JP3716165B2 - Pressure detection device package and pressure detection device - Google Patents

Pressure detection device package and pressure detection device Download PDF

Info

Publication number
JP3716165B2
JP3716165B2 JP2000223787A JP2000223787A JP3716165B2 JP 3716165 B2 JP3716165 B2 JP 3716165B2 JP 2000223787 A JP2000223787 A JP 2000223787A JP 2000223787 A JP2000223787 A JP 2000223787A JP 3716165 B2 JP3716165 B2 JP 3716165B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ceramic
metallized
electrode
semiconductor element
main surface
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2000223787A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2002039893A (en
Inventor
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 JP2000223787A priority Critical patent/JP3716165B2/en
Publication of JP2002039893A publication Critical patent/JP2002039893A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3716165B2 publication Critical patent/JP3716165B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Pressure Sensors (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Description

【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4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2000-178618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、この絶縁板に外部の圧力が繰返し印加されると、絶縁板の外周縁に微小なクラックが発生し、これが徐々に絶縁板の中央部まで進行して、遂には、絶縁基体と絶縁板との間の密閉空間の気密性が低下し、そのため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ことがある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、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と、該セラミック基体の表面および内部に配設され、前記半導体素子の各電極が電気的に接続される複数のメタライズ配線導体と、前記セラミック基体の他方の主面の中央部に被着され、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と、前記他方の主面に、前記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セラミック板と、該セラミック板の内側主面に前記第一メタライズ電極と対向して被着され、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とを具備する圧力検出装置用パッケージであって、前記セラミック板は、その外側主面の略全面に、金属粉末を含むメタライズペーストを前記セラミック板用のセラミックグリーンシートとともに焼成することによって形成された補強用メタライズ層が被着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、前記セラミック基体の下面中央部に前記半導体素子を収容するための凹部が形成されているとともに該凹部の底面中央部が前記搭載部とされており、前記メタライズ配線導体の前記セラミック基体の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接合するようにしたことを特徴とするものである。
本発明の圧力検出装置は、半導体素子と、一方の主面に前記半導体素子が収容される凹部を有するセラミック基体と、該セラミック基体の表面および内部に配設され、前記半導体素子の各電極が電気的に接続される複数のメタライズ配線導体と、前記セラミック基体の他方の主面の中央部に被着され、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と、前記他方の主面に、前記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セラミック板と、該セラミック板の内側主面に前記第一メタライズ電極と対向して被着され、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とを具備し、前記メタライズ配線導体がセラミック基体側面より内方に位置する前記セラミック基体の一方の主面で、前記凹部の開口部の周囲に導出されるとともに、該導出部を外部電気回路基板の配線導体に接合するようにした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、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内側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。さらに、セラミック板の外側主面の略全面に補強用のメタライズ層を被着させたことから、セラミック板に外部の圧力が繰返し印加された場合に、セラミック板の外周部にクラックが発生することが有効に防止されるとともに、仮にクラックが発生した場合でもそのクラックがセラミック板の中央部まで進行することが有効に防止される。
【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絶縁基体1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。
【0011】
セラミック基体1は、その下面中央部に半導体素子3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の底面中央部が半導体素子3が搭載される搭載部1bとなっており、この搭載部1bに半導体素子3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4を充填す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3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3の各電極と接続される複数のメタライズ配線導体5が導出しており、このメタライズ配線導体5と半導体素子3の各電極を半田バンプ6等の導電性材料から成る導電性接合部材を介して接合することにより半導体素子3の各電極と各メタライズ配線導体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、この例では、半導体素子3の電極とメタライズ配線導体5とは半田バンプ6を介して接続されるが、半導体素子3の電極とメタライズ配線導体5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5は、半導体素子3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7・第二メタライズ電極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7・第二メタライズ電極9に電気的に接続されている。そして、半導体素子3の各電極をこれらのメタライズ配線導体5に導電性接合材6を介して電気的に接続するとともに半導体素子3を樹脂製封止材4で封止した後、メタライズ配線導体5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3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5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5の露出表面には、メタライズ配線導体5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5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の上面外周部には高さが0.01〜5mm程度の枠状の突起部1cが設けられており、それにより上面中央部に底面が略平坦な凹部1dが形成されている。この凹部1dは、後述するように、セラミック板2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1dの底面には静電容量形成用の第一メタライズ電極7が被着されている。
【0016】
この第一メタライズ電極7は、後述する第二メタライズ電極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、この第一メタライズ電極7にはメタライズ配線導体5の一つ5aが接続されており、それによりこのメタライズ配線導体5aに半導体素子3の電極を半田バンプ6等の導電性接合材を介して接続すると半導体素子3の電極と第一メタライズ電極7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7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1d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7の露出表面には、第一メタライズ電極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。
【0018】
また、セラミック基体1の突起部1cの上面にはその全周にわたり枠状の接合用メタライズ層8が被着されており、この接合用メタライズ層8には、下面に第二メタライズ電極9を有するセラミック板2がこの第二メタライズ電極9と接合用メタライズ層8とを銀−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。
【0019】
この接合用メタライズ層8にはメタライズ配線導体5の一つ5bが接続されており、それによりこのメタライズ配線導体5bに半導体素子3の電極を半田バンプ6等の導電性接合材を介して電気的に接続すると接合用メタライズ層8に接続された第二メタライズ電極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。
【0020】
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の突起部1c上面に枠状の所定のパターンに形成される。なお、接合用メタライズ層8の露出表面には、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。
【0021】
また、セラミック基体1の上面に取着されたセラミック板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・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セラミック基体1側に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0.01mm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、5mm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の下面の略全面には静電容量形成用の第二メタライズ電極9が被着されている。この第二メタライズ電極9は、前述の第一メタライズ電極7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とともにセラミック板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する。
【0025】
このような第二メタライズ電極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の下面の略全面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9の露出表面には、第二メタライズ電極9が酸化腐食するのを防止するとともに第二メタライズ電極9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。
【0026】
この第二メタライズ電極9と接合用メタライズ層8とは銀−銅ろう材等の導電性接合材を介して接合されており、それにより、セラミック基体1上面とセラミック板2下面との間に密閉空間が形成されるとともに接合用メタライズ層8と第二メタライズ電極9とが電気的に接続される。
【0027】
このとき、第一メタライズ電極7と第二メタライズ電極9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空間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7や第二メタライズ電極9の面積および第一メタライズ電極7と第二メタライズ電極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、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7と第二メタライズ電極9との間隔が変わり、それにより第一メタライズ電極7と第二メタライズ電極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にメタライズ配線導体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。
【0028】
このように、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3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7を設けるとともにこの第一メタライズ電極7と対向する静電容量形成用の第二メタライズ電極9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3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7および第二メタライズ電極9を、セラミック基体1に設けたメタライズ配線導体5a・5bを介して半導体素子3に接続することから、第一メタライズ電極7および第二メタライズ電極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、これらのメタライズ配線導体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提供することができる。
【0029】
なお、第一メタライズ電極7と第二メタライズ電極9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7と第二メタライズ電極9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7と第二メタライズ電極9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7と第二メタライズ電極9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】
また、セラミック板2の上面には、補強用のメタライズ層10がその略全面にわたり被着されている。補強用メタライズ層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、セラミック板2に外部の圧力が繰返し印加された場合に、セラミック板2の外周部にクラックが発生するのを防止するとともに、仮にクラックが発生した場合であってもそのクラックがセラミック板2の中央部まで進行するのを防止するための障壁として機能する。このように、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2の外側主面の略全面に補強用メタライズ層10が被着されていることから、セラミック板2に外部の圧力が繰返し印加された場合であっても、セラミック板2の外周部にクラックが発生することが有効に防止されるとともに、仮にクラックが発生したとしてもそのクラックがセラミック板2の中央部まで進行することが有効に防止され、その結果、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の気密性が低下することはなく、したがっ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である。
【0031】
なお、補強用メタライズ層10は、その厚みが5μm未満の場合、セラミック板2に外部の圧力が繰返し印加された場合に、セラミック板2の外周部にクラックが発生することおよびそのクラックがセラミック板2の中央部まで進行するのを有効に防止することができなくなる危険性が大きくなり、他方50μmを超えると、セラミック板2と補強用メタライズ層10との熱膨張係数の相違に起因して補強用メタライズ層10がセラミック板2から剥離する危険性が大きなものとなる。したがって、補強用メタライズ層10の厚みは、5〜50μmの範囲が好ましい。
【0032】
このような補強用メタライズ層10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の上面の略全面に所定のパターンに形成される。また、補強用メタライズ層10の露出表面には、補強用メタライズ層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および厚みが0.1〜3μm程度の金めっき層が被着されている。
【0033】
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3を搭載するとともに半導体素子3の各電極とメタライズ配線導体5とを電気的に接続し、しかる後、半導体素子3を封止することによって小型でかつ感度の高く、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。
【0034】
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の上面外周部に枠状の突起部1cを設け、この突起部1c上にセラミック板2を接合することによりセラミック基体1上面とセラミック板2との間に密閉空間を設けるようにしたが、本発明は図2に断面図で示すように、セラミック板2の下面外周部に枠状の突起部2aを設け、これをセラミック基体1上面に接合することによってセラミック基体1とセラミック板2との間に密閉空間を設けるようにしてもよい。この場合、突起部2a下面に接合用メタライズ層11を設けておき、この接合用メタライズ層11を接合用メタライズ層8に銀−銅ろう等の導電性接合材を介して接合すればよい。なお、接合用メタライズ層11と第二メタライズ電極9とは、セラミック板2にこれらを接続するための接続用メタライズ導体12を設けることにより電気的に接続しておけばよい。
【0035】
さらに、本発明は図3に断面図で示すように、セラミック基体1の上面外周部に例えば鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合金等から成る金属枠体13を銀−銅ろう等の導電性接合材を介して接合させておき、この金属枠体13上にセラミック板2を銀−銅ろう等の導電性接合材を介して接合させることによりセラミック基体1とセラミック板2との間に密閉空間を設けるようにしてもよい。
【0036】
【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内側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の略全面に補強用のメタライズ層を被着させたことから、セラミック板に外部の圧力が繰返し印加された場合であっても、セラミック板の外周部にクラックが発生することを有効に防止することができるとともに、仮にクラックが発生したとしてもそのクラックがセラミック板の中央部まで進行することが有効に防止され、その結果、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低下することはなく、したがって外部の圧力を長期間にわたり正確に検出することができる。
【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の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さらに他の例を示す断面図である。
【図4】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
2・・・・・セラミック板
3・・・・・半導体素子
5,5a,5b・・・・・メタライズ配線導体
7・・・・・第一メタライズ電極
9・・・・・第二メタライズ電極
10・・・・・補強用メタライズ層
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pressure detection device package used in a pressure detection device for detecting pressure.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a capacitance type pressure detection device is known as a pressure detection device for detecting pressure. For example, as shown in a cross-sectional view in FIG. 4, the capacitance type pressure detection device is accommodated in a capacitance type pressure sensitive element 22 and a package 28 on a wiring board 21 made of a ceramic material or a resin material. And a semiconductor element 29 for operation. The pressure sensitive element 22 is made of, for example, an electrically insulating material such as a ceramic material, and has an insulating base 24 having a concave portion in which one electrode 23 for forming a capacitance is attached at the center of the upper face, and an upper face of the insulating base 24 And an insulating plate 26 which is joined in a flexible state so as to form a sealed space with the insulating base 24, and the other electrode 25 for forming a capacitance is attached to the lower surface, and each capacitance It is composed of external lead terminals 27 for electrically connecting the forming electrodes 23 and 25 to the outside, and the insulating plate 26 bends in response to external pressure, thereby forming each capacitance. The capacitance formed between the electrodes 23 and 25 changes. Then, the external pressure can be detected by performing arithmetic processing on the change in the electrostatic capacitance by the semiconductor element 29 for arithmetic operation.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to this conventional pressure detection device, since the pressure sensitive element 22 and the semiconductor element 29 are individually mounted on the wiring board 21, the pressure detection device becomes large and the pressure detection electrode 23 is increased. The wiring between 25 and the semiconductor element 29 becomes long, and an unnecessary electrostatic capacity is formed between the long wiring, so that the sensitivity is low.
[0004]
Therefore, the applicant of the present application previously described in Japanese Patent Application No. 2000-178618, an insulating base having a mounting portion on which a semiconductor element is mounted on one main surface, and the surface of and inside the insulating base, A plurality of wiring conductors to which each electrode is electrically connected, and a first capacitor for forming a capacitance that is attached to the 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 between the electrode and the other main surface of the insulating base, and a central portion of the main surface; and an inner main surface of the insulating plate There has been proposed a pressure sensing device package comprising a second electrode for forming a capacitance that is deposited opposite to one electrode and is electrically connected to the other one of the wiring conductors. According to this pressure detection device package, the first electrode for forming a capacitance is provided on the other main surface of the insulating base having the mounting portion on which the semiconductor element is mounted on one main surface. Since the insulating plate having the second electrode for forming the opposing capacitance on the inner surface is joined in a flexible state so as to form a sealed space between the other main surface of the insulating base, A pressure-sensitive element is integrally formed in a package that houses a semiconductor element. As a result, the pressure detection device can be reduced in size, and the wiring for connecting the pressure detection electrode and the semiconductor element can be shortened. Unnecessary capacitance generated between the wirings can be reduced.
[0005]
However, according to the package for a pressure detection device proposed in Japanese Patent Application No. 2000-178618, the insulating plate is made of a brittle ceramic material. Therefore, when external pressure is repeatedly applied to the insulating plate, Small cracks are generated at the periphery, and this gradually progresses to the center of the insulating plate. Finally, the hermeticity of the sealed space between the insulating base and the insulating plate is lowered, so that the external pressure can be accurately adjusted. There has been a problem that it may become impossible to detect.
[0006]
The present invention has been completed in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a pressure detection device that is small in size and high in sensitivity and can accurately detect external pressure over a long period of time. There is to do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A package for a pressure detection device according to the present invention includes a ceramic base having a mounting portion on which a semiconductor element is mounted on one main surface, and a surface and inside of the ceramic base, and each electrode of the semiconductor element is electrically A plurality of metallized wiring conductors connected to a first metallization for forming a capacitance, which is attached to a central portion of the other main surface of the ceramic base and is electrically connected to one of the metallized wiring conductors An electrode, a ceramic plate joined in a flexible state so as to form a sealed space between the other main surface and the central portion; and the first metallized electrode on the inner main surface of the ceramic plate; A package for a pressure detection device comprising a second metallization electrode for forming a capacitance, which is deposited oppositely and electrically connected to another one of the metallized wiring conductors, the ceramic plate The reinforcing metallization layer formed by firing a metallized paste containing metal powder together with the ceramic green sheet for the ceramic plate is applied to substantially the entire outer main surface. is there.
Further, in the package for a pressure detection device of the present invention, a concave portion for accommodating the semiconductor element is formed in the central portion of the lower surface of the ceramic substrate, and the central portion of the bottom surface of the concave portion is the mounting portion. A portion of the metallized wiring conductor led out to the lower surface of the outer periphery of the ceramic base is joined to the wiring conductor of the external electric circuit board.
The pressure detection device of the present invention includes a semiconductor element, a ceramic base having a concave portion in which the semiconductor element is accommodated on one main surface, a surface of the ceramic base and the inside thereof, and each electrode of the semiconductor element includes A plurality of metallized wiring conductors that are electrically connected to each other and a central portion of the other main surface of the ceramic base, and a first capacitor for forming a capacitance that is electrically connected to one of the metallized wiring conductors. A ceramic plate joined in a flexible state so as to form a sealed space between the one metallized electrode and the other main surface with the central portion; and the first metallized on the inner main surface of the ceramic plate A second metallization electrode for forming a capacitance, which is deposited opposite to the electrode and electrically connected to the other one of the metallized wiring conductors, and the metallized wiring conductors from the side surface of the ceramic substrate One main surface of the ceramic base located on the side is led out around the opening of the recess, and the lead is joined to the wiring conductor of the external electric circuit board It is.
[0008]
According to the pressure detection device package of the present invention, the first metallization electrode for forming the capacitance is provided on the other main surface of the ceramic base having the mounting portion on which the semiconductor element is mounted on one main surface. A ceramic plate having a second metallized electrode for forming a capacitance opposite to the first metallized electrode on its inner surface is flexible so as to form a sealed space between the other main surface of the ceramic substrate. As a result, the pressure-sensitive element is integrally formed in the package that accommodates the semiconductor element. As a result, the pressure detection device can be miniaturized and wiring for connecting the pressure detection electrode and the semiconductor element can be provided. As short, unnecessary capacitance generated between these wirings can be reduced. Furthermore, since a reinforcing metallization layer is applied to substantially the entire outer main surface of the ceramic plate, cracks may occur in the outer periphery of the ceramic plate when external pressure is repeatedly applied to the ceramic plate. Is effectively prevented, and even if a crack occurs, it is effectively prevented that the crack progresses to the center of the ceramic plate.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of a pressure detection device package according to the present invention, in which 1 is a ceramic substrate, 2 is a ceramic plate, and 3 is a semiconductor element.
[0010]
The ceramic substrate 1 is a laminated body 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, or a glass-ceramic. For example, in the case of an aluminum oxide sintered body, an appropriate organic binder, solvent, plasticizer, and dispersant are added to and mixed with ceramic raw material powder such as aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, and calcium oxide. Then, it is made into a mud shape and formed into a sheet shape by adopting a conventionally known doctor blade method, and then a plurality of ceramic green sheets are obtained. -A green ceramic molded body for the insulating substrate 1 is obtained by cutting, and this green ceramic is obtained. It is manufactured by firing a form at a temperature of about 1600 ° C..
[0011]
The ceramic substrate 1 has a recess 1a for accommodating the semiconductor element 3 at the center of the lower surface thereof, thereby functioning as a container for accommodating the semiconductor element 3. The central portion of the bottom surface of the recess 1a is a mounting portion 1b on which the semiconductor element 3 is mounted. The semiconductor element 3 is mounted on the mounting portion 1b and the resin sealing such as an epoxy resin is provided in the recess 1a. The semiconductor element 3 is sealed by filling the material 4. In this example, the semiconductor element 3 is sealed by filling the recess 1a with the resin sealing material 4. However, the semiconductor element 3 has a lid made of metal or ceramics on the lower surface of the ceramic base 1 to form the recess 1a. It may be sealed by bonding so as to block.
[0012]
Further, a plurality of metallized wiring conductors 5 connected to the respective electrodes of the semiconductor element 3 are led out to the mounting portion 1b, and the metalized wiring conductors 5 and the respective electrodes of the semiconductor element 3 are connected to conductive materials such as solder bumps 6 and the like. The electrodes of the semiconductor element 3 and the metallized wiring conductors 5 are electrically connected to each other through the conductive bonding member made of the semiconductor element 3 and the semiconductor element 3 is fixed to the mounting portion 1b. In this example, the electrode of the semiconductor element 3 and the metallized wiring conductor 5 are connected via the solder bumps 6. However, the electrode of the semiconductor element 3 and the metalized wiring conductor 5 are connected to other types of electric wires such as bonding wires. It may be connected by a general connection means.
[0013]
The metallized wiring conductor 5 functions as a conductive path for electrically connecting each electrode of the semiconductor element 3 to an external electric circuit and a first metallized electrode 7 and a second metallized electrode 9 to be described later, and a part thereof is a ceramic substrate. The other part is electrically connected to the first metallized electrode 7 and the second metallized electrode 9. Each electrode of the semiconductor element 3 is electrically connected to these metallized wiring conductors 5 via the conductive bonding material 6 and the semiconductor element 3 is sealed with the resin sealing material 4. The portion led out to the lower surface of the outer periphery of the ceramic substrate 1 is joined to the wiring conductor of the external electric circuit board via a conductive bonding material such as solder, so that the semiconductor element 3 accommodated therein is electrically connected to the external electric circuit. Will be.
[0014]
Such a metallized wiring conductor 5 is made of metal powder metallization such as tungsten, molybdenum, copper, and silver, and is obtained by adding and mixing an appropriate organic binder, solvent, plasticizer, dispersant, and the like to metal powder such as tungsten. The metallized paste is printed and applied in a predetermined pattern on a ceramic green sheet for the ceramic substrate 1 by employing a conventionally known screen printing method, and is fired together with a green ceramic molded body for the ceramic substrate 1 to thereby form the ceramic substrate 1. A predetermined pattern is formed inside and on the surface. In order to prevent the metallized wiring conductor 5 from being oxidized and corroded on the exposed surface of the metallized wiring conductor 5 and to improve the bonding between the metallized wiring conductor 5 and a conductive bonding material such as solder, If so, a nickel plating layer having a thickness of about 1 to 10 μm and a gold plating layer having a thickness of about 0.1 to 3 μm are sequentially deposited.
[0015]
Further, a frame-shaped protrusion 1c having a height of about 0.01 to 5 mm is provided on the outer peripheral portion of the upper surface of the ceramic substrate 1, thereby forming a recess 1d having a substantially flat bottom surface at the center of the upper surface. As will be described later, the concave portion 1d is for forming a sealed space between the concave portion 1d and the first metallized electrode 7 for forming a capacitance is attached to the bottom surface of the concave portion 1d. ing.
[0016]
The first metallized electrode 7 is for forming a capacitance for a pressure sensitive element together with a second metallized electrode 9 to be described later, and is formed in a substantially circular pattern, for example. The first metallized electrode 7 is connected to one of the metallized wiring conductors 5a, whereby the electrode of the semiconductor element 3 is connected to the metallized wiring conductor 5a via a conductive bonding material such as a solder bump 6. When connected, the electrode of the semiconductor element 3 and the first metallized electrode 7 are electrically connected.
[0017]
Such a first metallized electrode 7 is made of metal powder metallization such as tungsten, molybdenum, copper, and silver, and is obtained by adding and mixing an appropriate organic binder, solvent, plasticizer, and dispersant to metal powder such as tungsten. The metallized paste is printed and applied to a ceramic green sheet for the ceramic substrate 1 using a conventionally known screen printing method, and is fired together with a green ceramic molded body for the ceramic substrate 1 to form the bottom surface of the recess 1d of the ceramic substrate 1. A predetermined pattern is formed. Note that a nickel plating layer having a thickness of about 1 to 10 μm is normally applied to the exposed surface of the first metallized electrode 7 in order to prevent the first metallized electrode 7 from being oxidized and corroded. .
[0018]
Further, a frame-like bonding metallization layer 8 is deposited on the entire upper surface of the protrusion 1c of the ceramic substrate 1, and the bonding metallization layer 8 has a second metallization electrode 9 on the lower surface. The ceramic plate 2 is attached by bonding the second metallized electrode 9 and the bonding metallized layer 8 via a conductive bonding material such as a silver-copper brazing material.
[0019]
One metal metallization wiring conductor 5b is connected to the metallization layer 8 for bonding, whereby the electrode of the semiconductor element 3 is electrically connected to the metallized wiring conductor 5b via a conductive bonding material such as a solder bump 6. As a result, the second metallized electrode 9 connected to the bonding metallized layer 8 and the electrode of the semiconductor element 3 are electrically connected.
[0020]
The metallization layer 8 for bonding is made of metal powder metallization such as tungsten, molybdenum, copper, and silver. A conventionally known screen printing method is used to print and apply to a ceramic green sheet for the ceramic substrate 1, and this is fired together with a green ceramic molded body for the ceramic substrate 1 to form a frame shape on the upper surface of the protrusion 1 c of the ceramic substrate 1. Are formed in a predetermined pattern. In order to prevent the joining metallized layer 8 from being oxidized and corroded on the exposed surface of the joining metallized layer 8 and to strengthen the joining between the joining metallized layer 8 and the conductive joining material, If so, a nickel plating layer having a thickness of about 1 to 10 μm is applied.
[0021]
The ceramic plate 2 attached to the upper surface of the ceramic substrate 1 is made of an aluminum oxide sintered body, an aluminum nitride sintered body, a mullite sintered body, a silicon nitride sintered body, or a silicon carbide sintered body. A substantially flat plate having a thickness of 0.01 to 5 mm made of a ceramic material such as glass-ceramics, and functions as a so-called pressure detecting diaphragm that bends toward the ceramic substrate 1 in response to external pressure.
[0022]
In addition, since the mechanical strength of the ceramic plate 2 is less than 0.01 mm, the mechanical strength becomes small. Therefore, there is a high risk of being destroyed when a large external pressure is applied thereto. On the other hand, when it exceeds 5 mm, it becomes difficult to bend at 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.
[0023]
If such a ceramic plate 2 is made of, for example, an aluminum oxide sintered body, a suitable organic binder, solvent, plasticizer, dispersion for ceramic raw material powder such as aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, calcium oxide, etc. A ceramic green sheet is obtained by adding an agent and mixing it into a mud and forming it into a sheet using the well-known doctor blade method, and then punching or cutting the ceramic green sheet appropriately. The green ceramic molded body for the ceramic plate 2 is obtained by processing, and the green ceramic molded body is manufactured by firing at a temperature of about 1600 ° C.
[0024]
Further, a second metallized electrode 9 for forming a capacitance is deposited on substantially the entire lower surface of the ceramic plate 2. The second metallized electrode 9 functions as an electrode for forming a capacitance for a pressure sensitive element together with the first metallized electrode 7 described above, and is a bonding base metal for bonding the ceramic plate 2 to the ceramic substrate 1. Acts as a layer.
[0025]
Such a second metallized electrode 9 is made of metal powder metallization such as tungsten, molybdenum, copper, and silver, and is obtained by adding and mixing an appropriate organic binder, solvent, plasticizer, and dispersant to metal powder such as tungsten. The metallized paste is printed and applied to a ceramic green sheet for the ceramic plate 2 using a conventionally well-known screen printing method, and this is fired together with a green ceramic molded body for the ceramic plate 2, thereby substantially the entire lower surface of the ceramic plate 2. In a predetermined pattern. In order to prevent the second metallized electrode 9 from being oxidatively corroded on the exposed surface of the second metallized electrode 9, and to improve the bonding between the second metallized electrode 9 and the conductive bonding material, it is usual. For example, a nickel plating layer having a thickness of about 1 to 10 μm is applied.
[0026]
The second metallized electrode 9 and the bonding metallized layer 8 are bonded to each other through a conductive bonding material such as a silver-copper brazing material, whereby the hermetic sealing is performed between the upper surface of the ceramic substrate 1 and the lower surface of the ceramic plate 2. A space is formed and the bonding metallized layer 8 and the second metallized electrode 9 are electrically connected.
[0027]
At this time, the first metallized electrode 7 and the second metallized electrode 9 are opposed to each other with a space formed between the ceramic base 1 and the ceramic plate 2 interposed therebetween. 7 and a second metallized electrode 9 and a predetermined capacitance is formed according to the distance between the first metallized electrode 7 and the second metallized electrode 9. When an external pressure is applied to the upper surface of the ceramic plate 2, the ceramic plate 2 is bent toward the ceramic base 1 in accordance with the pressure, and the interval between the first metallized electrode 7 and the second metallized electrode 9 is changed. As a result, the capacitance between the first metallized electrode 7 and the second metallized electrode 9 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 electrostatic capacity is transmitted to the semiconductor element 3 accommodated in the recess 1a through the metallized wiring conductors 5a and 5b, and this is processed by the semiconductor element 3 so as to know the magnitude of the external pressure. be able to.
[0028]
Thus, according to the package for a pressure detection device of the present invention, the first metallized electrode 7 for forming a capacitance is formed on the other main surface of the ceramic substrate 1 on which the semiconductor element 3 is mounted on one main surface. And a flexible state so that a sealed space is formed between the ceramic plate 2 having the second metallized electrode 9 for forming a capacitance opposed to the first metallized electrode 7 on the inner main surface and the ceramic substrate 1. Therefore, the container for housing the semiconductor element 3 and the pressure sensitive element are integrated, and as a result, the pressure detection device can be reduced in size. In addition, since the first metallized electrode 7 and the second metallized electrode 9 for forming capacitance are connected to the semiconductor element 3 via the metallized wiring conductors 5a and 5b provided on the ceramic substrate 1, the first metallized electrode 7 And the second metallized electrode 9 can be connected to the semiconductor element 3 at a short distance. As a result, an unnecessary capacitance generated between the metallized wiring conductors 5a and 5b is reduced, and the pressure detecting device is highly sensitive. Can be provided.
[0029]
In addition, when the space | interval of the 1st metallization electrode 7 and the 2nd metallization electrode 9 is less than 0.01 mm in 1 atmosphere, when a big pressure is applied to the ceramic board 2, the 1st metallization electrode 7 and the 2nd metallization electrode There is a risk that the pressure cannot be detected due to contact with 9, and on the other hand, if the thickness exceeds 5 mm, the capacitance formed between the first metallized electrode 7 and the second metallized electrode 9 is increased. It tends to be small, and the sensitivity to detect pressure tends to be low. Therefore, the distance between the first metallized electrode 7 and the second metallized electrode 9 is preferably in the range of 0.01 to 5 mm at 1 atmosphere.
[0030]
Further, a reinforcing metallized layer 10 is applied to the upper surface of the ceramic plate 2 over substantially the entire surface thereof. The reinforcing metallization layer 10 is made of metal powder metallization such as tungsten, molybdenum, copper, and silver. When external pressure is repeatedly applied to the ceramic plate 2, cracks are generated in the outer peripheral portion of the ceramic plate 2. While preventing, even if a crack occurs, it functions as a barrier for preventing the crack from progressing to the center of the ceramic plate 2. Thus, according to the package for a pressure detection device of the present invention, since the reinforcing metallized layer 10 is deposited on substantially the entire outer main surface of the ceramic plate 2, external pressure is repeatedly applied to the ceramic plate 2. Even if it is applied, it is possible to effectively prevent cracks from occurring in the outer peripheral portion of the ceramic plate 2, and even if cracks occur, the cracks may travel to the center of the ceramic plate 2. As a result, the hermeticity of the sealed space formed between the ceramic base 1 and the ceramic plate 2 is not lowered, and therefore the external pressure can be accurately detected over a long period of time. is there.
[0031]
When the thickness of the reinforcing metallized layer 10 is less than 5 μm, when external pressure is repeatedly applied to the ceramic plate 2, cracks are generated in the outer peripheral portion of the ceramic plate 2, and the cracks are generated in the ceramic plate. The risk of not being able to effectively prevent traveling to the center of 2 increases, and if it exceeds 50 μm, the reinforcement is caused by the difference in thermal expansion coefficient between the ceramic plate 2 and the reinforcing metallization layer 10. The risk of the metallization layer 10 for peeling off from the ceramic plate 2 increases. Therefore, the thickness of the reinforcing metallized layer 10 is preferably in the range of 5 to 50 μm.
[0032]
Such a reinforcing metallization layer 10 is a ceramic plate obtained by applying a conventionally known screen printing method to a metallized paste obtained by adding and mixing an appropriate organic binder, solvent, plasticizer, and dispersant to a metal powder such as tungsten. A ceramic green sheet for 2 is printed and applied and fired together with a green ceramic molded body for the ceramic plate 2 to form a predetermined pattern on substantially the entire upper surface of the ceramic plate 2. Further, in order to prevent the reinforcing metallized layer 10 from being oxidized and corroded on the exposed surface of the reinforcing metallized layer 10, a nickel plating layer having a thickness of about 1 to 10 μm and a thickness of 0.1 to 3 μm are usually used. About a gold plating layer is applied.
[0033]
Thus, according to the above-described package for the pressure detection device, the semiconductor element 3 is mounted on the mounting portion 1b, and each electrode of the semiconductor element 3 and the metallized wiring conductor 5 are electrically connected. Sealing provides a highly reliable pressure detection device that is small and highly sensitive and that can accurately detect external pressure over a long period of time.
[0034]
Note that 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 the above-described embodiment, a frame-like protrusion 1c is provided on the outer peripheral portion of the upper surface of the ceramic substrate 1, and the ceramic plate 2 is bonded onto the protrusion 1c, whereby the upper surface of the ceramic substrate 1, the ceramic plate 2, and the like. However, according to the present invention, as shown in a sectional view in FIG. 2, a frame-like protrusion 2a is provided on the outer periphery of the lower surface of the ceramic plate 2, and this is joined to the upper surface of the ceramic substrate 1. By doing so, a sealed space may be provided between the ceramic substrate 1 and the ceramic plate 2. In this case, a metallizing layer 11 for bonding may be provided on the lower surface of the protruding portion 2a, and the metallizing layer 11 for bonding may be bonded to the metallizing layer 8 for bonding via a conductive bonding material such as silver-copper solder. The joining metallized layer 11 and the second metallized electrode 9 may be electrically connected by providing a connecting metallized conductor 12 for connecting them to the ceramic plate 2.
[0035]
Further, according to the present invention, as shown in a cross-sectional view in FIG. 3, a metal frame 13 made of, for example, iron-nickel-cobalt alloy or iron-nickel alloy is provided on the outer peripheral portion of the upper surface of the ceramic substrate 1. The ceramic plate 2 is bonded to the metal frame 13 via a conductive bonding material such as silver-copper brazing, and the ceramic substrate 1 and the ceramic plate 2 are bonded. A sealed space may be provided.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the pressure detection device package of the present invention, the first main surface for forming a capacitance is formed on the other main surface of the ceramic substrate having the mounting portion on which the semiconductor element is mounted on one main surface. A ceramic plate having a metallized electrode and a second metallized electrode for forming a capacitance opposite to the first metallized electrode on the inner surface is formed to form a sealed space between the other main surface of the ceramic substrate. Thus, since the pressure-sensitive element is integrated with the package that accommodates the semiconductor element, the pressure detection device can be downsized. In addition, since the first metallization electrode and the second metallization electrode for forming the capacitance are connected to the semiconductor element through the metallization wiring conductor provided on the insulating base, the first metallization electrode and the second metallization electrode are connected at a short distance. As a result, it is possible to provide a highly sensitive pressure detecting device with a small unnecessary capacitance generated between these metallized wiring conductors. Furthermore, since a reinforcing metallization layer is applied to substantially the entire outer main surface of the ceramic plate, even when external pressure is repeatedly applied to the ceramic plate, cracks are generated in the outer peripheral portion of the ceramic plate. It is possible to effectively prevent the occurrence of cracks, and even if cracks occur, the cracks are effectively prevented from proceeding to the center of the ceramic plate, and as a result, between the ceramic substrate and the ceramic plate. The hermeticity of the formed sealed space is not lowered, so that the external pressure can be accurately detected over a long period of time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of a package for a pressure detection device of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another example of the embodiment of the package for a pressure detection device of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing still another example of the embodiment of the pressure detecting device package of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional pressure detection device.
[Explanation of symbols]
1 ... Ceramic substrate
2. Ceramic plate
3. Semiconductor device
5, 5a, 5b ... Metallized wiring conductor
7. First metallized electrode
9 ... Second metallized electrode
10 ・ ・ ・ ・ ・ Metalizing layer for reinforcement

Claims (3)

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と、該セラミック基体の表面および内部に配設され、前記半導体素子の各電極が電気的に接続される複数のメタライズ配線導体と、前記セラミック基体の他方の主面の中央部に被着され、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と、前記他方の主面に、前記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セラミック板と、該セラミック板の内側主面に前記第一メタライズ電極と対向して被着され、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とを具備する圧力検出装置用パッケージであって、前記セラミック板は、その外側主面の略全面に、金属粉末を含むメタライズペーストを前記セラミック板用のセラミックグリーンシートとともに焼成することによって形成された補強用メタライズ層が被着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。A ceramic base having a mounting portion on which a semiconductor element is mounted on one main surface; and a plurality of metallized wiring conductors disposed on and in the surface of the ceramic base and electrically connected to the electrodes of the semiconductor element; A first metallization electrode for forming a capacitance that is attached to the center of the other main surface of the ceramic substrate and is electrically connected to one of the metallized wiring conductors; A ceramic plate joined in a flexible state so as to form a sealed space with the central portion; and an inner main surface of the ceramic plate is attached to face the first metallized electrode; A package for a pressure detecting device comprising a second metallization electrode for forming a capacitance electrically connected to the other one of the conductors, wherein the ceramic plate is disposed on substantially the entire outer main surface thereof . Metal powder Metallizing paste the package pressure detecting apparatus characterized by reinforcing metallized layer formed by firing with the ceramic green sheet is adhered for the ceramic plate including. 前記セラミック基体の下面中央部に前記半導体素子を収容するための凹部が形成されているとともに該凹部の底面中央部が前記搭載部とされており、前記メタライズ配線導体の前記セラミック基体の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接合するようにした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。A recess for accommodating the semiconductor element is formed at the center of the lower surface of the ceramic substrate, and the center of the bottom surface of the recess is used as the mounting portion, and the outer peripheral lower surface of the ceramic substrate of the metallized wiring conductor 2. The package for a pressure detecting device according to claim 1, wherein the derived portion is joined to the wiring conductor of the external electric circuit board. 半導体素子と、一方の主面に前記半導体素子が収容される凹部を有するセラミック基体と、該セラミック基体の表面および内部に配設され、前記半導体素子の各電極が電気的に接続される複数のメタライズ配線導体と、前記セラミック基体の他方の主面の中央部に被着され、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と、前記他方の主面に、前記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セラミック板と、該セラミック板の内側主面に前記第一メタライズ電極と対向して被着され、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とを具備し、前記メタライズ配線導体がセラミック基体側面より内方に位置する前記セラミック基体の一方の主面で、前記凹部の開口部の周囲に導出されるとともに、該導出部を外部電気回路基板の配線導体に接合するようにしたことを特徴とする圧力検出装置。A semiconductor element, a ceramic base having a recess in which the semiconductor element is accommodated on one main surface, and a plurality of electrodes disposed on and inside the ceramic base and electrically connected to each electrode of the semiconductor element A metallized wiring conductor; a first metallized electrode for forming a capacitance that is attached to a central portion of the other main surface of the ceramic base and electrically connected to one of the metallized wiring conductors; A ceramic plate joined in a flexible state so as to form a sealed space between the central portion and the central portion, and an inner main surface of the ceramic plate is attached to face the first metallized electrode. A second metallization electrode for forming a capacitance electrically connected to the other one of the metallized wiring conductors, wherein the metallized wiring conductor is located inward from the side surface of the ceramic substrate. In one main surface of the click substrate, while being guided to the periphery of the opening of the recess, conductor output unit pressure detecting device is characterized in that so as to bond to the wiring conductor of the external electric circuit board.
JP2000223787A 2000-07-25 2000-07-25 Pressure detection device package and pressure detection device Expired - Fee Related JP3716165B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000223787A JP3716165B2 (en) 2000-07-25 2000-07-25 Pressure detection device package and pressure detection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000223787A JP3716165B2 (en) 2000-07-25 2000-07-25 Pressure detection device package and pressure detection device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002039893A JP2002039893A (en) 2002-02-06
JP3716165B2 true JP3716165B2 (en) 2005-11-16

Family

ID=18717832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000223787A Expired - Fee Related JP3716165B2 (en) 2000-07-25 2000-07-25 Pressure detection device package and pressure detection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3716165B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1682859A4 (en) 2003-08-11 2007-08-22 Analog Devices Inc Capacitive sensor
JP4808729B2 (en) 2004-11-12 2011-11-02 アナログ デバイシーズ インク Spacing butted component structure

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002039893A (en) 2002-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2001356064A (en) Package for pressure detector
JP2002107254A (en) Package for pressure detector
JP3716165B2 (en) Pressure detection device package and pressure detection device
JP4822624B2 (en) Package for pressure detection device
JP4803917B2 (en) Package for pressure detection device
JP4557405B2 (en) Package for pressure detection device
JP4974424B2 (en) Package for pressure detection device
JP4794073B2 (en) Package for pressure detection device
JP4713029B2 (en) Package for pressure detection device
JP3955067B2 (en) Pressure detection device package and pressure detection device
JP4557406B2 (en) Package for pressure detection device
JP4794072B2 (en) Package for pressure detection device
JP4127374B2 (en) Pressure detection device package and pressure detection device
JP4863569B2 (en) Package for pressure detection device
JP3878836B2 (en) Package for pressure detection device
JP4925522B2 (en) Package for pressure detection device
JP4637342B2 (en) Package for pressure detection device
JP2006047326A (en) Package for pressure detector, and pressure detector
JP4223709B2 (en) Method for manufacturing package for pressure detection device
JP4789357B2 (en) Package for pressure detection device
JP4753926B2 (en) Pressure detector and pressure detector assembly
JP2004205377A (en) Package for pressure detection device
JP2002323394A (en) Package for pressure detector
JP2002039897A (en) Package for pressure detection apparatus
JP2003139639A (en) Package for pressure detecting device

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050217

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050301

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050428

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050823

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050829

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 3716165

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080902

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090902

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090902

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100902

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110902

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120902

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130902

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees