JP4223709B2 - Method for manufacturing package for pressure detection device - Google Patents

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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2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ており、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セラミックス材料から成る絶縁基体と、この絶縁基体の表面および内部に配設されており、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ており、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セラミックス材料から成る絶縁板と、この絶縁板の内側主面に第一電極に対向して被着されており、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、この第一電極に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。なお、この特願2000-178618で提案した圧力検出装置用パッケージにおいては、例えば絶縁基体の他方の主面の外周部にセラミックスや金属から成る枠体を第一電極を取り囲むようにして設けておき、この枠体上に第二電極の外周部を厚みが50μm程度の銀−銅ろうを介してろう付けすることにより絶縁板が絶縁基体に接合されていた。
【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、絶縁基体と絶縁板とを接合する銀−銅ろうから成るろう材は大きな応力により塑性変形を起こしやすいことから、絶縁板に外部の圧力が長期間にわたり大きく印加された場合、絶縁板が撓むことにより発生する応力が絶縁基体と絶縁板とを接合する厚みが50μm程度のろう材の内周縁部に作用してろう材に大きな塑性変形が発生してしまい、その結果、圧力の印加が解除されても絶縁板が元の位置に完全には戻らず、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の製造方法は、内部および表面に複数のメタライズ配線導体を有するとともに一方の主面に半導体素子が搭載される搭載部を、他方の主面に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および該第一メタライズ電極を取り囲み、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枠状の第一接合用メタライズ層を有するセラミック基体を準備する工程と、一方の主面の外周部に枠状の突起部を有するとともに、該突起部で囲まれた一方の主面に前記第一メタライズ電極に対向する静電容量形成用の第二メタライズ電極および前記突起部上に前記第二メタライズ電極に電気的に接続され、かつ前記第一接合用メタライズ層にろう材を介してろう付けされた枠状の第二接合用メタライズ層を有し、前記セラミック基体の前記他方の主面との間に密閉空間を形成するように可撓な状態で前記セラミック基体に接合されるセラミック板を準備する工程と、前記セラミック基体の前記第一接合用メタライズ層と前記セラミック板の前記第二接合用メタライズ層とを当接させる工程と、前記第一接合用メタライズ層または前記第二接合用メタライズ層の外周部に接触するようにろう材を配置する工程と、前記第一接合用メタライズ層と前記第二接合用メタライズ層とを圧接しながら前記ろう材を溶融させる工程と、前記第一接合用メタライズ層と前記第二接合用メタライズ層との間に前記溶融したろう材を浸透させ、前記第一接合用メタライズ層と前記第二接合用メタライズ層とをろう付けする工程とを具備することを特徴とする。
【0008】
本発明の圧力検出装置用パッケージの製造方法によれば、セラミック基体とセラミック板とを接合するろう材の厚みを薄くすることができ、セラミック板に外部の圧力が長期間にわたり大きく印加されたとしても、ろう材の塑性変形量を極めて小さなものとすることができる。
【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・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セラミック基体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の各電極に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の上面中央部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。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。
【0016】
このような第一メタライズ電極7は、厚みが10〜50μm程度の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の上面中央部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。
【0017】
また、セラミック基体1の上面外周部には第一メタライズ電極7を取り囲む略円形や略八角形の枠状の第一接合用メタライズ層8が被着されている。第一接合用メタライズ層8は、セラミック基体1にセラミック板2を接合するための下地金属として機能し、この第一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およびこの第二メタライズ電極9に電気的に接続された第二接合用メタライズ層10を有するセラミック板2が第二接合用メタライズ層10と第一接合用メタライズ層8とを銀−銅ろう等のろう材11を介してろう付けすることにより接合されている。
【0018】
この第一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、半導体素子3の電極と第二メタライズ電極9とが電気的に接続されるようになっている。
【0019】
このような第一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の上面外周部に枠状の所定のパターンに形成される。
【0020】
なお、第一接合用メタライズ層8の表面には、第一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一接合用メタライズ層8とろう材11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・ガラス−セラミックス等のセラミックス材料から成る略四角または略八角あるいは円形等の略平板であり、その内側主面の外周部に枠状の突起部2aを有している。そして、外部の圧力に応じてその中央部がセラミック基体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、その中央部の厚みが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、中央部の厚みが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の中央部の厚みは0.01〜5mmの範囲が好ましい。また、突起部2aの高さが0.01mm未満では、セラミック基体1とセラミック板2との間に形成される隙間が狭いものとなりすぎて、セラミック板2に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とが接触してしまう危険性が大きなものとなり、他方、突起部2aの高さが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って感圧素子の感度が低くなってしまう。したがって、突起部2aの高さは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の下面にはその中央部に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ものであり、例えば略円形のパターンに形成されている。
【0025】
このような第二メタライズ電極9は、厚みが10〜50μm程度の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の下面中央部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】
さらに、セラミック板2の突起部2a下面には第二メタライズ電極9に電気的に接続された略円形や略八角形の枠状の第二接合用メタライズ層10が被着されている。この第二接合用メタライズ層10は、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し、第二接合用メタライズ層10と第一接合用メタライズ層8とを銀−銅ろう等のろう材11を介してろう付けすることによりセラミック基体1とセラミック板2とが接合されるとともに第一接合用メタライズ層8と第二接合用メタライズ層10とが電気的に接続され、同時にセラミック基体1とセラミック板2との間に密閉空間が形成される。
【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密閉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】
なお、第二接合用メタライズ層10は、厚みが10〜50μm程度の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の突起部2a下面に所定のパターンに形成される。また、第二接合用メタライズ層10の表面には、第二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二接合用メタライズ層10とろう材11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。
【0029】
さらに、本発明においては、第一接合用メタライズ層8と第二接合用メタライズ層10とをろう付けするろう材11の厚みを5〜30μmとしている。そして、そのことが重要である。このように、第一接合用メタライズ層8と第二接合用メタライズ層10とをろう付けするろう材11の厚みを5〜30μmと薄くしたことから、セラミック板2が外部の圧力により大きく撓んだとしても、ろう材11が大きく塑性変形することはない。したがって、本発明の圧力検出装置用パッケージによれば、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ができる。
【0030】
なお、第一接合用メタライズ層8と第二接合用メタライズ層10とをろう付けするろう材11の厚みが5μm未満の場合、第一接合用メタライズ層8と第二接合用メタライズ層10とをろう材11を介して強固かつ気密性高くろう付けすることが困難となる傾向にあり、他方、30μmを超えると、セラミック板2に外部の圧力が大きく印加された場合に、ろう材11に大きな塑性変形が発生し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なくなる危険性が大きなものとなる。したがって、第一接合用メタライズ層8と第二接合用メタライズ層10とをろう付けするろう材11の厚みは5〜30μmの範囲に特定される。
【0031】
また、第一接合用メタライズ層8と第二接合用メタライズ層10とを厚みが5〜30μmのろう材11を介して接合するには、第一接合用メタライズ層8および第二接合用メタライズ層10の表面に予め1〜10μm程度の厚みのニッケルめっき層をそれぞれ被着させておき、次に、第一接合用メタライズ層上に第二接合用メタライズ層10が当接するにようにしてセラミック基体1とセラミック板2とを圧接するとともに、厚みが10〜200μm程度の銀−銅ろうから成るろう材箔を第一接合用メタライズ層および/または第二接合用メタライズ層の外周部に接触するようにして配置し、これらを還元雰囲気中、約850℃の温度に加熱してろう材箔を溶融させて第一接合用メタライズ層8と第二接合用メタライズ層10との間にろう材を浸透させてろう付けする方法が採用される。
【0032】
このように、第一接合用メタライズ層8と第二接合用メタライズ層10とを圧接するとともにろう材箔を第一接合用メタライズ層8および/または第二接合用メタライズ層10の外周部に接触するようにして配置し、これを溶融させて第一接合用メタライズ層8と第二接合用メタライズ層10との間にろう材を浸透させてろう付けすることから、第一接合用メタライズ層8と第二接合用メタライズ層10とを厚みが5〜30μmと薄いろう材11を介してろう付けすることができる。
【0033】
このとき、第一接合用メタライズ層8および第二接合用メタライズ層10は、それぞれの内周がセラミック板2の突起部2aの内周から0.05mm以上外側に位置していることが好ましい。第一接合用メタライズ層8および第二接合用メタライズ層10のそれぞれの内周が突起部2aの内周から0.05mm以上外側に位置することから、セラミック板2が外部の圧力により大きく撓んだとしても、その撓みにより発生する応力は、突起部2aの内周の根元付近に大きく集中し、ろう材11の内周縁部に大きく作用することが有効に防止される。したがって、ろう材11に塑性変形が発生することをより有効に防止することができる。また、第一接合用メタライズ層8と第二接合用メタライズ層10とを銀−銅ろう等のろう材11を介してろう付けする際にろう材11が第二メタライズ電極9に流れ出ることが有効に防止することができる。
【0034】
なお、第一接合用メタライズ層8および第二接合用メタライズ層10は、それぞれの内周が突起部2aの内周から0.05mm未満外側に位置している場合、セラミック板2が外部の圧力により大きく撓んだ際に発生する応力がろう材11の内周縁部に大きく印加されて、ろう材11に塑性変形が発生する危険性が大きくなるとともに、その応力が突起部2aの内周側面と下面との間の角部に大きく印加されてセラミック板2にクラックや欠けが発生する危険性が大きくなる。同時に、突起部2aの厚みが例えば0.05mm以下と薄い場合に第一接合用メタライズ層8と第二接合用メタライズ層10とをろう材11を介してろう付けする際に、ろう材11が第二メタライズ電極9上に流れ出る危険性が大きなものとなる。したがって、第一接合用メタライズ層8および第二接合用メタライズ層10の内周は突起部2aの内周から0.05mm以上外側に位置することが好ましい。
【0035】
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に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。
【0036】
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が高い圧力検出装置となる。
【0037】
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ことはいうまでもない。
【0038】
【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の製造方法によれば、セラミック基体とセラミック板とを接合するろう材の厚みを薄くすることができ、セラミック板に外部の圧力が長期間にわたり大きく印加されたとしても、ろう材の塑性変形量を極めて小さなものとすることができる。
【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】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
2a・・・・突起部
3・・・・・半導体素子
7・・・・・第一メタライズ電極
8・・・・・第一接合用メタライズ層
9・・・・・第二メタライズ電極
10・・・・・第二接合用メタライズ層
11・・・・・ろう材
[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. 2, the capacitance type pressure detection device is accommodated in a capacitance type pressure sensitive element 22 and a package 28 on a wiring substrate 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 The insulating plate 26 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 static plate Consists of external lead terminals 27 for electrically connecting the electrodes 23 and 25 for capacitance formation to the outside, and each capacitance is formed by bending the insulating plate 26 in response to external pressure. The capacitance formed between the electrodes 23 and 25 for use 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 disclosed in Japanese Patent Application No. 2000-178618, and is disposed on the surface and inside of an insulating base made of a ceramic material having a mounting portion on which a semiconductor element is mounted on one main surface. A plurality of wiring conductors to which each electrode of the semiconductor element is electrically connected, and the central part of the other main surface of the insulating base, and are electrically connected to one of the wiring conductors Insulation made of ceramic material joined in a flexible state so as to form a sealed space between the first electrode for capacitance formation and the other main surface of the insulating base and the central portion of the main surface And a second electrode for forming a capacitance that is attached to the inner main surface of the insulating plate so as to face the first electrode and is electrically connected to the other one of the wiring conductors. A pressure sensing device package was proposed. 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. In the pressure detection device package proposed in Japanese Patent Application No. 2000-178618, for example, a frame made of ceramics or metal is provided on the outer peripheral portion of the other main surface of the insulating base so as to surround the first electrode. The insulating plate was bonded to the insulating substrate by brazing the outer peripheral portion of the second electrode onto the frame body via a silver-copper brazing having a thickness of about 50 μm.
[0005]
However, according to the package for a pressure detection device proposed in Japanese Patent Application No. 2000-178618, the brazing material made of silver-copper brazing that joins the insulating base and the insulating plate is likely to be plastically deformed by a large stress. When a large external pressure is applied over a long period of time, the stress generated by the bending of the insulating plate will act on the inner peripheral edge of the brazing material having a thickness of about 50 μm to join the insulating substrate and the insulating plate. A large plastic deformation occurs in the material, and as a result, even if the application of pressure is released, the insulating plate does not return completely to the original position, so that the external pressure cannot be detected accurately. It had the problem that.
[0006]
The present invention has been completed in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a pressure detection device capable of accurately detecting an external pressure over a long period of time.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The method for manufacturing a package for a pressure detection device according to the present invention includes a plurality of metallized wiring conductors inside and on the surface, a mounting portion on which a semiconductor element is mounted on one main surface, and the metalized wiring conductor on the other main surface. A first metallization electrode for capacitance formation electrically connected to one and a frame-shaped first junction surrounding the first metallization electrode and electrically connected to the other metallization wiring conductor Preparing a ceramic substrate having a metallized layer for use, and having a frame-shaped protrusion on the outer peripheral portion of one main surface, and facing the first metallized electrode on one main surface surrounded by the protrusion A second metallized electrode for forming a capacitance and the second metallized electrode electrically connected to the protrusion and brazed to the first metallized layer for bonding through a brazing material And preparing a ceramic plate to be bonded to the ceramic substrate in a flexible state so as to form a sealed space with the other main surface of the ceramic substrate. A step of bringing the first bonding metallization layer of the ceramic substrate into contact with the second bonding metallization layer of the ceramic plate, and the outer periphery of the first bonding metallization layer or the second bonding metallization layer Disposing the brazing material so as to contact the part, melting the brazing material while pressing the first bonding metallization layer and the second bonding metallization layer, and the first bonding metallization layer A step of infiltrating the molten brazing material between the first bonding metallization layer and the second bonding metallization layer, and brazing the first bonding metallization layer and the second bonding metallization layer. Characterized in that it.
[0008]
According to the method for manufacturing a package for a pressure detection device of the present invention, it is possible to reduce the thickness of the brazing material that joins the ceramic base and the ceramic plate, and external pressure is largely applied to the ceramic plate over a long period of time. However, the amount of plastic deformation of the brazing material can be made extremely small.
[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, or a glass-ceramic. For example, the ceramic substrate 1 is made of an aluminum oxide sintered body. If there is, add a suitable organic binder, solvent, plasticizer, and dispersant to ceramic raw material powder such as aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, calcium oxide, etc. A plurality of ceramic green sheets are obtained by forming into a sheet by adopting the method, and then, the ceramic green sheets are subjected to appropriate punching, laminating, and cutting processes to produce a raw material for the ceramic substrate 1. A ceramic molded body is obtained, and this green ceramic molded body is fired at a temperature of about 1600 ° C. It is manufactured by doing.
[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]
Also, 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. The metallized wiring conductor 5 and the respective electrodes of the semiconductor element 3 are connected to a conductive material such as a solder bump 6 or 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 through a conductive bonding material and the semiconductor element 3 is sealed with a 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. The Rukoto.
[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 surface of the metallized wiring conductor 5 and to improve the bonding between the metalized wiring conductor 5 and a conductive bonding material such as solder, it is usual. If present, 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]
A first metallized electrode 7 for forming a capacitance is attached to the center of the upper surface of the ceramic substrate 1. 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.
[0016]
Such a first metallized electrode 7 is made of metal powder metallization of tungsten, molybdenum, copper, silver or the like having a thickness of about 10 to 50 μm, and an organic binder, solvent, plasticizer, or dispersant suitable for the metal powder such as tungsten. The metallized paste obtained by adding and mixing is printed and applied to a ceramic green sheet for the ceramic substrate 1 using a conventionally known screen printing method, and this is fired together with a green ceramic molded body for the ceramic substrate 1 to form a ceramic. A predetermined pattern is formed at the center of the upper surface of the substrate 1. In addition, in order to prevent the first metallized electrode 7 from being oxidized and corroded, a nickel plating layer having a thickness of about 1 to 10 μm is usually applied to the surface of the first metallized electrode 7.
[0017]
Further, a first bonding metallization layer 8 having a substantially circular or octagonal frame shape surrounding the first metallization electrode 7 is attached to the outer peripheral portion of the upper surface of the ceramic substrate 1. The first bonding metallization layer 8 functions as a base metal for bonding the ceramic plate 2 to the ceramic substrate 1, and the first bonding metallization layer 8 has a second metallization electrode 9 and the second metallization electrode on the lower surface. A ceramic plate 2 having a second bonding metallization layer 10 electrically connected to 9 is connected to the second bonding metallization layer 10 and the first bonding metallization layer 8 via a brazing material 11 such as silver-copper brazing. They are joined by brazing.
[0018]
One metallized wiring conductor 5b is connected to the first metallizing layer 8 for bonding, whereby the electrode of the semiconductor element 3 is connected to the metallized wiring conductor 5b via a conductive bonding material such as a solder bump 6. When electrically connected, the electrode of the semiconductor element 3 and the second metallized electrode 9 are electrically connected.
[0019]
The metallization layer 8 for the first bonding is made of metal powder metallization such as tungsten, molybdenum, copper or silver, and an appropriate organic binder, solvent, plasticizer or dispersant is added to and mixed with metal powder such as tungsten. The obtained metallized paste is printed and applied to a ceramic green sheet for the ceramic substrate 1 by employing a conventionally known screen printing method, and this is fired together with a green ceramic molded body for the ceramic substrate 1, whereby the outer periphery of the upper surface of the ceramic substrate 1 A predetermined frame-like pattern is formed on the part.
[0020]
The first bonding metallization layer 8 is prevented from being oxidized and corroded on the surface of the first bonding metallization layer 8 and the bonding between the first bonding metallization layer 8 and the brazing material 11 is made strong. Therefore, usually, 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 substantially square or substantially made of a ceramic material such as an aluminum oxide sintered body, an aluminum nitride sintered body, a mullite sintered body, or a glass-ceramic. It is a substantially flat plate such as an octagon or a circle, and has a frame-shaped protrusion 2a on the outer peripheral portion of its inner main surface. Then, it functions as a so-called pressure detection diaphragm in which a central portion thereof bends to the ceramic base 1 side according to an external pressure.
[0022]
The ceramic plate 2 has a small mechanical strength when the thickness of the central portion is less than 0.01 mm. Therefore, there is a high risk of being destroyed when a large external pressure is applied to the ceramic plate 2. On the other hand, if the thickness of the central portion exceeds 5 mm, it becomes difficult to bend with a small pressure, making it unsuitable as a pressure detecting diaphragm. Therefore, the thickness of the central part of the ceramic plate 2 is preferably in the range of 0.01 to 5 mm. If the height of the protrusion 2a is less than 0.01 mm, the gap formed between the ceramic substrate 1 and the ceramic plate 2 becomes too narrow, and the first metallization is applied when pressure is applied to the ceramic plate 2. There is a great risk that the electrode 7 and the second metallized electrode 9 come into contact with each other. On the other hand, if the height of the protrusion 2a exceeds 5 mm, the gap between the first metallized electrode 7 and the second metallized electrode 9 is increased. The formed capacitance becomes small, and the sensitivity of the pressure sensitive element is lowered. Therefore, the height of the protrusion 2a 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 a mixing agent to form a slurry, and forming this into a sheet by employing a conventionally known doctor blade method. After that, an appropriate punching process or The green ceramic molded body for the ceramic plate 2 is obtained by cutting, 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 facing the first metallized electrode 7 is attached to the lower surface of the ceramic plate 2 at the center thereof. The second metallized electrode 9 is for forming a capacitance for a pressure sensitive element together with the first metallized electrode 7 described above, and is formed in a substantially circular pattern, for example.
[0025]
Such a second metallized electrode 9 is made of metal powder metallization of tungsten, molybdenum, copper, silver or the like having a thickness of about 10 to 50 μm, and suitable organic binder, solvent, plasticizer, dispersant for the metal powder such as tungsten. The metallized paste obtained by adding and mixing is printed on a ceramic green sheet for the ceramic plate 2 by using a conventionally well-known screen printing method, and fired together with a green ceramic molded body for the ceramic plate 2 to be ceramic. A predetermined pattern is formed at the center of the lower surface of the plate 2. In order to prevent the second metallized electrode 9 from being oxidatively corroded, a nickel plating layer having a thickness of about 1 to 10 μm is usually applied to the surface of the second metallized electrode 9.
[0026]
Further, a substantially circular or substantially octagonal frame-like second bonding metallization layer 10 electrically connected to the second metallization electrode 9 is deposited on the lower surface of the protrusion 2 a of the ceramic plate 2. The second bonding metallization layer 10 functions as a bonding base metal layer for bonding the ceramic plate 2 to the ceramic substrate 1, and the second bonding metallization layer 10 and the first bonding metallization layer 8 are silver- The ceramic base 1 and the ceramic plate 2 are joined by brazing via a brazing material 11 such as copper brazing, and the first joining metallized layer 8 and the second joining metallized layer 10 are electrically connected. At the same time, a sealed space is formed between the ceramic substrate 1 and the ceramic plate 2.
[0027]
At this time, the first metallized electrode 7 and the second metallized electrode 9 are opposed to each other with a sealed space formed between the ceramic base 1 and the ceramic plate 2 interposed therebetween. A predetermined capacitance is formed according to the area of the electrode 7 or the second metallized electrode 9 and 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]
The second bonding metallization layer 10 is made of metal powder metallization of tungsten, molybdenum, copper, silver, etc. with a thickness of about 10 to 50 μm. The metallized paste obtained by adding and mixing the agent is printed and applied to a ceramic green sheet for the ceramic plate 2 using a conventionally known screen printing method, and is fired together with the green ceramic molded body for the ceramic plate 2 The ceramic plate 2 is formed in a predetermined pattern on the lower surface of the protrusion 2a. Further, in order to prevent the second bonding metallization layer 10 from being oxidatively corroded on the surface of the second bonding metallization layer 10 and to improve the bonding between the second bonding metallization layer 10 and the brazing material 11 Normally, a nickel plating layer having a thickness of about 1 to 10 μm is applied.
[0029]
Furthermore, in the present invention, the thickness of the brazing material 11 for brazing the first bonding metallization layer 8 and the second bonding metallization layer 10 is set to 5 to 30 μm. And that is important. Thus, since the thickness of the brazing material 11 for brazing the first bonding metallization layer 8 and the second bonding metallization layer 10 is reduced to 5 to 30 μm, the ceramic plate 2 is greatly bent by external pressure. Even so, the brazing material 11 does not undergo significant plastic deformation. Therefore, according to the package for a pressure detection device of the present invention, it is possible to provide a pressure detection device that can accurately detect an external pressure over a long period of time.
[0030]
When the thickness of the brazing material 11 for brazing the first bonding metallization layer 8 and the second bonding metallization layer 10 is less than 5 μm, the first bonding metallization layer 8 and the second bonding metallization layer 10 are It tends to be difficult to braze with high strength and airtightness through the brazing material 11. On the other hand, when it exceeds 30 μm, when the external pressure is applied to the ceramic plate 2, the brazing material 11 becomes large. There is a high risk that plastic deformation will occur and the external pressure cannot be detected accurately over a long period of time. Therefore, the thickness of the brazing material 11 for brazing the first bonding metallization layer 8 and the second bonding metallization layer 10 is specified in the range of 5 to 30 μm.
[0031]
Further, in order to join the first joining metallized layer 8 and the second joining metallized layer 10 via the brazing filler metal 11 having a thickness of 5 to 30 μm, the first joining metallized layer 8 and the second joining metallized layer. The nickel base layer having a thickness of about 1 to 10 μm is previously deposited on the surface of 10, and then the ceramic substrate so that the second bonding metallized layer 10 abuts on the first bonding metallized layer. 1 and the ceramic plate 2 are pressed together, and a brazing material foil made of silver-copper brazing having a thickness of about 10 to 200 μm is brought into contact with the outer peripheral portion of the first bonding metallization layer and / or the second bonding metallization layer. These are heated in a reducing atmosphere to a temperature of about 850 ° C. to melt the brazing filler metal foil and penetrate the brazing material between the first bonding metallization layer 8 and the second bonding metallization layer 10. The method of brazing Used.
[0032]
In this way, the first bonding metallization layer 8 and the second bonding metallization layer 10 are pressed and the brazing material foil is in contact with the outer periphery of the first bonding metallization layer 8 and / or the second bonding metallization layer 10. The first bonding metallized layer 8 is melted and brazed by infiltrating a brazing material between the first bonding metallized layer 8 and the second bonding metallized layer 10. And the second bonding metallization layer 10 can be brazed via a thin brazing material 11 having a thickness of 5 to 30 μm.
[0033]
At this time, it is preferable that the inner circumferences of the first bonding metallization layer 8 and the second bonding metallization layer 10 are located 0.05 mm or more outside the inner circumference of the protrusion 2 a of the ceramic plate 2. Since the inner periphery of each of the first bonding metallization layer 8 and the second bonding metallization layer 10 is located 0.05 mm or more outside from the inner periphery of the protrusion 2a, the ceramic plate 2 is greatly bent by external pressure. Even so, the stress generated by the bending is largely concentrated in the vicinity of the root of the inner periphery of the protrusion 2a, and it is effectively prevented from acting on the inner peripheral edge of the brazing material 11 effectively. Therefore, the plastic deformation of the brazing material 11 can be more effectively prevented. In addition, when the first bonding metallization layer 8 and the second bonding metallization layer 10 are brazed via a brazing material 11 such as silver-copper brazing, it is effective that the brazing material 11 flows out to the second metallized electrode 9. Can be prevented.
[0034]
Note that the first bonding metallization layer 8 and the second bonding metallization layer 10 have the ceramic plate 2 exposed to an external pressure when the inner circumference is located outside the inner circumference of the protrusion 2a by less than 0.05 mm. A large amount of stress generated when the brazing material 11 is greatly bent is applied to the inner peripheral edge of the brazing material 11 to increase the risk of plastic deformation of the brazing material 11 and the stress is applied to the inner peripheral side surface of the protrusion 2a. The risk of cracks and chipping occurring in the ceramic plate 2 is increased by being largely applied to the corner between the lower surface. At the same time, when the thickness of the protrusion 2a is as thin as 0.05 mm or less, for example, when the brazing material 11 brazes the first joining metallized layer 8 and the second joining metallized layer 10 through the brazing material 11, The danger of flowing out onto the second metallized electrode 9 becomes large. Accordingly, it is preferable that the inner circumferences of the first bonding metallization layer 8 and the second bonding metallization layer 10 are located outside by 0.05 mm or more from the inner circumference of the protrusion 2a.
[0035]
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. In addition, the ceramic plate 2 having the second metallized electrode 9 for forming a capacitance facing the first metallized electrode 7 on the inner surface is flexible so as to form a sealed space between the ceramic substrate 1 and the ceramic plate 2. Since the bonding is performed, 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.
[0036]
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. By sealing, the pressure detection device is small and has high sensitivity.
[0037]
In addition, this invention is not limited to an example of the above-mentioned embodiment, It cannot be overemphasized that a various change is possible if it is a range which does not deviate from the summary of this invention.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for manufacturing a package for a pressure detection device of the present invention, the thickness of the brazing material joining the ceramic base and the ceramic plate can be reduced, and the external pressure is long on the ceramic plate. Even if a large amount is applied over a period, the amount of plastic deformation of the brazing material can be made extremely small.
[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 a conventional pressure detection device.
[Explanation of symbols]
1 ... Ceramic substrate
2. Ceramic plate
2a ... Projection
3. Semiconductor device
7. First metallized electrode
8 ... Metalized layer for first bonding
9 ... Second metallized electrode
10 ・ ・ ・ ・ ・ Metalized layer for second bonding
11 Brazing material

Claims (1)

内部および表面に複数のメタライズ配線導体を有するとともに一方の主面に半導体素子が搭載される搭載部を、他方の主面に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および該第一メタライズ電極を取り囲み、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枠状の第一接合用メタライズ層を有するセラミック基体を準備する工程と、
一方の主面の外周部に枠状の突起部を有するとともに、該突起部で囲まれた一方の主面に前記第一メタライズ電極に対向する静電容量形成用の第二メタライズ電極および前記突起部上に前記第二メタライズ電極に電気的に接続され、かつ前記第一接合用メタライズ層にろう材を介してろう付けされた枠状の第二接合用メタライズ層を有し、前記セラミック基体の前記他方の主面との間に密閉空間を形成するように可撓な状態で前記セラミック基体に接合されセラミック板を準備する工程と、
前記セラミック基体の前記第一接合用メタライズ層と前記セラミック板の前記第二接合用メタライズ層とを当接させる工程と、
前記第一接合用メタライズ層または前記第二接合用メタライズ層の外周部に接触するようにろう材を配置する工程と、
前記第一接合用メタライズ層と前記第二接合用メタライズ層とを圧接しながら前記ろう材を溶融させる工程と、
前記第一接合用メタライズ層と前記第二接合用メタライズ層との間に前記溶融したろう材を浸透させ、前記第一接合用メタライズ層と前記第二接合用メタライズ層とをろう付けする工程と
を具備することを特徴とする圧力検出装置用パッケージの製造方法。
Capacitance formation having a plurality of metallized wiring conductors inside and on the surface, and a mounting portion on which a semiconductor element is mounted on one main surface, and electrically connected to one of the metallized wiring conductors on the other main surface Preparing a ceramic substrate having a first metallization electrode for metal and a frame-shaped first metallization layer for joining, which surrounds the first metallization electrode and is electrically connected to the other metallized wiring conductor ;
A second metallized electrode for forming a capacitance facing the first metallized electrode on one main surface surrounded by the projecting part and having a frame-shaped protrusion on the outer peripheral part of one main surface and the protrusion A frame-like second bonding metallization layer electrically connected to the second metallization electrode on the part and brazed to the first bonding metallization layer via a brazing material; preparing a ceramic plate that will be bonded to the ceramic substrate in a flexible state so as to form a closed space between said other main surface,
Contacting the first bonding metallization layer of the ceramic substrate and the second bonding metallization layer of the ceramic plate;
Disposing a brazing material so as to contact the outer periphery of the first bonding metallization layer or the second bonding metallization layer;
Melting the brazing material while pressing the first bonding metallization layer and the second bonding metallization layer;
Infiltrating the molten brazing material between the first bonding metallization layer and the second bonding metallization layer, and brazing the first bonding metallization layer and the second bonding metallization layer;
A method for manufacturing a package for a pressure detection device, comprising:
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