JP2003065869A - Package for pressure detection device - Google Patents

Package for pressure detection device

Info

Publication number
JP2003065869A
JP2003065869A JP2001258369A JP2001258369A JP2003065869A JP 2003065869 A JP2003065869 A JP 2003065869A JP 2001258369 A JP2001258369 A JP 2001258369A JP 2001258369 A JP2001258369 A JP 2001258369A JP 2003065869 A JP2003065869 A JP 2003065869A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ceramic
metallized
main surface
electrode
plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001258369A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Kinomura
浩司 木野村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2001258369A priority Critical patent/JP2003065869A/en
Publication of JP2003065869A publication Critical patent/JP2003065869A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-sized and highly-sensitive pressure detection device capable of detecting the outside pressure accurately over a long period. SOLUTION: This package for the pressure detection device comprises a ceramic substrate 1 having plural metallized wiring conductors 6, and having a loading part 1b of a semiconductor element 4 on one main surface and a first metallized electrode 8 for capacitance formation connected electrically to the metallized wiring conductors 6 on the other main surface, a ceramic board 2 jointed to the ceramic substrate 1 in the flexible state so as to form an enclosed space S between itself and the other main surface of the ceramic substrate 1, and having a second metallized electrode 10 facing to the first metallized electrode 8 on its inside main surface, and a protection board 3 disposed so as to have a gap G between the outside main surface of the ceramic board 2 and the outside main surface thereof, and having a through hole 3a penetrating from the outside to the gap G.

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
一電極と対向して被着され、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。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、この第一電極と
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。 【0005】しかしながら、この特願2000-178618で提
案した圧力検出装置用パッケージによると、絶縁板が脆
性を有するセラミックス材料から成ることから、圧力検
出の感度を高めるために絶縁板を例えば0.5mm以下程
度に薄くすると、この絶縁板に印加される外部の圧力が
急激に大きく変化した場合や外部から異物が衝突した場
合等にそれらの圧力や異物による衝撃により絶縁板にク
ラックや割れが発生しやすくなり、そのようなクラック
や割れが発生した場合、絶縁基体と絶縁板との間の密閉
空間の気密性が低下し、その結果、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。 【0006】本発明は、かかる上述の問題点に鑑み完成
されたものであり、その目的は、小型でかつ感度が高
く、しかも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。 【0007】 【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メタライズ配線
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、他方の主面にメタライズ配線導体の一つ
に電気的に接続された静電容量形成用の第一メタライズ
電極を有するセラミック基体と、このセラミック基体の
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
態でセラミック基体に接合されており、その内側主面に
第一メタライズ電極に対向し、かつメタライズ配線導体
の他の一つに電気的に接続された第二メタライズ電極を
有するセラミック板と、このセラミック板の外側主面を
この外側主面との間に隙間を有して覆うように配設され
ており、かつその一部に外部から前記隙間に通じる貫通
孔を有する保護板とから成ることを特徴とするものであ
る。 【0008】本発明の圧力検出装置用パッケージによれ
ば、セラミック板の外側主面との間に隙間を有し、かつ
外部から前記隙間に通じる貫通孔を有する保護板をセラ
ミック板の外側主面を覆うように設けたことから、外部
の圧力が急激に大きく変化したり外部から異物が衝突し
たりしたとしても、それらの圧力や異物による衝撃は保
護板により大きく低減され、その結果、セラミック板に
クラックや割れが発生することを有効に防止することが
できる。 【0009】 【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はセラミック基体、2はセラミック板、3は保護板、
4は半導体素子である。 【0010】セラミック基体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
ミックス等のセラミックス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セラミック基体1用の生セラミック
成形体を得、最後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。 【0011】セラミック基体1は、その下面中央部に半
導体素子4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4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
4が搭載される搭載部1bとなっており、この搭載部1
bに半導体素子4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5を充填することによ
り半導体素子4が封止される。なお、この例では半導体
素子4は樹脂製封止材5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4はセラミック基体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。 【0012】また、搭載部1bには半導体素子4の各電
極と接続される複数のメタライズ配線導体6が導出して
おり、このメタライズ配線導体6と半導体素子4の各電
極とを半田バンプ7等の導電性材料から成る電気的接続
手段を介して接続することにより半導体素子4の各電極
と各メタライズ配線導体6とが電気的に接続されるとと
もに半導体素子4が搭載部1bに固定される。なお、こ
の例では、半導体素子4の電極とメタライズ配線導体6
とは半田バンプ7を介して接続されるが、半導体素子4
の電極とメタライズ配線導体6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。 【0013】メタライズ配線導体6は、半導体素子4の
各電極を外部電気回路および後述する第一メタライズ電
極8・第二メタライズ電極10に電気的に接続するための
導電路として機能し、その一部はセラミック基体1の外
周下面に導出し、別の一部は第一メタライズ電極8・第
二メタライズ電極10に電気的に接続されている。そし
て、半導体素子4の各電極をこれらのメタライズ配線導
体6に半田バンプ7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4を樹脂製封止材5で封
止した後、メタライズ配線導体6のセラミック基体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4が外部電気回路に電気的に接
続されることとなる。 【0014】このようなメタライズ配線導体6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
てセラミック基体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、これをセラミック基体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セ
ラミック基体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、メタライズ配線導体6の露出表面に
は、メタライズ配線導体6が酸化腐食するのを防止する
とともにメタライズ配線導体6と半田等の導電性接合材
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。 【0015】また、セラミック基体1の上面中央部には
深さが0.01〜5mm程度の密閉空間形成用の凹部1cが
形成されている。この凹部1cは、後述するように、セ
ラミック板2との間に密閉空間Sを形成するためのもの
であり、この凹部1cの底面には静電容量形成用の第一
メタライズ電極8が被着されている。 【0016】この第一メタライズ電極8は、後述する第
二メタライズ電極10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。そして、この第一メタライズ電極8には
メタライズ配線導体6の一つ6aが接続されており、そ
れによりこのメタライズ配線導体6aに半導体素子4の
電極を半田バンプ7等の電気的接続手段を介して接続す
ると半導体素子4の電極と第一メタライズ電極8とが電
気的に接続されるようになっている。 【0017】このような第一メタライズ電極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
セラミック基体1用のセラミックグリーンシートに印刷
塗布し、これをセラミック基体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セラミック基体1の凹
部1c底面に所定のパターンに形成される。なお、第一
メタライズ電極8の露出表面には、第一メタライズ電極
8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。 【0018】また、セラミック基体1上面の凹部1c周
囲にはその全周にわたり枠状の第一接合用メタライズ層
9が被着されており、この第一接合用メタライズ層9に
は、下面に第二メタライズ電極10および第二接合用メタ
ライズ層11を有するセラミック板2が銀−銅ろう材等の
導電性接合材を介して接合されている。 【0019】この第一接合用メタライズ層9にはメタラ
イズ配線導体6の一つ6bが接続されており、それによ
りこのメタライズ配線導体6bに半導体素子4の電極を
半田バンプ7等の電気的接続手段を介して電気的に接続
するとメタライズ配線導体6bおよび第一接合用メタラ
イズ層9および第二接合用メタライズ層11を介して第二
メタライズ電極10と半導体素子4の電極とが電気的に接
続されるようになっている。 【0020】第一接合用メタライズ層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セラミ
ック基体1用のセラミックグリーンシートに印刷塗布
し、これをセラミック基体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セラミック基体1上面の凹
部1c周囲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9の露出表面には、第一接
合用メタライズ層9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9と導電性接合材との接合を
強固なものとするために、通常であれば、厚みが1〜10
μm程度のニッケルめっき層が被着されている。 【0021】また、セラミック基体1の上面には凹部1
cとの間に密閉空間Sを形成するようにしてセラミック
板2が接合されている。このセラミック板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の略平板であり、外部
の圧力に応じて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。 【0022】なお、セラミック板2は、その厚みが0.01
mm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、5m
m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、セラミック板2の厚みは0.01〜5mmの範囲が
好ましく、圧力検出の感度を良好とするためには0.01〜
0.5mmの範囲がより好ましい。 【0023】このようなセラミック板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
抜き加工や切断加工を施すことによりセラミック板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。 【0024】また、セラミック板2の下面中央部には、
静電容量形成用の略円形の第二メタライズ電極10が被着
されている。この第二メタライズ電極10は前述の第一メ
タライズ電極8とともに感圧素子用の静電容量を形成す
るための電極として機能する。 【0025】このような第二メタライズ電極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・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
セラミック板2用のセラミックグリーンシートに印刷塗
布し、これをセラミック板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セラミック板2の下面の中
央部に所定のパターンに形成される。なお、第二メタラ
イズ電極10の露出表面には、第二メタライズ電極10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。 【0026】さらに、セラミック板2の下面外周部に
は、第二メタライズ電極10に電気的に接続された枠状の
第二接合用メタライズ層11が被着されている。この第二
接合用メタライズ層11はセラミック板2をセラミック基
体1に接合するための接合用下地金属層として機能し、
第一接合用メタライズ層9と第二接合用メタライズ層11
とを銀−銅ろう等の導電性接合材を介して接合すること
によりセラミック基体1にセラミック板2が接合される
とともにメタライズ配線導体6bと第二メタライズ電極
10とが電気的に接続される。 【0027】このような第二接合用メタライズ層11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
してセラミック板2用のセラミックグリーンシートに印
刷塗布し、これをセラミック板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セラミック板2の下面
の外周部に所定のパターンに形成される。なお、第二接
合用メタライズ層11の表面には、第二接合用メタライズ
層11が酸化腐食するのを防止するととも第二接合用メタ
ライズ層11と導電性接合材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。 【0028】このとき、第一メタライズ電極8と第二メ
タライズ電極10とは、セラミック基体1とセラミック板
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、第一メタライズ電極8や第二メタ
ライズ電極10の面積および第一メタライズ電極8と第二
メタライズ電極10との間隔に応じて所定の静電容量が形
成される。そして、セラミック板2の上面に外部の圧力
が印加されると、その圧力に応じてセラミック板2がセ
ラミック基体1側に撓んで第一メタライズ電極8と第二
メタライズ電極10との間隔が変わり、それにより第一メ
タライズ電極8と第二メタライズ電極10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4に
メタライズ配線導体6a・6bを介して伝達し、これを
半導体素子4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。 【0029】なお、第一メタライズ電極8と第二メタラ
イズ電極10との間隔が1気圧中において0.01mm未満の
場合、セラミック板2に大きな圧力が印加された際に、
第一メタライズ電極8と第二メタライズ電極10とが接触
して圧力を検出することができなくなってしまう危険性
があり、他方、5mmを超えると、第一メタライズ電極
8と第二メタライズ電極10との間に形成される静電容量
が小さなものとなり、圧力を検出する感度が低いものと
なる傾向にある。したがって、第一メタライズ電極8と
第二メタライズ電極10との間隔は、1気圧中において0.
01〜5mmの範囲が好ましい。 【0030】さらに、セラミック基体1の上面外周部に
は、セラミック板2を取り囲む枠部1dが形成されてお
り、この枠部1d上に保護板3がセラミック板2上面と
の間に隙間Gを有してセラミック板2の上面を覆うよう
に接合されている。枠部1dは、保護板3をセラミック
板2上面との間に隙間Gを有するように絶縁基体1に接
合させるための支持部であり、その上面にはタングステ
ンやモリブデン・銅・銀等の金属粉末メタライズから成
る第三接合用メタライズ層12が被着されている。そし
て、この第三接合用メタライズ層12に保護板3を銀−銅
ろう等のろう材を介してろう付けすることにより、保護
板3がセラミック基体1に接合されている。 【0031】このような第三接合用メタライズ層12は、
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セラミック
基体1用のセラミックグリーンシートに印刷塗布し、こ
れをセラミック基体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セラミック基体1の枠部1d上面
に所定のパターンに形成される。なお、第三接合用メタ
ライズ層12の表面には、第三接合用メタライズ層12が酸
化腐食するのを防止するととも第三接合用メタライズ層
12とろう材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。 【0032】また、セラミック板2上面との間に隙間G
を有してセラミック板2上面を覆うように絶縁基体1に
接合された保護板3は、例えば鉄−ニッケル−コバルト
合金や鉄−ニッケル合金から成り、外部の圧力が急激に
大きく変化した場合や外部から異物が衝突した場合等に
それらの圧力や異物による衝撃がセラミック板2に直接
印加されるのを防止するための衝撃緩衝部材として機能
する。 【0033】この保護板3の中央部には、外部から隙間
Gに通じる直径が0.01〜0.5mm程度の貫通孔3aが形
成されており、保護板3がこのような貫通孔3aを有し
ていることにより、例えば外部の圧力が急激に大きく変
化した場合であっても、その圧力の変化による衝撃は貫
通孔3aを介して隙間G内に空気が出入りすることによ
り良好に緩和される。また外部からの異物が衝突した場
合であっても、セラミック板2は保護板3により保護さ
れ、異物がセラミック板2に直接衝突することはない。 【0034】なお、このような保護板3は、その厚みが
0.1mm未満の場合、外部の圧力が急激に大きく変化し
た場合や外部からの異物が保護板3に衝突した場合等に
発生する衝撃により保護板3が破壊されてしまう危険性
があり、他方5mmを超えると、そのような厚みの保護
板3を設けるためにパッケージの厚みが不要に厚くなっ
て圧力検出装置の小型化が困難となってしまう。したが
って、保護板3の厚みは0.1〜5mmの範囲が好まし
い。 【0035】また、貫通孔3aは、その直径が0.01mm
未満の場合、貫通穴3aを介して隙間G内に出入りする
空気の量が少なく、そのため隙間G内の圧力が外部の圧
力と同じ圧力になるのに時間がかかるので、外部の圧力
の変化に対する圧力検出の応答が遅くなりすぎてしま
い、他方、0.5mmを超えると、外部圧力の変化による
衝撃を良好に緩和することが困難となるとともに外部か
らの異物が貫通孔3aを通してセラミック板2に直接衝
突してしまう危険性が大きくなる。したがって、貫通孔
3aの直径は、0.01〜0.5mmの範囲が好ましい。 【0036】さらに、セラミック板2と保護板3との距
離が0.1mm未満の場合、外部の圧力が急激に大きく変
化した場合や外部からの異物が保護板3に衝突した場合
等に保護板3がセラミック板2に接触し、それにより正
常な圧力の検出が阻害されてしまう危険性があり、他方
5mmを超えると、そのような隙間を設けるためにパッ
ケージの厚みが不要に厚くなって圧力検出装置の小型化
が困難となってしまう。したがって、セラミック板2と
保護板3との距離は、0.1〜5mmの範囲が好ましい。 【0037】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4が
搭載されるセラミック基体1の他方の主面に、静電容量
形成用の第一メタライズ電極8を設けるとともにこの第
一メタライズ電極8と対向する静電容量形成用の第二メ
タライズ電極10を内側主面に有するセラミック板2をセ
ラミック基体1との間に密閉空間S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4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
の第一メタライズ電極8および第二メタライズ電極10
を、セラミック基体1に設けたメタライズ配線導体6a
・6bを介して半導体素子4に接続することから、第一
メタライズ電極8および第二メタライズ電極10を短い距
離で半導体素子4に接続することができ、その結果、こ
れらのメタライズ配線導体6a・6b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。また、セラミック板2の外側
主面を覆う保護板3を、セラミック板2の外側主面との
間に隙間Gを有し、かつ外部から隙間Gに通じる貫通孔
3aを有するように設けたことから、外部の圧力が急激
に大きく変化したり外部から異物が衝突したりしたとし
ても、それらの圧力や異物による衝撃は保護板3により
大きく低減され、その結果、セラミック板にクラックや
割れが発生することを有効に防止することができ、密閉
空間Sの気密性が常に維持されて外部の圧力を長期間に
わたり正確に検出可能な圧力検出装置を提供することが
できる。 【0038】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4を搭載するとと
もに半導体素子4の各電極とメタライズ配線導体6とを
電気的に接続し、しかる後、半導体素子4を封止するこ
とによって小型でかつ感度が高く、しかも外部の圧力を
長期間にわたり正確に検出することが可能な高信頼性の
圧力検出装置となる。 【0039】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。例えば上述の実
施の形態の一例では、セラミック基体1とセラミック板
2とはろう材により接合されていたが、図2に断面図で
示すように、セラミック基体1とセラミック板2とは、
同時焼成により焼結一体化することにより接合されてい
てもよい。その場合、第一接合用メタライズ層9や第二
接合用メタライズ層11は設ける必要はない。 【0040】また、上述の実施の形態の一例ではセラミ
ック基体1の外周部にセラミック板2を取り囲む枠部1
dを設け、この枠部1d上に平板状の保護板3を設けた
が、そのような枠部1dを設けずに、図3に断面図で示
すように、保護板3の外周部をセラミック基体1側に折
り曲げて椀状に加工し、それをセラミック板2を覆うよ
うにして絶縁基体1に接合してもよい。あるいは、図4
に断面図で示すように、そのように椀状に加工した保護
板3をセラミック板2の上面に接合させてもよい。 【0041】なお、図2〜図4で示した実施形態例にお
いては、図1で示した実施形態例と実質的に共通の部分
については図1で用いた符号と同じ符号を用い、その説
明を省略する。 【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セラミック基体の他方の主
面に静電容量形成用の第一メタライズ電極を設けるとと
もに、この第一メタライズ電極と対向する静電容量形成
用の第二メタライズ電極を一方の主面に有するセラミッ
ク板を、セラミック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
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。また、静電容量形成用の第一メタライズ電極およ
び第二メタライズ電極を、絶縁基体に設けたメタライズ
配線導体を介して半導体素子に接続することから、第一
メタライズ電極および第二メタライズ電極を短い距離で
半導体素子に接続することができ、その結果、これらの
メタライズ配線導体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。さらに、セラミック板の外側主面を覆う保護板
を、セラミック板の外側主面との間に隙間を有し、かつ
外部から隙間に通じる貫通孔を有するように設けたこと
から、外部の圧力が急激に大きく変化したり外部から異
物が衝突したりしたとしても、それらの圧力や異物によ
る衝撃は保護板により大きく低減され、その結果、セラ
ミック板にクラックや割れが発生することを有効に防止
することができ、セラミック基板とセラミック板との間
に形成された密閉空間の気密性が常に良好に保たれて外
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。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure detecting device package used for a pressure detecting device for detecting pressure. 2. Description of the Related Art Conventionally, a capacitance type pressure detecting device has been known as a pressure detecting device for detecting pressure. As shown in a sectional view of FIG. 5, for example, a capacitance type pressure sensing element 22 and a package 28 are provided on a wiring board 21 made of a ceramic material or a resin material.
And a semiconductor element 29 for arithmetic operation housed in the computer. The pressure-sensitive element 22 is made of, for example, an electrically insulating material such as a ceramic material.
An insulating substrate 24 having a concave portion to which
An insulating plate 26, which is joined in a flexible state on the upper surface of the insulating substrate 24 so as to form a sealed space between the insulating substrate 24 and the other electrode 25 for forming a capacitance on the lower surface, Each of the electrodes 23 and 25 for forming a capacitance includes an external lead terminal 27 for electrically connecting the electrode to the outside, and each of the capacitances is formed by bending the insulating plate 26 according to an external pressure. The capacitance formed between the forming electrodes 23 and 25 changes. An external pressure can be detected by subjecting this change in capacitance to arithmetic processing by the semiconductor element 29 for arithmetic operation. [0003] However, according to this conventional pressure detecting device, the pressure-sensitive element 22 and the semiconductor element 29 are not provided.
Are individually mounted on the wiring board 21, which increases the size of the pressure detection device and the pressure detection electrode.
The wiring between 23 and 25 and the semiconductor element 29 becomes longer,
There is a problem that the sensitivity is low because an unnecessary capacitance is formed between the long wires. Accordingly, the applicant of the present application has previously filed Japanese Patent Application No. 2000-178.
618, an insulating substrate having a mounting portion on which a semiconductor element is mounted on one main surface; and a plurality of wiring conductors disposed on and inside the insulating substrate and electrically connected to respective electrodes of the semiconductor element. A first electrode for forming a capacitance, which is attached to a central portion of the other main surface of the insulating base and is electrically connected to one of the wiring conductors; An insulating plate joined in a flexible state so as to form a sealed space with the central portion of the main surface; and an inner main surface of the insulating plate is attached to the first main surface so as to face the first electrode. A pressure sensing device package including a second electrode for forming a capacitance electrically connected to another one is proposed. According to the pressure detecting device package, a first electrode for forming a capacitance is provided on the other main surface of the insulating base having a mounting portion on which a semiconductor element is mounted on one main surface, and the first electrode Since the insulating plate having the opposing second electrode for capacitance formation on the inner surface thereof was joined in a flexible state so as to form a sealed space between the other main surface of the insulating base, The pressure-sensitive element is formed integrally with the package containing the semiconductor element. As a result, the pressure detection device can be made small and the wiring connecting the electrode for pressure detection and the semiconductor element is shortened. Unnecessary capacitance generated between the wirings can be reduced. However, according to the package for a pressure detecting device proposed in Japanese Patent Application No. 2000-178618, the insulating plate is made of a brittle ceramic material. When the thickness is as thin as possible, cracks or cracks are likely to occur in the insulating plate when the external pressure applied to the insulating plate changes drastically or when a foreign object collides, etc. When such cracks and cracks occur, the hermeticity of the sealed space between the insulating base and the insulating plate is reduced, and as a result, the external pressure cannot be accurately detected. Had a point. The present invention has been completed in view of the above-mentioned problems, and has as its object to provide a pressure detection device which is small in size, has high sensitivity, and is capable of accurately detecting external pressure for a long period of time. It is to provide a device. A package for a pressure detecting device according to the present invention has a plurality of metallized wiring conductors inside and on the surface, and has a mounting portion on which a semiconductor element is mounted on one main surface and the other. A closed space is formed between a ceramic base having a first metallized electrode for forming a capacitance electrically connected to one of the metallized wiring conductors on the main surface of the ceramic base, and the other main surface of the ceramic base. As described above, the second metallized electrode is joined to the ceramic base in a flexible state, and has a second metallized electrode facing the first metallized electrode on its inner main surface and electrically connected to another one of the metallized wiring conductors. A ceramic plate and a ceramic plate are disposed so as to cover an outer main surface of the ceramic plate with a gap between the ceramic plate and the outer main surface, and a through-hole that partially communicates with the gap from outside is provided. And a protective plate. According to the package for a pressure detecting device of the present invention, a protective plate having a gap with the outer main surface of the ceramic plate and having a through hole from the outside to the gap is provided on the outer main surface of the ceramic plate. Even if the external pressure changes suddenly or a foreign object collides, the impact of the pressure or the foreign object is greatly reduced by the protective plate. Cracks and cracks can be effectively prevented. Next, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of an embodiment of a package for a pressure detection device according to the present invention.
1 is a ceramic base, 2 is a ceramic plate, 3 is a protection plate,
4 is a semiconductor element. The ceramic substrate 1 is made of a ceramic material such as an aluminum oxide sintered body, an aluminum nitride sintered body, a mullite sintered body, a silicon carbide sintered body, a silicon nitride sintered body, and a glass-ceramic. A laminate comprising
For example, if it is made of an aluminum oxide sintered body, aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide,
A ceramic raw material powder such as calcium oxide is mixed with an appropriate organic binder, a solvent, a plasticizer, and a dispersant to form a slurry, which is formed into a sheet by using a conventionally known doctor blade method. A plurality of ceramic green sheets are obtained, and thereafter, these ceramic green sheets are subjected to appropriate punching, laminating, and cutting to obtain a green ceramic molded body for the ceramic substrate 1. About 1600 ° C
It is manufactured by firing at a temperature of The ceramic base 1 has a concave portion 1a for accommodating the semiconductor element 4 in the center of the lower surface thereof, and thereby functions as a container for accommodating the semiconductor element 4. The center of the bottom surface of the concave portion 1a is a mounting portion 1b on which the semiconductor element 4 is mounted.
The semiconductor element 4 is sealed by mounting the semiconductor element 4 on the substrate b and filling the recess 1a with a resin sealing material 5 such as an epoxy resin. In this example, the semiconductor element 4 is sealed by filling a resin sealing material 5 into the recess 1a. However, the semiconductor element 4 is provided with a lid made of metal or ceramic on the lower surface of the ceramic base 1 in the recess 1a. May be sealed by joining them so as to close them. A plurality of metallized wiring conductors 6 connected to the respective electrodes of the semiconductor element 4 are led out from the mounting portion 1b. The metallized wiring conductor 6 and the respective electrodes of the semiconductor element 4 are connected to the solder bumps 7 and the like. The electrodes of the semiconductor element 4 and the metallized wiring conductors 6 are electrically connected to each other, and the semiconductor element 4 is fixed to the mounting portion 1b. In this example, the electrode of the semiconductor element 4 and the metallized wiring conductor 6
Are connected via the solder bumps 7, but the semiconductor element 4
May be connected to the metallized wiring conductor 6 by another kind of electrical connection means such as a bonding wire. The metallized wiring conductor 6 functions as a conductive path for electrically connecting each electrode of the semiconductor element 4 to an external electric circuit and a first metallized electrode 8 and a second metallized electrode 10, which will be described later. Is led out to the lower surface of the outer periphery of the ceramic base 1, and another part is electrically connected to the first metallized electrode 8 and the second metallized electrode 10. Then, each electrode of the semiconductor element 4 is electrically connected to the metallized wiring conductor 6 through an electrical connection means such as a solder bump 7 and the semiconductor element 4 is sealed with a resin sealing material 5. By joining a portion of the metallized wiring conductor 6 extending to the lower surface of the outer periphery of the ceramic base 1 to a wiring conductor of an external electric circuit board via a conductive bonding material such as solder, the semiconductor element 4 housed inside is connected to the external electric circuit. It will be electrically connected. Such a metallized wiring conductor 6 is made of metallized metal powder such as tungsten, molybdenum, copper, silver or the like. A suitable organic binder, solvent, plasticizer, dispersant or the like is added to metal powder such as tungsten and mixed. The metallized paste thus obtained is printed and applied in a predetermined pattern on a ceramic green sheet for the ceramic substrate 1 by employing a conventionally well-known screen printing method, and is fired together with the green ceramic molded body for the ceramic substrate 1 to obtain a ceramic. A predetermined pattern is formed inside and on the surface of the base 1. The exposed surface of the metallized wiring conductor 6 is usually formed on the exposed surface of the metallized wiring conductor 6 to prevent the metallized wiring conductor 6 from being oxidized and corroded and to improve the bonding between the metallized wiring conductor 6 and a conductive bonding material such as solder. If so, the nickel plating layer having a thickness of about 1 to 10 μm and the thickness of 0.1 to
A gold plating layer of about 3 μm is sequentially applied. A recess 1c for forming a closed space having a depth of about 0.01 to 5 mm is formed in the center of the upper surface of the ceramic base 1. The concave portion 1c is for forming a closed space S between the concave portion 1c and the ceramic plate 2, and a first metallized electrode 8 for forming a capacitance is attached to the bottom surface of the concave portion 1c. Have been. The first metallized electrode 8 is for forming a capacitance for a pressure-sensitive element together with a second metallized electrode 10 described later, and is formed, for example, in a substantially circular pattern. One of the metallized wiring conductors 6a is connected to the first metallized electrode 8 so that the electrode of the semiconductor element 4 is connected to the metallized wiring conductor 6a via an electrical connection means such as a solder bump 7. When connected, the electrode of the semiconductor element 4 and the first metallized electrode 8 are electrically connected. The first metallized electrode 8 is made of metallized metal powder such as tungsten, molybdenum, copper, silver or the like. The metallized paste thus obtained is printed and applied to a ceramic green sheet for the ceramic substrate 1 by employing a conventionally well-known screen printing method, and is fired together with the green ceramic molded body for the ceramic substrate 1 to thereby form recesses in the ceramic substrate 1. 1c is formed in a predetermined pattern on the bottom surface. In addition, in order to prevent the first metallized electrode 8 from being oxidized and corroded, the exposed surface of the first metallized electrode 8 is usually
A nickel plating layer having a thickness of about 1 to 10 μm is applied. A frame-shaped first bonding metallization layer 9 is attached over the entire periphery of the concave portion 1c on the upper surface of the ceramic base 1, and the first bonding metallization layer 9 has a A ceramic plate 2 having a second metallized electrode 10 and a second metallized layer 11 for bonding is bonded via a conductive bonding material such as a silver-copper brazing material. One of the metallized wiring conductors 6b is connected to the first bonding metallized layer 9 so that the electrodes of the semiconductor element 4 can be electrically connected to the metallized wiring conductor 6b such as solder bumps 7 or the like. And the second metallized electrode 10 and the electrode of the semiconductor element 4 are electrically connected via the metallized wiring conductor 6b, the first metallized layer 9 for bonding and the metallized layer 11 for second bonding. It has become. The first bonding metallization layer 9 is made of metal powder metallization such as tungsten, molybdenum, copper, silver or the like.
A metallized paste obtained by adding and mixing a solvent, a plasticizer and a dispersant is printed and applied on a ceramic green sheet for the ceramic substrate 1 by employing a conventionally known screen printing method, and this is formed into a green ceramic for the ceramic substrate 1. By firing together with the body, a predetermined frame-shaped pattern is formed around the concave portion 1c on the upper surface of the ceramic base 1. The exposed surface of the first bonding metallization layer 9 prevents the first bonding metallization layer 9 from being oxidized and corroded and firmly bonds the first bonding metallization layer 9 to the conductive bonding material. Usually, the thickness is 1 to 10
A nickel plating layer of about μm is applied. A recess 1 is formed on the upper surface of the ceramic base 1.
The ceramic plate 2 is joined so as to form a closed space S with the ceramic plate 2c. The ceramic plate 2 is a substantially flat plate having a thickness of 0.01 to 5 mm and made of a ceramic material such as an aluminum oxide sintered body, an aluminum nitride sintered body, a mullite sintered body, and a glass-ceramic. It functions as a so-called pressure detection diaphragm that flexes accordingly. The ceramic plate 2 has a thickness of 0.01.
If it is less than 5 mm, its mechanical strength will be small, and the danger of being destroyed when a large external pressure is applied thereto will be great.
If it exceeds m, it becomes difficult to bend under a small pressure, and it becomes unsuitable as a diaphragm for pressure detection. Therefore, the thickness of the ceramic plate 2 is preferably in the range of 0.01 to 5 mm, and 0.01 to 5 mm in order to improve the sensitivity of pressure detection.
A range of 0.5 mm is more preferable. When such a ceramic plate 2 is made of, for example, an aluminum oxide sintered body, an organic binder, a solvent, and a plastic suitable for ceramic raw material powder such as aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, and calcium oxide. A ceramic green sheet is obtained by adding and mixing an agent and a dispersing agent to form a slurry and forming this into a sheet by employing a conventionally known doctor blade method.
Thereafter, the ceramic green sheet is subjected to appropriate punching and cutting to obtain a green ceramic molded body for the ceramic plate 2 and to fire the green ceramic molded body at a temperature of about 1600 ° C. . In the center of the lower surface of the ceramic plate 2,
A substantially circular second metallized electrode 10 for forming a capacitance is provided. This second metallized electrode 10 functions as an electrode for forming a capacitance for a pressure-sensitive element together with the first metallized electrode 8 described above. The second metallized electrode 10 is made of metal powder such as tungsten, molybdenum, copper, silver or the like. The metallized paste obtained as described above is printed and applied to a ceramic green sheet for the ceramic plate 2 by employing a conventionally known screen printing method, and is fired together with a green ceramic molded body for the ceramic plate 2 to thereby obtain a lower surface of the ceramic plate 2. Is formed in a predetermined pattern at the center of the. In addition, in order to prevent the second metallized electrode 10 from being oxidized and corroded, a nickel plating layer having a thickness of about 1 to 10 μm is usually applied to the exposed surface of the second metallized electrode 10. . Further, a frame-shaped second bonding metallization layer 11 electrically connected to the second metallization electrode 10 is attached to the outer peripheral portion of the lower surface of the ceramic plate 2. This second metallization layer 11 for bonding functions as a bonding base metal layer for bonding the ceramic plate 2 to the ceramic base 1,
First bonding metallization layer 9 and second bonding metallization layer 11
And a metal plate via a conductive bonding material such as silver-copper brazing, whereby the ceramic plate 2 is bonded to the ceramic base 1, and the metallized wiring conductor 6b and the second metallized electrode are joined together.
10 is electrically connected. The second bonding metallization layer 11 is
Metallization paste made of metal powders such as tungsten, molybdenum, copper, silver, etc., and metallized paste obtained by adding and mixing an appropriate organic binder, solvent, plasticizer, and dispersant to metal powders such as tungsten. Adopted and printed on a ceramic green sheet for the ceramic plate 2, and baked with a green ceramic molded body for the ceramic plate 2 to form a predetermined pattern on the outer peripheral portion of the lower surface of the ceramic plate 2. In addition, on the surface of the second bonding metallization layer 11, in order to prevent the second bonding metallization layer 11 from being oxidized and corroded, and to improve the bonding between the second bonding metallization layer 11 and the conductive bonding material. Usually, a nickel plating layer having a thickness of about 1 to 10 μm is applied. At this time, the first metallized electrode 8 and the second metallized electrode 10 are opposed to each other with a closed space S formed between the ceramic base 1 and the ceramic plate 2 therebetween. A predetermined capacitance is formed according to the area of the first metallized electrode 8 or the second metallized electrode 10 and the distance between the first metallized electrode 8 and the second metallized electrode 10. Then, when an external pressure is applied to the upper surface of the ceramic plate 2, the ceramic plate 2 bends toward the ceramic base 1 according to the pressure, and the distance between the first metallized electrode 8 and the second metallized electrode 10 changes, As a result, the capacitance between the first metallized electrode 8 and the second metallized electrode 10 changes, so that it functions as a pressure-sensitive element that senses a change in external pressure as a change in capacitance. Then, the change in the capacitance is transmitted to the semiconductor element 4 accommodated in the recess 1a via the metallized wiring conductors 6a and 6b, and the magnitude of the external pressure is known by performing arithmetic processing on the semiconductor element 4. be able to. When the distance between the first metallized electrode 8 and the second metallized electrode 10 is less than 0.01 mm at 1 atm, when a large pressure is applied to the ceramic plate 2,
There is a risk that the first metallized electrode 8 and the second metallized electrode 10 come into contact with each other and the pressure cannot be detected. On the other hand, if it exceeds 5 mm, the first metallized electrode 8 and the second metallized electrode 10 The capacitance formed between them tends to be small, and the sensitivity for detecting pressure tends to be low. Therefore, the distance between the first metallized electrode 8 and the second metallized electrode 10 is 0.
A range of 01 to 5 mm is preferred. Further, a frame portion 1d surrounding the ceramic plate 2 is formed on the outer peripheral portion of the upper surface of the ceramic base 1, and the protective plate 3 has a gap G between the frame portion 1d and the upper surface of the ceramic plate 2. And is joined so as to cover the upper surface of the ceramic plate 2. The frame portion 1d is a support portion for joining the protective plate 3 to the insulating substrate 1 so as to have a gap G between the protective plate 3 and the upper surface of the ceramic plate 2. The upper surface thereof has a metal such as tungsten, molybdenum, copper, silver or the like. A third bonding metallization layer 12 of powder metallization is applied. Then, the protection plate 3 is bonded to the ceramic base 1 by brazing the protection plate 3 to the third bonding metallization layer 12 via a brazing material such as silver-copper solder. Such a third bonding metallization layer 12
A metallized paste obtained by adding a suitable organic binder, a solvent, a plasticizer, and a dispersant to a metal powder such as tungsten is mixed and printed on a ceramic green sheet for the ceramic substrate 1 by using a conventionally known screen printing method. By firing this together with the green ceramic molded body for the ceramic base 1, a predetermined pattern is formed on the upper surface of the frame 1d of the ceramic base 1. The surface of the third bonding metallization layer 12 prevents the third bonding metallization layer 12 from being oxidized and corroded.
Normally, a nickel plating layer having a thickness of about 1 to 10 μm is applied to improve the bonding between 12 and the brazing material. A gap G is formed between the ceramic plate 2 and the upper surface.
The protection plate 3 joined to the insulating base 1 so as to cover the upper surface of the ceramic plate 2 is made of, for example, an iron-nickel-cobalt alloy or an iron-nickel alloy, and when the external pressure suddenly changes greatly, It functions as an impact buffering member for preventing the pressure and the impact of the foreign matter from being directly applied to the ceramic plate 2 when a foreign matter collides from the outside. At the center of the protection plate 3, a through hole 3a having a diameter of about 0.01 to 0.5 mm communicating with the gap G from the outside is formed. The protection plate 3 has such a through hole 3a. Accordingly, for example, even when the external pressure changes abruptly, the impact due to the change in the pressure is favorably mitigated by the air flowing into and out of the gap G through the through hole 3a. Further, even when foreign matter collides from the outside, the ceramic plate 2 is protected by the protective plate 3 and the foreign matter does not directly collide with the ceramic plate 2. It should be noted that such a protective plate 3 has a thickness of
When the thickness is less than 0.1 mm, there is a risk that the protection plate 3 may be destroyed by an impact generated when the external pressure changes drastically or when a foreign substance collides with the protection plate 3. If the thickness exceeds 5 mm, the thickness of the package is unnecessarily increased due to the provision of the protective plate 3 having such a thickness, and it is difficult to reduce the size of the pressure detecting device. Therefore, the thickness of the protection plate 3 is preferably in the range of 0.1 to 5 mm. The diameter of the through hole 3a is 0.01 mm.
If the pressure is less than the above, the amount of air flowing into and out of the gap G through the through hole 3a is small, and it takes time for the pressure in the gap G to become the same as the external pressure. If the response of the pressure detection becomes too slow, on the other hand, if it exceeds 0.5 mm, it becomes difficult to satisfactorily mitigate the impact due to the change of the external pressure, and foreign matter from the outside directly enters the ceramic plate 2 through the through hole 3a. The danger of collision increases. Therefore, the diameter of the through hole 3a is preferably in the range of 0.01 to 0.5 mm. Further, when the distance between the ceramic plate 2 and the protection plate 3 is less than 0.1 mm, when the external pressure changes drastically or when foreign matter collides with the protection plate 3, the protection plate 3 There is a risk that the contact with the ceramic plate 2 may hinder normal pressure detection. On the other hand, if it exceeds 5 mm, the thickness of the package becomes unnecessarily thick to provide such a gap and the pressure detection is performed. It becomes difficult to reduce the size of the device. Therefore, the distance between the ceramic plate 2 and the protection plate 3 is preferably in the range of 0.1 to 5 mm. As described above, according to the pressure detecting device package of the present invention, the other main surface of the ceramic base 1 on which the semiconductor element 4 is mounted on one main surface is provided with the first capacitance forming surface. One metallized electrode 8 is provided, and a closed space S is formed between the ceramic substrate 2 and the ceramic plate 2 having a second metallized electrode 10 for forming a capacitance facing the first metallized electrode 8 on the inner main surface. Since the bonding is performed in such a flexible state, the container accommodating the semiconductor element 4 and the pressure-sensitive element are integrated, and as a result, the pressure detection device can be downsized. Also, the first metallized electrode 8 and the second metallized electrode 10 for forming the capacitance are formed.
To the metallized wiring conductor 6a provided on the ceramic base 1.
6b, the first metallized electrode 8 and the second metallized electrode 10 can be connected to the semiconductor element 4 at a short distance, and as a result, these metallized wiring conductors 6a, 6b It is possible to provide a highly sensitive pressure detecting device with a small unnecessary capacitance generated therebetween. Further, the protective plate 3 covering the outer main surface of the ceramic plate 2 is provided so as to have a gap G between itself and the outer main surface of the ceramic plate 2 and to have a through hole 3a communicating with the gap G from outside. Therefore, even if the external pressure changes drastically or a foreign object collides, the impact of the pressure or the foreign object is greatly reduced by the protective plate 3, and as a result, cracks and cracks are generated in the ceramic plate. This can effectively prevent the airtightness of the sealed space S from being maintained, and provide a pressure detection device capable of accurately detecting the external pressure over a long period of time. Thus, according to the above-described package for a pressure detecting device, the semiconductor element 4 is mounted on the mounting portion 1b, and each electrode of the semiconductor element 4 and the metallized wiring conductor 6 are electrically connected. By sealing the element 4, a highly reliable pressure detection device that is small and has high sensitivity and can accurately detect an external pressure over a long period of time. The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in one example of the above-described embodiment, the ceramic base 1 and the ceramic plate 2 are joined by a brazing material. However, as shown in a cross-sectional view in FIG.
They may be joined by being sintered and integrated by simultaneous firing. In that case, it is not necessary to provide the first bonding metallization layer 9 and the second bonding metallization layer 11. In the above-described embodiment, the frame 1 surrounding the ceramic plate 2
d, and a flat protection plate 3 is provided on the frame portion 1d. However, without providing such a frame portion 1d, as shown in a sectional view of FIG. It may be bent toward the base 1 and processed into a bowl shape, which may be joined to the insulating base 1 so as to cover the ceramic plate 2. Alternatively, FIG.
As shown in the cross-sectional view, the protection plate 3 processed in such a bowl shape may be joined to the upper surface of the ceramic plate 2. In the embodiments shown in FIGS. 2 to 4, the same reference numerals as those used in FIG. 1 are used for parts substantially common to the embodiment shown in FIG. Is omitted. As described above, according to the package for a pressure detecting device of the present invention, a ceramic base having a mounting portion on which a semiconductor element is mounted on one main surface is provided on the other main surface. A first metallization electrode for forming a capacitance is provided, and a ceramic plate having a second metallization electrode for forming a capacitance, which is opposed to the first metallization electrode, on one main surface is formed on the other main surface of the ceramic base. The pressure sensitive element is integrated with the package accommodating the semiconductor element because the sealed space is formed between the pressure sensitive element and the flexible element. As a result, the pressure detecting device can be downsized. . In addition, since the first metallized electrode and the second metallized electrode for forming the capacitance are connected to the semiconductor element via the metallized wiring conductor provided on the insulating base, the first metallized electrode and the second metallized electrode can be short distance. As a result, an unnecessary capacitance generated between these metallized wiring conductors can be reduced to provide a highly sensitive pressure detecting device. Furthermore, since the protective plate that covers the outer main surface of the ceramic plate has a gap between the outer main surface of the ceramic plate and a through hole that communicates with the gap from the outside, external pressure is reduced. Even if there is a sudden large change or a foreign object collides, the pressure and the impact of the foreign object are greatly reduced by the protective plate, and as a result, cracks and cracks are effectively prevented from being generated on the ceramic plate. To provide a pressure detecting device capable of accurately detecting an external pressure over a long period of time by keeping airtightness of a sealed space formed between a ceramic substrate and a ceramic plate always good. Can be.

【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形態
の一例を示す断面図である。 【図2】本発明の圧力検出装置用パッケージの実施形態
の他の例を示す断面図である。 【図3】本発明の圧力検出装置用パッケージの実施形態
の他の例を示す断面図である。 【図4】本発明の圧力検出装置用パッケージの実施形態
の他の例を示す断面図である。 【図5】従来の圧力検出装置を示す断面図である。 【符号の説明】 1・・・・・セラミック基体 1b・・・・搭載部 2・・・・・セラミック板 3・・・・・保護板 3a・・・・貫通孔 4・・・・・半導体素子 6・・・・・メタライズ配線導体 8・・・・・第一メタライズ電極 10・・・・・第二メタライズ電極 S・・・・・密閉空間 G・・・・・隙間
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of a package for a pressure detecting device according to the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing another example of the embodiment of the pressure detection device package of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view showing another example of the embodiment of the pressure detection device package of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of the embodiment of the pressure detection device package of the present invention. FIG. 5 is a sectional view showing a conventional pressure detecting device. [Description of Signs] 1 ... Ceramic base 1b ... Mounting section 2 ... Ceramic plate 3 ... Protective plate 3a ... Through hole 4 ... Semiconductor Element 6 Metallized wiring conductor 8 First metallized electrode 10 Second metallized electrode S Enclosed space G Gap

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 内部および表面に複数のメタライズ配線
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、他方の主面に前記メタライズ配線導体の
一つに電気的に接続された静電容量形成用の第一メタラ
イズ電極を有するセラミック基体と、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セラ
ミック基体に接合されており、その内側主面に前記第一
メタライズ電極に対向し、かつ前記メタライズ配線導体
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
メタライズ電極を有するセラミック板と、前記セラミッ
ク板の外側主面を該外側主面との間に隙間を有して覆う
ように配設されており、かつその一部に外部から前記隙
間に通じる貫通孔を有する保護板とから成ることを特徴
とする圧力検出装置用パッケージ。
Claims 1. A metallized wiring conductor having a plurality of metallized wiring conductors inside and on a surface thereof, a mounting portion on which a semiconductor element is mounted on one main surface, and one of the metallized wiring conductors on the other main surface. And a ceramic base having a first metallized electrode for forming a capacitance electrically connected to the ceramic base and the ceramic base in a flexible state so as to form a sealed space between the ceramic base and the other main surface. A ceramic plate having a second metallized electrode for forming a capacitance, which is opposed to the first metallized electrode on its inner main surface, and electrically connected to another one of the metallized wiring conductors; A protection plate that is disposed so as to cover the outer main surface of the ceramic plate with a gap between the outer main surface and the outer main surface, and that has a through-hole that partially has a through hole that communicates with the gap from outside. Specially Package for a pressure sensing device to.
JP2001258369A 2001-08-28 2001-08-28 Package for pressure detection device Pending JP2003065869A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001258369A JP2003065869A (en) 2001-08-28 2001-08-28 Package for pressure detection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001258369A JP2003065869A (en) 2001-08-28 2001-08-28 Package for pressure detection device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003065869A true JP2003065869A (en) 2003-03-05

Family

ID=19085904

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001258369A Pending JP2003065869A (en) 2001-08-28 2001-08-28 Package for pressure detection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003065869A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014081266A (en) * 2012-10-16 2014-05-08 Kyocera Corp Pressure sensor component

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014081266A (en) * 2012-10-16 2014-05-08 Kyocera Corp Pressure sensor component

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2001356064A (en) Package for pressure detector
JP2002107254A (en) Package for pressure detector
JP4822624B2 (en) Package for pressure detection device
JP4803917B2 (en) Package for pressure detection device
JP2003065869A (en) Package for pressure detection device
JP3716165B2 (en) Pressure detection device package and pressure detection device
JP4713029B2 (en) Package for pressure detection device
JP4794073B2 (en) Package for pressure detection device
JP4557405B2 (en) Package for pressure detection device
JP4863569B2 (en) Package for pressure detection device
JP4925522B2 (en) Package for pressure detection device
JP4974424B2 (en) Package for pressure detection device
JP2003065873A (en) Package for pressure detection device
JP4753926B2 (en) Pressure detector and pressure detector assembly
JP2002323394A (en) Package for pressure detector
JP3955067B2 (en) Pressure detection device package and pressure detection device
JP4794072B2 (en) Package for pressure detection device
JP2004205377A (en) Package for pressure detection device
JP2006047326A (en) Package for pressure detector, and pressure detector
JP2002350264A (en) Package for pressure detector
JP2003139640A (en) Package for pressure detecting device
JP2002350265A (en) Package for pressure detector
JP2003139639A (en) Package for pressure detecting device
JP2002323393A (en) Package for pressure detector
JP2002005766A (en) Package for pressure detecting device