は、支持基板２１と封止基板２５との接合面から新たな
ガスが発生することがないから、キャビティ２６内の真
空度を高めることができ、角速度センサの検出感度等を
向上させることができる。

【００７０】また、感熱変形膜２４を封止弁２３の腕部
２３Ｂに設けたから、封止弁２３、感熱変形膜２４等を
第１の所定温度Ｔ1 で加熱したときには、感熱変形膜２
４は固定部２３Ａを中心にして腕部２３Ｂを支持基板２
１側に向けて揺動し、腕部２３Ｂの先端側を貫通孔２５
Ｂから離すことができる。一方、封止弁２３等を第２の
所定温度Ｔ2 で加熱したときには、感熱変形膜２４は固
定部２３Ａを中心にして腕部２３Ｂを封止基板２５側に
向けて揺動し、腕部２３Ｂの先端側を貫通孔２５Ｂに接
近させることができる。

【００７１】また、感熱変形膜２４を封止弁２３よりも
熱膨張率が大きい材料によって形成すると共に、腕部２
３Ｂの封止基板側面２３Ｃに設けたから、封止弁２３、
感熱変形膜２４等を第１の所定温度Ｔ1 で加熱したとき
には、封止基板側面２３Ｃに設けた感熱変形膜２４が封
止弁２３の腕部２３Ｂよりも熱膨張し、封止弁２３の腕
部２３Ｂを支持基板２１側に変位させることができる。
一方、封止弁２３等を第１の所定温度Ｔ1 よりも低い第
２の所定温度Ｔ2 で加熱したときには、第１の所定温度
Ｔ1 で加熱したときに比べて封止基板側面２３Ｃの感熱
変形膜２４が封止弁２３の腕部２３Ｂよりも収縮するか
ら、封止弁２３の腕部２３Ｂを貫通孔２５Ｂ側に変位さ
せることができる。

【００７２】また、感熱変形膜２４を腕部２３Ｂの封止
基板側面２３Ｃのうち接合部２３Ｃ1 を除いて成膜した
から、シリコン材料からなる封止弁２３の接合部２３Ｃ
1 を露出させることができる。このため、接合部２３Ｃ
1 を貫通孔２５Ｂに当接して封止基板２５に接触させる
ことにより、接合部２３Ｃ1 をガラス材料からなる封止
基板２５に確実に陽極接合することができる。

【００７３】さらに、封止基板接合工程によって支持基
板２１に封止基板２５を陽極接合し、封止弁接合工程に
よって封止弁２３を封止基板２１に陽極接合する共に、
封止基板接合工程、封止弁接合工程のいずれの工程でも
支持基板２１と封止基板２５との間に印加する封止電圧
Ｅはほぼ等しい値に設定したから、封止基板接合工程に
よって陽極接合された支持基板２１と封止基板２５との
接合面から新たなガスが発生することはなく、キャビテ
ィ２６内の真空度を高めることができる。

【００７４】なお、前記実施の形態では、感熱変形膜２
４を封止弁２３の封止基板側面２３Ｃに設けるものとし
たが、本発明はこれに限るものではなく、例えば図８に
示す変形例のように感熱変形膜３１を封止弁２３の支持
基板側面２３Ｄに設ける構成としてもよい。このとき、
感熱変形膜３１は封止弁２３よりも熱膨張率の小さい材
料として例えば酸化シリコン等によって形成されるもの
である。

【００７５】これにより、封止弁２３、感熱変形膜３１
等を第１の所定温度Ｔ1 で加熱したときには、支持基板
側面２３Ｃに設けられた感熱変形膜３１に比べて封止弁
２３の腕部２３Ｂが熱膨張するから、封止弁２３の腕部
２３Ｂは支持基板２１側に変位する。一方、封止弁２３
等を第１の所定温度よりも低い第２の所定温度Ｔ2 で加
熱したときには、第１の所定温度Ｔ1 で加熱したときに
比べて支持基板側面２３Ｄの感熱変形膜３１よりも封止
弁２３の腕部２３Ｂが収縮するから、封止弁２３の腕部
２３Ｂは貫通孔２５Ｂ′側に変位する。また、封止弁２
３は腕部２３Ｂの全体に亘って封止基板側面２３Ｃがシ
リコン材料が露出した状態となっているから、実施の形
態による封止基板２５のように封止弁２３と封止基板２
５に接合させるための突起部２５Ｃを設ける必要がなく
なる。

【００７６】また、封止弁２３の封止基板側面２３Ｃに
封止弁２３よりも熱膨張率の大きな材料からなる感熱変
形膜２４を設けるのに加えて、封止弁２３の支持基板側
面２３Ｄに封止弁２３よりも熱膨張率の小さい材料から
なる感熱変形膜３１を設ける構成としてもよい。

【００７７】また、本実施の形態では、封止弁２３を固
定部２３Ａと腕部２３Ｂとによって片持梁構造にするも
のとしたが、例えば腕部の両端側にそれぞれ固定部を設
けた両持梁構造としてもよい。

【００７８】さらに、本実施の形態では、小型電子部品
として角速度センサを例に挙げて説明したが、本発明は
これに限るものではなく、加速度センサ、メカニカルフ
ィルタ等の他の小型電子部品に適用してもよい。

【００７９】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１に記載の発
明によれば、封止弁には、第１の所定温度で加熱したと
きに封止弁を貫通孔側に変形し、第１の所定温度よりも
低い第２の所定温度で加熱したときに封止弁を支持基板
側に変形する感熱変形膜を設けたから、封止弁等を第１
の所定温度で加熱することにより、封止弁を貫通孔から
離した状態で支持基板に封止基板を陽極接合することが
できる。また、封止弁等を第２の所定温度で加熱するこ
とにより、該封止弁は貫通孔側に変位し、該封止弁を貫
通孔に接触させた状態で封止弁を封止基板に陽極接合す
ることができる。

【００８０】このため、支持基板と封止基板とを陽極接
合したときの封止電圧以上に支持基板と封止基板との間
の電圧を昇圧する必要がないから、封止弁を封止基板に
接合するときに、支持基板と封止基板との接合面から新
たなガスが発生することがなく、キャビティ内の真空度
を高めることができる。

【００８１】また、請求項２の発明によれば、感熱変形
膜を封止弁の腕部に設けたから、封止弁、感熱変形膜等
を第１の所定温度で加熱したときには、感熱変形膜は固
定部を中心にして腕部の先端側を貫通孔から離すことが
できる。一方、封止弁等を第２の所定温度で加熱したと
きには、感熱変形膜は固定部を中心にして腕部の先端側
を貫通孔に接近させることができる。

【００８２】また、請求項３の発明によれば、感熱変形
膜を封止弁の熱膨張率よりも大きい熱膨張率からなる材
料によって形成すると共に、腕部の封止基板側面に設け
たから、封止弁、感熱変形膜等を第１の所定温度で加熱
したときには、封止基板側面に設けた感熱変形膜が封止
弁の腕部よりも熱膨張し、封止弁の腕部を支持基板側に
変位させることができる。一方、封止弁等を第２の所定
温度で加熱したときには、第１の所定温度で加熱したと
きに比べて封止基板側面の感熱変形膜が封止弁の腕部よ
りも収縮するから、封止弁の腕部を貫通孔側に変位させ
ることができる。

【００８３】また、請求項４の発明によれば、感熱変形
膜を腕部の封止基板側面のうち貫通孔と当接する位置を
除いて設けたから、封止弁と貫通孔とを当接させるるこ
とができる。このため、封止弁を支持基板とほぼ同様な
材料によって形成することによって、貫通孔に当接した
状態で封止弁を封止基板に接合することができる。

【００８４】また、請求項５の発明によれば、感熱変形
膜を封止弁の熱膨張率よりも小さい熱膨張率からなる材
料によって形成すると共に、腕部の封止基板側面に設け
たから、封止弁、感熱変形膜等を第１の所定温度で加熱
したときには、支持基板側面に設けた感熱変形膜に比べ
て封止弁の腕部が熱膨張するから、封止弁の腕部は支持
基板側に変位する。一方、封止弁等を第２の所定温度で
加熱したときには、第１の所定温度で加熱したときに比
較して支持基板側面の感熱変形膜よりも封止弁の腕部が
収縮するから、封止弁の腕部は貫通孔側に変位する。

【００８５】また、請求項６の発明によれば、支持基板
の表面側に封止基板を載置する封止基板載置工程と、第
１の所定温度の下に支持基板と封止基板との間に予め決
められた封止電圧を印加し、支持基板に封止基板を陽極
接合する封止基板接合工程と、第１の所定温度よりも低
い第２の所定温度の下に支持基板と封止基板との間に封
止電圧を印加し、前記キャビティ内から貫通孔を封止し
た状態で封止弁を封止基板に接合する封止弁接合工程と
から構成したから、封止基板接合工程において支持基板
に封止基板との接合面から発生したガスは封止基板に設
けられた貫通孔を通じてキャビティ内から外部に排出す
ることができる。そして、封止弁接合工程によって封止
弁を封止基板に陽極接合することにより、封止弁によっ
て貫通孔を封止しキャビティを密閉することができる。

【００８６】また、支持基板と封止基板との間に印加さ
れる封止電圧は、封止基板接合工程と封止弁接合工程と
でほぼ一定の値となるから、封止基板接合工程によって
陽極接合された支持基板と封止基板との接合面から新た
なガスが発生することはなく、キャビティ内の真空度を
高めることができる。

【００８７】また、請求項７の発明によれば、封止基板
接合工程によって支持基板に封止基板を陽極接合し、第
１の封止弁接合工程によって封止弁を封止基板に陽極接
合した後、第２の封止弁接合工程とによって第１の所定
温度よりも低く第２の所定温度よりも高い第３の所定温
度の下に支持基板と封止基板との間に封止電圧を印加
し、封止弁を封止基板にさらに陽極接合を施すから、封
止弁と封止基板との接合強度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態による角速度センサを示す斜視図で
ある。

【図２】実施の形態による角速度センサを図１中の矢示
II−II方向からみた断面図である。

【図３】実施の形態による封止弁の腕部等を拡大して示
す図２中の矢示 III−III 方向からみた要部拡大断面図
である。

【図４】支持基板上に封止基板を載置することによって
封止弁を覆う封止基板載置工程を示す断面図である。

【図５】第１の所定温度の下に支持基板と封止基板との
間に封止電圧を印加して支持基板に封止基板を陽極接合
する封止基板接合工程を示す断面図である。

【図６】第２の所定温度の下に支持基板と封止基板との
間に封止電圧を印加して第１の封止弁接合工程を示す断
面図である。

【図７】封止基板載置工程、封止基板接合工程、第１の
封止弁接合工程、第２の封止弁接合工程における支持基
板、封止基板等の温度を示す特性線図である。

【図８】実施の形態の変形例による角速度センサを示す
図２と同様位置からみた断面図である。

【図９】従来技術による角速度センサを分解して示す分
解斜視図である。

【図１０】従来技術による角速度センサを示す斜視図で
ある。

【図１１】従来技術による角速度センサの機能部を示す
斜視図である。

【図１２】従来技術による角速度センサを図１０中の矢
示 XII−XII 方向からみた断面図である。

【図１３】支持基板の表面側に封止基板を載置した状態
を示す断面図である。

【符号の説明】

２１支持基板２２機能部２３封止弁２３Ａ固定部２３Ｂ腕部２３Ｃ封止基板側面２３Ｄ支持基板側面２３Ｃ1 接合部２４，３１感熱変形膜２５封止基板２５Ｂ貫通孔２６キャビティ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機能部を有する支持基板と、貫通孔を有
し該支持基板に接合された封止基板と、該封止基板と支
持基板との間に形成され前記機能部を収容するキャビテ
ィと、該キャビティ内に位置して前記支持基板に設けら
れ封止電圧を印加することによって前記貫通孔を封止す
る封止弁とからなる小型電子部品において、前記封止弁には、予め決められた第１の所定温度で加熱
したときに封止弁を支持基板側に変形し、前記第１の所
定温度よりも低い第２の所定温度で加熱したときに封止
弁を貫通孔側に変形する感熱変形膜を設けたことを特徴
とする小型電子部品。
【請求項２】前記封止弁は前記支持基板に固定された
固定部と基端側が該固定部に固着され先端側が自由端と
なった腕部とにより形成し、前記感熱変形膜は前記封止
弁の腕部に設けてなる請求項１に記載の小型電子部品。
【請求項３】前記感熱変形膜は、前記封止弁の有して
いる熱膨張率よりも大きい熱膨張率からなる材料によっ
て形成すると共に、前記感熱変形膜は前記腕部のうち封
止基板と対面する封止基板側面に設けてなる請求項２に
記載の小型電子部品。
【請求項４】前記感熱変形膜は、前記腕部の封止基板
側面のうち前記貫通孔と当接する部位を除いた位置に設
けてなる請求項３に記載の小型電子部品。
【請求項５】前記感熱変形膜は、前記封止弁の有して
いる熱膨張率よりも小さい熱膨張率からなる材料によっ
て形成すると共に、前記感熱変形膜は前記腕部のうち支
持基板と対面する支持基板側面に設けてなる請求項２，
３または４に記載の小型電子部品。
【請求項６】機能部を有する支持基板と、貫通孔を有
し該支持基板に接合された封止基板と、該封止基板と支
持基板との間に形成され前記機能部を収容するキャビテ
ィと、該キャビティ内に位置して前記支持基板に設けら
れ前記貫通孔を封止する封止弁とからなる小型電子部品
の製造方法であって、前記支持基板の表面側に封止基板を載置し、該封止基板
によって前記機能部と封止弁を覆う封止基板載置工程
と、予め決められた第１の所定温度の下に前記支持基板と封
止基板との間に予め決められた封止電圧を印加し、前記
封止弁を封止基板側に変形させた状態で前記支持基板に
封止基板を陽極接合する封止基板接合工程と、前記第１の所定温度よりも低い第２の所定温度の下に前
記支持基板と封止基板との間に前記封止電圧を印加し、
前記封止弁を貫通孔側に変形させることにより貫通孔を
封止した状態で前記封止弁を封止基板に接合する封止弁
接合工程とから構成してなる小型電子部品の製造方法。
【請求項７】機能部を有する支持基板と、貫通孔を有
し該支持基板に接合された封止基板と、該封止基板と支
持基板との間に形成され前記機能部を収容するキャビテ
ィと、該キャビティ内に位置して前記支持基板に設けら
れ前記貫通孔を封止する封止弁とからなる小型電子部品
の製造方法であって、前記支持基板の表面側に封止基板を載置し、該封止基板
によって前記機能部と封止弁を覆う封止基板載置工程
と、予め決められた第１の所定温度の下に前記支持基板と封
止基板との間に予め決められた封止電圧を印加し、前記
封止弁を封止基板側に変形させた状態で前記支持基板に
封止基板を陽極接合する封止基板接合工程と、前記第１の所定温度よりも低い第２の所定温度の下に前
記支持基板と封止基板との間に前記封止電圧を印加し、
前記封止弁を貫通孔側に変形させることにより貫通孔を
封止した状態で前記封止弁を封止基板に接合する第１の
封止弁接合工程と、前記第１の所定温度よりも低く第２の所定温度よりも高
い第３の所定温度の下に前記支持基板と封止基板との間
に前記封止電圧を印加し、前記封止弁を封止基板に最終
的に陽極接合する第２の封止弁接合工程とから構成して
なる小型電子部品の製造方法。