JP2006177867A - 圧力検出装置用パッケージおよび圧力検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 長期間にわたり検出精度を維持することができる圧力検出装置用パッケージおよび圧力検出装置を提供すること。
【解決手段】 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、絶縁基体１の表面に形成された静電容量形成用の第１の電極７と、絶縁基体１の表面と対向する位置に配置され、外周部が接合材を介して絶縁基体１に接合されたダイアフラム２と、ダイアフラム２の表面に第１の電極７と対向するように形成された静電容量形成用の第２の電極９とを備え、絶縁基体１の第１の電極７の周囲に、ダイアフラム２に接する突起部１２が形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、圧力を検出するための圧力検出装置に用いられる圧力検出装置用パッケージおよび圧力検出装置に関する。

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に用いられるパッケージは、下記特許文献１に記載されているように、半導体素子が搭載される搭載部を有する絶縁基体と、絶縁基体の表面に形成された静電容量形成用の第１の電極と、絶縁基体の表面に可撓な状態で接合されたダイアフラムと、このダイアフラムの表面に第１の電極に対向するように被着された静電容量形成用の第２の電極とを備えている。

そして、第１の電極および第２の電極により静電容量を形成するために、これら電極間に所定の間隔を設ける必要があり、ダイアフラムと絶縁基体との間にスペーサを備えている。また、絶縁基体およびスペーサ、若しくは、スペーサおよびダイアフラムは、ろう材を介して接合されている。
特開２００１−３５６０６４号公報

しかしながら、ダイアフラムに大きな外部圧力が長時間にわたり印加された場合、ダイアフラムが撓むことにより発生する応力が絶縁基体とダイアフラムとを接合するろう材の内周縁部に大きく作用してろう材に塑性変形が発生してしまう。その結果、ダイアフラムに印加される圧力が基準圧力となった後もダイアフラムがもとの位置に完全には戻らず、第１の電極と第２の電極とで形成される静電容量が変移してしまい、外部圧力の検出精度が低下してしまうという問題を有していた。

本発明は、上記従来技術の問題点を鑑み案出されたもので、その目的は、長期間にわたり検出精度を維持することができる圧力検出装置用パッケージおよび圧力検出装置を提供することにある。

本発明の圧力検出装置用パッケージは、半導体素子が搭載される搭載部を有する絶縁基体と、該絶縁基体の表面に形成された静電容量形成用の第１の電極と、前記絶縁基体の前記表面と対向する位置に配置され、外周部が接合材を介して前記絶縁基体に接合されたダイアフラムと、前記ダイアフラムの表面に前記第１の電極と対向するように形成された静電容量形成用の第２の電極とを備え、前記絶縁基体および前記ダイアフラムの一方に、前記絶縁基体および前記ダイアフラムの他方に接する突起部が形成されていることを特徴とするものである。

また、本発明の圧力検出装置用パッケージは、前記突起部が、圧力が印加された際に、前記ダイアフラムが最も変移する点を中心とした円周上に複数形成されており、前記複数の突起部は等間隔に配置されていることを特徴とするものである。

また、本発明の圧力検出装置用パッケージは、前記絶縁基体、前記ダイアフラムおよび前記突起部が、同じ材料からなることを特徴とするものである。

また、本発明の圧力検出装置用パッケージは、前記絶縁基体の前記接合材が設けられた領域の内側に前記突起部が形成されていることを特徴とするものである。

本発明の圧力検出装置は、本発明の圧力検出装置用パッケージと、該圧力検出装置用パッケージの前記搭載部に搭載され、前記ダイアフラムに加わる圧力を検出する半導体素子とを備えていることを特徴とするものである。

本発明の圧力検出装置用パッケージは、絶縁基体若しくはダイアフラムの一方に、前記絶縁基体若しくは前記ダイアフラムの他方に接する突起部が形成されていることにより、大きな外部圧力が長時間にわたり印加されたとしても、絶縁基体とダイアフラムとは突起部により支持されており、絶縁基体およびダイアフラムを接合するろう材に生じる応力を低減させることができる。その結果、ろう材に発生する塑性変形を低減させることができ、長期間にわたって検出精度を維持させることが可能となる。

本発明の圧力検出装置用パッケージは、突起部が、圧力が印加された際に、ダイアフラムが最も変移する部位を中心とした同心円状に複数形成されており、複数の突起部は等間隔に配置されていることにより、ダイアフラムに外部圧力が印加された際に、複数の突起部にて応力を均一に分散させることができ、ろう材に発生する塑性変形を低減させることが可能となる。

本発明の圧力検出装置用パッケージは、絶縁基体、ダイアフラムおよび突起部が、同じ材料からなることにより、外部圧力の検出精度を長期間にわたって維持することができるとともに、より広い範囲の温度環境下で使用することができる。

すなわち、絶縁基体、ダイアフラムおよび突起部は、同じ材料からなることにより、
それらの機械的強度の差が低減され、大きな外部圧力が印加されたときにも、突起部が絶縁基体またはダイアフラムと接する部分における塑性変形を低減させることができ、外部圧力の検出精度を長期間にわたり維持させることが可能となる。

また、絶縁基体、ダイアフラムおよび突起部の熱膨張の差が小さいため、外気の温度変化による絶縁基体若しくはダイアフラムと突起部との間に生じる歪みを低減させ、外部圧力の検出精度を維持しつつ広範囲の温度環境の下で使用することができ、汎用性の高いものとすることができる。

本発明の圧力検出装置用パッケージは、絶縁基体の接合材が設けられた領域の内側に突起部が形成されていることにより、外部圧力が印加されてダイアフラムが撓んだ際にも、絶縁基体とダイアフラムとは突起部により支持されて接合材の塑性変形を低減させることができ、長期間にわたり検出精度を維持させることが可能となる。

本発明の圧力検出装置は、本発明の圧力検出装置用パッケージと、圧力検出装置用パッケージの搭載部に搭載され、ダイアフラムに加わる圧力を検出する半導体素子とを備えていることにより、長期間にわたって検出精度を維持させることができる。

本発明の圧力検出装置用パッケージを添付の図面を参照して詳細に説明する。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第１の例の構造を示す断面図であり、
図２は、図１に示した圧力検出装置用パッケージの絶縁基体の平面図および絶縁基体に対向するダイアフラムの平面図である。これらの図１において、１は絶縁基体、２はダイアフラム、７は第１の電極、９は第２の電極を示している。

本発明の圧力検出装置用パッケージは、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、絶縁基体１の表面に形成された静電容量形成用の第１の電極７と、絶縁基体１の表面と対向する位置に配置され、外周部が接合材を介して絶縁基体１に接合されたダイアフラム２と、ダイアフラム２の表面に第１の電極７と対向するように形成された静電容量形成用の第２の電極９とを備え、絶縁基体１の第１の電極７の周囲に、ダイアフラム２に接する突起部１２が形成されている。

絶縁基体１は、酸化アルミニウム質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，炭化珪素質焼結体，窒化珪素質焼結体，ガラス−セラミックス等の電気絶縁材料から成る積層体である。絶縁基体１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、次のようにして製作される。まず、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、これをドクターブレード法を用い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る。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。そして、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、絶縁基体１が製作される。

絶縁基体１は、一方の面（図２では下面）に、半導体素子３が収容される凹部１ａが形成されており、半導体素子３を収容する容器として機能する。そして、この凹部１ａの底面の中央部に、半導体素子３が搭載される搭載部１ｂが形成されている。この搭載部１ｂに半導体素子３が搭載されるとともに、半導体素子３が凹部１ａ内において例えばエポキシ樹脂等の樹脂製封止材４により覆われることにより、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によって覆われることにより封止されるが、絶縁基体１の一方の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。

また、搭載部１ｂには半導体素子３の各電極と電気的に接続される複数の配線導体５が導出されており、この配線導体５と半導体素子３の各電極を半田バンプ等の導電性材料から成る導電性接合材６を介して接合することにより、半導体素子３の各電極と各配線導体５とが電気的に接続されるとともに半導体素子３が搭載部１ｂに固定される。なお、図１に示した例では、半導体素子３の電極と配線導体５とが半田バンプを介して接続される構造としたが、半導体素子３の電極と配線導体５とはボンディングワイヤ等の他の電気的接続手段により接続されてもよい。

配線導体５は、半導体素子３の各電極を外部電気回路および第１の電極７，第２の電極９に電気的に接続するための導電路として機能し、その一部は絶縁基体１の一方の面（図１では下面）の外周部に導出され、別の一部は第１の電極７，第２の電極９に電気的に接続されている。そして、半導体素子３の各電極がこれら配線導体５に半田バンプ等の導電性接合材６を介して電気的に接続されるとともに半導体素子３が樹脂製封止材４で封止された後、配線導体５の絶縁基体１の一方の面（図１では下面）の外周部に導出された部位が外部電気回路基板の配線導体（図示せず）に半田等の導電性接合材を介して接合されることにより、内部に収容される半導体素子３が外部電気回路に電気的に接続されることとなる。

このような配線導体５は、タングステン，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が酸化腐食することを防止するとともに、配線導体５と半田等の導電性接合材６との接合を良好なものとするために、厚みが１〜１０μｍ程度のニッケルメッキ層と厚みが０．１〜３μｍ程度の金メッキ層とが順次被着されていることが好ましい。

また、絶縁基体１の上面中央部には、静電容量形成用の第１の電極７が被着されている。この第１の電極７は、後述する第２の電極９とともに感圧素子用の静電容量を形成するためのものであり、例えば略円形のパターンに形成されている。そして、この第１の電極７には配線導体５の一つ５ａが接続されており、それによりこの配線導体５ａに半導体素子３の電極を半田バンプ等の導電性接合部材６を介して接続すると半導体素子３の電極と第１の電極７とが電気的に接続されるようになっている。

このような第１の電極７は、タングステン，モリブデン，銅，銀等の金属粉末メタライズから成り、タングステン等の金属粉末に適当な有機バインダ，溶剤，可塑剤，分散剤を添加混合して得たメタライズペーストを従来周知のスクリーン印刷法を採用して絶縁基体１用のセラミックグリーンシートに印刷塗布し、これを絶縁基体１用の生セラミック成形体とともに焼成することによって絶縁基体１の上面中央部に所定のパターンに形成される。なお、第１の電極７の露出表面には、第１の電極７が酸化腐食するのを防止するために、通常であれば、厚みが１〜１０μｍ程度のニッケルめっき層が被着されている。

また、絶縁基体１の上面外周部には、その全周にわたり枠状の第１の接合用メタライズ層８が被着されており、この第１の接合用メタライズ層８には、後述する下面に第２の電極９を有するダイアフラム２の下面外周部のスペーサ１１の下面に形成された第２の接合用メタライズ層１０が銀−銅ろう材等の導電性接合材を介して接合することにより取着されている。この第１の接合用メタライズ層８には配線導体５の一つ５ｂが接続されており、それによりこの配線導体５ｂに半導体素子３の電極を半田バンプ等の導電性接合部材６を介して電気的に接続すると第１の接合用メタライズ層８に接続された第２の接合用メタライズ層１０と半導体素子３の電極とが電気的に接続されるようになっている。

第１の接合用メタライズ層８は、タングステン，モリブデン，銅，銀等の金属粉末メタライズから成り、タングステン等の金属粉末に適当な有機バインダ，溶剤，可塑剤，分散剤を添加混合して得たメタライズペーストを従来周知のスクリーン印刷法を採用して絶縁基体１用のセラミックグリーンシートに印刷塗布し、これを絶縁基体１用の生セラミック成形体とともに焼成することによって、絶縁基体１の上面外周部に枠状の所定のパターンに形成される。なお、第１の接合用メタライズ層８の露出表面には、第１の接合用メタライズ層８が酸化腐食するのを防止するとともに第１の接合用メタライズ層８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１〜１０μｍ程度のニッケルめっき層が被着されている。

ダイアフラム２は、絶縁基体１の表面（図１では、絶縁基体１の上面）に対向する位置に配置されている。このダイアフラム２は、絶縁基体１との間に密閉空間を形成するように取着されている。ダイアフラム２は、酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，窒化珪素質焼結体，炭化珪素質焼結体，ガラスセラミックス等の電気絶縁材料から成る厚みが０．０１〜５ｍｍの平板状のものであり、外部圧力に応じて絶縁基体１側に撓む。

なお、静電容量型の圧力検出装置は、８０ｋＰａ（低圧用圧力検出装置）〜２０００ｋＰａ（高圧用圧力検出装置）の圧力の元で使用されることが一般的であり、ダイアフラム２は、その厚みが０．０１ｍｍ未満では、その機械的強度が小さくなり、これに例えば８０ｋＰａ程度の大きな外部圧力が加わった場合に破損しやすくなり、他方、５ｍｍを超えると、例えば２０００ｋＰａ程度の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なものとなりやすい。したがって、ダイアフラム２の厚みは０．０１〜５ｍｍの範囲が好ましい。

このようなダイアフラム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、次のようにして製作される。まず、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、これをドクターブレード法を用い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る。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ダイアフラム２用の生セラミック成形体を得る。そして、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、ダイアフラム２が製作される。

また、ダイアフラム２の下面外周部には高さが0.01〜５ｍｍ程度の枠状のスペーサ１１が設けられており、これにより下面中央部に底面が略平坦な凹部が形成されている。この凹部は、絶縁基体１との間に密閉空間を形成するためのものであり、この凹部の底面には静電容量形成用の第２の電極９が被着されている。

このような第２の電極９は、タングステン，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ダイアフラム２用のセラミックグリーンシートに印刷塗布し、これをダイアフラム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ダイアフラム２の凹部の底面の略全面に所定のパターンに形成される。なお、第２の電極９の露出表面には、第２の電極９が酸化腐食するのを防止するために、通常であれば、厚みが１〜１０μｍ程度のニッケルめっき層が被着されている。

また、ダイアフラム２のスペーサの下面にはその全周にわたり枠状の第２の接合用メタライズ層１０が被着されており、この第２の接合用メタライズ層１０には、前述の第１の接合用メタライズ層８が銀−銅ろう材等の導電性接合材を介して接合することにより取着されている。

また、第２の接合用メタライズ１０と第２の電極９とは電気的に接続されており、それにより、前述の半導体素子３に電気的に接続された第１の接合用メタライズ層８を介して、第２の電極９と半導体素子３の電極とが電気的に接続されるようになっている。

このとき、第１の電極７と第２の電極９とは、絶縁基体１とダイアフラム２との間に形成された空間を挟んで対向しており、これらの間には、第１の電極７や第２の電極９の面積および第１の電極７と第２の電極９との間隔に応じて所定の静電容量が形成される。そして、ダイアフラム２の上面に外部圧力が印加されると、その圧力に応じてダイアフラム２が絶縁基体１側に撓んで第１の電極７と第２の電極９との間隔が変わり、それにより第１の電極７と第２の電極９との間の静電容量が変化するので、外部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圧力の大きさを知ることができる。

なお、このような第２の接合用メタライズ層１０は、タングステン，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スクリーン印刷法を採用して、ダイアフラム２のスペーサ用のセラミックグリーンシートに印刷塗布し、これをダイアフラム２の下面に形成された第２の電極９と導通させるようにダイアフラム２用のセラミックグリーンシートと積層し、ダイアフラム２にスペーサおよび凹部を形成した後、ダイアフラム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、ダイアフラム２のスペーサ１１の下面と、表面または内部とに所定のパターンに形成される。なお、第２の接合用メタライズ層１０の露出する表面には、第２の接合用メタライズ層１０が酸化腐食するのを防止するとともに、第２の接合用メタライズ層１０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１〜１０μｍ程度のニッケルめっき層
そして、本発明の圧力検出装置用パッケージは、絶縁基体１若しくはダイアフラム２の一方に、絶縁基体１若しくはダイアフラム２の他方に接する突起部１２が形成されている。本発明の圧力検出装置用パッケージは、このような構成により、長時間にわたりダイアフラム２に大きな外部圧力が印加されたとしても、ダイアフラム２は突起部により支持されており、接合材の塑性変形による絶縁基体１とダイアフラム２との間隔の変化を低減させることができ、長期間にわたり外部圧力の検出精度を維持することが可能となる。

図１および図２に示した圧力検出装置用パッケージにおいて、突起部１２は、絶縁基体１の上面に形成されており、ダイアフラム２の下面に接している。

また、図３および図４に示すように、突起部１２は、ダイアフラム２の下面に形成され、絶縁基体１に接するものであっても構わない。なお、図３は、本発明の圧力検出装置用パッケージの実施の形態の第２の例の構造を示す断面図であり、図４（ａ）は、図３に示した圧力検出装置用パッケージの絶縁基体１の平面図であり、図４（ｂ）は、図３に示した圧力検出装置用パッケージのダイアフラム２の下面図である。また、突起部１２は、絶縁基体１とダイアフラム２間に介在されるものであって、絶縁基体１およびダイアフラム２に接するものであっても構わない。

また、本発明の圧力検出装置用パッケージにおいて、突起部１２が絶縁基体１およびダイアフラム２の双方に形成されており、絶縁基体１に形成された突起部１２の先端とダイアフラム２に形成された突起部１２の先端とが接するような構造としてもよい。

また、本発明の圧力検出装置用パッケージにおいて、ダイアフラム２に突起部１２が形成されており、突起部１２の先端が絶縁基体１の凹部の底面に接する構造としてもよい。すなわち、絶縁基体１に、突起部１２に対応する凹部を形成しておく構造としておいてもよい。

なお、絶縁基体１とダイアフラム２との距離を安定させるために、突起部１２は３つ以上形成されていることが好ましい。

このような突起部１２は、外部圧力が印加された際に応力により塑性変形が生じにくいもので形成されている方がよく、さらには、通常使用される圧力範囲の最大値の２倍の圧力を印加した後に、外部圧力を無負荷とした状態の静電容量値が、外部圧力を印加する前の外部圧力を無負荷とした状態の静電容量値と比較して、静電容量値の差が０．５％以下となるものが好ましい。静電容量値の差が０．５％を越えると、圧力を印加する前の静電容量値のばらつきが大きくなるとともに、このようなばらつきを半導体素子等で補正するが困難となり、高精度な圧力検出装置として使用することが困難となる。

例えば、このようなものとして、酸化アルミニウム質焼結体，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質焼結体等のセラミックスや、エポキシ樹脂，アクリル樹脂，ポリカーボネート，ポリエーテルエーテルケトン、フェノール樹脂，シリコーン樹脂等の樹脂が挙げられる。

突起部１２は、例えば、酸化アルミニウム等のセラミックスからなり、ダイアフラム２の下面に形成される場合には、酸化アルミニ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得た絶縁ペーストを、ダイアフラム２用のセラミックグリーンシートの所定の位置にスクリーン印刷法等を用いて形成し、これをダイアフラム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所定のパターンおよび高さに形成される。

また、突起部１２を絶縁基体１とダイアフラム２との間に介在させる場合としては、酸化アルミニウム質焼結体，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質焼結体等のセラミックスや、エポキシ樹脂，アクリル樹脂，ポリカーボネート，フェノール樹脂等の樹脂から成るものを所定の形状に形成し、これを静電容量が形成される空間内の所定の位置に配置することにより設けられる。なお、突起部１２を所定の位置に形成するために、絶縁基体１の上面またはダイアフラム２の下面に、位置合わせ用の溝や凸部を形成しておくとよい。

また、エポキシ樹脂，アクリル樹脂，フェノール樹脂等の樹脂前駆体を、静電容量が形成される空間内の絶縁基体１またはダイアフラム２の表面にスクリーン印刷法等により印刷した後、樹脂前駆体を乾燥することにより形成しても良い。

また、突起部１２は、圧力が印加された際に、ダイアフラム２が最も変移する点を中心とした円周上に複数形成されており、複数の突起部１２は等間隔に配置されていることが好ましい。

このような構成により、ダイアフラム２に印加された外部圧力が各突起部１２に同時にかつ均等に分散されるので、ダイアフラム２に割れが発生したりするのを有効に防止することができるとともに、ダイアフラム２のうち最も変移する部位の位置がばらつくことを低減し、外部圧力を精度良く検出することができるようになる。

ここで、圧力が印加された際にダイアフラム２が最も変移する部位とは、静電容量が形成される空間の断面が円形や多角形であればその中心となり、断面が方形や長方形であればその対角線の交点となる。

また、円とはある程度の幅を有するものであり、突起部１２の断面が円形の場合はその直径、突起部の断面が三角形や四角形等の多角形の場合はその長さが一番長い辺や対角線の長さ程度の幅を有する円を意味する。

また、等間隔とは、各突起部１２間の距離が完全に等しい場合の他、各突起部１２間の距離の差が上述の直径や対角線の長さ程度以内の場合も含むものである。

ここで、図５に、本発明の圧力検出装置用パッケージの実施の形態の第３の例を示す。図５（ａ）は、本発明の圧力検出装置用パッケージの実施の形態の第３の例の絶縁基体１の平面図であり、図５（ｂ）は、ダイアフラム２の下面図である。

本発明の第３の例の圧力検出装置用パッケージは、突起部１２が、ダイアフラム２が最も変移する点を中心とした円の弧形状である。そして、この突起部１２が、ダイアフラム２が最も変移する点を中心とした円上に複数かつ均等に配置されている。

また、突起部の先端部の表面は平坦であることが好ましい。突起部１２が絶縁基体１またはダイアフラム２に面接触するので、応力を分散させることができ、絶縁基体１やダイアフラム２や突起部１２が割れることを防止することができる。

このような突起部１２の形状は、円形状，多角形状，四角形状等である。絶縁基体１とダイアフラム２とに若干の接合ずれが発生した場合にも、突起部１２を絶縁基体１若しくはダイアフラム２と安定して当接させるという観点からは円形であることが好ましい。

また、本発明の圧力検出装置用パッケージは、絶縁基体１、ダイアフラム２および突起部１２が同じ材料からなることが好ましい。このような構成により、絶縁基体１、ダイアフラム２および突起部１２のそれぞれの機械的強度を近づけることができ、ダイアフラム２に外部圧力が印加されたときに、絶縁基体１とダイアフラム２と突起部１２とのぞれぞれの当接部に塑性変形が発生しにくくなり、外部圧力を精度良く検出することができるものとなる。そして、絶縁基体１とダイアフラム２と突起部１２との熱膨張の差を低減できるので、絶縁基体１とダイアフラム２と突起部１２との間の歪みを低減し、広範囲の温度環境のもとで使用することができ、汎用性の高いものとすることができる。

また、本発明の圧力検出装置用パッケージは、絶縁基体１の接合材が設けられた領域の内側に突起部１２が形成されていることが好ましい。このような構成により、外部圧力が印加されてダイアフラム２が撓んだ際の応力が、絶縁基体１とダイアフラム２との接合材よりも内側である密閉空間側に向けて大きくかかったとしても、ダイアフラム２は突起部１２により支持されて、接合材に生じる塑性変形を低減させ、長期間にわたり検出精度を維持させることが可能となる。

また、突起部１２は、円形の枠状に形成されていることがより好ましい。この構成により、ダイアフラム２に生じる応力を効率よく分散させることができ、接合材に生じる塑性変形をさらに低減させることが可能となる。

この場合、図６に本発明の圧力検出装置用パッケージの実施の形態の第４の例の構造を示す断面図で示すように、ダイアフラム２の外側主面に第２の電極９と第２の接合用メタライズ層１０とを電気的に接続した導通パターン１３を形成しておいても構わない。また、外部圧力が印加された際にダイアフラム２の撓みにばらつきが生じることを低減し、外部圧力に対して均一に撓むようにダイアフラム２の外側主面の全面に導通パターン１３を形成したり、ダイアフラム２の外側主面にダミーパターンを形成しておき、導通パターン１３とダミーパターンとがダイアフラム２が最も変移する部位を中心として均一に配設しても構わない。

また、ダイアフラム２の外側主面に突起部１２と当接する部位を覆うような肉厚部を形成しても構わない。このような肉厚部としてメタライズ層やセラミックス層等があり、これにより、応力が集中する部位を肉厚にして強度を高いものとすることで、外部圧力が印加された際、ダイアフラム２が割れたりするのを有効に防止することができる。

本発明の圧力検出装置用パッケージの実施の形態の第１の例の構造を示す断面図である。 （ａ）は、図１に示した圧力検出装置用パッケージの絶縁基体の平面図であり、（ｂ）は、ダイアフラムの下面図である。 本発明の圧力検出装置用パッケージの実施の形態の第２の例の構造を示す平面図である。 （ａ）は、図３に示した圧力検出装置用パッケージの絶縁基体の平面図であり、（ｂ）は、ダイアフラムの下面図である。 本発明の圧力検出装置用パッケージの実施の形態の第３の例の構造を示す平面図であり、（ａ）は、圧力検出装置用パッケージの絶縁基体の平面図であり、（ｂ）は、ダイアフラムの下面図である。 本発明の圧力検出装置用パッケージの実施の形態の第４の例の構造を示す断面図である。

符号の説明

１・・・・・・・・絶縁基体
１ａ・・・・・・・凹部
１ｂ・・・・・・・搭載部
２・・・・・・・・ダイアフラム
３・・・・・・・・半導体素子
４・・・・・・・・樹脂製封止材
５、５ａ、５ｂ・・配線導体
６・・・・・・・・導電性接合材
７・・・・・・・・第１の電極
８・・・・・・・・第１のメタライズ層
９・・・・・・・・第２の電極
１０・・・・・・・第２のメタライズ層
１１・・・・・・・スペーサ
１２・・・・・・・突起部

Claims (5)

1. 半導体素子が搭載される搭載部を有する絶縁基体と、該絶縁基体の表面に形成された静電容量形成用の第１の電極と、前記絶縁基体の前記表面と対向する位置に配置され、外周部が接合材を介して前記絶縁基体に接合されたダイアフラムと、前記ダイアフラムの表面に前記第１の電極と対向するように形成された静電容量形成用の第２の電極とを備え、前記絶縁基体および前記ダイアフラムの一方に、前記絶縁基体および前記ダイアフラムの他方に接する突起部が形成されていることを特徴とする圧力検出装置用パッケージ。
2. 前記突起部は、圧力が印加された際に、前記ダイアフラムが最も変移する点を中心とした円周上に複数形成されており、前記複数の突起部は等間隔に配置されていることを特徴とする請求項１記載の圧力検出装置用パッケージ。
3. 前記絶縁基体、前記ダイアフラムおよび前記突起部は同じ材料からなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の圧力検出装置用パッケージ。
4. 前記絶縁基体の前記接合材が設けられた領域の内側に前記突起部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の圧力検出装置用パッケージ。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載された圧力検出装置用パッケージと、該圧力検出装置用パッケージの前記搭載部に搭載され、前記ダイアフラムに加わる圧力を検出する半導体素子とを備えていることを特徴とする圧力検出装置。

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