JP5665797B2 - PACKAGE FOR PRESSURE SENSOR, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND PRESSURE SENSOR - Google Patents

PACKAGE FOR PRESSURE SENSOR, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND PRESSURE SENSOR Download PDF

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Description

本発明は、圧力を検出するための静電容量型の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に関するものである。   The present invention relates to a capacitance type pressure sensor package for detecting pressure, a manufacturing method thereof, and a pressure sensor.

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に用いられるパッケージは、下記特許文献１に記載されているように、半導体素子が搭載される搭載部を有する絶縁基体と、絶縁基体の表面に形成された静電容量形成用の第１の電極と、絶縁基体の表面に可撓な状態で接合されたダイアフラムと、このダイアフラムの表面に第１の電極に対向するように被着された静電容量形成用の第２の電極とを備えている。そして、第１の電極および第２の電極により静電容量を形成するために、これら電極間に所定の間隔を設ける必要があり、ダイアフラムと絶縁基体との間に枠状のスペーサを備えている。そして、これらの絶縁基体とスペーサとダイアフラムとにより密閉された空間が形成され、外部の圧力の変動に伴ってダイアフラムが可撓することで、第１の電極と第２の電極との間隔の変化させることができる。   Conventionally, a capacitance type pressure detection device is known as a pressure detection device for detecting pressure. As described in Patent Document 1 below, a package used in this capacitance type pressure detection device includes an insulating base having a mounting portion on which a semiconductor element is mounted, and a static electricity formed on the surface of the insulating base. A first electrode for forming a capacitance, a diaphragm joined in a flexible state to the surface of an insulating substrate, and a capacitor for forming a capacitance deposited on the surface of the diaphragm so as to face the first electrode The second electrode. In order to form a capacitance by the first electrode and the second electrode, it is necessary to provide a predetermined interval between these electrodes, and a frame-like spacer is provided between the diaphragm and the insulating base. . Then, a sealed space is formed by the insulating base, the spacer, and the diaphragm, and the diaphragm is flexible in accordance with the fluctuation of the external pressure, whereby the change in the distance between the first electrode and the second electrode is changed. Can be made.

なお、下記特許文献１における圧力検出装置用パッケージにおいては、絶縁基体とスペーサとダイアフラムとが一体的に形成されている。   In the pressure detection device package in Patent Document 1 below, an insulating base, a spacer, and a diaphragm are integrally formed.

このような圧力検出装置用パッケージは、絶縁基体用のセラミックグリーンシートと、スペーサ用のセラミックグリーンシートと、ダイアフラム用のセラミックグリーンシートとを積層して、内部に密閉空間を有する圧力検出装置用パッケージ用のセラミックグリーンシート積層体を形成し、これを焼成することにより焼結一体化して形成される。   Such a package for a pressure detection device is formed by laminating a ceramic green sheet for an insulating substrate, a ceramic green sheet for a spacer, and a ceramic green sheet for a diaphragm, and has a sealed space inside. A ceramic green sheet laminate is formed and is sintered and integrated by firing.

特開2006−47327号公報JP 2006-47327 A

しかしながら、上述したセラミックグリーンシート積層体を焼成すると、この焼成による焼結一体化と同時に内部に密閉空間が形成されてしまうことから、焼成後に内部空間の気圧を用途に応じて調整することや、必要に応じて望ましいガスを充填することが不可能であった。   However, when the ceramic green sheet laminate described above is fired, a sealed space is formed at the same time as the sintering integration by firing, so that the pressure in the internal space can be adjusted according to the use after firing, It was impossible to fill the desired gas as needed.

また、圧力センサ用パッケージを構成するセラミックグリーンシート積層体を焼成する際、空間を密閉した状態で焼結を行うため、空間内のガスが膨張したり、セラミックグリーンシートから脱したガスが空間内に充満したりして、焼成時にダイアフラムが変形してしまい、第１の電極と第２の電極との間隔が大きくなるということがあった。
特に、近年は、圧力検出装置用パッケージの小型化に伴い、第１電極および第２電極の面積が小さくなってきており、第１の電極と第２の電極との間隔が予定したものよりも広くなると、外部の圧力の変動による変化率が低減して外部の圧力を感度良く検出することができなくなる可能性を有していた。 In addition, when firing the ceramic green sheet laminate that constitutes the pressure sensor package, since the sintering is performed in a state where the space is sealed, the gas in the space expands or the gas released from the ceramic green sheet is expanded in the space. In some cases, the diaphragm is deformed at the time of firing and the distance between the first electrode and the second electrode is increased.
In particular, in recent years, the area of the first electrode and the second electrode has been reduced with the miniaturization of the package for the pressure detection device, and the distance between the first electrode and the second electrode is larger than the expected one. When it becomes wider, there is a possibility that the rate of change due to fluctuations in the external pressure is reduced and the external pressure cannot be detected with high sensitivity.

本発明は、上記従来技術の問題点を鑑み案出されたもので、その目的は、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および圧力センサを提供することにある。
また、圧力センサ用パッケージの製造方法を提供することにある。 The present invention has been devised in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide a pressure sensor package and a pressure sensor that can detect external pressure with high sensitivity.
Moreover, it is providing the manufacturing method of the package for pressure sensors.

本発明の圧力センサ用パッケージは、ダイアフラムと、絶縁基体と、これらの間に設けられ、貫通穴が形成されたスペーサとを有し、前記ダイアフラムにおける、前記スペーサの内側の前記貫通穴と重なる部分が可撓領域であり、前記ダイアフラムと前記絶縁基体と前記スペーサとに囲まれた内部空間を有する絶縁構造体と、前記内部空間の互いに上下方向に対向する内壁面の上側に設けられた上側電極及び下側に設けられた下側電極とを備え、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前記可撓領域を有する圧力センサ用パッケージであって、上側または下側からの平面視において絶縁構造体の前記内部空間の周囲の領域には、内部空間から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、該空隙部の下側に凹み部が設けられていることを特徴とするものである。
The pressure sensor package according to the present invention includes a diaphragm, an insulating base, and a spacer provided between the diaphragm and a through hole, and a portion of the diaphragm that overlaps the through hole inside the spacer. upper electrodes but a flexible region, which is provided with an insulating structure having an internal space with the diaphragm and the insulating substrate surrounded by said spacer, the upper side of the inner wall facing each other in the vertical direction of the inner space and a lower electrode provided on the lower side, at least one of the upper or lower side of the inner wall surface, the package pressure sensor having a flexible region that flexible when the external pressure is applied a is, around the area of the inner space in a plan view in insulating structure from the top or bottom, the gap portion is formed to extend from the inner space to the outer surface of the insulating structure And it is characterized in that the recess on the lower side of the air gap portion is provided.

また、好ましくは、前記空隙部が封止材によって封止されていることを特徴とするものである。   Preferably, the gap is sealed with a sealing material.

本発明の圧力センサ用パッケージは、上側または下側からの平面視において絶縁構造体の内部空間の周囲の領域に、内部空間から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、空隙部の下側に凹み部が設けられている。従って、空隙部が形成されておらず、予め内部空間が密閉された状態にある絶縁構造体からなる圧力センサ用パッケージとは異なり、必要に応じて絶縁構造体の内部空間内の状態を変更することができる。例えば、内部空間を真空状態にすることで、上部電極と下部電極間の誘電率を低くすることができる。また、圧力センサが極端な高圧環境下においての使用が予定される場合は、内部空間を大気圧よりも十分高くしておくこともでき、さらには必要に応じて、ヘリウムガス等のガスを充填しておくこともできる。また、可撓領域に空隙部を形成した場合と比較して、外部の圧力が印加された際の可撓領域の撓みにばらつきが生じることが抑制される。 Pressure package sensor of the present invention, around the area of the upper or inner space of the insulating structure in a plan view from the bottom, and the void portion is formed extending from the inner space to the outer surface of the insulating structure, the air gap A recess is provided on the lower side of the part . Therefore, unlike the pressure sensor package which is not formed with a gap and is made of an insulating structure in which the internal space is sealed in advance, the state in the internal space of the insulating structure is changed as necessary. be able to. For example, by making the internal space in a vacuum state, the dielectric constant between the upper electrode and the lower electrode can be lowered. If the pressure sensor is planned to be used in an extremely high pressure environment, the internal space can be made sufficiently higher than the atmospheric pressure, and helium gas or other gas can be filled if necessary. You can also keep it. Further, as compared with the case where a gap is formed in the flexible region, it is possible to suppress variation in the bending of the flexible region when an external pressure is applied.

また、空隙部が封止材によって封止されていることから、必要に応じた状態で密閉された内部空間を有する圧力センサ用パッケージとすることができる。   Moreover, since the space | gap part is sealed with the sealing material, it can be set as the package for pressure sensors which has the internal space sealed in the state as needed.

本発明の圧力センサ用パッケージの実施の形態の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of embodiment of the package for pressure sensors of this invention. （ａ）は、図１のＡ−Ａ’線における断面図であり、（ｂ）は、（ａ）を元にした本発明の圧力センサの断面図である。(A) is sectional drawing in the A-A 'line of FIG. 1, (b) is sectional drawing of the pressure sensor of this invention based on (a). 本発明の圧力センサ用パッケージの絶縁基体の実施の形態の一例を示す分解上面図である。It is an exploded top view which shows an example of embodiment of the insulation base | substrate of the package for pressure sensors of this invention. 本発明の圧力センサ用パッケージのスペーサの実施の形態の一例を示す分解上面図である。It is an exploded top view which shows an example of embodiment of the spacer of the package for pressure sensors of this invention. 本発明の圧力センサ用パッケージのダイアフラムの実施の形態の一例を示す分解下面図である。It is a decomposition | disassembly bottom view which shows an example of embodiment of the diaphragm of the package for pressure sensors of this invention. 本発明の圧力センサ用パッケージの実施の形態の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of embodiment of the package for pressure sensors of this invention. （ａ）は、本発明の圧力センサ用パッケージの実施の形態の一例を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）を元にした本発明の圧力センサの断面図である。(A) is sectional drawing which shows an example of embodiment of the package for pressure sensors of this invention, (b) is sectional drawing of the pressure sensor of this invention based on (a). （ａ）は、本発明の圧力センサ用パッケージの実施の形態の一例を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）を元にした本発明の圧力センサの断面図である。(A) is sectional drawing which shows an example of embodiment of the package for pressure sensors of this invention, (b) is sectional drawing of the pressure sensor of this invention based on (a).

本発明の圧力検出装置用パッケージについて説明する。図１は、本発明の圧力センサ用パッケージの実施の形態の一例を示す平面図である。図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ’線における断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）を元にした圧力センサの断面図である。これらの図において、１は絶縁構造体、２は絶縁基体、３はスペーサ、４はダイアフラム、４ａは可撓領域、５は下側電極、６は上側電極、７は空隙部、８は配線導体、９は封止
材、１０は電子部品、１１は導電性接合材、１２は封止樹脂であり、Ｓは内部空間である。 The package for a pressure detection device of the present invention will be described. FIG. 1 is a plan view showing an example of an embodiment of a pressure sensor package according to the present invention. 2A is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the pressure sensor based on FIG. 2A. In these drawings, 1 is an insulating structure, 2 is an insulating substrate, 3 is a spacer, 4 is a diaphragm, 4a is a flexible region, 5 is a lower electrode, 6 is an upper electrode, 7 is a gap, and 8 is a wiring conductor. , 9 is a sealing material, 10 is an electronic component, 11 is a conductive bonding material, 12 is a sealing resin, and S is an internal space.

本発明の圧力センサ用パッケージは、内部空間Ｓを有する絶縁構造体１と、内部空間Ｓ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６及び下側電極５とを備え、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４ａを有する圧力センサ用パッケージであって、絶縁構造体１には、内部空間Ｓから絶縁構造体１の外表面まで延びる空隙部７が形成されている。   The pressure sensor package of the present invention includes an insulating structure 1 having an internal space S, and an upper electrode 6 and a lower electrode 5 provided on the upper side and the lower side of the inner wall surfaces of the internal space S facing each other. A pressure sensor package in which at least one of the upper side or the lower side of the inner wall surface has a flexible region 4a that is flexible when an external pressure is applied. A gap 7 extending from S to the outer surface of the insulating structure 1 is formed.

なお、本発明の絶縁構造体１は、例えば、絶縁基体２とスペーサ３とダイアフラム４とから構成され、これらにより絶縁構造体１に内部空間Ｓが形成される。   The insulating structure 1 according to the present invention includes, for example, an insulating base 2, a spacer 3, and a diaphragm 4, and an internal space S is formed in the insulating structure 1 by these.

絶縁基体２、スペーサ３、ダイアフラム４は、酸化アルミニウム質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，炭化珪素質焼結体，窒化珪素質焼結体，ガラス−セラミックス等の電気絶縁材料から成る積層体である。絶縁基体２、スペーサ３、ダイアフラム４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、次のようにして製作される。まず、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、これをドクターブレード法によりシート状に成形して複数枚のセラミックグリーンシートを得る。その後、これらのセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工，積層加工，切断加工を施すことにより絶縁基体２、スペーサ３、ダイアフラム４用のセラミックグリーンシートを得る。そして、これら絶縁基体２、スペーサ３、ダイアフラム４用のセラミックグリーンシートを約１６００℃の温度で焼成することにより、絶縁基体２、スペーサ３、ダイアフラム４がそれぞれ製作される。   The insulating base 2, the spacer 3, and the diaphragm 4 are made of an aluminum oxide sintered body, an aluminum nitride sintered body, a mullite sintered body, a silicon carbide sintered body, a silicon nitride sintered body, a glass-ceramic, etc. It is a laminate made of an electrically insulating material. If the insulating base 2, the spacer 3, and the diaphragm 4 are made of, for example, an aluminum oxide sintered body, they are manufactured as follows. First, a ceramic raw material powder such as aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, and calcium oxide is mixed with a suitable organic binder, solvent, plasticizer, and dispersant to form a slurry, and this is formed into a sheet by the doctor blade method. To obtain a plurality of ceramic green sheets. Thereafter, ceramic green sheets for the insulating base 2, the spacer 3, and the diaphragm 4 are obtained by performing appropriate punching, laminating, and cutting on these ceramic green sheets. Then, the insulating base 2, the spacer 3, and the diaphragm 4 are fired at a temperature of about 1600 ° C. to manufacture the insulating base 2, the spacer 3, and the diaphragm 4.

絶縁基体２は、一方の面（図２では下面）に、電子部品１０が収容される凹部１ａが形成されており、電子部品１０を収容する容器として機能する。そして、この凹部１ａの底面の中央部に、電子部品１０が搭載される搭載部１ｂが形成されている。この搭載部１ｂに電子部品１０が搭載されるとともに、電子部品１０が凹部１ａ内において例えばエポキシ樹脂等の樹脂製封止材１２により覆われることにより、電子部品１０が封止される。   The insulating base 2 has a concave portion 1a for accommodating the electronic component 10 on one surface (the lower surface in FIG. 2), and functions as a container for accommodating the electronic component 10. And the mounting part 1b in which the electronic component 10 is mounted is formed in the center part of the bottom face of this recessed part 1a. The electronic component 10 is mounted on the mounting portion 1b, and the electronic component 10 is covered with a resin sealing material 12 such as an epoxy resin in the recess 1a, whereby the electronic component 10 is sealed.

なお、この例では、電子部品１０は、樹脂製封止材１２によって覆われることにより封止されるが、絶縁基体２の一方の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してもよい。   In this example, the electronic component 10 is sealed by being covered with the resin sealing material 12, but a lid made of metal or ceramic is covered on one surface of the insulating base 2 so as to close the recess 1 a. You may seal by making it join.

また、搭載部１ｂには電子部品１０の各電極と電気的に接続される複数の配線導体８が導出されており、この配線導体８と電子部品１０の各電極とが半田バンプ等の導電性材料から成る導電性接合材１２を介して接合される。これにより電子部品１０の各電極と各配線導体８とが電気的に接続されるとともに電子部品１０が搭載部１ｂに固定される。なお、図２に示した例では、電子部品１０の電極と配線導体８とが半田バンプを介して接続される構造としたが、電子部品１０の電極と配線導体８とはボンディングワイヤ等の他の電気的接続手段により接続されてもよい。   A plurality of wiring conductors 8 that are electrically connected to the respective electrodes of the electronic component 10 are led out to the mounting portion 1b. The wiring conductor 8 and the respective electrodes of the electronic component 10 are electrically conductive, such as solder bumps. It joins via the conductive joining material 12 which consists of material. Thereby, each electrode of the electronic component 10 and each wiring conductor 8 are electrically connected, and the electronic component 10 is fixed to the mounting portion 1b. In the example shown in FIG. 2, the electrode of the electronic component 10 and the wiring conductor 8 are connected via the solder bumps. However, the electrode of the electronic component 10 and the wiring conductor 8 are other than bonding wires or the like. The electrical connection means may be used.

配線導体８は、電子部品１０の各電極を外部電気回路および下部電極５，上部電極６に電気的に接続するための導電路として機能し、その一部は絶縁基体２の一方の面（図２では下面）の外周部に導出され、別の一部は下部電極５，上部電極６に電気的に接続されている。そして、電子部品１０の各電極がこれら配線導体８に半田バンプ等の導電性接合材１１を介して電気的に接続されるとともに電子部品１０が樹脂製封止材１２で封止された後、配線導体８の絶縁基体２の一方の面（図２では下面）の外周部に導出された部位が外部電気回路基板の配線導体（図示せず）に半田等の導電性接合材を介して接合されること
により、内部に収容される電子部品１０が外部電気回路に電気的に接続されることとなる。 The wiring conductor 8 functions as a conductive path for electrically connecting each electrode of the electronic component 10 to the external electric circuit and the lower electrode 5 and the upper electrode 6, and a part of one of the surfaces of the insulating base 2 (see FIG. 2 is led to the outer peripheral portion of the lower surface, and another part is electrically connected to the lower electrode 5 and the upper electrode 6. And after each electrode of the electronic component 10 is electrically connected to these wiring conductors 8 via a conductive bonding material 11 such as a solder bump and the electronic component 10 is sealed with a resin sealing material 12, A portion led out to the outer peripheral portion of one surface (the lower surface in FIG. 2) of the insulating base 2 of the wiring conductor 8 is bonded to the wiring conductor (not shown) of the external electric circuit board via a conductive bonding material such as solder. By doing so, the electronic component 10 accommodated in the inside is electrically connected to the external electric circuit.

このような配線導体８は、タングステン，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スクリーン印刷法により絶縁基体２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、これを絶縁基体２用のセラミックグリーンシートとともに焼成することによって絶縁基体２の内部および表面に所定のパターンに形成される。なお、配線導体８の露出表面には、配線導体８が酸化腐食することを防止するとともに、配線導体８と半田等の導電性接合材１２との接合を良好なものとするために、厚みが１〜１０μｍ程度のニッケルメッキ層と厚みが０．１〜３μｍ程度の金メッキ層とが順次被着されていることが好ましい。   The wiring conductor 8 is made of metal powder metallization such as tungsten, molybdenum, copper, silver, etc., and is obtained by adding and mixing an appropriate organic binder, solvent, plasticizer, dispersant, etc. to metal powder such as tungsten. The paste is printed and applied in a predetermined pattern on the ceramic green sheet for the insulating substrate 2 by screen printing, and is fired together with the ceramic green sheet for the insulating substrate 2 to form a predetermined pattern on the inside and surface of the insulating substrate 2. It is formed. The exposed surface of the wiring conductor 8 has a thickness so as to prevent the wiring conductor 8 from being oxidatively corroded and to improve the bonding between the wiring conductor 8 and the conductive bonding material 12 such as solder. It is preferable that 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.

また、絶縁基体２の上面中央部には、静電容量形成用の下部電極５が被着されている。この下部電極５は、後述する上部電極６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、この下部電極５には複数の配線導体８のうちの一つである配線導体８ａが接続されており、この配線導体８ａに電子部品１０の電極が半田バンプ等の導電性接合部材１２を介して接続されることにより電子部品１０の電極と下部電極５とが電気的に接続される。   A lower electrode 5 for forming a capacitance is attached to the center of the upper surface of the insulating substrate 2. The lower electrode 5 is for forming a capacitance for a pressure sensitive element together with an upper electrode 6 described later, and is formed in a substantially circular pattern, for example. A wiring conductor 8a which is one of a plurality of wiring conductors 8 is connected to the lower electrode 5, and an electrode of an electronic component 10 is connected to a conductive bonding member 12 such as a solder bump on the wiring conductor 8a. Thus, the electrode of the electronic component 10 and the lower electrode 5 are electrically connected.

このような下部電極５は、タングステン，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スクリーン印刷法により絶縁基体２用のセラミックグリーンシートに印刷塗布し、これを絶縁基体２用のセラミックグリーンシートとともに焼成することによって絶縁基体２の上面中央部に所定のパターンに形成される。   The lower electrode 5 is made of metal powder metallization such as tungsten, molybdenum, copper, silver, etc., and is obtained by adding and mixing an appropriate organic binder, solvent, plasticizer, and dispersant to metal powder such as tungsten. Is printed on the ceramic green sheet for the insulating substrate 2 by screen printing and fired together with the ceramic green sheet for the insulating substrate 2 to form a predetermined pattern at the center of the upper surface of the insulating substrate 2.

スペーサ３は、下部電極５を取り囲むようにして絶縁基体２の上面に積層されている。スペーサ３は、絶縁基体２と同様のセラミックス材料からなり、絶縁基体２とダイアフラム４との間に所定の間隔の密閉空間を設けるものとして機能し、外形が絶縁基体２と同様の略四角形状であり、その中央部には絶縁基体２とダイアフラム４との間に密閉空間を形成するための円形の貫通穴が形成されている。なお、スペーサ３は、その厚みが０．０１ｍｍ未満では、ダイアフラム４が圧力を受けて撓んだ際に、下部電極５と上部電極６とが接触してショートしてしまう危険性が大きくなり、他方、５ｍｍを越えると、下部電極５と上部電極６との間隔が広いものとなりすぎて内蔵する感圧素子の感度が低いものとなってしまう。従って、スペーサ３の厚みは０．０１〜５ｍｍの範囲であることが好ましい。このようなスペーサ３は、内部空間Ｓ用の貫通孔を有するスペーサ３用のセラミックグリーンシートを絶縁基体２用のセラミックグリーンシート上に積層するとともに、これらを焼成することによって絶縁基体２の上面に下部電極５を取り囲むようにして焼結一体化される。   The spacer 3 is laminated on the upper surface of the insulating base 2 so as to surround the lower electrode 5. The spacer 3 is made of a ceramic material similar to that of the insulating base 2 and functions as providing a sealed space with a predetermined interval between the insulating base 2 and the diaphragm 4. The outer shape of the spacer 3 is substantially the same as that of the insulating base 2. A circular through hole for forming a sealed space between the insulating base 2 and the diaphragm 4 is formed at the center. If the thickness of the spacer 3 is less than 0.01 mm, the lower electrode 5 and the upper electrode 6 may come into contact with each other and short circuit when the diaphragm 4 is bent under pressure. On the other hand, if it exceeds 5 mm, the distance between the lower electrode 5 and the upper electrode 6 becomes too wide and the sensitivity of the built-in pressure sensitive element becomes low. Therefore, the thickness of the spacer 3 is preferably in the range of 0.01 to 5 mm. Such a spacer 3 is formed by laminating a ceramic green sheet for the spacer 3 having a through hole for the internal space S on the ceramic green sheet for the insulating base 2 and firing them to form an upper surface of the insulating base 2. Sintering is integrated so as to surround the lower electrode 5.

スペーサ３の上面には、略平板状のダイアフラム４が絶縁基体２との間に内部空間Ｓを形成するようにして可撓な状態で焼結一体化されている。ダイアフラム４は、絶縁基体２と同様のセラミックス材料からなる厚みが０．０１〜５ｍｍの略四角状の平板であり、外部の圧力に応じて絶縁基体２側に撓むいわゆる圧力センサ用のダイアフラムとして機能する。なお、スペーサ３との積層領域４ｂよりも内側の領域が可撓領域４ａ（図１に示す長破線より内側に示される領域）となり、この可撓領域４ａが外部の圧力に応じて撓むこととなる。なお、ダイアフラム４は、その厚みが０．０１ｍｍ未満では、その機械的強度が小さいものとなってしまうため、これに大きな外部圧力が印加された場合に破壊されてしまう危険性が大きなものとなり、他方、５ｍｍを超えると、小さな圧力では撓みにくくなり、圧力センサ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、ダイアフラ
ム４の厚みは０．０１〜５ｍｍの範囲が好ましい。なお、ダイアフラム４は、ダイアフラム４用の平板状のセラミックグリーンシートを上述のスペーサ３用のセラミックグリーンシート上に積層し、これらを焼成することによって、スペーサ３上に絶縁基体２との間に内部空間Ｓを形成するようにして可撓な状態で焼結一体化される。これにより、絶縁基体２とスペーサ３とダイアフラム４とからなる内部空間Ｓを有する絶縁構造体１が焼結一体化して形成される。 On the upper surface of the spacer 3, a substantially flat diaphragm 4 is sintered and integrated in a flexible state so as to form an internal space S with the insulating base 2. The diaphragm 4 is a substantially rectangular flat plate having a thickness of 0.01 to 5 mm made of a ceramic material similar to that of the insulating base 2, and is a so-called pressure sensor diaphragm that bends toward the insulating base 2 in response to external pressure. Function. In addition, the area | region inside the lamination | stacking area | region 4b with the spacer 3 becomes the flexible area | region 4a (area | region shown inside the long broken line shown in FIG. 1), and this flexible area | region 4a bends according to external pressure. It becomes. In addition, since the diaphragm 4 has a small mechanical strength when the thickness is less than 0.01 mm, the risk of being destroyed when a large external pressure is applied to the diaphragm 4 is large. On the other hand, when it exceeds 5 mm, it becomes difficult to bend with a small pressure, and it becomes unsuitable as a diaphragm for a pressure sensor. Therefore, the thickness of the diaphragm 4 is preferably in the range of 0.01 to 5 mm. The diaphragm 4 is formed by laminating a flat ceramic green sheet for the diaphragm 4 on the ceramic green sheet for the spacer 3 described above, and firing them so that the diaphragm 4 has an internal space between the insulating base 2 and the spacer 3. Sintering is integrated in a flexible state so as to form the space S. As a result, the insulating structure 1 having the internal space S composed of the insulating base 2, the spacer 3, and the diaphragm 4 is integrally formed by sintering.

また、ダイアフラム４の下面には静電容量形成用の略円形の上部電極６が下部電極５と対向するようにして被着されている。この上部電極６は、前述の下部電極５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。そして、上部電極６には配線導体８の他の一つ８ｂが接続されており、それにより配線導体８ｂに電子部品１０の電極を半田バンプ等の導電性接合部材１１を介して接続すると電子部品１０の電極と上部電極６とが電気的に接続されるようになっている。   A substantially circular upper electrode 6 for forming a capacitance is attached to the lower surface of the diaphragm 4 so as to face the lower electrode 5. The upper electrode 6 functions as an electrode for forming a capacitance for the pressure sensitive element together with the lower electrode 5 described above. Then, another one 8b of the wiring conductor 8 is connected to the upper electrode 6, and when the electrode of the electronic component 10 is connected to the wiring conductor 8b via the conductive bonding member 11 such as a solder bump, the electronic component Ten electrodes and the upper electrode 6 are electrically connected.

このとき、下部電極５と上部電極６とは、絶縁基体２とダイアフラム４との間に形成された内部空間Ｓを挟んで対向しており、これらの間には、下部電極５や上部電極６の面積および下部電極５と上部電極６との間隔に応じて所定の静電容量が形成される。そして、ダイアフラム４の上面に外部の圧力が印加されると、その圧力に応じてダイアフラム４の可撓領域４ａが絶縁基体２側に撓んで下部電極５と上部電極６との間隔が変わり、それにより下部電極５と上部電極６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内に収容した電子部品１０に配線導体８ａ・８ｂを介して伝達し、これを電子部品１０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。なお、本発明の圧力センサは、８０Ｋｐａ（低圧用圧力センサ）〜２０００Ｋｐａ（高圧用圧力センサ）の圧力のもとで使用することが可能である。   At this time, the lower electrode 5 and the upper electrode 6 are opposed to each other with an internal space S formed between the insulating base 2 and the diaphragm 4 interposed therebetween, and the lower electrode 5 and the upper electrode 6 are interposed therebetween. A predetermined electrostatic capacity is formed in accordance with the area and the distance between the lower electrode 5 and the upper electrode 6. When an external pressure is applied to the upper surface of the diaphragm 4, the flexible region 4a of the diaphragm 4 is bent toward the insulating base 2 in accordance with the pressure, and the interval between the lower electrode 5 and the upper electrode 6 changes. As a result, the capacitance between the lower electrode 5 and the upper electrode 6 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 electronic component 10 accommodated in the recess 1a through the wiring conductors 8a and 8b, and the electronic component 10 performs arithmetic processing to know the magnitude of the external pressure. Can do. The pressure sensor of the present invention can be used under a pressure of 80 Kpa (low pressure sensor) to 2000 Kpa (high pressure sensor).

なお、上部電極６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ダイアフラム４用のセラミックグリーンシートに印刷塗布し、これをダイアフラム４用のセラミックグリーンシートとともに焼成することによってダイアフラム４の下面に内部空間Ｓを挟んで下部電極５と対向する所定のパターンに形成される。   The upper electrode 6 is made of metal powder metallization such as tungsten, molybdenum, copper, and silver, and a metallized paste obtained by adding and mixing an appropriate organic binder, solvent, plasticizer, and dispersant to metal powder such as tungsten. The lower electrode 5 is sandwiched between the lower surface of the diaphragm 4 by sandwiching the inner space S by printing and applying to the ceramic green sheet for the diaphragm 4 by adopting a conventionally known screen printing method and firing it together with the ceramic green sheet for the diaphragm 4. Are formed in a predetermined pattern opposite to each other.

そして、本発明においては、絶縁構造体１には、内部空間Ｓから絶縁構造体１の外表面まで延びる空隙部７が形成されている。この圧力センサ用パッケージは、図２（ｂ）に示すように、空隙部７を封止材９により封止（図２においては、空隙部７を開口部にて封止）することにより、内部空間Ｓを密閉することができる。例えば、内部空間Ｓを真空状態にすることで、上部電極６と下部電極５間の誘電率を低くすることもできる。また極端な高圧環境下においての使用が予定される場合は、内部空間Ｓを大気圧よりも十分高くしておくこともでき、さらには必要に応じてヘリウムガス等のガスを充填しておくこともできる。これにより、空隙部７が形成されておらず、予め内部空間Ｓが密閉された状態にある絶縁構造体１とは異なり、必要に応じて絶縁構造体１の内部空間Ｓ内の状態を変更することができる。   In the present invention, the insulating structure 1 is formed with a gap 7 extending from the internal space S to the outer surface of the insulating structure 1. As shown in FIG. 2 (b), this pressure sensor package has an internal structure by sealing the gap 7 with a sealing material 9 (in FIG. 2, the gap 7 is sealed with an opening). The space S can be sealed. For example, the dielectric constant between the upper electrode 6 and the lower electrode 5 can be lowered by making the internal space S into a vacuum state. Further, when it is planned to be used in an extremely high pressure environment, the internal space S can be sufficiently higher than the atmospheric pressure, and further, a gas such as helium gas can be filled as required. You can also. Thereby, unlike the insulating structure 1 in which the gap 7 is not formed and the internal space S is sealed in advance, the state of the insulating structure 1 in the internal space S is changed as necessary. be able to.

また、上述のように、絶縁基体２用のセラミックグリーンシートと、スペーサ３用のセラミックグリーンシートと、ダイアフラム４用のセラミックグリーンシートとを積層して絶縁構造体１用のセラミックグリーンシート積層体を形成した際、絶縁構造体１用のセラミックグリーンシート積層体には、焼成前に予め内部空間Ｓからセラミックグリーンシート積層体の外表面まで形成された空隙部７を設けておくと良い。これにより、内部空間Ｓと絶縁構造体１用のセラミックグリーンシート積層体の外表面とが空隙部７により繋がる
こととなり、絶縁構造体１用のセラミックグリーンシート積層体を焼成する際、内部空間Ｓ内のガスを外部に放出することができるとともに、外部の気圧と内部空間内の気圧とを近いものとすることができるので、焼成時に内部空間Ｓのガスが膨張し、絶縁構造体１の可撓領域４ａが変形して上側電極６と下側電極５との間隔が予定したものよりも広くなってしまうことを抑制することができる。これにより、外部の圧力を感度良く検出することができる。 Also, as described above, the ceramic green sheet for the insulating structure 1 is laminated by laminating the ceramic green sheet for the insulating base 2, the ceramic green sheet for the spacer 3, and the ceramic green sheet for the diaphragm 4. When formed, the ceramic green sheet laminate for the insulating structure 1 is preferably provided with a gap 7 formed in advance from the internal space S to the outer surface of the ceramic green sheet laminate before firing. As a result, the internal space S and the outer surface of the ceramic green sheet laminate for the insulating structure 1 are connected by the gap 7, and the internal space S is fired when the ceramic green sheet laminate for the insulating structure 1 is fired. The internal gas can be released to the outside, and the external air pressure and the internal air pressure can be made close to each other. It can suppress that the bending area | region 4a deform | transforms and the space | interval of the upper side electrode 6 and the lower side electrode 5 becomes wider than what was planned. Thereby, the external pressure can be detected with high sensitivity.

また、封止材９としては、ガラス、樹脂、ろう材等を用いることができる。なお、封止材９としてＡｇ−Ｃｕろう等のろう材を用いる場合には、空隙部７の周囲の絶縁構造体１の表面に接合用の金属層（図示せず）を設けておき、この金属層を介してろう材を接合することにより空隙部７を封止することができる。例えば、開口部７の開口に沿って絶縁構造体１の表面に金属層を形成しておき、この金属層上にて一定量以上のろう材を溶融させて空隙部７を開口にて封止するようにすれば良い。このような金属層は、上述の配線導体８と同様にタングステン，モリブデン，銅，銀等の金属粉末メタライズ分散剤等を添加混合して得たメタライズペーストをスクリーン印刷法等により絶縁構造体１を構成する各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、これを絶縁構造体１用のセラミックグリーンシート積層体とともに焼成することによって空隙部７の周囲の絶縁構造体１の表面に所定のパターンに形成される。なお、接合用の金属層がタングステンやモリブデンからなる場合、配線導体８の露出表面には、Ａｇ−Ｃｕろう等のろう材との接合を良好にするために、厚みが１〜１０μｍ程度のニッケルメッキ層が被着されていることが好ましい。また、封止材９としてＡｇ−Ｃｕろう等のろう材を用いる場合、封止材９が酸化腐食することを抑制するために、配線導体８と同様に封止材９の露出する表面に厚みが１〜１０μｍ程度のニッケルメッキ層と厚みが０．１〜３μｍ程度の金メッキ層とが順次被着されていることが好ましい。   Further, as the sealing material 9, glass, resin, brazing material or the like can be used. When a brazing material such as Ag-Cu brazing material is used as the sealing material 9, a bonding metal layer (not shown) is provided on the surface of the insulating structure 1 around the gap portion 7. The gap portion 7 can be sealed by joining the brazing material via the metal layer. For example, a metal layer is formed on the surface of the insulating structure 1 along the opening of the opening 7, and a predetermined amount or more of a brazing material is melted on the metal layer to seal the gap 7 with the opening. You should do it. Such a metal layer is obtained by adding a metallized paste obtained by adding and mixing a metal powder metallizing dispersant such as tungsten, molybdenum, copper, silver or the like to the insulating structure 1 by a screen printing method or the like. A predetermined pattern is printed and applied to each ceramic green sheet to be formed and fired together with the ceramic green sheet laminate for the insulating structure 1 to form a predetermined pattern on the surface of the insulating structure 1 around the gap 7. It is formed. When the metal layer for bonding is made of tungsten or molybdenum, the exposed surface of the wiring conductor 8 is nickel having a thickness of about 1 to 10 μm in order to improve the bonding with a brazing material such as Ag—Cu brazing. A plating layer is preferably applied. Further, when a brazing material such as an Ag—Cu brazing material is used as the sealing material 9, the thickness of the surface of the sealing material 9 exposed is the same as that of the wiring conductor 8 in order to suppress the oxidative corrosion of the sealing material 9. It is preferable that 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.

また、空隙部７は、外部からの圧力が印加された際にダイアフラム４が可撓する可撓領域４ａ以外の領域、例えば、ダイアフラム４とスペーサ３とが積層されている積層領域４ｂに設けられていることが好ましい。これにより、ダイアフラム４の可撓領域４ａに空隙部７を形成した場合と比較して、外部の圧力が印加された際のダイアフラム４の撓みにばらつきが生じることが抑制される。従って、上側電極６と下側電極５とによって検出される静電容量のばらつきを抑制することができ、外部の圧力を感度良く検出することができる。   The gap 7 is provided in a region other than the flexible region 4a in which the diaphragm 4 is flexible when an external pressure is applied, for example, in the stacked region 4b in which the diaphragm 4 and the spacer 3 are stacked. It is preferable. Thereby, compared with the case where the space | gap part 7 is formed in the flexible area | region 4a of the diaphragm 4, it is suppressed that dispersion | variation arises in the bending of the diaphragm 4 when an external pressure is applied. Therefore, variation in capacitance detected by the upper electrode 6 and the lower electrode 5 can be suppressed, and external pressure can be detected with high sensitivity.

また、図３〜図５は、空隙部７が可撓領域４ａ以外の領域に設けられた場合の圧力センサ用パッケージの一例であり、絶縁構造体１の分解図を示している。ここでは、空隙部７は、スペーサ３およびダイアフラム４の積層領域４ｂに設けられており、図３は絶縁基体２の上面図、図４はスペーサ３の上面図、図５はダイアフラム４の下面図（絶縁基体２側からの下面図）をそれぞれ示している。なお、これらの図において、破線よりも外側における領域が、絶縁基体２と、スペーサ３と、ダイアフラム４とにおけるそれぞれの積層領域を示している。   3 to 5 are examples of a pressure sensor package in the case where the gap 7 is provided in a region other than the flexible region 4a, and an exploded view of the insulating structure 1 is shown. Here, the gap 7 is provided in the laminated region 4 b of the spacer 3 and the diaphragm 4, FIG. 3 is a top view of the insulating base 2, FIG. 4 is a top view of the spacer 3, and FIG. 5 is a bottom view of the diaphragm 4. (Bottom view from the insulating base 2 side) is shown. In these drawings, the area outside the broken line indicates the respective laminated areas of the insulating base 2, the spacer 3, and the diaphragm 4.

また、空隙部７は、ダイアフラム４に形成する場合、例えば、図６に示すように、積層領域４ｂの幅広の領域に形成することがより好ましい。なお、ダイアフラム４が四角形状であり、可撓領域４ａが円形状であれば、空隙部７は、積層領域４ｂの幅広の領域となる対角線上の位置に設けることが好ましい。これにより、空隙部７の周囲において、絶縁構造体１の機械的強度が低下することを抑制できる。   Moreover, when forming the space | gap part 7 in the diaphragm 4, it is more preferable to form in the wide area | region of the lamination | stacking area | region 4b, for example, as shown in FIG. In addition, if the diaphragm 4 has a quadrangular shape and the flexible region 4a has a circular shape, it is preferable to provide the gap portion 7 at a diagonal position that is a wide region of the stacked region 4b. Thereby, it can suppress that the mechanical strength of the insulating structure 1 falls in the circumference | surroundings of the space | gap part 7. FIG.

また、図７に示すように、ダイアフラム４の上面に枠体１３を形成しても構わない。このような枠体１３は、絶縁構造体１と同様のセラミック材料からなる。
枠体１３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、次のようにして製
作される。まず、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、これをドクターブレード法によりシート状に成形して複数枚のセラミックグリーンシートを得る。その後、このセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工，積層加工，切断加工を施すことにより枠体１３用のセラミックグリーンシートを得る。
そして、このセラミックグリーンシートを約１６００℃の温度で焼成することにより、枠体１３が製作される。 In addition, as shown in FIG. 7, a frame 13 may be formed on the upper surface of the diaphragm 4. Such a frame 13 is made of a ceramic material similar to that of the insulating structure 1.
If the frame body 13 is made of, for example, an aluminum oxide sintered body, it is manufactured as follows. First, a ceramic raw material powder such as aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, and calcium oxide is mixed with a suitable organic binder, solvent, plasticizer, and dispersant to form a slurry, and this is formed into a sheet by the doctor blade method. To obtain a plurality of ceramic green sheets. Thereafter, the ceramic green sheet is appropriately punched, laminated, and cut to obtain a ceramic green sheet for the frame 13.
And the frame 13 is manufactured by baking this ceramic green sheet at the temperature of about 1600 degreeC.

なお、枠体１３用のセラミックグリーンシートを可撓領域４ａを取り囲むようにしてダイアフラム４用のセラミックグリーンシート上に積層し、これらを同時に焼成することにより、枠体１３は、ダイアフラム４と焼結一体化、すなわち絶縁構造体１と焼結一体化される。なお、枠体１３の内径の形状は、平面視で、円形状であることが好ましい。なお、ダイアフラム４の上面に枠体１３を設ける場合は、図７に示すように、空隙部７は、枠体１３に開口しておいても構わない。   The frame 13 is sintered with the diaphragm 4 by laminating the ceramic green sheet for the frame 13 on the ceramic green sheet for the diaphragm 4 so as to surround the flexible region 4a, and firing them simultaneously. Integration, that is, sintering integration with the insulating structure 1 is performed. Note that the shape of the inner diameter of the frame 13 is preferably circular in plan view. When the frame body 13 is provided on the upper surface of the diaphragm 4, the gap 7 may be opened in the frame body 13 as shown in FIG. 7.

なお、この枠体１３用のセラミックグリーンシートをダイアフラム４用のセラミックグリーンシート上に積層して焼成することにより、ダイアフラム４用のセラミックグリーンシートはスペーサ３用のセラミックグリーンシートと枠体１３用のセラミックグリーンシートとにより上下方向から積層されるので、焼成時のダイアフラム４の反りを抑制することができる。   The ceramic green sheet for the frame 13 is laminated on the ceramic green sheet for the diaphragm 4 and fired, whereby the ceramic green sheet for the diaphragm 4 becomes the ceramic green sheet for the spacer 3 and the frame 13. Since the ceramic green sheets are laminated from above and below, warping of the diaphragm 4 during firing can be suppressed.

また、空隙部７は、その経路に段差７ａを設けておいても構わない。図７においては、枠体１３に形成された空隙部７の開口径を、ダイアフラム４に形成された空隙部７の開口径よりも大きくすることで、段差７ａを設けている例を示している。これにより、封止材９により空隙部７を封止する際に、封止材９をこの段差部７ａ内に配置できるので、封止材９が絶縁構造体１の主面から突出することを抑制しやすくなり、圧力センサ用パッケージの厚みや外形形状を安定したものとしやすくなる。また、空隙部７がダイアフラム４の主面側に開口されており、かつ空隙部７が可撓領域４ａ以外に設けられている場合、封止材９がダイアフラム４の可撓領域４ａにまで流出してしまい、ダイアフラム４の撓みに歪みが発生してしまうことを抑制することができる。   Further, the gap 7 may be provided with a step 7a in its path. FIG. 7 shows an example in which the step 7 a is provided by making the opening diameter of the gap portion 7 formed in the frame 13 larger than the opening diameter of the gap portion 7 formed in the diaphragm 4. . Thereby, when sealing the space | gap part 7 with the sealing material 9, since the sealing material 9 can be arrange | positioned in this level | step-difference part 7a, the sealing material 9 protrudes from the main surface of the insulating structure 1. It becomes easy to suppress, and it becomes easy to make stable the thickness and external shape of the package for pressure sensors. Further, when the gap 7 is opened on the main surface side of the diaphragm 4 and the gap 7 is provided other than the flexible region 4 a, the sealing material 9 flows out to the flexible region 4 a of the diaphragm 4. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of distortion in the bending of the diaphragm 4.

また、空隙部７には封止材９が封入されるとともに、空隙部７は、曲部を備えていることが好ましい。なお、ここでいう曲部とは、内部空間Ｓから絶縁構造体１の外表面まで延びる空隙部７が、その経路の途中で屈曲している部位をいう。これにより、空隙部７に封止材９を封入する際、封止材9を曲部に止めることが可能となるので、封止材９が内部空
間Ｓまで侵入して上側電極６や下側電極５を被覆してしまうことを抑制することができる。従って、上側電極６と下側電極５とによって検出される静電容量のばらつきを抑制することができ、外部の圧力を精度良く検出することができるようになる。 Moreover, it is preferable that the sealing material 9 is enclosed in the gap portion 7 and that the gap portion 7 includes a curved portion. In addition, a curved part here means the site | part where the space | gap part 7 extended from the internal space S to the outer surface of the insulating structure 1 is bent in the middle of the path | route. Accordingly, when the sealing material 9 is sealed in the gap portion 7, the sealing material 9 can be stopped at the curved portion, so that the sealing material 9 penetrates into the internal space S and the upper electrode 6 or the lower side. Covering the electrode 5 can be suppressed. Therefore, variation in capacitance detected by the upper electrode 6 and the lower electrode 5 can be suppressed, and external pressure can be accurately detected.

また、図８に示すように、空隙部７がダイアフラム４の主面側に開口されており、かつ空隙部７が可撓領域４ａ以外に設けられている場合、空隙部７の奥側にあたる絶縁基体２の上面等に凹み部７ｂを設けておいても構わない。これにより、封止する際に、封止材９の一部がちぎれたりして空隙部７を封止する封止材９の一部が流入してしまっても、封止材９を凹み部７ｂに収容させることで、内部空間Ｓにまで侵入することを抑制することができる。なお、封止材９としてＡｇ−Ｃｕろう等のろう材を用いる場合には、凹み部７ｂの底面に接合用の金属層を形成しておくと、侵入した封止材９の一部を凹み部７ｂに形成された金属層により確実に被着させることができ、内部空間Ｓにまで侵入することを抑制することができる。   In addition, as shown in FIG. 8, when the gap 7 is opened on the main surface side of the diaphragm 4 and the gap 7 is provided outside the flexible region 4 a, the insulation corresponding to the back side of the gap 7 is provided. You may provide the recessed part 7b in the upper surface etc. of the base | substrate 2. FIG. Thereby, when sealing, even if a part of the sealing material 9 is torn off and a part of the sealing material 9 that seals the gap 7 flows in, the sealing material 9 is indented. By accommodating in 7b, it can suppress that it penetrates into the interior space S. When a brazing material such as an Ag-Cu brazing material is used as the sealing material 9, if a metal layer for bonding is formed on the bottom surface of the recessed portion 7b, a part of the invading sealing material 9 is recessed. The metal layer formed on the portion 7b can be reliably deposited, and the penetration into the internal space S can be suppressed.

また、ダイアフラム４は、Ｓｉ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｔｉから選ばれる１種或いは複数種の金属の酸化物（金属酸化物）を含むセラミックスからなり、絶縁基体２およびスペーサ３を構成するセラミックスに含まれる金属酸化物の重量比（０を含む）よりも、ダイアフラム４を構成するセラミックスに含まれる金属酸化物の重量比のほうが高いことが好ましい。   The diaphragm 4 is made of ceramics containing one or more kinds of metal oxides (metal oxides) selected from Si, Ca, Mg, and Ti, and is included in the ceramics constituting the insulating base 2 and the spacer 3. It is preferable that the weight ratio of the metal oxide contained in the ceramics constituting the diaphragm 4 is higher than the weight ratio (including 0) of the metal oxide.

このことから、ダイアフラム４のヤング率を、絶縁基体２およびスペーサ３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４の可撓領域４ａは変形しやすい一方で、ヤング率の高い絶縁基体２およびスペーサ３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。これにより、外部の圧力をより感度良く検出することができる。   From this, the Young's modulus of the diaphragm 4 can be made lower than the Young's modulus of the insulating base 2 and the spacer 3. When an external pressure is applied, the flexible region 4a of the diaphragm 4 having a low Young's modulus is easily deformed, while the insulating base 2 and the spacer 3 having a high Young's modulus are difficult to deform. Therefore, it is possible to obtain an insulating structure having robustness while having a sensitive flexible region. Thereby, an external pressure can be detected with higher sensitivity.

尚、ここで金属酸化物の重量比とは、以下の手順及び下記の式１に従い算出されるものをいう。すなわち、Ｏとそれぞれの金属（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金属酸化物の重量％（複数種の場合は合量の重量％）を算出する。 In addition, the weight ratio of a metal oxide here means what is calculated according to the following procedures and the following formula 1. That is, O and each metal (Si, Ca, Mg, Ti) are bonded in the following states (SiO 2 , CaO, MgO, TiO 2 ), that is, stoichiometrically bonded. The weight% of metal oxide converted as if it is present (in the case of plural kinds, the weight percentage of the total amount) is calculated.

次に、主結晶相を構成するセラミックス（例えばＡｌ２Ｏ３，ＡｌＮ，Ｓｉ３Ｎ４等の少なくとも１種或いは複数種）の重量％（複数種の場合は合量の重量％）を算出する。 Next, the weight% (at least one kind or a plurality of kinds of Al 2 O 3 , AlN, Si 3 N 4, etc.) constituting the main crystal phase is calculated (in the case of a plurality of kinds, the weight percentage of the total amount). .

そして、次の式：金属酸化物の重量比＝金属酸化物の重量％×１００／セラミックスの重量％・・・式１に従って算出した値を金属酸化物の重量比という。   The following formula: weight ratio of metal oxide = wt% of metal oxide × 100 / wt% of ceramics ... The value calculated according to Formula 1 is referred to as the weight ratio of metal oxide.

このような絶縁構造体１は、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であれば、ダイアフラム４は、酸化アルミニウム質焼結体からなり、金属酸化物の重量比を２〜３５になすとよい。   In such an insulating structure 1, if the insulating structure 1 is made of an aluminum oxide sintered body, the diaphragm 4 is made of an aluminum oxide sintered body, and the weight ratio of the metal oxide is 2 to 35. It is good to make it.

一方、絶縁基体２およびスペーサ３は、酸化アルミニウム質焼結体からなり、金属酸化物の重量比を１〜１５になすとよい。尚、ダイアフラム４の金属酸化物の重量比は、絶縁基体２およびスペーサ３の金属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に含まれる金属酸化物の重量比と、絶縁基体２およびスペーサ３に含まれる金属酸化物の重量比との差は、１〜２０であることが好ましい。   On the other hand, the insulating base 2 and the spacer 3 are made of an aluminum oxide sintered body, and the weight ratio of the metal oxide is preferably 1-15. It is important that the weight ratio of the metal oxide of the diaphragm 4 is larger than the weight ratio of the metal oxide of the insulating base 2 and the spacer 3. Thereby, the pressure sensor which can give sufficient softness | flexibility to the flexible area | region 4a of the diaphragm 4 is obtained. Specifically, the difference between the weight ratio of the metal oxide contained in the diaphragm 4 and the weight ratio of the metal oxide contained in the insulating base 2 and the spacer 3 is preferably 1-20.

１以上であると、上述のヤング率の差が十分なものとなり、可撓性と堅牢さを備えた圧力センサ用パッケージが得られる。また、２０以下であると、ダイアフラム４とスペーサ３との間の界面に応力ひずみが生じることが抑制でき、内部空間Ｓの気密性を長期にわたって良好に保てることとなる。   When it is 1 or more, the above-described difference in Young's modulus is sufficient, and a pressure sensor package having flexibility and robustness can be obtained. Moreover, when it is 20 or less, the occurrence of stress strain at the interface between the diaphragm 4 and the spacer 3 can be suppressed, and the airtightness of the internal space S can be maintained well over a long period of time.

なお、上述の場合において、ヤング率をＪＩＳＲ１６０２（ファインセラミックスの弾性率試験方法）に基いて測定したところ、ダイアフラム４の酸化アルミニウム質焼結体のヤング率は、２００ＧＰａ〜４００ＧＰａであった。   In the above case, the Young's modulus was measured based on JIS R1602 (fine ceramics elastic modulus test method), and the Young's modulus of the aluminum oxide sintered body of the diaphragm 4 was 200 GPa to 400 GPa.

また、ダイアフラム４の上面にセラミックスからなる枠体１３を設ける場合、ダイアフラム４のヤング率が、枠体１３のヤング率よりも低いことが望ましい。枠体１３がセラミックスからなる場合は、枠体１３の金属酸化物の重量比よりも、ダイアフラム４の金属酸化物の重量比を高くするとよい。   Further, when the frame body 13 made of ceramics is provided on the upper surface of the diaphragm 4, it is desirable that the Young's modulus of the diaphragm 4 is lower than the Young's modulus of the frame body 13. When the frame 13 is made of ceramics, the weight ratio of the metal oxide of the diaphragm 4 is preferably made higher than the weight ratio of the metal oxide of the frame 13.

次に、本発明の圧力センサ用パッケージの製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the pressure sensor package of the present invention will be described.

本発明の圧力センサ用パッケージの製造方法は、本発明の圧力センサ用パッケージの内部空間Ｓを有する絶縁構造体１と、内部空間Ｓ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６及び下側電極５とを備え、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４ａを有するとともに、内部空間Ｓから絶縁構造体１の外表面まで伸びる空隙部７が形成され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、絶縁構造体１は、内部空間Ｓ及び空隙部７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る。   The manufacturing method of the pressure sensor package of the present invention is provided on each of the insulating structure 1 having the internal space S of the pressure sensor package of the present invention and the upper and lower sides of the inner wall surfaces facing each other. The upper electrode 6 and the lower electrode 5 are provided, and at least one of the upper side and the lower side of the inner wall surface has a flexible region 4a that is flexible when an external pressure is applied, and from the inner space S. A manufacturing method for obtaining a pressure sensor package in which a gap 7 extending to the outer surface of an insulating structure 1 is formed. The insulating structure 1 includes a ceramic green sheet in which an internal space S and a gap 7 are provided. It is obtained by firing the laminate.

上述の製造方法においては、最初に、絶縁基体２用のセラミックグリーンシートと、スペーサ３用のセラミックグリーンシートと、ダイアフラム４用のセラミックグリーンシートとを準備する。次に、これらのセラミックグリーンシートに金型やパンチングによる打ち抜き方法またはレーザ加工等の孔加工方法により、配線導体８用の貫通孔および内部空間Ｓ用の貫通孔を形成するとともに、下部電極５、上部電極６、配線導体８用等のメタライズペーストを印刷塗布する。そして、これらのセラミックグリーンシートの所望の領域に、上述と同様の孔加工方法により空隙部７用の貫通孔を形成する。例えば、図２に示すような圧力センサ用パッケージを形成する場合は、スペーサ３用のセラミックグリーンシートとダイアフラム４用のセラミックグリーンシートとのそれぞれに空隙部７用の貫通孔を形成しておけば良い。そして、内部空間Ｓ用の貫通孔と空隙部７用の貫通孔とが連通するようにこれらのセラミックグリーンシートを配置して積層することにより、空隙部７を有する絶縁構造体１用のセラミックグリーンシート積層体を形成することができる。なお、空隙部７用の貫通孔は、配線導体８用の貫通孔あるいは内部空間Ｓ用の貫通孔を形成する際に同時に形成しても構わない。   In the manufacturing method described above, first, a ceramic green sheet for the insulating substrate 2, a ceramic green sheet for the spacer 3, and a ceramic green sheet for the diaphragm 4 are prepared. Next, a through hole for the wiring conductor 8 and a through hole for the internal space S are formed in these ceramic green sheets by a punching method such as a die or punching or a hole processing method such as laser processing, and the lower electrode 5, A metallized paste for the upper electrode 6 and the wiring conductor 8 is printed and applied. And the through-hole for the space | gap parts 7 is formed in the desired area | region of these ceramic green sheets by the hole processing method similar to the above-mentioned. For example, when forming a pressure sensor package as shown in FIG. 2, a through hole for the gap 7 is formed in each of the ceramic green sheet for the spacer 3 and the ceramic green sheet for the diaphragm 4. good. Then, these ceramic green sheets are arranged and laminated so that the through hole for the internal space S and the through hole for the void portion 7 communicate with each other, whereby the ceramic green for the insulating structure 1 having the void portion 7 is formed. A sheet laminate can be formed. The through hole for the gap 7 may be formed at the same time as the through hole for the wiring conductor 8 or the through hole for the internal space S is formed.

また、絶縁基体２用のセラミックグリーンシートと、スペーサ３用のセラミックグリーンシートと、ダイアフラム４用のセラミックグリーンシートとを積層し、絶縁構造体１用のセラミックグリーンシート積層体を形成した後に、レーザ加工等の加工方法により空隙部７を形成しても構わない。なお、空隙部７を形成する際に、セラミックグリーンシートの加工屑が内部空間Ｓに内在してしまう可能性を低減したり、空隙部７を必要に応じた形状に形成しやすい（段差７ａ、凹み部７ｂ、曲部等を所定の形状に形成しやすい）という点を考慮すると、上述の空隙部７用の貫通孔を各セラミックグリーンシートの所望の領域に予め形成した後、これらのセラミックグリーンシートを積層して空隙部７を形成するという方法が好ましい。   Also, after laminating the ceramic green sheet for the insulating substrate 2, the ceramic green sheet for the spacer 3, and the ceramic green sheet for the diaphragm 4, a ceramic green sheet laminated body for the insulating structure 1 is formed, and then the laser. The gap 7 may be formed by a processing method such as processing. In addition, when forming the void portion 7, it is possible to reduce the possibility that the processing waste of the ceramic green sheet is inherent in the internal space S, or to easily form the void portion 7 in a shape as necessary (step 7 a, In consideration of the fact that the recesses 7b, the curved portions, etc. are easily formed in a predetermined shape), after the above-described through holes for the gaps 7 are formed in desired regions of the ceramic green sheets, these ceramic green A method of laminating sheets to form the void 7 is preferable.

なお、絶縁構造体１用のセラミックグリーンシート積層体を形成するに際して、絶縁基体２用のセラミックグリーンシートと、スペーサ３用のセラミックグリーンシートと、ダイアフラム４用のセラミックグリーンシートと同時に積層しても良いし、個々に積層しても構わない。なお、ダイアフラム４の上面に枠体１３を設ける場合、枠体１３用のセラミックグリーンシートを上述と同様の孔加工方法を用いて枠状に形成した後、ダイアフラム４用のセラミックグリーンシート上に積層し、その後、同時に焼成することにより形成される。   When the ceramic green sheet laminate for the insulating structure 1 is formed, the ceramic green sheet for the insulating base 2, the ceramic green sheet for the spacer 3, and the ceramic green sheet for the diaphragm 4 may be laminated at the same time. It may be good or may be laminated individually. When the frame 13 is provided on the upper surface of the diaphragm 4, the ceramic green sheet for the frame 13 is formed into a frame shape using the same hole processing method as described above, and then laminated on the ceramic green sheet for the diaphragm 4. And then fired at the same time.

また、好ましくは、絶縁構造体１用のセラミックグリーンシート積層体の内部空間Ｓ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が好ましい。例えば、このような焼失部材としては、焼成時に熱分解する樹脂シートや樹脂ペーストを用いることができる。例えば、スペーサ３用のセラミックグリーンシートに内部空間Ｓ用の貫通孔を形成した後、この貫通孔内に樹脂シートを埋め込んでおくことにより、絶縁基体２用のセラミックグリーンシートと、スペーサ３用のセラミックグリーンシートと、ダイアフラム４用のセラミックグリーンシートとを積層した際に、セラミックグリーンシート積層体の内部空間Ｓに樹脂シートが充填されることとなる。また、絶縁基体２用のセラミックグリ
ーンシートと、スペーサ３用のセラミックグリーンシートとを積層し、これによって形成された凹部内に樹脂ペーストをスクリーン印刷法等により充填した後、ダイアフラム４用のセラミックグリーンシートを積層することにより、セラミックグリーンシート積層体の内部空間Ｓ内に樹脂ペーストが充填されることとなる。これにより、内部空間Ｓに焼失部材が充填されており、セラミックグリーンシート積層体は、この焼失部材により保持されるので、取扱い等によりセラミックグリーンシート積層体が変形し、内部空間Ｓの形状が所定の形状から大きく異なってしまうことを抑制することができる。例えば、絶縁基体２用のセラミックグリーンシートと、スペーサ３用のセラミックグリーンシートと、ダイアフラム４用のセラミックグリーンシートとを圧力を印加して積層する際に、ダイアフラム４用のセラミックグリーンシートは内部空間Ｓに充填された焼失部材により保持されるので、積層時の圧力によりダイアフラム４のセラミックグリーンシートの可撓領域４ａが変形することを抑制することができる。また、絶縁構造体１用のセラミックグリーンシート積層体を形成した後、ダイアフラム４用のセラミックグリーンシートの可撓領域４ａは、内部空間Ｓに充填された焼失部材により保持されるので、自重により伸張して変形することを抑制することができる。これらの焼失部材は、焼成する際には、熱分解したガスを空隙部７から良好に排出することができるので、熱分解した際に発生するガスによりダイアフラム４が変形することを抑制することができる。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。 Moreover, it is preferable that the internal space S of the ceramic green sheet laminate for the insulating structure 1 is filled with a burned-out member that is burned out by the end of firing. For example, as such a burned-out member, a resin sheet or a resin paste that is thermally decomposed during firing can be used. For example, after a through hole for the internal space S is formed in the ceramic green sheet for the spacer 3, a ceramic sheet for the insulating base 2 and the spacer 3 for the spacer 3 are embedded by embedding a resin sheet in the through hole. When the ceramic green sheet and the ceramic green sheet for the diaphragm 4 are laminated, the resin sheet is filled into the internal space S of the ceramic green sheet laminate. Also, a ceramic green sheet for the insulating substrate 2 and a ceramic green sheet for the spacer 3 are laminated, and a resin paste is filled in the recess formed by this by screen printing or the like, and then the ceramic green for the diaphragm 4 is filled. By laminating the sheets, the resin paste is filled in the internal space S of the ceramic green sheet laminate. Thereby, the internal space S is filled with the burned-out member, and the ceramic green sheet laminate is held by the burned-out member. Therefore, the ceramic green sheet laminate is deformed by handling or the like, and the shape of the internal space S is predetermined. It can be suppressed that the shape greatly differs. For example, when the ceramic green sheet for the insulating substrate 2, the ceramic green sheet for the spacer 3, and the ceramic green sheet for the diaphragm 4 are laminated by applying pressure, the ceramic green sheet for the diaphragm 4 has an internal space. Since it is held by the burned-out member filled with S, it is possible to suppress the deformation of the flexible region 4a of the ceramic green sheet of the diaphragm 4 due to the pressure during lamination. In addition, after the ceramic green sheet laminate for the insulating structure 1 is formed, the flexible region 4a of the ceramic green sheet for the diaphragm 4 is held by the burned-out member filled in the internal space S. Thus, deformation can be suppressed. When these burned-out members are baked, the pyrolyzed gas can be discharged well from the gap 7, so that the diaphragm 4 is prevented from being deformed by the gas generated when pyrolyzed. it can. Therefore, the shape of the internal space S of the insulating structure 1 can be improved, the distance between the upper electrode 6 and the lower electrode 5 can be formed with higher accuracy, and the external pressure can be detected with high sensitivity. It can be set as the package for pressure sensors.

なお、焼失部材は、絶縁構造体１用のセラミックグリーンシート積層体の内部空間Ｓ以外の領域、すなわち空隙部７にも充填しておいても構わない。この場合においても、上記内部空間Ｓの場合と同様の効果を得ることができる。   The burnout member may be filled in a region other than the internal space S of the ceramic green sheet laminate for the insulating structure 1, that is, in the gap 7. Even in this case, the same effect as in the case of the internal space S can be obtained.

また、ダイアフラム４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種或いは複数種の金属の酸化物（金属酸化物）を含んでなり、スペーサ３用のセラミックグリーンシートに含まれる金属酸化物の重量比（０を含む）よりも、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前記金属酸化物の重量比のほうを高くなしていることが好ましい。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、金属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。   The ceramic green sheet for the diaphragm 4 includes one or more kinds of metal oxides (metal oxides) selected from Si, Ca, Mg, and Ti, and is included in the ceramic green sheet for the spacer 3. The weight ratio of the metal oxide contained in the ceramic green sheet for the diaphragm 4 is preferably higher than the weight ratio (including 0) of the metal oxide. When the ceramic green sheet laminate is fired, the ceramic green sheet for the diaphragm containing more metal oxide components starts to contract before the ceramic green sheet for the spacer. Accordingly, the ceramic green sheet for the diaphragm can be fired while the ceramic green sheet for the spacer is pulled. Thereby, the ceramic green sheet for the spacer was fired in a state in which the ceramic green sheet for the diaphragm was pressed, as in the case where the ceramic green sheet for the spacer contracted before the ceramic green sheet for the diaphragm. As a result, it is possible to suppress the diaphragm from being baked in a curved shape. Alternatively, the degree of bending can be reduced. Therefore, the shape of the internal space S of the insulating structure 1 can be improved, the distance between the upper electrode 6 and the lower electrode 5 can be formed with higher accuracy, and the external pressure can be detected with high sensitivity. It can be set as the package for pressure sensors.

例えば、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であれば、スペーサ３用のセラミックグリーンシートおよびダイアフラム４用のセラミックグリーンシートは、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、これをドクターブレード法によりシート状に成形することにより形成される。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種或いは複数種の金属の酸化物（金属酸化物）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金属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。 For example, when the insulating structure 1 is made of an aluminum oxide sintered body, the ceramic green sheet for the spacer 3 and the ceramic green sheet for the diaphragm 4 are made of aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, calcium oxide, or the like. An appropriate organic binder, a solvent, a plasticizer, and a dispersant are added to and mixed with the ceramic raw material powder to form a slurry, which is then formed into a sheet by the doctor blade method. At this time, the weight ratio of one or more kinds of metal oxides (metal oxides) selected from Si, Ca, Mg, Ti added to the ceramic green sheet for the diaphragm 4 (definition and calculation method is as described above. ) May be added so as to be higher than the weight ratio of the metal oxide of the ceramic green sheet for the spacer 3. When the insulating structure 1 is made of an aluminum oxide sintered body, the SiO 2 contained in the ceramic green sheet for the diaphragm 4 may be 2 to 35 by weight ratio. Further, the SiO 2 contained in the ceramic green sheet for the spacer 3 may be 1 to 15 by weight ratio.

また、ダイアフラム４の上面に枠体１３を設ける場合、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金属酸化物の重量比が、枠体１３用のセラミックグリーンシートに含まれる金属酸化物の重量比よりも高いことが好ましい。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。   When the frame 13 is provided on the upper surface of the diaphragm 4, the weight ratio of the metal oxide contained in the ceramic green sheet for the diaphragm 4 is greater than the weight ratio of the metal oxide contained in the ceramic green sheet for the frame 13. Is preferably high. In this case, a ceramic green sheet similar to the ceramic green sheet for the spacer 3 is used as the ceramic green sheet for the frame 13. The ceramic green sheet for the insulating substrate 2 is a ceramic green sheet similar to the ceramic green sheet for the spacer 3.

本発明の圧力センサは、本発明の圧力センサ用パッケージあるいは本発明の製造方法により得られた圧力センサ用パッケージと、圧力センサ用パッケージの空隙部７に封入された封止材Ｓと、圧力センサ用パッケージに搭載された電子部品１０とを備えている。これにより、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とすることができる。   The pressure sensor of the present invention includes a pressure sensor package of the present invention or a pressure sensor package obtained by the manufacturing method of the present invention, a sealing material S enclosed in a gap 7 of the pressure sensor package, and a pressure sensor. And an electronic component 10 mounted in a package for use. Thereby, it can be set as the pressure sensor which can detect an external pressure with sufficient sensitivity.

なお、電子部品１０には、上部電極６と下部電極５とにより形成された静電容量が配線導体８ａ，８ｂを介して伝達される。そして、これを電子部品１０により演算処理することにより、外部の圧力の大きさを知ることができる。   Note that the electrostatic capacitance formed by the upper electrode 6 and the lower electrode 5 is transmitted to the electronic component 10 via the wiring conductors 8a and 8b. And the magnitude | size of an external pressure can be known by computing this with the electronic component 10. FIG.

電子部品１０の搭載は、電子部品１０がフリップチップ型である場合には、はんだバンプや金バンプ、または導電性樹脂（異方性導電樹脂等）を介して、電子部品１０の電極と配線導体８とを電気的に接続することにより行なわれ、また、電子部品１０がワイヤボンディング型である場合には、ガラス、樹脂、ろう材等の接合材により固定した後、ボンディングワイヤを介して電子部品１０の電極と配線導体８とを電気的に接続することにより行なわれる。また、圧力センサ用パッケージには、上述の演算処理用の電子部品１０以外にも、必要に応じて加速度センサ等の電子部品１０を搭載しても構わない。   When the electronic component 10 is a flip chip type, the electrodes and wiring conductors of the electronic component 10 are connected via solder bumps, gold bumps, or conductive resin (anisotropic conductive resin, etc.). When the electronic component 10 is a wire bonding type, the electronic component 10 is fixed by a bonding material such as glass, resin, brazing material, etc., and then the electronic component is connected via a bonding wire. This is performed by electrically connecting the ten electrodes and the wiring conductor 8. Further, the pressure sensor package may be equipped with an electronic component 10 such as an acceleration sensor, if necessary, in addition to the arithmetic processing electronic component 10 described above.

そして、電子部品１０は、封止はエポキシ樹脂等の封止樹脂により電子部品を覆うことにより行なったり、電子部品を覆うようにして載置した樹脂や金属、セラミックス等からなる蓋体をガラス、樹脂、ろう材等の接着剤により圧力センサ用パッケージに取着することにより封止される。   The electronic component 10 is sealed by covering the electronic component with a sealing resin such as an epoxy resin, or a lid made of resin, metal, ceramics or the like placed so as to cover the electronic component is made of glass, It is sealed by being attached to the pressure sensor package with an adhesive such as resin or brazing material.

なお、本発明は、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、上述において、絶縁基体２は、下側に電子部品１０を収容するための凹部１ａを備えているが、絶縁基体２は平板状であっても構わない。また、本発明における圧力センサ用パッケージは、空隙部７を封止することにより、内部空間Ｓを気密にしているが、この空隙部７を覆うようにして載置した樹脂や金属、セラミックス等からなる蓋体をガラス、樹脂、ろう材等の接着剤により取着して封止することにより内部空間Ｓを気密にしても構わない。また、絶縁基体２、スペーサ３、ダイアフラム４、枠体１３は、それぞれ複数枚のセラミックグリーンシートからなるものであってもよく、これらのセラミックグリーンシートは、必要に応じて積層加工等の加工が施されていてもよい。   The present invention can be variously modified without departing from the gist of the present invention. For example, in the above description, the insulating base 2 includes the concave portion 1a for accommodating the electronic component 10 on the lower side, but the insulating base 2 may be flat. In the pressure sensor package according to the present invention, the internal space S is hermetically sealed by sealing the gap 7, but the resin, metal, ceramics, or the like placed so as to cover the gap 7 is used. The inner space S may be made airtight by attaching and sealing the resulting lid with an adhesive such as glass, resin, or brazing material. Further, the insulating base 2, the spacer 3, the diaphragm 4, and the frame 13 may each be composed of a plurality of ceramic green sheets, and these ceramic green sheets may be subjected to processing such as lamination processing as necessary. It may be given.

１・・・絶縁構造体
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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Insulating structure 2 ... Insulating base | substrate 3 ... Spacer 4 ... Diaphragm 4a ... Flexible area 5 ... Lower electrode 6 ... Upper electrode 7 ... Gap part 8 ... Wiring conductor 9 ... Sealing material 10 ... Electronic component 11 ... Conductive bonding material 12 ... Sealing resin S ... Internal space

Claims (2)

ダイアフラムと、絶縁基体と、これらの間に設けられ、貫通穴が形成されたスペーサとを有し、前記ダイアフラムにおける、前記スペーサの内側の前記貫通穴と重なる部分が可撓領域であり、前記ダイアフラムと前記絶縁基体と前記スペーサとに囲まれた内部空間を有する絶縁構造体と、
前記内部空間の互いに上下方向に対向する内壁面の上側に設けられた上側電極及び下側に設けられた下側電極とを備え、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前記可撓領域を有する圧力センサ用パッケージであって、
上側または下側からの平面視において前記絶縁構造体の前記内部空間の周囲の領域には、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、該空隙部の下側に凹み部が設けられていることを特徴とする圧力センサ用パッケージ。 A diaphragm, an insulating base, and a spacer provided between the diaphragm and a through hole; a portion of the diaphragm that overlaps the through hole inside the spacer is a flexible region; and the diaphragm And an insulating structure having an internal space surrounded by the insulating base and the spacer ,
And a lower electrode provided on the upper electrode and lower provided on the upper side of the inner wall facing each other in the vertical direction of the inner space, at least one of the upper or lower side of the inner wall surface, from the outside a package pressure sensor having a flexible region that flexible when pressure is applied,
In the region around the inner space of the insulating structure in a plan view from above or below, the gap extending from the inner space to the outer surface of the insulating structure is formed, under the airspace A package for a pressure sensor , wherein a recess is provided on the side . 前記空隙部が封止材によって封止さ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。   The pressure sensor package according to claim 1, wherein the gap is sealed with a sealing material.
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