(57)【要約】  【課題】  小型で、かつ外部の圧力を検出する感度が高く、外部の圧力を長期間にわたって正確に検出することができる圧力検出装置用のパッケージを提供すること。  【解決手段】  圧力検出装置用パッケージは、一方の主面に半導体素子３の搭載部１ｂを有する絶縁基体１と、絶縁基体１の表面および内部に配設され、半導体素子３が電気的に接続される配線導体５と、絶縁基体１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、密閉空間内の絶縁基体１の他方の主面に被着され、配線導体５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７と、絶縁板２の内側の主面に第一電極７と対向するように被着され、配線導体５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９とを具備しており、絶縁板２は、密閉空間側の主面に凹部が形成されており、凹部の底板部２ｂと内側面との間が凹んだ曲面とされている。【選択図】  図１
2005156433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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と、該絶縁基体の表面および内部に配設され、前記半導体素子の各電極が電気的に接続される複数の配線導体と、前記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前記絶縁基体に接合された絶縁板と、前記密閉空間内の前記絶縁基体の前記他方の主面に被着され、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と、前記絶縁板の内側の主面に前記第一電極と対向するように被着され、前記配線導体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とを具備する圧力検出装置用パッケージであって、前記絶縁板は、前記密閉空間側の主面に凹部が形成されており、該凹部の底板部と内側面との間が凹んだ曲面とされていることを特徴とする圧力検出装置用パッケージ。
【請求項２】
前記絶縁板は、セラミックスから成り、前記底板部の結晶粒の密度が前記凹部の周囲の結晶粒の密度よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の圧力検出装置用パッケージ。
【請求項３】
請求項２記載の圧力検出装置用パッケージの製造方法であって、前記絶縁板と成るセラミックグリーンシートをプレス加工して該セラミックグリーンシートに前記凹部を形成する工程を具備していることを特徴とする圧力検出装置用パッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、図５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３１上に、静電容量型の感圧素子３２と、圧力検出装置用パッケージ３８に収容された演算用の半導体素子３９とを備えている。
【０００３】
そして、感圧素子３２は、例えばセラミック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３３が被着された凹部を有する絶縁基体３４と、この絶縁基体３４の上面に絶縁基体３４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３５が被着された絶縁板３６と、各静電容量形成用の電極３３，３５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３７とから構成されており、外部の圧力に応じて絶縁板３６が撓むことにより各静電容量形成用の電極３３，３５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３９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３２と半導体素子３９とを配線基板３１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するとともに圧力検出用の電極３３，３５と半導体素子３９との間の配線導体が長いものとなり、この長い配線導体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４に断面図で示すような、一方の主面に半導体素子２３が搭載される搭載部２１ｂ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の一つである配線導体２５ａ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の他の一つである配線導体２５ｂ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が提案されている（下記の特許文献１参照）。
【０００６】
こ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２３が搭載される搭載部２１ｂ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を内側面に有する絶縁板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を収容する圧力検出装置用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とを接続する配線導体５を短いものとして、これらの配線導体５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というものである。
【０００７】
従来、これらの圧力検出装置用パッケージの第一電極２７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２１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２１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２１の上面中央部に所定のパターンに形成される。
【０００８】
また、第二電極２９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２２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２２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２２の所定のパターンに形成される。
【０００９】
また、第一電極２７と第二電極２９とを静電容量形成用とするためには、第一電極２７と第二電極２９との間に一定の領域を形成する必要があるため、絶縁基体２１または絶縁板２２の外周部に枠状の突起部２２ａを形成することで、絶縁基体２１と絶縁板２２との間に静電容量形成用の密閉空間を形成させていた。
【００１０】
このような突起部２２ａを有する絶縁板２を形成する方法として、従来、密閉空間を形成するための貫通穴を打ち抜き加工法等で形成した突起部２２ａ用のセラミックグリーンシートと、第二電極２９が形成された可撓部２２ｂ用のセラミックグリーンシートとを積層することにより、絶縁板２用のグリーンシートを形成することで行われていた。
【特許文献１】特開２００１−３５６０６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来の圧力検出装置用パッケージによると、外部の圧力を受けて絶縁板２２の可撓部２２ｂが撓んだ時に、突起部２２ａと可撓部２２ｂとの角部に、撓みによって発生する応力が集中しやすくなるため、絶縁板１２にクラック等が発生しやすくなる。このため、絶縁板２２に大きな外部圧力が印加された状態で、振動等の衝撃が長期間にわたり印加されると、突起部２２ａと可撓部２２ｂとの角部にクラックが発生してしまい、外部の圧力を長期間にわたり正確に検出することが困難となるという問題点を有していた。
【００１２】
また、突起部２２ａ用のセラミックグリーンシートと、可撓部２２ｂ用のセラミックグリーンシートとを積層する際に、可撓部２２ｂ用のセラミックグリーンシートが突起部１２ａの密閉空間を形成する貫通孔側に撓みやすいという問題点を有していた。
【００１３】
特に、外部の圧力を感度良く検出するために、絶縁板２の可撓部２２ｂの厚みを薄くすると、上述のような影響が顕著に発生しやすいという問題点を有していた。
【００１４】
また、絶縁板２２は、突起部２２ａ用のセラミックグリーンシートと第二電極９が形成された可撓部用２２ｂのセラミックグリーンシートとの少なくとも２層のセラミックグリーンシートにより形成されるので、突起部１２を薄いものとして形成しにくいため、第一電極２７と第二電極２９との間を小さくして感度の高いものとするのが困難であるという問題点を有していた。
【００１５】
従って、本発明はかかる従来の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、小型で、かつ外部の圧力を検出する感度が高く、外部の圧力を長期間にわたって正確に検出することができる圧力検出装置用のパッケージを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の圧力検出装置用パッケージは、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と、該絶縁基体の表面および内部に配設され、前記半導体素子の各電極が電気的に接続される複数の配線導体と、前記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前記絶縁基体に接合された絶縁板と、前記密閉空間内の前記絶縁基体の前記他方の主面に被着され、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と、前記絶縁板の内側の主面に前記第一電極と対向するように被着され、前記配線導体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とを具備する圧力検出装置用パッケージであって、前記絶縁板は、前記密閉空間側の主面に凹部が形成されており、該凹部の底板部と内側面との間が凹んだ曲面とされていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の圧力検出装置用パッケージはにおいて、好ましくは、前記絶縁板は、セラミックスから成り、前記底板部の結晶粒の密度が前記凹部の周囲の結晶粒の密度よりも大きいことを特徴とする。
【００１８】
本発明の圧力検出装置用パッケージの製造方法は、上記本発明の圧力検出装置用パッケージの製造方法であって、前記絶縁板と成るセラミックグリーンシートをプレス加工して該セラミックグリーンシートに前記凹部を形成する工程を具備していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の圧力検出装置用パッケージによれば、絶縁板は、密閉空間側の主面に凹部が形成されており、凹部の底板部と内側面との間が凹んだ曲面とされていることから、凹部の底板部が撓んだ際に、凹部の底板部と内側面との間の角部に加わる応力を有効に分散して大きく応力が集中するのを有効に防止し、絶縁板に大きな外部圧力が加えられた状態で振動等の衝撃が長期間にわたって加えられても、凹部の底板部と内側面との間の角部にクラックが発生するのを有効に防止することができる。従って、外部の圧力を長期間にわたり正確に検出することができる圧力検出装置用パッケージを提供することができる。
【００２０】
本発明の圧力検出装置用パッケージによれば、絶縁板は、セラミックスから成り、凹部の底板部の結晶粒の密度が凹部の周囲の結晶粒の密度よりも大きいことから、絶縁板の底板部の強度が向上し、クラックが発生するのをより有効に防止することができ、より高い圧力雰囲気の元に使用される圧力装置検出装置用パッケージとして使用できるようになる。さらに、急激な圧力変化が起こった際、絶縁板に急激な応力が発生することによるクラックが発生するのを有効に防止することができる。
【００２１】
また、凹部の底板部の硬度を高くすることができ、圧力検出装置用パッケージを作製中に凹部の底板部が変形したりするのを防止し、第一電極と第二電極とで形成される静電容量がばらつくのを抑制することができる
さらに、底板部の充分な強度を保持しながら底板部を薄くすることができ、外部の圧力を感度良く検出することができるようになる。また、微小な圧力変化に対して、底板部のうねり等の変形や撓み後の振動等による圧力変化の検出のばらつきを抑え、精度の高いものとすることができる。
【００２２】
本発明の圧力検出装置用パッケージの製造方法によれば、絶縁板と成るセラミックグリーンシートをプレス加工してセラミックグリーンシートに凹部を形成する工程を具備していることから、絶縁板に、底板部と内側面との間が凹んだ曲面とされた凹部をきわめて容易に精度良く形成することができるとともに、単層のセラミックグリーンシートからきわめて容易に底板部の結晶粒の密度を凹部の周囲よりも高くすることができる。その結果、凹部の底板部の外周部から凹部の周囲にかけて傾斜的に結晶粒の密度が変化し、結晶粒の高密度部と低密度部との熱膨張差による応力が良好に分散され、絶縁板にクラックが生じるのを有効に防止できる。
【００２３】
また、底板部の密度のばらつきを抑制し、圧力が印加された際の底板部の撓みのばらつきを抑えることができるので、外部の圧力を感度良く検出することができるようになる。
【００２４】
また、プレス加工により、凹部の底板部に圧力を加えながら凹部を形成するので、絶縁板の凹部の底板部が撓むことがないとともに、単層のセラミックグリーンシートから絶縁板を形成することができるので、凹部の周囲を薄いものとして形成しやすく、第一電極と第二電極との間隔を小さいものとし、感度の高いものとすることができる圧力検出装置用パッケージを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、本発明の圧力検出装置用パッケージを添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００２６】
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、１は絶縁基体、２は絶縁板、３は半導体素子、７は第一電極、９は第二電極である。
【００２７】
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ー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。
【００２８】
絶縁基体１は、その一方の主面（図１では下面）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、こ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内において例えばエポキシ樹脂等の樹脂製封止材４により半導体素子３を覆うことにより半導体素子３が封止される。
【００２９】
なお、この例では半導体素子３は樹脂製封止材４によって半導体素子３を覆うことにより封止されるが、半導体素子３は絶縁基体１の一方の主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。
【００３０】
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が導出されており、この配線導体５と半導体素子３の各電極を半田バンプ等の導電性材料から成る導電性接合材６を介して接合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とは半田バンプを介して接続されるとしたが、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電気的接続手段により接続されてもよい。
【００３１】
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の一方の主面外周部に導出され、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に半田バンプ等の導電性接合材６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の一方の主面外周部に導出した部位を外部電気回路基板の配線導体（図示せず）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。
【００３２】
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の露出表面には、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と半田等の導電性接合材６との接合を良好なものとするために、厚みが１〜10μｍ程度のニッケルメッキ層と厚みが0.1〜３μｍ程度の金メッキ層とが順次被着されていることが好ましい。
【００３３】
また、絶縁基体１の他方の主面（図１では上面）中央部には、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、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、例えば円形状のパターンに形成されている。そして、この第一電極７には配線導体５の一部である配線導体５ａが電気的に接続されており、この配線導体５ａに半導体素子３の電極を半田バンプ等の導電性接合材６を介して接続することにより半導体素子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。
【００３４】
このような第一電極７は、厚みが１０〜５０μｍ程度の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。
【００３５】
また、絶縁基体１の上面外周部には、その全周にわたり枠状の第一接合用メタライズ層８が被着されており、この第一接合用メタライズ層８が、後述する下面に第二電極９を有する絶縁板２の下面の凹部の周囲の下面に形成された第二接合用メタライズ層１０に銀―銅ろう材等のろう材を介して接合されることにより、絶縁基体１との間に密閉空間が形成される。
【００３６】
この第一接合用メタライズ層８にはメタライズ配線導体５の一つである配線導体５ｂが接続されており、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。
【００３７】
このような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。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。
【００３８】
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・ガラス−セラミックス等のセラミックス材料から成る四角形状、八角形状あるいは円形状等の平板状であり、その中央部に深さが０．０１〜５ｍｍの凹部を有している。すなわち、絶縁板２は、下面の外周部に高さが０．０１〜５ｍｍの枠状の突起部２ａを有している。そして、凹部の底板部２ｂ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。
【００３９】
なお、絶縁板２は、凹部の底板部２ｂ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りやすいため、これに大きな外部圧力が加わった場合に破壊されやすくなる。他方、底板部２ｂの厚みが５ｍｍを超えると、底板部２ｂが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の精度が低下しやすくなる。したがって、絶縁板２の凹部の底板部２ｂの厚みは０．０１〜５ｍｍの範囲が好ましい。
【００４０】
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。
【００４１】
また、絶縁板２の下面にはその凹部の底面に第一電極７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、例えば円形状のパターンに形成されている。
【００４２】
このような第二電極９は、厚みが１０〜５０μｍ程度の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、厚みが１〜１０μｍ程度のニッケルめっき層が被着されているのがよい。
【００４３】
また、絶縁板２の突起部２ａの下面には第二電極９に電気的に接続された円形状や八角形状の枠状の第二接合用メタライズ層１０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に接合するための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に第一接合用メタライズ層８が銀−銅ろう等のろう材を介して接合され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。
【００４４】
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密閉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加わると、その圧力に応じて絶縁板２の凹部の底板部２ｂ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にメタライズ配線導体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。
【００４５】
このような第二接合用メタライズ層１０は、厚みが１０〜５０μｍ程度の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の突起部２ａ下面に所定のパターンに形成される。
【００４６】
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とろう材との接合を良好とするために、厚みが１〜１０μｍ程度のニッケルめっき層が被着されているのがよい。
【００４７】
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と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−銅ろう等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と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。
【００４８】
そして、本発明の絶縁板２は、密閉空間側の主面に凹部が形成されており、凹部の底板部２ｂと内側面との間が凹んだ曲面とされていることから、凹部の底板部２ｂが撓んだ際に、凹部の底板部２ｂと内側面との間の角部に加わる応力を有効に分散して大きく応力が集中するのを有効に防止し、絶縁板２に大きな外部圧力が加えられた状態で振動等の衝撃が長期間にわたって加えられても、凹部の底板部２ｂと内側面との間の角部にクラックが発生するのを有効に防止することができる。従って、外部の圧力を長期間にわたり正確に検出することができる圧力検出装置用パッケージを提供することができる。
【００４９】
また、好ましくは、絶縁板２は、セラミックスから成り、凹部の底板部２ｂの結晶粒の密度が凹部の周囲の結晶粒の密度よりも大きくなっているのがよい。これにより、絶縁板２の底板部の強度が向上し、クラックが発生するのをより有効に防止することができ、より高い圧力雰囲気の元に使用される圧力装置検出装置用パッケージとして使用できるようになる。さらに、急激な圧力変化が起こった際、絶縁板２に急激な応力が発生することによるクラックが発生するのを有効に防止することができる。
【００５０】
また、凹部の底板部２の硬度を高くすることができ、圧力検出装置用パッケージを作製中に凹部の底板部２が変形したりするのを防止し、第一電極７と第二電極９とで形成される静電容量がばらつくのを抑制することができる
さらに、底板部の充分な強度を保持しながら底板部を薄くすることができ、外部の圧力を感度良く検出することができるようになる。また、微小な圧力変化に対して、底板部のうねり等の変形や撓み後の振動等による圧力変化の検出のばらつきを抑え、精度の高いものとすることができる。
【００５１】
次に、本発明の圧力検出装置用パッケージの製造方法について、添付の図面を基に説明する。図２（ａ）〜（ｄ）は、図１に示した圧力検出装置用パッケージの絶縁板２を製造する製造方法を示す工程毎の断面図である。
【００５２】
まず、図２（ａ）に示すように、絶縁板２用のグリーンシート１１を準備する。このような絶縁板２用のグリーンシート１１は、例えば、絶縁基体１が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・酸化カルシウム・酸化マグネシウム等のセラミック原料粉末に適当な有機バインダーおよび溶剤・可塑剤・分散剤等を添加混合して泥漿状となすとともにこれを公知のドクターブレード法等のシート成形技術を採用して所定の厚みのシート状とすることにより製作される。
【００５３】
そして、図２（ｂ）に示すように、絶縁板２用のグリーンシート１１上に、第二電極９と第二接合用メタライズ層となる導体ペースト層１２をスクリーン印刷法等を採用して所定のパターンに印刷塗布して形成する。次に、平板１３上に絶縁板２用のグリーンシート１１を載置（図２（ｃ））し、金型１４等でプレス加工することで、密閉空間を形成するための凹部１５を形成するとともに凹部１５の底板部２ｂの密度を凹部の周囲より高密度にすることができる。そして、切断加工等を施すことで、絶縁板２の生成形体を得るとともに、約１６００℃の高温で焼成することで、絶縁板２を得ることができる。そして、絶縁板１と接合することで、本発明の圧力検出装置用パッケージを得ることができる。
【００５４】
出装置用パッケージを提供することができる。
【００５５】
本発明の圧力検出装置用パッケージの製造方法によれば、絶縁板２と成るセラミックグリーンシートをプレス加工してセラミックグリーンシートに凹部を形成する工程を具備していることから、絶縁板２に、底板部２ｂと内側面との間が凹んだ曲面とされた凹部をきわめて容易に精度良く形成することができるとともに、単層のセラミックグリーンシートからきわめて容易に底板部２ｂの結晶粒の密度を凹部の周囲よりも高くすることができる。その結果、凹部の底板部２ｂの外周部から凹部の周囲にかけて傾斜的に結晶粒の密度が変化し、結晶粒の高密度部と低密度部との熱膨張差による応力が良好に分散され、絶縁板にクラックが生じるのを有効に防止できる。
【００５６】
また、底板部の密度のばらつきを抑制し、圧力が印加された際の底板部の撓みのばらつきを抑えることができるので、外部の圧力を感度良く検出することができるようになる。
【００５７】
また、プレス加工により、凹部の底板部２ｂに圧力を加えながら凹部を形成するので、絶縁板２の凹部の底板部２ｂが撓むことがないとともに、単層のセラミックグリーンシートから絶縁板を形成することができるので、凹部の周囲を薄いものとして形成しやすく、第一電極と第二電極との間隔を小さいものとし、感度の高いものとすることができる圧力検出装置用パッケージを提供することができる。
【００５８】
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が被着されるとともに、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絶縁基体１に接合された絶縁板２の内側の主面にこの第一電極７と対向するように被着された静電容量形成用の第二電極９とを具備することから、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。
【００５９】
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の表面および内部に配設された配線導体５ａ，５ｂを介して半導体素子３の各電極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用パッケージを提供することができる。
【００６０】
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が搭載されるとともに封止され、半導体素子３の各電極が電気的に接続される複数の配線導体５とを備えることによって小型でかつ感度が高く、外部の圧力を正確に検出することが可能な圧力検出装置用パッケージとできる。
【００６１】
なお、本発明は、上述の実施の形態の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内であれば種々の変更は可能である。例えば、図３のパッケージに示されるように、絶縁板２用のグリーンシートの両面より、プレス加工を施し、上下面に凹部を形成してもよい。これにより、凹部の底板部２ｂが撓んだ際に、凹部の底板部２ｂと内周面との間に加わる負荷を低減することができる。また、図１においては、絶縁基体１と絶縁板２とをろう材により接合しているが、絶縁基体１用のグリーンシートと絶縁板２用のグリーンシートとを積層した後、焼結一体化させたものであっても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
タイヤ等の圧力状態を検出するための圧力検出装置等に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【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】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の圧力検出装置用パッケージの製造方法を説明するための工程毎の断面図である。
【図３】本発明の圧力検出装置用パッケージの実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図４】従来の圧力検出装置用パッケージの断面図である。
【図５】従来の圧力検出装置用パッケージの他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１・・・・・・・・・・・絶縁基体
１ｂ・・・・・・・・・・搭載部
２・・・・・・・・・・・絶縁板
２ｂ・・・・・・・・・・凹部の底板部
３・・・・・・・・・・・半導体素子
５、５ａ、５ｂ・・・・・配線導体
７・・・・・・・・・・・第一電極
９・・・・・・・・・・・第二電極
【図１】
2005156433.tif 000003
【図２】
2005156433.tif 000004
【図３】
2005156433.tif 000005
【図４】
2005156433.tif 000006
【図５】
2005156433.tif 000007