(57)【要約】      （修正有）【課題】高いＱ値を有し、高安定な機能デバイスの製造方法、この製造方法で製造された機能デバイス、この機能デバイスを備えている電子機器および移動体を提供する。【解決手段】機能デバイス１００の製造方法は、封止部材４０と、収容空間５２が設けられ収容空間５２内に可動体を有する機能素子２０が収容され貫通孔３２を有するパッケージ５０と、を用意する工程と、減圧雰囲気にて、封止部材４０を溶融する溶融工程と、減圧雰囲気にて、溶融工程で溶融された封止部材４０ａを貫通孔３２に配置し、封止部材４０ａを溶融する封止工程と、を含んでいる。【選択図】図７
2015161641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
封止部材と、収容空間が設けられ前記収容空間内に可動体を有する機能素子が収容され貫通孔を有するパッケージと、を用意する工程と、
減圧雰囲気にて、前記封止部材を溶融する溶融工程と、
減圧雰囲気にて、前記溶融工程で溶融された前記封止部材を前記貫通孔に配置し、前記封止部材を溶融する封止工程と、
を含むことを特徴とする機能デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記溶融工程において、
複数の凹部が設けられている透過性の基板の前記複数の凹部に前記封止部材を配置し溶融することを特徴とする請求項１に記載の機能デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記封止工程において、
前記基板に前記封止部材が配置された状態で、前記溶融工程で溶融された前記封止部材を前記貫通孔に配置し溶融することを特徴とする請求項２に記載の機能デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記封止工程において、
レーザー光を前記基板に透過させて、前記封止部材に照射し溶融することを特徴とする請求項３に記載の機能デバイスの製造方法。
【請求項５】
可動体を有する機能素子と、
前記機能素子を収容しているパッケージと、
前記パッケージの一部に貫通孔が設けられ、前記貫通孔に配置されている溶融された封止部材と、を備え、
前記パッケージの収容空間は、減圧雰囲気であり、
前記封止部材は、前記貫通孔に配置される前に、減圧雰囲気にて、溶融されていること、を特徴とする機能デバイス。
【請求項６】
前記収容空間の圧力値は、１×１０-3Ｐａ以上２０Ｐａ以下の減圧雰囲気であることを特徴とする請求項５に記載の機能デバイス。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の機能デバイスを備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項８】
請求項５又は６に記載の機能デバイスを備えていることを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能デバイスの製造方法、この製造方法で製造された機能デバイス、この機能デバイスを備えている電子機器および移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、小型センサーデバイスとして、精密加工技術の一つである半導体製造方法を用いたＭＥＭＳ（Micro Electronics Mechanical Systems）技術により製造された物理量を検出する機能素子を備えた電子デバイスが開発されている。機能素子としては、例えば、固定配置された固定電極と、固定電極に対して所定の間隔を隔てて対向させるとともに変位可能に設けられた可動電極と、を有し、固定電極と可動電極との間の静電容量に基づいて、加速度あるいは角速度といった物理量を検出する物理量センサー素子が知られている。
【０００３】
これら物理量センサー素子において、可動電極の変位を正確に検出するために、物理量センサー素子をパッケージ（収納容器）内に収納し、パッケージ内を気密に保持することにより、パッケージ外部からの異物の侵入を防止し、更にパッケージ内を減圧状態で気密保持することにより可動電極の振動を阻害する気体成分を除去し、安定した駆動振動を得ることができる。
【０００４】
このパッケージを気密に封止する技術として、従来は特許文献１に示すように、振動部品が固定される基台に貫通孔を形成し、貫通孔を封止材によって塞ぐことによってパッケージ内部を高真空状態に保つように密封することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−６４０２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、封止材をレーザー等により溶融し、パッケージに設けられた貫通孔を塞ぐ際に、封止材に含有されている微量のガスや有機物がパッケージのキャビティー内に放出され、キャビティー内の真空度を低下してしまい、物理量センサー素子のＱ値を低下させてしまうという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］本適用例に係る機能デバイスの製造方法は、封止部材と、収容空間が設けられ前記収容空間内に可動体を有する機能素子が収容され貫通孔を有するパッケージと、を用意する工程と、減圧雰囲気にて、前記封止部材を溶融する溶融工程と、減圧雰囲気にて、前記溶融工程で溶融された前記封止部材を前記貫通孔に配置し、前記封止部材を溶融する封止工程と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
本適用例によれば、封止部材を溶融し封止する工程前に、減圧雰囲気中で封止部材を溶融することで、封止部材に含まれている微量のガスや有機物を放出することができるため、封止時に封止部材から放出されるガスや有機物によるパッケージの収容空間内の真空度の低下を低減でき、高いＱ値を有し、高安定な機能デバイスを得ることができるという効果がある。
【００１０】
［適用例２］上記適用例に記載の機能デバイスの製造方法において、前記溶融工程において、複数の凹部が設けられている透過性の基板の前記複数の凹部に前記封止部材を配置し溶融することを特徴とする。
【００１１】
本適用例によれば、複数の凹部が設けられている基板を用いることで、複数の封止部材を一括して溶融し、封止部材に含まれている微量のガスや有機物を放出することができるので、溶融工程が効率化し低コスト化が図られ、高いＱ値を有し、高安定な機能デバイスを量産することができるという効果がある。
【００１２】
［適用例３］上記適用例に記載の機能デバイスの製造方法において、前記封止工程において、前記基板に前記封止部材が配置された状態で、前記溶融工程で溶融された前記封止部材を前記貫通孔に配置し溶融することを特徴とする。
【００１３】
本適用例によれば、基板の複数の凹部で溶融された封止部材と、パッケージの貫通孔とが重なるように配置し、封止部材を溶融することで、複数の機能デバイスを効率良く封止できるようになり、機能デバイスの低コスト化を図ることができるという効果がある。
【００１４】
［適用例４］上記適用例に記載の機能デバイスの製造方法において、前記封止工程において、レーザー光を前記基板に透過させて、前記封止部材に照射し溶融することを特徴とする。
【００１５】
本適用例によれば、基板の複数の凹部で溶融された封止部材と、パッケージの貫通孔とを重ね合わせた状態で、レーザー光を基板に透過させて、封止部材に照射し溶融することで、レーザー光を正確に封止部材に照射することができ、封止不良の低減を図ることができるという効果がある。
【００１６】
［適用例５］本適用例に係る機能デバイスは、可動体を有する機能素子と、前記機能素子を収容しているパッケージと、前記パッケージの一部に貫通孔が設けられ、前記貫通孔に配置されている溶融された封止部材と、を備え、前記パッケージの収容空間は、減圧雰囲気であり、前記封止部材は、前記貫通孔に配置される前に、減圧雰囲気にて、溶融されていること、を特徴とする。
【００１７】
本適用例によれば、パッケージの貫通孔を塞いている封止部材が、封止前に減圧雰囲気にて、溶融されているため、微量のガスや有機物が放出されており、封止時に封止部材から放出されるガスや有機物によるパッケージの収容空間内の真空度の低下が低減されるため、高いＱ値を有し、高安定な機能デバイスを得ることができるという効果がある。
【００１８】
［適用例６］上記適用例に記載の機能デバイスにおいて、前記収容空間の圧力値は、１×１０-3Ｐａ以上２０Ｐａ以下の減圧雰囲気であることを特徴とする。
【００１９】
本適用例によれば、パッケージの収容空間が１×１０-3Ｐａ以上２０Ｐａ以下の減圧雰囲気であるため、高いＱ値を有し、高安定な機能デバイスが得られるという効果がある。
【００２０】
［適用例７］本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の機能デバイスを備えていることを特徴とする。
【００２１】
本適用例によれば、高いＱ値を有し、高安定な機能デバイスを備えた電子機器が構成できるという効果がある。
【００２２】
［適用例８］本適用例に係る移動体は、上記適用例に記載の機能デバイスを備えていることを特徴とする。
【００２３】
本適用例によれば、高いＱ値を有し、高安定な機能デバイスを備えた移動体が構成できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係る機能デバイスの概略構造を模式的に示す平面図。
【図２】図１中のＡ−Ａ線の断面図。
【図３】本発明の実施形態に係る機能デバイスのインピーダンス特性図。
【図４】本発明の実施形態に係る機能デバイスのＱ値特性図。
【図５】本発明の実施形態に係る機能デバイスのＱ値と収容空間内の圧力値との関係を示す図。
【図６】本発明の実施形態に係る機能デバイスの製造方法を示すフローチャート。
【図７】本発明の実施形態に係る機能デバイスの製造工程を示す断面図。
【図８】本発明の実施形態に係る機能デバイスを備える電子機器としてのモバイル型（又はノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図。
【図９】本発明の実施形態に係る機能デバイスを備える電子機器としての携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図。
【図１０】本発明の実施形態に係る機能デバイスを備える電子機器としてのデジタルカメラの構成を示す斜視図。
【図１１】本発明の実施形態に係る機能デバイスを備える移動体としての自動車の構成を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際の構成要素とは適宜に異ならせて記載する場合がある。
【００２６】
＜実施形態＞
本発明の実施形態に係る機能デバイスにつて、図１と図２を参照して説明する。
＜機能デバイス＞
図１は、本発明の実施形態に係る機能デバイス１００の概略構造を模式的に示す平面図である。図２は、図１に示す本発明の実施形態に係る機能デバイス１００のＡ−Ａ線で示す部分の断面図である。なお、説明の便宜上、図１では蓋体３０の図示を省略している。また、図１と図２では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示し、Ｚ軸は基体１０と蓋体３０とが重なる厚み方向を示す軸である。
【００２７】
図２に示すように、機能デバイス１００は、キャビティー１０ｂが形成された基体１０と、基体１０の一方の面である主面１０ａに配置され接合された機能素子２０と、キャビティー１００ａを構成する凹部３０ａが形成された蓋体３０と、を備えている。また、基体１０の主面１０ａと、蓋体の凹部３０ａが形成された側の主面と、が接合されているパッケージ５０は、機能素子２０を収納するためのキャビティー１０ｂとキャビティー１００ａとによって構成された収容空間５２を備えている。
【００２８】
機能素子２０として角速度を検出するジャイロセンサー素子を例に説明する。図１に示すように機能デバイス１００に備える角速度を検出する機能素子２０（以下、ジャイロセンサー素子２０という）は、基体１０の主面１０ａに配置され、接合されている。ジャイロセンサー素子２０は、駆動系構造体２１と、駆動用固定電極部２２と、検出用固定電極部２３と、固定部２４と、を含むことができる。ジャイロセンサー素子２０は、基体１０に接合されたシリコン基板を、ＭＥＭＳ技術を用いて加工することにより得られる。これにより、シリコン半導体デバイスの製造に用いられる微細な加工技術を適用することができ、小型のセンサー素子としてのジャイロセンサー素子２０を得ることができる。
【００２９】
ジャイロセンサー素子２０は、上述したようにＭＥＭＳ技術により基体１０の主面１０ａに接合された図示しないシリコン基板から形成され、リン、ボロン等の不純物をドーピングされて導電性が付与されている。そして、駆動系構造体２１は、平面視（図示Ｚ軸方向）において、基体１０のキャビティー１０ｂ（図２参照）の周縁部を跨ぐように配置されて接合された固定部２４によって、基体１０に支持されている。これにより、駆動系構造体２１は、キャビティー１０ｂの平面視（図示Ｚ軸方向）領域においてＸ軸方向、およびＹ軸方向に移動可能となるように配置される。
【００３０】
駆動系構造体２１は、駆動部２５と、検出部２６と、を備え、駆動部２５は駆動用支持部２５ａと、駆動用ばね部２５ｂと、駆動用可動電極部２５ｃと、を有している。そして、枠状の形状を有する駆動用支持部２５ａの内側に検出部２６が配置されている。駆動用支持部２５ａは、Ｘ軸に沿って延在する第１延在部２５ｄと、Ｙ軸に沿って延在する第２延在部２５ｅと、が枠状に連結されている。
【００３１】
駆動用ばね部２５ｂは、駆動用支持部２５ａの外側に配置されている。図示の例では、駆動用ばね部２５ｂの一端は、駆動用支持部２５ａにおける第１延在部２５ｄと第２延在部２５ｅとの接続部の近傍に接続され、他端は固定部２４に接続されている。図示の例では、駆動系構造体２１において、駆動用ばね部２５ｂは４箇所設けられ、各駆動用ばね部２５ｂは、４箇所の固定部２４に接続され、基体１０に対して支持されている。
【００３２】
駆動用ばね部２５ｂは、Ｙ軸方向に延在させながらＸ軸方向に蛇行させて形成され、駆動用支持部２５ａに対してＸ軸、Ｙ軸に対称となるように配置されている。このように駆動用ばね部２５ｂが形成、配置されることにより、駆動用支持部２５ａがＹ軸方向、あるいはＺ軸方向に移動する際の駆動用ばね部２５ｂのたわみ（伸縮）は抑制され、Ｘ軸方向への駆動用ばね部２５ｂのたわみ（伸縮）が容易になる。すなわち、後述するが、駆動用支持部２５ａをＸ軸に沿って振動させることができる。なお、駆動用ばね部２５ｂは、駆動用支持部２５ａをＸ軸方向に振動させることが可能であれば、図１に示した数、配置には限定されない。
【００３３】
駆動用可動電極部２５ｃは、駆動用支持部２５ａの外側に、駆動用支持部２５ａの第１延在部２５ｄに接続されている。駆動用固定電極部２２は、駆動用支持部２５ａの外側に配置され、基体１０の主面１０ａ上に固定されている。駆動用固定電極部２２は、駆動用可動電極部２５ｃを挟んで対向配置されている。なお、図示する本例では、駆動用固定電極部２２は櫛歯状に突出部２２ａが備えられ、駆動用可動電極部２５ｃには、駆動用固定電極部２２の櫛歯状の突出部２２ａの間に配設可能なように突出部２５ｆが備えられている。
【００３４】
駆動用固定電極部２２と駆動用可動電極部２５ｃとの間に交流電圧を印加し、両電極部間に静電力を発生させることにより、駆動用支持部２５ａ（駆動部２５）がＸ軸に沿って振動させることができる。駆動用支持部２５ａの振動は、駆動用ばね部２５ｂがＸ軸方向に伸縮可能に形成されていることにより、駆動部２５が基体１０に保持されながらも維持することができる。そして、駆動用固定電極部２２の突出部２２ａと、駆動用可動電極部２５ｃの突出部２５ｆと、の間隙（ギャップ）を小さくすることにより、駆動用固定電極部２２と、駆動用可動電極部２５ｃと、の間に作用する静電力を大きくすることができる。
【００３５】
なお、図示の例では駆動用可動電極部２５ｃは、駆動系構造体２１に４つ設けられているが、駆動用支持部２５ａをＸ軸に沿って振動させることができれば、駆動用可動電極部２５ｃの数は特に限定されない。また、駆動用固定電極部２２は、駆動用可動電極部２５ｃを挟むように対向配置されているが、駆動用支持部２５ａをＸ軸に沿って振動させることができれば、駆動用固定電極部２２は、駆動用可動電極部２５ｃのどちらか一方側にのみ配置されていてもよい。
【００３６】
検出部２６は、駆動用支持部２５ａの内側に配置され、駆動部２５に連結されている。検出部２６は、検出用支持部２６ａと、検出用ばね部２６ｂと、検出用可動電極部２６ｃと、を備えている。
【００３７】
検出用支持部２６ａは、図示の例のように、Ｘ軸に沿って延在する第３延在部２６ｄと、Ｙ軸に沿って延在する第４延在部２６ｅと、を枠状に接続した構成となっている。
【００３８】
検出用ばね部２６ｂは、検出用支持部２６ａの外側に配置され、検出用支持部２６ａと駆動用支持部２５ａと、に接続されている。図示の例では、検出用ばね部２６ｂの一端は、検出用支持部２６ａの第３延在部２６ｄと第４延在部２６ｅとの接続部（角部）近傍に接続され、検出用ばね部２６ｂの他端は、駆動用支持部２５ａの第１延在部２５ｄに接続されている。
【００３９】
検出用ばね部２６ｂは、Ｘ軸方向に延在させながらＹ軸方向に蛇行させて形成され、検出用支持部２６ａに対してＸ軸、Ｙ軸に対称となる様に配置されている。このように検出用ばね部２６ｂが形成、配置されることにより、検出用支持部２６ａがＸ軸方向、あるいはＺ軸方向に移動する際の検出用ばね部２６ｂのたわみ（伸縮）は抑制され、Ｙ軸方向への検出用ばね部２６ｂのたわみ（伸縮）が容易になる。すなわち、検出用支持部２６ａのＹ軸に沿って付加される外力、いわゆる駆動部２５を振動させた状態においてジャイロセンサー素子２０に付加される角速度によって生じるコリオリ力によって、容易に検出用支持部２６ａをＹ軸に沿って移動させることができる。なお、検出用ばね部２６ｂは、検出用支持部２６ａをＹ軸に沿って移動可能であれば、図１に示す数に限定されない。
【００４０】
検出用可動電極部２６ｃは、検出用支持部２６ａの内側に配置され、Ｘ軸に沿って延在し、第４延在部２６ｅに接続されている。そして、検出用支持部２６ａの内側領域に、基体１０に固定された検出用固定電極部２３が、検出用可動電極部２６ｃに離間して挟まれるように配置されている。言い換えれば、検出用可動電極部２６ｃは、検出用固定電極部２３を挟んで対向配置されている。
【００４１】
そして、検出部２６のＹ軸方向の移動に伴う、検出用固定電極部２３と検出用可動電極部２６ｃと、の間の静電容量の変化によって検出部２６のＹ軸方向の移動を検出する。なお、検出用可動電極部２６ｃ、および検出用固定電極部２３の数、形状、および配置は、検出用可動電極部２６ｃと、検出用固定電極部２３と、の間の静電容量の変化を検出することができれば、特に限定されない。
【００４２】
基体１０を構成する材料としては、例えば、シリコンやガラス等の材料を用いることが好ましい。例えば、ジャイロセンサー素子２０がシリコンを主材料として構成されている場合、基体１０は、ホウ珪酸ガラスを用いるとより好ましい。
機能デバイス１００は、例えば、基体１０を構成する材料としてホウ珪酸ガラスを用いた場合に、基体１０と、シリコンを主材料とする基材を用いたジャイロセンサー素子２０との間を陽極接合法により強固に接合することができる。
【００４３】
基体１０は、ジャイロセンサー素子２０を構成する材料との線膨張率の差を可及的に少なくすることができる材料で構成されることが好ましい。例えば、基体１０にホウ珪酸ガラスを、ジャイロセンサー素子２０にシリコンを主材料とする基材を用いることで、基体１０とジャイロセンサー素子２０との間の線膨張率差が少なくなり、熱膨張による歪みによる基体１０とジャイロセンサー素子２０との接合部分の破損を抑制することができる。
【００４４】
蓋体３０は、前述した様に基体１０の主面１０ａに接続されている。蓋体３０と基体１０との接続方法は特に限定されず、例えば、接着剤を用いた接続方法、陽極接合（接続）法等を用いることができる。
蓋体３０を構成する材料としては、凹部３０ａとなる凹形状の加工が容易、且つ電界を抑制することができる材料が好適である。蓋体３０を構成する材料としては、例えば、蓋体３０と基体１０との接合に陽極接合法を用いる場合にはシリコンが好適である。
本実施形態の機能デバイス１００は、蓋体３０と、ホウ珪酸ガラスで構成された基体１０と、が陽極接合法によって接合されているため、蓋体３０を構成する材料はシリコン基板が用いられている。
【００４５】
なお、ジャイロセンサー素子２０を収容するパッケージ５０を構成する基体１０および蓋体３０の構成材料としては、特に限定されないが、酸化アルミニウム等の各種セラミックスを用いることができる。このような構成材料によりパッケージ５０を製造する場合、複数の平板状の基板を積層して積層体を形成し、この積層体を焼成することにより、パッケージ５０を簡単に製造することができる。
【００４６】
上述したジャイロセンサー素子２０を安定して駆動させるために、図２に示す機能デバイス１００ではキャビティー１０ｂとキャビティー１００ａとによって形成された収容空間５２を減圧雰囲気、もしくは真空雰囲気にすることが好ましい。そこで、図２に示すように蓋体３０には、収容空間５２を構成する凹部３０ａから、外面３０ｂへ貫通する貫通孔３２が形成されている。貫通孔３２を通じて収容空間５２の気体を排出し、収容空間５２を減圧雰囲気、もしくは真空雰囲気にし、封止用の半田である封止部材４０を溶融させて貫通孔３２を塞ぎ、収容空間５２が気密封止されている。
【００４７】
貫通孔３２は、キャビティー１００ａ側の開口幅が狭く、蓋体３０の外面３０ｂ側の開口幅が広い角錐状の形状で形成されているが、これに限定されず円錐上の形状であっても良い。
【００４８】
封止部材４０は、貫通孔３２に配置される前に、減圧雰囲気、もしくは真空雰囲気にて、レーザー装置等で溶融されている。そのため、封止部材４０に含まれている微量のガスや有機物を低減することができるため、封止時に封止部材４０から放出されるガスや有機物によるパッケージ５０の収容空間５２内の真空度の低下を抑制でき、高いＱ値を有し、高安定な機能デバイス１００を得ることができる。
【００４９】
次に、本発明の実施形態に係る機能デバイス１００の特性について、従来技術（封止前に、減圧雰囲気にて溶融していない封止部材を用いる方法）で製造したものと比較し、図３から図５を参照して説明する。
図３は、本発明の実施形態に係る機能デバイスのインピーダンス特性を示す図である。図４は、本発明の実施形態に係る機能デバイスのＱ値を示す図である。図５は、本発明の実施形態に係る機能デバイスのＱ値と収容空間内の圧力値との関係を示す図である。
【００５０】
本発明の実施形態に係る機能デバイス１００は、基体１０として厚み（Ｚ軸方向の長さ）０．２ｍｍ〜０．３ｍｍのガラス基板と、蓋体３０として厚み（Ｚ軸方向の長さ）０．１ｍｍ〜０．３ｍｍのシリコン基板を用いている。基体１０と蓋体３０とに矜持される収容空間５２内には、厚み（Ｚ軸方向の長さ）０．０２５ｍｍの単結晶シリコンで形成されたジャイロセンサー素子２０が配置されている。
【００５１】
収容空間５２は、基体１０側を約０．００２ｍｍ、蓋体３０側を約０．０４ｍｍそれぞれ座繰って形成されたキャビティー１０ｂとキャビティー１００ａとで構成され、収容空間５２の厚み（Ｚ軸方向の長さ）は約０．０４２ｍｍである。また、収容空間５２の大きさは幅（Ｘ軸方向の長さ）１．４２ｍｍ、長さ（Ｙ軸方向の長さ）２．５５ｍｍである。即ち、収容空間５２の容積は約０．１５２ｍｍ3である。この収容空間５２内には、幅（Ｘ軸方向の長さ）約０．５ｍｍ、長さ（Ｙ軸方向の長さ）約１．６ｍｍの振動型のジャイロセンサー素子２０を配置してある。封止部材４０としては、直径０．２ｍｍのＡｕ−Ｇｅ合金の半田ボールを用いている。なお、半田ボールの溶融にはＹＡＧレーザー装置を用い、封止前に、一度溶融したものを用いてパッケージ５０に設けられた貫通孔３２を封止している。
【００５２】
この機能デバイス１００の駆動振動特性を評価する為、静電駆動インピーダンス測定を行い、その結果を従来技術で製造したもののインピーダンスと比較した結果を図３に示す。図３は横軸が周波数、縦軸がインピーダンスであり、従来技術と比して本発明に係る機能デバイス１００の共振特性が急峻である。また、このインピーダンス測定結果をアドミッタンス円線図に変換したものを図４に示す。ここで、アドミッタンス円線図とは、インピーダンスの逆数で、実数部のコンダクタンスＧと虚数部のサセプタンスＢでプロットしたものである。これにより、静電駆動の振動のＱ値を算出したところ、本発明に係る機能デバイス１００はＱ値３３５４であり、従来技術のもののＱ値１３０２に比べ、約３倍の改善効果が得られている。
【００５３】
図５は機能デバイス１００のＱ値と収容空間５２内の圧力値との関係を示したグラフである。図４から得られたＱ値をグラフ上にプロットすると、従来技術のもの圧力値が約４０Ｐａであり、本発明に係る機能デバイス１００の圧力値が約１６Ｐａであることがわかる。この結果から、収容空間５２内の圧力値は、機能デバイス１００のＱ値を２０００以上とするためには、収容空間５２内の圧力値を２０Ｐａ以下とすることが好ましい。また、真空引きによる生産効率を考慮すると、収容空間５２内の圧力値を１×１０-3Ｐａ未満とすることは工程時間が長くなる傾向にあるため、生産性が低減してしまう虞がある。そのため、収容空間５２内の圧力値は１×１０-3Ｐａ以上２０Ｐａ以下の減圧雰囲気であれば、２０００以上のＱ値を有する機能デバイス１００を得ることができる。
【００５４】
なお、従来技術における直径０．２ｍｍのＡｕ−Ｇｅ合金の半田ボールには約２％のボイドが混入していることが質量分析により判っており、上記結果とボイル−シャルルの法則から、従来技術ものでは約７０％強のボイドに内包されるガスが収容空間５２内に混入したものと考えられる。本発明の実施形態によれば、半田ボールである封止部材４０を一度減圧雰囲気中で溶融することにより、封止部材４０に存在するボイド中に含まれるガスや有機物等が収容空間５２に混入するのを低減することができる。従って、封止時に収容空間５２内の真空度の劣化を低減できるので、高いＱ値を有し、高安定な機能デバイス１００を得ることができる。
【００５５】
＜製造方法＞
次に、上述した機能デバイス１００の製造方法について、図６と図７を参照して説明する。
図６は、本発明の実施形態に係る機能デバイスの製造方法を示すフローチャートである。図７は、本発明の実施形態に係る機能デバイスの製造工程を示す断面図である。なお、図７の断面図は、図２に示す図１のＡ−Ａ線における断面形状に相当する。
【００５６】
〔封止部材およびパッケージ準備工程〕
封止部材およびパッケージ準備工程（Ｓｔｅｐ１）では、Ａｕ−Ｇｅ合金の半田ボール等の封止部材４０と、貫通孔３２が形成され、ジャイロセンサー素子２０が収容されたパッケージ５０と、図７（ａ）に示すように、複数の凹部６０ａが形成された透過性の基板６０と、を準備する。なお、図７においては、パッケージ５０とは、基体１０が一体化して形成されているウェハー基板７０に、個片化した蓋体３０を接合した状態で、複数が一体化したものであり、封止工程後に個片化される。
【００５７】
〔封止部材溶融工程〕
封止部材およびパッケージ準備工程（Ｓｔｅｐ１）において準備された複数の封止部材４０を、図７（ｂ）に示すように、基板６０の凹部６０ａの上にそれぞれ配置する。その後、図７（ｃ）に示すように、減圧雰囲気、もしくは真空雰囲気において、ＹＡＧレーザー装置等により射出されたレーザー光を封止部材４０に照射し、レーザー光による発熱によって溶融する。
【００５８】
このように封止部材溶融工程（Ｓｔｅｐ２）において、封止部材４０を減圧雰囲気、もしくは真空雰囲気において、溶融することにより、封止部材４０に含まれている微量のガスや有機物を放出することができる。
また、複数の凹部６０ａが設けられている基板６０を用いることで、複数の封止部材４０を一括して溶融し、封止部材４０に含まれている微量のガスや有機物を放出することができるので、溶融工程が効率化し低コスト化が図られ、且つ量産化が可能となる。
【００５９】
〔封止部材配置工程〕
封止部材溶融工程（Ｓｔｅｐ２）によって一度溶融した複数の封止部材４０ａを、基板６０の凹部６０ａに付着させた状態で、図７（ｄ）に示すように、基板６０を上下反転することで、複数の蓋体３０が接合されたウェハー基板７０と対向させる。その後、封止部材４０ａを蓋体３０の貫通孔３２と重なるように基板６０とウェハー基板７０とを配置する。
【００６０】
このように封止部材配置工程（Ｓｔｅｐ３）において、基板６０の複数の凹部６０ａで溶融された封止部材４０ａと、貫通孔３２と、が重なるように配置され、封止部材４０ａを溶融することで、複数の機能デバイス１００を効率良く封止できるようになり、機能デバイス１００の低コスト化を図ることができる。
【００６１】
〔封止工程〕
封止部材配置工程（Ｓｔｅｐ３）の後、封止工程（Ｓｔｅｐ４）に移行する。封止工程（Ｓｔｅｐ４）では、減圧雰囲気、もしくは真空雰囲気において、図７（ｅ）に示すように、基板６０の凹部６０ａが形成されていない側の面から、ＹＡＧレーザー装置等により射出されたレーザー光を基板６０に透過させて、封止部材４０ａに照射し溶融する。その後、冷却し硬化した封止部材４０ｂによって、パッケージ５０のジャイロセンサー素子２０を収容する収容空間５２を気密封止することにより完了する。
【００６２】
このように封止工程（Ｓｔｅｐ４）において、基板６０の複数の凹部６０ａで溶融された封止部材４０ａと、貫通孔３２と、を重ね合わせた状態で、レーザー光を基板６０に透過させて、封止部材４０ａに照射し溶融することで、レーザー光を正確に封止部材４０ａに照射することができ、封止不良の低減を図ることができる。
【００６３】
その後、収容空間５２を封止部材４０ｂで気密封止したウェハー基板７０を、図７（ｆ）に示すように、蓋体３０の外縁に沿って、ダイシング装置等で切断し、個片化することで、図７（ｇ）に示すように、機能デバイス１００が完成する。
【００６４】
本実施形態に係る機能デバイス１００の製造方法によって、封止部材を溶融し封止する工程前に、減圧雰囲気中で封止部材を溶融することで、封止部材４０に含まれている微量のガスや有機物を低減することができるため、封止時に封止部材４０から放出されるガスや有機物によるパッケージ５０の収容空間５２内の真空度の低下を抑制でき、高いＱ値を有し、高安定な機能デバイス１００を得ることができる。
【００６５】
また、複数の凹部６０ａが設けられている基板６０を用いることで、複数の封止部材４０を一括して溶融し、封止部材４０に含まれている微量のガスや有機物を低減することができ、且つ溶融された封止部材４０ａと、貫通孔３２と、を精度良く重なるように配置し、封止部材４０ａを溶融することができる。そのため、溶融工程の効率化が図れ、且つ複数の機能デバイス１００を効率良く封止できるようになり、機能デバイス１００のより低コスト化を図ることができる。
【００６６】
更に、基板６０の複数の凹部６０ａで溶融された封止部材４０ａと、貫通孔３２と、を重ね合わせた状態で、レーザー光を基板６０に透過させて、封止部材４０ａに照射し溶融することで、レーザー光を正確に封止部材４０ａに照射することができ、封止不良封止不良の低減を図ることができる。
【００６７】
以上、本発明の実施形態に係る機能デバイス１００の備えた機能素子２０として、角速度を検出するジャイロセンサー素子２０を例に挙げ説明したが、機能素子２０は、ジャイロセンサー素子２０に限らず例えば、加速度センサー素子や圧力センサー素子等のセンサー素子および音叉型振動子やＡＴ振動子等の各種振動素子であっても良い。
【００６８】
＜電子機器＞
次いで、本発明の実施形態に係る機能デバイス１００を適用した電子機器について、図８から図１０を参照しながら説明する。
【００６９】
図８は、本発明の実施形態に係る機能デバイス１００を備える電子機器としてのモバイル型（又はノート型）のパーソナルコンピューター１１００の構成を示す斜視図である。この図において、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１０００を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このようなパーソナルコンピューター１１００には、フィルター、共振器、基準クロック等として機能する電子部品（タイミングデバイス）としての機能デバイス１００が内蔵されている。
【００７０】
図９は、本発明の実施形態に係る機能デバイス１００を備える電子機器としての携帯電話機１２００（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。この図において、携帯電話機１２００は、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１０００が配置されている。
このような携帯電話機１２００には、フィルター、共振器、基準クロック等として機能する電子部品（タイミングデバイス）や加速度センサーとしての機能デバイス１００が内蔵されている。
【００７１】
図１０は、本発明の実施形態に係る機能デバイス１００を備える電子機器としてのデジタルカメラ１３００の構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
デジタルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１０００が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行なう構成になっており、表示部１０００は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤ等を含む受光ユニット１３０４が設けられている。
【００７２】
撮影者が表示部１０００に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。また、このデジタルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニター１３３０が、データ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１３４０が、それぞれ必要に応じて接続される。更に、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１３３０や、パーソナルコンピューター１３４０に出力される構成になっている。
【００７３】
このようなデジタルカメラ１３００には、フィルター、共振器、基準クロック等として機能する電子部品（タイミングデバイス）やジャイロセンサーとしての機能デバイス１００が内蔵されている。ジャイロセンサーとしての機能デバイス１００を内蔵することで手ぶれによる画像不良を制御することができる。
【００７４】
上述したように、電子機器として、高いＱ値を有し、安定性に優れた機能デバイス１００が活用されることにより、より高性能の電子機器を提供することができる。
【００７５】
なお、本発明の実施形態に係る電子部品としての機能デバイス１００は、図８のパーソナルコンピューター１１００（モバイル型パーソナルコンピューター）、図９の携帯電話機１２００、図１０のデジタルカメラ１３００の他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター等の電子機器に適用することができる。
【００７６】
＜移動体＞
次いで、本発明の実施形態に係る機能デバイス１００を適用した移動体について、図１１に基づき説明する。
図１１は、本発明の実施形態に係る機能デバイス１００を備える移動体としての自動車１４００の構成を示す斜視図である。自動車１４００はジャイロセンサーとして機能する機能デバイス１００が各種電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）に搭載されている。例えば、同図に示すように、移動体としての自動車１４００には、車体１４０１の姿勢を検知する機能デバイス１００を内蔵して車体１４０１の姿勢を制御する車体姿勢制御ユニット１４０２が車体１４０１に搭載されている。
また、機能デバイス１００は、他にも、エンジン制御ユニット、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ：Antilock Brake System）、エアバック、タイヤプレッシャーモニタリングシステム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）、に広く適用できる。
【００７７】
上述したように、高いＱ値を有し、安定性に優れた機能デバイス１００が活用されることにより、より高性能の移動体を提供することができる。
【００７８】
以上、本発明の実施形態に係る機能デバイス１００、電子機器（１１００，１２００，１３００）および移動体（１４００）について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明の実施形態は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明の実施形態に、他の任意の構成物が付加されていても良い。また、前述した各実施形態のうち、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであっても良い。
【符号の説明】
【００７９】
１０…基体、１０ａ…主面、１０ｂ…キャビティー、２０…機能素子（ジャイロセンサー素子）、２１…駆動系構造体、２１ａ…第１振動体、２１ｂ…第２振動体、２２…駆動用固定電極部、２２ａ…突出部、２３…検出用固定電極部、２４…固定部、２５…駆動部、２５ａ…駆動用支持部、２５ｂ…駆動用ばね部、２５ｃ…駆動用可動電極部、２５ｄ…第１延在部、２５ｅ…第２延在部、２５ｆ…突出部、２６…検出部、２６ａ…検出部支持部、２６ｂ…検出部ばね部、２６ｃ…検出部可動電極部、２６ｄ…第３延在部、２６ｅ…第４延在部、３０…蓋体、３０ａ…凹部、３０ｂ…外面、３２…貫通孔、４０，４０ａ，４０ｂ…封止部材、５０…パッケージ、５２…収容空間、６０…基板、６０ａ…凹部、７０…ウェハー基板、１００…機能デバイス、１００ａ…キャビティー、１１００…パーソナルコンピューター、１２００…携帯電話機、１３００…デジタルカメラ、１４００…自動車。
【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】
2015161641.tif 000010
【図９】
2015161641.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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