JP2005016965A - パッケージおよびその製造方法、ならびに振動ジャイロおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】密閉性に優れるパッケージおよびその製造方法、Ｑ値およびその温度係数のバランスがよい振動ジャイロおよびその製造方法の提供
【解決手段】スペーサー５を挿入した未接合パッケージ６を陽極接合装置７のチャンバー８内で保持し、チャンバー８内の圧力を１．０×１０−２ Ｐａ以下とした後、希ガスを封入してチャンバー８内の圧力を０．００３４×Ｔ０〜０．３４×Ｔ０ Ｐａ （但し、Ｔ０はチャンバー内の絶対温度）に調整し、この圧力を維持した状態でスペーサー５を抜き取り、封止基板２または支持基板１のいずれか一方を陽極、他方を陰極として１５０〜２３０Ｖの電圧を負荷して仮接合し、チャンバー８内の圧力を１．０×１０−１ Ｐａ以下とした後、５００〜１０００Ｖの電圧を負荷してパッケージを製造する。
【選択図】 図３
【解決手段】スペーサー５を挿入した未接合パッケージ６を陽極接合装置７のチャンバー８内で保持し、チャンバー８内の圧力を１．０×１０−２ Ｐａ以下とした後、希ガスを封入してチャンバー８内の圧力を０．００３４×Ｔ０〜０．３４×Ｔ０ Ｐａ （但し、Ｔ０はチャンバー内の絶対温度）に調整し、この圧力を維持した状態でスペーサー５を抜き取り、封止基板２または支持基板１のいずれか一方を陽極、他方を陰極として１５０〜２３０Ｖの電圧を負荷して仮接合し、チャンバー８内の圧力を１．０×１０−１ Ｐａ以下とした後、５００〜１０００Ｖの電圧を負荷してパッケージを製造する。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動ジャイロ、加速度センサー等の電子部品を減圧下で封止するパッケージおよびその製造方法、ならびに振動ジャイロおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
振動ジャイロ等の電子部品は、温度に依存する各種特性の不安定化を防止する必要があることから、パッケージにより真空下または減圧下で封止されて製品化されてきた。例えば、特許文献１および２には下記のような電子部品の製造方法が提案されている。
【０００３】
図６は、特許文献１において提案されている電子部品の製造方法を説明する断面図である。図６に示すように、特許文献１に記載の製造方法では、電子部品１１を収容するキャビティ１２と、ゲッター材１３を収容するゲッター室１４を有するパッケージ１５を陽極接合により製造し、ゲッター材１３をレーザー光線で加熱して活性化させることにより、陽極接合時に発生した残留ガスと反応させて、パッケージ１５内の真空度を高めることとされている。
【０００４】
この方法は、パッケージ内の真空度を単に高める場合には有効であるといえる。しかし、この方法によりパッケージ内を所定の圧力にするためにはレーザーで活性化させるゲッターの面積を調整する必要があるが、このような調整は難しい。また、この方法では、ゲッター室を別途設ける必要があるため、パッケージ全体が大きなものになって、近年の電子部品の小型化の要請に対応できない。
【０００５】
図７は、特許文献２において提案されている電子部品の製造方法を説明する断面図である。図７に示すように、特許文献２に記載の製造方法では、電子部品２１を搭載したパッケージ２２の一部にガス抜き孔２３を設け、パッケージ２２内を減圧した後に封止材２４でガス抜き孔２３を封止することとされている。
【０００６】
しかし、この方法では、予めパッケージの一部にガス抜き孔を設ける必要があり、製造コストの増大を招くとともに、封止した部分の密閉性に不安が残る。また、封止材を溶融させて密閉する必要があり、この溶融時に発生したガスがパッケージ内に侵入して圧力を上昇させ、パッケージ内の圧力を所定の範囲に維持できない場合がある。
【０００７】
一方、電子部品の一つに振動ジャイロがある。振動ジャイロとは、ある一方向に振動（一次振動）する振動体に角速度がつくとコリオリの力によりその直交方向にも振動（二次振動）が発生することを利用し、このコリオリの力を検出して角速度を測定する方式のジャイロを意味する。例えば、一次励振に圧電素子を用いた圧電式ジャイロ、音叉やビーム形状の棒を振動させるジャイロ、特許文献３に記載されるような振動子リングを宙吊りにしてリングを楕円状に振動させるリング型振動ジャイロがある。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０−２０６４５５号公報
【特許文献２】
特開平１１−１４２４３０号公報
【特許文献３】
特開平１０−２６７６６７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のパッケージは、通常、陽極接合により作製される。例えば、パイレックス（登録商標）ガラス製の封止基板とシリコン製の支持基板とを陽極接合装置のチャンバー内で４００℃程度まで加熱し、チャンバー内を所定の圧力、温度に維持した状態で、パイレックスガラスを陰極、シリコンを陽極として６００〜１０００Ｖ程度の電圧を負荷し、これらの基板を静電力によって接触させて共有結合により接合する。
【００１０】
このとき、パッケージ内の圧力は、理論的にはチャンバー内の圧力に依存する（チャンバー内の圧力、温度をＰ０、Ｔ０、パッケージの使用時の内圧、使用温度をＰ１、Ｔ１とするとき、Ｐ１＝Ｐ０・Ｔ１／Ｔ０）ため、チャンバー内の圧力を調整することにより変更できる。例えば、チャンバー内の温度を４００℃として、使用温度（室温、２５℃）で内圧１．０〜１．０×１０２ Ｐａのパッケージを作製するためには、チャンバー内の圧力を２．２６〜２２６Ｐａ（＝６７３Ｋ×１．０Ｐａ／２９８Ｋ〜６７３Ｋ×１．０×１０２Ｐａ／２９８Ｋ）とすればよいことになる。しかし、実際には、陽極接合時に接合面から発生する酸素ガス、水素ガス、水蒸気等のアウトガスによりパッケージ内の圧力が上昇するため、パッケージ内にゲッター材を搭載し、酸素ガス等を吸収させることが行われる。
【００１１】
このようにゲッター材を搭載する方法は、２５℃におけるパッケージ内の圧力を１．０×１０−３ Ｐａ程度またはそれ以下の高真空状態に維持する場合には有効な方法といえるが、パッケージ内を単に高真空状態とするのではなく、これより高い特定の圧力に調整したい場合にはこの方法を適用できない。即ち、この方法では、陽極接合時に生成した酸素ガス等だけでなく、もともとチャンバー内に存在していた希ガス以外のガスもゲッター材により吸収されるため、パッケージ内の圧力がチャンバー内の圧力の調整により設定した値より低くなるからである。
【００１２】
このため、本発明者らは、チャンバー内を１．０×１０−２ Ｐａ程度またはそれ以下の高真空状態にした後、ゲッター材との反応がないＡｒガス等の希ガスを封入して、チャンバー内を所定の圧力に維持し、この状態で陽極接合を行うことによりパッケージ内の圧力を特定値に調整することを考えた。しかし、このような希ガス雰囲気下で、例えば、チャンバー内の圧力を０．００３４×Ｔ０〜０．３４×Ｔ０ Ｐａ（但し、Ｔ０はチャンバー内の絶対温度であり、Ｔ０ が４００℃の場合には、２．２６〜２２６Ｐａ）に調整して、６００〜１０００Ｖの通常の電圧を負荷して陽極接合を行うと、放電が発生して陽極接合ができない。
【００１３】
これはパッシェンの法則によるものと考えられる。この法則によれば、放電が開始する電圧は、ガス圧力、電極間の距離、ガスの種類、電極の材料等に依存する。即ち、ガスの種類、電極材料等の条件が一定の場合には、放電が開始する電圧は、ガスの圧力と電極間の距離との積で決まり、極小値を持つ。このため、放電が発生しない電圧の範囲内でパッケージ内の圧力を調整しようとすれば、電極間の距離を調整しなければならず、装置や治具のデザインの変更が必要となる。これらをチャンバー内の圧力ごとに変更することは実操業上不可能に近い。電極の材料を変えることも考えられるが、材料コストの上昇を招く。また、電極に負荷する電圧を下げると十分な接合強度が得られなくなる。さらに、陽極接合装置自体の設計変更も必要となる。従って、いずれも望ましい対応とは言えない。
【００１４】
本発明の第１の目的は、サイズを大きくすることなく、密閉性に優れるパッケージおよびその製造方法であって、パッケージ内の圧力の調整を容易に行うことができ、また、陽極接合時に放電が起きないパッケージおよびその製造方法を提供することにある。
【００１５】
次に、電子部品の１つである振動ジャイロについては、その振動特性を測る指標として、各振動サイクルにおいてシステムに付加されるエネルギの大きさに対する振動システムの全エネルギの大きさの比率を意味するＱ値がある。
【００１６】
振動ジャイロの振動子（リング型振動ジャイロの場合、リング）のＱ値が低下すると、振動ジャイロに一次振動を発生させるための電力が増加するとともに、コリオリ力の検出感度が低下する。また、駆動電圧等により一次振動の駆動端子から検出端子への電気的な結合（容量性結合、電磁誘導による結合）が増加する。この問題は、サイズが小さく、端子間の距離が短い振動ジャイロで顕著となる。このため、Ｑ値は高いことが望ましく、高い信頼性を確保するためには２０００以上とする必要がある。
【００１７】
一方、Ｑ値は温度によって変化するが、Ｑ値の温度による変化率（以下、「温度係数」と呼ぶ。）が大きいと、補正のための制御回路が複雑化するとともに、バイアス（ゼロ点出力）、ＳＦ（スケールファクター）なども大きく変化してセンサーとしての特性が低下する。従って、Ｑ値の温度係数は小さいことが望ましい。
【００１８】
Ｑ値の温度係数の大小を評価する指標としては、同一の振動ジャイロについて、２５℃におけるＱ値（Ｑ２５）と、振動ジャイロが使用される最低温度（ＴＬ℃）におけるＱ値（ＱＴＬ）との比「ＱＴＬ／Ｑ２５」を用いる。一般的なジャイロではＴＬが−１０℃であり、自動車等に用いる温度に関する仕様が厳しいの振動ジャイロではＴＬが−５０℃にもなる。そして、センサーの回路設計における精度を保つためには、振動ジャイロが使用される温度範囲において、室温でのＱ値に対する変化率を６０％程度以下に制限するのが好ましい。このため、最も変化率が大きくなる上記の「ＱＴＬ／Ｑ２５」は１．６以下を目標値とする。
【００１９】
ここで、Ｑ値は、振動子の動作環境（ガスの種類および圧力）に依存するダンピング効果（以下、「ガスダンピング効果」と呼ぶ。）と、振動子自体の機械的要因（振動子の構造および材質に起因する内部摩擦）に依存するダンピング効果（以下、「機械的ダンピング効果」と呼ぶ。）とにより決定される。そして、機械的ダンピング効果は圧力に左右されないが、ガスダンピング効果はパッケージ内の圧力が低いほど小さくなるため、Ｑ値を高くするためには、パッケージ内の圧力をできるだけ低くすることが望ましい。
【００２０】
一方、Ｑ値の温度係数は、パッケージ内の圧力が高い領域では、ガスダンピング効果の温度による変化率に支配され、圧力が低い領域では、機械的ダンピング効果の温度による変化率に支配される。しかも、ガスダンピング効果の温度による変化率は機械的ダンピング効果の温度による変化率より小さい。従って、Ｑ値の温度係数は、ガスダンピング効果の温度による変化率に支配される圧力が高い領域で小さくなる。このため、Ｑ値の温度係数を小さくするためには、パッケージ内の圧力を高くすることが望ましい。
【００２１】
以上のように、振動ジャイロのセンサー特性を左右するＱ値およびその温度係数の双方を満足するためには、パッケージ内の圧力をある特定範囲に調整する必要がある。本発明者らは、この観点から研究を重ねた結果、これらのバランスがよいパッケージ内の圧力範囲を知見した。
【００２２】
従って、本発明の第２の目的は、Ｑ値およびその温度係数のバランスがよい振動ジャイロおよびその製造方法を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を解決するためになされたものであり、下記の（ａ）に示すパッケージ、（ｂ）に示すパッケージの製造方法、（ｃ）に示す振動ジャイロおよび（ｄ）に示す振動ジャイロの製造方法を要旨とする。
【００２４】
（ａ） ２５℃における内圧が１．０〜１．０×１０２ Ｐａであることを特徴とするパッケージ。
【００２５】
（ｂ） 支持基板と封止基板とを有するパッケージを下記（１）〜（６）の工程により製造することを特徴とする上記（ａ）に記載のパッケージの製造方法。
（１）上記の支持基板に電子部品およびゲッター材を搭載した後、支持基板の接合部と封止基板の接合部との隙間にスペーサーを挿入した未接合パッケージを用意する工程
（２）上記の未接合パッケージを陽極接合装置のチャンバー内で保持し、３００〜４５０℃に加熱する工程
（３）上記チャンバー内の圧力を１．０×１０−２ Ｐａ以下とした後、希ガスを封入してチャンバー内の圧力を０．００３４×Ｔ０〜０．３４×Ｔ０ Ｐａ（但し、Ｔ０はチャンバー内の絶対温度）に調整する工程
（４）上記の圧力を維持した状態でスペーサーを抜き取り、封止基板の接合部と支持基板の接合部とを接触させる工程
（５）封止基板および支持基板のいずれか一方を陽極、他方を陰極として１５０〜２３０Ｖの電圧を負荷して仮接合する工程
（６）上記チャンバー内の圧力を１．０×１０−１ Ｐａ以下とした後、５００〜１０００Ｖの電圧を負荷して本接合する工程。
【００２６】
（ｃ） ２５℃における内圧が１．０〜１．０×１０２ Ｐａのパッケージで封止されたことを特徴とする振動ジャイロ。
【００２７】
（ｄ） 支持基板と封止基板とを有するパッケージで下記（１）〜（６）の工程により振動ジャイロを封止することを特徴とする上記（ｃ）に記載の振動ジャイロの製造方法。
（１）上記の支持基板に振動ジャイロおよびゲッター材を搭載した後、支持基板の接合部と封止基板の接合部との隙間にスペーサーを挿入した未接合パッケージを用意する工程
（２）上記の未接合パッケージを陽極接合装置のチャンバー内で保持し、３００〜４５０℃に加熱する工程
（３）上記チャンバー内の圧力を１．０×１０−２ Ｐａ以下とした後、希ガスを封入してチャンバー内の圧力を０．００３４×Ｔ０〜０．３４×Ｔ０ Ｐａ（但し、Ｔ０はチャンバー内の絶対温度）に調整する工程
（４）上記の圧力を維持した状態でスペーサーを抜き取り、封止基板の接合部と支持基板の接合部とを接触させる工程
（５）封止基板および支持基板のいずれか一方を陽極、他方を陰極として１５０〜２３０Ｖの電圧を負荷して仮接合する工程
（６）上記チャンバー内の圧力を１．０×１０−１ Ｐａ以下とした後、５００〜１０００Ｖの電圧を負荷して本接合する工程。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１〜３は、本発明のパッケージの製造方法を説明する断面図である。以下、本発明のパッケージの製造方法を各工程毎に説明する。
【００２９】
（Ａ） 工程（１）について
図１に示すように、本発明のパッケージの製造方法においては、まず、支持基板１に電子部品（例えば、振動ジャイロ）３およびゲッター材４を搭載し、この支持基板１の接合部と封止基板２の接合部との隙間にスペーサー５を挿入して、未接合パッケージ６を用意する。
【００３０】
ここで、ゲッター材としては、ＴｉとＺｒ−Ａｌ系合金またはＺｒ−Ｖ−Ｆｅ系合金との混合物などの非蒸発型ゲッターを使用することができる。また、支持基板および封止基板としては、一方をパイレックスガラス、他方をシリコンウエハで作製すればよく、両方をシリコンウエハから作製し、その一方にパイレックスガラスの薄膜をスパッタ蒸着したものを使用してもよい。また、パイレックスガラスに代えて、ソーダライム、カリウム・ソーダ・鉛、アルミノシリケート等の一般に陽極接合に用いられるガラスを用いてもよい。以下、支持基板としてパイレックスガラスを用い、封止基板としてシリコンを用いた場合について述べる。
【００３１】
（Ｂ） 工程（２）および（３）について
図２に示すように、この未接合パッケージ６は、陽極接合装置７のチャンバー内８のホットステージ９上で保持される。このホットステージ９は、後段の仮接合時および本接合時に各基板を加熱するために用いられる。
【００３２】
この状態で、真空ポンプによりチャンバー８内の圧力を減圧して１．０×１０−２ Ｐａ以下とした後、希ガスを封入してチャンバー８内の圧力を調整する。このようにチャンバー内を予め高真空状態とするのは、脱ガスを目的としてパイレックスガラスをプリベイクする際に高真空が有効であること、ゲッターの寿命を長くするためには、できる限り希ガス以外のガスを排除することが必要であることによる。そして、このように高真空状態とした後、封入する希ガスの量を調整してチャンバー内の圧力を調整することにより、パッケージ内の圧力を特定値にすることができる。
【００３３】
ここで、チャンバー内の温度をＴ０、パッケージの使用時の内圧、使用温度をＰ１、Ｔ１とするとき、チャンバー内の圧力Ｐ０は、Ｐ０＝Ｐ１・Ｔ０／Ｔ１で表される。このため、２５℃（２９８Ｋ）における内圧が１．０〜１．０×１０２ Ｐａであるパッケージを製造するためには、チャンバー内の圧力は０．００３４×Ｔ０〜０．３４×Ｔ０ Ｐａとする必要がある。
【００３４】
なお、封入する希ガスとしては、電球、蛍光灯の封入ガスとして実績があり、また、入手が容易で安価であるＡｒガスを使用するのが最も望ましいが、他の希ガスを使用してもよい。ただし、Ｈｅガスは、パイレックスガラスを透過するので、使用できない。
【００３５】
（Ｃ） 工程（４）および（５）について
図１（ｂ）に示すように、支持基板１と封止基板２との間に挿入されたスペーサー５により一定の隙間が存在するため、未接合パッケージ６内は、チャンバー８内と同じ圧力となる。この圧力を維持した状態で、スペーサー５を抜き取り、封止基板２の接合部と支持基板１の接合部とを接触させる。
【００３６】
続いて、図３に示すように、支持基板１および封止基板２のいずれか一方（図３では支持基板１）を陽極、他方（図３では封止基板２）を陰極として、電源１０で１５０〜２３０Ｖの電圧を負荷することにより、支持基板１の接合部と封止基板２の接合部とを仮接合する。この工程が本発明のパッケージの製造方法の最も重要な工程である。
【００３７】
前述のように、チャンバー内を希ガス雰囲気下とし、圧力を０．００３４×Ｔ０〜０．３４×Ｔ０ Ｐａに調整した状態で電子部品のパッケージを封止する際に、２３０Ｖを超える電圧を負荷すると放電が発生する。一方で、仮接合時に負荷する電圧が１５０Ｖ未満では接合できない。このため、仮接合の工程において負荷する電圧を１５０〜２３０Ｖとした。
【００３８】
仮接合時の加熱温度は、３００〜４５０℃の範囲とする。これは、３００℃未満の場合には、Ｎａイオンの移動が不十分となって接合が進みにくく、４５０℃を超えると、支持基板（例えば、シリコンウエハ）と封止基板（例えば、パイレックスガラス）との熱膨張係数の違いが大きくなって接合ができないからである。
【００３９】
仮接合時の電圧を負荷する時間は、短すぎると接合が不十分となる場合があるので、３分以上が望ましい。また、電圧を負荷する時間の上限は特に定めないが、内封するデバイスに不具合が生じる場合があるので、２０分以下が望ましい。
【００４０】
（Ｄ） 工程（６）について
上記工程（５）に示す方法で仮接合したパッケージは、そのままの状態でも内封した希ガスが漏れることはないが、デバイスの実使用を考慮すると接合強度が不十分である。このため、本発明のパッケージの製造方法では、パッケージを仮接合した後、チャンバー８内の圧力を１．０×１０−１ Ｐａ以下とした後、５００〜１０００Ｖの電圧を負荷して本接合する。
【００４１】
ここで、チャンバー内の圧力が１．０×１０−１ Ｐａを超える状態で５００〜１０００Ｖの電圧を負荷すると、放電が発生する。従って、本接合におけるチャンバー８内の圧力を１．０×１０−１ Ｐａ以下とした。
【００４２】
本接合における電圧が５００Ｖ未満では、接合強度が不十分でデバイスの信頼性が低下し、１０００Ｖを超えると、支持基板（例えば、シリコンウエハ）と封止基板（例えば、パイレックスガラス）の間で絶縁破壊が生じ、接合ができなくなることがある。従って、本接合の電圧を５００〜１０００Ｖとした。なお、本接合時の加熱温度は、仮接合時のそれと同様の理由から、３００〜４５０℃の範囲にあるのが望ましい。
【００４３】
本接合時の電圧を負荷する時間は、短すぎると接合強度が不十分となってデバイスの信頼性が低下することがあるので、３分以上が望ましい。また、電圧を負荷する時間の上限は特に定めないが、内封するデバイスに不具合が生じる場合があるので、２０分以下が望ましい。
【００４４】
前述のように、仮接合時および本接合時には接合部で酸素ガス等が発生し、パッケージ内の圧力を上昇させるが、パッケージ内にはゲッター材が搭載されているので、酸素ガス等は吸収される。一方、パッケージ内に封入された希ガスはゲッター材に吸収されないため、パッケージ内の圧力は、仮接合前に設定したチャンバー内の圧力に依存した特定圧力になる。
【００４５】
従って、本発明の製造方法において仮接合前のチャンバー内の圧力を調整することで、パッケージ内の圧力を容易に設定することができ、しかも、高電圧で行う本接合は高真空下で行われるので、パッケージ内の圧力が放電の発生しやすい圧力（０．００３４×Ｔ０〜０．３４×Ｔ０ Ｐａ）であっても、製造時に放電が発生することはない。
【００４６】
（Ｅ）振動ジャイロについて
２５℃における内圧が１．０〜１．０×１０２ Ｐａのパッケージにより封止された振動ジャイロは、要求されるＱ値およびその温度係数を満足させることができる。
【００４７】
従来、上記のダンピング効果を低減させてＱ値を向上させるため、振動ジャイロの作動環境を１．０×１０−１ Ｐａ程度またはそれ以下の高真空状態とすることが望ましいと考えられてきた。しかし、本発明者らの研究により、内圧を１．０〜１．０×１０２ Ｐａの範囲に調整したパッケージで振動ジャイロのＱ値およびその温度係数のバランスが最もよいことが判明した。
【００４８】
図４は、振動ジャイロを封止したパッケージ内の２５℃における圧力とＱ値の温度係数との関係を示す図であり、図５は、振動ジャイロを封止したパッケージ内の２５℃における圧力とＱ値との関係を示す図である。
【００４９】
なお、図４には、Ｑ値の温度係数の指標として、同一の振動ジャイロについて、２５℃におけるＱ値（Ｑ２５）と、これよりも低い温度（ＴＬ：−１０℃または−５０℃）におけるＱ値（ＱＴＬ）との比「ＱＴＬ／Ｑ２５」を示す。ＴＬが−１０℃の例は、一般的な振動ジャイロの使用環境、ＴＬが−５０℃の例は、温度に関する仕様が厳しい振動ジャイロの使用環境を想定したものであり、前述のように、「ＱＴＬ／Ｑ２５」は１．６以下を目標値とする。また、図の横軸には本発明の方法でコントロールしようとする２５℃におけるパッケージ内の圧力を示した。
【００５０】
図４の「□」に示すように、「Ｑ−１０／Ｑ２５」は、パッケージ内の圧力を上昇させると減少する傾向にあり、２５℃におけるパッケージ内の圧力が１．０ Ｐａのときには１．５程度であり、１００Ｐａ以上ではほとんど減少しなくなる。即ち、Ｑ値の温度係数は２５℃におけるパッケージ内の圧力が１．０ Ｐａ以上で良好である。また、図５に示すように、２５℃におけるパッケージ内の圧力の上昇とともにＱ値が減少し、１００ Ｐａを超える範囲では２０００未満となる。Ｑ値が２０００未満ではエネルギー損失が大きくなって、コリオリの力の検出感度が低下する。従って、振動ジャイロを封止するパッケージ内の圧力を１．０〜１．０×１０２ Ｐａとした。
【００５１】
一方、図４の「○」に示すように、「Ｑ−５０／Ｑ２５」もパッケージ内の圧力を上昇させると減少する傾向にある。「Ｑ−５０／Ｑ２５」は、２５℃におけるパッケージ内の圧力が１．０ Ｐａのときには２．３程度であるが、更に圧力を上昇させて１０Ｐａとすると１．６程度となり、良好な値となる。従って、高い精度が要求される振動ジャイロの場合には、パッケージ内の圧力は１０ Ｐａ以上とするのが望ましい。
【００５２】
【発明の効果】
本発明の製造方法によれば、パッケージ内の圧力の調整を容易に行うことができ、陽極接合時に放電が起きないパッケージの製造方法を提供することができる。このようにして製造したパッケージは、そのサイズが小さく、密閉性に優れる。また、このパッケージで振動ジャイロを封止すれば、Ｑ値およびその温度係数のバランスがよい振動ジャイロを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法における工程（１）の例を示す断面図である。
【図２】本発明の製造方法における工程（２）および（３）の例を示す断面図である。
【図３】本発明の製造方法における工程（４）〜（６）の例を示す断面図である。
【図４】振動ジャイロを封止したパッケージ内の２５℃における圧力とＱ値の温度係数との関係を示す図である。
【図５】振動ジャイロを封止したパッケージ内の２５℃における圧力とＱ値との関係を示す図である。
【図６】特許文献１において提案されている電子部品の製造方法を説明する断面図である。
【図７】特許文献２において提案されている電子部品の製造方法を説明する断面図である。
【符号の説明】
１．支持基板、２．封止基板、３．電子部品、４．ゲッター材、５．スペーサー、６．未封止パッケージ、７．陽極接合装置、８．チャンバー、９．ホットステージ、１０．電源、１１．電子部品、１２．キャビティ、１３．ゲッター材、１４．ゲッター室、１５．パッケージ、２１．電子部品、２２．パッケージ、２３．ガス抜き孔、２４．封止材
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動ジャイロ、加速度センサー等の電子部品を減圧下で封止するパッケージおよびその製造方法、ならびに振動ジャイロおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
振動ジャイロ等の電子部品は、温度に依存する各種特性の不安定化を防止する必要があることから、パッケージにより真空下または減圧下で封止されて製品化されてきた。例えば、特許文献１および２には下記のような電子部品の製造方法が提案されている。
【０００３】
図６は、特許文献１において提案されている電子部品の製造方法を説明する断面図である。図６に示すように、特許文献１に記載の製造方法では、電子部品１１を収容するキャビティ１２と、ゲッター材１３を収容するゲッター室１４を有するパッケージ１５を陽極接合により製造し、ゲッター材１３をレーザー光線で加熱して活性化させることにより、陽極接合時に発生した残留ガスと反応させて、パッケージ１５内の真空度を高めることとされている。
【０００４】
この方法は、パッケージ内の真空度を単に高める場合には有効であるといえる。しかし、この方法によりパッケージ内を所定の圧力にするためにはレーザーで活性化させるゲッターの面積を調整する必要があるが、このような調整は難しい。また、この方法では、ゲッター室を別途設ける必要があるため、パッケージ全体が大きなものになって、近年の電子部品の小型化の要請に対応できない。
【０００５】
図７は、特許文献２において提案されている電子部品の製造方法を説明する断面図である。図７に示すように、特許文献２に記載の製造方法では、電子部品２１を搭載したパッケージ２２の一部にガス抜き孔２３を設け、パッケージ２２内を減圧した後に封止材２４でガス抜き孔２３を封止することとされている。
【０００６】
しかし、この方法では、予めパッケージの一部にガス抜き孔を設ける必要があり、製造コストの増大を招くとともに、封止した部分の密閉性に不安が残る。また、封止材を溶融させて密閉する必要があり、この溶融時に発生したガスがパッケージ内に侵入して圧力を上昇させ、パッケージ内の圧力を所定の範囲に維持できない場合がある。
【０００７】
一方、電子部品の一つに振動ジャイロがある。振動ジャイロとは、ある一方向に振動（一次振動）する振動体に角速度がつくとコリオリの力によりその直交方向にも振動（二次振動）が発生することを利用し、このコリオリの力を検出して角速度を測定する方式のジャイロを意味する。例えば、一次励振に圧電素子を用いた圧電式ジャイロ、音叉やビーム形状の棒を振動させるジャイロ、特許文献３に記載されるような振動子リングを宙吊りにしてリングを楕円状に振動させるリング型振動ジャイロがある。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０−２０６４５５号公報
【特許文献２】
特開平１１−１４２４３０号公報
【特許文献３】
特開平１０−２６７６６７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のパッケージは、通常、陽極接合により作製される。例えば、パイレックス（登録商標）ガラス製の封止基板とシリコン製の支持基板とを陽極接合装置のチャンバー内で４００℃程度まで加熱し、チャンバー内を所定の圧力、温度に維持した状態で、パイレックスガラスを陰極、シリコンを陽極として６００〜１０００Ｖ程度の電圧を負荷し、これらの基板を静電力によって接触させて共有結合により接合する。
【００１０】
このとき、パッケージ内の圧力は、理論的にはチャンバー内の圧力に依存する（チャンバー内の圧力、温度をＰ０、Ｔ０、パッケージの使用時の内圧、使用温度をＰ１、Ｔ１とするとき、Ｐ１＝Ｐ０・Ｔ１／Ｔ０）ため、チャンバー内の圧力を調整することにより変更できる。例えば、チャンバー内の温度を４００℃として、使用温度（室温、２５℃）で内圧１．０〜１．０×１０２ Ｐａのパッケージを作製するためには、チャンバー内の圧力を２．２６〜２２６Ｐａ（＝６７３Ｋ×１．０Ｐａ／２９８Ｋ〜６７３Ｋ×１．０×１０２Ｐａ／２９８Ｋ）とすればよいことになる。しかし、実際には、陽極接合時に接合面から発生する酸素ガス、水素ガス、水蒸気等のアウトガスによりパッケージ内の圧力が上昇するため、パッケージ内にゲッター材を搭載し、酸素ガス等を吸収させることが行われる。
【００１１】
このようにゲッター材を搭載する方法は、２５℃におけるパッケージ内の圧力を１．０×１０−３ Ｐａ程度またはそれ以下の高真空状態に維持する場合には有効な方法といえるが、パッケージ内を単に高真空状態とするのではなく、これより高い特定の圧力に調整したい場合にはこの方法を適用できない。即ち、この方法では、陽極接合時に生成した酸素ガス等だけでなく、もともとチャンバー内に存在していた希ガス以外のガスもゲッター材により吸収されるため、パッケージ内の圧力がチャンバー内の圧力の調整により設定した値より低くなるからである。
【００１２】
このため、本発明者らは、チャンバー内を１．０×１０−２ Ｐａ程度またはそれ以下の高真空状態にした後、ゲッター材との反応がないＡｒガス等の希ガスを封入して、チャンバー内を所定の圧力に維持し、この状態で陽極接合を行うことによりパッケージ内の圧力を特定値に調整することを考えた。しかし、このような希ガス雰囲気下で、例えば、チャンバー内の圧力を０．００３４×Ｔ０〜０．３４×Ｔ０ Ｐａ（但し、Ｔ０はチャンバー内の絶対温度であり、Ｔ０ が４００℃の場合には、２．２６〜２２６Ｐａ）に調整して、６００〜１０００Ｖの通常の電圧を負荷して陽極接合を行うと、放電が発生して陽極接合ができない。
【００１３】
これはパッシェンの法則によるものと考えられる。この法則によれば、放電が開始する電圧は、ガス圧力、電極間の距離、ガスの種類、電極の材料等に依存する。即ち、ガスの種類、電極材料等の条件が一定の場合には、放電が開始する電圧は、ガスの圧力と電極間の距離との積で決まり、極小値を持つ。このため、放電が発生しない電圧の範囲内でパッケージ内の圧力を調整しようとすれば、電極間の距離を調整しなければならず、装置や治具のデザインの変更が必要となる。これらをチャンバー内の圧力ごとに変更することは実操業上不可能に近い。電極の材料を変えることも考えられるが、材料コストの上昇を招く。また、電極に負荷する電圧を下げると十分な接合強度が得られなくなる。さらに、陽極接合装置自体の設計変更も必要となる。従って、いずれも望ましい対応とは言えない。
【００１４】
本発明の第１の目的は、サイズを大きくすることなく、密閉性に優れるパッケージおよびその製造方法であって、パッケージ内の圧力の調整を容易に行うことができ、また、陽極接合時に放電が起きないパッケージおよびその製造方法を提供することにある。
【００１５】
次に、電子部品の１つである振動ジャイロについては、その振動特性を測る指標として、各振動サイクルにおいてシステムに付加されるエネルギの大きさに対する振動システムの全エネルギの大きさの比率を意味するＱ値がある。
【００１６】
振動ジャイロの振動子（リング型振動ジャイロの場合、リング）のＱ値が低下すると、振動ジャイロに一次振動を発生させるための電力が増加するとともに、コリオリ力の検出感度が低下する。また、駆動電圧等により一次振動の駆動端子から検出端子への電気的な結合（容量性結合、電磁誘導による結合）が増加する。この問題は、サイズが小さく、端子間の距離が短い振動ジャイロで顕著となる。このため、Ｑ値は高いことが望ましく、高い信頼性を確保するためには２０００以上とする必要がある。
【００１７】
一方、Ｑ値は温度によって変化するが、Ｑ値の温度による変化率（以下、「温度係数」と呼ぶ。）が大きいと、補正のための制御回路が複雑化するとともに、バイアス（ゼロ点出力）、ＳＦ（スケールファクター）なども大きく変化してセンサーとしての特性が低下する。従って、Ｑ値の温度係数は小さいことが望ましい。
【００１８】
Ｑ値の温度係数の大小を評価する指標としては、同一の振動ジャイロについて、２５℃におけるＱ値（Ｑ２５）と、振動ジャイロが使用される最低温度（ＴＬ℃）におけるＱ値（ＱＴＬ）との比「ＱＴＬ／Ｑ２５」を用いる。一般的なジャイロではＴＬが−１０℃であり、自動車等に用いる温度に関する仕様が厳しいの振動ジャイロではＴＬが−５０℃にもなる。そして、センサーの回路設計における精度を保つためには、振動ジャイロが使用される温度範囲において、室温でのＱ値に対する変化率を６０％程度以下に制限するのが好ましい。このため、最も変化率が大きくなる上記の「ＱＴＬ／Ｑ２５」は１．６以下を目標値とする。
【００１９】
ここで、Ｑ値は、振動子の動作環境（ガスの種類および圧力）に依存するダンピング効果（以下、「ガスダンピング効果」と呼ぶ。）と、振動子自体の機械的要因（振動子の構造および材質に起因する内部摩擦）に依存するダンピング効果（以下、「機械的ダンピング効果」と呼ぶ。）とにより決定される。そして、機械的ダンピング効果は圧力に左右されないが、ガスダンピング効果はパッケージ内の圧力が低いほど小さくなるため、Ｑ値を高くするためには、パッケージ内の圧力をできるだけ低くすることが望ましい。
【００２０】
一方、Ｑ値の温度係数は、パッケージ内の圧力が高い領域では、ガスダンピング効果の温度による変化率に支配され、圧力が低い領域では、機械的ダンピング効果の温度による変化率に支配される。しかも、ガスダンピング効果の温度による変化率は機械的ダンピング効果の温度による変化率より小さい。従って、Ｑ値の温度係数は、ガスダンピング効果の温度による変化率に支配される圧力が高い領域で小さくなる。このため、Ｑ値の温度係数を小さくするためには、パッケージ内の圧力を高くすることが望ましい。
【００２１】
以上のように、振動ジャイロのセンサー特性を左右するＱ値およびその温度係数の双方を満足するためには、パッケージ内の圧力をある特定範囲に調整する必要がある。本発明者らは、この観点から研究を重ねた結果、これらのバランスがよいパッケージ内の圧力範囲を知見した。
【００２２】
従って、本発明の第２の目的は、Ｑ値およびその温度係数のバランスがよい振動ジャイロおよびその製造方法を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を解決するためになされたものであり、下記の（ａ）に示すパッケージ、（ｂ）に示すパッケージの製造方法、（ｃ）に示す振動ジャイロおよび（ｄ）に示す振動ジャイロの製造方法を要旨とする。
【００２４】
（ａ） ２５℃における内圧が１．０〜１．０×１０２ Ｐａであることを特徴とするパッケージ。
【００２５】
（ｂ） 支持基板と封止基板とを有するパッケージを下記（１）〜（６）の工程により製造することを特徴とする上記（ａ）に記載のパッケージの製造方法。
（１）上記の支持基板に電子部品およびゲッター材を搭載した後、支持基板の接合部と封止基板の接合部との隙間にスペーサーを挿入した未接合パッケージを用意する工程
（２）上記の未接合パッケージを陽極接合装置のチャンバー内で保持し、３００〜４５０℃に加熱する工程
（３）上記チャンバー内の圧力を１．０×１０−２ Ｐａ以下とした後、希ガスを封入してチャンバー内の圧力を０．００３４×Ｔ０〜０．３４×Ｔ０ Ｐａ（但し、Ｔ０はチャンバー内の絶対温度）に調整する工程
（４）上記の圧力を維持した状態でスペーサーを抜き取り、封止基板の接合部と支持基板の接合部とを接触させる工程
（５）封止基板および支持基板のいずれか一方を陽極、他方を陰極として１５０〜２３０Ｖの電圧を負荷して仮接合する工程
（６）上記チャンバー内の圧力を１．０×１０−１ Ｐａ以下とした後、５００〜１０００Ｖの電圧を負荷して本接合する工程。
【００２６】
（ｃ） ２５℃における内圧が１．０〜１．０×１０２ Ｐａのパッケージで封止されたことを特徴とする振動ジャイロ。
【００２７】
（ｄ） 支持基板と封止基板とを有するパッケージで下記（１）〜（６）の工程により振動ジャイロを封止することを特徴とする上記（ｃ）に記載の振動ジャイロの製造方法。
（１）上記の支持基板に振動ジャイロおよびゲッター材を搭載した後、支持基板の接合部と封止基板の接合部との隙間にスペーサーを挿入した未接合パッケージを用意する工程
（２）上記の未接合パッケージを陽極接合装置のチャンバー内で保持し、３００〜４５０℃に加熱する工程
（３）上記チャンバー内の圧力を１．０×１０−２ Ｐａ以下とした後、希ガスを封入してチャンバー内の圧力を０．００３４×Ｔ０〜０．３４×Ｔ０ Ｐａ（但し、Ｔ０はチャンバー内の絶対温度）に調整する工程
（４）上記の圧力を維持した状態でスペーサーを抜き取り、封止基板の接合部と支持基板の接合部とを接触させる工程
（５）封止基板および支持基板のいずれか一方を陽極、他方を陰極として１５０〜２３０Ｖの電圧を負荷して仮接合する工程
（６）上記チャンバー内の圧力を１．０×１０−１ Ｐａ以下とした後、５００〜１０００Ｖの電圧を負荷して本接合する工程。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１〜３は、本発明のパッケージの製造方法を説明する断面図である。以下、本発明のパッケージの製造方法を各工程毎に説明する。
【００２９】
（Ａ） 工程（１）について
図１に示すように、本発明のパッケージの製造方法においては、まず、支持基板１に電子部品（例えば、振動ジャイロ）３およびゲッター材４を搭載し、この支持基板１の接合部と封止基板２の接合部との隙間にスペーサー５を挿入して、未接合パッケージ６を用意する。
【００３０】
ここで、ゲッター材としては、ＴｉとＺｒ−Ａｌ系合金またはＺｒ−Ｖ−Ｆｅ系合金との混合物などの非蒸発型ゲッターを使用することができる。また、支持基板および封止基板としては、一方をパイレックスガラス、他方をシリコンウエハで作製すればよく、両方をシリコンウエハから作製し、その一方にパイレックスガラスの薄膜をスパッタ蒸着したものを使用してもよい。また、パイレックスガラスに代えて、ソーダライム、カリウム・ソーダ・鉛、アルミノシリケート等の一般に陽極接合に用いられるガラスを用いてもよい。以下、支持基板としてパイレックスガラスを用い、封止基板としてシリコンを用いた場合について述べる。
【００３１】
（Ｂ） 工程（２）および（３）について
図２に示すように、この未接合パッケージ６は、陽極接合装置７のチャンバー内８のホットステージ９上で保持される。このホットステージ９は、後段の仮接合時および本接合時に各基板を加熱するために用いられる。
【００３２】
この状態で、真空ポンプによりチャンバー８内の圧力を減圧して１．０×１０−２ Ｐａ以下とした後、希ガスを封入してチャンバー８内の圧力を調整する。このようにチャンバー内を予め高真空状態とするのは、脱ガスを目的としてパイレックスガラスをプリベイクする際に高真空が有効であること、ゲッターの寿命を長くするためには、できる限り希ガス以外のガスを排除することが必要であることによる。そして、このように高真空状態とした後、封入する希ガスの量を調整してチャンバー内の圧力を調整することにより、パッケージ内の圧力を特定値にすることができる。
【００３３】
ここで、チャンバー内の温度をＴ０、パッケージの使用時の内圧、使用温度をＰ１、Ｔ１とするとき、チャンバー内の圧力Ｐ０は、Ｐ０＝Ｐ１・Ｔ０／Ｔ１で表される。このため、２５℃（２９８Ｋ）における内圧が１．０〜１．０×１０２ Ｐａであるパッケージを製造するためには、チャンバー内の圧力は０．００３４×Ｔ０〜０．３４×Ｔ０ Ｐａとする必要がある。
【００３４】
なお、封入する希ガスとしては、電球、蛍光灯の封入ガスとして実績があり、また、入手が容易で安価であるＡｒガスを使用するのが最も望ましいが、他の希ガスを使用してもよい。ただし、Ｈｅガスは、パイレックスガラスを透過するので、使用できない。
【００３５】
（Ｃ） 工程（４）および（５）について
図１（ｂ）に示すように、支持基板１と封止基板２との間に挿入されたスペーサー５により一定の隙間が存在するため、未接合パッケージ６内は、チャンバー８内と同じ圧力となる。この圧力を維持した状態で、スペーサー５を抜き取り、封止基板２の接合部と支持基板１の接合部とを接触させる。
【００３６】
続いて、図３に示すように、支持基板１および封止基板２のいずれか一方（図３では支持基板１）を陽極、他方（図３では封止基板２）を陰極として、電源１０で１５０〜２３０Ｖの電圧を負荷することにより、支持基板１の接合部と封止基板２の接合部とを仮接合する。この工程が本発明のパッケージの製造方法の最も重要な工程である。
【００３７】
前述のように、チャンバー内を希ガス雰囲気下とし、圧力を０．００３４×Ｔ０〜０．３４×Ｔ０ Ｐａに調整した状態で電子部品のパッケージを封止する際に、２３０Ｖを超える電圧を負荷すると放電が発生する。一方で、仮接合時に負荷する電圧が１５０Ｖ未満では接合できない。このため、仮接合の工程において負荷する電圧を１５０〜２３０Ｖとした。
【００３８】
仮接合時の加熱温度は、３００〜４５０℃の範囲とする。これは、３００℃未満の場合には、Ｎａイオンの移動が不十分となって接合が進みにくく、４５０℃を超えると、支持基板（例えば、シリコンウエハ）と封止基板（例えば、パイレックスガラス）との熱膨張係数の違いが大きくなって接合ができないからである。
【００３９】
仮接合時の電圧を負荷する時間は、短すぎると接合が不十分となる場合があるので、３分以上が望ましい。また、電圧を負荷する時間の上限は特に定めないが、内封するデバイスに不具合が生じる場合があるので、２０分以下が望ましい。
【００４０】
（Ｄ） 工程（６）について
上記工程（５）に示す方法で仮接合したパッケージは、そのままの状態でも内封した希ガスが漏れることはないが、デバイスの実使用を考慮すると接合強度が不十分である。このため、本発明のパッケージの製造方法では、パッケージを仮接合した後、チャンバー８内の圧力を１．０×１０−１ Ｐａ以下とした後、５００〜１０００Ｖの電圧を負荷して本接合する。
【００４１】
ここで、チャンバー内の圧力が１．０×１０−１ Ｐａを超える状態で５００〜１０００Ｖの電圧を負荷すると、放電が発生する。従って、本接合におけるチャンバー８内の圧力を１．０×１０−１ Ｐａ以下とした。
【００４２】
本接合における電圧が５００Ｖ未満では、接合強度が不十分でデバイスの信頼性が低下し、１０００Ｖを超えると、支持基板（例えば、シリコンウエハ）と封止基板（例えば、パイレックスガラス）の間で絶縁破壊が生じ、接合ができなくなることがある。従って、本接合の電圧を５００〜１０００Ｖとした。なお、本接合時の加熱温度は、仮接合時のそれと同様の理由から、３００〜４５０℃の範囲にあるのが望ましい。
【００４３】
本接合時の電圧を負荷する時間は、短すぎると接合強度が不十分となってデバイスの信頼性が低下することがあるので、３分以上が望ましい。また、電圧を負荷する時間の上限は特に定めないが、内封するデバイスに不具合が生じる場合があるので、２０分以下が望ましい。
【００４４】
前述のように、仮接合時および本接合時には接合部で酸素ガス等が発生し、パッケージ内の圧力を上昇させるが、パッケージ内にはゲッター材が搭載されているので、酸素ガス等は吸収される。一方、パッケージ内に封入された希ガスはゲッター材に吸収されないため、パッケージ内の圧力は、仮接合前に設定したチャンバー内の圧力に依存した特定圧力になる。
【００４５】
従って、本発明の製造方法において仮接合前のチャンバー内の圧力を調整することで、パッケージ内の圧力を容易に設定することができ、しかも、高電圧で行う本接合は高真空下で行われるので、パッケージ内の圧力が放電の発生しやすい圧力（０．００３４×Ｔ０〜０．３４×Ｔ０ Ｐａ）であっても、製造時に放電が発生することはない。
【００４６】
（Ｅ）振動ジャイロについて
２５℃における内圧が１．０〜１．０×１０２ Ｐａのパッケージにより封止された振動ジャイロは、要求されるＱ値およびその温度係数を満足させることができる。
【００４７】
従来、上記のダンピング効果を低減させてＱ値を向上させるため、振動ジャイロの作動環境を１．０×１０−１ Ｐａ程度またはそれ以下の高真空状態とすることが望ましいと考えられてきた。しかし、本発明者らの研究により、内圧を１．０〜１．０×１０２ Ｐａの範囲に調整したパッケージで振動ジャイロのＱ値およびその温度係数のバランスが最もよいことが判明した。
【００４８】
図４は、振動ジャイロを封止したパッケージ内の２５℃における圧力とＱ値の温度係数との関係を示す図であり、図５は、振動ジャイロを封止したパッケージ内の２５℃における圧力とＱ値との関係を示す図である。
【００４９】
なお、図４には、Ｑ値の温度係数の指標として、同一の振動ジャイロについて、２５℃におけるＱ値（Ｑ２５）と、これよりも低い温度（ＴＬ：−１０℃または−５０℃）におけるＱ値（ＱＴＬ）との比「ＱＴＬ／Ｑ２５」を示す。ＴＬが−１０℃の例は、一般的な振動ジャイロの使用環境、ＴＬが−５０℃の例は、温度に関する仕様が厳しい振動ジャイロの使用環境を想定したものであり、前述のように、「ＱＴＬ／Ｑ２５」は１．６以下を目標値とする。また、図の横軸には本発明の方法でコントロールしようとする２５℃におけるパッケージ内の圧力を示した。
【００５０】
図４の「□」に示すように、「Ｑ−１０／Ｑ２５」は、パッケージ内の圧力を上昇させると減少する傾向にあり、２５℃におけるパッケージ内の圧力が１．０ Ｐａのときには１．５程度であり、１００Ｐａ以上ではほとんど減少しなくなる。即ち、Ｑ値の温度係数は２５℃におけるパッケージ内の圧力が１．０ Ｐａ以上で良好である。また、図５に示すように、２５℃におけるパッケージ内の圧力の上昇とともにＱ値が減少し、１００ Ｐａを超える範囲では２０００未満となる。Ｑ値が２０００未満ではエネルギー損失が大きくなって、コリオリの力の検出感度が低下する。従って、振動ジャイロを封止するパッケージ内の圧力を１．０〜１．０×１０２ Ｐａとした。
【００５１】
一方、図４の「○」に示すように、「Ｑ−５０／Ｑ２５」もパッケージ内の圧力を上昇させると減少する傾向にある。「Ｑ−５０／Ｑ２５」は、２５℃におけるパッケージ内の圧力が１．０ Ｐａのときには２．３程度であるが、更に圧力を上昇させて１０Ｐａとすると１．６程度となり、良好な値となる。従って、高い精度が要求される振動ジャイロの場合には、パッケージ内の圧力は１０ Ｐａ以上とするのが望ましい。
【００５２】
【発明の効果】
本発明の製造方法によれば、パッケージ内の圧力の調整を容易に行うことができ、陽極接合時に放電が起きないパッケージの製造方法を提供することができる。このようにして製造したパッケージは、そのサイズが小さく、密閉性に優れる。また、このパッケージで振動ジャイロを封止すれば、Ｑ値およびその温度係数のバランスがよい振動ジャイロを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法における工程（１）の例を示す断面図である。
【図２】本発明の製造方法における工程（２）および（３）の例を示す断面図である。
【図３】本発明の製造方法における工程（４）〜（６）の例を示す断面図である。
【図４】振動ジャイロを封止したパッケージ内の２５℃における圧力とＱ値の温度係数との関係を示す図である。
【図５】振動ジャイロを封止したパッケージ内の２５℃における圧力とＱ値との関係を示す図である。
【図６】特許文献１において提案されている電子部品の製造方法を説明する断面図である。
【図７】特許文献２において提案されている電子部品の製造方法を説明する断面図である。
【符号の説明】
１．支持基板、２．封止基板、３．電子部品、４．ゲッター材、５．スペーサー、６．未封止パッケージ、７．陽極接合装置、８．チャンバー、９．ホットステージ、１０．電源、１１．電子部品、１２．キャビティ、１３．ゲッター材、１４．ゲッター室、１５．パッケージ、２１．電子部品、２２．パッケージ、２３．ガス抜き孔、２４．封止材
Claims (4)
- ２５℃における内圧が１．０〜１．０×１０２ Ｐａであることを特徴とするパッケージ。
- 支持基板と封止基板とを有するパッケージを下記（１）〜（６）の工程により製造することを特徴とする請求項１に記載のパッケージの製造方法。
（１）上記の支持基板に電子部品およびゲッター材を搭載した後、支持基板の接合部と封止基板の接合部との隙間にスペーサーを挿入した未接合パッケージを用意する工程
（２）上記の未接合パッケージを陽極接合装置のチャンバー内で保持し、３００〜４５０℃に加熱する工程
（３）上記チャンバー内の圧力を１．０×１０−２ Ｐａ以下とした後、希ガスを封入してチャンバー内の圧力を０．００３４×Ｔ０〜０．３４×Ｔ０ Ｐａ（但し、Ｔ０はチャンバー内の絶対温度）に調整する工程
（４）上記の圧力を維持した状態でスペーサーを抜き取り、封止基板の接合部と支持基板の接合部とを接触させる工程
（５）封止基板および支持基板のいずれか一方を陽極、他方を陰極として１５０〜２３０Ｖの電圧を負荷して仮接合する工程
（６）上記チャンバー内の圧力を１．０×１０−１ Ｐａ以下とした後、５００〜１０００Ｖの電圧を負荷して本接合する工程。 - ２５℃における内圧が１．０〜１．０×１０２ Ｐａのパッケージで封止されたことを特徴とする振動ジャイロ。
- 支持基板と封止基板とを有するパッケージで下記（１）〜（６）の工程により振動ジャイロを封止することを特徴とする請求項３に記載の振動ジャイロの製造方法。
（１）上記の支持基板に振動ジャイロおよびゲッター材を搭載した後、支持基板の接合部と封止基板の接合部との隙間にスペーサーを挿入した未接合パッケージを用意する工程
（２）上記の未接合パッケージを陽極接合装置のチャンバー内で保持し、３００〜４５０℃に加熱する工程
（３）上記チャンバー内の圧力を１．０×１０−２ Ｐａ以下とした後、希ガスを封入してチャンバー内の圧力を０．００３４×Ｔ０〜０．３４×Ｔ０ Ｐａ（但し、Ｔ０はチャンバー内の絶対温度）に調整する工程
（４）上記の圧力を維持した状態でスペーサーを抜き取り、封止基板の接合部と支持基板の接合部とを接触させる工程
（５）封止基板および支持基板のいずれか一方を陽極、他方を陰極として１５０〜２３０Ｖの電圧を負荷して仮接合する工程
（６）上記チャンバー内の圧力を１．０×１０−１ Ｐａ以下とした後、５００〜１０００Ｖの電圧を負荷して本接合する工程。
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