特開 2025-30342 センサ装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025030342

(43)【公開日】2025-03-07

(54)【発明の名称】センサ装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B22F 7/08 20060101AFI20250228BHJP

   C22C 5/02 20060101ALN20250228BHJP

   H05K 1/11 20060101ALN20250228BHJP

【ＦＩ】

B22F7/08 C

C22C5/02

H05K1/11 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023135554

(22)【出願日】2023-08-23

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】520124752

【氏名又は名称】株式会社ミライズテクノロジーズ

(74)【代理人】

【識別番号】110001128

【氏名又は名称】弁理士法人ゆうあい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】水谷 厚司

(72)【発明者】

【氏名】和田 章良

(72)【発明者】

【氏名】大竹 伸幸

(72)【発明者】

【氏名】宮脇 正太郎

(72)【発明者】

【氏名】片山 雅之

(72)【発明者】

【氏名】加藤 哲弥

【テーマコード（参考）】

4K018

5E317

【Ｆターム（参考）】

4K018AA02

4K018AA03

4K018BA01

4K018BA02

4K018BB01

4K018BD04

4K018JA36

5E317CC15

(57)【要約】

【課題】製造工程が複雑になることとを抑制しつつ、センサ素子と被実装部材との接合強度が低下することを抑制する。
【解決手段】焼結部材３１を構成することでは、凹部１１の側面１１ｂに配置された埋込部材構成部材３２との間に所定の隙間Ｓが構成される状態で焼結部材３１を構成し、焼結部材３１を構成することの後、一面側が天地方向における天側となるように被実装部材１０を配置することと、加熱処理を行って埋込部材構成部材３２を溶融して溶融埋込部材３２１とし、一面１０ａ上に配置されている溶融埋込部材３２１を凹部１１内の隙間Ｓに引き込むことと、冷却して溶融埋込部材３２１を固化し、凹部１１の側面１１ｂと焼結部材３１との間に配置される埋込部材を構成することと、を行い、下地部材３３を形成することでは、被実装部材１０より溶融埋込部材３２１との濡れ性が高い材料で構成される下地部材３３を形成する。
【選択図】図２Ｄ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

センサ装置の製造方法であって、
一面（１０ａ）を有し、前記一面に凹部（１１）が形成された被実装部材（１０）を用意することと、
前記凹部に焼結用材料（３１０）を配置することと、
柱状の固定部（２１）を有するセンサ素子（２０）を用意することと、
前記焼結用材料内に前記固定部を配置することと、
加熱処理して前記焼結用材料を焼結し、前記固定部と前記被実装部材とを接合する焼結部材（３１）を構成することと、を行い、
前記被実装部材を用意することでは、前記一面から前記凹部の側面（１１ｂ）に渡って繋がった下地部材（３３）を形成することと、前記一面に形成された前記下地部材上から前記凹部の側面に形成された前記下地部材上に渡って繋がったはんだで構成される埋込部材構成部材（３２０）を形成することと、を行い、
前記焼結部材を構成することでは、前記凹部の側面に配置された前記埋込部材構成部材との間に所定の隙間（Ｓ）が構成される状態で前記焼結部材を構成し、
前記焼結部材を構成することの後、前記一面側が天地方向における天側となるように前記被実装部材を配置することと、加熱処理を行って前記埋込部材構成部材を溶融して溶融埋込部材（３２１）とし、前記一面上に配置されている前記溶融埋込部材を前記凹部内の隙間に引き込むことと、冷却して前記溶融埋込部材を固化し、前記凹部の側面と前記焼結部材との間に配置される埋込部材（３２）を構成することと、を行い、
前記下地部材を形成することでは、前記被実装部材より前記溶融埋込部材との濡れ性が高い材料で構成される前記下地部材を形成するセンサ装置の製造方法。

【請求項2】

前記下地部材を形成することでは、前記溶融埋込部材と反応可能であり、前記埋込部材を構成した際、前記埋込部材の融点が前記埋込部材構成部材の融点より高くなる材料で構成される前記下地部材を形成する請求項１に記載のセンサ装置の製造方法。

【請求項3】

前記被実装部材を用意することでは、前記被実装部材の一面側に、酸化物、窒化物、酸化窒化物、およびフッ素系樹脂物の少なくとも１つを主成分とする濡れ性低下部材（４０）が配置されたものを用意し、
前記下地部材を形成することでは、前記濡れ性低下部材上に前記下地部材を形成する請求項１に記載のセンサ装置の製造方法。

【請求項4】

前記被実装部材を用意することでは、前記凹部の側面および底面に、前記被実装部材より前記溶融埋込部材が拡散し難い拡散防止部材（５０）が配置されたものを用意し、
前記下地部材を形成することでは、前記拡散防止部材上に前記下地部材を形成する請求項１に記載のセンサ装置の製造方法。

【請求項5】

前記被実装部材を用意することでは、前記一面に形成された前記下地部材が前記埋込部材構成部材で被覆された前記被実装部材を用意する請求項１に記載のセンサ装置の製造方法。

【請求項6】

前記被実装部材を用意することでは、前記凹部の底面に、前記焼結部材を構成した際に前記隙間となる空間と、前記凹部内の空間と異なる外部空間とを連通する貫通孔（１２）が形成された被実装部材を用意する請求項１に記載のセンサ装置の製造方法。

【請求項7】

前記被実装部材を用意することでは、前記焼結部材を構成して前記隙間が構成される際、前記凹部の開口部側から前記凹部の底面側に向かって前記隙間が細くなる前記被実装部材を用意する請求項１に記載のセンサ装置の製造方法。

【請求項8】

前記埋込部材を構成することでは、不活性ガス雰囲気で行う請求項１ないし７のいずれか１つに記載のセンサ装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、被実装部材にセンサ素子が接合部材を介して配置されて構成されるセンサ装置の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、被実装部材にセンサ素子が接合部材を介して配置されて構成されるセンサ装置が提案されている。このようなセンサ装置は、例えば、次のように製造される。

【0003】

まず、凹部が形成された被実装部材を用意する。また、接合部材と接合される固定部を有するセンサ素子を用意する。次に、銀粒子を有機溶媒等に混入させた銀ペースト等の焼結用材料を用意し、凹部内に焼結用材料を配置する。続いて、センサ素子の固定部を焼結用材料内に配置する。その後、加熱処理を行い、焼結用材料を焼結させて接合部材としての焼結部材を構成することにより、被実装部材とセンサ素子の固定部とを接合する。

【0004】

しかしながら、焼結用材料を焼結して接合部材を構成する際、有機溶媒が蒸発したり、銀粒子が収縮すること等により、接合部材は、全体として焼結用材料よりも内側に収縮した状態となる。このため、焼結用材料を焼結して接合部材を構成すると、接合部材と凹部の側面との間に隙間が構成される可能性がある。そして、このように接合部材と凹部の側面との間に隙間が構成されると、センサ素子と被実装部材との接合強度が低下する。

【0005】

ところで、被実装部材に形成された孔部へはんだ等の接合部材を充填する方法として、次のような製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、この製造方法では、孔部が形成された被実装部材を用意する。そして、被実装部材を真空引きした空間に配置し、孔部の一端部側に固形はんだを配置する。なお、孔部の他端部側は、閉塞された状態となっている。続いて、加熱処理を行って固形はんだを溶融して溶融はんだとし、真空状態を解除することにより、圧力差によって溶融はんだを孔部内に流動させる。これにより、孔部内にボイドが生成されることを抑制しつつ、孔部に溶融はんだを充填することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１５－１４４２７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明者らは、上記のセンサ装置の製造方法について、接合部材と凹部の側面との間に構成される隙間に対し、上記のように溶融はんだを流し込むことについて検討した。しかしながら、真空引きした状態で加熱を行う方法では、真空引き処理と加熱処理とを同時に行うことが可能な製造装置が必要となり、製造工程が複雑になる。

【0008】

本開示は、製造工程が複雑になることとを抑制しつつ、センサ素子と被実装部材との接合強度が低下することを抑制できるセンサ装置の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示の１つの観点によれば、センサ装置の製造方法は、一面（１０ａ）を有し、一面に凹部（１１）が形成された被実装部材（１０）を用意することと、凹部に焼結用材料（３１０）を配置することと、柱状の固定部（２１）を有するセンサ素子（２０）を用意することと、焼結用材料内に固定部を配置することと、加熱処理して焼結用材料を焼結し、固定部と被実装部材とを接合する焼結部材（３１）を構成することと、を行い、被実装部材を用意することでは、一面から凹部の側面（１１ｂ）に渡って繋がった下地部材（３３）を形成することと、一面に形成された下地部材上から凹部の側面に形成された下地部材上に渡って繋がったはんだで構成される埋込部材構成部材（３２０）を形成することと、を行い、焼結部材を構成することでは、凹部の側面に配置された埋込部材構成部材との間に所定の隙間（Ｓ）が構成される状態で焼結部材を構成し、焼結部材を構成することの後、一面側が天地方向における天側となるように被実装部材を配置することと、加熱処理を行って埋込部材構成部材を溶融して溶融埋込部材（３２１）とし、一面上に配置されている溶融埋込部材を凹部内の隙間に引き込むことと、冷却して溶融埋込部材を固化し、凹部の側面と焼結部材との間に配置される埋込部材（３２）を構成することと、を行い、下地部材を形成することでは、被実装部材より溶融埋込部材との濡れ性が高い材料で構成される下地部材を形成する。

【0010】

これによれば、焼結部材を形成した際に構成される隙間に埋込部材を配置している。このため、センサ素子と被実装部材との接合強度が低下することを抑制できる。

【0011】

また、被実装部材の一面上および凹部の側面上に埋込部材構成部材が繋がるように配置し、この埋込部材構成部材を溶融させて、被実装部材の一面上の溶融埋込部材を隙間に引き込むようにしている。この際、真空引きする処理は必要なく、表面張力および重力により、隙間を埋め込むように被実装部材の一面上の溶融埋込部材を凹部内に引き込むことができる。このため、製造工程が複雑になることを抑制できる。

【0012】

さらに、被実装部材より溶融埋込部材との濡れ性が高い下地部材を介して埋込部材構成部材を配置している。このため、埋込部材構成部材を溶融させて溶融埋込部材を構成した際、隙間を埋め込むように被実装部材の一面上の溶融埋込部材を凹部内に引き込み易くできる。

【0013】

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１実施形態におけるセンサ装置の断面図である。

【図2A】図１に示すセンサ装置の製造工程を示す断面図である。

【図2B】図２Ａに続くセンサ装置の製造工程を示す断面図である。

【図2C】図２Ｂに続くセンサ装置の製造工程を示す断面図である。

【図2D】図２Ｃに続くセンサ装置の製造工程を示す断面図である。

【図2E】図２Ｄに続くセンサ装置の製造工程を示す断面図である。

【図3】第１実施形態のセンサ装置および比較例のセンサ装置の隙間率を示す図である。

【図4】第２実施形態におけるセンサ装置の製造工程を示す断面図である。

【図5】第３実施形態におけるセンサ装置の製造工程を示す断面図である。

【図6】第４実施形態におけるセンサ装置の製造工程を示す断面図である。

【図7】図６の平面図である。

【図8A】第５実施形態におけるセンサ装置の製造工程を示す断面図である。

【図8B】図８Ａに続くセンサ装置の製造工程を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本開示の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

【0016】

（第１実施形態）
第１実施形態のセンサ装置について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態のセンサ装置は、図１に示されるように、被実装部材１０にセンサ素子２０が接合部材３０を介して固定されて構成されている。

【0017】

被実装部材１０は、シリコン基板、ガラス基板、またはシリコン基板とガラス基板との接合基板等の台座で構成され、一面１０ａおよび一面１０ａと反対側の他面１０ｂを有し、一面１０ａに凹部１１が形成されている。凹部１１は、底面１１ａと側面１１ｂとを有しており、本実施形態では、側面１１ｂが一面１０ａに対して略垂直とされている。また、凹部１１は、開口部および底面１１ａが円状とされている。なお、本実施形態における円状とは、真円状に加え、楕円状も含むものであり、さらに真円および楕円が僅かに歪んだ略円状も含むものである。

【0018】

センサ素子２０は、ジャイロセンサ等で構成され、被実装部材１０に固定される固定部２１を有している。固定部２１は、本実施形態では、円柱状とされている。なお、本実施形態における円柱状とは、真円柱状に加え、楕円柱状も含むものであり、さらに真円および楕円が僅かに歪んだ略円柱状も含むものである。

【0019】

そして、センサ素子２０は、固定部２１が凹部１１内に挿入され、凹部１１内に配置された接合部材３０を介して被実装部材１０に固定されている。

【0020】

本実施形態の接合部材３０は、固定部２１と接合される焼結部材３１を有している。なお、焼結部材３１は、凹部１１の側面１１ｂとの間に所定の隙間を有する状態で配置されている。また、接合部材３０は、凹部１１の側面１１ｂと焼結部材３１との間に配置される埋込部材３２を有している。さらに、接合部材３０は、凹部１１の底面に配置されて焼結部材３１と接合される下地部材３３を有している。

【0021】

焼結部材３１は、後述する溶融埋込部材３２１との濡れ性が固定部２１よりも高い材料で構成されており、本実施形態では、鱗片状等とされた銀粒子が有機溶媒に混入された銀ペーストが焼結されて構成されている。埋込部材３２は、はんだで構成されており、本実施形態では金スズ系はんだで構成されている。下地部材３３は、後述する溶融埋込部材３２１との濡れ性が被実装部材１０より高くなる材料で構成される。また、本実施形態の下地部材３３は、具体的には後述するが、後述する溶融埋込部材３２１と反応可能な材料で構成される。本実施形態では、下地部材３３は、金等で構成されている。

【0022】

以上が本実施形態におけるセンサ装置の構成である。次に、上記センサ装置の製造方法について、図２Ａ～図２Ｅを参照しつつ説明する。

【0023】

まず、図２Ａに示されるように、一面１０ａに凹部１１が形成された被実装部材１０を用意する。そして、スパッタ等により、被実装部材１０の凹部１１の底面１１ａおよび側面１１ｂに下地部材３３を配置する。また、スパッタ等により、凹部１１の側面１１ｂに配置された下地部材３３上、および被実装部材１０の一面１０ａに配置された下地部材３３上に、埋込部材構成部材３２０を配置する。なお、本実施形態の埋込部材構成部材３２０は、金スズ系のはんだで構成され、融点が２７８～２８０℃程度となるように、金とスズとの重量組成比が８０：２０されている。

【0024】

本実施形態では、被実装部材１０を図示しない支持部等に搭載し、被実装部材１０および支持部を共に回転させながらスパッタを行うことにより、厚さが均一となるように、下地部材３３および埋込部材構成部材３２０を順に配置する。また、埋込部材構成部材３２０は、スパッタした際には底面１１ａに配置された下地部材３３上にも配置され、例えば、リフトオフやエッチング等によって底面１１ａ上の部分が除去されることにより、凹部１１の側面１１ｂ上および被実装部材１０の一面１０ａ上に配置される。そして、本実施形態では、下地部材３３の厚さが１μｍとされ、埋込部材３２の厚さが３μｍとされる。つまり、下地部材３３の厚さと埋込部材３２の厚さとの比は、１：３とされる。

【0025】

ここで、下地部材３３は、凹部１１の底面１１ａ、凹部１１の側面１１ｂ、一面１０ａ上に渡って連続的に繋がるように配置される。同様に、埋込部材３２は、凹部１１の側面１１ｂに配置された下地部材３３上、および被実装部材１０の一面１０ａに配置された下地部材３３上に、連続的に繋がるように配置される。

【0026】

また、本実施形態では、被実装部材１０の一面１０ａ上に配置される下地部材３３および埋込部材３２は、一面１０ａに対する法線方向（以下では、単に法線方向ともいう）において、凹部１１と同心円状となるように形成される。なお、一面１０ａに対する法線方向においてとは、言い換えると、一面１０ａに対する法線方向から視たときということもできる。

【0027】

さらに、本実施形態では、被実装部材１０の一面１０ａ上に配置される下地部材３３および埋込部材３２は、下地部材３３を被覆するように埋込部材３２が配置される。言い換えると、下地部材３３は、埋込部材３２が下地部材３３に被覆されて露出しないように配置される。例えば、下地部材３３は、被実装部材１０の一面１０ａ上に、凹部１１の側面１１ｂ側から５０μｍ程度の長さとして形成される。

【0028】

続いて、図２Ｂに示されるように、凹部１１内に焼結用材料３１０を配置し、焼結用材料３１０内にセンサ素子２０の固定部２１を挿入する。なお、本実施形態の焼結用材料３１０は、上記のように、鱗片状等の銀粒子が有機溶媒に混入された銀ペーストで構成されている。

【0029】

次に、図２Ｃに示されるように、２５０℃程度に加熱して保持した後に冷却する。これにより、微小な銀粒子が液化した後に固化されて焼結用材料３１０から焼結部材３１が構成され、固定部２１と被実装部材１０とが焼結部材３１を介して接合される。つまり、埋込部材構成部材３２０の融点未満の温度に加熱して冷却することにより、焼結用材料３１０から焼結部材３１を構成して固定部２１と被実装部材１０とを接合する。

【0030】

この際、焼結部材３１は、収縮することで焼結用材料３１０よりも体積が小さくなり、焼結部材３１と凹部１１の側面１１ｂとの間に隙間Ｓが構成される。なお、本実施形態では、焼結部材３１が収縮した際に焼結部材３１と凹部１１の底面１１ａとの間に隙間Ｓが構成されないように、固定部２１を底面１１ａ側へ押圧しながら焼結部材３１を構成する。

【0031】

続いて、図２Ｄに示されるように、一面１０ａが天地方向における天側に位置すると共に他面１０ｂが天地方向における地側に位置するように被実装部材１０を配置する。そして、埋込部材構成部材３２０を融点以上の温度である３００℃程度に加熱し、埋込部材構成部材３２０を溶融させて溶融埋込部材３２１とする。この際、上記のように、埋込部材構成部材３２０は、凹部１１の側面１１ｂ上から被実装部材１０の一面１０ａ上に繋がって形成されている。このため、表面張力および重力により、被実装部材１０の一面１０ａ上に配置された溶融埋込部材３２１は、凹部１１の側面１１ｂ上に配置された溶融埋込部材３２１によって隙間Ｓを埋め込むように凹部１１内へ引き込まれる。

【0032】

この際、本実施形態では、被実装部材１０の一面１０ａおよび凹部１１の側面１１ｂに、溶融埋込部材３２１との濡れ性が被実装部材１０より高い下地部材３３を配置している。このため、下地部材３３が配置されていない場合と比較して、一面１０ａ上に配置されている溶融埋込部材３２１が隙間Ｓを埋め込むように凹部１１内へ引き込まれ易くなる。

【0033】

また、本実施形態では、被実装部材１０の一面１０ａ上に配置される下地部材３３および埋込部材３２は、下地部材３３を被覆するように埋込部材３２が配置されている。このため、被実装部材１０の一面１０ａ上に配置されている溶融埋込部材３２１のうちの下地部材３３から突き出した部分は、濡れ易い下地部材３３側（すなわち、凹部１１側）に向かい易くなり、さらに凹部１１内へ引き込まれ易くなる。

【0034】

さらに、本実施形態では、下地部材３３は、埋込部材３２と反応可能な金で構成されている。このため、この工程では、下地部材３３が溶融埋込部材３２１に拡散して溶融埋込部材３２１の組成が変化する。本実施形態では、下地部材３３が１μｍとされていると共に埋込部材構成部材３２０の厚さが３μｍとされているため、溶融埋込部材３２１は、金とスズの重量組成比が８３：１７となる。つまり、本実施形態の下地部材３３は、溶融埋込部材３２１と反応することにより、溶融埋込部材３２１が埋込部材構成部材３２０よりも融点が高くなる材料で構成されているともいえる。

【0035】

さらに、本実施形態では、被実装部材１０の一面１０ａおよび凹部１１の側面１１ｂに下地部材３３が配置され、埋込部材構成部材３２０は、この下地部材３３上に配置されている。このため、溶融埋込部材３２１を構成した際、溶融埋込部材３２１は、全体的に下地部材３３の金が拡散した状態となり、全体が高融点組成にほぼ同時に変化する。したがって、一部のみが高融点となる状態となり難く、濡れ止まりが発生することを抑制できる。

【0036】

また、本実施形態では、溶融埋込部材３２１が金スズ系はんだで構成されており、焼結部材３１が銀で構成されている。このため、焼結部材３１が構成されておらず、溶融埋込部材３２１が直接固定部２１と接触する場合と比較して、溶融埋込部材３２１と焼結部材３１との濡れ性が高いため、濡れ広がらないことによってボイドが生成されることを抑制できる。

【0037】

そして、この加熱処理を行う際には、焼結部材３１が酸化することを抑制するため、不活性ガス雰囲気中で行うことが好ましい。これにより、焼結部材３１が酸化することを抑制できる。

【0038】

その後、図２Ｅに示されるように、冷却して溶融埋込部材３２１を固化することにより、焼結部材３１と凹部１１の側面１１ｂとの間の隙間Ｓを埋め込むように配置された埋込部材３２が構成される。そして、被実装部材１０とセンサ素子２０とは、焼結部材３１、埋込部材３２、下地部材３３を含む接合部材３０で接合される。なお、この埋込部材３２は、下地部材３３の金が拡散して金とスズの重量組成比が８３：１７となっているため、融点が４００℃程度となる。つまり、図２Ａの工程で配置した埋込部材構成部材３２０よりも融点が高くなっている。

【0039】

以上が本実施形態におけるセンサ装置の製造方法である。そして、本発明者らは、このようなセンサ装置における隙間率について検討したところ、図３に示される結果を得た。なお、図３では、図２Ｃの工程まで行って製造したセンサ装置を比較例のセンサ装置としている。また、図３は、法線方向に沿った凹部１１内の断面であって、固定部２１が含まれる部分の断面を電子顕微鏡で観察した結果である。そして、図３では、この断面における凹部１１内の面積から固定部２１の面積を除いた面積を基準面積とし、基準面積に対する隙間Ｓの割合を隙間率としている。

【0040】

図３に示されるように、従来のセンサ装置では、隙間率が４５％であったが、本実施形態では、隙間率を１０％程度にまで低減できることが確認される。また、本発明者らの検討によれば、図２Ｃの工程を行った際に構成される隙間Ｓの一面１０ａの面方向に沿った長さが５～１００μｍ程度である場合、埋込部材構成部材３２０の厚さ等を適宜調整することにより、埋込部材３２で十分に隙間Ｓを埋め込むことができることを確認している。

【0041】

そして、このようなセンサ装置は、例えば、配線部を有するアルミナ等で構成される箱状のパッケージ内に収容され、センサ素子が配線部とボンディングワイヤ等を介して接合された電子装置として用いられる。この際、例えば、パッケージの内部に脱気材を配置し、パッケージの内部の圧力を１０Ｐａ以下になるように真空封止する場合がある。この際、センサ素子２０の固定部２１と被実装部材１０との間に大きな隙間Ｓが残存していると、隙間Ｓを起点に非対称な応力が固定部２１等に印加され、接合強度がばらついたり、接合強度が低下する可能性がある。しかしながら、本実施形態では、上記のように隙間Ｓを埋め込むように埋込部材３２を配置している。このため、固定部２１と被実装部材１０との接合強度がばらついたり、接合強度が低下することを抑制できる。

【0042】

また、パッケージ内部を真空封止する際、脱気材を活性化させるため、３６０～３８０℃程度の加熱処理を行う場合がある。この場合、本実施形態では、埋込部材３２の融点が４００℃程度とされている。このため、脱気材を活性化させるための処理を行う際に埋込部材３２が溶融することを抑制でき、固定された状態を維持することができる。また、埋込部材３２が溶融することを抑制できるため、溶融による液相拡散で過剰な合金層が形成されることを抑制できる。このため、固定部２１と被実装部材１０との接合強度がばらついたり、低下することをさらに抑制できる。

【0043】

つまり、本実施形態では、埋込部材３２は、接合部材３０を構成する処理が行われた後の後処理において、溶融することを抑制できる材料で構成されている。そして、本実施形態では、溶融埋込部材３２１と下地部材３３とを反応させることにより、このような埋込部材３２を構成している。このため、下地部材３３は、溶融埋込部材３２１と反応することで融点が高くなるように厚さや材料が選択されることが好ましい。

【0044】

以上説明した本実施形態によれば、焼結部材３１を形成した際に構成される隙間Ｓに埋込部材３２を配置している。このため、センサ素子２０と被実装部材１０との接合強度が低下することを抑制できる。

【0045】

また、被実装部材１０の一面１０ａ上および凹部１１の側面１１ｂ上に埋込部材構成部材３２０が繋がるように配置し、この埋込部材構成部材３２０を溶融させて、被実装部材１０の一面１０ａ上の溶融埋込部材３２１を隙間Ｓに引き込んでいる。この際、真空引きする処理は必要なく、表面張力および重力により、隙間Ｓを埋め込むように被実装部材１０の一面１０ａ上の溶融埋込部材３２１を凹部１１内に引き込むことができる。このため、製造工程が複雑になることを抑制できる。

【0046】

さらに、本実施形態では、被実装部材１０より溶融埋込部材３２１との濡れ性が高い下地部材３３を介して埋込部材構成部材３２０を配置している。このため、埋込部材構成部材３２０を溶融させて溶融埋込部材３２１を構成した際、隙間Ｓを埋め込むように被実装部材１０の一面１０ａ上の溶融埋込部材３２１を凹部１１内に引き込み易くできる。

【0047】

（１）本実施形態では、下地部材３３は、溶融埋込部材３２１と反応可能であり、溶融埋込部材３２１を固化した埋込部材３２が埋込部材構成部材３２０よりも融点が高くなる厚さおよび材料で構成されている。このため、接合部材３０を構成する処理が行われた後の後処理において、埋込部材３２が溶融し難くなり、接合強度がばらついたり、接合強度が低下することを抑制できる。

【0048】

（２）本実施形態では、被実装部材１０の一面１０ａ上に配置される下地部材３３および埋込部材３２は、下地部材３３を被覆するように、埋込部材３２が配置されている。このため、溶融埋込部材３２１を構成した際、被実装部材１０の一面１０ａ上に配置される溶融埋込部材３２１のうちの下地部材３３から突き出した部分は、濡れ易い下地部材３３側（すなわち、凹部１１側）に向かい易くなる。したがって、隙間Ｓを埋め込むように被実装部材１０の一面１０ａ上の溶融埋込部材３２１を凹部１１内に引き込み易くできる。

【0049】

（３）本実施形態では、溶融埋込部材３２１を構成する際には、不活性ガス雰囲気で熱処理を行うことが好ましい。これにより、焼結部材３１が酸化することを抑制できる。

【0050】

（４）本実施形態では、被実装部材１０の一面１０ａ上に配置される下地部材３３および埋込部材３２は、法線方向において、凹部１１と同心円状となるように配置されている。このため、溶融埋込部材３２１を構成した際、一面１０ａ上に配置されている溶融埋込部材３２１が均等に凹部１１内に引き込まれ易くなり、部分的に溶融埋込部材３２１の供給が過多となることを抑制できる。

【0051】

（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、被実装部材１０の一面１０ａに濡れ性低下部材を追加したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

【0052】

本実施形態のセンサ装置の製造方法では、図４に示されるように、図２Ａの工程にて被実装部材１０を用意する際、一面１０ａ側に、被実装部材１０よりも溶融埋込部材３２１との濡れ性が低い濡れ性低下部材４０が形成された被実装部材１０を用意する。なお、濡れ性低下部材４０は、例えば、酸化物、窒化物、酸化窒化物、およびフッ素系樹脂物の少なくとも１つを主成分とする材料で構成される。

【0053】

そして、この被実装部材１０に下地部材３３および埋込部材３２を配置し、上記図２Ｂ以降の工程を行う。なお、本実施形態では、被実装部材１０の一面１０ａ側に配置される下地部材３３は、濡れ性低下部材４０上に配置される。

【0054】

そして、図２Ｄの工程を行う際には、被実装部材１０より濡れ性の低い濡れ性低下部材４０が形成されているため、被実装部材１０の一面１０ａ上の溶融埋込部材３２１は、さらに凹部１１内に引き込まれ易くなる。すなわち、埋込部材構成部材３２０から溶融埋込部材３２１を構成した際、被実装部材１０の一面１０ａ側では、濡れ性低下部材４０により、濡れ性低下部材４０が形成されていない場合と比較して、溶融埋込部材３２１の接触角が大きくなる。つまり、溶融埋込部材３２１を構成した際、被実装部材１０の一面１０ａ上では、溶融埋込部材３２１が濡れ広がり難くなる。このため、被実装部材１０の一面１０ａ上の溶融埋込部材３２１は、さらに凹部１１の側面１１ｂ上に配置されている溶融埋込部材３２１によって凹部１１内に引き込まれ易くなる。

【0055】

以上説明した本実施形態によれば、焼結部材３１を構成した際に形成される隙間Ｓに埋込部材３２を配置しているため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0056】

（１）本実施形態では、被実装部材１０の一面１０ａに濡れ性低下部材４０を配置している。このため、埋込部材構成部材３２０から溶融埋込部材３２１を構成した際、被実装部材１０の一面１０ａ上の溶融埋込部材３２１を凹部１１内にさらに引き込み易くできる。

【0057】

（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、被実装部材１０の側面１１ｂおよび底面１１ａに拡散防止部材を追加したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

【0058】

本実施形態のセンサ装置の製造方法では、図５に示されるように、図２Ａの工程にて被実装部材１０を用意する際、側面１１ｂおよび底面１１ａに、被実装部材１０よりも溶融埋込部材３２１が拡散し難い拡散防止部材５０が配置された被実装部材１０を用意する。なお、拡散防止部材５０は、例えば、クロム、チタンナイトライド、窒化チタン等で構成される。

【0059】

そして、この被実装部材１０に下地部材３３および埋込部材３２を配置し、上記図２Ｂ以降の工程を行う。なお、本実施形態では、凹部１１の側面１１ｂおよび底面１１ａ上に配置される下地部材３３は、拡散防止部材５０上に配置される。

【0060】

そして、図２Ｄの工程を行う際には、拡散防止部材５０が配置されているため、溶融埋込部材３２１を構成した際、溶融埋込部材３２１が被実装部材１０に拡散することを抑制できる。したがって、溶融埋込部材３２１と被実装部材１０との合金化による脆化層が形成されたり、図２Ｅの工程における最終的な埋込部材３２の組成が変化することを抑制できる。

【0061】

以上説明した本実施形態によれば、焼結部材３１を構成した際に形成される隙間Ｓに埋込部材３２を配置しているため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0062】

（１）本実施形態では、凹部１１の側面１１ｂおよび底面１１ａに拡散防止部材５０を配置し、拡散防止部材５０上に下地部材３３を配置している。このため、埋込部材構成部材３２０から溶融埋込部材３２１を構成した際、溶融埋込部材３２１が被実装部材１０に拡散することを抑制できる。したがって、溶融埋込部材３２１と被実装部材１０との合金化による脆化層が形成されたり、最終的な埋込部材３２の組成が変化することを抑制できる。

【0063】

（第４実施形態）
第４実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、凹部１１の底面１１ａに貫通孔を形成したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

【0064】

本実施形態のセンサ装置の製造方法では、図６および図７に示されるように、図２Ａの工程にて被実装部材１０を用意する際、底面１１ａに、凹部１１内の空間と外部空間とを連通する貫通孔１２が形成された被実装部材１０を用意する。より詳しくは、図２Ｃの工程にて焼結部材３１を構成した際、隙間Ｓと外部空間とを連通する貫通孔１２が形成された被実装部材１０を用意する。本実施形態では、貫通孔１２は、凹部１１の底面１１ａと他面１０ｂとを貫通するように形成され、凹部１１の底面１１ａを中心として周方向に均等に離れた状態で３個形成される。なお、図６は、図７中のIV－IV線に沿った断面図である。

【0065】

そして、この被実装部材１０に下地部材３３および埋込部材３２を配置し、上記図２Ｂ以降の工程を行う。なお、貫通孔１２は、下地部材３３を配置した際に貫通孔１２が下地部材３３で埋め込まれない大きさとされる。また、貫通孔１２の形状や数は適宜変更可能である。

【0066】

そして、図２Ｄの工程を行う際には、貫通孔１２が形成されているため、隙間Ｓを埋込むように溶融埋込部材３２１が凹部１１内に引き込まれる際、隙間Ｓの空気が貫通孔１２から排出される。このため、埋込部材３２の内部にボイドが生成されることを抑制できる。

【0067】

以上説明した本実施形態によれば、焼結部材３１を構成した際に形成される隙間Ｓに埋込部材３２を配置しているため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0068】

（１）本実施形態では、凹部１１の底面１１ａに貫通孔１２が形成された状態で、隙間Ｓを埋め込むように溶融埋込部材３２１が凹部１１内に引き込まれる。このため、溶融埋込部材３２１が凹部１１内に引き込まれる際、隙間Ｓの空気が貫通孔１２から排出される。したがって、埋込部材３２の内部にボイドが生成されることを抑制でき、接合強度がばらついたり、接合強度が低下することを抑制できる。

【0069】

（第５実施形態）
第５実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、焼結部材３１を構成した際の隙間Ｓの形状を調整したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

【0070】

本実施形態のセンサ装置の製造方法では、図８Ａに示されるように、図２Ａの工程にて被実装部材１０を用意する際、側面１１ｂと一面１０ａとの成す角度θが鈍角とされた凹部１１が形成された被実装部材１０を用意する。言い換えると、開口部側から底面１１ａ側に向かって先細り形状となる凹部１１が形成された被実装部材１０を用意する。

【0071】

そして、この被実装部材１０に下地部材３３および埋込部材３２を配置し、上記図２Ｂ以降の工程を行う。

【0072】

図２Ｃの工程を行って焼結部材３１を構成する際には、焼結用材料３１０の体積が多い部分ほど収縮量が大きくなるため、焼結部材３１は、凹部１１の開口部側ほど収縮量が大きくなる。このため、図２Ｃの工程が終了した後では、図８Ｂに示されるように、焼結部材３１と埋込部材構成部材３２０（すなわち、凹部１１の側面１１ｂ）との間の隙間Ｓは、凹部１１の開口部側の方が凹部１１の底面１１ａ側より広くなる。つまり、被実装部材１０を用意する際には、焼結部材３１を構成した際、焼結部材３１と埋込部材構成部材３２０との間の隙間Ｓが、凹部１１の開口部側から凹部１１の底面１１ａ側に向かって細くなる被実装部材１０を用意するともいえる。

【0073】

その後、図２Ｄの工程を行い、一面１０ａ上に配置されている溶融埋込部材３２１を隙間Ｓが埋め込まれるように凹部１１内へ引き込む。この際、一面１０ａ上に配置されている溶融埋込部材３２１は、毛細管現象により、流路（すなわち、隙間Ｓ）が細いほど流れ込み易くなる。このため、隙間Ｓが凹部１１の開口部側から凹部１１の底面１１ａ側に向かって細くなるようにすることにより、溶融埋込部材３２１が凹部１１の底面１１ａ側まで引き込まれ易くなる。

【0074】

以上説明した本実施形態によれば、焼結部材３１を構成した際に形成される隙間Ｓに埋込部材３２を配置しているため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0075】

（１）本実施形態では、焼結部材３１を構成して隙間Ｓが構成される際、隙間Ｓが凹部１１の開口部側から底面１１ａ側に向かって細くなるようにしている。このため、溶融埋込部材３２１が隙間Ｓに引き込まれる際、毛細管現象により、溶融埋込部材３２１が凹部１１の底面１１ａ側まで引きまれ易くなる。したがって、凹部１１の底面１１ａ側に溶融埋込部材３２１が引き込まれないことでボイドが生成されることを抑制でき、さらに接合強度がばらついたり、低下することを抑制できる。

【0076】

（他の実施形態）
本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

【0077】

例えば、上記各実施形態において、凹部１１は、開口部が略矩形状とされていてもよいし、固定部２１は、角柱状とされていてもよい。そして、上記各実施形態において、センサ素子２０の構成は適宜変更可能であり、加速度センサや圧力センサ等であってもよい。

【0078】

また、上記各実施形態において、焼結用材料３１０は、銀ペーストではなく、銅粒子や金粒子が有機溶媒に混入されたものであってもよい。この場合、焼結部材３１は、銅や金で構成されるが、これらの材料も溶融埋込部材３２１との濡れ性が固定部２１よりも高い材料である。

【0079】

そして、上記各実施形態において、埋込部材構成部材３２０は、金とスズとの重量組成比が８０：２０でなくてもよく、重量組成比は適宜変更可能である。また、上記各実施形態において、埋込部材構成部材３２０は、金スズ系はんだではなく、鉛スズ系はんだや銀スズ系はんだ等で構成されていてもよい。

【0080】

さらに、上記各実施形態において、下地部材３３は、凹部１１の底面１１ａに配置されていなくてもよい。そして、下地部材３３は、金ではなく、スズ等で構成されていてもよい。また、下地部材３３は、溶融埋込部材３２１と反応することで融点を上昇させることが期待されるニッケル等の遷移金属で構成されていてもよい。さらに、下地部材３３は、溶融埋込部材３２１と反応し難い材料で構成されていてもよい。

【0081】

さらに、上記第５実施形態において、焼結部材３１を構成した際に隙間Ｓが凹部１１の開口部側から底面１１ａ側に向かって細くなるのであれば、詳細な構成は適宜変更可能である。例えば、被実装部材１０を用意する際、凹部１１の側面１１ｂと一面１０ａとの成す角度θを直角としつつ、埋込部材構成部材３２０の厚みが凹部１１の開口部側より底面１１ａ側の方が厚くなるようにすることにより、隙間Ｓが凹部１１の開口部側から底面１１ａ側に向かって細くなるようにしてもよい。

【0082】

そして、上記各実施形態を適宜組み合わせてもよい。例えば、上記第２実施形態を上記第３～第５実施形態に組み合わせ、濡れ性低下部材４０を配置するようにしてもよい。上記第３実施形態を上記第４、第５実施形態に組み合わせ、拡散防止部材５０を配置するようにしてもよい。上記第４実施形態を上記第５実施形態に組み合わせ、凹部１１の底面１１ａに貫通孔１２を形成するようにしてもよい。そして、上記各実施形態を組み合わせたもの同士をさらに組み合わせるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0083】

１０ 被実装部材
１０ａ 一面
１０ｂ 他面
１１ 凹部
１１ｂ 側面
２０ センサ素子
２１ 固定部
３１ 焼結部材
３２ 埋込部材
３３ 下地部材
３２０ 埋込部材構成部材
３２１ 溶融埋込部材
Ｓ 隙間

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図2E】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】