JP2002323393A - Package for pressure detector - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 外部の圧力を長期間にわたり常に正確に検出
することが可能な小型で高感度の圧力検出装置を提供す
ること。
【解決手段】 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を内側主面に有し、かつ外側主面の前記第二メタラ
イズ電極9と対応する領域を除いた略全面に補強用メタ
ライズ層11を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
させた圧力検出装置用パッケージである。
(57) [Problem] To provide a small and highly sensitive pressure detecting device capable of always and accurately detecting external pressure over a long period of time. SOLUTION: A first metallized electrode 7 for forming a capacitance is provided on the other main surface of a ceramic substrate 1 on which a semiconductor element 3 is mounted on one main surface, and a static electrode facing the first metallized electrode 7 is provided. A ceramic plate 2 having a second metallized electrode 9 for forming a capacitance on the inner main surface and having a reinforcing metallized layer 11 on almost the entire outer main surface excluding a region corresponding to the second metallized electrode 9 is prepared. This is a package for a pressure detecting device which is joined in a flexible state so as to form a closed space between the pressure detecting device and the ceramic base 1.
Description
【0001】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure detecting device package used for a pressure detecting device for detecting pressure.
【0002】[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、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。2. Description of the Related Art Conventionally, a capacitance type pressure detecting device has been known as a pressure detecting device for detecting pressure. As shown in a sectional view of FIG. 2, for example, a capacitance type pressure sensing device 22 and a package 28 are provided on a wiring board 21 made of a ceramic material or a resin material.
And a semiconductor element 29 for arithmetic operation accommodated in the computer. The pressure-sensitive element 22 is made of, for example, an electrically insulating material such as a ceramic material.
An insulating substrate 24 having a concave portion with
An insulating plate 26 which is joined in a flexible state on the upper surface of the insulating substrate 24 so as to form a sealed space between the insulating substrate 24 and the other electrode 25 for forming a capacitance on the lower surface; Each of the electrodes 23 and 25 for forming a capacitance includes an external lead terminal 27 for electrically connecting the electrode to the outside, and each of the capacitances is formed by bending the insulating plate 26 in response to an external pressure. The capacitance formed between the forming electrodes 23 and 25 changes. An external pressure can be detected by subjecting the change in capacitance to arithmetic processing by the arithmetic semiconductor element 29.
【0003】[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。However, according to the conventional pressure detecting device, the pressure-sensitive element 22 and the semiconductor element 29 are not provided.
Are individually mounted on the wiring board 21, which increases the size of the pressure detecting device and the pressure detecting electrode.
The wiring between 23 and 25 and the semiconductor element 29 becomes longer,
There is a problem that the sensitivity is low because an unnecessary capacitance is formed between the long wires.
【0004】そこで、本願出願人は、先に特願2000-223
787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基体と、このセラミック基体の
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メタライズ配線導体と、セラミッ
ク基体の他方の主面の中央部に被着され、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、セラミック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板と、このセラミック
板の内側主面に第一メタライズ電極と対向して被着さ
れ、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、セラミック
板の外側主面の略全面に被着された補強用メタライズ層
を具備する圧力検出装置用パッケージを提案した。Accordingly, the applicant of the present application has previously filed Japanese Patent Application No. 2000-223.
787, a ceramic base having a mounting portion on one main surface on which a semiconductor element is mounted, and a plurality of metallized wirings disposed on and inside the ceramic base and electrically connected to respective electrodes of the semiconductor element A conductor, a first metallized electrode 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; and the other main surface of the ceramic base To
A ceramic plate joined in a flexible state so as to form a sealed space with the central portion of the main surface; and a metallized plate attached to the inner main surface of the ceramic plate so as to face the first metallized electrode. A pressure detecting device comprising: a second metallized electrode for forming a capacitance electrically connected to another one of the wiring conductors; and a reinforcing metallized layer applied to substantially the entire outer main surface of the ceramic plate. Suggested package.
【0005】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
に対向する静電容量形成用の第二メタライズ電極を内側
主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。また、セラミック板の外側主面の略全
面に補強用メタライズ層が被着されていることから、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。According to the pressure detecting device package,
A first metallization electrode for forming a capacitance is provided on the other main surface of a ceramic substrate having a mounting portion on which a semiconductor element is mounted on one main surface, and a first metallization electrode for forming a capacitance opposing the first metallization electrode is provided. The ceramic plate having the second metallized electrode on the inner main surface is joined in a flexible state so as to form a sealed space between the ceramic plate and the other main surface of the ceramic base, so that the semiconductor element is accommodated. The pressure-sensitive element is formed integrally with the package, and as a result, the pressure detecting device can be reduced in size, and the wiring for connecting the electrode for pressure detection and the semiconductor element is shortened. Unnecessary capacitance can be reduced. In addition, since the metallizing layer for reinforcement is applied to substantially the entire outer main surface of the ceramic plate, cracks may occur in the outer peripheral portion of the ceramic plate when external pressure is repeatedly applied to the ceramic plate. Is effectively prevented, and even if a crack occurs, the crack is effectively prevented from progressing to the center of the ceramic plate.
【0006】しかしながら、この特願2000-223787で提
案した圧力検出装置用パッケージによると、セラミック
板の外側主面の略全面に補強用メタライズ層を被着させ
たことから、セラミック板が補強用メタライズ層により
撓みにくくなってしまうとともに、セラミック板におけ
る第二メタライズ電極に対応する部位の熱膨張係数がセ
ラミック基体の熱膨張係数と大きく異なってしまい、そ
の結果、圧力検出の感度が落ちるとともに温度変化によ
って圧力検出特性が変わってしまうという問題点を有し
ていた。However, according to the pressure detecting device package proposed in Japanese Patent Application No. 2000-223787, since the reinforcing metallization layer is applied to almost the entire outer main surface of the ceramic plate, the ceramic metallization layer is applied. The layer makes it difficult to bend, and the coefficient of thermal expansion of the portion of the ceramic plate corresponding to the second metallized electrode is significantly different from the coefficient of thermal expansion of the ceramic base. There was a problem that the pressure detection characteristics changed.
【0007】本発明は、かかる問題点に鑑み案出された
ものであり、その目的は、セラミック板が撓みやすいと
ともに圧力検出特性が温度変化によって殆ど変わること
のない、小型でかつ感度が高く、しかも外部の圧力を正
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。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to reduce the size and sensitivity of a ceramic plate so that it is easy to bend and the pressure detection characteristics hardly change due to temperature changes. Moreover, it is an object of the present invention to provide a pressure detecting device capable of accurately detecting an external pressure.
【0008】[0008]
【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、このセラミック基体の
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メタライズ配線導体と、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
可撓な状態でセラミック基体に接合されたセラミック板
と、密閉空間内におけるセラミック基体の他方の主面に
被着され、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、セラミッ
ク板の内側主面に第一メタライズ電極と対向するように
被着され、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
して成る圧力検出装置用パッケージであって、セラミッ
ク板は、その外側主面の第二メタライズ電極と対応する
領域を除いた略全面に補強用のメタライズ金属層が被着
形成されていることを特徴とするものである。A package for a pressure detecting device according to the present invention is provided on a ceramic substrate having a mounting portion on one side of which a semiconductor element is mounted, and disposed on and inside the ceramic substrate. A ceramic plate joined to a ceramic base in a flexible state so as to form a sealed space between a plurality of metallized wiring conductors to which each electrode of a semiconductor element is electrically connected and the other main surface of the ceramic base. And a first metallized electrode for forming a capacitance, which is attached to the other main surface of the ceramic base in the enclosed space and is electrically connected to one of the metallized wiring conductors, and A pressure sensing device comprising: a second metallized electrode for forming a capacitance, which is attached to face the first metallized electrode and is electrically connected to another one of the metallized wiring conductors In the mounting package, the ceramic plate is characterized in that a metallizing metal layer for reinforcement is formed on substantially the entire surface of the outer main surface except for a region corresponding to the second metallized electrode. is there.
【0009】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
第二メタライズ電極と対応する領域を除いた略全面に補
強用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。また、補強用メタライズ層は、セラミック板
の外側主面の第二メタライズ電極と対応する領域を除い
た略全面に被着されていることから、セラミック板が撓
みやすいとともにセラミック板における第二メタライズ
電極に対応する部位の熱膨張係数がセラミック基体の熱
膨張係数と大きく異なってしまうことがない。According to the pressure detecting device package of the present invention, the first metallized 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. In addition, the ceramic plate having an inner surface on which a second metallized electrode for forming a capacitance facing the first metallized electrode is formed so as to form a closed space between the ceramic plate and the other main surface of the ceramic substrate. The pressure sensitive element is formed integrally with the package that contains the semiconductor element, and as a result, the pressure detection device can be made smaller and the pressure detecting electrode and the semiconductor element are connected. By reducing the length of the wiring, unnecessary capacitance generated between these wirings can be reduced. Furthermore, since a reinforcing metallization layer is applied to almost the entire surface of the outer main surface of the ceramic plate except for a region corresponding to the second metallized electrode, when external pressure is repeatedly applied to the ceramic plate, the ceramic is Cracks are effectively prevented from occurring in the outer peripheral portion of the plate, and even if cracks occur, the cracks are effectively prevented from progressing to the center of the ceramic plate. In addition, since the reinforcing metallization layer is applied to substantially the entire surface of the ceramic plate except for a region corresponding to the second metallized electrode on the outer main surface, the ceramic plate is easily bent and the second metallized electrode on the ceramic plate is easily formed. Does not greatly differ from the thermal expansion coefficient of the ceramic substrate.
【0010】[0010]
【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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of an embodiment of a pressure detection device package according to the present invention.
1 is a ceramic base, 2 is a ceramic plate, 3 is a semiconductor element.
【0011】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。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. If this is the case, a suitable organic binder, a solvent, a plasticizer, and a dispersant are added to a ceramic raw material powder such as aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, and calcium oxide to form a slurry, which is conventionally known. A plurality of ceramic green sheets are obtained by forming into a sheet shape by employing a doctor blade method, and then these ceramic green sheets are subjected to appropriate punching, laminating, and cutting to obtain a ceramic green sheet. And a green ceramic compact of about 1600 ° C. It is manufactured by firing at a temperature.
【0012】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、そ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1
b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。The ceramic substrate 1 has a concave portion 1a for accommodating the semiconductor element 3 in the center of the lower surface thereof, and thereby functions as a container for accommodating the semiconductor element 3. The center of the bottom surface of the concave portion 1a is a mounting portion 1b on which the semiconductor element 3 is mounted.
The semiconductor element 3 is sealed by mounting the semiconductor element 3 on the substrate b and filling the recess 1a with a resin sealing material 4 such as an epoxy resin. In this example, the semiconductor element 3 is sealed by filling a resin sealing material 4 into the recess 1a, but the semiconductor element 3 is provided with a lid made of metal or ceramic on the lower surface of the ceramic base 1 in the recess 1a. It may be sealed by joining so as to close.
【0013】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。A plurality of metallized wiring conductors 5 connected to the respective electrodes of the semiconductor element 3 are led out from the mounting portion 1b. The metallized wiring conductor 5 and the respective electrodes of the semiconductor element 3 are connected to the solder bumps 6 and the like. By bonding via a conductive bonding material made of a conductive material, each electrode of the semiconductor element 3 and each metallized wiring conductor 5 are electrically connected, and the semiconductor element 3 is fixed to the mounting portion 1b. In this example, the electrodes of the semiconductor element 3 and the metallized wiring conductors 5 are connected via the solder bumps 6, but the electrodes of the semiconductor element 3 and the metallized wiring conductors 5 are connected to another type of electric wire such as a bonding wire. May be connected by a dynamic connection means.
【0014】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に半田バンプ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。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. Is led out to the lower surface of the outer periphery of the ceramic base 1, and another part is electrically connected to the first metallized electrode 7 and the second metallized electrode 9. The electrodes of the semiconductor element 3 are electrically connected to the metallized wiring conductors 5 via the solder bumps 6 and the semiconductor element 3 is sealed with a resin sealing material 4. The semiconductor element 3 housed inside is electrically connected to the external electric circuit by joining the portion led out to the lower surface of the outer periphery of the base 1 to the wiring conductor of the external electric circuit board via a conductive bonding material such as solder. It will be.
【0015】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。Such a metallized wiring conductor 5 is made of metallized metal powder such as tungsten, molybdenum, copper, silver or the like, and is mixed with a metal powder such as tungsten by adding an appropriate organic binder, solvent, plasticizer, dispersant or the like. The metallized paste thus obtained is applied in a predetermined pattern to a ceramic green sheet for the ceramic substrate 1 by employing a conventionally known screen printing method, and is fired together with the green ceramic molded body for the ceramic substrate 1 to obtain a ceramic. A predetermined pattern is formed inside and on the surface of the base 1. In addition, in order to prevent the metallized wiring conductor 5 from being oxidized and corroded and to make the metallized wiring conductor 5 and a conductive bonding material such as solder good, the exposed surface of the metallized wiring conductor 5 is usually formed on the exposed surface. If so, the nickel plating layer having a thickness of about 1 to 10 μm and the thickness of 0.1 to
A gold plating layer of about 3 μm is sequentially applied.
【0016】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略円形
の凹部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。A frame-like projection 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 base 1, whereby a substantially circular concave portion 1d having a substantially flat bottom surface is provided at the center of the upper surface. Is formed. The concave portion 1d is for forming a closed space between the concave portion 1d and the ceramic plate 2, and a first metallized electrode 7 for forming a capacitance is attached to the bottom surface of the concave portion 1d. ing.
【0017】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。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, for example, in a substantially circular pattern. One of the metallized wiring conductors 5a is connected to the first metallized electrode 7 so that 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.
【0018】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。The first metallized electrode 7 is made of metallized metal powder such as tungsten, molybdenum, copper, silver or the like. An appropriate organic binder, solvent, plasticizer and dispersant are added to metal powder such as tungsten and mixed. The metallized paste thus obtained is printed and applied to a ceramic green sheet for the ceramic substrate 1 by employing a conventionally known screen printing method, and is fired together with the green ceramic molded body for the ceramic substrate 1 to thereby form recesses in the ceramic substrate 1. A predetermined pattern is formed on the bottom surface of 1d. In addition, in order to prevent the first metallized electrode 7 from being oxidized and corroded, the exposed surface of the first metallized electrode 7 is usually
A nickel plating layer having a thickness of about 1 to 10 μm is applied.
【0019】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第一接合用メタライズ層
8が被着されており、この第一接合用メタライズ層8に
は、下面に第二接合用メタライズ層10を有するセラミッ
ク板2が銀−銅ろう材等の導電性接合材を介して接合さ
れている。On the upper surface of the projection 1c of the ceramic base 1, a frame-shaped first bonding metallization layer 8 is attached over the entire periphery thereof. The ceramic plate 2 having the second bonding metallization layer 10 is bonded via a conductive bonding material such as a silver-copper brazing material.
【0020】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
るとメタライズ配線導体5bおよび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を介して第二メ
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。One of the metallized wiring conductors 5b is connected to the first bonding metallized layer 8, so that the electrodes of the semiconductor element 3 are connected to the metallized wiring conductor 5b by a conductive bonding material such as a solder bump 6. And the second metallized electrode 9 and the electrode of the semiconductor element 3 are electrically connected via the metallized wiring conductor 5b, the first metallized layer 8 for bonding and the metallized layer 10 for second bonding. It has become.
【0021】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、
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。The first bonding metallization layer 8 is made of metal powder metallization such as tungsten, molybdenum, copper, silver or the like.
A metallized paste obtained by adding and mixing a solvent, a plasticizer and a dispersant 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 formed into a green ceramic for the ceramic substrate 1. By firing together with the body, a predetermined frame-shaped pattern is formed on the upper surface of the protrusion 1c of the ceramic base 1. In addition,
On the surface of the first bonding metallization layer 8, the first bonding metallization layer 8 is prevented from being oxidized and corroded, and the bonding between the first bonding metallization layer 8 and the conductive bonding material is strengthened. Usually, a nickel plating layer having a thickness of about 1 to 10 μm is applied.
【0022】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。The ceramic plate 2 attached to the upper surface of the ceramic base 1 has a thickness 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. Is 0.01 ~
It is a substantially flat plate of 5 mm, and functions as a so-called pressure detecting diaphragm that bends toward the ceramic base 1 according to an external pressure.
【0023】なお、セラミック板2は、その厚みが0.01
mm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、5m
m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。The ceramic plate 2 has a thickness of 0.01
If it is less than 5 mm, its mechanical strength will be small, so that when a large external pressure is applied thereto, there is a great risk of being destroyed.
If it exceeds m, it becomes difficult to bend under a small pressure, and it is 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.
【0024】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。When such a ceramic plate 2 is made of, for example, an aluminum oxide sintered body, an organic binder, a solvent, and a plastic suitable for ceramic raw material powders such as aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, and calcium oxide. A ceramic green sheet is obtained by adding and mixing an agent and a dispersing agent to form a slurry and forming this into a sheet by employing a conventionally known doctor blade method.
Thereafter, the ceramic green sheet is subjected to appropriate punching and cutting to obtain a green ceramic molded body for the ceramic plate 2 and to fire the green ceramic molded body at a temperature of about 1600 ° C. .
【0025】また、セラミック板2の下面中央部には、
静電容量形成用の略円形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。In the center of the lower surface of the ceramic plate 2,
A substantially circular second metallized electrode 9 for forming a capacitance is provided. 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.
【0026】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。The second metallized electrode 9 is made of metal powder such as tungsten, molybdenum, copper, silver or the like, and is mixed with a metal powder such as tungsten by adding an appropriate organic binder, solvent, plasticizer and dispersant. The metallized paste thus obtained is printed and applied to a ceramic green sheet for the ceramic plate 2 by employing a conventionally well-known screen printing method, and is fired together with a green ceramic molded body for the ceramic plate 2 to thereby obtain a lower surface of the ceramic plate 2. Is formed in a predetermined pattern at the center of the. In addition, in order to prevent the second metallized electrode 9 from being oxidized and corroded, a nickel plating layer having a thickness of about 1 to 10 μm is usually applied to the exposed surface of the second metallized electrode 9. .
【0027】さらに、セラミック板2の下面外周部に
は、第二メタライズ電極9に電気的に接続された枠状の
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−銅ろう等の導電性接合材を介して接合すること
によりセラミック基体1にセラミック板2が接合される
とともにメタライズ配線導体5bと第二メタライズ電極
9とが電気的に接続される。Further, a frame-shaped second bonding metallization layer 10 electrically connected to the second metallization electrode 9 is attached to the outer peripheral portion of the lower surface of the ceramic plate 2. This second metallization layer 10 for bonding functions as a bonding base metal layer for bonding the ceramic plate 2 to the ceramic base 1,
First bonding metallization layer 8 and second bonding metallization layer 10
Are joined via a conductive joining material such as silver-copper brazing, so that the ceramic plate 2 is joined to the ceramic base 1 and the metallized wiring conductor 5b and the second metallized electrode 9 are electrically connected.
【0028】このような第二接合用メタライズ層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、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
の外周部に所定のパターンに形成される。なお、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第二接合用メタ
ライズ層10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。Such a second bonding metallization layer 10 is
A metallized paste made of metal powder such as tungsten, molybdenum, copper, silver, etc., and mixed with a metal powder such as tungsten by adding an appropriate organic binder, solvent, plasticizer, and dispersant. The ceramic green sheet for the ceramic plate 2 is adopted and printed, and is fired together with the green ceramic molded body for the ceramic plate 2 to form a predetermined pattern on the outer peripheral portion of the lower surface of the ceramic plate 2. In addition, on the surface of the second bonding metallization layer 10, to prevent the second bonding metallization layer 10 from being oxidized and corroded, and to improve the bonding between the second bonding metallization layer 10 and the conductive bonding material. Usually, a nickel plating layer having a thickness of about 1 to 10 μm is applied.
【0029】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。At this time, the first metallized electrode 7 and the second metallized electrode 9 face each other with a space formed between the ceramic base 1 and the ceramic plate 2 therebetween. A predetermined capacitance is formed according to the area of one metallized 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 bends toward the ceramic base 1 according to the pressure, and the distance between the first metallized electrode 7 and the second metallized electrode 9 changes, 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 of the capacitance is transmitted to the semiconductor element 3 housed in the recess 1a via the metallized wiring conductors 5a and 5b, and the magnitude of the external pressure is known by performing arithmetic processing on the semiconductor element 3. be able to.
【0030】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。As described above, according to the pressure detecting device package of the present invention, the first metallization for forming the 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. An electrode 7 is provided, and a ceramic plate 2 having a second metallized electrode 9 for forming a capacitance facing the first metallized electrode 7 on an inner main surface is formed so as to form a closed space between the ceramic plate 2 and the ceramic substrate 1. Since they are joined in a flexible state, the container for accommodating the semiconductor element 3 and the pressure-sensitive element are integrated, and as a result, the size of the pressure detection device can be reduced. Since the first metallized electrode 7 and the second metallized electrode 9 for forming the capacitance are connected to the semiconductor element 3 via the metallized wiring conductors 5a and 5b provided on the ceramic base 1, the first metallized electrode 7 And the second metallized electrode 9 can be connected to the semiconductor element 3 at a short distance, and as a result, unnecessary capacitance generated between these metallized wiring conductors 5a and 5b is reduced, and a highly sensitive pressure detecting device is provided. Can be provided.
【0031】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。When the distance between the first metallized electrode 7 and the second metallized electrode 9 is less than 0.01 mm at 1 atm, when a large pressure is applied to the ceramic plate 2,
There is a danger that the first metallized electrode 7 and the second metallized electrode 9 may come into contact with each other and the pressure cannot be detected. The capacitance formed between them tends to be small, and the sensitivity for detecting pressure tends to be low. Therefore, the distance between the first metallized electrode 7 and the second metallized electrode 9 is 0.
A range of 01 to 5 mm is preferred.
【0032】またさらに、セラミック板2の上面には、
第二メタライズ電極9と対応する領域を除く略全面に補
強用のメタライズ層11が被着されている。補強用メタラ
イズ層11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の外側主面の第二メ
タライズ電極9と対応する領域を除く略全面に補強用メ
タライズ層11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る。また、補強用メタライズ層11
はセラミック板2の外側主面の第二メタライズ電極9と
対応する領域を除いた略全面に被着されていることか
ら、セラミック板2が撓むのを大きく阻害することがな
いとともにセラミック板2における第二メタライズ電極
9に対応する部位の熱膨張係数がセラミック基体1の熱
膨張係数と大きく異なることもない。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、セラミック板
2が撓みやすいとともに圧力検出特性が温度変化によっ
て殆ど変わることのない、小型でかつ感度が高く、しか
も外部の圧力を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。Further, on the upper surface of the ceramic plate 2,
A metallization layer 11 for reinforcement is provided on substantially the entire surface except for a region corresponding to the second metallization electrode 9. The reinforcing metallization layer 11 is made of metal powder of metal such as tungsten, molybdenum, copper, silver, etc., and prevents the occurrence of cracks in the outer peripheral portion of the ceramic plate 2 when external pressure is repeatedly applied to the ceramic plate 2. It functions as a barrier for preventing the crack from advancing to the center of the ceramic plate 2 even if the crack occurs. As described above, according to the pressure detecting device package of the present invention, the reinforcing metallized layer 11 is applied to substantially the entire outer surface of the ceramic plate 2 except for the region corresponding to the second metallized electrode 9. Accordingly, even when external pressure is repeatedly applied to the ceramic plate 2, cracks are effectively prevented from being generated on the outer peripheral portion of the ceramic plate 2, and even if cracks are generated, the cracks are not generated. Proceeding to the center of the ceramic plate 2 is effectively prevented. Also, metallization layer 11 for reinforcement
Is attached to substantially the entire outer surface of the ceramic plate 2 except for a region corresponding to the second metallized electrode 9, so that the ceramic plate 2 is not largely prevented from bending, and the ceramic plate 2 is not bent. The coefficient of thermal expansion of the portion corresponding to the second metallized electrode 9 does not greatly differ from the coefficient of thermal expansion of the ceramic substrate 1. Therefore, according to the pressure detecting device package of the present invention, the ceramic plate 2 is easily bent and the pressure detecting characteristics hardly change due to a temperature change. Therefore, the size is small, the sensitivity is high, and the external pressure is accurately detected. A pressure detecting device capable of performing the above-described operations.
【0033】なお、補強用メタライズ層11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11との熱膨張係数
の相違に起因して補強用メタライズ層11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11の厚みは、5〜50μmの範囲
が好ましい。When the thickness of the reinforcing metallization layer 11 is less than 5 μm, when an external pressure is repeatedly applied to the ceramic plate 2, cracks are generated on the outer peripheral portion of the ceramic plate 2 and the cracks are generated. When it exceeds 50 μm, the risk of not being able to effectively prevent the metal from proceeding to the center of the ceramic plate 2 is increased.
Due to the difference in the thermal expansion coefficient between the ceramic plate 2 and the reinforcing metallized layer 11, the risk of the reinforcing metallized layer 11 peeling off from the ceramic plate 2 increases. Therefore, the thickness of the reinforcing metallization layer 11 is preferably in the range of 5 to 50 μm.
【0034】このような補強用メタライズ層11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上面の第二メタライズ電極
9に対応する領域を除く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11の露出表面には、
補強用メタライズ層11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。The metallizing paste 11 obtained by adding a suitable organic binder, a solvent, a plasticizer and a dispersant to a metal powder such as tungsten and mixing the metallized paste by a conventionally known screen printing method. Ceramic plate 2
A ceramic green sheet for printing is applied and printed, and is fired together with the green ceramic molded body for the ceramic plate 2 to form a predetermined pattern on substantially the entire surface of the upper surface of the ceramic plate 2 except for the region corresponding to the second metallized electrode 9. Is done. Also, on the exposed surface of the reinforcing metallization layer 11,
In order to prevent the reinforcing metallization layer 11 from being oxidized and corroded, 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 usually applied.
【0035】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。Thus, according to the above-described package for a pressure detecting 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 element 3, a highly reliable pressure detecting device which is small in size, has high sensitivity, and can accurately detect external pressure over a long period of time is provided.
【0036】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とセラミック板
2とを銀−銅ろう等の導電性接合材により接合したが、
セラミック基体1とセラミック板2とは互いに焼結一体
化されることにより接合されていても良い。この場合、
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は設ける必要はない。The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in one example of the above-described embodiment, the ceramic base 1 and the ceramic plate 2 are joined by a conductive joining material such as silver-copper brazing.
The ceramic base 1 and the ceramic plate 2 may be joined by being sintered and integrated with each other. in this case,
There is no need to provide the first bonding metallization layer 8 and the second bonding metallization layer 10.
【0037】[0037]
【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第二メタライ
ズ電極と対応する領域を除く略全面に補強用メタライズ
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、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。さら
に、補強用メタライズ層は、セラミック板の外側主面の
第二電極と対応する領域を除いた略全面に被着されてい
ることから、セラミック板が撓むのを大きく阻害するこ
とがないとともにセラミック板における第二メタライズ
電極に対応する部位の熱膨張係数がセラミック基体の熱
膨張係数と大きく異なってしまうことがなく、したがっ
てセラミック板が撓みやすいとともに圧力検出特性が温
度変化によって殆ど変わることがなく、外部の圧力を常
に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。As described above, according to the pressure detecting device package of the present invention, 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 first metallized electrode for formation is provided, and a ceramic plate having a second metallized electrode for capacitance formation facing the first metallized electrode on the inner surface is hermetically sealed with the other main surface of the ceramic base. Since the bonding is performed in a flexible state so as to form a space, the package accommodating the semiconductor element and the pressure-sensitive element are integrated, and as a result, the pressure detecting device can be downsized. In addition, since the first metallized electrode and the second metallized electrode for forming the capacitance are connected to the semiconductor element via the metallized wiring conductor provided on the insulating base, the first metallized electrode and the second metallized electrode can be short distances. As a result, it is possible to provide a pressure sensitive device with high sensitivity by reducing unnecessary capacitance generated between these metallized wiring conductors. Furthermore, since the reinforcing metallization layer is applied to substantially the entire surface of the outer main surface of the ceramic plate except for the region corresponding to the second metallization electrode, even when external pressure is repeatedly applied to the ceramic plate. In addition, it is possible to effectively prevent the occurrence of cracks on the outer peripheral portion of the ceramic plate, and even if cracks occur, the cracks are effectively prevented from progressing to the center of the ceramic plate. It is possible to provide a pressure detecting device capable of accurately detecting an external pressure for a long period without reducing the airtightness of a sealed space formed between a ceramic substrate and a ceramic plate. Furthermore, since the metallization layer for reinforcement is applied to substantially the entire surface of the outer main surface of the ceramic plate except for the region corresponding to the second electrode, the metal plate does not significantly hinder the bending of the ceramic plate. The coefficient of thermal expansion of the portion corresponding to the second metallized electrode in the ceramic plate does not greatly differ from the coefficient of thermal expansion of the ceramic base, so that the ceramic plate is easily bent and the pressure detection characteristics hardly change due to a temperature change. Thus, it is possible to provide a pressure detecting device capable of always accurately detecting an external pressure.
【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。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of a package for a pressure detecting device according to the present invention.
【図2】従来の圧力検出装置を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a conventional pressure detecting device.
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 11・・・・・補強用メタライズ層 1 Ceramic substrate 2 Ceramic plate 3 Semiconductor element 5, 5a, 5b Metallized wiring conductor 7 First metallized electrode 9 ... Second metallized electrode 11 ... Reinforcing metallized layer
Claims (1)
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たセ
ラミック板と、前記密閉空間内の前記他方の主面に被着
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す
るように被着され、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
電極とを具備して成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、その外側主面の前記第二メタ
ライズ電極と対応する領域を除いた略全面に補強用のメ
タライズ金属層が被着形成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。1. A ceramic base having a mounting portion on one side of which a semiconductor element is mounted, and a plurality of ceramic bases disposed on and inside the ceramic base and electrically connected to respective electrodes of the semiconductor element. And a ceramic plate joined to the ceramic base in a flexible state so as to form a sealed space between the metallized wiring conductor and the other main surface of the ceramic base. A first metallized electrode for forming a capacitance, which is attached to a surface and electrically connected to one of the metallized wiring conductors, and is opposed to the first metallized electrode on the inner main surface of the ceramic plate. A pressure sensing device package comprising: a second metallized electrode for forming a capacitance, which is attached and electrically connected to another one of the metallized wiring conductors; A package for a pressure detection device, wherein a reinforcing metallized metal layer is formed on substantially the entire outer surface of the plate except for a region corresponding to the second metallized electrode.
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2001
- 2001-04-26 JP JP2001129806A patent/JP2002323393A/en active Pending
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