JP5597484B2

JP5597484B2 - Pressure detection component and pressure detection device

Info

Publication number: JP5597484B2
Application number: JP2010190476A
Authority: JP
Inventors: 清茂宮脇
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2010-08-27
Filing date: 2010-08-27
Publication date: 2014-10-01
Anticipated expiration: 2030-08-27
Also published as: JP2012047617A

Description

本発明は、圧力検出用部品およびこれを用いた圧力検出用装置に関するものである。 The present invention relates to a pressure detection component and a pressure detection device using the same.

圧力を検出するための圧力検出用部品として、静電容量型の圧力検出用部品が知られている。静電容量型の圧力検出用部品としては、例えば、特許文献１に記載の圧力センサ（圧力検出用部品）が挙げられる。 As a pressure detection component for detecting pressure, a capacitance type pressure detection component is known. Examples of the capacitance type pressure detection component include the pressure sensor (pressure detection component) described in Patent Document 1.

特許文献１に記載の圧力検出用部品は、基板（絶縁基体）およびダイヤフラムの互いに対向するそれぞれの表面に電極が形成されており、ダイヤフラムの歪みによる電極間の静電容量の変化を測定することで、ダイヤフラムにかかる圧力の大きさを検知する。 In the pressure detection component described in Patent Document 1, electrodes are formed on the surfaces of the substrate (insulating base) and the diaphragm facing each other, and the change in capacitance between the electrodes due to the distortion of the diaphragm is measured. Thus, the pressure applied to the diaphragm is detected.

特開平１−１６９３０号公報JP-A-1-16930

しかしながら、特許文献１に記載の圧力検出用部品は、絶縁基体とダイヤフラムとの間にガラススペーサ（枠状部）が設けられており、絶縁基体およびダイヤフラムのそれぞれに電極が形成されていることから、枠状部の厚みが電極間距離に大きな影響を与えていた。そのため、枠状部の厚みに高い寸法精度が求められていた。 However, the pressure detection component described in Patent Document 1 is provided with a glass spacer (frame-like portion) between the insulating base and the diaphragm, and electrodes are formed on each of the insulating base and the diaphragm. The thickness of the frame-shaped part has a great influence on the distance between the electrodes. Therefore, high dimensional accuracy is required for the thickness of the frame-like portion.

本発明の一つの態様に基づく圧力検出用部品は、絶縁基体と、絶縁基体上に設けられた枠状部と、絶縁基体との間に密閉空間を形成するように枠状部上に設けられたダイヤフラムと、ダイヤフラムの絶縁基体と対向する側の面に相互に離間させて設けられた、静電容量形成用の第１の電極パターンおよび第２の電極パターンとを備えている。さらに、第１の電極パターンに端面の部位が取り付けられた第１の電極板および第２の電極パターンに端面の部位が取り付けられた第２の電極板とを備え、第１の電極板および第２の電極板は、主面同士が互いに対向するように間隔をあけて取り付けられているとともに、第１の電極板および第２の電極板は、いずれもダイヤフラムの下面に対して傾斜させて取り付けられている。
また、本発明の一つの態様に基づく圧力検出用部品は、絶縁基体と、絶縁基体上に設けられた枠状部と、絶縁基体との間に密閉空間を形成するように枠状部上に設けられたダイヤフラムと、ダイヤフラムの絶縁基体と対向する側の面に相互に離間させて設けられた、静電容量形成用の第１の電極パターンおよび第２の電極パターンと、第１の電極パターンに端面の部位が取り付けられた第１の電極板および第２の電極パターンに端面の部位が取り付けられた第２の電極板とを備え、第１の電極板および第２の電極板は、主面同士が互いに対向するように間隔をあけて取り付けられているとともに、第１の電極板および第２の電極板は、ダイヤフラムの下面に対して平行な断面で見たときに、いずれも第１の電極パターンおよび第２の電極パターンとの接合部において断面積が最小となっている。 A pressure detection component according to an aspect of the present invention is provided on a frame-like portion so as to form a sealed space between the insulating base, a frame-like portion provided on the insulating base, and the insulating base. And a first electrode pattern and a second electrode pattern for forming a capacitance, which are provided on the surface of the diaphragm facing the insulating base and spaced apart from each other. A first electrode plate having an end surface portion attached to the first electrode pattern; and a second electrode plate having an end surface portion attached to the second electrode pattern. The two electrode plates are attached at an interval so that the main surfaces are opposed to each other, and the first electrode plate and the second electrode plate are both inclined with respect to the lower surface of the diaphragm. It has been .
In addition, the pressure detection component according to one aspect of the present invention is provided on the frame-shaped portion so as to form a sealed space between the insulating base, the frame-shaped portion provided on the insulating base, and the insulating base. A first electrode pattern and a second electrode pattern for forming a capacitance, and a first electrode pattern, which are provided to be separated from each other on a surface of the diaphragm facing the insulating base. A first electrode plate having an end face portion attached to the second electrode plate and a second electrode plate having an end face portion attached to the second electrode pattern. The first electrode plate and the second electrode plate are The first electrode plate and the second electrode plate are mounted so as to face each other with a space therebetween, and the first electrode plate and the second electrode plate are both first when viewed in a cross section parallel to the lower surface of the diaphragm. Electrode pattern and second electrode pattern Sectional area is the smallest at the junction of the down.

本発明の一つの態様に基づく圧力検出用部品によれば、静電容量形成用の第１の電極パターンおよび第２の電極パターンがダイヤフラムの絶縁基体と対向する側の面に設けられている。第１の電極パターンおよび第２の電極パターンとの間には静電容量が形成される。ダイヤフラムが外部から圧力を受けたときに、その応力に応じてダイヤフラムが撓んで、第１の電極パターンと第２の電極パターンとの間隔が変化する。この静電容量の変化を測定することによって外部の圧力の大きさを検知することができる。これにより、絶縁基体およびダイヤフラムのそれぞれに電極パターンが設けられている場合と比較して、枠状部の厚さの電極間の距離に与える影響が低減されている。このため、圧力検出用部品は、枠状部の厚みに必要な寸法精度が低減されている。 According to the pressure detection component according to one aspect of the present invention, the first electrode pattern and the second electrode pattern for forming a capacitance are provided on the surface of the diaphragm facing the insulating substrate. A capacitance is formed between the first electrode pattern and the second electrode pattern. When the diaphragm receives pressure from the outside, the diaphragm bends according to the stress, and the distance between the first electrode pattern and the second electrode pattern changes. By measuring this change in capacitance, the magnitude of the external pressure can be detected. Thereby, the influence which it has on the distance between electrodes of the thickness of a frame-shaped part is reduced compared with the case where the electrode pattern is provided in each of an insulation base | substrate and a diaphragm. For this reason, the pressure detection component has reduced dimensional accuracy required for the thickness of the frame-like portion.

本発明の第１の実施形態の例の圧力検出用部品およびこれを用いた圧力検出用装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the part for pressure detection of the example of the 1st Embodiment of this invention, and the apparatus for pressure detection using the same. 図１に示す圧力検出用部品のダイヤフラムの下面図である。It is a bottom view of the diaphragm of the pressure detection component shown in FIG. 図１に示す圧力検出用部品のダイヤフラムの変形例を示す下面図である。It is a bottom view which shows the modification of the diaphragm of the components for pressure detection shown in FIG. 本発明の第２の実施形態の例の圧力検出用部品およびこれを用いた圧力検出用装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the part for pressure detection of the example of the 2nd Embodiment of this invention, and the apparatus for pressure detection using the same. 図４に示す圧力検出用部品のダイヤフラムの下面側から見た斜視図である。It is the perspective view seen from the lower surface side of the diaphragm of the pressure detection component shown in FIG. 図４に示す圧力検出用部品のダイヤフラムの変形例を下面側から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the modification of the diaphragm of the components for pressure detection shown in FIG. 4 from the lower surface side. 図４に示す圧力検出用部品のダイヤフラムの変形例を下面側から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the modification of the diaphragm of the components for pressure detection shown in FIG. 4 from the lower surface side. 本発明の第３の実施形態の例の圧力検出用部品のダイヤフラムを第１の電極板の主面に垂直な断面で見た断面図である。It is sectional drawing which looked at the diaphragm of the part for pressure detection of the example of the 3rd Embodiment of this invention in the cross section perpendicular | vertical to the main surface of a 1st electrode plate. 本発明の第４の実施形態の例の圧力検出用部品およびこれを用いた圧力検出用装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the part for pressure detection of the example of the 4th Embodiment of this invention, and the apparatus for pressure detection using the same.

以下、本発明のいくつかの実施形態の例について図面を参照して説明する。 Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１〜３に示すように、本発明の第１の実施形態の例の圧力検出用部品１０は、絶縁基体１と、絶縁基体１の上面に設けられた枠状部２と、絶縁基体１との間に密閉空間１３を形成するように枠状部２上に設けられたダイヤフラム３と、ダイヤフラム３の絶縁基体１と対向する側の面に相互に離間させて設けられた、静電容量形成用の第１の電極パターン４１および第２の電極パターン４２とを備えている。第１の電極パターン４１と第２の電極パターン４２との間には静電容量が形成される。ダイヤフラム３が外部から圧力を受けたときに、その圧力に応じてダイヤフラム３が撓んで、第１の電極パターン４１と第２の電極パターン４２との間隔が変化する。これにより、第１の電極パターン４１と第２の電極パターン４２との間の静電容量が変化する。この静電容量の変化を測定し、演算を行なうことによって外部の圧力の大きさを求めることができる。なお、圧力の大きさを求めるための演算は、絶縁基体１の下面の凹部１６に半導体素子６を設け、この半導体素子６を用いて行なうことができる。また、圧力検出用部品１０の外部に別途装置を設け、この装置を用いて演算を行なうこともできる。 As shown in FIGS. 1 to 3, the pressure detection component 10 of the example of the first embodiment of the present invention includes an insulating base 1, a frame-like portion 2 provided on the upper surface of the insulating base 1, and the insulating base 1. Between the diaphragm 3 provided on the frame-like portion 2 so as to form a sealed space 13 and the surface of the diaphragm 3 on the side facing the insulating base 1 and spaced apart from each other. A first electrode pattern 41 and a second electrode pattern 42 for formation are provided. A capacitance is formed between the first electrode pattern 41 and the second electrode pattern 42. When the diaphragm 3 receives pressure from the outside, the diaphragm 3 bends according to the pressure, and the interval between the first electrode pattern 41 and the second electrode pattern 42 changes. Thereby, the electrostatic capacitance between the 1st electrode pattern 41 and the 2nd electrode pattern 42 changes. The magnitude of the external pressure can be determined by measuring this change in capacitance and performing an operation. The calculation for obtaining the magnitude of the pressure can be performed using the semiconductor element 6 provided in the recess 16 on the lower surface of the insulating substrate 1. In addition, a separate device may be provided outside the pressure detection component 10 and calculation may be performed using this device.

本発明の第１の実施形態の例の圧力検出用部品１０は、静電容量形成用の第１の電極パターン４１および第２の電極パターン４２がダイヤフラム３の絶縁基体１と対向する側の面に設けられている。これにより、絶縁基体１とダイヤフラム３のそれぞれに電極パターンが設けられている場合と比較して、枠状部２の厚みの電極間の距離に与える影響が低減されている。このため、圧力検出用部品１０は、枠状部２の厚みに必要な寸法精度が低減されている。 The pressure detection component 10 of the example of the first embodiment of the present invention is a surface on the side where the first electrode pattern 41 and the second electrode pattern 42 for forming a capacitance face the insulating substrate 1 of the diaphragm 3. Is provided. Thereby, compared with the case where the electrode pattern is provided in each of the insulation base | substrate 1 and the diaphragm 3, the influence which it has on the distance between electrodes of the thickness of the frame-shaped part 2 is reduced. For this reason, the pressure detection component 10 has reduced dimensional accuracy required for the thickness of the frame-like portion 2.

第１の実施形態の例の圧力検出用部品１０における絶縁基体１は、平面視したときの形状が円形状である。また、絶縁基体１の下面側には半導体素子６を収納するための凹部１６が形成されている。このように、平面視したときに絶縁基体１の形状が円形状であることから、ダイヤフラム３に外部の圧力が加わった際に枠状部２を経由して絶縁基体１に伝わる力が偏ることを抑制することができる。その結果、絶縁基体１に部分的に大きな変形が生じる可能性を低減することができるので、圧力検出用部品１０の信頼性を向上させることができる。なお、本例においては、絶縁基体１は平面視したときの形状が円形状であるが、特にこれに限られるものではなく、四角形状、楕円形状、または多角形状であってもよい。 The insulating substrate 1 in the pressure detection component 10 of the example of the first embodiment has a circular shape when viewed in plan. Further, a recess 16 for accommodating the semiconductor element 6 is formed on the lower surface side of the insulating base 1. Thus, since the shape of the insulating base 1 is circular when viewed in plan, the force transmitted to the insulating base 1 via the frame-like portion 2 is biased when external pressure is applied to the diaphragm 3. Can be suppressed. As a result, it is possible to reduce the possibility that a large deformation occurs partially in the insulating base 1, so that the reliability of the pressure detection component 10 can be improved. In this example, the insulating substrate 1 has a circular shape when seen in a plan view, but is not particularly limited thereto, and may be a rectangular shape, an elliptical shape, or a polygonal shape.

第１の実施形態の例の圧力検出用部品１０における絶縁基体１としては、酸化アルミニウム質焼結体（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化アルミニウム質焼結体（ＡｌＮ）、ムライト質焼結体（３Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２）、炭化珪素質焼結体（ＳｉＣ）、窒化珪素質焼結体（Ｓｉ_３Ｎ_４）またはガラスセラミックス等の絶縁材料を用いることができる。 As the insulating substrate 1 in the pressure detection component 10 of the example of the first embodiment, an aluminum oxide sintered body (Al ₂ O ₃ ), an aluminum nitride sintered body (AlN), a mullite sintered body (3Al ₂ O ₃ · 2SiO ₂ ), a silicon carbide sintered body (SiC), a silicon nitride sintered body (Si ₃ N ₄ ), or an insulating material such as glass ceramics can be used.

また、絶縁基体１の上面の外周部であって枠状部２が設けられる領域には、第１の金属
層８１が設けられている。第１の金属層８１が設けられることによって、絶縁基体１と絶縁基体１の上面に設けられる枠状部２とをろう付けする場合に、相互の接合性を向上させることができる。第１の金属層８１としては、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）または銀（Ａｇ）等を用いることができる。 In addition, a first metal layer 81 is provided in a region on the outer peripheral portion of the upper surface of the insulating substrate 1 where the frame-like portion 2 is provided. By providing the first metal layer 81, the mutual bondability can be improved when the insulating base 1 and the frame-like portion 2 provided on the upper surface of the insulating base 1 are brazed. As the first metal layer 81, tungsten (W), molybdenum (Mo), copper (Cu), silver (Ag), or the like can be used.

第１の実施形態の例の圧力検出用部品１０における枠状部２は、絶縁基体１の上面に設けられている。このように、枠状部２が設けられていることによって、絶縁基体１とダイヤフラム３との間に所定の間隔を確保することができる。これにより、ダイヤフラム３に外部の圧力が加わったときに、ダイヤフラム３を撓ませることができる。 The frame-like portion 2 in the pressure detection component 10 of the example of the first embodiment is provided on the upper surface of the insulating substrate 1. Thus, by providing the frame-like part 2, a predetermined interval can be secured between the insulating base 1 and the diaphragm 3. Accordingly, the diaphragm 3 can be bent when an external pressure is applied to the diaphragm 3.

また、第１の実施形態の例の圧力検出用部品１０は、枠状部２の厚みの電極間の距離に与える影響が低減されていることにより、従来の圧力検出用部品と比較して、枠上部２の厚みを大きくすることができる。これにより、ダイヤフラム３を大きく撓ませることができるようになるため、圧力検出用部品１０は、外部から加わる圧力の検出範囲が拡大されている。 Further, the pressure detection component 10 of the example of the first embodiment has a reduced influence on the distance between the electrodes of the thickness of the frame-like portion 2, so that compared with the conventional pressure detection component, The thickness of the frame upper part 2 can be increased. Thereby, since the diaphragm 3 can be largely bent, the detection range of the pressure applied from the outside of the pressure detection component 10 is expanded.

第１の実施形態の例の圧力検出用部品１０における枠状部２は、枠状部２の内周が円形状である。このように、平面視したときに枠状部２の内周が円形状であることから、ダイヤフラム３に外部の圧力が加わった際に枠状部２に伝わる力を分散させて絶縁基体１に伝えることができる。その結果、絶縁基体１に部分的に大きな変形が生じる可能性を低減することができるので、圧力検出用部品１０の信頼性を向上させることができる。なお、第１の実施形態の例の圧力検出用部品１０においては、枠状部２の内周が円形状であるが、特にこれに限られるものではなく、四角形状、楕円形状、または多角形状であってもよい。 As for the frame-shaped part 2 in the pressure detection component 10 of the example of the first embodiment, the inner periphery of the frame-shaped part 2 is circular. As described above, since the inner periphery of the frame-like portion 2 is circular when viewed in a plan view, the force transmitted to the frame-like portion 2 when an external pressure is applied to the diaphragm 3 is dispersed to the insulating substrate 1. I can tell you. As a result, it is possible to reduce the possibility that a large deformation occurs partially in the insulating base 1, so that the reliability of the pressure detection component 10 can be improved. In addition, in the pressure detection component 10 of the example of the first embodiment, the inner periphery of the frame-like portion 2 is circular, but is not particularly limited thereto, and is not limited to this, but is rectangular, elliptical, or polygonal. It may be.

枠状部２は、絶縁材料によって形成される。具体的には、酸化アルミニウム質焼結体（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化アルミニウム質焼結体（ＡｌＮ）、ムライト質焼結体（３Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２）、炭化珪素質焼結体（ＳｉＣ）、窒化珪素質焼結体（Ｓｉ_３Ｎ_４）またはガラスセラミックス等の絶縁材料を用いることができる。さらに、枠状部２は、絶縁基体１と同じ材料を用いて形成されることが好ましい。これにより枠状部２と絶縁基体１との熱膨張率差を低減することができ、圧力検出用部品１０の信頼性を向上させることができるからである。 The frame-like part 2 is formed of an insulating material. Specifically, an aluminum oxide sintered body (Al ₂ O ₃ ), an aluminum nitride sintered body (AlN), a mullite sintered body (3Al ₂ O ₃ · 2SiO ₂ ), a silicon carbide sintered body ( An insulating material such as SiC), a silicon nitride sintered body (Si ₃ N ₄ ), or glass ceramics can be used. Furthermore, the frame-like portion 2 is preferably formed using the same material as the insulating base 1. This is because the difference in coefficient of thermal expansion between the frame-like portion 2 and the insulating base 1 can be reduced, and the reliability of the pressure detection component 10 can be improved.

また、枠状部２の下面には第２の金属層８２が、上面には第３の金属層８３が、それぞれ設けられている。これらの第２の金属層８２および第３の金属層８３が設けられることによって、枠状部２と絶縁基体１との接合性および枠状部２と枠状部２の上に設けられるダイヤフラム３とをろう付けする場合に、相互の接合性を向上させることができる。第２の金属層８２および第３の金属層８３としては、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）および銀（Ａｇ）等を用いることができる。 Further, a second metal layer 82 is provided on the lower surface of the frame-like portion 2, and a third metal layer 83 is provided on the upper surface. By providing the second metal layer 82 and the third metal layer 83, the bonding property between the frame-like portion 2 and the insulating base 1 and the diaphragm 3 provided on the frame-like portion 2 and the frame-like portion 2 are provided. When brazing to each other, the mutual bondability can be improved. As the second metal layer 82 and the third metal layer 83, for example, tungsten (W), molybdenum (Mo), copper (Cu), silver (Ag), or the like can be used.

枠状部２は第１の金属層８１および第２の金属層８２を介してろう材等によって絶縁基体１に接合されている。ろう材としては、例えば銀ろうを用いることができる。 The frame-like portion 2 is joined to the insulating substrate 1 with a brazing material or the like via the first metal layer 81 and the second metal layer 82. As the brazing material, for example, silver brazing can be used.

第１の実施形態の例の圧力検出用部品１０におけるダイヤフラム３は、絶縁基体１との間に密閉空間１３を形成するように枠状部２の上に設けられている。 The diaphragm 3 in the pressure detecting component 10 of the example of the first embodiment is provided on the frame-like portion 2 so as to form a sealed space 13 between the insulating base 1 and the diaphragm 3.

ダイヤフラム３は、平面視したときの形状が円形状である。これにより、外部から圧力を受けたときにダイヤフラム３に生じる応力のばらつきを小さくすることができる。そのため、圧力検出用部品１０の感度を向上させることができる。なお、第１の実施形態の例の圧力検出用部品１０においては、ダイヤフラム３は円形状であるが、特にこれに限られ
るものではなく、四角形状、楕円形状、または多角形状であってもよい。 The diaphragm 3 has a circular shape when viewed in plan. Thereby, the dispersion | variation in the stress which arises in the diaphragm 3 when receiving a pressure from the outside can be made small. Therefore, the sensitivity of the pressure detection component 10 can be improved. In the pressure detection component 10 of the example of the first embodiment, the diaphragm 3 has a circular shape. However, the diaphragm 3 is not particularly limited thereto, and may be a quadrangular shape, an elliptical shape, or a polygonal shape. .

ダイヤフラム３は、絶縁材料によって形成される。具体的には、酸化アルミニウム質焼結体（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化アルミニウム質焼結体（ＡｌＮ）、ムライト質焼結体（３Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２）、炭化珪素質焼結体（ＳｉＣ）、窒化珪素質焼結体（Ｓｉ_３Ｎ_４）またはガラスセラミックス等の絶縁材料を用いることができる。さらに、ダイヤフラム３は、枠状部２と同じ材料を用いて形成されることが好ましい。これによりダイヤフラム３と枠状部２との熱膨張率差を低減することができ、圧力検出用部品１０の信頼性を向上させることができるからである。 The diaphragm 3 is formed of an insulating material. Specifically, an aluminum oxide sintered body (Al ₂ O ₃ ), an aluminum nitride sintered body (AlN), a mullite sintered body (3Al ₂ O ₃ · 2SiO ₂ ), a silicon carbide sintered body ( An insulating material such as SiC), a silicon nitride sintered body (Si ₃ N ₄ ), or glass ceramics can be used. Furthermore, the diaphragm 3 is preferably formed using the same material as that of the frame-like portion 2. This is because the difference in thermal expansion coefficient between the diaphragm 3 and the frame-like portion 2 can be reduced, and the reliability of the pressure detection component 10 can be improved.

また、ダイヤフラム３の下面の外周部には、第４の金属層８４が設けられている。このような第４の金属層８４が設けられることによって、ダイヤフラム３と枠状部２とをろう付けする場合に、相互の接合性が向上されている。第４の金属層８４としては、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）または銀（Ａｇ）等を用いることができる。 A fourth metal layer 84 is provided on the outer peripheral portion of the lower surface of the diaphragm 3. By providing the fourth metal layer 84 as described above, when the diaphragm 3 and the frame-like portion 2 are brazed, the mutual bondability is improved. As the fourth metal layer 84, tungsten (W), molybdenum (Mo), copper (Cu), silver (Ag), or the like can be used.

ダイヤフラム３は第４の金属層８４を介してろう材等によって枠状部２に接合されている。ろう材としては、例えば銀ろうを用いることができる。 The diaphragm 3 is joined to the frame-like portion 2 with a brazing material or the like through the fourth metal layer 84. As the brazing material, for example, silver brazing can be used.

このように、ダイヤフラム３と絶縁基体１とによる密閉空間１３の形成は、絶縁基体１と枠状部２および枠状部２とダイヤフラム３をろう材によって接合することにより行うことができる。これにより、後述する第１の電極パターン４１および第２の電極パターン４２の外気による変質を抑制することができる。その結果、圧力検出用部品１０の信頼性を向上させることができる。なお、密閉空間１３の内部には、不活性気体を充填することができる。不活性気体としては、窒素（Ｎ_２）またはアルゴン（Ａｒ）等を用いることができる。これにより、第１の電極パターン４１および第２の電極パターン４２の変質をさらに抑制することができる。 Thus, the formation of the sealed space 13 by the diaphragm 3 and the insulating base 1 can be performed by joining the insulating base 1 and the frame-like part 2 and the frame-like part 2 and the diaphragm 3 with the brazing material. Thereby, the deterioration by the external air of the 1st electrode pattern 41 and the 2nd electrode pattern 42 which are mentioned later can be suppressed. As a result, the reliability of the pressure detection component 10 can be improved. The sealed space 13 can be filled with an inert gas. As the inert gas, nitrogen (N ₂ ), argon (Ar), or the like can be used. Thereby, alteration of the first electrode pattern 41 and the second electrode pattern 42 can be further suppressed.

第１の実施形態の例の圧力検出用部品１０における第１の電極パターン４１および第２の電極パターン４２は、ダイヤフラム３の絶縁基体１と対向する側の面に相互に離間されて設けられている。第１の電極パターン４１と第２の電極パターン４２との間には静電容量が形成される。ダイヤフラム３が外部から圧力を受けたときに、その圧力に応じてダイヤフラム３が撓んで、第１の電極パターン４１と第２の電極パターン４２との間隔が変化する。これにより、第１の電極パターン４１と第２の電極パターン４２との間の静電容量が変化する。この静電容量の変化を測定し、演算を行なうことによって外部の圧力の大きさを求めることができる。なお、圧力の大きさを求めるための演算は、絶縁基体１の下面の凹部１６に半導体素子６を設け、この半導体素子６を用いて行なうことができる。また、圧力検出用部品１０の外部に別途装置を設け、この装置を用いて演算を行なうこともできる。 The first electrode pattern 41 and the second electrode pattern 42 in the pressure detection component 10 of the example of the first embodiment are provided to be separated from each other on the surface of the diaphragm 3 facing the insulating base 1. Yes. A capacitance is formed between the first electrode pattern 41 and the second electrode pattern 42. When the diaphragm 3 receives pressure from the outside, the diaphragm 3 bends according to the pressure, and the interval between the first electrode pattern 41 and the second electrode pattern 42 changes. Thereby, the electrostatic capacitance between the 1st electrode pattern 41 and the 2nd electrode pattern 42 changes. The magnitude of the external pressure can be determined by measuring this change in capacitance and performing an operation. The calculation for obtaining the magnitude of the pressure can be performed using the semiconductor element 6 provided in the recess 16 on the lower surface of the insulating substrate 1. In addition, a separate device may be provided outside the pressure detection component 10 and calculation may be performed using this device.

そして、第１の電極パターン４１および第２の電極パターン４２がダイヤフラム３の絶縁基体１と対向する側の面に設けられていることにより、絶縁基体１およびダイヤフラム３のそれぞれに電極パターンが設けられている場合と比較して、電極パターン間の距離の調整を容易に行なうことができる。 The first electrode pattern 41 and the second electrode pattern 42 are provided on the surface of the diaphragm 3 on the side facing the insulating substrate 1, whereby the electrode pattern is provided on each of the insulating substrate 1 and the diaphragm 3. The distance between the electrode patterns can be easily adjusted as compared with the case where the electrode patterns are provided.

また、枠状部２とダイヤフラム３とが接する領域において、第１の電極パターン４１は後述する第１の配線導体５１と、第２の電極パターン４２は後述する第２の配線導体５２と、それぞれ電気的に接続されている。なお、第１の電極パターン４１および第２の電極パターン４２は、短絡を防止するために、第４の金属層８４と離間するように設けられている。 Further, in the region where the frame-like portion 2 and the diaphragm 3 are in contact with each other, the first electrode pattern 41 is a first wiring conductor 51 to be described later, and the second electrode pattern 42 is a second wiring conductor 52 to be described later. Electrically connected. The first electrode pattern 41 and the second electrode pattern 42 are provided so as to be separated from the fourth metal layer 84 in order to prevent a short circuit.

第１の電極パターン４１および第２の電極パターン４２としては、導電性の良好な材料を用いることが望ましい。具体的には、導電性の良好な材料として、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）または銀（Ａｇ）等を用いることができる。 As the first electrode pattern 41 and the second electrode pattern 42, it is desirable to use a material having good conductivity. Specifically, tungsten (W), molybdenum (Mo), copper (Cu), silver (Ag), or the like can be used as a material having favorable conductivity.

図２に示すように、第１の実施形態の例の圧力検出用部品１０における第１の電極パターン４１および第２の電極パターン４２のそれぞれは、複数の電極指の端部が共通電極によって接続された櫛状のパターンとなっている。また、第１の電極パターン４１と第２の電極パターン４２は、櫛状のパターンのそれぞれの電極指が交互に並ぶように互いに向かい合わせて配置された、いわゆるＩＤＴ電極の配置となっている。これにより、第１の電極パターン４１と第２の電極パターン４２とが対向している部分の長さを大きく確保することができる。したがって、第１の電極パターン４１と第２の電極パターン４２との間に形成される静電容量を大きくすることができ、圧力検出用部品１０の外部からの圧力に対する感度を向上させることができる。 As shown in FIG. 2, in each of the first electrode pattern 41 and the second electrode pattern 42 in the pressure detection component 10 of the example of the first embodiment, the ends of a plurality of electrode fingers are connected by a common electrode. It has a comb-like pattern. Further, the first electrode pattern 41 and the second electrode pattern 42 are so-called IDT electrode arrangements in which the respective electrode fingers of the comb-like pattern are arranged so as to face each other alternately. Thereby, the length of the part which the 1st electrode pattern 41 and the 2nd electrode pattern 42 have opposed can be ensured large. Accordingly, the capacitance formed between the first electrode pattern 41 and the second electrode pattern 42 can be increased, and the sensitivity to the pressure from the outside of the pressure detection component 10 can be improved. .

図２においては、第１の電極パターン４１および第２の電極パターン４２は、４本の電極指４１０および電極指４２０を備えているが、形成される静電容量を考慮すると５０本以上備えていることが好ましい。 In FIG. 2, the first electrode pattern 41 and the second electrode pattern 42 include four electrode fingers 410 and electrode fingers 420, but 50 or more are provided in consideration of the capacitance to be formed. Preferably it is.

また、図３に示すようにダイヤフラム３の最大振幅部３１を中心として、これを所定の間隔を空けて囲むように第１の電極パターン３４１を設け、この第１の電極パターン３４１を囲むように第２の電極パターン３４２を設けてもよい。このように最大振幅部３１を避けて電極パターンが設けられていることにより、第１の電極パターン３４１および第２の電極パターン３４２を設けることによるダイヤフラムの変形への影響を低減することができる。 Further, as shown in FIG. 3, a first electrode pattern 341 is provided around the maximum amplitude portion 31 of the diaphragm 3 so as to surround the diaphragm 3 with a predetermined interval, and so as to surround the first electrode pattern 341. A second electrode pattern 342 may be provided. Thus, by providing the electrode pattern avoiding the maximum amplitude portion 31, it is possible to reduce the influence on the deformation of the diaphragm due to the provision of the first electrode pattern 341 and the second electrode pattern 342.

なお、ここでいうダイヤフラム３の「最大振幅部」とは、枠状部２の上に設けられた状態のダイヤフラム３に圧力を加えた際に、ダイヤフラム３が最も大きく撓む部分を意味する。一般的なダイヤフラム３における最大振幅部３１は、枠状部２の内周の平面視形状が円形状である場合は、ダイヤフラム３の下面のうち密閉空間１３に面している領域の中央部分である。また、枠状部２の内周の平面視形状が四角形状または正多角形状である場合は、圧力検出用部品１０を平面透視したときに、ダイヤフラム３のうち枠状部２の内周の対角線の交点と重なる部分が最大振幅部３１である。 Here, the “maximum amplitude portion” of the diaphragm 3 means a portion where the diaphragm 3 bends most greatly when pressure is applied to the diaphragm 3 provided on the frame-like portion 2. When the plan view shape of the inner periphery of the frame-like portion 2 is a circular shape, the maximum amplitude portion 31 in the general diaphragm 3 is the central portion of the region facing the sealed space 13 on the lower surface of the diaphragm 3. is there. In addition, when the planar view shape of the inner periphery of the frame-like part 2 is a quadrangular shape or a regular polygonal shape, the diagonal line of the inner periphery of the frame-like part 2 of the diaphragm 3 when the pressure detecting component 10 is seen through the plane. The portion that overlaps the intersection is the maximum amplitude portion 31.

なお、このようにダイヤフラム３の最大振幅部３１を中心として、これを囲むように第１の電極パターン４１を設け、この第１の電極パターン４１を囲むように第２の電極パターン４２を設けるように配置した場合、第１の電極パターン４１と第１の配線導体５１とを接続するための、第３の配線導体５３をダイヤフラム３の内部に形成することが望ましい。これにより、第１の電極パターン４１と第２の電極パターン４２との短絡の可能性を低減しつつ、第１の電極パターン４１と後述する第１の配線導体５１との接続を行なうことができる。 In this way, the first electrode pattern 41 is provided so as to surround the maximum amplitude portion 31 of the diaphragm 3 and the second electrode pattern 42 is provided so as to surround the first electrode pattern 41. In this case, it is desirable that a third wiring conductor 53 for connecting the first electrode pattern 41 and the first wiring conductor 51 is formed inside the diaphragm 3. Thereby, the connection of the 1st electrode pattern 41 and the 1st wiring conductor 51 mentioned later can be performed, reducing the possibility of the short circuit of the 1st electrode pattern 41 and the 2nd electrode pattern 42. FIG. .

第１の実施形態の例の圧力検出用部品１０は、さらに第１の配線導体５１および第２の配線導体５２を備えている。第１の配線導体５１は、第１の電極パターン４１および絶縁基体１の凹部１６に設けられる半導体素子６を電気的に接続するために設けられている。また、第２の配線導体５２は第２の電極パターン４２および半導体素子６を電気的に接続するために設けられている。第１の配線導体５１および第２の配線導体５２は、枠状部２および絶縁基体１の内部に設けられており、枠状部２の上面および絶縁基体１の凹部１６にそれぞれ露出している。なお、短絡を防止するために、第１の配線導体５１および第２の配線導体５２は、それぞれ互いに離間し、さらに第１の金属層８１、第２の金属層８２
および第３の金属層８３と離間するように設けられている。 The pressure detection component 10 of the example of the first embodiment further includes a first wiring conductor 51 and a second wiring conductor 52. The first wiring conductor 51 is provided to electrically connect the first electrode pattern 41 and the semiconductor element 6 provided in the recess 16 of the insulating base 1. The second wiring conductor 52 is provided to electrically connect the second electrode pattern 42 and the semiconductor element 6. The first wiring conductor 51 and the second wiring conductor 52 are provided inside the frame-shaped portion 2 and the insulating base 1 and exposed to the upper surface of the frame-shaped portion 2 and the recess 16 of the insulating base 1, respectively. . In order to prevent a short circuit, the first wiring conductor 51 and the second wiring conductor 52 are separated from each other, and the first metal layer 81 and the second metal layer 82 are further separated.
The third metal layer 83 is provided so as to be separated from the third metal layer 83.

第１の配線導体５１および第２の配線導体５２としては、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）または銀（Ａｇ）等を用いることができる。 As the first wiring conductor 51 and the second wiring conductor 52, tungsten (W), molybdenum (Mo), copper (Cu), silver (Ag), or the like can be used.

第１の実施形態の例の圧力検出用部品１０は、さらに外部配線導体７を備えている。外部配線導体７は、絶縁基体１の凹部１６に設けられる半導体素子６および外部回路（図示せず）の間で電気信号を伝送するために設けられている。外部配線導体７は、一方の端部が凹部１６に露出するように設けられ、他方の端部が絶縁基体１の下面のうち、凹部１６の外側の部位に露出するように設けられている。 The pressure detection component 10 of the example of the first embodiment further includes an external wiring conductor 7. The external wiring conductor 7 is provided for transmitting an electrical signal between the semiconductor element 6 provided in the recess 16 of the insulating base 1 and an external circuit (not shown). The external wiring conductor 7 is provided so that one end is exposed to the recess 16, and the other end is provided to be exposed to a portion outside the recess 16 in the lower surface of the insulating base 1.

外部配線導体７としては、導電性の良好な材料を用いることが望ましい。具体的には、導電性の良好な材料として、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）または銀（Ａｇ）等を用いることができる。 As the external wiring conductor 7, it is desirable to use a material having good conductivity. Specifically, tungsten (W), molybdenum (Mo), copper (Cu), silver (Ag), or the like can be used as a material having favorable conductivity.

なお、第１の実施形態の例の圧力検出用部品１０においては、絶縁基体１、枠状部２およびダイヤフラム３はそれぞれ別々に形成されているが、これに限られるものではない。例えば、絶縁基体１と枠状部２、または、枠状部２とダイヤフラム３が一体的に形成されていてもよい。これにより圧力検出用部品１０の部品点数を減らすことができる。さらに、一体的に形成した部位間においては、接合用の金属層を形成する必要がないため、圧力検出用部品１０の構造を簡略化することができる点で好ましい。 In addition, in the pressure detection component 10 of the example of the first embodiment, the insulating base 1, the frame-like portion 2, and the diaphragm 3 are formed separately, but the present invention is not limited to this. For example, the insulating base 1 and the frame-like part 2 or the frame-like part 2 and the diaphragm 3 may be integrally formed. Thereby, the number of parts of the pressure detection component 10 can be reduced. Further, it is not necessary to form a joining metal layer between the integrally formed portions, which is preferable in that the structure of the pressure detection component 10 can be simplified.

また、例えば絶縁基体１、枠状部２またはダイヤフラム３が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、酸化マグネシウムおよび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ブレード法を採用してシート状に成形してセラミックグリーンシートとなし、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とともにこれを約１６００℃の高温で焼成することで作製される。また、第１の配線導体５１、第２の配線導体５２、外部配線導体５３、第１の金属層８１、第２の金属層８２、第３の金属層８３、第４の金属層８４、第１の電極パターン４１および第２の電極パターン４２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、可塑剤および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を採用して絶縁基体１用、枠状部２用またはダイヤフラム３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１、枠状部２またはダイヤフラム３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所定のパターンに形成される。 For example, if the insulating substrate 1, the frame-like portion 2 or the diaphragm 3 is made of an aluminum oxide sintered body, an organic binder suitable for ceramic raw material powders such as aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide and calcium oxide, Solvent, plasticizer, and dispersant are added and mixed to form a slurry, and this is formed into a sheet by using the doctor blade method to form a ceramic green sheet, and then the ceramic green sheet is appropriately stamped. And is cut by baking at a high temperature of about 1600 ° C. In addition, the first wiring conductor 51, the second wiring conductor 52, the external wiring conductor 53, the first metal layer 81, the second metal layer 82, the third metal layer 83, the fourth metal layer 84, the second The first electrode pattern 41 and the second electrode pattern 42 employ a screen printing method using a metallized paste obtained by adding and mixing a suitable organic binder, solvent, plasticizer, dispersant and the like to a metal powder such as tungsten. A ceramic green sheet for the insulating base 1, the frame 2 or the diaphragm 3 is printed and applied in a predetermined pattern and fired together with the green ceramic molded body for the insulating base 1, the frame 2 or the diaphragm 3. To form a predetermined pattern.

なお、枠状部２とダイヤフラム３との接合には、ガラスを用いることもできる。例えば、枠状部２およびダイヤフラム３をガラスセラミックにより形成し、これらを加熱することで接合することができる。また、枠状部２とダイヤフラム３との間にガラスペーストを接合材として設けることもできる。 In addition, glass can also be used for joining the frame-like portion 2 and the diaphragm 3. For example, the frame-shaped part 2 and the diaphragm 3 can be formed by glass ceramics, and these can be joined by heating. Further, a glass paste can be provided as a bonding material between the frame-like portion 2 and the diaphragm 3.

次に、本発明の第２の実施形態の例の圧力検出用部品１０について説明する。なお、本例の各構成において、第１の実施形態と同様の構成および機能を有する部材については、同じ参照符号を付記し、その詳細な説明を省略する。 Next, the pressure detection component 10 of the example of the second embodiment of the present invention will be described. In addition, in each structure of this example, about the member which has the structure and function similar to 1st Embodiment, the same referential mark is attached and the detailed description is abbreviate | omitted.

図４〜７に示すように、第２の実施形態の例の圧力検出用部品１０は、第１の実施形態の例の圧力検出用部品１０と同様の構成に加えて、第１の電極板９１および第２の電極板９２が設けられている。 As shown in FIGS. 4 to 7, the pressure detection component 10 of the example of the second embodiment includes a first electrode plate in addition to the same configuration as the pressure detection component 10 of the example of the first embodiment. 91 and a second electrode plate 92 are provided.

本例において、第１の電極板９１は、第１の電極パターン４１に端面が取り付けられて
おり、第２の電極板９２は、第２の電極パターン４２に端面の部位が取り付けられている。そして、第１の電極板９１および第２の電極板９２は、主面同士が互いに対向するように間隔をあけて取り付けられている。これにより、第１の電極パターン４１と第２の電極パターン４２との間だけでなく、第１の電極板９１と第２の電極板９２との間にも静電容量が形成されるため、ダイヤフラム３が撓んだ際の静電容量の変化が大きくなる。その結果、圧力検出用部品１０の圧力に対する感度を向上させることができる。 In this example, the end face of the first electrode plate 91 is attached to the first electrode pattern 41, and the end face portion of the second electrode plate 92 is attached to the second electrode pattern 42. And the 1st electrode plate 91 and the 2nd electrode plate 92 are attached at intervals so that main surfaces may mutually oppose. Thereby, since the electrostatic capacitance is formed not only between the first electrode pattern 41 and the second electrode pattern 42 but also between the first electrode plate 91 and the second electrode plate 92, The change in electrostatic capacity when the diaphragm 3 is bent increases. As a result, the sensitivity of the pressure detection component 10 to the pressure can be improved.

第１の電極板９１および第２の電極板９２としては、導電性の良好な材料を用いることが望ましい。具体的には、導電性の良好な材料として、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）または銀（Ａｇ）等を用いることができる。さらに、第１の電極板９１および第２の電極板９２は、第１の電極パターン４１および第２の電極パターン４２と同じ材料を用いて形成してもよい。これにより第１の電極板９１と第１の電極パターン４１との熱膨張率差および第２の電極板９２と第２の電極パターン４２との熱膨張率差を低減することができ、圧力検出用部品１０の信頼性を向上させることができる。 As the first electrode plate 91 and the second electrode plate 92, it is desirable to use a material having good conductivity. Specifically, tungsten (W), molybdenum (Mo), copper (Cu), silver (Ag), or the like can be used as a material having favorable conductivity. Further, the first electrode plate 91 and the second electrode plate 92 may be formed using the same material as the first electrode pattern 41 and the second electrode pattern 42. As a result, the difference in thermal expansion coefficient between the first electrode plate 91 and the first electrode pattern 41 and the difference in thermal expansion coefficient between the second electrode plate 92 and the second electrode pattern 42 can be reduced. The reliability of the component 10 can be improved.

第１の電極板９１および第２の電極板９２は、例えば銅から成る場合、銅板に打ち抜き加工を施すことにより作製することができる。第１の電極板９１と第１の電極パターン４１および第２の電極板９２と第２の電極パターン４２の接合は、例えばろう材等によって行なうことができる。 For example, when the first electrode plate 91 and the second electrode plate 92 are made of copper, the first electrode plate 91 and the second electrode plate 92 can be manufactured by punching the copper plate. The joining of the first electrode plate 91 and the first electrode pattern 41 and the second electrode plate 92 and the second electrode pattern 42 can be performed by, for example, a brazing material.

また、第１の電極板９１および第２の電極板９２は、ダイヤフラム３の下面を樹脂等のマスキング層で覆い、このマスキング層に第１の電極パターン４１または第２の電極パターン４２が露出するような孔を設け、この孔に第１の電極板９１または第２の電極板９２となるタングステン等の金属ペーストを充填し、これを焼結することによって作製することもできる。 The first electrode plate 91 and the second electrode plate 92 cover the lower surface of the diaphragm 3 with a masking layer such as a resin, and the first electrode pattern 41 or the second electrode pattern 42 is exposed to the masking layer. It is also possible to prepare such a hole, fill the hole with a metal paste such as tungsten to be the first electrode plate 91 or the second electrode plate 92, and sinter this.

また、図６に示すように第１の電極板６９１および第２の電極板６９２は、それぞれの主面がダイヤフラム３の最大振幅部３１に向くように配置してもよい。このように第１の電極板６９１および第２の電極板６９２を主面が最大振幅部３１に向くように配置することによって、第１の電極パターン６４１および第２の電極パターン６４２を設けることによるダイヤフラムの変形への影響を低減することができる。また、第１の電極板６９１および第２の電極板６９２を上記のように取り付けることにより、ダイヤフラム３が撓んだ際に第１の電極板６９１および第２の電極板６９２に生じる応力を低減することができる。そのため、第１の電極板６９１および第２の電極板６９２に割れ等の不具合が生じる可能性を低減することができ、圧力検出用部品１０の信頼性を向上させることができる。 In addition, as shown in FIG. 6, the first electrode plate 691 and the second electrode plate 692 may be arranged such that their main surfaces face the maximum amplitude portion 31 of the diaphragm 3. By arranging the first electrode plate 691 and the second electrode plate 692 in this way so that the main surface faces the maximum amplitude portion 31, the first electrode pattern 641 and the second electrode pattern 642 are provided. The influence on the deformation of the diaphragm can be reduced. In addition, by attaching the first electrode plate 691 and the second electrode plate 692 as described above, the stress generated in the first electrode plate 691 and the second electrode plate 692 when the diaphragm 3 is bent is reduced. can do. Therefore, it is possible to reduce the possibility of occurrence of defects such as cracks in the first electrode plate 691 and the second electrode plate 692, and to improve the reliability of the pressure detection component 10.

さらに、図７に示すように第１の電極板７９１および第２の電極板７９２のそれぞれが、ダイヤフラム３の下面に対して平行な断面が円形状または長円形状であってもよい。これにより、ダイヤフラム３が撓んで第１の電極板７９１および第２の電極板７９２に応力が生じた際に第１の電極板７９１および第２の電極板７９２に割れが生じる可能性を低減することができ、圧力検出用部品１０の信頼性を向上させることができる。 Further, as shown in FIG. 7, each of the first electrode plate 791 and the second electrode plate 792 may have a circular or oval cross section parallel to the lower surface of the diaphragm 3. This reduces the possibility that the first electrode plate 791 and the second electrode plate 792 will crack when the diaphragm 3 is bent and stress is generated in the first electrode plate 791 and the second electrode plate 792. And the reliability of the pressure detecting component 10 can be improved.

次に、本発明の第３の実施形態の例の圧力検出用部品１０について説明する。なお、本例の各構成において、第２の実施形態の例の圧力検出用部品１０と同様の構成および機能を有する部材については、同じ参照符号を付記し、その詳細な説明を省略する。 Next, the pressure detection component 10 of the example of the third embodiment of the present invention will be described. In addition, in each structure of this example, about the member which has the structure and function similar to the pressure detection component 10 of the example of 2nd Embodiment, the same referential mark is attached and the detailed description is abbreviate | omitted.

図８に示すように、第３の実施形態の例の圧力検出用部品１０は、第２の実施形態の例の圧力検出用部品１０と比較して、第１の電極板８９１および第２の電極板８９２の取り付け方が異なっている。本例において、第１の電極板８９１および第２の電極板８９２は、ダイヤフラム３の下面に対して傾斜して取り付けられている。これにより、第１の電極
板８９１および第２の電極板８９２が垂直方向に取り付けられている場合と比べて、ダイヤフラム３が撓んだ際にそれぞれの電極板が絶縁基体１と接触する可能性が低減されている。その結果、取り付けられる電極板の主面をさらに大きなものとすることができるため、第１の電極板８９１と第２の電極板８９２との間に形成される静電容量を大きくすることができる。したがって、圧力検出用部品１０の圧力に対する感度が向上されている。 As shown in FIG. 8, the pressure detection component 10 of the example of the third embodiment is different from the pressure detection component 10 of the example of the second embodiment. The method of attaching the electrode plate 892 is different. In this example, the first electrode plate 891 and the second electrode plate 892 are attached to be inclined with respect to the lower surface of the diaphragm 3. Thereby, compared with the case where the 1st electrode plate 891 and the 2nd electrode plate 892 are attached to the orthogonal | vertical direction, when the diaphragm 3 bends, each electrode plate may contact with the insulation base | substrate 1. FIG. Has been reduced. As a result, since the main surface of the electrode plate to be attached can be made larger, the capacitance formed between the first electrode plate 891 and the second electrode plate 892 can be increased. . Therefore, the sensitivity to the pressure of the pressure detecting component 10 is improved.

また、第３の実施形態の例の圧力検出用部品１０は、第１の電極板８９１および第２の電極板８９２が、傾斜して取り付けられていることによって、第１の電極板８９１と第２の電極板８９２との間隔を小さなものとすることができる。これにより、第１の電極板８９１と第２の電極板８９２との間に形成される静電容量を大きくすることができる。したがって、圧力検出用部品１０の圧力に対する感度を向上させることができる。 In addition, the pressure detecting component 10 of the example of the third embodiment is configured such that the first electrode plate 891 and the second electrode plate 892 are attached to be inclined so that the first electrode plate 891 and the second electrode plate 892 The distance between the two electrode plates 892 can be made small. Thereby, the electrostatic capacitance formed between the first electrode plate 891 and the second electrode plate 892 can be increased. Therefore, the sensitivity to the pressure of the pressure detecting component 10 can be improved.

次に、本発明の第４の実施形態の例の圧力検出用部品１０について説明する。なお、本例の各構成において、第２の実施形態の例の圧力検出用部品１０と同様の構成および機能を有する部材については、同じ参照符号を付記し、その詳細な説明を省略する。 Next, the pressure detection component 10 of the example of the fourth embodiment of the present invention will be described. In addition, in each structure of this example, about the member which has the structure and function similar to the pressure detection component 10 of the example of 2nd Embodiment, the same referential mark is attached and the detailed description is abbreviate | omitted.

図９に示すように、第４の実施形態の例の圧力検出用部品１０は、第２の実施形態の例の圧力検出用部品１０と比較して、第１の電極板９９１および第２の電極板９９２の形状が異なっている。第１の電極板９９１および第２の電極板９９２は、ダイヤフラム３の下面に対して平行な断面でみたときに、いずれも第１の電極パターン４１および第２の電極パターン４２との接合部において断面積が最小となっている。これにより、ダイヤフラム３が撓んだ際に第１の電極板９９１および第２の電極板９９２に生じる応力を低減することができる。そのため、第１の電極板９９１および第２の電極板９９２に割れ等の不具合が生じる可能性を低減することができ、圧力検出用部品１０の信頼性を向上させることができる。なお、ここでいう「断面積」のうち、上記の接合部における「断面積」とは、第１の電極板９９１と第１の電極パターン４１および第２の電極板９９２と第２の電極パターン４２の接合面積と置き換えることができる。 As shown in FIG. 9, the pressure detection component 10 of the example of the fourth embodiment is different from the pressure detection component 10 of the example of the second embodiment. The shape of the electrode plate 992 is different. The first electrode plate 991 and the second electrode plate 992 are both at the junction between the first electrode pattern 41 and the second electrode pattern 42 when viewed in a cross section parallel to the lower surface of the diaphragm 3. The cross-sectional area is minimized. Thereby, when the diaphragm 3 bends, the stress which arises in the 1st electrode plate 991 and the 2nd electrode plate 992 can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the possibility of occurrence of defects such as cracks in the first electrode plate 991 and the second electrode plate 992, and to improve the reliability of the pressure detection component 10. Of the “cross-sectional area” referred to here, the “cross-sectional area” at the above-mentioned joint portion refers to the first electrode plate 991, the first electrode pattern 41, the second electrode plate 992, and the second electrode pattern. It can be replaced with a bonding area of 42.

なお、第１の電極板９９１および第２の電極板９９２のダイヤフラム３の下面に対して平行な断面における断面積は、ダイヤフラム３との接合部から離れるにつれて段階的に大きくすることができる。それぞれの電極板において、断面積を急激に変化させずに段階的に変化させることによって、電極板に応力が生じた際に力が部分的に集中する可能性を低減することができる。そのため、第１の電極板９９１および第２の電極板９９２に割れ等の不具合が生じる可能性をさらに低減することができ、圧力検出用部品１０の信頼性をさらに向上させることができる。 In addition, the cross-sectional area in the cross section parallel to the lower surface of the diaphragm 3 of the first electrode plate 991 and the second electrode plate 992 can be increased stepwise as the distance from the junction with the diaphragm 3 increases. In each electrode plate, by changing the cross-sectional area in a stepwise manner without abruptly changing, the possibility of partial concentration of force when stress is generated on the electrode plate can be reduced. Therefore, it is possible to further reduce the possibility of occurrence of defects such as cracks in the first electrode plate 991 and the second electrode plate 992, and to further improve the reliability of the pressure detection component 10.

本発明の実施形態の例の圧力検出用装置１００は、上記の実施形態の例に代表される圧力検出用部品１０と、この圧力検出用部品１０における絶縁基体１の凹部１６に収納された半導体素子６とを備えている。このように、枠状部２の厚みに必要な寸法精度が低減されている圧力検出用部品１０を備えていることから、圧力検出用装置１００の生産性を向上させることができる。 The pressure detection device 100 according to the embodiment of the present invention includes a pressure detection component 10 typified by the above embodiment and a semiconductor housed in the recess 16 of the insulating base 1 in the pressure detection component 10. An element 6 is provided. Thus, since the pressure detection component 10 having reduced dimensional accuracy required for the thickness of the frame-like portion 2 is provided, the productivity of the pressure detection device 100 can be improved.

本発明の実施形態の例の圧力検出用装置１００における半導体素子６は、第１の配線導体、第２の配線導体および外部配線導体７に接続されている。半導体素子６は、第１の配線導体および第２の配線導体を介して伝達された静電容量の変化から、ダイヤフラム３に加えられた圧力を演算し、その結果を外部配線導体７に出力する機能を備えている。半導体素子６は、絶縁基体１の下面の凹部１６に設けられており、樹脂によって気密封止されている。半導体素子６が絶縁基体１の下面に設けられていることにより、別部材に半導体素子６が設けられている場合と比較して、第１の電極パターン４１および第２の電極パターン４２と半導体素子６との間の配線長さを小さくすることができる。これにより、第１
の配線導体５１および第２の配線導体５２間で生まれる不要な静電容量の形成を小さくすることができる。その結果、圧力検出用装置１００は、ダイヤフラム３に加えられた外部からの圧力を精度よく検知することができる。また、半導体素子６は、樹脂によって気密封止されていることにより、耐久性が向上している。 The semiconductor element 6 in the pressure detection apparatus 100 according to the embodiment of the present invention is connected to the first wiring conductor, the second wiring conductor, and the external wiring conductor 7. The semiconductor element 6 calculates the pressure applied to the diaphragm 3 from the change in capacitance transmitted through the first wiring conductor and the second wiring conductor, and outputs the result to the external wiring conductor 7. It has a function. The semiconductor element 6 is provided in the recess 16 on the lower surface of the insulating substrate 1 and is hermetically sealed with resin. Since the semiconductor element 6 is provided on the lower surface of the insulating base 1, the first electrode pattern 41, the second electrode pattern 42, and the semiconductor element are compared with the case where the semiconductor element 6 is provided on a separate member. 6 can be reduced in length. As a result, the first
The formation of unnecessary capacitance generated between the wiring conductor 51 and the second wiring conductor 52 can be reduced. As a result, the pressure detection device 100 can accurately detect the external pressure applied to the diaphragm 3. Further, the semiconductor element 6 is hermetically sealed with resin, so that durability is improved.

第１の配線導体５１、第２の配線導体５２および外部配線導体７と半導体素子６との接続方法としては、例えば、はんだバンプ、金バンプ、導電性樹脂またはワイヤーボンディングを用いることができる。 As a method for connecting the first wiring conductor 51, the second wiring conductor 52 and the external wiring conductor 7 to the semiconductor element 6, for example, solder bumps, gold bumps, conductive resin, or wire bonding can be used.

なお、本発明は上述の実施形態の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内であれば種々の変更や実施の形態の組合せを行うことは何等差し支えない。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and combinations of embodiments may be made without departing from the scope of the present invention.

１：絶縁基体
２：枠状部
３：ダイヤフラム
３１：最大振幅部
４１：第１の電極パターン
４２：第２の電極パターン
５１：第１の配線導体
５２：第２の配線導体
６：半導体素子
９１：第１の電極板
９２：第２の電極板
１０：圧力検出用部品
１００：圧力検出用装置 1: Insulating substrate 2: Frame-shaped portion 3: Diaphragm 31: Maximum amplitude portion 41: First electrode pattern 42: Second electrode pattern 51: First wiring conductor 52: Second wiring conductor 6: Semiconductor element 91 : First electrode plate 92: second electrode plate 10: pressure detection component 100: pressure detection device

Claims

An insulating substrate;
A frame-like portion provided on the insulating substrate;
A diaphragm provided on the frame-like portion so as to form a sealed space with the insulating base;
A first electrode pattern and a second electrode pattern for forming a capacitance provided on the surface of the diaphragm facing the insulating base and spaced apart from each other ;
A first electrode plate having an end surface portion attached to the first electrode pattern and a second electrode plate having an end surface portion attached to the second electrode pattern ;
The first electrode plate and the second electrode plate are attached at an interval so that the principal surfaces face each other,
Both the first electrode plate and the second electrode plate are attached to be inclined with respect to the lower surface of the diaphragm .

An insulating substrate;
A frame-like portion provided on the insulating substrate;
A diaphragm provided on the frame-like portion so as to form a sealed space with the insulating base;
A first electrode pattern and a second electrode pattern for forming a capacitance provided on the surface of the diaphragm facing the insulating base and spaced apart from each other;
And a second electrode plate portions of the first electrode plate and an end to said second electrode pattern portion of the end surface is attached to said first electrode pattern is attached,
The first electrode plate and the second electrode plate are attached at an interval so that the principal surfaces face each other ,
When the first electrode plate and the second electrode plate are viewed in a cross section parallel to the lower surface of the diaphragm, both are joint portions between the first electrode pattern and the second electrode pattern. A pressure detecting component characterized by having a minimum cross-sectional area .

The pressure detection component according to claim 1 or 2 ,
A semiconductor element provided on the insulating substrate;
A first wiring conductor that electrically connects the first electrode pattern and the semiconductor element;
An apparatus for pressure detection, comprising: a second wiring conductor that electrically connects the second electrode pattern and the semiconductor element.