JP3620302B2

JP3620302B2 - Manufacturing method of electronic parts

Info

Publication number: JP3620302B2
Application number: JP24941698A
Authority: JP
Inventors: 鉄三原
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1998-09-03
Filing date: 1998-09-03
Publication date: 2005-02-16
Anticipated expiration: 2018-09-03
Also published as: JP2000077552A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、減圧下に保持しなければならない振動部、回転部などの機能素子を収納する電子部品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電子部品の製造方法として、特開平７−１１３７０８号公報に開示されている発明がある。この発明は、図７に示すように、シリコン基板よりなる蓋親基板１１にダイヤフラム１２を有する複数個のキャビティ１３とダイシングラインを兼ねる溝１５とを設ける。そして、この蓋親基板１１とガラス基板よりなる支持親基板２１とを真空中で陽極接合する。この陽極接合の際に発生する酸素ガスは溝１５を通して親基板１１、２１の周辺から放出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電子部品の製造方法は、蓋親基板１１にその外部周辺まで通じる溝１５を形成するので、蓋親基板１１の中心部から周辺までの溝１５の距離が長くなって、溝１５を流れる排気ガスの流出抵抗が増し、排気効率が低下していた。このため、均一な内部圧力のキャビティ１３を有する複数個の電子部品を蓋親基板１１と支持親基板２１で作製する場合には、排気ガスの流出抵抗を減少させるために、溝１５の幅を広くしたり、また溝１５の深さを大きくしなければならなかった。それに、従来の電子部品の製造方法においては、陽極接合の祭に、シリコン基板よりなる蓋親基板１１とガラス基板よりなる支持親基板２１とが、熱膨脹係数の相違から歪みが生じて内部応力を残留させて、キャビティ１３に収納しているセンサなどの動作特性に悪影響を及ぼしていた。
【０００４】
そこで、本発明は、密閉凹部の真空度を均一かつ高く維持し、更に接合時の基板歪を緩和した電子部品の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、支持親基板と蓋親基板とを接合してマトリックス状に形成した複数個の密閉凹部にそれぞれ機能素子を減圧密封してなる電子部品の製造方法において、前記支持親基板と蓋親基板とが、シリコン基板とガラス基板との組み合わせよりなり、これらの親基板が陽極接合されるとともに、前記密閉凹部の間に支持親基板または蓋親基板のうち少なくとも一方を加工して連続または断続する溝を形成し、この溝を外部に通気する通気孔を支持親基板または蓋親基板のうち少なくとも一方に形成したものである。この発明において、例えば、陽極接合により支持親基板と蓋親基板との接合を行うと、静電引力が最も強い部分から順次に接合していく。そして、この接合により接合面から酸素ガスが発生する。溝と通気孔の配置関係は、支持親基板および蓋親基板の中央部および周辺部において等しくなっているので、発生酸素ガスの排出経路の長さはどこでも等しくなり、また排出ガスの流出抵抗もどこでも等しくなっている。したがって、支持親基板と蓋親基板とが順次に部分的に接合していくか、同時に接合するかに関わりなく、発生した酸素ガスは溝および最寄りの通気孔を介して真空槽中に排出されるので、複数個の密閉凹部の真空度（減圧度）がばらつかず、均一になって接合される。そして、密閉凹部の真空度を高く維持することができる。
【０００６】
また、前記支持親基板と蓋親基板とが、シリコン基板とガラス基板との組み合わせよりなり、これらの親基板が陽極接合されることを特徴とするものである。
【０００７】
この発明において、支持親基板と蓋親基板のうち、一方がシリコン基板で、他方がガラス基板よりなるので、これらの親基板は陽極接合により結合される。この陽極接合により発生するガスは溝と通気孔を通して外部に排気される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の電子部品の製造方法の実施例について図面を参照して説明する。
【０００９】
図１、図２および図４において、１はシリコン基板よりなる支持親基板で、この支持親基板１には複数個の機能素子２がマトリックス状に形成される。この機能素子２は、リソグラフィ技術、エッチング技術などの半導体微細加工技術を用いて支持親基板１を加工し、または支持親基板１に堆積した材料、例えばＳＯＩ基板を加工して形成される。そして、機能素子２の形成されている領域２ａの周囲には、数μｍ〜数十μｍの深さを有する横方向の溝３ａと縦方向の溝３ｂが形成される。
【００１０】
なお、機能素子２は、例えば減圧雰囲気で動作させると感度が向上する振動部を有する角速度センサ、加速度センサ、圧力センサなどの外力検知センサ、また可動部を有するマイクロモータ、マイクロアクチュエータなどの小型機構部品などよりなる。
【００１１】
一方、図１、図２および図３において、４はパイレックスガラス基板よりなる蓋親基板で、この蓋親基板４の裏面側には複数個の凹部５がフォトエッチング技術を用いてマトリックス状に形成される。また、蓋親基板４の表裏を貫通する複数個の通気孔６が、フォトエッチング技術を用いてマトリックス状に形成される。
【００１２】
蓋親基板４の前記凹部５は、支持親基板１と蓋親基板４とが接合されたとき、機能素子２を蓋被する対応位置に形成される。また、蓋親基板４の前記通気孔６は、支持親基板１と蓋親基板４とが接合されたとき、横方向の溝３ａと縦方向の溝３ｂとの交差する部位の対応する位置に形成される。
【００１３】
図１および図２において、これらの支持親基板１と蓋親基板４とは、上記対応関係を維持して重ねられて、図示しない真空槽中において陽極接合される。これにより、機能素子２は密閉凹部５の中に減圧密封される。なお、図１に示す枠状の塗り潰し部分が支持親基板１と蓋親基板４の接合面７となる。
【００１４】
この陽極接合においては、支持親基板１と蓋親基板４との接合面７より酸素ガスが発生するが、この発生ガスは溝３ａ、３ｂおよび最寄りの通気孔６を通して真空槽中に排出される。したがって、支持親基板１および蓋親基板４の中央部および周辺部において、いづれの接合面７からの発生酸素ガスの排出経路の長さは最寄りの通気孔６までなので、その長さはどこでも等しくなり、排出ガスの流出抵抗も等しくなって、マトリックス状に形成された複数個の密閉凹部５の真空度（減圧度）を均一化して高く維持することができる。
【００１５】
図１および図２に示すように、接合された支持親基板１と蓋親基板４とは、横方向溝３ａと縦方向溝３ｂとをダイシングラインにして切断され、個別の電子部品に分離される。
【００１６】
図１、図２および図４に示す溝３ａ、３ｂは、支持親基板１および蓋親基板４の外部周辺まで連続して通じる形状のものを示したが、図５に示すように、断続する横方向の溝３ｃおよび縦方向の溝３ｄのように閉鎖状に形状にしてもよい。このように、溝３ａ、３ｂが断続して閉鎖していても、各溝３ａ、３ｂの交差する部位には、通気孔６が形成されるので、陽極接合により発生した酸素ガスは各溝３ａ、３ｂから各通気孔６を通して外部に排出される。
【００１７】
また、上記実施例においては、溝３ａ、３ｂはストレート形状のものを示したが、図６に示すように、溝の側壁に凹凸を設けた溝３ｅ、３ｆの形状とすることができる。これにより、支持親基板１ａと蓋親基板４との陽極接合時に発生する歪を吸収して緩和することができる。なお、横方向の溝３ａと縦方向の溝３ｂとは、どちらか一方だけでもよい。
【００１８】
また、上記実施例においては、溝３ａ、３ｂは支持親基板１に設けたが、蓋親基板４に設けてもよい。また、通気孔６は蓋親基板４に設けたが、支持親基板１に設けてもよい。
【００１９】
また、蓋親基板４はパイレックスガラス基板を用いたが、シリコン基板を用いてもよい。この場合、支持親基板１が同じくシリコン基板よりなるので、支持親基板と蓋親基板との接合は直接接合となる。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明は、溝と通気孔とが親基板の全領域にわたって均等に形成されているので、陽極接合などにより発生した酸素ガスは、最寄りの溝と通気孔を通して外部に排気される。これにより、従来に比べて、排気溝の長さが短くなってガスの流通抵抗が低くなり、親基板に複数個形成される電子部品の内部の真空度（減圧度）が均一化して、収納されている機能素子の動作特性が一定し安定したものとなる。
【００２１】
また、支持親基板と蓋親基板とをシリコン基板とガラス基板との組み合わせにより形成するので、陽極接合を用いてこれらの基板を接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例における電子部品の平面図
【図２】図１のＸ−Ｘ線断面形態図
【図３】図１の電子部品の蓋親基板の平面図
【図４】図１の電子部品の支持親基板の平面図
【図５】本発明の第２実施例における電子部品の支持親基板の平面図
【図６】本発明の第３実施例における電子部品の支持親基板の平面図
【図７】従来の電子部品における支持親基板と蓋親基板との接合基板の断面形態図
【符号の説明】
１、１ａ支持親基板
２機能素子
２ａ領域
３ａ、３ｃ横方向の溝
３ｂ、３ｄ縦方向の溝
４蓋親基板
５凹部
６通気孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing an electronic component that houses functional elements such as a vibrating part and a rotating part that must be held under reduced pressure.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method for manufacturing this type of electronic component, there is an invention disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-113708. In the present invention, as shown in FIG. 7, a plurality of cavities 13 having a diaphragm 12 and a groove 15 serving also as a dicing line are provided on a lid parent substrate 11 made of a silicon substrate. Then, the lid mother substrate 11 and the supporting mother substrate 21 made of a glass substrate are anodically bonded in a vacuum. Oxygen gas generated during the anodic bonding is released from the periphery of the parent substrates 11 and 21 through the groove 15.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the conventional electronic component manufacturing method forms the groove 15 that leads to the outer periphery of the lid base substrate 11, the distance of the groove 15 from the center to the periphery of the lid base substrate 11 becomes long, and the groove 15. As a result, the exhaust gas flow resistance increased and the exhaust efficiency decreased. For this reason, when a plurality of electronic components having cavities 13 having a uniform internal pressure are produced with the lid parent substrate 11 and the support mother substrate 21, the width of the groove 15 is reduced in order to reduce the exhaust gas outflow resistance. The depth of the groove 15 had to be increased or increased. In addition, in the conventional method of manufacturing an electronic component, during the anodic bonding festival, the lid parent substrate 11 made of a silicon substrate and the support parent substrate 21 made of a glass substrate are distorted due to the difference in thermal expansion coefficient, thereby causing internal stress. The residual characteristics adversely affect the operating characteristics of the sensor and the like housed in the cavity 13.
[0004]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing an electronic component that maintains a uniform and high degree of vacuum in a sealed recess and further reduces substrate distortion during bonding.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The invention of claim 1 is a method of manufacturing a supporting mother board and the electronic component Futaoya bonding the substrate formed by the respective functional element vacuo sealed into a plurality of sealed recesses formed in a matrix, said support The parent substrate and the lid parent substrate are a combination of a silicon substrate and a glass substrate, and these parent substrates are anodically bonded, and at least one of the supporting parent substrate and the lid parent substrate is processed between the sealed recesses. Thus, a continuous or intermittent groove is formed, and a ventilation hole for venting the groove to the outside is formed on at least one of the support mother board and the cover mother board. In the present invention, for example, when the support parent substrate and the lid parent substrate are bonded by anodic bonding, the portions having the strongest electrostatic attraction are sequentially bonded. Then, oxygen gas is generated from the bonding surface by this bonding. Since the arrangement relationship between the groove and the vent hole is the same at the center and the periphery of the support mother board and the cover mother board, the length of the discharge path of the generated oxygen gas is the same everywhere, and the outflow resistance of the exhaust gas is also It is equal everywhere. Therefore, the generated oxygen gas is discharged into the vacuum chamber through the groove and the nearest vent hole regardless of whether the support mother board and the lid mother board are partially joined sequentially or simultaneously. Therefore, the degree of vacuum (degree of reduced pressure) of the plurality of sealed recesses does not vary and is joined uniformly. And the vacuum degree of an airtight recessed part can be maintained highly.
[0006]
The supporting parent substrate and the lid parent substrate are a combination of a silicon substrate and a glass substrate, and these parent substrates are anodically bonded.
[0007]
In the present invention, since one of the supporting parent substrate and the lid parent substrate is a silicon substrate and the other is a glass substrate, these parent substrates are bonded by anodic bonding. The gas generated by the anodic bonding is exhausted to the outside through the groove and the vent hole.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of an electronic component manufacturing method according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0009]
1, 2 and 4, 1 is a silicon substrate by Li Cheng supporting mother substrate, a plurality of functional elements 2 are formed in a matrix on the supporting mother substrate 1. The functional element 2 is formed by processing the support parent substrate 1 using a semiconductor microfabrication technique such as a lithography technique or an etching technique, or processing a material deposited on the support parent substrate 1, for example, an SOI substrate. A lateral groove 3a and a longitudinal groove 3b having a depth of several μm to several tens of μm are formed around the region 2a where the functional element 2 is formed.
[0010]
Note that the functional element 2 is a small mechanism such as an angular velocity sensor having a vibration part, an acceleration sensor, a pressure sensor, or other external force detection sensor that improves sensitivity when operated in a reduced-pressure atmosphere, or a micromotor or a microactuator having a movable part. It consists of parts.
[0011]
On the other hand, in FIGS. 1, 2 and 3, reference numeral 4 denotes a lid parent substrate made of a Pyrex glass substrate, and a plurality of recesses 5 are formed in a matrix shape on the back side of the lid parent substrate 4 using a photo-etching technique. Is done. In addition, a plurality of air holes 6 penetrating the front and back of the lid parent substrate 4 are formed in a matrix using a photo etching technique.
[0012]
The concave portion 5 of the lid parent substrate 4 is formed at a corresponding position where the functional element 2 is covered when the support parent substrate 1 and the lid parent substrate 4 are joined. Further, the vent hole 6 of the lid parent substrate 4 is located at a position corresponding to a portion where the lateral groove 3a and the longitudinal groove 3b intersect when the supporting parent substrate 1 and the lid parent substrate 4 are joined. It is formed.
[0013]
In FIG. 1 and FIG. 2, the supporting parent substrate 1 and the lid parent substrate 4 are overlapped while maintaining the above-described correspondence and are anodically bonded in a vacuum chamber (not shown). As a result, the functional element 2 is sealed in the sealed recess 5 under reduced pressure. Note that the frame-shaped painted portion shown in FIG. 1 serves as a joint surface 7 between the support parent substrate 1 and the lid parent substrate 4.
[0014]
In this anodic bonding, oxygen gas is generated from the bonding surface 7 between the support mother substrate 1 and the cover parent substrate 4, and this generated gas is discharged into the vacuum chamber through the grooves 3 a and 3 b and the nearest vent hole 6. . Therefore, in the central part and the peripheral part of the support mother board 1 and the cover mother board 4, the length of the discharge path of the generated oxygen gas from any joint surface 7 is to the nearest vent hole 6, so the length is equal everywhere. Thus, the exhaust gas flow resistance becomes equal, and the vacuum degree (decompression degree) of the plurality of sealed recesses 5 formed in a matrix can be made uniform and maintained high.
[0015]
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the bonded support mother board 1 and lid mother board 4 are cut into dicing lines with the horizontal grooves 3a and the vertical grooves 3b separated into individual electronic components. The
[0016]
The grooves 3a and 3b shown in FIGS. 1, 2 and 4 have a shape that continuously leads to the outer periphery of the support mother substrate 1 and the cover mother substrate 4, but are intermittent as shown in FIG. You may make it a closed shape like the horizontal groove | channel 3c and the vertical groove | channel 3d. In this way, even if the grooves 3a and 3b are intermittently closed, the air holes 6 are formed at the intersecting portions of the grooves 3a and 3b, so that oxygen gas generated by anodic bonding is generated in each groove 3a. 3b through the air holes 6 and discharged to the outside.
[0017]
Moreover, in the said Example, although the groove | channels 3a and 3b showed the thing of a straight shape, as shown in FIG. 6, it can be set as the shape of the grooves 3e and 3f which provided the unevenness | corrugation in the side wall of the groove | channel. As a result, it is possible to absorb and relieve strain generated during anodic bonding between the support mother substrate 1a and the cover mother substrate 4. Only one of the horizontal groove 3a and the vertical groove 3b may be provided.
[0018]
In the above embodiment, the grooves 3 a and 3 b are provided on the support mother board 1, but may be provided on the cover mother board 4. Further, although the air holes 6 are provided in the lid parent substrate 4, they may be provided in the support mother substrate 1.
[0019]
The lid parent substrate 4 is a Pyrex glass substrate, but may be a silicon substrate. In this case, since the support mother substrate 1 is also made of a silicon substrate, the support mother substrate and the lid parent substrate are directly joined.
[0020]
【The invention's effect】
In the first aspect of the invention, since the grooves and the vent holes are formed uniformly over the entire area of the parent substrate, oxygen gas generated by anodic bonding or the like is exhausted to the outside through the nearest grooves and vent holes. The As a result, the length of the exhaust groove is shortened and the gas flow resistance is reduced compared to the conventional case, and the degree of vacuum (decompression degree) inside the electronic components formed on the parent substrate is made uniform and stored. The operational characteristics of the functional elements are constant and stable.
[0021]
Moreover , since the supporting parent substrate and the lid parent substrate are formed by a combination of a silicon substrate and a glass substrate, these substrates can be bonded using anodic bonding.
[Brief description of the drawings]
1 is a plan view of an electronic component according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view taken along line XX of FIG. 1. FIG. 3 is a plan view of a lid parent substrate of the electronic component of FIG. FIG. 5 is a plan view of a support parent substrate for an electronic component according to a second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a plan view of an electronic component according to a third embodiment of the present invention. Plan view of parent substrate [FIG. 7] Cross-sectional view of a bonding substrate between a supporting parent substrate and a lid parent substrate in a conventional electronic component [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a Support mother board | substrate 2 Functional element 2a Area | region 3a, 3c Horizontal groove | channel 3b, 3d Vertical groove | channel 4 Lid | cover parent board | substrate 5 Recessed part 6 Ventilation hole

Claims

In a method of manufacturing an electronic component in which a functional element is vacuum-sealed in each of a plurality of sealed recesses formed in a matrix by joining a supporting parent substrate and a lid parent substrate, the supporting parent substrate and the lid parent substrate are: Consisting of a combination of a silicon substrate and a glass substrate, these parent substrates are anodically bonded, and at least one of a supporting parent substrate or a lid parent substrate is formed between the sealed recesses to form continuous or intermittent grooves And a method of manufacturing an electronic component in which a vent hole for venting the groove to the outside is formed in at least one of the support mother board and the cover mother board.