(57)【要約】【課題】気密性に優れ高い信頼性を有する慣性センサーの製造方法、この製造方法で製造された慣性センサー、この慣性センサー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】本発明の慣性センサーの製造方法は、第１第１基体１０を準備する第１基体準備工程と、第１第１基体１０上に複数の素子片を形成する素子片形成工程と、第１方向および前記第１方向と交差する第２方向に配列されている複数の蓋体２０と、蓋体２０が前記第１方向および前記第２方向の他の蓋体２０と連結している連結部４２と、蓋体２０に形成されている貫通孔３０と、を有する第２基体４０を、複数の蓋体２０のそれぞれが素子片の少なくとも一つを収容するように、第１第１基体１０上に配置する第２基体配置工程と、それぞれの貫通孔３０に封止部材３８を配置する封止部材配置工程と、連結部４２を分断又は除去する個片化工程と、を含んでいる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基体を準備する第１基体準備工程と、
前記第１基体上に複数の素子片を形成する素子片形成工程と、
第１方向および前記第１方向と交差する第２方向に配列されている複数の蓋体と、前記蓋体が前記第１方向および前記第２方向の他の蓋体と連結している連結部と、前記蓋体に形成されている貫通孔と、を有する第２基体を、前記複数の蓋体のそれぞれが前記素子片の少なくとも一つを収容するように、前記第１基体上に配置する第２基体配置工程と、
それぞれの前記貫通孔に封止部材を配置する封止部材配置工程と、
前記連結部を分断又は除去する個片化工程と、
を含むことを特徴とする慣性センサーの製造方法。
【請求項２】
減圧雰囲気において、前記貫通孔に配置されている前記封止部材を個々に溶融する封止工程と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の慣性センサーの製造方法。
【請求項３】
前記貫通孔は、側面が４つの平坦面を含み構成されており、前記封止部材配置工程の前に、前記平坦面に導電層を形成する導電層形成工程を含んでいることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の慣性センサーの製造方法。
【請求項４】
前記第１基体は、端子を有し、前記蓋体の平面視にて、前記端子は前記連結部と重なっていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の慣性センサーの製造方法。
【請求項５】
前記連結部は、前記第１基体と離間していることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の慣性センサーの製造方法。
【請求項６】
前記減圧雰囲気は、真空であることを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか一項に記載の慣性センサーの製造方法。
【請求項７】
前記素子片は、ジャイロセンサー素子であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の慣性センサーの製造方法。
【請求項８】
第１基体と、
前記第１基体に配置されている素子片と、
前記第１基板上に配置されている蓋体と、
前記第１基板と前記蓋体との間に設けられているキャビティーと、
を備え、
前記キャビティーには、素子片が収容され、
前記蓋体には、前記キャビティーと連通している貫通孔と、前記貫通孔を封止している封止部材とを有し、
前記蓋体は、前記キャビティー側とは反対側の主面から側面に向って傾斜している傾斜面と、前記傾斜面に接続され前記主面と垂直な側面とを備えていることを特徴とする慣性センサー。
【請求項９】
前記貫通孔は、底面と、前記主面と平行な仮想線に対して交差している複数の平坦面と、を含み、前記封止部材は、前記平坦面同士の境界領域で前記主面側に這い上がるように配置されていることを特徴とする請求項８に記載の慣性センサー。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９に記載の慣性センサーを備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項１１】
請求項８又は請求項９に記載の慣性センサー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、慣性センサーの製造方法、慣性センサー、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慣性センサーなどの電子デバイスが開発されている。慣性センサーとしては、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慣性センサーが知られている。
【０００３】
これら慣性センサーにおいて、可動電極の変位を正確に検出するために、慣性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、複数個の半導体センサチップ（慣性センサー素子）が形成されているシリコン基板と、くぼみ部を有し一方向に連結したシリコンキャップ（蓋体）と、を低融点ガラスなどで接合することで半導体センサチップを覆うくぼみ部を密封することが開示されている。また、特許文献２では、機能素子（慣性センサー素子）が固定される基体を覆う蓋体に貫通孔を形成し、貫通孔を封止部材により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２００１−３０５１５２号公報
【特許文献２】特開２０１３−１０２０３６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、特許文献１の方法では、半導体センサチップを密封するくぼみ部を有するシリコンキャップが一方向にのみ連結されているため、低融点ガラスなど溶融する際の熱が中央部に伝わり難く、封止されない虞があった。また、特許文献２の方法では、複数の機能素子が形成された基体に固定した蓋体の貫通孔に設けられた封止部材を溶融し封止する際、基体と蓋体とを加熱する熱が十分伝わらず、封止部材の溶け不良を生じる虞があり、特に、減圧雰囲気中では、雰囲気内での熱伝導が低いため封止不良が多発していた。
【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］本適用例に係る慣性センサーの製造方法は、第１基体を準備する第１基体準備工程と、前記第１基体上に複数の素子片を形成する素子片形成工程と、第１方向および前記第１方向と交差する第２方向に配列されている複数の蓋体と、前記蓋体が前記第１方向および前記第２方向の他の蓋体と連結している連結部と、前記蓋体に形成されている貫通孔と、を有する第２基体を、前記複数の蓋体のそれぞれが前記素子片の少なくとも一つを収容するように、前記第１基体上に配置する第２基体配置工程と、それぞれの前記貫通孔に封止部材を配置する封止部材配置工程と、前記連結部を分断又は除去する個片化工程と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
本適用例によれば、第２基体に第１方向および第１方向と交差する第２方向に配列されている複数の蓋体と、蓋体が第１方向および第２方向の他の蓋体と連結している連結部と、を有する第２基体を用いている。そのため、貫通孔を封止部材で封止する際に、第１基体と第２基体とを加熱する熱や封止部材を溶融するレーザー光の熱が連結部を伝わり、貫通孔を有する蓋体を所望の温度に十分に加熱することができ、貫通孔と封止部材との密着性を高めることができる。従って、気密性に優れ高い信頼性を有する慣性センサーを製造することができる。
【００１０】
［適用例２］上記適用例に記載の慣性センサーの製造方法において、減圧雰囲気において、前記貫通孔に配置されている前記封止部材を個々に溶融する封止工程と、を含むことが好ましい。
【００１１】
本適用例によれば、蓋体を取り囲むように連結部が一体化して形成されている第２基体を用いているので、蓋体が個体である場合に比べ、容量が大きくなり熱の保温性が向上し封止部材を溶融するのに十分な熱を確保することができる。そのため、気密性に優れ高い信頼性を有する慣性センサーを製造することができる。
【００１２】
［適用例３］上記適用例に記載の慣性センサーの製造方法において、前記貫通孔は、側面が４つの平坦面を含み構成されており、前記封止部材配置工程の前に、前記平坦面に導電層を形成する導電層形成工程を含んでいることが好ましい。
【００１３】
本適用例によれば、封止部材配置工程の前に、貫通孔の平坦面に導電層を形成する導電層形成工程を含んでいるので、導電層を形成後に封止部材を配置し、封止部材を溶融する際に、導電層があるため封止部材の濡れ性が良くなり、蓋体と封止部材との密着性を向上させ気密性を高めることができ、高い信頼性を有する慣性センサーを製造することができる。
【００１４】
［適用例４］上記適用例に記載の慣性センサーの製造方法において、前記第１基体は、端子を有し、前記蓋体の平面視にて、前記端子は前記連結部と重なっていることが好ましい。
【００１５】
本適用例によれば、連結部が第１基体と離間しているため、連結部と第１基体とは接合されない。そのため、連結部を分断又は除去し慣性センサーを個片化すると第１基体に形成された端子を蓋体の外側に露出させることができ、外部から端子を介して電圧を印加することにより、素子片を容易に振動させることができる。
【００１６】
［適用例５］上記適用例に記載の慣性センサーの製造方法において、前記連結部は、前記第１基体と離間していることが好ましい。
【００１７】
本適用例によれば、連結部が第１基体と離間しているため、連結部と第１基体とは接合されない。そのため、連結部を分断又は除去することで、第１基体に形成された端子を蓋体の外側に露出させることができ、外部から端子を介して電圧を印加することにより、素子片を容易に振動させることができる。
【００１８】
［適用例６］上記適用例に記載の慣性センサーの製造方法において、前記減圧雰囲気は、真空であることが好ましい。
【００１９】
本適用例によれば、減圧雰囲気が真空であることにより、素子片の振動を阻害する空気抵抗をより低減することができるため、Ｑ値の高い素子片が得られ高性能の慣性センサーを製造することができる。
【００２０】
［適用例７］上記適用例に記載の慣性センサーの製造方法において、前記素子片は、ジャイロセンサー素子であることが好ましい。
【００２１】
本適用例によれば、気密性に優れ高い信頼性を有するジャイロセンサー素子を有する慣性センサーを製造することができる。
【００２２】
［適用例８］本適用例に係る慣性センサーは、第１基体と、前記第１基体に配置されている素子片と、前記第１基板上に配置されている蓋体と、前記第１基板と前記蓋体との間に設けられているキャビティーと、を備え、前記キャビティーには、素子片が収容され、前記蓋体には、前記キャビティーと連通している貫通孔と、前記貫通孔を封止している封止部材とを有し、前記蓋体は、前記キャビティー側とは反対側の主面から側面に向って傾斜している傾斜面と、前記傾斜面に接続され前記主面と垂直な側面とを備えていることを特徴とする。
【００２３】
本適用例によれば、蓋体の側面が傾斜面と蓋体の主面に対して垂直な加工面とを有しているため、主面に接する側面の破損に伴う気密不良を低減することができ、且つ小型化を図ることができる。
【００２４】
［適用例９］上記適用例に記載の慣性センサーにおいて、前記貫通孔は、底面と、前記主面と平行な仮想線に対して交差している複数の平坦面と、を含み、前記封止部材は、前記平坦面同士の境界領域で前記主面側に這い上がるように配置されていることが好ましい。
【００２５】
本適用例によれば、封止部材が貫通孔を構成する平坦面の一部と隣り合う平坦面同士が接する領域に沿って配置されているため、封止部材が蓋体の貫通孔と十分密着しているので、気密性に優れ高い信頼性を有する慣性センサーを得ることができる。
【００２６】
［適用例１０］本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の慣性センサーを備えていることを特徴とする。
【００２７】
本適用例によれば、気密性に優れ高い信頼性を有する慣性センサーを備えた電子機器が構成できるという効果がある。
【００２８】
［適用例１１］本適用例に係る移動体は、上記適用例に記載の慣性センサーを備えていることを特徴とする。
【００２９】
本適用例によれば、気密性に優れ高い信頼性を有する慣性センサー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】
【００３０】
【図１Ａ】本発明の実施形態に係る慣性センサーの構造を模式的に示す概略平面図。
【図１Ｂ】図１Ａ中のＡ−Ａ線の概略断面図。
【図２Ａ】図１Ａ中の２Ａ部の概略拡大図（封止部材が無い状態）。
【図２Ｂ】図１Ａ中の２Ａ部の概略拡大図。
【図２Ｃ】図２Ｂの封止部材と異なる形状の封止部材が配置されている図１Ａ中の２Ａ部の概略拡大図。
【図２Ｄ】図２Ｂ中のＢ−Ｂ線の概略断面図。
【図２Ｅ】図２Ｂの封止部材と異なる形状の封止部材が配置されている図１Ａ中の２Ａ部の概略拡大図。
【図３】本発明の実施形態に係る慣性センサーの慣性センサー素子の構造を模式的に示す概略平面図。
【図４Ａ】本発明の実施形態に係る慣性センサーの慣性センサー素子の動作を説明するための図。
【図４Ｂ】本発明の実施形態に係る慣性センサーの慣性センサー素子の動作を説明するための図。
【図５Ａ】本発明の実施形態に係る慣性センサーの慣性センサー素子の動作を説明するための図。
【図５Ｂ】本発明の実施形態に係る慣性センサーの慣性センサー素子の動作を説明するための図。
【図６】本発明の実施形態に係る慣性センサーの製造方法を示す工程図。
【図７Ａ】本発明の実施形態に係る慣性センサーの製造工程における第１基体を模式的に示す概略断面図。
【図７Ｂ】本発明の実施形態に係る慣性センサーの製造工程における第１基体を模式的に示す概略断面図。
【図８Ａ】本発明の実施形態に係る慣性センサーの製造工程における第２基体を模式的に示す概略平面図。
【図８Ｂ】図８Ａの裏面を模式的に示す概略平面図。
【図９Ａ】本発明の実施形態に係る慣性センサーの製造工程を模式的に示す概略断面図。
【図９Ｂ】本発明の実施形態に係る慣性センサーの製造工程を模式的に示す概略断面図。
【図９Ｃ】本発明の実施形態に係る慣性センサーの製造工程を模式的に示す概略断面図。
【図９Ｄ】本発明の実施形態に係る慣性センサーの製造工程を模式的に示す概略断面図。
【図９Ｅ】本発明の実施形態に係る慣性センサーの製造工程を模式的に示す概略断面図。
【図９Ｆ】本発明の実施形態に係る慣性センサーの製造工程を模式的に示す概略断面図。
【図９Ｇ】本発明の実施形態に係る慣性センサーの製造工程を模式的に示す概略断面図。
【図９Ｈ】図９Ｇ中の９Ｈ部の概略拡大図。
【図１０Ａ】本発明の実施形態に係る慣性センサーの第２基体の変形例を模式的に示す概略断面図。
【図１０Ｂ】個片化後の図１０Ａ中の１０Ｂ部の概略拡大図。
【図１１】本発明の実施形態に係る慣性センサー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１２】本発明の実施形態に係る慣性センサー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１３】本発明の実施形態に係る慣性センサー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１４】本発明の実施形態に係る慣性センサー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】
【００３１】
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。
【００３２】
＜実施形態＞
［慣性センサーとしてのジャイロセンサー］
本発明の実施形態に係る慣性センサーについて、素子片としてジャイロセンサー素子１２を備えたジャイロセンサー１００を一例として挙げ、図１Ａおよび図１Ｂを参照して説明する。
図１Ａは、本発明の実施形態に係るジャイロセンサー１００の構造を模式的に示す概略平面図である。図１Ｂは、図１Ａ中のＡ−Ａ線の概略断面図である。なお、図１Ａおよび図１Ｂ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軸は第１基体１０と蓋体２０とが重なる厚み方向を示す軸である。また、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」という。更に、＋Ｚ軸側を「上」もしくは「上方」、−Ｚ軸側を「下」もしくは「下方」ともいう。
【００３３】
図１Ｂに示すように、ジャイロセンサー１００は、ジャイロセンサー素子１２とキャビティー１４とが形成されている第１基体１０と、第１基体１０側にキャビティー２６と第１基体１０側とは反対側の主面２２に貫通孔３０とが形成されている蓋体２０と、を備えている。また、蓋体２０の第１基体１０側でキャビティー１４周辺が第１基体１０と低融点ガラスなどの接合部材３９を用いた接合方法や陽極接合法等により接合されており、第１基体１０のキャビティー１４と蓋体２０のキャビティー２６とによってジャイロセンサー素子１２を収容する収容空間が構成されている。また、キャビティー１４とキャビティー２６とによる収容空間は、減圧状態で気密封止されており、真空であることが好ましい。なお、真空とは、概ね１×１０-11Ｐａ以上１００Ｐａ以下の減圧雰囲気である。
【００３４】
第１基体１０は、上方である蓋体２０側の表面に溝部１５が設けられ、外部との導通を図るための複数の端子１６と、ジャイロセンサー素子１２と端子１６とを電気的に導通するための導体１８と、が形成されている。また、導体１８上にジャイロセンサー素子１２の固定部１５０が電気的に導通するように固定されている。なお、端子１６は、図１Ａに示すように、平面視で蓋体２０の外側に形成され、外部に露出している。そのため、外部から端子１６を介して電圧を印加することにより、ジャイロセンサー素子１２を振動させることができる。なお、ジャイロセンサー素子１２の下方にキャビティー１４が形成されていることにより、ジャイロセンサー素子１２の変位によって第１基体１０に接触しないようにすることができる。
【００３５】
蓋体２０は、主面２２上に貫通孔３０が形成され、貫通孔３０の内部に封止部材３８が配置されている。また、主面２２と反対側にジャイロセンサー素子１２を収容するためのキャビティー２６が形成されている。貫通孔３０は、キャビティー２６と連通している。なお、蓋体２０の側面は、主面２２から側面に向って傾斜している傾斜面２４ａと、傾斜面２４ａに接続され主面２２と垂直な加工面２４ｂと、により構成されている。
【００３６】
傾斜を有する傾斜面２４ａが形成されているため、主面２２に接する側面の破損に伴う気密不良を低減することができる。また、ダイシング等で加工し主面２２に対して垂直な加工面２４ｂとすることにより、ジャイロセンサー１００の複数の端子１６が配置されている幅方向、所謂、Ｙ軸方向の長さを短くすることができ、ジャイロセンサー１００の小型化を図ることができる。
【００３７】
蓋体２０に設けられた貫通孔３０について、図２Ａ〜図２Ｄを参照して説明する。
図２Ａは、貫通孔３０に封止部材３８が無い状態を示す概略拡大図である。図２Ｂは、封止部材３８が配置されている図１Ａ中の２Ａ部の概略拡大図である。図２Ｃは、図２Ｂの封止部材３８と異なる形状の封止部材３８ａが配置されている図１Ａ中の２Ａ部の概略拡大図である。図２Ｄは、図２Ｂ中のＢ−Ｂ線の概略断面図である。図２Ｅは、図２Ｂの封止部材３８と異なる形状の封止部材３８ｂが配置されている図１Ａ中の２Ａ部の概略拡大図である。
【００３８】
図２Ａに示すように、貫通孔３０は、主面２２に沿った底面３３と、底面３３に接し主面２２と平行な仮想線に対して交差している４つの平坦面３２と、キャビティー２６に貫通する孔３５と、を含み構成されている。また、隣り合う２つの平坦面３２同士が接する４つの領域３４を有している。
【００３９】
貫通孔３０の内部と貫通孔３０の周辺で主面２２の一部には、金（Ａｕ）等の金属による導電層３６が形成されており、蓋体２０と封止部材３８との密着性を向上させるのに非常に効果的である。封止部材３８を溶融した場合の濡れ性を向上し気密性を高めるのに有効である。
【００４０】
配置された封止部材３８の形状は、図２Ｂに示すように、球状の封止部材３８がレーザー光等により一度溶融しその後固まる際に、貫通孔３０の底面側から隣り合う２つの平坦面３２同士が接する４つの領域３４に沿って主面２２に向かうように這い上がっている。封止部材３８はこのように大概の場合星形の形状になり、主面２２に到達する場合もあれば、図２Ｃに示すように、到達しない場合もある。どちらの場合にしても、図２Ｄに示すように、貫通孔３０の中央部に対して、領域３４に沿って高くなっている。従って、封止部材３８が貫通孔３０を構成する平坦面３２の一部と隣り合う平坦面３２同士が接する領域３４に沿って配置されているため、封止部材３８が蓋体２０の貫通孔３０と十分密着しているので、気密性に優れ高い信頼性を有するジャイロセンサー１００を得ることができる。
【００４１】
封止部材３８がこのような形状となるのは、球状の封止部材３８にレーザー光等を照射し溶融する際に、蓋体２０が所望の温度に十分に加熱されているためである。なお、図２Ｅに示すように、貫通孔３０の隣り合う２つの平坦面３２同士が接する４つの領域３４に沿って、封止部材３８の一部又は全部が主面２２側に這い上がらずに底面３３が露出している場合は、蓋体２０の加熱不足により溶融した封止部材３８の濡れ性が劣化し、蓋体２０との密着性が低下する。そのため、キャビティー１４とキャビティー２６とによるジャイロセンサー素子１２を収容する収容空間を気密封止することができない。これは蓋体２０が充分に加熱されていない時に引き起こされ易い。特に、後述するように蓋体２０の連結部４２が存在していないと熱伝達が阻害され、蓋体２０と封止部材３８との密着性が低下する虞がある。即ち、連結部４２を設けることによって、蓋体２０の全体に渡って熱をより均一に分散させることが可能である。
【００４２】
第１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１２がシリコンを主材料として構成されている場合、第１基体１０は、可動イオンを含ませたホウ珪酸ガラスを用いるとより好ましい。
ジャイロセンサー１００は、例えば、第１基体１０を構成する材料として前述のホウ珪酸ガラスを用いた場合に、第１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１２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】
第１基体１０は、ジャイロセンサー素子１２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、第１基体１０に前述のホウ珪酸ガラスを、ジャイロセンサー素子１２にシリコンを主材料とする基材を用いることで、第１基体１０とジャイロセンサー素子１２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第１基体１０とジャイロセンサー素子１２との接合部分の破損を抑制することができる。
【００４４】
蓋体２０は、前述した様に第１基体１０のキャビティー１４が形成されている側に接続されている。蓋体２０と第１基体１０との接続方法は特に限定されず、例えば、低融点ガラスなどの接合部材３９を用いた接合方法、陽極接合法等を用いることができる。
蓋体２０を構成する材料としては、キャビティー２６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２０を構成する材料としては、例えば、蓋体２０と第１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。
本実施形態のジャイロセンサー１００は、蓋体２０と、可動イオンを含ませたホウ珪酸ガラスで構成された第１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２０を構成する材料はシリコンが用いられている。
【００４５】
［素子片としてのジャイロセンサー素子］
次に、素子片としての角速度を検出するジャイロセンサー素子１２について、図３を参照して説明する。
図３は、本発明の実施形態に係るジャイロセンサーのジャイロセンサー素子の構造を模式的に示す概略平面図である。
ジャイロセンサー素子１２は、図３に示すように、振動系構造体１０４と、駆動用固定電極１３０と、検出用固定電極１４０と、固定部１５０と、を有している。
【００４６】
振動系構造体１０４は、例えば、第１基体１０に接合されたシリコンの基板を加工することにより、一体的に形成されている。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の適用が可能となり、振動系構造体１０４の小型化を図ることができる。
【００４７】
振動系構造体１０４は、第１基体１０（図１Ｂ参照）に固定された固定部１５０によって、支持されており、キャビティー１４により第１基体１０と離間して配置されている。振動系構造体１０４は、第１振動体１０６と、第２振動体１０８と、を有している。第１振動体１０６および第２振動体１０８は、Ｘ軸に沿って互いに連結されている。
【００４８】
第１振動体１０６および第２振動体１０８は、両者の境界線Ｂ（Ｙ軸に沿った直線）に対して、対称となる形状を有することができる。したがって、以下では、第１振動体１０６の構成について説明し、第２振動体１０８の構成の説明については、省略する。
【００４９】
第１振動体１０６は、駆動部１１０と、検出部１２０と、を有する。駆動部１１０は、駆動用支持部１１２と、駆動用バネ部１１４と、駆動用可動電極１１６と、を有している。
【００５０】
駆動用支持部１１２は、例えば、フレーム状の形状を有し、駆動用支持部１１２の内側には、検出部１２０が配置されている。図示の例では、駆動用支持部１１２は、Ｘ軸に沿って延在する第１延在部１１２ａと、Ｙ軸に沿って延在する第２延在部１１２ｂと、によって構成されている。
【００５１】
駆動用バネ部１１４は、駆動用支持部１１２の外側に配置されている。図示の例では、駆動用バネ部１１４の一端は、駆動用支持部１１２の角部（第１延在部１１２ａと第２延在部１１２ｂとの接続部）近傍に接続されている。駆動用バネ部１１４の他端は、固定部１５０に接続されている。
【００５２】
図示の例では、駆動用バネ部１１４は、第１振動体１０６において、４つ設けられている。そのため、第１振動体１０６は、４つの固定部１５０によって、支持されている。なお、第１振動体１０６と第２振動体１０８との境界線Ｂ上の固定部１５０は、設けられていなくてもよい。
【００５３】
駆動用バネ部１１４は、Ｙ軸に沿って往復しながらＸ軸に沿って延在する形状を有している。複数の駆動用バネ部１１４は、駆動用支持部１１２の中心を通るＸ軸に沿った仮想線（図示せず）、および駆動用支持部１１２の中心を通るＹ軸に沿った仮想線（図示せず）に対して、対称に設けられている。駆動用バネ部１１４を上記のような形状とすることにより、駆動用バネ部１１４が、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に変形することを抑制し、駆動用バネ部１１４を、駆動部１１０の振動方向であるＸ軸方向にスムーズに伸縮させることができる。そして、駆動用バネ部１１４の伸縮に伴い、駆動用支持部１１２を（駆動部１１０を）、Ｘ軸に沿って振動させることができる。なお、駆動用バネ部１１４は、駆動用支持部１１２をＸ軸に沿って振動させることができれば、その数は特に限定されない。
【００５４】
駆動用可動電極１１６は、駆動用支持部１１２の外側に、駆動用支持部１１２に接続されて配置されている。より具体的には、駆動用可動電極１１６は、駆動用支持部１１２の第１延在部１１２ａに接続されている。
【００５５】
駆動用固定電極１３０は、駆動用支持部１１２の外側に配置されている。駆動用固定電極１３０は、第１基体１０（図１Ｂ参照）上に固定されている。図示の例では、駆動用固定電極１３０は、複数設けられ、駆動用可動電極１１６を介して、対向配置されている。図示の例では、駆動用固定電極１３０は、櫛歯状の形状を有しており、駆動用可動電極１１６は、駆動用固定電極１３０の櫛歯の間に挿入可能な突出部１１６ａを有している。駆動用固定電極１３０と突出部１１６ａとの距離（ギャップ）を小さくすることにより、駆動用固定電極１３０と駆動用可動電極１１６との間に作用する静電力を、大きくすることができる。
【００５６】
駆動用固定電極１３０および駆動用可動電極１１６に、電圧を印加すると、駆動用固定電極１３０と駆動用可動電極１１６との間に静電力を発生させることができる。これにより、駆動用バネ部１１４がＸ軸に沿って伸縮し、駆動用支持部１１２（駆動部１１０）を、Ｘ軸に沿って振動させることができる。
【００５７】
なお、図示の例では、駆動用可動電極１１６は、第１振動体１０６において、４つ設けられているが、駆動用支持部１１２をＸ軸に沿って振動させることができれば、その数は特に限定されない。また、図示の例では、駆動用固定電極１３０は、駆動用可動電極１１６を介して、対向配置されているが、駆動用支持部１１２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１３０は、駆動用可動電極１１６の一方側にのみ配置されていてもよい。
【００５８】
検出部１２０は、駆動部１１０に連結されている。図示の例では、検出部１２０は、駆動用支持部１１２の内側に配置されている。検出部１２０は、検出用支持部１２２と、検出用バネ部１２４と、検出用可動電極１２６と、を有することができる。なお、図示はしないが、検出部１２０は、駆動部１１０に連結されていれば、駆動用支持部１１２の外側に配置されていてもよい。
【００５９】
検出用支持部１２２は、例えば、フレーム状の形状を有している。図示の例では、検出用支持部１２２は、Ｘ軸に沿って延在する第３延在部１２２ａと、Ｙ軸に沿って延在する第４延在部１２２ｂと、によって構成されている。
【００６０】
検出用バネ部１２４は、検出用支持部１２２の外側に配置されている。検出用バネ部１２４は、検出用支持部１２２と駆動用支持部１１２とを接続している。より具体的には、検出用バネ部１２４の一端は、検出用支持部１２２の角部（第３延在部１２２ａと第４延在部１２２ｂとの接続部）近傍に接続されている。検出用バネ部１２４の他端は、駆動用支持部１１２の第１延在部１１２ａに接続されている。
【００６１】
検出用バネ部１２４は、Ｘ軸に沿って往復しながらＹ軸に沿って延在する形状を有している。図示の例では、検出用バネ部１２４は、第１振動体１０６において、４つ設けられている。複数の検出用バネ部１２４は、検出用支持部１２２の中心を通るＸ軸に沿った仮想線（図示せず）、および検出用支持部１２２の中心を通るＹ軸に沿った仮想線（図示せず）に対して、対称に設けられている。検出用バネ部１２４を上記のような形状とすることにより、検出用バネ部１２４が、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に変形することを抑制し、検出用バネ部１２４を、検出部１２０の振動方向であるＹ軸方向にスムーズに伸縮させることができる。そして、検出用バネ部１２４の伸縮に伴い、検出用支持部１２２を（検出部１２０を）、Ｙ軸に沿って振動させることができる。なお、検出用バネ部１２４は、検出用支持部１２２をＹ軸に沿って振動させることができれば、その数は特に限定されない。
【００６２】
検出用可動電極１２６は、検出用支持部１２２の内側に、検出用支持部１２２に接続されて配置されている。図示の例では、検出用可動電極１２６は、Ｘ軸に沿って延在しており、検出用支持部１２２の２つの第４延在部１２２ｂに、接続されている。
【００６３】
検出用固定電極１４０は、検出用支持部１２２の内側に配置されている。検出用固定電極１４０は、第１基体１０（図１Ｂ参照）上に固定されている。図示の例では、検出用固定電極１４０は、複数設けられ、検出用可動電極１２６を介して、対向配置されている。
【００６４】
検出用可動電極１２６および検出用固定電極１４０の数および形状は、検出用可動電極１２６と検出用固定電極１４０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。
【００６５】
次に、ジャイロセンサー素子１２の動作について、図４Ａ〜図５Ｂを参照して説明する。
図４Ａ〜図５Ｂは、本実施形態に係るジャイロセンサー１００のジャイロセンサー素子１２の動作を説明するための図である。なお、便宜上、図４Ａ〜図５Ｂでは、ジャイロセンサー素子１２の各部分を、簡略化して図示している。
【００６６】
駆動用固定電極１３０および駆動用可動電極１１６に、図示しない電源によって、電圧を印加すると、駆動用固定電極１３０と駆動用可動電極１１６との間に静電力を発生させることができる。これにより、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、駆動用バネ部１１４をＸ軸に沿って伸縮させることができ、駆動部１１０をＸ軸に沿って振動させることができる。
【００６７】
より具体的には、第１振動体１０６の駆動用可動電極１１６と駆動用固定電極１３０との間に第１交番電圧を印加し、第２振動体１０８の駆動用可動電極１１６と駆動用固定電極１３０との間に第１交番電圧と位相が１８０度ずれた第２交番電圧を印加する。これにより、第１振動体１０６の第１駆動部１１０ａ、および第２振動体１０８の第２駆動部１１０ｂを、互いに逆位相でかつ所定の周波数で、Ｘ軸に沿って振動させることができる。すなわち、Ｘ軸に沿って互いに連結された第１駆動部１１０ａおよび第２駆動部１１０ｂは、Ｘ軸に沿って、互いに逆位相で振動（第１振動）する。例えば、まず、図４Ａに示すように、第１駆動部１１０ａはα１方向に変位し、第２駆動部１１０ｂはα１方向と反対方向のα２方向に変位する。次に、図４Ｂに示すように、第１駆動部１１０ａはα２方向に変位し、第２駆動部１１０ｂはα１方向に変位する。第１駆動部１１０ａおよび第２駆動部１１０ｂは、この動作を繰り返す。このようにして、第１駆動部１１０ａおよび第２駆動部１１０ｂは、互いに逆位相で振動する。
【００６８】
なお、検出部１２０は、駆動部１１０に連結されているため、検出部１２０も駆動部１１０の振動に伴い、Ｘ軸に沿って振動する。すなわち、第１振動体１０６および第２振動体１０８は、Ｘ軸に沿って、互いに逆位相で振動する。
【００６９】
図５Ａおよび図５Ｂに示すように、駆動部１１０ａ，１１０ｂが第１振動を行っている状態で、ジャイロセンサー素子１２にＺ軸回りの角速度ωが加わると、コリオリの力が働き、検出部１２０は、Ｙ軸に沿って変位する。すなわち、第１駆動部１１０ａに連結された第１検出部１２０ａ、および第２駆動部１１０ｂに連結された第２検出部１２０ｂは、第１振動およびコリオリ力によって、Ｙ軸に沿って、互いに反対方向に変位する。例えば、まず、図５Ａに示すように、第１検出部１２０ａはβ１方向に変位し、第２検出部１２０ｂはβ１方向と反対方向のβ２方向に変位する。次に、図５Ｂに示すように、第１検出部１２０ａはβ２方向に変位し、第２検出部１２０ｂはβ１方向に変位する。第１検出部１２０ａおよび第２検出部１２０ｂは、コリオリ力を受けている間、この動作を繰り返す。
【００７０】
検出部１２０ａ，１２０ｂがＹ軸に沿って変位することにより、検出用可動電極１２６と検出用固定電極１４０との間の距離Ｌは、変化する。そのため、検出用可動電極１２６と検出用固定電極１４０との間の静電容量は、変化する。ジャイロセンサー素子１２では、検出用可動電極１２６および検出用固定電極１４０に電圧を印加することにより、検出用可動電極１２６と検出用固定電極１４０との間の静電容量の変化量を検出し、Ｚ軸回りの角速度ωを求めることができる。
【００７１】
なお、上記では、静電力によって、駆動部１１０を駆動させる形態（静電駆動方式）について説明したが、駆動部１１０を駆動させる方法は、特に限定されず、圧電駆動方式や、磁場のローレンツ力を利用した電磁駆動方式等を適用することができる。
【００７２】
本実施形態に係るジャイロセンサー１００は、例えば、以下の特徴を有する。
ジャイロセンサー１００では、第１基体１０上に形成された端子１６が、平面視で、蓋体２０の外側に配置されているため、外部との電気的な導通が容易となり、ジャイロセンサー素子１２を容易に振動させることができる。
【００７３】
また、蓋体２０の側面が傾斜を有する傾斜面２４ａと、蓋体２０の主面２２に対して垂直な加工面２４ｂと、を有しているため、蓋体２０の主面２２に接する側面における破損に伴う気密不良を低減することができる。また、ダイシング等で加工し主面２２に対して垂直な加工面２４ｂとすることにより、ジャイロセンサー１００の幅寸法（Ｙ軸方向の長さ）を短くすることができ、ジャイロセンサー１００の小型化を図ることができる。
【００７４】
また、蓋体２０の貫通孔３０に隣り合う２つの平坦面３２同士が接する４つの領域３４に沿って封止部材３８が配置されているため、蓋体２０と封止部材３８との密着性が高まりキャビティー１４とキャビティー２６とによるジャイロセンサー素子１２を収容する収容空間を減圧状態で気密封止することができる。
【００７５】
以上、本発明の実施形態に係る慣性センサーとして、角速度を検出するジャイロセンサー素子１２を備えたジャイロセンサー１００を例に挙げ説明したが、慣性センサーは、ジャイロセンサー１００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素子片を備えた加速度センサーや圧力センサーであってもよい。
【００７６】
［慣性センサーとしてのジャイロセンサーの製造方法］
次に、上述した慣性センサーとしてのジャイロセンサー１００の製造方法について、図６〜図９Ｈを参照して説明する。
図６は、本発明の実施形態に係る慣性センサーの製造方法を示す工程図である。図７Ａと図７Ｂは、本発明の実施形態に係る慣性センサーの製造工程における第１基体を模式的に示す概略断面図である。図８Ａは、本発明の実施形態に係る慣性センサーの製造工程における第２基体を模式的に示す概略平面図である。図８Ｂは、図８Ａの裏面を模式的に示す概略平面図である。図９Ａ〜図９Ｇは、本発明の実施形態に係る慣性センサーの製造工程を模式的に示す概略断面図である。図９Ｈは、図９Ｇ中の９Ｈ部の概略拡大図である。なお、図７Ａ、図７Ｂ、および図９Ａ〜図９Ｇの概略断面図は、図１Ａ中のＡ−Ａ線における概略断面図に相当する。
【００７７】
ジャイロセンサー１００の製造方法は、図６に示すように、第１基体準備工程（Ｓｔｅｐ１）と、素子片形成工程（Ｓｔｅｐ３）と、第２基体配置工程（Ｓｔｅｐ５）と、封止部材配置工程（Ｓｔｅｐ８）と、個片化工程（Ｓｔｅｐ１０）と、を含んでいる。また、ジャイロセンサー１００の製造方法は、封止部材配置工程（Ｓｔｅｐ８）の前に導電層形成工程（Ｓｔｅｐ７）を含んでもよい。更に、ジャイロセンサー１００の製造方法は、封止工程（Ｓｔｅｐ９）を含んでもよい。
【００７８】
〔第１基体準備工程〕
先ず、第１基体準備工程（Ｓｔｅｐ１）では、図７Ａに示すように、第１基体１０の上方にキャビティー１４と溝部１５が設けられ、溝部１５の中に端子１６と導体１８とが形成され、更に、シリコン基板１０２が接合された第１基体１０を準備する。
【００７９】
キャビティー１４および溝部１５は、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術により形成する。なお、より具体的なエッチング技術としては、ウェットエッチングを用いることができる。また、端子１６および導体１８は、第１基体１０の上方に金（Ａｕ）等の金属材料をスパッタ法又は蒸着法により成膜し、フォトリソグラフィー技術により溝部１５内に金属層をパターニングすることによって形成する。更に、第１基体１０とシリコン基板１０２との接合は、例えば、陽極接合や直接接合、又は接着剤を用いて行われる。
【００８０】
〔第２基体準備工程〕
第２基体準備工程（Ｓｔｅｐ２）では、図８に示すように、第２基体４０の上方（＋Ｚ軸方向）に第１方向（Ｘ軸方向）および第１方向と交差する第２方向（Ｙ軸方向）に配列されている複数の蓋体２０と、蓋体２０が第１方向の他の蓋体２０と連結している連結部４２と、蓋体２０が第２方向の他の蓋体２０と連結している連結部４３と、蓋体２０に形成されている貫通孔３０と、を有する第２基体４０を準備する。なお、蓋体２０は傾斜を有する傾斜面２４ａを備えている。また、第２基体４０の下方（−Ｚ軸方向）には、図９Ａに示すように、蓋体２０の中央部にキャビティー２６が形成され、連結部４２に対向する位置にキャビティー４４が形成されている。
【００８１】
〔素子片形成工程〕
素子片形成工程（Ｓｔｅｐ３）では、図７Ｂに示すように、第１基体１０上に接合されたシリコン基板１０２をフォトリソグラフィー技術とエッチング技術により加工することによってジャイロセンサー素子１２を形成する。なお、ジャイロセンサー素子１２は固定部１５０において第１基体１０上に接合されている。
【００８２】
〔蓋体形成工程〕
蓋体形成工程（Ｓｔｅｐ４）では、第２基体４０の上方（＋Ｚ軸方向）である主面２２に、図８Ａに示すように、第１方向（Ｘ軸方向）および第１方向と交差する第２方向（Ｙ軸方向）に配列されている複数の蓋体２０と、蓋体２０が第１方向の他の蓋体２０と連結している連結部４２と、蓋体２０が第２方向の他の蓋体２０と連結している連結部４３と、蓋体２０の中央部に貫通孔３０と、を形成する。また、第２基体４０のであるもう一方の主面２３には、図８Ｂに示すように、蓋体２０の中央部にキャビティー２６と、連結部４２に対向する位置にキャビティー４４と、を形成する。
【００８３】
第２基体４０の上方の連結部４２および貫通孔３０と、第２基体４０の下方のキャビティー２６およびキャビティー４４と、はフォトリソグラフィー技術とエッチング技術により形成する。なお、より具体的なエッチング技術としては、ウェットエッチングを用いることができる。第２基体４０の主面２２を（１００）面とするシリコン基板１０２を用いた場合、連結部４２を水酸化カリウム（ＫＯＨ）が主成分であるエッチング液によるウェットエッチング加工すると、連結部４２の四方の側面に傾斜を有する傾斜面２４ａが形成される。この傾斜面２４ａは、シリコン（１１１）面である。また、貫通孔３０においても貫通孔３０の内部に傾斜する平坦面３２、即ちシリコン（１１１）面を有する４つの平坦面３２が形成される。これらの平坦面３２は、特に、水酸化カリウム（ＫＯＨ）を主成分とするウェットエッチング法を用いることで、シリコン（１１１）面のエッチングレートが他の面方位（例えば、シリコン（１１１）面）に比べ極端に遅いことにより形成される。
【００８４】
一方、蓋体２０のもう一つの主面２３に形成するキャビティー２６とキャビティー４４とは、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術により形成されるが、本実施例ではエッチング技術としてドライエッチング法を用いた。特にＢｏｓｃｈ法と呼ばれるエッチングとデポジション（堆積）を繰り返すドライエッチング法を用いた。Ｂｏｓｃｈ法によれば高精度で垂直性が高い加工ができるため、ジャイロセンサー素子１２と干渉することなくジャイロセンサー１００を形成することができる。
【００８５】
〔第２基体配置工程〕
第２基体配置工程（Ｓｔｅｐ５）では、ジャイロセンサー素子１２が形成された第１基体１０上に、平面視で、ジャイロセンサー素子１２とキャビティー２６とが重なり、ジャイロセンサー素子１２がキャビティー２６内に収容されるように、第２基体４０を配置する。また、平面視で、端子１６と連結部４２とが重なっているように、第２基体４０を配置する。端子１６と連結部４２とが重なっていることで、以降の導電層形成工程（Ｓｔｅｐ７）において、金（Ａｕ）等の導電層３６を堆積させる際に、端子１６への付着を防ぐことができる。従って、端子１６間同士の短絡を防止することができる。
【００８６】
なお、本実施形態では、キャビティー２６内に１個のジャイロセンサー素子１２を収容しているが、１個に限定されず、複数のジャイロセンサー素子１２をキャビティー２６内に収容してもよい。
【００８７】
〔接合工程〕
接合工程（Ｓｔｅｐ６）では、第１基体１０と第１基体１０上に配置された第２基体４０とを、例えば、低融点ガラスなどの接合部材３９を用いた接合方法や陽極接合法等により接合する。なお、第２基体４０がシリコン主材料とする基材を用いた場合には、陽極接合法が好適である。
【００８８】
ここで、第２基体４０の連結部４２は、キャビティー４４により第１基体１０と離間しているため、第１基体１０と接合されない。そのため、以降の個片化工程（Ｓｔｅｐ１０）において、連結部４２を、例えば、ダイシング等の物理的手段にて分断又は除去することで、第１基体１０に形成された端子１６を蓋体２０の外側に露出させることができ、外部から端子１６を介して電圧を印加することにより、ジャイロセンサー素子１２を振動させることができる。
【００８９】
〔導電層形成工程〕
導電層形成工程（Ｓｔｅｐ７）では、図９Ｂに示すように、第２基体４０の蓋体２０に形成されている貫通孔３０の平坦面３２を含む内面に金（Ａｕ）等の導電層３６を形成する。この時、導電層３６は蓋体２０全面に渡って形成してもよいし、メタルマスク等を用いて貫通孔３０周辺のみにパターニングしてもよい。貫通孔３０の内面に導電層３６を形成することで、以降の封止工程（Ｓｔｅｐ９）において、封止部材３８を溶融した際の濡れ性を良くし、蓋体２０と封止部材３８との密着性を向上させ気密性を高めることができる。
【００９０】
〔封止部材配置工程〕
封止部材配置工程（Ｓｔｅｐ８）では、図９Ｃに示すように、第２基体４０の貫通孔３０内に、球状の封止部材３８を配置する。
ここで、封止部材３８を構成する材料としては、例えば、ＡｕＧｅ、ＡｕＳｉ、ＡｕＳｎ、ＳｎＰｂ、ＰｂＡｇ、ＳｎＡｇＣｕ、ＳｎＺｎＢｉなどの合金を用いることが好ましい。
【００９１】
〔封止工程〕
封止工程（Ｓｔｅｐ９）では、先ず、蓋体２０と封止部材３８との密着性を高めるために、接合された第１基体１０と第２基体４０とを加熱する。その後、減圧雰囲気において、図９Ｄに示すように、貫通孔３０内に配置された封止部材３８にＹＡＧレーザー装置等により射出されたレーザー光を照射し封止部材３８を個々に溶融する。その後、冷却し硬化した封止部材３８によって、ジャイロセンサー素子１２を収容するキャビティー１４とキャビティー２６とによる収容空間を気密封止する。なお、ジャイロセンサー素子１２が収容されている収容空間は、１×１０-11Ｐａ以上１００Ｐａ以下の減圧雰囲気である真空が好ましい。真空とすることで、ジャイロセンサー素子１２の振動を阻害する空気抵抗を低減することができ、Ｑ値の高いジャイロセンサー素子１２が得られ高性能のジャイロセンサー１００を得ることができる。
【００９２】
なお、第１基体１０と第２基体４０との加熱において、第１基体１０となるホウ珪酸ガラスの熱伝導率は５〜１１Ｗ／ｍＫであり、第２基体４０となるシリコンの熱伝導率は１６８Ｗ／ｍＫであるので、加熱部が第１基体１０側にあると熱が伝わり難い。また、加熱雰囲気においても、条件により大幅に異なり、窒素ガス雰囲気では窒素ガスの熱伝導率２４０Ｗ／ｍＫと大きいため、第１基体１０と第２基体４０との周囲から加熱部の熱が伝わり易い。しかし、減圧雰囲気、特に、１００Ｐａ以下の真空雰囲気では熱伝導率が略０Ｗ／ｍＫであるため、加熱部からの熱が周囲からは伝わらず第２基体４０を介して伝わるので、非常に効率が悪い。
【００９３】
従って、蓋体２０を取り囲むように連結部４２が一体化して形成されていると、熱伝達の効率がより向上する。即ち連結部４２，４３は蓋体２０の温度分布を均一化する作用がある。このような連結部４２，４３を備えた第２基体４０を用いることにより、蓋体２０が個体である場合に比べ、容量が大きくなるので熱の保温性が向上し封止部材３８を溶融するのに十分な熱を確保することができ、気密性に優れ高い信頼性を有するジャイロセンサー１００を製造することができる。
【００９４】
〔個片化工程〕
個片化工程（Ｓｔｅｐ１０）では、先ず、図９Ｅに示すように、ダイシング装置等で端子１６上方の連結部４２をＹ軸方向に沿って物理的に切断を行う。このダイシングを端子１６上方に配置された連結部４２について全て行う。次に、図９Ｆに示すように、端子１６が配置されていない側で露出している第１基体１０をＹ軸方向に沿って切断する。このダイシングを端子１６が配置されていない側の第１基体１０について全て行う。その後、ダイシング装置上で第１基体１０および第２基体４０を９０度回転し、連結部４３と第１基体１０とを同時にＸ軸方向に沿って切断し、蓋体２０がＸ軸方向およびＹ軸方向に連結する連結部４２を全て分断除去することで、図９Ｇに示すように、ジャイロセンサー１００が完成する。個片化工程（Ｓｔｅｐ１０）において、連結部４２は、第１基体１０と接触していないため、連結部４２の切断において第１基体１０を物理的に破断することはない。従って、連結部４２の切断時において、第１基体１０の損傷を低減しつつ、且つ、第１基体１０と第２基体４０との接合面に過剰な応力が加わることを低減できる。
【００９５】
図９Ｈは、このようにしてできたジャイロセンサー１００を形成する蓋体２０の拡大図である。蓋体２０の側面はウェットエッチングによる斜面した傾斜面２４ａと、ダイシング法のよる物理的破断面である加工面２４ｃ、およびドライエッチングによる垂直面である加工面２４ｄ、から成っている。蓋体２０がシリコンの場合において水酸化カリウム（ＫＯＨ）によるウェットエッチングを行った場合は、傾斜面２４ａはシリコン（１１１）面となり、主面２２と交差する角度は５４．７°である。物理的破断面である加工面２４ｃは、ダイシング時に形成されたもので結晶面が破壊されている。ドライエッチングによる垂直面である加工面２４ｄでは、例えばＢｏｓｃｈ法などによりエッチングとデポジションを繰り返したスキャロップ（ｓｃａｌｌｏｐ）等が観測される。
【００９６】
以上の工程により、ジャイロセンサー１００を製造することができる。
【００９７】
本実施形態に係るジャイロセンサー１００の製造方法は、例えば、以下の特徴を有する。
ジャイロセンサー１００の製造方法によれば、第２基体４０の上方（＋Ｚ軸方向）に第１方向（Ｘ軸方向）および第１方向と交差する第２方向（Ｙ軸方向）に配列されている複数の蓋体２０と、蓋体２０が第１方向および第２方向の他の蓋体２０と連結している連結部４２と、を有する第２基体４０を用いている。そのため、貫通孔３０を封止部材３８で封止する工程において、第１基体１０と第２基体４０とを加熱する熱や封止部材３８を溶融するレーザー光の熱が連結部４２を伝わり、貫通孔３０を有する蓋体２０を所望の温度に十分に加熱することができる。従って、気密性に優れ高い信頼性を有するジャイロセンサー１００を製造することができる。
【００９８】
また、減圧雰囲気であっても、蓋体２０を取り囲むように連結部４２が一体化して形成されている第２基体４０を用いることにより、蓋体２０が個体である場合に比べ、容量が大きくなるので熱の保温性が向上し封止部材３８を溶融するのに十分な熱を確保することができ、気密性に優れ高い信頼性を有するジャイロセンサー１００を製造することができる。
【００９９】
また、封止部材配置工程（Ｓｔｅｐ８）の前に、貫通孔３０の平坦面３２に導電層３６を形成する導電層形成工程（Ｓｔｅｐ７）を含んでいるので、導電層３６を形成後に封止部材３８を配置し、その後、封止工程（Ｓｔｅｐ９）において、封止部材３８を溶融した際に、導電層３６があるため封止部材３８の濡れ性が良くなり、蓋体２０と封止部材３８との密着性を向上させ気密性を高めることができ、高い信頼性を有するジャイロセンサー１００を製造することができる。
【０１００】
また、平面視で、第１基体１０に設けられた端子１６と第２基体４０の連結部４２とが重なっていることで、導電層形成工程（Ｓｔｅｐ７）において、導電層３６を成膜する際に、端子１６間の短絡を防止することができる。
【０１０１】
また、連結部４２が第１基体１０と離間しているため、連結部４２と第１基体１０とは接合されない。そのため、個片化工程（Ｓｔｅｐ１０）において、連結部４２を分断又は除去することで、第１基体１０に形成された端子１６を蓋体２０の外側に露出させることができ、外部から端子１６を介して電圧を印加することにより、ジャイロセンサー素子１２を容易に振動させることができる。
【０１０２】
また、減圧雰囲気が真空であることにより、ジャイロセンサー素子１２の振動を阻害する空気抵抗をより低減することができるため、Ｑ値の高いジャイロセンサー素子１２が得られ高性能のジャイロセンサー１００を製造することができる。
【０１０３】
また、素子片がジャイロセンサー素子１２であるため、気密性に優れ高い信頼性を有するジャイロセンサー素子１２を有するジャイロセンサー１００を製造することができる。
【０１０４】
［変形例］
次に、本発明の実施形態に係るジャイロセンサー１００の製造方法における第２基体４０の変形例について、図１０Ａおよび図１０Ｂを参照して説明する。
図１０は、本発明の実施形態に係るジャイロセンサーの第２基体４０の変形例を模式的に示す概略断面図である。図１０Ｂは、個片化後の図１０Ａ中の１０Ｂ部の概略拡大図である。
以下、変形例に係る第２基体４０ａについて、前述した実施形態の第２基体４０との相違点を中心に説明する。また、同様の構成には、同一符号を付してあり、同様の事項については、その説明を省略する。
【０１０５】
変形例における第２基体４０ａは、連結部４２ａの厚み（Ｚ軸方向の長さ）が前述した実施形態の第２基体４０の連結部４２の厚みに比べ厚く、連結部４２ａの上面、所謂、キャビティー４４が形成されている側とは反対側の面が主面２２と同じ高さである。また、図１０Ｂに示すように、個片化後の蓋体２０ａの側面である加工面２４ｂは、ダイシングによる加工面２４ｃとドライエッチングによる加工面２４ｄにより形成されており、キャビティー４４をドライエッチングで形成することにより、連結部４２ａダイシング時に、端子１６を保護することができる。
このような構成とすることで、封止部材３８を溶融する際に、蓋体２０ａの貫通孔３０への熱伝達を良くすることができる。蓋体２０ａと封止部材３８との密着性がより向上し、貫通孔３０における封止部材３８の溶融不足による気密不良を低減することができる。
【０１０６】
［電子機器］
次に、本発明の実施形態に係るジャイロセンサー１００などの慣性センサーを適用した電子機器について、図１１〜図１３を参照して説明する。
【０１０７】
図１１は、本発明の実施形態に係る慣性センサー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、衝撃や加速度などを検知する慣性センサー（１００）が内蔵されている。
【０１０８】
図１２は、本発明の実施形態に係る慣性センサー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、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、慣性センサーとして角速度を検知するジャイロセンサー１００が内蔵されており、ＧＰＳ機能と併用することにより現在地の測位を行うことができる。
【０１０９】
図１３は、本発明の実施形態に係る慣性センサーを備える電子機器としてのデジタルスチールカメラ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、デジタルスチールカメラ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。
デジタルスチールカメラ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。
【０１１０】
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、このデジタルスチールカメラ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。
【０１１１】
このようなデジタルスチールカメラ１３００には、角速度を検知するジャイロセンサー１００が内蔵されている。慣性センサーとしてのジャイロセンサー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。
【０１１２】
上述したように、気密性に優れ高い信頼性を有する慣性センサーが活用されることにより、より高い信頼性を有する電子機器を提供することができる。
【０１１３】
なお、本発明の実施形態に係る慣性センサーは、図１１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１２の携帯電話機１２００、図１３のデジタルスチールカメラ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。
【０１１４】
［移動体］
次に、本発明の実施形態に係るジャイロセンサー１００などの慣性センサーを適用した移動体について、図１４を参照して説明する。
図１４は、本発明の実施形態に係る慣性センサー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は角速度検知用として機能するジャイロセンサー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の姿勢を検知するジャイロセンサー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、角速度以外の物理量を検出する慣性センサーは、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。
【０１１５】
上述したように、気密性に優れ高い信頼性を有する慣性センサーが活用されることにより、より信頼性の高い移動体を提供することができる。
【０１１６】
以上、本発明の実施形態に係る慣性センサー（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よい。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よい。
【符号の説明】
【０１１７】
１０…第１基体、１２…素子片としてのジャイロセンサー素子、１４…キャビティー、１５…溝部、１６…端子、１８…導体、２０…蓋体、２２，２３…主面、２４ａ…傾斜面面、２４ｂ…加工面、２６…キャビティー、３０…貫通孔、３２…平坦面、３３…底面、３４…領域、３５…孔、３６…導電層、３８…封止部材、３９…接合部材、４０…第２基体、４２，４３…連結部、４４…キャビティー、１００…慣性センサーとしてのジャイロセンサー、１０２…シリコン基板、１０４…振動系構造体、１０６…第１振動体、１０８…第２振動体、１１０…駆動部、１１２…駆動用支持部、１１２ａ…第１延在部、１１２ｂ…第２延在部、１１４…駆動用バネ部、１１６…駆動用可動電極、１１６ａ…突出部、１２０…検出部、１２２…検出用支持部、１２２ａ…第３延在部、１２２ｂ…第４延在部、１２４…検出用バネ部、１２６…検出用可動電極、１３０…駆動用固定電極、１４０…検出用固定電極、１５０…固定部、１１００…電子機器としてのパーソナルコンピューター、１２００…電子機器としての携帯電話機、１３００…電子機器としてのデジタルスチールカメラ、１４００…移動体としての自動車。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【図９Ｇ】
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【図９Ｈ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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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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