JP2016018949A - 電子デバイス、電子デバイスの製造方法、電子モジュール、電子機器および移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】機械的強度の高い電子デバイス、電子デバイスの製造方法、電子モジュール、電子機器および移動体を提供する。【解決手段】電子デバイス１は、ベース基板２および蓋体３を有し、ベース基板２および蓋体３の間に内部空間Ｓが形成されているパッケージ１０と、内部空間Ｓに配置されている機能素子４と、を有している。また、蓋体３は、内部空間Ｓの内外を連通する連通孔３３を有し、連通孔３３の内部空間Ｓ側の開口３３ａの周囲の少なくとも一部がベース基板２に接合されている。【選択図】図５

Description

本発明は、電子デバイス、電子デバイスの製造方法、電子モジュール、電子機器および移動体に関するものである。

例えば、特許文献１には、基板および蓋体を有するパッケージと、パッケージ内に形成されている内部空間に収容されている機能素子と、を有する電子デバイスが開示されている。また、蓋体には内部空間の内外を連通する封止用の孔部が形成されており、孔部を介して内部空間を所定雰囲気とした後、孔部を封止することで内部空間を前記所定雰囲気に維持することができるようになっている。しかしながら、特許文献１の電子デバイスでは、孔部の構成が複雑であること、および、孔部が蓋体の上面と内部空間の天井とを連通するように形成されていることから、蓋体の孔部付近の機械的強度が低下してしまう。そのため、特に、孔部を封止材で封止する際の熱ダメージや封止材の冷却に伴う収縮によって、蓋体の孔部周囲にクラックが発生し、蓋体が破損するおそれが増す。蓋体が破損してしまうと、内部空間の気密性が低下し、内部空間を前記所定雰囲気に保つことができなくなる。

特開２０１３−１０２０３６号公報

本発明の目的は、機械的強度の高い電子デバイス、電子デバイスの製造方法、電子モジュール、電子機器および移動体を提供することにある。

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］
本適用例の電子デバイスは、ベース基板および蓋体を有し、前記ベース基板および前記蓋体の間に内部空間を有しているパッケージと、
前記内部空間に配置されている機能素子と、を有し、
前記蓋体は、前記内部空間の内外を連通する連通孔を有し、前記連通孔の前記内部空間側の開口の周囲の少なくとも一部が前記ベース基板に接触していることを特徴とする電子デバイス。
このように、蓋体の連通孔の周囲をベース基板に接触させることで、蓋体の連通孔付近の機械的強度を高めることができる。そのため、機械的強度の高い電子デバイスが得られる。

［適用例２］
本適用例の電子デバイスでは、前記連通孔の前記内部空間側の開口の周囲の少なくとも一部が前記ベース基板に接合されていることが好ましい。
これにより、より機械的強度の高い電子デバイスとなる。

［適用例３］
本適用例の電子デバイスでは、前記連通孔は、前記内部空間側に向けて幅が漸減する第１部分と、前記第１部分よりも前記ベース基板側に位置し、前記内部空間側に向けて幅が漸減し、その漸減率が前記第１部分よりも小さい第２部分と、を有していることが好ましい。
これにより、特に、第２の部分の周囲の機械的強度を向上させることができる。

［適用例４］
本適用例の電子デバイスでは、前記連通孔は、前記内部空間側に向けて幅が漸減する第１部分と、前記第１部分よりも前記内部空間側に位置し、前記内部空間側に向けて幅が一定の第２部分と、を有していることが好ましい。
これにより、特に、第２の部分の周囲の機械的強度を向上させることができる。

［適用例５］
本適用例の電子デバイスでは、前記第１部分と前記第２部分との間には段差が配置されていることが好ましい。
これにより、段差を、例えば球状の封止材のストッパーとして用いることができるので、連通孔の封止をより確実に行うことができる。

［適用例６］
本適用例の電子デバイスでは、前記ベース基板に、前記連通孔と前記内部空間とを連通するベース基板側連通部が配置されていることが好ましい。
これにより、簡単な構成で連通孔と内部空間とを連通することができる。

［適用例７］
本適用例の電子デバイスでは、前記蓋体は、前記連通孔と前記内部空間とを連通する蓋体側連通部を有していることが好ましい。
これにより、簡単な構成で連通孔と内部空間とを連通することができる。

［適用例８］
本適用例の電子デバイスでは、前記連通孔は、平面視で、前記蓋体の中央部に配置されていることが好ましい。
これにより、蓋体の撓みを低減することができる。

［適用例９］
本適用例の電子デバイスでは、前記連通孔が封止部材によって封止されていることが好ましい。
これにより、内部空間を気密封止することができる。

［適用例１０］
本適用例の電子デバイスでは、前記機能素子は、加速度センサー素子および角速度センサー素子の少なくとも一方を有していることが好ましい。
これにより、電子デバイスを物理量センサーとして用いることができる。

［適用例１１］
本適用例の電子デバイスの製造方法は、一方の主面に開口する第１凹部を有するベース基板に、前記凹部と重なるように機能素子を配置する工程と、
一方の主面に開口する第２凹部および前記一方の主面と他方の主面とを連通する連通孔を有する蓋体を、前記第１凹部と前記第２凹部とで前記機能素子を収容する空間を形成するように、かつ、前記空間に前記連通孔が連通するように前記ベース基板に接合する工程と、
前記連通孔内に封止材を配置して前記連通孔を封止する工程と、を含み、
前記接合する工程では、前記連通孔の前記ベース基板側の開口の周囲の少なくとも一部が前記ベース基板に接触するように前記蓋体を前記ベース基板に接合することを特徴とする。
これにより、機械的強度の高い電子デバイスを製造することができる。

［適用例１２］
本適用例の電子モジュールは、上記適用例の電子デバイスと、
前記電子デバイスと電気的に接続されている電子部品と、を有することを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子モジュールが得られる。

［適用例１３］
本適用例の電子機器は、上記適用例の電子デバイスを有することを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。

［適用例１４］
本適用例の移動体は、上記適用例の電子デバイスを有することを特徴とする。
これにより、信頼性の高い移動体が得られる。

本発明の第１実施形態に係る電子デバイスの平面図（上面図）である。 図１に示す電子デバイスが有する機能素子の平面図（上面図）である。 図１に示す電子デバイスが有する機能素子の平面図（上面図）である。 図１に示す電子デバイスが有する機能素子の平面図（上面図）である。 図１中のＡ−Ａ線断面図である。 図１中のＢ−Ｂ線断面図である。 連通孔の平面図（上面図）である。 連通孔の変形例を示す断面図である。 ベース基板に設けられている溝の変形例を示す平面図（上面図）である。 図１に示す電子デバイスの製造方法を説明するための断面図である。 図１に示す電子デバイスの製造方法を説明するための断面図である。 図１に示す電子デバイスの製造方法を説明するための断面図である。 図１に示す電子デバイスの製造方法を説明するための断面図である。 本発明の第２実施形態に係る電子デバイスが有する連通孔を示す断面図である。 図１４中のＣ−Ｃ線断面図である。 連通孔に繋がる溝の変形例を示す平面図（上面図）である。 本発明の電子モジュールの一例を示す断面図である。 本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。 本発明の電子機器を適用した携帯電話機（スマートフォン、ＰＨＳ等も含む）の構成を示す斜視図である。 本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。 本発明の移動体を適用した自動車を示す斜視図である。

以下、本発明の電子デバイス、電子デバイスの製造方法、電子モジュール、電子機器および移動体を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る電子デバイスの平面図（上面図）である。図２ないし図４は、それぞれ、図１に示す電子デバイスが有する機能素子の平面図（上面図）である。図５は、図１中のＡ−Ａ線断面図である。図６は、図１中のＢ−Ｂ線断面図である。図７は、連通孔の平面図（上面図）である。図８は、連通孔の変形例を示す断面図である。図９は、ベース基板に設けられている溝の変形例を示す平面図（上面図）である。図１０ないし図１３は、それぞれ、図１に示す電子デバイスの製造方法を説明するための断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」とも言う。また、各図には、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が図示されている。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」とも言う。また、Ｘ軸とＹ軸とを含む面を「ＸＹ面」とも言う。

図１に示す電子デバイス１は、Ｘ軸方向（面内方向）、Ｙ軸方向（面内方向）およびＺ軸方向（鉛直方向）のそれぞれの加速度を測定することのできる３軸加速度センサーとして利用可能である。このような電子デバイス１は、ベース基板２および蓋体３を有しているパッケージ１０と、パッケージ１０内の内部空間Ｓに配置されている３つの機能素子４、５、６と、を有している。

−ベース基板２−
ベース基板２には上面に開口する凹部２１、２２、２３が形成されている。これらのうち、凹部２１は、その上方に配置されている機能素子４とベース基板２との接触を防止するための逃げ部として機能する。同様に、凹部２２は、その上方に配置されている機能素子５とベース基板２との接触を防止するための逃げ部として機能する。また、凹部２３は、その上方に配置されている機能素子６とベース基板２との接触を防止するための逃げ部として機能する。また、凹部２３の底面には第１検出電極７４１および第２検出電極７４２が配置されている。これら凹部２１、２２、２３の配置や形状としては、特に限定されないが、本実施形態では、凹部２１と凹部２３とがＸ軸方向に並んで配置され、共にＹ軸方向に延在する長手形状（略長方形）をなし、凹部２２は、これら凹部２１、２３の−Ｙ軸側に配置され、Ｘ軸方向に延在する長手形状（略長方形）をなしている。このような配置および形状とすることで、凹部２１、２２、２３を省スペースで配置することができ、電子デバイス１の小型化を図ることができる。

また、ベース基板２には上面に開口する凹部２１１、２１２、２１３、凹部２２１、２２２、２２３および凹部２３１、２３２、２３３が形成されている。これらのうち、凹部２１１、２１２、２１３は、凹部２１の周囲に配置されており、凹部２１１、２１２、２１３内には機能素子４用の配線７１１、７１２、７１３および端子７１１ａ、７１２ａ、７１３ａが配置されている。同様に、凹部２２１、２２２、２２３は、凹部２２の周囲に配置されており、凹部２２１、２２２、２２３内には機能素子５用の配線７２１、７２２、７２３および端子７２１ａ、７２２ａ、７２３ａが配置されている。また、凹部２３１、２３２、２３３は、凹部２３の周囲に配置されており、凹部２３１、２３２、２３３内には機能素子６用の配線７３１、７３２、７３３および端子７３１ａ、７３２ａ、７３３ａが配置されている。また、配線７３２は、凹部２３内の第１検出電極７４１と電気的に接続されており、配線７３３は、凹部２３内の第２検出電極７４２と電気的に接続されている。また、各端子７１１ａ、７１２ａ、７１３ａ、７２１ａ、７２２ａ、７２３ａ、７３１ａ、７３２ａ、７３３ａは、外部に露出するように配置されており、これにより、外部（例えば後述するＩＣチップ１０２）との電気的な接続が可能となっている。

また、ベース基板２には上面に開口する溝（ベース基板側連通部）２４が形成されている。この溝２４は、後述するように、蓋体３に形成されている連通孔３３と内部空間Ｓとを連通するための溝である。このような溝２４を形成することで、連通孔３３と内部空間Ｓとを簡単な構成で連通することができる。

このようなベース基板２は、アルカリ金属イオン（可動イオン）を含むガラス材料（例えば、パイレックスガラス（登録商標）のような硼珪酸ガラス）から形成されている。これにより、シリコン基板から形成されている機能素子４、５、６をベース基板２に対して陽極接合により強固に接合することができる。ただし、ベース基板２の構成材料としては、ガラス材料に限定されず、例えば、高抵抗なシリコン材料を用いることができる。この場合、機能素子４、５、６との接合は、例えば、樹脂系接着剤、ガラスペースト、金属層等を介して行うことができる。

また、配線７１１〜７１３、７２１〜７２３、７３１〜７３３および端子７１１ａ〜７１３ａ、７２１ａ〜７２３ａ、７３１ａ〜７３３ａの構成材料としては、それぞれ、導電性を有するものであれば、特に限定されず、各種電極材料を用いることができる。例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属単体またはこれらを含む合金等の金属が好適に用いられる。

−機能素子４−
機能素子４は、Ｘ軸方向の加速度を検出するための加速度センサー素子である。このような機能素子４は、図２に示すように、支持部４１、４２と、可動部４３と、連結部４４、４５と、複数の第１固定電極指４８と、複数の第２固定電極指４９と、を有している。また、可動部４３は、基部４３１と、基部４３１からＹ軸方向両側に突出している複数の可動電極指４３２と、を有している。このような機能素子４は、例えば、リン、ボロン等の不純物がドープされたシリコン基板から形成されている。

支持部４１、４２は、それぞれ、ベース基板２の上面に接合されており、支持部４１が配線７１１との間に配置されている導電性バンプＢ１１を介して配線７１１と電気的に接続されている。そして、これら支持部４１、４２の間に可動部４３が設けられている。可動部４３は、−Ｘ軸側において連結部４４を介して支持部４１に連結されると共に、＋Ｘ軸側において連結部４５を介して支持部４２に連結されている。これにより、可動部４３が支持部４１、４２に対して矢印ａで示すようにＸ軸方向に変位可能となる。

複数の第１固定電極指４８は、可動電極指４３２のＸ軸方向一方側に配置され、対応する可動電極指４３２に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並んでいる。このような複数の第１固定電極指４８は、その基端部にてベース基板２の上面に接合され、配線７１２との間に配置されている導電性バンプＢ１２を介して配線７１２に電気的に接続されている。

これに対して、複数の第２固定電極指４９は、可動電極指４３２のＸ軸方向他方側に配置され、対応する可動電極指４３２に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並んでいる。このような複数の第２固定電極指４９は、その基端部にて、ベース基板２の上面に接合され、配線７１３との間に配置されている導電性バンプＢ１３を介して配線７１３に電気的に接続されている。

このような機能素子４は、次のようにしてＸ軸方向の加速度を検出する。すなわち、Ｘ軸方向の加速度が電子デバイス１に加わると、その加速度の大きさに基づいて、可動部４３が、連結部４４、４５を弾性変形させながら、Ｘ軸方向に変位する。このような変位に伴って、可動電極指４３２と第１固定電極指４８との間の静電容量Ｃ１および可動電極指４３２と第２固定電極指４９との間の静電容量Ｃ２の大きさがそれぞれ変化する。そのため、これら静電容量Ｃ１、Ｃ２の変化（差動信号）に基づいて加速度を検出することができる。

−機能素子５−
機能素子５は、Ｙ軸方向の加速度を検出するための加速度センサー素子である。このような機能素子５は、図３に示すように、平面視で９０°回転した状態で配置されている以外は、機能素子４と同様の構成となっている。すなわち、機能素子５は、支持部５１、５２と、可動部５３と、連結部５４、５５と、複数の第１固定電極指５８と、複数の第２固定電極指５９と、を有している。また、可動部５３は、基部５３１と、基部５３１からＸ軸方向両側に突出している複数の可動電極指５３２と、を有している。

支持部５１、５２は、それぞれ、ベース基板２の上面に接合されており、支持部５１が配線７２１との間に配置されている導電性バンプＢ２１を介して配線７２１と電気的に接続されている。そして、これら支持部５１、５２の間に可動部５３が設けられている。可動部５３は、−Ｙ軸側において連結部５４を介して支持部５１に連結されると共に、＋Ｙ軸側において連結部５５を介して支持部５２に連結されている。これにより、可動部５３が支持部５１、５２に対して矢印ｂで示すようにＹ軸方向に変位可能となる。

複数の第１固定電極指５８は、可動電極指５３２のＹ軸方向一方側に配置され、対応する可動電極指５３２に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並んでいる。このような複数の第１固定電極指５８は、その基端部にてベース基板２の上面に接合され、配線７２２との間に配置されている導電性バンプＢ２２を介して配線７２２に電気的に接続されている。

これに対して、複数の第２固定電極指５９は、可動電極指５３２のＹ軸方向他方側に配置され、対応する可動電極指５３２に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並んでいる。このような複数の第２固定電極指５９は、その基端部にて、ベース基板２の上面に接合され、配線７２３との間に配置されている導電性バンプＢ２３を介して配線７２３に電気的に接続されている。

このような機能素子５は、次のようにしてＹ軸方向の加速度を検出する。すなわち、Ｙ軸方向の加速度が電子デバイス１に加わると、その加速度の大きさに基づいて、可動部５３が、連結部５４、５５を弾性変形させながら、Ｙ軸方向に変位する。このような変位に伴って、可動電極指５３２と第１固定電極指５８との間の静電容量Ｃ３および可動電極指５３２と第２固定電極指５９との間の静電容量Ｃ４の大きさがそれぞれ変化する。そのため、これら静電容量Ｃ３、Ｃ４の変化（差動信号）に基づいて加速度を検出することができる。

−機能素子６−
機能素子６は、Ｚ軸方向（鉛直方向）の加速度を検出するための加速度センサー素子である。このような機能素子６は、図４に示すように、一対の支持部６１、６２と、可動部６３と、可動部６３を支持部６１、６２に対して揺動可能とするように可動部６３と支持部６１、６２とを連結する一対の連結部６４、６５と、を有し、連結部６４、６５を軸Ｊとして、可動部６３が支持部６１、６２に対してシーソー揺動するように構成されている。

支持部６１、６２は、それぞれ、ベース基板２の上面に接合されており、支持部６１が配線７３１との間に配置されている導電性バンプＢ３１を介して配線７３１と電気的に接続されている。そして、これら支持部６１、６２の間に可動部６３が設けられている。可動部６３は、軸Ｊよりも−Ｘ方向側に位置する第１可動部６３１と、軸Ｊよりも＋Ｘ方向側に位置する第２可動部６３２とを有している。また、第１可動部６３１は、第１検出電極７４１と対向配置されており、第１検出電極７４１との間に静電容量Ｃａを形成し、第２可動部６３２は、第２検出電極７４２と対向配置されており、第２検出電極７４２との間に静電容量Ｃｂを形成している。このような機能素子６は、例えば、リン、ボロン等の不純物がドープされたシリコン基板から形成されている。

第１、第２可動部６３１、６３２は、鉛直方向（Ｚ軸方向）の加速度が加わったときの回転モーメントが互いに異なっており、加速度に応じて可動部６３に所定の傾きが生じるように設計されている。これにより、鉛直方向の加速度が生じると、可動部６３が軸Ｊまわりにシーソー揺動する。具体的には、本実施形態では、平面視で、第１可動部６３１の面積（長さ）よりも第２可動部６３２の面積（長さ）を大きくすることで、第１可動部６３１の回転モーメントよりも第２可動部６３２の回転モーメントが大きくなるように設計されている。

このような機能素子６は、次のようにしてＺ軸方向の加速度を検出する。すなわち、電子デバイス１に鉛直方向の加速度が加わると、可動部６３は、軸Ｊまわりにシーソー揺動する。このような可動部６３のシーソー揺動によって、第１可動部６３１と第１検出電極７４１の離間距離および第２可動部６３２と第２検出電極７４２の離間距離が変化し、これに応じて静電容量Ｃａ、Ｃｂが変化する。そのため、これら静電容量Ｃａ、Ｃｂの変化量（静電容量Ｃａ、Ｃｂの差動信号）に基づいて加速度の値を検出することができ、静電容量Ｃａ、Ｃｂの変化の方向から加速度の方向を特定することができる。

−蓋体３−
蓋体３は、図５に示すように、下面に開口する凹部３１を有しており、凹部３１が凹部２１、２２、２３とで内部空間Ｓを形成するようにベース基板２に接合されている。また、蓋体３は、凹部３１の底面（内部空間Ｓの天面）から下方へ突出する突出部３２を有している。言い換えると、凹部３１は、環状をなし、その中央部に島状の突出部３２が配置されている。そして、突出部３２の下面（頂面）３２ａは、蓋体３の下面と面一であり、ベース基板２の上面に接合されている。なお、突出部３２の形状としては、特に限定されないが、本実施形態のように、延在方向に沿って幅（横断面積）が一定な柱状であることが好ましい。このような形状とすることで、突出部３２の小型化（小径化）を図ることができる。このような形状の突出部３２は、後述するように、ドライエッチングによって形成することができる。

また、蓋体３は、その上面と突出部３２の頂面３２ａとを連通している連通孔３３を有し、連通孔３３の下側開口（内部空間Ｓ側の開口）３３ａがベース基板２の溝２４の一部と重なるように位置している。そのため、連通孔３３は、溝２４を介して内部空間Ｓに連通されている。このように、ベース基板２に溝２４を設けることで、簡単な構成で、連通孔３３と内部空間Ｓとを連通することができる。連通孔３３は、例えば、Ａｕ−Ｇｅ系合金等の金属からなる封止材９で封止されており、これにより、内部空間Ｓが気密封止されている。なお、図示しないが、連通孔３３の内周面には、封止材９との密着性を高めるための金属層が成膜されていてもよい。

このような蓋体３は、本実施形態ではシリコン基板で形成されている。これにより、蓋体３とベース基板２とを陽極接合によって強固に接合することができる。なお、蓋体３をベース基板２に接合した状態では、連通孔３３の他にも、ベース基板２に形成されている凹部２１１〜２１３、２２１〜２２３、２３１〜２３３を介して内部空間Ｓの内外が連通されている。そのため、前述したように連通孔３３を封止材９で封止すると共に、図６に示すように、ＴＥＯＳＣＶＤ法等で形成されたＳｉＯ_２膜８によって凹部２１１〜２１３、２２１〜２２３、２３１〜２３３を塞いでいる。

ここで、前述したように、本実施形態では、突出部３２の頂面３２ａがベース基板２に接合されているため、蓋体３の下側開口３３ａの周囲がベース基板２に接合されていると言える。このように、下側開口３３ａの周囲をベース基板２に接合することで、蓋体３の連通孔３３の周囲の部分（主に突出部３２）の機械的強度を高めることができる。そのため、落下等の衝撃による蓋体３の破損が低減される。また、封止材９をレーザー照射等によって溶融する際に発生する熱や、封止材９の溶融・凝固により発生する応力で、蓋体３の連通孔３３付近にクラックが発生してしまい、内部空間Ｓの気密性が低下してしまうことを低減することができる。なお、本実施形態では、頂面３２ａがベース基板２の上面に接合されているが、接合されておらず接触しているだけでもよい。

また、突出部３２は、蓋体３の撓み（内部空間Ｓの天面の撓み）を低減する補強部としても機能する。そのため、蓋体３と機能素子４、５、６との接触を効果的に低減することができる。特に、本実施形態では、突出部３２（連通孔３３）が、平面視で、蓋体３の中央部、言い換えると、ベース基板２の凹部２１、２２、２３の間に位置しているため、蓋体３の撓みをより効果的に低減することができ、上記効果がより顕著となる。

次に、連通孔３３の形状について説明する。連通孔３３は、図５に示すように、上端が蓋体３の上面に開口し、下面に向けて幅Ｗ１（横断面積）が漸減しているテーパー状の第１部分３３１と、下端が蓋体３の下面に開口し、下面に向けて幅（横断面積）Ｗ２がほぼ一定であるストレート状の第２部分３３２と、を有しており、第１部分３３１の下端と第２部分３３２の上端とが接続されている。このように、幅Ｗ２がほぼ一定である第２部分を設けることで、例えば、連通孔３３の全長をテーパー状の第１部分３３１で構成した場合と比較して、連通孔３３の形成スペース（ＸＹ面内の広がり）を小さく抑えることができる。そのため、電子デバイス１の小型化を図ることができる。加えて、突出部３２内に位置している第２部分３３２をストレート状とすることで、突出部３２の肉厚を厚く確保することができる。そのため、突出部３２の大型化を伴うことなく、突出部３２の機械的強度を高めることができる。ここで、第２部分３３２の長さ（上端の位置）としては、特に限定されないが、本実施形態のように上端が凹部３１の底面（内部空間Ｓの天面）３１ａとほぼ面一となっているか、または、凹部３１の底面３１ａよりも上側に位置していることが好ましい。これにより、上述の効果がより顕著となる。

また、連通孔３３では、第１部分３３１の下側開口よりも第２部分３３２の上側開口が小さくなっており、第１部分３３１と第２部分３３２の境界部に段差３３３が形成（配置）されている。このような段差３３３は、例えば、封止材９（溶融前の球体）を連通孔３３内に位置させるためのストッパーとして利用することができる。そのため、連通孔３３内の所定の位置に封止材９を配置することができ、連通孔３３をより確実に封止することができる。特に、本実施形態では、図７に示すように、第１部分３３１の横断面形状（下側開口の平面視形状）が略矩形であるのに対して、第２部分３３２の横断面形状（上側開口の平面視形状）が略円形であり、第１部分３３１の下側開口の縁部を除く中央部に第２部分３３２の上側開口が接続されているため、段差３３３を簡単に形成することができる。

以上、連通孔３３の形状について説明した。なお、連通孔３３の変形例として、例えば、図８に示すような形状であってもよい。すなわち、連通孔３３では、第２部分３３２が下面に向けて幅Ｗ２（横断面積）が漸減しているテーパー状をなしているが、その漸減率（Ｚ軸に対する傾斜角θ２）が第１部分３３１の漸減率（Ｚ軸に対する傾斜角θ１）よりも小さくなっている。このような形状によっても、本実施形態と同様の効果を発揮することができる。また、溝２４の形状としても、連通孔３３と内部空間Ｓとを連通することができれば、特に限定されず、例えば、図９に示すような十字状であってもよい。また、本実施形態では、溝２４は、凹部２１、２２、２３と独立して形成されているが、凹部２１、２２、２３の少なくとも１つと接続されていてもよい。すなわち、溝２４は、凹部２１、２２、２３の一部として形成されていてもよい。
以上、電子デバイス１の構成について説明した。

次に、電子デバイス１の製造方法を図１０ないし図１３に基づいて説明する。
電子デバイス１の製造方法は、ベース基板２に、機能素子４、５、６を配置する第１工程と、蓋体３をベース基板２との間に機能素子４、５、６を収容する内部空間Ｓを形成するように、かつ、内部空間Ｓに連通孔３３が連通するようにベース基板２に接合する第２工程と、連通孔３３を封止材９で封止する工程と、を含んでいる。なお、図１０ないし図１３は、図６に示す断面に対応する図であるため、図１０ないし図１３では電子デバイス１の構成の一部が図示されていない。

［第１工程］
まず、図１０（ａ）に示すように、複数のベース基板２が一体形成されているガラス基板２０を用意する。このガラス基板２０は、例えば、板状のガラス基板にフォトリソグラフィー技法およびエッチング技法を用いて凹部（第１凹部）２１、２２、２３、凹部２１１〜２１３、凹部２２１〜２２３、凹部２３１〜２３３および溝２４を形成することで得られる。また、各ベース基板２に配置されている配線７１１〜７１３、７２１〜７２３、７３１〜７３３、端子７１１ａ〜７１３ａ、７２１ａ〜７２３ａ、７３１ａ〜７３３ａおよび第１、第２検出電極７４１、７４２は、例えば、スパッタ、蒸着等によってガラス基板２０の上面に金属膜を製膜し、この金属膜をフォトリソグラフィー技法およびエッチング技法を用いてパターニングすることで得られる。

次に、図１０（ｂ）に示すように、ガラス基板２０の上面にシリコン基板４０を陽極接合する。ただし、接合方法としては陽極接合に限定されない。次に、図１０（ｃ）に示すように、シリコン基板４０をフォトリソグラフィー技法およびエッチング技法を用いてパターニングすることで、各ベース基板２の凹部２１、２２、２３に対応させて機能素子４、５、６を形成する。これにより、各ベース基板２上に凹部２１、２２、２３と重なるようにして機能素子４、５、６が接合（配置）された状態となる。

次に、複数の蓋体３が一体形成されているシリコン基板３０を用意し、図１１（ａ）に示すように、このシリコン基板３０の下面をガラス基板２０の上面に陽極接合する。これにより、シリコン基板３０とガラス基板２０との間に機能素子４、５、６を収容する内部空間Ｓが形成されると共に、連通孔３３と内部空間Ｓとが溝２４を介して連通された状態となる。さらには、突出部３２がベース基板２に接合され、蓋体３（特に、連通孔３３の周囲）の機械的強度が高められる。ただし、ガラス基板２０とシリコン基板３０の接合方法としては陽極接合に限定されない。

ここで、シリコン基板３０は、例えば、シリコン基板をその上面側からフォトリソグラフィー技法およびウエットエッチング技法を用いてパターニングすることで各蓋体３の外形形状および連通孔３３の第１部分３３１を形成し、反対に、その下面側からフォトリソグラフィー技法およびウエットエッチング技法を用いてパターニングすることで、凹部（第２凹部）３１、突出部３２および連通孔３３の第２部分３３２を形成することで得られる。このように、凹部３１、突出部３２および第２部分３３２の形成にドライエッチング技法（異方性のエッチング技法）を用いることで、前述したような、ストレート状の突出部３２および第２部分３３２を簡単に形成することができる。ここで、凹部３１、突出部３２および第２部分３３２と同じ工程において、シリコン基板３０の下面に凹部３４を形成しておくことが好ましい。この凹部３４は、ガラス基板２０と接合した状態で端子７１１ａ〜７１３ａ、７２１ａ〜７２３ａ、７３１ａ〜７３３ａ上に位置しており、これにより、後に行われる端子７１１ａ〜７１３ａ、７２１ａ〜７２３ａ、７３１ａ〜７３３ａを露出させる際のハーフダイシングが行い易くなる。

次に、図１１（ｂ）に示すように、ＴＥＯＳＣＶＤ法によって、シリコン基板３０とガラス基板２０とに跨るＳｉＯ_２膜８を製膜し、ＳｉＯ_２膜８によって、凹部２１１〜２１３、２２１〜２２３、２３１〜２３３を塞ぐ。次に、連通孔３３を介して内部空間Ｓを所定雰囲気とした後、図１２（ａ）に示すように連通孔３３内に、球状の封止材９を配置し、レーザー照射によって封止材９を溶融させる。これにより、図１２（ｂ）に示すように、連通孔３３が封止材９で封止された状態となる。ここで、前述したように、突出部３２をベース基板２に接合させることで、蓋体３の連通孔３３周囲の機械的強度を高めているため、レーザー照射時の熱や、封止材９の溶融・凝固により発生する応力等による蓋体３の破損（クラックの発生等）が抑えられ、内部空間Ｓの気密性（封止特性）を高めることができる。

次に、ダイシングブレード等を用いたハーフダイシングによって、図１３（ａ）に示すように、シリコン基板３０の一部（凹部３４と重なっている領域）を除去して、端子７１１ａ〜７１３ａ、７２１ａ〜７２３ａ、７３１ａ〜７３３ａを外部に露出させる。ここで、前述したように、端子７１１ａ〜７１３ａ、７２１ａ〜７２３ａ、７３１ａ〜７３３ａと重なるように凹部３４を形成していることで、例えば、ダイシングブレードがガラス基板２０に接触し難くなり、ガラス基板２０（ベース基板２）の損傷を低減することができる。

次に、例えば、ダイシングソーを用いて、図１３（ｂ）に示すように、ガラス基板２０をベース基板２毎に個片化する。これにより、複数の電子デバイス１が得られる。

このような製造方法によれば、機械的強度および内部空間Ｓの気密性に優れた電子デバイス１を製造することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の電子デバイスの第２実施形態について説明する。

図１４は、本発明の第２実施形態に係る電子デバイスが有する連通孔を示す断面図である。図１５は、図１４中のＣ−Ｃ線断面図である。図１６は、連通孔に繋がる溝の変形例を示す平面図（上面図）である。

本実施形態にかかる電子デバイスでは、蓋体およびベース基板の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態に係る電子デバイスと同様である。

なお、以下の説明では、第２実施形態の電子デバイスに関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１４では前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。

図１４および図１５に示すように、本実施形態の電子デバイス１では、ベース基板２に溝２４が形成されておらず、その替りに、蓋体３に連通孔３３と内部空間Ｓとを連結する溝（蓋体側連通部）３５が設けられている。これにより、簡単な構成で連通孔３３と内部空間Ｓとを連通することができる。なお、溝３５は、突出部３２の頂面３２ａ（蓋体３の下面）に開放するように形成されており、一端が連通孔３３の内周面に開放し、他端が突出部３２の外周面に開放している。このような形状の溝３５は、蓋体３の下面側からのエッチング加工によって比較的簡単に形成することができる。

なお、溝３５の構成としては、連通孔３３と内部空間Ｓとを連通することができれば特に限定されず、例えば、図１５に示すように、溝３５が複数設けられていてもよい。また、蓋体側連通孔は、蓋体３の下面に開放する溝に限定されず、例えば、連通孔３３の内周面と突出部３２の外周面とを貫通する貫通孔で構成されていてもよい。

このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

（電子モジュール）
次に、本発明の電子モジュールを説明する。

図１７は、本発明の電子モジュールの一例を示す断面図である。
図１７に示す電子モジュール１００は、基板１０１と、接着層１０３を介して基板１０１の上面に固定されている電子デバイス１と、接着層１０４を介して電子デバイス１の上面に固定されているＩＣチップ（電子部品）１０２と、を有している。そして、電子デバイス１およびＩＣチップ１０２が基板１０１の下面を露出させた状態で、モールド材Ｍによってモールドされている。なお、接着層１０３、１０４としては、例えば、半田、銀ペースト、樹脂系接着剤（ダイアタッチ剤）等を用いることができる。また、モールド材Ｍとしては、例えば、熱硬化型のエポキシ樹脂を用いることができ、例えば、トランスファーモールド法によってモールドすることができる。

また、基板１０１の上面には複数の端子１０１ａが配置されており、下面には図示しない内部配線やキャスタレーションを介して端子１０１ａに接続されている複数の実装端子１０１ｂが配置されている。このような基板１０１としては、特に限定されないが、例えば、シリコン基板、セラミック基板、樹脂基板、ガラス基板、ガラスエポキシ基板等を用いることができる。

また、ＩＣチップ１０２には、例えば、電子デバイス１を駆動する駆動回路や、電子デバイス１からの信号に基づいてＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各軸方向の加速度を検出する検出回路や、検出回路からの信号を所定の信号に変換して出力する出力回路等が含まれている。このようなＩＣチップ１０２は、ボンディングワイヤー１０５を介して電子デバイス１の端子７１１ａ〜７１３ａ、７２１ａ〜７２３ａ、７３１ａ〜７３３ａと電気的に接続されており、ボンディングワイヤー１０６を介して基板１０１の端子１０１ａに電気的に接続されている。

このような電子モジュール１００は、電子デバイス１を備えているので、優れた信頼性を有している。

（電子機器）
次に、本発明の電子機器を説明する。

図１８は、本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。

この図において、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１１０８を備える表示ユニット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、加速度センサー等として機能する電子デバイス１が内蔵されている。

図１９は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機（スマートフォン、ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。

この図において、携帯電話機１２００は、アンテナ（図示せず）、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１２０８が配置されている。このような携帯電話機１２００には、加速度センサー等として機能する電子デバイス１が内蔵されている。

図２０は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。

ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１３１０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１３１０は、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。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。

撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン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１３０８に転送・格納される。また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子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、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニタ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１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニタ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。このようなディジタルスチルカメラ１３００には、例えば、加速度センサーとして手振れ補正に用いられる電子デバイス１が内蔵されている。

このような電子機器は、電子デバイス１を備えているので、優れた信頼性を有している。

なお、本発明の電子機器は、図１８のパーソナルコンピューター、図１９の携帯電話機、図２０のディジタルスチルカメラの他にも、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）、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、カーナビゲーション装置、ページャ、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、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、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）、フライトシュミレータ等に適用することができる。

（移動体）
次に、本発明の移動体を説明する。

図２１は、本発明の移動体を適用した自動車を示す斜視図である。
図２１に示すように、自動車１５００には電子デバイス１が内蔵されており、例えば、電子デバイス１によって車体１５０１の姿勢を検出することができる。電子デバイス１の検出信号は、車体姿勢制御装置１５０２に供給され、車体姿勢制御装置１５０２は、その信号に基づいて車体１５０１の姿勢を検出し、検出結果に応じてサスペンションの硬軟を制御したり、個々の車輪１５０３のブレーキを制御したりすることができる。また、電子デバイス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等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）に広く適用できる。

以上、本発明の電子デバイス、電子デバイスの製造方法、電子モジュール、電子機器および移動体を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。

また、前述した実施形態では、電子デバイスが３つの機能素子を有している構成について説明したが、機能素子の数としては、これに限定されず、１つまたは２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。また、前述した実施形態では、３つの機能素子が全て加速度センサー素子である構成について説明したが、機能素子としては、これに限定されず、角速度センサー素子であってもよい。また、加速度センサー素子の検出軸としても特に限定されない。また、機能素子として、加速度センサー素子と角速度センサー素子との両方を備えていてもよい。これにより、電子デバイスを加速度と角速度を検出することのできる複合センサーとして利用することができる。また、機能素子としては、加速度センサー素子や角速度センサー素子に限定されず、例えば、発振器等に利用可能な振動子、ＳＡＷ共振子等であってもよい。

１……電子デバイス
１０……パッケージ
２……ベース基板
２０……ガラス基板
２１、２２、２３……凹部
２１１、２１２、２１３、２２１、２２２、２２３、２３１、２３２、２３３……凹部
２４……溝
３……蓋体
３０……シリコン基板
３１……凹部
３１ａ……底面
３２……突出部
３２ａ……頂面
３３……連通孔
３３ａ……下側開口
３３１……第１部分
３３２……第２部分
３３３……段差
３４……凹部
３５……溝
４……機能素子
４０……シリコン基板
４１、４２……支持部
４３……可動部
４３１……基部
４３２……可動電極指
４４、４５……連結部
４８……第１固定電極指
４９……第２固定電極指
５……機能素子
５１、５２……支持部
５３……可動部
５３１……基部
５３２……可動電極指
５４、５５……連結部
５８……第１固定電極指
５９……第２固定電極指
６……機能素子
６１、６２……支持部
６３……可動部
６３１……第１可動部
６３２……第２可動部
６４、６５……連結部
７１１、７１２、７１３、７２１、７２２、７２３、７３１、７３２、７３３……配線
７１１ａ、７１２ａ、７１３ａ、７２１ａ、７２２ａ、７２３ａ、７３１ａ、７３２ａ、７３３ａ……端子
７４１……第１検出電極
７４２……第２検出電極
８……ＳｉＯ_２膜
９……封止材
１００……電子モジュール
１０１……基板
１０１ａ……端子
１０１ｂ……実装端子
１０２……ＩＣチップ
１０３、１０４……接着層
１０５、１０６……ボンディングワイヤー
１１００……パーソナルコンピューター
１１０２……キーボード
１１０４……本体部
１１０６……表示ユニット
１１０８……表示部
１２００……携帯電話機
１２０２……操作ボタン
１２０４……受話口
１２０６……送話口
１２０８……表示部
１３００……ディジタルスチルカメラ
１３０２……ケース
１３０４……受光ユニット
１３０６……シャッタボタン
１３０８……メモリ
１３１０……表示部
１３１２……ビデオ信号出力端子
１３１４……入出力端子
１４３０……テレビモニタ
１４４０……パーソナルコンピューター
１５００……自動車
１５０１……車体
１５０２……車体姿勢制御装置
１５０３……車輪
Ｂ１１、Ｂ１２、Ｂ１３、Ｂ２１、Ｂ２２、Ｂ２３、Ｂ３１……導電性バンプ
Ｊ……軸
Ｍ……モールド材
Ｓ……内部空間
θ１、θ２……傾斜角
Ｗ１、Ｗ２……幅

Claims (14)

1. ベース基板および蓋体を有し、前記ベース基板および前記蓋体の間に内部空間を有しているパッケージと、
   前記内部空間に配置されている機能素子と、を有し、
   前記蓋体は、前記内部空間の内外を連通する連通孔を有し、前記連通孔の前記内部空間側の開口の周囲の少なくとも一部が前記ベース基板に接触していることを特徴とする電子デバイス。
2. 前記連通孔の前記内部空間側の開口の周囲の少なくとも一部が前記ベース基板に接合されている請求項１に記載の電子デバイス。
3. 前記連通孔は、前記内部空間側に向けて幅が漸減する第１部分と、前記第１部分よりも前記ベース基板側に位置し、前記内部空間側に向けて幅が漸減し、その漸減率が前記第１部分よりも小さい第２部分と、を有している請求項１または２に記載の電子デバイス。
4. 前記連通孔は、前記内部空間側に向けて幅が漸減する第１部分と、前記第１部分よりも前記内部空間側に位置し、前記内部空間側に向けて幅が一定の第２部分と、を有している請求項１または２に記載の電子デバイス。
5. 前記第１部分と前記第２部分との間には段差が配置されている請求項３または４に記載の電子デバイス。
6. 前記ベース基板に、前記連通孔と前記内部空間とを連通するベース基板側連通部が配置されている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電子デバイス。
7. 前記蓋体は、前記連通孔と前記内部空間とを連通する蓋体側連通部を有している請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電子デバイス。
8. 前記連通孔は、平面視で、前記蓋体の中央部に配置されている請求項１ないし７のいずれか１項に記載の電子デバイス。
9. 前記連通孔が封止部材によって封止されている請求項１ないし８のいずれか１項に記載の電子デバイス。
10. 前記機能素子は、加速度センサー素子および角速度センサー素子の少なくとも一方を有している請求項１ないし９のいずれか１項に記載の電子デバイス。
11. 一方の主面に開口する第１凹部を有するベース基板に、前記凹部と重なるように機能素子を配置する工程と、
    一方の主面に開口する第２凹部および前記一方の主面と他方の主面とを連通する連通孔を有する蓋体を、前記第１凹部と前記第２凹部とで前記機能素子を収容する空間を形成するように、かつ、前記空間に前記連通孔が連通するように前記ベース基板に接合する工程と、
    前記連通孔内に封止材を配置して前記連通孔を封止する工程と、を含み、
    前記接合する工程では、前記連通孔の前記ベース基板側の開口の周囲の少なくとも一部が前記ベース基板に接触するように前記蓋体を前記ベース基板に接合することを特徴とする電子デバイスの製造方法。
12. 請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の電子デバイスと、
    前記電子デバイスと電気的に接続されている電子部品と、を有することを特徴とする電子モジュール。
13. 請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の電子デバイスを有することを特徴とする電子機器。
14. 請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の電子デバイスを有することを特徴とする移動体。

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