JP6605971B2 - センサ用パッケージおよびセンサ装置 - Google Patents

Description

本発明は、センサ素子が搭載される素子搭載部を有するセンサ用パッケージおよびセンサ装置に関するものである。

圧力センサ素子、ガスセンサ素子または超音波センサ素子等のセンサ素子が搭載されるセンサ用パッケージとして、平板状等の絶縁基板の上面にセンサ素子の搭載部を有するものが用いられている。搭載部にセンサ素子が搭載されてセンサ装置が形成される。

センサ装置において搭載部に搭載された電子部品は、絶縁基板に設けられた配線導体等を介して外部電気回路に電気的に接続される。外部電気回路は、演算および記憶等の機能を有する機能素子を含んでいる。センサ装置と機能素子との間で信号が送受される。この信号に基づいて、圧力、ガスまたは超音波等の物理量の検知、測定およびディスプレイ等への信号送信等の種々の処理が行なわれる。

特開2007−178133号公報 特開平９−145512号公報

上記従来の技術においては、上記物理量の検知等に際しては、センサ装置と機能素子等を含む外部電気回路とが回路基板に実装されてモジュールを形成される。そのため、物理量を検知する装置としてモジュール等の平面視における面積の小型化が難しい。

発明の１つの態様のセンサ用パッケージは、上面および下面を有し、前記上面の中央部に第１搭載部を有する第１基板と、下面を有し、該下面に、前記第１基板の前記上面の外周部が接合される第２基板とを備えており、該第２基板が、平面透視で前記第１基板の第１搭載部と重なる部分において前記第２基板の厚み方向に貫通する貫通部と、前記下面と反対側の上面から前記貫通部にかけて設けられた孔部とを有している。

本発明の１つの態様のセンサ装置は、上記構成のセンサ用パッケージと、前記第１搭載部に搭載されたセンサ素子と、前記第２搭載部に搭載された電子部品とを備えており、前記第２基板の貫通部内に前記センサ素子が位置している。

本発明の１つの態様のセンサ用パッケージによれば、センサ素子および機能素子等の電子部品が第１基板の上面の第１搭載部および下面の第２搭載部にまとめて搭載される。そのため、圧力等の検知が容易であり、平面視において小型化が容易なセンサ装置の製作が可能なセンサ用パッケージを提供することができる。また、孔部を通して被覆材を貫通部内に導入することができるため、被覆材内に空隙が生じる可能性が低減される。

本発明の１つの態様のセンサ装置によれば、上記構成のセンサ用パッケージの第１搭載部にセンサ素子が搭載されているとともに、第２搭載部に電子部品が搭載されているため、圧力等の検知が容易であり、平面視において小型化が容易なセンサ装置を提供することができる。

（ａ）は本発明の実施形態のセンサ用パッケージおよびセンサ装置を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。 図１に示すセンサ用パッケージおよびセンサ装置の変形例を示す断面図である。 図１に示すセンサ用パッケージおよびセンサ装置の他の変形例を示す断面図である。 図１に示すセンサ用パッケージおよびセンサ装置の他の変形例を示す分解断面図である。 図１に示すセンサ用パッケージおよびセンサ装置の他の変形例を示す断面図である。

本発明の実施形態のセンサ用パッケージおよびセンサ装置を、添付の図面を参照して説明する。図１（ａ）は本発明の実施形態のセンサ用パッケージおよびセンサ装置を示す平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。なお、以下の説明における上下の区別は便宜的なものであり、実際にセンサ用パッケージおよびセンサ装置が使用されるときの上下を特定するものではない。

センサ用パッケージ10は、上面11および下面12を有する第１基板１と、下面21を有し、この下面21に第１基板１の上面11が接合される第２基板２とを有している。第１基板１は、その上面11の中央部に第１搭載部11ａを有するとともに、その下面12に第２搭載部12ａを有している。第２基板２は、平面透視で第１基板１の第１搭載部11ａと重なる部分において第２基板２の厚み方向に貫通する貫通部３を有している。上記のように第１基板１と第２基板２とが互いに接合されたときに、貫通部３のうち下側（第２基板２の下面21側）の開口部において第１基板１の上面11の一部が露出する。

第１基板１は、上面11に第１搭載部11ａを有し、下面12に第２搭載部12ａを有している。この実施形態において、第１搭載部11ａは、第１基板１の上面11のうち貫通部３の下側の開口部において露出する部分である。また、第２搭載部12ａは、第１基板１の下面12のうち外周部分（枠状の部分）を除く部分である。第１搭載部11ａにセンサ素子31が搭載されるとともに、第２搭載部12ａに電子部品32が搭載され、第１基板１の上面11が第２基板２の下面21に接合されてセンサ装置30が基本的に構成されている。

センサ装置30において、第１搭載部11ａのすぐ上に接して第２基板２の貫通部３が配置されるため、第１搭載部11ａに搭載されたセンサ素子31は貫通部３内に位置することになる。また、センサ装置30を上から見たときに、貫通部３を通して見えるようにセンサ素子31が実装されている。

第１基板１は、センサ素子31および電子部品32を搭載するための搭載用基板として機能する。第２基板２は、第１基板１に搭載されるセンサ素子31および電子部品32を外部電気回路（図示せず）に電気的に接続するための接続用基板として機能する。図１に示す例においては、第２基板２の下面21の中央部に凹部４が設けられ、この凹部４内に第１基板１が収容されている。センサ用パッケージ10に搭載されるセンサ素子31および電子部品32は、例えば第２基板２の下面21の外周部に設けられた凸状部（符号なし）に配置された配線導体５を介して外部電気回路に電気的に接続される。このような電気的接続の具体的な例については後述する。

第１基板１の上面11の外周部と、第２基板２の下面21の中央部（貫通部３の周辺部分）とは、例えば、ろう材、ガラスまたは有機樹脂を含む接着剤等の接合材（図示せず）によ
って互いに接合される。この接合にろう材が用いられる場合には、第１基板１の上面11の外周部および第２基板２の下面21のうち互いに対向し合って接合される部分に、ろう付け用の下地金属層（図示せず）が設けられる。

センサ素子31としては、例えば、圧力センサ素子、ガスセンサ素子または超音波センサ素子等が挙げられる。センサ素子31は、例えばシリコン基板等の半導体基板の表面（主面）に微細な電子機械システムが設けられた、いわゆるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子であってもよい。センサ素子31が圧力センサ素子の場合であれば、半導体基板等の基板の主面に、ダイヤフラム等の圧力に応じて変形する部分と、その変形に応じて変化する抵抗値等を検知する測定回路とが設けられている。

電子部品32は、例えば、ＩＣまたはＬＳＩ等の半導体集積回路素子、圧電素子、容量素子、抵抗器またはインダクタ素子等である。電子部品32は複数個であってもよく、複数種のものが含まれていてもよい。

例えば、センサ素子31が圧力センサ素子であれば、センサ装置30が配置された環境における圧力の大きさ、またはその圧力の変化をセンサ素子31で検知することができる。センサ素子31で検知された圧力に関する情報は、電気信号として電子部品32に伝送され、電子部品32で各種の処理が行なわれる。

この場合には、電子部品32からさらに外部電気回路に処理結果の信号が伝送され、外部電気回路が実装された電子機器の制御または処理結果のディスプレイへの表示等の最終の処理が行なわれる。例えば、圧力センサ装置から伝送された処理結果としてのタイヤの空気圧の変動が、自動車の制御用機器において制御の情報として使用される。

実施形態のセンサ用パッケージ10では、センサ素子31および機能素子であるＩＣ等の電子部品32が第１基板１の上面11の第１搭載部11ａおよび下面12の第２搭載部12ａにまとめて搭載される。そのため、圧力等の検知が容易であり、平面視において小型化が容易なセンサ装置30の製作が可能なセンサ用パッケージ10を提供することができる。

また、実施形態のセンサ装置30では、上記構成のセンサ用パッケージ10の第１搭載部11ａにセンサ素子31が搭載されているとともに、第２搭載部12ａに電子部品32が搭載されている。そのため、圧力等の検知が容易であり、平面視において小型化が容易なセンサ装置30を提供することができる。

また、例えば図１に示す例におけるセンサ用パッケージ10およびセンサ装置30は、貫通部３内にセンサ素子31が収められるため、薄型化についても有利である。また、このようなセンサ用パッケージ10およびセンサ装置30は、貫通部３を通して外部の圧力、温度または音波等の物理量を感知することができるため、センシング機能の確保等の点でも有利である。

第１基板１は、例えば、平面視で正方形状または長方形状等の矩形状（全体として直方体状）であり、酸化アルミニウム質焼結体、ガラスセラミック焼結体、窒化アルミニウム質焼結体またはムライト質焼結体等のセラミック焼結体によって形成されている。

第１基板１は、例えば酸化アルミニウム質焼結体からなる場合であれば、次のようにして製作することができる。すなわち、まず酸化アルミニウムおよび酸化ケイ素等の原料粉末を適当な有機バインダおよび有機溶剤とともにシート状に成形して四角シート状のセラミックグリーンシートを作製する。その後、このセラミックグリーンシートを適当な寸法に切断、成形したものを1300〜1600℃の温度で焼成する。以上の工程によって第１基板１
を製作することができる。

この場合に、複数のセラミックグリーンシートを積層して積層体を作製し、この積層体を焼成して第１基板１を製作するようにしてもよい。焼成された複数のセラミックグリーンシートが、それぞれ第１基板１を形成する絶縁層（符号なし）になる。すなわち、第１基板１は、複数の絶縁層からなるものであってもよい。

第２基板２は、例えば、平面視で正方形状または長方形状等の矩形状（全体として直方体状）であり、酸化アルミニウム質焼結体、ガラスセラミック焼結体、窒化アルミニウム質焼結体またはムライト質焼結体等のセラミック焼結体によって形成されている。また、図１に示す例において、第２基板２は複数の絶縁層（符号なし）が積層されて形成されている。

第２基板２は、上記のように、下面21の中央部に設けられた凹部４に第１基板１が収容されるとともに、下面21の外周部に設けられた凸状部（符号なし）下端の配線導体５が外部接続されるものである。そのため、平面視において、第２基板２の大きさは、第１基板１の大きさよりも大きい。

第２基板２についても、第１基板１と同様の材料を用い、同様の方法で製作することができる。すなわち、まず上記のように原料粉末を成形してセラミックグリーンシートを作製し。その後、このセラミックグリーンシートを適当な寸法に切断、成形したものを積層し、この積層したものを1300〜1600℃の温度で焼成する。以上の工程によって第２基板２を製作することができる。

この場合に、第２基板２となる複数のセラミックグリーンシートの所定部位に貫通部３に対応した貫通孔を設けておけば、貫通部３を有する第２基板２を製作することができる。セラミックグリーンシートの貫通孔は、機械的な打ち抜き加工またはレーザ加工等の孔あけ加工によって形成することができる。

また、第２基板２となる複数のセラミックグリーンシートのうち下面21側のものに凹部４に対応した開口部を設けておけば、凹部４を有する第２基板２を製作することができる。凹部４になる開口部についても、機械的な打ち抜き加工等の孔あけ加工によって形成することができる。凹部４となる開口部は、凹部４の深さ等に応じて、最も下側になるセラミックグリーンシートに限らず、最も下側から上方向に複数のセラミックグリーンシートに形成しておいてもよい。

貫通部３は、上記のように第１搭載部11ａに搭載されるセンサ素子31をセンサ用パッケージ10から外部に露出させる必要があるため、第２基板２の上面22から下面21にかけて貫通しているものである必要がある。凹部４は、第１基板１および第１基板１（第２搭載部12ａ）の効果的な封止を考慮したときには、第１基板１の厚みよりも大きい深さに設定される。

貫通部３および凹部４の平面視における形状は、図１に示す例では四角形状であるが、これに限らず、第１搭載部11ａに搭載されるセンサ素子31または凹部４に収容される第１基板１の形状等に応じて適宜設定された形状でも構わない。具体的に、貫通部３および凹部４の平面視における形状は、角部を円弧状に面取りした四角形状等の多角形状、円形状、楕円形状または楕円形状等であって外周の一部が直線状に変形された形状等でも構わない。

第１搭載部11ａに搭載されるセンサ素子31と第２搭載部12ａに搭載される電子部品32と
は、例えば、第１基板１の内部および表面等に設けられた配線導体（図示せず）によって互いに電気的に接続される。配線導体の一例は、一端が第１搭載部11ａに位置するとともに、他端が第２搭載部12ａに位置するパターンを有する。この場合の配線導体は、第１基板１の厚み方向の少なくとも一部を貫通する貫通導体（ビア導体）（図示せず）を含んでいてもよい。

配線導体に対するセンサ素子31および電子部品32の電気的な接続は、例えばボンディングワイヤまたははんだ等の導電性接続材によって行なわれる。図１に示す例では、センサ素子31はボンディングワイヤ33によって配線導体に電気的に接続されている。また、電子部品32ははんだ（符号なし）によって配線導体に電気的に接続されている。なお、図１に示す例では、電子部品32として半導体集積回路素子（ＩＣ）および容量素子（チップコンデンサ）が第２搭載部12ａに搭載されている。半導体集積回路素子は凸状のはんだ（はんだバンプ）によって配線導体に接合され、容量素子は、その本体の端部に配置された電極がはんだ（はんだペースト）によって配線導体に直付けされている。

配線導体は、例えば、タングステン、モリブデン、マンガン、銅、銀、パラジウム、金、白金、ニッケルまたはコバルト等の金属材料によって形成されている。また配線導体は、これらの金属材料を含む合金材料等によって形成されていてもよい。このような金属材料等は、メタライズ層、めっき層および薄膜層等の形態から適宜選択される形態の金属層として、第１基板１の表面に設けられている。第１基板１が複数の絶縁層からなる場合であれば、これらの絶縁層の表面または後述する貫通孔内に上記の金属層が設けられて配線導体になる。

この配線導体は、例えば、タングステンのメタライズ層である場合には、タングステンの粉末を有機溶剤および有機バインダと混合して作製した金属ペーストを第１基板１の絶縁層となるセラミックグリーンシートの表面またはあらかじめ設けておいた貫通孔内に、スクリーン印刷法等の方法で印刷して焼成する方法で形成することができる。このメタライズ層は、第１基板１の上面11および下面12等の外表面に露出する部分において、電解めっき法または無電解めっき法等のめっき法でニッケルおよび金等のめっき層がさらに被着されたものであってもよい。

第１基板１に搭載されるセンサ素子31および電子部品32は、前述したように、第２基板２の下面21の外周部に設けられた凸状部の下端に配置された配線導体５を介して外部電気回路に電気的に接続される。凸状部下端の配線導体５とセンサ素子31および電子部品32ととの電気的な接続は、例えば、凸状部下端の配線導体５から第２基板２の下面21中央部（第１基板１と対向する部分）にかけて設けられた他の配線導体（配線導体５の延在部）（図示せず）を介して行なわれる。この配線導体５の延在部に、第１基板１の配線導体がボンディングワイヤ33を介して電気的に接続されれば、第１基板１の配線導体、ボンディングワイヤ33および第２基板２の配線導体５の延在部によって、センサ素子31および電子部品32と凸状部下端の配線導体５とが互いに電気的に接続される。

凸状部下端の配線導体５は、はんだ、導電性接着剤またはリード端子等の導電性接続材（図１では図示せず）によって外部電気回路に電気的に接続される。この接続によって、センサ素子31および電子部品32と外部電気回路とが互いに電気的に接続される。これによって、圧力等の検知が可能なセンサ装置30が実装されたモジュールまたは電子機器等（図示せず）が製作される。

凸状部は、第２基板２と同様の材料を用い、同様の方法で製作することができる。この場合、凸状部となるセラミックグリーンシートを第２基板２となるセラミックグリーンシートの積層体にさらに積層して、これらを同時焼成してもよい。これによって、凸状部と
第２基板２とを一体的に製作することができる。この場合、第２基板２は下面21の外周部に凸状の部分を有するものとみなすこともできる。また、凸状部の高さの分、凹部４の深さが大きくなったとみなすこともできる。

凸状部下端の配線導体５は、上記他の配線導体と同様の材料を用い、同様の方法で形成することができる。例えば、凸状部となるセラミックグリーンシートにタングステン等の金属ペーストを配線導体５の所定パターンに塗布し、これらを同時焼成することによって、凸状部の下端に配線導体５を形成することができる。

この場合、例えば凸状部を厚み方向に貫通する貫通孔内にも金属ペーストを塗布または充填して焼成するようにしてもよい。これによって、第２基板２の配線導体と凸状部下端の配線導体５とを電気的に接続する貫通導体（図示せず）を凸状部に設けることができる。凸状部の配線導体５および貫通導体となる金属ペーストについても、第２基板２の配線導体となる金属ペーストと同時焼成することができる。

実施形態のセンサ装置30について、第１基板１の第２搭載部12ａおよび第２搭載部12ａに搭載された電子部品32を封止する封止材34を有していてもよい。封止材34は、電子部品32および導電性接続材等を、外部環境または外力に対して保護すること等の機能を有している。

封止材34は、例えば、エポキシ樹脂またはシリコン樹脂等の樹脂材料よって形成されている。電子部品32が搭載された第１基板１が第２基板２に電気的に接続された後に、第２基板２の凹部４内および凸状部の内側の空間に樹脂材料を充填することによって、封止材34を設けることができる。充填する樹脂材料が未硬化の熱硬化性樹脂等であれば、充填後に硬化させる。

図２は、図１に示すセンサ用パッケージ10およびセンサ装置30の変形例を示す断面図である。図２において図１と同様の部位には同様の符号を付している。図２に示す例のセンサ装置30において、第２基板２の貫通部３内にセンサ素子31を覆う被覆材35が配置されている。また、この被覆材35は、貫通部３内に充填されている。

被覆材35は、センサ素子31に圧力等を効果的に伝えるための媒体として機能する。例えばセンサ素子31が圧力センサ素子であるときに、外部の圧力（例えばタイヤ内の空気圧）がセンサ装置30に加わったときに、被覆材35の上端に加わった圧力が、被覆材35を介してセンサ素子31に効果的に伝わる。そのため、圧力の変化等の検知の精度向上に対して有利なセンサ装置30とすることができる。

被覆材35は、例えばエポキシ樹脂またはシリコン樹脂等の樹脂材料によって形成されている。電子部品32が搭載された第１基板１が第２基板２に電気的に接続された後に、第２基板２の貫通部３内に樹脂材料を充填することによって、被覆材35を設けることができる。充填する樹脂材料が未硬化の熱硬化性樹脂等であれば、充填後に硬化させる。

なお、被覆材35は、貫通部３内に充填されているものである必要はない。被覆材35は、少なくとも、圧力等の物理量を検知する上で重要なセンサ素子31の機能部分（ダイヤフラム等）を覆うように配置されていればよい。センサ素子31の機能部分がセンサ素子31の上面に配置されている場合であれば、センサ素子31の上面が被覆材35で被覆されていればよい。

また、図２に示すセンサ用パッケージ10およびセンサ装置30において、第２基板２は、下面21と反対側の上面22から貫通部３にかけて設けられた孔部２ａをさらに有している。
孔部２ａは、貫通部３内に被覆材35を導入するための経路として機能する。例えば、孔部２ａを通して未硬化の樹脂材料が貫通部３内に導入される。その後、必要に応じて硬化等の処理が行なわれる。

孔部２ａを通して被覆材35を貫通部３内に導入すれば、貫通部３の下側から被覆材35を入れることができる。そのため、貫通部３の上側の開口から被覆材35を入れるような場合に比べて、被覆材35内に空隙が生じる可能性が低減される。貫通部３内における孔部２ａの開口端の位置が貫通部３の下端に近ければ、この空隙抑制の効果を高める上では有利である。

また、貫通部３よりも開口が大きい孔部２ａを設けたり、複数の孔部２ａ（図示せず）を設けたりすれば、貫通部３内により容易に被覆材35を導入することができる。そのため、センサ装置30としての生産性の点では有利である。

また、図２に示すセンサ用パッケージ10およびセンサ装置30において、凸状部下端において配線導体５に金属バンプ６Ａが接続されている。金属バンプ６Ａは、外部接続用の端子として機能するものであり、例えばはんだからなるはんだバンプである。はんだとしては、スズ−銀系、スズ−銀−銅系等のいわゆる鉛フリーはんだ、またはスズ−鉛共晶はんだ等を用いることができる。金属バンプ６Ａは、銅または銅合金等の、はんだ以外の金属材料からなるものでも構わない。

この金属バンプ６Ａが外部電気回路の所定部位に対向して配置された後に加熱等の処理が行なわれ、金属バンプ６Ａを介して配線導体５と外部電気回路とが互いに接続される。この場合、金属バンプ６Ａは、それ自体が溶融するようなものでなくても構わない。例えば金属バンプ６Ａを核にして、はんだ等の接続材が配線導体５と外部電気回路とを接合させることができればよい。

あらかじめ配線導体５に金属バンプ６Ａが配置されていれば、センサ装置30の外部電気回路への実装時の作業性等の点では有利である。

図３は、図１に示すセンサ用パッケージ10およびセンサ装置30の他の変形例を示す断面図である。図３において図１と同様の部位には同様の符号を付している。図３に示す例のセンサ装置30は、第２基板２の上面22に配置された凸部36をさらに備えている。この凸部36は、第２基板２の貫通部３とつながった貫通孔36ａを有している。

貫通孔36ａを有する凸部36は、例えば円筒状のパイプである。パイプとしての凸部36は、一方の端部にフランジを有し、第２基板２への接合を容易に行なえるようにされている。この例のセンサ装置30において、凸部36の貫通孔36ａは、貫通部３内に外部の圧力を伝える効率を向上させる機能を有している。センサ素子31が圧力センサ素子であれば、外部の圧力が凸部36の貫通孔36ａを通して貫通部３内に導入され、さらにセンサ素子31に効率よく伝わる。

凸部36は、例えば、第２基板２と同様のセラミック材料または鉄−ニッケル系合金等の金属材料によって形成されている。凸部36が金属材料からなる場合であれば、板状またはブロック状等の金属材料を所定の金属加工法でパイプ状等に加工し、必要に応じて端部をフランジ状に加工することによって、凸部36となる部材を作製することができる。この部材は、例えば、接着剤、金属ろう材もしくは樹脂等の接合材による接合、または溶接等の接合法によって第２基板２の上面22に接合することができる。

また、図３に示すセンサ用パッケージ10およびセンサ装置30において、凸状部下端にお
いて配線導体５にリード端子６Ｂが接続されている。リード端子６Ｂは、外部接続用の端子として機能するものであり、例えば鉄−ニッケル系合金等の金属材料によって作製されたリードピンである。リード端子６Ｂは、例えば銀ろう（ＪＩＳ規格のＢＡｇ８等）によって配線導体５に接合されている。リード端子６Ｂは、リードピンに限らす、帯状のリード部材でもよく、リード部材であって下端が円弧状に曲がったものでもよい。

このリード端子６Ｂが外部電気回路の所定部位に対向して配置された後に、はんだ等の接続材（図示せず）によってリード端子６Ｂが外部電気回路に接続される。リード端子６Ｂは、その下端が外部電気回路の所定部位にあらかじめ設けられた挿入用の穴内に挿入されて外部電気回路に接続されてもよい。これによって、リード端子６Ｂを介して配線導体５と外部電気回路とが互いに接続される。

あらかじめ配線導体５にリード端子６Ｂが接続されている場合にも、センサ装置30の外部電気回路への実装時の作業性等の点では有利である。また、リード端子６Ｂの変形によって、センサ用パッケージ10と外部電気回路が設けられた外部基板（図示せず）との間に生じる可能性がある熱応力を吸収することもできる。

図４は、図１に示すセンサ用パッケージ10およびセンサ装置30の他の変形例を示す分解断面図である。図４において図１と同様の部位には同様の符号を付している。図４では封止材34および被覆材35を省略しているが、この例のセンサ装置30も、上記の例と同様に封止材34および被覆材35を有していてよい。

図４に示す例において、第２基板２は平板状である。このように、第２基板２は下面21に凹部を有していないもの（図示せず）でもよい。この場合には、例えば電子部品32の種類等に応じて、第２基板２の下面21の外周部に、下面視で第１基板１を囲むような枠状部材７が配置されていてもよい。枠状部材７は第２基板２とは別体として製作される。

枠状部材７は、その下面から上面にかけて接続導体８が設けられているものでもよい。枠状部材７の下面に配置された接続導体８が外部電気回路に電気的に接続され、枠状部材７の上面に配置された接続導体８が第２基板２の配線導体５に電気的に接続される。この接続によって、枠状部材７が第２基板２に機械的に接続される。これらの接続は、例えばはんだ、または導電性接着剤等の導電性接続材（図示せず）によって行なうことができる。枠状部材７と第２基板２との機械的な接続は、接続導体８および配線導体５以外の部分で枠状部材７と第２基板２との間に介在する樹脂またはガラス等の接合材（図示せず）によって補強されていてもよい。

枠状部材７は、例えば第２基板２と同様の材料を用い、同様の方法で製作することができる。また、接続導体８は配線導体５と同様の材料を用い、同様の方法で枠状部材７に形成することができる。

なお、図４に示す例のように複数の電子部品32が第１基板１の下面12の第２搭載部12ａに搭載されるときに、第１基板１が平板状であることによって、これらの電子部品32を接続するためのはんだを容易に第２搭載部12ａの複数の所定部位に容易に塗布等の手段で配置することができる。したがって、センサ装置30としての生産性向上に有利である。第２搭載部12ａに搭載された電子部品32は、枠状部材７または前述した第２基板２の凹部４によって効果的に保護される。

図５は、図１に示すセンサ用パッケージ10およびセンサ装置30の他の変形例を示す断面図である。図５において図１と同様の部位には同様の符号を付している。

図５に示す例において、リード端子６Ｂが配線導体５に接続され、貫通部３内に被覆材35が充填されている。また、第２基板２の上面22にさらにセラミック層２ｂが配置されている。セラミック層２ｂは、さらに貫通部３の上側の開口を塞ぎ、貫通部３内に充填された被覆材35の上端を被覆している。すなわち、この例のセンサ用パッケージ10およびセンサ装置30は、第２基板２の上面22から貫通部３内に充填された被覆材35の上端にかけて被覆しているセラミック層２ｂをさらに有している。

このようなセラミック層２ｂが配置されている場合には、センサ素子31の外部環境からの保護がより効果的に行なわれる。外部環境としては、例えば、腐食性のガスまたは液体等が挙げられる。そのため、例えばセンサ素子31が圧力センサ素子である場合には、腐食性のガスまたは液体等の流体の圧力を検知し測定するための圧力センサ装置としてセンサ装置30を用いることができる。

セラミック層２ｂは、例えば第２基板２と同様のセラミック材料を用い、同様の方法（セラミックグリーンシートの焼成等）によって製作することができる。セラミック層２ｂは、例えばガラスまたは接着剤等によって第２基板２に接合することができる。また、セラミック層２ｂとなるセラミックグリーンシートと、第２基板２となるセラミックグリーンシートとを互いに積層した後に、同時焼成するようにしてもよい。この場合には、例えば、前述したような孔部（図５では図示せず）を第２基板２に設けておいて、孔部を介して貫通部３内に被覆材35を充填することができる。また、必要に応じて、セラミック層２ｂにも孔部とつながった孔（厚み方向に貫通するもの）を設けておいてもよい。

センサ装置30が圧力センサ装置である場合には、セラミック層２ｂを介して流体等の圧力がセンサ素子31に伝わる必要がある。そのため、セラミック層２ｂの厚みは小さい方がセンサ装置30としての測定精度等の点では有利である。セラミック層２ｂの厚みは、上記の測定精度を考慮したときには、約0.1ｍｍ以下に設定される。

１・・・第１基板
11・・・（第１基板の）上面
11ａ・・・第１搭載部
12・・・（第１基板の）下面
12ａ・・・第２搭載部
２・・・第２基板
２ａ・・・孔部
２ｂ・・・セラミック層
21・・・（第２基板の）下面
22・・・（第２基板の）上面
３・・・貫通部
４・・・凹部
５・・・配線導体
６Ａ・・・金属バンプ
６Ｂ・・・リード端子
７・・・枠状部材
８・・・接続導体
10・・・センサ用パッケージ
30・・・センサ装置
31・・・センサ素子
32・・・電子部品
33・・・ボンディングワイヤ
34・・・封止材
35・・・被覆材
36・・・凸部
36ａ・・・貫通孔

Claims (7)

1. 上面および下面を有し、前記上面の中央部に第１搭載部を有するとともに、前記下面に第２搭載部を有する第１基板と、
   下面を有し、該下面に、前記第１基板の前記上面の外周部が接合される第２基板とを備えており、
   該第２基板が、平面透視で前記第１基板の前記第１搭載部と重なる部分において前記第２基板の厚み方向に貫通する貫通部と、前記下面と反対側の上面から前記貫通部にかけて設けられた孔部とを有しているセンサ用パッケージ。
2. 前記第２基板が、前記下面において前記第１基板が収容される凹部を有する請求項１に記載のセンサ用パッケージ。
3. 請求項１または請求項２に記載のセンサ用パッケージと、
   前記第１搭載部に搭載されたセンサ素子と、
   前記第２搭載部に搭載された電子部品とを備えており、
   前記第２基板の貫通部内に前記センサ素子が位置しているセンサ装置。
4. 前記第２基板の前記貫通部内に、前記センサ素子を覆う被覆材が配置されている請求項３に記載のセンサ装置。
5. 前記被覆材が、前記貫通部内に充填されている請求項４に記載のセンサ装置。
6. 前記第２基板の前記上面に配置された凸部をさらに備えており、
   該凸部が、前記第２基板の前記貫通部とつながった貫通孔を有している請求項３〜請求項５のいずれかに記載のセンサ装置。
7. 前記第２基板の前記上面から前記被覆材の上端にかけて被覆しているセラミック層をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載のセンサ装置。

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