JP2015207727A - パッケージ、電子デバイス、電子デバイスの製造方法、電子機器、および移動体 - Google Patents

パッケージ、電子デバイス、電子デバイスの製造方法、電子機器、および移動体 Download PDF

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Abstract

【課題】気密性を向上させたパッケージを提供すること。
【解決手段】パッケージは、収納空間部５６と、収納空間部５６の少なくとも一部を形成している第１基体５０と、を備え、第１基体５０には、収納空間部５６と反対側の第１主面５１から収納空間部５６側の第２面５２に向かう第１貫通孔５８が設けられ、第１貫通孔５８は、第１貫通孔５８の断面視において、第２面５２から第１主面５１に向かって傾斜している第１傾斜部７１と、第１傾斜部７１の第１主面５１側の一端から第１主面５１に向かって傾斜している第２傾斜部７２と、を有し、第２傾斜部７２と第２面５２とでなす第２角θ２は、第１傾斜部７１と第２面５２とでなす第１角θ１より大きく、第１貫通孔５８は、封止部材７０で封止されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、パッケージ、電子デバイス、電子デバイスの製造方法、電子機器、および移動体に関する。
従来から、車両における車体制御、カーナビゲーションシステムの自車位置検出、デジタルカメラ、ビデオカメラおよび携帯電話などの電子機器や、自動車などの移動体において、内部空間を有したパッケージに機能素子を収納した振動子、発振器、加速度センサー、角速度センサーなどの電子デバイスが用いられている。これらの移動体や電子機器に使用される電子デバイスのパッケージには、機能素子の性能を向上させるために高い気密性が要求されている。例えば、特許文献１に記載されているように、内部空間の内部と外部とを連通する貫通孔を設け、貫通孔に封止材を配置し、この封止材を溶融させて貫通孔を塞ぐことで内部空間を気密に封止するパッケージが知られていた。
特開２００４−２６６７６３号公報
しかしながら、特許文献１に記載のパッケージに設けられている貫通孔は、貫通孔の断面視において、内部空間の外側から内側に向かって、徐々に内径が小さくなる形状（テーパー形状）であり、貫通孔の内周面全体には、金属膜（金属被覆）が設けられている。このため、貫通孔内で封止部材を溶融させた時に、溶融した封止部材が、貫通孔の内周面を這い上がり、貫通孔から収納空間部（内部空間）とは反対側の第１基体の表面に流出してしまう恐れがあった。これにより、貫通孔内の封止部材が不足して封止不良が生じたり、押し出された封止部材の熱によって第１基体にクラックが生じたりすると、収納空間部の気密性が損なわれてしまうという課題があった。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
［適用例１］本適用例に係るパッケージは、収納空間部と、前記収納空間部の少なくとも一部を形成している第１基体と、を備え、前記第１基体には、前記収納空間部と反対側の第１主面から前記収納空間部側の第２面に向かう第１貫通孔が設けられ、前記第１貫通孔は、前記第１貫通孔の断面視において、前記第２面から前記第１主面に向かって傾斜している第１傾斜部と、前記第１傾斜部の前記第１主面側の一端から前記第１主面に向かって傾斜している第２傾斜部と、を有し、前記第２傾斜部と前記第２面とでなす第２角は、前記第１傾斜部と前記第２面とでなす第１角より大きく、前記第１貫通孔は、封止部材で封止されていること、を特徴とする。
本適用例によれば、パッケージには、収納空間部と、収納空間部を気密に封止するための第１貫通孔と、が設けられている。収納空間部は、第１貫通孔内に配置された球状の封止部材を、例えば、レーザー照射によって溶融させて、第１貫通孔を封止部材で塞ぐことで気密に封止される。第１貫通孔は、収納空間部を形成している第１基体に設けられ、収納空間部と反対側の第１主面から収納空間部側の第２面に向かって貫通している。第１貫通孔は、第１貫通孔の断面視において、第１基体の第２面から第１主面に向かって、第１傾斜部、第２傾斜部、の順に設けられている２つの傾斜部を含んでいる。
第２傾斜部と第２面とでなす第１基体側の第２角は、第１傾斜部と第２面とでなす第１基体側の第１角よりも大きいので、第１貫通孔の第１傾斜部に配置された球状の封止部材を溶融させた時、溶融した封止部材が第２傾斜部を這い上がり、第１貫通孔から第１基体の第１主面に流出してしまうことを防止することができる。これにより、第１貫通孔内の封止部材が不足することによる封止不良や、溶融した封止部材の熱により第１基体にクラックが生じることを抑制することができる。したがって、収納空間部の気密性を向上させたパッケージを提供することができる。
［適用例２］上記適用例に記載のパッケージにおいて、前記第２角は、９０度を超えていること、が好ましい。
本適用例によれば、第１貫通孔の第２傾斜部は、第１貫通孔の断面視において、第２傾斜部と第２面とでなす第１基体側の第２角が９０度を超えているので、第１貫通孔の第１傾斜部に配置された球状の封止部材を溶融させた時、溶融した封止部材が第２傾斜部を這い上がり、第１貫通孔から第１基体の第１主面に流出してしまうことを防止する効果を向上させることができる。
［適用例３］上記適用例に記載のパッケージにおいて、前記第１貫通孔には、金属膜が設けられ、前記第２傾斜部の少なくとも一部は、前記第１基体が露出していること、が好ましい。
本適用例によれば、第１貫通孔の第１傾斜部の内壁には、金属膜が設けられているため、第１傾斜部に配置された球状の封止部材を溶融させた時、溶融した封止部材が第１貫通孔の第１傾斜部内に濡れ広がり、第１貫通孔を封止部材で確実に封止することができる。また、第２傾斜部の少なくとも一部は、第１基体が露出している。換言すると、第２傾斜部は、金属膜が設けられていない領域を有しているので、第１傾斜部に配置された球状の封止部材を溶融させた時、溶融した封止部材の濡れ広がり（這い上がり）を金属膜の設けられていない領域で低下させることができる。これにより、溶融した封止部材が第２傾斜部を這い上がり、第１貫通孔から第１基体の第１主面に流出してしまうことを防止する効果をさらに向上させることができる。
［適用例４］上記適用例に記載のパッケージにおいて、前記第１基体は、シリコンを主材料とし、前記第１主面は、前記シリコンの（１，０，０）面の結晶面に沿っていること、が好ましい。
本適用例によれば、第１基体の主材料には、第１貫通孔を形成させる第１主面に（１，０，０）面方位を有するシリコンが使用されている。シリコンの異方性エッチング技術を利用して、第１主面側から第２面に向けてウェットエッチングすることで、第１傾斜部や第２傾斜部の傾斜を容易に形成することが可能になる。
［適用例５］本適用例に係る電子デバイスは、収納空間部と、前記収納空間部の少なくとも一部を形成している第１基体と、前記収納空間部に収納されている機能素子と、を備え、前記第１基体には、前記収納空間部と反対側の第１主面から前記収納空間部側の第２面に向かう第１貫通孔が設けられ、前記第１貫通孔は、前記第１貫通孔の断面視において、前記第２面から前記第１主面側に傾斜している第１傾斜部と、前記第１傾斜部の前記第１主面側の一端から前記第１主面側に傾斜している第２傾斜部と、を有し、前記第２傾斜部と前記第２面とでなす第２角は、前記第１傾斜部と前記第２面とでなす第１角より大きく、前記第１貫通孔は、封止部材で封止されていること、を特徴とする。
本適用例によれば、電子デバイスには、機能素子が収納されている収納空間部と、収納空間部を気密に封止するための第１貫通孔と、が設けられている。収納空間部は、第１貫通孔内に配置された球状の封止部材を、例えば、レーザー照射によって溶融させて、第１貫通孔を封止部材で塞ぐことで気密に封止される。第１貫通孔は、収納空間部を形成している第１基体に設けられ、収納空間部と反対側の第１主面から収納空間部側の第２面に向かって貫通している。第１貫通孔は、第１貫通孔の断面視において、第１基体の第２面から第１主面に向かって、第１傾斜部、第２傾斜部、の順に設けられている２つの傾斜部を含んでいる。
第２傾斜部と第２面とでなす第１基体側の第２角は、第１傾斜部と第２面とでなす第１基体側の第１角よりも大きいので、第１貫通孔の第１傾斜部に配置された球状の封止部材を溶融させた時、溶融した封止部材が第２傾斜部を這い上がり、第１貫通孔から第１基体の第１主面に流出してしまうことを防止することができる。これにより、第１貫通孔内の封止部材が不足することによる封止不良や、溶融した封止部材の熱により第１基体にクラックが生じることを抑制することができる。したがって、気密性を向上させた信頼性の高い電子デバイスを提供することができる。
［適用例６］本適用例に係る電子デバイスの製造方法は、収納空間部と、前記収納空間部の少なくとも一部を形成している第１基体と、前記収納空間部に収納されている機能素子と、を備え、前記第１基体に、前記収納空間部と反対側の第１主面から前記収納空間部側の第２面に向かう第１貫通孔が設けられ、前記第１貫通孔は、前記第１貫通孔の断面視において、前記第２面から前記第１主面側に傾斜している第１傾斜部と、前記第１傾斜部の前記第１主面側の一端から前記第１主面側に傾斜している第２傾斜部と、を有し、前記第２傾斜部と前記第２面とでなす第２角は、前記第１傾斜部と前記第２面とでなす第１角より大きく、前記第１貫通孔は、封止部材で封止され、前記第１基体は、シリコンを主材料とし、前記第１主面は、前記シリコンの（１，０，０）面の結晶面に沿っている電子デバイスの製造方法であって、前記第１基体の前記第１主面を、ドライプロセスでハーフエッチングするドライエッチング工程と、前記第１貫通孔の前記第１傾斜部と前記第２傾斜部とを、ウェットプロセスのエッチングで形成するウェットエッチング工程と、を含むこと、を特徴とする。
本適用例によれば、電子デバイスの製造方法は、第１基体の第１主面をドライプロセスでハーフエッチングするドライエッチング工程と、第１傾斜部と第２傾斜部とをウェットプロセスでエッチングするウェットエッチング工程とを含んでいる。
第１基体の主材料には、第１貫通孔を形成する第１主面に（１，０，０）面の結晶面を有するシリコンが用いられている。第１基体に、第１主面から第２面に向かってドライプロセスを用いたハーフエッチングを行なうことで、第１主面には凹部が形成される。次に、凹部側から第２面までシリコンの異方性エッチング技術を利用したウェットエッチングを行うことで、第１傾斜部と第２傾斜部とを含む第１貫通孔が形成される。
第１貫通孔の断面視において、第２傾斜部と第２面とでなす第２角は、第１傾斜部と第２面とでなす第１角より大きく、且つ、第２角は９０度より大きい。換言すると、第２傾斜部の内壁は、第１傾斜部の第１主面側の一端から第１主面に向かって、オーバーハング状に迫り出している。このような形状によれば、第１傾斜部に配置された球状の封止部材を溶融させた時、溶融した封止部材が第２傾斜部を這い上がり、第１貫通孔から第１主面に流出してしまうことを防止することができる。これにより、第１貫通孔内の封止部材が不足することによる封止不良や、溶融した封止部材の熱により第１基体にクラックが生じることを抑制することができる。したがって、気密性を向上させた電子デバイスの製造方法を提供することができる。
［適用例７］本適用例に係る電子デバイスの製造方法は、収納空間部と、前記収納空間部の少なくとも一部を形成している第１基体と、前記収納空間部に収納されている機能素子と、を備え、前記第１基体に、前記収納空間部と反対側の第１主面から前記収納空間部側の第２面に向かう第１貫通孔が設けられ、前記第１貫通孔は、前記第１貫通孔の断面視において、前記第２面から前記第１主面側に傾斜している第１傾斜部と、前記第１傾斜部の前記第１主面側の一端から前記第１主面側に傾斜している第２傾斜部と、を有し、前記第２傾斜部と前記第２面とでなす第２角は、前記第１傾斜部と前記第２面とでなす第１角より大きく、前記第１貫通孔は、封止部材で封止され、前記第１基体は、シリコンを主材料とし、前記第１主面は、前記シリコンの（１，０，０）面の結晶面に沿っている電子デバイスの製造方法であって、前記第１基体の前記第１主面を、ウェットプロセスのエッチングで形成するウェットエッチング工程と、前記第１貫通孔の前記第２傾斜部を、ドライプロセスのエッチングで形成するドライエッチング工程と、を含むこと、を特徴とする。
本適用例によれば、電子デバイスの製造方法は、第１基体の第１主面からウェットプロセスでエッチングするウェットエッチング工程と、第１主面側からドライプロセスでエッチングすることで第２傾斜部を形成するドライエッチング工程と、を含んでいる。
第１基体の主材料には、第１貫通孔を形成する第１主面に（１，０，０）面の結晶面を有するシリコンが用いられている。シリコンの異方性エッチング技術を利用して第１主面から第２面までウェットエッチングを行うことで、断面視において、第１主面から第２面に向かって、徐々に内径が小さくなる形状（テーパー形状）の貫通孔を形成することができる。次に、貫通孔の外周をマスキングして、第１主面から第２面に向かってドライエッチングを行うことで、第１傾斜部と第２傾斜部とを含む第１貫通孔が形成される。
第１貫通孔の断面視において、第２傾斜部と第２面とでなす第２角は、第１傾斜部と第２面とでなす第１角より大きく、且つ、第２角は、略９０度である。換言すると、第２傾斜部は、第１傾斜部の第１主面側の一端から第１主面に向かって、第２面と交差する方向に立ち上がる内壁を有している。このような形状によれば、第１傾斜部に配置された球状の封止部材を溶融させた時、溶融した封止部材が第２傾斜部を這い上がり、第１貫通孔から第１主面に流出してしまうことを防止することができる。これにより、第１貫通孔内の封止部材が不足することによる封止不良や、溶融した封止部材の熱により第１基体にクラックが生じることを抑制することができる。したがって、気密性を向上させた電子デバイスの製造方法を提供することができる。
［適用例８］本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の電子デバイスを備えていることを特徴とする。
本適用例によれば、気密性を向上させた電子デバイスを備えた電子機器を提供することができる。
［適用例９］本適用例に係る移動体は、上記適用例に記載の電子デバイスを備えていることを特徴とする。
本適用例によれば、気密性を向上させた電子デバイスを備えた移動体を提供することができる。
実施形態１に係る電子デバイスの概略構成を示す模式平面図。 図１におけるＡ−Ａ線での断面図。 図１におけるＢ−Ｂ線での断面図。 図２におけるＣ部の拡大図。 電子デバイスの製造工程図。 （ａ）から（ｆ）電子デバイスの主要な工程毎の断面図。 （ｇ）から（ｊ）電子デバイスの主要な工程毎の断面図。 実施形態２に係る電子デバイスの図１におけるＡ−Ａ線での断面図。 図８におけるＤ部の拡大図。 電子デバイスの製造工程図。 電子デバイスの工程毎の断面図。 電子デバイスを備える電子機器としてのモバイル型（又はノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図。 電子デバイスを備える電子機器としての携帯電話機を示す斜視図。 電子デバイスを備える電子機器としてのデジタルカメラを示す斜視図。 電子デバイスを備える移動体としての自動車を示す斜視図。 従来技術による貫通孔の断面図。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせている。また、以下に記述している寸法値は一例であり、発明の主旨を逸脱しない範囲において適宜変更は可能である。
また、図１から図４、図８、図９、および図１６では、説明の便宜上、互いに直交する三軸として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示しており、軸方向を図示した矢印の先端側を「＋側」、基端側を「−側」としている。また、以下では、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」という。
（実施形態１）
本実施形態は、気密構造を有したパッケージを利用した電子デバイスであり、例えば、慣性センサーとして用いることができる。具体的には、加速度を求めるためのセンサー（静電容量型加速度センサー）として用いることができる。なお、本発明は、加速度センサーに限らず、角速度センサーや、気密構造を必要とする各種デバイスに適用することができる。
図１は、実施形態に係る電子デバイス１００の概略構成を示す模式平面図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ線での断面図である。図３は、図１におけるＢ−Ｂ線での断面図である。図４は、図２におけるＣ部の拡大図である。
まず、実施形態に係る電子デバイス１００の概略構成について、図１から図４を用いて説明する。
図１および図２に示すように、パッケージ１０１は、第２基体１０、第１基体５０、充填部材６０、封止部材７０などを含んでおり、電子デバイス１００は、パッケージ１０１、機能素子８０などを含んでいる。なお、図１では、説明の便宜上、第１基体５０、充填部材６０および封止部材７０を透視して図示している。
まず、機能素子８０を収納する収納空間部５６の構成について説明する。
図１および図２に示すように、第２基体１０は、厚さが０．３ｍｍで１．５ｍｍ×１．２ｍｍの矩形の板状をなしており、第２基体１０の第１主面１１（＋Ｚ軸側の面）には、平面視において矩形状の凹部１４が設けられている。
第１基体５０は、凹部５３を有した厚さ０．１８ｍｍのキャップ状をなしており、第２基体１０と接合領域５５で接合されている。第２基体１０の凹部１４と、第１基体５０の凹部５３と、を対向させて接合することで、機能素子８０を収納する収納空間部５６が設けられる。
なお、凹部１４の形状は、矩形であるものと説明したが、後述する可動電極８７の変位を妨げることなく、機能素子８０を収納することができれば、これに限定されるものではない。
第２基体１０および第１基体５０の材料としては、例えば、シリコン、ガラスなどを用いることができる。第２基体１０と第１基体５０との接合方法としては、例えば、接着剤を用いた接合方法、陽極接合方法、直接接合方法などを用いることができる。本実施形態では、好適例として、第２基体１０にガラスを、第１基体５０にシリコンを、使用している。これにより、第２基体１０と第１基体５０とを陽極接合法で接合することができる。陽極接合法は、接着剤やガラスを用いた接合方法に比べ、接合強度が高く、接合領域５５の接合幅を数１０μｍに狭くできるので、電子デバイス１００（パッケージ１０１）を小型化することができる。
第２基体１０の凹部１４、および第１基体５０の凹部５３は、例えば、シリコンまたはガラスなどを、各種加工技術（例えばドライエッチング、ウェットエッチングなどのエッチング技術）で加工することで形成できる。
また、第２基体１０に使用されているガラスは絶縁性を有しているので、第２基体１０の外表面に絶縁処理を施さなくても、後述する配線２０，２２，２４を互いに絶縁させることができる。
次に収納空間部５６に収納されている機能素子８０について説明する。
図１および図２に示すように、機能素子８０は、第２基体１０と第１基体５０との間に設けられている収納空間部５６に配置されている。機能素子８０は、固定部８１，８２と、可動部８６と、固定部８１と可動部８６とを連結している連結部８４と、固定部８２と可動部８６とを連結している連結部８５と、可動部８６から延出している複数の可動電極８７と、複数の固定電極８８，８９とを有している。
可動部８６は、Ｘ軸方向に沿って延在する長方形状をなしている。この可動部８６は、連結部８４，８５を介して固定部８１，８２で第２基体１０の第１主面１１に接合されている。
連結部８４，８５は、可動部８６と、固定部８１または固定部８２と、を連結している。
＋Ｚ軸方向からの平面視にて、可動部８６の＋Ｘ軸方向の側面には、±Ｘ軸方向に変位可能な一対の連結部８４ａ，８４ｂの一端が接続され、固定部８１の−Ｘ軸方向の側面には、連結部８４ａ，８４ｂの他端が接続されている。可動部８６の−Ｘ軸方向の側面には、±Ｘ軸方向に変位可能な一対の連結部８５ａ，８５ｂの一端が接続され、固定部８２の＋Ｘ軸方向の側面には、連結部８５ａ，８５ｂの他端が接続されている。
連結部８４，８５は、Ｙ軸方向に往復しながらＸ軸方向に延在する形状をなしている。さらに、連結部８４，８５はＸ軸方向の幅に対してＺ軸方向の幅が厚くなっている。連結部８４，８５をこのような形状とすることにより、連結部８４，８５はＹ軸方向及びＺ軸方向への変形が抑制され、±Ｘ軸方向にスムーズに伸縮させることができる。これにより、可動部８６は、固定部８１，８２に対して、±Ｘ軸方向に変位可能に支持される。なお、連結部８４，８５の形状は、所定のバネ定数を有して、±Ｘ軸方向に弾性変形することが可能であれば、他の形状を用いてもよい。
可動電極８７は、可動部８６に接続されている。＋Ｚ軸方向からの平面視にて、可動電極８７は、可動部８６のＹ軸方向の両側面から＋Ｙ軸側および−Ｙ軸側に突出している。複数の可動電極８７は、Ｘ軸方向に沿って櫛歯状に設けられている。
固定部８１，８２は、第２基体１０の第１主面１１に接合されている。＋Ｚ軸方向からの平面視にて、固定部８１は、第２基体１０に設けられている凹部１４の＋Ｘ軸側中央の縁（第１主面１１）に接合され、固定部８２は、凹部１４の−Ｘ軸側中央の縁（第１主面１１）に接合されている。固定部８１，８２は、可動部８６、可動電極８７および連結部８４，８５と一体で形成されており、凹部１４を跨ぐように設けられている。
固定電極８８，８９は、第２基体１０の第１主面１１に接合されている。
＋Ｚ軸方向からの平面視にて、固定電極８８，８９の一端は、第２基体１０に設けられている凹部１４の＋Ｙ軸側または−Ｙ軸側の縁（第２基体１０の第１主面１１）に接合され、他端が可動部８６に向かってＹ軸方向に延出している。固定電極８８と固定電極８９とは対をなし、複数対の固定電極８８，８９はＸ軸方向に沿って櫛歯状に設けられている。
一対の固定電極８８，８９と、可動電極８７とは、互いの櫛歯が間隔を隔てて対向配置されている。
機能素子８０は、例えば、単結晶シリコン、ポリシリコンなど、シリコンを主成分とした材料で構成されている。シリコンを各種加工技術（例えばドライエッチング、ウェットエッチングなどのエッチング技術）を用いて所望の外形形状に加工することにより、固定部８１，８２、可動部８６、可動電極８７および連結部８４，８５が一体的に形成される。主材料をシリコンとすることで、シリコン半導体デバイス作製に用いられる微細な加工技術の適用が可能となり、電子デバイス１００の小型化と、加工精度の向上による高感度化と、を図るとともに、優れた耐久性を発揮することができる。
また、シリコンに、リン、ボロン（ホウ素）などの不純物をドープすることにより、導電性を向上させることができる。
上述したように、第２基体１０の材料には、ガラスが用いられているため、機能素子８０にシリコンを用いることにより、機能素子８０（固定部８１，８２、固定電極８８，８９）と、第２基体１０との接合に、陽極接合法を用いることができる。これにより、機能素子８０を小型化することができる。
なお、機能素子８０の材料、および機能素子８０と第２基体１０との接合方法は、一例であり、これに限定されるものではない。
次に、機能素子８０の電気的接続、および第２基体１０に設けられている溝部１５，１６，１７について図１および図２を用いて説明する。
図１および図２に示すように、第２基体１０の第１主面１１には、外部接続端子３０，３２，３４と、溝部１５，１６，１７と、が設けられている。
外部接続端子３０，３２，３４は、＋Ｚ軸方向からの平面視にて、収納空間部５６の外部で、第２基体１０の＋Ｘ軸側の一辺に沿って設けられている。
溝部１５，１６，１７は、充填部材６０の充填前の状態において、第２基体１０と第１基体５０との間に設けられている収納空間部５６の内部と、外部とを、Ｘ軸方向に沿って連通している。溝部１５の内部（底面）には配線２０が設けられ、溝部１６の底面には配線２２が設けられ、溝部１７の底面には配線２４が設けられている。
配線２０は、＋Ｚ軸側の面に、配線２０と固定部８１とを電気的に接続させる接続部４０を備えている。
溝部１５および配線２０は、収納空間部５６の内部側の一端が接続部４０を介して機能素子８０の固定部８１に接続され、収納空間部５６の外部側の他端が外部接続端子３０に接続されている。さらに溝部１５は、外部接続端子３０の外周に沿って設けられている。これにより、外部接続端子３０には、可動電極８７が電気的に接続される。
配線２２は、＋Ｚ軸側の面に、配線２２と固定電極８８とを電気的に接続させる複数の接続部４２を備えている。
溝部１６および配線２２は、収納空間部５６の内部側の一端が凹部１４の外周に沿って延出され接続部４２を介して機能素子８０の複数の固定電極８８に接続され、収納空間部５６の外部側の他端が外部接続端子３２に接続されている。さらに溝部１６は、外部接続端子３２の外周に沿って設けられている。これにより、外部接続端子３２には、複数の固定電極８８が電気的に直列接続される。
配線２４は、＋Ｚ軸側の面に、配線２４と固定電極８９とを電気的に接続させる複数の接続部４４を備えている。
溝部１７および配線２４は、収納空間部５６の内部側の一端が溝部１６の外周に沿って延出され接続部４４を介して機能素子８０の複数の固定電極８９に接続され、収納空間部５６の外部側の他端が外部接続端子３４に接続されている。さらに溝部１７は、外部接続端子３４の外周に沿って設けられている。これにより、外部接続端子３４には、複数の固定電極８９が電気的に直列接続される。
溝部１５，１６，１７の深さ（ｄ）は、０．５〜１．０μｍであり、配線２０，２２，２４の厚さ（ｔ）は、略０．１μｍである。溝部１５，１６，１７の深さ（ｄ）と、配線２０，２２，２４の厚さ（ｔ）との関係を、ｄ＞ｔとすることで、配線２０，２２，２４が溝部１５，１６，１７の外側（＋Ｚ軸側）に突出するのを防止することができる。
溝部１５，１６，１７は、例えば、第２基体１０を各種加工技術（例えばドライエッチング、ウェットエッチングなどのエッチング技術）を用いて形成することができる。
配線２０，２２，２４および外部接続端子３０，３２，３４の材料としては、例えば、透明導電材料である、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ3Ｏ3、ＳｎＯ2、Ｓｂ含有ＳｎＯ2、Ａｌ含有ＺｎＯなどの酸化物や、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）などの金属、または、これらを主成分とする合金などを使用することができる。
配線２０，２２，２４および外部接続端子３０，３２，３４の材料が透明電極材料（特にＩＴＯ）であると、第２基体１０が透明である場合、例えば、配線２０，２２，２４および外部接続端子３０，３２，３４の上面側（＋Ｚ軸側）に存在する異物などを第２基体１０の下面側（−Ｚ軸側）から容易に視認することができる。
接続部４０，４２，４４の材料としては、例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）などの金属、または、これらを主成分とする合金などを使用することができる。これらの材料を用いることで、配線２０，２２，２４と機能素子８０との間の接点抵抗を小さくすることができる。
配線２０，２２，２４、外部接続端子３０，３２，３４、および接続部４０，４２，４４は、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ法などにより導体層（上述した材料）を成膜し、導電層をパターニングすることにより形成することができる。パターニングは、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって行われる。なお、導体層の形成方法は、一例であり、これに限定されるものではない。
次に、機能素子８０に加わる加速度の検出について説明する。
機能素子８０にＸ軸方向の加速度が加わると、連結部８４，８５がＸ軸方向に伸縮し、可動部８６および可動部８６に接続されている可動電極８７が、Ｘ軸方向（＋Ｘ軸方向または−Ｘ軸方向）に変位する。
例えば、可動電極８７が＋Ｘ軸方向に変位した場合、可動電極８７と固定電極８８との間隙が広がり、可動電極８７と固定電極８８との間で形成される静電容量が減少する。また、可動電極８７と固定電極８９との間隙は狭まり、可動電極８７と固定電極８９との間で形成される静電容量が増加する。したがって、外部接続端子３０と外部接続端子３２との間の静電容量、および外部接続端子３０と外部接続端子３４との間の静電容量、を検出することで、機能素子８０に加わる加速度を求めることができる。
次に、第１基体５０に設けられている第１貫通孔５８および第２貫通孔５７について説明する。
図１および図２に示すように、第１基体５０には、第１基体５０をＺ軸方向に貫く第１貫通孔５８と、第２貫通孔５７とが、設けられている。第１基体５０はシリコンを主材料とし、第１主面５１は、シリコンの（１，０，０）面の結晶面に沿っている。第１貫通孔５８および第２貫通孔５７は、例えば、ドライプロセスやウェットプロセスなどのエッチング技術を用いて、第１基体５０を加工することにより形成することができる。
第２貫通孔５７は、収納空間部５６の内部と外部とを連通している溝部１５，１６，１７に充填部材６０を充填させ、溝部１５，１６，１７と、第１基体５０と、の間の間隙を塞ぐために設けられている。
図１および図２に示すように、第２貫通孔５７は、＋Ｚ軸方向からの平面視にて、溝部１５，１６，１７と重なる位置に設けられ、充填部材６０が充填される前の状態において、溝部１５，１６，１７と連通している。
第２貫通孔５７は、第２基体１０に向けて（第１基体５０の＋Ｚ軸側から−Ｚ軸側に向けて）開口径が小さくなる形状（テーパー形状）を有していることが好ましい。これにより、溝部１５，１６，１７に充填部材６０を容易に充填することができる。
溝部１５，１６，１７には、第２貫通孔５７から充填部材６０が充填され、図３に示すように、溝部１５，１６，１７と、第２貫通孔５７とが、充填部材６０で覆われている。これにより、第２基体１０と第１基体５０との間に形成されている収納空間部５６の外周は、接合領域５５および充填部材６０で気密に接合される。
充填部材６０には、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ2）の絶縁性材料が用いられている。充填部材６０は、ＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａ Ｅｔｈｙｌ Ｏｒｔｈｏ Ｓｉｌｉｃａｔｅ）などを原料としたプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）で絶縁膜として形成させることができる。充填部材６０に、絶縁性材料を用いることにより、電子デバイス１００は、複数の配線２０，２２，２４を短絡させることなく、高い気密性を得ることができる。
なお、充填部材６０には、酸化シリコン（ＳｉＯ2）を用いるものと説明したが、これに限定されるものではない。充填部材６０としては、上述のほか、シランガスなどを原料としたプラズマＣＶＤで成膜される窒化シリコン（ＳｉＮ）、ポッティングや塗布による方法で充填可能な高分子有機物（例えば、ポリイミド）などを用いることができる。
第１貫通孔５８は、第１貫通孔５８から収納空間部５６の気体を排気した状態の減圧下または、排気後に不活性ガスなどを導入した不活性ガス雰囲気下において、第１貫通孔５８を封止部材７０で塞いで、収納空間部５６を所望の雰囲気で気密に封止するために設けられている。
図１および図２に示すように、第１貫通孔５８は、＋Ｚ軸方向からの平面視において略四角形状であり、封止部材７０で封止される前の状態において、収納空間部５６と連通している。
収納空間部５６は、溝部１５，１６，１７に充填部材６０を充填した後、所望の雰囲気下で、第１貫通孔５８を封止部材７０で塞ぐことで、気密に封止される。具体的には、第１貫通孔５８内に球状の封止部材７０（図４参照）を配置し、球状の封止部材７０を、例えば、レーザー照射によって溶融させることで、第１貫通孔５８を塞ぐことができる。
図４に示すように、第１貫通孔５８は、第１貫通孔５８の断面視において、第２面５２から第１主面５１に向かって傾斜している第１傾斜部７１と、第１傾斜部７１の第１主面５１側の一端から第１主面５１に向かって傾斜している第２傾斜部７２と、を有している。
第１傾斜部７１の第２面５２の開口長Ｗ１は、球状の封止部材７０の直径Ｄ１よりも小さく、第１傾斜部７１の第１主面５１側（第２傾斜部７２の第２面側）の開口長Ｗ３は、第２面５２の開口長Ｗ１よりも大きい。第２傾斜部７２の第１主面５１側の開口長Ｗ２は、球状の封止部材７０の直径Ｄ１よりも大きい。このような構成によれば、第１主面５１側（＋Ｚ軸方向）からの平面視において、溶融前の球状の封止部材７０を、第１傾斜部７１の第２面５２の開口と重なる位置に配置させることができる。
ここで、第１貫通孔５８に第２傾斜部７２が設けられていない従来技術による電子デバイス３００について説明する。
図１６は、従来技術による貫通孔の断面図である。図２において、仮に第２傾斜部７２が設けられていない場合のＣ部拡大図である。図１６（ａ）は、第１貫通孔３５８に、溶融前の球状の封止部材７０を配置させた状態を示し、図１６（ｂ）は、封止部材７０を溶融させた時の状態の一例を示している。
図１６（ａ）に示すように、第１基体３５０には、第１貫通孔３５８が第１基体３５０の第１主面３５１から第２面３５２に向かって設けられている。第１貫通孔３５８は、第１貫通孔３５８の断面視において、第２面３５２から第１主面３５１に向かって傾斜している第１傾斜部３７１を有している。第１傾斜部３７１の第２面３５２の開口長Ｗ３１は、第１主面３５１の開口長Ｗ３３よりも小さく、球状の封止部材７０の直径Ｄ１よりも小さい。第１傾斜部３７１の第１主面３５１の開口長Ｗ３３は、球状の封止部材７０の直径Ｄ１よりも大きい。また、第１貫通孔３５８の内壁全体（第１傾斜部３７１）には、金属膜３７６が設けられている。
図１６（ｂ）に示すように、第１貫通孔３５８は、第１傾斜部３７１を有し、第１貫通孔３５８の内壁全体に金属膜３７６が設けられているため、球状の封止部材７０を溶融させた時、溶融した封止部材７０が、第１貫通孔３５８の第１傾斜部３７１を這い上がり、第１基体３５０の第１主面３５１に流出してしまうことがあった。これにより、第１貫通孔３５８内の封止部材７０が不足することにより空孔３５４が発生したり、第１主面３５１に流出した封止部材７０の熱によって第１基体３５０にクラック３９０が生じたりして、収納空間部５６の気密性が損なわれる恐れがあった。収納空間部５６の気密性が損なわれると、電子デバイス３００に加わる加速度の検出精度が低下してしまう。
図４に戻って電子デバイス１００の第１貫通孔５８について説明する。
第１貫通孔５８の第１傾斜部７１と第２面５２とでなす第１基体５０側の第１角をθ１、第２傾斜部７２と第２面５２とでなす第１基体５０側の第２角をθ２とした時、第１貫通孔５８は、θ２＞θ１の関係を有している。さらに、本実施形態の第２角θ２は、９０度を超えている。第２傾斜部７２の開口は第１主面５１に向かって漸減しており、第２傾斜部７２の第１主面５１の開口長Ｗ２は、第１傾斜部７１の第１主面５１側（第２傾斜部７２の第２面５２側）の開口長Ｗ３より小さくなっている。換言すると、第２傾斜部７２の内壁は、第１傾斜部７１の第１主面５１側の一端から第１主面５１に向かって、オーバーハング状に迫り出している。
また、第１貫通孔５８の内壁には、金属膜７６が設けられ、第２傾斜部７２の少なくとも一部は、第１基体５０が露出している。本実施形態においては、第２傾斜部７２には金属膜７６が設けられていないため、第１基体５０が露出している。
このような構成によれば、第１貫通孔５８の第１傾斜部７１に配置された球状の封止部材７０を溶融させた時、第１傾斜部７１を這い上がり、第１主面５１へ流出しようとする封止部材７０が、第２傾斜部７２で塞き止められる。また、第２傾斜部７２には金属膜７６が形成されていないので、封止部材７０の濡れ広がり（這い上がり）をこの領域で低下させることができる。これにより、封止部材７０が第１貫通孔５８から第１主面５１に流出することを防止できるので、電子デバイス１００の気密性を向上させることができる。
金属膜７６の材料としては、例えば、金（Ａｕ）などを用いることができる。
封止部材７０としては、例えば、Ａｕ／Ｇｅ、Ａｕ／Ｓｉ、Ｓｎ／Ｐｂ、Ｐｂ／Ａｇ、Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕ、Ｓｎ／Ｚｎ／Ｂｉなどの合金を使用することができる。
本実施形態の電子デバイス１００では、収納空間部５６は、窒素やアルゴンなどの不活性ガスが減圧状態（大気圧〜０．１気圧）で封止されている。これにより、長期間に亘って電子デバイス１００に加わる加速度の検出精度を維持することができる。
なお、本実施形態では、＋Ｚ軸方向からの平面視において、第１貫通孔５８が第１基体５０に設けられ、機能素子８０と重なる位置に配置されている構成を示したが、これに限定されるものではない。第１貫通孔５８が、機能素子８０と重ならない位置に配置された構成であってもよい。また、第１貫通孔５８が、第２基体１０に設けられた構成であってもよい。
次に、電子デバイス１００の製造方法について説明する。
図５は、電子デバイス１００の製造方法を示す製造工程図である。図６および図７は、電子デバイス１００の主要な工程毎の断面図である。
電子デバイス１００の製造方法は、第１基体５０の第１主面５１を、ドライプロセスでハーフエッチングするドライエッチング工程と、第１貫通孔５８の第１傾斜部７１と第２傾斜部７２とをウェットプロセスのエッチングで形成するウェットエッチング工程と、含んでいる。
まず、図５に示すように、ステップＳ１の基板準備工程では、第１基体５０を形成する基板を準備する。図６（ａ）に示すように、第１貫通孔５８を形成する第１主面５１に（１，０，０）面の結晶面を有するシリコン基板（ウェハー）１５０を用意する。第１基体５０は、ウェハー状態で処理され、ウェハー上に複数個が一括形成される。
ステップＳ２の凹部形成工程では、第１基体５０（シリコン基板１５０）に収納空間部５６の一部となる凹部５３を形成する。図６（ｂ）は、第１基体５０に凹部５３を形成した後の断面図である。
凹部５３は、フォトリソグラフィー技術、ウェットプロセスやドライプロセスを用いたエッチング技術で形成することができる。なお、本実施形態では、凹部５３のほか、上述した第２貫通孔５７、および凹部５９が形成されている。凹部５９は、第２基体１０上に形成されている外部接続端子３０，３２，３４（図１、図２参照）を一時的に覆う保護部となる。
ステップＳ３のエッチング保護膜形成工程では、第１貫通孔５８を形成するドライプロセス用のエッチング保護膜を形成する。図６（ｃ）は、ドライプロセス用のエッチング保護膜１２０に第１貫通孔５８の形状をパターニングした後の断面図である。
まず、凹部５３などが形成された第１基体５０の両面にウェットプロセス用のエッチング保護膜１１０を形成する。本実施形態では、エッチング保護膜１１０に、シリコンの表面を熱酸化させた厚さ８００ｎｍ程度の酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜を用いている。
次に、エッチング保護膜１１０が形成された第１主面５１側に、ドライプロセス用のエッチング保護膜１２０を塗布し、第１貫通孔５８の形状をパターニングする。エッチング保護膜１２０には、感光性樹脂（フォトレジスト）が使用され、フォトリソグラフィー技術などを用いて第１貫通孔５８の形状をパターニングすることができる。なお、エッチング保護膜１１０には、酸化シリコン膜を用いるものと説明したが、後述するウェットエッチングでの耐熱性を有していれば、これに限定されるものではない。
ステップＳ４のドライエッチング工程では、ドライプロセスを用いてエッチングを行い、エッチング保護膜１１０に、第１貫通孔５８の形状を開口する。さらに第１基体５０をハーフエッチングする。図６（ｄ）は、エッチング保護膜１１０および第１基体５０にドライエッチングを行い、ドライプロセス用のエッチング保護膜１２０を剥離した後の断面図である。
エッチング保護膜１１０をドライエッチングすると、エッチング保護膜１１０には、第１貫通孔５８の第１主面５１側の形状が開口される。さらに、オーバーエッチングを行い、第１基体５０をハーフエッチングして第１主面５１から第２面５２に向かう貫通孔を途中まで形成する。
ドライエッチング後、エッチング保護膜１２０を剥離する。酸化シリコン（エッチング保護膜１２０）、およびシリコン基板１５０（第１基体５０）は、例えば、ＣＨＦ3やＣＦ4などのフッ素系ガスを用いることでエッチングすることができる。また、エッチング保護膜１２０は、例えば、Ｏ2ガスを用いたドライエッチングで剥離することができる。
ステップＳ５のウェットエッチング工程では、ウェットプロセスを用いてエッチングを行い、第１貫通孔５８を形成する。図６（ｅ）は、ステップＳ４で途中まで形成した貫通孔にウェットエッチングを行い、第１傾斜部７１および第２傾斜部７２を形成した後の断面図である。
シリコン基板１５０（第１基体５０）を水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液でウェットエッチングすると、シリコンの異方性エッチングにより（１，１，１）面の結晶面方位に沿って第１傾斜部７１および第２傾斜部７２が形成される。詳しくは、エッチング液として、例えば、２５重量％程度の水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液を用いて、液温８０度程度でシリコン基板１５０のウェットエッチングを行った場合、（１，０，０）面のエッチング速度は、略０．６μｍ／ｍｉｎ．であり、（１，１，１）面のエッチング速度は、略０．００６μｍ／ｍｉｎ．である。（１，１，１）面のエッチング速度は、（１，０，０）面のエッチング速度に比べて略１００倍遅いので、エッチングが進行して（１，１，１）面が露出すると、あたかもエッチングが停止したように振る舞い、上述した断面形状を有する第１傾斜部７１および第２傾斜部７２が形成される。
図６（ｆ）に示すように、ウェットエッチング後、エッチング保護膜１１０を除去することで第１貫通孔５８が形成される。エッチング保護膜１１０は、例えば、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）を用いたウェットエッチングで除去することができる。
ステップＳ６の接合工程では、第１基体５０と第２基体１０とを接合する。図７（ｇ）は、第１基体５０と第２基体１０とを接合した後の断面図である。
第２基体１０は、ウェハー状態で処理され、ウェハー上に複数個が一括形成される。第２基体１０には、凹部１４、溝部１５，１６，１７、配線２０，２２，２４、外部接続端子３０，３２，３４（図１参照）が設けられ、凹部１４に機能素子８０が配置されている。第１基体５０には、予め、第１貫通孔５８の第１傾斜部７１に金属膜７６が設けられている。第１基体５０の凹部５３と、第２基体１０の凹部１４と、を対向させて接合することにより、機能素子８０は収納空間部５６で囲われる。第１基体５０と第２基体１０との接合には、陽極接合法を用いている。接合方法としては、これに限定されず、接着剤を用いた接合方法、直接接合方法などを用いることができる。
なお、金属膜７６は、第１基体５０と第２基体１０との接合後に形成してもよい。この場合、例えば、開口マスクを用いたスパッタで金属膜７６を形成することができる。
次に、第２貫通孔５７を使用して、収納空間部５６の内部と外部とを連通している溝部１５，１６，１７を塞ぐ。第２貫通孔５７は、平面視にて、溝部１５，１６，１７と重なる位置に設けられ（図１参照）、溝部１５，１６，１７と連通している。第２貫通孔５７から充填部材６０を充填することにより、溝部１５，１６，１７と、第２貫通孔５７とが、充填部材６０で覆われる。これにより、収納空間部５６の外周を、接合領域５５および充填部材６０で気密に接合することができる。
充填部材６０は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ2）の絶縁性材料を用いて、プラズマＣＶＤで絶縁膜として形成するができる。なお、この成膜の際に、充填部材６０が外部接続端子３０，３２，３４に付着するのを防止するために、第１基体５０が延設され、第１基体５０に設けられている凹部５９が外部接続端子３０，３２，３４（図１参照）を覆っている。
ステップＳ７の貫通孔封止工程では、第１貫通孔５８を封止部材７０で塞ぐ。図７（ｈ）は、第１貫通孔５８に溶融前の円形の封止部材７０を配置した状態の断面図である。図７（ｉ）は、封止部材７０を溶融して第１貫通孔５８を塞ぎ、収納空間部５６を気密に封止した後の断面図である。
まず、第１貫通孔５８に、円形の封止部材７０を配置する。
次に、真空チャンバー（図示せず）などを用いて、第１貫通孔５８から収納空間部５６内の気体を排気した後、真空チャンバーに窒素やアルゴンなどの不活性ガスを導入し、収納空間部５６内を不活性ガスに置換する。真空チャンバー内を減圧（大気圧〜０．１気圧）に保った状態で、球状の封止部材７０にレーザーを照射することにより、溶融した封止部材７０が金属膜７６に沿って濡れ広がり、第１貫通孔５８が塞がれる。これにより、収納空間部５６を気密に封止することができる。
レーザーとしては、ＹＡＧレーザーやＣＯ2レーザーなどを使用することができる。
本実施形態の第１貫通孔５８には、第１貫通孔５８の断面視において、第１傾斜部７１の第１主面５１側の一端から第１主面５１に向かって、オーバーハング状に迫り出している第２傾斜部７２が設けられ、第２傾斜部７２には、金属膜７６が設けられていないため、封止部材７０を溶融させた時、溶融した封止部材７０が第２傾斜部７２を這い上がり、第１貫通孔５８から第１主面５１に流出することを防止できる。
ステップＳ８の分割工程では、電子デバイス１００を個別に分割する。図７（ｊ）は、電子デバイス１００を個別に分割した後の断面図である。
第１基体５０の不要部分を除去した後、ウェハー状態で形成した電子デバイス１００をダイシングソー（図示せず）などの切断装置により、個別に分割する。
上記の各工程などを経ることにより、図１から図４に示すような電子デバイス１００を得ることができる。
以上述べたように、本実施形態に係る電子デバイス１００によれば、以下の効果を得ることができる。
電子デバイス１００の第１貫通孔５８は、第２面５２から第１主面５１に向かって傾斜している第１傾斜部７１と、第１傾斜部７１の第１主面５１側の一端から第１主面５１に向かって傾斜している第２傾斜部７２と、を有している。
第２傾斜部７２は、第１貫通孔５８の断面視において、第１傾斜部７１の第１主面５１側の一端から第１主面５１に向かって、オーバーハング状に迫り出している。このような形状によれば、第１貫通孔５８の第１傾斜部７１に配置された球状の封止部材７０を溶融させた時、第１傾斜部７１を這い上がり、第１主面５１へ流出しようとする封止部材７０は、第２傾斜部７２で塞き止められる。
また、第１傾斜部７１には金属膜７６が設けられ、第２傾斜部７２には金属膜７６が設けられていないので、封止部材７０が第１傾斜部７１から第２傾斜部７２に這い上がる（濡れ広がる）現象も軽減される。
これにより、封止部材７０が第１貫通孔５８から第１主面５１に流出することを防止できるので、収納空間部５６を確実に封止することができる。したがって、気密性が向上したパッケージ１０１、およびこのパッケージ１０１を利用した信頼性の高い電子デバイス１００を提供することができる。
また、電子デバイス１００の製造方法は、第１基体５０の第１主面５１をドライプロセスでハーフエッチングするドライエッチング工程と、第１傾斜部７１と第２傾斜部７２とをウェットプロセスでエッチングするウェットエッチング工程とを含んでいる。第１基体５０の主材料には、第１貫通孔５８を形成する第１主面５１に（１，０，０）面の結晶面を有するシリコンが用いられている。
シリコンの異方性エッチングを利用し、第１主面５１をドライプロセスでハーフエッチングを行った後、ウェットエッチングを行うことにより、第１基体５０に第１傾斜部７１と第２傾斜部７２とを含む第１貫通孔５８を形成することができる。この製造方法によれば、第１傾斜部７１の第１主面５１側の一端から第１主面５１に向かって、オーバーハング状に迫り出している第２傾斜部７２を形成することができる。このような形状によれば、第１貫通孔５８の第１傾斜部７１に配置された球状の封止部材７０を溶融させた時、第１傾斜部７１を這い上がり、第１主面５１へ流出しようとする封止部材７０は、第２傾斜部７２で塞き止められる。したがって、気密性が向上し、信頼性の高い電子デバイス１００の製造方法を提供することができる。
（実施形態２）
図８は、実施形態２に係る電子デバイス２００の図１におけるＡ−Ａ線での断面図である。図９は、図８におけるＤ部の拡大図である。
まず、実施形態２に係る電子デバイス２００の概略構成について、図８および図９を用いて説明する。なお、電子デバイス１００と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明は省略する。
図８および図９に示すように、パッケージ２０１は、第２基体１０、第１基体２５０、充填部材６０、封止部材７０などを含んでおり、電子デバイス２００は、パッケージ２０１、機能素子８０などを含んでいる。
第１貫通孔２５８は、第１貫通孔２５８の断面視において、第２面２５２から第１主面２５１に向かって傾斜している第１傾斜部２７１と、第１傾斜部２７１の第１主面２５１側の一端から第１主面２５１に向かって傾斜している第２傾斜部２７２と、を有している。なお、本実施形態では、第２傾斜部２７２は、第１傾斜部２７１の第１主面２５１側の一端から第２面２５２と交差する方向に立ち上がる形状をなし、第２傾斜部２７２の第１主面２５１側の一端から第１主面２５１に向かって傾斜している傾斜部を有している。
第１傾斜部２７１の第２面２５２の開口長Ｗ２１は、球状の封止部材７０の直径Ｄ１よりも小さく、第２傾斜部２７２の第１主面２５１側の開口長Ｗ２２は、球状の封止部材７０の直径Ｄ１よりも大きい。このような形状によれば、第１主面２５１側（＋Ｚ軸方向）からの平面視において、溶融前の球状の封止部材７０を、第１傾斜部２７１の第２面２５２の開口と重なる位置に配置させることができる。
第１貫通孔２５８の第１傾斜部２７１と第２面２５２とでなす第１基体２５０側の第１角をθ２１、第２傾斜部２７２と第２面２５２とでなす第１基体２５０側の第２角をθ２２とした時、第１貫通孔２５８は、θ２２＞θ２１の関係を有し、第２角θ２２は略９０度である。換言すると、第２傾斜部２７２の第１主面２５１側と、第１傾斜部２７１の第１主面２５１側とは、略同じ開口長Ｗ２２であり、第２傾斜部２７２は、第１傾斜部２７１の第１主面２５１側の一端から第２面２５２と交差する方向に立ち上がる内壁を有している。
また、第１貫通孔２５８には、金属膜２７６が設けられ、第２傾斜部２７２の少なくとも一部は、第１基体２５０が露出している。本実施形態においては、第２傾斜部２７２には金属膜２７６が設けられていないため、第１基体２５０が露出している。
このような構成によれば、第１貫通孔２５８の第１傾斜部２７１に配置された球状の封止部材７０を溶融させた時、第１傾斜部２７１を這い上がってきた封止部材７０は、第２傾斜部２７２で塞き止められる。また、第２傾斜部２７２には金属膜２７６が形成されていないので、第２傾斜部２７２に封止部材７０が濡れ広がることも防げる。これにより、封止部材７０が第１貫通孔２５８から第１主面２５１に流出することを防止できるので、電子デバイス２００の気密性を向上させることができる。
次に、電子デバイス２００の製造方法について説明する。
図１０は、電子デバイス２００の製造方法を示す製造工程図である。図１１は、電子デバイス２００の主要な工程毎の断面図である。
なお、図１０に示す電子デバイス２００の製造工程図において、ステップＳ２１、ステップＳ２２、およびステップＳ２６からステップＳ２８までは、図５に示す電子デバイス１００の製造工程図のステップＳ１、ステップＳ２、およびステップＳ６からステップＳ８と同じであるので、その説明を省略する。
電子デバイス２００の製造方法は、第１基体２５０の第１主面２５１を、ウェットプロセスでエッチングするウェットエッチング工程と、第１貫通孔２５８の第２傾斜部２７２をドライプロセスのエッチングで形成するドライエッチング工程と、を含んでいる。
ステップＳ２３のエッチング保護膜形成工程では、第１貫通孔２５８を形成するウェットプロセス用のエッチング保護膜１１０を形成する。図１１（ａ）は、ウェットプロセス用のエッチング保護膜１１０に第１貫通孔２５８の形状をパターニングした後の断面図である。
凹部５３などが形成された第１基体２５０の両面にウェットプロセス用のエッチング保護膜１１０を形成する。本実施形態では、エッチング保護膜１１０に、シリコンの表面を熱酸化させた厚さ８００ｎｍ程度の酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜を用いている。
公知のフォトリソグラフィー技術やエッチング技術を用いて、エッチング保護膜１１０に第１貫通孔２５８の形状をパターニングする。
なお、エッチング保護膜１１０には、酸化シリコン膜を用いるものと説明したが、後述するウェットエッチングでの耐熱性を有していれば、これに限定されるものではない。
ステップＳ２４のウェットエッチング工程では、第１基体２５０の第１主面２５１から第２面２５２に向かってをウェットプロセスでエッチングを行う。図１１（ｂ）は、第１主面２５１と第２面２５２とを貫通孔で貫通させた後の断面図である。
シリコン基板１５０（第１基体２５０）を水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液でウェットエッチングすると、シリコンの異方性エッチングにより（１，１，１）面の結晶面方位に沿って傾斜している貫通孔が形成される。詳しくは、エッチング液として、例えば、２５重量％程度の水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液を用いて、液温８０度でシリコン基板１５０のウェットエッチングを行った場合、（１，０，０）面のエッチング速度は、略０．６μｍ／ｍｉｎ．であり、（１，１，１）面のエッチング速度は、略０．００６μｍ／ｍｉｎ．である。（１，１，１）面のエッチング速度は、（１，０，０）面のエッチング速度に比べて略１００倍遅いので、エッチングが進行して（１，１，１）面が露出すると、あたかもエッチングが停止したように振る舞い、上述した第１傾斜部２７１と同じ傾斜を有する貫通孔が形成される。
図１１（ｃ）に示すように、ウェットエッチング後、エッチング保護膜１１０を除去する。エッチング保護膜１１０は、例えば、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）を用いたウェットエッチングで除去することができる。
ステップＳ２５のドライエッチング工程では、第１基体２５０の第１主面２５１から第２面２５２に向かってをドライプロセスでエッチングを行う。図１１（ｅ）は、ステップＳ２４で形成した貫通孔にドライエッチングを行い、第１貫通孔２５８を形成した後の断面図である。
図１１（ｄ）に示すように、第１基体２５０の第１主面２５１側に第１貫通孔２５８の第１主面２５１側の開口形状に合わせて開口した開口マスク２７０を重ね、第１基体２５０の第１主面２５１から第２面２５２に向かってドライエッチングを行う。これにより、上述した第１傾斜部２７１および第２傾斜部２７２を有した第１貫通孔２５８を容易に形成することができる。シリコン基板１５０（第１基体２５０）は、例えば、ＣＨＦ3やＣＦ4などのフッ素系ガスを用いることでエッチングすることができる。
なお、本実施形態では、開口マスク２７０を用いてドライエッチングを行うものと説明したが、これに限定されるものではない。新たに、ドライプロセス用のエッチング保護膜を形成してドライエッチングを行ってもよい。
以上述べたように、本実施形態に係る電子デバイス２００よれば、以下の効果を得ることができる。
電子デバイス２００の第１貫通孔２５８は、第２面２５２から第１主面２５１に向かって傾斜している第１傾斜部２７１と、第１傾斜部２７１の第１主面２５１側の一端から第１主面２５１に向かって傾斜している第２傾斜部２７２と、を有している。
第２傾斜部２７２は、第１貫通孔２５８の断面視において、第１傾斜部２７１の第１主面２５１側の一端から第２面２５２と交差する方向に立ち上がる内壁を有している。このような形状によれば、第１貫通孔２５８の第１傾斜部２７１に配置された球状の封止部材７０を溶融させた時、第１傾斜部２７１を這い上がってきた封止部材７０は、第２傾斜部２７２で止まる。
また、第２傾斜部２７２には金属膜２７６が形成されていないので、第２傾斜部２７２に封止部材７０が濡れ広がることも防げる。
これにより、封止部材７０が第１貫通孔２５８から第１主面２５１に流出することを防止できるので、収納空間部５６を確実に封止することができる。したがって、気密性が向上したパッケージ２０１、およびこのパッケージ２０１を利用した信頼性の高い電子デバイス２００を提供することができる。
また、電子デバイス２００の製造方法は、第１基体２５０の第１主面２５１を、ウェットプロセスでエッチングするウェットエッチング工程と、第１貫通孔２５８の第２傾斜部２７２をドライプロセスのエッチングで形成するドライエッチング工程と、を含んでいる。第１基体２５０の主材料には、第１貫通孔２５８を形成する第１主面２５１に（１，０，０）面の結晶面を有するシリコンが用いられている。
シリコンの異方性エッチングを利用して、第１主面２５１から第２面２５２に向かってウェットエッチングを行うことにより、（１，１，１）面の結晶面に沿って傾斜している貫通孔を形成することができる。さらに、貫通孔を、第１主面２５１から第２面２５２に向かってドライプロセスでエッチングを行うことにより、第１基体２５０には第１傾斜部２７１と第２傾斜部２７２とを含む第１貫通孔２５８を形成することができる。この製造方法によれば、第１貫通孔２５８の断面視において、第２面２５２側の開口長Ｗ２１より第１主面２５１側の開口長Ｗ２２が広い第１傾斜部２７１と、第１傾斜部２７１の第１主面２５１側の一端から第２面２５２と交差する方向に立ち上がる内壁を有する第２傾斜部２７２と、を形成することができる。この形状によれば、第１貫通孔２５８の第１傾斜部２７１に配置された球状の封止部材７０を溶融させた時、第１傾斜部２７１を這い上がってきた封止部材７０は、第２傾斜部２７２で止まる。これにより、封止部材７０が第１貫通孔２５８から第１主面２５１に流出することを防止できるので、収納空間部５６を確実に封止することができる。したがって、気密性が向上し、信頼性の高い電子デバイス２００の製造方法を提供することができる。
＜電子機器＞
次に、本発明の実施形態に係る電子デバイスを備えた電子機器について図１２から図１４を用いて説明する。なお、本説明では、電子デバイス１００を用いた例を示している。
図１２は、本発明の一実施形態に係る電子デバイス１００を備える電子機器の一例としてのモバイル型（又はノート型）のパーソナルコンピューター１１００の構成の概略を示す斜視図である。図１２に示すように、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１０００を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター１１００には、加速度を検出する機能を備えた電子デバイス１００が内蔵されている。
図１３は、本発明の一実施形態に係る電子デバイス１００を備える電子機器の一例としての携帯電話機１２００（ＰＨＳも含む）の構成の概略を示す斜視図である。図１３に示すように、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１０００が配置されている。このような携帯電話機１２００には、加速度センサーなどとして機能する電子デバイス１００が内蔵されている。
図１４は、本発明の一実施形態に係る電子デバイス１００を備える電子機器の一例としてのデジタルカメラ１３００の構成の概略を示す斜視図である。なお、図１４には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、従来のフィルムカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
デジタルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１０００が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１０００は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
撮影者が表示部１０００に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。また、このデジタルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号の出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号の出力端子１３１２にはテレビモニター１４３０が、データ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。このようなデジタルカメラ１３００には、加速度センサーなどとして電子デバイス１００が内蔵されている。
なお、本発明の一実施形態に係る電子デバイス１００は、図１２のパーソナルコンピューター１１００（モバイル型パーソナルコンピューター）、図１３の携帯電話機１２００、図１４のデジタルカメラ１３００の他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーターなどの電子機器に適用することができる。
＜移動体＞
次に、本発明の実施形態に係る電子デバイスを備えた移動体について図１５を用いて説明する。なお、本説明では、電子デバイス１００を用いた例を示している。
図１５は、本発明の一実施形態に係る電子デバイス１００を備える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１５００には上記実施形態に係る電子デバイス１００が搭載されている。図１５に示すように、移動体としての自動車１５００には、電子デバイス１００を内蔵してタイヤなどを制御する電子制御ユニット１５１０が車体に搭載されている。また、電子デバイス１００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、などの電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）に広く適用できる。
１０…第２基体、１１，５１，２５１，３５１…第１主面、１４…凹部、１５，１６，１７…溝部、２０，２２，２４…配線、３０，３２，３４…外部接続端子、４０，４２，４４…接続部、５０，２５０，３５０…第１基体、５２，２５２，３５２…第２面、５３，５９…凹部、５５…接合領域、５６…収納空間部、５７…第２貫通孔、５８，２５８，３５８…第１貫通孔、６０…充填部材、７０…封止部材、７１，２７１，３７１…第１傾斜部、７２，２７２…第２傾斜部、７６，２７６，３７６…金属膜、８０…機能素子、８１，８２…固定部、８４，８４ａ，８４ｂ，８５，８５ａ，８５ｂ…連結部、８６…可動部、８７…可動電極、８８，８９…固定電極、１００，２００，３００…電子デバイス、１０１，２０１…パッケージ、１１０…エッチング保護膜、１２０…エッチング保護膜、１５０…シリコン基板、２７０…開口マスク、３５４…空孔、３９０…クラック、１１００…パーソナルコンピューター、１２００…携帯電話機、１３００…デジタルカメラ、１５００…自動車。

Claims (9)

  1. 収納空間部と、
    前記収納空間部の少なくとも一部を形成している第１基体と、を備え、
    前記第１基体には、前記収納空間部と反対側の第１主面から前記収納空間部側の第２面に向かう第１貫通孔が設けられ、
    前記第１貫通孔は、前記第１貫通孔の断面視において、前記第２面から前記第１主面に向かって傾斜している第１傾斜部と、前記第１傾斜部の前記第１主面側の一端から前記第１主面に向かって傾斜している第２傾斜部と、を有し、
    前記第２傾斜部と前記第２面とでなす第２角は、前記第１傾斜部と前記第２面とでなす第１角より大きく、
    前記第１貫通孔は、封止部材で封止されていること、を特徴とするパッケージ。
  2. 前記第２角は、９０度を超えていること、を特徴とする請求項１に記載のパッケージ。
  3. 前記第１貫通孔には、金属膜が設けられ、
    前記第２傾斜部の少なくとも一部は、前記第１基体が露出していること、を特徴とする請求項１または２に記載のパッケージ。
  4. 前記第１基体は、シリコンを主材料とし、
    前記第１主面は、前記シリコンの（１，０，０）面の結晶面に沿っていること、を特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のパッケージ。
  5. 収納空間部と、
    前記収納空間部の少なくとも一部を形成している第１基体と、
    前記収納空間部に収納されている機能素子と、を備え、
    前記第１基体には、前記収納空間部と反対側の第１主面から前記収納空間部側の第２面に向かう第１貫通孔が設けられ、
    前記第１貫通孔は、前記第１貫通孔の断面視において、前記第２面から前記第１主面側に傾斜している第１傾斜部と、前記第１傾斜部の前記第１主面側の一端から前記第１主面側に傾斜している第２傾斜部と、を有し、
    前記第２傾斜部と前記第２面とでなす第２角は、前記第１傾斜部と前記第２面とでなす第１角より大きく、
    前記第１貫通孔は、封止部材で封止されていること、を特徴とする電子デバイス。
  6. 収納空間部と、前記収納空間部の少なくとも一部を形成している第１基体と、前記収納空間部に収納されている機能素子と、を備え、前記第１基体に、前記収納空間部と反対側の第１主面から前記収納空間部側の第２面に向かう第１貫通孔が設けられ、前記第１貫通孔は、前記第１貫通孔の断面視において、前記第２面から前記第１主面側に傾斜している第１傾斜部と、前記第１傾斜部の前記第１主面側の一端から前記第１主面側に傾斜している第２傾斜部と、を有し、前記第２傾斜部と前記第２面とでなす第２角は、前記第１傾斜部と前記第２面とでなす第１角より大きく、前記第１貫通孔は、封止部材で封止され、前記第１基体は、シリコンを主材料とし、前記第１主面は、前記シリコンの（１，０，０）面の結晶面に沿っている電子デバイスの製造方法であって、
    前記第１基体の前記第１主面を、ドライプロセスでハーフエッチングするドライエッチング工程と、
    前記第１貫通孔の前記第１傾斜部と前記第２傾斜部とを、ウェットプロセスのエッチングで形成するウェットエッチング工程と、
    を含むこと、を特徴とする電子デバイスの製造方法。
  7. 収納空間部と、前記収納空間部の少なくとも一部を形成している第１基体と、前記収納空間部に収納されている機能素子と、を備え、前記第１基体に、前記収納空間部と反対側の第１主面から前記収納空間部側の第２面に向かう第１貫通孔が設けられ、前記第１貫通孔は、前記第１貫通孔の断面視において、前記第２面から前記第１主面側に傾斜している第１傾斜部と、前記第１傾斜部の前記第１主面側の一端から前記第１主面側に傾斜している第２傾斜部と、を有し、前記第２傾斜部と前記第２面とでなす第２角は、前記第１傾斜部と前記第２面とでなす第１角より大きく、前記第１貫通孔は、封止部材で封止され、前記第１基体は、シリコンを主材料とし、前記第１主面は、前記シリコンの（１，０，０）面の結晶面に沿っている電子デバイスの製造方法であって、
    前記第１基体の前記第１主面を、ウェットプロセスのエッチングで形成するウェットエッチング工程と、
    前記第１貫通孔の前記第２傾斜部を、ドライプロセスのエッチングで形成するドライエッチング工程と、
    を含むこと、を特徴とする電子デバイスの製造方法。
  8. 請求項５に記載の電子デバイスを備えていることを特徴とする電子機器。
  9. 請求項５に記載の電子デバイスを備えていることを特徴とする移動体。
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