JP2004309282A

JP2004309282A - Capacitive pressure sensor

Info

Publication number: JP2004309282A
Application number: JP2003102506A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Tanaka; 昌明田中; Yasuaki Makino; 牧野　　泰明; Toshiya Ikezawa; 敏哉池沢; Takashige Saito; 隆重斉藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-04-07
Filing date: 2003-04-07
Publication date: 2004-11-04

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sensor constitution suitable for the further miniaturization in a capacitive pressure sensor which is made by integrating a capacitive detector and a circuit chip. <P>SOLUTION: The pressure sensor is provided with a package 10 and the circuit chip 20 housed in the package 10, in which the circuit chip 20 and the package 10 have facing surfaces 11 and 21 disposed opposite so that both of them are spaced apart each other; a stationary electrode 30 is provided on the facing surface 21 of the circuit chip 20; the facing surface 11 of the package 10 is constituted as a diaphragm distorted according to the application of a pressure P, and is provided with a movable electrode 40; the facing surface 11 of the package 10 is distorted so that the distance between the two facing surfaces 11 and 21 is varied, when the pressure P is applied; and the capacitive variation is detected between the stationary electrode 30 and the movable electrode 40 based on the distance variation. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容量検出部と回路チップとを一体化してなる容量式圧力センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の容量式圧力センサとしては、一般に、ダイアフラムを有するシリコン基板とガラス基板とを陽極接合によって一体化するとともに、ダイアフラムに可動電極を形成し、この可動電極に対向するガラス基板の部位に固定電極を形成したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、上記の一般的な構成において、ガラス基板の代わりに別のシリコン基板を用い、当該別のシリコン基板に固定電極を形成しているものもある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
いずれにせよ、このような容量式圧力センサにおいては、ダイアフラムとこれに対向する基板の対向面との間に、可動電極と固定電極とによる容量検出部が形成されており、静電容量型圧力センサとして構成されている。
【０００５】
それによって、圧力が印加されたときにダイアフラムが歪んでダイアフラムとこれに対向する基板の対向面との距離が変化し、この距離変化に基づく固定電極と可動電極との間の容量変化（静電容量変化）が電気信号として検出されるようになっている。
【０００６】
そして、通常、検出された信号は、外部に設けられた回路チップによって増幅や調整等の処理がなされ、圧力検出信号として出力される。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−１９８５１６号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平１０−２２５１２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、信号処理を行う上記回路チップは、例えばシリコン基板に集積化回路が形成されたチップとして圧力センサに設けられるが、圧力センサの小型化という点を考慮すれば、回路チップを圧力センサに積層して一体化した構成を採用することが好ましい。例えば、図２に示すような積層構成を採ることが考えられる。
【００１０】
図２に示す容量式圧力センサでは、一般的なセンサ構成を採用しており、圧力Ｐによって変形するダイアフラム１１０を有するシリコン基板１００とガラス基板２００とを陽極接合によって一体化し、これら両基板１００、２００間に真空室１５０を形成している。
【００１１】
そして、シリコン基板１００およびガラス基板２００における真空室１５０に面した部分に、それぞれ、可動電極３００、固定電極４００を設けている。こうして、シリコン基板１００およびガラス基板２００によって容量検出部が形成されている。
【００１２】
ここで、回路チップ５００は、ガラス基板２００上に積層され接着等により固定されている。また、回路チップ５００と容量検出部とはボンディングワイヤ６００等を用いて電気的に接続することができる。
【００１３】
つまり、回路チップ５００、ガラス基板２００、シリコン基板１００の３層が積層され一体化された３層構成の容量式圧力センサが構成されており、このような回路チップ５００を含めた３層構成を採用することにより、圧力センサの小型化を図ることができる。しかしながら、さらなる小型化が望まれる。
【００１４】
そこで、本発明は上記問題に鑑み、容量検出部と回路チップとを一体化してなる容量式圧力センサにおいて、より小型化に適したセンサ構成を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、パッケージ（１０）とこのパッケージ（１０）に収納された回路チップ（２０）とを備え、前記回路チップ（２０）および前記パッケージ（１０）は、これら両者が互いに離間して対向する対向面（１１、２１）を有しており、前記回路チップ（２０）における前記対向面（２１）に固定電極（３０）が設けられ、前記パッケージ（１０）における前記対向面（１１）は、圧力の印加に応じて歪むダイアフラムとして構成されるとともに当該対向面（１１）には可動電極（４０）が設けられており、圧力が印加されたときに前記パッケージ（１０）における前記対向面（１１）が歪んで前記両対向面（１１、２１）の距離が変化し、この距離変化に基づく前記固定電極（３０）と前記可動電極（４０）との間の容量変化を検出するようにしたことを特徴とする。
【００１６】
それによれば、パッケージ（１０）と回路チップ（２０）との２部品によって容量検出部を構成することができる。つまり、回路チップ（２０）を容量検出部の構成部品として兼用することができる。
【００１７】
そのため、従来のガラス基板を用いた３層構成の容量式圧力センサに比べて、構成の簡素化が図れ、その結果、本発明によれば、容量検出部と回路チップとを一体化してなる容量式圧力センサにおいて、より小型化に適したセンサ構成を提供することができる。
【００１８】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る容量式圧力センサＳ１の概略断面図である。
【００２０】
この容量式圧力センサＳ１は、パッケージ１０とこのパッケージ１０に収納された回路チップ２０とを備えている。パッケージ１０は、箱形の容器（ケース）であり、セラミック材料や樹脂材料等の電気絶縁性材料からなるものである。
【００２１】
本例では、パッケージ１０はアルミナ等からなる４層のセラミック層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが積層されたものであり、これらセラミック層１０ａ〜１０ｄがパッケージ１０の底面１１および側壁を構成している。なお、パッケージ１０を構成するセラミック層は４層に限定されるものではない。
【００２２】
具体的には、最下層のセラミック層１０ａがパッケージ１０における底面１１を構成し、その上のセラミック層１０ｂは回路チップ２０を支持するものであり、その上の２層のセラミック層１０ｃ、１０ｄはパッケージ１０における側壁を構成している。
【００２３】
さらに言うならば、パッケージ１０の底部においては、当該底部の周辺部は、最下層のセラミック層１０ａおよびその上のセラミック層１０ｂの２層構成であり、当該底部の中央部は最下層のセラミック層１０ａの１層構成とすることにより、パッケージ１０の底部の中央部に凹部１２を形成している。
【００２４】
そして、このパッケージ１０において上記凹部１２を構成している底面１１は、圧力Ｐの印加に応じて歪むダイアフラムとして構成されている。
【００２５】
回路チップ２０は、通常のＩＣチップ、すなわちシリコン基板等の半導体基板にトランジスタ等の素子を半導体製造技術を用いて形成することにより集積化回路を形成した半導体チップを用いることができる。
【００２６】
この回路チップ２０は、回路チップ２０の下面側の周辺部をセラミック層１０ｂに接着材等を介して固定することにより、当該セラミック層１０ｂに支持されている。つまり、上述したパッケージ１０の底部の中央部に形成された凹部１２を覆うように、回路チップ２０が設けられている。
【００２７】
こうして、回路チップ２０の下面のうちセラミック層１０ｂに接していない領域２１すなわち回路チップ２０の下面のうちパッケージ１０の底部の凹部１２に面した領域２１は、最下層のセラミック層１０ａの上面すなわちパッケージ１０の底面１１と離間して対向した形となっている。
【００２８】
つまり、回路チップ２０の下面における上記領域２１およびパッケージ１０における底面１１は、これら両者１０、２０が互いに離間して対向する対向面１１、２１として構成されている。以下、回路チップ２０の下面における上記領域２１およびパッケージ１０における底面１１を、それぞれの対向面１１、２１ということにする。
【００２９】
ここにおいて、回路チップ２０における対向面２１には固定電極３０が設けられている。一方、パッケージ１０においてダイアフラムとして構成される対向面１１には、可動電極４０が設けられている。
【００３０】
これら固定電極３０および可動電極４０は、それぞれの対向面１１、２１においてスパッタリング法や蒸着法等により成膜されたアルミニウム（Ａｌ）等の導電性の膜からなる。これら両電極３０、４０は互いの間に容量部（コンデンサ）を形成すべく正対するように配置されており、その平面形状は例えば櫛歯形状、円形状、四角形状等任意のものにできる。
【００３１】
そして、回路チップ２０においては、下面に位置する固定電極３０は、上面にまで引き回され、回路チップ２０の上面に形成された回路部と電気的に接続された構成となっている。
【００３２】
例えば、図示しないが、Ａｌ膜等からなる配線パターンを、回路チップ２０の下面から端面を介して回路チップ２０の上面側にわたって連続して形成することにより、当該配線パターンを介して固定電極３０を回路チップ２０の上面へ引き回すことが可能となっている。
【００３３】
ここで、回路チップ２０の上面とパッケージ１０との間が、ボンディングワイヤ５０を介して結線され電気的に接続されている。このボンディングワイヤ５０は、金（Ａｕ）やＡｌ等の線材を用いたワイヤボンディングにより形成される一般的なものにできる。
【００３４】
そして、図示しないが、パッケージ１０には内層配線や表層配線が形成されており、ボンディングワイヤ５０は、パッケージ１０側においてこれらの配線に対して電気的に接続されている。
【００３５】
また、可動電極４０は、このパッケージ１０に形成されている内層配線や表層配線に接続されている。こうして、固定電極３０を含む回路チップ２０および可動電極４０の間の適切な電気的接続が図られている。なお、回路チップ２０とパッケージ１０との間の電気的接続はボンディングワイヤ５０に限定されるものではない。
【００３６】
これら内層配線や表層配線を有するパッケージ１０は、例えばアルミナ等のグリーンシートを積層し、加圧して焼成するという一般的なセラミック積層配線板の製造方法を用いて容易に形成することができる。
【００３７】
すなわち、これら内層配線や表層配線を有するパッケージ１０は、複数のセラミック層１０ａ〜１０ｄの各々を作製する際に、各セラミック層１０ａ〜１０ｄに対して、穴あけ加工や導体ペースト等の印刷を行うことで配線パターンを形成し、この配線パターンが形成されたセラミック層１０ａ〜１０ｄを積層して焼成することで形成することができる。
【００３８】
また、パッケージ１０の上部すなわち開口部には、ふた６０が接着等により取り付けられている。このふた６０は、特に材料は限定されないが、パッケージ１０と熱膨張係数が近い材料が好ましく、例えばコバール等の金属材料あるいはパッケージ１０と同じくセラミック材料や樹脂材料等からなるものにできる。
【００３９】
そして、このふた６０によってパッケージ１０の開口部が遮蔽されてパッケージ１０の内部が気密に封止されている。それにより、パッケージ１０の内部は真空に保たれている。
【００４０】
このような容量式圧力センサＳ１は、例えば、上述のようにして作製されたパッケージ１０に対して回路チップ２０を接着固定し、その後ワイヤボンディングを行って回路チップ２０とパッケージ１０とのボンディングワイヤ５０による結線を行い、続いて、真空雰囲気中でふた６０をパッケージ１０に対して接着固定することによって製造することができる。
【００４１】
そして、この容量式圧力センサＳ１においては、パッケージ１０の内部を真空とすることでパッケージ１０の内部が一定の圧力を持った室いわゆる基準圧力室となっている。そして、本容量式圧力センサＳ１は絶対圧を測定する静電容量型圧力センサとして機能する。
【００４２】
つまり、本センサＳ１では、パッケージ１０における対向面１１すなわちパッケージ１０の底面１１に圧力Ｐが印加されたときに、パッケージ１０におけるダイアフラムとしての対向面１１が歪み、パッケージ１０における対向面１１と回路チップ２０における対向面２１との距離が変化する。
【００４３】
すると、この両対向面１１、２１の距離変化に基づいて、固定電極３０と可動電極４０との間の容量（静電容量）が変化する。そして、この容量変化を電気信号として検出し、この電気信号を回路チップ２０において信号処理を行うことにより、検出信号が出力される。こうして圧力検出が可能となっている。
【００４４】
ところで、本実施形態によれば、回路チップ２０およびこれを収納するパッケージ１０の両者が互いに離間して対向する対向面１１、２１を有しており、回路チップ２０における対向面２１は固定電極３０を有し、パッケージ１０における対向面１１は、圧力印加に応じて変形するダイアフラムとして構成されるとともに可動電極４０を有したものであり、圧力印加の際に両対向面１１、２１の距離変化に基づく両電極３０、４０間の容量変化を検出するようにしたことを特徴とする容量式圧力センサＳ１が提供される。
【００４５】
このように、パッケージ１０における対向面１１と回路チップ２０における対向面２１とにそれぞれ、電極３０、４０を形成することにより、これら両対向面１１、２１の間にコンデンサが形成される。また、パッケージ１０における対向面１１はダイアフラムとして機能するようにしている。
【００４６】
そのため、パッケージ１０と回路チップ２０との２部品によって容量検出部を構成することができる。つまり、回路チップ２０を容量検出部の構成部品として兼用することができる。
【００４７】
よって、従来のガラス基板を用いた３層構成の容量式圧力センサ（図２参照）に比べて、構成の簡素化が図れる。その結果、本実施形態によれば、容量検出部と回路チップ２０とを一体化してなる容量式圧力センサＳ１において、より小型化に適したセンサ構成を提供することができる。
【００４８】
なお、回路チップ２０としては、上記した半導体チップ以外にも、可能であるならば、樹脂製の回路チップ、セラミック製の回路チップ等を採用してもよい。
【００４９】
また、上記例では、パッケージ１０の対向面１１は１層のセラミック層１０ａにより構成することでダイアフラム機能を持たせていたが、例えば、パッケージ１０の底面において、エッチング等の各種加工を行うことによってダイアフラム機能を持たせたい部分のみを他の部分にくらべて薄肉部とした構成を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る容量式圧力センサの概略断面図である。
【図２】従来の容量式圧力センサに回路チップを積層した構成を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１０…パッケージ、１１…パッケージにおける対向面、２０…回路チップ、
２１…回路チップにおける対向面、３０…固定電極、４０…可動電極。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a capacitance type pressure sensor obtained by integrating a capacitance detection unit and a circuit chip.
[0002]
[Prior art]
As a conventional capacitive pressure sensor, generally, a silicon substrate having a diaphragm and a glass substrate are integrated by anodic bonding, a movable electrode is formed on the diaphragm, and a fixed electrode is formed on a portion of the glass substrate opposed to the movable electrode. Is proposed (for example, see Patent Document 1).
[0003]
In addition, in the above-described general configuration, there is a configuration in which another silicon substrate is used instead of a glass substrate, and a fixed electrode is formed on the another silicon substrate (for example, see Patent Document 2).
[0004]
In any case, in such a capacitive pressure sensor, a capacitance detecting portion formed by a movable electrode and a fixed electrode is formed between the diaphragm and the opposing surface of the substrate facing the diaphragm, and the capacitance type pressure sensor is formed. It is configured as a sensor.
[0005]
As a result, when pressure is applied, the diaphragm is distorted and the distance between the diaphragm and the opposing surface of the substrate changes, and the capacitance change between the fixed electrode and the movable electrode based on this change in distance (electrostatic change) (Capacitance change) is detected as an electric signal.
[0006]
Usually, the detected signal is subjected to processing such as amplification and adjustment by a circuit chip provided outside, and is output as a pressure detection signal.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-7-198516
[Patent Document 2]
JP-A-10-22512
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the above-mentioned circuit chip for performing signal processing is provided in the pressure sensor as, for example, a chip in which an integrated circuit is formed on a silicon substrate. However, considering the miniaturization of the pressure sensor, the circuit chip is stacked on the pressure sensor. It is preferable to adopt an integrated configuration. For example, it is conceivable to adopt a laminated configuration as shown in FIG.
[0010]
The capacitive pressure sensor shown in FIG. 2 employs a general sensor configuration, in which a silicon substrate 100 having a diaphragm 110 that is deformed by pressure P and a glass substrate 200 are integrated by anodic bonding. A vacuum chamber 150 is formed between the two.
[0011]
A movable electrode 300 and a fixed electrode 400 are provided on portions of the silicon substrate 100 and the glass substrate 200 facing the vacuum chamber 150, respectively. Thus, the capacitance detection unit is formed by the silicon substrate 100 and the glass substrate 200.
[0012]
Here, the circuit chip 500 is laminated on the glass substrate 200 and fixed by bonding or the like. Further, the circuit chip 500 and the capacitance detection unit can be electrically connected using the bonding wire 600 or the like.
[0013]
That is, a three-layer capacitive pressure sensor in which three layers of the circuit chip 500, the glass substrate 200, and the silicon substrate 100 are laminated and integrated is configured. By employing this, the size of the pressure sensor can be reduced. However, further miniaturization is desired.
[0014]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a sensor configuration suitable for further miniaturization in a capacitive pressure sensor obtained by integrating a capacitance detection unit and a circuit chip.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes a package (10) and a circuit chip (20) housed in the package (10), wherein the circuit chip (20) and the package (10) are provided. ) Has opposing surfaces (11, 21) that are spaced apart from each other and opposes each other, and the opposing surface (21) of the circuit chip (20) is provided with a fixed electrode (30), The opposing surface (11) in (10) is configured as a diaphragm that is distorted in response to application of pressure, and the opposing surface (11) is provided with a movable electrode (40). The distance between the opposing surfaces (11, 21) changes due to distortion of the opposing surface (11) of the package (10). Characterized by being adapted to detect a change in the capacitance between the electrodes (40).
[0016]
According to this, the capacitance detecting section can be constituted by the two components of the package (10) and the circuit chip (20). That is, the circuit chip (20) can also be used as a component of the capacitance detection unit.
[0017]
Therefore, the configuration can be simplified as compared with a conventional three-layer capacitive pressure sensor using a glass substrate, and as a result, according to the present invention, a capacitance formed by integrating a capacitance detection unit and a circuit chip is provided. In the pressure sensor of the type, a sensor configuration more suitable for miniaturization can be provided.
[0018]
It should be noted that reference numerals in parentheses of the above-described units are examples showing the correspondence with specific units described in the embodiments described later.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention shown in the drawings will be described. FIG. 1 is a schematic sectional view of a capacitive pressure sensor S1 according to an embodiment of the present invention.
[0020]
The capacitive pressure sensor S1 includes a package 10 and a circuit chip 20 housed in the package 10. The package 10 is a box-shaped container (case) and is made of an electrically insulating material such as a ceramic material or a resin material.
[0021]
In this example, the package 10 is formed by laminating four ceramic layers 10a, 10b, 10c, and 10d made of alumina or the like, and these ceramic layers 10a to 10d constitute a bottom surface 11 and side walls of the package 10. . Note that the number of ceramic layers constituting the package 10 is not limited to four.
[0022]
Specifically, the lowermost ceramic layer 10a forms the bottom surface 11 of the package 10, the upper ceramic layer 10b supports the circuit chip 20, and the two upper ceramic layers 10c and 10d It constitutes a side wall of the package 10.
[0023]
More specifically, at the bottom of the package 10, the periphery of the bottom is a two-layer structure of the lowermost ceramic layer 10a and the ceramic layer 10b thereon, and the center of the bottom is the lowermost ceramic layer. The concave portion 12 is formed in the central portion of the bottom of the package 10 by adopting the one-layer configuration of 10a.
[0024]
The bottom surface 11 of the package 10 constituting the recess 12 is configured as a diaphragm that is distorted in response to the application of the pressure P.
[0025]
As the circuit chip 20, a normal IC chip, that is, a semiconductor chip in which an integrated circuit is formed by forming elements such as a transistor on a semiconductor substrate such as a silicon substrate using a semiconductor manufacturing technique can be used.
[0026]
The circuit chip 20 is supported by the ceramic layer 10b by fixing the peripheral portion on the lower surface side of the circuit chip 20 to the ceramic layer 10b via an adhesive or the like. That is, the circuit chip 20 is provided so as to cover the recess 12 formed at the center of the bottom of the package 10 described above.
[0027]
Thus, the region 21 of the lower surface of the circuit chip 20 that is not in contact with the ceramic layer 10b, that is, the region 21 of the lower surface of the circuit chip 20 that faces the concave portion 12 at the bottom of the package 10, is the upper surface of the lowermost ceramic layer 10a, that is, the package. 10 and is spaced apart from the bottom surface 11.
[0028]
That is, the region 21 on the lower surface of the circuit chip 20 and the bottom surface 11 of the package 10 are configured as opposing surfaces 11, 21 where the two 10, 10 are separated from each other and oppose each other. Hereinafter, the above-mentioned region 21 on the lower surface of the circuit chip 20 and the bottom surface 11 of the package 10 will be referred to as respective opposing surfaces 11 and 21.
[0029]
Here, the fixed electrode 30 is provided on the facing surface 21 of the circuit chip 20. On the other hand, a movable electrode 40 is provided on the facing surface 11 configured as a diaphragm in the package 10.
[0030]
The fixed electrode 30 and the movable electrode 40 are made of a conductive film such as aluminum (Al) formed on the respective opposing surfaces 11 and 21 by a sputtering method, a vapor deposition method, or the like. These two electrodes 30 and 40 are arranged so as to face each other so as to form a capacitance portion (capacitor) therebetween, and the planar shape thereof may be any shape such as a comb shape, a circular shape, a square shape, or the like.
[0031]
In the circuit chip 20, the fixed electrode 30 located on the lower surface is routed to the upper surface, and is configured to be electrically connected to a circuit unit formed on the upper surface of the circuit chip 20.
[0032]
For example, although not shown, by forming a wiring pattern made of an Al film or the like continuously from the lower surface of the circuit chip 20 to the upper surface side of the circuit chip 20 via the end surface, the fixed electrode 30 is formed via the wiring pattern. It can be routed to the upper surface of the circuit chip 20.
[0033]
Here, the upper surface of the circuit chip 20 and the package 10 are connected via a bonding wire 50 and are electrically connected. The bonding wire 50 can be a general wire formed by wire bonding using a wire such as gold (Au) or Al.
[0034]
Although not shown, an inner layer wiring and a surface wiring are formed in the package 10, and the bonding wires 50 are electrically connected to these wirings on the package 10 side.
[0035]
Further, the movable electrode 40 is connected to an inner wiring or a surface wiring formed in the package 10. Thus, an appropriate electrical connection between the circuit chip 20 including the fixed electrode 30 and the movable electrode 40 is achieved. The electrical connection between the circuit chip 20 and the package 10 is not limited to the bonding wire 50.
[0036]
The package 10 having the inner layer wiring and the surface layer wiring can be easily formed by using a general method of manufacturing a ceramic laminated wiring board in which green sheets of, for example, alumina are laminated, pressed and fired.
[0037]
In other words, the package 10 having the inner layer wiring and the surface layer wiring may be formed by performing drilling or printing of a conductive paste on each of the ceramic layers 10a to 10d when manufacturing each of the plurality of ceramic layers 10a to 10d. To form a wiring pattern, and stacking and firing the ceramic layers 10a to 10d on which the wiring pattern is formed.
[0038]
A lid 60 is attached to the upper portion of the package 10, that is, the opening, by bonding or the like. Although the material of the lid 60 is not particularly limited, a material having a thermal expansion coefficient close to that of the package 10 is preferable. For example, a metal material such as Kovar or a ceramic material or a resin material like the package 10 can be used.
[0039]
The lid 60 shields the opening of the package 10 to hermetically seal the inside of the package 10. Thereby, the inside of the package 10 is kept in a vacuum.
[0040]
Such a capacitive pressure sensor S1 includes, for example, a circuit chip 20 bonded and fixed to the package 10 manufactured as described above, and then performing wire bonding to bond wires 50 between the circuit chip 20 and the package 10. Then, the lid 60 is bonded and fixed to the package 10 in a vacuum atmosphere.
[0041]
In the capacitive pressure sensor S1, the interior of the package 10 is a chamber having a constant pressure, that is, a so-called reference pressure chamber, by evacuating the interior of the package 10. The capacitance type pressure sensor S1 functions as a capacitance type pressure sensor for measuring an absolute pressure.
[0042]
That is, in the sensor S1, when the pressure P is applied to the opposing surface 11 of the package 10, that is, the bottom surface 11 of the package 10, the opposing surface 11 as the diaphragm of the package 10 is distorted, and the opposing surface 11 of the package 10 and the circuit chip The distance at 20 from the facing surface 21 changes.
[0043]
Then, the capacitance (capacitance) between the fixed electrode 30 and the movable electrode 40 changes based on the change in the distance between the two opposing surfaces 11 and 21. Then, this change in capacitance is detected as an electric signal, and the electric signal is subjected to signal processing in the circuit chip 20 to output a detection signal. Thus, the pressure can be detected.
[0044]
By the way, according to the present embodiment, both the circuit chip 20 and the package 10 accommodating the same have the opposing surfaces 11 and 21 which are separated from each other and oppose each other. The opposing surface 11 of the package 10 is configured as a diaphragm that is deformed in response to pressure application and has a movable electrode 40. When the pressure is applied, the distance between the opposing surfaces 11 and 21 changes. The capacitance type pressure sensor S1 is characterized in that a capacitance change between the two electrodes 30 and 40 is detected.
[0045]
Thus, by forming the electrodes 30 and 40 on the opposing surface 11 of the package 10 and the opposing surface 21 of the circuit chip 20, respectively, a capacitor is formed between the opposing surfaces 11 and 21. Further, the facing surface 11 of the package 10 functions as a diaphragm.
[0046]
Therefore, the capacitance detection unit can be configured by the two components of the package 10 and the circuit chip 20. That is, the circuit chip 20 can also be used as a component of the capacitance detection unit.
[0047]
Therefore, the configuration can be simplified as compared with a conventional three-layer capacitive pressure sensor using a glass substrate (see FIG. 2). As a result, according to the present embodiment, it is possible to provide a sensor configuration suitable for further miniaturization in the capacitive pressure sensor S1 in which the capacitance detecting unit and the circuit chip 20 are integrated.
[0048]
The circuit chip 20 may be a resin circuit chip, a ceramic circuit chip, or the like, if possible, other than the semiconductor chip described above.
[0049]
Further, in the above example, the opposing surface 11 of the package 10 is provided with a diaphragm function by being constituted by a single ceramic layer 10a. However, for example, by performing various processes such as etching on the bottom surface of the package 10, It is also possible to adopt a configuration in which only the portion having the diaphragm function is made thinner than other portions.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view of a capacitive pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic sectional view showing a configuration in which circuit chips are stacked on a conventional capacitive pressure sensor.
[Explanation of symbols]
10: package, 11: facing surface of package, 20: circuit chip,
21: opposing surface of the circuit chip, 30: fixed electrode, 40: movable electrode.

Claims

A package (10) and a circuit chip (20) housed in the package (10);
The circuit chip (20) and the package (10) have opposing surfaces (11, 21) where they are separated from each other and oppose each other.
A fixed electrode (30) is provided on the facing surface (21) of the circuit chip (20), and the facing surface (11) of the package (10) is configured as a diaphragm that is distorted in response to application of pressure. A movable electrode (40) is provided on the facing surface (11),
When pressure is applied, the opposing surface (11) of the package (10) is distorted and the distance between the opposing surfaces (11, 21) changes, and the fixed electrode (30) and the A capacitive pressure sensor characterized by detecting a capacitance change between the movable electrode (40) and the movable electrode (40).