JP2000261002A

JP2000261002A - 小型電子部品及びその製造方法

Info

Publication number: JP2000261002A
Application number: JP11059402A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Atsuji; 健一厚地
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1999-03-05
Filing date: 1999-03-05
Publication date: 2000-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】機能部と外部との間を確実に接続すると共
に、密閉空間を封止する。【解決手段】シリコン基板２の表面、裏面に上側基板
１、下側基板３を面接合し、角速度検出部１２を密閉空
間４内に収容する。また、下側基板３の表面には角速度
検出部１２と対向した検出用電極１９を形成し、検出用
電極１９のリード部１９Ａを下側基板３とシリコン基板
２の電極挟持部１８によって挟む。このとき、リード部
１９Ａの側面近傍には密閉空間４に連通する通気ライン
が形成されると共に、この通気ラインは下側基板３に開
口する連通孔２２に連通する。このため、通気ライン、
連通孔２２を通じて密閉空間４内の排気を行う。そし
て、連通孔２２に導電膜２３を形成し、検出用電極１９
と導電膜２３とを電気的に接続すると共に、通気ライン
を封止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば角速度セン
サ、加速度センサ、メカニカルフィルタ等の小型電子部
品に関し、電気信号を外部に導出する小型電子部品及び
その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、シリコンのマイクロマシニング
技術によって製造された小型電子部品として、角速度セ
ンサ、加速度センサ、メカニカルフィルタ等が広く知ら
れている。また、この種の小型電子部品は、例えば半導
体基板としてのシリコン基板と、該シリコン基板の上，
下側にそれぞれ面接合された絶縁基板としてのガラス基
板とによって構成されている。そして、シリコン基板に
は、例えば角速度の検出を行う機能部が設けられ、該機
能部は２枚のガラス基板によって封止された密閉空間内
に収容されている。

【０００３】また、このような従来技術による小型電子
部品として、ガラス基板の表面に電極膜が設けられ、該
電極膜によって機能部からの信号を取り出すものが知ら
れている（例えば特開平６−１６０４２０号公報等）。
この場合、ガラス基板には、シリコン基板との接合面に
向けて開口した貫通孔が設けられると共に、シリコン基
板には該貫通孔が開口する位置に溝状の段部が形成され
ている。そして、電極膜は、機能部の近傍から段部に向
けて延び、該段部に設けられた連結線を介して貫通孔内
に設けられた金属性被膜に電気的に接続されている。こ
れにより、従来技術による小型電子部品は、シリコン基
板とガラス基板とを面接合するときに、段部に設けた連
結線と貫通孔に設けた金属性被膜とを貫通孔の全周に亘
って接続し、電極膜等の配線処理を行うと共に、貫通孔
の封止を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述した従
来技術では、ガラス基板に形成された電極膜の膜厚寸
法、溝状に形成された段部の深さ寸法、段部内に形成さ
れた連結線の膜厚寸法、貫通孔に設けられた金属性被膜
の膜厚寸法等にばらつきが生じることがある。このた
め、電極膜が連結線に接触せず、これらの間の電気的な
接続ができないことがある。また、上記ばらつきによっ
て段部内の連結線と貫通孔内の金属性被膜とが接続でき
ないことがある。このため、連結線と金属製被膜とによ
って貫通孔を封止することができず、密閉空間内を減圧
状態に保持することができないという問題もある。

【０００５】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は、機能部と外部との間を確実に
接続することができると共に、密閉空間を封止すること
ができる小型電子部品及びその製造方法を提供すること
を目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明は、機能部を有する半導体基板と、該半
導体基板に面接合され前記機能部を収容する密閉空間を
画成する絶縁基板とを備えた小型電子部品に適用され
る。

【０００７】そして、請求項１の発明が採用する構成の
特徴は、前記絶縁基板の表面に設けられ半導体基板との
間に挟まれるリード部と該リード部から前記密閉空間内
に延びる電極部とを有する電極膜と、前記絶縁基板を貫
通し該電極膜のリード部の少なくとも一部を穿って設け
られた連通孔と、該連通孔の内壁に設けられ前記電極膜
のリード部と電気的に接続された導電膜とを備えたこと
にある。

【０００８】このように構成したことにより、電極膜の
リード部と導電膜とを電気的に接続し、導電膜によって
電極膜と外部とを確実に接続することができる。

【０００９】また、請求項２の発明は、半導体基板と絶
縁基板との間には、リード部の側面近傍に位置して密閉
空間から連通孔に延びる通気ラインを設け、該通気ライ
ンは前記導電膜によって封止したことにある。

【００１０】これにより、通気ラインを通じて密閉空間
内のガス等を排気することができると共に、導電膜によ
って通気ラインを封止し、密閉空間を減圧状態で封止す
ることができる。

【００１１】請求項３の発明は、電極膜の電極部を半導
体基板の機能部と対向して設けたことにある。これによ
り、電極膜を外力等によって変位動作する機能部の位置
を検出する検出用電極として用いることができるから、
電極膜からの信号によって小型電子部品に作用する外力
を検出することができる。

【００１２】請求項４の発明は、連通孔を絶縁基板開口
側から半導体基板に漸次縮径するテーパ状に形成したか
ら、絶縁基板開口側から見たときに連通孔の内壁をほぼ
全面に亘って露出させることができ、連通孔の内壁にス
パッタ等の手段を用いて導電膜を容易に形成することが
できる。

【００１３】請求項５の発明は、機能部を角速度、加速
度を含む外力を検出する外力検出部として構成したか
ら、例えば小型電子部品を角速度、加速度等を検出する
角速度センサ、加速度センサとして構成することができ
る。

【００１４】請求項６の発明は、半導体基板に、前記絶
縁基板が接合される面と反対側の面に他の絶縁基板を面
接合したから、半導体基板の表面側と裏面側とに２枚の
絶縁基板を接合し、半導体基板に形成された機能部を封
止することができる。

【００１５】請求項７の発明による小型電子部品の製造
方法は、収容凹部が形成された第１の絶縁基板に半導体
基板を接合する第１の接合工程と、前記半導体基板に前
記収容凹部と対応する位置に機能部を加工する機能部加
工工程と、第１の絶縁基板の表面に前記半導体基板の機
能部と対向した部位に位置する電極部と該電極部から延
びるリード部とを有する電極膜を加工する電極膜加工工
程と、前記電極膜のリード部を半導体基板と第２の絶縁
基板との間に挟んだ状態で前記半導体基板に第２の絶縁
基板を面接合すると共にリード部の側面に沿って通気ラ
インを形成する第２の接合工程と、前記絶縁基板を貫通
し前記電極膜のリード部の少なくとも一部を穿つ連通孔
を加工する連通孔加工工程と、前記通気ラインと連通孔
とを介して前記収容凹部内を脱気する脱気工程と、前記
連通孔の内壁に導電膜を加工し、該導電膜によって前記
電極膜のリード部と電気的に接続すると共に前記通気ラ
インを封止する導電膜加工工程とから構成したことにあ
る。

【００１６】このような小型電子部品の製造方法による
と、第１の接合工程によって第１の絶縁基板と半導体基
板を接合した状態で、機能部加工工程によって半導体基
板に機能部を形成する。一方、電極膜加工工程によって
第２の絶縁基板の表面に電極膜を形成し、第２の接合工
程によって電極膜のリード部を半導体基板と第２の絶縁
基板との間に挟んだ状態で、前記半導体基板に第２の絶
縁基板を面接する。このとき、半導体基板に第２の絶縁
基板との間には、リード部の側面に沿った通気ラインが
形成される。次に、連通孔加工工程によって下側基板に
連通孔を形成し、脱気工程によって通気ラインと連通孔
とを通じて収容凹部内の脱気を行う。最後に、収容凹部
内を脱気した状態で、導電膜加工工程によって連通孔に
導電膜を加工し、電極膜のリード部と導電膜とを電気的
に接続すると共に、収容凹部内を真空状態で封止するこ
とができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
小型電子部品として角速度センサを例に挙げて図１ない
し図１８に基づき詳細に説明する。

【００１８】図において、１はガラス材料等によって形
成され、例えば厚さ寸法が約４００μｍとなった第１の
絶縁基板としての上側基板で、該上側基板１の裏面側の
中央には、角速度検出部１２を収容するための収容凹部
１Ａが形成されている。

【００１９】２は導電性をもった低抵抗な単結晶シリコ
ンによって形成された半導体基板としてのシリコン基板
で、該シリコン基板２には、エッチング処理を施すこと
によって、後述の枠部１１、角速度検出部１２が形成さ
れている。

【００２０】３はガラス材料等によって形成され、例え
ば厚さ寸法が約４００μｍとなった第２の絶縁基板とし
ての下側基板で、該下側基板３の表面外周部は、後述す
るシリコン基板２を面接合するための接合面３Ａとな
り、該接合面３Ａの反対側となる下側基板３の裏面は非
接合面３Ｂとなっている。また、下側基板３の表面中央
部には後述する検出用電極１９が形成されている。そし
て、下側基板３はシリコン基板２の枠部１１等に陽極接
合され、上側基板１と下側基板３との間に密閉空間４を
画成している。

【００２１】１１はシリコン基板２の外周側に設けられ
た枠部で、該枠部１１内には機能部（外力検出部）とし
ての角速度検出部１２が設けられている。また、角速度
検出部１２は、図１に示すように回転軸Ｘ−Ｘの回りに
角速度Ωが作用したとき、この回転軸Ｘ−Ｘ回りの角速
度Ωを検出するものであり、シリコン基板２にエッチン
グ処理を施すことによって形成されている。そして、枠
部１１の表面、裏面に上側基板１、下側基板３を面接合
することによって、角速度検出部１２は、密閉空間４内
に収容されるものである。

【００２２】ここで、角速度検出部１２の構成について
図１ないし図４を参照しつつ説明する。

【００２３】１３，１３，…は下側基板３上に設けられ
た４個の支持部、１４は凹溝部１５によって下側基板３
の表面から離間した状態で設けられ、４本の支持梁１６
によって該各支持部１３に支持された振動体をそれぞれ
示し、該振動体１４はこれらの支持梁１６によって、図
１中の矢示Ａ方向、矢示Ｂ方向に変位可能な状態となっ
ている。また、該振動体１４の両面側にはくし状電極１
４Ａ，１４Ａが設けられている。

【００２４】１７，１７は振動体１４の両側に位置し、
下側基板３上に設けられた電極支持部で、該各電極支持
部１７の両面側にはくし状電極１７Ａが設けられ、該各
くし状電極１７Ａは、振動体１４の各くし状電極１４Ａ
と離間した状態で噛合している。

【００２５】１８は２個の支持部１３間に位置して設け
られた電極挟持部で、該電極挟持部１８は、その表面、
裏面が上側基板１、下側基板３に陽極接合によって面接
合されると共に、下側基板３との間に後述する検出用電
極１９のリード部１９Ａを挟持している。

【００２６】１９は振動体１４の下側に位置して下側基
板３の表面中央部に設けられた電極膜としての検出用電
極で、該検出用電極１９は、図２に示すようにスパッタ
リング、真空蒸着等によって例えば厚さ寸法が０．３μ
ｍ程度となった薄膜状に形成されている。また、該検出
用電極１９は、下側基板３と電極挟持部１８との間に挟
まれたリード部１９Ａと、該リード部１９Ａから下側基
板３の中央部側に向けて延び振動体１４と対向した部位
に設けられた電極部１９Ｂとによって構成されている。

【００２７】そして、振動体１４がコリオリ力により矢
示Ｂ方向に変位したときには、検出用電極１９の電極部
１９Ｂと振動体１４との間の静電容量が変化する。この
ため、検出用電極１９は、この静電容量の変化に応じた
電圧信号等を出力することによって、振動体１４の矢示
Ｂ方向の変位量を検出するものである。

【００２８】２０は下側基板３と電極挟持部１８との間
に位置して検出用電極１９の周縁側に設けられた細管状
の通気ラインで、該通気ライン２０は、検出用電極１９
を挟んだ状態で下側基板３と電極挟持部１８とを接合す
るときに、検出用電極１９の側面近傍がその厚さ寸法分
だけ離間することによって形成される。そして、通気ラ
イン２０の途中位置には後述する連通孔２２に開口して
いる。そして、通気ライン２０は、図３、図４に示すよ
うに基端側が密閉空間４に連通すると共に、先端側が後
述する導電膜２３によって封止されている。

【００２９】２１は下側基板３から電極挟持部１８、検
出用電極１９に亘って形成されたビアホールで、該ビア
ホール２０は下側基板３を貫通して設けられたテーパ状
の連通孔２２と、該連通孔２２の内壁に設けられた導電
膜２３とによって構成されている。

【００３０】２２は下側基板３の非接合面３Ｂに開口し
た連通孔で、該各連通孔２２は、図２に示すように下側
基板３を貫通して設けられたテーパ状の貫通孔部２２Ａ
と、該貫通孔部２２Ａに連通してリード部１９Ａの外縁
側を部分的に穿った略半円形状の切欠部２２Ｂと、シリ
コン基板２のうち電極挟持部１８に貫通孔部２２Ａ、切
欠部２２Ｂに連通して穿設された凹底部２２Ｃとによっ
て構成されている。

【００３１】また、各連通孔２２は、例えば、開口部と
なる非接合面３Ｂ側の直径寸法が約３００μｍ、接合面
３Ａ側の直径寸法が約１００μｍとなっている。このた
め、該各連通孔２２は、下側基板３の非接合面３Ｂ側か
らシリコン基板２側に向かって漸次縮径するテーパ状に
形成されている。

【００３２】２３は各連通孔２２の内壁に設けられた導
電膜で、該導電膜２３は、シリコン基板２の電極挟持部
１８から下側基板３の非接合面３Ｂ（裏面）側に延びて
いる。そして、導電膜２３は、例えばアルミニウム等の
導電性金属材料によって形成され、スパッタリング、真
空蒸着等の手段を用いて例えば１μｍ程度の厚さ寸法を
もって成膜されている。これにより、導電膜２３は、連
通孔２２の切欠部２２Ｂに成膜されることによって、検
出用電極１９のリード部１９Ａに電気的に接続されてい
る。また、導電膜２３は、連通孔２２の内壁全面に亘っ
て形成され、通気ライン２０の先端側を封止している。

【００３３】２４，２４，…は下側基板３から角速度検
出部１２の支持部１３、電極支持部１７に亘って形成さ
れた複数個のビアホール（１個のみ図示）で、該各ビア
ホール２４は、電極挟持部１８側のビアホール２１とほ
ぼ同様に形成され、下側基板３を貫通して設けられたテ
ーパ状の連通孔２５と、該連通孔２５の内壁に設けられ
た導電膜２６とによって構成されている。そして、ビア
ホール２４は、角速度検出部１１の支持部１３、電極支
持部１７と外部とを電気的に接続している。

【００３４】２７，２７，…はビアホール２１，２４の
導電膜２３，２６のうち下側基板３の非接合面３Ｂ側に
位置した部位に形成された半田バンプで、該各半田バン
プ２７は、角速度センサを回路基板（図示せず）に実装
するとき、該回路基板に設けられた電極パッドと導電膜
２３，２６とを電気的に接続するものである。これによ
り、角速度検出部１２は、この各半田バンプ２７を用い
て回路基板上に設けた発振回路、検出回路等（いずれも
図示せず）に角速度Ωに応じた電気信号を出力する。

【００３５】このように構成される角速度センサでは、
振動体１４のくし状電極１４Ａと電極支持部１７のくし
状電極１７Ａとの間には、外部の発振回路から半田バン
プ２７、導電膜２６等を通じて駆動信号が印加され、振
動体１４を矢示Ａ方向に振動させる。この状態で、角速
度センサに回転軸Ｘ−Ｘ回りの角速度Ωが作用すると、
振動体１４にコリオリ力が作用し、このコリオリ力の大
きさに対応して振動体１４が矢示Ｂ方向に変位し、振動
体１４と検出用電極１９との間の離間距離が変化する。

【００３６】このとき、振動体１４、検出用電極１９間
の離間距離に応じて振動体１４と検出用電極１９との間
の静電容量が変化するから、検出用電極１９は、この静
電容量に応じた電圧信号等を導電膜２３、半田バンプ２
７を通じて検出回路に出力する。そして、検出回路は、
検出用電極１９からの電圧信号等から角速度Ωを演算
し、回転軸Ｘ−Ｘ回りに加わる角速度Ωを測定すること
ができる。

【００３７】次に、図５ないし図１６に基づいて、本実
施の形態による角速度センサの製造方法について述べ
る。

【００３８】まず、図５はエッチング処理等の加工を施
す前のシリコン基板２を示し、このシリコン基板２に
は、後述する機能部加工工程により枠部１１、角速度検
出部１２が加工される。

【００３９】そして、図６に示す薄肉部加工工程は、シ
リコン基板２の裏面にマスク（図示せず）を成膜した上
で、エッチング処理によって凹溝部１５を形成し、シリ
コン基板２のうち凹溝部１５に対応した位置が薄肉部２
Ａとなる。

【００４０】次に、図７に示す第１の接合工程は、薄肉
部２Ａを有するシリコン基板２の表面に予め裏面に収容
凹部１Ａが形成された上側基板１を載置する。このと
き、収容凹部１Ａによってシリコン基板２の薄肉部２Ａ
を覆うようにシリコン基板２と上側基板１は略位置合わ
せされる。そして、シリコン基板２と上側基板１とを例
えば４００℃程度の接合温度まで加熱しつつ、シリコン
基板２、上側基板１に例えば１０００Ｖ程度の電圧を印
加し、該シリコン基板２と上側基板１を陽極接合によっ
て面接合する。

【００４１】次に、図８に示す機能部加工工程は、枠部
１１と角速度検出部１２を型取ったマスク（図示せず）
を成膜した上で、シリコン基板２の裏面側からマスクを
通してエッチング処理を施し、該シリコン基板２のうち
上側基板１の収容凹部１Ａに対応した薄肉部２Ａには角
速度検出部１２を形成し、その外側には枠部１１を加工
する。

【００４２】次に、図９に示す電極膜加工工程は、下側
基板３のほぼ中央部にアルミニウム等の導電性金属材料
を０．３μｍ程度の厚さ寸法に亘ってスパッタリング等
の手段を用いて成膜する。これにより、下側基板３の中
央部に、角速度検出部１２と対応した部位が電極部１９
Ｂとなり、電極挟持部１８と対応した部位がリード部１
９Ａとなった検出用電極１９を形成する。

【００４３】次に、図１０ないし図１２に示す第２の接
合工程は、検出用電極１９が形成された下側基板３の表
面にシリコン基板２を載置させた上で、これらを例えば
４００℃程度の接合温度まで加熱しつつ、下側基板３、
シリコン基板２に例えば１０００Ｖ程度の電圧を印加
し、該シリコン基板２と下側基板３とを陽極接合によっ
て面接合する。

【００４４】ここで、下側基板３とシリコン基板２との
間には検出用電極１９が形成されているから、下側基板
３とシリコン基板２は検出用電極１９の厚さ寸法分だけ
離間する。しかし、下側基板３とシリコン基板２との間
には１０００Ｖ程度の電圧が印加されるから、下側基板
３とシリコン基板２は静電引力によって引き付け合うこ
とによって接触する。これにより、これらが接触した部
位で電流が流れることによって、下側基板３とシリコン
基板２とは接合される。

【００４５】このとき、検出用電極１９のリード部１９
Ａは、下側基板３とシリコン基板２との間に挟持される
と共に、電極部１９Ｂは角速度検出部１２の振動体１４
と対面する。

【００４６】そして、下側基板３とシリコン基板２のう
ちリード部１９Ａを挟む部位は、下側基板３とシリコン
基板２が接触することがないから、陽極接合されること
はない。また、下側基板３とシリコン基板２のうちリー
ド部１９Ａの外縁近傍も、検出用電極１９の厚さ寸法だ
け離間し、陽極接合されることはないから、図１２に示
すようにリード部１９Ａの側面に沿って略コ字状の通気
ライン２０が形成される。

【００４７】また、シリコン基板２の表面、裏面に上側
基板１、下側基板３が陽極接合されるから、上側基板１
と下側基板３との間に密閉空間４が画成される。そし
て、この密閉空間４は、通気ライン２０に連通すると共
に、この通気ライン２０は後述の連通孔２２を介して外
部に開口している。

【００４８】図１３に示す連通孔加工工程は、円形状の
連通孔２２，２５を型取ったマスク（図示せず）を下側
基板３の非接合面３Ｂ側に成膜した上で、サンドブラス
ト加工、レーザ加工等の加工手段によって下側基板３に
テーパ状の連通孔２２，２５を加工する。

【００４９】このとき、連通孔２２は、下側基板３を貫
通して設けられた貫通孔部２２Ａと、さらに貫通孔部２
２Ａに連通してリード部１９Ａの外縁側を部分的に穿っ
た略半円形状の切欠部２２Ｂと、電極挟持部１８に穿設
された凹底部２２Ｃとによって構成されている。これに
より、連通孔２２は、非接合面３Ｂ側の直径が約３００
μｍ、接合面３Ａ側の直径が約１００μｍとなって非接
合面３Ｂから接合面３Ａに漸次縮径するテーパ状に形成
され、しかも連通孔２２の深さ寸法が約４５０μｍとな
っているから、凹底部２２Ｃは電極挟持部１８の表面側
に穿設される。

【００５０】また、連通孔２２は、リード部１９Ａの外
縁側を部分的に穿って形成されているから、リード部１
９Ａの外縁近傍に形成された通気ライン２０の中間位置
に接続されている。

【００５１】次に、図１４および図１５に示す脱気工程
は、連通孔加工工程によって連通孔が形成された下側基
板３、シリコン基板２、上側基板１等を減圧雰囲気中に
配置する。このとき、密閉空間４は通気ライン２０を通
じて連通孔２２に連通している。このため、陽極接合に
伴って密閉空間４内に流入した酸素ガス等は、通気ライ
ン２０、連通孔２２を介して外部に排出される。これに
より、密閉空間４を脱気し、密閉空間４はほぼ真空状態
となる。なお、本脱気工程では、後述する導電膜加工工
程に備え、予め下側基板３の非接合面３Ｂ側には、連通
孔２２の位置に合わせてメタルマスク（図示せず）を配
置しておく。

【００５２】最後に、図１６ないし図１８に示す導電膜
加工工程は、下側基板３の非接合面３Ｂ側に設けられた
メタルマスク（図示せず）をマスクとし、例えばスパッ
タ等の手段を用いて、下側基板３の連通孔２２の内壁に
アルミニウム等の金属薄膜を成膜し、導電膜２３を設け
る。このとき、下側基板３、シリコン基板２、上側基板
１等は減圧雰囲気中に保持しておく。これにより、検出
用電極１９のリード部１９Ａと導電膜２３とが切欠部２
２Ｂの位置で半円弧状に接合される。

【００５３】また、導電膜２３は通気ライン２０が開口
した連通孔２２の内壁に成膜される。このため、導電膜
２３のうち通気ライン２０の開口側に成膜された部位
が、図１８に示すように封止部２３Ａとなって通気ライ
ン２０を封止する。この結果、導電膜２３は、密閉空間
４がほぼ真空となった状態で通気ライン２０を封止し、
密閉空間４を減圧状態に保持することができる。

【００５４】さらに、連通孔２２に導電膜２３を成膜す
るのと同時に、連通孔２５には導電膜２６を成膜する。
そして、導電膜２３，２６のうち下側基板３の非接合面
３Ｂに位置した部位には、ニッケルまたは白金等のバン
プ用下地金属を設け、さらにその上に半田（鉛と錫の合
金等）を用いて半田バンプ２７を形成する（図２参
照）。

【００５５】然るに、本実施の形態によれば、第２の接
合工程によって下側基板３と上側基板１との間に密閉空
間４を画成すると共に、下側基板３とシリコン基板２と
の間には該密閉空間４と連通する通気ライン２０を形成
する。そして、連通孔加工工程によって通気ライン２０
の途中位置に連通孔２２を設けているから、通気ライン
２０に連通孔２２を接続することができる。そして、脱
気工程によって下側基板３等を減圧雰囲気中に配置する
から、通気ライン２０と連通孔２２とを通じて密閉空間
４内の酸素ガス等を外部に排出することができる。さら
に、導電膜加工工程によって連通孔２２に導電膜２３を
成膜することができる。

【００５６】この結果、連通孔２２は検出用電極１９の
リード部１９Ａを穿って形成されるから、検出用電極１
９に連通孔２２を構成する切欠部２２Ｂを形成すること
ができると共に、この切欠部２２Ｂを連通孔２２内に露
出させることができる。これにより、連通孔２２に導電
膜２３を形成し、検出用電極１９と導電膜２３とを電気
的に確実に接続することができるから、段部等が設けら
れた従来技術のように検出用電極１９と導電膜２３との
間に断線が生じることがなくなる。

【００５７】また、導電膜２３の封止部２３Ａによって
密閉空間４を減圧状態に保持しつつ通気ライン２０を封
止することができる。このため、角速度検出部１２の振
動体１４に加わる空気抵抗を低減することができるか
ら、振動体１４を高速に、かつ大きな振幅で振動させる
ことができ、角速度の検出感度を向上させることができ
る。

【００５８】そして、検出用電極１９と導電膜２３を通
じて外部に電気的に接続可能な状態にする配線処理と、
密閉空間４を真空状態で封止する封止処理とを同時に行
うことができるから、これらの処理を別途行う場合に比
べて生産性を向上することができる。

【００５９】一方、下側基板接合工程によって下側基板
３とシリコン基板２とを強固に接合した後に、連通孔２
２の穴加工を施すから、サンドブラスト等を用いて下側
基板３に連通孔２２を加工するときに、下側基板３の接
合面３Ａ側にカケ等が生じることがなく、下側基板３と
シリコン基板２との間には連続した連通孔２２を設ける
ことができる。

【００６０】この結果、連通孔２２の内壁にビアホール
２１の導電膜２３を設けるとき、このカケによる導電膜
２３の断線をなくし、該導電膜２３によって角速度検出
部１２と外部の検出回路等との間を確実に電気接続する
ことができる。

【００６１】また、ビアホール２１の連通孔２２は、下
側基板３の非接合面３Ｂから接合面３Ａに向かって漸次
縮径するテーパ状に形成しているから、下側基板３の非
接合面３Ｂ側から見たときに連通孔２２の内壁をほぼ全
面に亘って露出させることができ、連通孔２２の内壁に
スパッタ等の手段を用いて導電膜３２を密着性を高めた
状態で容易に加工することができる。

【００６２】なお、前記実施の形態では、連通孔２２
は、その凹底部２２Ｃが電極挟持部１８に凹設する構成
としたが、本発明はこれに限らず、図１４中に二点鎖線
で示す連通孔２２′のように、凹底部２２Ｃ′を下側基
板３に形成し、電極挟持部１８を貫通するように形成し
てもよい。また、連通孔は、下側基板３、検出用電極１
９、シリコン基板２、上側基板１を下から上に向けて貫
通するように形成してもよい。

【００６３】また、前記実施の形態では、連通孔２２を
下側基板３に穿設された貫通孔部２２Ａと、検出用電極
１９に設けられた切欠部２２Ｂと、電極挟持部１８に設
けられた凹底部２２Ｃとによって構成するものとした
が、図１９および図２０に示す変形例のように、下側基
板３に穿設された貫通孔部３１Ａと、検出用電極１９に
設けられた切欠部３１Ｂと、電極挟持部１８の裏面から
なり貫通孔部３１Ａ等を施蓋する略平面状の底部３１Ｃ
とによって連通孔３１を構成してもよい。

【００６４】この場合、シリコン基板２と下側基板３と
を面接合する前に予め下側基板３にサンドブラスト加工
等を施し、貫通孔部３１Ａを穿設すると共に、該貫通孔
部３１Ａが穿設された下側基板３に検出用電極１９を形
成する。このとき、検出用電極１９のリード部１９Ａに
切欠部３１Ｂが形成される。その後、シリコン基板２と
下側基板３との間に検出用電極１９を挟んだ状態でシリ
コン基板２と下側基板３とを面接合する。これにより、
検出用電極１９のリード部１９Ａ側面近傍には通気ライ
ン２０が形成される。最後に、減圧雰囲気中で連通孔３
１に導電膜３２を形成し、検出用電極１９と導電膜３２
とを接続すると共に、導電膜３２の封止部３２Ａによっ
て通気ライン２０を封止する。

【００６５】また、前記実施の形態では、半導体基板と
してのシリコン基板２の表面、裏面に上側基板１、下側
基板３を面接合するものとしたが、例えば半導体基板を
ＳＯＩ（ＳｉｌｉｃｏｎＯｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ）
基板によって構成した場合には、ＳＯＩ基板の表面に上
側基板を面接合することなく、ＳＯＩ基板の裏側に絶縁
基板としての下側基板を面接合することによって、前記
実施の形態とほぼ同様の角速度センサを形成することが
できる。

【００６６】また、前記実施の形態では、小型電子部品
として角速度センサを例に挙げて説明したが、本発明は
これに限らず、加速度センサ、メカニカルフィルタ等に
適用してもよい。

【００６７】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の発明に
よれば、絶縁基板の表面に設けられ半導体基板との間に
挟まれるリード部と該リード部から前記密閉空間内に延
びる電極部とを有する電極膜と、前記絶縁基板を貫通し
該電極膜のリード部の少なくとも一部を穿って設けられ
た連通孔と、該連通孔の内壁に設けられ前記電極膜のリ
ード部と電気的に接続された導電膜とを備える構成とし
たから、導電膜によって電極膜と外部とを電気的に確実
に接続することができる。

【００６８】また、請求項２の発明によれば、半導体基
板と絶縁基板との間には、リード部の側面近傍に位置し
て密閉空間から連通孔に延びる通気ラインを設け、該通
気ラインは導電膜によって封止したから、通気ラインを
通じて密閉空間内のガス等を排気することができると共
に、導電膜によって通気ラインを封止し、密閉空間を減
圧状態で封止することができる。このため、連通孔に導
電膜を形成することによって、電極膜と導電膜を通じて
外部に電気的に接続可能な状態にする配線処理と、密閉
空間を真空状態で封止する封止処理とを同時に行うこと
ができるから、これらの処理を別途行う場合に比べて生
産性を向上することができる。

【００６９】請求項３の発明によれば、電極膜の電極部
を半導体基板の機能部と対向して設けたから、電極膜を
外力等によって変位動作する機能部の位置を検出する検
出用電極として用いることができ、電極膜からの信号に
よって小型電子部品に作用する外力を検出することがで
きる。

【００７０】請求項４の発明によれば、連通孔を絶縁基
板開口側から半導体基板に漸次縮径するテーパ状に形成
したから、絶縁基板開口側から見たときに連通孔の内壁
をほぼ全面に亘って露出させることができ、連通孔の内
壁にスパッタ等の手段を用いて導電膜を容易に形成する
ことができる。

【００７１】請求項５の発明によれば、機能部を角速
度、加速度を含む外力を検出する外力検出部として構成
したから、例えば小型電子部品を角速度、加速度等を検
出する角速度センサ、加速度センサとして構成すること
ができる。

【００７２】請求項６の発明によれば、半導体基板に、
前記絶縁基板が接合された面と反対側の面に他の絶縁基
板を面接合したから、半導体基板の表面側と裏面側とを
２枚の絶縁基板によって接合し、半導体基板に形成され
た機能部を封止することができる。

【００７３】請求項７の発明による小型電子部品の製造
方法によれば、第１の接合工程、機能部加工工程、電極
膜加工工程、第２の接合工程、連通孔加工工程、脱気工
程、導電膜加工工程とによって構成したから、第１の接
合工程によって第１の絶縁基板と半導体基板とを面接合
して状態で、機能部加工工程によって半導体基板に機能
部を形成する。一方、電極膜加工工程によって絶縁基板
の表面に電極膜を形成する。そして、第２の接合工程に
よって電極膜のリード部を挟んだ状態で半導体基板と絶
縁基板とを面接合し、半導体基板と絶縁基板との間には
リード部の側面に沿った通気ラインを形成する。次に、
連通孔加工工程によって下側基板に連通孔を形成すると
共に、連通孔を通気ラインに連通させる。そして、脱気
工程によって通気ラインと連通孔とを通じて収容凹部内
の脱気を行い、この状態で、導電膜加工工程によって連
通孔に導電膜を成膜する。これにより、電極膜と導電膜
とを確実に電気的に接続することができると共に、導電
膜によって通気ラインを封止し、収容凹部内を減圧状態
に保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態による角速度センサを示す分解斜視
図である。

【図２】図１中の矢示II−II方向からみた角速度センサ
を示す断面図である。

【図３】検出用電極のリード部、通気ライン、連通孔、
導電膜等を示す図２中の矢示 III−III 方向からみた断
面図である。

【図４】通気ライン等を示す図３中の矢示IV−IV方向か
らみた断面図である。

【図５】角速度検出部、枠部を形成する前の状態を示す
シリコン基板の縦断面図である。

【図６】薄肉部加工工程によってシリコン基板に薄肉部
を形成した状態を示す縦断面図である。

【図７】第１の接合工程によってシリコン基板と下側基
板とを陽極接合した状態を示す縦断面図である。

【図８】機能部加工工程によってシリコン基板に角速度
検出部を形成した状態を示す縦断面図である。

【図９】電極膜加工工程によって下側基板に検出用電極
を形成した状態を示す縦断面図である。

【図１０】第２の接合工程によってシリコン基板と下側
基板とを陽極接合する前の状態を示す縦断面図である。

【図１１】シリコン基板と下側基板とを陽極接合した状
態を示す縦断面図である。

【図１２】検出用電極のリード部、通気ライン等を示す
図１１中の矢示 XII−XII 方向からみた断面図である。

【図１３】連通孔加工工程によって下側基板、検出用電
極、角速度検出部に連通孔を形成した状態を示す縦断面
図である。

【図１４】脱気工程によって密閉空間内の気体を排気し
ている状態で連通孔等を拡大して示す拡大断面図であ
る。

【図１５】通気ライン、連通孔等を示す図１４中の矢示
XV−XV方向からみた断面図である。

【図１６】導電膜加工工程によって連通孔の内壁に導電
膜を形成した状態を示す縦断面図である。

【図１７】図１６中の連通孔等を拡大して示す拡大断面
図である。

【図１８】通気ライン、連通孔、導電膜を拡大して示す
図１７中の矢示 XVIII−XVIII 方向からみた拡大断面図
である。

【図１９】本発明の変形例による連通孔等を拡大して示
す拡大断面図である。

【図２０】通気ライン、連通孔、導電膜を拡大して示す
図１９中の矢示XX−XX方向からみた拡大断面図である。

【符号の説明】

１上側基板（第１の絶縁基板）１Ａ収容凹部２シリコン基板（半導体基板）３下側基板（第２の絶縁基板）４密閉空間１２角速度検出部（機能部）１８電極挟持部１９検出用電極（電極膜）１９Ａリード部１９Ｂ電極部２０通気ライン２２，３１連通孔２３，３２導電膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機能部を有する半導体基板と、該半導体
基板に面接合され前記機能部を収容する密閉空間を画成
する絶縁基板とを備えた小型電子部品において、前記絶
縁基板の表面に設けられ半導体基板との間に挟まれるリ
ード部と該リード部から前記密閉空間内に延びる電極部
とを有する電極膜と、前記絶縁基板を貫通し該電極膜の
リード部の少なくとも一部を穿って設けられた連通孔
と、該連通孔の内壁に設けられ前記電極膜のリード部と
電気的に接続された導電膜とを備える構成としたことを
特徴とする小型電子部品。
【請求項２】前記半導体基板と絶縁基板との間には、
リード部の側面近傍に位置して密閉空間から連通孔に延
びる通気ラインを設け、該通気ラインは前記導電膜によ
って封止してなる請求項１に記載の小型電子部品。
【請求項３】前記電極膜の電極部は前記半導体基板の
機能部と対向してなる請求項１または２に記載の小型電
子部品。
【請求項４】前記連通孔は、絶縁基板開口側から半導
体基板に漸次縮径するテーパ状に形成してなる請求項
１，２または３に記載の小型電子部品。
【請求項５】前記機能部は、角速度、加速度を含む外
力を検出する外力検出部として構成してなる請求項１，
２，３または４に記載の小型電子部品。
【請求項６】前記半導体基板には、前記絶縁基板が接
合される面と反対側の面に他の絶縁基板を面接合してな
る請求項１，２，３，４または５に記載の小型電子部
品。
【請求項７】収容凹部が形成された第１の絶縁基板に
半導体基板を接合する第１の接合工程と、前記半導体基板に前記収容凹部と対応する位置に機能部
を加工する機能部加工工程と、第１の絶縁基板の表面に前記半導体基板の機能部と対向
した部位に位置する電極部と該電極部から延びるリード
部とを有する電極膜を加工する電極膜加工工程と、前記電極膜のリード部を半導体基板と第２の絶縁基板と
の間に挟んだ状態で前記半導体基板に第２の絶縁基板を
面接合すると共にリード部の側面に沿って通気ラインを
形成する第２の接合工程と、前記絶縁基板を貫通し前記電極膜のリード部の少なくと
も一部を穿つ連通孔を加工する連通孔加工工程と、前記通気ラインと連通孔とを介して前記収容凹部内を脱
気する脱気工程と、前記連通孔の内壁に導電膜を加工し、該導電膜によって
前記電極膜のリード部と電気的に接続すると共に前記通
気ラインを封止する導電膜加工工程とから構成してなる
小型電子部品の製造方法。