JP2004012408A - Manufacturing method of physical quantity detector - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、加速度、変位、圧力その他の物理量を静電容量差により検出する物理量検出器の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、物理量検出器には様々なものが提供されており、例えば、特開平9−243654号公報に記載された静電容量型の加速度センサが知られている。
かかる加速度センサ1000は、例えば、図5に示すように、シリコン基盤1001の下面に、第1のガラス基盤1002が接合され、シリコン基盤1001の上面に第2のガラス基盤1003が接合されている。シリコン基盤1001はエッチング加工により平面がロ字状に形成された支持枠1001aに重り部1001bが梁部1001cを介して片持ち支持されて連結されている。更に、重り部1001bの上下両面と、対向する両ガラス基盤1002、1003の対向面との間には、所定の隙間が形成されている。これにより、加速度を受けると梁部1001cが撓み、重り部1001bが変位し、前記隙間の距離が変化するようになっている。
【0003】
そして、重り部1001bの両表面に可動電極1004が形成され、この可動電極1004と対向するように、第1のガラス基盤1002と第2のガラス基盤1003の内側面にそれぞれ第1の固定電極1005と第2の固定電極1006が形成される。従って、重り部1001bが変位して隙間の距離が変化すると、可動電極1004と第1の固定電極1005間に第1のキャパシタが形成され、可動電極1004と第2の固定電極1006間に第2のキャパシタが形成され、可動電極1004の移動に伴って第1のキャパシタ及び第2のキャパシタの静電容量も変化する。この静電容量の変化を検出することにより、重り部1001bの変位に基づく加速度を検出することができるようになる。
【0004】
ところで、従来、例えば一つのシリコンウェハから複数の加速度センサ1000が製造されるようになっており、シリコンウェハ状のシリコン基盤1001に、第1のガラス基盤1002、第2のガラス基盤1003を接合させた後、ダイサー等の切断装置により、個々に切断して加速度センサ1000を切り出して製造していた。そして、ダイサー等で加速度センサ1000を切り出す場合に、水を流しながら切断していたが、キャパシタ内が密閉された加速度センサの場合には、水を流してもキャパシタ内に水が入り込むことはなかったので、問題はなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、キャパシタ内を密閉せず、大気開放する加速度センサ等の場合には、切断装置による切断時の水が、切りくず等とともにキャパシタ内に入り込んでしまうという問題があった。
【0006】
本発明の課題は、大気開放型の物理量検出器においてもシリコンウェハ等から好適に切り出すことが可能な物理量検出器の製造方法を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。なお、括弧の数字は、実施の形態において対応する構成の符号を示す。
請求項1記載の発明は、弾性部22によって変位自在に支持された可動極板21と、前記可動極板と対面する位置に配置された固定極板11、31とで形成されるキャパシタ内が大気開放され、当該キャパシタの静電容量に基づいて被測定体の変位、速度、加速度の何れかの物理量を検出する物理量検出器(例えば、加速度センサチップ1)の製造方法であって、
前記可動極板をシリコン基盤102に形成し、前記固定極板をガラス基盤101、103に形成するとともに、前記シリコン基盤の所定の位置に、幅方向に沿って溝部Mを設ける工程と、
次いで、前記可動極板と前記固定極板とを対面させて、前記シリコン基盤と前記ガラス基盤とを陽極接合する工程と、
次いで、前記ガラス基盤に、前記溝部に対応した位置に幅方向に沿って切り込みを入れてガラス切込部(例えば、第1の切り込み部K1)を設ける工程と、
次いで、前記溝部および前記ガラス切込部に沿って前記シリコン基盤と前記ガラス基盤の一部を切除する工程と、
を備えることを特徴とする。
【0008】
請求項1記載の発明によれば、大気開放型の物理量検出器において、シリコン基盤とガラス基盤とが陽極接合された後、溝部とガラス切込部に沿ってシリコン基盤およびガラス基盤の一部を切除することができるので、キャパシタ内に水や切りくず等が入り込むことなく物理量検出器を切り出すことができる。
【0009】
請求項2記載の発明は、弾性部22によって変位自在に支持された可動極板21と、前記可動極板と対面する位置に配置された固定極板11、31とで形成されるキャパシタ内が大気開放され、当該キャパシタの静電容量に基づいて被測定体の変位、速度、加速度の何れかの物理量を検出する物理量検出器(例えば、加速度センサチップ1)の製造方法であって、
前記可動極板をシリコン基盤102に形成し、前記固定極板を第1、第2のガラス基盤101、103に形成するとともに、前記シリコン基盤の所定の位置に、幅方向に沿って溝部Mを設ける第1工程と、
次いで、前記可動極板と前記固定極板とが対面するように、前記シリコン基盤と前記第1、第2のガラス基盤とを陽極接合する第2工程と、
次いで、前記第1のガラス基盤の外面に、前記溝部に対応した位置に幅方向に沿って切り込みを入れて第1の切込部K1を形成するとともに、前記第1の切込部よりも長手方向外側に、幅方向に沿って切り込みを入れて第2の切込部(K21、K22)を形成する第3工程と、
前記第2のガラス基盤の外面に、前記第2の切込部に対応した位置に幅方向に沿って切り込みを入れて第3の切込部(K31、K32)を設ける第4工程と、次いで、前記第2の切込部と、前記第3の切込部に沿って折り曲げて、前記シリコン基盤および前記第1、第2のガラス基盤の一部を切除する第5工程と、
次いで、前記溝部と前記第1の切込部に沿って折り曲げて、前記シリコン基盤および前記第1のガラス基盤の一部を切除する第6工程と、
を備えることを特徴とする。
【0010】
ここで、第3工程における各切込部を形成する順番は任意である。また、第3工程と第4工程の順番は逆でもよい。
請求項2記載の発明によれば、シリコン基盤と第1、第2のガラス基盤とが陽極接合されたのち、第2の切込部と、第3の切込部に沿ってシリコン基盤および第1、第2のガラス基盤の一部が切除され、次いで、溝部と第1の切込部に沿って、シリコン基盤と第1のガラス基盤の一部が切除されるので、水を使う切断装置を使用することなくシリコン基盤とガラス基盤とを切断することができることとなって、キャパシタ内に水や切りくず等が入り込むことなく物理量検出器を切り出すことができるとともに、第2のガラス基盤の陽極接合面の一部を露出させることができる。
【0011】
請求項3記載の発明は、請求項2記載の物理量検出器の製造方法において、
前記第6工程によって切除されるシリコン基盤の切除部(例えば、薄板厚部24)と、この切除部と対面する前記第2のガラス基盤との間に隙間aが形成されるように、前記切除部の板厚を他のシリコン基盤の板厚よりも薄く形成することを特徴とする。
【0012】
請求項3記載の発明によれば、第6工程によって切除されるシリコン基盤の切除部と、この切除部と対面する第2のガラス基盤との間に隙間が形成されるように、切除部の板厚が他のシリコン基盤の板厚よりも薄く形成されるので、第6工程の際に溝部と第2の切込部に力を加えた時に、第1のガラス基盤およびシリコン基盤が隙間内に折れ曲がって切除しやすくなる。
【0013】
請求項4記載の発明は、請求項2又は3に記載の物理量検出器の製造方法において、
第1工程は、前記第6工程によって露出されるガラス基盤に、電極パッド13a、14a、15a、16a、17aを形成する工程を含むことを特徴とする。
【0014】
請求項4記載の発明によれば、第1工程において、第6工程によって露出されるガラス基盤に電極パッドが形成されるので、陽極接合後の工程が簡略化され、製造し易くなる。
【0015】
請求項5記載の発明は、請求項2〜4の何れか一項に記載の物理量検出器の製造方法において、
前記シリコン基盤に、前記第6工程によって該シリコン基盤から切り離される島部(例えば、島部4、5)を形成する工程を備えることを特徴とする。
【0016】
請求項5記載の発明によれば、第6工程によって、シリコン基盤から切り離される島部が形成されるので、別個に島部を形成する場合に比べて島部の形成が容易となる。
また、陽極接合時には、シリコン基盤と一体化されているので、可動極板の張り付きを防止するため極板間を等電位にするショート配線を設ける必要がない。
【0017】
請求項6記載の発明は、請求項5記載の物理量検出器の製造方法において、
前記島部を形成する工程は、前記シリコン基盤において、
前記溝部よりも長手方向中央側に、幅方向端部から中央に向かって厚み方向に貫通する第1の隙間と、前記第1の隙間の先端から前記溝部まで達し、厚み方向に貫通する第2の隙間と、を形成する工程を備えることを特徴とする。
【0018】
請求項6記載の発明によれば、シリコン基盤において、溝部よりも長手方向中央側に、幅方向端部から中央に向かって厚み方向に貫通する第1の隙間が形成されるとともに、第1の隙間の先端から溝部まで達する厚み方向に貫通する第2の隙間が形成されるので、第6工程によってシリコン基盤から切り離された島部を形成することができることとなって、島部の形成が容易となる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態において、物理量検出器として、静電容量型加速度センサを例に、図1〜図4を参照しながら説明する。
図1、2に示すように、静電容量型の加速度センサチップ(物理量検出器)1は、中央に配置されたシリコン基盤102と、このシリコン基盤102を上下両側から挟む2つの第1のガラス基盤101及び第2のガラス基盤103と、をそれぞれ陽極接合する事により構成されている。シリコン基盤102の大部分は、シリコン製の本体部20によって構成されており、当該本体部20には、板ばね状に形成された弾性部22と、この弾性部22によって厚さ方向に変位自在に支持された平面視円形の可動極板21とがエッチングによって一体的に設けられている。
【0020】
上側の第1のガラス基盤101に於いて、可動極板21と対面する位置には、これと数ミクロンのギャップ(隙間)を確保して、第1の固定極板11が蒸着やスパッタリング等の方法によって成膜されている。
この第1の固定極板11は、投影視において可動極板21及び弾性部22が占める領域に一致している。この第1の固定極板11と可動極板21とにより、第1のキャパシタが形成される。
第1の固定極板11からは、チタンと白金の合金から成る平面L字状の第1の検出用配線12、12が、シリコン基盤102の各島部4、5の投影領域に向かって延設されている。
【0021】
一方、下側のガラス基盤103に於いて、可動極板21と対面する位置には、これと数ミクロンのギャップを確保して、第2の固定極板31が蒸着やスパッタリング等の方法によって成膜されている。
この第2の固定極板31は、投影視において可動極板21及び弾性部22が占める領域に一致している。この第2の固定極板31と可動極板21とにより、第2のキャパシタが形成される。
【0022】
ガラス基盤103には、上側ガラス基盤101やシリコン基盤102よりも延出した延出部33が設けられ、この延出部33の上面に電極バッド13a、14a、15a、16a、17aが5つ設けられている。
第2の固定極板31からは、チタンと白金の合金から成る平面L字状の第2の検出用配線32が、電極パッド14a、15aと接続されている。
【0023】
また、シリコン基盤102に於いて電極パッド13a、17a側の角部には、二つの端面がシリコン基盤102の端面と面一となる電極取出用のシリコン製の島部4、5が設けられている。当該各島部4、5は、他の島部及び本体部20と接触せぬ様に隔離されて配置されており、従って他の島部及び本体部20とは電気的に絶縁されている。
また、シリコン基盤102の第2のガラス基盤103側には、第2の検出用配線32とシリコン基盤102とが接触しないようにするための電極通路となる通気孔23、23が設けられており、この通気孔23、23によりキャパシタ内は大気開放されるようになっている。
【0024】
電極パッド13a、17aは、第1の検出用配線12を介して第1の固定極板11と電気的に接続され、電極パッド15aは、第2の固定極板31と電気的に接続され、電極パッド16aは、本体部20を介して可動極板21と電気的に接続される。
また、電極パッド13a、14a、15a、16a、17aは、ワイヤボンディング等により外部基板に接続される。
【0025】
なお、図3に示すように、弾性部22を可動極板21の表面より内側にくぼみを設けて配置したり、可動極板21にストッパ21a…を設けることにより、陽極接合時における可動極板21の張り付きを防止する。
また、可動極板21の一部に孔を空けることにより第1のキャパシタと第2のキャパシタとの間を連通させてもよい。
【0026】
次いで、上記静電容量型加速度センサ1の製造方法について、図3、4を用いて以下に説明する。
この静電容量型加速度センサ1の製造方法は、第1のガラス基盤101、第2のガラス基盤103、及びシリコン基盤102の各々を個別に加工する前工程と、陽極接合以降の後工程とに大別できる。なお、基盤面に対し、便宜的に、電極パッド13a〜17aが並設される方向を幅方向とし、これと直交する方向を長手方向とする。
【0027】
まず、前工程について説明する。
シリコン基盤102の溝部Mとなる部分の長手方向外側に、下面側をウエットエッチングして板厚を薄くした薄板厚部24を形成する。この薄板厚部24は、後に切除される切除部となる。そして、シリコン基盤102に、可動極板21および弾性部22をドライエッチングにより一体的に形成する(第1工程)。このとき、シリコン基盤102の所定の位置に、その下面から幅方向に沿って溝部Mを形成する。
【0028】
更に、シリコン基盤102において、溝部Mよりも長手方向中央側に、幅方向の両端部1aから幅方向中央に向かって厚み方向に貫通する第1の隙間bと、この第1の隙間bの先端から、溝部Mまで達し、厚み方向に貫通する第2の隙間cと、をドライエッチングにより一体的に形成する。即ち、この隙間bと隙間cによって、シリコン基盤102に板厚方向に貫通したL字状の隙間が形成される。
【0029】
一方、第1のガラス基盤101の下面に固定極板11を蒸着やスパッタリング等により形成し、同様に第2のガラス極板103の上面に固定極板31を形成する(第1工程)。このとき、第2のガラス基盤103に電極パッド13a、14a、15a、16a、17aも同時に形成する(第1工程)。
なお、上記前工程における加工順番は任意であり、必ずしも上述した順番でなくともよい。
【0030】
次に、後工程について説明する。
まず、図3(a)に示すように、可動極板21と固定極板11、31が対面するように、シリコン基盤102と第1のガラス基盤101、第2のガラス基盤102とを陽極接合する(第2工程)。
次いで、第1のガラス基盤101に、シリコン基盤102の溝部Mに対応した位置に、第1のガラス基盤101の幅方向に沿って切り込みを入れて第1の切込部K1を設ける(第3工程)。また、この第1の切込部K1よりも長手方向外側に、幅方向に沿って切り込みを入れて第2の切込部K21、K22を2つ設ける(第3工程)。
なお、第3工程における切り込みの形成順番は任意であり、必ずしも上述した順番でなくともよい。
【0031】
また、第2のガラス基盤103に、第2の切込部K21、K22に対応した位置に、幅方向に沿って切り込みを入れて第3の切込部K31、K32を設ける(第4工程)。
【0032】
次いで、第2の切込部K21、K22と、第3の切込部K31、K32に沿って折り曲げて、シリコン基盤102と第1のガラス基盤101、第2のガラス基盤103の一部(図3(a)の▲1▼)を切除する(第5工程)。すると、図3(b)に示すように、隙間aが露出する。
【0033】
次いで、第1の切込部K1と溝部Mに沿って、シリコン基盤102と第1のガラス基盤101の一部(図3(a)(b)の▲2▼)を切除する(第6工程)。これにより、ガラス基盤103の上面に形成した電極パッド13a、14a、15a、16a、17aが露出する(図3(c)参照)。
また、この第6工程によって、島4、5がシリコン基盤102と絶縁される。なお、上記後工程における加工順番は、必ずしも上述した順番でなくともよく、適宜変更してもよい。
また、この後工程では、静電容量型加速度センサ1のガラス基盤101、103の長手方向にも切り込みを入れて、当該切り込みに沿って切断することにより、ガラス基盤が陽極接合された大きなシリコン基盤から個々の静電容量型加速度センサ1を切り出す工程も行う。
【0034】
以上説明した本発明にかかる加速度センサチップ1の製造方法によれば、シリコン基盤102と第1のガラス基盤101、第2のガラス基盤103とが陽極接合されたのち、第2の切込部K21、K22と、第3の切込部K31、32に沿ってシリコン基盤102と第1のガラス基盤101、第2のガラス基盤103の一部が切除され、次いで、第1の切込部K1と溝部Mに沿って、シリコン基盤102と第1のガラス基盤101の一部が切除されるので、水を使う切断装置を使用することなくシリコン基盤102とガラス基盤101、103とを切断することができることとなって、キャパシタ内に水や切りくず等が入り込むことなく加速度センサチップ1を切り出すことができるとともに、第2のガラス基盤103の陽極接合面の一部を露出させることができる。
【0035】
この際、切除されるシリコン基盤102と第2のガラス基盤103との間に隙間aが形成されているので、第1の切込部K1と溝部Mに力を加えた時に、第1のガラス基盤101およびシリコン基盤102が隙間a内に折り曲げ易くなって切除しやすくなる。
また、第6工程によって露出される第2のガラス基盤103の上面に、陽極接合前に電極パッド13a〜17aが形成されるので、陽極接合後の工程が簡略化され、製造し易くなる。
【0036】
加えて、第6工程によって、シリコン基盤102から切り離される島部4、5が形成されるので、別個に島部を形成する場合に比べて製造が容易となる。
特に、シリコン基盤104において、溝部Mよりも長手方向中央側の位置に、中央に向かって厚み方向に第1の隙間bと、第1の隙間bの先端から、第4の切込部K4まで達する厚み方向の第2の隙間cとが形成されるので、第6工程より以前は、島部4、5がシリコン基盤102に一体化され、第6工程によって島部を切り離すことができることとなって、島部4、5の形成が容易となる。
また、陽極接合時には、シリコン基盤102と一体化されているので、可動極板21の張り付きを防止するため極板間を等電位にするショート配線を設ける必要がない。
【0037】
以上、本発明が適用された静電容量型加速度センサについて説明したが、本発明の技術思想はこれに限られるものではない。例えば、次の事等は本発明と均等であると云うことができる。
例えば、加速度以外にも、圧力その他の物理量を検出する様に設計変更する事が可能である。この事は、外部からの圧力その他の物理量に起因して可動極板21が変位する様に構成することで容易に実現できる。
また、本発明にかかる静電容量型物理量センサ1は、傾斜計にも適用可能である。
【0038】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、大気開放型の物理量検出器において、シリコン基盤とガラス基盤とが陽極接合された後、溝部とガラス切込部に沿ってシリコン基盤およびガラス基盤の一部を切除することができるので、水を使う切断装置を使用することなくシリコン基盤とガラス基盤とを切断することができることとなって、キャパシタ内に水や切りくず等が入り込むことなく物理量検出器を切り出すことができる。
【0039】
請求項2記載の発明によれば、シリコン基盤と第1、第2のガラス基盤とが陽極接合されたのち、第2の切込部と、第3の切込部に沿ってシリコン基盤および第1、第2のガラス基盤の一部が切除され、次いで、溝部と第1の切込部に沿って、シリコン基盤と第1のガラス基盤の一部が切除されるので、水を使う切断装置を使用することなくシリコン基盤とガラス基盤とを切断することができることとなって、キャパシタ内に水や切りくず等が入り込むことなく物理量検出器を切り出すことができるとともに、第2のガラス基盤の陽極接合面の一部を露出させることができる。
【0040】
請求項3記載の発明によれば、第6工程によって切除されるシリコン基盤の切除部と、この切除部と対面する第2のガラス基盤との間に隙間が形成されるように、切除部の板厚が他のシリコン基盤の板厚よりも薄く形成されるので、第7工程の際に溝部と第2の切込部に力を加えた時に、第1のガラス基盤およびシリコン基盤が隙間内に折れ曲がって切除しやすくなる。
【0041】
請求項4記載の発明によれば、第1工程において、第6工程によって露出されるガラス基盤に電極パッドが形成されるので、陽極接合後の工程が簡略化され、製造し易くなる。
【0042】
請求項5記載の発明によれば、第6工程によって、シリコン基盤から切り離される島部が形成されるので、別個に島部を形成する場合に比べて島部の形成が容易となる。
また、陽極接合時には、シリコン基盤と一体化されているので、可動極板の張り付きを防止するため極板間を等電位にするショート配線を設ける必要がない。
【0043】
請求項6記載の発明によれば、シリコン基盤において、溝部よりも長手方向中央側に、幅方向端部から中央に向かって厚み方向に貫通する第1の隙間が形成されるとともに、第1の隙間の先端から溝部まで達する厚み方向に貫通する第2の隙間が形成されるので、第6工程によってシリコン基盤から切り離された島部を形成することができることとなって、島部の形成が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】静電容量型加速度センサの概略構成を模式的に示す斜視図である。
【図2】図1の静電容量型加速度センサの分解斜視概略図である。
【図3】静電容量型加速度センサの製造工程を説明するための正面図である。
【図4】静電容量型加速度センサの左側面図(a)と、平面図(b)である。
【図5】従来技術に於ける静電容量型加速度センサを示す断面図である。
【符号の説明】
1 加速度センサチップ(物理量検出器)
4、5 島部
11 第1の固定極板(固定極板)
13a、14a、15a、16a、17a 電極パッド
20 本体部
21 可動極板(可動極板)
22 弾性部
23 通気孔
24 薄板厚部
31 第2の固定極板(固定極板)
101 ガラス基盤
102 シリコン基盤
103 ガラス基盤
K1 第1の切込部
K21、K22 第2の切込部
K31、K32 第3の切込部
M 溝部
a 隙間
b 第1の隙間
c 第2の隙間[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a physical quantity detector that detects physical quantities such as acceleration, displacement, pressure, and the like based on a capacitance difference.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various types of physical quantity detectors have been provided. For example, a capacitive acceleration sensor described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-243654 is known.
In the
[0003]
Then,
[0004]
By the way, conventionally, for example, a plurality of
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of an acceleration sensor or the like that opens the atmosphere without closing the inside of the capacitor, there is a problem that water when cutting by the cutting device enters the capacitor together with chips and the like.
[0006]
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a physical quantity detector that can be suitably cut out from a silicon wafer or the like even in an open-to-atmosphere type physical quantity detector.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
To solve the above problems, the following means are provided. The numbers in parentheses indicate the reference numerals of the corresponding components in the embodiment.
According to the first aspect of the present invention, the inside of the capacitor formed by the
Forming the movable electrode plate on the
Next, the movable electrode plate and the fixed electrode plate face each other, a step of anodically bonding the silicon substrate and the glass substrate,
Next, a step of making a cut in the glass substrate along the width direction at a position corresponding to the groove to provide a glass cut (for example, a first cut K1);
Next, a step of cutting off the silicon substrate and a part of the glass substrate along the groove and the glass cut portion,
It is characterized by having.
[0008]
According to the first aspect of the present invention, in the physical quantity detector of the open-to-atmosphere type, after the silicon substrate and the glass substrate are anodically bonded, a part of the silicon substrate and the glass substrate is cut along the groove and the glass cut portion. Since the cutting can be performed, the physical quantity detector can be cut out without water or chips entering the capacitor.
[0009]
According to the second aspect of the present invention, the inside of the capacitor formed by the
The movable electrode plate is formed on a
Next, a second step of anodically bonding the silicon substrate and the first and second glass substrates so that the movable electrode plate and the fixed electrode plate face each other,
Next, a cut is made in the outer surface of the first glass base at a position corresponding to the groove along the width direction to form a first cut K1, and the cut is longer than the first cut. A third step of forming cuts along the width direction to form second cuts (K21, K22) on the outside in the direction;
A fourth step of making cuts in the outer surface of the second glass substrate along the width direction at positions corresponding to the second cuts to provide third cuts (K31, K32); and A fifth step of cutting along the second cut portion and the third cut portion to cut off a part of the silicon base and the first and second glass bases;
Next, a sixth step of bending along the groove and the first cutout to cut off a part of the silicon substrate and the first glass substrate,
It is characterized by having.
[0010]
Here, the order in which the notches are formed in the third step is arbitrary. Further, the order of the third step and the fourth step may be reversed.
According to the second aspect of the present invention, after the silicon substrate and the first and second glass substrates are anodically bonded, the silicon substrate and the second substrate are formed along the second cut portion and the third cut portion. 1. A cutting device that uses water because a part of the second glass base is cut off, and then a part of the silicon base and the first glass base is cut along the groove and the first cut part. Can be used to cut the silicon substrate and the glass substrate without using the same, so that the physical quantity detector can be cut out without water or chips entering the capacitor, and the anode of the second glass substrate can be cut out. Part of the bonding surface can be exposed.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the method for manufacturing a physical quantity detector according to the second aspect,
The cutting is performed such that a gap a is formed between the cut portion (for example, the thin plate portion 24) of the silicon base cut by the sixth step and the second glass base facing the cut portion. The thickness of the portion is formed thinner than the thickness of the other silicon substrate.
[0012]
According to the third aspect of the present invention, the cut portion of the cut portion is formed such that a gap is formed between the cut portion of the silicon base cut in the sixth step and the second glass base facing the cut portion. Since the plate thickness is formed smaller than the plate thickness of the other silicon substrates, when a force is applied to the groove and the second cut portion in the sixth step, the first glass substrate and the silicon substrate are in the gap. It is easy to bend and bend.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a physical quantity detector according to the second or third aspect,
The first step includes forming
[0014]
According to the fourth aspect of the present invention, in the first step, the electrode pads are formed on the glass substrate exposed in the sixth step, so that the steps after the anodic bonding are simplified, and the manufacture is facilitated.
[0015]
The invention according to
The method may further include a step of forming islands (for example,
[0016]
According to the fifth aspect of the present invention, since the island portion separated from the silicon substrate is formed by the sixth step, the formation of the island portion is easier than in the case where the island portion is formed separately.
In addition, at the time of anodic bonding, since it is integrated with the silicon substrate, it is not necessary to provide a short wiring for making the potential between the electrode plates equal to prevent sticking of the movable electrode plates.
[0017]
The invention according to claim 6 is a method for manufacturing a physical quantity detector according to
The step of forming the island portion includes:
A first gap penetrating in the thickness direction from the widthwise end toward the center of the longitudinal direction with respect to the groove, and a second gap extending from the tip of the first gap to the groove and penetrating in the thickness direction. And a step of forming the gap.
[0018]
According to the invention described in claim 6, in the silicon substrate, a first gap penetrating in the thickness direction from the widthwise end to the center is formed closer to the center in the longitudinal direction than the groove, and the first gap is formed. Since the second gap penetrating in the thickness direction from the tip of the gap to the groove is formed, an island separated from the silicon substrate can be formed by the sixth step, and the formation of the island is easy. It becomes.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 by taking a capacitance type acceleration sensor as an example of a physical quantity detector.
As shown in FIGS. 1 and 2, a capacitance type acceleration sensor chip (physical quantity detector) 1 includes a
[0020]
On the upper
The first
From the first fixed
[0021]
On the other hand, on the
The second
[0022]
The
From the second fixed
[0023]
At the corners of the
Further, on the
[0024]
The
The
[0025]
As shown in FIG. 3, the
Alternatively, a hole may be formed in a part of the
[0026]
Next, a method of manufacturing the capacitance
The method of manufacturing the capacitance
[0027]
First, the pre-process will be described.
On the outer side in the longitudinal direction of a portion to be the groove portion M of the
[0028]
Further, in the
[0029]
On the other hand, the fixed
Note that the processing order in the preceding step is arbitrary, and does not necessarily have to be the order described above.
[0030]
Next, the post-process will be described.
First, as shown in FIG. 3A, the
Next, a cut is made in the
The order in which the cuts are formed in the third step is arbitrary, and is not necessarily the order described above.
[0031]
Further, cuts are made in the
[0032]
Next, the substrate is bent along the second cuts K21 and K22 and the third cuts K31 and K32, and a part of the
[0033]
Next, a part of the
In addition, the
In the subsequent process, a cut is made also in the longitudinal direction of the glass bases 101 and 103 of the
[0034]
According to the method of manufacturing the
[0035]
At this time, since the gap a is formed between the
In addition, since the
[0036]
In addition, since the
In particular, in the silicon substrate 104, at a position on the center side in the longitudinal direction from the groove portion M, the first gap b in the thickness direction toward the center, and from the tip of the first gap b to the fourth cut portion K4. Since the second gap c in the thickness direction that reaches is formed, the
In addition, at the time of anodic bonding, since it is integrated with the
[0037]
As described above, the capacitive acceleration sensor to which the present invention is applied has been described, but the technical idea of the present invention is not limited to this. For example, the following can be said to be equivalent to the present invention.
For example, the design can be changed so as to detect a pressure and other physical quantities other than the acceleration. This can be easily realized by configuring the
Further, the capacitance-type
[0038]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, in the physical quantity detector of the open-to-atmosphere type, after the silicon substrate and the glass substrate are anodically bonded, a part of the silicon substrate and the glass substrate is cut along the groove and the glass cut portion. Since it can be cut, the silicon substrate and the glass substrate can be cut without using a cutting device that uses water, and the physical quantity detector is cut out without water or chips entering the capacitor. be able to.
[0039]
According to the second aspect of the present invention, after the silicon substrate and the first and second glass substrates are anodically bonded, the silicon substrate and the second substrate are formed along the second cut portion and the third cut portion. 1. A cutting device that uses water because a part of the second glass base is cut off, and then a part of the silicon base and the first glass base is cut along the groove and the first cut part. Can be used to cut the silicon substrate and the glass substrate without using the same, so that the physical quantity detector can be cut out without water or chips entering the capacitor, and the anode of the second glass substrate can be cut out. Part of the bonding surface can be exposed.
[0040]
According to the third aspect of the present invention, the cut portion of the cut portion is formed such that a gap is formed between the cut portion of the silicon base cut in the sixth step and the second glass base facing the cut portion. Since the plate thickness is formed smaller than the plate thickness of the other silicon substrates, when a force is applied to the groove and the second cut portion in the seventh step, the first glass substrate and the silicon substrate are in the gap. It is easy to bend and bend.
[0041]
According to the fourth aspect of the present invention, in the first step, the electrode pads are formed on the glass substrate exposed in the sixth step, so that the steps after the anodic bonding are simplified, and the manufacture is facilitated.
[0042]
According to the fifth aspect of the present invention, since the island portion separated from the silicon substrate is formed by the sixth step, the formation of the island portion is easier than in the case where the island portion is formed separately.
In addition, at the time of anodic bonding, since it is integrated with the silicon substrate, it is not necessary to provide a short wiring for making the potential between the electrode plates equal to prevent sticking of the movable electrode plates.
[0043]
According to the invention as set forth in claim 6, in the silicon substrate, the first gap penetrating in the thickness direction from the widthwise end toward the center is formed closer to the center in the longitudinal direction than the groove, and the first gap is formed. Since the second gap penetrating in the thickness direction extending from the leading end of the gap to the groove is formed, an island separated from the silicon substrate can be formed in the sixth step, and the formation of the island is easy. It becomes.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a schematic configuration of a capacitance type acceleration sensor.
FIG. 2 is an exploded perspective schematic view of the capacitance type acceleration sensor of FIG.
FIG. 3 is a front view for explaining a manufacturing process of the capacitive acceleration sensor.
FIG. 4 is a left side view (a) and a plan view (b) of the capacitance type acceleration sensor.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a capacitance type acceleration sensor according to the related art.
[Explanation of symbols]
1 acceleration sensor chip (physical quantity detector)
4, 5
13a, 14a, 15a, 16a,
22
101
Claims (6)
前記可動極板をシリコン基盤に形成し、前記固定極板をガラス基盤に形成するとともに、前記シリコン基盤の所定の位置に、幅方向に沿って溝部を設ける工程と、
次いで、前記可動極板と前記固定極板とを対面させて、前記シリコン基盤と前記ガラス基盤とを陽極接合する工程と、
次いで、前記ガラス基盤に、前記溝部に対応した位置に幅方向に沿って切り込みを入れてガラス切込部を設ける工程と、
次いで、前記溝部および前記ガラス切込部に沿って折り曲げて前記シリコン基盤と前記ガラス基盤の一部を切除する工程と、
を備えることを特徴とする物理量検出器の製造方法。The inside of a capacitor formed by a movable electrode plate displaceably supported by an elastic portion and a fixed electrode plate disposed at a position facing the movable electrode plate is opened to the atmosphere, and based on the capacitance of the capacitor. Displacement of the measured object, speed, a method of manufacturing a physical quantity detector for detecting any physical quantity of acceleration,
Forming the movable electrode plate on a silicon substrate, forming the fixed electrode plate on a glass substrate, and providing a groove along a width direction at a predetermined position of the silicon substrate;
Next, the movable electrode plate and the fixed electrode plate face each other, a step of anodically bonding the silicon substrate and the glass substrate,
Next, a step of providing a glass cut portion by making a cut along the width direction at a position corresponding to the groove, on the glass base,
Next, bending the silicon substrate and a part of the glass substrate by bending along the groove and the glass cut portion,
A method for manufacturing a physical quantity detector, comprising:
前記可動極板をシリコン基盤に形成し、前記固定極板を第1、第2のガラス基盤に形成するとともに、前記シリコン基盤の所定の位置に、幅方向に沿って溝部を設ける第1工程と、
次いで、前記可動極板と前記固定極板とが対面するように、前記シリコン基盤と前記第1、第2のガラス基盤とを陽極接合する第2工程と、
次いで、前記第1のガラス基盤の外面に、前記溝部に対応した位置に幅方向に沿って切り込みを入れて第1の切込部を形成するとともに、前記第1の切込部よりも長手方向外側に、幅方向に沿って切り込みを入れて第2の切込部を形成する第3工程と、
前記第2のガラス基盤に、前記第2の切込部に対応した位置に幅方向に沿って切り込みを入れて第3の切込部を設ける第4工程と、
次いで、前記第2の切込部と、前記第3の切込部に沿って折り曲げて、前記シリコン基盤および前記第1、第2のガラス基盤の一部を切除する第5工程と、
次いで、前記溝部と前記第1の切込部に沿って折り曲げて、前記シリコン基盤および前記第1のガラス基盤の一部を切除する第6工程と、
を備えることを特徴とする物理量検出器の製造方法。The inside of a capacitor formed by a movable electrode plate displaceably supported by an elastic portion and a fixed electrode plate disposed at a position facing the movable electrode plate is opened to the atmosphere, and based on the capacitance of the capacitor. Displacement of the measured object, speed, a method of manufacturing a physical quantity detector for detecting any physical quantity of acceleration,
A first step of forming the movable electrode plate on a silicon substrate, forming the fixed electrode plate on first and second glass substrates, and providing a groove along a width direction at a predetermined position of the silicon substrate; ,
Next, a second step of anodically bonding the silicon substrate and the first and second glass substrates so that the movable electrode plate and the fixed electrode plate face each other,
Next, a cut is made along the width direction at a position corresponding to the groove on the outer surface of the first glass substrate to form a first cut, and the first cut is formed in a longitudinal direction more than the first cut. A third step of forming cuts on the outside along the width direction to form second cuts;
A fourth step of making a cut in the second glass substrate along the width direction at a position corresponding to the second cut to provide a third cut;
Next, a fifth step of cutting the silicon substrate and a part of the first and second glass substrates by bending along the second cut portion and the third cut portion,
Next, a sixth step of bending along the groove and the first cutout to cut off a part of the silicon substrate and the first glass substrate,
A method for manufacturing a physical quantity detector, comprising:
前記第6工程によって切除されるシリコン基盤の切除部と、この切除部と対面する前記第2のガラス基盤との間に隙間が形成されるように、前記切除部の板厚を他のシリコン基盤の板厚よりも薄く形成することを特徴とする物理量検出器の製造方法。The method for manufacturing a physical quantity detector according to claim 2,
The thickness of the cut portion is changed to another silicon base so that a gap is formed between the cut portion of the silicon base cut by the sixth step and the second glass base facing the cut portion. A method for producing a physical quantity detector, characterized in that the physical quantity detector is formed to be thinner than the plate thickness of the physical quantity detector.
第1工程は、前記第6工程によって露出される第2のガラス基盤の露出部に、電極パッドを形成する工程を含むことを特徴とする物理量検出器の製造方法。The method for manufacturing a physical quantity detector according to claim 2 or 3,
The method of manufacturing a physical quantity detector, wherein the first step includes a step of forming an electrode pad on an exposed portion of the second glass substrate exposed in the sixth step.
前記シリコン基盤に、前記第6工程によって該シリコン基盤から切り離される島部を形成する工程を備えることを特徴とする物理量検出器の製造方法。The method for manufacturing a physical quantity detector according to any one of claims 2 to 4,
A method for manufacturing a physical quantity detector, comprising a step of forming an island portion separated from the silicon substrate by the sixth step on the silicon substrate.
前記島部を形成する工程は、前記シリコン基盤において、
前記溝部よりも長手方向中央側に、幅方向端部から中央に向かって厚み方向に貫通する第1の隙間と、前記第1の隙間の先端から前記溝部まで達し、厚み方向に貫通する第2の隙間と、を形成する工程を備えることを特徴とする物理量検出器の製造方法。The method for manufacturing a physical quantity detector according to claim 5,
The step of forming the island portion includes:
A first gap penetrating in the thickness direction from the widthwise end toward the center of the longitudinal direction with respect to the groove, and a second gap extending from the tip of the first gap to the groove and penetrating in the thickness direction. And a step of forming a physical gap detector.
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006297543A (en) * | 2005-04-20 | 2006-11-02 | Sumitomo Precision Prod Co Ltd | MEMS device and manufacturing method thereof |
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