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公開番号2025089917
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-16
出願番号2023204890
出願日2023-12-04
発明の名称慣性力センサおよび慣性力センサの製造方法
出願人株式会社豊田中央研究所,株式会社ミライズテクノロジーズ,トヨタ自動車株式会社,株式会社デンソー
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類H01L 21/52 20060101AFI20250609BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】高真空化されたパッケージに気密封止されたガラス振動子を備える慣性力センサを提供する。
【解決手段】慣性力センサは、蓋部によって気密封止可能に構成されているパッケージを備える。慣性力センサは、パッケージ内に格納されているガラス基板を備える。ガラス基板は、裏面がパッケージ内の実装面に接着固定されている。慣性力センサは、ガラス基板の表面に配置されている電極部を備える。慣性力センサは、中心軸を有する管形状の柱部と、中心軸を中心とした中空の略半球形状の周囲部と、を備えるガラス振動子を備える。ガラス振動子は、柱部が電極部に固定されている。ガラス基板の裏面およびパッケージの実装面の少なくとも一方に、溝が形成されている。裏面と実装面との間には、ダイボンド材が配置されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
蓋部によって気密封止可能に構成されているパッケージと、
前記パッケージ内に格納されているガラス基板であって、裏面が前記パッケージ内の実装面に接着固定されている前記ガラス基板と、
前記ガラス基板の表面に配置されている電極部と、
中心軸を有する管形状の柱部と、前記中心軸を中心とした中空の略半球形状の周囲部と、を備えるガラス振動子であって、前記柱部が前記電極部に固定されている、前記ガラス振動子と、
を備え、
前記ガラス基板の前記裏面および前記パッケージの前記実装面の少なくとも一方に、溝が形成されており、
前記裏面と前記実装面との間には、ダイボンド材が配置されている、
慣性力センサ。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記ダイボンド材は、前記溝の開口部から前記溝の内部側に侵入しており、
侵入している前記ダイボンド材と前記溝の底面との間に空間が形成されている、請求項１に記載の慣性力センサ。
【請求項３】
前記ガラス基板に垂直な方向から見たときに、前記ダイボンド材が存在しているダイボンド領域が、前記ガラス基板内に形成されており、
前記溝は、前記ダイボンド領域の外周輪郭と交差している、請求項１に記載の慣性力センサ。
【請求項４】
前記ダイボンド領域は、前記ガラス基板内に複数形成されており、
前記溝は、複数の前記ダイボンド領域の各々が備える複数の前記外周輪郭と交差している、請求項３に記載の慣性力センサ。
【請求項５】
前記ガラス基板に垂直な方向から見たときに、前記溝は、前記ガラス基板の外周と交差している、請求項１に記載の慣性力センサ。
【請求項６】
前記溝の深さは、前記溝の幅以上である、請求項１に記載の慣性力センサ。
【請求項７】
前記溝は複数形成されており、
前記溝が形成されている密度は、前記ガラス基板の中央近傍の領域の方が、前記ガラス基板の外周近傍の領域よりも高い、請求項１に記載の慣性力センサ。
【請求項８】
前記ガラス基板に垂直な方向から見たときに、前記ガラス基板は矩形形状を有しており、
前記溝は、前記ガラス基板の辺に平行な部位、または、前記ガラス基板の中心に対して円形の部位、または、前記ガラス基板の中心から周囲へ延びる放射状の部位、の少なくとも１つの部位を備えている、請求項７に記載の慣性力センサ。
【請求項９】
蓋部によって気密封止可能に構成されているパッケージと、
前記パッケージ内に格納されているガラス基板であって、裏面が前記パッケージ内の実装面に接着固定されている前記ガラス基板と、
前記ガラス基板の表面に配置されている電極部と、
中心軸を有する管形状の柱部と、前記中心軸を中心とした中空の略半球形状の周囲部と、を備えるガラス振動子であって、前記柱部が前記電極部に固定されている、前記ガラス振動子と、
を備える慣性力センサの製造方法であって、
前記ガラス基板の前記裏面および前記パッケージの前記実装面の少なくとも一方に、溝を形成する工程と、
前記パッケージの前記実装面または前記ガラス基板の前記裏面にダイボンド材を塗布した後に、前記実装面と前記裏面とを接触させる工程と、
前記パッケージを前記蓋部によって気密封止する工程と、
を備える、慣性力センサの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書は、慣性力センサおよび慣性力センサの製造方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、高精度化が可能であるジャイロセンサとして、溶融シリカ製のガラス振動子を用いたBird-bath Resonator Gyroscope (ＢＲＧ)が開示されている。ガラス振動子は、パッケージ内に真空気密封止される。真空の度合いを高めるほど、ガラス振動子の振動エネルギを減衰させる阻害要因を減少させることができるため、より高精度のジャイロセンサを実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許出願公開第２０１９／００９４０２４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ガラス振動子をパッケージ内に格納するために、ガラス基板と半導体基板とで積層された電極基板が使用される。当該電極基板には、ガラス振動子が固定される。当該ガラス基板の裏面は、ダイボンド材によって、パッケージ内の実装面に接着固定される。このダイボンド材からは、ガスが排出される。しかし、ダイボンド材からガスを十分に排出できないと、真空気密封止後にダイボンド材からアウトガスが発生してしまう場合がある。パッケージ内部を高真空化することや、高真空状態を維持することが困難となってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書が開示する慣性力センサは、蓋部によって気密封止可能に構成されているパッケージを備える。慣性力センサは、パッケージ内に格納されているガラス基板を備える。ガラス基板は、裏面がパッケージ内の実装面に接着固定されている。慣性力センサは、ガラス基板の表面に配置されている電極部を備える。慣性力センサは、中心軸を有する管形状の柱部と、中心軸を中心とした中空の略半球形状の周囲部と、を備えるガラス振動子を備える。ガラス振動子は、柱部が電極部に固定されている。ガラス基板の裏面およびパッケージの実装面の少なくとも一方に、溝が形成されている。裏面と実装面との間には、ダイボンド材が配置されている。
【０００６】
上記の構造によると、ダイボンド材の内部から放出されるガスを、溝によって、ダイボンド材の外部に効率よく排出することができる。ダイボンド材から十分にガスを排出することができるため、真空気密封止後にダイボンド材から発生するアウトガスを抑制することが可能となる。パッケージ内部の高真空化や、高真空状態の維持が実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
ジャイロセンサ１の上面図である。
ジャイロセンサ１の断面図である。
センサ素子１０の拡大断面図である。
ガラス基板２１の下面図である。
ダイボンド領域ＤＲの配置態様を説明する図である。
ジャイロセンサ１の製造工程の概略を示すフローチャートである。
ガラス基板２１の断面図である。
ガラス基板２１の断面図である。
ガラス基板２１の断面図である。
ガラス基板２１およびシリコン基板２２の断面図である。
ガラス基板２１およびシリコン基板２２の断面図である。
ダイボンド領域ＤＲ２の配置態様を示す図である。
実施例３における溝２１ｔの態様を示す図である。
実施例３における溝２１ｔの態様を示す図である。
実施例４におけるセンサ素子１０の断面図である。
実施例４におけるパッケージ１００の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【０００８】
図１に、本実施例に係るジャイロセンサ１の上面図を示す。図１では、見やすさのために、リッド１３０を取り除いた状態を示している。また図２に、II－II線における断面図を示す。図２は、中心軸ＣＡを通る断面図である。ジャイロセンサ１は、センサ素子１０およびパッケージ１００を備えている。センサ素子１０は、パッケージ１００内に真空気密封止されている。
【０００９】
（センサ素子１０の構成）
図３に、センサ素子１０の拡大断面図を示す。図３は、図２の断面図において、センサ素子１０の近傍を拡大した図である。センサ素子１０は、台座電極２０、ガラス振動子３０、ペースト４０、を主に備えている。台座電極２０は、ガラス基板２１上にシリコン基板２２が積層された構造を備えている。
【００１０】
図４に、ガラス基板２１の下面図を示す。ガラス基板２１は、ガラス基板２１に垂直な方向（ｚ方向）から見たときに、矩形形状を有している。ガラス基板２１の裏面２１ｂには、溝２１ｔが複数形成されている。複数の溝２１ｔの各々の形状および機能は共通しているため、以下では、代表的な１つの溝２１ｔについて記述する場合がある。ガラス基板２１は、ｙ軸に平行な辺２１ｙと、ｘ軸に平行な辺２１ｘと、を備えている。溝２１ｔは、辺２１ｙに平行である。すなわち溝２１ｔは、ｙ軸に平行に延びている。溝２１ｔは、ガラス基板２１の外周に位置する辺２１ｘと交差している。換言すると、溝２１ｔは、±ｙ方向において、ガラス基板２１の端部まで到達している。
（【００１１】以降は省略されています）

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