JP2018165652A - 防水部材、防水部材の製造方法、圧力センサー、電子モジュール、電子機器および移動体 - Google Patents
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Abstract
【課題】優れた防水性を発揮することのできる防水部材、この防水部材の製造方法、さらにはこの防水部材を有する圧力センサー、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】防水部材は、第1基板および前記第1基板に接合されている第2基板を備える積層体と、前記第1基板の前記第2基板側の面および前記第2基板の前記第1基板側の面の少なくとも一方に設けられている溝部と、を有し、前記溝部は、互いに異なる位置で前記積層体の外部に開放している第1開放部および第2開放部を有し、前記第1開放部および前記第2開放部の一方から他方への液体の通過を阻止し気体の通過を許容する。【選択図】図1
Description
本発明は、防水部材、防水部材の製造方法、圧力センサー、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。
従来から、防水性を有する圧力センサー(電子機器)として、特許文献1に記載の構成が知られている。特許文献1の圧力センサーは、パッケージと、パッケージ内に収容された圧力センサーと、圧力センサーを覆うようにパッケージ内に充填されたゲルと、を有し、ゲルを介してパッケージ外の圧力が圧力センサーに伝わるようになっている。このような構成によれば、ゲルによって圧力センサーへの水分の付着が防止されるため、防水性を発揮することができる。
そこで、ゲル樹脂を用いることなく圧力センサーモジュールに防水性を付与する構成として、例えば、特許文献2に記載のパッケージデバイスが知られている。特許文献2のパッケージデバイスは、細孔が形成された防水板を用いることで、ゲル樹脂を用いることなく防水性を発揮している。
しかしながら、特許文献2に記載のパッケージデバイスでは、細孔がアスペクト比の大きい長孔であるため、一般的な製造方法によっては、十分な防水性を発揮できる程に小さい細孔を形成することはできない。そのため、特許文献2に記載のパッケージデバイスでは、優れた防水性を発揮することができない。具体的には、例えば、細孔を形成するための一般的な方法としてディープシリコンエッチング法が知られている。しかしながら、この技術を利用しても、せいぜい1μm〜2μm程度の径の細孔しか形成できず、この程度の径では、生活防水(1m防水)程度の防水性しか発揮することができない。
本発明の目的は、優れた防水性を発揮することのできる防水部材、この防水部材の製造方法、さらにはこの防水部材を有する圧力センサー、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。
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の防水部材は、第1基板および前記第1基板に接合されている第2基板を備える積層体と、
前記第1基板の前記第2基板側の面および前記第2基板の前記第1基板側の面の少なくとも一方に設けられている溝部と、を有し、
前記溝部は、互いに異なる位置で前記積層体の外部に開放している第1開放部および第2開放部を有し、前記第1開放部および前記第2開放部の一方から他方への液体の通過を阻止し気体の通過を許容することを特徴とする。
このような構成によれば、防水性を発揮するのに十分な細さの溝部を容易に形成することができる。そのため、優れた防水性を発揮することのできる防水部材が得られる。
前記第1基板の前記第2基板側の面および前記第2基板の前記第1基板側の面の少なくとも一方に設けられている溝部と、を有し、
前記溝部は、互いに異なる位置で前記積層体の外部に開放している第1開放部および第2開放部を有し、前記第1開放部および前記第2開放部の一方から他方への液体の通過を阻止し気体の通過を許容することを特徴とする。
このような構成によれば、防水性を発揮するのに十分な細さの溝部を容易に形成することができる。そのため、優れた防水性を発揮することのできる防水部材が得られる。
本発明の防水部材では、前記第1基板は、厚さ方向に貫通する第1貫通孔を有し、
前記第1開放部は、前記第1貫通孔を介して前記積層体の外部に開放していることが好ましい。
これにより、比較的簡単な構成で、第1開放部を積層体の外部に開放させることができる。
前記第1開放部は、前記第1貫通孔を介して前記積層体の外部に開放していることが好ましい。
これにより、比較的簡単な構成で、第1開放部を積層体の外部に開放させることができる。
本発明の防水部材では、前記第1基板の前記第2基板側の面は、前記第2基板から露出している露出部を有し、
前記第2開放部は、前記露出部において前記積層体の外部に開放していることが好ましい。
これにより、比較的簡単な構成で、第2開放部を積層体の外部に開放させることができる。
前記第2開放部は、前記露出部において前記積層体の外部に開放していることが好ましい。
これにより、比較的簡単な構成で、第2開放部を積層体の外部に開放させることができる。
本発明の防水部材では、前記第2開放部は、前記積層体の外周面において前記積層体の外部に開放していることが好ましい。
これにより、比較的簡単な構成で、第2開放部を積層体の外部に開放させることができる。
これにより、比較的簡単な構成で、第2開放部を積層体の外部に開放させることができる。
本発明の防水部材では、前記溝部の深さおよび幅は、それぞれ、0.05μm以上3.0μm以下であることが好ましい。
これにより、より優れた防水性を発揮することができる。
これにより、より優れた防水性を発揮することができる。
本発明の防水部材では、前記溝部の長さは、10μm以上であることが好ましい。
これにより、より優れた防水性を発揮することができる。
これにより、より優れた防水性を発揮することができる。
本発明の防水部材では、前記第1開放部および前記第2開放部のうちの液体と接触し得る方の周囲は、撥水処理が施されていることが好ましい。
これにより、水の接触角を精度よく制御することができるため、溝部の大きさを決定し易くなる。
これにより、水の接触角を精度よく制御することができるため、溝部の大きさを決定し易くなる。
本発明の防水部材の製造方法は、第1基板および第2基板を準備する工程と、
前記第1基板の主面および前記第2基板の主面の少なくとも一方に溝部を形成する工程と、
前記溝部の開口の少なくとも一部を塞ぎ、かつ、前記溝部が互いに異なる位置で外部に開放する第1開放部および第2開放部を有し、前記第1開放部および前記第2開放部の一方から他方への液体の通過を阻止し気体の通過を許容するように前記第1基板と前記第2基板とを接合する工程と、を含むことを特徴とする。
このような製造方法によれば、防水性を発揮するのに十分な細さの溝部を容易に形成することができる。そのため、優れた防水性を発揮することのできる防水部材が得られる。
前記第1基板の主面および前記第2基板の主面の少なくとも一方に溝部を形成する工程と、
前記溝部の開口の少なくとも一部を塞ぎ、かつ、前記溝部が互いに異なる位置で外部に開放する第1開放部および第2開放部を有し、前記第1開放部および前記第2開放部の一方から他方への液体の通過を阻止し気体の通過を許容するように前記第1基板と前記第2基板とを接合する工程と、を含むことを特徴とする。
このような製造方法によれば、防水性を発揮するのに十分な細さの溝部を容易に形成することができる。そのため、優れた防水性を発揮することのできる防水部材が得られる。
本発明の圧力センサーは、受圧により撓み変形可能なダイアフラムを有する基板と、
前記ダイアフラムの一方側に位置する圧力基準室と、
前記ダイアフラムの他方側に配置されている本発明の防水部材と、を有し、
前記ダイアフラムと前記防水部材との間が液密的に封止されていることを特徴とする。
これにより、本発明の防水部材の効果を享受することができ、防水性に優れた圧力センサーが得られる。
前記ダイアフラムの一方側に位置する圧力基準室と、
前記ダイアフラムの他方側に配置されている本発明の防水部材と、を有し、
前記ダイアフラムと前記防水部材との間が液密的に封止されていることを特徴とする。
これにより、本発明の防水部材の効果を享受することができ、防水性に優れた圧力センサーが得られる。
本発明の電子モジュールは、凹部を有するベースと、前記凹部の開口を塞ぐように前記ベースに接合されている本発明の防水部材と、を有しているパッケージと、
前記パッケージの前記凹部内に収容されている電子部品と、を有していることを特徴とする。
これにより、本発明の防水部材の効果を享受することができ、防水性に優れた電子モジュールが得られる。
前記パッケージの前記凹部内に収容されている電子部品と、を有していることを特徴とする。
これにより、本発明の防水部材の効果を享受することができ、防水性に優れた電子モジュールが得られる。
本発明の電子機器は、本発明の防水部材を有することを特徴とする。
これにより、本発明の防水部材の効果を享受することができ、信頼性の高い電子機器が得られる。
これにより、本発明の防水部材の効果を享受することができ、信頼性の高い電子機器が得られる。
本発明の移動体は、本発明の防水部材を有することを特徴とする。
これにより、本発明の防水部材の効果を享受することができ、信頼性の高い移動体が得られる。
これにより、本発明の防水部材の効果を享受することができ、信頼性の高い移動体が得られる。
以下、防水部材、防水部材の製造方法、圧力センサー、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>
まず、本発明の第1実施形態に係る防水部材および防水部材の製造方法について説明する。
まず、本発明の第1実施形態に係る防水部材および防水部材の製造方法について説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る防水部材の断面図である。図2は、図1に示す防水部材が有する第2基板を示す平面図である。図3は、図1に示す防水部材が有する第1基板を示す平面図である。図4は、図2中のA−A線断面図である。図5は、貫通孔の径を決定する方法を説明するための模式図である。図6ないし図8は、それぞれ、図1に示す防水部材の変形例を示す断面図である。図9は、図1に示す防水部材の製造工程を示すフローチャートである。図10および図12は、それぞれ、図1に示す防水部材の製造方法を説明するための断面図である。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図1、図4、図6、図7、図8、図10、図11および図12中の上側を「上」、下側を「下」とも言う。なお、以下では、積層体1Aの厚さ方向から見た平面視を、単に「平面視」とも言う。
図1に示す防水部材1は、第1空間S1を有する第1基板2および第2空間S2を有する第2基板3を備えた積層体1Aと、第1基板2に設けられ、第1空間S1と第2空間S2とを接続する溝部4と、を有している。また、溝部4は、第1空間S1および第2空間S2の一方から他方への液体(特に水)の通過を阻止し気体の通過を許容する機能を有している。
なお、以下では、説明の便宜上、第2空間S2が液体と接触し、第1空間S1を防水する場合、すなわち、第2空間S2から第1空間S1への液体の通過を阻止し気体の通過を許容する場合について説明する。ただし、これに限定されず、第1空間S1が液体と接触し、第2空間S2を防水する構成、すなわち、第1空間S1から第2空間S2への液体の通過を阻止し気体の通過を許容する構成であってもよい。
また、図2および図3に示すように、本実施形態の防水部材1(第1基板2および第2基板3)は、平面視で略円形状となっているが、防水部材1(第1基板2および第2基板3)の平面視形状としては、特に限定されず、例えば、三角形、四角形との多角形、楕円形、長円形、異形等であってもよい。以下、このような防水部材1について、詳細に説明する。
図1に示すように、第1基板2は、板状をなしている。また、第1基板2は、その厚さ方向に貫通する第1貫通孔21を有し、第1貫通孔21の内側が第1空間S1となっている。このような第1基板2は、第1層2Aと、第1層2Aの上面に積層された第2層2Bと、を有する積層体で構成されている。本実施形態では、第1層2Aは、単結晶シリコン(Si)で構成された単結晶シリコン層であり、第2層2Bは、酸化シリコン(SiO2)で構成されたシリコン酸化層である。このような第1基板2は、例えば、シリコン基板の上面を熱酸化し、シリコン基板の上面にシリコン酸化膜を形成することで得られる。このような構成によれば、構成が簡単となると共に、半導体プロセスに適した第1基板2となる。なお、図示では、第1層2Aと第2層2Bの境界が明確となっているが、これに限定されず、境界が不明確であってもよい。
第1層2Aの厚さとしては、特に限定されないが、例えば、50μm以上500μm以下であることが好ましい。これにより、機械的強度を十分に保ちつつ、第1基板2の薄型化を図ることができる。一方、第2層2Bの厚さとしては、特に限定されないが、例えば、0.1μm以上1μm以下であることが好ましい。これにより、溝部4を形成するのに十分な厚さを確保しつつ、第2層2Bの薄型化を図ることができる。また、この程度の厚さであれば、上述した熱酸化法によって容易に第2層2Bを形成することができる。
以上、第1基板2について説明したが、第1基板2の構成としては、特に限定されない。例えば、第1層2Aおよび第2層2Bの構成材料が本実施形態と異なっていてもよいし、単層で構成されていてもよいし、3層以上の積層体で構成されていてもよい。
図1に示すように、第2基板3は、板状をなしており、第1基板2の上面に接合されている。また、第2基板3は、平面視で、第1基板2とほぼ同じ外形形状をなしている。また、第2基板3は、その厚さ方向に貫通する第2貫通孔31を有し、第2貫通孔31の内側が第2空間S2となっている。そのため、第1基板2の上面は、第2空間S2内に露出する露出部22を有している。本実施形態では、第2基板3は、単結晶シリコン基板で構成されている。これにより、構成が簡単となると共に、半導体プロセスに適した第2基板3となる。
第2基板3の厚さとしては、特に限定されないが、例えば、50μm以上500μm以下であることが好ましい。これにより、機械的強度を十分に保ちつつ、第2基板3の薄型化を図ることができる。
以上、第2基板3について説明したが、第2基板3の構成としては、特に限定されない。例えば、第2基板3の構成材料が本実施形態と異なっていてもよいし、第2基板3が2層以上の積層体で構成されていてもよい。
図1および図3に示すように、溝部4は、第1基板2の上面(第2基板3側の面)に形成されている。また、溝部4の上部開口の一部が第2基板3によって塞がれている。これにより、第1基板2と第2基板3との間に孔40が形成される。また、溝部4は、互いに異なる位置で積層体1Aの外部に開放している第1開放部41および第2開放部42を有している。第1開放部41は、溝部4の一端部に位置し、第1貫通孔21(第1空間S1)に接続されている。一方、第2開放部42は、溝部4の他端部に位置し、第2貫通孔31(第2空間S2)に接続されている。すなわち、第1開放部41は、第1貫通孔21を介して積層体1Aの外部に開放し、第2開放部42は、第2貫通孔31を介して積層体1Aの外部に開放している。これにより、溝部4(孔40)を介して第1空間S1と第2空間S2とが接続された状態となる。
なお、第1開放部41および第2開放部42の位置としては、特に限定されず、例えば、少なくとも一方が溝部4の端部ではなくて途中に位置していてもよい。
溝部4は、その深さが第2層2Bの厚さよりも浅く、その全域が第2層2Bに形成されている。このように、第2層2Bに溝部4の全域を形成すること、すなわち、異なる層に跨ることなく溝部4を形成することで、例えば、第2層2Bと第1層2Aとに跨って溝部4が形成されている場合と比較して、溝部4の形成が容易となる。ただし、溝部4は、第2層2Bと第1層2Aとに跨って形成されていてもよい。
溝部4(孔40)は、第2空間S2から第1空間S1(図1ないし図3中の左から右へ向かう方向)への液体の侵入を阻止し、気体の通過を許容する機能を有している。これにより、防水部材1は、第1空間S1を液体から保護することができる。
また、図2に示すように、溝部4(孔40)は、平面視で、直線状をなしている。これにより、溝部4をより単純な形状とすることができるため、溝部4の形成が容易となる。また、溝部4の配置スペースを小さくすることができるため、防水部材1の小型化を図ることができる。ただし、溝部4の平面視での形状としては、特に限定されず、例えば、延在方向の途中に、湾曲部または屈曲部を少なくとも1つ以上有し、あるいは、途中に分岐部、合流部、液溜まり等を有していてもよい。特に、溝部4(孔40)の平面視形状を波状(蛇行形状)とする等、ラビリンス(迷路)を形成することで、防水性を高めることができる。
また、図2に示すように、溝部4(孔40)は、延在方向に直交(交差)する方向に並んで複数(本実施形態では3つ)設けられている。これにより、例えば、使用中に、ある溝部4が異物によって詰まってしまっても、他の溝部4によって第1空間S1と第2空間S2とが連通した状態を維持することができる。そのため、防水部材1の故障の可能性が低下し、信頼性を向上させることができる。また、例えば、1つの溝部4(孔40)に液体が付着したとき、他の溝部4(孔40)で通気が可能となる。特に、後述する図16のように、複数の第2開放部42が分散して配置されていると、この効果がより顕著となる。ただし、溝部4の数としては、特に限定されず、例えば、1つであってもよいし、4つ以上であってもよい。
また、図4に示すように、溝部4(孔40)の断面開口形状は、矩形(正方形または長方形)である。これにより、溝部4の形成が容易となる。ただし、溝部4の断面開口形状としては、特に限定されず、平行四辺形、台形等の矩形以外の四角形、三角形、5角形以上の多角形、半円形等であってもよい。
このような溝部4の形成方法としては、特に限定されないが、例えば、ドライエッチング法、ウェットエッチング法、レーザー加工法、イオンミリング法等の各種加工法を用いることができる。これらの中でも、ドライエッチング法を用いることが好ましい。これにより、より緻密で精度のよい加工が可能となる。
第1基板2と第2基板3とは、接合されている。この接合方法としては、特に限定されないが、例えば接着剤のような接合部材を介さずに接合する方法(直接接合法)が好ましく、例えば、表面活性化接合法を用いることができる。接合部材を用いないことで、接合部材によって溝部4が埋められてしまうことを防止することができ、より確実に、第1空間S1と第2空間S2とが溝部4(孔40)を介して連通した状態を維持することができる。また、第2基板3の下面を第1基板2の上面に接触させることができるため、孔40のサイズ(特に深さ)をより精度よく制御することができると共に、より小さくすることができる。そのため、防水部材1は、優れた防水性を発揮することができる。なお、本発明は、接合部材を用いて第1基板2と第2基板3とを接合することを妨げるものではない。
また、本実施形態では第2空間S2が液体と接触し得るため、第2開放部42の周囲(例えば、溝部4の内面、第2貫通孔31の内面および第1基板2の露出部22等)は、撥水処理が施されていることが好ましい。これにより、第2開放部42の周囲において、液体(水)の接触角を精度よく制御することができる。そのため、目的の防水性を達成するために必要な溝部4(孔40)のサイズを決定し易くなる。なお、撥水処理としては、特に限定されず、例えば、トリフルオロメチル基(−CF3)を持つフッ素化合物でコーティングする方法を用いることができる。トリフルオロメチル基を持つフッ素化合物でコーティングすると、水の接触角は、理論上120°程度となる。
次に、溝部4(孔40)のサイズ(深さ、幅、長さ)について説明する。図4に示すように、溝部4(孔40)の深さTおよび幅Wとしては、それぞれ特に限定されないが、例えば、0.05μm以上3.0μm以下であることが好ましく、0.05μm以上1.0μm以下であることがより好ましく、0.05μm以上0.5μm以下であることがさらに好ましい。ここで、本実施形態では、溝部4の断面開口形状が矩形であるため、上述した溝部4(孔40)の深さTおよび幅Wを断面開口の面積に換算すれば、0.025μm2以上9.0μm2以下であることが好ましく、0.025μm2以上1.0μm2以下であることがより好ましく、0.025μm2以上0.25μm2以下であることがさらに好ましい。これにより、溝部4を常識的な加工技術(特にドライエッチング)によって確実に形成することができる大きさとしつつ、より高い防水性(生活防水以上の防水性)を発揮することができる。なお、溝部4(孔40)は、その深さTおよび幅Wの少なくとも一方が、長手方向(延在方向)に沿って変化している部分を有していてもよい。また、各溝部4(孔40)のサイズが互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。
ここで、図5に示すように、D=貫通孔の径、P=液体の圧力、σ=表面張力(≒72dyn/cm:20℃)、θ=接触角(=120°)としたとき、D=(−4σcosθ)/Pなる関係を満足する。この式から、溝部4(孔40)の深さTおよび幅Wをそれぞれ3.0μm以下とすることで、十分に高い防水性(約3気圧以上の防水性)を発揮できることがわかる。なお、防水部材1が有する防水性としては、特に限定されないが、10気圧防水(すなわち、水中を100m潜った状態でも水の通過を阻止できる程度の防水性)以上であることが好ましい。これにより、例えば、フリーダイビング等にも耐え得る防水性を発揮することができ、利便性に優れた防水部材1となる。
また、図1に示すように、溝部4、より詳細には、第1開放部41と第2開放部42との間の長さL(=孔40の長さ)としては、特に限定されないが、例えば、10μm以上であることが好ましく、15μm以上であることがより好ましく、20μm以上であることがさらに好ましい。これにより、孔40が十分に長くなり、第1空間S1および第2空間S2の一方から他方への水(液体)の侵入を効果的に抑制することができる。なお、長さLの上限値としては、特に限定されないが、例えば、30μm以下であることが好ましく、25μm以下であることがより好ましい。これにより、孔40が過度に長くなるのを抑制することができ、防水部材1の大型化を抑制することができる。
また、溝部4(孔40)のサイズが以上のようなものであれば、気体(空気、酸素、窒素、水素、二酸化炭素、メタンガス等)の通過は、容易に可能である(以下、「通気性を有する」と言う)。
以上、防水部材1について説明した。このような防水部材1は、前述したように、第1基板2および第1基板2に接合されている第2基板3を備える積層体1Aと、第1基板2の上面(第2基板3側の面)および第2基板3の下面(第1基板2側の面)の少なくとも一方に設けられている溝部4と、を有している。なお、本実施形態では、第1基板2の上面に溝部4が設けられている。また、溝部4は、互いに異なる位置で積層体1Aの外部に開放している第1開放部41および第2開放部42を有し、第1開放部41および第2開放部42の一方から他方への液体の通過を阻止し気体の通過を許容するように構成されている。なお、本実施形態では、第2開放部42から第1開放部41への液体の通過を阻止し気体の通過を許容するように構成されている。このような構成において用いる溝部4は、従来構成の貫通孔と比較して基板を深く掘り込む必要がないため、従来構成に対して微細な加工が可能となる。そのため、現実的な加工方法によって、十分に幅Wの小さい溝部4を容易に形成することができる。したがって、防水部材1は、優れた防水性を発揮することができる。
ここで、溝部4の構成としては、特に限定されず、例えば、図6に示すように、溝部4が第2基板3の下面に設けられていてもよい。また、図7に示すように、溝部4が第1基板2の上面と第2基板3の下面とに形成されており、これらが重なり合うことで孔40が形成されていてもよい。また、図8に示すように、複数の溝部4のうちの一部が第1基板2の上面に設けられ、残りが第2基板3の下面に設けられていてもよい。
また、前述したように、防水部材1では、第1基板2は、厚さ方向に貫通する第1貫通孔21を有している。そして、第1開放部41は、第1貫通孔21を介して積層体1Aの外部に開放している。これにより、比較的簡単な構成で、第1開放部41を積層体1Aの外部に開放させることができる。ただし、第1開放部41を積層体1Aの外部に開放させることができれば、第1貫通孔21は省略してもよい。
また、前述したように、防水部材1では、第1基板2の上面(第2基板3側の面)は、第2基板3から露出している露出部22を有している。そして、第2開放部42は、露出部22において積層体1Aの外部に開放している。これにより、比較的簡単な構成で、第2開放部42を積層体1Aの外部に開放させることができる。ただし、第2開放部42を積層体1Aの外部に開放させることができれば、第1基板2は、露出部22を有していなくてもよい。
また、前述したように、防水部材1では、溝部4の深さTおよび幅Wは、それぞれ、0.05μm以上3.0μm以下であることが好ましい。これにより、十分に細い溝部4(孔40)となり、防水部材1は、より優れた防水性を発揮することができる。
また、前述したように、防水部材1では、溝部4(孔40)の長さLは、10μm以上であることが好ましい。これにより、溝部4(孔40)が十分に長くなり、溝部4(孔40)から第1空間S1への水の浸入をより効果的に抑制することができる。そのため、防水部材1は、より優れた防水性を発揮することができる。
また、前述したように、第1開放部41および第2開放部42のうちの液体と接触し得る方(本実施形態では第2開放部42)の周囲は、撥水処理が施されている。これにより、液体の接触角を精度よく制御することができるため、溝部4の大きさを決定し易くなる。ただし、撥水処理は、省略してもよい。また、例えば、本実施形態とは逆に、第1空間S1が液体と接触し、第2空間S2を防水する構成、すなわち、第1空間S1から第2空間S2への液体の通過を阻止し気体の通過を許容する構成である場合は、第1開放部41の周囲に撥水処理を施せばよい。また、これらどちらの構成でも使用できるように、第1開放部41の周囲および第2開放部42の周囲のそれぞれに撥水処理を施してもよい。
次に、防水部材1の製造方法について説明する。図9に示すように、防水部材1の製造方法は、第1基板2および第2基板3を準備する準備工程と、第1基板2に溝部4を形成する溝部形成工程と、第1基板2と第2基板3とを接合する接合工程と、を有している。
[準備工程]
まず、図10に示すように、第1貫通孔21を有する第1基板2および第2貫通孔31を有する第2基板3を準備する。
まず、図10に示すように、第1貫通孔21を有する第1基板2および第2貫通孔31を有する第2基板3を準備する。
[溝部形成工程]
次に、図11に示すように、第1基板2の上面(主面)に溝部4を形成する。溝部4の形成方法としては、特に限定されず、例えば、ドライエッチング法、ウェットエッチング法、レーザー加工法、イオンミリング法等の各種加工法を用いることができる。ただし、これらの中でも、特に、ドライエッチング法を用いることが好ましい。これにより、より緻密で精度のよい加工が可能となる。
次に、図11に示すように、第1基板2の上面(主面)に溝部4を形成する。溝部4の形成方法としては、特に限定されず、例えば、ドライエッチング法、ウェットエッチング法、レーザー加工法、イオンミリング法等の各種加工法を用いることができる。ただし、これらの中でも、特に、ドライエッチング法を用いることが好ましい。これにより、より緻密で精度のよい加工が可能となる。
[接合工程]
次に、図12に示すように、溝部4の開口の一部を塞ぐように、第2基板3を第1基板2の上面に接合する。これにより、溝部4が互いに異なる位置で外部に開放する第1開放部41および第2開放部42を有し、第2開放部42から第1開放部41への液体の通過を阻止し気体の通過を許容する構成となる。そして、第2開放部42の周囲に撥水処理を施すことで、防水部材1が得られる。
次に、図12に示すように、溝部4の開口の一部を塞ぐように、第2基板3を第1基板2の上面に接合する。これにより、溝部4が互いに異なる位置で外部に開放する第1開放部41および第2開放部42を有し、第2開放部42から第1開放部41への液体の通過を阻止し気体の通過を許容する構成となる。そして、第2開放部42の周囲に撥水処理を施すことで、防水部材1が得られる。
なお、第1基板2と第2基板3との接合方法としては、特に限定されないが、接合部材を介さずに接合する方法(直接接合法)が好ましい。このような接合方法としては、例えば、表面活性化接合法を用いることができる。これにより、接合部材によって溝部4が埋められてしまうことを防止することができる。また、第2基板3の下面を第1基板2の上面に接触させることができるため、孔40のサイズ(特に深さ)をより精度よく制御することができると共に、より小さくすることができる。
以上、防水部材1の製造方法について説明した。このような製造方法は、前述したように、第1基板2および第2基板3を準備する工程と、第1基板2の主面および第2基板3の主面の少なくとも一方(本実施形態では第2基板の主面)に溝部4を形成する工程と、溝部4の開口の少なくとも一部を塞ぎ、かつ、溝部4が互いに異なる位置で外部に開放する第1開放部41および第2開放部42を有し、第1開放部41および第2開放部42の一方から他方への液体の通過を阻止し気体の通過を許容するように第1基板2と第2基板3とを接合する工程と、を含んでいる。このような製造方法によれば、溝部4を形成するのに従来構成の貫通孔と比較して第1基板2を深く掘り込む必要がないため、従来構成に対して微細な加工が可能となる。そのため、現実的な加工方法によって、十分に幅の小さい溝部4を容易に形成することができる。したがって、優れた防水性を発揮することのできる防水部材1が得られる。
なお、本実施形態では、溝部4を第1基板2に形成しているが、これに限定されず、前述した図6ないし図8に示すように、溝部4を第2基板3に形成してもよいし、第1基板2および第2基板3の両方に形成してもよい。
また、本実施形態では、溝部4の開口の一部を第2基板3から露出させて第2開放部42を形成する構成である。そのため、前述した接合工程において溝部4の開口の一部を塞ぐように第2基板3を第1基板2の上面に接合しているが、これに限定されず、例えば後述する第3実施形態のように、溝部4の開口を第2基板3から露出させる必要の無い場合には、前述した接合工程において、溝部4の開口の全部を塞ぐように第2基板3を第1基板2の上面に接合してもよい。
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態に係る防水部材について説明する。
次に、本発明の第2実施形態に係る防水部材について説明する。
図13は、本発明の第2実施形態に係る防水部材を示す断面図である。図14は、図13に示す防水部材の平面図である。
本実施形態に係る防水部材1は、第2基板3および溝部4(孔40)の構成が異なること以外は、前述した第1実施形態の防水部材1とほぼ同様である。
以下、第2実施形態の防水部材1について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
図13に示すように、本実施形態の防水部材1では、第2基板3が第1基板2よりも若干小さい形状となっている。また、図14に示すように、第1基板2および第2基板3は、同心的に配置されており、これにより、第1基板2の上面の外縁部が第2基板3から露出している。すなわち、第1基板2の上面の外縁部が、第2基板3から露出する露出部22となっている。そして、露出部22に各溝部4の第2開放部42が位置しており、第2開放部42は、露出部22を介して積層体1Aの外部に開放している。また、防水部材1は、4本の溝部4を有し、これらが第1基板2の周方向に等間隔(90°間隔)に配置されている。なお、溝部4の数や配置としては、特に限定されない。
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。なお、前述した第1実施形態と同様に、溝部4は、第2基板3の下面に設けられていてもよいし、第1基板2の上面と第2基板3の下面とに形成されていてもよい(図6ないし図8参照)。
<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態に係る防水部材について説明する。
次に、本発明の第3実施形態に係る防水部材について説明する。
図15は、本発明の第3実施形態に係る防水部材を示す断面図である。図16は、図15に示す防水部材の平面図である。
本実施形態に係る防水部材1は、第2基板3および溝部4(孔40)の構成が異なること以外は、前述した第1実施形態の防水部材1とほぼ同様である。
以下、第3実施形態の防水部材1について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
図15および図16に示すように、本実施形態の防水部材1では、第2基板3が第1基板2とほぼ同じ平面視形状となっている。また、第2基板3は、前述した第1実施形態のような第2貫通孔31を有していない。そのため、第1基板2の上面は、第2基板3から露出する露出部22を有していない。その代わりに、溝部4が第1基板2の側面に接続されている。そのため、第2開放部42は、積層体1Aの外周面において積層体1Aの外部に開放している。これにより、比較的簡単な構成で、第2開放部42を積層体1Aの外部に開放させることができる。
このような第3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。なお、前述した第1実施形態と同様に、溝部4は、第2基板3の下面に設けられていてもよいし、第1基板2の上面と第2基板3の下面とに形成されていてもよい(図6ないし図8参照)。また、溝部4の数や配置も、特に限定さない。
<第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態に係る防水部材について説明する。
次に、本発明の第4実施形態に係る防水部材について説明する。
図17は、本発明の第4実施形態に係る防水部材を示す断面図である。図18は、図17に示す防水部材の平面図である。
本実施形態に係る防水部材1は、第2基板3の構成が異なること以外は、前述した第1実施形態の防水部材1とほぼ同様である。
以下、第4実施形態の防水部材1について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
図17および図18に示すように、本実施形態の防水部材1では、第2基板3が切り欠き部39を有している。言い換えると、第2基板3は、平面視で、一部が欠損した円形状をなしている。また、切り欠き部39において、第1基板2の上面が露出し、露出部22が形成されている。そして、露出部22に各溝部4の第2開放部42が位置しており、第2開放部42は、露出部22を介して積層体1Aの外部に開放している。
このような第4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。なお、前述した第1実施形態と同様に、溝部4は、第2基板3の下面に設けられていてもよいし、第1基板2の上面と第2基板3の下面とに形成されていてもよい(図6ないし図8参照)。また、溝部4の数や配置も、特に限定さない。
<第5実施形態>
次に、本発明の第5実施形態に係る圧力センサーについて説明する。
次に、本発明の第5実施形態に係る圧力センサーについて説明する。
図19は、本発明の第5実施形態に係る圧力センサーの断面図である。図20は、図19に示す圧力センサーが有するセンサー部を示す平面図である。図21は、図20に示すセンサー部を含むブリッジ回路を示す図である。なお、以下では、説明の便宜上、図19中の上側を「上」、下側を「下」とも言う。
図19に示す圧力センサー10は、受圧により撓み変形するダイアフラム65を有する基板6と、ダイアフラム65の上面側に配置された圧力基準室S(空洞部)と、基板6と共に圧力基準室Sを形成する周囲構造体8と、ダイアフラム65に配置されたセンサー部7と、基板6の下面に配置された防水部材1と、を有している。
基板6は、シリコンで構成された第1層61と、第1層61の上側に配置され、シリコンで構成された第3層63と、第1層61および第3層63の間に配置され、酸化シリコンで構成された第2層62と、を有するSOI基板で構成されている。なお、基板6としては、SOI基板に限定されず、例えば、単層のシリコン基板を用いることもできる。また、基板6は、シリコン以外の半導体材料、例えば、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、ガリウム砒素リン、窒化ガリウム、炭化珪素等で構成された基板(半導体基板)であってもよい。
また、基板6には、周囲の部分よりも薄肉であり、受圧によって撓み変形するダイアフラム65が設けられている。基板6には、下方に開放する有底の凹部64が形成されており、この凹部64によって基板6が薄くなっている部分がダイアフラム65となっている。また、ダイアフラム65は、その下面が圧力を受ける受圧面651となっている。なお、本実施形態では、ダイアフラム65の平面視形状は、略正方形であるが、ダイアフラム65の平面視形状としては、特に限定されず、例えば、正方形以外の四角形、四角形以外の多角形、円形、楕円形、異形等であってもよい。また、多角形の場合には、各角部が面取りされていてもよい。
ダイアフラム65の厚さとしては、特に限定されず、ダイアフラム65の大きさ等によっても異なるが、例えば、ダイアフラム65の幅が100μm以上300μm以下の場合には、1μm以上10μm以下であることが好ましく、1μm以上3μm以下であることがより好ましい。このような厚さとすることで、機械的な強度を十分に保ちつつ、十分に薄く、受圧により撓み変形し易いダイアフラム65が得られる。
ダイアフラム65には、ダイアフラム65に作用する圧力を検出し得るセンサー部7が設けられている。図20に示すように、センサー部7は、ダイアフラム65に設けられた4つのピエゾ抵抗素子71、72、73、74を有している。そして、ピエゾ抵抗素子71、72、73、74は、配線75を介して互いに電気的に接続され、図21に示すブリッジ回路70(ホイートストンブリッジ回路)を構成している。ブリッジ回路70には駆動電圧AVDCを供給(印加)する駆動回路が接続されている。そして、ブリッジ回路70は、ダイアフラム65の撓みに基づくピエゾ抵抗素子71、72、73、74の抵抗値変化に応じた検出信号(電圧)を出力する。そのため、この出力された検出信号に基づいてダイアフラム65が受けた圧力を検出することができる。
特に、ピエゾ抵抗素子71、72、73、74は、ダイアフラム65の外縁部に配置されている。受圧によりダイアフラム65が撓み変形すると、ダイアフラム65の中でも特にその外縁部に大きな応力が加わるため、外縁部にピエゾ抵抗素子71、72、73、74を配置することで、前述した検出信号を大きくすることができ、圧力検知の感度が向上する。なお、ピエゾ抵抗素子71、72、73、74の配置は、特に限定されず、例えば、ピエゾ抵抗素子71、72、73、74がダイアフラム65の外縁を跨いで配置されていてもよいし、ダイアフラム65の中央部に配置されていてもよい。
ピエゾ抵抗素子71、72、73、74は、例えば、基板6の第3層63にリン、ボロン等の不純物をドープ(拡散または注入)することで構成されている。また、配線75は、例えば、基板6の第3層63に、ピエゾ抵抗素子71、72、73、74よりも高濃度でリン、ボロン等の不純物をドープ(拡散または注入)することで構成されている。
なお、センサー部7の構成としては、ダイアフラム65が受けた圧力を検出することができれば、特に限定されない。例えば、ブリッジ回路70を構成していない少なくとも1つのピエゾ抵抗素子がダイアフラム65に配置されている構成であってもよい。また、センサー部7としては、本実施形態のようなピエゾ抵抗型の他にも、静電容量の変化に基づいて圧力を検出する静電容量型を用いてもよい。
また、基板6の上面には、酸化シリコン膜(SiO2膜)からなる第1絶縁膜68が成膜されている。第1絶縁膜68により、ピエゾ抵抗素子71、72、73、74の界面準位を低減してノイズの発生を抑制することができる。また、第1絶縁膜68上には、窒化シリコン膜(SiN膜)からなる第2絶縁膜69が成膜されている。これにより、センサー部7を水分、ガス等から保護することができる。なお、第1絶縁膜68および第2絶縁膜69の構成材料としては、特に限定されない。また、第1絶縁膜68および第2絶縁膜69の少なくとも一方を省略してもよいし、これらの層に加えて、異なる膜が積層されていてもよい。
また、ダイアフラム65の上側には、圧力基準室Sが設けられている。この圧力基準室Sは、基板6と周囲構造体8とに囲まれることで形成されている。圧力基準室Sは、密閉された空間であり、圧力基準室S内の圧力が、圧力センサー10が検出する圧力の基準値となる。特に、圧力基準室Sは、真空状態(例えば、10Pa以下)であることが好ましい。これにより、圧力センサー10を、真空を基準として圧力を検出する「絶対圧センサー」として用いることができ、利便性の高い圧力センサー10となる。ただし、圧力基準室Sは、真空状態でなくてもよい。
周囲構造体8は、層間絶縁膜81と、層間絶縁膜81上に配置された配線層82と、配線層82および層間絶縁膜81上に配置された層間絶縁膜83と、層間絶縁膜83上に配置された配線層84と、配線層84および層間絶縁膜83上に配置された表面保護膜85と、配線層84および表面保護膜85上に配置された封止層86と、を有している。
配線層82は、圧力基準室Sを囲んで配置された枠状のガードリング821と、センサー部7と電気的に接続された配線部829と、を有している。同様に、配線層84は、圧力基準室Sを囲んで配置された枠状のガードリング841と、配線部829と電気的に接続された配線部849と、を有している。そして、センサー部7は、配線部829、849によって周囲構造体8の上面に引き出されている。ただし、配線層82、84としては、特に限定されず、例えば、ガードリング821、841を省略してもよい。
また、配線層84は、圧力基準室Sの上方(天井側)に位置する被覆層844を有している。また、被覆層844には圧力基準室Sの内外を連通する複数の貫通孔845が設けられている。また、被覆層844上には封止層86が配置されており、この封止層86によって貫通孔845が封止されている。ただし、配線層84の構成としては、特に限定されず、例えば、被覆層844を省略してもよい。
また、表面保護膜85は、周囲構造体8を水分、ゴミ、傷などから保護する機能を有している。このような表面保護膜85は、被覆層844の貫通孔845を塞がないように、層間絶縁膜83および配線層84上に配置されている。
このような周囲構造体8のうち、層間絶縁膜81、83としては、例えば、シリコン酸化膜(SiO2膜)等の絶縁膜を用いることができる。また、配線層82、84としては、例えば、アルミニウム膜等の金属膜を用いることができる。また、封止層86としては、例えば、Al、Cu、W、Ti、TiN等の金属膜、シリコン膜、シリコン酸化膜等を用いることができる。また、表面保護膜85としては、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ポリイミド膜、エポキシ樹脂膜などを用いることができる。
図19に示すように、防水部材1は、第1基板2を内側(基板6側)にして、基板6の下面に接合されている。このように防水部材1と基板6とが接合された状態では、凹部64内の空間と第1空間S1とが連通している。そのため、圧力センサー10外の圧力(基板6の下面側の圧力)は、第2空間S2、溝部4(孔40)、第1空間S1および凹部64内の空間を順次介して受圧面651に伝達される。このような構成によれば、受圧面651での受圧によるダイアフラム65の作動を阻害することなく、受圧面651への水の付着を低減することができる。そのため、防水性を有し、高い圧力検知精度を有する圧力センサー10となる。ここで、溝部4(孔40)は、十分な通気性を有し、特に、前述のようなサイズであれば、十分に速い通気速度(通気量)が確保されるため、ダイアフラム65の作動の応答性は、良好に保たれる。
なお、本実施形態では、防水部材1として、前述した第1実施形態の構成を用いているが、これに限定されず、例えば、前述した第2実施形態ないし第4実施形態のいずれかの構成や、これら以外の構成であってもよい。
以上、圧力センサー10について説明した。このような圧力センサー10は、前述したように、受圧により撓み変形可能なダイアフラム65を有する基板6と、ダイアフラム65の上側(一方側)に位置する圧力基準室Sと、ダイアフラム65の下側(他方側)に配置されている防水部材1と、を有している。そして、ダイアフラム65と防水部材1との間が液密的に封止されている。このような構成によれば、防水部材1の効果を享受することができ、防水性に優れた圧力センサー10が得られる。また、ダイアフラム65の応答性も十分に確保される。
<第6実施形態>
次に、本発明の第6実施形態に係る電子モジュールについて説明する。
次に、本発明の第6実施形態に係る電子モジュールについて説明する。
図22は、本発明の第6実施形態に係る電子モジュールの断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図22中の上側を「上」、下側を「下」とも言う。
図22に示す電子モジュール100は、パッケージ5と、パッケージ5内に収容された圧力センサー10A(電子部品)およびIC9(電子部品)と、を有している。
パッケージ5は、上面側に開放する凹部511を有する箱状のベース51と、凹部511の開口を塞ぐようにベース51の上面に接合された蓋体52と、を有している。そして、蓋体52は、防水部材1で構成されている。また、防水部材1は、第1基板2を内側(下側)にして、ベース51の上面に接合されている。また、第1空間S1が凹部511内の空間と接続されている。
ベース51の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア等の酸化物セラミックス、窒化珪素、窒化アルミ、窒化チタン等の窒化物セラミックスのような各種セラミックスや、ポリエチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、アクリル系樹脂、ABS樹脂、エポキシ樹脂のような各種樹脂材料等の絶縁性材料が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
圧力センサー10Aは、前述した第5実施形態の構成から防水部材1を省略した構成となっている。そして、このような圧力センサー10Aは、ボンディングワイヤーBW1によって、凹部511の底部から浮遊して支持されている。このように、圧力センサー10Aを浮遊させることで、外部からの応力が圧力センサー10Aに伝わり難くなり、圧力検知精度の低下を低減することができる。また、圧力センサー10Aは、ボンディングワイヤーBW1によって、ベース51に配置された図示しない配線と電気的に接続されている。
IC9は、凹部511の底面に固定されており、圧力センサー10Aと並んで配置されている。また、IC9は、ボンディングワイヤーBW2によって、ベース51に配置された図示しない配線と電気的に接続されており、前記配線を介して圧力センサー10Aやベース51の底面に配置された外部接続端子513と電気的に接続されている。
このようなIC9には、例えば、ブリッジ回路70に電圧を供給するための駆動回路や、ブリッジ回路70からの出力を温度補償するための温度補償回路や、温度補償回路からの出力から加わった圧力を求める圧力検出回路や、圧力検出回路からの出力を所定の出力形式(CMOS、LV−PECL、LVDS等)に変換して出力する出力回路等が含まれている。
このような構成の電子モジュール100によれば、防水部材1によって凹部511の開口が塞がれているため、圧力センサー10Aでの圧力検知(受圧面651での受圧)を阻害することなく、凹部511内への水の浸入を低減することができる。そのため、防水機能を備えた電子モジュール100となる。特に、従来のように、防水性を付与するために凹部511内をゲル等で充填する必要がないため、構成が容易であり、かつ、製造も容易な電子モジュール100となる。
以上、電子モジュール100について説明した。このような電子モジュール100は、前述したように、凹部511を有するベース51と、凹部511の開口を塞ぐようにベース51に接合されている防水部材1と、を有しているパッケージ5と、パッケージ5の凹部511内に収容されている電子部品と、を有している。このような構成によれば、防水部材1の効果を享受することができ、防水性に優れた電子モジュール100が得られる。
なお、圧力センサー10Aの構成としては、圧力を検出することができれば、特に限定されない。また、例えば、IC9を省略してもよい。また、本実施形態では、パッケージ5に収容する電子部品として、圧力センサー10AとIC9とを用いた構成について説明したが、電子部品としては、特に限定されない。例えば、電子部品として、加速度センサー、角速度センサー等の物理量センサーや、発振器等に用いられる振動子等であってもよい。
なお、本実施形態では、防水部材1として、前述した第1実施形態の構成を用いているが、これに限定されず、例えば、前述した第2実施形態ないし第4実施形態のいずれかの構成や、これら以外の構成であってもよい。
<第7実施形態>
次に、本発明の第7実施形態に係る電子機器について説明する。
次に、本発明の第7実施形態に係る電子機器について説明する。
図23は、本発明の第7実施形態に係る電子機器としての高度計を示す斜視図である。
図23に示すように、電子機器としての高度計200は、腕時計のように手首に装着することができる。また、高度計200の内部には防水部材1が搭載されている。防水部材1は、例えば、前述した圧力センサー10や電子モジュール100として高度計200に搭載することができる。このような高度計200は、圧力センサー10や電子モジュール100によって、現在地の海抜からの高度、または、現在地の気圧等を検出し、その結果を表示部201に表示することができる。表示部201には、その他、現在時刻、使用者の心拍数、天候等、様々な情報を表示することができる。なお、防水部材1としては、例えば、前述した第1実施形態ないし第4実施形態のいずれかの構成を用いることができる。
図23に示すように、電子機器としての高度計200は、腕時計のように手首に装着することができる。また、高度計200の内部には防水部材1が搭載されている。防水部材1は、例えば、前述した圧力センサー10や電子モジュール100として高度計200に搭載することができる。このような高度計200は、圧力センサー10や電子モジュール100によって、現在地の海抜からの高度、または、現在地の気圧等を検出し、その結果を表示部201に表示することができる。表示部201には、その他、現在時刻、使用者の心拍数、天候等、様々な情報を表示することができる。なお、防水部材1としては、例えば、前述した第1実施形態ないし第4実施形態のいずれかの構成を用いることができる。
このような電子機器の一例である高度計200は、防水部材1を有している。そのため、高度計200は、前述した防水部材1の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
なお、高度計200の他にも、例えば、フリーダイビング等で用いられる腕時計型の水深計に防水部材1(圧力センサー10や電子モジュール100)を搭載してもよい。この場合には、10気圧防水、すなわち、水深100mまで防水性を維持することができるため、優れた利便性および信頼性を発揮することができる。
<第8実施形態>
次に、本発明の第8実施形態に係る電子機器について説明する。
次に、本発明の第8実施形態に係る電子機器について説明する。
図24は、本発明の第8実施形態に係る電子機器としてのナビゲーションシステムを示す正面図である。
図24に示すように、電子機器としてのナビゲーションシステム300は、図示しない地図情報と、GPS(全地球測位システム:Global Positioning System)からの位置情報取得手段と、ジャイロセンサーおよび加速度センサーと車速データとによる自立航法手段と、防水部材1と、所定の位置情報または進路情報を表示する表示部301とを備えている。防水部材1は、例えば、前述した圧力センサー10や電子モジュール100としてナビゲーションシステム300に搭載することができる。また、防水部材1としては、例えば、前述した第1実施形態ないし第4実施形態のいずれかの構成を用いることができる。
このナビゲーションシステム300によれば、取得した位置情報に加えて高度情報を取得することができる。例えば、一般道路と位置情報上は略同一の位置を示す高架道路を走行する場合、高度情報を持たない場合には一般道路を走行しているのか高架道路を走行しているのかナビゲーションシステムでは判断できず、優先情報として一般道路の情報を使用者に提供してしまう場合がある。そこで、ナビゲーションシステム300は、高度情報を圧力センサー10や電子モジュール100によって取得することで、一般道路から高架道路へ進入することによる高度変化を検出することができ、高架道路の走行状態におけるナビゲーション情報を使用者に提供することができる。
このような電子機器の一例としてのナビゲーションシステム300は、防水部材1を有している。そのため、ナビゲーションシステム300は、前述した防水部材1の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
なお、本発明の電子機器は、前述の高度計およびナビゲーションシステムに限定されず、例えば、パーソナルコンピューター、デジタルスチールカメラ、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、時計(スマートウォッチを含む)、ドローン、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)、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等に適用することができる。
<第9実施形態>
次に、本発明の第9実施形態に係る移動体について説明する。
次に、本発明の第9実施形態に係る移動体について説明する。
図25は、本発明の第9実施形態に係る移動体としての自動車を示す斜視図である。
図25に示すように、移動体としての自動車400は、車体401と、4つの車輪402(タイヤ)と、を有しており、車体401に設けられた図示しない動力源(エンジン)によって車輪402を回転させるように構成されている。また、自動車400は、車体401に搭載されている電子制御ユニット(ECU:electronic control unit)403を有しており、この電子制御ユニット403に防水部材1が内蔵されている。防水部材1は、例えば、前述した圧力センサー10や電子モジュール100として電子制御ユニット403に搭載することができる。また、防水部材1としては、例えば、前述した第1実施形態ないし第4実施形態のいずれかの構成を用いることができる。
図25に示すように、移動体としての自動車400は、車体401と、4つの車輪402(タイヤ)と、を有しており、車体401に設けられた図示しない動力源(エンジン)によって車輪402を回転させるように構成されている。また、自動車400は、車体401に搭載されている電子制御ユニット(ECU:electronic control unit)403を有しており、この電子制御ユニット403に防水部材1が内蔵されている。防水部材1は、例えば、前述した圧力センサー10や電子モジュール100として電子制御ユニット403に搭載することができる。また、防水部材1としては、例えば、前述した第1実施形態ないし第4実施形態のいずれかの構成を用いることができる。
電子制御ユニット403は、圧力センサー10や電子モジュール100が車体401の加速度や傾斜等を検出することにより、移動状態や姿勢等を把握し、車輪402等の制御を的確に行うことができる。これにより、自動車400は、安全で安定した移動をすることができる。
このような移動体の一例としての自動車400は、防水部材1を有している。そのため、自動車400は、前述した防水部材1の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
以上、本発明の防水部材、防水部材の製造方法、圧力センサー、電子モジュール、電子機器および移動体を図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれら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、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
1…防水部材、1A…積層体、2…第1基板、2A…第1層、2B…第2層、21…第1貫通孔、22…露出部、3…第2基板、31…第2貫通孔、39…切り欠き部、4…溝部、40…孔、41…第1開放部、42…第2開放部、5…パッケージ、51…ベース、511…凹部、513…外部接続端子、52…蓋体、6…基板、61…第1層、62…第2層、63…第3層、64…凹部、65…ダイアフラム、651…受圧面、68…第1絶縁膜、69…第2絶縁膜、7…センサー部、70…ブリッジ回路、71、72、73、74…ピエゾ抵抗素子、75…配線、8…周囲構造体、81…層間絶縁膜、82…配線層、821…ガードリング、829…配線部、83…層間絶縁膜、84…配線層、841…ガードリング、844…被覆層、845…貫通孔、849…配線部、85…表面保護膜、86…封止層、9…IC、10、10A…圧力センサー、100…電子モジュール、200…高度計、201…表示部、300…ナビゲーションシステム、301…表示部、400…自動車、401…車体、402…車輪、403…電子制御ユニット、BW1、BW2…ボンディングワイヤー、S…圧力基準室、S1…第1空間、S2…第2空間
Claims (12)
- 第1基板および前記第1基板に接合されている第2基板を備える積層体と、
前記第1基板の前記第2基板側の面および前記第2基板の前記第1基板側の面の少なくとも一方に設けられている溝部と、を有し、
前記溝部は、互いに異なる位置で前記積層体の外部に開放している第1開放部および第2開放部を有し、前記第1開放部および前記第2開放部の一方から他方への液体の通過を阻止し気体の通過を許容することを特徴とする防水部材。 - 前記第1基板は、厚さ方向に貫通する第1貫通孔を有し、
前記第1開放部は、前記第1貫通孔を介して前記積層体の外部に開放している請求項1に記載の防水部材。 - 前記第1基板の前記第2基板側の面は、前記第2基板から露出している露出部を有し、
前記第2開放部は、前記露出部において前記積層体の外部に開放している請求項1または2に記載の防水部材。 - 前記第2開放部は、前記積層体の外周面において前記積層体の外部に開放している請求項1ないし3のいずれか1項に記載の防水部材。
- 前記溝部の深さおよび幅は、それぞれ、0.05μm以上3.0μm以下である請求項1ないし4のいずれか1項に記載の防水部材。
- 前記溝部の長さは、10μm以上である請求項1ないし5のいずれか1項に記載の防水部材。
- 前記第1開放部および前記第2開放部のうちの液体と接触し得る方の周囲は、撥水処理が施されている請求項1ないし6のいずれか1項に記載の防水部材。
- 第1基板および第2基板を準備する工程と、
前記第1基板の主面および前記第2基板の主面の少なくとも一方に溝部を形成する工程と、
前記溝部の開口の少なくとも一部を塞ぎ、かつ、前記溝部が互いに異なる位置で外部に開放する第1開放部および第2開放部を有し、前記第1開放部および前記第2開放部の一方から他方への液体の通過を阻止し気体の通過を許容するように前記第1基板と前記第2基板とを接合する工程と、を含むことを特徴とする防水部材の製造方法。 - 受圧により撓み変形可能なダイアフラムを有する基板と、
前記ダイアフラムの一方側に位置する圧力基準室と、
前記ダイアフラムの他方側に配置されている請求項1ないし7のいずれか1項に記載の防水部材と、を有し、
前記ダイアフラムと前記防水部材との間が液密的に封止されていることを特徴とする圧力センサー。 - 凹部を有するベースと、前記凹部の開口を塞ぐように前記ベースに接合されている請求項1ないし7のいずれか1項に記載の防水部材と、を有しているパッケージと、
前記パッケージの前記凹部内に収容されている電子部品と、を有していることを特徴とする電子モジュール。 - 請求項1ないし7のいずれか1項に記載の防水部材を有することを特徴とする電子機器。
- 請求項1ないし7のいずれか1項に記載の防水部材を有することを特徴とする移動体。
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JP2017062676A JP2018165652A (ja) | 2017-03-28 | 2017-03-28 | 防水部材、防水部材の製造方法、圧力センサー、電子モジュール、電子機器および移動体 |
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2017
- 2017-03-28 JP JP2017062676A patent/JP2018165652A/ja active Pending
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