JPH1082705A - 小型電子部品の製造方法 - Google Patents

小型電子部品の製造方法

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JPH1082705A
JPH1082705A JP23547896A JP23547896A JPH1082705A JP H1082705 A JPH1082705 A JP H1082705A JP 23547896 A JP23547896 A JP 23547896A JP 23547896 A JP23547896 A JP 23547896A JP H1082705 A JPH1082705 A JP H1082705A
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JP
Japan
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spacer
joint
board
recess
bonding
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JP23547896A
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English (en)
Inventor
Tetsuzo Hara
鉄三 原
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】支持基板と封止基板との接合面の一部にスペ−
サを介在させて陽極接合を行うことにより、機能部(凹
部)の真空度の低下を防止することを目的とする。 【解決手段】機能部2の形成された支持基板1の接合面
1aと、機能部2を蓋被する凹部8aの形成された封止
基板8の接合面8bとの間の一部にスペ−サ3を介在さ
せて、支持基板1と封止基板8とを陽極接合し、スペ−
サ3を反応または溶融させ、スペ−サ3を接合面1a,
8bから除去する小型電子部品の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、機能部を真空に
保持しなければならない、加速度センサ、ジャイロセン
サなどの小型電子部品の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の、機能部が密閉された小型電子部
品の製造方法を図8に示す。11はシリコンよりなる支
持基板で、その中央部に可動電極11aなどの機能素子
が形成されている機能部12を有し、その周辺に接合面
13(点集合部)を有している。
【0003】また、14はパイレックスガラスよりなる
封止基板で、裏面中央部に、支持基板11の機能部12
と大きさのほぼ等しい凹部15を有し、その周辺は接合
面16(点集合部)となっている。これらの支持基板1
1と封止基板14とは、それぞれの接合面13、16を
重ね合わせて真空中で陽極接合され、機能部12及び凹
部15は外部から密閉される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
小型電子部品の製造方法は、機能部12の周囲4辺に接
合面13があって、陽極接合の面積が広く、この陽極接
合による酸素発生ガスの量が多くなり、真空中で陽極接
合を行ったにしても、機能部12(凹部15)に充満す
る酸素ガスの量が多くなり、機能部12(凹部15)の
真空度の低下を招いていた。
【0005】そこで、本発明は、支持基板と封止基板と
の接合面の一部にスペーサを介在させて陽極接合を行う
ことにより、機能部(凹部)の真空度の低下を防止した
小型電子部品の製造方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、機能部の形成
された支持基板の接合面と、前記機能部を蓋被する凹部
の形成された封止基板の接合面との間の一部にスペーサ
を介在させて、前記支持基板と前記封止基板とを陽極接
合し、前記スペーサを反応または溶融させ、前記接合後
に前記スペーサを前記接合面から除去するものである。
【0007】この発明は、例えば、SOI(Silicon On
Insulator)基板よりなる支持基板と、例えば、パイレ
ックスガラス基板よりなる封止基板とを陽極接合するに
際し、接合面の一部にスペーサを配置する。このスペー
サには、シリコン層に対し拡散係数が大きく、かつ、ガ
ラス基板の軟化点より低い温度で反応また溶融する材
料、例えば、アルミニウム、金、半田合金、低融点ガラ
スなどが使用される。例えば、400℃程度に加熱し、
電圧を印加して行う陽極接合において、当初、支持基板
と封止基板とは、スペーサの介在していない接合面(接
合辺)から接合が開始される。このように、スペーサの
介在していない接合面(接合辺)の大部分が接合されて
も、スペーサの介在している接合面(接合辺)には、ス
ペーサの厚みのために機能部(凹部)から外部(真空陽
極装置内)に至るスペースが形成されている。それで、
当初の陽極接合において接合面の化学反応により発生し
た酸素ガスのうち、機能部(凹部)へ流れ込んだ酸素ガ
スは、このスペースを介して外部(真空陽極装置)へ排
出される。
【0008】陽極接合の温度が上昇して、スペーサの反
応温度あるいは溶融温度になると、このスペーサは支持
基板中に徐々に拡散し若しくは外部に流れ出していき、
その厚みが徐々に薄くなっていく。そして、スペーサの
介在している接合面(接合辺)も、機能部(凹部)の内
縁から外辺に向かって徐々に接合されていく。したがっ
て、このスペーサが介在している接合面(接合辺)の陽
極接合により発生する酸素ガスは機能部(凹部)へは極
微量しか流れ込まず、大部分が外部(真空陽極装置)へ
放出される。そのため、機能部(凹部)に残留する酸素
ガスは極僅かな量となり、その圧力の上昇はスペーサを
用いない陽極接合に比べて低減することになる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の小型電子部品の
製造方法の一実施例として、機能部が真空封止される加
速度センサの製造方法について図面を参照して説明す
る。図1および図3において、1はSOI基板よりなる
支持基板で、上層のシリコン層s1、中層の酸化シリコ
ン層iおよび下層のシリコン層s2よりなる。この支持
基板1の中央部には、真空封止される機能部2が形成さ
れる。この機能部2の周囲は、接合面1aを構成してい
る。3はシリコン層s1に吸収されやすいアルミニュー
ム(Al)、金(Au)、または溶融して外部に流れ出
すようなハンド合金、ガラスなどからなる厚みが数千オン
ク゛ストロ-ムのスペーサである。このスペーサ3は、接合面
1aの一つの辺の一部に配置されている。
【0010】つぎに、前記機能部2の詳細について図2
を参照して説明する。矩形状の機能部2の領域には、合
計6個の固定電極4a、4bが3個ずつ対向して配置さ
ている。可動電極5の4隅部は支持梁6を介して、対向
する固定電極4b、4bにそれぞれ結合されている。ま
た、可動電極5の中辺の端縁と固定電極4a間には、く
し歯電極7が形成され、可動電極5側のくし歯電極7a
と固定電極4a側のくし歯電極7bとの間に静電容量が
生じるようになっている。
【0011】これらの固定電極4a、4b、支持梁6、
くし歯電極7、可動電極5は、支持基板1の上層のシリ
コン層s1を加工して形成される。そして、支持梁6、
くし歯電極7、可動電極5の下の酸化シリコン層iはエ
ッチングにより除かれて空隙が形成され、これらの支持
梁6、くし歯電極7、可動電極5は自由振動可能になっ
ている。
【0012】つぎに、この加速度センサの機能部の動作
について説明する。図2において、可動電極5は、4個
の固定電極4b間に4個の支持梁6を介して支持されて
いるので、例えば、搭載している自動車に加速度が生じ
たとき、矢印方向に振動し、この振動の強弱によりくし
歯電極7(7aと7b間)に形成される静電容量が変化
する。この静電容量の変化を電圧あるいは電流の変化と
して取り出し、加速度センサを搭載している自動車の加
速度を検知するものである。
【0013】図1および図3において、8は例えば、パ
イレックスガラス基板よりなる封止基板で、裏面中央部
に支持基板1の機能部2を蓋被する凹部8aが形成され
る。この凹部8aの周囲には、支持基板1の接合面1a
および固定電極4a、4bの外側に接合される接合面8
bが形成される。この凹部8aは、機能部2に蓋被され
た場合、図2に示す矩形状の破線8a’に位置すること
になる。
【0014】また、封止基板8の凹部8aの縁に沿っ
て、図2に示す支持基板1の固定電極4a、4bの破線
9aに対応する部位に、貫通孔9が形成される。
【0015】図4に示すように、支持基板1の接合面1
aが封止基板8の接合面8bに対応するように、支持基
板1と封止基板8とを重ね合わせる。この場合、スペー
サ3の厚みのため、接合面1a、8b間にはテーパー状
のスペース3aが形成されている。このように、重ね合
わされた支持基板1と封止基板8とを、図示しない陽極
接合装置に配置し、この陽極接合装置を真空排気し、例
えば、400℃程度の温度と電圧を印加して支持基板1
と封止基板8との陽極接合を行う。当初、スペーサ3の
介在していない接合面1a、8b側から接合されてい
く。
【0016】つぎに、図5において、陽極接合の温度が
上昇してスペーサ3の反応もしくは溶融する温度(例え
ば、Alにおいては、500℃程度)以上になると、ス
ペーサ3が反応して支持基板1に拡散していき、もしく
は溶融して外部に流れ出していき、その厚みが徐々に薄
くなっていく。それにつれて、スペース3aも狭くな
り、スペーサ3の介在している接合面1a、8bの反対
側の接合面1a、8bはその接合された面を拡大してい
くことになる。そして、この陽極接合により接合面1
a、8bから化学反応により発生する酸素ガスのうち、
機能部2(凹部8a)に流れ込んだ酸素ガスは、スペー
サ3側のまだ開いているスペース3aから外部(陽極接
合装置内)へ排出されることになる。
【0017】更に、陽極接合の時間が経過し、温度が上
昇すると、このスペーサ3は支持基板1中に徐々に拡散
していき、もしくは溶融して外部に流れ出していき、そ
の厚みが薄くなっていく。そして、スペーサ3は接合面
の外側に配置されているので、このスペーサ3が介在し
ている接合面(接合辺)1a、8bは、機能部2(凹部
8a)の縁側から外側に向かって徐々に接合されてい
く。図6および図7に示すように、最終的には、スペー
ス3は接合面1a、8bから消失し、スペース3aは完
全に接合されることになる。
【0018】したがって、このスペーサ3が介在してい
る接合面(接合辺)1a、8bの陽極接合により発生す
る酸素ガスは機能部2(凹部8a)へはさほど流れ込ま
ず、大部分が外部へ放出される。そのため、機能部2
(凹部8a)に残留する酸素ガスは極僅かな量となり、
その圧力の上昇はスペーサ3を用いない陽極接合に比べ
て低減する。因みに、この機能部2(凹部8a)の真空
度は、数十Pa以下となる。
【0019】つぎに、図7に示すように、貫通孔9にア
ルミニューム(Al)などの金属を充填して、固定電極
4a、4bからの外部への引出端子を形成する。これに
より、本実施例の加速度センサが完成する。
【0020】上記実施例においては、加速度センサの製
造方法について説明したが、本発明は、速度センサ、ジ
ャイロスコープ、圧力計などの小型電子部品の製造にも
適用できるものである。
【0021】
【発明の効果】本発明においては、陽極接合の前段にお
いて、機能部(凹部)から外部に至るスペースはまだ存
在しており、この段階で陽極接合による接合面積の大部
分は接合される。このとき機能部(凹部)に流れ込む酸
素ガスは、この残存しているスペースを通って外部(陽
極接合装置)へ排出される。陽極接合の後段において、
スペーサが介在している接合面(接合辺)も接合されて
いくが、この接合は機能部(凹部)の縁から外側に向か
って進行するので、機能部(凹部)に残留するガスは、
機能部(凹部)が密閉されるときの、機能部(凹部)の
一部の縁端から生じる酸素ガスによるものであるから、
極僅かな量となる。したがって、本発明においては、従
来のように、スペーサを介在しないで陽極接合を行う場
合に比べて、発生ガスによる機能部(凹部)の真空度の
低下が低減することになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明により製造される小型電子部品の一実
施例としての加速度センサの分解斜視図を示すもので、
特に支持基板にスペーサを形成する工程図
【図2】 図1に示す支持基板の平面図
【図3】 支持基板と封止基板とを位置合わせする工程
【図4】 支持基板と封止基板との陽極接合の前期工程
【図5】 支持基板と封止基板との陽極接合の中期工程
【図6】 支持基板と封止基板との陽極接合の後期工程
【図7】 本実施例の製造方法により製造された加速度
センサの完成斜視図
【図8】 従来の小型電子部品の陽極接合を説明する斜
視図
【符号の説明】
1 支持基板 1a、8b 接合面 2 機能部 3 スペーサ 4a、4b 固定電極 5 可動電極 6 支持梁 7、7a、7b くし歯電極 8 封止基板 8a 凹部 9 貫通孔 s1、s2 シリコン層 i 酸化シリコン層

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 機能部の形成された支持基板の接合面
    と、前記機能部を蓋被する凹部の形成された封止基板の
    接合面との間の一部にスペーサを介在させて、前記支持
    基板と前記封止基板とを陽極接合し、前記スペーサを反
    応または溶融させ、前記接合後に前記スペーサが前記接
    合面から除去されていることを特徴とする小型電子部品
    の製造方法。
JP23547896A 1996-09-05 1996-09-05 小型電子部品の製造方法 Pending JPH1082705A (ja)

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