(57)【要約】【課題】装置内部の空間を容易に真空状態とし得るセンサ装置の製造方法を提供する。【解決手段】センサ装置の製造方法において、第１の基板(10)の内部空間(S)に対応する領域に封止材(27)に接する封止用パッド(14)を形成する過程と、第２の基板(20)の第１の基板の封止用パッドに対応する領域に内部空間から気体を吸引するための貫通孔(24)を形成する過程と、第１の基板の封止用パッド(14)と第２の基板の貫通孔(24)とを対向させて第１及び第２の基板(10,20)を接合して内部空間を形成する過程と、第２の基板の貫通孔に粒状の封止材(27)を充填する過程と、粒状封止材(27)の隙間から内部空間の気体を排出し、粒状封止材(27)を溶融固化して貫通孔(24)を密封する過程と、を含む。【選択図】図２
2014229762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の基板相互間の空間に検出素子を配置してなるセンサ装置の製造方法であって、
前記第１の基板の前記空間に対応する領域に封止材に接する封止用パッドを形成する過程と、
前記第２の基板の前記第１の基板の前記封止用パッドに対応する領域に前記空間から気体を吸引するための貫通孔を形成する過程と、
前記第１の基板の前記封止用パッドと前記第２の基板の前記貫通孔とを対向させて前記第１及び第２の基板を接合して前記空間を形成する過程と、
前記第２の基板の前記貫通孔に粒状封止材を充填する過程と、
前記貫通孔の粒状封止材の隙間から前記第１及び第２の基板の接合によって形成された前記空間の気体を排出し、前記粒状封止材を溶融固化して前記貫通孔を封止する過程と、
を含むセンサ装置の製造方法。
【請求項２】
第１及び第２の基板相互間の空間に検出素子を配置してなるセンサ装置の製造方法であって、
前記第１の基板の前記空間に対応する領域に、前記検出素子に電気的に接続される電極パッドと封止材に接する封止用パッドを形成する過程と、
前記第２の基板の前記第１の基板の前記電極パッド及び封止用パッドに対応する領域に第１及び第２の貫通孔を形成する過程と、
前記第１の基板の前記電極パッド及び封止用パッドと前記第２の基板の前記第１及び第２の貫通孔とを対向させて前記第１及び第２の基板を接合して前記空間を形成する過程と、
前記第２の基板の前記第１の貫通孔に導電性封止材を介して固定されると共に前記電極パッドに電気的に接続される引き出し電極端子を形成する過程と、
前記第２の基板の前記第２の貫通孔に前記導電性封止材よりも低融点の粒状封止材を充填する過程と、
前記第２の貫通孔の粒状封止材の隙間から前記第１及び第２の基板の接合によって形成された前記空間の気体を排出し、前記粒状封止材を溶融固化して前記第２の貫通孔を封止する過程と、
を含むセンサ装置の製造方法。
【請求項３】
請求項1又は２に記載のセンサ装置の製造方法であって、
前記粒状封止材の粒径が前記封止用パッド及び前記第２の基板相互間の隙間よりも大きくかつ前記第２の貫通孔の径よりも小さい、ことを特徴とするセンサ装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のセンサ装置の製造方法であって、
前記粒状封止材は低融点金属である、ことを特徴とするセンサ装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかに記載のセンサの製造方法であって、
前記粒状封止材は樹脂である、ことを特徴とするセンサ装置の製造方法。
【請求項６】
請求項２乃至５のいずれかに記載のセンサ装置の製造方法であって、
前記粒状封止材の溶融は、前記粒状封止材が溶融しかつ前記導電性封止材が溶融しない温度で行われる、ことを特徴とするセンサ装置の製造方法。
【請求項７】
請求項２乃至５のいずれかに記載のセンサ装置の製造方法であって、
前記導電性封止材は前記検出素子が溶融あるいは変性する温度よりも低い温度で溶融し、
前記粒状封止材は前記導電性封止材が溶融する温度よりも低い温度で溶融する、ことを特徴とするセンサ装置の製造方法。
【請求項８】
請求項２乃至５のいずれかに記載のセンサ装置の製造方法であって、
前記封止用パッドは、前記電極パッド及び前記検出素子から隔離されている、ことを特徴とするセンサ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は物理量を検出するセンサ装置の製造方法に関し、特に検出素子が閉空間に形成されるセンサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の物理量を検出するセンサ装置として、例えば、特許文献１及び２には流体の流量を検出するフローセンサが紹介されている。その図１には、フローセンサ１０の一部を構成する２つの基板２０a及び２０ｂ間の微小な空間に検出素子（上流側温度センサ２３、ヒータ２２、下流側温度センサ２４）を配置した状態が示されている。
【０００３】
また、例えば、特許文献３には、流体などの圧力を検出する容量式圧力センサが紹介されている。その図１〜図６には、２つの基板（下側ウエハ２、上側ウエハ３）間の閉空間に検出素子（固定電極５、可動電極７）を配置した状態が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−９３１７３号公報
【特許文献２】特開２０１２−９３１７４号公報
【特許文献３】特許第３５８８２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、各種センサ装置の検出素子は基板の閉空間内や基板間の隙間に形成される場合がある。
【０００６】
このような構造では、センサ装置外部の流体圧（気圧）が変化したり（例えば、真空状態）、流体の温度が変化するとセンサ装置内の密閉空間内に存在する気体（例えば、空気）が膨張したり収縮したりする。それにより、検出素子部などに応力集中が発生し、金属疲労やセンサ破壊など信頼性を低下させることが考えられる。
【０００７】
このような状態を回避するため、例えば、センサ装置の検出素子などが存在する素子配置空間(内部空間)を真空状態あるいは高真空状態とすることで素子配置空間に存在する気体（空気）の膨張収縮による影響を排除することが考えられる。
【０００８】
しかしながら、センサ装置の組立製造を真空環境(あるいは高真空環境)下で行うことは製造設備の制約によって極めて困難である。例えば、特許文献３に記載の容量式圧力センサでは基板内部の密閉空間に配置された検出素子と基板外部との電気的接続を行うために基板に貫通孔を形成して密閉空間と基板外部とを接続する引き出し電極を形成している。基板内部の密閉空間を真空あるいは高真空状態にするためには、例えば、真空環境下で引き出し電極の形成が必要となるが、そのような製造設備環境を整えることは難しい。
【０００９】
よって、本発明はセンサ装置内の検出素子などが配置された閉空間(内部空間)を容易に真空あるいは高真空状態とし得るセンサ装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を達成するため本発明のセンサ装置の製造方法の一態様は、第１及び第２の基板相互間の空間に検出素子を配置してなるセンサ装置の製造方法であって、上記第１の基板の前記空間に対応する領域に封止材に接する封止用パッドを形成する過程と、上記第２の基板の上記第１の基板の上記封止用パッドに対応する領域に上記空間から気体を吸引するための貫通孔を形成する過程と、上記第１の基板の上記封止用パッドと上記第２の基板の上記貫通孔とを対向させて上記第１及び第２の基板を接合して上記空間を形成する過程と、上記第２の基板の上記貫通孔に粒状封止材を充填する過程と、上記貫通孔の粒状封止材の隙間から上記第１及び第２の基板の接合によって形成された上記空間の気体を排出し、上記粒状封止材を溶融固化して上記貫通孔を封止する過程と、を含む。
【００１１】
かかる構成とすることによって、例えば、真空熱処理炉でセンサ装置内部の気体の排気とセンサ装置の密封とを行ってセンサ装置内部を真空状態に保つことが可能となる。それにより、センサ装置内部の気体の膨張収縮によるセンサの金属疲労や破壊が回避される。また、貫通孔の底部に相当する第１基板上の位置に存在する封止用パッドにより溶融した封止材のセンサ装置内部への侵入が防止され、センサ装置へのダメージが回避される。
【００１２】
また、本発明のセンサ装置の製造方法の他の一態様は、第１及び第２の基板相互間の空間に検出素子を配置してなるセンサ装置の製造方法であって、上記第１の基板の上記空間に対応する領域に、上記検出素子に電気的に接続される電極パッドと封止材に接する封止用パッドを形成する過程と、上記第２の基板の上記第１の基板の上記電極パッド及び封止用パッドに対応する領域に第１及び第２の貫通孔を形成する過程と、上記第１の基板の上記電極パッド及び封止用パッドと上記第２の基板の上記第１及び第２の貫通孔とを対向させて上記第１及び第２の基板を接合して上記空間を形成する過程と、上記第２の基板の上記第１の貫通孔に導電性封止材を介して固定されると共に上記電極パッドに電気的に接続される引き出し電極端子を形成する過程と、上記第２の基板の上記第２の貫通孔に上記導電性封止材よりも低融点の粒状封止材を充填する過程と、上記第２の貫通孔の粒状封止材の隙間から上記第１及び第２の基板の接合によって形成された上記空間の気体を排出し、上記粒状封止材を溶融固化して上記第２の貫通孔を封止する過程と、を含む。
【００１３】
かかる構成とすることによって、引き出し電極端子の形成に影響を与えずに、センサ装置内部の気体の排気と排気用孔（第２の貫通孔）の封止を行ってセンサ装置内部を真空状態に保つことが可能となる。それにより、センサ装置内部の気体の膨張収縮による金属疲労やセンサ破壊が回避される。例えば、センサ装置の内部気体の排気と封止材の溶融固化は真空熱処理炉で行うことができる。また、封止用パッドの溶融した封止材に対する濡れ性を考慮することによって溶融封止材のセンサ装置内部への侵入が防止され、センサ装置へのダメージが回避される。
【００１４】
望ましくは，上記粒状封止材の粒径が上記封止用パッド及び上記第２の基板相互間の隙間よりも大きくかつ上記第２の貫通孔の径よりも小さい。それにより、粒状封止材が第２の貫通孔内に充填され、当該貫通孔の底部の排気用の隙間（封止用パッド上面と第２の基板との隙間）からセンサ装置内部に移動することを防止し、溶融した封止材がセンサ装置内部に広がることを防止する。
【００１５】
望ましくは、上記粒状封止材は低融点金属（例えば、はんだ）である。それにより、センサ装置に熱によるダメージを与えることを回避しつつ貫通孔を封止することが可能となる。また、金属封止材はガスバリア性が良く、センサ装置内部を長期間真空状態(あるいは密封状態)に保ち易い。
【００１６】
望ましくは、上記粒状封止材は粒状の樹脂である。樹脂の粒子を溶融固化しても貫通孔を封止することができる。
【００１７】
望ましくは、上記粒状封止材の溶融は、上記粒状封止材が溶融しかつ上記導電性封止材が溶融しない温度で行われる。それにより、導電性封止材に影響を与えずに貫通孔を封止することが可能となる。
より望ましくは、上記導電性封止材は上記検出素子が溶融あるいは変性（物性の変化や変形）する温度よりも低い温度で溶融し、上記粒状封止材は上記導電性封止材が溶融する温度よりも低い温度で溶融する。それにより、検出素子、導電性封止材に影響を与えずに貫通孔を封止することが可能となる。
【００１８】
望ましくは、上記粒状封止材は貫通孔内に導入された複数の粒状体であり、上記粒状体の溶融固化によって上記貫通孔が埋設される。それにより、複数の粒状体の隙間からセンサ装置内部の排気を行うと共に複数の粒状体の溶融固化によって貫通孔を密封（封止）することが可能となる。
【００１９】
望ましくは、上記封止用パッドは、上記電極パッド及び上記検出素子から隔離されている。それにより、溶融した封止材が封止用パッド上から外方に広がることを回避する。
【００２０】
望ましくは、上記封止用パッドは溶融した封止材と親和性が高い材料である。例えば、表面が金のパッドと溶融はんだの組合せである。それにより、溶融した封止材が界面張力によって封止用パッド上に留まり易くなり、溶融封止材がセンサ装置内部に入り込むのを防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、センサ装置内部の排気と排気孔（貫通孔）の封止を容易に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のセンサ装置の製造過程における要点を説明する説明図である。
【図２】本発明のセンサ装置の製造方法を説明する工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明のセンサ装置の製造方法の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
実施例においては、センサ装置にセンサ装置の内部空間（あるいは空隙）Ｓとセンサ装置の外部空間とを通じる貫通孔を設けており、この貫通孔内に粒状の封止材を配置する。封止材が粒状である場合には、封止材間の隙間によってセンサ装置の内部空間Ｓと外部空間とが通じている。この状態で外部空間を高真空状態（真空引き）にすると内部空間Ｓから気体（空気）が除去される。その後、封止材を溶融固化して貫通孔を封止し、センサ装置内部が高真空状態（あるいは減圧状態）に保たれる。
【００２５】
図１は、センサ装置の製造過程においてセンサ装置の内部空間からの排気と排気用孔（貫通孔）の封止をセンサ装置の断面で説明する説明図（断面図）である。なお、同図においては、説明の便宜のためにセンサ装置の貫通孔や封止材などが誇張した大きさで描かれており、実物とは部材の大きさの比率が異なっている。後述の図２においても同様に誇張された表現でセンサ装置の部材が描かれている。
【００２６】
図１に示すように、センサ装置が第１の基板であるセンサ基板１０と第２の基板である基台基板２０とを接合して形成されている。センサ基板１０及び基台基板２０には、例えば、ガラス基板、サファイア基板、シリコン基板などをベース材として使用することができるが、これに限定されない。また、センサ基板１０と基台基板２０は同一材質であることが望ましいが、これに限定されるものではない。例えば、シリコン基板(センサ基板)とガラス基板(基台基板)の組合せであっても良い。
【００２７】
センサ基板１０の上面には、例えば、検出素子１１、検出素子１１の一端に接続された電極パッド１２、検出素子１１の他端に接続された電極パッド１３が形成されている。また、センサ基板１０の上面には、検出素子１１、電極パッド１２、電極パッド１３のパターンから離間して封止用パッド１４が形成されている。電極パッド１２、１３、及び封止用パッド１４は金属スパッタや金属蒸着などによる成膜とパターニングによって同時に作製することができる。電極パッド１２、１３、及び封止用パッド１４は、例えば、複数層で形成されその表面材料（例えば、金）は電極引き出しのための導電性材料（例えば、導電性接着剤やはんだなど）に対して親和性のある材料が選定される。
【００２８】
基台基板２０の下面にはセンサ基板１０の素子形成領域（検出素子１１、電極パッド１２、１３、封止用パッド１４の領域及びその周辺領域）に対応して深さＧの凹部が形成されている。センサ基板１０の上面と基台基板２０下面の凹部とによってセンサ装置の内部空間Ｓが形成されている。基台基板２０の電極パッド１２、１３、及び封止用パッド１４に対応する領域には貫通孔２２、２３、及び２４が形成されている。貫通孔２２及び２３には、導電性封止材である導電性材料２５及び２６を充填し、外部回路（図示せず）と電気的に接続するための電極ピン(電極端子)３０及び３１を挿入し、固定する。電極ピン３０及び３１はこれと均等物であるリード線、パッド電極などに置き換えることができる。電極ピン３０及び３１の表面は導電性材料２５及び２６と親和性のある材料になっており、これにより、パッド１２と電極ピン３０、及びパッド１３と電極ピン３１は導電性材料２５及び２６を介して電気的接続が形成される。電極ピン３０と３１との間で検出素子１１の電気的特性を得ることができる。
【００２９】
検出素子１１は、例えば、検出素子自身または周辺構造の温度、変位、応力、などの物理量変化に対応して、電気抵抗値、静電容量値などが変化する温度検出素子、変位検出素子、応力検出素子及びそれら複数の検出素子の組（温度分布検出型流量計の上流側温度センサ、下流側温度センサや、ひずみゲージブリッジなど）が該当する。なお、ひとつの素子１１がセンサ基板１０上にあり、他の素子（図示せず）を基板２０上に形成し、これらの素子を対として任意の物理量を検出する検出素子として利用する形態も許容する（特許文献３参照）。また、これらの検出素子を一辺に含むブリッジ回路、これらの素子を回路要素に含む電子回路なども該当する。なお、センサ装置の内部回路はどのようなものであっても良く、特定の回路や検出素子に限定されるものではない。
【００３０】
引き出し電極ピン３０、３１が形成された後、基台基板２０の貫通孔２４には、粒状封止材２７が配置される。粒状封止材２７は、センサ基板１０上の厚さＰの封止用パッド１４の上面と、貫通孔２４の壁面で画定される領域に導入される。基台基板２０の下面（凹部）と封止用パッド１４の間には隙間Δが存在する。この隙間Δと貫通孔２４を介して高さＧの内部空間Ｓから空気（気体）を排出（排気あるいは脱気）する。粒状封止材２７がこの隙間Δより内部空間Ｓに入り込まないようにするために、粒状封止材２７の粒径Ｂが隙間Δよりも大きくなるように、「粒径Ｂ＞隙間Δ（＝内部空間の高さＧ−封止用パッドの厚さＰ）」の関係となるように各部形状のパラメータが予め選定される。粒状封止材２７の粒形状は、球形、多面体、柱状、金平糖状(表面に突起を有する形状)などの、複数粒を貫通孔２４に導入したときに粒相互間に隙間が生ずるような形状であれば良い。粒状封止材２７は、例えば、導電性材料２５、２６の材料よりも溶融温度が低い粒状の低融点金属、例えば、ハンダボールなどを使用する。
【００３１】
はんだは、錫Ｓｂや鉛Ｐｂを主成分とする電気部品の接合などに用いられる合金である。例えば、錫Ｓｂ、鉛Ｐｂ、ビスマスＢｉ、インジウムＩｎなどの組合せ、合金組成比率を調整することによって、例えば、融点が１００℃〜１４０℃程度の低融点のはんだ(低融点金属)を得ることができる。また、錫Ｓｎや鉛Ｐｂをベースに、銀Ａｇ、アンチモンＳｂ、インジウムＩｎなどの組合せと合金組成比率を調整することによって、例えば、融点が１８３℃以上の高融点のはんだ(高融点金属)を得ることができる。実施例では、導電性材料２５、２６に相対的に高融点のはんだを用い、粒状封止材２７に相対的に低融点のはんだを用いることによって先に形成した導電性材料２５、２６に影響を与えずに粒状封止材２７を溶融固化させることを可能としている。
【００３２】
なお、長期間におけるセンサ装置の気密性を保つためには金属の封止材が望ましいが、所要の特性が得られれば、粒状の樹脂封止材(例えば、エポキシ系樹脂など)を用いても良い。貫通孔に粒子状の樹脂封止材を導入し、真空引きを行った後に樹脂封止材を加熱して溶融固化して貫通孔の封止を行える樹脂のうち適当なものを選択することができる。
【００３３】
次に、各部形状のパラメータの一例を挙げると、電極パッド１２、１３、封止用パッド１４の厚さＰは、１［μｍ］、検出素子１１のパターンの厚さＥは、約０．１［μｍ］、内部空間Ｓの高さＧは電極パッド１２、１３、封止用パッド１４が対向基板にあたらない程度、例えば、〜２［μｍ］、電極取り出し用孔２２、２３の孔径（逆円錐台状貫通孔の狭い径部分）は、２００［μｍ］、封止用貫通孔２４の孔径（逆円錐台状貫通孔の狭い径部分）は粒状封止材２７を充填するに十分な径、例えば、１５０［μｍ］、粒状封止材２７の粒径Ｂは、５０［μｍ］である。例えば、引き出し電極ピン３０、３１は、直径１７０［μｍ］で任意長である。これらいずれの数値も一例であって、これら数値に限定されるものではない。
【００３４】
貫通孔２４に粒状封止材２７を詰めた状態でセンサ装置を真空熱処理炉内などに配置し、真空ポンプなどで真空引きを行い、センサ装置の内部空間Ｓの空気を排気する。その後、熱処理炉全体を過熱することで導電性材料２５、２６の融点よりも低い温度で粒状封止材２７を溶融させる。封止用パッド１４の表面を、溶融した粒状封止材２７と親和性のある材料、例えば、低融点金属（はんだ）と親和性のある金パッドで形成し、溶融した粒状封止材２７が封止用パッド上に留まるようにし、センサ装置内部への侵入を防止する。溶融した粒状封止材２７が冷却して固化すると貫通孔２４が封止される。
【００３５】
このようにして、センサ装置の内部空間から気体（空気）が除かれる（減圧される）。センサ内部に封入された気体の膨張収縮による基板の変形とそれに伴う局所への応力集中が回避され、断線、センサ破壊などによる信頼性遺失が回避される。
【００３６】
次に、センサ装置の製造手順について図２を参照して説明する。図２において図１と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の重複説明は省略する。なお、図２の各図は説明の便宜のため部分的に誇張されて表示されており、図中の当該部分の大きさと実際の大きさとは比例していない。
【００３７】
まず、図２（Ａ）及び(Ｂ)に示すように、センサ基板１０を製造する。図２(Ａ)に示すように、センサを形成するセンサ基板のベースとなるガラス、サファイア、シリコンなどの基板１０を用意する。基板１０は、例えば、必要により研磨等の機械的加工、エッチングなどの化学的加工を用いて所望の厚さになるように予め調整されている。
【００３８】
同図（Ｂ）に示すように、基板１０上の素子形成領域Ｄに、検出素子１１、電極パッド１２、１３、封止用パッド１４を形成する。検出素子１１は、例えば、ガラス基板上に金属抵抗材料などの検出素子材料をスパッタ法、蒸着法、メッキ法などによって成膜し、パターンマスクを用いてＲＩＥ（反応性イオンエッチング）、ウェットエッチング等によってパターニングすることによって形成することができる。
【００３９】
電極パッド１２、１３、封止用パッド１４は、検出素子１１を形成後、金属材料、例えば金を成膜し、電極パッド１２、１３、封止用パッド１４のマスクを用いてパターニングすることによって形成することができる。また、パッド部分を開口したマスクを用いて金属材料を成膜し、その後、マスクを除去しても良い。センサ基板の製造には知られている半導体製造技術、ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)技術を使用することができる。
【００４０】
次に、図２(Ｃ)及び(Ｄ)に示すように、基台基板２０を製造する。図２(Ｃ)に示すように、センサを形成するセンサ基板のベースとなるガラス、サファイア、シリコンなどの基板２０を用意する。基板２０は、例えば、必要により研磨等の機械的加工、エッチングなどの化学的加工を用いて所望の厚さになるように予め調整されている。この基板２０に、サンドブラスト加工、ドリル加工等の機械的加工や、異方性エッチング等によって貫通孔２２、２３、２４を形成する。
【００４１】
更に、同図(Ｄ)に示すように、基板２０を反転して基板１０の素子形成領域Ｄに対応する基板２０の領域を座繰り加工して凹部を形成する。座繰り加工についても機械加工やエッチング加工などの選択肢がある。
【００４２】
次に、図２(Ｅ)に示すように、センサ基板１０の素子形成面と基台基板２０の凹部形成面とを対向させて２つの基板の領域Ｄを合わせて接合する。接合は、例えば、センサ基板１０及び基台基板２０の接合面の汚れや酸化膜などをイオンスパッタ装置、プラズマ処理装置、ＵＶオゾン処理装置などによって除去（清浄化処理）し、表面を活性化した後、直接接合（表面活性化直接接合）や強電界を印加した陽極接合などによって接合する。所要の気密性が得られれば接着剤などを用いて接合しても良い。接合法は基板の組合せによって適宜に選択される。
【００４３】
図２（Ｆ）に示すように、貫通孔２２、２３にセンサ装置の内部回路（検出素子１１など）と外部回路（図示せず）とを接続する引き出し電極ピン３０、３１を形成する。貫通孔２２、２３を封止し、電極ピン３０、３１とパッド１２、１３との導通を確保するための導電性材料２５、２６の材質は、例えば、粒状封止材２７よりも融点温度が高いがパッド材料、検出素子、基板などよりは低融点である金属（低融点金属）、合金（高融点はんだ）、導電性接着剤などである。また、導電性材料２５，２６は、検出素子を溶融あるいは変質させない溶融温度であることが望ましい。変質は、金属の熱処理のような物性の変化や変形を含む。この導電性材料２５、２６を貫通孔２２、２３に充填し、電極ピン３０、３１を貫通孔２２、２３に挿入し、固定した状態で導電性材料２５、２６を固化することで引き出し電極を形成する。また、必要により電極パッド１２及び１３の表面外周には環状に凸状パターン（図示せず）が形成され、例えば、溶融はんだが（断面凹状の）電極パッド１２及び１３からはみ出して、内部空間Ｓ内に広がることを防止する。
【００４４】
次に、図２（Ｇ）に示すように、貫通孔２４に粒状封止材２７として粒状の低融点金属であるはんだボールを導入する。はんだボールの径Ｂ（例えば、５０［μｍ］）は基板と封止用パッドとの隙間Δ（例えば、１［μｍ］）よりも大きいのではんだボールは貫通孔２４の底部（封止用パッド上）にとどまり、内部空間Ｓに入り込まない。次に、センサ装置を図示しない真空熱処理炉内に入れて真空引きを行う。真空熱処理炉の真空ポンプなどによって炉内を真空状態（あるいは高真空状態）に近付けていくと、センサ装置の内部空間Ｓの空気（気体）がはんだボール相互の隙間からセンサ装置の外部に吸引（排気）される。真空熱処理炉における真空度は、例えば、１０-1〜１０-5［Ｐａ］とすることができる。炉内がセンサ装置内部よりも減圧されている状態であればセンサ装置内部からの排気効果が期待できるので、真空状態とは、通常の大気圧(約１０4［Ｐａ］)よりも低い圧力の気体で満たされた減圧状態をいうものとする。例えば、真空状態は、低真空状態(１０4〜１０2［Ｐａ］)、中真空状態(１０2〜１０-1［Ｐａ］)、高真空状態(１０-1〜１０-5［Ｐａ］)、超高真空(１０-5［Ｐａ］以下)などに分類することができる。真空熱処理炉の真空状態は適宜に選定される。
【００４５】
図２（Ｈ）に示すように、この真空状態で真空熱処理炉の炉内温度を上昇させ、粒状封止材２７を溶融させる。炉内温度及び温度変化パターンは、例えば真空熱処理炉の温度プロファイル制御装置によって設定される。溶融温度は、粒状封止材（はんだボール)２７が溶融しかつ導電材料２５、２６が溶融しない温度とする。これは導電材料２５、２６の材質よりも融点の低い材質の封止材２７（低融点はんだあるいは低融点金属）を使用することで実現される。封止用パッド１４は、上面が溶融はんだと親和性の高い材質（例えば、金）で形成され、内部の配線パターンや電極パッドから分離されている。他にはんだと親和性の高い材料は、錫、金、銅、黄銅などである。また、溶融はんだと親和性の低い材料は、例えば、ニッケル、亜鉛、鋼、ステンレス、クロム、アルミニウムなどである。溶融はんだは金表面との親和性と界面張力によって封止用パッド１４上にとどまり、センサ装置の内部空間Ｓには流れ込まない。
【００４６】
粒状封止材２７を真空熱処理炉の熱によって溶融させた後、炉内温度を降下させて粒状封止材２７を固化させる。貫通孔２４は固化した封止材（はんだ）２８によって封止され、センサ装置は密閉され、内部空間Ｓが真空状態（あるいは高真空状態）状態に保たれる。このようにして内部空間を真空状態あるいは高真空状態としたセンサ装置が完成する。
なお、実施例では、真空熱処理炉においてセンサ装置の真空引きを行った後に封止材の加熱を行っているが、真空引きをしながら、同時に加熱を行ってもよい。それにより、工程時間が短縮可能となる。
【００４７】
以上説明したように、図１、図２に示す実施例は、第１及び第２の基板（１０，２０）相互間に形成される隙間空間（Ｓ）に検出素子（１１など）を配置してなるセンサ装置の製造方法であって、第１の基板（１０）の隙間空間（Ｓ）に対応する領域（Ｄ）の一部に粒状封止材（２７）の侵入を抑制する封止用パッド（１４）を形成する過程と、第２の基板（２０）の第１の基板（１０）の封止用パッド（１４）に対応する領域に隙間空間（Ｓ）から気体を吸引するための貫通孔（２４）を形成する過程と、第１の基板（１０）の封止用パッド（１４）と第２の基板の貫通孔（２４）を対向させて第１及び第２の基板（１０，２０）を接合して隙間空間（Ｓ）を形成する過程と、第２の基板（２０）の貫通孔（２４）に封止用パッド（１４）と第２の基板（２０）との隙間（Δ）よりも大きい粒状封止材（２７）を充填する過程と、貫通孔（２４）の粒状封止材（２７）の隙間から第１及び第２の基板（１０，２０）の接合によって形成された隙間空間（Ｓ）の気体を排出し、粒状封止材（２７）を溶融固化して貫通孔（２４）を封止する過程と、を含んで構成されている。
【００４８】
かかる実施例の構成によれば、排気孔(貫通孔２４)の封止材としてはんだボール（粒状の低融点金属）を使用するので、基板の排気孔から内部空間の気体を除くと共にはんだボールを溶融して排気孔を封止することができる。
【００４９】
また、上述した実施例では、引き出し電極用の貫通孔(２２，２３)と排気用の貫通孔(２４)を形成しているので、引き出し電極の形成に影響を与えずに、センサ装置内部の気体の排気と装置パッケージの封止を行ってセンサ装置内部を真空状態に保つことが可能となる。
なお、実施例では排気用の貫通孔が一つである例を示したが、センサ装置のパッケージの大きさに対応して排気用の貫通孔を複数設けることができる。この場合にも各貫通孔に対して本発明を適用できる。
【００５０】
上述した本発明の実施例は、用途に応じて他の製造工程と適宜に組み合わせて、又は変更若しくは改良を加えて用いることができ、本発明は上述した実施例の記載に限定されるものではない。そのような組み合わせ又は変更若しくは改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００５１】
１０  センサ基板（第１の基板）
１１  センサ素子
１２，１３  電極パッド
１４  封止用パッド
２０  基台基板（第２の基板）
２２，２３，２４  貫通孔
２５，２６  導電性材料(導電性封止材)
２７  粒状封止材
２８  封止材
３０、３１  電極ピン(電極端子)
【図１】
2014229762.tif 000003
【図２】
2014229762.tif 000004