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公開番号2025123042
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-22
出願番号2024018885
出願日2024-02-09
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G01C 19/5783 20120101AFI20250815BHJP(測定;試験)
要約【課題】高真空化されたパッケージに気密封止されたセンサ部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、開口枠を備えるパッケージと、パッケージの内部に配置されているセンサ部と、開口枠の全体を覆っているとともに開口枠に接合している蓋部と、を備える。パッケージの内部には、蓋部によって閉じられた閉空間が形成されている。慣性力センサは、閉空間に配置されているガス吸着部を備えている。ガス吸着部は、内部に複数の空孔を備えている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
開口枠を備えるパッケージと、
前記パッケージの内部に配置されているセンサ部と、
前記開口枠の全体を覆っているとともに前記開口枠に接合している蓋部と、
を備える慣性力センサであって、
前記パッケージの内部には、前記蓋部によって閉じられた閉空間が形成されており、
前記慣性力センサは、前記閉空間に配置されているガス吸着部を備えており、
前記ガス吸着部は、内部に複数の空孔を備えている、
慣性力センサ。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記ガス吸着部は、前記閉空間内の壁面に接触している接触面と、前記閉空間内に露出している外表面と、前記接触面と前記外表面との間のバルク領域と、を備えており、
前記バルク領域における前記空孔の空孔率が、前記接触面側よりも前記外表面側の方が高い、請求項１に記載の慣性力センサ。
【請求項３】
複数の前記空孔は、複数の第１種空孔および複数の第２種空孔を含んでおり、
複数の前記第２種空孔の平均空孔体積は、複数の前記第１種空孔の平均空孔体積よりも小さく、
複数の前記第２種空孔の存在密度の深さ方向ピークは、複数の前記第１種空孔の存在密度の深さ方向ピークよりも、前記ガス吸着部の外表面側に位置している、請求項１に記載の慣性力センサ。
【請求項４】
複数の前記空孔は、複数の前記第２種空孔が互いに連結されて形成されている連結孔を含んでおり、
前記連結孔は、前記ガス吸着部の前記閉空間内に露出している外表面と、前記第１種空孔と、を接続している、請求項３に記載の慣性力センサ。
【請求項５】
複数の前記空孔は、複数の第１種空孔および複数の第２種空孔を含んでおり、
複数の前記第２種空孔の平均空孔体積は、複数の前記第１種空孔の平均空孔体積よりも小さく、
前記ガス吸着部は、
複数の前記第１種空孔の存在密度が複数の前記第２種空孔の存在密度よりも高い第１層と、
複数の前記第２種空孔の存在密度が複数の前記第１種空孔の存在密度よりも高い第２層と、
を備えており、
前記第２層は、前記第１層よりも、前記ガス吸着部の外表面側に位置している、請求項１に記載の慣性力センサ。
【請求項６】
複数の前記空孔は、複数の前記第２種空孔が互いに連結されて形成されている連結孔を含んでおり、
前記連結孔は、前記ガス吸着部の外表面と、前記第１種空孔と、を接続している、請求項５に記載の慣性力センサ。
【請求項７】
前記ガス吸着部は、前記閉空間内の壁面に接触している接触面と、前記閉空間内に露出している外表面と、を備えており、
前記ガス吸着部は合金製であり、
複数の前記空孔の少なくとも１つの内部には、酸化シリコンまたはシリコンが存在しており、
前記酸化シリコンまたは前記シリコンの存在量が、前記外表面側よりも前記接触面側の方が多い、請求項１に記載の慣性力センサ。
【請求項８】
前記閉空間には、凹凸を備える特定壁面が配置されており、
前記ガス吸着部は、前記特定壁面の前記凹凸に沿って配置されている、請求項１に記載の慣性力センサ。
【請求項９】
前記ガス吸着部は、前記閉空間の一部を形成している前記蓋部、または、前記センサ部に配置されている、請求項１に記載の慣性力センサ。
【請求項１０】
開口枠を備えるパッケージと、
前記パッケージの内部に配置されているセンサ部と、
前記開口枠の全体を覆っているとともに前記開口枠に接合している蓋部と、
を備える慣性力センサの製造方法であって、
前記パッケージの内部には、前記蓋部によって閉じられた閉空間が形成されており、
前記慣性力センサは、前記閉空間に配置されているガス吸着部を備えており、
前記ガス吸着部は、内部に複数の空孔を備えており、
前記パッケージの内部に前記センサ部を固定する工程と、
ナノ粒子または犠牲粒子の少なくとも一方を含んだスパッタ膜を成膜する工程と、
前記スパッタ膜中の前記ナノ粒子および前記犠牲粒子をエッチングにより除去する工程と、
前記開口枠と前記蓋部とを真空雰囲気内で接合する工程と、
熱処理を行う工程と、
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 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
パッケージ内に真空気密封止された慣性力センサが知られている。真空の度合いを高めるほど、慣性力センサ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。なお、特許文献１には、関連する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－１２９０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
パッケージ内部の構成物からアウトガスが発生する場合や、パッケージの封止部を介して外部から活性ガスが侵入する場合がある。これらの場合、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、開口枠を備えるパッケージと、パッケージの内部に配置されているセンサ部と、開口枠の全体を覆っているとともに開口枠に接合している蓋部と、を備える。パッケージの内部には、蓋部によって閉じられた閉空間が形成されている。慣性力センサは、閉空間に配置されているガス吸着部を備えている。ガス吸着部は、内部に複数の空孔を備えている。
【０００６】
上記の構造によると、ガス吸着部の内部に複数の空孔が備えられているため、活性ガスを吸着できる単位体積あたりの表面積を増大させることができる。その結果、活性ガスの吸着容量を大きくできるため、閉空間中の構成物からのアウトガスや、閉空間に侵入してきた活性ガスを、長期間吸着し続けることが可能となる。パッケージ内部の高真空状態を、長期間維持することができる。
【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。
ガス吸着部６０の拡大断面図である。
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。
ナノ粒子の担持工程を説明する断面図である。
スパッタ膜の成膜工程を説明する断面図である。
スパッタ装置７０の概略構成図である。
実施例２におけるガス吸着部６０の拡大断面図である。
実施例２の第１変形例におけるガス吸着部６０の拡大断面図である。
実施例３におけるガス吸着部６０の拡大断面図である。
実施例４におけるガス吸着部６０の拡大断面図である。
実施例５のジャイロセンサ１の断面図である。
実施例６のジャイロセンサ１の断面図である。
Ｓｉウエハ接合前の状態を示す斜視図である。
センサ素子２４０の断面構造を示す図である。
【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、図１の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、パッケージ１００、リッド１３０を主に備えている。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）
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】
ガラス基板２１は、シリコン基板２２と陽極接合可能なガラス材料である。ガラス基板２１の表面２１ｆには、環状のリング溝２１ｒが形成されている。リング溝２１ｒには、ガラス振動子３０のリム部３０ｒが挿入されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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