JP2003065868A - 圧力検出装置用パッケージ - Google Patents
圧力検出装置用パッケージInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型で高感度であり、外部の圧力を正確に検
出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を有する絶縁基体１と、この絶縁基体１に配
設され、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、絶縁基体１の他方の主面との間に密
閉空間Ｓ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、絶縁基体１の他方の主面に被着さ
れ、配線導体５の一つ５ａ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の内側主面に被着さ
れ、配線導体５の他の一つ５ｂに電気的に接続された静
電容量形成用の第二電極８とを具備する圧力検出装置用
パッケージであって、配線導体５ａ・５ｂが異なる絶縁
層間を経由してかつ互いに上下に重なり合うことなく搭
載部１ｂまたはその周囲に導出している。
出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を有する絶縁基体１と、この絶縁基体１に配
設され、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、絶縁基体１の他方の主面との間に密
閉空間Ｓ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、絶縁基体１の他方の主面に被着さ
れ、配線導体５の一つ５ａ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の内側主面に被着さ
れ、配線導体５の他の一つ５ｂに電気的に接続された静
電容量形成用の第二電極８とを具備する圧力検出装置用
パッケージであって、配線導体５ａ・５ｂが異なる絶縁
層間を経由してかつ互いに上下に重なり合うことなく搭
載部１ｂまたはその周囲に導出している。
Description
【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
ジに関するものである。 【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２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21上に、静電容量型の感圧素子22と、パッケージ28
に収容された演算用の半導体素子29とを備えている。感
圧素子22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23
が被着された凹部を有する絶縁基体24と、この絶縁基体
24の上面に絶縁基体24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25が被着された絶縁板26と、各静電容量形成
用の電極23・25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27とから構成されており、外部の圧力
に応じて絶縁板26が撓むことにより各静電容量形成用の
電極23・25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29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。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】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22と半導体素子29
とを配線基板21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
23・25と半導体素子29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。 【０００４】そこで、本願出願人は、先に特願2000-178
618において、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、この絶縁基体の表面および内
部に配設され、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、絶縁基体の他方の主面の中央部に
被着され、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、絶縁基体の他方の主面に、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と、この絶縁板の内側主面に第
一電極に対向して被着され、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を提案した。 【０００５】この圧力検出装置用パッケージによると、
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
第二電極を内側面に有する絶縁板を、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。 【０００６】しかしながら、より高感度な圧力検出装置
を得るためには第一電極に接続された配線導体と第二電
極に接続された配線導体との間に発生する不要な静電容
量をより小さくすることが要求された。 【０００７】本発明は、かかる上述の要求に鑑み完成さ
れたものであり、その目的は、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
を提供することにある。 【０００８】 【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、複数の絶縁層が積層されて成り、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、この絶縁基体の表面および内部に、その一端が絶縁
基体の搭載部またはその周辺に導出するように配設され
ており、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、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に接合された絶
縁板と、密閉空間内の絶縁基体の他方の主面に被着され
ており、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、絶縁板の内側主面に第一電極と対
向するように被着されており、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し
て成る圧力検出装置用パッケージであって、第一電極に
接続された配線導体と第二電極に接続された配線導体と
は、互いに異なる絶縁層間を経由してかつ互いに上下に
重なることなく搭載部またはその周辺に導出しているこ
とを特徴とするものである。 【０００９】本発明の圧力検出装置用パッケージによれ
ば、第一電極に接続された配線導体と第二電極に接続さ
れた配線導体とは、互いに異なる絶縁層間を経由してか
つ互いに上下に重なることなく搭載部またはその周辺に
導出していることから、第一電極に接続された配線導体
および第二電極に接続された配線導体との間に形成され
る静電容量を極めて小さなものとすることができる。 【００１０】 【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。 【００１１】絶縁基体１は、例えば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
複数の絶縁層11・12・13・14・15が積層されて成り、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
を有するとともにその上面中央部に後述する絶縁板２と
の間に略円板状の密閉空間Ｓを形成するための略円形の
凹部１ｃを有している。 【００１２】このような絶縁基体１は、例えば絶縁層11
・12・13・14・15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層11
・12・13・14・15用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後述する絶縁板２用のセラミックグ
リーンシートとともに約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、その下面中央部に形成され
た凹部１ａの底面に半導体素子３が搭載される搭載部１
ｂを有しており、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周辺には半導体素子３の
各電極に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の各電極とをボンディン
グワイヤ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。なお、この例では、配線導体５は搭載部１
ｂ周辺に導出しており、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６を介して接続されるが、配
線導体５を搭載部１ｂに導出させるとともに半導体素子
３の電極と配線導体５とを半田バンプ等の他の種類の電
気的接続手段により接続してもよい。 【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８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５ａ・５ｂは
第一電極７・第二電極８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
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とボンディングワイヤ６や導電性接
合材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の上面中央部に形成され
た凹部１ｃ底面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、後述する絶縁板２の第
二電極８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の電極をボンディングワイヤ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。 【００１９】また、絶縁基体１の上面には凹部１ｃを覆
う略平板状の絶縁板２が絶縁基体１の上面との間に略円
板状の密閉空間Ｓを形成するようにして可撓な状態で絶
縁基体１に焼結一体化されて接合されている。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厚みが0.01〜５ｍｍの略四角ま
たは略八角あるいは円形等の平板であり、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。 【００２０】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
な打ち抜き加工や切断加工を施すとともに絶縁基体１用
の生セラミック成形体上に積層し、これを絶縁基体１用
の生セラミック成形体とともに約1600℃の温度で焼成
し、絶縁基体１と焼結一体化することにより製作され
る。 【００２１】なお、絶縁板２は、その厚みが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。 【００２２】また、絶縁板２の下面には静電容量形成用
の略円形の第二電極８が第一電極７と対向するようにし
て被着されている。この第二電極８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電極
として機能する。そして、第二電極８には配線導体５の
他の一つ５ｂが接続されており、それにより配線導体５
ｂに半導体素子３の電極をボンディングワイヤ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
第二電極８とが電気的に接続されるようになっている。 【００２３】このとき、第一電極７と第二電極８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Ｓ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８の面積および第一電極７と第二電極８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８との間隔が変わり、それにより第一電極７と第二電
極８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。 【００２４】このような第二電極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用のセラミックグリーンシートとともに焼成するこ
とによって絶縁板２の下面に第一電極７と対向する所定
の形状に形成される。 【００２５】そして、本発明においては、第一電極７に
接続された配線導体５ａと第二電極８に接続された配線
導体５ｂとが互いに異なる絶縁層間を経由して互いに上
下に重ならないように搭載部１ｂ周辺に導出しており、
そのことが重要である。このように、第一電極７に接続
された配線導体５ａと第二電極８に接続された配線導体
５ｂとが互いに異なる絶縁層間を経由して互いに上下に
重ならないように搭載部１ｂ周辺に導出していることか
ら、配線導体５ａ・５ｂ間の距離を両者間に開催する絶
縁層11・12・13・14・15の分だけ大きく離間させること
ができるとともに配線導体５ａ・５ｂ間に絶縁層11・12
・13・14・15を挟んで形成される不要な静電容量を極め
て小さいものとすることができる。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、圧力検出の感度
を極めて高いものとすることができる。 【００２６】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となる。 【００２７】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り、例えば上述の実
施の形態の一例では、絶縁基体１と絶縁板２とを焼結一
体化させることにより接合したが、絶縁基体１と絶縁板
２とはろう付けにより接合してもよい。 【００２８】 【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
が搭載される絶縁基体の他方の主面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絶縁板を絶縁基体の他方
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
接合したことから、半導体素子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とす
ることができる。さらに第一電極に接続された配線導体
と第二電極に接続された配線導体とが互いに異なる絶縁
層間を経由してかつ互いに上下に重ならないように搭載
部またはその周辺に導出していることから、第一電極に
接続された配線導体と第二電極に接続された配線導体と
の間に形成される不要な静電容量を極めて小さいものと
することができる。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、外部の圧力を正確かつ感度良く
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。
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
ジに関するものである。 【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２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21上に、静電容量型の感圧素子22と、パッケージ28
に収容された演算用の半導体素子29とを備えている。感
圧素子22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23
が被着された凹部を有する絶縁基体24と、この絶縁基体
24の上面に絶縁基体24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25が被着された絶縁板26と、各静電容量形成
用の電極23・25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27とから構成されており、外部の圧力
に応じて絶縁板26が撓むことにより各静電容量形成用の
電極23・25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29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。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】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22と半導体素子29
とを配線基板21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
23・25と半導体素子29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。 【０００４】そこで、本願出願人は、先に特願2000-178
618において、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、この絶縁基体の表面および内
部に配設され、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、絶縁基体の他方の主面の中央部に
被着され、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、絶縁基体の他方の主面に、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と、この絶縁板の内側主面に第
一電極に対向して被着され、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を提案した。 【０００５】この圧力検出装置用パッケージによると、
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
第二電極を内側面に有する絶縁板を、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。 【０００６】しかしながら、より高感度な圧力検出装置
を得るためには第一電極に接続された配線導体と第二電
極に接続された配線導体との間に発生する不要な静電容
量をより小さくすることが要求された。 【０００７】本発明は、かかる上述の要求に鑑み完成さ
れたものであり、その目的は、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
を提供することにある。 【０００８】 【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、複数の絶縁層が積層されて成り、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、この絶縁基体の表面および内部に、その一端が絶縁
基体の搭載部またはその周辺に導出するように配設され
ており、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、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に接合された絶
縁板と、密閉空間内の絶縁基体の他方の主面に被着され
ており、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、絶縁板の内側主面に第一電極と対
向するように被着されており、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し
て成る圧力検出装置用パッケージであって、第一電極に
接続された配線導体と第二電極に接続された配線導体と
は、互いに異なる絶縁層間を経由してかつ互いに上下に
重なることなく搭載部またはその周辺に導出しているこ
とを特徴とするものである。 【０００９】本発明の圧力検出装置用パッケージによれ
ば、第一電極に接続された配線導体と第二電極に接続さ
れた配線導体とは、互いに異なる絶縁層間を経由してか
つ互いに上下に重なることなく搭載部またはその周辺に
導出していることから、第一電極に接続された配線導体
および第二電極に接続された配線導体との間に形成され
る静電容量を極めて小さなものとすることができる。 【００１０】 【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。 【００１１】絶縁基体１は、例えば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
複数の絶縁層11・12・13・14・15が積層されて成り、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
を有するとともにその上面中央部に後述する絶縁板２と
の間に略円板状の密閉空間Ｓを形成するための略円形の
凹部１ｃを有している。 【００１２】このような絶縁基体１は、例えば絶縁層11
・12・13・14・15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層11
・12・13・14・15用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後述する絶縁板２用のセラミックグ
リーンシートとともに約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、その下面中央部に形成され
た凹部１ａの底面に半導体素子３が搭載される搭載部１
ｂを有しており、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周辺には半導体素子３の
各電極に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の各電極とをボンディン
グワイヤ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。なお、この例では、配線導体５は搭載部１
ｂ周辺に導出しており、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６を介して接続されるが、配
線導体５を搭載部１ｂに導出させるとともに半導体素子
３の電極と配線導体５とを半田バンプ等の他の種類の電
気的接続手段により接続してもよい。 【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８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５ａ・５ｂは
第一電極７・第二電極８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
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とボンディングワイヤ６や導電性接
合材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の上面中央部に形成され
た凹部１ｃ底面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、後述する絶縁板２の第
二電極８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の電極をボンディングワイヤ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。 【００１９】また、絶縁基体１の上面には凹部１ｃを覆
う略平板状の絶縁板２が絶縁基体１の上面との間に略円
板状の密閉空間Ｓを形成するようにして可撓な状態で絶
縁基体１に焼結一体化されて接合されている。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厚みが0.01〜５ｍｍの略四角ま
たは略八角あるいは円形等の平板であり、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。 【００２０】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
な打ち抜き加工や切断加工を施すとともに絶縁基体１用
の生セラミック成形体上に積層し、これを絶縁基体１用
の生セラミック成形体とともに約1600℃の温度で焼成
し、絶縁基体１と焼結一体化することにより製作され
る。 【００２１】なお、絶縁板２は、その厚みが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。 【００２２】また、絶縁板２の下面には静電容量形成用
の略円形の第二電極８が第一電極７と対向するようにし
て被着されている。この第二電極８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電極
として機能する。そして、第二電極８には配線導体５の
他の一つ５ｂが接続されており、それにより配線導体５
ｂに半導体素子３の電極をボンディングワイヤ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
第二電極８とが電気的に接続されるようになっている。 【００２３】このとき、第一電極７と第二電極８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Ｓ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８の面積および第一電極７と第二電極８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８との間隔が変わり、それにより第一電極７と第二電
極８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。 【００２４】このような第二電極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用のセラミックグリーンシートとともに焼成するこ
とによって絶縁板２の下面に第一電極７と対向する所定
の形状に形成される。 【００２５】そして、本発明においては、第一電極７に
接続された配線導体５ａと第二電極８に接続された配線
導体５ｂとが互いに異なる絶縁層間を経由して互いに上
下に重ならないように搭載部１ｂ周辺に導出しており、
そのことが重要である。このように、第一電極７に接続
された配線導体５ａと第二電極８に接続された配線導体
５ｂとが互いに異なる絶縁層間を経由して互いに上下に
重ならないように搭載部１ｂ周辺に導出していることか
ら、配線導体５ａ・５ｂ間の距離を両者間に開催する絶
縁層11・12・13・14・15の分だけ大きく離間させること
ができるとともに配線導体５ａ・５ｂ間に絶縁層11・12
・13・14・15を挟んで形成される不要な静電容量を極め
て小さいものとすることができる。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、圧力検出の感度
を極めて高いものとすることができる。 【００２６】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となる。 【００２７】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り、例えば上述の実
施の形態の一例では、絶縁基体１と絶縁板２とを焼結一
体化させることにより接合したが、絶縁基体１と絶縁板
２とはろう付けにより接合してもよい。 【００２８】 【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
が搭載される絶縁基体の他方の主面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絶縁板を絶縁基体の他方
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
接合したことから、半導体素子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とす
ることができる。さらに第一電極に接続された配線導体
と第二電極に接続された配線導体とが互いに異なる絶縁
層間を経由してかつ互いに上下に重ならないように搭載
部またはその周辺に導出していることから、第一電極に
接続された配線導体と第二電極に接続された配線導体と
の間に形成される不要な静電容量を極めて小さいものと
することができる。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、外部の圧力を正確かつ感度良く
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。
【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を示す断面図である。 【符号の説明】 １・・・・・絶縁基体 １ｂ・・・・搭載部 ２・・・・・絶縁板 ３・・・・・半導体素子 ５・・・・・配線導体 ５ａ・・・・第一電極に接続された配線導体５ ５ｂ・・・・第二電極に接続された配線導体５ ７・・・・・第一電極 ８・・・・・第二電極 11〜15・・・絶縁層
態の一例を示す断面図である。 【図２】従来の圧力検出装置を示す断面図である。 【符号の説明】 １・・・・・絶縁基体 １ｂ・・・・搭載部 ２・・・・・絶縁板 ３・・・・・半導体素子 ５・・・・・配線導体 ５ａ・・・・第一電極に接続された配線導体５ ５ｂ・・・・第二電極に接続された配線導体５ ７・・・・・第一電極 ８・・・・・第二電極 11〜15・・・絶縁層
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 複数の絶縁層が積層されて成り、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、その一端が前記搭
載部またはその周辺に導出するように配設されており、
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他方の主
面に被着されており、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
側主面に前記第一電極と対向するように被着されてお
り、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して成る圧力検出装置用
パッケージであって、前記第一電極に接続された配線導
体と前記第二電極に接続された配線導体とは、互いに異
なる絶縁層間を経由してかつ互いに上下に重なることな
く前記搭載部またはその周辺に導出していることを特徴
とする圧力検出装置用パッケージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001258368A JP2003065868A (ja) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | 圧力検出装置用パッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001258368A JP2003065868A (ja) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | 圧力検出装置用パッケージ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003065868A true JP2003065868A (ja) | 2003-03-05 |
Family
ID=19085903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001258368A Pending JP2003065868A (ja) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | 圧力検出装置用パッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003065868A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012047725A (ja) * | 2010-07-30 | 2012-03-08 | Canon Anelva Corp | 静電容量圧力センサ |
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2001
- 2001-08-28 JP JP2001258368A patent/JP2003065868A/ja active Pending
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