JP2019052989A - Physical quantity sensor manufacturing method and physical quantity sensor device manufacturing method - Google Patents
Physical quantity sensor manufacturing method and physical quantity sensor device manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019052989A JP2019052989A JP2017178588A JP2017178588A JP2019052989A JP 2019052989 A JP2019052989 A JP 2019052989A JP 2017178588 A JP2017178588 A JP 2017178588A JP 2017178588 A JP2017178588 A JP 2017178588A JP 2019052989 A JP2019052989 A JP 2019052989A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- physical quantity
- wiring
- quantity sensor
- substrate
- base substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、物理量センサーの製造方法および物理量センサー装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a physical quantity sensor and a method for manufacturing a physical quantity sensor device.
物理量センサーとしては、変位可能に設けられた可動電極と、可動電極に対して間隔を隔てて対向するとともに固定配置された固定電極と、を有し、可動電極と固定電極との間の静電容量に基づいて、加速度、角速度等の物理量を検出する物理量センサーが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の物理量センサーは、可動電極を有するチップ部が複数形成されたウエハーと、可動電極に対向配置される固定電極を有し各チップ部を封止する封止部が複数形成された封止ガラスとを接合した後、スクライブラインに沿って切断して個片化することにより得られる。ウエハーと封止ガラスとを接合する際に可動電極と固定電極との間に静電気が生じて両者の貼り付きが生じることを防止するため、チップ部毎に可動電極と固定電極とを導通する共有導通配線が設けられている。この共有導通配線はスクライブラインのライン幅内に設けられており、個片化する際に除去される。
The physical quantity sensor includes a movable electrode provided so as to be displaceable, and a fixed electrode that is opposed to the movable electrode with a space therebetween and is fixedly disposed, and electrostatic capacitance between the movable electrode and the fixed electrode is provided. 2. Description of the Related Art A physical quantity sensor that detects physical quantities such as acceleration and angular velocity based on capacitance is known (see, for example, Patent Document 1). The physical quantity sensor described in
しかしながら、特許文献1に記載の物理量センサーは、ウエハーから個片化されるまでは、可動電極と固定電極とが共有導通配線で導通(短絡)されているため各物理量センサーの電気的特性等の検査を行なうことができない。すなわち、物理量センサーが個片化された時点では、物理量センサーが正常に動作するか否かを判別できない。そのため、例えば、後工程で物理量センサーを電子部品と接続しモールドまたはパッケージ等を行った状態で検査を行う場合に、正常に動作しない物理量センサーも後工程の対象となることで、製造歩留まりの低下や生産コストの増大を招くおそれがある。
However, in the physical quantity sensor described in
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。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]本適用例に係る物理量センサーの製造方法は、ベース基板と、前記ベース基板上に固定された固定電極部と、前記ベース基板上に変位可能に設けられ前記固定電極部に対向して配置された可動電極部と、を有する素子片と、前記ベース基板上に配置され、前記固定電極部に電気的に接続された第1配線と前記可動電極部に電気的に接続された第2配線と、を備えた物理量センサーの製造方法であって、前記ベース基板の母材となる第1基板に、前記第1配線と、前記第2配線と、前記第1配線と前記第2配線とに電気的に接続される共有配線と、を形成する導体パターン形成工程と、前記第1基板に前記素子片の母材となる第2基板を接合し、前記第2基板を前記第1配線および前記第2配線に電気的に接続する接合工程と、前記第2基板をエッチングすることにより、前記固定電極部と前記可動電極部とを有する前記素子片を形成する素子片形成工程と、前記第1配線と前記第2配線とを前記共有配線から分断する分断工程と、前記第1基板上の前記素子片を前記第1配線と前記第2配線とを介して前記素子片毎に検査する検査工程と、前記第1基板を前記素子片毎に個片化して複数の前記物理量センサーを得る個片化工程と、を備えることを特徴とする。 Application Example 1 A manufacturing method of a physical quantity sensor according to this application example includes a base substrate, a fixed electrode portion fixed on the base substrate, and a displacement provided on the base substrate so as to face the fixed electrode portion. And a movable electrode portion disposed on the base substrate and electrically connected to the movable electrode portion and a first wiring electrically connected to the fixed electrode portion. A physical quantity sensor manufacturing method including a second wiring, wherein the first wiring, the second wiring, the first wiring, and the second wiring are formed on a first substrate that is a base material of the base substrate. A conductive pattern forming step for forming a shared wiring electrically connected to the wiring, a second substrate serving as a base material of the element piece is bonded to the first substrate, and the second substrate is connected to the first substrate. A bonding step of electrically connecting the wiring and the second wiring; By etching the second substrate, an element piece forming step for forming the element piece having the fixed electrode portion and the movable electrode portion, and the first wiring and the second wiring are separated from the shared wiring. A dividing step, an inspection step for inspecting the element piece on the first substrate for each element piece via the first wiring and the second wiring, and the first substrate for each element piece. And a singulation process for obtaining a plurality of the physical quantity sensors.
本適用例に係る製造方法によれば、第2基板から形成される素子片において第1配線に電気的に接続される固定電極部と第2配線に電気的に接続される可動電極部とが、第1基板上に形成された共有配線と同電位となるので、第1基板に第2基板を接合する接合工程と第2基板から素子片を形成する素子片形成工程とにおいて、可動電極部の第1基板への貼り付きの発生を抑止することができる。また、個片化工程で第1基板を個片化して物理量センサーを得る前に、検査工程で第1配線と第2配線とを共有配線から分断して素子片毎に検査するので、個片化した時点で正常に動作する物理量センサーと正常に動作しない物理量センサーとを選別することができる。 According to the manufacturing method according to this application example, the fixed electrode portion that is electrically connected to the first wiring and the movable electrode portion that is electrically connected to the second wiring in the element piece formed from the second substrate. In the joining step of joining the second substrate to the first substrate and the element piece forming step of forming the element piece from the second substrate, the movable electrode portion has the same potential as the shared wiring formed on the first substrate. Can be prevented from sticking to the first substrate. Further, before the physical quantity sensor is obtained by separating the first substrate in the individualization step, the first wiring and the second wiring are separated from the shared wiring in the inspection step and each element piece is inspected. It is possible to select a physical quantity sensor that normally operates at the time of conversion to a physical quantity sensor that does not normally operate.
[適用例2]本適用例に係る物理量センサーの製造方法であって、前記分断工程では、前記第1配線と前記第2配線とをレーザー光で切断することが好ましい。 Application Example 2 A method of manufacturing a physical quantity sensor according to this application example, wherein in the dividing step, the first wiring and the second wiring are preferably cut with a laser beam.
本適用例に係る製造方法によれば、レーザー光で第1配線と第2配線とを切断して共有配線から分断するので、第1基板から発生する粉塵が抑えられるとともに切断箇所の位置精度を向上できる。 According to the manufacturing method according to this application example, the first wiring and the second wiring are cut by the laser beam and separated from the shared wiring, so that dust generated from the first substrate can be suppressed and the positional accuracy of the cut portion can be increased. Can be improved.
[適用例3]本適用例に係る物理量センサーの製造方法であって、前記分断工程の前に、前記ベース基板上に前記素子片を覆う蓋部材を接合する蓋部配設工程をさらに備えることが好ましい。 [Application Example 3] A method of manufacturing a physical quantity sensor according to this application example, further comprising a lid portion arranging step of joining a lid member covering the element piece on the base substrate before the dividing step. Is preferred.
本適用例に係る製造方法によれば、第1配線と第2配線とを切断する前に素子片を覆う蓋部材をベース基板に接合するので、分断工程において素子片が損傷を受けないよう保護できる。また、分断工程において塵埃等が発生した場合でも、素子片に塵埃等が付着することを抑止できる。 According to the manufacturing method according to this application example, the lid member covering the element piece is bonded to the base substrate before the first wiring and the second wiring are cut, so that the element piece is protected from being damaged in the dividing step. it can. Further, even when dust or the like is generated in the dividing step, it is possible to prevent the dust or the like from adhering to the element piece.
[適用例4]本適用例に係る物理量センサー装置の製造方法は、上記の物理量センサーの製造方法で製造した物理量センサーと電子部品とを電気的に接続する工程と、前記物理量センサーと前記電子部品とをモールドまたはパッケージする工程と、を備えることを特徴とする。 Application Example 4 A manufacturing method of a physical quantity sensor device according to this application example includes a step of electrically connecting a physical quantity sensor manufactured by the manufacturing method of the physical quantity sensor and an electronic component, and the physical quantity sensor and the electronic component. And a step of molding or packaging.
本適用例に係る製造方法によれば、検査で正常に動作した物理量センサーを対象として物理量センサー装置を製造するので、物理量センサーを電子部品と接続しモールドまたはパッケージしてから検査する場合と比べて、製造歩留まりの向上および生産コストの低減を図ることができる。 According to the manufacturing method according to this application example, since the physical quantity sensor device is manufactured for the physical quantity sensor that has been normally operated in the inspection, the physical quantity sensor is connected to the electronic component and then molded or packaged, and then compared with the inspection. Thus, the production yield can be improved and the production cost can be reduced.
以下、本発明の物理量センサーとその製造方法、および物理量センサー装置とその製造方法の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a physical quantity sensor and a manufacturing method thereof, and a physical quantity sensor device and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
<第1実施形態>
図1は、第1実施形態に係る物理量センサーの概略構成を示す斜視図である。図2は、第1実施形態に係る物理量センサーの平面図である。図3は、図2中のA−A’線断面図である。図4は、図2中のB−B’線断面図である。図5は、図2中のC−C’線断面図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of the physical quantity sensor according to the first embodiment. FIG. 2 is a plan view of the physical quantity sensor according to the first embodiment. 3 is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line BB ′ in FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line CC ′ in FIG.
なお、以下では、説明の便宜上、図2中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。また、図1〜図5では、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。以下では、X軸に平行な方向(左右方向)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(上下方向)を「Z軸方向」と言う。また、物理量センサーをZ軸方向の上方側から見ることを「平面視」と言う。 In the following, for convenience of explanation, the front side of the paper in FIG. 2 is referred to as “up”, the back side of the paper is referred to as “down”, the right side is referred to as “right”, and the left side is referred to as “left”. 1 to 5 show an X axis, a Y axis, and a Z axis as three axes orthogonal to each other. In the following, the direction parallel to the X-axis (left-right direction) is referred to as “X-axis direction”, the direction parallel to the Y-axis is referred to as “Y-axis direction”, and the direction parallel to the Z-axis (vertical direction) is referred to as “Z-axis direction”. say. Further, viewing the physical quantity sensor from the upper side in the Z-axis direction is called “plan view”.
[物理量センサー]
本実施形態では、物理量センサーを、加速度、角速度等の物理量を測定するための物理量センサー素子として用いる場合の例について説明する。図1に示すように、第1実施形態に係る物理量センサー1は、ベース基板2と、ベース基板2に接合・支持された素子片3と、ベース基板2上に設けられた導体パターン4と、素子片3を覆うように設けられた蓋部材5とを有する。なお、図1では、蓋部材5の一部を透視している。
[Physical quantity sensor]
In the present embodiment, an example in which a physical quantity sensor is used as a physical quantity sensor element for measuring physical quantities such as acceleration and angular velocity will be described. As shown in FIG. 1, the
詳細は後述するが、蓋部材5には、下方に開口する凹部が形成されている(図3参照)。これにより、ベース基板2と蓋部材5との間に内部空間が形成され、この内部空間に素子片3が収容されている。導体パターン4は、配線41,42,43と、電極44,45,46と、孤立パターン41a,42a,43aとを有する。配線41と配線42とは、本実施形態における第1配線である。また、配線43は、本実施形態における第2配線である。
Although details will be described later, the
配線41,42,43は、ベース基板2上の蓋部材5に覆われた領域から蓋部材5に覆われていない領域まで延在するように配置されている。電極44,45,46は、蓋部材5に覆われていないベース基板2上に配置されている。電極44,45,46は、それぞれ配線41,42,43に電気的に接続されており、外部機器との電気的な接続が可能となっている。孤立パターン41a,42a,43aは、蓋部材5に覆われていないベース基板2上に、それぞれ電極44,45,46と対向するように配置されている。
The
以下、図2〜図5を参照して、物理量センサー1を構成する各部を順次詳細に説明する。なお、図2では、蓋部材5を透視している。
Hereinafter, each part which comprises the
(ベース基板)
ベース基板2は、素子片3を支持する機能を有する。ベース基板2は、絶縁性を有する基板である。ベース基板2は、後述する製造工程で、母材となる1つの基板102(図7参照)をダイシングすることより形成されたものである。ベース基板2は、板状をなし、その上面(一方の面)には、空洞部21が設けられている(図3〜図5参照)。
(Base substrate)
The
図3〜図5に示すように、空洞部21は、ベース基板2を平面視したときに、後述する素子片3の可動部33、可動電極部36,37および連結部34,35を包含するように形成されていて、内底を有する。空洞部21は、素子片3の可動部33、可動電極部36,37および連結部34,35がベース基板2に接触するのを防止する逃げ部を構成する。これにより、素子片3の可動部33の変位を許容することができる。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
なお、この逃げ部は、空洞部21(凹部)に代えて、ベース基板2をその厚さ方向に貫通する開口部であってもよい。また、本実施形態では、空洞部21の平面視形状は、四角形(具体的には長方形)をなしているが、これに限定されるものではない。
The escape portion may be an opening that penetrates the
図2に示すように、ベース基板2の上面には、空洞部21の外側に、その外周に沿って、凹部22,23,24が設けられている。凹部22,23,24は、平面視で導体パターン4に対応した形状をなしている。具体的には、凹部22は配線41、電極44、および孤立パターン41aに対応した形状をなし、凹部23は配線42、電極45、および孤立パターン42aに対応した形状をなし、凹部24は配線43、電極46、および孤立パターン43aに対応した形状をなしている。
As shown in FIG. 2, recesses 22, 23, and 24 are provided on the upper surface of the
また、図5に示すように、凹部24における電極46が設けられた部位の深さは、凹部24にける配線43が設けられた部位よりも深くなっている。図示しないが、同様に、凹部22における電極44が設けられた部位の深さは配線41が設けられた部位よりも深くなっており、凹部23における電極45が設けられた部位の深さは配線42が設けられた部位よりも深くなっている。
Further, as shown in FIG. 5, the depth of the portion of the
このように凹部22,23,24の一部の深さを深くすることにより、後述する物理量センサー1の製造工程において、素子片3の母材となる基板103を基板102に接合したとき(図13参照)、基板103が電極44,45,46と接合してしまうのを防止することができる。
Thus, by deepening a part of the
ベース基板2の構成材料としては、具体的には、高抵抗なシリコン材料、ガラス材料を用いることが好ましく、特に、素子片3がシリコン材料を主材料として構成されている場合、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(登録商標)ガラスのような硼珪酸ガラス)を用いることが好ましい。これにより、素子片3がシリコンを主材料として構成されている場合、ベース基板2と素子片3とを陽極接合することができる。
Specifically, as the constituent material of the
また、ベース基板2の構成材料は、素子片3の構成材料との熱膨張係数差ができるだけ小さいものが好ましく、具体的には、ベース基板2の構成材料と素子片3の構成材料との熱膨張係数差が3ppm/℃以下であるものが好ましい。これにより、ベース基板2と素子片3との接合時等に高温化に晒されても、ベース基板2と素子片3との間の残留応力を低減することができる。
Further, it is preferable that the constituent material of the
(素子片)
図2に示すように、素子片3は、固定部31,32と、可動部33と、連結部34,35と、可動電極部36,37と、固定電極部38,39とで構成されている。なお、連結部34,35と可動電極部36,37とは、可動部33に含まれる。
(Element piece)
As shown in FIG. 2, the
素子片3は、例えば、加速度、角速度等の物理量の変化に応じて、可動部33および可動電極部36,37が、連結部34,35を弾性変形させながら、X軸方向(+X方向または−X方向)に変位する。このような変位に伴って、可動電極部36と固定電極部38との間の隙間の大きさ、および、可動電極部37と固定電極部39との間の隙間の大きさがそれぞれ変化する。すなわち、このような変位に伴って、可動電極部36と固定電極部38との間の静電容量の大きさ、および、可動電極部37と固定電極部39との間の静電容量の大きさがそれぞれ変化する。したがって、物理量センサー1では、これらの静電容量に基づいて、加速度、角速度等の物理量を検出することができる。
The
固定部31,32、可動部33、連結部34,35、および可動電極部36,37は、一体的に形成されている。固定部31,32は、それぞれ、ベース基板2の上面に接合されている。具体的には、固定部31は、ベース基板2の上面の空洞部21に対して−X方向側(図2中左側)の部分に接合され、固定部32は、ベース基板2の上面の空洞部21に対して+X方向側(図2中右側)の部分に接合されている。
The fixed
また、固定部31,32は、平面視したときに、それぞれ、空洞部21の外周縁を跨ぐように設けられている。なお、固定部31,32の位置および形状等は、連結部34,35や導体パターン4等の位置および形状等に応じて決められるものであり、上述したものに限定されない。
The fixed
固定部31と固定部32との間には、可動部33が設けられている。本実施形態では、可動部33は、X軸方向に延びる長手形状をなしている。なお、可動部33の形状は、素子片3を構成する各部の形状、大きさ等に応じて決められるものであり、上述したものに限定されない。
A
可動部33は、固定部31に対して連結部34を介して連結されるとともに、固定部32に対して連結部35を介して連結されている。より具体的には、可動部33の左側(−X方向側)の端部が連結部34を介して固定部31に連結されるとともに、可動部33の右側(+X方向側)の端部が連結部35を介して固定部32に連結されている。
The
連結部34,35は、可動部33を固定部31,32に対して変位可能に連結している。本実施形態では、連結部34,35は、図2に矢印aで示すように、X軸方向(+X方向または−X方向)に可動部33を変位し得るように構成されている。
The connecting
具体的に説明すると、連結部34は、2つの梁341,342で構成されている。そして、梁341,342は、それぞれ、Y軸方向に蛇行しながらX軸方向に延びる形状をなしている。言い換えると、梁341,342は、それぞれ、Y軸方向に複数回(本実施形態では3回)折り返された形状をなしている。なお、各梁341,342の折り返し回数は、1回または2回であってもよいし、4回以上であってもよい。
Specifically, the connecting
同様に、連結部35は、Y軸方向に蛇行しながらX軸方向に延びる形状をなす2つの梁351,352で構成されている。なお、連結部34,35は、可動部33をベース基板2に対して変位可能に支持するものであれば、上述したものに限定されず、例えば、可動部33の両端部から+Y方向および−Y方向にそれぞれ延出する1対の梁で構成されていてもよい。
Similarly, the connecting
このようにベース基板2に対してX軸方向に変位可能に支持された可動部33の幅方向での一方側(+Y方向側)には、可動電極部36が設けられ、他方側(−Y方向側)には、可動電極部37が設けられている。
Thus, the
可動電極部36は、可動部33から+Y方向に突出し、櫛歯状をなすように並ぶ複数の可動電極指361〜365を備えている。可動電極指361,362,363,364,365は、−X方向側から+X方向側へ、この順に並んでいる。同様に、可動電極部37は、可動部33から−Y方向に突出し、櫛歯状をなすように並ぶ複数の可動電極指371〜375を備える。可動電極指371,372,373,374,375は、−X方向側から+X方向側へ、この順に並んでいる。
The
このように複数の可動電極指361〜365および複数の可動電極指371〜375は、それぞれ、可動部33の変位する方向(すなわちX軸方向)に並んで設けられている。これにより、後述する固定電極指382,384,386,388と可動電極部36との間の静電容量、および、固定電極指381,383,385,387と可動電極部36との間の静電容量を可動部33の変位に応じて効率的に変化させることができる。
Thus, the plurality of
同様に、後述する固定電極指392,394,396,398と可動電極部36との間の静電容量、および、固定電極指391,393,395,397と可動電極部36との間の静電容量を可動部33の変位に応じて効率的に変化させることができる。そのため、物理量センサー1を物理量センサー素子として用いた場合に検出精度を優れたものとすることができる。
Similarly, the electrostatic capacitance between the fixed
可動電極部36は、固定電極部38に対して間隔を隔てて対向する。また、可動電極部37は、固定電極部39に対して間隔を隔てて対向する。固定電極部38は、可動電極部36の複数の可動電極指361〜365に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並ぶ複数の固定電極指381〜388を備える。複数の固定電極指381〜388の可動部33とは反対側の端部は、それぞれ、ベース基板2の上面の空洞部21に対して+Y方向側の部分に接合されている。そして、各固定電極指381〜388は、その固定された側の端を固定端とし、自由端が−Y方向へ延びている。
The
固定電極指381〜388は、−X方向側から+X方向側へ、この順に並んでいる。そして、固定電極指381,382は、対をなし、可動電極指361,362の間に、固定電極指383,384は、対をなし、可動電極指362,363の間に、固定電極指385,386は、対をなし、可動電極指363,364の間に、固定電極指387,388は、対をなし、可動電極指364,365の間に臨むように設けられている。
The fixed
ここで、固定電極指382,384,386,388は、それぞれ、第1固定電極指であり、固定電極指381,383,385,387は、それぞれ、ベース基板2上で当該第1固定電極指に対して空隙(間隙)を介して離間した第2固定電極指である。このように、複数の固定電極指381〜388は、交互に並ぶ複数の第1固定電極指および複数の第2固定電極指で構成されている。言い換えれば、可動電極指361〜365の一方の側に第1固定電極指が配置され、他方の側に第2固定電極指が配置されている。
Here, the fixed
第1固定電極指382,384,386,388と第2固定電極指381,383,385,387とは、ベース基板2上で互いに分離している。言い換えると、第1固定電極指382,384,386,388と、第2固定電極指381,383,385,387とは、ベース基板2上において、互いに連結されておらず、島状に孤立している。これにより、第1固定電極指382,384,386,388と第2固定電極指381,383,385,387とを電気的に絶縁することができる。そのため、第1固定電極指382,384,386,388と可動電極部36との間の静電容量、および、第2固定電極指381,383,385,387と可動電極部36との間の静電容量を別々に測定し、それらの測定結果に基づいて、高精度に物理量を検出することができる。
The first
本実施形態では、固定電極指381〜388がベース基板2上で互いに分離している。言い換えると、固定電極指381〜388は、それぞれ、ベース基板2上において、互いに連結されておらず、島状に孤立している。これにより、固定電極指381〜388のY軸方向での長さを揃えることができる。そのため、各固定電極指381〜388とベース基板2との各接合部の十分な接合強度を得るのに必要な面積を確保しつつ、固定電極指381〜388の小型化を図ることができる。これにより、物理量センサー1の耐衝撃性を優れたものとしつつ、物理量センサー1の小型化を図ることができる。
In the present embodiment, the fixed
同様に、固定電極部39は、可動電極部37の複数の可動電極指371〜375に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並ぶ複数の固定電極指391〜398を備える。複数の固定電極指391〜398の可動部33とは反対側の端部は、それぞれ、ベース基板2の上面の空洞部21に対して−Y方向側の部分に接合されている。そして、各固定電極指391〜398は、その固定された側の端を固定端とし、自由端が+Y方向へ延びている。
Similarly, the fixed
固定電極指391〜398は、−X方向側から+X方向側へ、この順に並んでいる。そして、固定電極指391,392は、対をなし、可動電極指371,372の間に、固定電極指393,394は、対をなし、可動電極指372,373の間に、固定電極指395,396は、対をなし、可動電極指373,374の間に、固定電極指397,398は、対をなし、可動電極指374,375の間に臨むように設けられている。
The fixed
ここで、固定電極指392,394,396,398は、それぞれ、第1固定電極指であり、固定電極指391,393,395,397は、それぞれ、ベース基板2上で当該第1固定電極指に対して空隙(間隙)を介して離間した第2固定電極指である。このように、複数の固定電極指391〜398は、交互に並ぶ複数の第1固定電極指および複数の第2固定電極指で構成されている。言い換えれば、可動電極指の一方の側に第1固定電極指が配置され、他方の側に第2固定電極指が配置されている。
Here, the fixed
第1固定電極指392,394,396,398と第2固定電極指391,393,395,397とは、固定電極部38と同様、ベース基板2上で互いに分離している。これにより、第1固定電極指392,394,396,398と可動電極部37との間の静電容量、および、第2固定電極指391,393,395,397と可動電極部37との間の静電容量を別々に測定し、それらの測定結果に基づいて、高精度に物理量を検出することができる。
The first
本実施形態では、複数の固定電極指391〜398は、固定電極部38と同様、ベース基板2上で互いに分離している。これにより、各固定電極指391〜398とベース基板2との各接合部の面積を十分なものとしつつ、固定電極指391〜398の小型化を図ることができる。そのため、物理量センサー1の耐衝撃性を優れたものとしつつ、物理量センサー1の小型化を図ることができる。
In the present embodiment, the plurality of fixed
素子片3(すなわち、固定部31,32、可動部33、連結部34,35、複数の固定電極指381〜388,391〜398および複数の可動電極指361〜365,371〜375)は、後述する製造工程で、母材となる1つの基板103(図13参照)をエッチングすることにより形成されたものである。
The element piece 3 (that is, the fixed
これにより、固定部31,32、可動部33、連結部34,35、複数の固定電極指381〜388,391〜398および複数の可動電極指361〜365,371〜375の厚さを厚くすることができる。また、これらの厚さを簡単かつ高精度に揃えることができる。このようなことから、物理量センサー1の高感度化を図ることができるとともに、物理量センサー1の耐衝撃性を向上させることができる。
Accordingly, the thicknesses of the fixed
また、素子片3の構成材料としては、前述したような静電容量の変化に基づく物理量の検出が可能であれば、特に限定されないが、半導体が好ましく、具体的には、例えば、単結晶シリコン、ポリシリコン等のシリコン材料を用いることが好ましい。すなわち、固定部31,32、可動部33、連結部34,35、複数の固定電極指381〜388,391〜398および複数の可動電極指361〜365,371〜375は、それぞれ、シリコンを主材料として構成されていることが好ましい。
In addition, the constituent material of the
シリコンは、エッチングにより高精度に加工することができる。そのため、素子片3をシリコンを主材料として構成することにより、素子片3の寸法精度を優れたものとし、その結果、物理量センサー素子である物理量センサー1の高感度化を図ることができる。そして、シリコンは疲労が少ないため、物理量センサー1の耐久性を向上させることもできる。素子片3を構成するシリコン材料には、リン、ボロン等の不純物がドープされていることが好ましい。これにより、素子片3の導電性を優れたものとすることができる。
Silicon can be processed with high accuracy by etching. Therefore, the
また、素子片3は、前述したように、ベース基板2の上面に固定部31,32および固定電極部38,39が接合されることにより、ベース基板2に支持されている。本実施形態では、ベース基板2と素子片3とが、後述する突起471,472,481,482,50が配置された部分を除いて、図示しない絶縁膜を介して接合されている。
Further, as described above, the
素子片3(具体的には、固定部31,32および各固定電極指381〜388,391〜398)とベース基板2との接合方法は、特に限定されないが、陽極接合法を用いることが好ましい。これにより、固定部31,32および固定電極部38,39(各固定電極指381〜388,391〜398)をベース基板2に強固に接合することができる。そのため、物理量センサー1の耐衝撃性を向上させることができる。
The bonding method of the element piece 3 (specifically, the fixing
また、固定部31,32および固定電極部38,39(各固定電極指381〜388,391〜398)をベース基板2の所望の位置に高精度に接合することができる。そのため、物理量センサー素子である物理量センサー1の高感度化を図ることができる。この場合、前述したようにシリコンを主材料として素子片3を構成し、かつ、アルカリ金属イオンを含むガラス材料でベース基板2を構成する。
Further, the fixed
(導体パターン)
導体パターン4は、ベース基板2の上面(素子片3を支持する側の面)上に設けられている。導体パターン4は、配線41,42,43と、電極(端子)44,45,46と、孤立パターン41a,42a,43aとで構成されている。
(Conductor pattern)
The
配線41は、ベース基板2の空洞部21の外側に設けられ、空洞部21の外周に沿うように形成されている。配線41は、素子片3の第1固定電極指である各固定電極指382,384,386,388および各固定電極指392,394,396,398に電気的に接続されている。配線41は、ベース基板2の上面の外周部(蓋部材5の外側の部分)上において、電極44に電気的に接続されている。配線41は、電極44からベース基板2の端部側(蓋部材5とは反対側)に延出していてもよい。
The
また、配線42は、配線41の内側、かつ、ベース基板2の空洞部21の外側でその外周縁に沿って設けられている。配線42は、素子片3の第2固定電極指である各固定電極指381,383,385,387および各固定電極指391,393,395,397に電気的に接続されている。配線42は、ベース基板2の上面の外周部(蓋部材5の外側の部分)上において、電極44に対して間隔を隔てて並ぶように配置された電極45に電気的に接続されている。配線42は、電極45からベース基板2の端部側に延出していてもよい。
Further, the
配線43は、ベース基板2上の固定部31との接合部から、ベース基板2の上面の外周部(蓋部材5の外側の部分)上に延びるように設けられている。配線43は、素子片3の可動部33(可動電極部36,37)と一体的に形成された固定部31に電気的に接続されている。配線43は、固定部31とは反対側で、ベース基板2の上面の外周部(ベース基板2上の蓋部材5の外側の部分)上において、電極44,45に対して間隔を隔てて並ぶように配置された電極46に電気的に接続されている。配線43は、電極46からベース基板2の端部側に延出していてもよい。
The
配線41〜43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、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、In3O3、SnO2、Sb含有SnO2、Al含有ZnO等の酸化物(透明電極材料)、Au、Pt、Ag、Cu、Alまたはこれらを含む合金等が挙げられ、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。
The constituent materials of the
配線41〜43の構成材料としては、中でも、透明電極材料(特にITO)を用いることが好ましい。配線41,42がそれぞれ透明電極材料で構成されていると、ベース基板2が透明基板である場合、ベース基板2の固定電極部38,39側の面上に存在する異物等をベース基板2の固定電極部38,39とは反対の面側から容易に視認することができる。そのため、高感度な物理量センサー素子として物理量センサー1をより確実に提供することができる。
As a constituent material of the
また、電極44,45,46の構成材料としては、それぞれ、配線41〜43と同様、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。本実施形態では、電極44,45,46の構成材料として、後述する突起471,472,481,482の構成材料と同じものが用いられている。
In addition, the constituent materials of the
配線41がベース基板2の上面に設けられていることにより、配線41を介して第1固定電極指382,384,386,388と可動電極部36との間の静電容量および第1固定電極指392,394,396,398と可動電極部37との間の静電容量を測定することができる。そして、配線42がベース基板2の上面に設けられていることにより、配線42を介して第2固定電極指381,383,385,387と可動電極部36との間の静電容量および第2固定電極指391,393,395,397と可動電極部37との間の静電容量を測定することができる。
Since the
本実施形態では、電極44および電極46を用いることにより、第1固定電極指382,384,386,388と可動電極部36との間の静電容量および第1固定電極指392,394,396,398と可動電極部37との間の静電容量を測定することができる。また、電極45および電極46を用いることにより、第2固定電極指381,383,385,387と可動電極部36との間の静電容量および第2固定電極指391,393,395,397と可動電極部37との間の静電容量を測定することができる。
In the present embodiment, by using the
また、図3〜図5に示すように、配線41,42は、ベース基板2の上面上(すなわち固定電極部38,39側の面上)に設けられているので、固定電極部38,39に対する電気的接続およびその位置決めが容易である。そのため、物理量センサー1の信頼性(特に、耐衝撃性および検出精度)を向上させることができる。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
また、配線41および電極44は、ベース基板2の凹部22内に設けられ、配線42および電極45は、ベース基板2の凹部23内に設けられ、配線43および電極46は、ベース基板2の凹部24内に設けられている(図5参照)。これにより、配線41〜43がベース基板2の板面から上方に突出するのを防止することができる。
The
これにより、各固定電極指381〜388,391〜398とベース基板2との接合(固定)を確実なものとしつつ、固定電極指382,384,386,388,392,394,396,398と配線41との電気的接続および固定電極指381,383,385,387,391,393,395,397と配線42との電気的接続を行うことができる。同様に、固定部31とベース基板2との接合(固定)を確実なものとしつつ、固定部31と配線43との電気的接続を行うことができる。ここで、配線41〜43の厚さをそれぞれtとし、凹部22〜24の配線41が設けられた部分の深さをそれぞれdとしたとき、d>tとなる関係を満たす。
Thereby, the fixed
図2に示すように、配線41上には、導電性を有する複数の突起481および複数の突起482が設けられている。複数の突起481は、複数の第1固定電極指である固定電極指382,384,386,388に対応して設けられ、複数の突起482は、複数の第1固定電極指である固定電極指392,394,396,398に対応して設けられている。
As illustrated in FIG. 2, a plurality of
そして、複数の突起481を介して固定電極指382,384,386,388と配線41とが電気的に接続されるとともに、複数の突起482を介して固定電極指392,394,396,398と配線41とが電気的に接続されている。これにより、配線41と他の部位との不本意な電気的接続(短絡)を防止しつつ、各固定電極指382,384,386,388,392,394,396,398と配線41との電気的接続を行うことができる。
The fixed
同様に、配線42上には、導電性を有する複数の突起471および複数の突起472が設けられている(図4参照)。複数の突起471は、複数の第2固定電極指である固定電極指381,383,385,387に対応して設けられ、複数の突起472は、複数の第2固定電極指である固定電極指391,393,395,397に対応して設けられている。
Similarly, a plurality of
そして、複数の突起471を介して固定電極指381,383,385,387と配線42とが電気的に接続されるとともに、複数の突起472を介して固定電極指391,393,395,397と配線42とが電気的に接続されている。これにより、配線42と他の部位との不本意な電気的接続(短絡)を防止しつつ、各固定電極指381,383,385,387,391,393,395,397と配線42との電気的接続を行うことができる。
The fixed
このような突起471,472,481,482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が、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。このような金属を用いて突起471,472,481,482を構成することにより、配線41,42と固定電極部38,39との間の接点抵抗を小さくすることができる。
The constituent material of the
また、配線41〜43の厚さをそれぞれtとし、凹部22〜24の配線41が設けられた部分の深さをそれぞれdとし、突起471,472,481,482の高さをそれぞれhとしたとき、d≒t+hなる関係を満たす。
Further, the thickness of each of the
配線43上には、導電性を有する突起50が設けられている(図5参照)。突起50を介して固定部31と配線43とが電気的に接続される。突起50の構成材料としては、突起471,472,481,482と同じ構成材料を用いることができる。
A
孤立パターン41a,42a,43aは、ベース基板2の蓋部材5に覆われていない領域に設けられている。孤立パターン41a,42a,43aは、ベース基板2の端部側に島状に孤立して、電極44,45,46とそれぞれ対向するように配置されている。孤立パターン41a,42a,43aは、配線41,42,43および電極44,45,46と電気的に絶縁されるとともに、互いに電気的に絶縁されている。
The
孤立パターン41a,42a,43aは、後述する物理量センサー1の製造工程において、電極44,45,46よりもベース基板2の端部側に延在する配線41,42,43が途中で切断されて、その一部が残留したものである。
In the
なお、配線41〜43上には、図示しない絶縁膜が設けられている。この絶縁膜は、導体パターン4と素子片3との不本意な電気的接続(短絡)を防止する機能を有する。この絶縁膜は、各突起471,472,481,482,50上には形成されず、各突起471,472,481,482,50の表面が露出している。
Note that an insulating film (not shown) is provided on the
この絶縁膜により、配線41,42と他の部位との不本意な電気的接続(短絡)をより確実に防止しつつ、各第1固定電極指382,384,386,388,392,394,396,398と配線41との電気的接続および各第2固定電極指381,383,385,385,387,391,393,395,397と配線42との電気的接続を行うことができる。また、配線43と他の部位との不本意な電気的接続(短絡)をより確実に防止しつつ、固定部31と配線43との電気的接続を行うことができる。
By this insulating film, the first fixed
本実施形態では、絶縁膜が、後述する突起471,472,481,482,50および電極44,45,46の形成領域を除いて、ベース基板2の上面の略全域に亘って形成されている。なお、絶縁膜の形成領域は、配線41〜43を覆うことができれば、これに限定されず、例えば、ベース基板2の上面の素子片3との接合部位や蓋部材5との接合部位を除くような形状をなしていてもよい。
In the present embodiment, the insulating film is formed over substantially the entire upper surface of the
上述したように、配線41〜43の厚さをそれぞれtとし、凹部22〜24の配線41が設けられた部分の深さをそれぞれdとしたとき、d>tなる関係を満たす。これにより、例えば、固定電極指391と配線41上の絶縁膜との間に隙間が形成されている。図示しないが、この隙間と同様の隙間が他の各固定電極指と配線41,42上の絶縁膜との間にも形成されている。このような隙間は、後述する物理量センサー1の製造において、基板102と基板103との間にも同様に形成され、陽極接合時に生じるガスを排出することができる。
As described above, the relationship of d> t is satisfied, where t is the thickness of each of the
また、図示しないが、蓋部材5と配線43上の絶縁膜との間にも隙間が形成されている。この隙間と同様の隙間が蓋部材5と配線41,42上の絶縁膜との間にも形成されている。これらの隙間により、蓋部材5内を減圧したり、不活性ガスを充填したりすることができる。なお、これらの隙間は、蓋部材5とベース基板2とを接着剤により接合する場合に、接着剤により塞いでもよい。
Although not shown, a gap is also formed between the
絶縁膜の構成材料としては、特に限定されず、絶縁性を有する各種材料を用いることができるが、ベース基板2がガラス材料(特に、アルカリ金属イオンが添加されたガラス材料)で構成されている場合、二酸化珪素(SiO2)を用いることが好ましい。これにより、前述したような不本意な電気的接続を防止するとともに、ベース基板2の上面の素子片3との接合部位に絶縁膜が存在していても、ベース基板2と素子片3とを陽極接合することができる。
The constituent material of the insulating film is not particularly limited, and various insulating materials can be used, but the
(蓋部材)
蓋部材5は、素子片3を保護する機能を有する。図3〜図5に示すように、蓋部材5は、板状をなし、その一方の面(下面)に凹部51が設けられている。凹部51は、素子片3の可動部33および可動電極部36,37等の変位を許容するように形成されている。蓋部材5の構成材料としては、前述したような機能を発揮し得るものであれば、特に限定されないが、例えば、シリコン材料、ガラス材料等を好適に用いることができる。
(Cover member)
The
蓋部材5の下面の凹部51よりも外側の部分は、ベース基板2の上面に接合されている。本実施形態では、前述した絶縁膜を介してベース基板2と蓋部材5とが接合されている。蓋部材5とベース基板2との接合方法としては、特に限定されず、例えば、接着剤を用いた接合方法、陽極接合法、直接接合法等を用いることができる。
A portion of the lower surface of the
[物理量センサー装置]
次に、第1実施形態の物理量センサーを備えた物理量センサー装置を説明する。図6は、第1実施形態に係る物理量センサー装置の一例を示す概略断面図である。図6に示すように、本実施形態に係る物理量センサー装置200は、基板201と、物理量センサー1と、電子部品としてのICチップ202と、を備えている。
[Physical quantity sensor device]
Next, a physical quantity sensor device including the physical quantity sensor of the first embodiment will be described. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of the physical quantity sensor device according to the first embodiment. As shown in FIG. 6, the physical
基板201の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、シリコン材料、ガラス材料、セラミック材料、樹脂材料、ガラス基板、ガラスエポキシ材料等を用いることができる。基板201上の物理量センサー1が載置された側の面を上面とし、その反対側の面を下面とする。基板201の上面には複数の端子207が配置されており、下面には実装端子208が配置されている。実装端子208は、図示しない内部配線を介して端子207に接続されている。
Although it does not specifically limit as a constituent material of the board |
物理量センサー1は、接着層203を介して基板201の上面に固定されている。ICチップ202は、接着層204を介して物理量センサー1の上面に固定されている。接着層203,204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。
The
ICチップ202には、例えば、物理量センサー1を駆動する駆動回路や、物理量センサー1からの信号に基づいて加速度や角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。ICチップ202は、ボンディングワイヤー205を介して物理量センサー1の電極44,45,46に電気的に接続されており、ボンディングワイヤー206を介して基板201の端子207に電気的に接続されている。
In the
物理量センサー1とICチップ202とは、モールド材209によってモールドされている。モールド材209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。なお、モールド材209でモールドする代わりに、セラミック材料等により物理量センサー1とICチップ202とをパッケージする構成としてもよい。
The
[物理量センサーの製造方法]
次に、第1実施形態に係る物理量センサーの製造方法を説明する。なお、以下では、上述した物理量センサー1を製造する場合の一例を説明する。
[Method of manufacturing physical quantity sensor]
Next, a method for manufacturing the physical quantity sensor according to the first embodiment will be described. Hereinafter, an example of manufacturing the above-described
図7〜図22は、第1実施形態に係る物理量センサーの製造方法を説明する図である。図7〜図9、図13〜図16、および図18、図21は、図2中のA−A’線断面図に対応する断面を示している。図10は、図2中のB−B’線断面図に対応する断面を示している。図11、図12、図17、図19、図20、図22は、図2に対応する平面を示している。以下では、ベース基板2がアルカリ金属イオンを含むガラス材料で構成され、かつ、素子片3がシリコンで構成されている場合を例に説明する。
7-22 is a figure explaining the manufacturing method of the physical quantity sensor which concerns on 1st Embodiment. 7 to 9, FIG. 13 to FIG. 16, FIG. 18 and FIG. 21 show cross sections corresponding to the cross sectional view taken along the line A-A 'in FIG. FIG. 10 shows a cross section corresponding to the cross-sectional view taken along line B-B ′ in FIG. 2. 11, FIG. 12, FIG. 17, FIG. 19, FIG. 20, and FIG. 22 show planes corresponding to FIG. Hereinafter, a case where the
なお、本実施形態に係る物理量センサーの製造方法では、ベース基板2、素子片3、および蓋部材5は、それぞれ複数枚取りできる母材(所謂マザー基板)で加工がおこなわれる。そして、最終的に母材から切り出して個片化することにより複数の物理量センサー1が得られる。
In the physical quantity sensor manufacturing method according to the present embodiment, the
[1]ベース基板製造工程
まず、図7に示すように、第1基板としての基板102を用意する。基板102は、ベース基板2を複数枚取りできる母材である。基板102は、アルカリ金属を含むガラス材料で構成されている。続いて、図8に示すように、基板102の上面をエッチングすることにより、ベース基板2となる領域毎に、空洞部21と凹部22,23とを形成する。このとき、図8には図示しないが、上記エッチングにより凹部24(図5参照)も形成する。
[1] Base Substrate Manufacturing Process First, as shown in FIG. 7, a
空洞部21および凹部22〜24の形成方法(エッチング方法)としては、特に限定されないが、例えば、プラズマエッチング、ビームエッチング、等の物理的エッチング法、リアクティブイオンエッチング、光アシストエッチング、ウェットエッチング等の化学的エッチング法等のうちの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。なお、以下の各工程におけるエッチングにおいても、同様の方法を用いることができる。
The formation method (etching method) of the
上述したようなエッチングに際しては、例えば、フォトリソグラフィー法により形成されたマスクを好適に用いることができる。また、マスク形成、エッチング、マスク除去を複数回繰り返し、空洞部21と凹部22〜24とを順に形成することができる。そして、このマスクは、エッチング後に、除去される。マスクの除去方法としては、例えば、マスクがレジスト材料で構成される場合には、レジスト剥離液、マスクが金属材料で構成される場合には、リン酸溶液のようなメタル剥離液等を用いることができる。なお、マスクとして、例えば、グレースケールマスクを用いることにより、空洞部21と凹部22〜24(深さの異なる複数の凹部)とを一括形成してもよい。
In the etching as described above, for example, a mask formed by a photolithography method can be preferably used. Further, the
[2]導体パターン形成工程
次に、基板102の上面上に、導体パターン4を形成する。導体パターン4の形成に際しては、まず、図9に示すように、凹部22内に配線41(第1配線)を形成するとともに、凹部23内に配線42(第1配線)を形成する。このとき、図9では図示しないが、凹部24内に配線43(第2配線)を形成するとともに、基板102の上面上に共有配線47を形成する(図11参照)。
[2] Conductive Pattern Formation Step Next, the
図11は、導体パターン4が形成された基板102の平面図である。図11に2点鎖線で示す範囲が、後の個片化工程で切り出されてベース基板2となる領域(すなわち、物理量センサー1となる領域)である。図11に示すように、配線41,42,43は、ベース基板2となる領域毎に形成される。共有配線47は、基板102上のベース基板2となる領域の外に、複数のベース基板2となる領域に亘って形成される。共有配線47は、基板102上に複数形成される。なお、これらの複数の共有配線47は、互いに電気的に接続されていてもよい。
FIG. 11 is a plan view of the
ベース基板2となる領域毎に形成された配線41,42,43は、ベース基板2となる領域の外まで延在しており、共有配線47に接続されている。共有配線47には、基板102上に配置された(1枚の基板102から切り出される)複数のベース基板2の配線41,42,43が電気的に接続されている。したがって、共有配線47に接続されたすべてのベース基板2の配線41,42,43が共有配線47と同電位となっている。
The
配線41,42,43および共有配線47の形成方法(成膜方法)としては、特に限定されないが、例えば、真空蒸着、スパッタリング(低温スパッタリング)、イオンプレーティング等の乾式メッキ法、電解メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、薄膜の接合等が挙げられる。なお、以下の各工程における成膜においても、同様の方法を用いることができる。
The formation method (film formation method) of the
続いて、配線41,42,43上に、電極44,45,46と突起471,472,481,482,50とを形成(成膜)する。図10に示す図2中のB−B’線断面図に対応する断面においては、配線42上に複数の突起471,472を形成する。このとき、図12に示すように、配線42上には、複数の突起471,472とともに、電極45を形成する。また、配線41上に、複数の突起481,482および電極44を形成する。そして、配線43上に突起50および電極46を形成する。
Subsequently,
その後、図示しないが、導体パターン4を覆うように、基板102の上面に絶縁膜を形成(成膜)する。そして、形成した絶縁膜のうち電極44,45,46および突起471,472,481,482,50に対応する部分を除去する。これにより、電極44,45,46を露出するとともに、各突起471,472,481,482,50が露出する絶縁膜が得られる。
Thereafter, although not shown, an insulating film is formed (deposited) on the upper surface of the
[3]接合工程(第2基板載置工程)
次に、図13に示すように、第2基板としての基板103を用意し、基板102の上面に載置する。基板103は、基板102から得られるベース基板2のそれぞれに対応して素子片3を複数枚取りできる母材である。本実施形態では、基板103はシリコン基板である。基板103の厚さは、例えば、素子片3の厚さよりも厚くなっている。これにより、製造工程における基板103の取り扱い性を向上させることができる。
[3] Joining process (second substrate mounting process)
Next, as shown in FIG. 13, a
続いて、図示しない絶縁膜を介して基板103を基板102に陽極接合法により接合する。これにより、基板103と、絶縁膜から露出する各突起471,472,481,482,50(図12参照)とが接続される。したがって、基板103は、各突起471,472,481,482,50を介して、配線41,42,43に電気的に接続される。
Subsequently, the
そして、図14に示すように、基板103をその上面側から薄肉化する。この薄肉化は、基板103の厚さが素子片3の厚さと同じになるように行われる。基板103を薄肉化する方法は、特に限定されないが、例えば、CMP法、ドライポリッシュ法を好適に用いることができる。なお、基板102に載置する際の基板103の厚さが素子片3の厚さと同じであってもよい。この場合、前述の薄肉化の工程を省略することができる。
And as shown in FIG. 14, the board |
[4]素子片形成工程(エッチング工程)
次に、図15に示すように、基板103をエッチングすることにより、素子片3を形成する。これにより、図17に示すように、ベース基板2毎に(すなわち、物理量センサー1毎に)一体的に形成された固定部31,32、可動部33、連結部34,35、および可動電極部36,37と、これらと分離された状態で形成された固定電極部38,39と、を備えた素子片3が得られる。
[4] Element piece forming step (etching step)
Next, as shown in FIG. 15, the
一体的に形成された固定部31,32、可動部33、連結部34,35、および可動電極部36,37は、固定部31と接続された突起50を介して配線43に電気的に接続される。固定電極部38,39のうち、第1固定電極指(図2に示す382,384,386,388,392,394,396,398)は、突起481,482を介して配線41に電気的に接続され、第2固定電極指(図2に示す381,383,385,387,391,393,395,397)は、突起471,472を介して配線42に電気的に接続される。
The integrally formed fixed
エッチング方法としては、特に限定されないが、例えば、プラズマエッチング、ビームエッチング、等の物理的エッチング法、リアクティブイオンエッチング、光アシストエッチング、ウェットエッチング等の化学的エッチング法等のうちの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。これらエッチング方法の中でも、加工精度の観点から、リアクティブイオンエッチングを好適に用いることができる。 The etching method is not particularly limited. For example, one or two of physical etching methods such as plasma etching and beam etching, and chemical etching methods such as reactive ion etching, photo-assisted etching, and wet etching are used. A combination of more than one species can be used. Among these etching methods, reactive ion etching can be preferably used from the viewpoint of processing accuracy.
ここで、導体パターンが共有配線47を有していない場合、すなわち、配線41,42,43が互いに電気的に接続されていない場合を想定する。図16に示す基板302では、配線41,42および配線43(図16には図示しない)は、互いに電気的に絶縁されている。上述した接合工程において、このような基板302に基板103を陽極接合法により接合すると、接合時に発生する静電気により基板302が帯電する。
Here, it is assumed that the conductor pattern does not have the shared
また、エッチング工程において、リアクティブイオンエッチングを用いる場合、基板103からエッチングにより可動部33と固定電極部38,39(各固定電極指381〜388,391〜398)とが分離された素子片3が形成される際に、可動部33と固定電極部38,39との隙間を介してプラズマが基板302に照射されて基板302が帯電する。
When reactive ion etching is used in the etching step, the
基板302が帯電すると、エッチングにより形成された素子片3の可動部33と基板302とが電気的に絶縁されているため、可動部33と基板302との間に電位差が生じることとなる。この電位差によって、図16に示すように、可動部33が基板302に引き付けられて空洞部21の底面に接触し、可動部33(可動電極部36,37)が基板302(空洞部21の底面)に貼り付く貼り付き(所謂スティッキング)が発生することがあった。
When the
これに対して、本実施形態では、図17に示すように、可動部33(可動電極部36,37)と一体的に形成された固定部31が、突起50を介して配線43に電気的に接続されている。また、固定電極部38,39は、突起471,472,481,482を介して、配線41,42に電気的に接続されている。そして、配線41,42,43は、共有配線47に電気的に接続されている。
On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 17, the fixed
したがって、形成された素子片3の固定電極部38,39と、固定電極部38,39から分離された可動部33(可動電極部36,37)と、基板102上に配置された共有配線47とが同電位となる。これにより、基板102の帯電が抑えられるので、可動部33(可動電極部36,37)の基板102への貼り付きの発生を抑止することができる。
Accordingly, the fixed
[5]蓋部配設工程
次に、図18に示すように、基板102の上面に蓋部材105を陽極接合法により接合する。蓋部材105は、蓋部材5(図3〜図5参照)を複数枚取りできる母材である。図19に示すように、蓋部材105には、ベース基板2毎に(すなわち、物理量センサー1毎に)複数の凹部51が形成されており、各凹部51が各空洞部21と各素子片3とに対応するように配置される。これにより、基板102と蓋部材105とが素子片3を収容するようにして接合された接合体101が得られる。
[5] Lid Arrangement Step Next, as shown in FIG. 18, the
この蓋部配設工程においても、従来の物理量センサーの製造方法では、基板302と蓋部材105とを接合する際に発生する静電気により基板302が帯電し、可動部33が基板302に引き付けられて貼り付きが発生する場合があった。これに対して、本実施形態では、蓋部配設工程においても、素子片3の固定電極部38,39および可動部33(可動電極部36,37)と、基板102上に配置された共有配線47とが同電位となり基板102の帯電が抑えられるので、可動部33(可動電極部36,37)の貼り付きの発生を抑止することができる。
Also in this lid portion arranging step, in the conventional physical quantity sensor manufacturing method, the
[6]分断工程(配線切断工程)
次に、図19に示すように、接合体101の状態において配線41,42,43を共有配線47から分断する。分断工程では、配線41,42,43のうち、電極44,45,46から共有配線47側に延出する部分を、図19に示す切断ライン92に沿って切断する。切断方法としては、例えば、レーザー光(レーザーパターニング)を用いる方法があげられる。レーザーパターニングを用いることで、基板102からの粉塵の発生を抑えて配線41,42,43を選択的に切断することができる。また、レーザーパターニングを用いることで、所望の切断位置で精度良く配線41,42,43を切断することができる。
[6] Cutting process (wiring cutting process)
Next, as shown in FIG. 19, the
なお、本実施形態では、蓋部配設工程で基板102の上面に素子片3を覆う蓋部材105を接合した後で分断工程を行うので、分断工程において素子片3が損傷を受けないよう保護できる。また、分断工程において塵埃等が発生した場合でも、塵埃等が素子片3に付着することを抑止できる。
In this embodiment, since the separation step is performed after the
図20は、配線41,42,43が切断された状態を示す平面図である。図20に示すように、配線41,42,43は、電極44,45,46と共有配線47との間で切断されて、共有配線47から分断される。したがって、各ベース基板2において、配線41,42,43は互いに電気的に絶縁される。また、図19に示す配線41,42,43のうち、切断ライン92よりも共有配線47側の部分41b,42b,43bが残留する。なお、配線41,42,43のうち、電極44,45,46から共有配線47側に延出する部分の一部が残留していてもよい。
FIG. 20 is a plan view showing a state in which the
これにより、ベース基板2毎に(すなわち、物理量センサー1毎に)、配線43に電気的に接続された可動電極部36,37と、配線41に電気的に接続された第1固定電極指382,384,386,388,392,394,396,398(図2参照)と、配線42に電気的に接続された第2固定電極指381,383,385,387,391,393,395,397(図2参照)とが互いに電気的に絶縁される。
Accordingly, the
[7]検査工程
次に、図示を省略するが、接合体101の状態において、ベース基板2(すなわち、各物理量センサー1)毎に素子片3の検査を行う。ここでの検査としては、電気的特性の検査等があげられる。例えば、検査装置により電極44,45,46に検査用駆動信号を印加し、素子片3の可動電極部36と固定電極部38との間の静電容量の変化量、および、可動電極部37と固定電極部39との間の静電容量の変化量を検出すること等により、物理量センサーとして正常に動作するか否かを判定する。
[7] Inspection Step Next, although not shown, in the state of the bonded
本実施形態では、接合体101に含まれる各物理量センサー1において、先に分断工程で配線41,42,43が共有配線47から分断されて互いに電気的に絶縁されているので、複数の物理量センサー1が配列された接合体101の状態で物理量センサー1毎の検査を行うことができる。そのため、接合体101から個片化した後に物理量センサー1毎に検査を行う場合と比べて、検査装置へのセット等の検査時の取り扱いが容易であり、検査の自動化も容易となる。検査工程において正常に動作しないものが検出された場合は、対象となる物理量センサー1が特定されて検査装置に記憶される。
In the present embodiment, in each
[8]個片化工程
次に、接合体101を個片化(ダイシング)する。図21に示すように、蓋部材105と基板102とをスクライブライン(ダイシング溝)94に沿って切断し、接合体101を個片化して、物理量センサー1を得る。
[8] Dividing Step Next, the bonded
図22に示すように、スクライブライン94は、共有配線47と、分断工程において配線41,42,43のうち残留した部分41b,42b,43bの一部と平面視で重なるように設定される。したがって、ダイシングにより共有配線47と配線41,42,43のうち残留した部分41b,42b,43bの一部とが除去されて、個片化された物理量センサー1のベース基板2の領域内には、残留した部分41b,42b,43bのうち除去されなかった部分が孤立パターン41a,42a,43aとして残留する。
As shown in FIG. 22, the
なお、スクライブライン94を、分断工程において配線41,42,43のうち残留した部分41b,42b,43bの全体と平面視で重なるように設定してもよい。換言すれば、スクライブライン94を、分断工程における切断ライン92(図19参照)の少なくとも一部と重なるように設定してもよい。この場合、個片化された物理量センサー1のベース基板2の領域内に孤立パターン41a,42a,43aは残留しない。
Note that the
本実施形態に係る物理量センサーの製造方法によれば、個片化工程の前に各物理量センサー1の検査を行っているので、接合体101から個片化された各物理量センサー1について、検査工程において正常に動作すると判定されたものと正常に動作しないと判定されたものとを選別することができる。すなわち、検査工程において正常に動作しないと判定された物理量センサー1については、後の物理量センサー装置の製造工程における加工の対象から除外することができる。
According to the physical quantity sensor manufacturing method according to the present embodiment, since each
[物理量センサー装置の製造方法]
続いて、第1実施形態に係る物理量センサー装置200の製造方法を図6を参照して説明する。図6に示すように、上面に複数の端子207が配置され、下面に実装端子208が配置された基板201を用意する。そして、基板201の上面に接着層203を介して上述の製造方法で製造した物理量センサー1を固定し、物理量センサー1の上面に接着層204を介してICチップ202を固定する。
[Method for Manufacturing Physical Quantity Sensor Device]
Next, a manufacturing method of the physical
続いて、ICチップ202を、ボンディングワイヤー205を介して物理量センサー1の電極44,45,46に電気的に接続するとともに、ボンディングワイヤー206を介して基板201の端子207に電気的に接続する工程を行う。そして、物理量センサー1とICチップ202とをモールド材209によってモールドする工程を行う。これにより、物理量センサー装置200を得る。なお、モールド材209でモールドする代わりに、セラミック材料等により物理量センサー1とICチップ202とをパッケージしてもよい。
Subsequently, the
ところで、特許文献1に記載の物理量センサーでは、物理量センサーが個片化された時点では正常に動作するか否かの検査が行われていないため、個片化工程の後で検査を行う必要がある。物理量センサー装置になった状態で検査を行う場合は、正常に動作しない物理量センサーも対象として物理量センサーと電子部品とが固定されボンディングワイヤーを介して電気的に接続されてモールドされるため、物理量センサー装置の製造歩留まりの低下や生産コストの増大を招くおそれがある。また、物理量センサー装置を製造する前に、個片化された状態の物理量センサーに対して個別に検査を行う場合は、検査時の取り扱いが煩雑となり工数が増大するおそれがある。
By the way, in the physical quantity sensor described in
本実施形態では、個片化する前に接合体101の状態で物理量センサー1の検査を行うので、検査時の取り扱いが容易であり、正常に動作しないと判定された物理量センサー1を個片化された時点で除外することができる。そのため、特許文献1に記載の物理量センサーの製造方法と比べて、検査工程において正常に動作すると判定された物理量センサー1を対象として物理量センサー装置200を製造することができるので、物理量センサー装置200の製造歩留まりの向上および生産コストの低減を図ることができる。
In the present embodiment, since the
次に、本実施形態に係る物理量センサー1を適用した電子機器や移動体の例を説明する。図23、図24、および図25は、本実施形態に係る物理量センサーを適用した電子機器の例を模式的に示す概略図である。図26は、本実施形態に係る物理量センサーを適用した移動体の例を模式的に示す概略図である。
Next, examples of electronic devices and moving objects to which the
[電子機器]
図23に示すように、電子機器の一例としての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を備えた表示ユニット1106とを備えている。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。パーソナルコンピューター1100には、上記実施形態の物理量センサー1が内蔵されている。
[Electronics]
As shown in FIG. 23, a
図24に示すように、電子機器の一例としての携帯電話機1200は、複数の操作ボタン1202と、受話口1204および送話口1206とを備え、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。携帯電話機1200には、上記実施形態の物理量センサー1が内蔵されている。
As shown in FIG. 24, a
図25に示すように、電子機器の一例としてのデジタルスチルカメラ1300は、ケース(ボディー)1302と、受光ユニット1304と、表示部1310とを備えている。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。ここで、通常のカメラが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、デジタルスチルカメラ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。
As shown in FIG. 25, a
受光ユニット1304は、ケース1302の正面側(図中裏面側)に設けられ、光学レンズ(撮像光学系)やCCDなどを含んでいる。表示部1310は、ケース1302の背面に設けられ、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、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。
The
撮影者が表示部1310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。
When the photographer confirms the subject image displayed on the
ビデオ信号出力端子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。デジタルスチルカメラ1300には、上記実施形態の物理量センサー1が内蔵されている。
A
なお、上記実施形態の物理量センサー1は、上記の電子機器の他にも、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。
Note that the
[移動体]
図26に示すように、移動体の一例としての自動車1500は車体1502とタイヤ1506とを備え、タイヤ1506などを制御する電子制御ユニット1504が車体1502に搭載されている。電子制御ユニット1504には、上記実施形態の物理量センサー1が内蔵されている。
[Moving object]
As shown in FIG. 26, an
なお、上記実施形態の物理量センサー1は、上記の移動体の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)に適用することができる。
The
<第2実施形態>
[物理量センサー]
次に、第2実施形態に係る物理量センサーを説明する。第2実施形態に係る物理量センサーは、第1実施形態に係る物理量センサーの構成に対して、素子片の構成が異なる点、および、それに伴い導体パターン等一部の構成が異なる点以外はほぼ同様の構成を有している。ここでは、第1実施形態に対する相違点を説明し、第1実施形態と共通する構成要素については同一の符号を付しその説明を省略する。
Second Embodiment
[Physical quantity sensor]
Next, a physical quantity sensor according to the second embodiment will be described. The physical quantity sensor according to the second embodiment is substantially the same as the configuration of the physical quantity sensor according to the first embodiment except that the configuration of the element pieces is different and that some configurations such as the conductor pattern are different accordingly. It has the composition of. Here, differences from the first embodiment will be described, and the same reference numerals are given to components common to the first embodiment, and description thereof will be omitted.
図27は、第2実施形態に係る物理量センサーの平面図である。図27に示すように、第2実施形態に係る物理量センサー6は、ベース基板2Aと、ベース基板2Aに接合・支持された素子片7と、ベース基板2A上に設けられた導体パターン4Aと、素子片7を覆うように設けられた蓋部材5とを有する。物理量センサー6は、Z軸方向(鉛直方向)の加速度を測定できる加速度センサーである。なお、図27では、蓋部材5を透視している。
FIG. 27 is a plan view of a physical quantity sensor according to the second embodiment. As shown in FIG. 27, the physical quantity sensor 6 according to the second embodiment includes a
ベース基板2Aは、第1実施形態と同様に、その上面に空洞部21が設けられている。素子片7は、ベース基板2Aの上方に設けられている。素子片7は、可動部73と、可動部73を揺動可能に支持する連結部74,75と、連結部74,75を支持する支持部71,72と、を有する。そして、可動部73が、連結部74,75を軸として、連結部74,75を捩り変形させつつ、支持部71,72に対してシーソー揺動可能となっている。
As in the first embodiment, the
可動部73は、X方向に延びる長手形状をなし、連結部74,75よりも−X方向(一方)側が第1可動部731となっており、連結部74,75よりも+X方向(他方)側が第2可動部732となっている。また、第2可動部732は、第1可動部731よりもX軸方向に長く、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第1可動部731よりも大きくなっている。この回転モーメントの差によって、鉛直方向の加速度が加わると、可動部73が軸となる連結部74,75まわりにシーソー揺動する。
The
なお、第1、第2可動部731,732の形状としては、互いに異なる回転モーメントを有していれば、特に限定されず、例えば、平面視での形状が同じであって、厚みが異なっていてもよい。また、同じ形状であって、いずれか一方に錘部が配置されていてもよい。また、シーソー揺動時の抵抗を低減するために、第1、第2可動部731,732にスリット(厚さ方向に貫通する貫通孔)を形成してもよい。
Note that the shapes of the first and second
可動部73の下面(空洞部21の底面と対向する面)には、図示しない導電膜が設けられている。この導電膜は、可動部73に電気的に接続されており可動部73と同電位となっている。本実施形態では、可動部73が可動電極部である。この導電膜は、例えば、Pt(白金)で構成されている。導電膜の構成材料としては、他にAu、Ag、Cu、Al等、Pt以外の金属材料(合金も含む)や、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、In3O3、SnO2、Sb含有SnO2、Al含有ZnO等の酸化物系導電材料等が挙げられ、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。
A conductive film (not shown) is provided on the lower surface of the movable portion 73 (the surface facing the bottom surface of the cavity portion 21). This conductive film is electrically connected to the
支持部71,72は、可動部73を挟んだ両側に配置されており、ベース基板2Aの上面に接合されている。また、連結部74,75は、Y軸に沿って延在し、連結部74が支持部71と可動部73とを連結し、連結部75が支持部72と可動部73とを連結している。なお、支持部71,72や連結部74,75の構成としては、可動部73をシーソー揺動させることができれば、特に限定されない。
The
第2実施形態に係る素子片7も、第1実施形態と同様に、シリコンを主材料として構成されていることが好ましい。このような構成によれば、素子片7の各部分をエッチングにより高精度に加工することができる。
Similarly to the first embodiment, the
導体パターン4Aは、第1検出電極411と、第2検出電極421と、ダミー電極431と、配線412,422,432と、電極(端子)413,423,433と、孤立パターン412a,422a,432aとを有する。第1検出電極411と第2検出電極421とは、本実施形態における固定電極部である。配線412,422は、本実施形態における第1配線である。また、配線432は、本実施形態における第2配線である。
The
第1検出電極411と第2検出電極421とは空洞部21の底面に設けられている。第1検出電極411は、第1可動部731と対向して配置されており、これにより、第1検出電極411と第1可動部731との間に静電容量が形成される。第2検出電極421は、第2可動部732と対向して配置されており、これにより、第2検出電極421と第2可動部732との間に静電容量が形成される。これら第1、第2検出電極411,421は、Z軸方向から見た平面視にて、連結部74,75に対して対称的に配置され、加速度が加わらない状態でのそれぞれの静電容量の大きさが互いにほぼ等しくなっている。
The
ダミー電極431は、空洞部21の底面のうち、第1、第2検出電極411,421が配置されていない領域に広がって配置されている。ダミー電極431は、可動部73と同電位となっており、これにより、素子片7となるシリコン基板(図13に示す基板103)とベース基板2A(図13に示す基板102)とを陽極接合する際に、基板102の帯電を抑えることができる。これにより、シリコン基板から形成された可動部73のベース基板2Aへの貼り付きを効果的に抑制することができる。
The
第1配線としての配線412は、第1検出電極411に電気的に接続されている。第1配線としての配線422は、第2検出電極421に電気的に接続されている。第2配線としての配線432は、ダミー電極431に電気的に接続されると共に導電性のバンプを介して素子片7(可動部73)に電気的に接続されている。電極413は配線412に電気的に接続され、電極423は配線422に電気的に接続され、電極433は配線432に電気的に接続されている。
The
また、電極413,423,433は、ベース基板2Aの上面の外周部(ベース基板2A上の蓋部材5の外側の部分)に配置されており、外部機器との電気的な接続が可能となっている。孤立パターン412a,422a,432aは、蓋部材5に覆われていないベース基板2A上に、それぞれ電極413,423,433と対向するように配置されている。
The
第2実施形態に係る物理量センサー6では、次のようにして鉛直方向の加速度を検知することができる。物理量センサー6に鉛直方向の加速度が加わっていない場合、可動部73は、水平状態を維持している。そして、物理量センサー6に鉛直方向上向き(+Z軸方向)の加速度G1が加わると、可動部73は、連結部74,75を軸として時計回りにシーソー揺動する。反対に、物理量センサー6に鉛直方向下向き(−Z軸方向)の加速度G2が加わると、可動部73は、連結部74,75を軸として反時計回りにシーソー揺動する。
In the physical quantity sensor 6 according to the second embodiment, vertical acceleration can be detected as follows. When the acceleration in the vertical direction is not applied to the physical quantity sensor 6, the
このような可動部73のシーソー揺動によって、第1可動部731と第1検出電極411との離間距離、および、第2可動部732と第2検出電極421との離間距離が変化し、これに応じて第1可動部731と第1検出電極411との間の静電容量の大きさと、第2可動部732と第2検出電極421と間の静電容量の大きさとが変化する。これにより、双方の静電容量の大きさの差に基づいて(差動検出方式により)、加速度の大きさや向きを検出することができる。特に、差動検出方式を用いることで、より精度よく加速度を検出することができる。
By such seesaw swinging of the
[物理量センサーの製造方法]
第2実施形態に係る物理量センサー6も、第1実施形態に係る物理量センサーの製造方法と同様の製造方法で製造されるので、各工程の説明は省略する。
[Method of manufacturing physical quantity sensor]
Since the physical quantity sensor 6 according to the second embodiment is also manufactured by the same manufacturing method as that of the physical quantity sensor according to the first embodiment, description of each process is omitted.
図示を省略するが、第2実施形態に係る物理量センサー6においても、導体パターン形成工程において基板102の上面上に導体パターン4Aを形成する際に、第1実施形態と同様に共有配線47(図11参照)が形成される。そして、配線412,422,432は、ベース基板2Aとなる領域の外まで延在して共有配線47に接続するように形成される。したがって、分断工程で切断されるまでは、配線412,422,432は、共有配線47に電気的に接続されている。すなわち、素子片7の可動部73は、ダミー電極431だけでなく、ベース基板2A上に設けられた第1検出電極411、第2検出電極421、および共有配線47とも同電位となる。
Although not shown, also in the physical quantity sensor 6 according to the second embodiment, when the
配線412,422,432は、分断工程において電極413,423,433と共有配線47との間で切断されて、共有配線47から分断される。これにより、配線412,422,432は互いに電気的に絶縁され、孤立パターン412a,422a,432aが残留する。
The
第2実施形態に係る物理量センサー6においても、接合工程、エッチング工程、および蓋部配設工程において、基板102に形成された第1検出電極411、第2検出電極421、およびダミー電極431と、これらの電極に対向配置される可動部73と、が同電位となり基板102の帯電が抑えられるので、可動部73の貼り付きの発生を抑止することができる。
Also in the physical quantity sensor 6 according to the second embodiment, the
また、分断工程において配線412,422,432が互いに電気的に絶縁されるので、物理量センサー6に個片化する前に、検査工程において正常に動作すると判定されたものと正常に動作しないと判定されたものとを選別することができる。そのため、検査工程において正常に動作すると判定された物理量センサー6を用いて物理量センサー装置を製造することができるので、物理量センサー装置の製造歩留まりの向上および生産コストの低減を図ることができる。
In addition, since the
上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能である。変形例としては、例えば、以下のようなものが考えられる。 The above-described embodiments merely show one aspect of the present invention, and can be arbitrarily modified and applied within the scope of the present invention. As modifications, for example, the following can be considered.
(変形例1)、
可動部や固定電極部の構成は上記実施形態に限定されない。例えば、固定電極部は、櫛歯状をなすように並ぶ複数の固定電極指の少なくとも1つの固定電極指がその他の固定電極指に対してベース基板上で分離していれば、第1実施形態と異なる形態であってもよい。また、固定電極部の複数の固定電極指と、これに噛み合うように設けられた可動電極部の複数の可動電極指との本数、配置および大きさ等の形態が第1実施形態と異なっていてもよい。さらに、可動部をY軸方向に変位させるように構成してもよいし、可動部をX軸に平行な軸線まわりに回動させるように構成してもよい。この場合、可動電極指と固定電極指との対向面積の変化による静電容量変化に基づいて物理量を検出すればよい。
(Modification 1),
The configuration of the movable part and the fixed electrode part is not limited to the above embodiment. For example, the fixed electrode unit is the first embodiment if at least one fixed electrode finger of a plurality of fixed electrode fingers arranged in a comb-like shape is separated from the other fixed electrode fingers on the base substrate. It may be a different form. In addition, the number, arrangement, size, and the like of the plurality of fixed electrode fingers of the fixed electrode portion and the plurality of movable electrode fingers of the movable electrode portion provided so as to mesh with the fixed electrode fingers are different from those of the first embodiment. Also good. Furthermore, the movable part may be configured to be displaced in the Y-axis direction, or the movable part may be configured to be rotated around an axis parallel to the X-axis. In this case, the physical quantity may be detected based on the change in capacitance due to the change in the facing area between the movable electrode finger and the fixed electrode finger.
(変形例2)
上記実施形態では、分断工程において配線41,42,43または配線412,422,432をレーザー光で切断することとしたが、このような形態に限定されない。分断工程において配線41,42,43または配線412,422,432をハーフダイシングにより切断することとしてもよい。ハーフダイシングでは、基板102の厚さ方向の途中まで切り込みを入れることにより、配線41,42,43または配線412,422,432を切断することができる。また、分断工程においてハーフダイシングにより塵埃等が発生した場合でも、塵埃等が素子片3,7に付着することを抑止できる。
(Modification 2)
In the above embodiment, the
1…物理量センサー、2,2A…ベース基板、5…蓋部材、6…物理量センサー、33…可動部、36…可動電極部、37…可動電極部、38…固定電極部、39…固定電極部、41…配線(第1配線)、42…配線(第1配線)、43…配線(第2配線)、47…共有配線、73…可動部、102…基板(第1基板)、103…基板(第2基板)、200…物理量センサー装置、202…ICチップ(電子部品)、411…第1検出電極(固定電極部)、412…配線(第1配線)、421…第2検出電極(固定電極部)、422…配線(第1配線)、432…配線(第2配線)。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ベース基板上に固定された固定電極部と、前記ベース基板上に変位可能に設けられ前記固定電極部に対向して配置された可動電極部と、を有する素子片と、
前記ベース基板上に配置され、前記固定電極部に電気的に接続された第1配線と前記可動電極部に電気的に接続された第2配線と、を備えた物理量センサーの製造方法であって、
前記ベース基板の母材となる第1基板に、前記第1配線と、前記第2配線と、前記第1配線と前記第2配線とに電気的に接続される共有配線と、を形成する導体パターン形成工程と、
前記第1基板に前記素子片の母材となる第2基板を接合し、前記第2基板を前記第1配線および前記第2配線に電気的に接続する接合工程と、
前記第2基板をエッチングすることにより、前記固定電極部と前記可動電極部とを有する前記素子片を形成する素子片形成工程と、
前記第1配線と前記第2配線とを前記共有配線から分断する分断工程と、
前記第1基板上の前記素子片を前記第1配線と前記第2配線とを介して前記素子片毎に検査する検査工程と、
前記第1基板を前記素子片毎に個片化して複数の前記物理量センサーを得る個片化工程と、を備えることを特徴とする物理量センサーの製造方法。 A base substrate;
An element piece having a fixed electrode portion fixed on the base substrate, and a movable electrode portion provided on the base substrate so as to be displaceable and disposed to face the fixed electrode portion;
A method of manufacturing a physical quantity sensor, comprising: a first wiring disposed on the base substrate and electrically connected to the fixed electrode portion; and a second wiring electrically connected to the movable electrode portion. ,
A conductor that forms the first wiring, the second wiring, and the shared wiring electrically connected to the first wiring and the second wiring on the first substrate that is a base material of the base substrate A pattern forming process;
A bonding step of bonding a second substrate serving as a base material of the element piece to the first substrate, and electrically connecting the second substrate to the first wiring and the second wiring;
An element piece forming step of forming the element piece having the fixed electrode portion and the movable electrode portion by etching the second substrate;
A dividing step of dividing the first wiring and the second wiring from the shared wiring;
An inspection step of inspecting the element pieces on the first substrate for each of the element pieces via the first wiring and the second wiring;
A method of manufacturing a physical quantity sensor, comprising: dividing the first substrate into individual element pieces to obtain a plurality of physical quantity sensors.
前記物理量センサーと前記電子部品とをモールドまたはパッケージする工程と、を備えることを特徴とする物理量センサー装置の製造方法。 Electrically connecting the physical quantity sensor manufactured by the physical quantity sensor manufacturing method according to any one of claims 1 to 3 and an electronic component;
A method of manufacturing a physical quantity sensor device, comprising: molding or packaging the physical quantity sensor and the electronic component.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017178588A JP2019052989A (en) | 2017-09-19 | 2017-09-19 | Physical quantity sensor manufacturing method and physical quantity sensor device manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017178588A JP2019052989A (en) | 2017-09-19 | 2017-09-19 | Physical quantity sensor manufacturing method and physical quantity sensor device manufacturing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019052989A true JP2019052989A (en) | 2019-04-04 |
Family
ID=66014692
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017178588A Pending JP2019052989A (en) | 2017-09-19 | 2017-09-19 | Physical quantity sensor manufacturing method and physical quantity sensor device manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019052989A (en) |
-
2017
- 2017-09-19 JP JP2017178588A patent/JP2019052989A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10641789B2 (en) | Physical quantity sensor, physical quantity sensor device, electronic equipment, and moving body | |
US9678100B2 (en) | Functional device, method of manufacturing the functional device, physical quantity sensor, and electronic apparatus | |
EP3144685B1 (en) | Physical quantity sensor, sensor device, electronic apparatus, and moving object | |
US9310393B2 (en) | Physical quantity sensor and electronic apparatus | |
US20140069190A1 (en) | Physical quantity sensor, manufacturing method thereof, and electronic apparatus | |
JP6575187B2 (en) | Physical quantity sensor, physical quantity sensor device, electronic device and mobile object | |
US9474164B2 (en) | Module, electronic apparatus, moving object, and method of manufacturing module | |
EP3396315A1 (en) | Physical quantity sensor, method for manufacturing physical quantity sensor, physical quantity sensor device, electronic apparatus, and vehicle | |
JP5790429B2 (en) | Physical quantity sensor element, method for manufacturing physical quantity sensor element, and electronic apparatus | |
US20170082653A1 (en) | Physical quantity sensor, physical quantity sensor device, electronic apparatus, and mobile body | |
CN105372450B (en) | Physical quantity transducer, electronic equipment and moving body | |
US9446939B2 (en) | Functional element, electronic apparatus, and moving object | |
US9426892B2 (en) | Module, electronic apparatus and moving object | |
JP6135370B2 (en) | Method for manufacturing functional device, electronic apparatus, and moving object | |
US20190094260A1 (en) | Physical quantity sensor, physical quantity sensor apparatus, electronic apparatus, and vehicle | |
JP6089397B2 (en) | PHYSICAL QUANTITY SENSOR, MANUFACTURING METHOD FOR PHYSICAL QUANTITY SENSOR, AND ELECTRONIC DEVICE | |
JP2015002314A (en) | Electronic device, electronic apparatus, and mobile | |
JP2019052989A (en) | Physical quantity sensor manufacturing method and physical quantity sensor device manufacturing method | |
JP6035733B2 (en) | Manufacturing method of physical quantity sensor | |
JP2015203584A (en) | Functional device, electronic apparatus, and moving body | |
JP2013140084A (en) | Physical quantity sensor, method of manufacturing physical quantity sensor, and electronic apparatus | |
JP2013015478A (en) | Physical quantity sensor and electronic apparatus | |
JP2013068450A (en) | Physical quantity sensor element, physical quantity sensor and electronic apparatus | |
JP5935332B2 (en) | PHYSICAL QUANTITY SENSOR, MANUFACTURING METHOD FOR PHYSICAL QUANTITY SENSOR, AND ELECTRONIC DEVICE | |
JP2013140085A (en) | Method of manufacturing physical quantity sensor, physical quantity sensor and electronic apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD05 | Notification of revocation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425 Effective date: 20180910 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20190920 |