JP2015088643A - 電子デバイスの製造方法、電子デバイス、電子機器、移動体、および蓋体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ベース91と蓋体としてのリッド92とによって設けられた内部空間14に電子部品としてのジャイロ素子2を収納する電子デバイスの製造方法であって、ベース91と溶接される側の面92bに溝94が設けられ、溝94の開口面積が、リッド92の外周側の開口より内部空間14側の開口の方が小さいリッド92を用意する工程と、ベース91とリッド92との溶接予定部位のうちの、溝94の少なくとも一部を含む未溶接部位を除いた部位のベース91とリッド92とを溶接する第1溶接工程と、未溶接部位のベース91とリッド92とを溶接し、溝94を閉塞する第2溶接工程と、を含む。
【選択図】図2
Description
先ず、本発明に係る電子デバイスの製造方法を適用して製造される電子デバイスの第1実施形態として、振動子の実施形態について説明する。
図3は、上側(後述するリッド92側であり図2のz軸方向)から見たジャイロ素子の平面図である。なお、ジャイロ素子には、検出信号電極、検出信号配線、検出信号端子、検出接地電極、検出接地配線、検出接地端子、駆動信号電極、駆動信号配線、駆動信号端子、駆動接地電極、駆動接地配線および駆動接地端子などが設けられているが、同図においては省略している。
パッケージ9は、ジャイロ素子2を収納するものである。なお、パッケージ9には、後述する電子デバイスのように、ジャイロ素子2の他に、ジャイロ素子2の駆動等を行うICチップ等が収納されていてもよい。このようなパッケージ9は、その平面視(xy平面視)にて、略矩形状をなしている。
ここで、図4を用いて蓋体としてのリッド92について、その詳細を説明する。図4は、本発明に係る蓋体としてのリッドの一例を示し、(a)は平面図、(b)は溝94が設けられている部分の正断面図である。
次に、本発明に係る電子デバイスとしての振動子の製造方法について図5、および図6を参照しながら説明する。図5(a)〜図5(d)は、上述した図1および図2に示す電子デバイスとしての振動子の製造工程の概略を示す正断面図である。図6は、封止工程を示す図であり、図6(a)は溝とエネルギー線(レーザー光)との相関を示す平面図、図6(b)は図6(a)の正断面図、図6(c)は封止部の平面図、図6(d)は、図6(c)の正断面図である。
さらに、例えば図2に示すように平面視において、溝94の延長上に振動子1の振動腕の先端側の重量部(幅広部)が存在しないことで、溝94の封止時に内部空間14内に飛散した異物が重量部には付着し難くなる。よって、封止による振動子1の電気的特性の劣化を小さく抑えることができる。そして、このような構造に加えて、溝94の開口面積をリッド92の外周側より内部空間14側を小さくすることで、封止時の内部空間14内への異物の飛散量を少なく抑え、より一層、振動子1の電気的特性の劣化を小さく抑えることができる。
上述した第1実施形態においては、ベース91とリッド92を接合する接合材としてリング状の金属枠体であるシームリング93を用い、シーム溶接機のローラー電極97によりシーム溶接する接合方法を説明したが、別な接合方法を適用することもできる。即ち、別な接合方法として、ベース91の枠状の側壁912の上面912aまたはリッド92の表面に接合材として銀ロウ材などのロウ材を配置し、そのロウ材をシーム溶接機のローラー電極97により溶融させ、溶融した金属ロウ材によりリッド92とベース91とを接合する接合方法(所謂ダイレクトシーム法)を適用できる。その場合、金属ロウ材は、レーザー、電子ビームなどのエネルギー線により溶融させてもよい。さらに別な接合方法として、リッド92とベース91とを接合材を介して接合するのではなく、リッドの一部を溶融させ、その溶融したリッドの部材によりリッド92とベース91とを直接的に接合する接合方法を適用できる。これらの接合方法によれば、シームリング93が不要であるため、電子デバイスの小型化および低コスト化を実現できる。
なお、上述した第1実施形態においては、図6(a)に示したように、リッド92がシームリング93上に載置されベース91に接合されたとき、溝94はリッド92の外周面92cから内部空間14にかかるように延在することで、溝94によって内部空間14とベース91の外部とを連通する連通部分が形成されていたが、溝94は、内部空間14にまでは延在させなくてもよい。即ち、溝94は、平面視で内部空間14と重ならず、且つ、シームリング93の内周面93aとリッド92の外周面92cとの間の領域に存在していてもよい。この場合、溝94が内部空間14まで連通していない。しかし、リッド92の溝94が設けられた側の面(裏面92b)において、溝94と隣接する領域であって、且つ、平面視で内部空間14と隣接する領域を、シームリング93に溶接しないことで非溶接領域とし、その非溶接領域を除くシームリングと重なる領域をシーム溶接機により溶接することで、リッド92の非溶接領域とシームリング93との間の僅かな隙間を通じて、上述した脱気を行うことができる。この場合、リッド92の非溶接領域とシームリング93との間の僅かな隙間が、内部空間14側(中央側)の開口となり、内部空間側(中央側)の開口面積は、溝94の外周側の開口面積より小さくなり、上述の第1実施形態と同様な効果を有する。
また、溝94は図7に示すような形態であってもよい。図7は、溝の変形例2を示し、図7(a)は封止前を示す平面図であり、図7(b)は封止後を示す平面図である。図7に示すように、変形例2の溝94は、内部空間14に向かって平面視で段階的に幅寸法が小さくなる構成である。詳細に説明すると、変形例2の溝94は、リッド92の外周面92c側に、幅L1で開口する溝94の一方端94aから内部空間14に向かって延伸する第1溝と、溝94の内部空間14側の他方端94bから延伸されている幅L1より幅寸法の小さい(狭い)幅L3の第2溝とが、シームリング93上の位置94dで接続されている。即ち、内部空間14側の開口94cは、シームリング93の内周面93aと溝94とが平面視で重なる位置に存在し、開口94cの幅は幅L3となる。このように、溝94は、内部空間14側の開口面積が外周面92cの開口面積より小さく形成されている。これにより、エネルギー線(例えば、レーザー光98)溶接を行う際に飛散する蓋体の溶融物(スプラッシュ、あるいはドロスともいう)が溝94の内壁、特に位置94dの階段状となっている部分に付着し易くなり、内部空間14に入り込む溶融物の量を減少させることが可能となる。
また、溝94は図8に示すような形態であってもよい。図8は、溝の変形例3を示し、図8(a)は平面図、図8(b)は溝の外周側の開口部を示す側面図、図8(c)は図8(a)の正断面図である。図8に示すように、変形例3の溝94は、内部空間14に向かって、深さが連続的に浅くなる構成である。詳細に説明すると、変形例3の溝94は、リッド92の外周面92c側に開口する溝94の一方端94aから内部空間14側の他方端94bに向かって順次深さが浅くなるように形成されている。即ち、シームリング93の内周面93aと溝94とが平面視で重なる位置に存在する内部空間14側の開口94cは、リッド92の外周面92c側に開口する溝94の一方端94aよりも開口面積が小さくなる。このように、溝94は、内部空間14側の開口面積が外周面92cの開口面積より小さく形成されていることにより、エネルギー線(例えば、レーザー光98)溶接を行う際に飛散する蓋体の溶融物(スプラッシュ、あるいはドロスともいう)が溝94の内壁に付着し易くなり、内部空間14に入り込む溶融物の量を減少させることが可能となる。なお、上述の変形例3では、溝94の深さが連続的に変化する例で説明したが、内部空間14に向かって階段状に深さが小さくなる構成でもよい。
次に、電子デバイスの第2実施形態として、ジャイロセンサーの実施形態について、図9を用いて説明する。図9はジャイロセンサーの概略を示す正断面図である。なお、本実施形態では、上述の第1実施形態と同様な構成については、同じ符号を付けて説明を省略することもある。
次に、ジャイロセンサー200の製造方法について説明するが、上述の振動子1の製造方法で説明した工程と同様な工程の説明は省略する。省略する工程は、ジャイロ素子2をベースとしてのパッケージ111の内部空間114に収納する工程、内部空間114にリッド92を載置する工程、リッド92をパッケージ111に接合する接合工程、および排気が終了した内部空間114を気密に封止する封止工程である。
次に、本発明に係る電子デバイスの第3実施形態としての振動子の実施形態について、図10を用いて説明する。図10は、本発明に係る電子デバイスの第3実施形態としての振動子を示す概略斜視図である。なお、本実施形態では、上述の第1実施形態と同様な構成については、同じ符号を付けて説明を省略することもある。
ここで、図11に沿って、第1実施形態、第2実施形態、および第3実施形態にて用いられたリッド92に形成されている溝94の開口形状について説明する。図11は、溝の開口形状例を示し、溝の開口を正面から見た正面図である。上述した実施形態では、リッド92に設けられている溝94の開口形状を、図11(e)に示すような、矩形状の溝94を例に説明したがこれに限らず、次に示すような他の形状であってもよい。
次いで、本発明の一実施形態に係る電子デバイスとしての振動子1,1A、あるいは電子デバイスとしてのジャイロセンサー200を適用した電子機器について、図12〜図14に基づき、詳細に説明する。なお、説明では、ジャイロ素子2を用いた振動子1を適用した例を示している。
図15は移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。自動車506には本発明に係る電子デバイスとしての振動子1が搭載されている。例えば、同図に示すように、移動体としての自動車506には、ジャイロ素子2を用いた振動子1を内蔵してタイヤ509などを制御する電子制御ユニット508が車体507に搭載されている。また、振動子1は、他にもキーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム(ABS)、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム(TPMS:Tire Pressure Monitoring System)、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システム、等の電子制御ユニット(ECU:electronic control unit)に広く適用できる。
Claims (10)
- ベースと蓋体とによって設けられた内部空間に電子部品を収納する電子デバイスの製造方法であって、
前記ベースと溶接される側の面に溝が設けられ、前記溝の開口面積が、前記蓋体の外周側の開口面積より前記内部空間側の開口面積の方が小さい、前記蓋体を用意する工程と、
前記内部空間と外部とが前記溝を介して連通した状態で、前記ベースと前記蓋体との溶接予定部位のうちの、前記溝の少なくとも一部を含む未溶接部位を除いた部位の前記ベースと前記蓋体とを溶接する第1溶接工程と、
前記未溶接部位の前記ベースと前記蓋体とを溶接し、前記溝を閉塞する第2溶接工程と、
を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。 - 前記第1溶接工程と前記第2溶接工程との間に、前記溝から前記内部空間の排気を行う工程を備えていることを特徴とする請求項1に記載の電子デバイスの製造方法。
- 前記溝の開口面積は、前記外周側から前記内部空間側に向かって連続的に小さくなっていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電子デバイスの製造方法。
- 前記溝の開口面積は、前記外周側から前記内部空間側に向かって段階的に小さくなっていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電子デバイスの製造方法。
- 前記溝は、前記外周側の深さより前記内部空間側の深さの方が浅いことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
- 前記溝は、前記外周側の幅より前記内部空間側の幅の方が狭いことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
- 請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の製造方法を用いて製造された電子デバイス。
- 請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法を用いて製造された電子デバイスを備えていることを特徴とする電子機器。
- 請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法を用いて製造された電子デバイスを備えていることを特徴とする移動体。
- ベースと溶接されることによって内部空間が形成される蓋体であって、
前記ベースと溶接される側の面に溝が設けられ、
前記ベースとの溶接予定部位のうちの、前記溝の少なくとも一部を含む未溶接部位を除いた部位で前記ベースと溶接され、
前記溝は、前記蓋体の外周側の開口面積より前記内部空間側の開口面積の方が小さいことを特徴とする蓋体。
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