JP2010217189A - Method of manufacturing acceleration sensor - Google Patents

Method of manufacturing acceleration sensor Download PDF

Info

Publication number
JP2010217189A
JP2010217189A JP2010096719A JP2010096719A JP2010217189A JP 2010217189 A JP2010217189 A JP 2010217189A JP 2010096719 A JP2010096719 A JP 2010096719A JP 2010096719 A JP2010096719 A JP 2010096719A JP 2010217189 A JP2010217189 A JP 2010217189A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
substrate
opening
electrode
acceleration sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2010096719A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5143857B2 (en
Inventor
Teruya Fukaura
輝也 深浦
Shinichiro Katsuki
真一郎 香月
Yutaka Katahara
豊 片原
Seiji Shibata
誠司 柴田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2010096719A priority Critical patent/JP5143857B2/en
Publication of JP2010217189A publication Critical patent/JP2010217189A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5143857B2 publication Critical patent/JP5143857B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Pressure Sensors (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing an acceleration sensor for forming an opening facing an electrode on an upper substrate while suppressing an increase of the size of the acceleration sensor as a whole. <P>SOLUTION: In the method of manufacturing the acceleration sensor, a second substrate 20 is prepared in the following (A) to (E) processes. (A) A first layer 20D that contains glass as a component and is thinner than a first substrate 1 is prepared. (B) A second layer 20U that contains glass as a component and whose lateral width is narrower than that of the first layer 20D is prepared. (C) An opening 20a is formed at the first layer 20D by sandblasting. (D) After the process (C), the second layer 20U is arranged at a position above a sensor on the top surface of the first layer 20D. (E) After the process (D), the first layer 20D is joined to the second layer 20U by melting joint or positive-electrode joint by heating. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、加速度センサの製造方法に係る発明であり、例えば、電極部を臨む開口部を有する封止用上基板を有する加速度センサの製造方法に適用することができる。   The present invention relates to a method for manufacturing an acceleration sensor, and can be applied to a method for manufacturing an acceleration sensor having an upper substrate for sealing having an opening facing an electrode portion, for example.

加速度センサは、封止用上基板と封止用下基板と(以下、単に上基板、下基板と称する)により、センサ部等を封止する事により形成されている。また、加速度センサは、上基板と下基板との間に、センサ部や固定電極等と接続された電極部も有している。   The acceleration sensor is formed by sealing a sensor portion or the like with an upper substrate for sealing and a lower substrate for sealing (hereinafter simply referred to as an upper substrate and a lower substrate). The acceleration sensor also has an electrode portion connected to a sensor portion, a fixed electrode, or the like between the upper substrate and the lower substrate.

当該電極部を外部のワイヤー配線と接続されるために、従来、上基板に開口部を設けていた。   In order to connect the electrode part to an external wire wiring, an opening is conventionally provided in the upper substrate.

具体的に、上基板に電極部を臨む開口部を形成し、当該開口部内から上基板の上面に至る、電極部と接続された電極用配線を形成していた。そして、上基板の上面において、当該電極用配線と外部からのワイヤー配線とは、ワイヤボンディング接続されていた。これにより、ワイヤー配線、電極用配線を介して電極部と外部機器とを接続し、外部からセンサ部等の電位の取り出し等を行っていた。   Specifically, an opening facing the electrode portion is formed on the upper substrate, and an electrode wiring connected to the electrode portion from the opening to the upper surface of the upper substrate is formed. And on the upper surface of the upper substrate, the electrode wiring and the wire wiring from the outside are connected by wire bonding. Thereby, the electrode part and the external device are connected via the wire wiring and the electrode wiring, and the potential of the sensor part and the like is taken out from the outside.

ここで、センサ部を外部圧力から保護する目的のために、上基板、下基板の厚さは、少なくとも300〜400μm以上は必要であった。   Here, for the purpose of protecting the sensor unit from external pressure, the thickness of the upper substrate and the lower substrate is required to be at least 300 to 400 μm.

当該厚さの上基板に対して開口部を形成する方法として、次のような方法が従来技術として採用されていた。   As a method for forming an opening with respect to the upper substrate of the thickness, the following method has been adopted as a conventional technique.

つまり、サンドブラスト加工により、所定の厚さまで上基板に未貫通の窪みを形成し、その後、センサ部等を封止するように当該上基板と下基板とを接合していた。その後、当該窪みに対して等方性エッチングを施すことにより、上基板に貫通した開口部を形成していた。   That is, a non-penetrating recess is formed in the upper substrate to a predetermined thickness by sandblasting, and then the upper substrate and the lower substrate are bonded so as to seal the sensor unit and the like. After that, isotropic etching was performed on the recess to form an opening penetrating the upper substrate.

例えば、400μm程度の厚さを有する上基板に開口部を形成する場合には、まず、サンドブラスト加工処理により、深さ300μm程度の窪みを形成する。その後、等方性エッチング処理により、当該窪みの底部に存する100μm程度の厚さの上基板を完全に除去する。当該等方性エッチング処理の際、上基板の上面も全体的に100μm程度除去する。   For example, when forming an opening in an upper substrate having a thickness of about 400 μm, first, a recess having a depth of about 300 μm is formed by sandblasting. Thereafter, the upper substrate having a thickness of about 100 μm existing at the bottom of the recess is completely removed by an isotropic etching process. During the isotropic etching process, the entire upper surface of the upper substrate is also removed by about 100 μm.

以上により、厚さ300μm程度の上基板に貫通した開口部が形成される。   Thus, an opening penetrating the upper substrate having a thickness of about 300 μm is formed.

また、等方性エッチングを用いずに、サンドブラスト加工処理のみにより、上基板に貫通した開口部を形成する技術も存する。   There is also a technique for forming an opening penetrating the upper substrate only by sandblasting processing without using isotropic etching.

なお、上基板に開口部が形成されている、従来技術に係る加速度センサとして、例えば特許文献1がある。   As an acceleration sensor according to the prior art in which an opening is formed in the upper substrate, there is, for example, Patent Document 1.

特開平10−115635号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-115635

上記サンドブラスト加工処理を施した後に、等方性エッチング処理を施すことにより、上基板に開口部を形成する技術を採用した場合、又はサンドブラスト加工処理のみにより開口部を形成する技術を採用した場合には、以下に示す問題点があった。   When the technology for forming the opening in the upper substrate is adopted by applying the isotropic etching treatment after the sandblasting treatment, or when the technology for forming the opening only by the sandblasting treatment is adopted. Had the following problems.

つまり、サンドブラスト処理および等方性エッチングにより開口部を形成していたので、横方向にも上基板は除去されてしまい、開口部の開口径が大きくなっていた(厚さ300μm程度の上基板において、開口部の底部で50〜200μm程度、開口部の上部で400μm程度)。   That is, since the opening was formed by sandblasting and isotropic etching, the upper substrate was also removed in the lateral direction, and the opening diameter of the opening was increased (in the upper substrate having a thickness of about 300 μm). , About 50 to 200 μm at the bottom of the opening, and about 400 μm at the top of the opening).

ところで、空洞部を完全に封止するためには、電極部は、当該開口部の底面を隙間無く塞ぐ必要がある。しがたって、電極部は、予想される開口部の最大開口径よりも大きな寸法に設計する必要がある(つまり、電極部の寸法=予想される最大開口径+マージン寸法)。   By the way, in order to completely seal the hollow portion, the electrode portion needs to block the bottom surface of the opening portion without any gap. Therefore, the electrode portion needs to be designed to have a size larger than the maximum opening diameter of the expected opening (that is, the size of the electrode portion = the expected maximum opening diameter + the margin size).

そうすると、上記従来技術の場合、予想される開口部の最大開口径は400μmであるので、電極部の寸法は、400μmよりも大きくする必要がある。このように、上記従来技術の場合には、開口部の予想される最大開口径(具体的には、開口部の上部における開口径)が大きかったので、電極部の寸法は、さらに大きく設定されていた。   Then, in the case of the above-described prior art, the expected maximum opening diameter is 400 μm, so the size of the electrode portion needs to be larger than 400 μm. Thus, in the case of the above prior art, the expected maximum opening diameter of the opening (specifically, the opening diameter at the top of the opening) was large, so the dimensions of the electrode part were set to be larger. It was.

上記により、従来技術では、電極部の寸法が大きくならざるを得なかったので、結果として、加速度センサ全体の大きさが大きくせざるを得なかったという問題点を有していた。   As described above, in the prior art, the size of the electrode portion has to be increased, and as a result, the entire size of the acceleration sensor has to be increased.

そこで、この発明は、加速度センサ全体の大きさの増大を抑制しつつ、電極部を臨む開口部を上基板に形成することができる加速度センサの製造方法を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an acceleration sensor manufacturing method capable of forming an opening facing an electrode portion on an upper substrate while suppressing an increase in the size of the entire acceleration sensor.

上記の目的を達成するために、本発明に係る加速度センサの製造方法は、第一基板と、前記第一基板と対向して配置される第一の層と前記第一の層の一部の上面に形成される一又は複数の第二の層とから構成される第二基板と、前記第一基板と前記第二基板との対向間に形成され封止された空洞部に配設されるセンサ部とを、備えており、前記第二の層は、前記センサ部の上方のみに形成されており、前記第一基板と前記第二基板とに挟持されており、前記空洞部を囲繞する枠体と、前記空洞部に配設されており、前記センサ部および前記枠体のいずれかと接続される電極部と、前記第一の層において、前記電極部の上面を臨むように形成される開口部と、前記開口部に形成されており、前記電極部と接続する電極用配線とを、さらに備えている加速度センサの製造方法であって、前記第二基板は、(A)ガラスを構成要素として含み、前記第一基板より厚さの薄い前記第一の層を用意する工程と、(B)ガラスを構成要素として含み、前記第一の層よりも横幅の狭い、第二の層を用意する工程と、(C)サンドブラスト加工処理により、前記第一の層に前記開口部を形成する工程と、(D)前記工程(C)の後に、前記第一の層上面における前記センサ部の上方となる位置に、前記第二の層を配設する工程と、(E)前記工程(D)の後、加熱による溶融接合または陽極接合により、前記第一の層と前記第二の層とを接合する工程とにより、作成されることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a method of manufacturing an acceleration sensor according to the present invention includes a first substrate, a first layer disposed to face the first substrate, and a part of the first layer. A second substrate composed of one or a plurality of second layers formed on the upper surface, and a sealed cavity formed and sealed between the first substrate and the second substrate. And the second layer is formed only above the sensor unit, is sandwiched between the first substrate and the second substrate, and surrounds the cavity portion. A frame body, an electrode portion that is disposed in the cavity portion and is connected to one of the sensor portion and the frame body, and the first layer is formed so as to face an upper surface of the electrode portion. An opening, and an electrode wiring formed in the opening and connected to the electrode. The second substrate includes (A) a step of preparing the first layer including glass as a constituent element and being thinner than the first substrate, and (B) glass. And a step of preparing a second layer having a width narrower than that of the first layer, and (C) a step of forming the opening in the first layer by sandblasting, (D) After the step (C), the step of disposing the second layer at a position above the sensor portion on the upper surface of the first layer; and (E) after the step (D). And the step of bonding the first layer and the second layer by fusion bonding by heating or anodic bonding.

本発明に係る加速度センサの製造方法は、第一基板と、前記第一基板と対向して配置される第一の層と前記第一の層の一部の上面に形成される一又は複数の第二の層とから構成される第二基板と、前記第一基板と前記第二基板との対向間に形成され封止された空洞部に配設されるセンサ部とを、備えており、前記第二の層は、前記センサ部の上方のみに形成されており、前記第一基板と前記第二基板とに挟持されており、前記空洞部を囲繞する枠体と、前記空洞部に配設されており、前記センサ部および前記枠体のいずれかと接続される電極部と、前記第一の層において、前記電極部の上面を臨むように形成される開口部と、前記開口部に形成されており、前記電極部と接続する電極用配線とを、さらに備えている加速度センサの製造方法であって、前記第二基板は、(A)ガラスを構成要素として含み、前記第一基板より厚さの薄い前記第一の層を用意する工程と、(B)ガラスを構成要素として含み、前記第一の層よりも横幅の狭い、第二の層を用意する工程と、(C)サンドブラスト加工処理により、前記第一の層に前記開口部を形成する工程と、(D)前記工程(C)の後に、前記第一の層上面における前記センサ部の上方となる位置に、前記第二の層を配設する工程と、(E)前記工程(D)の後、加熱による溶融接合または陽極接合により、前記第一の層と前記第二の層とを接合する工程とにより、作成される。   The acceleration sensor manufacturing method according to the present invention includes a first substrate, a first layer disposed opposite to the first substrate, and one or a plurality of upper surfaces formed on a part of the first layer. A second substrate composed of a second layer, and a sensor unit disposed in a sealed cavity formed between the first substrate and the second substrate, The second layer is formed only above the sensor unit, is sandwiched between the first substrate and the second substrate, and includes a frame body that surrounds the cavity portion, and is disposed in the cavity portion. An electrode portion connected to either the sensor portion or the frame, an opening formed in the first layer so as to face an upper surface of the electrode portion, and formed in the opening And a method of manufacturing an acceleration sensor, further comprising electrode wiring connected to the electrode portion. The second substrate includes (A) glass as a constituent element, the step of preparing the first layer having a thickness smaller than that of the first substrate, and (B) glass as a constituent element, A step of preparing a second layer having a narrower width than the first layer, (C) a step of forming the opening in the first layer by sandblasting, and (D) the step (C ), The step of disposing the second layer at a position above the sensor portion on the upper surface of the first layer, and (E) the fusion bonding or anode by heating after the step (D). It is created by joining the first layer and the second layer by joining.

したがって、第二の層が形成されていない領域の第一の層に、サンドブラスト処理により、電極封止用の開口部を設けられるので、当該第一の層において、最大開口径の小さな当該開口部を形成することができる。これは、第一の層の層厚は比較的薄いからである。また、センサ部の上方は、第一の層および第二の層で覆われている。したがって、センサ部上方の層厚は厚くなっているので、外部圧力からセンサ部等を強固に保護することができる。   Therefore, since the opening for electrode sealing is provided by sandblasting in the first layer in the region where the second layer is not formed, the opening having a small maximum opening diameter is provided in the first layer. Can be formed. This is because the thickness of the first layer is relatively thin. The upper part of the sensor unit is covered with a first layer and a second layer. Therefore, since the layer thickness above the sensor portion is increased, the sensor portion and the like can be strongly protected from external pressure.

実施の形態1に係る加速度センサの全体構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating an overall configuration of an acceleration sensor according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る加速度センサの構成を示す拡大断面図である。2 is an enlarged cross-sectional view showing a configuration of an acceleration sensor according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る加速度センサの製造方法を説明するための工程断面図である。FIG. 6 is a process cross-sectional view for explaining the method of manufacturing the acceleration sensor according to the first embodiment. 実施の形態1に係る加速度センサの製造方法を説明するための工程断面図である。FIG. 6 is a process cross-sectional view for explaining the method of manufacturing the acceleration sensor according to the first embodiment. 実施の形態1に係る加速度センサの製造方法を説明するための工程断面図である。FIG. 6 is a process cross-sectional view for explaining the method of manufacturing the acceleration sensor according to the first embodiment. 実施の形態1に係る加速度センサの製造方法を説明するための工程断面図である。FIG. 6 is a process cross-sectional view for explaining the method of manufacturing the acceleration sensor according to the first embodiment. 実施の形態1に係る加速度センサの製造方法を説明するための工程断面図である。FIG. 6 is a process cross-sectional view for explaining the method of manufacturing the acceleration sensor according to the first embodiment. 実施の形態1に係る加速度センサの製造方法を説明するための工程断面図である。FIG. 6 is a process cross-sectional view for explaining the method of manufacturing the acceleration sensor according to the first embodiment. 実施の形態1に係る加速度センサの製造方法を説明するための工程断面図である。FIG. 6 is a process cross-sectional view for explaining the method of manufacturing the acceleration sensor according to the first embodiment. 実施の形態1に係る加速度センサの製造方法を説明するための工程断面図である。FIG. 6 is a process cross-sectional view for explaining the method of manufacturing the acceleration sensor according to the first embodiment. 実施の形態1に係る加速度センサの製造方法を説明するための工程断面図である。FIG. 6 is a process cross-sectional view for explaining the method of manufacturing the acceleration sensor according to the first embodiment. 実施の形態1に係る加速度センサの問題点を説明するための断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a problem of the acceleration sensor according to the first embodiment. 実施の形態2に係る加速度センサの構成を示す拡大断面図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view illustrating a configuration of an acceleration sensor according to a second embodiment. 実施の形態3に係る加速度センサの構成を示す拡大断面図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view illustrating a configuration of an acceleration sensor according to a third embodiment.

以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof.

<実施の形態1>
図1に、本実施の形態1に係る加速度センサの構成を示す断面図を示す。また、図2は、図1に示した加速度センサの電極部7および開口部2a付近の構成を示した拡大断面図である。ここで、可動質量体4と固定電極5とを合わせて、センサ部と称する。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of the acceleration sensor according to the first embodiment. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a configuration in the vicinity of the electrode portion 7 and the opening 2a of the acceleration sensor shown in FIG. Here, the movable mass body 4 and the fixed electrode 5 are collectively referred to as a sensor unit.

なお、実際の加速度センサは、可動質量体4や固定電極5等の形状が図1,2に示す形状よりも、複雑な構成のものである。しかし、図1,2では、簡略化のために、当該可動質量体および固定電極5の形状等は、簡素化している。   The actual acceleration sensor has a more complicated configuration than the shapes shown in FIGS. 1 and 2 in the shape of the movable mass body 4 and the fixed electrode 5. However, in FIGS. 1 and 2, the shapes of the movable mass body and the fixed electrode 5 are simplified for simplification.

図1,2に示すように、封止用第一基板(以下単に、第一基板と称する)1と対向して、封止用多層第二基板(以下単に、多層第二基板と称する)2が配設されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, a sealing multi-layer second substrate (hereinafter simply referred to as a multi-layer second substrate) 2 opposed to a sealing first substrate (hereinafter simply referred to as a first substrate) 1. Is arranged.

ここで、第一基板1は、例えばガラスで構成されており、その厚さは400μm程度である。   Here, the 1st board | substrate 1 is comprised, for example with glass, The thickness is about 400 micrometers.

また、多層第二基板2は、複数の層から構成されている。つまり、多層第二基板2は、下層から、ガラス層・低融点ガラス層(またはシリコン層)・ガラス層の順に積層された積層構造を有している。ここで、多層第二基板2を構成する各層の厚さは、100μm程度である。   The multilayer second substrate 2 is composed of a plurality of layers. That is, the multilayer second substrate 2 has a laminated structure in which a glass layer, a low melting point glass layer (or silicon layer), and a glass layer are laminated in this order from the lower layer. Here, the thickness of each layer constituting the multilayer second substrate 2 is about 100 μm.

また、第一基板1と多層第二基板2との対向間には、封止された空洞部3が形成されている。当該空洞部3内には、可動質量体4が配設されている。ここで、可動質量体4は、当該空洞部3内での可動が自由に行うことができるように構成されている。   A sealed cavity 3 is formed between the first substrate 1 and the multilayer second substrate 2 facing each other. A movable mass body 4 is disposed in the cavity 3. Here, the movable mass body 4 is configured to be freely movable in the cavity 3.

また、空洞部3内の可動質量体4の近傍には、所定の空間を隔てて固定電極5が配設されている。   Further, a fixed electrode 5 is disposed in the vicinity of the movable mass body 4 in the cavity 3 with a predetermined space therebetween.

なお、上述したように、可動質量体4と固定電極5とにより、センサ部が構成されている。   As described above, the movable mass body 4 and the fixed electrode 5 constitute a sensor unit.

可動質量体4と固定電極5との間で生じる静電気力の変化を観測することにより、加速度センサにかかる加速度を測定することができる。   By observing a change in electrostatic force generated between the movable mass body 4 and the fixed electrode 5, the acceleration applied to the acceleration sensor can be measured.

また、第一基板1と多層第二基板2とに挟持されるようにして、枠体6が形成されている。ここで、枠体6は、空洞部3を囲繞するように形成されている。   A frame 6 is formed so as to be sandwiched between the first substrate 1 and the multilayer second substrate 2. Here, the frame 6 is formed so as to surround the cavity 3.

また、前記空洞部3には、電極部7が配設されている。当該電極部7は、センサ部(可動質量体4、固定電極5)および枠体6のいずれかと接続されている。   Further, an electrode portion 7 is disposed in the cavity portion 3. The electrode part 7 is connected to either the sensor part (the movable mass body 4, the fixed electrode 5) or the frame body 6.

例えば、電極部7が可動質量体4(固定電極部5)の電位を取り出すための電極であるなら、当該電極部7は可動質量体4(固定電極5)と接続される。また、例えば、電極部7が枠体6の電位を接地電位に設定するための電極であるならば、当該電極部7は枠体6と接続される。   For example, if the electrode part 7 is an electrode for extracting the potential of the movable mass body 4 (fixed electrode part 5), the electrode part 7 is connected to the movable mass body 4 (fixed electrode 5). For example, if the electrode part 7 is an electrode for setting the potential of the frame body 6 to the ground potential, the electrode part 7 is connected to the frame body 6.

また、多層第二基板2には、電極取出し用の開口部2aが形成されている。開口部2aは、多層第二基板2の上面から下面に至って形成されている(つまり、多層第二基板2において、上層から下層に至って貫通するように、開口部2aが形成されている。)。また、開口部2aの底面からは、電極部7が露出している(つまり、電極部7の上面を臨むように開口部2aは形成されている)。開口部2aの開口径は、底部において50〜200μm程度であり、上部において200〜300μm程度である。   The multilayer second substrate 2 is formed with an opening 2a for extracting an electrode. The opening 2a is formed from the upper surface to the lower surface of the multilayer second substrate 2 (that is, the opening 2a is formed in the multilayer second substrate 2 so as to penetrate from the upper layer to the lower layer). . Further, the electrode part 7 is exposed from the bottom surface of the opening part 2a (that is, the opening part 2a is formed so as to face the upper surface of the electrode part 7). The opening diameter of the opening 2a is about 50 to 200 μm at the bottom and about 200 to 300 μm at the top.

また、開口部2aの内部には、電極用配線8が形成されている。電極用配線8は、電極部7と接続しており、開口部2a内から多層第二基板2の上面の一部に至って形成されている。なお、電極用配線8の膜厚は、3μm程度である。   An electrode wiring 8 is formed inside the opening 2a. The electrode wiring 8 is connected to the electrode portion 7 and is formed from the inside of the opening 2 a to a part of the upper surface of the multilayer second substrate 2. The film thickness of the electrode wiring 8 is about 3 μm.

また、多層第二基板2の上面に配設されている電極用配線8には、ワイヤー配線9がボンディング接続されている。したがって、外部機器と電極部7との間での、電位の取り出しや接地電位の設定等は、当該ワイヤー配線9および電極用配線8を介して行われる。   A wire wiring 9 is bonded to the electrode wiring 8 disposed on the upper surface of the multilayer second substrate 2. Accordingly, the extraction of the potential, the setting of the ground potential, and the like between the external device and the electrode unit 7 are performed through the wire wiring 9 and the electrode wiring 8.

次に、本実施の形態に係る加速度センサの製造方法について説明する。   Next, a method for manufacturing the acceleration sensor according to the present embodiment will be described.

まずはじめに、図3に示すように、多層第二基板2を構成するガラス層2A、低融点ガラス層(またはシリコン層)2B、ガラス層2Cを用意する。   First, as shown in FIG. 3, a glass layer 2A, a low-melting glass layer (or silicon layer) 2B, and a glass layer 2C constituting the multilayer second substrate 2 are prepared.

そして、図3に示すように、上記各層2A,2B,2Cに対して、別個独立に、貫通孔である開口部2aa,2ab,2acを各々形成する。当該開口部2aa〜2acの形成は、例えばサンドブラスト加工により行われる。   Then, as shown in FIG. 3, openings 2aa, 2ab, 2ac, which are through-holes, are formed on the respective layers 2A, 2B, 2C separately and independently. The openings 2aa to 2ac are formed by, for example, sandblasting.

ここで、層厚100μm程度の各層2A,2B,2Cに対してサンドブラスト加工処理により、開口部2aa〜2acが形成される。また、サンドブラスト開口処理により形成された開口部2aa〜2acの断面形状は、すり鉢状である(図面では、矩形状で示している)。   Here, the openings 2aa to 2ac are formed by the sand blasting process for each of the layers 2A, 2B, and 2C having a layer thickness of about 100 μm. Moreover, the cross-sectional shape of the openings 2aa to 2ac formed by the sandblast opening process is a mortar shape (shown as a rectangular shape in the drawing).

したがって、開口部2aa〜2acの底部における開口径が約50〜200μm程度であるなら、開口部2aa〜2acの上部における開口径は、200〜300μm程度となる。   Therefore, if the opening diameter at the bottom of the openings 2aa to 2ac is about 50 to 200 μm, the opening diameter at the top of the openings 2aa to 2ac is about 200 to 300 μm.

なお、各層2A〜2Cにおいて、開口部2aa〜2acの開口径の大きさおよび断面形状は、全てほぼ同一である。   In each of the layers 2A to 2C, the opening diameters and the cross-sectional shapes of the openings 2aa to 2ac are almost the same.

次に、図4に示すように、開口部2aa〜2acの開口径の中心が揃うように位置調整しながら、各層2A〜2Cを重ね合わせる。そして、当該重ね合わせ後に、各層2A〜2Cの接合処理を施す。   Next, as shown in FIG. 4, the layers 2 </ b> A to 2 </ b> C are overlapped while adjusting the position so that the centers of the opening diameters of the openings 2 aa to 2 ac are aligned. And after the said superposition | superposition, the joining process of each layer 2A-2C is given.

ここで、中間層として低融点ガラス層2Bを用いた場合には、熱処理により各層2A〜2Cを溶着接合する。また、中間層としてシリコン層2Bを用いた場合には、陽極接合により各層2A〜2Cを接合する。これにより、小さい開口径の開口部2aを備える多層第二基板2が形成される。   Here, when the low-melting glass layer 2B is used as the intermediate layer, the layers 2A to 2C are welded and joined by heat treatment. When the silicon layer 2B is used as the intermediate layer, the layers 2A to 2C are bonded by anodic bonding. Thereby, the multilayer 2nd board | substrate 2 provided with the opening part 2a of a small opening diameter is formed.

一方、厚さ625μm程度のバルクのシリコン10を用意する。そして、異方性エッチング処理を施すことにより、当該シリコン10の上面の一部(後に形成される可動質量体4の上方)を約10μm程度除去する。当該異方性エッチング処理後のシリコン10の様子を図5に示す。   On the other hand, a bulk silicon 10 having a thickness of about 625 μm is prepared. Then, by performing an anisotropic etching process, a part of the upper surface of the silicon 10 (above the movable mass 4 to be formed later) is removed by about 10 μm. The state of the silicon 10 after the anisotropic etching process is shown in FIG.

次に、図5に示したシリコン10の上面と、図4に示した多層第二基板2の下面とを、陽極接合により接合する。当該陽極接合後の様子を図6に示す。   Next, the upper surface of the silicon 10 shown in FIG. 5 and the lower surface of the multilayer second substrate 2 shown in FIG. 4 are joined by anodic bonding. The state after the anodic bonding is shown in FIG.

次に、上記陽極接合後のシリコン10の下面に対して研磨処理を施すことにより、図7に示すように、シリコン10の厚さを57μm程度にする。   Next, by polishing the lower surface of the silicon 10 after the anodic bonding, the thickness of the silicon 10 is reduced to about 57 μm as shown in FIG.

次に、上記研磨処理後のシリコン10の下面に対して異方性エッチング処理を施す。これにより、図8に示すように、シリコン10対して、センサ部(可動質量体4および固定電極5)、電極部7および枠体6等をパターニングする。   Next, an anisotropic etching process is performed on the lower surface of the silicon 10 after the polishing process. Thereby, as shown in FIG. 8, the sensor part (the movable mass body 4 and the fixed electrode 5), the electrode part 7, the frame body 6 and the like are patterned for the silicon 10.

他方、ガラス等で構成された厚さ400μm程度の第一基板1を用意する。そして、当該第一基板1の上面を異方性エッチング処理により、一部除去する。当該除去後の様子を図9に示す。   On the other hand, a first substrate 1 made of glass or the like and having a thickness of about 400 μm is prepared. Then, a part of the upper surface of the first substrate 1 is removed by anisotropic etching. The state after the removal is shown in FIG.

次に、図10に示すように、図8に示したシリコン10の下面と、図9に示した第一基板1の上面とを、陽極接合により接合する。   Next, as shown in FIG. 10, the lower surface of the silicon 10 shown in FIG. 8 and the upper surface of the first substrate 1 shown in FIG. 9 are joined by anodic bonding.

図10に示すように、多層第二基板2と第一基板1との間には、空洞部3が形成され、当該空洞部3内に、センサ部(可動質量体4、固定電極5)、電極部7が配設されている。また、空洞部3を囲繞するように枠体6が形成されており、当該枠体6は、外周部において多層第二基板2と第一基板1とで挟持されている。なお、可動質量体4は、空洞部3内において自由に可動できるように配設されている。   As shown in FIG. 10, a cavity 3 is formed between the multilayer second substrate 2 and the first substrate 1, and in the cavity 3, a sensor unit (movable mass body 4, fixed electrode 5), An electrode portion 7 is provided. A frame 6 is formed so as to surround the cavity 3, and the frame 6 is sandwiched between the multilayer second substrate 2 and the first substrate 1 at the outer periphery. The movable mass body 4 is disposed so as to be freely movable in the cavity 3.

次に、図10で示した構造に対して上方から、アルミニウムの蒸着処理を施す。当該蒸着処理により、図11に示すように、厚さ3μm程度のアルミニウム製の電極用配線8が配設される。電極用配線8は、開口部2a内から多層第二基板2の上面の一部に至って形成されている。また、電極用配線8は、開口部2aの底部において電極部7と接続されている。さらに、多層第二基板2の上面において、電極用配線8は、平面視において略矩形状に形成されている。   Next, an aluminum deposition process is performed on the structure shown in FIG. 10 from above. By the vapor deposition process, as shown in FIG. 11, an aluminum electrode wiring 8 having a thickness of about 3 μm is disposed. The electrode wiring 8 is formed from the opening 2 a to a part of the upper surface of the multilayer second substrate 2. The electrode wiring 8 is connected to the electrode portion 7 at the bottom of the opening 2a. Furthermore, on the upper surface of the multilayer second substrate 2, the electrode wiring 8 is formed in a substantially rectangular shape in plan view.

その後、多層第二基板2の上面において配設されている電極用配線8に対して、ワイヤー配線9を接続する。当該接続は、超音波によるワイヤーボンディング処理により行うことができる。   Thereafter, the wire wiring 9 is connected to the electrode wiring 8 disposed on the upper surface of the multilayer second substrate 2. The connection can be performed by a wire bonding process using ultrasonic waves.

以上までの工程により、図1,2に示した構成の加速度センサが完成する。   The acceleration sensor configured as shown in FIGS. 1 and 2 is completed through the above steps.

本実施の形態に係る加速度センサは、上記のように、多層第二基板2が複数層2A〜2Cから構成されている。したがって、各層2A〜2Cの厚さは、多層第二基板2全体の厚さより薄くなるので、以下に示す効果を有する。   In the acceleration sensor according to the present embodiment, as described above, the multilayer second substrate 2 is composed of a plurality of layers 2A to 2C. Accordingly, the thickness of each of the layers 2A to 2C is thinner than the entire thickness of the multilayer second substrate 2, and thus has the following effects.

サンドブラスト加工処理により開口部2aを形成する場合、当該開口部2aの断面形状は、擂り鉢状になる。つまり、開口部の底部から上部にかけて開口部の開口径が大きくなる。したがって、当該サンドブラスト加工処理により、厚さの厚い第二基板に対して開口部2aを形成すると、開口部2aの上部の開口径が大変大きくなる。   When the opening 2a is formed by sandblast processing, the cross-sectional shape of the opening 2a is a bowl shape. That is, the opening diameter of the opening increases from the bottom to the top of the opening. Therefore, when the opening 2a is formed on the thick second substrate by the sandblasting process, the opening diameter of the upper portion of the opening 2a becomes very large.

例えば、300μm程度の厚さの第二基板に対して、開口部2a形成のため、サンドブラスト加工処理を施したとする。この場合、開口部2aの底部における開口径の大きさが50〜200μm程度であるなら、開口部の上部において開口径の大きさは400μm程度以上となる。   For example, it is assumed that a sandblasting process is performed on the second substrate having a thickness of about 300 μm to form the opening 2a. In this case, if the opening diameter at the bottom of the opening 2a is about 50 to 200 μm, the opening diameter at the top of the opening is about 400 μm or more.

しかし、本実施の形態に係る加速度センサを採用した場合には、厚さの薄い各層2A〜2C毎に、別個独立に開口部2aa〜2acを形成することことができる。したがって、各開口部2aa〜2acの上部における開口径の大きさを抑制することができ、結果として、多層第二基板2の開口部2aの上部における径の大きさをより小さくすることができる。   However, when the acceleration sensor according to the present embodiment is employed, the openings 2aa to 2ac can be formed independently for each of the thin layers 2A to 2C. Therefore, the magnitude | size of the opening diameter in the upper part of each opening part 2aa-2ac can be suppressed, As a result, the magnitude | size of the diameter in the upper part of the opening part 2a of the multilayer 2nd board | substrate 2 can be made smaller.

例えば、100μm程度の厚さの各層2A〜2Cに対して、開口部2aa〜2ac形成のため、サンドブラスト加工処理を施したとする。この場合、開口部2aa〜2acの底部における開口径の大きさが50〜200μm程度であるなら、開口部2aa〜2acの上部において開口径の大きさは200〜300μm程度となる。   For example, it is assumed that sandblasting is performed on the layers 2A to 2C having a thickness of about 100 μm to form the openings 2aa to 2ac. In this case, if the size of the opening diameter at the bottom of the openings 2aa to 2ac is about 50 to 200 μm, the size of the opening diameter at the top of the openings 2aa to 2ac is about 200 to 300 μm.

したがって、多層第二基板2の開口部2aの開口径の大きさも、上部において約200〜300μmとなる(開口部2aの底部では径の大きさは、50〜200μm程度である)。   Accordingly, the opening diameter of the opening 2a of the multilayer second substrate 2 is also about 200 to 300 μm at the top (the diameter is about 50 to 200 μm at the bottom of the opening 2a).

上記したように、電極部7は、予想される開口部2aの最大径よりも大きな寸法に設計する必要がある。そして、上記従来技術の場合、開口部の底部における開口径が50〜200μm程度であるとするなら、電極部の寸法は、予想される最大開口径の400μmよりも大きい必要がある。   As described above, the electrode part 7 needs to be designed to have a size larger than the expected maximum diameter of the opening 2a. And in the case of the said prior art, if the opening diameter in the bottom part of an opening part shall be about 50-200 micrometers, the dimension of an electrode part needs to be larger than 400 micrometers of the estimated maximum opening diameter.

しかし、本実施の形態に係る加速度センサを適用すると、開口部2aの底部における開口径が50〜200μm程度であるとするなら、電極部3の寸法は、開口部2aの予想される最大開口径200μm〜300μmより大きければ良い。   However, when the acceleration sensor according to the present embodiment is applied, if the opening diameter at the bottom of the opening 2a is about 50 to 200 μm, the size of the electrode 3 is the expected maximum opening diameter of the opening 2a. What is necessary is just to be larger than 200 micrometers-300 micrometers.

両者の比較から分かるように、本実施の形態に係る加速度センサの方が、電極部3の寸法を小さく設定することができる。   As can be seen from comparison between the two, the acceleration sensor according to the present embodiment can set the size of the electrode portion 3 to be smaller.

このように、本実施の形態に係る加速度センサを採用することにより、電極部7の寸法を小さくできるので、結果として、加速度センサ全体の大きさを小さくすることができる。つまり、本実施の形態に係る加速度センサを採用することにより、加速度センサ全体の大きさの増大を抑制しつつ、電極部7を臨む開口部2aを第二基板2に形成することができる。   Thus, since the dimension of the electrode part 7 can be made small by employ | adopting the acceleration sensor which concerns on this Embodiment, as a result, the magnitude | size of the whole acceleration sensor can be made small. That is, by adopting the acceleration sensor according to the present embodiment, it is possible to form the opening 2a facing the electrode portion 7 in the second substrate 2 while suppressing an increase in the size of the entire acceleration sensor.

なお、各部材の材質および寸法等は一例であり、これに限る必要はない。特に、多層第二基板2を構成する各層2A〜2Cの層数は、上記のように3層に限る必要はなく、例えば、2層であっても、もしくは4層以上であって良い。なお、多層第二基板2の層数を増やせば増やすほど、各層の層厚を薄くすることができる。   In addition, the material, dimension, etc. of each member are examples, and it is not necessary to restrict to this. In particular, the number of layers of each of the layers 2A to 2C constituting the multilayer second substrate 2 is not necessarily limited to three as described above. For example, the number of layers may be two or four or more. Note that the thickness of each layer can be reduced as the number of layers of the multilayer second substrate 2 is increased.

<実施の形態2>
実施の形態1では、各層2A〜2Cに形成される各開口部2aa〜2acの開口径の大きさおよび断面形状は、全てほぼ同一であった。しかし、このような構成の実施の形態1の場合には、以下に示す問題点がある。
<Embodiment 2>
In the first embodiment, the opening diameters and the cross-sectional shapes of the openings 2aa to 2ac formed in the layers 2A to 2C are all substantially the same. However, the first embodiment having such a configuration has the following problems.

つまり、多層第二基板2を構成するために、各層2A〜2Cを重ね合わせる必要があるが(図4参照)、この重ね合わせの際に、下層の開口部の開口径中心に対して、上層の開口部の開口径中心が水平方向にズレることもある。このようなズレが生じた場合の一例を図12に示す。図12では、層2Cの開口部の開口径中心に対して、層2Bの開口部の開口径中心が左方向にズレている。   That is, in order to construct the multilayer second substrate 2, the layers 2 </ b> A to 2 </ b> C need to be overlaid (see FIG. 4). The center of the opening diameter of the opening may be shifted in the horizontal direction. An example in the case where such a deviation occurs is shown in FIG. In FIG. 12, the center of the opening diameter of the opening of the layer 2B is shifted leftward with respect to the center of the opening diameter of the opening of the layer 2C.

上記ズレが生じると、例えば丸で囲んだ部分(図12)において、層2Cに対して層2Bが、電極用配線8の配設工程(蒸着処理)の際に庇となる。したがって、当該丸で囲んだ部分において、正常に電極用配線8が配設されず、断線が生じてしまう。   When the deviation occurs, for example, in a circled portion (FIG. 12), the layer 2B becomes a wrinkle in the step of arranging the electrode wiring 8 (vapor deposition process) with respect to the layer 2C. Therefore, the electrode wiring 8 is not normally disposed in the circled portion, and disconnection occurs.

そこで、本実施の形態に係る加速度センサでは、下層に形成される開口部の開口径の大きさよりも、上層に形成される開口部の開口径の大きさを大きくする。当該構成の開口部を有する加速度センサを図13に示す。ここで、図13は、加速度センサの電極部7および開口部2a付近の構成を示した拡大断面図である。   Therefore, in the acceleration sensor according to the present embodiment, the opening diameter of the opening formed in the upper layer is made larger than the opening diameter of the opening formed in the lower layer. FIG. 13 shows an acceleration sensor having an opening having such a configuration. Here, FIG. 13 is an enlarged cross-sectional view showing a configuration in the vicinity of the electrode portion 7 and the opening 2a of the acceleration sensor.

図13に示すように、本実施の形態に係る加速度センサでは、開口部2aの断面形状が、底部から上部にかけて、階段状に広くなっている。   As shown in FIG. 13, in the acceleration sensor according to the present embodiment, the cross-sectional shape of the opening 2a is widened in a staircase shape from the bottom to the top.

つまり、最下層2Cの開口部2acの上部における開口径の大きさよりも、中間層2Bの開口部2abの底部における開口径の大きさの方が大きい。また、中間層2Bの開口部2abの上部における開口径の大きさよりも、最上層2Bの開口部2aaの底部における開口径の大きさの方が大きい。   That is, the size of the opening diameter at the bottom of the opening 2ab of the intermediate layer 2B is larger than the size of the opening at the top of the opening 2ac of the lowermost layer 2C. Further, the size of the opening diameter at the bottom of the opening 2aa of the uppermost layer 2B is larger than the size of the opening at the top of the opening 2ab of the intermediate layer 2B.

なお、サンドブラスト加工処理のより、各層2A〜2Cに対して各開口部2aa〜2acを形成した場合には、各開口部2aa〜2acの断面形状は、擂り鉢状となる。しかし、図13では簡略化のため、各開口部2aa〜2acの断面形状は、略矩形状としている。   In addition, when each opening part 2aa-2ac is formed with respect to each layer 2A-2C by sandblasting process, the cross-sectional shape of each opening part 2aa-2ac becomes a bowl shape. However, in FIG. 13, for simplification, the cross-sectional shapes of the openings 2aa to 2ac are substantially rectangular.

開口部2aの断面形状以外の構成は実施の形態1と同様であるので、ここでの説明は省略する。   Since the configuration other than the cross-sectional shape of the opening 2a is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted here.

本実施の形態に係る加速度センサでは、上記階段状の断面形状を有する開口部2aが形成されている。したがって、多層第二基板2構成のための重ね合わせ処理の際に、下層に対して上層が水平方向に多少ズレたとしても、下層に対して上層が、電極用配線8の配設工程(蒸着処理)の際に庇となることを防止することができる。   In the acceleration sensor according to the present embodiment, the opening 2a having the stepped cross-sectional shape is formed. Therefore, even when the upper layer is slightly shifted in the horizontal direction with respect to the lower layer during the overlay processing for the configuration of the multilayer second substrate 2, the upper layer is disposed in the step of arranging the electrode wiring 8 (evaporation) with respect to the lower layer. It is possible to prevent wrinkles during processing.

このように、多少の層ズレが許容されるので、多層第二基板2の組立(重ね合わせ)が容易となる。また、仮に多少層ズレが生じたとしても、電極用配線8の断線を防止することができる。   As described above, since some misalignment is allowed, assembly (superposition) of the multilayer second substrate 2 is facilitated. Further, even if some layer misalignment occurs, disconnection of the electrode wiring 8 can be prevented.

<実施の形態3>
本実施の形態に係る加速度センサの構成を図14に示す。ここで、図14は、加速度センサの電極部7および開口部20a付近の構成を示した拡大断面図である。
<Embodiment 3>
FIG. 14 shows the configuration of the acceleration sensor according to the present embodiment. Here, FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view showing a configuration in the vicinity of the electrode portion 7 and the opening 20a of the acceleration sensor.

本実施の形態に係る加速度センサは、図14に示すように、第一基板1と、当該第一基板1と対向して配置される第二基板20とを備えている。   As shown in FIG. 14, the acceleration sensor according to the present embodiment includes a first substrate 1 and a second substrate 20 disposed to face the first substrate 1.

第二基板20は、第一の層20Dと第二の層20Uとから構成されている。ここで、第一の層20Dは、第一基板1と対向して配置されている。また第二の層20Uは、第一の層20の所定の上面に形成されており、複数層から構成されている。   The second substrate 20 is composed of a first layer 20D and a second layer 20U. Here, the first layer 20 </ b> D is disposed to face the first substrate 1. The second layer 20U is formed on a predetermined upper surface of the first layer 20, and is composed of a plurality of layers.

第一の層20Dの層厚は、100μm程度であり、第二の層20Uの全体の層厚は200μm程度である(したがって、第二の層20Uが形成されている部分において、第二基板20の全体の層厚は、300μm程度となる)。なお、第一基板1の構成は、実施の形態1と同様である。   The layer thickness of the first layer 20D is about 100 μm, and the entire layer thickness of the second layer 20U is about 200 μm (thus, in the portion where the second layer 20U is formed, the second substrate 20 The total layer thickness is about 300 μm). The configuration of the first substrate 1 is the same as that of the first embodiment.

また、第一の層20Dは、例えばガラス層を採用することができる。また、第二の層20Uは、例えば、ガラス層(上層)20U1/低融点ガラス層(シリコン層)(下層)20U2から構成されている。   Further, for example, a glass layer can be adopted as the first layer 20D. The second layer 20U is composed of, for example, a glass layer (upper layer) 20U1 / a low melting point glass layer (silicon layer) (lower layer) 20U2.

また、第一の層20Dおよび第二の層20Uにおいて、開口部20a側の端部は、底部から上部にかけて広がる段差形状を有している。つまり、開口部20a側において、層20U1の端部よりも層20U2の端部の方が突出しており、層20U2の端部よりも第一の層20Dの端部の方が突出している。   Further, in the first layer 20D and the second layer 20U, the end on the opening 20a side has a stepped shape extending from the bottom to the top. That is, on the opening 20a side, the end of the layer 20U2 protrudes from the end of the layer 20U1, and the end of the first layer 20D protrudes from the end of the layer 20U2.

実施の形態1と同様に、第一基板1と第二基板20との対向間に形成される封止された空洞部3には、可動質量体4が配設されている。また、当該可動質量体4に近接して空洞部3内において固定電極5が配設されている。また、第一基板1と第二基板20の外周部において、前記両基板1,20とに挟持されるように枠体6が設けられている。ここで、枠体6は、空洞部3を囲繞している。さらに、空洞部3には電極部7が配設されており、当該電極部7は、センサ部(可動質量体4、固定電極5)および枠体6のいずれかと接続されている。   Similar to the first embodiment, the movable mass body 4 is disposed in the sealed cavity 3 formed between the first substrate 1 and the second substrate 20 facing each other. In addition, a fixed electrode 5 is disposed in the cavity 3 in the vicinity of the movable mass body 4. A frame body 6 is provided on the outer periphery of the first substrate 1 and the second substrate 20 so as to be sandwiched between the substrates 1 and 20. Here, the frame body 6 surrounds the cavity 3. Furthermore, an electrode part 7 is disposed in the cavity part 3, and the electrode part 7 is connected to either the sensor part (the movable mass body 4, the fixed electrode 5) or the frame body 6.

本実施の形態に係る加速度センサでは、図14に示すように、枠体6の上方には第一の層20Dのみが形成されている。具体的には、狭い空洞部3を介して、枠体6の上面から電極部7の上面の一部に至る部分には、第一の層20Dのみが形成されている。   In the acceleration sensor according to the present embodiment, only the first layer 20D is formed above the frame 6 as shown in FIG. Specifically, only the first layer 20 </ b> D is formed in a portion from the upper surface of the frame body 6 to a part of the upper surface of the electrode portion 7 through the narrow cavity portion 3.

また、図14に示すように、センサ部の上方には、第二の層20Uが第一の層20D上に積層されている。具体的には、センサ部の上方に積層されると共に、電極部7の上面の一部においても、第一の層20D上に第二の層20Uが積層されている。   Further, as shown in FIG. 14, a second layer 20U is stacked on the first layer 20D above the sensor unit. Specifically, the second layer 20U is stacked on the first layer 20D in a part of the upper surface of the electrode unit 7 while being stacked above the sensor unit.

つまり、図面上下方向からの外部圧力に対する空洞部3内の機械的強度が強い部分には、第一の層20Dのみが配設されている。これに対して、図面上下方向からの外部圧力に対する空洞部3内の機械的強度が弱い部分には、第二の層20Uも配設される。例えば、図14から分かるように、枠体6の配設部分は、図面上下方向からの外部圧力に対する機械的強度は強い。また、空洞部3の体積が広い可動質量体4および固定電極5の配設部分は、図面上下方向からの外部圧力に対する機械的強度が弱い。   That is, only the first layer 20 </ b> D is disposed in a portion where the mechanical strength in the cavity 3 is strong against the external pressure from the vertical direction of the drawing. On the other hand, the second layer 20U is also disposed in a portion where the mechanical strength in the cavity 3 with respect to external pressure from the vertical direction of the drawing is weak. For example, as can be seen from FIG. 14, the arrangement portion of the frame body 6 has a high mechanical strength against external pressure from the vertical direction of the drawing. In addition, the movable mass body 4 and the fixed electrode 5 in which the volume of the cavity 3 is large have a low mechanical strength against external pressure from the vertical direction of the drawing.

また、第一の層20Dにおいて、電極部7の上面を臨むように開口部20aが形成されている。   In the first layer 20D, an opening 20a is formed so as to face the upper surface of the electrode portion 7.

また、電極用配線8は、開口部20a内に形成されており、第二基板20の上面の一部に至って形成されている。ここで、電極用配線8は、第一の層20Dの上面において、外部からのワイヤー配線9と接続可能なパッド部を有している。また、電極用配線8は、電極部7と接続している。   The electrode wiring 8 is formed in the opening 20 a and reaches part of the upper surface of the second substrate 20. Here, the electrode wiring 8 has a pad portion connectable to the wire wiring 9 from the outside on the upper surface of the first layer 20D. The electrode wiring 8 is connected to the electrode portion 7.

本実施の形態に係る加速度センサが有する第二基板20は、例えば以下のようにして形成することができる。   The second substrate 20 included in the acceleration sensor according to the present embodiment can be formed as follows, for example.

まず、ガラス等の第一の層20Dを用意する。また、当該第一の層20Dよりも横幅の狭い低融点ガラス層(またはシリコン層)20U2、および当該低融点ガラス層(またはシリコン層)20U2よりも横幅の狭いガラス層20U1を、各々用意する。   First, a first layer 20D such as glass is prepared. Also, a low-melting glass layer (or silicon layer) 20U2 having a narrower width than the first layer 20D and a glass layer 20U1 having a narrower width than the low-melting glass layer (or silicon layer) 20U2 are prepared.

次に、第一の層20Dの所定の箇所に、例えばサンドブラスト加工処理により開口部20aを形成する。その後、第一の層20D上面の所定の位置に低融点ガラス層(またはシリコン層)20U2を配置し(重ね合わせ)、低融点ガラス層(シリコン層)20U2上面の所定の位置にガラス層20U1を配置する(重ね合わせる)。   Next, the opening 20a is formed at a predetermined position of the first layer 20D by, for example, sandblasting. Thereafter, a low melting point glass layer (or silicon layer) 20U2 is disposed (overlapped) at a predetermined position on the upper surface of the first layer 20D, and the glass layer 20U1 is disposed at a predetermined position on the upper surface of the low melting point glass layer (silicon layer) 20U2. Arrange (superimpose).

具体的に、可動質量体4および固定電極5が配設されている領域の第一の層20D上に、第二の層20Uを配置する。また、開口部20aが形成されている側の各層20D,20U1,20U2の端部が、断面視において、底部から上部にかけて階段状に広がるように、第一の層20Dおよび第二の層20Uを配設する。   Specifically, the second layer 20U is disposed on the first layer 20D in the region where the movable mass body 4 and the fixed electrode 5 are disposed. Further, the first layer 20D and the second layer 20U are arranged so that the end portions of the layers 20D, 20U1, and 20U2 on the side where the opening 20a is formed spread in a stepped manner from the bottom to the top in a cross-sectional view. Arrange.

そして、上記重ね合わせ工程後に、各層20D,20Uの接合処理(例えば、加熱による溶融接合や陽極接合等)を施す。   Then, after the superposition process, the layers 20D and 20U are subjected to bonding processing (for example, fusion bonding by heating or anodic bonding).

以上により、開口部20aを有する、本実施の形態に係る第二基板20を形成することができる。   As described above, the second substrate 20 according to the present embodiment having the opening 20a can be formed.

本実施の形態に係る加速度センサでは、上記構成の第二基板20を有している。したがって、層厚の薄い第一の層20Dに対してサンドブラスト処理を施せば、実施の形態1と同様に、開口径の小さな開口部20aを形成することができる。(さらには、電極部7の寸法を小さくできるので、センサ全体の大きさも小さくできる)。   The acceleration sensor according to the present embodiment includes the second substrate 20 having the above configuration. Therefore, if the sand blasting process is performed on the first layer 20D having a small layer thickness, the opening 20a having a small opening diameter can be formed as in the first embodiment. (Furthermore, since the size of the electrode portion 7 can be reduced, the size of the entire sensor can also be reduced).

また、本実施の形態に係る加速度センサでは、図面上下方向からの外部圧力に対する空洞部3内の機械的強度が弱い部分にのみ、第二の層20Uを形成している。したがって、第二基板20の全てを複層構成とするよりも、製造コストが安価にすることができ、また、加速度センサ全体の軽量化を図ることができる。   Further, in the acceleration sensor according to the present embodiment, the second layer 20U is formed only in a portion where the mechanical strength in the cavity 3 with respect to the external pressure from the vertical direction of the drawing is weak. Therefore, the manufacturing cost can be reduced and the weight of the entire acceleration sensor can be reduced as compared with the case where all of the second substrate 20 has a multilayer structure.

また、本実施の形態に係る加速度センサでは、電極用配線8は、開口部20a内から第一の層20Dの上面部にかけて形成されており、当該第一の層20Dの上面部において、パッド部を有している。   In the acceleration sensor according to the present embodiment, the electrode wiring 8 is formed from the opening 20a to the upper surface portion of the first layer 20D, and the pad portion is formed on the upper surface portion of the first layer 20D. have.

したがって、第一の層20D上に第二の層20Uを重ね合わせる際に、極端に第二の層20Uが水平方向にズレない限り、電極部7の接続部分から第一の層20Dの上面に至る経路において、電極用配線8の形成の(蒸着処理の)際に庇となる部分が発生することが無い。よって、電極用配線8を断線すること無く形成することができる。   Therefore, when the second layer 20U is overlaid on the first layer 20D, unless the second layer 20U is extremely displaced in the horizontal direction, the connection portion of the electrode portion 7 is placed on the upper surface of the first layer 20D. In the route to reach, there is no occurrence of a part that becomes a wrinkle when the electrode wiring 8 is formed (deposition process). Therefore, the electrode wiring 8 can be formed without being disconnected.

なお、上記では、第一の層20Dおよび第二の層20Uにおいて、開口部20a側の端部は、底部から上部にかけて広がる段差形状を有している場合について言及した。しかし、当該階段形状を有しない場合であっても良い。   In the above description, in the first layer 20D and the second layer 20U, the end on the opening 20a side has been described as having a stepped shape extending from the bottom to the top. However, the case where it does not have the said staircase shape may be sufficient.

また、各部材の材質および寸法等は一例であり、これに限る必要はない。特に、第二の層20Uを構成する各層20U1,20U2の層数は、上記のように2層に限る必要はなく、例えば、1層であっても、もしくは3層以上であって良い。なお、多層第二基板2の層数を増やせば増やすほど、各層の層厚を薄くすることができる。   Moreover, the material, dimension, etc. of each member are examples, and it is not necessary to limit to this. In particular, the number of layers 20U1 and 20U2 constituting the second layer 20U does not have to be limited to two as described above. For example, the number of layers may be one or three or more. Note that the thickness of each layer can be reduced as the number of layers of the multilayer second substrate 2 is increased.

1 第一基板、2 多層第二基板、3 空洞部、4 センサ部、5 固定電極、6 枠体、7 電極部、8 電極用配線、9 ワイヤー配線、20 第二基板、20D 第一の層、20U 第二の層、2a,20a 開口部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st board | substrate, 2 multilayer 2nd board | substrate, 3 cavity part, 4 sensor part, 5 fixed electrode, 6 frame, 7 electrode part, 8 electrode wiring, 9 wire wiring, 20 2nd board | substrate, 20D 1st layer , 20U second layer, 2a, 20a opening.

Claims (1)

第一基板と、前記第一基板と対向して配置される第一の層と前記第一の層の一部の上面に形成される一又は複数の第二の層とから構成される第二基板と、前記第一基板と前記第二基板との対向間に形成され封止された空洞部に配設されるセンサ部とを、備えており、前記第二の層は、前記センサ部の上方のみに形成されており、前記第一基板と前記第二基板とに挟持されており、前記空洞部を囲繞する枠体と、前記空洞部に配設されており、前記センサ部および前記枠体のいずれかと接続される電極部と、前記第一の層において、前記電極部の上面を臨むように形成される開口部と、前記開口部に形成されており、前記電極部と接続する電極用配線とを、さらに備えている加速度センサの製造方法であって、
前記第二基板は、
(A)ガラスを構成要素として含み、前記第一基板より厚さの薄い前記第一の層を用意する工程と、
(B)ガラスを構成要素として含み、前記第一の層よりも横幅の狭い、第二の層を用意する工程と、
(C)サンドブラスト加工処理により、前記第一の層に前記開口部を形成する工程と、
(D)前記工程(C)の後に、前記第一の層上面における前記センサ部の上方となる位置に、前記第二の層を配設する工程と、
(E)前記工程(D)の後、加熱による溶融接合または陽極接合により、前記第一の層と前記第二の層とを接合する工程とにより、作成される、
ことを特徴とする加速度センサの製造方法。
A second layer comprising a first substrate, a first layer disposed opposite to the first substrate, and one or more second layers formed on a part of the first layer; And a sensor unit disposed in a sealed cavity formed between the first substrate and the second substrate, wherein the second layer is formed of the sensor unit. Formed only above, sandwiched between the first substrate and the second substrate, surrounding the cavity, and disposed in the cavity, the sensor unit and the frame An electrode portion connected to one of the body, an opening formed in the first layer so as to face an upper surface of the electrode portion, and an electrode formed in the opening and connected to the electrode portion A method of manufacturing an acceleration sensor further comprising:
The second substrate is
(A) including glass as a constituent element and preparing the first layer having a thickness smaller than that of the first substrate;
(B) a step of preparing a second layer containing glass as a component and having a narrower width than the first layer;
(C) forming the opening in the first layer by sandblasting;
(D) After the step (C), disposing the second layer at a position above the sensor portion on the upper surface of the first layer;
(E) After the step (D), it is created by a step of bonding the first layer and the second layer by fusion bonding or anodic bonding by heating.
A method for manufacturing an acceleration sensor.
JP2010096719A 2010-04-20 2010-04-20 Method for manufacturing acceleration sensor Expired - Fee Related JP5143857B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010096719A JP5143857B2 (en) 2010-04-20 2010-04-20 Method for manufacturing acceleration sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010096719A JP5143857B2 (en) 2010-04-20 2010-04-20 Method for manufacturing acceleration sensor

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005038637A Division JP2006226743A (en) 2005-02-16 2005-02-16 Acceleration sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010217189A true JP2010217189A (en) 2010-09-30
JP5143857B2 JP5143857B2 (en) 2013-02-13

Family

ID=42976164

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010096719A Expired - Fee Related JP5143857B2 (en) 2010-04-20 2010-04-20 Method for manufacturing acceleration sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5143857B2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06138141A (en) * 1992-10-26 1994-05-20 Omron Corp Semiconductor acceleration sensor
JPH07318583A (en) * 1995-03-27 1995-12-08 Hitachi Ltd Electrostatic capacity type acceleration sensor
JPH1090299A (en) * 1996-09-12 1998-04-10 Mitsubishi Electric Corp Electrostatic capacitance type acceleration sensor
JP2006226743A (en) * 2005-02-16 2006-08-31 Mitsubishi Electric Corp Acceleration sensor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06138141A (en) * 1992-10-26 1994-05-20 Omron Corp Semiconductor acceleration sensor
JPH07318583A (en) * 1995-03-27 1995-12-08 Hitachi Ltd Electrostatic capacity type acceleration sensor
JPH1090299A (en) * 1996-09-12 1998-04-10 Mitsubishi Electric Corp Electrostatic capacitance type acceleration sensor
JP2006226743A (en) * 2005-02-16 2006-08-31 Mitsubishi Electric Corp Acceleration sensor

Also Published As

Publication number Publication date
JP5143857B2 (en) 2013-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2006226743A (en) Acceleration sensor
JP4793496B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US8421169B2 (en) Gap control for die or layer bonding using intermediate layers
JP4967537B2 (en) Sensor unit and manufacturing method thereof
JP5874609B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP4957123B2 (en) Sensor unit and manufacturing method thereof
JP2010223640A (en) Semiconductor device and manufacturing method therefor
JP2012204444A (en) Semiconductor device and manufacturing method of the same
JP5446107B2 (en) Element wafer and method for manufacturing element wafer
JP5143857B2 (en) Method for manufacturing acceleration sensor
JP5627669B2 (en) MEMS sensor
TW201447992A (en) EPI-poly etch stop for out of plane spacer defined electrode
JP2010071799A (en) Acceleration sensor and method of manufacturing acceleration sensor
WO2011016348A1 (en) Mems sensor
JP2006186357A (en) Sensor device and its manufacturing method
JP5392296B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2008034448A (en) Sensor unit, and its manufacturing method
JP7079075B2 (en) package
JP6020335B2 (en) Physical quantity sensor
JP5672690B2 (en) Sensor unit and manufacturing method thereof
WO2013176203A1 (en) Semiconductor device
JP5821645B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
TWI571978B (en) A method of manufacturing a microelement with a support structure
JP2012236271A (en) Mems sensor, and method of manufacturing the same
JP5912798B2 (en) MEMS sensor and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120417

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120605

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121120

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121121

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151130

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5143857

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees