JP2008051685A - Sensor unit and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、センサーユニットに係り、特に多軸加速度成分と多軸角速度成分を検出できる多軸モーションセンサーを搭載したセンサーユニットと、このセンサーユニットを簡便に製造する方法に関する。 The present invention relates to a sensor unit, and more particularly to a sensor unit equipped with a multi-axis motion sensor capable of detecting a multi-axis acceleration component and a multi-axis angular velocity component, and a method for easily manufacturing the sensor unit.
従来から、CCD、CMOS等のイメージセンサー、加速度センサー等のセンサーと、このセンサーを制御する能動素子とを備えたセンサーユニットが種々の用途に用いられている。このようなセンサーユニットとしては、例えば、ワイヤボンディング、金属バンプ等の接続手段を用いて配線基板上にセンサー内蔵モジュールと能動素子内蔵モジュールを実装し、これらを樹脂封止して保護したものが知られている(特許文献1)。
一方、物体のモーション検出には、加速度センサーや角速度センサー等が複数組み合わされて使用されていた。そして、小型化、コスト低減の要請から、加速度センサーや角速度センサーの多軸化が進み、最近では、加速度と角速度を同時に検出する多軸モーションセンサーが開発されている(特許文献2、3)。
On the other hand, a combination of a plurality of acceleration sensors, angular velocity sensors, and the like has been used for object motion detection. In response to demands for miniaturization and cost reduction, multi-axis acceleration sensors and angular velocity sensors have progressed, and recently, multi-axis motion sensors that detect acceleration and angular velocity simultaneously have been developed (
しかしながら、上述のような従来のセンサーユニットは、配線基板上に実装されたセンサー内蔵モジュールが、能動素子内蔵モジュールの実装部位とは別の部位に位置するため、配線基板の面方向の広がりが必要であった。このため、センサーユニットの小型化には限界があった。
また、配線基板上にセンサー内蔵モジュールと能動素子内蔵モジュールを個々に実装するので、個々のモジュールを配線基板の所定の位置に実装するための位置合せを正確に行なう必要があり、工程管理が煩雑であるとともに、実装位置のズレを生じた場合、センサーユニットの信頼性が低下するという問題があった。
さらに、実装時にセンサーが高温に曝されることがあり、センサーの特性の低下や、センサーユニットの信頼性低下を引き起こすことがあった。
本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであり、小型で信頼性の高いセンサーユニットと、このようなセンサーユニットを簡便に製造するための製造方法を提供することを目的とする。
However, in the conventional sensor unit as described above, since the sensor built-in module mounted on the wiring board is located in a part different from the mounting part of the active element built-in module, it is necessary to expand the surface direction of the wiring board. Met. For this reason, there was a limit to downsizing the sensor unit.
In addition, since the sensor built-in module and the active element built-in module are individually mounted on the wiring board, it is necessary to accurately align each module for mounting at a predetermined position on the wiring board, and the process management is complicated. In addition, when the mounting position is shifted, there is a problem that the reliability of the sensor unit is lowered.
In addition, the sensor may be exposed to high temperatures during mounting, which may cause deterioration in sensor characteristics and sensor unit reliability.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a small and highly reliable sensor unit and a manufacturing method for easily manufacturing such a sensor unit. .
このような目的を達成するために、本発明のセンサーユニットは、多軸モーションセンサーと、貫通電極を有するインターポーザと、能動素子内蔵モジュールとをこの順に多段状態で備え、前記多軸モーションセンサーは、シリコン層/酸化シリコン層/シリコン層の3層構造を有するSOI基板からなるセンサー本体であって、梁を介して支持された錘と、該錘の両面に配設された電極と、該錘よりも外側の領域に配設されたコンタクト電極とを有するセンサー本体と、該センサー本体の前記インターポーザと対向する面と反対側の面に配設され所定の電極を有するガラス基板と、センサー本体と対向するように前記インターポーザに配設された所定の電極とを備え、前記インターポーザは、貫通電極を有する基板と、該基板上に前記センサー本体と対向するように配設された前記電極と、前記基板の両面に配設された配線とを備え、前記配線よりも外側の領域において前記センサー本体に環状の接合部材を介して接合されて前記錘が気密封止されており、多軸モーションセンサー側の前記配線は前記センサー本体のコンタクト電極と接合され、前記能動素子内蔵モジュールは、基板と、該基板に内蔵された能動素子と、前記能動素子よりも外側の領域に位置して前記基板を貫通する複数の貫通電極とを有するとともに、前記貫通電極と前記能動素子を接続する配線を有し、前記貫通電極は前記インターポーザの前記配線に接合されているような構成とした。 In order to achieve such an object, the sensor unit of the present invention includes a multi-axis motion sensor, an interposer having a through electrode, and a module with a built-in active element in this order in a multi-stage state. A sensor body composed of an SOI substrate having a three-layer structure of silicon layer / silicon oxide layer / silicon layer, comprising a weight supported via a beam, electrodes disposed on both sides of the weight, and a weight A sensor body having a contact electrode disposed in an outer region, a glass substrate having a predetermined electrode disposed on a surface opposite to the surface facing the interposer of the sensor body, and facing the sensor body. A predetermined electrode disposed on the interposer, and the interposer includes a substrate having a through electrode and the sensor on the substrate. -It is provided with the electrode arranged so as to face the main body and wiring arranged on both surfaces of the substrate, and is joined to the sensor main body via an annular joining member in a region outside the wiring. The weight is hermetically sealed, the wiring on the multi-axis motion sensor side is joined to a contact electrode of the sensor body, the active element built-in module includes a substrate, an active element built in the substrate, A plurality of through-electrodes penetrating the substrate located in a region outside the active element, and a wiring connecting the through-electrode and the active element, wherein the through-electrode is the wiring of the interposer It was set as the structure joined to.
本発明の他の態様として、前記接合部材は、Al/Cr積層、Al/Ti積層、および、Al/Au積層のいずれかの金属層と、Al/Au積層、Al/Sn−Au合金積層、および、Al/Sn−Ag合金積層のいずれかの金属層とが接合されたものであるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記接合部材は、接合バンプと該接合バンプを挟持する金属層からなり、前記接合バンプはAu、Ag、Cu、Snあるいはこれらの合金のいずれかの導電性粉末と樹脂成分とを有する導電性ペースト、または、Au、Ag、Cu、Snのいずれかの導電材料からなるような構成とした。
As another aspect of the present invention, the joining member includes any one of an Al / Cr laminate, an Al / Ti laminate, and an Al / Au laminate, an Al / Au laminate, an Al / Sn—Au alloy laminate, And it was set as the structure which was what was joined with the any metal layer of an Al / Sn-Ag alloy lamination.
As another aspect of the present invention, the joining member includes a joining bump and a metal layer sandwiching the joining bump, and the joining bump is made of conductive powder of any of Au, Ag, Cu, Sn, or an alloy thereof. The conductive paste having a resin component or a conductive material of any one of Au, Ag, Cu, and Sn is used.
また、本発明のセンサーユニットは、能動素子内蔵モジュールと、該能動素子内蔵モジュール上に接合された多軸モーションセンサーを備え、前記多軸モーションセンサーは、シリコン層/酸化シリコン層/シリコン層の3層構造を有するSOI基板からなるセンサー本体であって、梁を介して支持された錘と、該錘の両面に配設された電極と、該錘よりも外側の領域に配設されたコンタクト電極とを有するセンサー本体と、該センサー本体の前記能動素子内蔵モジュールと対向する面と反対側の面に配設され所定の電極を有するガラス基板と、センサー本体と対向するように前記能動素子内蔵モジュールに配設された所定の電極とを備え、前記能動素子内蔵モジュールは、基板と、該基板上に前記センサー本体と対向するように配設された前記電極と、前記基板に内蔵された能動素子と、前記能動素子よりも外側の領域に位置して前記基板を貫通する複数の貫通電極とを有するとともに、前記貫通電極と前記能動素子を接続する配線を有し、前記配線よりも外側の領域において前記センサー本体に環状の接合部材を介して接合されて前記錘が気密封止されており、前記貫通電極は前記センサー本体のコンタクト電極と接合されているような構成とした。
The sensor unit of the present invention includes an active element built-in module and a multi-axis motion sensor bonded on the active element built-in module, and the multi-axis motion sensor is composed of silicon layer / silicon oxide layer /
本発明の他の態様として、前記接合部材は、Al/Cr積層、Al/Ti積層、および、Al/Au積層のいずれかの金属層と、Al/Au積層、Al/Sn−Au合金積層、および、Al/Sn−Ag合金積層のいずれかの金属層とが接合されたものであるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記接合部材は、接合バンプと該接合バンプを挟持する金属層からなり、前記接合バンプはAu、Ag、Cu、Snあるいはこれらの合金のいずれかの導電性粉末と樹脂成分とを有する導電性ペースト、または、Au、Ag、Cu、Snのいずれかの導電材料からなるような構成とした。
As another aspect of the present invention, the joining member includes any one of an Al / Cr laminate, an Al / Ti laminate, and an Al / Au laminate, an Al / Au laminate, an Al / Sn—Au alloy laminate, And it was set as the structure which was what was joined with the any metal layer of an Al / Sn-Ag alloy lamination.
As another aspect of the present invention, the joining member includes a joining bump and a metal layer sandwiching the joining bump, and the joining bump is made of conductive powder of any of Au, Ag, Cu, Sn, or an alloy thereof. The conductive paste having a resin component or a conductive material of any one of Au, Ag, Cu, and Sn is used.
本発明のセンサーユニットの製造方法は、シリコン層/酸化シリコン層/シリコン層の3層構造を有するSOIウエハと、1枚のガラスウエハとを多面付けに区画し、これらに対して各面付け毎に所望の加工を施して、SOIウエハに形成されたセンサー本体の一方の面に、ガラスウエハに形成されたガラス基板を接合した積層構造の多軸モーションセンサー半製品を多面付けで作製する工程と、インターポーザ用ウエハを多面付けに区画し、各面付け毎に複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して貫通電極とし、該貫通電極に接続した所望の配線、多軸モーションセンサー用の電極を形成して、インターポーザを多面付けで作製する工程と、能動素子内蔵モジュール用ウエハを多面付けに区画し、各面付け毎に能動素子を内蔵させ、該能動素子の外側の領域に複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して貫通電極とし、該貫通電極と前記能動素子とを接続するための配線を形成して、能動素子内蔵モジュールを多面付けで作製する工程と、各面付け毎に、多軸モーションセンサー用の電極が前記センサー本体に対向するように前記インターポーザを前記多軸モーションセンサー半製品にメタル接合法またはペーストバンプ接合法により環状に接合し、同時に前記インターポーザの配線と前記センサー本体の所望部位とを接合して多軸モーションセンサーを完成するとともに、前記インターポーザの他方の面の配線と前記能動素子内蔵モジュールの貫通電極とを接合して、多面付けのセンサーユニットとする工程と、多面付けのセンサーユニットをダイシングする工程と、を有するような構成とした。 The manufacturing method of the sensor unit according to the present invention divides an SOI wafer having a three-layer structure of silicon layer / silicon oxide layer / silicon layer and one glass wafer into multiple faces, and for each of the faces, A multi-axis multi-axis motion sensor semi-finished product having a laminated structure in which a glass substrate formed on a glass wafer is bonded to one surface of a sensor body formed on an SOI wafer by applying desired processing to The interposer wafer is divided into multiple faces, a plurality of fine through holes are formed for each face, a conductive material is disposed in the fine through holes to form through electrodes, and desired wiring connected to the through electrodes , Forming electrodes for multi-axis motion sensors and fabricating the interposer by multiple imposition, and dividing the wafer for the active element built-in module into multiple imposition, and for each imposition For forming a plurality of fine through holes in a region outside the active element, disposing a conductive material in the fine through hole as a through electrode, and connecting the through electrode and the active element Forming the active element built-in module by multi-surface mounting, and forming the interposer with the multi-axis motion sensor half so that the electrode for the multi-axis motion sensor faces the sensor body for each surface mounting. Join the product in a ring shape by metal joining method or paste bump joining method, and simultaneously join the wiring of the interposer and the desired part of the sensor body to complete the multi-axis motion sensor and wiring on the other side of the interposer Joining the through electrode of the module with a built-in active element to form a multi-sided sensor unit, and a multi-sided sensor unit A step of dicing the Tsu bets, was such as to have configure.
また、本発明のセンサーユニットの製造方法は、シリコン層/酸化シリコン層/シリコン層の3層構造を有するSOIウエハと、1枚のガラスウエハとを多面付けに区画し、これらに対して各面付け毎に所望の加工を施して、SOIウエハに形成されたセンサー本体の一方の面に、ガラスウエハに形成されたガラス基板を接合した積層構造の多軸モーションセンサー半製品を多面付けで作製する工程と、インターポーザ用ウエハを多面付けに区画し、各面付け毎に多軸モーションセンサー用の電極と所望の配線を形成し、次いで、各面付け毎に、多軸モーションセンサー用の電極が前記センサー本体に対向するように前記インターポーザ用ウエハを前記多軸モーションセンサー半製品にメタル接合法またはペーストバンプ接合法により環状に接合し、同時に前記インターポーザ用ウエハの配線と前記センサー本体の所望部位とを接合して多軸モーションセンサーを完成し、次に、インターポーザ用ウエハに反対面から前記配線が露出するように複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して貫通電極とし、該貫通電極に接続した所望の配線を形成して、インターポーザを多面付けで作製する工程と、能動素子内蔵モジュール用ウエハを多面付けに区画し、各面付け毎に能動素子を内蔵させ、該能動素子の外側の領域に複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して貫通電極とし、該貫通電極と前記能動素子とを接続するための配線を形成して、能動素子内蔵モジュールを多面付けで作製する工程と、各面付け毎に、前記インターポーザの配線と前記能動素子内蔵モジュールの貫通電極とを接合して、多面付けのセンサーユニットとする工程と、多面付けのセンサーユニットをダイシングする工程と、を有するような構成とした。 In addition, the manufacturing method of the sensor unit according to the present invention divides an SOI wafer having a three-layer structure of silicon layer / silicon oxide layer / silicon layer and one glass wafer into multiple faces, and each side of the wafer is divided into multiple faces. A multi-axis motion sensor semi-finished product having a laminated structure in which a glass substrate formed on a glass wafer is bonded to one surface of a sensor body formed on an SOI wafer by performing desired processing for each attachment Process, interposer wafer is divided into multiple impositions, electrodes for multi-axis motion sensors and desired wiring are formed for each imposition, and then for each imposition, the electrodes for multi-axis motion sensors are The interposer wafer is annularly formed on the multi-axis motion sensor semi-finished product by metal bonding or paste bump bonding so as to face the sensor body. At the same time, the wiring of the interposer wafer and the desired part of the sensor body are joined together to complete a multi-axis motion sensor, and then a plurality of fine patterns are exposed so that the wiring is exposed from the opposite surface to the interposer wafer. A step of forming a through-hole, disposing a conductive material in the fine through-hole to form a through-electrode, forming a desired wiring connected to the through-electrode, and producing an interposer with multiple faces; The wafer for use is divided into multiple impositions, an active element is built in each imposition, a plurality of fine through holes are formed in the area outside the active element, and a conductive material is disposed in the fine through holes to penetrate Forming a wiring for connecting the through electrode and the active element as an electrode to fabricate a module with a built-in active element by multiple imposition, and for each imposition, the wiring of the interposer and the front By joining a through electrode of the active element built-in module, and a step of a multi with a sensor unit, a step of dicing the multi with the sensor unit, and that have configure.
また、本発明のセンサーユニットの製造方法は、シリコン層/酸化シリコン層/シリコン層の3層構造を有するSOIウエハと、1枚のガラスウエハとを多面付けに区画し、これらに対して各面付け毎に所望の加工を施して、SOIウエハに形成されたセンサー本体の一方の面に、ガラスウエハに形成されたガラス基板を接合した積層構造の多軸モーションセンサー半製品を多面付けで作製する工程と、能動素子内蔵モジュール用ウエハを多面付けに区画し、各面付け毎に能動素子を内蔵させ、該能動素子の外側の領域に複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して貫通電極とし、該貫通電極と前記能動素子とを接続するための配線、多軸モーションセンサー用の電極を形成して能動素子内蔵モジュールを多面付けで作製する工程と、各面付け毎に、多軸モーションセンサー用の電極が前記センサー本体に対向するように前記能動素子内蔵モジュールを前記多軸モーションセンサー半製品にメタル接合法またはペーストバンプ接合法により環状に接合し、同時に前記能動素子内蔵モジュールの貫通電極と前記センサー本体の所望部位とを接合して多軸モーションセンサーを完成させて、多面付けのセンサーユニットとする工程と、多面付けのセンサーユニットをダイシングする工程と、を有するような構成とした。 In addition, the manufacturing method of the sensor unit according to the present invention divides an SOI wafer having a three-layer structure of silicon layer / silicon oxide layer / silicon layer and one glass wafer into multiple faces, and each side of the wafer is divided into multiple faces. A multi-axis motion sensor semi-finished product having a laminated structure in which a glass substrate formed on a glass wafer is bonded to one surface of a sensor body formed on an SOI wafer by performing desired processing for each attachment The process and the active element built-in module wafer are divided into multiple faces, each of the faces has an active element built therein, a plurality of fine through holes are formed in the outer area of the active element, and the fine through holes are electrically conductive. A material is arranged to form a through electrode, and a wiring for connecting the through electrode and the active element and an electrode for a multi-axis motion sensor are formed to produce a module with a built-in active element by multi-sided attachment. And, for each imposition, the module with a built-in active element is annularly attached to the multi-axis motion sensor semi-finished product by metal bonding or paste bump bonding so that the electrode for the multi-axis motion sensor faces the sensor body. And simultaneously joining the through electrode of the module with a built-in active element and a desired part of the sensor body to complete a multi-axis motion sensor, thereby forming a multi-sided sensor unit, and a multi-sided sensor unit. And a dicing step.
また、本発明のセンサーユニットの製造方法は、シリコン層/酸化シリコン層/シリコン層の3層構造を有するSOIウエハと、1枚のガラスウエハとを多面付けに区画し、これらに対して各面付け毎に所望の加工を施して、SOIウエハに形成されたセンサー本体の一方の面に、ガラスウエハに形成されたガラス基板を接合した積層構造の多軸モーションセンサー半製品を多面付けで作製する工程と、能動素子内蔵モジュール用ウエハを多面付けに区画し、各面付け毎に多軸モーションセンサー用の電極と所望の配線を形成し、次いで、各面付け毎に、多軸モーションセンサー用の電極が前記センサー本体に対向するように前記能動素子内蔵モジュール用ウエハを前記多軸モーションセンサー半製品にメタル接合法またはペーストバンプ接合法により環状に接合し、同時に前記能動素子内蔵モジュール用ウエハの配線と前記センサー本体の所望部位とを接合して多軸モーションセンサーを完成し、次に、各面付け毎に能動素子を内蔵させ、また、該能動素子の外側の領域に前記能動素子内蔵モジュール用ウエハの反対面から前記配線が露出するように複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して貫通電極とし、該貫通電極と前記能動素子とを接続するための配線を形成して能動素子内蔵モジュールを多面付けで作製して、多面付けのセンサーユニットとする工程と、多面付けのセンサーユニットをダイシングする工程と、を有するような構成とした。 In addition, the manufacturing method of the sensor unit according to the present invention divides an SOI wafer having a three-layer structure of silicon layer / silicon oxide layer / silicon layer and one glass wafer into multiple faces, and each side of the wafer is divided into multiple faces. A multi-axis motion sensor semi-finished product having a laminated structure in which a glass substrate formed on a glass wafer is bonded to one surface of a sensor body formed on an SOI wafer by performing desired processing for each attachment The process and the active element built-in module wafer are divided into multiple impositions, the electrodes for the multi-axis motion sensor and the desired wiring are formed for each imposition, and then for each imposition, for the multi-axis motion sensor The module wafer with built-in active element is attached to the multi-axis motion sensor semi-finished product by metal bonding or paste bump so that the electrode faces the sensor body. Are joined together in a ring, and at the same time, the wiring of the wafer for the active element built-in module and the desired part of the sensor body are joined together to complete a multi-axis motion sensor, and then an active element is built in for each imposition. In addition, a plurality of fine through holes are formed in the outer region of the active element so that the wiring is exposed from the opposite surface of the active element built-in module wafer, and a conductive material is disposed in the fine through hole. Forming a through-electrode, wiring for connecting the through-electrode and the active element to produce a module with a built-in active element by multi-surface mounting, and forming a multi-surface sensor unit; and And a dicing step.
このような本発明のセンサーユニットは、多軸モーションセンサーとインターポーザと能動素子内蔵モジュールとが多段状態に接合された構造、あるいは、能動素子内蔵モジュールと多軸モーションセンサーを接合した構造であり、配線基板を備えておらず、さらに、多軸モーションセンサーを構成する電極の一部がインターポーザあるいは能動素子内蔵モジュールに配設され、すなわち、インターポーザあるいは能動素子内蔵モジュールの一部が多軸モーションセンサーの一部を構成しているので、面積、高さともに大幅な小型化が可能となる。
また、本発明の製造方法は、ウエハレベルで多軸モーションセンサー半製品とインターポーザと能動素子内蔵モジュールとの接合を行う一括アッセンブリー、あるいは、ウエハレベルで多軸モーションセンサー半製品と能動素子内蔵モジュールとの接合を行う一括アッセンブリーが可能であるので、工程管理が容易で製造コストの低減が可能であり、また、接合が、メタル接合法あるいはペーストバンプ接合法を用いたものであるため、多軸モーションセンサーへの熱の影響を阻止することができ、信頼性の高いセンサーユニットの製造が可能となる。
Such a sensor unit of the present invention has a structure in which a multi-axis motion sensor, an interposer, and an active element built-in module are joined in a multistage state, or an active element built-in module and a multi-axis motion sensor are joined together. In addition, the substrate is not provided, and a part of the electrodes constituting the multi-axis motion sensor is disposed in the interposer or the active element built-in module, that is, a part of the interposer or the active element built-in module is part of the multi-axis motion sensor. Since the parts are configured, the area and height can be greatly reduced.
In addition, the manufacturing method of the present invention includes a batch assembly for joining a multi-axis motion sensor semi-finished product, an interposer, and an active element built-in module at a wafer level, or a multi-axis motion sensor semi-finished product and an active element built-in module at a wafer level. As a result, it is easy to manage the process and reduce the manufacturing cost. Also, since the bonding is performed using the metal bonding method or paste bump bonding method, multi-axis motion is possible. The influence of heat on the sensor can be prevented, and a highly reliable sensor unit can be manufactured.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[センサーユニット]
(第1の実施形態)
図1は、本発明のセンサーユニットの一実施形態を示す概略断面図である。図1において、本発明のセンサーユニット1は、多軸モーションセンサー2とインターポーザ3と能動素子内蔵モジュール4とがこの順に多段状態で接合されたものである。多軸モーションセンサー2とインターポーザ3とは環状の封止部材5により内部が気密封止されており、インターポーザ3と能動素子内蔵モジュール4との間隙部には封止樹脂層6が介在している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[Sensor unit]
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a sensor unit of the present invention. In FIG. 1, a
センサーユニット1を構成する多軸モーションセンサー2は、従来公知の多軸モーションセンサー、例えば、3軸加速度成分と2軸角速度成分を同時に検出できるMEMS(Micro Electromechanical System)型の5軸モーションセンサー、圧力センサー、イメージセンサー等の光学センサー等であってよく、特に制限はない。図示例では、多軸モーションセンサー2は、センサー本体11と、ガラス基板12を備え、この多軸モーションセンサー2を構成する電極41がインターポーザ3に配設されている。
The
図2は図1に示される多軸モーションセンサー2を構成するセンサー本体11、ガラス基板12を離間させ、さらに、多軸モーションセンサー2を構成する電極41を備えたインターポーザ3を離間させた状態を示す拡大図である。図2に示されるように、センサー本体11は、酸化シリコン層17をシリコン層16(活性層シリコン)とシリコン層18(基板シリコン)で挟持した3層構造を有するSOI(Silicon On Insulator)基板15からなる。図3は、このセンサー本体11のシリコン層16(活性層シリコン)側からの平面図であり、図4は、シリコン層18(基板シリコン)側からの平面図である。そして、図1、図2に示されるセンサー本体11は、図3におけるI−I線での縦断面形状を示している。また、図5は、図3におけるII−II線での縦断面形状を示している。
2 shows a state where the
図1〜図5に示されるように、センサー本体11は、枠部材21と、シリコン層16(活性層シリコン)からなる十字型の梁22と、4本の梁22で支持された錘23と、枠部材21と各梁22とで囲まれた4箇所の領域にそれぞれ独立して配設された複数(図示例では12個)の柱部材24とを備えている。4本の梁22に支持されている錘23は、枠部材21とインターポーザ3とが環状の接合部材5を介して接合されていることにより、例えば、0.01〜1Pa程度の気密封止状態にある。尚、図3、図4では、環状の接合部材5を構成する環状の接合部材30(後述する)を示している。
As shown in FIGS. 1 to 5, the
錘23は、その厚みが枠部材21および柱部材24よりも薄いものであり、シリコン層16(活性層シリコン)側に電極25とコンタクト電極26を有し、シリコン層18(基板シリコン)側には電極27を有している。図3、図4では、電極25と電極27に斜線を付して示している。この電極25、27は、基部25a、27aと、この基部25a、27aから十字型の梁22の間に突出している4個の突出部25b、27bとを有するパターン形状をなしている。また、コンタクト電極26は、酸化シリコン層17を貫通してシリコン層18(基板シリコン)に接続しており、これによりシリコン層16(活性層シリコン)とシリコン層18(基板シリコン)との導通、したがって、コンタクト電極26(電極25)と電極27との導通がとられている。
The
柱部材24は、それぞれシリコン層16(活性層シリコン)側にコンタクト電極28を有し、シリコン層18(基板シリコン)側にはコンタクト電極29を有している。そして、コンタクト電極28は、酸化シリコン層17を貫通してシリコン層18(基板シリコン)に接続している。これにより、各柱部材24では、シリコン層16(活性層シリコン)とシリコン層18(基板シリコン)との導通、したがって、コンタクト電極28とコンタクト電極29との導通がとられている。
Each
多軸モーションセンサー2を構成するガラス基板12は、センサー本体11に接合されている面に電極31を有している。図6は、このようなガラス基板12の電極31配設面側の平面図である。そして、図1、図2に示されるガラス基板12は、図6におけるI−I線での縦断面形状を示している。図1、図2、図6に示されるように、電極31は1個の十字型の中心電極32と、これを囲むように配設された4個の周囲電極33とからなっている。中心電極32は、錘23に形成された電極25の基部25aに所望の間隙を介して対向しており、また、4個の周囲電極33は、錘23に形成された電極25の4個の突出部25bに所望の間隙を介して対向している。
The
一方、図7は、インターポーザ3に配設されている多軸モーションセンサー2を構成する電極41と、後述する貫通電極53、環状の接合部材5を構成する環状の接合部材56を示す平面図である。尚、図1、図2に示されるインターポーザ3は、図7におけるI−I線での縦断面形状を示している。図1、図2、図7に示されるように、電極41は1個の十字型の中心電極42と、これを囲むように配設された4個の周囲電極43とからなっている。中心電極42は、錘23に形成された電極27の基部27aに所望の間隙を介して対向しており、また、4個の周囲電極43は、錘23に形成された電極27の4個の突出部27bに所望の間隙を介して対向している。また、貫通電極53は、センサー本体11の柱部材24に対応した箇所に配設されており、各貫通電極53は、図7には示していない配線54を介して各柱部材24のコンタクト電極29に接続されている。
On the other hand, FIG. 7 is a plan view showing an
上述のような多軸モーションセンサー2は、4本の梁22で支持された錘23に、X軸、Y軸、あるいは、Z軸(図1参照)方向に加速度が作用すると、錘23に変位が生じる。この変位により、ガラス基板12の4個の周囲電極33と錘23の電極25の4個の突出部25bとの間の静電容量、および、インターポーザ3の4個の周囲電極43と錘23の電極27の4個の突出部27bとの間の静電容量がそれぞれ変化し、この静電容量の変化量で3軸の加速度成分が求められる。また、多軸モーションセンサー2では、ガラス基板12の中心電極32と錘23の電極25の基部25aとの間、および、インターポーザ3の中心電極42と錘23の電極27の基部27aとの間に、位相が180°異なる交流信号を付加すると、4本の梁22で支持された錘23はクーロン力でZ軸に単振動する。この状態で錘23にY軸周りの角速度が作用すると、X軸方向にコリオリ力が発生し、また、錘23にX軸周りの角速度が作用すると、Y軸方向にコリオリ力が発生する。そして、2軸の角速度成分は、錘23のX軸方向とY軸方向の変位を静電容量の変化で検出することができる。尚、静電容量の変化による加速度検出と角速度検出との弁別は、角速度検出を高周波数域、加速度検出を低周波数域とすることにより可能である。上述の多軸モーションセンサー2の動作原理は、例えば、電学論E.126巻6号、2006年に詳しく記載されている。
The
センサーユニット1を構成するインターポーザ3は、基板51と、この基板51に設けられた複数の微細貫通孔52と、これらの微細貫通孔52内に配設された貫通電極53と、上述のような多軸モーションセンサー2を構成する電極41と、配線54、環状の接合部材5を構成する環状の接合部材56を、多軸モーションセンサー2と対向する面に備えている。基板51の材質は、例えば、シリコン、ガラス等を挙げることができる。また、微細貫通孔52は、開口径が1〜50μm、好ましくは5〜30μm程度である。この微細貫通孔52の形状は、図示例では厚み方向で内径がほぼ一定のストレート形状であるが、これに限定されず、一方の開口径が広いテーパー形状をなすもの、厚み方向のほぼ中央で内径が狭くなっているような形状等であってもよい。
上記のような微細貫通孔52内に配設された貫通電極53は、微細貫通孔52内に充填されたものであってもよく、また、微細貫通孔52の内壁面に形成され、貫通孔あるいは凹部が存在するようなものであってもよい。貫通電極53の材質は、Au、Ag、Cu、Sn等の導電材料とすることができる。
The
The through
尚、基板51は、微細貫通孔52の内壁面を含む全域、あるいは所望領域に電気絶縁層を有するものであってもよく、例えば、図8に示されるインターポーザ3であってもよい。このインターポーザ3では、基板51は複数の微細貫通孔52を有し、これらの微細貫通孔52の内壁面を含む全域に電気絶縁層58を備えている。そして、微細貫通孔52内には貫通電極53を有し、一方の面には上述のような多軸モーションセンサー2を構成する電極41と、配線54、環状の接合部材5を構成する環状の接合部材56を有し、他方の面には配線55を有している。このようなインターポーザ3では、電気絶縁層58は、例えば、酸化珪素、窒化珪素等の無機酸化物等とすることができる。図示例では、貫通電極53は微細貫通孔52の内壁面に形成され、凹部が存在するものであるが、上述の例と同様に、微細貫通孔52内に充填されたものであってもよい。
In addition, the board |
インターポーザ3は、周縁部に環状(回廊形状)に接合部材56を有しており、この接合部材56は、上述のセンサー本体11の枠部材21に配設された接合部材30と接合して接合部材5を構成し、この接合部材5により、錘23が存在するセンサー本体11の内部が気密封止されている。また、多軸モーションセンサー2に対向する面に位置する配線54は、多軸モーションセンサー2のセンサー本体のコンタクト電極29に接合されている。
また、インターポーザ3は、能動素子内蔵モジュール4と対向する面に、配線55を有しており、この配線55は、接合バンプ57を介して、後述する能動素子内蔵モジュール4の配線64に接合されている。尚、インターポーザ3の配線55が、接合バンプ57を介して、後述する能動素子内蔵モジュール4の貫通電極63に直接(配線64ではなく)接合するものであってもよい。
The
The
図9は、環状の接合部材5によるセンサー本体11の枠部材21とインターポーザ3との接合、およびセンサー本体11のコンタクト電極29とインターポーザ3の配線54との接合の一例を説明するための部分拡大断面図である。図9に示される例では、環状の接合部材5は、センサー本体11の枠部材21が備える環状の接合部材30と、インターポーザ3が備える環状の接合部材56とが接合されたものである。接合部材30は、金属層30a、金属層30bとの積層であり、例えば、Al/Cr積層、Al/Ti積層、Al/Au積層等とすることができる。また、接合部材56は、金属層56a、金属層56bとの積層であり、例えば、Al/Au積層、Al/Sn−Au合金積層、Al/Sn−Ag合金積層等とすることができる。
FIG. 9 is a partially enlarged view for explaining an example of the joining of the
また、コンタクト電極29は、金属層29a、金属層29bとの積層であり、例えば、Al/Cr積層、Al/Ti積層、Al/Au積層等とすることができる。また、インターポーザ3の配線54は、金属層54a、金属層54bとの積層であり、例えば、Al/Au積層、Al/Sn−Au合金積層、Al/Sn−Ag合金積層等とすることができる。
接合部材5の形状は、錘23が存在するセンサー本体11の内部を気密封止できる環状であればよく、特に制限はなく、図示例では、センサー本体の枠部材21に対応した回廊形状となっている。また、接合部材5の厚み、幅も制限はなく、例えば、厚みを1〜30μm、幅を10〜300μmの範囲で適宜設定することができる。このようなメタル接合法によるセンサー本体11の枠部材21とインターポーザ3との接合、およびセンサー本体11のコンタクト電極29とインターポーザ3の配線54との接合は、400℃以下の温度で安定して行うことができる。
The
The shape of the joining
また、図10は、環状の接合部材5によるセンサー本体11の枠部材21とインターポーザ3との接合、およびセンサー本体11のコンタクト電極29とインターポーザ3の配線54との接合の他の例を説明するための部分拡大断面図である。図10に示される例では、環状の接合部材5は、センサー本体11の枠部材21が備える環状の接合部材30と、インターポーザ3が備える環状の接合部材56とが接合バンプ56′を介して接合されたものである。また、コンタクト電極29と配線54は、接合バンプ54′を介して接合されている。そして、これらの周囲が封止樹脂60により封止されている。接合部材30および接合部材56の材質は、例えば、Au、Ag、Cu、Sn等とすることができる。また、接合バンプ56′は、例えば、Au、Ag、Cu、Sn等、あるいはこれらの合金のいずれかの導電性粉末と樹脂成分とを有する導電性ペーストからなるもの、または、Au、Ag、Cu、Sn等のいずれかの導電材料からなるものであってよい。
FIG. 10 illustrates another example of joining of the
また、コンタクト電極29と配線54の材質は、例えば、Au、Ag、Cu、Sn等とすることができる。また、接合バンプ54′は、例えば、Au、Ag、Cu、Sn等、あるいはこれらの合金のいずれかの導電性粉末と樹脂成分とを有する導電性ペーストからなるもの、または、Au、Ag、Cu、Sn等のいずれかの導電材料からなるものであってよい。
一方、封止樹脂60は、例えば、絶縁性の樹脂材料、異方性導電樹脂等を使用することができる。
The material of the
On the other hand, as the sealing
この例における接合部材5の形状も、錘23が存在するセンサー本体11の内部を気密封止できる環状であればよく、特に制限はなく、図示例では、センサー本体の枠部材21に対応した回廊形状となっている。また、接合部材5の厚み、幅も制限はなく、例えば、厚みを1〜30μm、幅を10〜300μmの範囲で適宜設定することができる。このようなペーストバンプ接合法によるセンサー本体11の枠部材21とインターポーザ3との接合、およびセンサー本体11のコンタクト電極29とインターポーザ3の配線54との接合は、200℃以下の温度で安定して行うことができる。
The shape of the joining
センサーユニット1を構成する能動素子内蔵モジュール4は、基板61と、この基板61に内蔵された能動素子65と、この能動素子65の外側の領域の基板61に形成された複数の微細貫通孔62と、これらの微細貫通孔62内に配設された貫通電極63とを備えている。基板61のインターポーザ3と対向する面には、貫通電極63に接続している配線64が配設されている。また、基板61のインターポーザ3と対向する面の反対側の面には、能動素子65の所望の端子(図示せず)と所望の貫通電極63とを接続している配線(図示せず)が配設されている。そして、これらの配線の所望箇所には、外部端子としてのはんだバンプ66が配設されている。
The active element built-in
基板61の材質は、例えば、シリコン、ガラス等を挙げることができる。また、微細貫通孔62は、開口径が1〜50μm、好ましくは5〜30μm程度である。この微細貫通孔62の形状は、図示例では厚み方向で内径がほぼ一定のストレート形状であるが、これに限定されず、一方の開口径が広いテーパー形状をなすもの、厚み方向のほぼ中央で内径が狭くなっているような形状等であってもよい。
上記のような微細貫通孔62内に配設された貫通電極63は、微細貫通孔62内に充填されたものであってもよく、また、微細貫通孔62の内壁面に形成され、貫通孔あるいは凹部が存在するようなものであってもよい。貫通電極63の材質は、Au、Ag、Cu、Sn等の導電材料とすることができる。
Examples of the material of the
The through
接合バンプ57を介したインターポーザ3の配線56と能動素子内蔵モジュール4の貫通電極63、配線64との接合は、上述の接合バンプ54′を介した多軸モーションセンサー2のコンタクト電極29とインターポーザ3の配線54との接合(ペーストバンプ接合法)と同様とすることができる。また、インターポーザ3の配線56と能動素子内蔵モジュール4の貫通電極63、配線64との接合は、上述の図9に示されるようなメタル接合法により行うこともできる。
上述のようなセンサーユニット1は、多軸モーションセンサー2とインターポーザ3と能動素子内蔵モジュール4とが多段状態に接合された構造であり、配線基板を備えていないとともに、多軸モーションセンサー2を構成する電極の一部(電極41)がインターポーザ3に配設され、インターポーザ3の一部が多軸モーションセンサー2の一部を構成しているので、面積、高さともに大幅な小型化が可能となる。
The
The
(第2の実施形態)
図11は、本発明のセンサーユニットの他の実施形態を示す概略断面図である。図11において、本発明のセンサーユニット71は、多軸モーションセンサー2と能動素子内蔵モジュール74とが接合されたものである。
センサーユニット71を構成する多軸モーションセンサー2は、従来公知の多軸モーションセンサー、例えば、3軸加速度成分と2軸角速度成分を同時に検出できるMEMS型の5軸モーションセンサー、圧力センサー、イメージセンサー等の光学センサー等であってよく、特に制限はない。図示例では、センサーユニット71を構成する多軸モーションセンサー2は、上述のセンサーユニット1を構成する多軸モーションセンサー2と同じであり、センサー本体11と、ガラス基板12を備え、この多軸モーションセンサー2を構成する電極81が能動素子内蔵モジュール74に配設されている。尚、図11に示す多軸モーションセンサー2には、電極81を除いて、上述のセンサーユニット1を構成する多軸モーションセンサー2と同じ部材番号を付し、ここでの説明は省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the sensor unit of the present invention. In FIG. 11, a
The
また、能動素子内蔵モジュール74は、センサー本体11の枠部材21と環状の接合部材5′により接合され、4本の梁(図示せず)に支持されている錘23は、例えば、0.01〜1Pa程度の気密封止状態にある。
センサーユニット71を構成する能動素子内蔵モジュール74は、基板91と、この基板91に内蔵された能動素子95と、この能動素子95の外側の領域の基板91に形成された複数の微細貫通孔92と、これらの微細貫通孔92内に配設された貫通電極93とを備えている。さらに、基板91の多軸モーションセンサー2と対向する面には、上述のような多軸モーションセンサー2を構成する電極81と、配線94と、環状の接合部材5′を構成する環状の接合部材97とが配設されている。また、基板91の多軸モーションセンサー2と対向する面の反対側の面には、能動素子95の所望の端子(図示せず)と所望の貫通電極93とを接続する配線(図示せず)が配設されている。そして、これらの配線の所望箇所には、外部端子としてのはんだバンプ96が配設されている。
The active element built-in
The active element built-in
能動素子内蔵モジュール74に配設されている多軸モーションセンサー2を構成する電極81は、上述の実施形態においてインターポーザ3に配設されている多軸モーションセンサー2を構成する電極41と同様とすることができる。すなわち、電極81は1個の十字型の中心電極82と、これを囲むように配設された4個の周囲電極83とからなる。
微細貫通孔92の形状、開口径、貫通電極93の材質、形状は、上述の微細貫通孔62、貫通電極63と同様とすることができる。
能動素子内蔵モジュール74に配設されている環状の接合部材97は、上述の実施形態においてインターポーザ3に配設されている環状の接合部材56と同様とすることができる。また、配線94は、上述の実施形態においてインターポーザ3に配設されている配線54と同様とすることができる。
The
The shape and opening diameter of the fine through
The annular joining
図12は、環状の接合部材5′によるセンサー本体11の枠部材21と能動素子内蔵モジュール74との接合、およびセンサー本体11のコンタクト電極29と能動素子内蔵モジュール74の配線94との接合の一例を説明するための部分拡大断面図である。図12に示される例では、環状の接合部材5′は、センサー本体11の枠部材21が備える環状の接合部材30と、能動素子内蔵モジュール74が備える環状の接合部材97とが接合されたものである。接合部材30は、金属層30a、金属層30bとの積層であり、上述の実施形態における接合部材30と同様とすることができる。また、接合部材97は、金属層97a、金属層97bとの積層であり、上述の実施形態における接合部材56と同様とすることができる。
FIG. 12 shows an example of the joining of the
また、コンタクト電極29は、金属層29a、金属層29bとの積層であり、上述の実施形態のコンタクト電極29と同様とすることができる。また、能動素子内蔵モジュール74の配線94は、金属層94a、金属層94bとの積層であり、上述の実施形態の配線54と同様とすることができる。
接合部材5′の形状は、錘23が存在するセンサー本体11の内部を気密封止できる環状であればよく、特に制限はなく、図示例では、センサー本体の枠部材21に対応した回廊形状となっている。また、接合部材5′の厚み、幅も制限はなく、例えば、厚みを1〜30μm、幅を10〜300μmの範囲で適宜設定することができる。このようなメタル接合法によるセンサー本体11の枠部材21と能動素子内蔵モジュール74との接合、およびセンサー本体11のコンタクト電極29と能動素子内蔵モジュール74の配線94との接合は、400℃以下の温度で安定して行うことができる。
The
The shape of the joining
また、環状の接合部材5′によるセンサー本体11の枠部材21と、能動素子内蔵モジュール74との接合、および、センサー本体11のコンタクト電極29と配線94との接合は、上述の実施態様において図10で説明したのと同様とすることもできる。
尚、能動素子内蔵モジュール74は、図13に示されるものであってもよい。この能動素子内蔵モジュール74では、基板91は両面と複数の微細貫通孔92の内壁面に電気絶縁層98を備えている。そして、多軸モーションセンサー2側の電気絶縁層98上には、上述のような多軸モーションセンサー2を構成する電極81と、配線94、環状の接合部材5′を構成する環状の接合部材97を有している。このような能動素子内蔵モジュール74では、電気絶縁層98は、例えば、酸化珪素、窒化珪素等の無機酸化物等とすることができる。図示例では、貫通電極93は微細貫通孔92の内壁面に形成され、凹部が存在するものであるが、上述の例と同様に、微細貫通孔92内に充填されたものであってもよい。
Further, the joining of the
The active element built-in
上述のようなセンサーユニット71は、多軸モーションセンサー2と能動素子内蔵モジュール74とが接合した構造であり、配線基板を備えておらず、さらに、多軸モーションセンサー2を構成する電極の一部(電極81)が能動素子内蔵モジュール74に配設され、能動素子内蔵モジュール74の一部が多軸モーションセンサー2の一部を構成しているので、面積、高さともに大幅な小型化が可能となる。
上述のセンサーユニットの実施形態は例示であり、本発明のセンサーユニットはこれらに限定されるものではない。例えば、能動素子内蔵モジュール4および能動素子内蔵モジュール74では、能動素子65,95が基板61,91の多軸モーションセンサー2側に配設されていてもよい。
The
The embodiments of the sensor unit described above are examples, and the sensor unit of the present invention is not limited to these. For example, in the active element built-in
[センサーユニットの製造方法]
(第1の実施形態)
次に、本発明のセンサーユニットの製造方法について、上述の図1に示すセンサーユニット1を例として説明する。
図14および図15は、本発明のセンサーユニットの製造方法の一実施形態を示す工程図である。本発明では、まず、多面付けで多軸モーションセンサー半製品2′を作製する。すなわち、シリコン層16(活性層シリコン)、酸化シリコン層17、シリコン層18(基板シリコン)の3層構造を有するSOI(Silicon On Insulator)ウエハ15′と、ガラスウエハ12′とを多面付け(各面付け部を1Aで示す)に区画する(図14(A))。そして、これらに対して各面付け1A毎に所望の加工を施して、SOIウエハ15′に形成されたセンサー本体11の一方の面に、ガラスウエハ12′に形成されたガラス基板12を接合した積層構造の多軸モーションセンサー半製品2′を多面付けで作製する(図14(B))。
[Method for manufacturing sensor unit]
(First embodiment)
Next, a method for manufacturing the sensor unit of the present invention will be described using the
14 and 15 are process diagrams showing an embodiment of a method for producing a sensor unit of the present invention. In the present invention, first, a multi-axis motion sensor semi-finished product 2 'is manufactured by multiple imposition. That is, an SOI (Silicon On Insulator)
ここで、多面付けの多軸モーションセンサー半製品2′の作製工程の一例について、図16〜図17を参照して説明する。
まず、シリコン層16(活性層シリコン)、酸化シリコン層17、シリコン層18(基板シリコン)の3層構造を有するSOIウエハ15′に酸化処理を施して、SOIウエハ15′の両面に酸化層16′,18′を形成する(図16(A))。その後、SOIウエハ15′の各面付け1A毎に、パターンエッチングにより所望のパターンで凹部7a,7b,8を形成する(図16(B))。このパターンエッチングは、例えば、酸化層16′,18′上にマスクパターンを形成し、サンドブラスト法、ウエットエッチング法等により行うことができる。
Here, an example of the manufacturing process of the multi-faceted multi-axis motion sensor
First, an oxidation process is performed on an
次に、凹部7a,7b,8を形成したSOIウエハ15′の両面に酸化層16′,18′を再度形成し、その後、シリコン層16の所望部位にコンタクト穴9a,9bを形成する(図16(C))。このコンタクト穴9a,9bの形成は、例えば、酸化層16′上にマスクパターンを形成し、サンドブラスト法、ウエットエッチング法等により行うことができる。
次いで、枠部材21と十字型の梁22と複数の柱部材24(図3参照)とを形成するための溝部10をシリコン層16に形成する(図16(D))。この溝部10の形成は、例えば、マスクパターンを介して、プラズマを利用したドライエッチング法であるICP−RIE(Inductively Coupled Plasma − Reactive Ion Etching:誘導結合プラズマ−反応性イオンエッチング)法により行うことができる。また、サンドブラスト法、ウエットエッチング法、フェムト秒レーザ法により溝部10を形成することもできる。
Next, oxide layers 16 'and 18' are formed again on both sides of the
Next, the
次に、コンタクト穴9a,9bと溝部10内とに露出する酸化シリコン層17を除去し、また、酸化層16′を除去し、コンタクト穴9a,9bにコンタクト電極26,28を形成し、溝部10で囲まれた凹部7a(後工程で錘23となる部位)に電極25を形成する(図16(E))。酸化シリコン層17と酸化層16′の除去は、例えば、反応性ガスによるドライエッチングにより行うことができる。また、電極25は、図3に示されるように、基部25aと、この基部25aから梁22を形成するための溝部(図16(E)には示されていない)の間に突出している4個の突出部25bからなっている。
一方、ガラスウエハ12′の各面付け1A毎に、1個の十字型の中心電極32と、これを囲むように配設された4個の周囲電極33とからなる電極31を形成する(図17(A))。次いで、このガラスウエハ12′とSOIウエハ15′のシリコン層16(活性層シリコン)とを陽極接合する(図17(B))。
Next, the
On the other hand, for each
次に、SOIウエハ15′のシリコン層18(基板シリコン)上の酸化層18′を除去し、凹部8に電極27を形成し、シリコン層18(基板シリコン)上の所望の部位に電極29、環状の接合部材30を形成する(図17(C))。酸化層18′の除去は、上述の酸化層16′の除去と同様に行うことができる。また、電極27は、図4に示されるように、基部27aと、この基部27aから十字型の梁22を形成するための溝部(図17(C)には示されていない)の間に突出している4個の突出部27bからなっている。
Next, the
次いで、枠部材21と十字型の梁22と複数の柱部材24とを形成するための溝部10に相当する部位のシリコン層18(基板シリコン)をエッチングして、溝部10まで貫通させる。これにより、図3および図4に示されるような枠部材21と、十字型の梁22と、この梁22で支持された錘23と、複数の柱部材24とを形成する(図17(D))。このように形成された十字型の梁22は、シリコン層16(活性層シリコン)からなり、また、柱部材24は、シリコン層16(活性層シリコン)、酸化シリコン層17、シリコン層18(基板シリコン)の3層構造を有する。上記のシリコン層18(基板シリコン)のエッチングは、例えば、マスクパターンを介してICP−RIE法により行うことができる。また、サンドブラスト法、ウエットエッチング法、フェムト秒レーザ法により行うこともできる。
これにより、SOIウエハ15′に形成されたセンサー本体11に、ガラスウエハ12′に形成されたガラス基板12を配した積層構造の多軸モーションセンサー半製品2′が多面付けで作製される。
Next, the silicon layer 18 (substrate silicon) corresponding to the
As a result, a multi-axis motion sensor semi-finished product 2 'having a laminated structure in which the
本発明のセンサーユニットの製造方法では、多軸モーションセンサー半製品2′と同様に、多面付けでインターポーザ3を作製する(図14(C))。すなわち、インターポーザ用ウエハ3′を多面付け(各面付け部を1Aで示す)に区画し、各面付け1A毎に複数の微細貫通孔52を形成し、この微細貫通孔52に導電材料を配設して貫通電極53とする。また、インターポーザ用ウエハ3′の一方の面に、多軸モーションセンサー2を構成する電極41(図7に示される十字型の中心電極42と4個の周囲電極43)と、配線54、環状の接合部材56を形成し、他方の面に配線55と接合バンプ57を形成して、インターポーザ3を多面付けで作製する。
In the manufacturing method of the sensor unit of the present invention, the
微細貫通孔52の形成は、例えば、マスクパターンを介してICP−RIE法により行うことができる。また、サンドブラスト法、ウエットエッチング法、フェムト秒レーザ法により微細貫通孔52を形成することもできる。さらに、インターポーザ用ウエハ3′に、上述のいずれかの方法により、一方の面から所定の深さで微細孔を形成し、その後、インターポーザ用ウエハ3′の反対面を研磨して微細孔を露出させることにより、微細貫通孔52を形成してもよい。この微細貫通孔52の開口径は、1〜50μm、好ましくは5〜30μmの範囲で設定することができる。
また、微細貫通孔52内への貫通電極53の形成は、例えば、プラズマCVD法等により下地導電薄膜を微細貫通孔52内に形成し、その後、電解フィルドめっきにより、導電金属を析出させることにより行うことができる。これにより、ボイドのない貫通電極53を得ることができる。また、導電性ペーストを微細貫通孔52内に充填することにより貫通電極53を形成することもできる。
The fine through
The through
上記の電極41、配線54,55や接合部材56、接合バンプ57の形成は特に制限がなく、例えば、貫通電極53が露出するように一方の面にレジストパターンを形成し、その後、貫通電極53を給電層として電解めっきにより形成する工程を表裏で行うことで形成することができる。
次いで、接合部材56を上記の多軸モーションセンサー半製品2′の接合部材30に接合し、また、配線54をセンサー本体11のコンタクト電極29に接合することにより、多面付けのインターポーザ3と多面付けの多軸モーションセンサー半製品2′とを接合して、多軸モーションセンサー2を作製する(図15(A))。この接合部材56と接合部材30とが接合して形成される環状の接合部材5を介した多軸モーションセンサー半製品2′とインターポーザ3との接合、および、配線54とコンタクト電極29の接合は、上述の図9で説明したようなメタル接合法、あるいは、図10で説明したようなペーストバンプ接合法により行うことができる。
The formation of the
Next, the joining
また、本発明のセンサーユニットの製造方法では、多軸モーションセンサー半製品2′、インターポーザ3と同様に、多面付けで能動素子内蔵モジュール4を作製する(図15(B))。すなわち、能動素子内蔵モジュール用ウエハ4′を多面付け(各面付け部を1Aで示す)に区画し、各面付け1A毎に、後工程にて能動素子65を埋設する部位の外側の領域に複数の微細貫通孔62を形成し、これらの微細貫通孔62に導電材料を配設して貫通電極63とする。また、能動素子65を埋設する面の反対側の面に、貫通電極63に接続した配線64を形成する。微細貫通孔62、貫通電極63、配線64の形成は、上述の微細貫通孔52、貫通電極53、配線54,55の形成と同様とすることができる。
Further, in the manufacturing method of the sensor unit of the present invention, the active element built-in
次いで、各面付け1A毎に、能動素子65を埋設するための凹部を形成し、この凹部内に能動素子65を埋設する。上記の凹部は、例えば、能動素子内蔵モジュール用ウエハ4′上にマスクパターンを形成し、露出している能動素子内蔵モジュール用ウエハ4′に対して、ICP−RIE法により形成することができる。また、サンドブラスト法、ウエットエッチング法等によっても形成することができる。凹部の形状、寸法は、埋設する能動素子の形状、寸法に応じて適宜設定することができる。また、能動素子65の埋設は、例えば、接着剤を用いて固着する方法、凹部に能動素子を嵌合する方法等、特に制限はない。その後、能動素子65を埋設した面に、配線(図示せず)と外部電極としてのはんだバンプ66を形成する。尚、この配線とはんだバンプ66は、後述する接合バンプ57を介したインターポーザ3と能動素子内蔵モジュール4との接合が完了した後に形成してもよい。
Next, a recess for embedding the
次いで、インターポーザ3の接合バンプ57を上記の能動素子内蔵モジュール4の配線64に接合することにより、多面付けのインターポーザ3と多面付けの能動素子内蔵モジュール4とを接合する(図15(C))。これにより、多面付けのセンサーユニット1が得られる。接合バンプ57を介したインターポーザ3と能動素子内蔵モジュール4との接合は、図10で説明したようなペーストバンプ接合法により行うことができる。また、インターポーザ3と能動素子内蔵モジュール4との接合は、上述の図9で説明したようなメタル接合法によっても行うことができる。
次いで、多面付けのセンサーユニット1をダイシングすることにより、図1に示されるようなセンサーユニット1が得られる。
Next, the
Next, the
(第2の実施形態)
次に、本発明のセンサーユニットの製造方法の他の実施形態について、上述の図8に示されるインターポーザ3を備えたセンサーユニット1を例として図18を参照しながら説明する。
上述の実施形態と同様に、多面付けで多軸モーションセンサー半製品2′を作製する(図16および図17参照)。
また、以下のようにして、多面付けでインターポーザ3を作製する。すなわち、電気絶縁層58を一方の面に備えた基材51からなるインターポーザ用ウエハ3′を多面付け(各面付け部を1Aで示す)に区画し、各面付け1A毎に、電気絶縁層58上に多軸モーションセンサー2を構成する電極41(図7に示される十字型の中心電極42と4個の周囲電極43)と、配線54、環状の接合部材56を形成する(図18(A))。電気絶縁層58は、例えば、基材51がシリコンである場合、酸化珪素とすることができる。
(Second Embodiment)
Next, another embodiment of the sensor unit manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIG. 18 by taking the
Similar to the above-described embodiment, a multi-axis motion sensor
In addition, the
次いで、接合部材56を上記の多軸モーションセンサー半製品2′の接合部材30に接合し、また、配線54をセンサー本体11のコンタクト電極29に接合することにより、多面付けのインターポーザ用ウエハ3′と多面付けの多軸モーションセンサー半製品2′とを接合して、多軸モーションセンサー2を作製する(図18(B))。この接合部材56と接合部材30とが接合して形成される環状の接合部材5を介した多軸モーションセンサー半製品2′とインターポーザ用ウエハ3′との接合、および、配線54とコンタクト電極29の接合は、上述の図9で説明したようなメタル接合法、あるいは、図10で説明したようなペーストバンプ接合法により行うことができる。
Next, the bonding
次いで、多面付けのインターポーザ用ウエハ3′の反対面(多面付けの多軸モーションセンサー半製品2′と接合されていない面)から、電気絶縁層58が露出するように凹部52′を形成し、その後、凹部52′を含む基板51に電気絶縁層58を形成する(図18(C))。この凹部52′は、電気絶縁層58を介して配線54が存在する所望の部位とする。凹部52′の形成は、例えば、サンドブラスト法、ウエットエッチング法、フェムト秒レーザ法により行うことができる。尚、凹部52′を形成する前に、所望の厚みとなるように、多面付けのインターポーザ用ウエハ3′を研磨してもよい。
次に、凹部52′の底部に露出している電気絶縁層58に微細孔を穿設して配線54を凹部52′内に露出させる。これにより、微細貫通孔52が形成され、この微細貫通孔52に導電材料を配設して貫通電極53を形成し、また、配線55、接合バンプ57を形成する(図18(D))。これにより、インターポーザ3が多面付けで作製される。微細孔の穿設は、例えば、マスクパターンを介してICP−RIE法により行うことができる。
Next, a recess 52 'is formed so that the electrically insulating
Next, a fine hole is formed in the electrical insulating
また、本発明のセンサーユニットの製造方法では、上述の実施形態と同様にして、多面付けで能動素子内蔵モジュール4を作製する(図15(B)参照)。
次いで、インターポーザ3の接合バンプ57を上記の能動素子内蔵モジュール4の配線64に接合することにより、多面付けのインターポーザ3と多面付けの能動素子内蔵モジュール4とを接合して多面付けのセンサーユニット1(図18には示していない)が得られる。接合バンプ57を介したインターポーザ3と能動素子内蔵モジュール4との接合は、図10で説明したようなペーストバンプ接合法により行うことができる。また、インターポーザ3と能動素子内蔵モジュール4との接合は、上述の図9で説明したようなメタル接合法によっても行うことができる。
次いで、多面付けのセンサーユニット1をダイシングすることにより、図8に示されるようなインターポーザ3を備えたセンサーユニット1が得られる。
Further, in the method for manufacturing a sensor unit according to the present invention, the active element built-in
Subsequently, the
Next, the
上述のような本発明のセンサーユニットの製造方法は、ウエハレベルで多軸モーションセンサー半製品とインターポーザと能動素子内蔵モジュールとの接合を行う一括アッセンブリーが可能なため、工程管理が容易で製造コストの低減が可能であり、また、接合が、メタル接合法あるいはペーストバンプ接合法を用いたものであるため、多軸モーションセンサーへの熱の影響を阻止することができ、信頼性の高いセンサーユニットの製造が可能となる。 Since the sensor unit manufacturing method of the present invention as described above can perform batch assembly for joining the multi-axis motion sensor semi-finished product, the interposer, and the active element built-in module at the wafer level, the process management is easy and the manufacturing cost is low. It can be reduced, and since the bonding is performed using a metal bonding method or paste bump bonding method, the influence of heat on the multi-axis motion sensor can be prevented, and a highly reliable sensor unit Manufacture is possible.
(第3の実施形態)
次に、本発明のセンサーユニットの製造方法の他の実施形態について、上述の図11に示すセンサーユニット71を例として説明する。
図19は、本発明のセンサーユニットの製造方法の他の実施形態を示す工程図である。まず、上述の実施形態と同様にして、多面付け(各面付け部を71Aで示す)で多軸モーションセンサー半製品2′を作製する(図19(A))。
(Third embodiment)
Next, another embodiment of the sensor unit manufacturing method of the present invention will be described by taking the
FIG. 19 is a process diagram showing another embodiment of a method for producing a sensor unit of the present invention. First, in the same manner as in the above-described embodiment, a multi-axis motion sensor
また、本発明では、多面付けで能動素子内蔵モジュール74を作製する(図19(B))。すなわち、能動素子内蔵モジュール用ウエハ74′を多面付け(各面付け部を71Aで示す)に区画し、各面付け71A毎に、後工程にて能動素子95を埋設する部位の外側の領域に複数の微細貫通孔92を形成し、これらの微細貫通孔92に導電材料を配設して貫通電極93とする。また、能動素子95を埋設する面の反対側の面に、多軸モーションセンサー2を構成する電極81(図7に示される電極41と同様に、十字型の中心電極82と4個の周囲電極83からなる)と、配線94、環状の接合部材97を形成する。微細貫通孔92、貫通電極93、配線94、環状の接合部材97、電極81の形成は、上述の実施形態における微細貫通孔52、貫通電極53、配線54,55、電極41の形成と同様とすることができる。また、能動素子95の埋設は、上述の実施形態における能動素子65の埋設と同様とすることができる。
Further, in the present invention, the active element built-in
次いで、接合部材97を多面付けの多軸モーションセンサー半製品2′の接合部材30に接合し、また、配線94をセンサー本体11のコンタクト電極29に接合することにより、多面付けの能動素子内蔵モジュール74と多面付けの多軸モーションセンサー半製品2′とを接合して、多軸モーションセンサー2を作製する。これにより、多面付けのセンサーユニット71が得られる(図19(C))。この接合部材97と接合部材30とが接合して形成される環状の接合部材5′を介した多軸モーションセンサー半製品2′と能動素子内蔵モジュール74との接合、および、配線94とコンタクト電極29の接合は、上述の図9で説明したようなメタル接合法、あるいは、図10で説明したようなペーストバンプ接合法により行うことができる。
次いで、多面付けのセンサーユニット71をダイシングすることにより、図11に示されるようなセンサーユニット71が得られる。
Next, the joining
Next, the
(第4の実施形態)
次に、本発明のセンサーユニットの製造方法の他の実施形態について、上述の図13に示される能動素子内蔵モジュール74を備えたセンサーユニット71を例として図20および図21を参照しながら説明する。
上述の実施形態と同様に、多面付けで多軸モーションセンサー半製品2′を作製する(図16および図17参照)。
また、以下のようにして、多面付けで能動素子内蔵モジュール74を作製する。すなわち、電気絶縁層98を一方の面に備えた基材91からなる能動素子内蔵モジュール用ウエハ74′を多面付け(各面付け部を71Aで示す)に区画し、各面付け71A毎に、電気絶縁層98上に多軸モーションセンサー2を構成する電極81(図7に示される電極41と同様に、十字型の中心電極82と4個の周囲電極83からなる)と、配線94、環状の接合部材97を形成する(図20(A))。電気絶縁層98は、例えば、基材91がシリコンである場合、酸化珪素とすることができる。
(Fourth embodiment)
Next, another embodiment of the sensor unit manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIGS. 20 and 21 by taking the
Similar to the above-described embodiment, a multi-axis motion sensor
In addition, the active element built-in
次いで、接合部材97を上記の多軸モーションセンサー半製品2′の接合部材30に接合し、また、配線94をセンサー本体11のコンタクト電極29に接合することにより、多面付けの能動素子内蔵モジュール用ウエハ74′と多面付けの多軸モーションセンサー半製品2′とを接合して、多軸モーションセンサー2を作製する(図20(B))。この接合部材97と接合部材30とが接合して形成される環状の接合部材5′を介した多軸モーションセンサー半製品2′と能動素子内蔵モジュール用ウエハ74′との接合、および、配線94とコンタクト電極29の接合は、上述の図9で説明したようなメタル接合法、あるいは、図10で説明したようなペーストバンプ接合法により行うことができる。
Next, the joining
次いで、多面付けの能動素子内蔵モジュール用ウエハ74′の反対面(多面付けの多軸モーションセンサー半製品2′と接合されていない面)から、電気絶縁層98が露出するように凹部92′を形成し、その後、凹部92′を含む基板91に電気絶縁層98を形成する(図20(C))。この凹部92′は、電気絶縁層98を介して配線94が存在する所望の部位とする。凹部92′の形成は、例えば、サンドブラスト法、ウエットエッチング法、フェムト秒レーザ法により行うことができる。尚、凹部92′を形成する前に、所望の厚みとなるように、多面付けの能動素子内蔵モジュール用ウエハ74′を研磨してもよい。
次に、凹部92′の底部に露出している電気絶縁層98に微細孔を穿設して配線94を凹部92′内に露出させる。これにより、微細貫通孔92が形成され、この微細貫通孔92に導電材料を配設して貫通電極93を形成する(図21(A))。微細孔の穿設は、例えば、マスクパターンを介してICP−RIE法により行うことができる。
Next, a
Next, a fine hole is formed in the electrical insulating
次いで、各面付け71A毎に能動素子95を埋設し、その後、能動素子95を埋設した面に、配線(図示せず)と外部電極としてのはんだバンプ96を形成する(図21(B))。これにより、能動素子内蔵モジュール74が多面付けで作製されるとともに、多面付けのセンサーユニット71が得られる。能動素子95の埋設は、上述の実施形態における能動素子65の埋設と同様とすることができる。
次いで、多面付けのセンサーユニット71をダイシングすることにより、図13に示されるような能動素子内蔵モジュール74を備えたセンサーユニット71が得られる。
上述のような本発明のセンサーユニットの製造方法は、ウエハレベルで多軸モーションセンサー半製品と能動素子内蔵モジュールとの接合を行う一括アッセンブリーが可能であるため、工程管理が容易で製造コストの低減が可能であり、また、接合が、メタル接合法あるいはペーストバンプ接合法を用いたものであるため、多軸モーションセンサーへの熱の影響を阻止することができ、信頼性の高いセンサーユニットの製造が可能となる。
尚、上述のセンサーユニットの製造方法は例示であり、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
Next, an
Next, the
Since the sensor unit manufacturing method of the present invention as described above can perform batch assembly that joins the multi-axis motion sensor semi-finished product and the active element built-in module at the wafer level, the process management is easy and the manufacturing cost is reduced. In addition, since the bonding is performed using a metal bonding method or a paste bump bonding method, the influence of heat on the multi-axis motion sensor can be prevented, and a highly reliable sensor unit can be manufactured. Is possible.
In addition, the manufacturing method of the above-mentioned sensor unit is an illustration, and this invention is not limited to these embodiment.
小型で高信頼性のセンサーユニットが要求される種々の分野において適用できる。 The present invention can be applied in various fields where a small and highly reliable sensor unit is required.
1,71…センサーユニット
2…多軸モーションセンサー
3…インターポーザ
4,74…能動素子内蔵モジュール
5,5′…接合部材
11…センサー本体
12…ガラス基板
15…SOI基板
21…枠部材
22…梁
23…錘
25,27…電極
29…コンタクト電極
30…接合部材
31,41…電極
52,62,92…微細貫通孔
53,63,93…貫通電極
54,55…配線
56,97…接合部材
64,94…配線
65,95…能動素子
12′…ガラスウエハ
15′…SOIウエハ
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記多軸モーションセンサーは、シリコン層/酸化シリコン層/シリコン層の3層構造を有するSOI基板からなるセンサー本体であって、梁を介して支持された錘と、該錘の両面に配設された電極と、該錘よりも外側の領域に配設されたコンタクト電極とを有するセンサー本体と、該センサー本体の前記インターポーザと対向する面と反対側の面に配設され所定の電極を有するガラス基板と、センサー本体と対向するように前記インターポーザに配設された所定の電極とを備え、
前記インターポーザは、貫通電極を有する基板と、該基板上に前記センサー本体と対向するように配設された前記電極と、前記基板の両面に配設された配線とを備え、前記配線よりも外側の領域において前記センサー本体に環状の接合部材を介して接合されて前記錘が気密封止されており、多軸モーションセンサー側の前記配線は前記センサー本体のコンタクト電極と接合され、
前記能動素子内蔵モジュールは、基板と、該基板に内蔵された能動素子と、前記能動素子よりも外側の領域に位置して前記基板を貫通する複数の貫通電極とを有するとともに、前記貫通電極と前記能動素子を接続する配線を有し、前記貫通電極は前記インターポーザの前記配線に接合されていることを特徴とするセンサーユニット。 A multi-axis motion sensor, an interposer having a through electrode, and a module with a built-in active element are provided in a multistage state in this order.
The multi-axis motion sensor is a sensor body made of an SOI substrate having a three-layer structure of silicon layer / silicon oxide layer / silicon layer, and is disposed on both sides of a weight supported via a beam. A sensor body having a contact electrode disposed in a region outside the weight, and a glass having a predetermined electrode disposed on a surface of the sensor body opposite to the surface facing the interposer. A substrate and a predetermined electrode disposed on the interposer so as to face the sensor body;
The interposer includes a substrate having a through electrode, the electrode disposed on the substrate so as to face the sensor main body, and wiring disposed on both surfaces of the substrate, the outer side being outside the wiring In this region, the weight is hermetically sealed by being joined to the sensor body via an annular joining member, and the wiring on the multi-axis motion sensor side is joined to the contact electrode of the sensor body,
The module with a built-in active element includes a substrate, an active element embedded in the substrate, and a plurality of through electrodes that are located in a region outside the active element and penetrate the substrate. A sensor unit comprising a wiring for connecting the active element, wherein the through electrode is joined to the wiring of the interposer.
前記多軸モーションセンサーは、シリコン層/酸化シリコン層/シリコン層の3層構造を有するSOI基板からなるセンサー本体であって、梁を介して支持された錘と、該錘の両面に配設された電極と、該錘よりも外側の領域に配設されたコンタクト電極とを有するセンサー本体と、該センサー本体の前記能動素子内蔵モジュールと対向する面と反対側の面に配設され所定の電極を有するガラス基板と、センサー本体と対向するように前記能動素子内蔵モジュールに配設された所定の電極とを備え、
前記能動素子内蔵モジュールは、基板と、該基板上に前記センサー本体と対向するように配設された前記電極と、前記基板に内蔵された能動素子と、前記能動素子よりも外側の領域に位置して前記基板を貫通する複数の貫通電極とを有するとともに、前記貫通電極と前記能動素子を接続する配線を有し、前記配線よりも外側の領域において前記センサー本体に環状の接合部材を介して接合されて前記錘が気密封止されており、前記貫通電極は前記センサー本体のコンタクト電極と接合されていることを特徴とするセンサーユニット。 An active element built-in module, and a multi-axis motion sensor bonded on the active element built-in module,
The multi-axis motion sensor is a sensor body made of an SOI substrate having a three-layer structure of silicon layer / silicon oxide layer / silicon layer, and is disposed on both sides of a weight supported via a beam. A sensor body having a contact electrode disposed in a region outside the weight, and a predetermined electrode disposed on a surface of the sensor body opposite to the surface facing the active element built-in module. A glass substrate having a predetermined electrode disposed on the active element built-in module so as to face the sensor body,
The active element built-in module includes a substrate, the electrode disposed on the substrate so as to face the sensor body, the active device built in the substrate, and an area outside the active device. And a plurality of through electrodes penetrating the substrate, and a wiring for connecting the through electrodes and the active element, and an annular bonding member to the sensor body in a region outside the wiring The sensor unit, wherein the weight is hermetically sealed, and the through electrode is joined to a contact electrode of the sensor body.
インターポーザ用ウエハを多面付けに区画し、各面付け毎に複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して貫通電極とし、該貫通電極に接続した所望の配線、多軸モーションセンサー用の電極を形成して、インターポーザを多面付けで作製する工程と、
能動素子内蔵モジュール用ウエハを多面付けに区画し、各面付け毎に能動素子を内蔵させ、該能動素子の外側の領域に複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して貫通電極とし、該貫通電極と前記能動素子とを接続するための配線を形成して、能動素子内蔵モジュールを多面付けで作製する工程と、
各面付け毎に、多軸モーションセンサー用の電極が前記センサー本体に対向するように前記インターポーザを前記多軸モーションセンサー半製品にメタル接合法またはペーストバンプ接合法により環状に接合し、同時に前記インターポーザの配線と前記センサー本体の所望部位とを接合して多軸モーションセンサーを完成するとともに、前記インターポーザの他方の面の配線と前記能動素子内蔵モジュールの貫通電極とを接合して、多面付けのセンサーユニットとする工程と、
多面付けのセンサーユニットをダイシングする工程と、を有することを特徴とするセンサーユニットの製造方法。 An SOI wafer having a three-layer structure of silicon layer / silicon oxide layer / silicon layer and one glass wafer are partitioned into multiple faces, and desired processing is performed for each facet, and the SOI wafer is obtained. A multi-axis motion sensor semi-finished product with a laminated structure in which a glass substrate formed on a glass wafer is bonded to one side of the sensor body formed in the step,
The interposer wafer is partitioned into multiple faces, a plurality of fine through holes are formed for each face, a conductive material is disposed in the fine through holes to form through electrodes, and desired wiring connected to the through electrodes, Forming electrodes for multi-axis motion sensors and producing interposers with multiple faces;
The active element built-in module wafer is divided into multiple faces, each face is built with an active element, a plurality of fine through holes are formed in the area outside the active element, and a conductive material is disposed in the fine through holes. Forming a through-electrode, forming a wiring for connecting the through-electrode and the active element, and producing a multi-sided active element module;
For each imposition, the interposer is joined to the multi-axis motion sensor semi-finished product in a ring shape by a metal joining method or a paste bump joining method so that a multi-axis motion sensor electrode faces the sensor body, and at the same time, the interposer A multi-axis motion sensor is completed by joining the wiring of the sensor and the desired part of the sensor body, and joining the wiring of the other surface of the interposer and the through electrode of the module with a built-in active element. A unit process;
And a step of dicing the multi-sided sensor unit.
インターポーザ用ウエハを多面付けに区画し、各面付け毎に多軸モーションセンサー用の電極と所望の配線を形成し、次いで、各面付け毎に、多軸モーションセンサー用の電極が前記センサー本体に対向するように前記インターポーザ用ウエハを前記多軸モーションセンサー半製品にメタル接合法またはペーストバンプ接合法により環状に接合し、同時に前記インターポーザ用ウエハの配線と前記センサー本体の所望部位とを接合して多軸モーションセンサーを完成し、次に、インターポーザ用ウエハに反対面から前記配線が露出するように複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して貫通電極とし、該貫通電極に接続した所望の配線を形成して、インターポーザを多面付けで作製する工程と、
能動素子内蔵モジュール用ウエハを多面付けに区画し、各面付け毎に能動素子を内蔵させ、該能動素子の外側の領域に複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して貫通電極とし、該貫通電極と前記能動素子とを接続するための配線を形成して、能動素子内蔵モジュールを多面付けで作製する工程と、
各面付け毎に、前記インターポーザの配線と前記能動素子内蔵モジュールの貫通電極とを接合して、多面付けのセンサーユニットとする工程と、
多面付けのセンサーユニットをダイシングする工程と、を有することを特徴とするセンサーユニットの製造方法。 An SOI wafer having a three-layer structure of silicon layer / silicon oxide layer / silicon layer and one glass wafer are partitioned into multiple faces, and desired processing is performed for each facet, and the SOI wafer is obtained. A multi-axis motion sensor semi-finished product with a laminated structure in which a glass substrate formed on a glass wafer is bonded to one side of the sensor body formed in the step,
The interposer wafer is divided into multiple impositions, and electrodes for the multi-axis motion sensor and desired wiring are formed for each imposition, and then the electrodes for the multi-axis motion sensor are formed in the sensor body for each imposition. The interposer wafer is annularly bonded to the multi-axis motion sensor semi-finished product by a metal bonding method or a paste bump bonding method so as to face each other, and at the same time, the wiring of the interposer wafer and a desired portion of the sensor body are bonded together. A multi-axis motion sensor is completed, and then a plurality of fine through holes are formed on the interposer wafer so that the wiring is exposed from the opposite surface, and a conductive material is disposed in the fine through holes to form through electrodes, Forming a desired wiring connected to the through electrode and producing an interposer with multiple faces;
The active element built-in module wafer is divided into multiple faces, each face is built with an active element, a plurality of fine through holes are formed in the area outside the active element, and a conductive material is disposed in the fine through holes. Forming a through-electrode, forming a wiring for connecting the through-electrode and the active element, and producing a multi-sided active element module;
For each imposition, the step of joining the interposer wiring and the through electrode of the active element built-in module to form a multi-imposition sensor unit;
And a step of dicing the multi-sided sensor unit.
能動素子内蔵モジュール用ウエハを多面付けに区画し、各面付け毎に能動素子を内蔵させ、該能動素子の外側の領域に複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して貫通電極とし、該貫通電極と前記能動素子とを接続するための配線、多軸モーションセンサー用の電極を形成して能動素子内蔵モジュールを多面付けで作製する工程と、
各面付け毎に、多軸モーションセンサー用の電極が前記センサー本体に対向するように前記能動素子内蔵モジュールを前記多軸モーションセンサー半製品にメタル接合法またはペーストバンプ接合法により環状に接合し、同時に前記能動素子内蔵モジュールの貫通電極と前記センサー本体の所望部位とを接合して多軸モーションセンサーを完成させて、多面付けのセンサーユニットとする工程と、
多面付けのセンサーユニットをダイシングする工程と、を有することを特徴とするセンサーユニットの製造方法。 An SOI wafer having a three-layer structure of silicon layer / silicon oxide layer / silicon layer and one glass wafer are partitioned into multiple faces, and desired processing is performed for each facet, and the SOI wafer is obtained. A multi-axis motion sensor semi-finished product with a laminated structure in which a glass substrate formed on a glass wafer is bonded to one side of the sensor body formed in the step,
The active element built-in module wafer is divided into multiple faces, each face is built with an active element, a plurality of fine through holes are formed in the area outside the active element, and a conductive material is disposed in the fine through holes. Forming a through-electrode, wiring for connecting the through-electrode and the active element, forming an electrode for a multi-axis motion sensor to produce an active element built-in module with multiple faces;
For each imposition, the active element built-in module is joined to the multi-axis motion sensor semi-finished product annularly by a metal joining method or a paste bump joining method so that the electrode for the multi-axis motion sensor faces the sensor body, Simultaneously joining a through electrode of the module with a built-in active element and a desired portion of the sensor body to complete a multi-axis motion sensor, thereby forming a multi-sided sensor unit;
And a step of dicing the multi-sided sensor unit.
能動素子内蔵モジュール用ウエハを多面付けに区画し、各面付け毎に多軸モーションセンサー用の電極と所望の配線を形成し、次いで、各面付け毎に、多軸モーションセンサー用の電極が前記センサー本体に対向するように前記能動素子内蔵モジュール用ウエハを前記多軸モーションセンサー半製品にメタル接合法またはペーストバンプ接合法により環状に接合し、同時に前記能動素子内蔵モジュール用ウエハの配線と前記センサー本体の所望部位とを接合して多軸モーションセンサーを完成し、次に、各面付け毎に能動素子を内蔵させ、また、該能動素子の外側の領域に前記能動素子内蔵モジュール用ウエハの反対面から前記配線が露出するように複数の微細貫通孔を形成し、該微細貫通孔に導電材料を配設して貫通電極とし、該貫通電極と前記能動素子とを接続するための配線を形成して能動素子内蔵モジュールを多面付けで作製して、多面付けのセンサーユニットとする工程と、
多面付けのセンサーユニットをダイシングする工程と、を有することを特徴とするセンサーユニットの製造方法。 An SOI wafer having a three-layer structure of silicon layer / silicon oxide layer / silicon layer and one glass wafer are partitioned into multiple faces, and desired processing is performed for each facet, and the SOI wafer is obtained. A multi-axis motion sensor semi-finished product with a laminated structure in which a glass substrate formed on a glass wafer is bonded to one side of the sensor body formed in the step,
The active element built-in module wafer is divided into multiple impositions, the electrodes for the multi-axis motion sensor and the desired wiring are formed for each imposition, and then the electrodes for the multi-axis motion sensor are provided for each imposition. The active element built-in module wafer is annularly bonded to the multi-axis motion sensor semi-finished product by a metal bonding method or a paste bump bonding method so as to face the sensor body, and simultaneously the active element built-in module wafer wiring and the sensor A multi-axis motion sensor is completed by joining to a desired part of the main body, and then an active element is embedded for each imposition, and the active element built-in module wafer is opposed to a region outside the active element. A plurality of fine through holes are formed so that the wiring is exposed from the surface, and a conductive material is disposed in the fine through holes to form a through electrode, the through electrode To prepare a active device built-in module with multi with forming a wiring for connecting the active element, a step of the multi with the sensor unit,
And a step of dicing the multi-sided sensor unit.
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