CN112802908A - 测辐射热计的新型陶瓷封装 - Google Patents
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Abstract
本发明提供测辐射热计的新型陶瓷封装，涉及测辐射热计技术领域。该基于测辐射热计的新型陶瓷封装，包括晶圆片，在所述晶圆片内安装传感器单元或在晶圆片上方安装传感器单元，所述晶圆片位于安装传感器单元位置对称设置有衬垫，所述衬垫位置粘和连接有锡球，之后，将所述晶圆片锯成小片，小片即测辐射热计，将小片放置于陶瓷中封装，陶瓷中内对称设置有陶瓷垫，将测辐射热计上粘和的锡球再粘和连接到陶瓷垫上，然后进行真空包装和透镜覆盖。本发明将上述测辐射热计传感器中的晶片级碰撞相结合技术，这有助于将测辐射热计传感器进行微型陶瓷真空封装，悬挂区域从底部保护传感器，同时将提高装配效率和降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及测辐射热计技术领域，具体为测辐射热计的新型陶瓷封装。
背景技术
近年来，对红外成像仪和探测器传感器的需求迅速增长，典型的应用包括运动检测、温度传感和存在检测。在健康管理系统、安全系统、工业应用、消费电子产品、汽车电子产品等方面，这些产品被开发成不同的应用。测辐射热计传感器广泛应用于高等领域。然而，测辐射热计传感器现有的制造技术在制造效率和生产成本方面仍有改进的空间。
传统的测辐射热计红外传感器封装是将测辐射热计传感器压铸在陶瓷底座上，然后用引线焊接以连接传感器上的垫片和陶瓷底座上的垫片。这种方法只适用于大型测辐射热计的封装，不适用于小型测辐射热计的封装，测辐射热计的单元非常小。这是因为焊接机和其他制造设备的引脚太大，无法在微型陶瓷微封装内操作。另一方面，近年来出现了各种各样的技术，即利用晶片级真空封装来解决陶瓷微封装中存在的问题。这是可以实现的，但由于生产时间和成本的延长，难以实施和推广。
本发明为测辐射热计红外传感器提供一种陶瓷测辐射热计微封装方法，测辐射热计的陶瓷封装小型化使用测辐射热计和插入器进行整合以提高生产效率和降低生产成本，以及改善保护测辐射热计传感器组件生产过程。它消除了传统测辐射热计封装和焊线的困难。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了测辐射热计的新型陶瓷封装，解决了传统测辐射热计封装和焊线的困难的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：测辐射热计的新型陶瓷封装，包括晶圆片，在所述晶圆片内安装传感器单元或在晶圆片上方安装传感器单元，所述晶圆片位于安装传感器单元位置对称设置有衬垫，所述衬垫位置粘和连接有锡球，之后，将所述晶圆片锯成小片，小片即测辐射热计，将小片放置于陶瓷中封装，陶瓷中内对称设置有陶瓷垫，将测辐射热计上粘和的锡球再粘和连接到陶瓷垫上，然后进行真空包装和透镜覆盖。
优选的，除了上面描述的基本封装方法外，在基本方法上也做了一些其他变化，第一种变化是在陶瓷内部和测辐射热计传感元件之间增加反射层，且反射层与陶瓷粘合连接。
优选的，除了上面描述的基本封装方法外，在基本方法上也做了一些其他变化，第二种变化是在测辐射热计粘合的锡球上再粘合连接一个中介层，并在中介层的另一端粘合连接到陶瓷封装中的垫片。
优选的，除了上面描述的基本封装方法外，在基本方法上也做了一些其他变化，第三种变化是对第二种变化的进一步修改，在测辐射热计传感元件和中介层之间增加反射层，其反射层与中介层呈内嵌设置。
优选的，除了上面描述的基本封装方法外，在基本方法上也做了一些其他变化，第四种变化是在传感器的切片中集成CMOS电路。
优选的，除了上面描述的基本封装方法外，在基本方法上也做了一些其他变化，第五种变化是对第四种变化的进一步修改，在陶瓷内部和测辐射热计传感元件之间增加反射层。
工作原理：在所述晶圆片内安装传感器单元或在晶圆片上方安装传感器单元，所述晶圆片位于安装传感器单元位置对称设置有衬垫，所述衬垫位置粘和连接有锡球，之后，将所述晶圆片锯成小片，小片即测辐射热计，将小片放置于陶瓷中封装，陶瓷中内对称设置有陶瓷垫，将测辐射热计上粘和的锡球再粘和连接到陶瓷垫上，然后进行真空包装和透镜覆盖。本发明提供了一种测辐射热计红外传感器的陶瓷微封装方法，通过整合中介层和测辐射热计以提高生产效率和降低测辐射热计陶瓷微型化封装的生产成本，同时提高测辐射热计传感器组件在生产过程的保护。这包括传感器悬浮区域的新定位，在晶片上加入锡球以消除引线焊接，并使用中介层来增加封装插脚引线的灵活性。
(三)有益效果
本发明提供了测辐射热计的新型陶瓷封装。具备以下有益效果：
1、本发明提出测辐射热计的新型陶瓷封装，其测辐射热计传感器晶片制作完成后，直接应用于传感器垫片，在这种情况下，垫片可以直接放入陶瓷封装，不需要引线焊接，解决了陶瓷微型封装内部空间不足的问题。
2、本发明提出测辐射热计的新型陶瓷封装，其悬浮区域在传感器下方重新定向，而不是在传感器上方，这样就消除了传统方法中使用采放机抓取切片容易损坏的问题；提高在放置传感器到陶瓷封装的成品率。
3、本发明提出测辐射热计的新型陶瓷封装，其晶片级碰撞是一项成熟的技术，我们可以在加入球直接切成切片，不需要引线焊接，生产过程大大简化，成本降低；添加中介层将进一步提高陶瓷封装中插脚引线的灵活性，使之更容易实现。
4、本发明提出测辐射热计的新型陶瓷封装，其将上述测辐射热计传感器中的晶片级碰撞相结合技术，这有助于将测辐射热计传感器进行微型陶瓷真空封装，悬挂区域从底部保护传感器，同时将提高装配效率和降低成本。
附图说明
图1为显示晶片内的测辐射热计晶片工艺流程示意图；
图2为显示晶片上的测辐射热计晶片工艺流程示意图；
图3为显示晶片内测辐射热计单元带有硅透镜的真空封装结构示意图；
图4为显示晶片上测辐射热计单元带有硅透镜的真空封装结构示意图；
图5为显示晶片内测辐射热计单元带有反射层和硅透镜的真空封装结构示意图；
图6为显示晶片上测辐射热计单元带有反射层和硅透镜的真空封装结构示意图；
图7为显示晶片内测辐射热计单元带有中介层和硅透镜的真空封装结构示意图；
图8为显示晶片上测辐射热计单元带有中介层和硅透镜的真空封装结构示意图；
图9为显示晶片内测辐射热计单元带有硅透镜、反射层和中介层的真空封装结构示意图；
图10为显示晶片上测辐射热计单元带有硅透镜、反射层和中介层的真空封装结构示意图；
图11为显示在晶片内测辐射热计单元集成CMOS电路和硅透镜的真空封装结构示意图；
图12为显示在晶片上测辐射热计单元集成CMOS电路和硅透镜的真空封装结构示意图；
图13为显示在晶片内测辐射热计单元集成CMOS电路、硅透镜和反射层的真空封装结构示意图；
图14为显示在晶片上测辐射热计单元集成CMOS电路、硅透镜和反射层的真空封装。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
如图1-4所示，本发明实施例提供测辐射热计的新型陶瓷封装，包括晶圆片，在晶圆片内安装传感器单元或在晶圆片上方安装传感器单元，晶圆片位于安装传感器单元位置对称设置有衬垫，衬垫位置粘和连接有锡球，之后，将晶圆片锯成小片，小片即测辐射热计，将小片放置于陶瓷中封装，陶瓷中内对称设置有陶瓷垫，将测辐射热计上粘和的锡球再粘和连接到陶瓷垫上，然后进行真空包装和透镜覆盖。
实施例二：
如图5-6所示，除了上面描述的基本封装方法外，在基本方法上也做了一些其他变化，第一种变化是在陶瓷内部和测辐射热计传感元件之间增加反射层，且反射层与陶瓷粘合连接。
实施例三：
如图7-8所示，除了上面描述的基本封装方法外，在基本方法上也做了一些其他变化，第二种变化是在测辐射热计粘合的锡球上再粘合连接一个中介层，并在中介层的另一端粘合连接到陶瓷封装中的垫片。
实施例四：
如图9-10所示，除了上面描述的基本封装方法外，在基本方法上也做了一些其他变化，第三种变化是对第二种变化的进一步修改，在测辐射热计传感元件和中介层之间增加反射层，其反射层与中介层呈内嵌设置。
实施例五：
如图11-12所示，除了上面描述的基本封装方法外，在基本方法上也做了一些其他变化，第四种变化是在传感器的切片中集成CMOS电路。
实施例六：
如图13-14所示，除了上面描述的基本封装方法外，在基本方法上也做了一些其他变化，第五种变化是对第四种变化的进一步修改，在陶瓷内部和测辐射热计传感元件之间增加反射层。
本发明提供了一种测辐射热计红外传感器的陶瓷微封装方法，通过整合中介层和测辐射热计以提高生产效率和降低测辐射热计陶瓷微型化封装的生产成本，同时提高测辐射热计传感器组件在生产过程的保护。这包括传感器悬浮区域的新定位，在晶片上加入锡球以消除引线焊接，并使用中介层来增加封装插脚引线的灵活性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.测辐射热计的新型陶瓷封装，其特征在于，包括晶圆片，在所述晶圆片内安装传感器单元或在晶圆片上方安装传感器单元，所述晶圆片位于安装传感器单元位置对称设置有衬垫，所述衬垫位置粘和连接有锡球，之后，将所述晶圆片锯成小片，小片即测辐射热计，将小片放置于陶瓷中封装，陶瓷中内对称设置有陶瓷垫，将测辐射热计上粘和的锡球再粘和连接到陶瓷垫上，然后进行真空包装和透镜覆盖。
2.根据权利要求1所述的测辐射热计的新型陶瓷封装，其特征在于：除了上面描述的基本封装方法外，在基本方法上也做了一些其他变化，第一种变化是在陶瓷内部和测辐射热计传感元件之间增加反射层，且反射层与陶瓷粘合连接。
3.根据权利要求1所述的测辐射热计的新型陶瓷封装，其特征在于：除了上面描述的基本封装方法外，在基本方法上也做了一些其他变化，第二种变化是在测辐射热计粘合的锡球上再粘合连接一个中介层，并在中介层的另一端粘合连接到陶瓷封装中的垫片。
4.根据权利要求3所述的测辐射热计的新型陶瓷封装，其特征在于：除了上面描述的基本封装方法外，在基本方法上也做了一些其他变化，第三种变化是对第二种变化的进一步修改，在测辐射热计传感元件和中介层之间增加反射层，其反射层与中介层呈内嵌设置。
5.根据权利要求1所述的测辐射热计的新型陶瓷封装，其特征在于：除了上面描述的基本封装方法外，在基本方法上也做了一些其他变化，第四种变化是在传感器的切片中集成CMOS电路。
6.根据权利要求1所述的测辐射热计的新型陶瓷封装，其特征在于：除了上面描述的基本封装方法外，在基本方法上也做了一些其他变化，第五种变化是对第四种变化的进一步修改，在陶瓷内部和测辐射热计传感元件之间增加反射层。
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