JP2018054369A - 圧力検知素子搭載用パッケージ、圧力検知装置および電子モジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】 良好に圧力を検知することが可能な圧力検知素子搭載用パッケージ、圧力検知装置および電子モジュールを提供する。【解決手段】 圧力検知素子搭載用パッケージは、圧力検知素子４が搭載される凹部11を有する基体１と、主面から相対する側面にかけて設けられ、基体１と接合するように接合材３が設けられる切欠き21、および主面から他の相対する側面にかけて設けられた溝22を有する蓋体２とを含んでいる。【選択図】 図１
Description
本発明は、圧力を検知するための圧力検知素子を収納する圧力検知素子搭載用パッケージ、圧力検知装置および電子モジュールに関するものである。
従来、圧力を検知するための圧力検知素子を収納した圧力検知装置が知られている。この圧力検知装置に用いられる圧力検知素子搭載用パッケージは、例えば厚み方向に貫通した孔部を含み、圧力検知素子が搭載される凹部を有する基体を有しているものがある。
しかしながら、外部の環境によっては水滴等の水分が存在する場合があり、例えば、圧力検知素子搭載用パッケージの上面に外部の水滴等の水分が位置しやすいものとなり、上述のパッケージのように、厚み方向に貫通した孔部を有していると、水滴が孔部を塞いでしまい、圧力を正常に検知できなくなってしまう可能性があった。
本発明の１つの態様に係る圧力検知素子搭載用パッケージは、圧力検知素子が搭載される凹部を有する基体と、主面から相対する側面にかけて設けられ、前記基体と接合するように接合材が設けられる切欠き、および主面から他の相対する側面にかけて設けられた溝を有する蓋体とを含んでいる。
本発明の１つの態様に係る圧力検知装置は、上記構成の圧力検知素子搭載用パッケージと、該圧力検知素子搭載用パッケージに搭載された圧力検知素子と、前記圧力検知素子搭載用パッケージの前記基体と前記蓋体とを接合する接合材とを有している。
本発明の１つの態様に係る電子モジュールは、接続パッドを有するモジュール用基板と、前記接続パッドにろう材を介して接続された上記構成の圧力検知装置とを有している。
本発明の１つの態様に係る圧力検知素子搭載用パッケージによれば、圧力検知素子が搭載される凹部を有する基体と、主面から相対する側面にかけて設けられ、基体と接合するように接合材が設けられる切欠き、および主面から他の相対する側面にかけて設けられた溝を有する蓋体とを含んでいることによって、圧力検知素子搭載用パッケージの凹部と外部とが通じる、圧力検知素子搭載用パッケージの基体と蓋体の溝により形成される連通部は側面に露出するものとなり、圧力検知素子搭載用パッケージにおける蓋体の上面に外部の水滴等の水分が位置したとしても、側面に露出した連通部は水滴によって塞がれにくいものとなり、その結果、圧力検知素子を搭載した圧力検知装置が良好に圧力を検知するものとなる。
本発明の１つの態様に係る圧力検知装置は、上記構成の圧力検知素子搭載用パッケージと、圧力検知素子搭載用パッケージに搭載された圧力検知素子と、圧力検知素子搭載用パッケージの基体と蓋体とを接合する接合材とを有していることによって、良好に圧力を検
知する圧力検知装置となる。
知する圧力検知装置となる。
本発明の１つの態様に係る電子モジュールは、接続パッドを有するモジュール用基板と、接続パッドにろう材を介して接続された上記構成の圧力検知装置とを有していることによって、良好に圧力を検知するものとなる。
本発明の例示的な実施形態について、図面を参照して説明する。
図１〜図４を参照して本発明の実施形態における圧力検知装置について説明する。本実施形態における圧力検知装置は、圧力検知素子搭載用パッケージを構成する基体１および蓋体２と、基体１と蓋体２とを接合する接合材３と、圧力検知素子搭載用パッケージに搭載された圧力検知素子４とを有している。圧力検知装置は、図３に示すように、例えば電子モジュールを構成するモジュール用基板５上にはんだ等のろう材６を用いて接続される。
本実施形態の圧力検知素子搭載用パッケージは、例えば圧力検知素子４が搭載される凹部１ａを有する基体１と、蓋体２とを有している。
基体１は、底面に圧力検知素子４が搭載される凹部11を有している。
基体１は、圧力検知素子４を搭載するための搭載部材として機能し、凹部11の底面に設けられた配線導体12上に圧力検知素子４がバンプ４ａ等によってフリップチップ実装される。
基体１は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス），窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体またはガラスセラミックス焼結体等のセラミックスを用いることができる。基体１は、このようなセラミック焼結体からなる複数の絶縁層が積層されて形成されていてもよいし、所定の形状に成形できるような金型を用いて、セラミックグリーンシートを加圧することによって成形されていてもよい。
基体１が、樹脂材料を用いて作製される場合は、例えば、エポキシ樹脂，ポリイミド樹脂，アクリル樹脂，フェノール樹脂，ポリエステル樹脂、または四フッ化エチレン樹脂を始めとするフッ素系樹脂等を用いることができる。
基体１が、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る複数の絶縁層が積層されて形成さ
れている場合であれば、酸化アルミニウム，酸化珪素，酸化マグネシウムおよび酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バインダーおよび溶剤等を添加混合して泥漿状とし、これをドクターブレード法やカレンダーロール法等によってシート状に成形してセラミックグリーンシートを得て、しかる後、セラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともにこれを複数枚積層し、高温（約1600℃）で焼成することによって製作される。また、所定の形状に成形できるような金型を用いて、セラミックグリーンシートを加圧することによって成形し、上述と同様に高温で焼成することによって製作してもよい。
れている場合であれば、酸化アルミニウム，酸化珪素，酸化マグネシウムおよび酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バインダーおよび溶剤等を添加混合して泥漿状とし、これをドクターブレード法やカレンダーロール法等によってシート状に成形してセラミックグリーンシートを得て、しかる後、セラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともにこれを複数枚積層し、高温（約1600℃）で焼成することによって製作される。また、所定の形状に成形できるような金型を用いて、セラミックグリーンシートを加圧することによって成形し、上述と同様に高温で焼成することによって製作してもよい。
凹部11は、圧力検知素子４の搭載領域となる搭載部が設けられている。図１〜図４に示す例においては、凹部11の内側壁は底面に対して垂直な面を有しており、搭載部に圧力検知素子４が搭載されている。
このような凹部11は、基体１用のセラミックグリーンシートにレーザー加工や金型による打ち抜き加工等によって、凹部11となる貫通孔を複数のセラミックグリーンシートに形成し、これらのセラミックグリーンシートを、貫通孔を形成していないセラミックグリーンシートに積層することで形成できる。また、基体１の厚みが薄い場合には、凹部11となる貫通孔は、セラミックグリーンシートを積層した後、レーザー加工や金型による打ち抜き加工等によって形成すると精度よく加工できるので好ましい。
蓋体２は、主面（下面）から相対する側面にかけて設けられた切欠き21、および主面から他の相対する側面にかけて設けられた溝22を有している。
蓋体２は、基体１の凹部11を覆うように設けられ、基体１と接合するように接合材３が切欠き21に設けられる。
蓋体２は、基体１と同様に、例えば、酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス），窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体またはガラスセラミックス焼結体等のセラミックスを用いることができる。蓋体２は、このようなセラミック焼結体からなる１層の絶縁層により形成される、または複数の絶縁層が積層されて形成されていてもよいし、所定の形状に成形できるような金型を用いて、セラミックグリーンシートを加圧することによって成形されていてもよい。
蓋体２が、基体１と同様に、樹脂材料を用いて作製される場合は、例えば、エポキシ樹脂，ポリイミド樹脂，アクリル樹脂，フェノール樹脂，ポリエステル樹脂、または四フッ化エチレン樹脂を始めとするフッ素系樹脂等を用いることができる。
蓋体２が、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る１層の絶縁層により形成されている場合であれば、基体１と同様に、酸化アルミニウム，酸化珪素，酸化マグネシウムおよび酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バインダーおよび溶剤等を添加混合して泥漿状とし、これをドクターブレード法やカレンダーロール法等によってシート状に成形してセラミックグリーンシートを得て、しかる後、セラミックグリーンシートに切欠き21および溝22が形成されるように同等の形状を有する治具を押し当てる、またはセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともにこれを複数枚積層し、高温（約1600℃）で焼成することによって製作される。また、所定の形状に成形できるような金型を用いて、セラミックグリーンシートを加圧することによって成形し、上述と同様に高温で焼成することによって製作してもよい。
切欠き21は、蓋体２が基体１と接合するように設けられる接合材３を保持する機能を有しており、上述の切欠き21を有することにより、例えば蓋体２と基体１との接合時に、接合材３が溝22側に延出するのを抑制することができる。
このような切欠き21は、蓋体２用のセラミックグリーンシートにレーザー加工や金型による打ち抜き加工等によって、切欠き21となる貫通孔を複数のセラミックグリーンシートに形成し、これらのセラミックグリーンシートを、貫通孔を形成していないセラミックグリーンシートに積層することで形成できる。また、蓋体２が１層の絶縁層からなる場合、または蓋体２の厚みが薄い場合には、切欠き21となる部分は、レーザー加工、治具を用いて押し当てる、または金型を用いて加圧することによって成形すると精度よく加工できる。
溝22は、蓋体２が基体１の凹部11を覆うように設けられて、基体１とで形成される連通部が側面に露出するものとなって、圧力検知素子搭載用パッケージの凹部11と外部とが通じるものとすることができる。なお、溝22は、縦断面視で逆Ｖ字状となっているが、部分矩形状、円弧状であってもよい。
このような溝22は、切欠き21と同様に、レーザー加工、治具を用いて押し当てる、または金型を用いて加圧することによって成形すると精度よく加工できる。
溝22は、図１〜図４に示される例のように、平面透視で凹部11の内側壁を跨ぐように設けられていると、蓋体２が位置ずれして基体１に接合されたとしても、凹部11の内側壁と蓋体２の主面（下面）とで連通部が塞がれにくいものとなり、圧力検知素子搭載用パッケージの凹部11と外部とが良好に通じるものとすることができる。
なお、図４（ｂ）および（ｃ）に示される例のように、溝22は、両端部の間に分岐部22ａを有していると、溝22と基体１とで形成される連通部に水分が浸入したとしても、水分が分岐部22で分割され、連通部の上部が通じやすいものとなり、連通部が水分でより塞がれにくいものとすることができる。また、例えば蓋体２と基体１との接合時に、接合材３が連通部に延出したとしても、接合材３が分岐部22で分割され、連通部の上部が通じやすいものとなり、連通部が接合材３で塞がれにくいものとすることができる。その結果、圧力検知素子４を搭載した圧力検知装置が良好に圧力を検知するものとなる。
また、図４（ｃ）に示される例のように、溝22は、互いに連結するように連結部22ｂを有していると、溝22と基体１とで形成される連通部に水分が浸入したとしても、水分が連結部22ｂによって、隣接する連通部に延出されるものとなって、連通部の上部が通じやすいものとなり、連通部が水分でより塞がれにくいものとすることができる。また、例えば蓋体２と基体１との接合時に、接合材３が連通部に延出したとしても、接合材３が連結部22ｂによって、隣接する連通部に延出されるものとなって、連通部の上部が通じやすいものとなり、連通部が接合材３で塞がれにくいものとすることができる。その結果、圧力検知素子４を搭載した圧力検知装置が良好に圧力を検知するものとなる。
なお、図４（ｂ）に示される例のように、溝22の端部の数は、蓋体２の外縁側よりも内側が多いと、溝22と基体１とで形成される連通部に水分が浸入したとしても、水分が連通部で分割され、連通部の上部が通じやすいものとなり、連通部が水分でより塞がれにくいものとすることができる。また、例えば蓋体２と基体１との接合時に、接合材３が連通部に延出したとしても、接合材３が連通部で分割され、連通部の上部が通じやすいものとなり、連通部が接合材３で塞がれにくいものとすることができる。その結果、圧力検知素子４を搭載した圧力検知装置が良好に圧力を検知するものとなる。
配線導体12は、基体１の表面および内部に設けられている。配線導体12の一端部は、例えば、凹部11の底面に導出しており、配線導体12の他端部は、基体１の下面に導出している。配線導体12は、圧力検知素子搭載用パッケージに搭載された圧力検知素子４とモジュ
ール用基板５とを電気的に接続するためのものである。配線導体12は、基体１の表面または内部に設けられた配線導体と、基体１を構成する絶縁層を貫通して上下に位置する配線導体同士を電気的に接続する貫通導体とを含んでいる。
ール用基板５とを電気的に接続するためのものである。配線導体12は、基体１の表面または内部に設けられた配線導体と、基体１を構成する絶縁層を貫通して上下に位置する配線導体同士を電気的に接続する貫通導体とを含んでいる。
配線導体12は、タングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ），マンガン（Ｍｎ），銀（Ａｇ）または銅（Ｃｕ）等の金属材料を用いることができる。例えば、基体１が酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、Ｗ，ＭｏまたはＭｎ等の高融点金属粉末に適当な有機バインダーおよび溶媒等を添加混合して得た配線導体12用の導体ペーストを、基体１となるセラミックグリーンシートに予めスクリーン印刷法によって所定のパターンに印刷塗布して、基体１となるセラミックグリーンシートと同時に焼成することによって、基体１の所定位置に被着形成される。配線導体12が貫通導体である場合は、金型やパンチングによる打ち抜き加工やレーザー加工によってグリーンシートに貫通孔を形成して、この貫通孔に印刷法によって配線導体12用の導体ペーストを充填しておくことによって形成される。
配線導体12の露出する表面には、さらに電気めっき法または無電解めっき法によってめっき層が被着されている。めっき層は、ニッケル，銅，金または銀等の耐食性や、圧力検知素子４の電極に接続されるバンプ４ａ等との接続性に優れる金属から成るものであり、例えば、ニッケルめっき層と金めっき層とが、あるいはニッケルめっき層と銀めっき層とが、順次被着される。
また、上記以外の金属からなるめっき層、例えば、パラジウムめっき層等を介在させていても構わない。
圧力検知素子搭載用パッケージは、凹部11の搭載部に圧力検知素子４が搭載され、圧力検知素子搭載用パッケージの基体１と蓋体２とを、切欠き21に設けられた接合材３で接合することによって圧力検知装置が作製される。圧力検知素子４は、バンプ４ａ等を介して圧力検知素子４の電極と配線導体12とが電気的に接続されることによって圧力検知素子搭載用パッケージに搭載される。
圧力検知素子４は、例えば受圧面を有するシリコン基板、または微小電子機械機構いわゆるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）の圧力センサ等である。
凹部11においては、ガラス、樹脂等からなる封止材３を介して、蓋体４により接合されるものとなる。
上述においては、図３に示される例のように、圧力検知装置がモジュール用基板５の接続パッド51にはんだ等のろう材６を介して接続されている。
本実施形態の圧力検知素子搭載用パッケージによれば、圧力検知素子４が搭載される凹部11を有する基体１と、主面から相対する側面にかけて設けられ、基体１と接合するように接合材３が設けられる切欠き21、および主面から他の相対する側面にかけて設けられた溝22を有する蓋体２とを含んでいることによって、圧力検知素子搭載用パッケージの凹部11と外部とが通じる、圧力検知素子搭載用パッケージの基体１と蓋体２の溝22により形成される連通部は側面に露出するものとなり、圧力検知素子搭載用パッケージにおける蓋体２の上面に外部の水滴等の水分が位置したとしても、側面に露出した連通部は水滴によって塞がれにくいものとなり、その結果、圧力検知素子４を搭載した圧力検知装置が良好に圧力を検知するものとなる。
本実施形態の圧力検知装置によれば、上記構成の圧力検知素子搭載用パッケージと、圧
力検知素子搭載用パッケージに搭載された圧力検知素子４と、圧力検知素子搭載用パッケージの基体１と蓋体２とを接合する接合材３とを有していることによって、良好に圧力を検知する圧力検知装置となる。
力検知素子搭載用パッケージに搭載された圧力検知素子４と、圧力検知素子搭載用パッケージの基体１と蓋体２とを接合する接合材３とを有していることによって、良好に圧力を検知する圧力検知装置となる。
本実施形態の電子モジュールによれば、接続パッド51を有するモジュール用基板５と、接続パッド51にろう材６を介して接続された上記構成の圧力検知装置とを有していることによって、良好に圧力を検知するものとなる。
１・・・・基体
２・・・・蓋体
21・・・・切欠き
22・・・・溝
22ａ・・・分岐部
22ｂ・・・連結部
３・・・・接合材
４・・・・圧力検知素子
５・・・・モジュール用基板
51・・・・接続パッド
６・・・・ろう材
２・・・・蓋体
21・・・・切欠き
22・・・・溝
22ａ・・・分岐部
22ｂ・・・連結部
３・・・・接合材
４・・・・圧力検知素子
５・・・・モジュール用基板
51・・・・接続パッド
６・・・・ろう材
Claims (6)
- 圧力検知素子が搭載される凹部を有する基体と、
主面から相対する側面にかけて設けられ、前記基体と接合するように接合材が設けられる切欠き、および主面から他の相対する側面にかけて設けられた溝を有する蓋体とを含んでいることを特徴とする圧力検知素子搭載用パッケージ。 - 前記溝は、両端部の間に分岐部を有していることを特徴とする請求項１に記載の圧力検知素子搭載用パッケージ。
- 前記溝は、互いに連結するように連結部を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧力検知素子搭載用パッケージ。
- 前記溝の端部の数は、前記蓋体の外縁側よりも内側が多いことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の圧力検知素子搭載用パッケージ。
- 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の圧力検知素子搭載用パッケージと、
該圧力検知素子搭載用パッケージに搭載された圧力検知素子と、
前記圧力検知素子搭載用パッケージの前記基体と前記蓋体とを接合する接合材とを有していることを特徴とする圧力検知装置。 - 接続パッドを有するモジュール用基板と、
前記接続パッドにろう材を介して接続された請求項５に記載の圧力検知装置とを有することを特徴とする電子モジュール。
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-
2016
- 2016-09-27 JP JP2016188324A patent/JP6737675B2/ja active Active
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