JP5305644B2 - 圧力センサ用パッケージおよびその製造方法、ならびに圧力センサ - Google Patents
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Description
比のほうが高くなしてある。
このことから、ダイアフラムのヤング率を、絶縁基体およびスペーサのヤング率よりも低くできる。
そして、外部の圧力が印加された際、ヤング率の低いダイアフラムの可撓領域は変形しやすい一方で、ヤング率の高い絶縁基体およびスペーサは変形しにくくなる。
従って、感度のよい可撓領域を持ちつつ、堅牢さを備えた絶縁構造体が得られる。
従って、外部の圧力をより感度良く検出することができる。
そして、セラミックグリーンシート積層体を焼成する際には、酸化物成分をより多く含んでいるダイアフラム用のセラミックグリーンシートは、スペーサ用のセラミックグリーンシートよりも先に収縮を開始する。
従って、ダイアフラム用のセラミックグリーンシートをスペーサ用のセラミックグリーンシートが引っ張った状態で焼成できることとなる。
これにより、スペーサ用のセラミックグリーンシートが、ダイアフラム用のセラミックグリーンシートよりも先に収縮した場合のように、スペーサ用のセラミックグリーンシートが、ダイアフラム用のセラミックグリーンシートを押圧した状態で焼成された結果、ダイアフラムが湾曲した形状で焼きあがることが抑制できる。
或いは、湾曲の度合いを低減することができる。
すなわち、Oとそれぞれの物質(Si,Ca,Mg,Ti)が、次に掲げる状態(SiO2、CaO、MgO、TiO2)でそれぞれ結合しているもの、すなわち化学量論的に結合しているものとして換算した酸化物の重量%(複数種の場合は合量の重量%)を算出する。
尚、ダイアフラム4の酸化物の重量比は、絶縁基体2およびスペーサ3の酸化物の重量比よりも大きくなすことが重要である。
これにより、ダイアフラム4の可撓領域4aに十分な柔軟性を持たせることができる圧力センサが得られる。
具体的には、ダイアフラム4に含まれる酸化物の重量比と、絶縁基体2およびスペーサ3に含まれる酸化物の重量比との差は、1〜20であることが好ましい。
枠体13がセラミックスからなる場合は、枠体13の酸化物の重量比よりも、ダイアフラム4の酸化物の重量比を高くするとよい。
そして、セラミックグリーンシート積層体を焼成する際には、酸化物成分をより多く含んでいるダイアフラム用のセラミックグリーンシートは、スペーサ用のセラミックグリーンシートよりも先に収縮を開始する。
従って、ダイアフラム用のセラミックグリーンシートをスペーサ用のセラミックグリーンシートが引っ張った状態で焼成できることとなる。
これにより、スペーサ用のセラミックグリーンシートが、ダイアフラム用のセラミックグリーンシートよりも先に収縮した場合のように、スペーサ用のセラミックグリーンシートが、ダイアフラム用のセラミックグリーンシートを押圧した状態で焼成された結果、ダイアフラムが湾曲した形状で焼きあがることを抑制できる。
或いは、湾曲の度合いを低減することができる。
従って、絶縁構造体1の内部空間Sの形状を良好なものとし、上側電極6と下側電極5との間隔をより精度良く形成することができ、外部の圧力を感度良く検出することができる圧力センサ用パッケージとすることができる。
この際、ダイアフラム4用のセラミックグリーンシートに添加されるSi、Ca、Mg、Tiから選ばれる1種或いは複数種の物質の酸化物の重量比(定義,算出方法は上述による)が、スペーサ3用のセラミックグリーンシートの酸化物の重量比よりも高くなるように添加しておけばよい。
なお、絶縁構造体1が酸化アルミニウム質焼結体からなる場合、ダイアフラム4用のセラミックグリーンシートに含まれるSiO2は、重量比で2〜35になればよい。
また、スペーサ3用のセラミックグリーンシートに含まれるSiO2は、重量比で1〜15になればよい。
この場合、枠体13用のセラミックグリーンシートには、スペーサ3用のセラミックグリーンシートと同様のセラミックグリーンシートが用いられる。
なお、絶縁基体2用のセラミックグリーンシートには、スペーサ3用のセラミックグリーンシートと同様のセラミックグリーンシートが用いられる。
2・・・絶縁基体
3・・・スペーサ
4・・・ダイアフラム
4a・・・可撓領域
5・・・下側電極
6・・・上側電極
7・・・空隙部
8・・・配線導体
9・・・封止材
10・・・電子部品
11・・・導電性接合材
12・・・封止樹脂
S・・・内部空間
Claims (6)
- 内部空間を有する絶縁構造体と、
該内部空間の互いに対向する内壁面の上側及び下側のそれぞれに設けられた上側電極及び下側電極とを備え、前記内壁面の上側或いは下側の少なくとも一方が、外部からの圧力が印加された際に可撓する可撓領域を有する圧力センサ用パッケージであって、
前記絶縁構造体には、前記内部空間から前記絶縁構造体の外表面まで延びる空隙部が形成されており、前記空隙部には封止材が封入されるとともに、前記空隙部は、曲部を備えており、
前記絶縁構造体は、前記上側電極を支持するダイアフラム、及び前記下側電極を支持する絶縁基体、並びに前記ダイアフラムと前記絶縁基体との間に配置されるスペーサと、を含んで構成されており、
前記絶縁基体および前記スペーサは、セラミックスからなり、
前記ダイアフラムは、Si、Ca、Mg、Tiから選ばれる1種或いは複数種の物質の酸化物を含むセラミックスからなり、
前記絶縁基体および前記スペーサを構成するセラミックスに含まれる前記酸化物の重量比(0を含む)よりも、前記ダイアフラムを構成するセラミックスに含まれる前記酸化物の重量比のほうが高いことを特徴とする圧力センサ用パッケージ。 - 前記空隙部は、前記可撓領域以外の領域に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の圧力センサ用パッケージ。
- 内部空間を有する絶縁構造体と、
該内部空間の互いに対向する内壁面の上側及び下側のそれぞれに設けられた上側電極及び下側電極とを備え、前記内壁面の上側或いは下側の少なくとも一方が、外部からの圧力が印加された際に可撓する可撓領域を有するとともに、
前記内部空間から前記絶縁構造体の外表面まで伸びる空隙部が形成されており、前記空隙部には封止材が封入されるとともに、前記空隙部が曲部を備えた圧力センサ用パッケージを得るための製造方法であって、
前記絶縁構造体は、前記内部空間及び前記空隙部が設けられたセラミックグリーンシート積層体を焼成することにより得られたことを特徴とする圧力センサ用パッケージの製造方法。 - 前記セラミックグリーンシート積層体の前記内部空間には、焼成終了時までには焼失する焼失部材が充填されていることを特徴とする請求項3の圧力センサ用パッケージの製造方
法。 - 前記セラミックグリーンシート積層体は、前記上側電極を支持するダイアフラム用のセラミックグリーンシート、及び前記下側電極を支持する絶縁基体用のセラミックグリーンシート、並びに前記ダイアフラムと前記絶縁基体との間に配置されるスペーサ用のセラミックグリーンシートと、を含んで構成されており、
前記スペーサ用のセラミックグリーンシート上には、前記ダイアフラム用のセラミックグリーンシートが積層されるとともに、
該ダイアフラム用のセラミックグリーンシートは、Si、Ca、Mg、Tiから選ばれる1種或いは複数の物質の酸化物を含んでなり、
前記スペーサ用のセラミックグリーンシートに含まれる前記酸化物の重量比(0を含む)よりも、前記ダイアフラム用のセラミックグリーンシートに含まれる前記酸化物の重量比のほうが高いことを特徴とする請求項3または請求項4に記載の圧力センサ用パッケージの製造方法。 - 請求項1または請求項2に記載の圧力センサ用パッケージあるいは請求項3乃至請求項5のいずれかに記載の製造方法により得られた圧力センサ用パッケージと、該圧力センサ用パッケージの前記空隙部に封入された封止材と、前記圧力センサ用パッケージに搭載された電子部品とを備えたことを特徴とする圧力センサ。
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