(57)【要約】【課題】ウエーハなどのマザーボードから音叉型ジャイロセンサなどのチップ部品を製造する際に、チップ部品の基板の表面または裏面に設けられる電極に対する引き回し配線を容易にし、電極や配線の設計の自由度を向上させること。【解決手段】ウエーハに対しカッティングを行って複数の音叉型ジャイロセンサ分の領域を含む所定の形状の複数の部片を形成する第１のカッティング工程、部片に対して音叉の振動に影響を与えない部分に貫通穴を形成する貫通穴形成工程、部片に対してスパッタリングを行い、表面、裏面、および端面に金属膜を形成するスパッタリング工程、部片に対し、貫通穴を二分する位置を含めてカッティングを行って縁に凹部を形成するとともに音叉型ジャイロセンサの外形を形成する第２のカッティング工程、パターニングを行って、凹部においてその端面、表面、および裏面にわたって接続された配線電極を含む所定の電極を形成するパターニング工程からなる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マザーボードからチップ部品を製造する方法であって、
前記マザーボードに対して貫通穴を形成する貫通穴形成工程と、
前記マザーボードに対して、前記貫通穴を二分する位置でカッティングを行って縁に凹部を形成するカッティング工程と、
前記凹部において、その端面、表面、および裏面にわたって接続された配線電極を形成する工程と、
を含むことを特徴とするチップ部品の製造方法。
【請求項２】
マザーボードからチップ部品を製造する方法であって、
前記マザーボードに対しカッティングを行って複数のチップ部品分の領域を含む所定の形状に形成する第１のカッティング工程と、
前記所定の形状に形成された前記マザーボードに対して貫通穴を形成する貫通穴形成工程と、
前記貫通穴形成工程の後で、スパッタリングによって表面、裏面、および端面に金属膜を形成するスパッタリング工程と、
前記スパッタリング工程の後で、前記マザーボードに対し、前記貫通穴を二分する位置を含めてカッティングを行って縁に凹部を形成する第２のカッティング工程と、
パターニングを行って、前記凹部においてその端面、表面、および裏面にわたって接続された配線電極を含む所定の電極を形成するパターニング工程と、
を含むことを特徴とするチップ部品の製造方法。
【請求項３】
圧電体を材料とするウエーハから音叉型ジャイロセンサを製造する方法であって、
前記ウエーハに対しカッティングを行って複数の音叉型ジャイロセンサ分の領域を含む所定の形状の複数の部片を形成する第１のカッティング工程と、
前記部片に対して音叉の振動に影響を与えない部分に貫通穴を形成する貫通穴形成工程と、
前記貫通穴形成工程の後で、前記部片に対してスパッタリングを行い、表面、裏面、および端面に金属膜を形成するスパッタリング工程と、
前記スパッタリング工程の後で、前記部片に対し、前記貫通穴を二分する位置を含めてカッティングを行って縁に凹部を形成するとともに音叉型ジャイロセンサの外形を形成する第２のカッティング工程と、
パターニングを行って、前記凹部においてその端面、表面、および裏面にわたって接続された配線電極を含む所定の電極を形成するパターニング工程と、
を含むことを特徴とする音叉型ジャイロセンサの製造方法。
【請求項４】
前記貫通穴形成工程において、複数の音叉型ジャイロセンサ分の領域の境界部分に前記貫通穴を形成する、
請求項３記載の音叉型ジャイロセンサの製造方法。
【請求項５】
前記貫通穴形成工程において、音叉型ジャイロセンサのベース部の端部に近い位置に前記貫通穴を形成する、
請求項３または４記載の音叉型ジャイロセンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエーハなどのマザーボードから音叉型ジャイロセンサなどのチップ部品を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、カーナビゲーションシステムまたはカメラの手振れ補正などのために、加速度や角速度を検出するジャイロセンサが用いられている。ジャイロセンサには、ビーム型や音叉型などがあるが、振動し易くＱ値の高い音叉型ジャイロセンサが多く用いられている（特許文献１および２）。
【０００３】
図９は従来の音叉型ジャイロセンサ８０の外形を示す斜視図、図１０は従来の他の例の音叉型ジャイロセンサ８０Ｂの表面および裏面の電極ＤＫの構造の例を示す図、図１１は従来の他の例の音叉型ジャイロセンサ８０Ｃの正面図である。
【０００４】
図９に示すように、従来の音叉型ジャイロセンサ８０は、ＬＮ（ニオブ酸リチウム）などの圧電体を用いて複数のアーム部８１，８１…およびベース部（ノード部）８２を有する音叉（振動子）の基板ＫＢを形成し、基板ＫＢの表面、裏面、および側面に、駆動用および検出用の複数の電極ＤＫを形成することによって製造する。
【０００５】
このような音叉型ジャイロセンサ８０では、励振信号による振動に対して不要な結合や電気的なカップリングを生じさせることなく、発生したコリオリ信号を分離する必要がある。そのために、基板ＫＢの表面および裏面の対向する位置にそれぞれ電極ＤＫを設け、引き回し配線によって互いに接続することが行われる。特に、二軸検出を行う場合には、必要な信号線が増加し、複雑な引き回し配線が必要である。さらに、材料としてＬＮを用いた場合には、ダイシングによる直線状の形状の基板ＫＢしか実現できないので、表面、裏面、および側面に設けられた電極に対する配線を、表面のみまたは裏面のみのように片面のみから取り出すことが困難であり、電極や配線が複雑な構造となる。
【０００６】
例えば、図１０（Ａ）（Ｂ）に示すように、従来の音叉型ジャイロセンサ８０Ｂは、アーム部８１に多数の電極ＤＫが設けられ、ベース部８２にそれら電極ＤＫを外部に接続するための接続端子ＳＴが設けられる。そして、表面の電極ＤＫと裏面の電極ＤＫとの間で配線を行うために、アーム部８１の先端部分に、表面、裏面、および側面にわたってアーム部８１を取り巻いた、いわゆる鉢巻電極ＤＫＨが設けられる。
【０００７】
また、図１１に示すように、４つのアーム部８１，８２…がベース部８２によって支持された基板構造の音叉型ジャイロセンサ８０Ｃにおいて、表面と裏面との間の配線接続のために、ベース部８２に貫通穴８３を設けたものが提案されている。
【特許文献１】特開平１１−１４３７１
【特許文献２】特開２００４−１４０７９３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来において、圧電性の高いＬＮを使った音叉型ジャイロセンサにおいて、必要な特性を得るために、基板の表面、裏面、および左右の側面に電極を精度よく配置する必要ある。電極の精度は特性に影響を与えるため、それぞれの電極に対する安易な３次元的な引き回し配線は困難であった。
【０００９】
また、従来において、基板の表面および裏面に複数の電極を配することになり、実装上において表面と裏面との両方に電気的接続を実現する必要があるが、製造過程で一個一個に個片化するトリミングの関係で音叉の先端部や台座部を電極の配線後にカットする必要から、カットする面については配線に使用できない。
【００１０】
このように、従来においては、基板ＫＢの表裏に設けた電極ＤＫの配線を行うことが容易ではなく、特に表面または裏面の片面のみから外部への配線を行うようにするための引き回し配線の設計が容易ではなかった。
【００１１】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、ウエーハなどのマザーボードから音叉型ジャイロセンサなどのチップ部品を製造する際に、チップ部品の基板の表面または裏面に設けられる電極に対する引き回し配線を容易にし、電極や配線の設計の自由度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る方法は、マザーボードからチップ部品を製造する方法であって、前記マザーボードに対して貫通穴を形成する貫通穴形成工程と、前記マザーボードに対して、前記貫通穴を二分する位置でカッティングを行って縁に凹部を形成するカッティング工程と、前記凹部において、その端面、表面、および裏面にわたって接続された配線電極を形成する工程とを含む。
【００１３】
また、マザーボードに対しカッティングを行って複数のチップ部品分の領域を含む所定の形状に形成する第１のカッティング工程と、前記所定の形状に形成された前記マザーボードに対して貫通穴を形成する貫通穴形成工程と、前記貫通穴形成工程の後で、スパッタリングによって表面、裏面、および端面に金属膜を形成するスパッタリング工程と、前記スパッタリング工程の後で、前記マザーボードに対し、前記貫通穴を二分する位置を含めてカッティングを行って縁に凹部を形成する第２のカッティング工程と、パターニングを行って、前記凹部においてその端面、表面、および裏面にわたって接続された配線電極を含む所定の電極を形成するパターニング工程とを含む。
【００１４】
また、ウエーハに対しカッティングを行って複数の音叉型ジャイロセンサ分の領域を含む所定の形状の複数の部片を形成する第１のカッティング工程と、前記部片に対して音叉の振動に影響を与えない部分に貫通穴を形成する貫通穴形成工程と、前記貫通穴形成工程の後で、前記部片に対してスパッタリングを行い、表面、裏面、および端面に金属膜を形成するスパッタリング工程と、前記スパッタリング工程の後で、前記部片に対し、前記貫通穴を二分する位置を含めてカッティングを行って縁に凹部を形成するとともに音叉型ジャイロセンサの外形を形成する第２のカッティング工程と、パターニングを行って、前記凹部においてその端面、表面、および裏面にわたって接続された配線電極を含む所定の電極を形成するパターニング工程とを含む。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、ウエーハなどのマザーボードから音叉型ジャイロセンサなどのチップ部品を製造する際に、チップ部品の基板の表面または裏面に設けられる電極に対する引き回し配線を容易にし、電極や配線の設計の自由度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は本発明に係るチップ部品の製造方法の工程の例を示すフローチャートである。
【００１７】
図１において、まず、マザーボードを準備する（＃１１）。マザーボードとしては、シリコン、化合物半導体、圧電体、誘電体、またはセラミックなどからなるウエーハなどが用いられる。必要に応じて所定の外形形状にカッティングしておく。これに対して、所定の位置に貫通穴を形成する（＃１２）。貫通穴を二分する位置でカッティング（ダイシングを含む）を行い、チップ部品の外形をかたちどる（＃１３）。これによって、貫通穴が２分され、その両側のチップ部品においてそれぞれの縁に凹部が形成される（＃１４）。そして、チップ部品について、表面および裏面に所定の電極を形成するとともに、その縁に形成された凹部に配線電極を形成し、配線電極によってその端面、表面、および裏面にわたって接続する（＃１５）。
【００１８】
なお、ステップ＃１２において貫通穴を形成する前に、マザーボードを複数のチップ部品分の領域を含む所定の形状に形成するために第１のカッティング工程を設けてもよい。また、ステップ＃１３においてカッティングを行う前に、スパッタリングによって、チップ部品の表面、裏面、および端面に金属膜を形成しておいてもよい。その場合に、ステップ＃１５における電極の形成は、金属膜に対するパターニングを行えばよい。
【００１９】
図２は本発明に係る音叉型ジャイロセンサＪＳの製造方法の工程の例を示すフローチャート、図３は図２の製造方法における各工程での概略の形状を示す図、図４は複数の音叉型ジャイロセンサの領域を含んだ部片ＢＨＢの正面図、図５はくびれ構造を有した基板ＫＢの正面図、図６は基板ＫＢの表面に電極が形成された状態を示す正面図、図７は上下のサイドビア構造およびパッド電極の配置の例を示す正面図、図８はアーム部ＡＭの断面平面図である。
【００２０】
なお、ここでは、圧電体を材料とするウエーハから音叉型ジャイロセンサを製造する場合を例にとって説明する。
【００２１】
図２および図３に示すように、まず、ＬＮなどの圧電体からなるウエーハＷＨを準備し〔図２のステップ＃２１、図３（Ａ）〕、第１のカッティングを行う（＃２２）。第１のカッティングでは、まずダイシングを行って〔図３（Ｂ）〕、複数の音叉型ジャイロセンサ分の領域を含む矩形の複数の部片ＢＨＡを得て〔図３（Ｃ）〕、それぞれの部片ＢＨＡに対して切り込みを入れ、複数の音叉型ジャイロセンサの基板ＫＢに対応する所定の形状の複数の部片ＢＨＢを作成する〔図３（Ｄ）〕。
【００２２】
なお、図３に示す例では、ウエーハＷＨとして複数枚つまり３枚重ねた状態のものを準備し、第１のカッティングによって３枚重ねた部片ＢＨＡ，ＢＨＢを得る。なお、２枚以下または４枚以上であってもよい。
【００２３】
この部片ＢＨＢに対して、音叉の振動に影響を与えない部分であるベース部ＢＳに貫通穴ＫＡを形成する〔図２のステップ＃２３、図３（Ｅ）、図４〕。
【００２４】
すなわち、図４に示すように、部片ＢＨＢは、複数の音叉型ジャイロセンサの領域ＡＲ１，２，３…を含んでいる。これら領域ＡＲ１，２，３…は、ダイシングライン（小片化ダイシングライン）ＤＬによって仮想的に区画される。１つの領域ＡＲによって、４つのアーム部ＡＭとそれらを支持するベース部ＢＳとを有する基板ＫＢが形成されることになる。ベース部ＢＳにおける各領域ＡＲの境界部分に、それぞれのダイシングラインＤＬを中心として線対称の矩形の貫通穴ＫＡが設けられる。
【００２５】
貫通穴ＫＡは、ドリルその他の工具を用いた切削加工によって、またはサンドブラストによって、その他の方法で形成することができる。貫通穴ＫＡの大きさは比較的大きいので、形成が容易であり、精度を出し易い。また、部片ＢＨＢは、１つの最終的な音叉型ジャイロセンサの領域ＡＲに比べて形状が大きいので、貫通穴ＫＡを形成したり他の加工を行うに当たって部片ＢＨの位置決めや保持が容易である。なお、貫通穴ＫＡは、ベース部ＢＳにおいて音叉の振動に影響を与えない位置に形成されるので、形成の際の精度が少々低くても機能に影響しない。
【００２６】
次に、３枚重ねた状態の部片ＢＨＢを１枚ごとにはがして、貫通穴ＫＡを設けた１つ１つの部片ＢＨＢに対してスパッタリングを行い、表面、裏面、および端面に金属膜を形成する（＃２４）。
【００２７】
そして、部片ＢＨＢに対して第２のカッティング工程を行う（＃２５）。第２のカッティング工程では、各部片ＢＨＢについて、貫通穴ＫＡを二分する位置であるダイシングラインＤＬを含めてカッティングを行い、これによって音叉型ジャイロセンサの外形を有した基板ＫＢが作成される〔図３（Ｆ）、図５〕。
【００２８】
すなわち、図５に示すように、部片ＢＨＢを、ダイシングラインＤＬに沿ってダイシングを行い、さらに、図の上下の部分をトリミングラインＴＬ１，２に沿ってダイシングを行う。トリミングラインＴＬ１，２の位置によって基板ＫＢの長さが調整される。上部のトリミングラインＴＬ１は周波数を調整するための周波数トリミングラインであり、下部のトリミングラインＴＬ２は基板ＫＢのサイズを調整するためのサイズトリミングラインである。
【００２９】
ダイシングラインＤＬでダイシングを行うことにより、貫通穴ＫＡが半分に切断され、基板ＫＢのベース部ＢＳの両側の縁に凹部１１（１１ａ，１１ｂ）が形成される。凹部１１の存在によって、基板ＫＢはくびれ構造となっている。なお、当然のことであるが、凹部１１の端面にはスパッタリングで形成した金属膜が残っており、ダイシングによって形成された端面には金属膜がない。
【００３０】
次に、基板ＫＢに対してパターニングを行い、駆動電極、検出電極、および配線電極など、必要な電極を形成する（＃２６）。凹部１１においては、その端面と基板ＫＢの表面および裏面とにわたって接続された配線電極が形成される。
【００３１】
すなわち、図６に示すように、基板ＫＢの表面には種々の電極（パッド電極）ＤＫ１〜６が形成されており、凹部１１には、表面の電極ＤＫ５，６と裏面の図示しない電極ＤＫとを接続する配線電極ＤＫＨ１，２がそれぞれ形成される。この配線電極ＤＫＨ１，２によって、基板ＫＢの表面に設けられた電極ＤＫと裏面に設けられた電極ＤＫとの間が接続される。したがって、裏面の信号を表面に導通させるための引き回し配線を容易に行うことができ、電極ＤＫや配線の設計の自由度が向上する。
【００３２】
そして、凹部１１は、ベース部ＢＳの下方において音叉の振動に影響を与えない位置に形成され、その近傍の固定部分つまり振動しない部分において、ワイヤボンディングのためのパッド電極を集中させた構造を実現することができる。また、くびれ構造であるので、ベース部ＢＳの下部を固定したときに、その固定時のひずみの影響がアーム部ＡＭに伝わるのを緩和する効果がある。このように、各段における設計の自由度が拡張し、高い製造性を実現することができる。
【００３３】
このようにして基板ＫＢに電極ＤＫを設け、ワイヤボンディングなどを行うことによって、音叉型ジャイロセンサＪＳが製造される。なお、ここに述べた例では、貫通穴ＫＡが基板ＫＢの両側の境界部分にくるように設けたが、他の位置に設けてもよい。
【００３４】
すなわち、図７（Ａ）に示すように、基板ＫＢ２のアーム部ＡＭの上端部またはベース部ＢＳの下端部において、トリミングラインＴＬ１，２上に貫通穴ＫＡを設ける。そして、トリミングラインＴＬ１，２に沿ってカッティングを行う。そうすると、それぞれの貫通穴ＫＡの部分に凹部１１が形成され、それぞれの凹部１１に配線電極ＤＫＨを形成して表裏の電極間を接続することができる。
【００３５】
例えば、図７（Ｂ）に示すように、ベース部ＢＳの下半分の固定領域において、その下端部のトリミングラインＴＬ上に貫通穴ＫＡを設け、トリミングラインＴＬに沿ってカッティングを行うことによって配線電極ＤＫＨ３〜９を形成する。
【００３６】
このように、ベース部ＢＳを利用して配線電極ＤＫＨ３〜９を形成することにより、ワイヤボンディングのためのパッド電極が直列化し、これによって配線がより一層容易になる。また、これとともに、基板ＫＢ３の側面に貫通穴ＫＡを設けて凹部１１を形成することにより、配線の容易化と固定方法の一層の簡素化を図ることができる。
【００３７】
図８に示すように、基板ＫＢ４に設けられた２つのアーム部ＡＭには、それぞれ対称位置に電極ＤＫ１１〜２０が設けられている。また、図では配線図として示したが、基板ＫＢ４に設けた配線電極ＤＫを介して基板ＫＢの表面と裏面とを接続し、一方の表面に設けたパッド電極ＤＫ２１〜２４を用いてワイヤボンディングによる接続を行い、外部の駆動回路ＣＴ１および検出回路ＣＴ２と接続することができる。
【００３８】
上に述べた実施形態において、寸法の一例を上げると次の様である。基板ＫＢの縦３〜１０ｍｍ、例えば５ｍｍ、基板ＫＢの横１〜５ｍｍ、例えば２ｍｍ、厚さ０．１〜０．５ｍｍ、例えば０．３ｍｍである。また、貫通穴ＫＡの縦０．１〜０．５ｍｍ、例えば０．２ｍｍ、横０．４〜２ｍｍ、例えば０．８ｍｍ、したがって凹部１１の縦０．１〜０．５ｍｍ、例えば０．２ｍｍ、横０．２〜１ｍｍ、例えば０．４ｍｍである。また、アーム部ＡＭの幅Ｗ１に対して、ベース部ＢＳのくびれ部の高さ（アーム部ＡＭの付け根から凹部１１までの長さ）Ｗ２は、アーム部ＡＭの振動に影響がないように、Ｗ２≧２×Ｗ１となるように定められる。
【００３９】
上に述べた実施形態においては、音叉型ジャイロセンサの製造を例にとって説明したが、これに限ることなく、例えば、コンデンサ、ＩＣ、プリント基板、その他の種々のチップ部品の製造に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、マザーボードからカッティングを行って、音叉型ジャイロセンサ、コンデンサ、ＩＣ、プリント基板、その他の種々のチップ部品（機能部品）を製造するのに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係るチップ部品の製造方法の工程の例を示すフローチャートである。
【図２】本発明に係る音叉型ジャイロセンサの製造方法の工程の例を示すフローチャートである。
【図３】図２の製造方法における各工程での概略の形状を示す図である。
【図４】複数の音叉型ジャイロセンサの領域を含んだ部片の正面図である。
【図５】くびれ構造を有した基板の正面図である。
【図６】基板の表面に電極が形成された状態を示す正面図である。
【図７】上下のサイドビア構造およびパッド電極の配置の例を示す正面図である。
【図８】アーム部の断面平面図である。
【図９】従来の音叉型ジャイロセンサの外形を示す斜視図である。
【図１０】従来の他の例の音叉型ジャイロセンサの表面および裏面の電極の構造の例を示す図である。
【図１１】従来の他の例の音叉型ジャイロセンサの正面図である。
【符号の説明】
【００４２】
ＪＳ  音叉型ジャイロセンサ（チップ部品）
ＫＡ  貫通穴
ＷＨ  ウエーハ（マザーボード）
ＤＫＨ  配線電極
部片ＢＨ  部片
１１  凹部
【図１】
2007080967.tif 000003
【図２】
2007080967.tif 000004
【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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