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JP5990933B2 - 圧力センサパッケージの製造方法 - Google Patents

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JP5990933B2 JP2012044521A JP2012044521A JP5990933B2 JP 5990933 B2 JP5990933 B2 JP 5990933B2 JP 2012044521 A JP2012044521 A JP 2012044521A JP 2012044521 A JP2012044521 A JP 2012044521A JP 5990933 B2 JP5990933 B2 JP 5990933B2
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Description

本発明は、ダイアフラム型の圧力センサを実装した圧力センサパッケージ及びその製造方法に関するものであり、詳細には、導圧部の設置方法に関する。
圧力センサは、気体や液体の圧力を、ダイアフラムを介して感圧素子にて計測し、電気信号に変換して出力する機器である。原理的には、ダイアフラムの表面に半導体ひずみゲージを形成し、外部からの力（圧力）によってダイアフラムが変形して発生する圧力感応抵抗素子であるピエゾ抵抗効果による電気抵抗の変化を電気信号に変換している。
上記圧力センサは、外部からの力（圧力）としてどのような圧力を使用するかによって、絶対真空を基準にして表した圧力を測定する絶対圧力センサと、大気圧等のある任意の比較する圧力（基準圧）に対して表した圧力を測定する差圧（相対圧）圧力センサとの２種類に大別される。
上記のダイアフラム型の圧力センサを実装した圧力センサパッケージに関する従来技術として、例えば、特許文献１に開示された圧力センサパッケージが知られている。
上記特許文献１に開示された圧力センサパッケージ１００は、図７に示すように、絶対圧力センサ１１０が固定された矩形箱状のパッケージ１０１と、パッケージ１０１の上側開口を覆う蓋部であるリッド１２０とを備えている。上記絶対圧力センサ１１０は、その内部に真空のキャビティ１１１を有しており、この真空のキャビティ１１１と外部との差圧によるダイアフラム１１２の変形をダイアフラム１１２の周辺に配した複数の図示しないピエゾ抵抗によりその大きさを検出するものとなっている。絶対圧力センサ１１０の検出値は、矩形箱状のパッケージ１０１の下側に形成された外部接続端子１０２を介して図示しない外部装置に出力されるようになっている。
上記リッド１２０には、絶対圧力センサ１１０の直上に、つまりリッド１２０の中央位置に導圧部である開口１２１が形成されており、これによって、圧力センサパッケージ１００の内部が測定対象圧力に晒されるようになっている。
また、他の従来の圧力センサパッケージとして、特許文献２に開示されたものがある。上記特許文献２に開示された圧力センサパッケージ２００では、図８（ａ）（ｂ）に示すように、平面形状が方形の蓋体２２０における1つの対角線上の両端側に圧力導入孔２２１・２２１が形成されている。
特開２０１０−９６５０５号公報（２０１０年４月３０日公開） 特開２０１０−２８１５６９号公報（２０１０年１２月１６日公開）
しかしながら、上記従来の特許文献１，２に開示された圧力センサパッケージでは、蓋体の上面に導圧部である圧力導入孔が形成されている。
この結果、圧力センサの上に圧力導入孔が存在しているので、圧力センサに光が照射されるとセンサ特性におけるノイズの主要因になり、圧力センサの特性が低下するという問題を有している。
また、蓋体に別途圧力導入孔を穿設しなければならず、蓋体に追加工費が発生し、結果的にコスト増加に繋がる。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、導圧部を設ける場合に、圧力センサへの迷光を防止して圧力センサの特性の低下を防止し、かつコストの増大を抑制し得る圧力センサパッケージ及びその製造方法を提供することにある。
本発明の圧力センサパッケージは、上記課題を解決するために、内部に圧力センサを実装した凹部形状のパッケージ本体と、該圧力センサのダイアフラムの上方に内部空間を確保した状態で上記パッケージ本体を覆う光遮蔽部材からなる蓋体とを備えた圧力センサパッケージにおいて、上記パッケージ本体と蓋体とは、複数箇所で部分接着されており、上記パッケージ本体と蓋体との間における上記部分接着以外の部分には、該パッケージ本体の外部と上記内部空間とを連通する隙間が形成されていることを特徴としている。
上記の発明によれば、圧力センサパッケージは、内部に圧力センサを実装した凹部形状のパッケージ本体と、該圧力センサのダイアフラムの上方に内部空間を確保した状態で上記パッケージ本体を覆う光遮蔽部材からなる蓋体とを備えている。
このような圧力センサパッケージにおいては、外気と圧力センサとを連通する導圧部が必要である。しかしながら、蓋体の上面に貫通穴を形成して導圧部とすると、迷光の影響からセンサ特性にノイズが発生し、想定する感度を達成することができない。この場合に、パッケージ本体に導圧部を穿設することが考えられるが、パッケージ本体がセラミック材料からなっている場合には、このセラミック材料に穿設するのは困難である。すなわち、セラミック材料では、貫通穴を設けたとしても最終工程で焼成するので、貫通穴の形状を確実に保証することは困難である。
そこで、本発明では、蓋体の構造を工夫することにより導圧部を形成している。具体的には、本発明の圧力センサパッケージには、パッケージ本体と蓋体とは、複数箇所で部分接着されており、パッケージ本体と蓋体との間における部分接着以外の部分には、該パッケージ本体の外部と上記内部空間とを連通する隙間が形成されている。
このため、隙間は、圧力センサパッケージの横方向に設けられることになる。この結果、隙間を介して迷光が圧力センサに照射されることはなく、センサ特性にノイズが発生して想定する感度を達成することができないということはない。
また、蓋体に別途導圧部を穿設することも行っていない。このため、蓋体に追加工費が発生して結果的にコスト増加に繋がるということもない。
したがって、導圧部を設ける場合に、圧力センサへの迷光を防止して圧力センサの特性の低下を防止し、かつコストの増大を抑制し得る圧力センサパッケージを提供することができる。
本発明の圧力センサパッケージでは、前記パッケージ本体は、セラミック材料からなっていると共に、前記蓋体は、金属材料からなっていることが好ましい。
本発明では、パッケージ本体は、セラミック材料からなっている。このセラミック材料は、剛性が高く、線膨張係数が小さくかつ耐熱性を有し、さらに耐薬品性を有しているので、圧力センサの実装に優れている。したがって、樹脂からなるパッケージ本体に比べて、高性能の圧力センサを提供することができる。
また、パッケージ本体がセラミック材料からなっている場合、セラミック材料に穿設するのは困難である。これに対して、本発明では、セラミック材料に穿設することなく、蓋体の構造を工夫することによって、容易に導圧部を設けることができる。
さらに、蓋体は、金属材料からなっているので、不透明であり、光遮蔽性を有している。このため、迷光の影響からセンサ特性にノイズが発生し、想定する感度を達成することができないということはない。
本発明の圧力センサパッケージでは、前記パッケージ本体と蓋体との部分接着された箇所には、高さ調整部材が設けられていることが好ましい。
すなわち、パッケージ本体と蓋体とが、例えば接着剤にて複数箇所で部分接着されている場合には、パッケージ本体と蓋体との間における充分な隙間を確保できない虞がある。
そこで、本発明では、パッケージ本体と蓋体との部分接着された箇所には、高さ調整部材を設けている。このため、パッケージ本体と蓋体との間における部分接着以外の部分における隙間に対して、パッケージ本体の外部と内部空間とを連通するための充分な高さを与えることができる。
本発明の圧力センサパッケージでは、前記高さ調整部材は、バンプからなっているとすることができる。
すなわち、一般的に、バンプは、半導体の電極部にメッキで形成した突起である。このため、圧力センサ及び圧力センサパッケージを製造するための半導体技術により、高さ調整部材としての突起を、バンプ形成技術を適用して容易に形成することができる。
本発明の圧力センサパッケージでは、前記バンプは、電鋳メッキ、プレス加工又は打ち抜き成形により前記蓋体と一体に形成されていることが好ましい。
これにより、バンプを蓋体と一体に形成するので、蓋体を形成した後にバンプを設けるのに比べて、製造工程において工数の削減を図り、延いてはコストダウンを図ることができる。また、電鋳メッキを行う場合は、金型の形状により所望形状のバンプを実現することができる。また、電鋳メッキを行う場合は、金属板から打ち抜き又は絞り加工のような手法を使用しないため、バンプを含む複数個の蓋体を電鋳メッキにて一度に形成した後、個片化して、蓋体を製造することができる。したがって、製造工程において工程簡略化を実現し、延いてはコストダウンを実現することができる。
本発明の圧力センサパッケージでは、前記パッケージ本体における前記蓋体との接着面には、接地用の金属配線パターンが配されていることが好ましい。
これにより、バンプと接地用の金属配線パターンとを導通させることによって、蓋体を接地することができ、圧力センサの電磁ノイズの発生を防止することが可能となる。
本発明の圧力センサパッケージでは、前記蓋体は、断面形状がハット状に形成されていることが好ましい。
これにより、蓋体が平板からなっているのに比べて、強度を増加することができるため、蓋体を薄くすることができ、かつ圧力センサパッケージの高さを低背化することができる。また、凹部形状のパッケージ本体の内部に圧力センサを実装して、圧力センサからワイヤにて接続する際に、そのワイヤが蓋体に接触することを防止することができる。
本発明の圧力センサパッケージでは、前記部分接着には、シリコーン系樹脂を含む接着剤が使用されていることが好ましい。
これにより、柔軟なシリコーン系樹脂を接着剤として使用するため、免震構造となり、衝撃に強くなる。また、例えば、セラミック材料からなるパッケージ本体と金属材料からなる蓋体との熱膨張係数差から生じる歪も緩和することが可能となる。
本発明の圧力センサパッケージの製造方法は、上記課題を解決するために、前記記載の圧力センサパッケージを製造するための圧力センサパッケージの製造方法であって、金属板に複数個の蓋体を、各蓋体の断面形状がハット状となるように、かつ部分接着する部分にバンプを含むように電鋳メッキにて形成した後、個片化することを特徴としている。
上記の発明によれば、圧力センサパッケージを製造する場合には、金属板に複数個の蓋体を、各蓋体の断面形状がハット状となるように、かつ部分接着する部分にバンプを含むように電鋳メッキにてシート状に作製する。そして、その後、個片化する。
この結果、バンプ付きの蓋体を複数個集合したものを、電鋳メッキにて形成する。この電鋳メッキは、金型にミリ単位の膜厚となるような超厚付け電気メッキを施した後に、剥離して製品を作る方法であり、原型を忠実に再現できる複製技術として、装飾の分野では主に美術工芸品や仏具の製造に利用されているものである。
本発明では、この電鋳メッキを利用するので、各蓋体の断面形状がハット状となるように、かつ部分接着する部分にバンプを含むように、複数個のものを精度よく容易に形成することができる。この結果、製造工程において工程簡略化を実現し、延いてはコストダウンを実現することができる。
したがって、導圧部を設ける場合に、圧力センサへの迷光を防止して圧力センサの特性の低下を防止し、かつコストの増大を抑制し得る圧力センサパッケージの製造方法を提供することができる。
本発明の圧力センサパッケージは、以上のように、パッケージ本体と蓋体とは、複数箇所で部分接着されており、上記パッケージ本体と蓋体との間における上記部分接着以外の部分には、該パッケージ本体の外部と上記内部空間とを連通する隙間が形成されているものである。
本発明の圧力センサパッケージの製造方法は、以上のように、金属板に複数個の蓋体を、各蓋体の断面形状がハット状となるように、かつ部分接着する部分にバンプを含むように電鋳メッキにて形成した後、個片化する方法である。
それゆえ、導圧部を設ける場合に、圧力センサへの迷光を防止して圧力センサの特性の低下を防止し、かつコストの増大を抑制し得る圧力センサパッケージ及びその製造方法を提供するという効果を奏する。
（ａ）は本発明における圧力センサパッケージの実施の一形態を示すものであって、圧力センサパッケージの構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 上記圧力センサパッケージの構成を示す斜視図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は、パッケージ本体とリッドとの各種の接着箇所を示す平面図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は、バンプの各種の形状を示す正面図である。 上記接着箇所におけるビーズにてなる高さ調整部材の構成を示す断面図である。 （ａ）は圧力センサパッケージの製造方法を示すものであって、シート状に電鋳メッキにて金型形成した複数個のリッドを示す平面図であり、（ｂ）はその要部側面図であり、（ｃ）は（ｂ）の要部拡大断面図である。 従来の上記圧力センサパッケージの構成を示す断面図である。 （ａ）は従来の他の上記圧力センサパッケージの構成を示す断面図であり、（ｂ）は上記圧力センサパッケージの構成を示す斜視図である。
本発明の一実施形態について図１〜図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
本実施の形態の圧力センサパッケージは、例えば絶対圧力センサ等の圧力センサを実装したパッケージとなっており、以下においては、圧力センサは絶対圧力センサであるとして説明する。尚、必ずしもこれに限らず、圧力センサは、大気圧等のある任意の比較する圧力（基準圧）に対して表した圧力を測定する差圧（相対圧）圧力センサであってもよい。
本実施の形態の圧力センサパッケージ１の構成について、図１（ａ）（ｂ）及び図２に基づいて説明する。図１（ａ）は本実施の形態の圧力センサパッケージ１の構成を示す平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。また、図２は、圧力センサパッケージ１の構成を示す斜視図である。
本実施の形態の圧力センサパッケージ１は、図１（ａ）（ｂ）及び図２に示すように、圧力センサ１０を実装した例えば矩形の凹部形状のパッケージ本体２０と、後述するダイアフラム１１の上側に内部空間２１を確保した状態でパッケージ本体２０の開口部分を覆う蓋体としてのリッド３０とを備えている。
上記の圧力センサ１０は、絶対圧力センサであり、図１（ｂ）に示すように、周縁に複数の圧力感応抵抗素子としての図示しないピエゾ抵抗を形成したダイアフラム１１と、該ダイアフラム１１におけるピエゾ抵抗の形成面とは反対側の面に例えば円筒形状の真空状態の空間部からなるキャビティ１２を形成した半導体センサ基板１３とを有している。
上記構成の絶対圧力センサからなる圧力センサ１０では、ダイアフラム１１が外面に付加される上記内部空間２１の圧力に応じて歪むことによって、その歪み度合いに応じて複数のピエゾ抵抗の抵抗値が変化し、この複数のピエゾ抵抗にて構成されたブリッジ回路の中点電位がセンサ出力として図示しない外部装置に出力される。これによって、外気と真空との差圧により絶対圧力が測定できるようになっている。
上記凹部形状のパッケージ本体２０は、セラミック材料にて形成されており、２段の凹部を有してなっている。尚、本発明においては、パッケージ本体２０は、必ずしもセラミック材料に限らず、樹脂材料からなっているとすることも可能である。
上記２段の凹部は、具体的には、浅広凹部２２と、該浅広凹部２２の内側に形成された狭深凹部２３とからなっており、浅広凹部２２及び狭深凹部２３のいずれも水平断面が方形となっている。
そして、上記圧力センサ１０が、パッケージ本体２０の狭深凹部２３における圧力センサ実装床としての狭深凹部底２３ａに接着されて実装されている。圧力センサ１０のダイアフラム１１の周囲には、複数のパッド１４が形成されており、このパッド１４には例えば金（Ａｕ）からなるワイヤ１５が接続されている。
ワイヤ１５の他端は、パッケージ本体２０における浅広凹部２２の浅広凹部底２２ａに形成されたワイヤボンディングパッド２５に接続されている。また、ワイヤボンディングパッド２５は、パッケージ本体２０における浅広凹部２２の浅広凹部底２２ａに形成された貫通電極配線としての貫通ビア配線２６、及びパッケージ本体２０の裏面に形成された外部接続端子２７に接続されている。
この結果、圧力センサ１０の前記ピエゾ抵抗からの電気信号がワイヤ１５、ワイヤボンディングパッド２５、貫通ビア配線２６及び外部接続端子２７を介して図示しない外部装置に電気的に接続されるようになっている。
上記リッド３０は、光遮蔽部材である例えば金属板からなっており、パッケージ本体２０の開口部分を覆っている。尚、リッド３０は、本発明においては、必ずしも金属板に限らず、非導電体等の光遮蔽部材からなっていてもよい。
リッド３０は、本実施の形態では、断面形状がハット状に形成されており、中央において上側に突出する方形のキャップ部３１を有すると共に、その周りに鍔部３２を有している。リッド３０の寸法は、例えば、縦３．６ｍｍ×横３．６ｍｍであり、キャップ部３１の厚さは、例えば０．２ｍｍである。
これにより、リッド３０が平板からなっているのに比べて、強度を増加することができ、撓みを防止することができる。また、凹部形状のパッケージ本体２０の内部に圧力センサ１０を実装して、圧力センサ１０からワイヤ１５にて接続する際に、そのワイヤ１５がリッド３０に接触することを防止することができる。
ところで、上記構成の圧力センサパッケージ１においては、外気と圧力センサ１０とを連通する導圧部が必要である。しかしながら、リッド３０の上面に貫通穴を形成して導圧部とすると、迷光の影響からセンサ特性にノイズが発生し、想定する感度を達成することができない。この場合に、パッケージ本体２０に導圧部を穿設することが考えられる。しかし、本実施の形態のパッケージ本体２０はセラミック材料からなっているので、このセラミック材料に穿設するのは困難である。すなわち、セラミック材料では、貫通穴を設けたとしても最終工程で焼成するので、貫通穴の形状を確実に保証することは困難である。
そこで、本実施の形態では、リッド３０の構造を工夫することにより導圧部を形成している。具体的には、本実施の形態の圧力センサパッケージ１には、パッケージ本体２０の上面２０ａとリッド３０の鍔部３２とは、図１（ａ）に示すように、複数箇所で接着剤３３にて部分接着されており、パッケージ本体２０とリッド３０との間における部分接着以外の部分には、図１（ｂ）に示すように、導圧部である隙間３４が形成されている。この結果、パッケージ本体２０の外部つまり外気と内部空間２１とが隙間３４にて連通されるようになっている。
上述したパッケージ本体２０とリッド３０とが部分接着されている複数の箇所は、例えば、図３（ａ）に示すように、方形のリッド３０における鍔部３２の隅角部における２箇所と、対向する側の鍔部３２の中央における１箇所との３箇所とすることができる。また、図３（ｂ）及び図１（ａ）に示すように、方形のリッド３０における鍔部３２の各辺の中央に１つとして４箇所とすることができる。このように、４箇所とすることによって、３箇所よりも安定して支持することができる。さらに、図３（ｃ）に示すように、図３（ｂ）の４箇所に、鍔部３２の各隅角部における４箇所を加えて８箇所とすることができる。これによって、さらに、安定してリッド３０を支持することができる。尚、部分接着の位置は、必ずしもこれに限らず、他の位置でもよい。
ここで、本実施の形態では、部分接着には、例えば導電ペースト等のシリコーン系樹脂を含む接着剤３３が使用されている。これにより、柔軟なシリコーン系樹脂を接着剤として使用するため、免震構造となり、衝撃に強くなる。また、セラミック材料からなるパッケージ本体２０と金属材料からなるリッド３０との熱膨張係数差から生じる歪も緩和することが可能となる。
ところで、パッケージ本体２０とリッド３０とが接着剤３３のみにて複数箇所で部分接着されている場合には、接着剤３３が扁平するので、パッケージ本体２０とリッド３０との間における充分な隙間３４を確保できない虞がある。
そこで、本実施の形態では、パッケージ本体２０とリッド３０との部分接着された箇所には、高さ調整部材３５を設けている。このため、パッケージ本体２０とリッド３０との間における部分接着以外の部分における隙間３４に対して、パッケージ本体２０の外部と内部空間２１とを連通するための充分な高さを与えることができる。
ここで、本実施の形態では、図１（ｂ）に示すように、高さ調整部材３５は、例えばバンプ３５ａからなっている。すなわち、バンプ３５ａは、半導体の電極部にメッキで形成した突起である。このため、圧力センサ１０及び圧力センサパッケージ１を製造するための半導体技術により、高さ調整部材としての突起を、バンプ形成技術を適用して容易に形成することができる。上記バンプ３５ａを高さ調整部材３５として設ける場合には、図１（ｂ）に示すように、バンプ３５ａの周りに接着剤３３が配される。したがって、バンプ３５ａの先端がパッケージ本体２０の上面２０ａ又は後述する金属配線パターン２８に接触するようになっている。
バンプ３５ａの形状は、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、種々のものが考えられる。例えば、図４（ａ）に示すように、円錐台又は角錐台とすることができ、又は図４（ｂ）に示すように、円錐、又は三角錐等の多角錐とすることができる。或いは、図４（ｃ）に示すように、円柱又は、三角柱若しくは四角柱等の角柱とすることができる。金型にて成形する場合には、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す円錐台若しくは角錐台、又は円錐、若しくは三角錐等の多角錐の方が、脱型し易いというメリットがある。
尚、上述の説明では、高さ調整部材３５はバンプ３５ａにてなっているとしていたが、必ずしもこれに限らず、例えば、図５に示すように、高さ調整部材３５としてビーズ３５ｂを用いることが可能である。ビーズ３５ｂは、例えばガラス玉又は金属球を適用することができる。ビーズ３５ｂの場合は、接着剤３３に混入して使用することが可能である。
ここで、リッド３０においては、電荷が溜まる場合がある。このように、リッド３０が電荷を持った場合には、この電荷が圧力センサ１０に対して悪影響を及ぼすことがあり、例えば、圧力センサ１０の電圧変動が大きくなる等の障害が発生する。
そこで、本実施の形態においては、リッド３０が電荷を持つことを防止するために、図１（ａ）に示すように、パッケージ本体２０の上面２０ａに金属配線パターン２８が形成されている。そして、上記バンプ３５ａ又は金属球からなるビーズ３５ｂは、リッド３０及び上記金属配線パターン２８の両方に接触するようになっている。また、この金属配線パターン２８は、前述したパッケージ本体２０における浅広凹部２２の浅広凹部底２２ａに形成されたワイヤボンディングパッド２５に接続されている。したがって、リッド３０に電荷が蓄積された場合には、バンプ３５ａ又は金属球からなるビーズ３５ｂ、並びに金属配線パターン２８、ワイヤボンディングパッド２５、貫通ビア配線２６及び外部接続端子２７を介して図示しない外部装置のアースに電気的に接地される。この結果、リッド３０が電荷を持つことがなくなるので、圧力センサ１０に対して悪影響を及ぼすことがない。したがって、圧力センサ１０の電磁ノイズを除去することができる。尚、高さ調整部材３５として、ガラス玉からなるビーズ３５ｂを使用する場合には、導電性の接着剤３３を使用することによって、リッド３０と金属配線パターン２８との導通を確保することができる。
ここで、本実施の形態の圧力センサパッケージ１においては、バンプ３５ａは、電鋳メッキ、プレス加工によりリッド３０と一体に形成されている。これにより、バンプ３５ａをリッド３０と一体に形成するので、リッド３０を形成した後にバンプ３５ａを設けるのに比べて、製造工程において工数の削減を図り、延いてはコストダウンを図ることができる。また、電鋳メッキを行う場合は、金型の形状により所望形状のバンプ３５ａを実現することができる。
さらに、電鋳メッキを行う場合は、金属板から打ち抜き又は絞り加工のような手法を使用しないため、バンプ３５ａを含む複数個のリッド３０を電鋳メッキにて一度に形成した後、個片化して、リッド３０を製造することができる。したがって、製造工程において工程簡略化を実現し、延いてはコストダウンを実現することができる。尚、本発明においては、必ずしもバンプ３５ａを電鋳メッキ、プレス加工によりリッド３０と一体に形成する必要はなく、別途に設けてもよい。
上記構成の圧力センサパッケージ１におけるリッド３０の製造方法の詳細について、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）に基づいて説明する。図６（ａ）は、圧力センサパッケージの製造方法を示すものであって、シート状に電鋳メッキにて形成した複数個のリッドを示す平面図であり、図６（ｂ）はその要部側面図であり、図６（ｃ）は図６（ｂ）の要部拡大断面図である。
図６（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、圧力センサパッケージ１のリッド３０を製造する場合には、金属板に複数個のリッド３０…を、各リッド３０の断面形状がハット状となるように、かつ部分接着する部分にバンプ３５ａを含むように電鋳メッキにて形成する。本実施の形態では、１シート状に、例えば、マトリクス状に１８×１８のリッド３０が電鋳メッキにて形成される。その後、ダイシングにより、個片化する。
この電鋳メッキは、金型にミリ単位の膜厚となるような超厚付け電気メッキを施した後に、剥離して製品を作る方法であり、原型を忠実に再現できる複製技術として、装飾の分野では主に美術工芸品や仏具の製造に利用されているものである。
したがって、本実施の形態では、この電鋳メッキを利用するので、各蓋体の断面形状がハット状となるように、かつ部分接着する部分にバンプ３５ａを含むように、複数個のものを精度よく容易に形成することができる。この結果、製造工程において工程簡略化を実現し、延いてはコストダウンを実現することができる。
それゆえ、導圧部を設ける場合に、光の圧力センサへの照射を防止して圧力センサの特性の低下を防止し、かつコストの増大を抑制し得る圧力センサパッケージの製造方法を提供することができる。
このように、本実施の形態の圧力センサパッケージ１は、内部に圧力センサ１０を実装した凹部形状のパッケージ本体２０と、圧力センサ１０のダイアフラム１１の上方に内部空間２１を確保した状態でパッケージ本体２０を覆う光遮蔽部材からなるリッド３０とを備えている。そして、パッケージ本体２０とリッド３０とは、複数箇所で部分接着されており、パッケージ本体２０とリッド３０との間における部分接着以外の部分には、パッケージ本体２０の外部と内部空間２１とを連通する隙間３４が形成されている。
このため、隙間３４は、圧力センサパッケージ１の横方向に設けられることになる。この結果、隙間３４を介して迷光が圧力センサに照射されることはなく、センサ特性にノイズが発生して想定する感度を達成することができないということはない。
また、リッド３０に別途導圧部を穿設することも行っていない。このため、リッド３０に追加工費が発生して結果的にコスト増加に繋がるということもない。
したがって、導圧部を設ける場合に、圧力センサ１０への迷光を防止して圧力センサ１０の特性の低下を防止し、かつコストの増大を抑制し得る圧力センサパッケージ１を提供することができる。
また、本実施の形態の圧力センサパッケージ１では、パッケージ本体２０は、セラミック材料からなっていると共に、リッド３０は、金属材料からなっている。このセラミック材料は、剛性が高く、線膨張係数が小さくかつ耐熱性を有し、さらに耐薬品性を有しているので、圧力センサ１０の実装に優れている。したがって、樹脂からなるパッケージ本体に比べて、高性能の圧力センサ１０を提供することができる。
また、パッケージ本体２０がセラミック材料からなっている場合、セラミック材料に穿設するのは困難である。これに対して、本実施の形態では、セラミック材料に穿設することなく、リッド３０の構造を工夫することによって、容易に導圧部を設けることができるものとなっている。
さらに、リッド３０は、金属材料からなっているので、不透明であり、光遮蔽性を有している。このため、迷光の影響からセンサ特性にノイズが発生し、想定する感度を達成することができないということはない。
また、本実施の形態の圧力センサパッケージ１では、パッケージ本体２０とリッド３０との部分接着された箇所には、高さ調整部材３５が設けられている。このため、パッケージ本体２０とリッド３０との間における部分接着以外の部分における隙間３４に対して、パッケージ本体２０の外部と内部空間２１とを連通するための充分な高さを与えることができる。
また、本実施の形態の圧力センサパッケージ１では、高さ調整部材３５はバンプ３５ａからなっている。このため、圧力センサ１０及び圧力センサパッケージ１を製造するための半導体技術により、高さ調整部材３５としての突起を、バンプ形成技術を適用して容易に形成することができる。
また、本実施の形態の圧力センサパッケージ１では、バンプ３５ａは、電鋳メッキ、プレス加工又は打ち抜き成形によりリッド３０と一体に形成されている。
これにより、製造工程において工程簡略化を実現し、延いてはコストダウンを実現することができる。
また、本実施の形態の圧力センサパッケージ１では、パッケージ本体２０におけるリッド３０との接着面には、接地用の金属配線パターン２８が配されている。これにより、リッド３０を接地することができ、圧力センサ１０の電磁ノイズの発生を防止することが可能となる。
また、本実施の形態の圧力センサパッケージ１では、リッド３０は、断面形状がハット状に形成されている。これにより、リッド３０が平板からなっているのに比べて、強度を増加することができるため、リッド３０を薄くすることができ、かつ圧力センサパッケージ１の高さを低背化することができる。また、凹部形状のパッケージ本体２０の内部に圧力センサ１０を実装して、圧力センサ１０からワイヤ１５にて接続する際に、そのワイヤ１５がリッド３０に接触することを防止することができる。
また、本実施の形態の圧力センサパッケージ１では、部分接着には、柔軟なシリコーン系樹脂を含む接着剤が使用されている。これにより、免震構造となり、衝撃に強くなる。また、例えば、セラミック材料からなるパッケージ本体２０と金属材料からなるリッド３０との熱膨張係数差から生じる歪も緩和することが可能となる。
また、本実施の形態の圧力センサパッケージ１の製造方法は、金属板に複数個のリッド３０を、各リッド３０の断面形状がハット状となるように、かつ部分接着する部分にバンプ３５ａを含むように電鋳メッキにて形成した後、個片化する。これにより、複数個のリッド３０を精度よくかつ容易に形成することができる。この結果、製造工程において工程簡略化を実現し、延いてはコストダウンを実現することができる。
したがって、導圧部を設ける場合に、圧力センサ１０への迷光を防止して圧力センサ１０の特性の低下を防止し、かつコストの増大を抑制し得る圧力センサパッケージ１の製造方法を提供することができる。
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、本実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は、ダイアフラム型の圧力センサを実装した絶対圧センサ用パッケージ等の圧力センサパッケージ及びその製造方法に適用でき、特に、セラミックパッケージを採用する場合に有用である。また、圧力センサパッケージは、ＧＰＳ、高度計、気圧計を必要とする例えば携帯端末、タブレットＰＣ、活動量計、健康機器、産業機器等の分野に展開ができる。
１ 圧力センサパッケージ
１０ 圧力センサ
１１ ダイアフラム
１２ キャビティ
１３ 半導体センサ基板
１５ ワイヤ
２０ パッケージ本体
２０ａ 上面
２１ 内部空間
２８ 金属配線パターン
３０ リッド（蓋体）
３１ キャップ部
３２ 鍔部
３３ 接着剤
３４ 隙間
３５ 高さ調整部材
３５ａ バンプ
３５ｂ ビーズ

Claims (5)

  1. 内部に圧力センサを実装した凹部形状のパッケージ本体と、前記圧力センサのダイアフラムの上方に内部空間を確保した状態で前記パッケージ本体を覆う光遮蔽部材からなる蓋体とを備え、前記パッケージ本体と蓋体とは、複数箇所で部分接着されており、前記パッケージ本体と蓋体との間における前記部分接着以外の部分には、前記パッケージ本体の外部と前記内部空間とを横方向に連通する隙間が前記パッケージ本体と蓋体との間に形成されている圧力センサパッケージの製造方法であって、
    金属板に複数個の蓋体を、各蓋体の断面形状がハット状となるように、かつ部分接着する部分にバンプを含むように電鋳メッキにて形成した後、個片化することを特徴とする圧力センサパッケージの製造方法。
  2. 前記パッケージ本体は、セラミック材料からなっていることを特徴とする請求項１記載の圧力センサパッケージの製造方法。
  3. 前記パッケージ本体における前記蓋体との接着面には、接地用の金属配線パターンが配されていることを特徴とする請求項１又は２記載の圧力センサパッケージの製造方法。
  4. 前記部分接着には、シリコーン系樹脂を含む接着剤が使用されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧力センサパッケージの製造方法。
  5. 内部に圧力センサを実装した凹部形状のパッケージ本体と、前記圧力センサのダイアフラムの上方に内部空間を確保した状態で前記パッケージ本体を覆う光遮蔽部材からなる蓋体とを備え、前記パッケージ本体と蓋体とは、複数箇所で部分接着されており、前記パッケージ本体と蓋体との間における前記部分接着以外の部分には、前記パッケージ本体の外部と前記内部空間とを連通する隙間が形成されている圧力センサパッケージを製造するための圧力センサパッケージの製造方法であって、
    金属板に複数個の蓋体を、各蓋体の断面形状がハット状となるように、かつ部分接着する部分にバンプを含むように電鋳メッキにて形成した後、個片化することを特徴とする圧力センサパッケージの製造方法。
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