(57)【要約】【課題】不良品の発生を低減し、生産性よくＭＥＭＳ部品を製造可能なＭＥＭＳ部品の製造方法を提供する。【解決手段】第一の微小部品１０及び第二の微小部品２０のいずれか一方に接着剤注入用の貫通孔２２を形成し、第一の微小部品１０と第二の微小部品２０とを密着させた後、貫通孔２２に接着剤７を注入し、該接着剤７を硬化して、第一の微小部品１０と第二の微小部品２０とを固定する。前記接着剤７として感光性硬化樹脂を用いることが好ましい。前記第一の微小部品１０及び／又は前記第二の微小部品２０が透明材料で構成されていることが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の微小部品と、第二の微小部品とを接着剤で固定するＭＥＭＳ部品の製造方法であって、
前記第一の微小部品及び前記第二の微小部品のいずれか一方に、接着剤注入用の貫通孔を形成し、
前記第一の微小部品と前記第二の微小部品とを密着させた後、前記貫通孔に接着剤を注入し、該接着剤を硬化することを特徴とするＭＥＭＳ部品の製造方法。
【請求項２】
前記接着剤として感光性硬化樹脂を用いる、請求項１に記載のＭＥＭＳ部品の製造方法。
【請求項３】
前記第一の微小部品が振動子を有する第１基板であり、前記第二の微小部品が静電容量検出電極が形成された第２基板である、請求項１又は２に記載のＭＥＭＳ部品の製造方法。
【請求項４】
前記第一の微小部品及び／又は前記第二の微小部品が透明材料で構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のＭＥＭＳ部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動子デバイスなどのＭＥＭＳ部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）技術は、マイクロマシン技術の一つで、携帯電話などの小型電子機器に用いられる部品の製造技術として注目されている。
【０００３】
ＭＥＭＳ技術により形成されたＭＥＭＳ部品の一つとして、振動子を有する第１基板を、静電容量検出電極が形成された第２基板に接合してなるＭＥＭＳ振動子デバイスがある。かかるＭＥＭＳ部品は、その振動子の機能を生かして、共振器や各種センサなどの用途に利用されている。
【０００４】
それぞれの微小部品どうしを接合してＭＥＭＳ部品を製造するにあたり、接着剤で接着固定する方法が従来より行われている。
【０００５】
図３（ａ）〜（ｄ）は、従来のＭＥＭＳ振動子デバイスの製造工程を示す概略断面図であり、図４（ａ）〜（ｄ）は図３（ａ）〜（ｄ）のＡ’−Ａ’矢視線から見た平面図である。図中の１はシリコン基板（第１基板）であり、２は振動子であり、３は電極パッドであり、４は静電容量検出電極、５はガラス基板（第２基板）であり、７は接着剤であり、８は接着剤塗布ノズルである。
【０００６】
図３，４に示すように、振動子２が形成されたシリコン基板１の上方に、静電容量検出電極４が形成されたガラス基板５を配置し（図３（ａ）、図４（ａ））、シリコン基板１とガラス基板５とを当接させて位置合わせを行い（図３（ｂ）、図４（ｂ））、シリコン基板１とガラス基板５との接合部の周辺にノズル８から接着剤７を塗布してシリコン基板１とガラス基板５とを接着固定することで、ＭＥＭＳ振動子デバイスが製造される（図３（ｃ）、図４（ｃ））。
【０００７】
また、下記特許文献１には、導電性接着剤で固着する支持台の上面に、導電性接着剤用の塗布幅をもった溝を形成し、この溝に沿って導電性接着剤を定量塗布し、しかるのちに、圧電板を重ねて圧電板と支持台とを固着することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−２８３９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、微小部品の接着固定に使用する接着剤は極微量であるので、塗布量を微小制御することは困難であった。このため、図３，４のように、それぞれの微小部品どうしの接合部の周辺に接着剤を塗布した場合、接着剤が広範囲にしみ出して、図３（ｄ）、図４（ｄ）に示すように、電極パッド３など、本来接着されてはいけない部分までもが接着剤で接着されることがあり、動作不良を引き起こし、不良品の発生につながる。
【００１０】
また、特許文献１の方法の場合、微小部品どうしを合わせた後に位置調整をした場合、接着材が付いた状態で部品をずらすことになるため、微小部品の移動に伴って微小部品間の密着面に接着材が進入することがあった。また、接着剤の塗布量が多すぎた場合、溝から溢れた接着剤が、微小部品間の密着面に進入することがあった。微小部品間の密着面に接着剤が進入すると部品間隔にバラつきが生じるが、特に容量センサなどの場合、この部品間隔のバラつきはセンサ誤差となって現われ、不良品の発生につながる。
【００１１】
したがって、本発明は、不良品の発生を低減し、生産性よくＭＥＭＳ部品を製造可能なＭＥＭＳ部品の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明のＭＥＭＳ部品の製造方法は、第一の微小部品と、第二の微小部品とを接着剤で固定するＭＥＭＳ部品の製造方法であって、前記第一の微小部品及び前記第二の微小部品のいずれか一方に、接着剤注入用の貫通孔を形成し、前記第一の微小部品と前記第二の微小部品とを密着させた後、前記貫通孔に接着剤を注入し、該接着剤を硬化することを特徴とする。
【００１３】
本発明のＭＥＭＳ部品の製造方法は、前記接着剤として感光性硬化樹脂を用いることが好ましい。
【００１４】
本発明のＭＥＭＳ部品の製造方法は、前記第一の微小部品が振動子を有する第１基板であり、前記第二の微小部品が静電容量検出電極が形成された第２基板であることが好ましい。
【００１５】
本発明のＭＥＭＳ部品の製造方法は、前記第一の微小部品及び／又は前記第二の微小部品が透明材料で構成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のＭＥＭＳ部品の製造方法によれば、第一の微小部品及び前記第二の微小部品のいずれか一方に接着剤注入用の貫通孔を形成して、第一の微小部品と第二の微小部品とを密着させた後に、前記貫通孔に接着剤を注入して該接着剤を硬化するので、接着剤の塗布量にバラつきがあっても、接着剤は貫通孔内に維持されて周囲への拡散を抑制できるので、不要な部分が接着剤で固定されるといったトラブルを抑制できる。
また、貫通孔内への接着剤の注入は、それぞれの微小部品どうしを密着させて設置位置等の位置ズレ調整をした後に行うことができるので、部品どうしの密接面への接着剤の進入を抑制でき、部品間隔が製品ごとにバラつくといったトラブルを抑制できる。
このため、本発明では、不良品の発生を抑え、生産性よくＭＥＭＳ部品を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のＭＥＭＳ部品の製造工程の概略断面図である。
【図２】図１の各製造工程をＡ−Ａ矢視線から見た平面図である。
【図３】従来のＭＥＭＳ振動子デバイスの製造工程を示す概略断面図である。
【図４】図３の各製造工程をＡ’−Ａ’矢視線から見た平面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明のＭＥＭＳ部品の製造方法について、振動子を有する第１基板と、静電容量検出電極が形成された第２基板とを接合してＭＥＭＳ振動子デバイスを製造する場合を例に挙げて説明する。図１（ａ）〜（ｄ）は、本発明のＭＥＭＳ部品の製造工程の概略断面図であり、図２（ａ）〜（ｄ）は図１（ａ）〜（ｄ）のＡ−Ａ矢視線から見た平面図である。
【００１９】
上記第１基板１０は、図１，２に示すように、振動子１１と電極パッド１２とを備えている。このような第１基板１０は、例えば以下のようにして製造できる。
【００２０】
すなわち、シリコン、Ｇｅ，ＳｉＧｅ，ＳｉＣ，ＧａＡｓ，ＧａＮ，カーボンから選ばれる１種以上で構成される第１基板材料の電極パッド１２を形成すべき位置に、チタン、Ａｌ，Ｗ，Ｔａ，Ａｕ，Ｇｅ，Ｎｉから選ばれる一種またはこれらの合金をスパッタリングして金属膜を形成し、該金属膜を所望の電極形状にレジストパターニングを行った後、ＢＣｌ３、ＳＦ３などのエッチングガスを用いてドライエッチングして電極パッド１２を形成する。
【００２１】
次に、上記基板材料の振動子を形成すべき部分を所望の振動子形状にレジストパターニングし、エッチングガス（第１基板材料としてシリコンを用いた場合は、Ｃ４Ｆ８とＳＦ６の混合ガスが好ましく用いられる）を用いてドライエッチングして振動子１１を形成する。このようにして、第１基板１０を製造できる。
【００２２】
上記第２基板２０は、図１，２に示すように、そのほぼ中央に静電容量検出電極２１が形成されている。また、第２基板２０の両側には、接着剤注入用の貫通孔２２，２２が形成されている。このような第２基板２０は、例えば以下のようにして製造できる。
【００２３】
すなわち、ガラス、サファイア、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ＧａＮから選ばれる１種以上で構成される第２基板材料の貫通孔部を形成すべき位置を所望の形状にレジストパターニングし、サンドブラストを用いて貫通孔２２、静電容量検出電極２１用穴部（ＶＩＡホール）を形成する。次に、チタン、Ａｌ，Ｗ，Ａｕ,Ｎｉ,Ｔａから選ばれる一種またはこれらの合金を、静電容量検出電極２１を形成する位置、および、静電容量検出電極２１用穴部側面にスパッタリングして金属膜を形成し、該金属膜を所望の電極形状にレジストパターニングを行った後、ＢＣｌ３、ＳＦ３などのエッチングガスを用いてドライエッチングして静電容量検出電極２１を形成する。このようにして、第２基板２０を製造できる。
【００２４】
本発明において、第１基板材料及び／又は第２基板材料は、透明材料で構成されていることが好ましい。第１基板及び／又は第２基板材料が透明材料で構成されていれば、第１基板１０と第２基板２０と接合する際において、可視光を用いて光学的に位置合わせを確認してから接着剤を注入して接着固定できるので、位置合わせ不良による不良品の発生を抑制できる。第１基板材料及び第２基板材料が透明材料で構成されていれば、設置位置を微調整しやすくなり、位置合わせ不良による不良品が極めて発生し難くなる。
【００２５】
次に、本発明のＭＥＭＳ部品の製造方法について説明する。
【００２６】
まず、第１基板１０の上方に第２基板２０を配置し（図１（ａ）、図２（ａ））、これらを部品合わせして密着させ、必要に応じて設置位置の微調整などの位置ズレ調整を行う（図１（ｂ）、図２（ｂ））。第１基板材料及び／又は第２基板材料が透明材料で構成されていた場合は、可視光などを用いて光学的に位置ズレ調整を行うことができ、位置ズレを精度よく調整できる。
【００２７】
そして、必要に応じて位置ズレ調整を終えた後、第１基板１０と第２基板２０とを密着させた状態で、第２基板に形成された貫通孔２２内に、接着剤塗布ノズル８より接着剤７を注入する（図３（ｃ）、図４（ｃ））。そして、加熱、光照射などを行って、貫通孔２２内に注入した接着剤７を硬化することで、第１基板１０と第２基板２０とが接着固定されてＭＥＭＳ振動子デバイスが製造される（図３（ｄ）、図４（ｄ））。
【００２８】
接着剤７の種類は、特に限定はなく、用途に応じて適宜選択できる。例えば、銀、ニッケル、カーボンなどの導電性フィラーをエポキシ、ポリウレタン、シリコーンなどの樹脂に添加してなる導電性接着剤や、ポリエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂などを主成分とした非導電性接着剤が挙げられる。好ましくは、感光性硬化樹脂である。感光性硬化樹脂は光照射により硬化するので、簡単な工程で第１基板１０と第２基板２０とを接着固定できる。
【００２９】
接着剤の注入量は、貫通孔２２の容積以下が好ましく、貫通孔２２の容積の３０〜８０％がより好ましく、５０〜６０％が特に好ましい。接着剤の注入量が少なすぎると、第１基板１０と第２基板２０との接合強度が十分得られないことがある。貫通孔２２の容積を超えて接着剤を注入すると、接着剤が貫通孔２２から溢れて周囲に拡散し易くなる。接着剤の注入量が貫通孔２２の容積の３０〜８０％であれば、接着剤が周囲に拡散することがなく、第１基板１０と第２基板２０との接着強度を十分確保できる。
【００３０】
このように、本発明によれば、第２基板２０に接着剤注入用の貫通孔２２を形成して、第１基板１０と第２基板２０とを密着させた後に、第２基板２０に形成された貫通孔２２に接着剤７を注入して該接着剤７を硬化するので、接着剤７の塗布量にバラつきがあっても、接着剤７は貫通孔２２内に維持されるので、接着剤７が周囲に拡散することがない。また、貫通孔２２内への接着剤７の注入は、第１基板１０と第２基板２０とを密着させて位置ズレ調整をした後に行うので、第１基板１０と第２基板２０との密接面に接着剤７が進入することがない。このため、不良品の発生を抑え、生産性よくＭＥＭＳ部品を製造できる。
【００３１】
なお、この実施形態では、接着剤注入用の貫通孔２２は、第２基板２０側に形成されているが、第１基板１０側に形成されていてもよい。第１基板１０及び第２基板２０の双方に形成されていてもよい。
【００３２】
また、この実施形態では、振動子１１を有する第１基板１０と、静電容量検出電極２１が形成された第２基板２０とを接合してＭＥＭＳ振動子デバイスを製造する場合を例に挙げて説明したが、これらのＭＥＭＳ部品に限定されるものではなく、電気回路（制御部）と微細な機械構造（駆動部）を一つの基板上に集積させた部品であればいずれのＭＥＭＳ部品であってもよく、例えば、プリンタヘッド、圧力センサ、加速度センサ、容量センサ、ジャイロスコープなどの各種ＭＥＭＳ部品の製造に適用することもできる。
【符号の説明】
【００３３】
１：シリコン基板
２：振動子
３：電極パッド
４：静電容量検出電極
５：ガラス基板
７：接着剤
８：接着剤塗布ノズル
１０：第１基板
１１：振動子
１２：電極パッド
２０：第２基板
２１：静電容量検出電極
２２：貫通孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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