JP2018151223A - 慣性力センサ - Google Patents

Abstract

【課題】外部への電気的信号の取出しを容易にする配線埋め込みガラス基板を提供する。また、小型化した配線埋め込みガラス基板およびこのガラス基板を用いたセンサの提供を目的とする。【解決手段】第１の面と前記第１の面に垂直な第２の面と前記第１の面に対向する第３の面とを有するガラス基板と、前記ガラス基板の内部に埋設される第１の配線と、を備え、前記第１の配線は、前記第１の面に対して垂直に延びる第１の部分と、前記第１の部分に接続され、前記第１の面と平行に延びる第２の部分と、を有し、前記ガラス基板は、前記第２の面に対して後退した凹部を有する構成とする。【選択図】図１３

Description

本発明は、車両制御などに用いる慣性力センサに関するものである。

従来、配線を埋め込んだガラス基板用いて配線の引き回しを行う配線埋め込みガラス基板、及びその配線埋め込みガラス基板を用いたセンサが知られている。

なお、この発明に関連する先行技術文献としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開２０１４−１３１８３０号公報

しかしながら、上記従来の構成は、配線埋め込みガラス基板の上面からしか電気的な引き出しができないため、センサの配置方向が制限されるという課題があった。

そこで本発明は、センサの配置方向に関する自由度を高めることができる配線埋め込みガラス基板を提供することを目的とする。

上記目的を解決するために本発明は、第１の面と前記第１の面に垂直な第２の面と前記第１の面に対向する第３の面とを有するガラス基板と、前記ガラス基板の内部に埋設される第１の配線と、前記ガラス基板の上に設けられる突起電極と、を備える。ここで、前記第１の配線は、前記第１の面から垂直に延びる第１の部分と、前記第１の部分に接続され、前記第１の面と平行に前記第３の面まで延びる第２の部分と、を有し、前記突起電極は、第２の部分の上に設けられる構成とする。

本発明の配線埋め込みガラス基板は、外部への電気的信号の取出しが容易になるので、センサの配置方向に対する自由度を向上することができるという効果を有する。

実施の形態１の加速度センサの内部の構成示す斜視図 同センサが備える加速度センサ素子の概略構成を示す分解斜視図 第２の基板を拡大した斜視図、 図２のＡＡ線における第１の基板の断面を拡大した図 第２の基板の別の例を示す斜視図 センサ素子の別の例を示す斜視図 加速度センサを上面から見た図 加速度センサ素子の製造工程のうち凹部を形成する工程を示した図 加速度センサ素子の変形例を示す図 加速度センサ素子の別の変形例を示す図 同加速度センサ素子の実装後を示す図 加速度センサ素子の更に別の変形例を示す図 同加速度セン素子サの実装後を示す図 加速度センサ素子の更に別の変形例を示す図 同加速度センサ素子の実装後を示す図 同加速度センサ素子の実装後を示す別の図 同加速度センサ素子の実装後を示す更に別の図

以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付している。

図１を参照して、本実施の形態に係わる加速度センサ１００の概略構成を説明する。

本実施の形態では、センサの一例としての加速度を検出するセンサを説明する。

図１は、加速度センサ１００の内部の構成を示す斜視図である。

図１に示すように、パッケージ基板１０４は外部基板１０６に実装されている。図１では、パッケージの開口部をふさぐ蓋は、説明を簡単にするため図示していない。

パッケージ基板１０４の上には、加速度センサ素子１０１と、加速度センサ素子１０１からの出力に基づいて各種の演算を行い、物理量を検出する検出回路１０３と、が搭載される。

リード端子１０５は、パッケージ基板１０４から引き出される。パッケージ基板１０４から引き出されたリード端子１０５は外部基板１０６に接続される。

加速度センサ１００は、静電容量型の加速度を検出するセンサである。加速度センサ１００はＭＥＭＳ技術で製造される。

図２は、加速度センサ素子１０１の概略構成を示す分解斜視図である。

加速度センサ素子１０１は、第１の基板１３０と、第２の基板１３１ａと、第３の基板１３１ｂと、を積層した構造を有している。別の表現では、第１の基板１３０が第２の基板１３１ａと第３の基板１３１ｂとの間に挟まれた構造を有している。

第１の基板１３０は、Ｘ軸方向の加速度を検出する錘部１１１と、錘部１１１を支持部１１３に支持する梁部１１２ａ、梁部１１２ｂと、を有している。第１の基板１３０は、ＳＯＩ基板などの半導体基板を用いることができる。

第２の基板１３１ａは、固定電極１１５ａ、固定電極１１５ｃと、固定電極１１５ａ、１１５ｃのそれぞれから得られる電信号を外部に引き出すための貫通配線１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃと、を有している。

第２の基板１３１ａは、ガラスを含む基板を用いることができる。

各固定電極は、例えば、Ａｌ−Ｓｉ膜などの金属薄膜を用いることができる。

第３の基板１３１ｂは、パッケージ基板１０４の上に配置される。第３の基板１３１ｂは、ガラスを含む基板を用いることができる。

貫通配線１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃは、加速度センサ素子１０１を横にした際に、電気的取出しを容易にするため、第２の基板１３１ａの端面まで延びている。別の表現では、貫通配線１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃは、第２の基板１３１ａの側面からその端部が露出する。

なお、貫通配線の端面には、金属ワイヤ接続するための電極パッドとしての金属メッキで覆われていても良い。

加速度センサ素子１０１は、錘部１１１と固定電極１１５ａ、１１５ｃとの間に、加速度に応じて容量が変化するコンデンサが構成されている。より詳細には、錘部１１１に加速度が加わると、梁部１１２ａ、１１２ｂがねじれて、錘部１１１が変位する。これにより、固定電極１１５ａ、１１５ｃと錘部１１１とが対向する面積及び間隔が変化し、コンデンサの静電容量が変化する。加速度センサ素子１０１は、この静電容量の変化から加速度を検出することができる。

なお、本実施の形態ではＸ軸方向の加速度を検出する加速度センサ素子１０１を説明したが、これに限らない。例えば、Ｙ軸方向やＺ軸方向の加速度を検出する加速度センサ素子であってもよい。あるいは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸周りの角速度を検出する角速度センサ素子であっても構わない。

図３（ａ）は、第２の基板１３１ａを拡大した斜視図、図３（ｂ）は、図２のＡＡ線における第２の基板１３１ａの断面を拡大した図、である。

貫通配線１１４ｃが有する第１の部分１５１ａが延びる方向を第１の方向（図３のＺ軸方向）、貫通配線１１４ｃが有する第２の部分１５１ｂが延びる方向を第２の方向（図３のＸ軸方向）、第１の方向と第２の方向とに垂直な方向を第３の方向（図３のＹ軸方向）とする。

第２の基板１３１ａは、固定電極１１５ａ、１１５ｃが設けられる面である第１の面１４１ａを有する。別の表現では、第２の基板１３１ａは、錘部１１１と対向する面である第１の面１４１ａを有する。

第２の基板１３１ａは、第１の面１４１ａと垂直な面である第２の面１４１ｂを有する。

貫通配線１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃはそれぞれ、第１の部分１５１ａと、第２の部分１５１ｂと、を有し、第１の部分１５１ａと第２の部分１５１ｂとがＴ字の形状を構成している。貫通配線の材料は、例えば、シリコンである。

第１の部分１５１ａは、第２の基板１３１ａと垂直に延びる部分である。別の表現では、図３（ｂ）中のＺ軸方向に伸び部分である。

第２の部分１５１ｂは、第２の基板１３１ａと水平に延びる部分である。別の表現では、図３（ｂ）中のＸ軸方向に伸び部分である。

貫通配線１１４ｃが有する第１の部分１５１ａは、固定電極１１５ｃと電気的に接続される。

貫通配線１１４ｃが有する第２の部分１５１ｂは、第２の面１４１ｂまで延びる。別の表現では、貫通配線１１４ｃが有する第２の部分１５１ｂの端部は、第２の面１４１ｂに
対して後退して設けられる。この後退した領域を凹部１６１ｃとする。別の表現では、貫通配線１１４ａが有する第２の部分１５１ｂは、第１の面１４１ａと反対の面である第３の面１４１ｃにおいて、第２の基板１３１ａを分断するように設けられる。

貫通配線１１４ａが有する第１の部分１５１ａは、固定電極１１５ａと電気的に接続される。

貫通配線１１４ａが有する第２の部分１５１ｂは、第２の面１４１ｂまで延びる。別の表現では。貫通配線１１４ａが有する第２の部分１５１ｂの端部は、第２の面１４１ｂに対して後退して設けられる。この後退した領域を凹部１６１ａとする。別の表現では、貫通配線１１４ａが有する第２の部分１５１ｂは、第１の面１４１ａと反対の面である第３の１４１ｃにおいて、第２の基板１３１ａを分断するように設けられる。

貫通配線１１４ｂが有する第１の部分１５１ａは、第１の基板１３０と電気的に接続される。

貫通配線１１４ｂが有する第２の部分１５１ｂは、第２の面１４１ｂまで延びる。別の表現では。貫通配線１１４ｂが有する第２の部分１５１ｂの端部は、第２の面１４１ｂに対して後退して設けられる。この後退した領域を凹部１６１ｂとする。別の表現では、貫通配線１１４ｂが有する第２の部分１５１ｂは、第１の面１４１ａと反対の面である第３の面１４１ｃにおいて、第２の基板１３１ａを分断するように設けられる。

凹部１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃは、第２の基板１３１ａを構成する基板材料（本実施の形態では、基板材料はガラスである。）からなる３つの内面と、貫通配線を構成する配線材料（本実施の形態では、配線材料はシリコン。）からなる１つの内面と、によって囲まれる領域（凹部）である。別の表現では、凹部１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃは、第２の基板１３１ａの端面である３つの内面と、貫通配線の端面である１つの内面と、によって囲まれる領域（凹部）である。

第２の基板１３１ａを構成する基板材料（本実施の形態では、基板材料はガラスである。）からなる３つの面と、各貫通配線を構成する配線材料（本実施の形態では、配線材料はシリコン。）からなる１つの面とは、その表面に、例えば金からなる金属層を有していることが好ましい。

これにより、凹部１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃを、例えばワイヤボンディングの金属パッドとして用いる際に、凹部１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃを構成する４つの内面が全て金属層で覆われる。これにより、第２の基板１３１ａの第２の面１４１ｂが上を向くように配置される場合でも、第２の面１４１ｂが横を向くように配置される場合でも、常に上面に露出する金属の面が出現するので、第２の面１４１ｂが上、横のどちらを向くように配置しても、外部への電気的信号の取出しが容易となる。

更に、第２の基板１３１ａの第２の面１４１ｂが上を向くように配置される場合、金属面が凹部１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃになっていることで、外部への電気的信号の取り出しを行うワイヤの高さが第２の基板１３１ａの第２の面１４１ｂより低くすることが可能となり、パッケージ基板１０４を小型化することができる。

また、凹部１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃを、例えばワイヤボンディングの金属パッドとして用いる際に、凹部１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃを構成する４つの内面が全て金属層で覆われているので、ワイヤボンディングの電気的接続信頼性を向上することができる。

また、凹部１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃが第２の基板１３１ａを構成する基板材料（本実施の形態では、基板材料はガラスである。）からなる３つの内面と、貫通配線を構成する配線材料（本実施の形態では、配線材料はシリコン。）からなる１つの内面と、によって囲まれる領域（凹部）であると説明したが、これに限らない。例えば、凹部１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃが第２の基板１３１ａを構成する基板材料（本実施の形態では、基板材料はガラスである。）からなる４つの内面と、貫通配線を構成する配線材料（本実施の形態では、配線材料はシリコン。）からなる１つの内面と、によって囲まれる領域（凹部）であってもよい。この場合、凹部は四方を囲まれた窪みとなり、実装の際に接合金属や導電性接着剤を流し込むために利用することができる。

ただし、凹部１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃが第２の基板１３１ａを構成する基板材料（本実施の形態では、基板材料はガラスである。）からなる３つの内面と、貫通配線を構成する配線材料（本実施の形態では、配線材料はシリコン。）からなる１つの内面と、のみによって囲まれる領域（凹部）である事が好ましい。即ち、これは、凹部は三方を囲まれた窪であることが好ましい。これにより、上述の通り、電気的信号の取出しが容易になる。

また、貫通配線１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃは、第２の基板１３１ａの中を互いに平行に延びることが好ましい。これにより、第２の基板１３１ａの対称性を向上できるので、第２の基板１３１ａを用いたセンサの温度特性を改善できる。

また、貫通配線１１４ｂは、貫通配線１１４ａと貫通配線１１４ｃとの間に挟まれる。

図４は、第２の基板１３１ａの別の例を示す斜視図である。

図４では図示しないが、図４の貫通配線１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃと、図３の貫通配線１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃとは、第２の基板１３１ａの中で同じ方向に伸びる。貫通配線１１４ｃが有する第１の部分１５１ａが延びる方向を第１の方向（図４のＺ軸方向）、貫通配線１１４ｃが有する第２の部分１５１ｂが延びる方向を第２の方向（図４のＸ軸方向）、第１の方向と第２の方向とに垂直な方向を第３の方向（図４のＹ軸方向）とする。この時、貫通配線１１４ｂが有する第２の部分の端部の第３の方向の幅（図４中のＷ２）は、貫通配線１１４ａが有する第２の部分の端部の第３の方向の幅（図４中のＷ１）よりも大きい。

貫通配線１１４ｂが有する第２の部分の端部の第３の方向の幅（図４中のＷ２）は、貫通配線１１４ｃが有する第２の部分の端部の第３の方向の幅（図４中のＷ３）よりも大きいことが好ましい。これにより、貫通配線１１４ｂが有する第２の部分へワイヤボンディングする際に要求されるアライメント精度が緩和される。

貫通配線１１４ａが有する第２の部分の端部の第３の方向の幅（図４中のＷ１）は、貫通配線１１４ｃが有する第２の部分の端部の第３の方向の幅（図４中のＷ３）と等しいことが好ましい。これにより、第２の基板１３１ａの対称性を向上できるので、第２の基板１３１ａを用いたセンサの温度特性を改善できる。

また、図３で説明した各貫通配線の構造と、図４で説明した各貫通配線の構造とは、組み合わせて用いることができる。

また、各貫通配線の構造は、Ｔ字の形状で図示されているが、これに限らない。例えば、各貫通配線の構造は、Ｌ字の形でもよいし、Ｔ字とＬ字とを併用してもよい。

図５は、本実施の形態の加速度センサが備えるセンサ素子の別の例を示す斜視図である。

加速度センサ素子２０１は、第２の基板に、貫通配線１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ、１１４ｄを有する点で加速度センサ素子１０１と異なる。その他の構成は加速度センサ素子１０１と同じである。

貫通配線１１４ａは、第１の固定電極１１５ａに接続する。

貫通配線１１４ｃは、第１の固定電極１１５ｃに接続する。

貫通配線１１４ｂ、１１４ｄは第１の基板１３０に接続する。

このように、貫通配線１１４ｂと貫通配線１１４ｄとを用いて、２箇所で第１の基板１３０と接続しているので、第１の基板１３０の電位が安定して取り出される。これにより、第２の基板１３１ａを用いたセンサの信頼性を向上できる。更に、第２の基板１３１ａの対称性を向上できるので、第２の基板１３１ａを用いたセンサの温度特性を改善できる。

図６は、加速度センサ１００を上面から見た図である。

加速度センサ素子１０１は、第２の面１４１ｂが上面視で露出するように配置される。

上面視で露出する貫通配線１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃの端部には、金属のワイヤが接続されている。

加速度センサ素子１０１は、金属のワイヤを介して回路基板１０３に接続されている。

このように、
図７は、加速度センサ１００の製造工程のうち、第２の基板１３１ａの凹部１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃを形成する工程を示した図である。

工程（ａ）では、ガラス（基板材料）にシリコン（貫通配線材料）がはめ込まれた基板１７１の上面にレジストを塗布する。この時、上面から露出する貫通配線の一部にはレジストを設けない。

工程（ｂ）では、基板１７１がエッチングされる。この時、貫通配線材料のレジストを設けない一部がエッチングされる。これにより、基板１７１に凹部が形成される。

工程（ｃ）では、基板１７１の上面にスパッタを用いて金属層を形成する。

工程（ｄ）では、レジストを剥離する。これにより、凹部に形成された金属層以外の金属層が除去される。

工程（ｅ）では、図７の点線に沿って、すなわち、凹部を通る線で、基板１７１をダイシングする。図７（ｆ）はダイシング後の斜視図である。

以上の工程で、第２の基板１３１ａが形成される。

図８、図９は、本実施の形態の加速度センサ素子の変形例である加速度センサ素子３０１を示す図である。図８（ａ）は、加速度センサ素子３０１が備える第２の基板１３１ａの上面図と正面図、図８（ｂ）は、加速度センサ素子３０１が備える第１の基板１３０の上面図と正面図、図８（ｃ）は、第３の基板１３１ｂの上面図と正面図である。図９（ａ）は、加速度センサ素子３０１の上面図、図９（ｂ）は、加速度センサ素子３０１の正面図、図９（ｃ）は、加速度センサ素子３０１の横面図である。

第２の基板１３１ａの第１基板との接合面側に設けられた固定電極１１５ａは、貫通配線１１４ａと電気的に接合される。第２の基板１３１ａの第１基板との接合面側に設けられた固定電極１１５ｃは、貫通配線１１４ｃと電気的に接合される。

第１の電極２０４ａおよび第２の電極２０４ｂは、第１基板の凹部２０６内の絶縁層２０２ａおよび絶縁層２０２ｂの直上に設けられる。

第１の電極２０４ａおよび第２の電極２０４ｂの表面は、第１の基板１３０の表面からわずかに突出している高さが好ましい。その突出高さは概ね１．０ｕｍ以下であることが好ましい。これにより、第１の電極２０４ａおよび第２の電極２０４ｂは、第１の基板１３０と第２の基板１３１ａとの間が接合される時に、より確実に圧接されて、第１の基板１３０と第２の基板１３１ａとの間の接続の信頼性が向上する。

島部２０２ｃは、第１の基板の凹部２０６内に設けた第１の基板と同材料でできた島形状の部分であり、その直上に設けた第３の電極２０４ｃを介して第１の基板１３０と第２の基板１３１ａの接合後に貫通配線１１４ｂと接続される。すなわち貫通配線１１４ｂは第１の基板１３０の電位を供給する。

第３の電極２０４ｃの表面は第１の基板の表面からわずかに突出している高さが好ましい。その突出高さは概ね１．０ｕｍ以下である。第３の電極２０４ｃは第１の基板１３０と第２の基板１３１ａの接合時に圧接されて、より確実に電気的接続がなされる。

ここで、第１の電極２０４ａ、第２の電極２０４ｂ、第３の電極２０４ｃは、上面視で三角形を構成するように配置している。これにより、第１の基板１３０の対称性が向上するので、加速度センサ素子３０１の温度特性が向上する。

絶縁膜２０２、電極２０４は凹部２０６の中に配置される。第１の基板１３０の凹部２０６の外側の部分は第２の基板１３１ａに接続される。

なお、第１の基板１３０と第２の基板１３１ａとを接続する電極は、図２、図５では省略しているが、その構造は図８の構造と同じである。

凹部３６１ａ、凹部３６１ｂ、凹部３６１ｃは、第２の基板１３１ａを構成する基板材料（本実施の形態では、基板材料はガラス）と、貫通配線を構成する配線材料（本実施の形態では、配線材料はシリコン）と、からなる内面とを有する。別の表現では、凹部３６１ａ、３６１ｂ、３６１ｃは、第２の基板１３１ａの端面である３つの内面と、貫通配線の端面である１つの内面と、によって囲まれる領域（凹部）である。

電極層３７４は、第２の基板１３１ａの第３の面１４１ｃの少なくとも一部と、凹部３６１ａ（凹部３６１ｂ、凹部３６１ｃ）の内面の少なくとも一部と、に設けられている。電極層３７４は、例えば、金で構成される。

凹部３６１ａ（凹部３６１ｂ、凹部３６１ｃ）の前記第３の面に垂直な方向（図９のＺ
軸方向）の幅は、例えば、貫通配線１１４ａの第２の部分（貫通配線１１４ｂ、貫通配線１１４ｃ）の前記第３の面に垂直な方向（図９のＺ軸方向）の幅よりも、大きい。なお、凹部３６１ａ（凹部３６１ｂ、凹部３６１ｃ）の前記第３の面に垂直な方向（図９のＺ軸方向）の幅は、例えば、貫通配線１１４ａの第２の部分（貫通配線１１４ｂ、貫通配線１１４ｃ）の前記第３の面に垂直な方向（図９のＺ軸方向）の幅よりも、小さくてもよい。後述する金属ワイヤの接合に必要な面積が凹部３６１ａ（凹部３６１ｂ、凹部３６１ｃ）の内面にあればよい。

加速度センサ素子３０１は、第２の基板１３１ａの第３の面１４１ｃに、第１の溝部３０２ａ、第２の溝部３０２ｂを有する。

第１の溝部３０２ａは１１４ａと１１４ｂの、第２の溝部３０２ｂは１１４ｂと１１４ｃの概ね中間位置で、深さは凹部３６１ａ（凹部３６１ｂ、凹部３６１ｃ）より１０ｕｍ以上深く、幅は概ね２０ｕｍ以上で１１４ａ〜１１４ｃとの隙間が１０ｕｍ以上あることが望ましい。これにより、それぞれの貫通配線１１４ａ〜１１４ｃを互いに電気的に独立させることができ、１１４ａと１１４ｂが一方の加速度検出容量電極となり、１１４ｂと１１４ｃが他方の加速度検出容量電極となる。

図１０は、加速度センサ素子３０１の実装後を示す図である。図１０（ａ）は加速度センサ素子３０１を縦に置く場合、図１０（ｂ）は加速度センサ素子３０１を横に置く場合、をそれぞれ示している。

図１０に示すように、加速度センサ素子３０１は、外部基板３７２に対して縦、横のいずれの方向にも配置しても、金属ワイヤ３７１引き出すことができる。その結果、外部への電気的信号の取出しが容易になるので、センサの配置方向に対する自由度を向上することができるという効果を有する。

図１１は、本実施の形態の加速度センサの更に別の変形例である加速度センサ素子４０１を示す図である。図１１（ａ）は、加速度センサ素子４０１の上面図、図１１（ｂ）は、加速度センサ素子４０１の正面図、図１１（ｃ）は、加速度センサ素子４０１の横面図である。

なお、以下の説明では加速度センサ素子４０１が加速度センサ素子３０１と異なる点を中心に説明を記載し、重複する説明は省略する。

加速度センサ素子４０１は、貫通配線４１４ａ、貫通配線４１４ｂ、貫通配線４１４ｃ、貫通配線４１４ｄ、を有している。ここで、各貫通配線は柱状の形状であり、各貫通配線は第２の基板１３１ａを貫通する。別の表現では、貫通配線４１４ａ、貫通配線４１４ｂ、貫通配線４１４ｃ、貫通配線４１４ｄは、それぞれ、第１の方向（図９のＺ軸方向）に延びる第１の部分１５１ａのみを有する。貫通配線４１４ａ、貫通配線４１４ｂ、貫通配線４１４ｃ、貫通配線４１４ｄのそれぞれが有する第１の部分はその一端が第２の基板１３１ａから露出する。

電極層３７４は、第２の基板１３１ａの第３の面１４１ｃの少なくとも一部と、凹部１６１ａの内面の少なくとも一部と、に設けられている。ここで、電極層３７４は第３の面１４１ｃと凹部１６１ａとの間で連続している。

図１２は、加速度センサ素子４０１の実装後を示す図である。図１０（ａ）は加速度センサ素子４０１を縦に置く場合、図１０（ｂ）は加速度センサ素子４０１を横に置く場合、をそれぞれ示している。

加速度センサ素子４０１は、第２の基板１３１ａ、第１の溝部３０２ａ、第２の溝部３０２ｂを有する。

図１２に示すように、加速度センサ素子４０１は、外部基板３７２に対して縦、横のいずれの方向にも配置しても、金属ワイヤ３７１引き出すことができる。その結果、外部への電気的信号の取出しが容易になるので、センサの配置方向に対する自由度を向上することができるという効果を有する。
なお、第１の溝部３０２ａ、第２の溝部３０２ｂは例えば、レーザーやハーフダイシングなどの技術を用いて電極と第２の基板１３１ａとを切削加工することで形成される。

図１３は、本実施の形態の加速度センサ素子の更に別の変形例である加速度センサ素子５０１を示す図である。図１３（ａ）は、加速度センサ素子５０１の上面図、図１３（ｂ）は、加速度センサ素子５０１の正面図、図１３（ｃ）は、加速度センサ素子５０１の横面図である。なお、以下の説明では加速度センサ素子５０１が加速度センサ素子１０１と異なる点を中心に説明を記載し、重複する説明は省略する。

加速度センサ素子５０１は、第１の基板１３０と、第２の基板１３１ａと、第３の基板１３１ｂと、を積層した構造を有している。別の表現では、第１の基板１３０が第２の基板１３１ａと第３の基板１３１ｂとの間に挟まれた構造を有している。

第１の基板１３０は、Ｘ軸方向の加速度を検出する錘部１１１と、錘部１１１を支持部１１３に支持する梁部１１２ａ、梁部１１２ｂと、を有している。第１の基板１３０は、ＳＯＩ基板などの半導体基板を用いることができる。

第２の基板１３１ａは、固定電極１１５ａ、固定電極１１５ｃと、固定電極１１５ａ、１１５ｃのそれぞれから得られる電信号を外部に引き出すための貫通配線１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃと、を有している。

第２の基板１３１ａは、ガラスを含む基板を用いることができる。

各固定電極は、例えば、Ａｌ−Ｓｉ膜などの金属薄膜を用いることができる。

第３の基板１３１ｂは、パッケージ基板１０４の上に配置される。第３の基板１３１ｂは、ガラスを含む基板を用いることができる。

貫通配線１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃは、加速度センサ素子１０１を横にした際に、電気的取出しを容易にするため、第２の基板１３１ａの端面まで延びている。別の表現では、貫通配線１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃは、第２の基板１３１ａの側面からその端部が露出する。

なお、貫通配線の端面には、金属ワイヤ接続するための電極パッドとしての金属メッキで覆われていても良い。

加速度センサ素子５０１は、錘部１１１と固定電極１１５ａ、１１５ｃとの間に、加速度に応じて容量が変化するコンデンサが構成されている。より詳細には、錘部１１１に加速度が加わると、梁部１１２ａ、１１２ｂがねじれて、錘部１１１が変位する。これにより、固定電極１１５ａ、１１５ｃと錘部１１１とが対向する面積及び間隔が変化し、コンデンサの静電容量が変化する。加速度センサ素子１０１は、この静電容量の変化から加速度を検出することができる。

図１４は、加速度センサ素子５０１の実装後を示す図である。図１４（ａ）（ｂ）は加速度センサ素子５０１を縦に置く場合、図１０（ｃ）（ｄ）は加速度センサ素子５０１を横に置く場合、をそれぞれ示している。

このように、加速度センサ素子５０１は突起電極５０３ａを備えている。

突起電極５０３ａは、ワイヤボンディング面になるため、幅２００ｕｍ以上、高さ１００ｕｍ以上が必要であり、この突起電極はめっき法で形成されることから、突起電極の材料は銅が挙げられる。また、この突起電極の数は用途や構造によって異なるが、２~５個が必要である。突起電極の位置としては、素子はダイシングによって個片化されることから、ダイシングによる突起電極のダレを抑制するために、図１４(ａ)に示すように、素子の側面と面一にならないように、少し内側への形成が必要である。また、図１４(ｄ)に示すように、横置きにした場合は、素子の上方に突起電極が配置され、図１５(ｄ)に示すように、素子の下方に突起電極が配置される。表面粗さについては、第１の基板１３０のダイシング面よりも、突起電極の面の方が表面粗さは小さい。また、図１４に示すように、加速度センサ素子は、外部基板に対して縦、横のいずれの方向にも配置しても、金属ワイヤを引き出すことができる。その結果、外部への電気的信号の取出しが容易になるので、センサの配置方向に対する自由度を向上することができるという効果を有する。図１２と異なり、突起電極を形成することで、ダイシングとは異なり、表面粗さを小さくすることができることや、ワイヤボンディング面の突起電極の大きさを自由に変更することができるという効果がある。また、図１６に示すように、突起電極５０３ｂのように、設置面まで延伸させることで、ワイヤボンディング時の衝撃を逃がすことがなくなるので、ワイヤボンディングがしやすいという効果を有する。

図１５は、加速度センサ素子５０１の実装後を示す別の図である。図１５（ａ）（ｂ）は加速度センサ素子５０１を縦に置く場合、図１５（ｃ）（ｄ）は加速度センサ素子５０１を横に置く場合、をそれぞれ示している。

このように、加速度センサ素子５０１を実装後する向きは図１４の逆向きでもよい。

図１６は、加速度センサ素子６０１の実装後を示す図である。図１４（ａ）（ｂ）は加速度センサ素子５０１を縦に置く場合、図１０（ｃ）（ｄ）は加速度センサ素子５０１を横に置く場合、をそれぞれ示している。このように、加速度センサ素子６０１は突起電極５０３ｂを備えている。

本発明は、配線埋め込みガラス基板およびこのガラス基板を用いたセンサとして有用である。

１００ 加速度センサ
１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１ 加速度センサ素子
１０４ パッケージ基板
１０５ リード端子
１０６ 外部基板
１１１ 錘部
１１３ 支持部
１１２ａ、１１２ｂ 梁部
１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ、１１４ｄ 貫通配線
１１５ａ、１１５ｃ 固定電極
１３０ 第１の基板
１３１ａ 第２の基板
１３１ｂ 第３の基板
１４１ａ 第１の面
１４１ｂ 第２の面
１４１ｃ 第３の面
１５１ａ 第１の部分
１５１ｂ 第２の部分
１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃ、３６１ａ、３６１ｂ、３６１ｃ 凹部
１７１ 基板
２０２ａ、２０２ｂ 絶縁層
２０２ｃ 島部
２０４ａ 第１の電極
２０４ｂ 第２の電極
２０４ｃ 第３の電極
２０６ 凹部
３０２ａ 第１の溝部
３０２ｂ 第２の溝部
３７１ 金属ワイヤ
３７２ 外部基板
３７４ 電極層
４１４ａ、４１４ｂ、４１４ｃ、４１４ｄ 貫通配線
５０３ａ、５０３ｂ 突起電極

Claims (5)

1. 第１の面と前記第１の面に垂直な第２の面と前記第１の面に対向する第３の面とを有するガラス基板と、
   前記ガラス基板の内部に埋設される第１の配線と、
   前記ガラス基板の上に設けられる突起電極と、を備え、
   前記第１の配線は、
   前記第１の面から垂直に延びる第１の部分と、
   前記第１の部分に接続され、前記第１の面と平行に前記第２の面まで延びる第２の部分と、を有し、
   前記突起電極は、第２の部分の上に設けられる慣性力センサ。
2. 前記突起電極は前記第２の面から後退して設けられている請求項１の慣性力センサ。
3. 前記突起電極の表面粗さは前記第２の面の表面粗さより小さい請求項１の慣性力センサ。
4. 前記突起電極は前記ガラス基板の一端から他端まで設けられる請求項１の慣性力センサ。
5. 上面視で、前記突起電極の幅は前記第２の部分の幅より大きい請求項１の慣性力センサ。