JP2006208129A - Package for pressure detector, and the pressure detector - Google Patents
Package for pressure detector, and the pressure detector Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006208129A JP2006208129A JP2005019232A JP2005019232A JP2006208129A JP 2006208129 A JP2006208129 A JP 2006208129A JP 2005019232 A JP2005019232 A JP 2005019232A JP 2005019232 A JP2005019232 A JP 2005019232A JP 2006208129 A JP2006208129 A JP 2006208129A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- diaphragm
- pressure
- package
- inspection
- 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
Links
Images
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
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。 The present invention relates to a pressure detection device package and a pressure detection device used in a pressure detection device for detecting pressure.
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。
Conventionally, a capacitance type pressure detection device is known as a pressure detection device for detecting pressure. As described in
ここで、ダイアフラムを絶縁基体上の所定の位置に精度良く配置させて接合する方法として、一般的に、組立治具を用いて接合する方法が用いられている。例えば、所定の位置にダイアフラムに対応させた形状の位置合わせ用の穴を有する組み立て治具を絶縁基体上に配置させて、組み立て治具上の位置合わせ用の穴内にダイアフラムを入れ込み絶縁基体とダイアフラムとの位置合わせを行いつつ、絶縁基体とダイアフラムとを接合するという方法がある。 Here, as a method of joining the diaphragm with a high precision placed at a predetermined position on the insulating base, a method of joining using an assembly jig is generally used. For example, an assembly jig having an alignment hole having a shape corresponding to the diaphragm at a predetermined position is arranged on the insulating base, and the diaphragm is inserted into the alignment hole on the assembly jig, and the insulating base and the diaphragm There is a method in which the insulating base and the diaphragm are joined together while aligning with each other.
なお、このような組立治具として、絶縁基体とダイアフラムとを位置精度良く接合させるために、接合する際の熱により変形の可能性が低いものが求められており、一般的にはカーボン製のものが使用されている。 As such an assembly jig, in order to join the insulating base and the diaphragm with a high positional accuracy, a tool having a low possibility of deformation due to heat at the time of joining is required. Things are used.
また、第1の電極と第2の電極とで形成される静電容量は、第1の電極と第2の電極との間隔や第1の電極と第2の電極との対向する領域に作用されるものであり、ダイアフラムに外圧が印加された際、ダイアフラムの中央部はその位置が大きく変移するものの、外周部の変移は極めて小さく、第1の電極の外周部と第2の電極の外周部とで形成される静電容量は外圧の変化による変化量が小さく、第1の電極の外周部および第2の電極の外周部は、外圧が印加された際の静電容量の変化に寄与する程度が低い部位である。そこで、圧力の検出感度を高めるために、ダイアフラムが撓んだ際の静電容量の変化量を大きくする方法として、第1の電極および第2の電極のうち一方の電極の面積を小さく形成した圧力検出装置用パッケージが考えられる。
しかしながら、絶縁基体とダイアフラムとを接合する際に、ダイアフラムと組立治具とが接触してしまって組立治具の一部が欠けてしまい、カーボン屑が絶縁基体とダイアフラムとの間に介在してしまう可能性があった。そして、カーボン屑を介して第1の電極と第2の電極とが短絡する可能性があった。 However, when the insulating base and the diaphragm are joined, the diaphragm and the assembly jig come into contact with each other and a part of the assembly jig is lost, and carbon scrap is interposed between the insulating base and the diaphragm. There was a possibility. Then, there is a possibility that the first electrode and the second electrode are short-circuited through the carbon waste.
また、絶縁基体とダイアフラムとの間にカーボン屑が介在してしまった場合、第1の電極と第2の電極との間に屑が介在している場合には、第1の電極と第2の電極との間の絶縁抵抗を測定することにより、カーボン屑を検出することができる。しかし、面積が小さい方の電極の外周にカーボン屑がある場合には検出することができないという問題を有していた。このため、圧力装置として使用している間にカーボン屑が移動して、第1の電極と第2の電極との間に介在してしまい、圧力検出の精度が低下する可能性があった。 Further, when carbon scraps are interposed between the insulating base and the diaphragm, or when scraps are interposed between the first electrode and the second electrode, the first electrode and the second electrode Carbon waste can be detected by measuring the insulation resistance between the electrodes. However, there is a problem that it cannot be detected when there is carbon debris on the outer periphery of the electrode having the smaller area. For this reason, carbon scraps move during use as a pressure device and are interposed between the first electrode and the second electrode, which may reduce the accuracy of pressure detection.
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み案出されたもので、その目的は、絶縁基体とダイアフラムとの間にカーボン屑等が混入している場合にカーボン屑を検出することができ、信頼性の高い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。 The present invention has been devised in view of the above-mentioned problems of the prior art, and its purpose is to detect carbon debris when carbon debris or the like is mixed between the insulating base and the diaphragm, It is an object of the present invention to provide a highly reliable pressure sensing device package and pressure sensing device.
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絶縁基体と、該絶縁基体の表面に対向する位置に配置されたダイアフラムと、前記絶縁基体の表面と前記ダイアフラムの表面との間に形成された枠状のスペーサと、前記絶縁基体の表面の前記枠状のスペーサの内側に形成された静電容量形成用の第1の電極と、前記ダイアフラムの表面の前記枠状のスペーサの内側に、前記第1の電極に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、前記絶縁基体の表面の前記枠状のスペーサの内側でかつ前記第1の電極の周囲の領域に形成された検査用電極とを備え、前記第1の電極の表面が中央部から外周部に向かい漸次低くなる凸面であり、前記検査用電極の表面が前記第1の電極側に傾斜していることを特徴とするものである。 A package for a pressure detection device according to the present invention includes an insulating base on which a semiconductor element is mounted, a diaphragm disposed at a position facing the surface of the insulating base, and a surface between the surface of the insulating base and the surface of the diaphragm. A formed frame-shaped spacer; a first electrode for forming a capacitance formed inside the frame-shaped spacer on the surface of the insulating base; and an inner side of the frame-shaped spacer on the surface of the diaphragm. A second electrode for forming a capacitance formed so as to face the first electrode, and inside the frame-shaped spacer on the surface of the insulating base and around the first electrode. An inspection electrode formed in a region, and the surface of the first electrode is a convex surface that gradually decreases from the center toward the outer periphery, and the surface of the inspection electrode is inclined toward the first electrode. It is characterized by being That.
本発明の圧力検出装置用パッケージは、前記検査用電極が、前記第1の電極との間の抵抗値を検知するための電極であることを特徴とするものである。 The package for a pressure detection device of the present invention is characterized in that the inspection electrode is an electrode for detecting a resistance value between the inspection electrode and the first electrode.
本発明の圧力検出装置用パッケージは、前記検査用電極が、前記第1の電極の全周囲にわたって形成されていることを特徴とするものである。 The pressure detection device package according to the present invention is characterized in that the inspection electrode is formed over the entire circumference of the first electrode.
本発明の圧力検出装置用パッケージは、前記第1の電極と前記検査用電極との間隔は、前記ダイアフラムに定格圧力範囲の最大圧力が印加されたときの、前記第1の電極と前記第2の電極との最小間隔以下であることを特徴とするものである。 In the package for a pressure detection device according to the present invention, the distance between the first electrode and the inspection electrode is such that the first electrode and the second electrode when the maximum pressure in a rated pressure range is applied to the diaphragm. Or less than the minimum distance between the electrodes.
本発明の圧力検出装置用パッケージは、前記第1の電極の外周縁の厚みと前記検査用電極の内周縁の厚みとが、前記ダイアフラムに前記定格圧力範囲の最大圧力が印加されたときの、前記第1の電極と前記第2の電極との最小間隔の1/2倍以上であることを特徴とするものである。 The pressure detection device package of the present invention is such that when the maximum pressure in the rated pressure range is applied to the diaphragm, the thickness of the outer peripheral edge of the first electrode and the thickness of the inner peripheral edge of the inspection electrode, The minimum distance between the first electrode and the second electrode is ½ times or more of the minimum distance between the first electrode and the second electrode.
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に搭載され、前記ダイアフラムに印加され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。 The pressure detection device of the present invention includes the pressure detection device package of the present invention, and a semiconductor element mounted on the pressure detection device package and detecting a pressure applied to the diaphragm. Is.
本発明の圧力検出装置用パッケージは、絶縁基体の表面の枠状のスペーサの内側でかつ第1の電極の周囲の領域に形成された検査用電極を備え、第1の電極の表面が中央部から外周部に向かい漸次低くなる凸面であり、検査用電極の表面が第1の電極側に傾斜していることにより、検査時等に、例えば、パッケージに振動を加えて、カーボン屑等を第1の電極と検査用電極との間に収集させることができ、カーボン屑を第1の電極と検査用電極間の絶縁抵抗を評価することで、カーボン屑が混入していることを検出することができる。従って、外部の圧力を良好に検出することができ、信頼性の高い圧力検出装置を実現することができる。 A package for a pressure detection device according to the present invention includes an inspection electrode formed in a region around a first electrode inside a frame-like spacer on the surface of an insulating base, and the surface of the first electrode is a central portion. As the surface of the inspection electrode is inclined toward the first electrode side, the surface of the inspection electrode is inclined toward the outer peripheral portion. Detecting the presence of carbon debris by evaluating the insulation resistance between the first electrode and the inspection electrode, which can be collected between one electrode and the inspection electrode. Can do. Therefore, an external pressure can be detected well, and a highly reliable pressure detection device can be realized.
また、第1の電極と検査用電極との間にカーボン屑等が混入している場合、第1の電極と検査用電極との間に電圧を印加して、カーボン屑を破壊してサイズを小さなものとすることもできる。 In addition, when carbon debris or the like is mixed between the first electrode and the inspection electrode, a voltage is applied between the first electrode and the inspection electrode to destroy the carbon debris and reduce the size. It can be small.
本発明の圧力検出装置用パッケージは、検査用電極が、第1の電極の全周囲にわたって形成されていることにより、静電容量形成用の第1の電極が第2の電極より小さく形成された構造において、静電容量が形成される空間内の絶縁基体のうち検査用電極が第1の電極の形成されていない領域を検査用電極で埋めることができ、静電容量が形成用される空間内におけるカーボン屑等の検出精度を向上させることが可能となる。 In the package for a pressure detection device according to the present invention, the first electrode for forming the capacitance is smaller than the second electrode because the inspection electrode is formed over the entire circumference of the first electrode. In the structure, a region in which the inspection electrode is not formed with the first electrode in the insulating base in the space where the electrostatic capacitance is formed can be filled with the inspection electrode, and the capacitance is formed in the space. It becomes possible to improve the detection accuracy of carbon debris in the inside.
本発明の圧力検出装置用パッケージは、第1の電極と検査用電極との間隔は、ダイアフラムに定格圧力範囲の最大圧力が印加されたときの、第1の電極と第2の電極との最小間隔以下であることにより、静電容量が定格圧力範囲の最大値となるときの第1の電極と第2の電極との間隔より大きいカーボン屑等が、静電容量が形成される空間内に混入しているとしても、第1の電極と検査用電極とが短絡することによりカーボン屑等を検出することができる。 In the package for the pressure detection device of the present invention, the distance between the first electrode and the inspection electrode is the minimum between the first electrode and the second electrode when the maximum pressure in the rated pressure range is applied to the diaphragm. When the capacitance is equal to or less than the interval, carbon scraps or the like larger than the interval between the first electrode and the second electrode when the capacitance reaches the maximum value of the rated pressure range are in the space where the capacitance is formed. Even if it is mixed, carbon scraps can be detected by short-circuiting the first electrode and the inspection electrode.
本発明の圧力検出装置用パッケージは、第1の電極の外周縁の厚みと検査用電極の内周縁の厚みとが、ダイアフラムに定格圧力範囲の最大圧力が印加されたときの、第1の電極と第2の電極との最小間隔の1/2倍以上であることにより、検査用電極と第1の電極との間に球形状のような最大幅が絶縁基体1と接触する部位よりも大きなカーボン屑等が混入してしまった場合にも、カーボン屑等のサイズが定格圧力範囲の最大圧力が印加された際の第1の電極と第2の電極の間隔以上である場合には、カーボン屑等が第1の電極および検査用電極に接触して、第1の電極7と検査用電極12とが短絡することによりカーボン屑等を検出することができる。
The package for a pressure detection device according to the present invention is configured such that the thickness of the outer peripheral edge of the first electrode and the thickness of the inner peripheral edge of the inspection electrode is the first electrode when the maximum pressure in the rated pressure range is applied to the diaphragm. Since the minimum distance between the first electrode and the second electrode is ½ times or more, the maximum width, such as a spherical shape, between the inspection electrode and the first electrode is larger than the portion in contact with the
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に搭載され、ダイアフラムに印加され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、信頼性を向上させることができる。 The pressure detection device of the present invention improves reliability by including the pressure detection device package of the present invention and a semiconductor element that is mounted on the pressure detection device package and detects the pressure applied to the diaphragm. Can be made.
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る。 A package for a pressure detection device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure of a first example of an embodiment of a package for a pressure detection device according to the present invention.
本発明の圧力検出装置用パッケージは、半導体素子3が搭載される絶縁基体1と、絶縁基体1の表面に対向する位置に配置されたダイアフラム2と、絶縁基体1の表面とダイアフラム2の表面との間に形成された枠状のスペーサ11と、絶縁基体1の表面の枠状のスペーサ11の内側に形成された静電容量形成用の第1の電極7と、ダイアフラム2の表面の枠状のスペーサ11の内側に、第1の電極7に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、絶縁基体1の表面の枠状のスペーサ11の内側でかつ第1の電極7の周囲の領域に形成された検査用電極12とを備えている。
The package for a pressure detection device according to the present invention includes an
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によりシート状に成形して複数枚のセラミックグリーンシートを得る。その後、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。
The
絶縁基体1は、一方の面(図1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。
The
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。
In this example, the
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の各電極とが半田バンプ等の導電性材料から成る導電性接合材6を介して接合されることにより、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。
In addition, a plurality of
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。
The
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スクリーン印刷法により絶縁基体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。
Such a
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には複数の配線導体5のうちの一つである配線導体5aが接続されており、この配線導体5aに半導体素子3の電極が半田バンプ等の導電性接合部材6を介して接続されることにより半導体素子3の電極と第1の電極7とが電気的に接続される。
A
本発明の圧力検出装置用パッケージにおいて、第1の電極7の表面は、中央部から外周部に向かうに伴って漸次低くなる凸面である。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、第1の電極7上にカーボン屑等が存在する場合に、検査時等に、例えばパッケージに振動を加えることにより、そのカーボン屑等を第1の電極7の縁に集めることができる。
In the package for a pressure detection device of the present invention, the surface of the
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スクリーン印刷法により絶縁基体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、厚みが1〜10μm程度のニッケルめっき層が被着されている。
The
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には複数の配線導体5のうちの一つである配線導体5bが接続されており、この配線導体5bに半導体素子3の電極が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されることにより、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。
A frame-shaped first
第1の接合用メタライズ層8は、タングステンやモリブデン,銅,銀等の金属粉末メタライズから成り、タングステン等の金属粉末に適当な有機バインダ,溶剤,可塑剤,分散剤を添加混合して得たメタライズペーストをスクリーン印刷法により絶縁基体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、厚みが1〜10μm程度のニッケルめっき層が被着されている。
The first
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、外部の圧力に応じて絶縁基体1側に撓む。
The
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)の圧力のもと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。
The capacitance type pressure detection device is generally used under a pressure of 80 kPa (pressure detection device for low pressure) to 2000 kPa (pressure detection device for high pressure). When the thickness is less than 0.01 mm, the mechanical strength becomes small, and when this is applied to a large external pressure of, for example, about 80 kPa, the mechanical strength is easily broken. Therefore, it tends to be unsuitable as a pressure detection diaphragm. Therefore, the thickness of the
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によりシート状に成形してセラミックグリーンシートを得る。その後、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。
If such a
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。
Further, a frame-
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スクリーン印刷法によりダイアフラム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、厚みが1〜10μm程度のニッケルめっき層が被着されている。
Such a second electrode 9 is made of metal powder metallization such as tungsten, molybdenum, copper, silver, etc., and obtained by adding and mixing an appropriate organic binder, solvent, plasticizer, and dispersant to metal powder such as tungsten. The metallized paste is printed on the ceramic green sheet for the
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。
Further, a frame-like second
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。
Further, the
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の上面に外部の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。
At this time, the
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によりダイアフラム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、厚みが1〜10μm程度のニッケルめっき層が被着されている。
The second
なお、第1の電極7は、その直径が他方の主面が密閉空間内に露出する領域の中心部に形成されており、この領域の直径に対して50〜80%程度に形成されていることがより好ましい。50%未満であると、第1の電極7と第2の電極9との間に形成される静電容量が小さいものとなってしまい圧力を良好に検出することが困難となり、80%を越えると、第1の電極7と第2の電極9との間に静電容量の変化に寄与しない余計な静電容量が形成されてしまい静電容量の変化率が低下するので圧力検出感度が低くなってしまう。
The
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の表面の枠状スペーサ11の内側でかつ第1の電極7の周囲の領域に形成された検査用電極12を備えている。この検査用電極12の表面は第1の電極7側に傾斜している。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、検査用電極12上にカーボン屑等が存在する場合に、例えば、検査時に、パッケージに振動を加えることにより、そのカーボン屑等を検査用電極12の縁に集めることができる。
The pressure detection device package of the present invention includes an
検査用電極12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により絶縁基体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の上面外周部に所定のパターンで形成される。なお、検査用電極12の露出表面には、検査用電極12が酸化腐食するのを防止するために、厚みが1〜10μm程度のニッケルめっき層が被着されている。また、検査用電極12は、空間の外部(図1においては、絶縁基体1の側面)に形成された検査用パッド13に電気的に接続されている。
The
本発明の圧力検出装置用パッケージは、絶縁基体1の表面の枠状のスペーサ11の内側でかつ第1の電極7の周囲の領域に形成された検査用電極12を備えており、第1の電極7の表面が中央部から外周部に向かい漸次低くなる凸面であり、検査用電極12の表面が第1の電極7側に傾斜している。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、検査時等に、例えば、パッケージに振動を加えることにより、枠状のスペーサ11の内側に混入したカーボン屑等を第1の電極7と検査用電極12との間に集めることができ、第1の電極7および検査用電極12間の抵抗を測定してカーボン屑等の検出を行うことが可能となる。
The package for a pressure detection device according to the present invention includes an
図1に示した圧力検出装置用パッケージにおいては、第1の電極7に接続される配線導体5と検査用パッド13に測定端子をあてて、第1の電極7と検査用電極12とのそれぞれの絶縁抵抗を評価することにより、静電容量が形成される空間内の状態を検査することができる。
In the pressure detection device package shown in FIG. 1, the measurement terminals are applied to the
また、第1の電極7と検査用電極12がカーボン屑等を介して接触している場合、第1の電極7と検査用電極12とが短絡することとなり、第1の電極7と第2の電極12とで形成される静電容量値が所定値よりも大きくなるので、第1の電極7と第2の電極9との静電容量値を評価することによってもカーボン屑等が混入していることを検出することができる。
In addition, when the
また、第1の電極7と検査用電極12との間にカーボン屑等が混入している場合、第1の電極7と検査用電極12との間に電圧を負荷し、カーボン屑を破壊してサイズを小さなものとすることもできる。
Further, when carbon debris or the like is mixed between the
また、図1においては、第1の電極7の表面を凸面として形成していたが、図2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2の例の構造を示す断面図のように、絶縁基体1の表面が凸面となる構造とし、第1の電極7の表面が凸面となるようにしてもかまわない。
Moreover, in FIG. 1, although the surface of the
また、本発明の圧力検出装置用パッケージは、図3に図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示すように、検査用電極が、第1の電極7の全周囲にわたって形成されていることが好ましい。この構成により、静電容量形成用の第1の電極7が第2の電極9より小さく形成された構造において、静電容量が形成される空間内の絶縁基体1のうち検査用電極12が第1の電極7の形成されていない領域を検査用電極12で埋めることができ、静電容量が形成用される空間内におけるカーボン屑等の検出精度を向上させることが可能となる。
Further, in the pressure detecting device package of the present invention, as shown in the plan view of the insulating base of the pressure detecting device package shown in FIG. 1, the inspection electrode extends over the entire circumference of the
また、本発明の圧力検出装置用パッケージにおいて、第1の電極7と検査用電極12との間隔d1は、ダイアフラム2に定格圧力範囲の最大圧力が印加されたときの、第1の電極7と第2の電極9との最小間隔d2以下であることが好ましい。ここで、定格圧力範囲とは、通常の使用により変化する静電容量値の範囲をいう。図5は、静電容量が定格圧力範囲の最大値となったときの圧力検出装置用パッケージの例を示す断面図である。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、静電容量が定格圧力範囲の最大値となるときの第1の電極7と第2の電極9との間隔d2より大きいカーボン屑等が、静電容量が形成される空間内に混入しているとしても、第1の電極7と検査用電極12とが短絡することによりカーボン屑等を検出することができる。
In the pressure detection device package of the present invention, the distance d1 between the
なお、図5に示した圧力検出装置用パッケージにおいて、静電容量が定格圧力範囲の最大値となるときの第1の電極7と第2の電極9との間隔d2は、ダイアフラム2が撓んだ際に第1の電極7と第2の電極9との距離が最も狭くなる各電極の中央部間の距離をいう。
In the package for the pressure detection device shown in FIG. 5, the distance d2 between the
また、本発明の圧力検出装置用パッケージにおいて、第1の電極7の外周縁の厚みd3と検査用電極12の内周縁の厚みd4とが、ダイアフラム2に定格圧力範囲の最大圧力が印加されたときの、第1の電極7と第2の電極9との最小間隔d2の1/2倍以上であることが好ましい。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、カーボン屑等が球形状のような絶縁基体1の表面部よりも幅広な形状のものが第1の電極7と検査用電極12との間に介在したとしても、カーボン屑等のサイズが定格圧力範囲の最大圧力が印加された際の第1の電極と第2の電極の間隔d2以上である場合には、カーボン屑等が第1の電極7および検査用電極12とに接触して第1の電極7と検査用電極12とが短絡することによりカーボン屑等を検出することができる。
In the pressure detection device package according to the present invention, the outer peripheral thickness d3 of the
また、第1の電極7と検査用電極12との間に露出する絶縁基体1の表面を第1の電極7または検査用電極12の一方側から他方側に傾斜させていても構わない。この場合、第1の電極7と検査用電極12との間に収集したカーボン屑等を、第1の電極7または検査用電極12の一方側に寄せることができ、空間内に混入したカーボン屑等が第1の電極7または検査用電極12の表面に引っかかったりすることを抑制して、検出しやすくすることができる。なお、露出する絶縁基体1の表面は、定格圧力範囲の最大圧力が印加された際の第1の電極7と第2の電極9の間隔d2以下であることが好ましい。
Further, the surface of the insulating
また、図7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のように、第1の電極7と検査用電極12との間に内面に第2の検査用電極14が形成された溝15を形成しておいても構わない。この場合、空間内に混入したカーボン屑等を溝15内に落下させやすくし、第1の電極7または検査用電極12の表面に引っかかったりすることを抑制して、検出しやすくすることができる。なお、第2の検査用電極14と、第1の電極7および検査用電極12との最大間隔が、ダイアフラム2に定格圧力範囲の最大圧力が印加されたときの、第1の電極7と第2の電極9との最小間隔d2以下であり、溝15の深さが第1の電極7と第2の電極9との最小間隔d2の1/2倍以上であることが好ましい。
7 is a cross-sectional view showing the structure of the fourth example of the embodiment of the pressure detecting device package of the present invention, and the second inner surface is provided between the
なお、本発明の圧力検出装置用パッケージにおいては、枠状のスペーサ11よりも内側にカーボン屑等が存在する場合、これらのカーボン屑を第1の電極7と検査用電極12との間に収集させるために、圧力検出装置用パッケージに振動等を与えてから評価することが好ましい。
In the pressure detection device package according to the present invention, when carbon debris or the like is present inside the frame-shaped
また、本発明の圧力装置は、本発明の圧力検出装置用パッケージと、絶縁基体1の搭載部1bに搭載され、第1の電極7と第2の電極9との間の静電容量の変化に基づいてダイアフラム2に加わる圧力を検出する半導体素子3とを備えている。本発明の圧力装置は、このような構成により、小型化を図りつつ圧力の検出精度を向上させたとすることができる。
The pressure device of the present invention is mounted on the pressure detection device package of the present invention and the mounting portion 1b of the insulating
また、静電容量形成用の第1の電極7および第2の電極9を、絶縁基体1の表面および内部に配設された配線導体5a,5bを介して半導体素子3の各電極に接続していることにより、第1の電極7および第2の電極9を短い距離で半導体素子3に接続することができ、その結果、これらの配線導体5a,5b間に発生する不要な静電容量を小さなものとして感度の高い圧力検出装置を実現することができる。
Further, the
なお、本発明は、上述の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更は可能である。例えば、上述の例では、スペーサ11はダイアフラム2側に形成されているが、スペーサ12は絶縁基体1側に形成されている等、第1の接合用メタライズ層8と第2の接合用メタライズ層10とが検査用電極12とは異なる高さに形成したものであっても構わない。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the above-described example, the
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・・・・・・・検査用電極
DESCRIPTION OF
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005019232A JP2006208129A (en) | 2005-01-27 | 2005-01-27 | Package for pressure detector, and the pressure detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005019232A JP2006208129A (en) | 2005-01-27 | 2005-01-27 | Package for pressure detector, and the pressure detector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006208129A true JP2006208129A (en) | 2006-08-10 |
Family
ID=36965160
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005019232A Pending JP2006208129A (en) | 2005-01-27 | 2005-01-27 | Package for pressure detector, and the pressure detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006208129A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010008115A (en) * | 2008-06-25 | 2010-01-14 | Kyocera Corp | Base for pressure detection apparatus and pressure-detecting apparatus |
JP2010197057A (en) * | 2009-02-23 | 2010-09-09 | Kyocera Corp | Base substance for pressure detection device and the pressure detection device |
-
2005
- 2005-01-27 JP JP2005019232A patent/JP2006208129A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010008115A (en) * | 2008-06-25 | 2010-01-14 | Kyocera Corp | Base for pressure detection apparatus and pressure-detecting apparatus |
JP2010197057A (en) * | 2009-02-23 | 2010-09-09 | Kyocera Corp | Base substance for pressure detection device and the pressure detection device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4658627B2 (en) | Pressure detection device package, pressure detection device, and pressure detection device manufacturing method | |
JP4628083B2 (en) | Pressure detection device package, pressure detection device, pressure sensitive element, and pressure detection device package manufacturing method | |
JP2006208129A (en) | Package for pressure detector, and the pressure detector | |
JP4034988B2 (en) | Pressure detection device package and pressure detection device | |
JP4803917B2 (en) | Package for pressure detection device | |
JP5295071B2 (en) | Base for pressure detection device and pressure detection device | |
JP2006047327A (en) | Package for pressure detector, and the pressure detector | |
JP4127374B2 (en) | Pressure detection device package and pressure detection device | |
JP2006208071A (en) | Pressure detector and its package | |
JP4974424B2 (en) | Package for pressure detection device | |
JP4771667B2 (en) | Pressure detection device package and pressure detection device | |
JP2002323394A (en) | Package for pressure detector | |
JP4925522B2 (en) | Package for pressure detection device | |
JP4753926B2 (en) | Pressure detector and pressure detector assembly | |
JP2004205377A (en) | Package for pressure detection device | |
JP2006047326A (en) | Package for pressure detector, and pressure detector | |
JP2005156410A (en) | Package for pressure-detecting device | |
JP2002350265A (en) | Package for pressure detector | |
JP2004198387A (en) | Package for pressure detecting device | |
JP2006098206A (en) | Package for pressure detection device, and pressure detection device | |
JP2005214735A (en) | Package for pressure detecting apparatus | |
JP2006138802A (en) | Pressure detector and package thereof | |
JP2005315603A (en) | Package for pressure detecting device and pressure detecting device | |
JP2004163196A (en) | Package for pressure detecting device | |
JP2002323391A (en) | Package for pressure detector |