(57)【要約】【課題】外部の圧力を長期間にわたり正確に検出することが可能な圧力検出装置を提供すること。【解決手段】一方の主面に半導体素子３が搭載される搭載部１ｂを、他方の主面に静電容量形成用の第一電極７および第一電極７を取り囲む第一接合用メタライズ層８を有する絶縁基体と１、一方の主面に第一電極７に対向する第二電極９およびこの第二電極９に電気的に接続され、かつ第一接合用メタライズ層８にろう付けされた第二接合用メタライズ層１０を有し、絶縁基体の他方の主面との間に密閉空間を形成するように可撓な状態で絶縁基体１に接合された絶縁板２とから成る圧力検出装置用パッケージであって、絶縁板２はその一方の主面の外周部に高さが０．１ｍｍ以上の枠状の突起部２ａが形成され突起部上に第二接合用メタライズ層１０が被着形成されているとともに、第一電極の厚みが０．０５ｍｍ以上であり、第二電極の厚みが０．０１〜０．０５ｍｍである。【選択図】　図１
2004117172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部および表面に複数の配線導体を有するとともに一方の主面に半導体素子が搭載される搭載部を、他方の主面に前記配線導体の一つに電気的に接続された静電容量形成用の第一電極および該第一電極を取り囲み前記配線導体の他の一つに電気的に接続された枠状の第一接合用メタライズ層を有する絶縁基体と、一方の主面に前記第一電極に対向する静電容量形成用の第二電極および該第二電極に電気的に接続され、かつ前記第一接合用メタライズ層にろう付けされた枠状の第二接合用メタライズ層を有し、前記絶縁基体の前記他方の主面との間に密閉空間を形成するように可撓な状態で前記絶縁基体に接合された絶縁板とから成る圧力検出装置用パッケージであって、前記絶縁板はその一方の主面の外周部に高さが０．１ｍｍ以上の枠状の突起部を有するとともに該突起部上に前記第二接合用メタライズ層が被着形成されており、前記第一電極は厚みが０．０５ｍｍ以上であり、前記第二電極は厚みが０．０１〜０．０５ｍｍであることを特徴とする圧力検出装置用パッケージ
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力を検出するための圧力検出装置に使用される圧力検出装置用パッケージに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、圧力を検出するための圧力検出装置として静電容量型の圧力検出装置が知られている。この静電容量型の圧力検出装置は、例えば図３に断面図で示すように、セラミックス材料や樹脂材料から成る配線基板４１上に、静電容量型の感圧素子４２と、パッケージ４８に収容された演算用の半導体素子４９とを備えている（特許文献１参照）。
【０００３】
感圧素子４２は、例えばセラミックス材料等の電気絶縁材料から成り、上面中央部に静電容量形成用の一方の電極４３が被着された凹部を有する絶縁基体４４と、この絶縁基体４４の上面に絶縁基体４４との間に密閉空間を形成するようにして可撓な状態で接合され、下面に静電容量形成用の他方の電極４５が被着された絶縁板４６と、各静電容量形成用の電極４３・４５をそれぞれ外部に電気的に接続するための外部リード端子４７とから構成されており、外部の圧力に応じて絶縁板４６が撓むことにより各静電容量形成用の電極４３・４５間に形成される静電容量が変化する。そして、この静電容量の変化を演算用の半導体素子４９により演算処理することにより外部の圧力を検出することができる。
【０００４】
しかしながら、この従来の圧力検出装置によると、感圧素子４２と半導体素子４９とを配線基板４１上に個別に実装していることから、圧力検出装置が大型化してしまうとともに圧力検出用の電極４３・４５と半導体素子４９との間の配線が長いものとなり、この長い配線間に不要な静電容量が形成されるため感度が低いという問題点を有していた。
【０００５】
そこで、図２に示すように、一方の主面に半導体素子２３が搭載される搭載部を有する絶縁基体２１と、この絶縁基体２１の表面および内部に配設され、半導体素子２３の各電極が電気的に接続される複数の配線導体２５と、絶縁基体２１の他方の主面の中央部に被着され、配線導体２５の一つに電気的に接続された静電容量形成用の第一電極２７と、絶縁基体２１の他方の主面に、この主面の中央部との間に密閉空間を形成するように可撓な状態で接合された絶縁板２２と、この絶縁板２２の内側主面に第一電極２７と対向して被着され、配線導体２５の他の一つに電気的に接続された静電容量形成用の第二電極２９とを具備する圧力検出装置用パッケージを提案した。この圧力検出用パッケージによると、一方の主面に半導体素子２３が搭載される搭載部を有する絶縁基体２１の他方の主面に静電容量形成用の第一電極２７を設けるとともに、この第一電極２７に対向する静電容量形成用の第二電極２９を一方の面に有する絶縁板２２を、絶縁基体２１の他方の主面との間に密閉空間を形成するようにして可撓な状態で接合させたことから、半導体素子２３を収容するパッケージに感圧素子が一体に形成され、その結果、圧力検出装置を小型とすることができるとともに圧力検出用の電極と半導体素子２３とを接続する配線を短いものとして、これらの配線間に発生する不要な静電容量を小さなものとすることができる。なお、特許文献１の圧力検出装置用パッケージによると、例えば絶縁基体２１の他方の主面の外周部にセラミックスや金属から成る枠体を第一電極２７を取り囲むようにして設けておき、この枠体上に第一接合用メタライズ層２８を設け、第二電極２９の外周部を第二接合用メタライズ層３０として、第一接合用メタライズ層２８と第二接合用メタライズ層３０とを銀−銅ろう等のろう材３１を介してろう付けすることにより絶縁板２２が絶縁基体２１に接合されていた。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−３５６０６４号公報（第２頁、図３、図４）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載の圧力検出装置用パッケージによると、絶縁基体２１と絶縁板２２とを接合する銀−銅ろうから成るろう材３１は大きな応力により塑性変形を起こしやすいことから、絶縁板２２に外部の圧力が長期間にわたり大きく印加された場合、絶縁板２２が撓むことにより発生する応力が絶縁基体２１と絶縁板２２とを接合するろう材３１の内周縁部に大きく作用してろう材３１に塑性変形が発生してしまい、その結果、圧力の印加が解除されても絶縁板２２が元の位置に完全には戻らず、外部の圧力を正確に検出することができなくなってしまうという問題点を有していた。
【０００８】
本発明はかかる上述の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は外部の圧力を長期間にわたり正確に検出することが可能な圧力検出装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の圧力検出装置用パッケージは、内部および表面に複数の配線導体を有するとともに一方の主面に半導体素子が搭載される搭載部を、他方の主面に前記配線導体の一つに電気的に接続された静電容量形成用の第一電極およびこの第一電極を取り囲み前記配線導体の他の一つに電気的に接続された枠状の第一接合用メタライズ層を有する絶縁基体と、一方の主面に前記第一電極に対向する静電容量形成用の第二電極および該第二電極に電気的に接続され、かつ前記第一接合用メタライズ層にろう付けされた枠状の第二接合用メタライズ層を有し、前記絶縁基体の前記他方の主面との間に密閉空間を形成するように可撓な状態で前記絶縁基体に接合された絶縁板とから成る圧力検出装置用パッケージであって、前記絶縁板はその一方の主面の外周部に高さが０．１ｍｍ以上の枠状の突起部を有するとともにこの突起部上に前記第二接合用メタライズ層が被着形成されており、前記第一電極は厚みが０．０５ｍｍ以上であり、前記第二電極は厚みが０．０１〜０．０５ｍｍであることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の圧力検出装置用パッケージによれば、絶縁板はその一方の主面の外周部に高さが０．１ｍｍ以上の枠状の突起部を有するとともにこの突起部上に第二接合用メタライズ層が被着形成されており、第一電極は厚みが０．０５ｍｍ以上であり、第二電極は厚みが０．０１〜０．０５ｍｍであることから、絶縁板に外部の圧力が長時間にわたり大きく印加されたとしても絶縁板が撓むことにより発生する応力は、突起部の内周根元付近に大きく集中し、絶縁基体と絶縁板とを接合するろう材に大きく作用することはないとともに、突起部の高さによる第一電極と第二電極との間隔の拡大を、第一電極の厚みを０．０５ｍｍ以上に厚くすることによって縮小し、第一電極と第二電極との間隔を狭いものとして圧力検出の感度の高い圧力検出装置を提供することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を添付の図面を基に詳細に説明する。図１は、本発明の圧力検出装置用パッケージの実施の形態の一例を示す断面図であり、図中、１は絶縁基体、２は絶縁板、３は半導体素子である。
【００１２】
絶縁基体１は、酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体・ムライト質焼結体・炭化珪素質焼結体・窒化珪素質焼結体・ガラス−セラミックス等の電気絶縁材料から成る積層体であり、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウム・酸化珪素・酸化マグネシウム・酸化カルシウム等のセラミック原料粉末に適当な有機バインダ・溶剤・可塑剤・分散剤を添加混合して泥漿状となすとともにこれを従来周知のドクタブレード法を採用してシート状に成形することにより複数枚のセラミックグリーンシートを得、しかる後、これらのセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工・積層加工・切断加工を施すことにより絶縁基体１用の生セラミック成形体を得るとともにこの生セラミック成形体を約１６００℃の温度で焼成することにより製作される。
【００１３】
絶縁基体１は、その下面中央部に半導体素子３を収容するための凹部１ａが形成されており、それにより半導体素子３を収容する容器として機能する。そして、この凹部１ａの底面中央部が半導体素子３が搭載される搭載部１ｂとなっており、この搭載部１ｂに半導体素子３を搭載するとともに凹部１ａ内に例えばエポキシ樹脂等の樹脂製封止材４を充填することにより半導体素子３が封止される。なお、この例では半導体素子３は樹脂製封止材４を凹部１ａ内に充填することにより封止されるが、半導体素子３は絶縁基体１の下面に金属やセラミックスから成る蓋体を凹部１ａを塞ぐように接合させることにより封止されてもよい。
【００１４】
また、搭載部１ｂには半導体素子３の各電極と接続される複数の配線導体５が導出しており、この配線導体５と半導体素子３の各電極を半田バンプ６等の電気的接続手段を介して接続することにより半導体素子３の各電極と各配線導体５とが電気的に接続されるとともに半導体素子３が搭載部１ｂに固定される。なお、この例では、半導体素子３の電極と配線導体５とは半田バンプ６を介して接続されるが、半導体素子３の電極と配線導体５とはボンディングワイヤ等の他の種類の電気的接続手段により接続されてもよい。
【００１５】
配線導体５は、半導体素子３の各電極を外部電気回路および後述する第一電極７・第二電極９に電気的に接続するための導電路として機能し、その一部は絶縁基体１の外周下面に導出し、別の一部は第一電極７・第二電極９に電気的に接続されている。そして、半導体素子３の各電極をこれらの配線導体５に半田バンプ６等の電気的接続手段を介して電気的に接続するとともに半導体素子３を樹脂製封止材４で封止した後、配線導体５の絶縁基体１外周下面に導出した部位を外部電気回路基板の配線導体に半田等の導電性接合材を介して接合することにより、内部に収容する半導体素子３が外部電気回路に電気的に接続されることとなる。
【００１６】
このような配線導体５は、タングステンやモリブデン・銅・銀等の金属粉末メタライズから成り、タングステン等の金属粉末に適当な有機バインダ・溶剤・可塑剤・分散剤等を添加混合して得たメタライズペーストを従来周知のスクリーン印刷法を採用して絶縁基体１用のセラミックグリーンシートに所定のパターンに印刷塗布し、これを絶縁基体１用の生セラミック成形体とともに焼成することによって絶縁基体１の内部および表面に所定のパターンに形成される。なお、配線導体５の表面には、配線導体５が酸化腐食するのを防止するとともに配線導体５と半田等との接合を良好なものとするために、通常であれば、厚みが１〜１０μｍ程度のニッケルめっき層と厚みが０．１〜３μｍ程度の金めっき層とが順次被着されている。
【００１７】
また、絶縁基体１は後述する第一接合用メタライズ層８で取り囲まれた上面中央部に静電容量形成用の第一電極７が被着されている。この第一電極７は、後述する第二電極９とともに感圧素子用の静電容量を形成するためのものであり、例えば略円形のパターンに形成されている。このとき、第一電極７は絶縁基体１の上面中央部に０．０５ｍｍ以上の厚みに被着されていることから、後述するように絶縁板２の下面外周部に高さが０．１ｍｍ以上の枠部２ａを設けたとしても第二電極９との間隔を狭いものとすることができ、それによって圧力検出の感度を高いものとすることが可能となる。そして、この第一電極７には配線導体５の一つ５ａが接続されており、それによりこの配線導体５ａに半導体素子３の電極を半田バンプ６等の電気的接続手段を介して接続すると半導体素子３の電極と第一電極７とが電気的に接続されるようになっている。
【００１８】
このような第一電極７は、タングステンやモリブデン・銅・銀等の金属粉末メタライズから成り、タングステン等の金属粉末に適当な有機バインダ・溶剤・可塑剤・分散剤を添加混合して得たメタライズペーストを従来周知のスクリーン印刷法を採用して絶縁基体１用のセラミックグリーンシートに印刷塗布し、これを絶縁基体１用の生セラミック成形体とともに焼成することによって絶縁基体１の上面中央部に所定のパターンに形成される。なお、第一電極７の表面には、第一電極７が酸化腐食するのを防止するために、通常であれば、厚みが１〜１０μｍ程度のニッケルめっき層が被着されている。
【００１９】
また、絶縁基体１の上面外周部には第一電極７を取り囲む略円形や略八角形の枠状の第一接合用メタライズ層８が被着されている。第一接合用メタライズ層８は、絶縁基体１に絶縁板２を接合するための下地金属として機能し、この第一接合用メタライズ層８には下面に第二電極９およびこの第二電極９に電気的に接続された第二接合用メタライズ層１０を有する絶縁板２が第二接合用メタライズ層１０と第一接合用メタライズ層８とを銀−銅ろう等のろう材１１を介してろう付けすることにより絶縁基体１との間に密閉空間を形成するようにして接合されている。
【００２０】
この第一接合用メタライズ層８には配線導体５の一つ５ｂが接続されており、それによりこの配線導体５ｂに半導体素子３の電極を半田バンプ６等の電気的接続手段を介して電気的に接続すると、半導体素子３の電極と第二電極９とが電気的に接続されるようになっている。
【００２１】
この第一接合用メタライズ層８はタングステンやモリブデン・銅・銀等の金属粉末メタライズから成り、タングステン等の金属粉末に適当な有機バインダ・溶剤・可塑剤・分散剤を添加混合して得たメタライズペーストを従来周知のスクリーン印刷法を採用して絶縁基体１用のセラミックグリーンシートに印刷塗布し、これを絶縁基体１用の生セラミック成形体とともに焼成することによって絶縁基体１の上面外周部に枠状の所定のパターンに形成される。
【００２２】
なお、第一接合用メタライズ層８の表面には、第一接合用メタライズ層８が酸化腐食するのを防止するとともに、第一接合用メタライズ層８とろう材１１との接合を強固なものとするために、通常であれば、厚みが１〜１０μｍ程度のニッケルめっき層が被着されている。
【００２３】
また、絶縁基体１の上面に接合された絶縁板２は、酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体・ムライト質焼結体・窒化珪素質焼結体・炭化珪素質焼結体・ガラス−セラミックス等のセラミックス材料から成る略四角または略八角あるいは円形等の略平板であり、その下面外周部に高さが０．１ｍｍ以上の枠状の突起部２ａを有している。そして突起部２ａで囲まれた中央部が外部の圧力に応じて絶縁基体１側に撓むいわゆる圧力検出用のダイアフラムとして機能する。
【００２４】
なお、絶縁板２は、その中央部の厚みが０．０１ｍｍ未満では、その機械的強度が小さいものとなってしまうため、これに大きな外部圧力が印加された場合に破壊されてしまう危険性が大きなものとなり、他方、５ｍｍを超えると、小さな圧力では撓みにくくなり、圧力検出用のダイアフラムとしては不適となってしまう。したがって、絶縁板２の厚みは０．０１〜５ｍｍの範囲が好ましい。また、突起部２ａの高さは後述するように、絶縁基体１と絶縁板２とを接合するろう材１１の塑性変形を防止するために０．１ｍｍ以上となっている。突起部の高さが０．１ｍｍ未満の場合、絶縁板２の中央部が外部の圧力により大きく撓んだ際に、その撓みにより発生する応力が突起部２ａの内周縁部を介してろう材１１の内周縁部に大きく作用してしまい、ろう材１１に塑性変形が発生してしまう危険性が高くなる。したがって、突起部２ａの高さは０．１ｍｍ以上に特定される。ただし、突起部２ａの高さが５ｍｍを超える場合、そのような高さの突起部２ａを形成するためにパッケージの厚みが厚くなりすぎてしまう傾向にある。したがって、突起部２ａの高さは０．１〜５ｍｍの範囲が好ましい。
【００２５】
このような絶縁板２は、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウム・酸化珪素・酸化マグネシウム・酸化カルシウム等のセラミック原料粉末に適当な有機バインダ・溶剤・可塑剤・分散剤を添加混合して泥漿状となすとともにこれを従来周知のドクタブレード法を採用してシート状に成形することにより絶縁板２用のセラミックグリーンシートを得、しかる後、このセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工や積層加工・切断加工を施すことにより絶縁板２用の生セラミック成形体を得るとともに、この生セラミック成形体を約１６００℃の温度で焼成することにより製作される。
【００２６】
また、絶縁板２の下面にはその中央部に第一電極と対向する静電容量形成用の第二電極９が被着されている。この第二電極９は、前述の第一電極７とともに感圧素子用の静電容量を形成するためのものであり、例えば略円形のパターンに形成されている。このとき、第二電極９は絶縁板２の下面中央部に０．０１〜０．０５ｍｍの厚みに被着されていることから、絶縁板２の下面外周部に高さが０．１ｍｍ以上の枠部２ａを設けたとしても第一電極７との間隔を狭いものとすることができ、それによって圧力検出の感度を高いものとすることが可能となる。
【００２７】
このような第二電極９は、タングステンやモリブデン・銅・銀等の金属粉末メタライズから成り、タングステン等の金属粉末に適当な有機バインダ・溶剤・可塑剤・分散剤を添加混合して得たメタライズペーストを従来周知のスクリーン印刷法を採用して絶縁板２用のセラミックグリーンシートに印刷塗布し、これを絶縁板２用の生セラミック成形体とともに焼成することによって絶縁板２の下面中央部に所定のパターンに形成される。なお、第二電極９の表面には、第二電極９が酸化腐食するのを防止するために、通常であれば、厚みが１〜１０μｍ程度のニッケルめっき層が被着されている。
【００２８】
また、絶縁板２の突起部２ａ下面には第二電極９に電気的に接続された略円形や略八角形の枠状の第二接合用メタライズ層が被着されている。この第二接合用メタライズ層１０は、絶縁板２を絶縁基体１に接合用下地金属層として機能し、第二接合用メタライズ層１０と第一接合用メタライズ層８とを銀−銅ろう等のろう材１１を介してろう付けすることにより絶縁基体１と絶縁板２とが接合されるとともに第一接合用メタライズ層８と第二接合用メタライズ層１０とが電気的に接続される。
【００２９】
このとき、第一電極７と第二電極９とは、絶縁基体１と絶縁板２との間に形成された空間を挟んで対向しており、これらの間には、第一電極７や第二電極９の面積および第一電極７と第二電極９との間隔に応じて所定の静電容量が形成される。そして、絶縁板２の上面に外部の圧力が印加されると、その圧力に応じて絶縁板２が絶縁基体１側に撓んで第一電極７と第二電極９との間隔が変わり、それにより第一電極７と第二電極９との間の静電容量が変化するので、外部の圧力の変化を静電容量の変化として感知する感圧素子として機能する。そして、この静電容量の変化を凹部１ａ内に収容した半導体素子３に配線導体５ａ・５ｂを介して伝達し、これを半導体素子３で演算処理することによって外部の圧力の大きさを知ることができる。
【００３０】
さらにこのとき、第二接合用メタライズ層１０は高さが０．１ｍｍ以上ある突起部２ａの下面に被着されていることから、絶縁板２の中央部が外部の圧力により大きく撓んだとしても、その撓みにより発生する応力は、突起部２ａの内周の根元付近に大きく集中し、ろう材１１の内周縁部に大きく作用することはない。したがって、本発明の圧力検出装置用パッケージによれば、絶縁板２に外部の圧力が長期間にわたり大きく印加されたとしてもろう材１１に塑性変形が発生することはなく、外部の圧力を長期間にわたり正確に検出することが可能な圧力検出装置を提供することができる。さらに、第一電極の厚みが０．０５ｍｍ以上であり、第二電極の厚みが０．０１〜０．０５ｍｍであることにより、たとえ枠部２ａの高さが０．１ｍｍ以上あったとしても第一電極７と第二電極９との間隔を狭いものとすることができ、それにより感度の高い圧力検出装置を提供することができる。
【００３１】
ここで、第一電極７の厚みが０．０５ｍｍ未満の場合、第一電極７と第二電極９との間隔を狭いものとする効果が小さくなる。したがって第一電極７の厚みは０．０５ｍｍ以上であることが好ましい。なお、第一電極７の厚みが０．１ｍｍを超えると、セラミックグリーンシートに第一電極７となるパターンを印刷する工程が煩雑となる傾向があるので、第一電極７は、その厚みを０．１ｍｍ以下とすることが好ましい。また、第二電極は、その厚みが０．０１ｍｍ未満では、印刷の際にパターンがかすれてしまい不適である。他方、０．０５ｍｍを超えると絶縁板となるセラミックグリーンシートの厚みが薄いため印刷の際にシートの変形が発生しやすく、印刷する工程も煩雑となる傾向がある。したがって、第二電極の厚みは０．０１〜０．０５ｍｍの範囲に特定される。
【００３２】
このような第二接合用メタライズ層１０は、タングステンやモリブデン・銅・銀等の金属粉末メタライズから成り、タングステン等の金属粉末に適当な有機バインダー・溶剤・可塑剤・分散剤を添加混合して得たメタライズペーストを従来周知のスクリーン印刷法を採用して絶縁板２用のセラミックグリーンシートに印刷塗布し、これを絶縁板２用の生セラミック成形体とともに焼成することによって絶縁板２の突起部２ａ下面に所定のパターンに形成される。
【００３３】
なお、第二接合用メタライズ層１０の表面には、第二接合用メタライズ層１０が酸化腐食するのを防止するとともに第二接合用メタライズ層１０とろう材１１との接合を良好とするために、通常であれば、厚みが１〜１０μｍ程度のニッケルめっき層が被着されている。
【００３４】
また、絶縁基体１に絶縁板２を接合するには、第一接合用メタライズ層８および第二接合用メタライズ層１０の表面に予め１〜１０μｍ程度の厚みのニッケルめっき層をそれぞれ被着させておくとともに、第一接合用メタライズ層８および第二接合用メタライズ層１０との間に厚みが１０〜２００μｍ程度の銀−銅ろうから成るろう材箔を挟んで絶縁基体１と絶縁板２とを重ね合わせ、これらを還元雰囲気中、約８５０℃の温度に加熱してろう材箔を溶融させて第一接合用メタライズ層８および第二接合用メタライズ層１０とをろう付けする方法が採用される。
【００３５】
このように、本発明の圧力検出装置用パッケージによれば、一方の主面に半導体素子３が搭載される絶縁基体１の他方の主面に、静電容量形成用の第一電極７を設けるとともにこの第一電極７に対向する静電容量形成用の第二電極９を内側面に有する絶縁板２を絶縁基体１との間に密閉空間を形成するように可撓な状態で接合させたことから、半導体素子３を収容する容器と感圧素子とが一体となり、その結果、圧力検出装置を小型化することができる。また、静電容量形成用の第一電極７および第二電極９を、絶縁基体１に設けた配線導体５ａ・５ｂを介して半導体素子３に接続することから、第一電極７および第二電極９を短い距離で半導体素子３に接続することができ、その結果、これらの配線導体５ａ・５ｂ間に発生する不要な静電容量を小さなものとして感度の高い圧力検出装置を提供することができる。
【００３６】
かくして、上述の圧力検出装置用パッケージによれば、搭載部１ｂに半導体素子３を搭載するとともに半導体素子３の各電極と配線導体５とを、電気的に接続し、しかる後、半導体素子３を封止することによって小型でかつ感度が高い圧力検出装置となる。
【００３７】
なお、本発明は、上述の実施の形態の一例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能であることはいうまでもない。
【００３８】
【実施例】
本発明の圧力検出装置用パッケージの実施例を以下に説明する。図１の断面図で示すようなパッケージに直径が７．０ｍｍの第一電極７および第二電極９を被着形成するとともに、第一電極７の厚みおよび第二電極９の厚みをそれぞれ割振りして絶縁板２下面外周部の枠部２ａの高さを決定した、表１に示す種々の評価用サンプルを作成した。これらについて、絶縁板２の上部へ１８００ＫＰａの圧力を印加し、その圧力による絶縁板２の欠けおよび割れの発生について評価し、その評価結果を表１に示した。なお、評価用サンプルを作成する際、外部からの圧力の変化を第一電極７と第二電極９の間の静電容量の変化で測定するため、測定結果が感度よく正確な値となるように絶縁板２の上部へ圧力が印加される前の一気圧（１０１ＫＰａ）の状態で第一電極と第２電極との間隔は０．０４ｍｍに一定となるように絶縁基体１と枠部２ａとを銀−銅ろう材を介して正確に接合した。それによって圧力検出の感度を高いものとした。また、圧力を印加した際に第一電極７と第二電極９との短絡を防止するため両電極の隙間は０．０１ｍｍは必要であり、そのことを考慮して枠部２ａの高さを決定した。
【００３９】
【表１】
2004117172.tif 000003
【００４０】
表１より、枠部２ａの高さが０．１ｍｍ以上となると、絶縁板２の上部に圧力が印加された後で欠けおよび割れの発生はみられなかった。また、第二電極９の厚みを０．０１ｍｍとした場合には、第一電極７の厚みは０．０５ｍｍ以上とすることが好ましいことが判る。このことは、測定結果が感度よく正確な値となるように絶縁板２の上部へ圧力が印加される前の一気圧（１０１ＫＰａ）の状態および１８００ＫＰａの圧力を印加した際に測定される静電容量を略均一となるように設定しているため、枠部２ａの高さに対して、第一電極７に最低必要な厚みとなる。判定は絶縁板に欠けおよび割れがないものを〇、欠けおよび割れのあるものを×とした。
【００４１】
なお、試料Ｎｏ．３，７，１０，１１，１２では欠けおよび割れは発生しなかったが、試料Ｎｏ．３は、第二電極の厚みが０．００５ｍｍと薄く、第二電極の印刷時にかすれが発生し易いという理由で、試料Ｎｏ．７は、第二電極の厚みよりも第一電極の厚みのほうが薄くなっており、電極印刷の際には第一電極の厚みを第二電極の厚みよりも常に厚く印刷したほうが絶縁板の変形を抑制できるという理由で、さらに試料Ｎｏ．１０〜１２は、第二電極の厚みが０．０６０ｍｍと厚く、第二電極印刷時に絶縁板となるグリーンシートが変形しやすくなるという理由で、本発明の請求範囲外とした。
【００４２】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の圧力検出装置用パッケージによれば、一方の主面に半導体素子が搭載される搭載部を有する絶縁基体の他方の主面の中央部に静電容量形成用の第一電極を設けるとともに、この第一電極に対向する静電容量形成用の第二電極を有する絶縁板を、絶縁基体との密閉空間を形成するようにして可撓な状態で接合させたことから、半導体素子を収容するパッケージに感圧素子が一体に形成され、その結果、圧力検出装置を小型とすることができるとともに圧力検出用の電極と半導体素子とを接続する配線を短いものとして、これらの配線間に発生する不要な静電容量を小さなものとすることができる。また、絶縁板はその一方の主面の外周部に高さが０．１ｍｍ以上の枠状の突起部を有するとともにこの突起部上に第二接合用メタライズ層が被着形成されていることから、絶縁板に外部の圧力が長期間にわたり大きく印加されたとしても、絶縁板が撓むことにより発生する応力は、突起部の内周根元付近に大きく集中し、絶縁基体と絶縁板とを接合するろう材に大きく作用することはない。したがって、絶縁板に外部の圧力が長期間にわたり大きく印加されたとしてもろう材に塑性変形が発生することはなく、外部の圧力を長期間にわたり正確に検出することが可能な圧力検出装置を提供することができる。さらに、第一電極の厚みを０．０５ｍｍ以上したことから、絶縁板の下面外周部に高さが０．１ｍｍ以上の突起部を設けたとしても、第一電極と第二電極との間隔を狭いものとして感度の高い圧力検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧力検出装置用パッケージの実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】従来の圧力検出装置用パッケージを示す断面図である。
【図３】従来の圧力検出装置用パッケージを示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・絶縁基体
２・・・・・絶縁板
２ａ・・・・突起部
３・・・・・半導体素子
７・・・・・第一電極
８・・・・・第一接合用メタライズ層
９・・・・・第二電極
１０・・・・・第二接合用メタライズ層
１１・・・・・ろう材
【図１】
2004117172.tif 000004
【図２】
2004117172.tif 000005
【図３】
2004117172.tif 000006