物理量检测传感器的制造方法、物理量检测传感器与流程

本发明涉及物理量检测传感器的制造方法和物理量检测传感器。

背景技术：

在专利文献1中公开有如下内容，即，使玻璃的覆盖层与机械硅层结合，由玻璃的覆盖层实现有源器件的气密密封。具体而言，硅的机械层中的传感器器件以三明治状夹在第1玻璃层和第2玻璃层之间，构成晶片。并且，在专利文献1中，公开有将晶片进行切片，分成多个单独的传感器单元。

专利文献1：日本特开2012－160733号公报

存在以下技术，即，在晶片工艺工序中，向具有物理量检测传感器的基板以晶片级贴合至少1个基板，将贴合后的构造切割而切成单个芯片，由此，制造物理量检测传感器。切割刀具的材料、形状以及旋转速度等各要素大多是为了切割特定材料的基板而定制的。因此，在对贴合了异种材料的基板而成的层叠构造进行切割的情况下，虽然某个基板能够没有弊端地进行切割，但是对于其他基板来说，与通过为该其他基板定制的专用刀具进行了切断时相比，有时会大量产生碎裂或者裂缝。碎裂容易在基板上表面、基板底面、或者切割部交叉的角部产生。如果切割或者导线键合时的热应力或者模塑时的载荷等施加于这样产生的碎裂或者裂缝，则存在裂缝从碎裂部起加深而使得物理量检测传感器变得不起作用的问题。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述课题而提出的，目的在于提供能够对切割时的碎裂或者裂缝的产生进行抑制的物理量检测传感器的制造方法和物理量检测传感器。

本发明涉及的物理量检测传感器的制造方法的特征在于，具备下述步骤，即：将设置有多个传感器可动部的传感器基板和与该传感器基板的材料不同的异种基板粘贴，形成具有多个传感器器件的层叠构造；以及使用切割刀具对该层叠构造进行切割，在该传感器基板或者该异种基板以贯穿该传感器基板或者该异种基板的方式设置比该切割刀具的宽度大的宽度的槽该该该该，该切割的至少一部分是以该切割刀具容纳于该槽，不与该槽的左右的面接触的状态进行的。

本发明涉及的物理量检测传感器的特征在于，具备：传感器基板，其设置有传感器可动部；以及异种基板，其粘贴于该传感器基板，与该传感器基板的材料不同，该传感器基板和该异种基板的一者的外缘的一部分与另一者的外缘相比向内侧后退。

本发明的其他特征在下面得以明确。

发明的效果

根据本发明，通过在基板形成槽，能够抑制切割时的碎裂或者裂缝的产生。

附图说明

图1是层叠构造的斜视图。

图2是层叠构造的局部剖面图。

图3是表示层叠构造的切割的图。

图4是传感器芯片的斜视图。

图5是传感器芯片的剖面图。

图6是变形例涉及的层叠构造的剖面图。

图7是其他变形例涉及的层叠构造的剖面图。

图8是表示实施方式2涉及的传感器的制造方法的图。

图9是传感器芯片的剖面图。

图10是传感器可动部的俯视图。

图11是表示实施方式3涉及的传感器的制造方法的图。

图12是表示变形例涉及的传感器的制造方法的图。

图13是表示实施方式4涉及的传感器的制造方法的图。

图14是表示变形例涉及的传感器的制造方法的图。

标号的说明

10层叠构造，12第1异种基板，13传感器基板，14第2异种基板，17槽，18加速度传感器芯片。

具体实施方式

参照附图说明本发明的实施方式涉及的物理量检测传感器的制造方法和物理量检测传感器。有时将物理量检测传感器简称为传感器。对于相同或者对应的结构要素标注相同的标号，有时省略重复的说明。在下面叙述的实施方式中，记载了本发明的具体例，但不限定于此，能够进行各种变形。

实施方式1

在实施方式1涉及的传感器的制造方法中，首先，对多个基板进行粘贴而形成层叠构造。图1是表示层叠构造10的结构例的斜视图。该层叠构造10是向传感器基板13粘贴与传感器基板13的材料不同的第1异种基板12和与传感器基板13的材料不同的第2异种基板14而形成的。在粘贴时例如能够使用树脂粘接剂。

传感器基板13是设置有多个传感器可动部的一片基板。传感器基板13的材料例如是半导体。在传感器基板13例如形成有多个加速度传感器部。在传感器基板13的上表面粘贴的第1异种基板12和在传感器基板13的下表面粘贴的第2异种基板14例如是玻璃。在层叠构造10形成有多个传感器器件。换言之，在层叠构造10配置有多个通过半导体加工技术形成的分割前的加速度传感器芯片18。

图2是图1的层叠构造10的局部剖面图。在图2中示出层叠构造所包含的3个分离前的芯片。传感器基板13具备：加速度传感器的传感器可动部13a、传感器电极13b以及框部13c。传感器可动部13a以传感器可动部13a能够通过传感器的加速度进行位移的方式设置于空隙16。该空隙16通过框部13c、第1异种基板12以及第2异种基板14进行气密密封。

槽17贯穿第1异种基板12，使传感器基板13露出。该槽17例如使框部13c露出。槽17的宽度朝向深度方向变小。由此，第1异种基板12的侧面是锥形状。这样的槽17能够通过例如喷沙或者使用了氟化氢的湿蚀刻形成。

在第1异种基板12形成有使传感器电极13b露出的电极孔15。电极孔15是为了从传感器电极13b取出电信号而形成。为了取出电信号，例如可以在传感器电极13b形成金属膜，向该金属膜进行导线键合。还具有如下方法，即，通过在传感器电极13b形成的金属膜、或者向金属膜连接配线，由此，将金属膜或者配线引出至第1异种基板12的上表面，在第1异种基板12之上向该引出部分进行导线键合。关于传感器可动部13a的形成方法、其图案、基于第1、第2异种基板12、14的气密密封方法，能够采用公知技术。

在形成了上述的层叠构造10之后，使用切割刀具对层叠构造10进行切割。图3是表示切割时的刀具位置的图。该切割刀具20例如是以不产生碎裂等弊端地进行传感器基板13的切断的方式为了传感器基板13的切断而定制或者优化的切割刀具。如果传感器基板13是硅，则能够利用在通常的ic工艺中使用的切割刀具和切割条件。

槽17的最小宽度x1比切割刀具20的宽度x2大。因此，在存在槽17的部分，不需要由切割刀具20切断第1异种基板12。在存在槽17的部分，以切割刀具20容纳于槽17，切割刀具20不与槽17的左右的面接触的状态进行切割。通过沿着预定的切割线对层叠构造10进行切割，能够切出多个加速度传感器芯片。

切割刀具20在存在槽17的部分不与第1异种基板12接触，因此，能够抑制第1异种基板12的碎裂或者裂缝的产生。切割刀具20是为了传感器基板13的切断而定制或者优化的，因此，能够在传感器基板13的切断中抑制碎裂或者裂缝的产生。在本实施方式中，通过切割刀具20切断第2异种基板14，但其前提是，第2异种基板14的由切断而产生的碎裂或者裂缝是轻微或者能够容许的。

这样，在实施方式1涉及的层叠构造10的切割中，在存在槽17的部分，切割刀具20不与第1异种基板12接触，因此，能够抑制切割工序中的碎裂或者裂缝的产生。通过抑制碎裂或者裂缝的产生，能够抑制在切割后由于芯片焊接或者导线键合而受到热应力或者受到了来自模塑的载荷时碎裂加深变成裂缝或裂缝扩大。因此，能够避免传感器的劣化或者破坏，能够确保作为传感器的功能。

图4是表示切割后的加速度传感器芯片18的结构例的斜视图。通过槽17，第1异种基板12的4个侧面成为锥形状的侧面。在第1异种基板12的整个外缘形成有槽17，因此，第1异种基板12的外缘与传感器基板13的外缘相比向内侧后退。换言之，俯视时的第1异种基板12的面积比传感器基板13的面积小。因此，传感器基板13的外缘部分的上表面不被第1异种基板12覆盖，露出至外部。图5是图4的加速度传感器芯片的剖面图。在图5中，示出抑制了碎裂或者裂缝的产生的加速度传感器芯片。在产生碎裂或者裂缝的情况下，需要增大将构成传感器的图案包围、无助于传感器动作的无效区域，以使得传感器的动作不受碎裂或者裂缝影响。无效区域是例如图4的加速度传感器芯片18的外缘部分。与此相对，在实施方式1涉及的传感器中能够抑制碎裂或者裂缝，因此，能够减小无效区域。这对芯片尺寸的小型化做出贡献。

在本实施方式中，例如，能够制造具有层叠构造的作为mems(microelectromechanicalsystem)器件之一的电容式加速度传感器。但是，上述技术能够在对加速度、角速度或者其他物理量进行检测的传感器的制造方法中广泛地利用。

在实施方式1中，作为与传感器基板13的材料不同的异种基板，提供了第1异种基板12和第2异种基板14，但也可以使异种基板的数量增减。异种基板的总数能够根据设计适当地确定。

在实施方式1中，在第1异种基板12的整个外缘形成了槽17，但也可以在该外缘的一部分形成槽17。例如，能够在即使产生了碎裂或者裂缝对传感器动作的影响也小的部分省略槽17。在该情况下，在切割的一部分中，以切割刀具20容纳于槽17，不与槽17的左右的面接触的状态进行切割。

图6是表示变形例涉及的传感器的制造方法的图。在图6中，图示了在第2异种基板14设置有槽17。在对层叠构造进行切割时，以切割刀具20容纳于该槽17，不与槽17的左右的第2异种基板14的侧面接触的状态进行切割。在与第1异种基板12的切割相比，第2异种基板14的切割中大量产生碎裂或者裂缝的情况下，这样的方式特别有效。

图7是表示其他变形例涉及的传感器的制造方法的图。在图7中，图示了在第1异种基板12以及第2异种基板14设置有槽17。在该情况下，以切割刀具20容纳于第1异种基板12的槽17和第2异种基板14的槽17，不与这些槽17的左右的面接触的状态进行切割。通过切割而切断的仅是传感器基板13。进行为了传感器基板13的切割而定制或者优化的切割，由此，能够抑制碎裂或者裂缝的产生。

这些变形能够应用于下面的实施方式涉及的传感器的制造方法。此外，下面的实施方式涉及的传感器的制造方法与实施方式1的共同点多，因此，以与实施方式1的不同点为中心进行说明。

实施方式2

图8是表示实施方式2涉及的传感器的制造方法的图。槽17形成于传感器基板13。槽17贯穿传感器基板13。以切割刀具20容纳于槽17，不与槽17的左右的面接触的状态进行第1、第2异种基板12、14的切割。在该情况下，进行为了第1、第2异种基板12、14的切割而定制或者优化的切割，由此，能够抑制在第1、第2异种基板12、14产生碎裂或者裂缝。在第1、第2异种基板12、14是玻璃的情况下，与切割硅的情况相比，容易引起刀具的钝化或者堵塞。因此，在第1、第2异种基板12、14的切割中，能够使用与在硅的切割时使用的刀具相比容易适度地磨损的树脂粘合刀具(resinbond)，也能够增大磨粒直径。另外，在玻璃的切割中，与硅的切割相比减慢刀具的进给速度。

图9是切割后的芯片的剖面图。在传感器基板13存在槽17，因此，第1异种基板12的下表面的外缘部分和第2异种基板14的上表面的外缘部分露出至外部。

图10是表示传感器可动部13a的形状的例子的俯视图。在传感器基板13中的1个芯片的量的区域，存在4个外缘13a、13b、13c、13d。外缘13a、13b、13c与传感器可动部13a接近，但外缘13d远离传感器可动部13a。如果考虑到对传感器可动部13a的影响，则与外缘13d处的碎裂或者裂缝的抑制相比，更加需要进行外缘13a、13b、13c处的碎裂或者裂缝的抑制。因此，也可以沿外缘13a、13b、13c设置槽17，而在外缘13d不形成槽17。

在俯视时，仅在传感器器件的外缘的一部分设置槽与在传感器器件的整个外缘形成槽的情况相比，提高了装置的处理能力。省略的槽17的选定能够根据应在哪个位置抑制碎裂或者裂缝的产生这一点来确定。能够在应抑制碎裂或者裂缝的产生的场所附近形成槽17，在远离该场所的地方省略槽17。在图10的例子中，槽17设置于传感器器件的外缘中最接近传感器可动部13a的部分。

实施方式3

图11是表示实施方式3涉及的传感器的制造方法的图。层叠构造具备2片基板。具体而言，通过粘贴传感器基板13和第1异种基板12而形成层叠构造。在层叠构造例如形成有多个作为mems器件之一的电容式加速度传感器。传感器基板13具备底板部13d。底板部13d的材料例如是半导体。底板部13d与传感器可动部13a、传感器电极13b以及框部13c的下表面接触。通过该底板部13d和第1异种基板12，传感器可动部13a被气密密封。换言之，由底板部13d和第1异种基板12夹着传感器可动部13a。槽17形成于第1异种基板12。以切割刀具20容纳于槽17，不与槽17的左右的面接触的状态进行切割。

在实施方式3中，设置槽17的仅是第1异种基板12。取代实施方式1中说明的第2异种基板14而提供底板部13d，由此，切割的对象仅是以硅等作为材料的传感器基板13。由此，进行为了传感器基板13的切割而定制或者优化的切割，由此，能够抑制碎裂或者裂缝的产生。

图12是表示变形例涉及的传感器的制造方法的图。槽17设置于传感器基板13。槽17贯穿框部13c和底板部13d。以切割刀具20容纳于槽17，不与槽17的左右的面接触的状态进行切割。

应当如图11所示在第1异种基板12设置槽17、还是应当如图12所示在传感器基板13设置槽17，例如能够根据哪一者能够抑制碎裂或者裂缝的产生这一观点来确定。例如，可以对于未形成槽17的层叠构造进行切割，确定大量产生碎裂或者裂缝的基板，在该基板设置槽。

实施方式4

图13是表示实施方式4涉及的传感器的制造方法的图。图13的层叠构造是粘贴5片基板而形成的。在第1异种基板12的上表面粘贴有第3异种基板30。在第2异种基板14的下表面粘贴由第4异种基板32。第3异种基板30和第4异种基板32的材料能够与第1、第2异种基板12、14相同，或者是与传感器基板13、第1、第2异种基板12、14均不同的材料。第3异种基板30和第4异种基板32的材料例如是玻璃。第3异种基板30和第4异种基板32例如是为了提高传感器的刚性而形成的。

在第1异种基板12形成有槽17。在切割时，以切割刀具20容纳于槽17，不与槽17的左右的面接触的状态进行切割。在具有多个异种基板的情况下，槽17能够形成于传感器基板13和多个异种基板中的多个基板。例如，能够在第1异种基板12和第3异种基板30这两者形成槽17。

图14是表示变形例涉及的传感器的制造方法的图。在第1异种基板12形成槽17a，在传感器基板13形成槽17b，在第2异种基板14形成槽17c，在第4异种基板32形成槽17d。在第1异种基板12、传感器基板13、第2异种基板14以及第4异种基板32设置的槽17a、17b、17c、17d是连续的。槽17a、17b、17c、17d整体提供了连续的贯通孔。在该层叠构造中，通过切割刀具20仅切断第3异种基板30即可进行切割。在图14中，图示了以切割刀具20容纳于4个槽17a、17b、17c、17d，不与槽17a、17b、17c、17d的左右的面接触的状态进行切割。在该情况下，进行为了第3异种基板30的切割而定制或者优化的切割，由此，能够抑制碎裂或者裂缝的产生。

能够根据切割刀具20的规格选择应切割的基板，或者通过切割的实绩在碎裂多的基板设置槽。异种基板的数量能够根据需要来进行增减。上述异种基板的材料能够设为例如玻璃或者陶瓷。陶瓷的切割条件与玻璃的切割条件相同。通过在传感器基板和多个异种基板中的除了1个基板之外的全部基板形成槽，由此，能够使成为切割对象的基板最小化。例如，在需要对玻璃和硅等异种材料同时进行切割的情况下，可以对通过切割而切掉的体积大的层进行优化后的切割，也可以针对容易产生碎裂的层进行为了防止碎裂的产生而定制的切割。