JP2000077833A - Electrode forming method and pyroelectric infrared sensor using the method - Google Patents

Electrode forming method and pyroelectric infrared sensor using the method

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JP2000077833A
JP2000077833A JP10244887A JP24488798A JP2000077833A JP 2000077833 A JP2000077833 A JP 2000077833A JP 10244887 A JP10244887 A JP 10244887A JP 24488798 A JP24488798 A JP 24488798A JP 2000077833 A JP2000077833 A JP 2000077833A
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JP
Japan
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electrode
solder
forming method
island
hole
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JP10244887A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsumasa Miki
勝政 三木
Shinji Umeda
眞司 梅田
Koji Nomura
幸治 野村
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form the electrode for mounting precise part in high accuracy, to achieve the efficiency of the process and to attribute to the compact configuration and the low cost of the part. SOLUTION: A thin film electrode 12 is formed on a glass board 11. After the patterning with photolithography etching, solder paste is printed and inputted into a reflow furnace. Thus, the electrode having the excellent height and the uniform shape can be readily formed. Burr and the like are not generated in the electrode, The weak and minute part can be directly mounted. The efficiency is excellent. Furthermorer, the method is suitable for the formation of the complicated shape.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はセンサや発振子等、
小型の電子部品の電極形成方法及びそれを用いた焦電型
赤外線センサに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to sensors, oscillators, etc.
The present invention relates to a method for forming electrodes of a small electronic component and a pyroelectric infrared sensor using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】部品を基板上に実装する工法は、従来か
ら様々な方法が考案され、幅広く応用されている。また
その中で、基板電極部へのバンプ形成は、半導体等の分
野においてキーテクノロジーの1つとなっている。
2. Description of the Related Art Various methods for mounting components on a substrate have been devised and widely used. Among them, the formation of bumps on the substrate electrode is one of the key technologies in the field of semiconductors and the like.

【0003】図8はフェイスダウン方式と呼ばれる工法
の一例を示す斜視図である。図8において、81は部
材、82は部材電極、83はバンプ、84は基板、85
は配線パターンである。部材81は内部にIC等が搭載
され、部材電極82により外部と導通を持っている。部
材81上にキャピラリ等を用いてバンプ83が形成さ
れ、その後バンプ83を平面板に押圧する等の方法によ
りレベリングされ、平面部が形成される。
FIG. 8 is a perspective view showing an example of a method called a face-down method. 8, 81 is a member, 82 is a member electrode, 83 is a bump, 84 is a substrate, 85
Is a wiring pattern. The member 81 has an IC or the like mounted inside, and is electrically connected to the outside by a member electrode 82. The bumps 83 are formed on the member 81 using a capillary or the like, and then leveled by a method such as pressing the bumps 83 against a flat plate to form a flat portion.

【0004】この後バンプ83部分に導電性ペーストを
塗布し、フリップチップボンダ等の実装機によって基板
84上の配線パターン85と位置あわせして置かれ、硬
化炉によって加熱の後、基板84上に実装される。この
後場合によって接合された電極部分に、封止用の樹脂材
料が塗布される。さらにこの工法とは別に、バンプ形成
を基板側の電極上に行うことも当然ながら可能である。
[0004] Thereafter, a conductive paste is applied to the bumps 83 and placed in alignment with the wiring pattern 85 on the substrate 84 by a mounting machine such as a flip chip bonder. Implemented. Thereafter, a resin material for sealing is applied to the electrode portions joined in some cases. In addition to this method, it is of course possible to form bumps on electrodes on the substrate side.

【0005】これらの実装の際、バンプの形成方法及び
形状、形状ばらつきなどは、製品の価格、外形寸法、及
び信頼性の面で大きく影響する。バンプの形成方法は、
メッキ法、真空蒸着法、印刷法、ワイヤーボンディング
法等多岐にわたる。また材質としては、ニッケル、金、
半田等が挙げられる。
[0005] At the time of these mountings, the bump forming method, the shape, the shape variation, and the like greatly affect the price, external dimensions, and reliability of the product. The method of forming the bump
It covers a wide variety such as plating, vacuum deposition, printing, and wire bonding. The material is nickel, gold,
Solder and the like.

【0006】図9は従来のワイヤーボンディングを用い
たバンプ形成法の一例を示す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing an example of a conventional bump forming method using wire bonding.

【0007】図9において、91はキャピラリ、92は
ワイヤー、93は基板、94は電極、95はバンプであ
る。キャピラリ91内部には金等を材料とするワイヤー
92が通され、ワイヤー92の先端部には溶融によって
略球形部が形成されている。ワイヤー先端部の溶融状態
において基板93上の電極94に略球形部を押圧する。
この後ワイヤー先端部を冷却、凝固させ、円弧を描きな
がら引き上げることで、基板93上にバンプ95が形成
される。
In FIG. 9, reference numeral 91 denotes a capillary, 92 denotes a wire, 93 denotes a substrate, 94 denotes an electrode, and 95 denotes a bump. A wire 92 made of gold or the like is passed through the inside of the capillary 91, and a substantially spherical portion is formed at the tip of the wire 92 by melting. A substantially spherical portion is pressed against the electrode 94 on the substrate 93 in the molten state of the wire tip.
Thereafter, the tip end of the wire is cooled and solidified, and pulled up while drawing an arc, whereby a bump 95 is formed on the substrate 93.

【0008】また図10はステム上に実装された、従来
の焦電型赤外線センサの一例を示す斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view showing an example of a conventional pyroelectric infrared sensor mounted on a stem.

【0009】図10において、101は素子部、102
a,102bはワイヤ、103はステムである。素子部
101はステム103の中央部にダイボンダーによって
樹脂で実装される。この後素子部101の電極部と、ス
テム103に設けられた外部への出力取り出し用の足
を、ワイヤボンダーによりワイヤ102a,102bに
よりそれぞれ接続する。本センサの実装及び出力取り出
しにはバンプは用いられておらず、固定箇所及び出力取
り出し箇所とが分かれている。
In FIG. 10, reference numeral 101 denotes an element portion;
a and 102b are wires, and 103 is a stem. The element portion 101 is mounted on the center of the stem 103 by a die bonder using resin. Thereafter, the electrode part of the element part 101 and the foot for taking out output to the outside provided on the stem 103 are connected by wires 102a and 102b by a wire bonder. No bump is used for mounting the sensor and taking out the output, and a fixed portion and an output taking place are separated.

【0010】また図11は図10記載の焦電型赤外線セ
ンサの素子部の詳細を示す斜視図である。
FIG. 11 is a perspective view showing details of the element portion of the pyroelectric infrared sensor shown in FIG.

【0011】図11において、111は基板、112
a,112bは電極部、113は受光部、114はエッ
チング孔、115はキャビティ部である。素子部は基板
111上にスパッタ等の薄膜形成法、並びにフォトリ
ソ、エッチング等のパターニング技術を用いて形成され
る。受光部113はPLT等を主材料とする焦電素子部
と、電極部112a,112bが焦電素子部を上下で挟
み込む3層構造で構成される。また表面全体はポリイミ
ド等の薄い樹脂でカバーされており、一部にエッチング
孔114が設けられている。エッチング孔114の部分
のみ基板111をエッチング液に接触させ、受光部11
3直下の基板111を除去し、キャビティ部115を形
成する。
In FIG. 11, reference numeral 111 denotes a substrate;
Reference numerals a and 112b denote electrode portions, 113 denotes a light receiving portion, 114 denotes an etching hole, and 115 denotes a cavity portion. The element portion is formed on the substrate 111 by using a thin film forming method such as sputtering, and a patterning technique such as photolithography and etching. The light receiving section 113 has a pyroelectric element section mainly made of PLT or the like, and a three-layer structure in which the electrode sections 112a and 112b vertically sandwich the pyroelectric element section. The entire surface is covered with a thin resin such as polyimide, and an etching hole 114 is provided in a part. The substrate 111 is brought into contact with the etching solution only in the portion of the etching hole 114,
The substrate 111 immediately below 3 is removed to form the cavity 115.

【0012】受光部に赤外線が入射すると焦電素子部の
温度が上昇し、焦電効果により電荷が発生する。この電
荷を上下の電極で取り出し、出力信号とする。この時受
光部直下に基板が存在すると、基板への熱に逃げにより
焦電素子部の温度上昇が阻害されて出力信号レベルが大
きく低下する。よって受光部直下を空洞化することで、
センサの感度向上が図れる。
When infrared rays are incident on the light receiving section, the temperature of the pyroelectric element section rises and charges are generated by the pyroelectric effect. This electric charge is taken out by the upper and lower electrodes and used as an output signal. At this time, if the substrate is present immediately below the light receiving unit, the rise of the temperature of the pyroelectric element unit is hindered by the escape of heat to the substrate, and the output signal level is greatly reduced. Therefore, by hollowing just below the light receiving unit,
The sensitivity of the sensor can be improved.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】近年、振動子やセンサ
素子等を初めとする各部材の軽薄短小化が進み、実装す
る場合の部材の接合方法等や、基板側の電極形状等が対
応を迫られている。幅広い応用のためには小型、低コス
トかつ高性能確保は必須であり、電極形成、実装におい
てもこれらを意識して幅広い観点から検証を行う必要が
ある。従来の基板上にバンプ電極を設ける工法には長所
と短所が存在する場合が多い。
In recent years, members such as vibrators and sensor elements have become lighter and thinner and smaller, and the method of joining members when mounting, the shape of electrodes on the substrate side, and the like have been adjusted. I'm under pressure. For a wide range of applications, miniaturization, low cost, and high performance are essential, and it is necessary to conduct verification from a wide perspective in electrode formation and mounting, with this in mind. Conventional methods of providing bump electrodes on a substrate often have advantages and disadvantages.

【0014】例えば従来例にあるワイヤボンディング法
はバンプ形状は揃いやすいが、1電極箇所ごとの作業で
あるのでバンプ数に比例して作業時間が増大し、また装
置1台あたりの性能により生産数及びコストが決定さ
れ、低コスト化には不向きである。またバンプにバリが
生じるために、ラベリング処理により高さを均一に揃え
ることが必要である。
For example, in the conventional wire bonding method, the bump shapes are easy to be uniform. However, since the work is performed for each electrode location, the work time increases in proportion to the number of bumps. And cost are determined, and are not suitable for cost reduction. In addition, since burrs are generated on the bumps, it is necessary to make the heights uniform by a labeling process.

【0015】メッキや真空蒸着による方法では、電極の
厚みに応じて形成に時間を要するため効率が悪いなどの
問題が発生する。従来の印刷による方法は一括処理によ
り口数が削減できるが、形状のバラツキが大きい等の点
が問題であった。
[0015] In the method by plating or vacuum deposition, there is a problem that efficiency is poor because time is required for forming according to the thickness of the electrode. The conventional printing method can reduce the number of openings by batch processing, but has a problem in that the shape varies widely.

【0016】一方焦電型赤外線センサの場合、従来の実
装工法においては、受光部下に基板が存在するためフェ
イスダウンによる実装が不可であり、基板の厚みとワイ
ヤの高さの分製品の高さが増し、加えてワイヤが受光部
よりも高い位置にあり、素子部を封入する際のSiの窓
部は受光部から離れた位置で固定せねばならず、視野の
確保のためにはより大きな窓部が必要となるなど、製品
の形状や材料コストに影響があった。
On the other hand, in the case of a pyroelectric infrared sensor, in the conventional mounting method, mounting by face-down is impossible because the substrate exists below the light receiving portion, and the height of the product is equivalent to the thickness of the substrate and the height of the wire. In addition, the wire is at a position higher than the light receiving section, and the Si window when enclosing the element section must be fixed at a position away from the light receiving section, and it is larger for securing the visual field. The necessity of a window has affected the product shape and material cost.

【0017】加えて素子部は性能確保と信頼性の面から
封止が必要であり、場合によっては特定のガスを封入す
る場合があるが、素子部及び窓部を固定するペーストに
よる汚れや、経時的に発生するガスの影響により、性能
が劣化することが考えられる。よって焦電型赤外線セン
サの性能を確保し、より小型化、高信頼性を満足するた
めには、フェイスダウンで樹脂ペースト等を用いずに素
子部の実装ができ、また封止においても同様のことが望
ましい。
In addition, the element portion needs to be sealed from the viewpoints of ensuring performance and reliability, and in some cases, a specific gas may be sealed. It is conceivable that the performance is degraded due to the influence of gas generated over time. Therefore, in order to ensure the performance of the pyroelectric infrared sensor, and to satisfy more miniaturization and high reliability, the element part can be mounted face down without using a resin paste or the like. It is desirable.

【0018】本発明は、低コストで高い信頼性を有する
電極の形成方法を提供し、またこれを用いてより小型、
低コスト化を実現した焦電型赤外線センサを提供するこ
とを目的とする。
The present invention provides a method for forming an electrode having low cost and high reliability, and using the method, a more compact,
It is an object of the present invention to provide a pyroelectric infrared sensor that achieves low cost.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、基板材料としてガラス材料を用い、スパッ
タリング法等の方法により薄膜電極形成後、エッチング
により島状電極を形成した後、スクリーン印刷法で半田
ペーストを塗布し、リフロー炉に投入して溶融、硬化さ
せて、半田電極(バンプ)を形成する。また半田電極直
下にサンドブラストにより貫通孔を形成し、貫通孔内部
に導電性材料を塗着する。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve this problem, the present invention uses a glass material as a substrate material, forms a thin-film electrode by a method such as sputtering, forms an island-like electrode by etching, and then forms a screen. A solder paste is applied by a printing method, put into a reflow furnace, melted and cured to form a solder electrode (bump). Further, a through hole is formed by sandblasting directly below the solder electrode, and a conductive material is applied inside the through hole.

【0020】またMgO基板上に形成された焦電型赤外
線センサの薄膜素子を、エッチングによってMgOを除
去して箔状とし、素子部裏面の電極部を半田電極に直接
押圧して加熱し接合し、箔状素子部を中空で保持する。
Further, the thin film element of the pyroelectric infrared sensor formed on the MgO substrate is formed into a foil shape by removing MgO by etching, and the electrode portion on the back surface of the element portion is directly pressed against the solder electrode to be heated and joined. , The foil-like element portion is held hollow.

【0021】これにより基板上に箔状素子部の中空保持
が可能な高さの半田電極を効率よく、かつ精度良く作成
できる。また半田電極直下の貫通孔により、素子部の出
力を効率よく基板裏面に取り出すことができる。素子部
は箔状でかつフェイスダウン実装であるので、従来に比
べて小型化が図れ、かつ中空での保持により受光部から
の熱の逃げが抑えられ、センサの性能を損なうこともな
い。加えて金属同士の直接接合による実装であるので、
従来のように素子部の固定とワイヤによる導通の工程に
比べて短縮され、また樹脂ペースト等によるガスの影響
もなく、長期的な性能確保の面からも有利である。
Thus, a solder electrode having a height capable of holding the foil-shaped element portion in a hollow state can be efficiently and accurately formed on the substrate. Further, the output of the element portion can be efficiently taken out to the back surface of the substrate by the through hole immediately below the solder electrode. Since the element portion is in the form of a foil and is mounted face-down, it is possible to reduce the size as compared with the related art, and to suppress the escape of heat from the light receiving portion by holding in a hollow shape, without deteriorating the performance of the sensor. In addition, since it is mounted by direct bonding between metals,
This is shorter than the conventional process of fixing the element portion and conducting by a wire, and is not affected by gas due to a resin paste or the like, which is advantageous from the viewpoint of ensuring long-term performance.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、ガラス基板上に薄膜形成法及びエッチング法により
島状の平面電極を設ける工程と、スクリーン印刷法によ
り半田ペーストを前記平面電極上に塗布する工程と、加
熱により半田ペースト溶融される工程を有する電極形成
方法であり、全工程が一括処理であるので効率が良く、
加えて塗布した半田ペーストは例え島状電極からはみ出
した場合でも、加熱後ガラス基板上ではほとんど存在せ
ずに島状電極上に凝縮され、島状電極上のみに半田電極
が形成できるので、精度良く半田電極が形成でき、加え
て半田ペーストの塗布量と島状電極の形状によって半田
電極の形状はほぼ決定されるので、形状バラツキが少な
く任意の高さの半田電極を容易に形成でき、更に形成後
の電極はバリ等がなくラベリング等の処理無しでも実装
部材との接合性は良好であるといった作用を有する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION According to the first aspect of the present invention, there is provided a step of providing an island-shaped flat electrode on a glass substrate by a thin film forming method and an etching method, and applying the solder paste by a screen printing method to the flat electrode. It is an electrode forming method that has a step of coating on the top and a step of melting the solder paste by heating, and is efficient because all steps are batch processing.
In addition, even if the applied solder paste protrudes from the island electrode, it hardly exists on the glass substrate after heating and condenses on the island electrode, and the solder electrode can be formed only on the island electrode. Solder electrodes can be formed well, and in addition, the shape of the solder electrodes is almost determined by the amount of solder paste applied and the shape of the island-shaped electrodes, so that there is little variation in shape and solder electrodes of any height can be easily formed. The formed electrode has an effect such that there is no burr or the like and the bonding property with the mounting member is good even without a treatment such as labeling.

【0023】請求項2に記載の発明は、前記島状の平面
電極に対してより大面積の開口部を有するマスクを用
い、スクリーン印刷法により島状電極よりも大面積に半
田ペーストを塗布する請求項1記載の電極形成方法であ
り、半田ペーストは島状電極面よりも広く塗布され、加
熱後には全て島状電極上に凝集するので、印刷の際の位
置決めが容易であり、また1度の塗布量を多くできるの
でより高い半田電極を形成できるといった作用を有す
る。
According to a second aspect of the present invention, a solder paste is applied to a larger area than the island-shaped electrode by screen printing using a mask having an opening having a larger area than the island-shaped flat electrode. 2. The electrode forming method according to claim 1, wherein the solder paste is applied more widely than the surface of the island-shaped electrode, and after the heating, all are agglomerated on the island-shaped electrode, so that the positioning at the time of printing is easy. Has an effect that a higher solder electrode can be formed since the amount of the applied electrode can be increased.

【0024】請求項3に記載の発明は、略円形あるいは
略方形の形状を有する前記島状電極に対し、直径あるい
は各辺寸法に対して1から1.5倍のマスクを用いてス
クリーン印刷法で半田ペーストを塗布し、かつ島状電極
の直径あるいは辺寸法は0.1mmから0.5mmである請
求項2記載の電極形成方法であり、請求項2に記載の発
明と同様の作用を有することに加え、半田ペーストの過
多により半田電極が膨れ上がり、島状電極の外形部より
も極端にはみ出し、他の部材とのリークが発生する等の
問題を防止できるといった作用を有する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a screen printing method for the island-shaped electrode having a substantially circular or substantially square shape, using a mask which is 1 to 1.5 times the diameter or each side dimension. 3. A method for forming an electrode according to claim 2, wherein the solder paste is applied by a method, and the diameter or side dimension of the island-shaped electrode is from 0.1 mm to 0.5 mm, and has the same function as the invention according to claim 2. In addition, it has the effect of preventing problems such as the solder electrode swelling due to excessive solder paste, protruding beyond the outer shape of the island-shaped electrode, and causing leakage with other members.

【0025】請求項4に記載の発明は、ある材料の最上
部平面電極の下に、別の材料の下層平面電極を設け、か
つ前記下層平面電極は前記最上部平面電極の面積及び、
半田ペーストの塗布面積よりも少なくとも大面積を有
し、かつ前記下層平面電極は前記最上部平面電極よりも
半田材料との濡れ性が劣る材料を用い、加熱により半田
ペーストを溶融して半田電極を形成した後、エッチング
により半田電極部直下以外の下層平面電極を除去する請
求項1から3のいずれかに記載の電極形成方法であり、
半田は電極は最上部平面電極内に凝集されるので精度良
く半田電極が形成でき、半田電極形成後にエッチングで
最下層平面電極を除去するので、ガラス基板表面はより
清浄な状態が保たれ、後工程への影響がなくなるといっ
た作用を有する。
According to a fourth aspect of the present invention, a lower plane electrode of another material is provided below the uppermost plane electrode of a certain material, and the lower plane electrode has an area of the uppermost plane electrode and
The lower plane electrode has at least a larger area than the application area of the solder paste, and the lower plane electrode is made of a material having a lower wettability with the solder material than the uppermost plane electrode. The electrode forming method according to any one of claims 1 to 3, wherein, after the formation, the lower layer flat electrode other than immediately below the solder electrode portion is removed by etching.
Since the solder is agglomerated in the uppermost flat electrode, the solder electrode can be formed with high precision, and the lowermost flat electrode is removed by etching after the formation of the solder electrode, so that the surface of the glass substrate is kept in a more clean state. It has the effect of eliminating the influence on the process.

【0026】請求項5に記載の発明は、下層平面電極材
料としてクロムを用い、最上部平面電極として銅を用い
る請求項4記載の電極形成方法であり、半田は銅の部分
に凝集し、かつクロム上にはほとんど存在せず、請求項
4と同様の作用を有する。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the electrode forming method according to the fourth aspect, wherein chromium is used as the lower plane electrode material and copper is used as the uppermost plane electrode. It hardly exists on chromium and has the same effect as in claim 4.

【0027】請求項6に記載の発明は、ガラス基板平面
に設けられた下層平面電極の厚みが300から1500
オングストローム、最上部平面電極の厚みが1.5から
2.5μmである請求項5記載の電極形成方法であり、
本発明にある工程内においてガラス基板との密着性が良
く、かつ通常の共晶半田等による電極食われにより、島
状電極が破損することがほとんどないといった作用を有
する。
According to a sixth aspect of the present invention, the thickness of the lower plane electrode provided on the plane of the glass substrate is 300 to 1500.
The electrode forming method according to claim 5, wherein the thickness of the angstrom uppermost flat electrode is 1.5 to 2.5 m.
In the process of the present invention, there is an effect that the adhesion to the glass substrate is good and the island-shaped electrode is hardly damaged by electrode erosion due to ordinary eutectic solder or the like.

【0028】請求項7に記載の発明は、下層平面電極材
料としてチタンを用い、最上部平面電極としてパラジウ
ムを用いる請求項4記載の電極形成方法であり、請求項
4,5と同様の作用を有する。
The invention according to claim 7 is the electrode forming method according to claim 4, wherein titanium is used as the lower plane electrode material and palladium is used as the uppermost plane electrode. Have.

【0029】請求項8に記載の発明は、ガラス基板平面
に設けられた下層平面電極の厚みが1500から250
0オングストローム、最上部平面電極の厚みが0.5か
ら1μmである請求項7記載の電極形成方法であり、請
求項6に記載と同様の作用において、島状電極の耐熱、
耐食われ性などがより優れているといった作用を有す
る。
According to the present invention, the thickness of the lower flat electrode provided on the flat surface of the glass substrate is from 1500 to 250.
8. The electrode forming method according to claim 7, wherein the thickness of the top flat electrode is 0.5 to 1 μm.
It has an effect that corrosion resistance and the like are more excellent.

【0030】請求項9に記載の発明は、半田ペースト塗
布前にガラス基板を加熱し、下層平面電極表面を酸化さ
せる請求項4から8のいずれかに記載の電極形成方法で
あり、酸化により下層平面電極と半田との濡れ性がより
低下し、効果が高くなるといった作用を有する。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the electrode forming method according to any one of the fourth to eighth aspects, wherein the glass substrate is heated before applying the solder paste to oxidize the surface of the lower planar electrode. This has the effect that the wettability between the flat electrode and the solder is further reduced and the effect is enhanced.

【0031】請求項10に記載の発明は、半田ペースト
材料として、主要材料の全体にしめる重量%が、錫:6
〜8%、鉛:75〜85、銀:1〜2%の高温半田を用
いる請求項1から9のいずれかに記載の電極形成方法で
あり、共晶半田の温度から300度以下までの温度にお
いて島状電極を破損することなく本発明の工程を進める
ことができ、かつ高温半田を用いることにより更に高い
温度のプロセスに耐えられる半田電極を形成できるとい
った作用を有する。
According to a tenth aspect of the present invention, as the solder paste material, tin: 6% by weight based on the whole of the main material is used.
The method for forming an electrode according to any one of claims 1 to 9, wherein a high-temperature solder of about 8 to 8%, 75 to 85% of lead, and 1 to 2% of silver is used. In this case, the process of the present invention can be performed without damaging the island-shaped electrode, and the use of high-temperature solder has the effect of forming a solder electrode that can withstand a higher-temperature process.

【0032】請求項11に記載の発明は、ガラス基板に
貫通孔を設けた後、前記貫通孔よりも大面積の島状電極
を形成し、さらに半田ペーストを印刷、加熱溶融させる
請求項1から10のいずれかに記載の電極形成方法であ
り、貫通孔を通して半田電極とガラス基板の裏面を直接
短距離で導通させることができ、また貫通孔の直径が
0.2mm前後であれば半田が貫通孔内に充填されること
もほとんどなく、半田電極形状は均一に保たれるといっ
た作用を有する。
[0032] According to an eleventh aspect of the present invention, after the through hole is formed in the glass substrate, an island-shaped electrode having a larger area than the through hole is formed, and the solder paste is printed and melted by heating. 10. The electrode forming method according to any one of the items 10, wherein the solder electrode and the back surface of the glass substrate can be directly conducted through the through hole for a short distance, and if the diameter of the through hole is about 0.2 mm, the solder penetrates. There is almost no filling in the holes, and the solder electrode shape is maintained uniformly.

【0033】請求項12に記載の発明は、ガラス基板に
貫通孔を設けた後、前記貫通孔よりも大面積の島状電極
を形成し、薄膜形成法により導電性を有しかつ半田との
濡れ性を有する材料層を裏面と貫通孔内部に同時に形成
した後、半田ペースト印刷、加熱溶融を行う請求項1か
ら11のいずれかに記載の電極形成方法であり、加熱溶
融の際に半田が貫通孔内部に材料層に沿って入り込みか
つ合金を形成してガラス基板両面で導通が取れるといっ
た作用を有する。
According to a twelfth aspect of the present invention, after a through-hole is formed in a glass substrate, an island-shaped electrode having a larger area than the through-hole is formed. The method for forming an electrode according to any one of claims 1 to 11, wherein after the material layer having wettability is simultaneously formed on the back surface and inside the through hole, solder paste printing and heat melting are performed. It has an effect that it penetrates into the through hole along the material layer and forms an alloy so that conduction can be obtained on both surfaces of the glass substrate.

【0034】請求項13に記載の発明は、島状電極形成
後に、島状電極の裏面からサンドブラストによりガラス
基板への貫通孔加工を行う請求項1から10のいずれか
に記載の電極形成方法であり、サンドブラストにより脆
性材料であるガラス基板は容易に加工され、島状電極位
置に合わせて加工を行えるので目視による位置あわせが
容易であり、さらにサンドブラストによる加工は噴射側
から貫通側に向かって穴径が狭くなるので、この後の半
田ペースト印刷、加熱溶融の際に貫通孔内に半田が流れ
込みにくく、半田電極形状が保持され、また加えて裏面
すなわち噴射側から貫通孔内に導電性材料を塗着する
際、傾斜があるために塗着がより容易であるといった作
用を有する。
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided the electrode forming method according to any one of the first to tenth aspects, wherein after the island-shaped electrodes are formed, a through hole is formed in the glass substrate by sandblasting from the back surface of the island-shaped electrodes. Yes, the glass substrate, which is a brittle material, is easily processed by sand blasting, and can be processed in accordance with the position of the island-shaped electrodes, so that it is easy to visually align it. Since the diameter becomes smaller, it is difficult for the solder to flow into the through-hole during subsequent solder paste printing and heating and melting, the shape of the solder electrode is maintained, and in addition, a conductive material is injected into the through-hole from the back surface, that is, the injection side. When applying, there is an effect that the application is easier because of the inclination.

【0035】請求項14に記載の発明は、島状電極形
成、半田ペースト印刷、加熱溶融を行った後、反対側か
らサンドブラスト加工により電極直下に貫通孔を設ける
請求項1から10のいずれかに記載の電極形成方法であ
り、半田はガラスに比べて加工レートが遅いので加工が
半田部で遅延され、均一な貫通孔が形成でき、更にサン
ドブラストの砥粒が裏面に回り込んで半田電極及び周辺
のガラス部の損傷を防止できるといった作用を有する。
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided any one of the first to tenth aspects, wherein after forming an island-shaped electrode, printing a solder paste, and heating and melting, a through hole is provided directly below the electrode by sandblasting from the opposite side. In the electrode forming method described above, since the processing rate of solder is slower than that of glass, processing is delayed at the solder portion, uniform through holes can be formed, and abrasive grains of sand blast wrap around the back surface and the solder electrode and the surroundings This has the effect of preventing damage to the glass part.

【0036】請求項15に記載の発明は、前記受光素子
部は箔状の形状を有し、受光側の裏面に取り出し電極を
有し、前記取り出し電極と請求項1から14のいずれか
に記載の電極形成方法により形成された半田電極とが接
合して実装及び導通が確保され、かつ前記受光素子部は
中空で保持されている、焦電型赤外線センサであり、箔
状の素子部を半田電極に直接実装するので全体が小型化
し、また両電極の接合を直接合金すれば樹脂ペーストな
どに見られるガスの発生の心配がなく、雰囲気により特
性が変化する焦電型赤外線センサに対して非常に良好で
あり、さらに封止においてもガラス基板とガラス材料あ
るいはシリコンなどで接合することにより、封止部での
ガス発生などを防止できるといった作用を有する。
According to a fifteenth aspect of the present invention, the light-receiving element portion has a foil shape, and has an extraction electrode on the back surface on the light-receiving side. A soldering electrode formed by the method for forming an electrode is bonded to ensure mounting and conduction, and the light receiving element is a pyroelectric infrared sensor that is held in a hollow state. Since it is directly mounted on the electrodes, the overall size is reduced, and if the joints of the two electrodes are directly alloyed, there is no risk of gas generation seen in resin paste, etc. In addition, when the glass substrate is bonded to the glass substrate with a glass material, silicon, or the like during sealing, it has an effect of preventing generation of gas at the sealing portion.

【0037】図1は基板上にパッド電極(島状電極)及
び3次元形状を有するブリッジ電極(半田電極)の形成
工程の一例を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a process for forming a pad electrode (island electrode) and a three-dimensionally formed bridge electrode (solder electrode) on a substrate.

【0038】図1において、11は基板、12は成膜
部、13はパッド電極、14は印刷部、15はブリッジ
電極である。まず基板11表面にスパッタ等の方法によ
り成膜部12が、基板11表面の中央部全体にほぼ均一
な膜厚で成膜される。基板11の材料はガラスを用い、
また成膜部12の材料は例えば、ガラスとの密着性を確
保するためにまずCrを一層目に設け、2層目に後工程
で印刷される半田等との濡れ性を考慮してCuを用い
る。
In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a substrate, 12 denotes a film forming unit, 13 denotes a pad electrode, 14 denotes a printing unit, and 15 denotes a bridge electrode. First, a film forming unit 12 is formed on the surface of the substrate 11 with a substantially uniform film thickness over the entire central part of the surface of the substrate 11 by a method such as sputtering. The material of the substrate 11 is glass,
For the material of the film forming unit 12, for example, Cr is firstly provided in order to secure adhesion to glass, and Cu is used in the second layer in consideration of wettability with solder or the like to be printed in a later step. Used.

【0039】続いて成膜部12をフォトリソ及びエッチ
ング法により、複数のパッド電極13を形成する。この
後パッド電極13上に半田ペーストを塗布し、印刷部1
4を形成する。半田ペースト塗布はスクリーン印刷法を
用い、印刷マスクパターンの開口部寸法は、パッド電極
13の寸法よりも広くしておく。この後リフロー炉等に
より基板11を加熱し、印刷部14を溶融、冷却し、ブ
リッジ電極15を形成する。
Subsequently, a plurality of pad electrodes 13 are formed in the film forming section 12 by photolithography and etching. Thereafter, a solder paste is applied on the pad electrode 13 and the printed portion 1 is formed.
4 is formed. The solder paste is applied by using a screen printing method, and the size of the opening of the print mask pattern is made larger than the size of the pad electrode 13. After that, the substrate 11 is heated by a reflow furnace or the like, the printing unit 14 is melted and cooled, and the bridge electrode 15 is formed.

【0040】パッド電極13の寸法よりも印刷マスクの
開口部が広いことにより、印刷の際の位置ずれ等が発生
した場合でもパッド電極上には、完全に印刷部を設ける
ことができる。さらに基板材料はガラスであるので、半
田との濡れ性が悪くガラス上には半田電極は形成され
ず、印刷部はほとんど全てパッド電極上に集約される。
よって印刷時の位置ずれ等に関わらずブリッジ電極の位
置はパッド電極の位置により決定され、加えて印刷部の
面積が広ければより高いブリッジ電極形成に寄与する。
Since the opening of the print mask is wider than the size of the pad electrode 13, even when a displacement or the like occurs during printing, a printed portion can be completely provided on the pad electrode. Furthermore, since the substrate material is glass, the wettability with the solder is poor and no solder electrodes are formed on the glass, and almost all the printed portions are concentrated on the pad electrodes.
Therefore, the position of the bridge electrode is determined by the position of the pad electrode irrespective of the displacement during printing or the like. In addition, if the area of the printed portion is large, it contributes to the formation of a higher bridge electrode.

【0041】また、以下の方法によっても同様にブリッ
ジ電極形成は可能である。図2は基板上に島状のパッド
電極及び3次元形状を有するブリッジ電極の形成工程の
一例を示す斜視図である。
A bridge electrode can be similarly formed by the following method. FIG. 2 is a perspective view showing an example of a process of forming an island-like pad electrode and a bridge electrode having a three-dimensional shape on a substrate.

【0042】図2において、21は基板、22は成膜
部、23はパッド電極、24はブリッジ電極である。前
述の図1と同様、基板21上に成膜部22を設ける。こ
のとき成膜部22は、基板21との密着性がよくかつ後
工程において印刷される材料との濡れ性が悪い材料と、
印刷材料との濡れ性がよい材料の2層あるいはそれ以上
の構造とする。
In FIG. 2, 21 is a substrate, 22 is a film forming section, 23 is a pad electrode, and 24 is a bridge electrode. As in FIG. 1 described above, a film forming unit 22 is provided on a substrate 21. At this time, the film forming unit 22 is made of a material having good adhesion to the substrate 21 and poor wettability with a material to be printed in a later step;
It has a structure of two layers or more of a material having good wettability with the printing material.

【0043】例えば基板と密着する1層目にCr、2層
目にCuを設けるか、あるいは1層目にTi、2層目に
Pd等を設ける。続いてフォトリソ、エッチングにより
2層目のみパッド電極23を形成した後、パッド電極2
3上に印刷により半田ペースト等を塗布し、加熱、冷却
してブリッジ電極24を形成する。あるいは半田ペース
ト印刷前に基板を100℃30分で大気中に放置して全
体を酸化させる。この場合1層目が酸化されて半田との
濡れ性が低下してより選択性が大きくなると同時に、2
層目も酸化される。よってこの酸化処理中はフォトリソ
でのレジストを2層目にかぶせたままとし、加熱酸化後
に剥離することが望ましい。最後にエッチングによりブ
リッジ電極24直下以外の成膜部22の1層目を除去す
る。
For example, Cr is provided on the first layer which is in close contact with the substrate, or Cu is provided on the second layer, or Ti is provided on the first layer and Pd is provided on the second layer. Subsequently, the pad electrode 23 is formed only on the second layer by photolithography and etching.
A solder paste or the like is applied by printing on 3, and the bridge electrode 24 is formed by heating and cooling. Alternatively, before printing the solder paste, the substrate is left in the air at 100 ° C. for 30 minutes to oxidize the whole. In this case, the first layer is oxidized, and the wettability with the solder is reduced to increase the selectivity.
Layers are also oxidized. Therefore, it is preferable that the resist in the photolithography is kept covered on the second layer during the oxidation treatment, and the resist is removed after the heat oxidation. Finally, the first layer of the film forming part 22 other than immediately below the bridge electrode 24 is removed by etching.

【0044】この方法によれば、フォトリソ用レジスト
を用いてエッチングを行うのは2層目のみであるので、
レジストは2層目用のエッチング液にのみ耐性があれば
よく、選択の幅が広がる。また1層目と印刷材料の濡れ
性が悪いので、ガラス以外の材料の基板においても図1
と同様、良好にブリッジ電極が形成できる。さらにブリ
ッジ電極形成時のフラックスの汚れ等は、1層目の成膜
部がカバーとなり、成膜部除去と同時に取り除くことが
でき、基板表面を清浄に保つことができる。
According to this method, only the second layer is etched using the photolithographic resist.
The resist only needs to be resistant to the etching solution for the second layer, and the range of choice is widened. Further, since the wettability between the first layer and the printing material is poor, even if a substrate made of a material other than glass
Similarly to the above, a bridge electrode can be formed well. Further, the contamination of the flux or the like at the time of forming the bridge electrode can be removed at the same time as the removal of the film formation portion, and the substrate surface can be kept clean.

【0045】これら電極形成に用いるパッド電極の材質
及び厚みは、仕上がり後の良否を決定する重要な要因で
あり、厚すぎると材料コスト及び形成に要する時間があ
がる。逆に薄すぎると半田食われによりパッド電極が破
損したり、電極そのものが剥離したりする。本実施の形
態においては、具体的にはCr−Cu系の場合、Cr厚
みが300から1500オングストローム、Cu厚みが
1.5から2.5ミクロンで良好な結果となる。また同
様にTi−Pd系では、Ti厚みが1500から250
0オングストローム、Pd厚みが0.5から1ミクロン
である。
The material and thickness of the pad electrode used for forming these electrodes are important factors for determining the quality of the finished electrode. If the thickness is too large, the material cost and the time required for formation are increased. Conversely, if it is too thin, the pad electrode will be damaged by solder erosion, or the electrode itself will peel off. In the present embodiment, specifically, in the case of a Cr-Cu system, good results are obtained when the Cr thickness is 300 to 1500 angstroms and the Cu thickness is 1.5 to 2.5 microns. Similarly, in the case of Ti-Pd, the Ti thickness is from 1500 to 250.
0 Å, Pd thickness 0.5 to 1 micron.

【0046】しかし通常の共晶半田以外の高温半田ペー
スト材料の中には例外もあり、例えば鉛フリーでSnの
多いものなどはCuがほとんど食われてなくなる。高温
半田の場合、主要材料の全体にしめる重量%が、錫:6
〜8%、鉛:75〜85、銀:1〜2%の組成のものに
おいて融点約300℃のものがあり、この材料において
はパッド電極はほとんど損壊することなく良好な仕上が
りとなった。よってこの材料を用いることで、他のプロ
セスに対してより強いブリッジ電極が形成できる。
However, there is an exception in high-temperature solder paste materials other than ordinary eutectic solder. For example, a lead-free and Sn-rich solder hardly eats Cu. In the case of high-temperature solder, tin: 6
Some of the compositions having a melting point of about 300 ° C. in compositions having a composition of 88%, lead: 75-85, and silver: 1-2%, and the pad electrode had a good finish with almost no damage. Therefore, by using this material, a bridge electrode stronger than other processes can be formed.

【0047】なお以上の方法は、成膜材料や印刷材料が
本実施の形態以外の場合でも、同様の性質を有すれば本
発明を実施できることは言うまでもない。また成膜材料
は2層のみならず、より半田との濡れ性を高めるために
Auを表面に設けるなど、より構造が複雑であっても本
実施の形態と同様に実施可能である。
It is needless to say that the above method can be applied to the present invention even if the film forming material and the printing material are other than those in the present embodiment, as long as they have similar properties. In addition to the two-layer film forming material, even if the structure is more complicated, such as providing Au on the surface in order to further enhance the wettability with solder, it can be carried out in the same manner as this embodiment.

【0048】上記の電極直下に貫通孔を開けて基板の裏
面で電極を引き出すことにより、小型でかつ他の基板へ
の実装が可能となる。
By opening a through hole immediately below the electrode and extracting the electrode from the back surface of the substrate, it is possible to reduce the size of the substrate and mount it on another substrate.

【0049】図3は電極直下の基板に貫通孔を形成する
工程を示す断面図である。図3において、31は基板、
32は貫通孔、33はパッド電極、34は半田ペース
ト、35はブリッジ電極である。まず基板31に貫通孔
32を加工する。この時片側の貫通側径をもう一方の径
より小さくしておく。次に貫通孔32の狭い孔の側に、
径全体を覆うようにパッド電極33を形成する。次に半
田ペースト34を印刷し、リフロー炉により加熱してブ
リッジ電極35を得る。貫通孔は印刷側が狭く反対側に
向かって徐々に広くしており、印刷された半田ペースト
は孔内面と接触しにくく、また貫通孔内部もガラスであ
れば濡れ性が悪く、加熱後孔内の半田ペーストはほぼパ
ッド電極上に吸い上げられる。よってこの場合ブリッジ
電極形状、高さなどがばらつく可能性が少ない。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a step of forming a through hole in a substrate immediately below an electrode. In FIG. 3, 31 is a substrate,
32 is a through hole, 33 is a pad electrode, 34 is a solder paste, and 35 is a bridge electrode. First, a through hole 32 is formed in the substrate 31. At this time, the diameter of the through-hole on one side is made smaller than the diameter of the other. Next, on the side of the narrow hole of the through hole 32,
The pad electrode 33 is formed so as to cover the entire diameter. Next, the solder paste 34 is printed and heated by a reflow furnace to obtain a bridge electrode 35. The through hole is narrow on the printing side and gradually widens toward the opposite side, the printed solder paste is difficult to contact with the inner surface of the hole, and if the inside of the through hole is also glass, poor wettability, The solder paste is almost sucked up on the pad electrode. Therefore, in this case, there is little possibility that the shape and height of the bridge electrode vary.

【0050】図4も同様に電極直下の基板に貫通孔及び
電極を形成する工程を示す断面図である。
FIG. 4 is also a cross-sectional view showing a step of forming a through hole and an electrode in a substrate immediately below an electrode.

【0051】図4において、41は基板、42は貫通
孔、43はパッド電極、44は裏面電極、45は半田ペ
ースト、46はブリッジ電極である。まず基板41に貫
通孔42を加工し、更にパッド電極43を貫通孔42の
狭い貫通側面に形成する。続いて逆の面に裏面電極44
を、銅等の導電性を有し、かつ半田材料との濡れ性の良
い材料をスパッタリング法で形成する。また場合によっ
てはガラスとの密着性を考慮し、クロム−銅等の2層構
造とする。続いて半田ペースト45をパッド電極43上
に印刷し、加熱溶融してブリッジ電極46を形成する。
この場合の効果としては、加熱時に貫通孔内部において
半田ペーストと裏面電極が密着して貫通孔内部の一部に
も半田材料が充填され、ブリッジ電極と裏面電極により
基板両面で容易に導通が図れ、加えてより導通の信頼性
を増す場合には貫通孔内部に導電性ペースト等を充填す
るが、半田材料が貫通孔内部に充填されているため両者
の接続が容易である。
In FIG. 4, 41 is a substrate, 42 is a through hole, 43 is a pad electrode, 44 is a back electrode, 45 is a solder paste, and 46 is a bridge electrode. First, a through hole 42 is formed in the substrate 41, and a pad electrode 43 is formed on a narrow through side surface of the through hole 42. Then, the back electrode 44 is formed on the opposite surface.
Is formed of a material such as copper having conductivity and good wettability with a solder material by a sputtering method. In some cases, a two-layer structure of chromium-copper or the like is used in consideration of adhesion to glass. Subsequently, a solder paste 45 is printed on the pad electrode 43, and is heated and melted to form a bridge electrode 46.
In this case, the effect is that the solder paste and the back surface electrode are closely adhered inside the through hole during heating, and a part of the inside of the through hole is filled with the solder material. In addition, when the reliability of conduction is further increased, the inside of the through-hole is filled with a conductive paste or the like. However, since the inside of the through-hole is filled with the solder material, connection between the two is easy.

【0052】図5も同様に電極直下の基板に貫通孔及び
電極を形成する工程を示す断面図である。
FIG. 5 is also a cross-sectional view showing a process of forming a through hole and an electrode in a substrate immediately below an electrode.

【0053】図5において、51は基板、52はパッド
電極、53は裏面レジスト、54はレジスト孔、55は
貫通孔、56は半田ペースト、57はブリッジ電極であ
る。基板51上にパッド電極52がスパッタリング等の
方法により形成される。この後裏面に感光性樹脂材料で
ある裏面レジスト53を塗布し、更にフォトリソによっ
てパッド電極52直下にレジスト孔54を形成する。こ
の後、裏面側にサンドブラスト加工法によりSiC砥粒
等を噴射する。裏面レジスト53はガラス基板51に比
べて砥粒噴射による摩耗量が少ない。よってレジスト孔
54を通じてガラス基板51が加工される。この方法に
よりガラスのような脆性材料を精度良く加工ができ、ま
た貫通孔55の形状は噴射側から貫通側に向かって狭く
なり、所望の形状が自動的に得られる。この後裏面レジ
スト53を剥離し、同様に半田ペースト56の印刷、加
熱により、ブリッジ電極を得る。
In FIG. 5, 51 is a substrate, 52 is a pad electrode, 53 is a back surface resist, 54 is a resist hole, 55 is a through hole, 56 is a solder paste, and 57 is a bridge electrode. A pad electrode 52 is formed on the substrate 51 by a method such as sputtering. Thereafter, a backside resist 53, which is a photosensitive resin material, is applied to the backside, and a resist hole 54 is formed immediately below the pad electrode 52 by photolithography. Thereafter, SiC abrasive grains and the like are sprayed on the back side by sandblasting. The back surface resist 53 has a smaller abrasion amount due to the abrasive spray than the glass substrate 51. Therefore, the glass substrate 51 is processed through the resist holes 54. By this method, a brittle material such as glass can be processed with high accuracy, and the shape of the through hole 55 becomes narrower from the injection side to the penetration side, so that a desired shape is automatically obtained. Thereafter, the backside resist 53 is peeled off, and a bridge electrode is similarly obtained by printing and heating the solder paste 56.

【0054】図6も同様に電極直下の基板に貫通孔及び
電極を形成する工程を示す断面図である。
FIG. 6 is also a cross-sectional view showing a process of forming a through hole and an electrode in a substrate immediately below an electrode.

【0055】図6において、61は基板、62はパッド
電極、63はブリッジ電極、64は裏面レジスト、65
はレジスト孔、66は貫通孔である。基板61上に前記
と同様の手法によりパッド電極62、及びブリッジ電極
63を形成する。次に図5と同様に裏面に裏面レジスト
64、レジスト孔65を形成し、サンドブラスト加工を
行う。これにより貫通孔66が形成されるが、半田材料
はサンドブラストによる加工の影響を受けにくいため、
加工はブリッジ電極63においてほぼストップされる。
最後に裏面レジスト64を剥離して完成する。この方法
によれば、貫通孔の加工がブリッジ電極によって阻害さ
れて基板の過度な加工が防止でき、貫通孔形状をより均
一に揃えることができる。かつ、ブリッジ電極上に何ら
かの部材を実装後も、貫通孔の加工が可能である。
In FIG. 6, reference numeral 61 denotes a substrate; 62, a pad electrode; 63, a bridge electrode;
Is a resist hole, and 66 is a through hole. The pad electrode 62 and the bridge electrode 63 are formed on the substrate 61 by the same method as described above. Next, similarly to FIG. 5, a back surface resist 64 and a resist hole 65 are formed on the back surface, and sandblasting is performed. As a result, a through hole 66 is formed. However, since the solder material is hardly affected by processing by sand blast,
The processing is almost stopped at the bridge electrode 63.
Finally, the back surface resist 64 is peeled off to complete. According to this method, the processing of the through-hole is hindered by the bridge electrode, so that excessive processing of the substrate can be prevented, and the shape of the through-hole can be made more uniform. In addition, even after some member is mounted on the bridge electrode, the through hole can be processed.

【0056】図7は本工程において形成された電極上に
箔状の焦電型赤外線センサを実装した一例を示す斜視図
である。
FIG. 7 is a perspective view showing an example of mounting a pyroelectric infrared sensor in the form of a foil on the electrodes formed in this step.

【0057】図7において、71は基板、72a,72
bはブリッジ電極、73は受光部、74a,74bは素
子側電極である。焦電型赤外線センサ素子は大きくは焦
電材料からなる受光部73と、白金等からなる素子側電
極74a,74bからなり、ポリイミド樹脂等で補強さ
れて箔状を呈している。受光部73に赤外線が入射して
温度変化があると、電荷が発生して両方の素子側電極7
4a,74b間に出力される。素子側電極74a,74
bとブリッジ電極72a,72bとが半田の溶融及び凝
固によって接合され、センサ素子は中空に保持されてい
る。よって受光部からの出力はブリッジ電極によって外
部に取り出される。
In FIG. 7, reference numeral 71 denotes a substrate;
b is a bridge electrode, 73 is a light receiving section, and 74a and 74b are element side electrodes. The pyroelectric infrared sensor element mainly includes a light receiving portion 73 made of a pyroelectric material and element-side electrodes 74a and 74b made of platinum or the like, and has a foil shape reinforced with a polyimide resin or the like. When infrared rays are incident on the light receiving section 73 and there is a temperature change, electric charges are generated, and both element-side electrodes 7
It is output between 4a and 74b. Element-side electrodes 74a, 74
b and the bridge electrodes 72a and 72b are joined by melting and solidification of the solder, and the sensor element is held hollow. Therefore, the output from the light receiving section is taken out to the outside by the bridge electrode.

【0058】この構成によれば、センサ素子は箔状で中
空に保持されているので受光部からの熱の散乱が抑えら
れ、高いセンサ感度が確保できる。また大幅な低背化が
図れ、センサの小型化に寄与する。またブリッジ電極の
下に貫通孔及び電極を設けることにより、センサ出力を
基板裏面に容易に取り出せるので、センサ素子のパッケ
ージ化にも寄与する。加えて接合に樹脂などのガス放出
のある材料を用いてないため、雰囲気変化によるセンサ
感度の変動を防止できる。加えて基板材料がガラスであ
るので、パッケージ作成の際、ガラスやシリコン等との
直接接合が可能で、ガス放出の防止、一体形成によるパ
ッケージコストの低下等にも寄与する。
According to this configuration, since the sensor element is held in a hollow shape in the form of a foil, scattering of heat from the light receiving portion is suppressed, and high sensor sensitivity can be secured. Further, the height can be significantly reduced, which contributes to downsizing of the sensor. By providing a through hole and an electrode below the bridge electrode, the sensor output can be easily taken out on the back surface of the substrate, which contributes to the packaging of the sensor element. In addition, since a material that emits gas such as a resin is not used for bonding, a change in sensor sensitivity due to an atmosphere change can be prevented. In addition, since the substrate material is glass, it can be directly bonded to glass, silicon, or the like at the time of package production, which contributes to prevention of gas release and reduction in package cost due to integrated formation.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ガラス基
板上に容易に半田電極を高ハイトにかつ複数一体で形成
でき、その後の部材の直接実装が容易で低コスト化に寄
与する。またガラスと半田材料との非濡れ性を利用する
ことで、高精度な半田電極を構成できる。加えてガラス
基板に対して半田電極直下にサンドブラスト工法により
容易に貫通孔を設けることができ、基板裏面への電極取
り出しが容易である。
As described above, according to the present invention, a plurality of solder electrodes can be easily formed integrally on a glass substrate at a high height, and subsequent direct mounting of members is easy and contributes to cost reduction. Further, by utilizing the non-wetting property of the glass and the solder material, a highly accurate solder electrode can be formed. In addition, a through hole can be easily provided in the glass substrate directly under the solder electrode by a sand blast method, and the electrode can be easily taken out to the back surface of the substrate.

【0060】本工程による電極には箔状の焦電型赤外線
センサ素子を中空保持実装することが可能で、センサ感
度の低下を防止し、かつ大幅な低背化を図ることができ
る。また電極間の接合は金属同士の直接接合であるの
で、経時的なガスの流出の心配が少なく、センサ感度へ
の影響を回避できるのみならず、ガラス基板とシリコン
等の直接接合と、特定の気体封入等により、更に高いセ
ンサ感度と信頼性を有することができる。
A pyroelectric infrared sensor element in the form of a foil can be held and mounted in the electrode in this process in a hollow manner, so that the sensor sensitivity can be prevented from lowering and the height can be significantly reduced. In addition, since the bonding between the electrodes is a direct bonding between metals, there is little concern about outflow of gas over time, and not only can the influence on the sensor sensitivity be avoided, but also the direct bonding between the glass substrate and silicon, etc. Higher sensor sensitivity and reliability can be achieved by gas filling or the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態における基板上電極の製
造工程図
FIG. 1 is a manufacturing process diagram of an electrode on a substrate according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施の形態における基板上電極の製造工程図FIG. 2 is a process chart of manufacturing an electrode on a substrate according to the embodiment.

【図3】同実施の形態における貫通孔の製造工程図FIG. 3 is a view showing a manufacturing process of a through hole according to the embodiment.

【図4】同実施の形態における貫通孔の製造工程図FIG. 4 is a view showing a manufacturing process of a through hole according to the embodiment.

【図5】同実施の形態における貫通孔の製造工程図FIG. 5 is a view showing a manufacturing process of a through hole in the embodiment.

【図6】同実施の形態における貫通孔の製造工程図FIG. 6 is a view showing a manufacturing process of a through hole according to the embodiment.

【図7】同実施の形態における実装後の焦電型赤外線セ
ンサを示す斜視図
FIG. 7 is a perspective view showing a pyroelectric infrared sensor after mounting in the embodiment.

【図8】従来の電極形成工法を示す製造工程図FIG. 8 is a manufacturing process diagram showing a conventional electrode forming method.

【図9】同従来の電極形成工法を示す製造工程図FIG. 9 is a manufacturing process diagram showing the conventional electrode forming method.

【図10】従来の焦電型赤外線の構成を示す斜視図FIG. 10 is a perspective view showing a configuration of a conventional pyroelectric infrared ray.

【図11】従来の焦電型赤外線センサの素子部の構成を
示す斜視図
FIG. 11 is a perspective view showing a configuration of an element portion of a conventional pyroelectric infrared sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,21,31,41,51,61,71,84,9
3 基板 13,23,33,43,52,62 パッド電極(島
状電極) 15,24,35,46,57,63,72a,72b
ブリッジ電極(半田電極) 32,42,55,66 貫通孔 73,113 受光部
11, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 84, 9
3 Substrate 13, 23, 33, 43, 52, 62 Pad electrode (island electrode) 15, 24, 35, 46, 57, 63, 72a, 72b
Bridge electrode (solder electrode) 32, 42, 55, 66 Through hole 73, 113 Light receiving section

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 幸治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 2G065 AB02 BA13 BA14 DA20 5E319 AA03 AB06 AC04 AC17 BB05 CC33 CD60  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Koji Nomura 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. F-term (reference) 2G065 AB02 BA13 BA14 DA20 5E319 AA03 AB06 AC04 AC17 BB05 CC33 CD60

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガラス基板上に薄膜形成法及びエッチン
グ法により島状の平面電極を設ける工程と、スクリーン
印刷法により半田ペーストを前記平面電極上に塗布する
工程と、加熱により半田ペースト溶融させる工程を有す
る電極形成方法。
1. A step of providing an island-shaped planar electrode on a glass substrate by a thin film forming method and an etching method, a step of applying a solder paste on the planar electrode by a screen printing method, and a step of melting the solder paste by heating. An electrode forming method comprising:
【請求項2】 前記島状の平面電極に対してより大面積
の開口部を有するマスクを用い、スクリーン印刷法によ
り島状電極よりも大面積に半田ペーストを塗布する請求
項1記載の電極形成方法。
2. The electrode forming method according to claim 1, wherein a mask having an opening having a larger area than the island-shaped flat electrode is used, and a solder paste is applied to a larger area than the island-shaped electrode by a screen printing method. Method.
【請求項3】 略円形あるいは略方形の形状を有する前
記島状電極に対し、直径あるいは各辺寸法に対して1か
ら1.5倍のマスクを用いてスクリーン印刷法で半田ペ
ーストを塗布し、かつ島状電極の直径あるいは辺寸法は
0.1mmから0.5mmである請求項2記載の電極形成方
法。
3. An island electrode having a substantially circular or substantially square shape is coated with a solder paste by a screen printing method using a mask having a diameter or a dimension of 1 to 1.5 times each side, 3. The electrode forming method according to claim 2, wherein the diameter or side dimension of the island-shaped electrode is 0.1 mm to 0.5 mm.
【請求項4】 ある材料の最上部平面電極の下に、別の
材料の下層平面電極を設け、かつ前記下層平面電極は前
記最上部平面電極の面積及び、半田ペーストの塗布面積
よりも少なくとも大面積を有し、かつ前記下層平面電極
は前記最上部平面電極よりも半田材料との濡れ性が劣る
材料を用い、加熱により半田ペーストを溶融して半田電
極を形成した後、エッチングにより半田電極部直下以外
の下層平面電極を除去する請求項1から3のいずれかに
記載の電極形成方法。
4. A lower planar electrode of another material is provided below an uppermost planar electrode of a certain material, and the lower planar electrode is at least larger than an area of the uppermost planar electrode and an application area of a solder paste. The lower flat electrode has an area, and the lower flat electrode is made of a material having a lower wettability with the solder material than the uppermost flat electrode. After the solder paste is melted by heating to form the solder electrode, the solder electrode portion is etched. The electrode forming method according to any one of claims 1 to 3, wherein the lower planar electrode other than immediately below is removed.
【請求項5】 下層平面電極材料としてクロムを用い、
最上部平面電極として銅を用いる請求項4記載の電極形
成方法。
5. Use of chromium as a lower plane electrode material,
5. The electrode forming method according to claim 4, wherein copper is used as the uppermost planar electrode.
【請求項6】 ガラス基板平面に設けられた下層平面電
極の厚みが300から1500オングストローム、最上
部平面電極の厚みが1.5から2.5μmである請求項
5記載の電極形成方法。
6. The electrode forming method according to claim 5, wherein the thickness of the lower planar electrode provided on the plane of the glass substrate is 300 to 1500 angstroms, and the thickness of the uppermost planar electrode is 1.5 to 2.5 μm.
【請求項7】 下層平面電極材料としてチタンを用い、
最上部平面電極としてパラジウムを用いる請求項4記載
の電極形成方法。
7. Titanium is used as a lower plane electrode material,
5. The electrode forming method according to claim 4, wherein palladium is used as the uppermost planar electrode.
【請求項8】 ガラス基板平面に設けられた下層平面電
極の厚みが1500から2500オングストローム、最
上部平面電極の厚みが0.5から1μmである請求項7
記載の電極形成方法。
8. The lower plane electrode provided on the glass substrate plane has a thickness of 1500 to 2500 angstroms, and the uppermost plane electrode has a thickness of 0.5 to 1 μm.
The electrode forming method according to the above.
【請求項9】 半田ペースト塗布前にガラス基板を加熱
し、下層平面電極表面を酸化させる請求項4から8のい
ずれかに記載の電極形成方法。
9. The electrode forming method according to claim 4, wherein the glass substrate is heated before applying the solder paste to oxidize the surface of the lower planar electrode.
【請求項10】 半田ペースト材料として主要材料の全
体にしめる重量%が錫:6〜8%、鉛:75〜85、
銀:1〜2%の高温半田を用いる請求項1から9のいず
れかに記載の電極形成方法。
10. A solder paste material comprising 6 to 8% by weight of tin, 75 to 85% of lead, and
The electrode forming method according to any one of claims 1 to 9, wherein a high-temperature solder of silver: 1 to 2% is used.
【請求項11】 ガラス基板に貫通孔を設けた後、前記
貫通孔よりも大面積の島状電極を形成し、さらに半田ペ
ーストを印刷、加熱溶融させる請求項1から10のいず
れかに記載の電極形成方法。
11. The method according to claim 1, wherein after forming a through hole in the glass substrate, an island-shaped electrode having a larger area than the through hole is formed, and a solder paste is printed and heated and melted. Electrode formation method.
【請求項12】 ガラス基板に貫通孔を設けた後、前記
貫通孔よりも大面積の島状電極を形成し、薄膜形成法に
より導電性を有しかつ半田との濡れ性を有する材料層を
裏面と貫通孔内部に同時に形成した後、半田ペースト印
刷、加熱溶融を行う請求項1から11のいずれかに記載
の電極形成方法。
12. After forming a through hole in a glass substrate, an island-shaped electrode having a larger area than the through hole is formed, and a material layer having conductivity and wettability with solder is formed by a thin film forming method. The electrode forming method according to any one of claims 1 to 11, wherein the solder paste is printed and heated and melted after being simultaneously formed on the back surface and the inside of the through hole.
【請求項13】 島状電極形成後に、島状電極の裏面か
らサンドブラストによりガラス基板への貫通孔加工を行
う請求項1から10のいずれかに記載の電極形成方法。
13. The electrode forming method according to claim 1, wherein after forming the island-shaped electrode, a through-hole is formed in the glass substrate by sandblasting from the back surface of the island-shaped electrode.
【請求項14】 島状電極形成、半田ペースト印刷、加
熱溶融を行った後、反対側からサンドブラスト加工によ
り電極直下に貫通孔を設ける請求項1から10のいずれ
かに記載の電極形成方法。
14. The electrode forming method according to claim 1, wherein after forming the island-shaped electrode, printing the solder paste, and performing heat melting, a through hole is provided directly below the electrode by sandblasting from the opposite side.
【請求項15】 前記受光素子部は箔状の形状を有し、
受光側の裏面に取り出し電極を有し、前記取り出し電極
と請求項1から14のいずれかに記載の電極形成方法に
より形成された半田電極とが接合して実装及び導通が確
保され、かつ前記受光素子部は中空で保持されている焦
電型赤外線センサ。
15. The light-receiving element section has a foil shape,
An extraction electrode is provided on the back surface on the light receiving side, and the extraction electrode and the solder electrode formed by the electrode forming method according to any one of claims 1 to 14 are joined to ensure mounting and conduction, and the light reception is performed. The element is a pyroelectric infrared sensor that is held hollow.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007225456A (en) * 2006-02-23 2007-09-06 Matsushita Electric Works Ltd Infrared detector
EP2017239A1 (en) * 2006-04-28 2009-01-21 Murata Manufacturing Co. Ltd. Pyroelectric ceramic composition, pyroelectric element, and infrared detector
CN104260542A (en) * 2014-08-27 2015-01-07 格力电器(郑州)有限公司 Design method of web plate coated by heat dissipating paste

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