(57)【要約】【課題】  特に、シリコン基板に作用する回路基板との熱膨張差に起因した応力を低減でき、さらに、簡単且つ適切に、圧力センサが回路基板上に半田付けされていることを確認できる物理量センサ及びその製造方法、ならびに、物理量センサ実装構造を提供することを目的としている。【解決手段】  シリコン基板２、３と、シリコン基板２，３に形成された変位部（ダイアフラム）８と、変位部の変位量を検出するための検出素子と、検出素子に電気的に接続され、前記シリコン基板に形成された電極パッド１１と、前記電極パッド１１に接合されたインターポーザ１５と、を有する。インターポーザ１５は、支持基板１７と、電極パッド１１との接合面（第１面）から第２面にかけて形成される導通部１８と、前記導通部１８の第２面側と電気的に接続され、側面に露出して形成された半田フィレット形成部２２と、を有して構成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン基板と、前記シリコン基板に形成され、物理量の変化に応じて変位する変位部と、前記変位部の変位量を検出するための検出素子と、前記検出素子に電気的に接続され、前記シリコン基板の一方の面に形成された電極パッドと、前記電極パッドに接合されたインターポーザと、を有し、
前記インターポーザは、支持基板と、前記支持基板に支持されるとともに前記電極パッドと電気的に接続され、前記電極パッドとの接合面である第１面から前記第１面との逆面である第２面にかけて形成される導通部と、前記導通部の第２面側と電気的に接続され、側面に露出して形成された半田フィレット形成部と、を有して構成されることを特徴とする物理量センサ。
【請求項２】
前記半田フィレット形成部は、前記インターポーザの第２面側端部に形成される請求項１記載の物理量センサ。
【請求項３】
前記インターポーザの隅部に、前記第１面から前記第２面に至る前記導通部が形成されている請求項１又は２に記載の物理量センサ。
【請求項４】
前記導通部の第２面側隅部に、面取り形状あるいは切欠き形状の前記半田フィレット形成部が形成されている請求項３記載の物理量センサ。
【請求項５】
前記支持基板は、ガラスで形成され、前記導通部はシリコンで形成されている請求項１ないし４のいずれかに記載の物理量センサ。
【請求項６】
前記電極パッドは、前記変位部と同じ形成面側に形成されている請求項１ないし５のいずれかに記載の物理量センサ。
【請求項７】
前記変位部は圧力を受けて変位するダイアフラムであり、前記支持基板には前記ダイアフラムに通じる通気口が形成されている請求項６記載の物理量センサ。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載された物理量センサと、前記物理量センサが実装される回路基板と、を有し、
前記半田フィレット形成部と前記回路基板の半田ランド部間が半田付けされて、半田フィレットが形成されていることを特徴とする物理量センサ実装構造。
【請求項９】
シリコン基板と、前記シリコン基板に形成され、物理量の変化に応じて変位する変位部と、前記変位部の変位量を検出するための検出素子と、前記検出素子に電気的に接続され、前記シリコン基板の一方の面に形成された電極パッドと、前記電極パッドに接合されたインターポーザと、を有するものであり、
前記インターポーザを、
突起状の導通部を形成する工程、
前記導通部の周囲を支持基板を構成する材料にて埋める工程、
前記導通部の露出する上下面のうち、一方の面を第１面、他方の面を第２面としたとき、前記第２面に凹部を形成する工程、
前記導通部が前記凹部の位置で分断されるようにダイシングして、前記導通部の第２面側端部に、切欠き形状あるいは面取り形状の半田フィレット形成部を形成する工程、を有して形成し、
続いて、前記インターポーザの前記第１面に露出した前記導通部と前記電極パッド間を接合する工程、
を有することを特徴とする物理量センサの製造方法。
【請求項１０】
シリコン基板の上面にエッチングにより前記導通部を形成する工程、
前記導通部の周囲をガラス材によって埋め、前記シリコン基板と前記ガラス材から成るインターポーザ基板を形成する工程、
前記第１面及び前記第２面の双方から前記導通部が露出するように、前記インターポーザ基板の上下面を削る工程、
前記導通部の前記第２面上から前記凹部にかけて導通パッドを形成し、前記導通パッドを有して構成される前記半田フィレット形成部を形成する工程、
を有する請求項９記載の物理量センサの製造方法。
【請求項１１】
前記凹部の位置でダイシングの方向を直交させて、前記導通部を分断する請求項９又は１０に記載の物理量センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、ＭＥＭＳ技術を用いて形成された物理量センサ及びその製造方法、ならびに、物理量センサ実装構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳ（微小電気機械システム：Micro Electro Mechanical System）技術を用いて形成された圧力センサは、シリコン基板に形成されたダイアフラムと、ダイアフラムの変位量を検出するための検出素子等を有して構成される。
【０００３】
検出素子に電気的に接続される電極パッドはシリコン基板表面（ダイアフラム形成面及びその逆面も含む）に形成されている。そして従来では、圧力センサが、回路基板上に直接、電極パッドの部分にて、半田付けにより実装されていた。
【０００４】
このため、従来構造では、圧力センサを構成するシリコン基板と回路基板との熱膨張差に起因した応力が、ダイアフラム等を備える前記シリコン基板に直接作用することにより、圧力センサの検出精度が低下したり、ばらつきが生じる問題があった。
【０００５】
また、従来構造では、圧力センサが適切に回路基板上に半田付けされているか確認することが難しかった。
【特許文献１】特開２００４−１７７３４３号公報
【特許文献２】特開２００７−１９８８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、シリコン基板に作用する回路基板との熱膨張差に起因した応力を低減でき、さらに、簡単且つ適切に、圧力センサが回路基板上に半田付けされていることを確認できる物理量センサ及びその製造方法、ならびに、物理量センサ実装構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明における物理量センサは、
シリコン基板と、前記シリコン基板に形成され、物理量の変化に応じて変位する変位部と、前記変位部の変位量を検出するための検出素子と、前記検出素子に電気的に接続され、前記シリコン基板の一方の面に形成された電極パッドと、前記電極パッドに接合されたインターポーザと、を有し、
前記インターポーザは、支持基板と、前記支持基板に支持されるとともに前記電極パッドと電気的に接続され、前記電極パッドとの接合面である第１面から前記第１面との逆面である第２面にかけて形成される導通部と、前記導通部の第２面側に電気的に接続され、側面に露出して形成された半田フィレット形成部と、を有して構成されることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の構成によれば、インターポーザを備えることで、物理量センサを回路基板上に実装したとき、シリコン基板に作用する回路基板との熱膨張差に起因した応力を低減できる。また、物理量センサを回路基板上に半田付けにて実装したときに、半田フィレット形成部に適切に半田フィレットを形成できる。よって、物理量センサが回路基板上に半田付けされていることを簡単且つ適切に確認することが可能である。
【０００９】
本発明では、前記半田フィレット形成部は、前記インターポーザの第２面側端部に形成されることが好ましい。
【００１０】
また本発明では、前記インターポーザの隅部に、前記第１面から前記第２面に至る前記導通部が形成されていることが好ましい。これにより、導通部の平面面積を大きく形成しやすく、導通部の電気抵抗値を効果的に小さく出来る。また、半田フィレット形成部を形成しやすい。さらに、インターポーザとシリコン基板間の接合構造を安定したものに出来る。
【００１１】
また本発明では、前記導通部の第２面側隅部に、面取り形状あるいは切欠き形状の前記半田フィレット形成部が形成されていることが好ましい。これにより、半田フィレット形成部を適切に形成できる。また半田フィレット形成部と回路基板間に容易に半田フィレットを形成できる。
【００１２】
また本発明では、前記支持基板は、ガラスで形成され、前記導通部はシリコンで形成されていることが好ましい。これにより、物理量センサを回路基板上に実装したとき、シリコン基板に作用する回路基板との熱膨張差に起因した応力をより効果的に低減できる。
【００１３】
また本発明では、前記電極パッドは、前記変位部と同じ形成面側に形成されていることが好ましい。これにより、変位部がインターポーザと対向した位置関係になり、変位部をインターポーザにより適切に保護できる。
【００１４】
本発明では、前記変位部は圧力を受けて変位するダイアフラムであり、前記支持基板には前記ダイアフラムに通じる通気口が形成されていることが好ましい。
【００１５】
また本発明における物理量センサ実装構造は、上記のいずれかに記載された物理量センサと、前記物理量センサが実装される回路基板と、を有し、
前記半田フィレット形成部と前記回路基板の半田ランド部間が半田付けされて、半田フィレットが形成されていることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の物理量センサ実装構造によれば、シリコン基板に作用する回路基板との熱膨張差に起因した応力を低減できる。また、半田フィレットの形成により、物理量センサが回路基板上に半田付けされていることを簡単且つ適切に確認することが可能である。
【００１７】
また本発明における物理量センサの製造方法は、
シリコン基板と、前記シリコン基板に形成され、物理量の変化に応じて変位する変位部と、前記変位部の変位量を検出するための検出素子と、前記検出素子に電気的に接続され、前記シリコン基板の一方の面に形成された電極パッドと、前記電極パッドに接合されたインターポーザと、を有するものであり、
前記インターポーザを、
突起状の導通部を形成する工程、
前記導通部の周囲を支持基板を構成する材料にて埋める工程、
前記導通部の露出する上下面のうち、一方の面を第１面、他方の面を第２面としたとき、前記第２面に凹部を形成する工程、
前記導通部が前記凹部の位置で分断されるようにダイシングして、前記導通部の第２面側端部に、切欠き形状あるいは面取り形状の半田フィレット形成部を形成する工程、を有して形成し、
続いて、前記インターポーザの前記第１面に露出した前記導通部と前記電極パッド間を接合する工程、
を有することを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の物理量センサの製造方法によれば、簡単且つ適切に、支持基板、導通部及び半田フィレット形成部を備えるインターポーザを形成できる。特に本発明では、導通部の第２面側端部に、切欠き形状あるいは面取り形状の半田フィレット形成部を簡単且つ適切に形成できる。
【００１９】
そして本発明では、物理量センサを回路基板上に実装したとき、シリコン基板に作用する回路基板との熱膨張差に起因した応力を低減でき、また、物理量センサが回路基板上に半田付けされていることを容易に確認できる物理量センサを簡単且つ適切に製造することが出来る。
【００２０】
本発明では、シリコン基板の上面にエッチングにより前記導通部を形成する工程、
前記導通部の周囲をガラス材によって埋め、前記シリコン基板と前記ガラス材から成るインターポーザ基板を形成する工程、
前記第１面及び前記第２面の双方から前記導通部が露出するように、前記インターポーザ基板の上下面を削る工程、
前記導通部の前記第２面上から前記凹部にかけて導通パッドを形成し、前記導通パッドを有して構成される前記半田フィレット形成部を形成する工程、
を有することが好ましい。これにより、物理量センサを回路基板上に実装したとき、シリコン基板に作用する回路基板との熱膨張差に起因した応力をより効果的に低減できる物理量センサを製造できる。
【００２１】
また本発明では、前記凹部の位置でダイシングの方向を直交させて、前記導通部を分断することが好ましい。これにより、導通部をインターポーザの隅部に形成できるとともに、導通部の第２面側隅部に、面取り形状あるいは切欠き形状の半田フィレット形成部を形成できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、物理量センサを回路基板上に実装したとき、シリコン基板に作用する回路基板との熱膨張差に起因した応力を低減できる。また、物理量センサを回路基板上に半田付けにて実装したときに、半田フィレット形成部に適切に半田フィレットを形成できる。よって、物理量センサが回路基板上に半田付けされていることを簡単且つ適切に確認することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、本実施形態における圧力センサ（物理量センサ）の斜視図、図２は、図１に示す圧力センサをＡ−Ａ線に沿って高さ方向（厚さ方向）から切断した切断面を示す断面図、図３は、本実施形態の圧力センサと回路基板との実装構造を示す断面図、図４ないし図９は、図２とは異なる本実施形態の圧力センサの断面図、図１０は、圧力センサのダイアフラム形成面の平面図、である。
【００２４】
図１，図２に示すピエゾ抵抗型圧力センサ１は、例えば、絶対圧検知用（すなわちキャビティ内が真空である）である。
【００２５】
図１，図２に示すピエゾ抵抗型圧力センサ１は、第１シリコン基板２と、第２シリコン基板３とを有して構成される。例えば第１シリコン基板２及び第２シリコン基板３の間には、酸化絶縁層（ＳｉＯ2層）が介在し、３層のＳＯＩ基板を構成している。
【００２６】
図２に示すように、第１シリコン基板２の上面には、キャビティ（凹部）７が形成される。図２及び図１０に示すように、キャビティ７の上側に位置する第２シリコン基板３によりダイアフラム８が形成されている。図１０に示すように、キャビティ７及びダイアフラム８は平面視にてピエゾ抵抗型圧力センサ１の略中央位置に形成され、キャビティ７及びダイアフラム８の平面視形状は略矩形状である。
【００２７】
図１０に示すように、ダイアフラム８の周囲は第２シリコン基板３に圧力が作用しても歪みが生じない固定領域９である。
【００２８】
ダイアフラム８の４辺の各縁部の略中央には、ピエゾ素子Ｂ〜Ｅが形成される。図１０に示すように、第１ピエゾ素子Ｂと第２ピエゾ素子Ｃとが第１の出力パッド１１を介して直列接続される。また、第３ピエゾ素子Ｄと第４ピエゾ素子Ｅとが第２の出力パッド１２を介して直列接続される。
【００２９】
第１ピエゾ素子Ｂと第３ピエゾ素子Ｄは入力パッド１３を介して、及び、第２ピエゾ素子Ｃと第４ピエゾ素子Ｅはグランドパッド１４を介して、夫々接続される。各ピエゾ素子Ｂ〜Ｅに接続される配線層１０は固定領域９上に延出形成され、各パッド１１〜１４は固定領域９の四隅近傍に設けられている。配線層１０や各電極パッド１１〜１４はスパッタやメッキによりＡｕやＡｌ等の良導体で形成される。
【００３０】
ダイアフラム８が圧力を受けて歪んだときに、第２ピエゾ素子Ｃ及び前記第３ピエゾ素子Ｄの抵抗値の増減傾向と、第１ピエゾ素子Ｂ及び前記第４ピエゾ素子Ｅの抵抗値の増減傾向とが逆傾向となるように、各ピエゾ素子Ｂ〜Ｅが配置されている。図１では各ピエゾ素子Ｂ〜Ｅの平面視形状が略矩形状となっているが例えばミアンダ形状で形成することが可能である。
【００３１】
各電極パッド１１〜１４は例えば図２に示すようなバンプ形状であるが、形状を限定するものではない。
【００３２】
図１，図２に示すように、第２シリコン基板３側に、インターポーザ１５が設けられている。図１，図２に示すようにインターポーザ１５の略中央部には、上面（第２面）から下面（第１面）に向けて貫通する通気口１６が形成されている。この実施形態では、通気口１６の平面形状は円形状であるが、形状を限定するものではない。
【００３３】
インターポーザ１５は、支持基板１７と、支持基板１７に支持された導通部１８と、半田フィレット形成部２２を有して構成される。
【００３４】
図１に示すように支持基板１７は、所定の厚みがあり、平面が略矩形状の（直方体状の）基板の四隅を上面（第２面）１７ｅから下面（第１面）１７ｆに向けて凹形状に切り欠いた形状である。
【００３５】
支持基板１７に形成された凹部２６内にそれぞれ、導通部１８が設けられる。
よって、各導通部１８は、支持基板１７の上面１７ｅから下面１７ｆにかけて形成され、上面１７ｅ及び下面１７ｆで露出している。またこの実施形態では、インターポーザ１５の四隅に形成された各凹部２６内に各導通部１８が設けられるため、各導通部１８の側面の一部も露出している。この実施形態では、各導通部１８は直方体状であり、各導通部１８の露出した側面は、支持基板１７の側面１７ｇと同一面で形成されている。
【００３６】
ここで、導通部１８の形成位置は、後述する変形例にも示すようにインターポーザ１５の隅部に限定されない。例えば、支持基板１７の側面１７ｇの略中央位置に凹形状に切欠いて、その凹部内に導通部１８が形成される形態でもよい。特に、インターポーザ１５が円形等の多角形状でない場合、インターポーザ１５の任意の側面位置に導通部１８を設けるようにすることが好適である。ただしインターポーザ１５が多角形状である場合、導通部１８をインターポーザ１５の隅部に形成することが好適である。
【００３７】
図１，図２に示すように、各導通部１８の上面側隅部（第２面側隅部）に切り欠き形状の半田フィレット形成部２２が形成されている。図２に示すように、各半田フィレット形成部２２の表面には、導通パッド２７が形成されている。各導通パッド２７は、各導通部１８の上面（第２面）にまで延出して形成されている。
【００３８】
図２に示すように、インターポーザ１５の各導通部１８の下面（第１面）と、各電極パッド１１〜１４間が接合層２８を介して接合されている。これにより導通部１８と電極パッド１１〜１４とが電気的に接続される。
【００３９】
本実施形態では、支持基板１７はガラス（例えばパイレックス（登録商標））で形成されることが好ましい。また導通部１８は、第１シリコン基板２や第２シリコン基板３と同じシリコンで形成されることが好ましい。また、接合層２８は導電性材料であれば特に材質を限定しないが、電極パッド１１〜１４と接合層２３とで共晶を作るなどして、接合強度を高めることが可能な材質を選択することが好適である。また導通パッド２７は半田濡れ性に優れたＮｉ、Ｃｕ等を有する材質で形成されることが好適である。
【００４０】
図１，図２に示す圧力センサ１を回路基板３０上に実装した図が図３である。図３に示すように圧力センサ１を図１，図２の状態から反転させて、インターポーザ１５を回路基板３０上に対向させる。そして、インターポーザ１５に形成された各半田フィレット形成部２２と回路基板３０の各半田ランド部３１との間が半田付けされる。図３に示すように圧力センサ１の側面から外側にはみ出して、半田フィレット３２が形成される。
【００４１】
本実施形態における圧力センサ１は、第２シリコン基板３に形成された電極パッド１１〜１４に接合されるインターポーザ１５を備えている。したがって、図３に示すように圧力センサ１を回路基板３０上に実装したときに、シリコン基板２，３と回路基板３０との間にはインターポーザ１５が介在するため、シリコン基板２，３に作用する回路基板３０との熱膨張差に起因した応力を低減することが出来る。また、本実施形態では、インターポーザ１５に導通部１８の数に対応した半田フィレット形成部２２が設けられている。半田フィレット形成部２２は、導通部１８の第２面（電極パッド１１〜１４との接合面（第１面）の逆面）に電気的に接続され、インターポーザ１５の側面に露出して形成される。半田フィレット形成部２２は、インターポーザ１５の第２面側端部に形成されることが好適である。ここで「第２面側端部」とは、側面と第２面との間の端部を意味する。図１〜図３は、半田フィレット形成部２２が、インターポーザ１５の第２面側端部に形成された形態である。さらに、図１〜図３に示す半田フィレット形成部２２は、「第２面側端部」よりも狭い概念である「第２面側隅部」に形成されている。
【００４２】
本実施形態では、このように半田フィレット形成部２２を備えることで、図３に示すように、圧力センサ１を回路基板３０上に半田付けにて実装したときに、半田フィレット形成部２２に半田フィレット３２を形成することが可能である。半田フィレット３２は、裾部が圧力センサ１の外周面から外方に向けて広がった形態であり、圧力センサ１を真上から見たときに、はみ出した半田フィレット３２を確認できる。よって、圧力センサ１が回路基板３０上に半田付けられていることを簡単に確認することが可能である。
【００４３】
本実施形態では、各導通部１８をインターポーザ１５の四隅に形成している。導通部１８をインターポーザ１５の隅部に形成すれば、各導通部１８をインターポーザ１５の２つの側面に露出する位置まで最大限に大きく形成でき、また少なくとも隅部周辺をシリコン基板側の固定領域９との対向領域にできるため、導通部１８の平面面積を大きく形成しやすい。したがって、導通部１８の電気抵抗値を低減できる。また導通部１８の側面が露出しているので、この露出している側面の一部を加工することで、半田フィレット形成部２２を簡単に形成することが出来る。また、導通部１８の側面と第２面間の稜線Ｇ（図１参照）に対して、斜めに切り欠いて、半田フィレット形成部２２を形成することで、圧力センサ１の中央位置から対称位置に半田フィレット形成部２２を形成できる。また、半田フィレット形成部２２を簡単且つ適切に形成できる。なお、半田フィレット形成部２２は、図２に示すような切欠き形状以外に、図４のような面取り形状であってもよい。なおこの実施形態において、「切欠き形状」とは図２のように凹んだような形状を指し、「面取り形状」とは、第２面と側面間を斜めに直線状に切断したような形状を指す。「切欠き形状」には図２に示すように湾曲した形状のほかに、略Ｌ字形の形状や階段状のようなものも含む。
【００４４】
また、導通部１８を、支持基板１７の四隅に形成せず、例えば、支持基板１７の側面１７ｇの略中央位置に形成したような場合は、半田フィレット形成部２２を、導通部１８の第２面側端部に切欠き形状や面取り形状で形成することが好適である。
【００４５】
本実施形態では、導通部１８は、シリコンで形成され、支持基板１７はガラスで形成されることが好ましい。ガラスの熱膨張係数はシリコンの熱膨張係数に近い。よって、シリコン基板２，３と、インターポーザ１５間の熱膨張係数の差は非常に小さい。したがって、熱膨張差に起因したシリコン基板２，３に作用する応力をより効果的に、低減することが出来る。
【００４６】
また図２，図１０等に示すように、電極パッド１１〜１４は、変位部であるダイアフラム８と同じ形成面側に形成されている。これにより、図２等に示すように、インターポーザ１５が、ダイアフラム８と対向した位置関係になる。したがって、ダイアフラム８をインターポーザ１５により適切に保護することが出来る。
【００４７】
図５以降に本実施形態の変形例を示す。図５に示す形態では、導通部１８及び、支持基板１７が共にシリコンで形成され、導通部１８と支持基板１７の間が絶縁層３３により絶縁されている。このように、導通部１８及び支持基板１７をシリコンで形成することで、シリコン基板に作用する回路基板との熱膨張差に起因した応力をより効果的に、低減できる。
【００４８】
図５，図６に示す形態では、導通部１８が、支持基板１７の四隅に形成されず、支持基板１７の内部位置に形成される。よって導通部１８は、上面と下面だけが支持基板１７から露出している。図６に示すように、支持基板１７の四隅には切欠き形状の半田フィレット形成部が形成され、導通部１８の上面（第２面）から半田フィレット形成部２２に至る導通パッド２７が形成されている。
【００４９】
本実施形態では、導通部１８はシリコン以外の材質であってもよい。例えば、ＡｕやＣｕといった金属材料で形成されてもよいが、上記したように、導通部１８をシリコンで形成することがより好適である。また、支持基板１７もガラス以外の絶縁材料で形成されてもよいが、上記したように支持基板１７をガラスで形成することがより好適である。
【００５０】
図７に示す形態では、インターポーザ１５と第２シリコン基板３間を支持する支持部４０が設けられる。図７以外の形態では、インターポーザ１５と第２シリコン基板３間が電極パッド１１〜１４の部分のみで支持されていたが、図７のように、支持部４０を設けることで、インターポーザ１５と第２シリコン基板３間をより確実に支持できる。支持部４０は、電極パッド１１〜１４と対向しない固定領域９（図１０参照）との空間領域に形成される。支持部４０はシリコンあるいはガラスで形成されることが好適である。例えば、支持部４０は、電極パッド１１〜１４と同じ形成工程で形成し（係る場合、支持部４０は電極パッドと同じ金属材料である）、インターポーザ１５側には、接合層２８と同じ形成工程で、支持部４０と対向する位置に接合層を形成しておく。そして、支持部４０と接合層間、及び電極パッド１１〜１４と接合層２８間を接合する。
【００５１】
図８に示す形態では、インターポーザ１５の厚さ（高さ）方向に形成された通気口１６の孔径が他の形態に比べて小さく形成されている。そして図８では、支持基板１７の第２シリコン基板３と対向する面側に通気口１６と連通した凹部４１が形成されている。図８に示す形態では、通気口１６の孔径が小さくされているので異物が通気口１６を通って、ダイアフラム８とインターポーザ１５間に溜まるのを抑制できる。またダイアフラム８に対する外的接触等を抑制できる。また仮に異物が通気口１６を通ってダイアフラム８とインターポーザ１５間に入り込んでも、径が大きい凹部４１が設けられているので、検出感度の低下を抑制できる。
【００５２】
図９に示す形態では、インターポーザ１５の第２シリコン基板３との対向面（第２面）に、側面にまで通じる凹形状の通気口４２が形成されている。よって、インターポーザ１５の厚さ（高さ）方向に通気口を設ける形態に比べて異物進入を抑制できる。通気口４２は２以上の側面間を繋ぐように形成されていてもよいし、あるいは通気口４２はインターポーザ１５のシリコン基板との対向面（第２面）の途中位置で途切れるように形成されていてもよい。
【００５３】
次に、本実施形態の圧力センサ１のうち、特にインターポーザ１５の製造方法について説明する。以下では、一つの基板から複数個のインターポーザを形成する製造方法を説明する。
【００５４】
図１１に示す工程では、シリコン基板５０上にレジスト等のマスク層５１を形成する。これらマスク層５１は、シリコン基板５０の導通部１８となる位置に設けられる。そして、ＳｉディープＲＩＥ等で、マスク層５１に覆われていないシリコン基板５０を所定深さまで削り込む（図１１の点線に沿ってシリコン基板５０が削られる）。これによりシリコン基板５０には複数の突状部５３が形成される。
【００５５】
図１２に示す工程では、突状部５３上のマスク層５１を除去する。続いて、加熱して軟質状態のガラス材５２を、突状部５３と対向させ、ガラス材５２をプレスして突状部５３間をガラス材５２により埋める（図１３参照）。なお軟質状態はゴム状態であっても、液体状態であってもどちらでもよい。液体状態では、ガラス材５２を突状部５３間に流し込んで、突状部５３間をガラス材５２により埋めることが出来る。以下、突状部５３を「導通部」、ガラス材５２を「支持基板」と称する。
【００５６】
続いて図１３に示す工程では、導通部５３間を連設しているシリコン基板５０の部分と、導通部５３上に位置する支持基板５２をラッピングして除去する（図１３に示す点線部分までラッピングする）。これにより、シリコンで形成された導通部５３の上面（第２面）と下面（第１面）とが露出し、且つ導通部５３の周囲に支持基板５２が形成されたインターポーザ基板５４が完成する。
【００５７】
続いて図１４に示す工程では、インターポーザ基板５４の上面のうち、各導通部５３の略中央部上を除いてマスク層５５を形成し、マスク層５５に覆われていない導通部５３上にエッチングにて凹部５６を形成する。等方性エッチングでは図１４に示すように凹部５６の底面は丸みを帯びる。一方、異方性エッチングでは図１５のように、凹部５６の底面が略Ｖ字状となる。
【００５８】
続いて図１６に示す工程では、マスク層５５を除去する。さらに、導通部５３に形成された凹部５６内から導通部５３の上面にかけて導通パッド５７を形成する。また導通部５３の下面（第１面）側に接合層５８を形成する。さらに支持基板５２に通気口５９を形成する。
【００５９】
続いて図１７に示すように、インターポーザ基板５４に形成された接合層５８と、シリコン基板６０の表面に形成された電極パッド１１〜１４とを対向させて、インターポーザ基板５４とシリコン基板６０間を接合する。なおこの時点で既にシリコン基板６０にはダイアフラム８、キャビティ７及び図１０に示す配線層１０等が形成されている。
【００６０】
図１７に示す点線は、インターポーザ基板５４及びシリコン基板６０に対するダイシングの位置を示している。図１７に示すように、導通部５３の上面（第２面）に形成された凹部５６の略中央位置でダイシング方向を直交させて、導通部５３を分断する。これにより、図１に示す圧力センサを複数個、同じ基板から得ることが出来る。図１４から作られる圧力センサは図２に示す断面形状となり、図１５から作られる圧力センサは図４に示す断面形状となる。
【００６１】
図１４や図１５に示すように導通部５３の上面（第２面）に凹部５６を形成して、導通部５３を凹部５６の略中央位置で直交に分断することで、支持基板５２の四隅に導通部５３を形成でき、また導通部５３の上面側隅部（第２面側隅部）に切り欠き形状（図１４）あるいは面取り形状（図１５）の半田フィレット形成部を成することができる。
【００６２】
半田フィレット形成部の形成は上記以外の方法、例えば、個々の圧力センサに切り出した後に、半田フィレット形成部を形成することも出来るが、上記の方法によれば、各圧力センサ毎に切り出すだけで、簡単且つ適切に半田フィレット形成部を形成することが可能である。
【００６３】
なお、図１７のように導通部５３に形成された凹部５６の位置でダイシング方向を直交させることで、各インターポーザの隅部に導通部を形成できるが、これは好ましい一例であって、導通部の形成位置に応じてダイシングの位置を変更することが可能である。ただし、導通部５３に形成された凹部５６の位置でダイシングし、導通部５３を分断することが、簡単且つ適切に半田フィレット形成部を形成することができ好適である。
【００６４】
また支持基板と導通部より構成されるインターポーザ基板の製造方法は上記以外であってもよい。例えば支持基板に貫通する複数の孔を予め形成し、この孔内に導通部を構成する導電材料を流し込む等して導通部を形成する。ただし、ガラスから形成される支持基板と、シリコンから形成される導通部のインターポーザ基板は上記した製造方法で形成することが好適である。
【００６５】
本実施形態では、圧力センサを用いて説明したが、圧力センサに限定されるものではない。本実施形態は、加速度センサや角速度センサ等の「物理量センサ」に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本実施形態における圧力センサ（物理量センサ）の斜視図、
【図２】図１に示す圧力センサをＡ−Ａ線に沿って高さ方向（厚さ方向）から切断した切断面を示す断面図、
【図３】本実施形態の圧力センサと回路基板との実装構造を示す断面図、
【図４】図２とは異なる本実施形態の圧力センサの断面図、
【図５】図２とは異なる本実施形態の圧力センサの断面図、
【図６】図２とは異なる本実施形態の圧力センサの断面図、
【図７】図２とは異なる本実施形態の圧力センサの断面図、
【図８】図２とは異なる本実施形態の圧力センサの断面図、
【図９】図２とは異なる本実施形態の圧力センサの断面図、
【図１０】圧力センサのダイアフラム形成面の平面図、
【図１１】本実施形態のインターポーザの製造方法を示す一工程図（断面図）、
【図１２】図１１の次に行われる一工程図（断面図）、
【図１３】図１２の次に行われる一工程図（断面図）、
【図１４】図１３の次に行われる一工程図（断面図）、
【図１５】図１４の次に行われる一工程図（断面図）、
【図１６】図１５の次に行われる一工程図（断面図）、
【図１７】インターポーザ基板とシリコン基板を貼り合わせた状態の斜視図、
【符号の説明】
【００６７】
１  ピエゾ抵抗型圧力センサ
２  第１シリコン基板
３  第２シリコン基板
７  キャビティ
８  ダイアフラム
１１〜１４  電極パッド
１５  インターポーザ
１６、４２、５９  通気口
１７  支持基板
１８  導通部
２０  半田フィレット形成部
２７、５７  導通パッド
３０  回路基板
３１  半田ランド部
３２  半田フィレット
４０  支持部
５０  シリコン基板
５１、５５  マスク層
５２  ガラス材（支持基板）
５３  突状部（導通部）
５４  インターポーザ基板
５６  凹部
Ｂ〜Ｅ  ピエゾ素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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