JP6245316B2 - 機能素子、機能素子の製造方法、物理量センサーおよび電子機器 - Google Patents
機能素子、機能素子の製造方法、物理量センサーおよび電子機器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6245316B2 JP6245316B2 JP2016114541A JP2016114541A JP6245316B2 JP 6245316 B2 JP6245316 B2 JP 6245316B2 JP 2016114541 A JP2016114541 A JP 2016114541A JP 2016114541 A JP2016114541 A JP 2016114541A JP 6245316 B2 JP6245316 B2 JP 6245316B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fixed electrode
- electrode fingers
- insulating substrate
- functional element
- wiring
- 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.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Pressure Sensors (AREA)
Description
例えば、特許文献1に記載の物理量センサー素子は、単層の半導体基板、またはSOI基板を用い、固定電極および可動電極が、それぞれ櫛歯状をなすように並ぶ複数の電極指を有し、互いに噛み合うように配置されている。
本発明の機能素子は、絶縁基板と、
蓋部材と、
前記絶縁基板上に設けられた素子片と、
前記絶縁基板と蓋部材とが接合され、前記素子片が収容されている収容空間と、を含み、
前記絶縁基板には、凹部が設けられ、
前記凹部内には、前記素子片に電気的に接続された配線と、前記配線上に設けられた絶縁膜と、が設けられ、
前記配線の厚さと前記絶縁膜の厚さとの合計が前記凹部の深さよりも小さく、
前記凹部は、前記収容空間の内部から外部へ延出しており、
前記収容空間を気密とするように、前記凹部による前記絶縁基板と前記蓋部材との間の隙間が塞がれていることを特徴とする。
他の本発明の機能素子は、前記絶縁基板は、前記素子片との接合面および前記蓋部材との接合面のそれぞれに配置されている絶縁膜を含んでいることを特徴とする。
他の本発明の機能素子は、前記素子片は、金属で構成されている突起を介して前記配線に接続され、
前記配線の厚さと前記突起の高さとの合計が前記凹部の深さに等しいことを特徴とする。
本発明の物理量センサーは、本発明の機能素子を備えることを特徴とする。
本発明の電子機器は、本発明の機能素子を備えることを特徴とする。
本発明の機能素子の製造方法は、配線および絶縁膜が配置されている凹部を有する絶縁基板に、前記配線に接続されるように素子片を接合する工程と、
前記素子片を収容する収容空間を前記絶縁基板とともに形成するとともに前記凹部を前記収容空間の内部から外部へ延出させるように、前記絶縁基板に蓋部材を接合する工程と、
前記収容空間を気密とするように、前記凹部により前記絶縁基板と前記蓋部材との間に形成されている隙間を塞ぐ工程と、
を有し、
前記配線の厚さと前記絶縁膜の厚さとの合計が前記凹部の深さよりも小さいことを特徴とする。
他の本発明の機能素子の製造方法は、前記絶縁基板は、前記素子片との接合面および前記蓋部材との接合面のそれぞれに配置されている絶縁膜を含んでいることを特徴とする。
本発明の機能素子の製造方法では、前記隙間を塞ぐ工程は、前記隙間を通じて前記収容空間の雰囲気を調整する工程を含むことを特徴とする。
他の本発明の機能素子の製造方法は、前記素子片は、金属で構成されている突起を介して前記配線に接続され、
前記配線の厚さと前記突起の高さとの合計が前記凹部の深さに等しいことを特徴とする。
他の本発明の機能素子の製造方法は、前記絶縁基板に前記素子片を接合する工程は、陽極接合法を含んでいることを特徴とする。
他の本発明の機能素子の製造方法は、前記絶縁基板に前記蓋部材を接合する工程は、陽極接合法を含んでいることを特徴とする。
本発明の機能素子は、凹部を有する絶縁基板と、
蓋部材と、
前記絶縁基板に接合されている素子片と、
前記絶縁基板と蓋部材とが接合され、前記素子片が収容されている収容空間と、
前記凹部に設けられ、前記素子片に接続されている配線と、
を備え、
前記凹部は、前記収容空間の内部から外部へ延出しており、
前記収容空間を気密とするように、前記凹部による前記絶縁基板と前記蓋部材との間の隙間が塞がれていることを特徴とする。
本発明の機能素子では、前記絶縁基板は、前記素子片との接合面および前記蓋部材との接合面のそれぞれに配置されている絶縁膜を含んでいることが好ましい。
本発明の機能素子では、前記素子片は、金属で構成されている突起を介して前記配線に接続され、
前記配線の厚さと前記突起の高さとの合計が前記凹部の深さに等しいことが好ましい。
本発明の機能素子は、絶縁基板と、
可動部と、
前記可動部に設けられた可動電極指と、
前記絶縁基板上に設けられ、且つ、前記可動電極指に対向して配置された固定電極指と、を含み、
前記固定電極指は、前記可動電極指の一方の側に配置された第1固定電極指と、他方の側に配置された第2固定電極指と、を含み、
前記第1固定電極指と前記第2固定電極指とは、互いに離間して配置されたことを特徴とする。
また、可動部、可動電極指および固定電極指を絶縁基板とは別体の基板から一括して形成することができるので製造効率が非常に良く、また、可動電極指および固定電極指の各々は基板の厚み方向のエッチングだけで形成することができるので、特許文献1と比較して電極指を容易に厚くすることができ、例えば機能素子を物理量センサー素子として用いた場合は高感度化を図ることができる。
前記可動部は、連結部を介して前記固定部に接続されたことが好ましい。
これにより、例えば連結部にバネ部材を用いれば可動部を変位可能に支持することができ、機能素子を物理量センサー素子等に適用することができる。
本発明の機能素子では、前記絶縁基板には、前記第1固定電極指に電気的に接続された第1配線、および前記第2固定電極指に電気的に接続された第2配線の少なくとも一方の配線が設けられたことが好ましい。
これにより、例えば機能素子を物理量センサー素子として用いる場合、第1固定電極指と可動電極指との間の静電容量、および、第2固定電極指と可動電極指との間の静電容量を第1配線および第2配線により別々に測定し、それらの測定結果に基づいて例えば差動演算を行えば高精度に物理量を検出することができる。また、このような第1配線および第2配線などの配線は、絶縁基板の固定電極指側の面上に設けられているので、配線の形成領域の面積を大きく確保することができ、配線同士が短絡するのを防止できる。
前記配線が前記凹部内に設けられたことが好ましい。
これにより、第1配線および第2配線が絶縁基板の表面から突出するのを防止することができる。そのため、第1配線および第2配線と他の部位との不本意な電気的接続(短絡)を防止できる。
これにより、例えば、第1配線と第1固定電極指との間を導電性の突起にて接続し、第2配線と第2固定電極指との間を導電性の突起にて接続することにより、固定電極指と配線との間を確実に導通を取ることができ、信頼性の高い機能素子を実現できる。
これにより、配線と他の部位との不本意な電気的接続(短絡)を絶縁膜により確実に防止できるので、信頼性の高い機能素子を実現できる。
本発明の機能素子では、前記第1固定電極指および前記第2固定電極指の少なくとも一方には、厚さ方向に貫通した導体部が設けられ、
前記導体部は、前記配線に接続されたことが好ましい。
これにより、例えば、絶縁基板の上に固定電極指を接合してから、固定電極指を貫通する孔の内部に導体部を成膜して、第1固定電極指と第1配線との電気的接続、および、第2固定電極指と第2配線との電気的接続をすれば、より確実に固定電極指と配線とを接続することができるので信頼性の高い機能素子を実現できる。
これにより、絶縁基板が例えばガラス等の透明基板である場合、絶縁基板の固定電極指側の面上に存在する異物等を絶縁基板の固定電極指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、信頼性の優れた機能素子を提供することができる。
前記固定電極指は半導体で構成され、
前記固定電極指は、前記絶縁基板に対して陽極接合法により接合されたことが好ましい。
これにより、例えば、絶縁基板と半導体基板とを陽極接合により接合してからエッチング処理を施せば、一括して可動部、可動電極指および固定電極指を形成することができるので製造効率の優れた機能素子を実現できる。
これにより、例えば、半導体基板を用いて第1固定電極指同士または第2固定電極指同士を一体に形成すれば、固定電極指間の電気抵抗を低めることができる。その結果、機能素子を物理量センサー素子として用いる場合は検出精度を高めることができる。
本発明の機能素子では、前記第1固定電極指および前記第2固定電極指の各々は複数設けられ、
前記第1固定電極指同士および前記第2固定電極指同士の少なくとも一方は、一体に設けられたことが好ましい。
これにより、特許文献1のように固定電極指および可動電極指の一部に絶縁膜を埋め込んで絶縁分離する必要が無く、製造効率の優れた機能素子を実現できる。
前記素子片を収容する収容空間を前記絶縁基板とともに形成するとともに前記凹部を前記収容空間の内部から外部へ延出させるように、前記絶縁基板に蓋部材を陽極接合する工程と、
前記収容空間を気密とするように、前記凹部により前記絶縁基板と前記蓋部材との間に形成されている隙間を塞ぐ工程と、
を有することを特徴とする。
本発明の機能素子の製造方法では、前記絶縁基板は、前記素子片との接合面および前記蓋部材との接合面のそれぞれに配置されている絶縁膜を含んでいることが好ましい。
本発明の機能素子の製造方法では、前記隙間を塞ぐ工程は、前記隙間を通じて前記収容空間の雰囲気を調整する工程を含むことが好ましい。
本発明の機能素子の製造方法では、前記素子片は、金属で構成されている突起を介して前記配線に接続され、
前記配線の厚さと前記突起の高さとの合計が前記凹部の深さに等しいことが好ましい。
本発明の機能素子の製造方法は、第1基板に空洞部を形成する工程と、
前記第1基板に第2基板を載置する工程と、
前記第2基板をエッチングすることにより、前記第1基板上に設けられた固定部と、可動電極指を備え且つ前記空洞部上に配置された可動部と、前記可動部および前記固定部を連結する連結部と、前記第1基板上に設けられ且つ前記可動電極指に対向して配置された固定電極指と、を形成する工程と、
を含むことを特徴とする。
これにより、エッチング処理で一括して固定部、可動部、連結部、固定電極指、および可動電極指を形成することができるので製造効率の優れた機能素子の製造方法を提供できる。
本発明の物理量センサーは、本発明の機能素子を備えたことを特徴とする。
これにより、上述の効果を備えた物理量センサーを実現できる。
本発明の電子機器は、本発明の機能素子を備えたことを特徴とする。
これにより、上述の効果を備えた電子機器を実現できる。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る機能素子を示す斜視図、図2は、図1に示す機能素子を示す平面図、図3は、図2中のA−A線断面図、図4は、図3の部分拡大図(部分拡大断面図)、図5は、図2中のB−B線断面図、図6は、図5の部分拡大図(部分拡大断面図)である。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1〜3、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。また、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、図1〜3、5、7、8では、説明の便宜上、後述する絶縁膜6およびそれに対応するもの(絶縁膜106、106A)の図示を省略している。なお、本実施形態では、機能素子を加速度、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。
(機能素子)
図1に示す機能素子1は、絶縁基板2と、この絶縁基板2に接合・支持された素子片(基体)3と、素子片3に電気的に接続された導体パターン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。
(絶縁基板)
絶縁基板2は、素子片3を支持する機能を有する。
この絶縁基板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。この空洞部21は、絶縁基板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。このような空洞部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が絶縁基板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。
なお、この逃げ部は、空洞部21(凹部)に代えて、絶縁基板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。
このような絶縁基板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のが好ましく、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、パイレックスガラス(登録商標)のような硼珪酸ガラス)を用いるのが好ましい。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、絶縁基板2と素子片3とを陽極接合することができる。
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。
このような素子片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、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、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、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できる。
固定部31、32は、それぞれ、前述した絶縁基板2の上面に接合されている。具体的には、固定部31は、絶縁基板2の上面の空洞部21に対して−X方向側(図中左側)の部分に接合され、また、固定部32は、絶縁基板2の上面の空洞部21に対して+X方向側(図中右側)の部分に接合されている。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。
このような2つの固定部31、32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。
この連結部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にて矢印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。
なお、連結部34、35は、可動部33を絶縁基板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。
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。この可動電極指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。この可動電極指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。
このような可動電極部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。
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、機能素子1の高感度化を図ることができるとともに、機能素子1の耐衝撃性を向上させることができる。
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のが好ましい。
また、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のが好ましい。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。
このような素子片3(具体的には、前述した固定部31、32および各固定電極指381〜388、391〜398)と絶縁基板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のが好ましい。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)を絶縁基板2に強固に接合することができる。そのため、機能素子1の耐衝撃性を向上させることができる。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)を絶縁基板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機能素子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絶縁基板2を構成する。
導体パターン4は、前述した絶縁基板2の上面(固定電極部38、39側の面)上に設けられている。
この導体パターン4は、配線41、42、43と、電極44、45、46とで構成されている。
配線41は、前述した絶縁基板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。そして、配線41の一端部は、絶縁基板2の上面の外周部(絶縁基板2上の蓋部材5の外側の部分)上において、電極44に接続されている。
また、配線42は、前述した配線41の内側、かつ、前述した絶縁基板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。そして、配線42の一端部は、前述した電極44に対して間隔を隔てて並ぶように絶縁基板2の上面の外周部(絶縁基板2上の蓋部材5の外側の部分)上において、電極45に接続されている。
このような配線41、42(第1配線および第2配線)が絶縁基板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とともに、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。
また、このような配線41、42は、絶縁基板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、機能素子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。
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。
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。
また、図4、6に示すように、配線41〜43上には、絶縁膜6が設けられている。そして、前述した各突起471、472、481、482、50上の絶縁膜6は形成せずに突起の表面が露出している。この絶縁膜6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。これにより、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。
蓋部材5は、前述した素子片3を保護する機能を有する。
この蓋部材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。この凹部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と絶縁基板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。
また、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。
次に、本発明の機能素子の製造方法を説明する。なお、以下では、前述した機能素子1を製造する場合の一例を説明する。
図7および図8は、それぞれ、図1に示す機能素子の製造方法を説明するための図、図9は、図7(c)に示す工程(配線、接点、絶縁膜を形成する工程)を説明するための図である。なお、図7および図8は、それぞれ、図1中のA−A線断面に対応する断面を示している。
なお、以下では、絶縁基板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。
まず、図7(a)に示すように、第1基板である基板102を用意する。
この基板102は、後述する工程を経て絶縁基板2となるものである。
また、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。
[2]
次に、図7(b)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、空洞部21、と凹部22、23を形成する。このとき、図7(b)では図示しないが、上記エッチングにより凹部24も同時に形成する。これにより、空洞部21と凹部22〜24が形成された基板102Aを得る。
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)を一括形成してもよい。
次に、図7(c)に示すように、基板102Aの上面上に、導体パターン4を形成する。その後、図7(c)では図示しないが、絶縁膜106Aを形成する。
ここで、絶縁膜106Aは、後述する個片化を経て絶縁膜6となるものである。
以下、図9に基づき、導体パターン4および絶縁膜106Aの形成について詳述する。なお、図9では、基板102Aの固定電極指391との接合部近傍における導体パターン4および絶縁膜106Aの形成を代表的に図示している。
配線41、42、43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。
そして、図9(b)に示すように、配線42上に複数の突起472を形成(成膜)する。このとき、図9(b)では図示しないが、配線42上に複数の突起471および電極45を突起472と同時に形成する。また、配線41上に複数の突起481、複数の突起482および電極44突起472と同時に形成する。また、配線43上に突起50および電極46を突起472と同時に形成する。
次に、図9(d)に示すように、絶縁膜106の各突起472に対応する部分を除去する。また、図9(d)では図示しないが、絶縁膜106の各突起471、突起50および電極44〜46に対応する部分も除去する。これにより、電極44〜46を露出させるとともに、各突起471、472、50が貫通する絶縁膜106Aが得られる。
以上のようにして、導体パターン4および絶縁膜106Aが得られる。
次に、図7(d)に示すように、基板102Aの上面に、第2基板である基板103を陽極接合法により接合する。これにより、基板103と各突起471、472、50とが接続される。
この基板103は、後述する薄肉化、パターンニングおよび個片化を経て素子片3となるものである。
また、基板103は、シリコン基板である。
また、基板103の厚さは、素子片3の厚さよりも厚くなっている。これにより、基板103の取り扱い性を向上させることができる。なお、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、後述する薄肉化工程[5]を省略すればよい。
次に、基板103を薄肉化して、図7(e)に示すように、基板103Aを得る。
この薄肉化は、基板103Aの厚さが素子片3の厚さと同じになるように行われる。
また、基板103の薄肉化方法は、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。
次に、基板103Aをエッチングすることにより、図8(a)に示すように、素子片3を得る。
[7]
次に、図8(b)に示すように、基板102Aの上面に、凹部51を有する蓋部材105を接合する。これにより、基板102Aと蓋部材105とが素子片3を収納するようにして接合された接合体101が得られる。
この蓋部材105は、後述する個片化を経て蓋部材5となるものである。
[8]
次に、接合体101を個片化(ダイシング)することにより、図8(c)に示すように、機能素子1が得られる。
次に、本発明の機能素子の第2実施形態について説明する。
図10は、本発明の第2実施形態に係る機能素子を示す平面図である。
本実施形態にかかる機能素子は、固定電極部の構成が異なる以外は、前述した第1実施形態にかかる機能素子と同様である。
なお、以下の説明では、第2実施形態の機能素子に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図10では、前述した第1実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
本実施形態の機能素子1Aは、絶縁基板2の上面に、素子片3Aが接合されている。
固定電極部38A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381A〜388Aと、固定電極指382A、384A、386A、388Aと一体的に形成された基部389とを備える。
この固定電極指381A、382A、383A、384A、385A、386A、387A、388A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381A、382Aは、前述した可動電極指361、362の間に、固定電極指383A、384Aは、可動電極指362、363の間に、固定電極指385A、386Aは、可動電極指363、364の間に、固定電極指387A、388Aは、可動電極指364、365の間に臨むように設けられている。
以上説明したような第2実施形態に係る機能素子1Aによっても、前述した第1実施形態に係る機能素子1と同様、高感度化を図るとともに、耐衝撃性を優れたものとすることができる。
次に、本発明の機能素子の第3実施形態について説明する。
図11は、本発明の第3実施形態に係る機能素子を示す平面図、図12は、図11に示す機能素子の部分拡大断面図である。
本実施形態にかかる機能素子は、固定電極部の構成が異なる以外は、前述した第1実施形態にかかる機能素子と同様である。
本実施形態の機能素子1Bは、絶縁基板2の上面に、素子片3Bが接合されている。
素子片3B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38B、39Bとで構成されている。
このような複数の固定電極指381B〜388Bの可動部33とは反対側の端部は、それぞれ、絶縁基板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381B〜388B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。
ここで、導体部71〜74について具体的に説明する。なお、導体部71〜74は、互いに同様の構成であるので、固定電極指391Bに設けられた導体部71を代表して説明する。
このような導体部71〜74を設けることにより、第1固定電極指である各固定電極指382、384、386、388、392、394、396、398と第1配線である配線41との電気的接続、および、第2固定電極指である各固定電極指381、383、385、385、387、391、393、395、397と第2配線である配線42との電気的接続をそれぞれより確実なものとすることができる。
以上説明したような第3実施形態に係る機能素子1Bによっても、前述した第1実施形態に係る機能素子1と同様、高感度化を図るとともに、耐衝撃性を優れたものとすることができる。
次に、図13に基づいて、本発明の機能素子を用いた物理量センサーを説明する。
図13は、本発明の物理量センサーの一例を示す模式図である。
図13に示す物理量センサー200は、前述した機能素子1と、機能素子1に電気的に接続された電子部品201とを有する。
なお、図13では、物理量センサー200が1つの機能素子1を有する場合を図示しているが、物理量センサー200が複数の機能素子1を有していてもよい。また、物理量センサー200は、機能素子1と、機能素子1とは異なる構成の機能素子とを有していてもよい。
このような物理量センサー200は、感度および耐衝撃性の優れた機能素子1を備えるので、優れた信頼性を有する。
次に、本発明の電子機器を説明する。
図14は、本発明の電子機器を適用したモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。
この図において、パーソナルコンピューター1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このようなパーソナルコンピューター1100には、機能素子1が内蔵されている。
この図において、携帯電話機1200は、アンテナ(図示せず)、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206を備え、操作ボタン1202と受話口1204との間には、表示部が配置されている。
このような携帯電話機1200には、機能素子1が内蔵されている。
ここで、通常のカメラは、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、ディ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。
また、ケース1302の正面側(図中裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCDなどを含む受光ユニット1304が設けられている。
また、このディジタルスチルカメラ1300においては、ケース1302の側面に、ビデオ信号出力端子1312と、データ通信用の入出力端子1314とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子1312にはテレビモニタ1430が、デ−タ通信用の入出力端子1314にはパーソナルコンピューター1440が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリ1308に格納された撮像信号が、テレビモニタ1430や、パーソナルコンピューター1440に出力される構成になっている。
このような電子機器は、高感および耐衝撃性に優れた機能素子1を備えるので、優れた信頼性を有する。
なお、本発明の電子機器は、図14のパーソナルコンピューター(モバイル型パーソナルコンピューター)、図15の携帯電話機、図16のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置(例えばインクジェットプリンタ)、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、POS端末、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡)、魚群探知機、各種測定機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシュミレータ等に適用することができる。
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絶縁基板上で分離していれば、前述した実施形態に限定されない。
また、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。
また、上述の実施例では、機能素子1を物理量センサー素子として用いる場合について説明したが、物理量センサー素子に限らず、例えば固定電極指と可動電極指に異なる電圧を加えてクーロン力により可動電極指を駆動させることにより固有周波数を発振する共振子として本発明の機能素子を用いても良い。
Claims (11)
- 絶縁基板と、
蓋部材と、
前記絶縁基板上に設けられた素子片と、
前記絶縁基板と蓋部材とが接合され、前記素子片が収容されている収容空間と、を含み、
前記絶縁基板には、凹部が設けられ、
前記凹部内には、前記素子片に電気的に接続された配線と、前記配線上に設けられた絶縁膜と、が設けられ、
前記配線の厚さと前記絶縁膜の厚さとの合計が前記凹部の深さよりも小さく、
前記凹部は、前記収容空間の内部から外部へ延出しており、
前記収容空間を気密とするように、前記凹部による前記絶縁基板と前記蓋部材との間の隙間が塞がれていることを特徴とする、機能素子。 - 前記絶縁基板は、前記素子片との接合面および前記蓋部材との接合面のそれぞれに配置されている絶縁膜を含んでいることを特徴とする、請求項1に記載の機能素子。
- 前記素子片は、金属で構成されている突起を介して前記配線に接続され、
前記配線の厚さと前記突起の高さとの合計が前記凹部の深さに等しいことを特徴とする、請求項1または2に記載の機能素子。 - 請求項1ないし3のいずれか1項に記載の機能素子を備えることを特徴とする、物理量センサー。
- 請求項1ないし3のいずれか1項に記載の機能素子を備えることを特徴とする、電子機器。
- 配線および絶縁膜が配置されている凹部を有する絶縁基板に、前記配線に接続されるように素子片を接合する工程と、
前記素子片を収容する収容空間を前記絶縁基板とともに形成するとともに前記凹部を前記収容空間の内部から外部へ延出させるように、前記絶縁基板に蓋部材を接合する工程と、
前記収容空間を気密とするように、前記凹部により前記絶縁基板と前記蓋部材との間に形成されている隙間を塞ぐ工程と、
を有し、
前記配線の厚さと前記絶縁膜の厚さとの合計が前記凹部の深さよりも小さいことを特徴とする、機能素子の製造方法。 - 前記絶縁基板は、前記素子片との接合面および前記蓋部材との接合面のそれぞれに配置されている絶縁膜を含んでいることを特徴とする、請求項6に記載の機能素子の製造方法。
- 前記隙間を塞ぐ工程は、前記隙間を通じて前記収容空間の雰囲気を調整する工程を含むことを特徴とする、請求項6または7に記載の機能素子の製造方法。
- 前記素子片は、金属で構成されている突起を介して前記配線に接続され、
前記配線の厚さと前記突起の高さとの合計が前記凹部の深さに等しいことを特徴とする、請求項6ないし8のいずれか1項に記載の機能素子の製造方法。 - 前記絶縁基板に前記素子片を接合する工程は、陽極接合法を含んでいることを特徴とする、請求項6ないし9のいずれか1項に記載の機能素子の製造方法。
- 前記絶縁基板に前記蓋部材を接合する工程は、陽極接合法を含んでいることを特徴とする、請求項6ないし10のいずれか1項に記載の機能素子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016114541A JP6245316B2 (ja) | 2016-06-08 | 2016-06-08 | 機能素子、機能素子の製造方法、物理量センサーおよび電子機器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016114541A JP6245316B2 (ja) | 2016-06-08 | 2016-06-08 | 機能素子、機能素子の製造方法、物理量センサーおよび電子機器 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015001801A Division JP5949965B2 (ja) | 2015-01-07 | 2015-01-07 | 機能素子、機能素子の製造方法、物理量センサーおよび電子機器 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017219825A Division JP6477836B2 (ja) | 2017-11-15 | 2017-11-15 | 物理量センサー素子、物理量センサーおよび電子機器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016183971A JP2016183971A (ja) | 2016-10-20 |
JP6245316B2 true JP6245316B2 (ja) | 2017-12-13 |
Family
ID=57242947
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016114541A Active JP6245316B2 (ja) | 2016-06-08 | 2016-06-08 | 機能素子、機能素子の製造方法、物理量センサーおよび電子機器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6245316B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016017814A (ja) * | 2014-07-07 | 2016-02-01 | セイコーエプソン株式会社 | 物理量センサー、物理量センサー装置、電子機器および移動体 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2855147A1 (en) | 2012-05-31 | 2015-04-08 | Corning Incorporated | Stiff interlayers for laminated glass structures |
JP6750439B2 (ja) | 2016-09-30 | 2020-09-02 | セイコーエプソン株式会社 | 電子デバイス、電子デバイス装置、電子機器および移動体 |
JP2018159645A (ja) * | 2017-03-23 | 2018-10-11 | セイコーエプソン株式会社 | 物理量センサー、物理量センサーの製造方法、物理量センサーデバイス、電子機器および移動体 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3312158B2 (ja) * | 1994-11-08 | 2002-08-05 | オムロン株式会社 | 半導体物理量センサ |
JP2004325361A (ja) * | 2003-04-25 | 2004-11-18 | Fujikura Ltd | 静電容量型圧力センサ及びその製造方法 |
JP2007051935A (ja) * | 2005-08-18 | 2007-03-01 | Alps Electric Co Ltd | 静電容量型圧力センサ及び静電容量型圧力センサの製造方法 |
-
2016
- 2016-06-08 JP JP2016114541A patent/JP6245316B2/ja active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016017814A (ja) * | 2014-07-07 | 2016-02-01 | セイコーエプソン株式会社 | 物理量センサー、物理量センサー装置、電子機器および移動体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016183971A (ja) | 2016-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5750867B2 (ja) | 機能素子、機能素子の製造方法、物理量センサーおよび電子機器 | |
JP5790297B2 (ja) | 物理量センサー及び電子機器 | |
US9429589B2 (en) | Physical quantity sensor and electronic apparatus | |
JP6245316B2 (ja) | 機能素子、機能素子の製造方法、物理量センサーおよび電子機器 | |
JP5790429B2 (ja) | 物理量センサー素子、物理量センサー素子の製造方法及び電子機器 | |
JP2016042074A (ja) | 物理量センサー、電子機器および移動体 | |
JP2014049455A (ja) | 電子部品、電子部品の製造方法および電子機器 | |
JP2015055476A (ja) | 物理量センサー、振動デバイス、電子機器および移動体 | |
JP6171402B2 (ja) | モジュール、電子機器、および移動体 | |
JP5949965B2 (ja) | 機能素子、機能素子の製造方法、物理量センサーおよび電子機器 | |
JP5737454B2 (ja) | 機能素子、機能素子の製造方法、物理量センサーおよび電子機器 | |
JP6089397B2 (ja) | 物理量センサー、物理量センサーの製造方法、および電子機器 | |
JP6477836B2 (ja) | 物理量センサー素子、物理量センサーおよび電子機器 | |
JP6035733B2 (ja) | 物理量センサーの製造方法 | |
JP2013068450A (ja) | 物理量センサー素子、物理量センサーおよび電子機器 | |
JP2013140084A (ja) | 物理量センサー、物理量センサーの製造方法および電子機器 | |
JP2013015478A (ja) | 物理量センサー及び電子機器 | |
JP5935332B2 (ja) | 物理量センサー、物理量センサーの製造方法および電子機器 | |
JP2016023988A (ja) | 機能素子、物理量センサーおよび電子機器 | |
JP2013140085A (ja) | 物理量センサーの製造方法、物理量センサーおよび電子機器 | |
JP2016097454A (ja) | Mems構造体の製造方法 | |
JP2013130484A (ja) | センサー素子の製造方法、センサー素子および電子機器 | |
JP2017219459A (ja) | 物理量センサー、電子機器、および移動体 | |
JP2016099174A (ja) | 物理量センサー、物理量センサーの製造方法、電子機器および移動体 | |
JP2019052989A (ja) | 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 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170313 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170321 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170511 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20171017 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20171030 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6245316 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |