JP2001174323A - Infrared ray detecting device - Google Patents

Infrared ray detecting device

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JP2001174323A
JP2001174323A JP35826399A JP35826399A JP2001174323A JP 2001174323 A JP2001174323 A JP 2001174323A JP 35826399 A JP35826399 A JP 35826399A JP 35826399 A JP35826399 A JP 35826399A JP 2001174323 A JP2001174323 A JP 2001174323A
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infrared
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Inventor
Yukihiko Shirakawa
幸彦 白川
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Tdk Corp
ティーディーケイ株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-sized, low cost and high-precision infrared ray detecting device. SOLUTION: This infrared ray detecting device is provided with a insulating substrate 201 having large-heat conductivity. The substrate 201 is provided with a plurality of end section electrodes 202 from the positions near the end sections on the upper face to the positions near the end sections on the lower face through side sections. A wiring section 203 connected to the end section electrodes 202 is provided on the upper face of the substrate 201. A surface mounted infrared ray detector 205 and a temperature sensor element 206 detecting the temperature of the substrate 201 as the reference temperature are mounted on the upper face of the substrate 201. The terminals of the infrared ray detector 205 and the temperature sensor element 206 are electrically connected to the end section electrodes 202 directly or via wiring sections 203.

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、熱型の赤外線検出器を含む赤外線検出装置に関する。 The present invention relates to relates to an infrared detector comprising a thermal type infrared detector.

【0002】 [0002]

【従来の技術】赤外線を検出する赤外線検出器には、赤外線を熱に変換しその熱を検出することによって、間接的に赤外線を検出する熱型赤外線検出器と、電磁波である赤外線を直接、量子効果を利用して検出する半導体赤外線検出器とがある。 BACKGROUND OF THE INVENTION Infrared detector for detecting infrared radiation, by detecting the heat to convert the infrared heat, the thermal infrared detector that detects indirectly infrared, infrared is an electromagnetic wave directly, there is a semiconductor infrared detector for detecting by utilizing a quantum effect. 熱型赤外線検出器は、半導体赤外線検出器と比較して、冷却が不要であることから低コストな赤外線検出器として広く用いられている。 Thermal infrared detector, as compared with the semiconductor infrared detectors, are widely used as low-cost infrared detector because the cooling is not required. 熱型赤外線検出器としては、焦電センサ、サーモパイル、感温抵抗型ボロメータ等が知られている。 The thermal infrared detector, the pyroelectric sensor, a thermopile, temperature sensitive resistive bolometer and the like are known.

【0003】近年、いわゆるマイクロマシーニング技術を用い、これらの熱型赤外線検出器を小型化、高感度化することが試みられている。 In recent years, with so-called micromachining technology, compact these thermal infrared detector, it has been attempted to higher sensitivity. すなわち、マイクロマシーニング技術を用い、基板上に微小な赤外線検出素子部をその熱容量が小さく、熱抵抗が大きくなるように構成し、検出対象である赤外線による赤外線検出素子部の温度変化を大きくすることによって、赤外線検出器の高感度化、小型化が図られている。 That is, using the micromachining technology, the heat capacity of the small infrared detecting element on the substrate is small, and configured so that the heat resistance is increased to increase the infrared temperature change of the infrared detecting element according to a detected by, sensitivity of the infrared detector, downsizing is achieved.

【0004】例えば、電気学会論文誌,Vol.118-E,No.9 [0004] For example, the Institute of Electrical Engineers Journal, Vol.118-E, No.9
(1998年),第393〜400ページには、赤外線検出素子としてショットキーバリアダイオードを用い、シリコン基板自体をパッケージとした表面実装型のボロメータ型の赤外線検出器(以下、第1の従来例の赤外線検出器と言う。)が開示されている。 (1998), the first 393-400 pages, using a Schottky barrier diode as an infrared detector, a surface mount type in which the silicon substrate itself as the package bolometer-type infrared detector (hereinafter, the first conventional example say infrared detector.) it is disclosed.

【0005】また、特開平6−74820号公報や、特開平6−213724号公報には、シリコン基板自体をパッケージとし、フレキシブルプリント基板を用いて外部に信号を取り出すように構成された、いわゆるマイクロエアブリッジ型の赤外線検出器(以下、第2の従来例の赤外線検出器と言う。)が開示されている。 [0005] and JP-A-6-74820, JP-A-6-213724, a silicon substrate itself and the package, configured to extract a signal to the outside by using a flexible printed circuit board, so-called micro air bridge type infrared detector (hereinafter, referred to as an infrared detector of the second conventional example.) is disclosed.

【0006】このように、マイクロマシーニング技術を用いれば、従来はTO−5等の金属ケースに封入されていた赤外線検出器を、赤外線検出素子が形成される基板自体をパッケージとして表面実装が可能な小型センサとして実現できるようになってきた。 [0006] Thus, by using the micromachining technology, conventionally an infrared detector that has been sealed in a metal casing, such as TO-5, it can be surface mounted to the substrate itself infrared detection element is formed as a package such has come to be realized as a small-sized sensor.

【0007】ところで、熱型赤外線検出器は、検出器に入射する赤外線と、検出器自体が放射する赤外線の差分を検出部の温度変化として検出し、出力する。 By the way, the thermal infrared detector, an infrared incident on the detector, detects the difference of infrared detector itself is emitted as the temperature change in the detector outputs. 従って、 Therefore,
熱型赤外線検出器は、赤外線検出器内の温度が、周辺雰囲気温度の急変により変化した場合、特に検出器内部に過渡的な温度分布が生じた場合に、偽信号を出力してしまう。 Thermal infrared detector, the temperature in the infrared detector, in the case when altered by a sudden change in the ambient atmosphere temperature, the transient temperature distribution inside the particular detector occurs, thereby outputting the false signal. このため、熱型赤外線検出器において、入射赤外線量を正確に測定するためには、赤外線検出器自体の温度を周辺温度の急変に対して安定化させ、また赤外線検出器自身の温度を別の方法で検出する必要がある。 Therefore, in the thermal infrared detector, in order to accurately measure the incident amount of infrared rays, the temperature of the infrared detector itself is stabilized against sudden changes in ambient temperature and another temperature of the infrared detector itself it is necessary to detect in a way.

【0008】このため、従来は、赤外線検出器自体を銅の金属ホルダに嵌め込み、熱容量を増大させることによって、赤外線検出器自体の温度を周辺温度の急変に対して安定化させるようにしていた。 [0008] Therefore, conventionally, the infrared detector itself fitted to the metal holder of copper, by increasing the heat capacity, had to stabilize against sudden changes in the ambient temperature the temperature of the infrared detector itself. このような構成の場合、赤外線検出器の近傍にサーミスタ等の温度センサを熱的に十分に結合するように近接して配置して、赤外線検出器自身の温度を測定する必要がある。 In such a configuration, the temperature sensor such as a thermistor, in the vicinity of an infrared detector arranged in close proximity to thermally bind well, it is necessary to measure the temperature of the infrared detector itself.

【0009】 [0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述のような従来の赤外線検出器では、いずれも、実際にデバイスとして実用化する上で、小型化、低コスト化を図ることが難しいという問題点があった。 [SUMMARY OF THE INVENTION However, in the conventional infrared detector, as described above, both, in terms of practical use as an actual device, miniaturization, is a problem that it is difficult to reduce the cost there were.

【0010】例えば、第1の従来例の赤外線検出器は、 [0010] For example, an infrared detector of the first conventional example,
赤外線検出器自体が表面実装型パッケージとなるため、 Since the infrared detector itself is a surface mount package,
プリント配線基板に直接実装することが可能である。 It can be directly mounted on a printed wiring board. しかし、赤外線検出器本体が極めて小型であり、熱容量が小さいため、周辺温度が急変した場合には、赤外線検出器本体の温度変化が急激となり、赤外線検出器が誤信号を発生する可能性がある。 However, a very small infrared detector body, since the heat capacity is small, when the ambient temperature changes rapidly, the temperature change of the infrared detector body becomes suddenly, there is a possibility that the infrared detector to generate a false signal .

【0011】また、第1の従来例の赤外線検出器では、 [0011] In the infrared detector of the first conventional example,
赤外線検出器本体が単結晶シリコン基板によって構成されているが、シリコンは劈開性があり機械的強度に欠けるため、赤外線検出器本体の機械的強度が弱い。 While infrared detector body is constituted by a single crystal silicon substrate, the silicon due to lack of mechanical strength may cleavage, the mechanical strength of the infrared detector body is weak. そのため、このような赤外線検出器は、プリント配線基板に実装する際のハンドリングでチッピングを起こす可能性があり、またプリント配線基板のそり等の変形が著しい場合には破損する可能性がある。 Therefore, such an infrared detector, may cause chipping in handling when mounting on a printed wiring board, and when deformation such as warp of the printed wiring board is significant may be damaged.

【0012】また、第1の従来例の赤外線検出器を用いる場合には、赤外線検出器本体の温度を検出するための温度センサを、赤外線検出器と同様にプリント配線基板上に配置する必要がある。 [0012] In the case of using the infrared detector of the first conventional example, a temperature sensor for detecting the temperature of the infrared detector body, needs to be arranged in the same manner as the infrared detector on the printed circuit board is there. しかしながら、プリント配線基板は、通常、熱伝導率が非常に小さいため、赤外線検出器と温度センサとを熱的に良好に結合することは期待できない。 However, the printed wiring board is generally the thermal conductivity is very small, can not be expected to thermally well coupled to the temperature sensor infrared detector. そのため、プリント配線基板上に赤外線検出器と温度センサを配置した場合には、周辺温度変化時に赤外線検出器本体の真の温度と温度センサによる温度測定値に差が生じ、赤外線検出の誤差を生じてしまう。 Therefore, in the case of arranging the temperature sensor and the infrared detector on a printed circuit board, a difference occurs in the temperature values ​​measured with the true temperature and the temperature sensor of an infrared detector body when the ambient temperature changes, cause errors in the infrared detection and will.

【0013】また、第1の従来例の赤外線検出器では、 [0013] In the infrared detector of the first conventional example,
シリコン基板自体を表面実装型パッケージとする方法として、以下のような方法を用いている。 As a method of the silicon substrate itself and the surface mount package, it is used the following method. すなわち、この方法では、赤外線検出素子を形成するシリコン基板の裏面から異方性エッチング法を用いてシリコン基板の表面に貫通する断面がV字状の孔を空け、この孔に熱酸化法により酸化シリコンの絶縁膜を形成し、更に基板の裏面からスパッタ法により金属膜を形成する。 That is, oxidation in this way, at a cross-section V-shaped hole that penetrates the surface of the silicon substrate using an anisotropic etching method from the rear surface of the silicon substrate forming the infrared detection element, by thermal oxidation in the hole insulating film of silicon is formed, further forming a metal film by sputtering from a back surface of the substrate. 次に、基板の貫通部における酸化膜をドライエッチング法で除去し、 Next, the oxide film is removed at the penetrating portion of the substrate by dry etching,
その部分に基板の表面側から金属膜を形成し、最後に、 A metal film is formed from the surface side of the substrate in that portion, finally,
半田浴槽にディピングして、V字状の孔に導電体を埋め込む。 And dipping the solder bath, embedding the conductor in a V-shaped opening. このように、第1の従来例の赤外線検出器では、 Thus, in the infrared detector of the first conventional example,
工数が極めて多くコストの高い方法で、シリコン基板自体を表面実装型パッケージとしているため、コストが高くなる。 Man-hours in very many cost method, since the silicon substrate itself has a surface-mount package, the cost becomes high.

【0014】一方、第2の従来例の赤外線検出器では、 [0014] On the other hand, the infrared detector of the second conventional example,
赤外線検出器の熱容量を増大させる目的で金属のホルダを用いている。 And using a metal holder for the purpose of increasing the heat capacity of the infrared detector. しかし、このため、赤外線検出器の信号を外部に取り出すための配線部を、フレキシブルプリント基板を用いて赤外線検出器とは別個に設ける必要がある。 However, this reason, the wiring portion for taking out a signal of the infrared detector to the outside, it is necessary to provided separately and an infrared detector using a flexible printed circuit board. 金属のホルダのような金属の加工部品やフレキシブルプリント基板は非常にコストが高いため、第2の従来例の赤外線検出器では低コスト化が難しい。 Because of the high working parts and the flexible printed circuit board is very cost metals such as metal holder, cost reduction is difficult in the infrared detector of the second conventional example.

【0015】また、フレキシブルプリント基板を用いて赤外線検出器の信号を外部に取り出すための配線部を構成する方法では、フレキシブルプリント基板を小型の赤外線検出器に取り付ける工程に手間がかかるため、コストが高くなりやすい。 [0015] In the method constituting the wiring section for taking out a signal of the infrared detector to the outside by using a flexible printed circuit board, it takes time and effort to attaching a flexible printed circuit board in a compact infrared detector, the cost It tends to be high. また、この方法では、赤外線検出器に対するフレキシブルプリント基板の取り付け強度を大きくすることが難しいため、信頼性に欠ける。 Further, in this method, it is difficult to increase the mounting strength of the flexible printed circuit board for an infrared detector, unreliable. しかも、配線部と金属のホルダとの間の電気的絶縁に注意を払わなければならないため、組み立てに手間がかかる。 Moreover, since the electrical insulation between the wiring portion and the metal of the holder must pay attention and effort to assemble such.

【0016】また、第2の従来例の赤外線検出器によって入射赤外線の強度を測定するためには、赤外線検出器自体の温度を測定しなければならない。 Further, in order to measure the intensity of the incident infrared radiation by the infrared detectors of the second conventional example, it must measure the temperature of the infrared detector itself. そのためには、 for that purpose,
赤外線検出器の近傍にサーミスタ等の温度センサを別付けで設ける必要がある。 A temperature sensor such as a thermistor, in the vicinity of the infrared detector has to be provided in a separate attached. この温度センサは、金属のホルダに対して熱的に密に且つ電気的に絶縁された状態で接触させなければならない。 The temperature sensor must thermally intimately bringing into and in electrical contact with insulated state with respect to the metal of the holder. しかし、このような構成は、 However, such a configuration,
組み立ての工数や配線の手間が多くなるため、実用的ではない。 Since the assembling man-hours and wiring effort increases, not practical.

【0017】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、小型化、低コスト化、高精度化を可能とした赤外線検出装置を提供することにある。 [0017] The present invention has been made in view of the above problems, its object is to provide compact, low cost, infrared detecting device capable of high accuracy.

【0018】 [0018]

【課題を解決するための手段】本発明の赤外線検出装置は、高熱伝導率で且つ絶縁性の基板と、基板上に搭載された表面実装型の赤外線検出器と、基板上に搭載され、 Infrared detection device of the present invention SUMMARY OF THE INVENTION comprises a substrate and an insulating high thermal conductivity, and the infrared detector mounted surface-mounted on a substrate, it is mounted on a substrate,
基板の温度を検出する温度センサ素子と、基板に形成され、赤外線検出器および温度センサ素子の出力信号を外部に取り出すための電極とを備えたものである。 A temperature sensor element for detecting the temperature of the substrate, are formed on a substrate, in which an electrode for taking out an output signal of the infrared detector and the temperature sensor element to the outside.

【0019】本発明の赤外線検出装置では、高熱伝導率で且つ絶縁性の基板を介して、赤外線検出器と温度センサ素子とが熱的に密に結合する。 [0019] In the infrared detector of the present invention, through the and insulating substrate with high thermal conductivity, and the infrared detector and the temperature sensor element is thermally closely coupled.

【0020】本発明の赤外線検出装置は、更に、基板上に実装された回路素子を備えていてもよい。 The infrared detecting device of the present invention may further comprise a circuit element mounted on a substrate.

【0021】また、本発明の赤外線検出装置において、 Further, the infrared detecting device of the present invention,
赤外線検出器は、互いに対向するように配置され接合された第1の基板部と第2の基板部とを備え、第1の基板部は、第2の基板部と対向する一方の面において開口する空洞部が形成された第1の基板と、第1の基板の一方の面側において空洞部上に配置された赤外線検出素子と、第1の基板の一方の面に形成された、赤外線検出素子の出力信号を外部に取り出すための突起状電極とを有し、第2の基板部は、赤外線検出素子に対向する部分に空洞部が形成され、突起状電極に対向する部分において貫通する接続孔が形成され、第1の基板に対して対向するように配置され接合された絶縁性の第2の基板と、接続孔に埋め込まれた導電性物質よりなり、突起状電極に電気的に接続された導電部とを有していてもよい。 Infrared detector is provided with a first substrate portion and a second substrate portion that is joined is disposed so as to face each other, the first substrate portion includes an opening in one surface that faces the second substrate portion first and board the cavity is formed to an infrared detector element disposed on the cavity at one side of the first substrate, which is formed on one surface of the first substrate, the infrared detector and a protruding electrode for taking out an output signal of the element to the outside, the second substrate portion is formed a cavity portion in a portion facing the infrared detector, connected to through the portion facing the protruding electrodes hole is formed, a second substrate arranged joined insulative so as to face the first substrate, made of was buried in the connection hole conductive material, electrically connected to the protruding electrodes and the conductive portion may have.

【0022】また、第1の基板は赤外線透過性を有し、 Further, the first substrate has an infrared transparency,
第1の基板の空洞部は、第1の基板を貫通せずに、一方の面においてのみ開口していてもよい。 Cavity of the first substrate, without penetrating the first substrate may be open only at one side. この場合、第1 In this case, the first
の基板は(100)面方位の単結晶シリコンからなり、 The substrate is made of single-crystal silicon (100) surface orientation,
第1の基板の空洞部は異方性エッチングによって形成されていてもよい。 Cavity of the first substrate may be formed by anisotropic etching.

【0023】また、第1の基板の空洞部は第1の基板を貫通し、赤外線検出器は、更に、第1の基板の第2の基板部とは反対側に配置され接合された赤外線透過性を有する第3の基板を備えていてもよい。 Further, the cavity of the first substrate through the first substrate, the infrared detector further, infrared transmission, which is the second substrate of the first substrate is disposed opposite the junction it may comprise a third substrate having sex.

【0024】 [0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, will be described in detail with reference to the drawings, embodiments of the present invention. 図1は、本発明の一実施の形態に係る赤外線検出装置の構成を示す断面図である。 Figure 1 is a sectional view showing a structure of an infrared detecting apparatus according to an embodiment of the present invention. 本実施の形態に係る赤外線検出装置は、熱伝導率が大きく、絶縁性の基板201を備えている。 Infrared detection device according to this embodiment, the thermal conductivity is large, and includes an insulating substrate 201. この基板201には、上面における端部近傍の位置から側部を経て下面における端部近傍の位置にかけて、後述する赤外線検出器および温度センサ素子の出力信号を外部に取り出すための複数の端部電極202が設けられている。 The substrate 201, toward the position near the end of the lower surface through the side from the position near the end of the upper surface, a plurality of end electrodes for taking out an output signal of the infrared detector and the temperature sensor element will be described later to the outside 202 is provided. また、基板201の上面には、導電性の材料よりなり、端部電極202に接続された配線部203が設けられている。 On the upper surface of the substrate 201 made of a conductive material, a wiring connected portion 203 is provided at the end portion electrode 202.

【0025】また、基板201の上面には、表面実装型の赤外線検出器205と、基準温度として基板201の温度を検出する温度センサ素子206とが搭載されている。 Further, on the upper surface of the substrate 201, the infrared detector 205 of the surface mount type, and the temperature sensor element 206 for detecting the temperature of the substrate 201 is mounted as the reference temperature. 赤外線検出器205と温度センサ素子206は、それぞれ複数の端子を有している。 Infrared detector 205 and the temperature sensor element 206 each have a plurality of terminals. 各端子は、直接、あるいは配線部203を介して端部電極202に電気的に接続されている。 Each terminal is electrically connected directly or via the wiring portion 203 to the end electrode 202.

【0026】本実施の形態に係る赤外線検出装置の製造過程では、赤外線検出器205および温度センサ素子2 [0026] In the manufacturing process of the infrared detection device according to this embodiment, an infrared detector 205 and the temperature sensor element 2
06が基板201の上面に対して表面実装された後に、 After 06 is surface mounted to the upper surface of the substrate 201,
赤外線検出器205および温度センサ素子206と基板201との機械的接着および熱的結合を良くするためにアンダーフィル樹脂207が塗布される。 Underfill resin 207 is applied to improve the mechanical adhesion and thermal coupling between the infrared detector 205 and the temperature sensor element 206 and the substrate 201. 更に、必要に応じて絶縁性樹脂208によって全体がコーティングされる。 Furthermore, the whole with an insulating resin 208 as needed is coated.

【0027】基板201は、機械的強度に優れ、熱伝導率が大きく、高絶縁性を有し、上面、下面および側面に端部電極202と配線部203を形成できるものであればよい。 The substrate 201 is excellent in mechanical strength, high thermal conductivity, has high insulating properties, the upper surface, as long as it can form an end portion electrode 202 and the wiring portion 203 to the lower and side surfaces. 基板201としては、例えば、アルミナ系セラミックス基板、窒化アルミニウムセラミックス基板、アルミニウム板にアルマイト処理を施した基板が用いられる。 As the substrate 201, for example, alumina-based ceramic substrate, an aluminum ceramic substrate nitride, a substrate having anodized aluminum plate is used.

【0028】基板201としてセラミックス基板を用いる場合には、端部電極202および配線部203は、例えば、印刷法により導電性ペーストのパターンを形成する公知の方法によって容易に形成することができる。 [0028] In the case of using a ceramic substrate as the substrate 201, the end electrode 202 and the wiring unit 203, for example, can be easily formed by a known method of forming a pattern of conductive paste by printing. 基板201として、アルミニウム板にアルマイト処理を施した基板を用いる場合には、端部電極202および配線部203は、例えば、アルマイト処理後に基板に銅箔を接着し、この銅箔をエッチング等の手法によりパターニングすることによって形成することができる。 As the substrate 201, in the case of using a substrate subjected to anodized aluminum plate, the end electrodes 202 and the wiring unit 203, for example, by bonding a copper foil to the substrate after the anodization the copper foil etching method it can be formed by patterning by.

【0029】基板201の厚さとしては、0.5〜3m [0029] The thickness of the substrate 201, 0.5~3m
m程度が、基板内部の熱的均一性および機械的強度の面で良好な特性が得られるため、望ましい。 About m is, since the good characteristics are obtained in terms of thermal uniformity and mechanical strength in the substrate, desirable.

【0030】アンダーフィル樹脂207としては、LS [0030] as an underfill resin 207, LS
Iのフリップチップ実装に用いられるエポキシ系樹脂を用いたり、赤外線検出器205や温度センサ素子206 Or an epoxy resin used in flip-chip mounting of I, an infrared detector 205 and the temperature sensor element 206
と端部電極202や配線部203との電気的接続を兼ねるように異方性導電ペーストを用いることができる。 Anisotropic conductive paste to serve as the electrical connection between the end electrode 202 and the wiring portion 203 and can be used.

【0031】温度センサ素子206としては、表面実装型NTCチップサーミスターが、熱応答性、精度、信頼性に優れているので、好ましい。 [0031] Temperature sensor element 206 is a surface-mount NTC chip thermistors, thermal response, accuracy, since high reliability is preferred.

【0032】また、基板201の表面保護および赤外線検出器205、温度センサ素子206の保護用として、 Further, surface protection and infrared detector 205 of the substrate 201, for the protection of the temperature sensor element 206,
基板201表面の全面に、絶縁性樹脂208をディスペンサー等で塗布することが好ましい。 The entire surface of the substrate 201 surface, an insulating resin 208 is preferably applied by a dispenser or the like. この絶縁性樹脂2 The insulating resin 2
08としては、良熱伝導性フィラーを分散させた高熱伝導性絶縁樹脂を用いることが、赤外線検出器と温度センサ素子、絶縁性基板間の熱的結合性を良好にすることができるので、望ましい。 The 08, the use of the high thermal conductivity insulating resin dispersed with good heat conductive filler, an infrared detector and the temperature sensor element, it is possible to improve the thermal bonding between the insulating substrate, preferably . この場合、赤外線検出器205 In this case, the infrared detector 205
の赤外線検出面205aにはこの樹脂が付着しないように塗布する必要がある。 The infrared detection surface 205a needs to be applied to the resin does not adhere.

【0033】以上説明したように、本実施の形態に係る赤外線検出装置では、高熱伝導性且つ絶縁性の基板20 [0033] As described above, in the infrared detector according to the present embodiment, the high thermal conductivity and insulating substrate 20
1の上に、熱的に密に赤外線検出器205と基準温度検出用の温度センサ素子206が実装されている。 Over 1, the temperature sensor element 206 for thermally intimately infrared detector 205 and the reference temperature detection is implemented. 従って、本実施の形態に係る赤外線検出装置によれば、プリント基板等に直接、赤外線検出器205と温度センサ素子206を実装する場合に比較して、周辺温度変化時の赤外線検出器205と温度センサ素子206の温度差が小さくなり、高精度な赤外線検出が可能になる。 Therefore, according to the infrared detecting device of the present embodiment, directly on a printed circuit board or the like, as compared to the case of mounting an infrared detector 205 and the temperature sensor element 206, and an infrared detector 205 at ambient temperature change temperature temperature difference between the sensor element 206 is reduced, allowing highly accurate infrared detection.

【0034】また、本実施の形態によれば、基板201 Further, according to this embodiment, the substrate 201
と赤外線検出器205が熱的に良好に結合し、全体として熱容量が大きくなるため、周辺温度変化時における過渡的な温度変化が緩やかになり、赤外線検出器205の温度変化による偽信号の発生を防止することができる。 An infrared detector 205 is thermally well coupled, the heat capacity as a whole becomes large, transient temperature change becomes gentle at ambient temperature changes, the generation of false signals due to temperature change of the infrared detector 205 it is possible to prevent.

【0035】ところで、赤外線検出素子が配置される基板としてシリコン等の単結晶基板が用いられた赤外線検出器は、機械的強度が弱い。 By the way, an infrared detector to which the single crystal substrate is used such as silicon as a substrate for the infrared detection element is disposed, the mechanical strength is weak. そのため、このような赤外線検出器は、それ自体を表面実装部品として用いた場合、チッピング等の問題が生じやすく、ハンドリングが困難であり、またプリント基板のそり等による破損の可能性がある。 Therefore, such an infrared detector, when used by itself as a surface mount component, tends to occur problems such as chipping, handling is difficult and there is a possibility of damage due to warping or the like of the printed circuit board. しかし、本実施の形態に係る赤外線検出装置では、赤外線検出器205が機械的強度の大きい基板201上に実装されているため、このような問題が生じない。 However, an infrared detecting apparatus according to this embodiment, since the infrared detector 205 is mounted on a large substrate 201 of the mechanical strength, such a problem does not occur.

【0036】また、基板201として、セラミックス基板や、アルミニウム板にアルマイト処理を施した基板を用いた場合には、基板201を低コストで実現できると共に、基板201に容易に端部電極202および配線部203を形成できる。 Further, as the substrate 201, a ceramic substrate or, in the case of using a substrate subjected to alumite treatment to the aluminum plate, it is possible to realize a substrate 201 at a low cost, easily end electrodes 202 and the wiring substrate 201 the section 203 can be formed. 従って、金属ホルダとフレキシブルプリント基板とを用いる従来のパッケージングの問題を解決することができる。 Therefore, it is possible to solve the conventional packaging using a metal holder and the flexible printed circuit board problems.

【0037】また、本実施の形態によれば、高熱伝導性且つ絶縁性の基板201上に赤外線検出器205と温度センサ素子206とを実装して赤外線検出装置を構成しているので、赤外線検出装置の小型化が可能になる。 Further, according to this embodiment, since on the high thermal conductivity and insulating substrate 201 by implementing an infrared detector 205 and the temperature sensor element 206 constituting the infrared detecting device, infrared detection It becomes possible to miniaturize the apparatus. また、このようにして構成された赤外線検出装置自体を、 Moreover, in this way infrared detecting device itself, which is constructed,
表面実装型電子部品として取り扱うことが可能になるため、赤外線検出装置のハンドリングやプリント基板への実装等が容易になり、信頼性が向上し、低コスト化を図ることができる。 Since it is possible to handle as a surface mount electronic component makes it easy to implement the like to the handling and the printed circuit board of the infrared detection device, increased reliability, it is possible to reduce the cost.

【0038】なお、本実施の形態において、図2に示したように、基板201上に、赤外線検出器205および温度センサ素子206以外に、赤外線検出器205の出力信号の増幅および信号処理等を行うための信号処理回路素子210を実装してもよい。 [0038] In the present embodiment, as shown in FIG. 2, on the substrate 201, in addition to an infrared detector 205 and the temperature sensor element 206, the amplification and signal processing of the output signal of the infrared detector 205 a signal processing circuit element 210 may be mounted for performing. このような構成を用いれば、赤外線検出器205の近傍で赤外線検出器205 With this arrangement, an infrared detector 205 in the vicinity of the infrared detector 205
の出力信号を直接増幅できるため、赤外線検出装置として、外部からの誘導性ノイズに強くなる。 Since the output signal can be amplified directly, as an infrared detector, the stronger inductive noise from the outside. また、高熱伝導性且つ絶縁性の基板201上に回路素子210が実装されるため、回路素子210の温度が安定化し、回路内部の配線部の異種金属接合による熱起電力の発生を抑え、誤差の小さい赤外線検出が可能となる。 Further, since the circuit elements 210 on the high thermal conductivity and insulating substrate 201 is mounted, and the temperature stabilization of the circuit element 210 to suppress the generation of thermoelectric power by joining dissimilar metals of a circuit in the wiring portion, the error thereby enabling a small infrared detection. これらのことから、信号処理回路素子210を含む赤外線検出装置の精度を向上させることができる。 From these, it is possible to improve the accuracy of the infrared detection apparatus including a signal processing circuit element 210.

【0039】以下、図3ないし図10を参照して、赤外線検出器205の好ましい2つの例について説明する。 [0039] Hereinafter, with reference to FIGS. 3 to 10, it will be described two preferred examples of the infrared detector 205.

【0040】図3は、赤外線検出器の第1の例の構成を示す断面図である。 [0040] Figure 3 is a sectional view showing a configuration of a first example of an infrared detector. 第1の例の赤外線検出器は、第1の基板部10と、第2の基板部20とを備えている。 Infrared detector of the first embodiment includes a first substrate portion 10, and a second substrate portion 20. これらの基板部10,20は、第1の基板部10が上側になるように配置され、互いに接合されている。 These substrates 10 and 20, the first substrate portion 10 is arranged such that the upper side, are joined together.

【0041】第1の基板部10は赤外線透過性の基板1 [0041] The first substrate portion 10 infrared transparent substrate 1
1を有している。 It has one. この基板11には、その表面(図3では下面)から裏面(図3では上面)側にかけて、第2の基板部20と対向する一方の面側でのみ開口する貫通しない空洞部12が設けられている。 The substrate 11, from the surface (in FIG. 3 the lower surface) toward the back side (in FIG. 3 top) side, a cavity portion 12 does not penetrate to open only at one side facing the second substrate portion 20 is provided ing. 基板11の下面側において空洞部12上には、基板11の下面側に設けられた架橋構造の支持体13によって支持された赤外線検出素子14が設けられている。 The lower surface on the cavity portion 12 in the side of the substrate 11, the infrared sensing element 14 supported by the support member 13 of the cross-linked structure provided on the lower surface side of the substrate 11 is provided. また、基板11の下面側には、赤外線検出素子14に接続された電極部15と、この電極部15に接続され、下側に突出する複数の突起状電極16が設けられている。 Further, on the lower surface side of the substrate 11, the connected electrode portion 15 to the infrared detector 14 is connected to the electrode portion 15, a plurality of projecting electrodes 16 which projects to the lower side. なお、基板11の上面には、赤外線反射防止膜17を設けてもよい。 Note that the upper surface of the substrate 11 may be provided an infrared antireflection film 17.

【0042】第2の基板部20は絶縁性基板21を備えている。 The second substrate 20 includes an insulating substrate 21. この基板21には、第1の基板部10の赤外線検出素子14および空洞部12に対向する部分に、第1 The substrate 21, the portion facing the infrared detector 14 and the cavity 12 of the first substrate portion 10, the first
の基板部10側でのみ開口する貫通しない空洞部22が設けられている。 Cavity 22 not penetrating openings are provided in the substrate portion 10 side only. また、基板21には、第1の基板部1 In addition, the substrate 21, the first substrate portion 1
0の突起状電極16に対向する部分において、基板21 In a portion facing the projecting electrodes 16 of 0, the substrate 21
を貫通する接続孔23が形成されている。 Connection holes 23 are formed penetrating the.

【0043】接続孔23内には、導電性物質が埋め込まれて導電部24が形成されている。 [0043] In the contact hole 23, a conductive material is embedded in the conductive portion 24 is formed. この導電部24は、 The conductive portion 24,
突起状電極16に対して電気的に接続されている。 It is electrically connected to the protruding electrode 16. また、絶縁性基板21の下面には、導電部24に電気的に接続された表面電極25が設けられている。 Further, on the lower surface of the insulating substrate 21, electrically connected to the surface electrode 25 to the conductive portion 24 is provided. この表面電極25は、赤外線検出素子14の出力信号を外部に取り出すための出力端子として用いられ、適切な形状を有している。 The surface electrode 25 is used as an output terminal for extracting the output signal of the infrared detecting element 14 to the outside, and has a suitable shape.

【0044】第1の基板部10と第2の基板部20は、 [0044] The first substrate portion 10 and the second substrate 20,
接合層19を介して空洞部12,22および接続孔23 Through the bonding layer 19 cavity 12, 22 and the connection hole 23
以外の部分で接合されている。 They are bonded to each other in portions other than. これにより、空洞部1 Thus, the cavity 1
2,22は、周辺雰囲気に対して気密に封止される。 2,22 is hermetically sealed against the ambient atmosphere.

【0045】以上のようにして構成された赤外線検出器では、検出対象である赤外線は、基板11の裏面(図3 [0045] In the above manner, the infrared detector constructed in infrared to be detected, the back surface of the substrate 11 (FIG. 3
では上面)側から入射し、空洞部12を通って赤外線検出素子14に入射する。 In incident from the upper surface) side, and it enters the infrared detecting device 14 through the cavity 12. 従って、基板11は、前述のように赤外線透過性を有し、且つ空洞部12が基板11の表面からのエッチングによって形成できるものであればよい。 Accordingly, the substrate 11 has an infrared-permeable as described above, and the cavity 12 as long as it can be formed by etching from the surface of the substrate 11. このような基板11の材料としては、単結晶シリコン(Si)、多結晶シリコン、単結晶ゲルマニウム(Ge)、多結晶ゲルマニウム、赤外線透過ガラス等を用いることができる。 As a material for such a substrate 11, a single crystal silicon (Si), polycrystalline silicon, single crystal germanium (Ge), polycrystalline germanium, may be used an infrared transmitting glass or the like.

【0046】特に、基板11として(100)面方位の単結晶シリコン基板を用い、空洞部12を異方性エッチングによって形成すれば、図3に示したように空洞部1 [0046] In particular, a single crystal silicon substrate of plane orientation (100) as the substrate 11, by forming a cavity 12 by anisotropic etching, the cavity 1 as shown in FIG. 3
2は台形ピラミッド状になり、空洞部12の底面として、基板11の裏面(図3では上面)と平行な平面を形成することができる。 2 becomes a trapezoidal pyramid, as the bottom surface of the cavity 12, it is possible to form the back surface (in FIG. 3 top) and parallel to the plane of the substrate 11. これにより、基板11の裏面から入射した赤外線は散乱せずに直線的に赤外線検出素子1 Thus, linearly infrared detector 1 without infrared scattering incident from the back surface of the substrate 11
4に入射するようになるため、赤外線検出器に照射された赤外線を損失無く赤外線検出素子14に入射させることが可能となる。 4 to become be incident on, it is possible to enter the infrared detector 14 without loss infrared radiation applied to the infrared detector.

【0047】また、基板11の裏面に赤外線反射防止膜17を設けた場合には、基板11の裏面における赤外線の反射損失を低減し、赤外線に対する赤外線検出器の感度を上げることができる。 Further, in the case of providing an infrared antireflection film 17 on the back surface of the substrate 11 to reduce reflection loss of the infrared in the rear surface of the substrate 11, it is possible to increase the sensitivity of the infrared detector for infrared. また、赤外線反射防止膜17 The infrared reflection preventing film 17
の代わりに、特定の波長の赤外線を選択的に透過する赤外線フィルタ膜を設けてもよい。 Instead of, it may be provided an infrared filter membranes which selectively transmits infrared rays of a specific wavelength. 赤外線反射防止膜17 Infrared anti-reflection film 17
としては、検出対象の赤外線波長の1/4の光学膜厚を有するZnS単層膜や、ZnSとGeを周期的に積層した多層膜等の公知のものを用いることができる。 As may be used and ZnS single layer film having a quarter of the optical film thickness of the infrared wavelength to be detected, the known multi-layer film or the like formed by laminating ZnS and Ge periodically ones. また、 Also,
赤外線フィルタ膜としては、例えば、ZnSとGeを周期的に積層した多層膜を用いることができる。 The infrared filter membranes, for example, it is possible to use a multilayer film of periodically laminating ZnS and Ge.

【0048】赤外線検出素子14としては、特開平7− [0048] As the infrared detecting element 14, JP-A-7-
318420号公報に示されたような薄膜サーミスタを用いたボロメータや、実開平7−34333号公報に示されたような薄膜熱電対を多数直列接続したサーモパイル等、公知の種々の赤外線検出素子を用いることができる。 Used bolometer or using a thin film thermistor as shown in 318,420, JP thermopile like a thin film thermocouple as that shown in actual Hei 7-34333 discloses the number connected in series, the various known infrared detector be able to.

【0049】基板21としては、基板11と熱膨張係数が近似したガラスもしくはセラミックス基板を用いることが望ましい。 [0049] As the substrate 21, it is desirable to use a glass or ceramic substrate board 11 and the thermal expansion coefficient approximate. 例えば、基板11にシリコン基板を用いた場合には、基板21としてはパイレックスガラス基板を用いることができる。 For example, in the case of using the silicon substrate in the substrate 11, the substrate 21 can be used Pyrex glass substrate.

【0050】また、基板21に設けられた空洞部22と接続孔23の形成方法としては、超音波加工、ドリル加工、エッチング法、サンドブラスト法、レーザ加工法等の公知の加工方法を用いることができる。 [0050] As a method for forming the cavity 22 and the connecting hole 23 provided in the substrate 21, ultrasonic machining, drilling, etching, sandblasting, the use of known processing methods such as laser processing method it can.

【0051】前述のように、第1の基板部10(基板1 [0051] As described above, the first substrate portion 10 (the substrate 1
1)と第2の基板部20(基板21)は接合層19によって接合され、赤外線検出素子14を取り囲む空洞部1 1) and the second substrate portion 20 (the substrate 21) are bonded by the bonding layer 19, the cavity 1 which surrounds the infrared detector 14
2,22は気密に保持される。 2, 22 is held in an air-tight. 第1の基板部10と第2 A first substrate portion 10 second
の基板部20との接合方法としては、陽極接合、低融点ガラス接合、樹脂接着等の公知の方法を用いることができる。 As the bonding method between the substrate portion 20 of the anodic bonding, low-melting glass bonding, may be a known method of the resin adhesive or the like.

【0052】特に空洞部12,22を真空に保持する場合には、気密性および信頼性の高い陽極接合法を用いることが望ましい。 [0052] Particularly in the case of holding the cavity 12, 22 to the vacuum, it is desirable to use the airtightness and high reliability anodic bonding. 陽極接合法を用いる場合には、絶縁性の基板21自体をアルカリ系のガラスとするか、もしくは基板21の基板11との接合面にアルカリ系ガラス薄膜を形成すると共に、基板11をシリコン基板で構成し基板21との接合面にシリコンを露出させるか、もしくは基板11の接合面にシリコン薄膜を形成しておく必要がある。 In the case of using the anodic bonding method, or the substrate 21 itself insulation and glass alkaline or together form an alkaline glass film at the interface between the substrate 11 of the substrate 21, the substrate 11 with the silicon substrate configured either to expose the silicon at the interface between the substrate 21, or it is necessary to form a silicon thin film bonding surface of the substrate 11.

【0053】空洞部12,22内に、不活性ガスの封入や、Xr、Kr等の低熱伝導率のガスの封入を行う場合は、低融点ガラス接合や樹脂接着等の方法を用いてもよい。 [0053] in the cavity 12 and 22, sealed and inert gas, Xr, when performing encapsulation of low thermal conductivity of the gas Kr, etc., may be used methods such as low-melting glass bonding or resin bonding . 樹脂接着を用いる場合には、エポキシ系接着剤を予め接着面の形状になるようにプレス加工もしくはエキシマレーザ加工したシート状の接着剤を接合層19に用いると、接合が容易で低コストになる。 In the case of using the resin adhesive, when using a sheet-like adhesive by pressing or excimer laser processing such that the shape of the pre-adhesive surface an epoxy adhesive to the bonding layer 19, to a low cost easy junction .

【0054】低融点ガラス接合の場合には、例えば低融点ガラスペーストを印刷法によって基板21の上面に形成し、これを接合層19とし、仮焼後、基板11,21 [0054] In the case of low-melting glass bonding, for example a low melting point glass paste is formed on the upper surface of the substrate 21 by a printing method, which was the bonding layer 19, after calcination, the substrate 11 and 21
を圧接し加熱することによって基板11,21を接合することができる。 It is possible to bond the substrates 11 and 21 by the pressure contact and heating. また、スパッタ法により低融点ガラス膜を形成して接合層19とし、基板11,21を圧接し加熱することによって基板11,21を接合してもよい。 Further, by forming a low-melting point glass layer and the bonding layer 19 by a sputtering method, it may be bonded to substrates 11 and 21 by press heating the substrates 11 and 21. 低融点ガラス接合の場合には、基板部11における赤外線検出素子14や電極部15や突起状電極16に使用する材料の耐熱性にもよるが、これらの劣化を防ぐためになるべく低融点のガラスを用いることが望ましい。 In the case of low-melting glass bonding, depending on the heat resistance of the material used for the infrared detection element 14 and the electrode portion 15 and the protruding electrodes 16 of the substrate 11, a possible low-melting glass in order to prevent these degradation it is desirable to use.
例えば、基板部11における電極部15の材料として使用され得るアルミニウムの耐熱性は450°C程度までであり、金の耐熱性は650°C程度までである。 For example, the heat resistance of aluminum may be used as the material of the electrode portion 15 of the substrate 11 is up to about 450 ° C, the heat resistance of the gold is up to about 650 ° C. 従って、低融点ガラスとしては、軟化点が650〜600° Therefore, the low melting point glass having a softening point of 650-600 °
C以下、望ましくは450°C以下のものを用いることが好ましい。 C or less, preferably it is preferred to use the following: 450 ° C. このような低融点ガラスとしては、例えば軟化点が450°C以下のものとして、B 23・PbO Examples of such low-melting glass, for example as a softening point below 450 ° C, B 2 O 3 · PbO
系複合ガラス等を用いることができる。 It can be used system composite glass. また、軟化点が650〜600°C以下の低融点ガラスとしては、Pb As the softening point of six hundred fifty to six hundred ° C or less of the low-melting-point glass, Pb
O・B 23・SiO 2系ガラス、PbO・B 23・Si O · B 2 O 3 · SiO 2 -based glass, PbO · B 2 O 3 · Si
2・Al 23系ガラス、ZnO・B 23・SiO 2系ガラス、ZnO・B 23・SiO 2・Al 23系ガラス等を用いることができる。 O 2 · Al 2 O 3 based glass, may be used ZnO · B 2 O 3 · SiO 2 -based glass, ZnO · B 2 O 3 · SiO 2 · Al 2 O 3 based glass or the like.

【0055】ところで、第1の例の赤外線検出器では、 [0055] In the infrared detector of the first example,
赤外線検出素子14の出力信号は、電極部15、突起状電極16、導電性物質24および表面電極25を介して、外部に取り出される。 The output signal of the infrared detecting element 14, the electrode unit 15, via the protruding electrode 16, the conductive material 24 and the surface electrode 25 is extracted to the outside.

【0056】ここで、もし、図4に示したように、突起状電極16がないとすると、基板21に設けられた接続孔23に導電性物質を充填して導電部24を形成しても、電極部15と導電部24との間の導通が確実に行われないことがあり得る。 [0056] Here, if, as shown in FIG. 4, when there is no protruding electrodes 16, also form a conductive portion 24 is filled with a conductive material in the connection hole 23 provided in the substrate 21 , conduction between the electrode portion 15 and the conductive portion 24 may sometimes not be performed reliably.

【0057】これに対し、第1の例の赤外線検出器では、図5に示したように、突起状電極16を設けているので、この突起状電極16を介して電極部15と導電部24との間の導通を確実に行わせることができる。 [0057] In contrast, in the infrared detector of the first example, as shown in FIG. 5, since there is provided a protruding electrode 16, the electrode portion 15 via the protruding electrode 16 and the conductive portion 24 it is possible to reliably perform the conduction between the.

【0058】突起状電極16の形成方法としては、ワイヤーボンダーを用いて、金のスタッドバンプを形成する方法が容易であるが、はんだバンプを形成する方法でもよい。 [0058] As a method of forming the projection electrodes 16 by using a wire bonder, a method of forming a gold stud bump is easy, or a method of forming a solder bump.

【0059】導電部24を形成するための導電性物質としては、例えば導電性樹脂を用いることができる。 [0059] As the conductive material for forming the conductive portion 24 may be, for example, a conductive resin. 導電性樹脂としては、例えば、銀等の導電性微粒子をエポキシ等の液状樹脂バインダに分散した公知の導電性ペーストを用いることができる。 As the conductive resin, for example, it may be a known conductive paste conductive particles such as silver dispersed in a liquid resin binder such as epoxy. このような導電性樹脂を、基板21に設けられた接続孔23に充填した後、これを固化させることにより、導電部24を形成することができる。 Such a conductive resin, after filling the connection hole 23 provided in the substrate 21, by solidifying it, it is possible to form the conductive portion 24.

【0060】ここで、図6および図7を参照して、導電部24の形成方法の一例について説明する。 [0060] Referring now to FIGS. 6 and 7, an example of a method for forming the conductive portion 24. この方法では、図6に示したように、予め突起状電極16が形成された基板11と基板21を接合し、その後、図6および図7に示したように、ペースト状の導電性樹脂28を印刷法の手法等を用いて、基板21に設けられた接続孔2 In this method, as shown in FIG. 6, joined to the substrate 11 and the substrate 21 in advance protruding electrode 16 is formed, then, as shown in FIGS. 6 and 7, a paste-like conductive resin 28 using a technique such as a printing method, a connection hole 2 provided on the substrate 21
3に埋め込み、導電部24を形成する。 3 embedded, to form the conductive portion 24. 図6および図7 Figures 6 and 7
には、導電性樹脂28をスキージ29を用いて接続孔2 , The conductive resin 28 by using a squeegee 29 connection hole 2
3に埋め込む様子を示している。 It shows a state embedded in 3.

【0061】上述のようにして導電性樹脂28を接続孔23に埋め込む際には、図5および図6では特に図示しないが、接続孔23以外の部分に導電性樹脂28が付着しないように、メタルマスク等を用いて接続孔23以外の部分を覆い、その後、ペースト状の導電性樹脂28を接続孔23に埋め込み、これを固化させてもよい。 [0061] When embedding the conductive resin 28 as described above in connection hole 23, as not shown in particular in FIGS. 5 and 6, the conductive resin 28 does not adhere to a portion other than the connection hole 23, covering the portion other than the connection hole 23 by using a metal mask or the like, embedded pasty conductive resin 28 in the contact hole 23, it may be allowed to solidify it. この場合、メタルマスクを適切に配置すれば、導電部24に接続される表面電極25も同時に形成可能である。 In this case, by appropriately arranging the metal mask, the surface electrode 25 is connected to the conductive portion 24 can also be formed at the same time.

【0062】また、導電性樹脂28を接続孔23に埋め込む方法としては、基板21の全面に導電性樹脂28を塗布し、導電性樹脂28を接続孔23に埋め込み、これを固化させた後、導電性樹脂28の表面を研磨して、接続孔23に埋め込まれた部分以外の導電性樹脂28を除去する方法でもよい。 [0062] Further, as a method of embedding a conductive resin 28 in the connection hole 23, after the entire surface conductive resin 28 of the substrate 21 is coated, embedded conductive resin 28 in the connection hole 23, to solidify it, by polishing the surface of the conductive resin 28, or a method of removing the conductive resin 28 other than the portion that is embedded in the connection hole 23.

【0063】第1の例の赤外線検出器では、突起状電極16を設けているので、接続孔23への導電性樹脂28 [0063] In the infrared detector of the first example, since the provided protruding electrodes 16, conductive resin into the connection hole 23 28
の埋め込みが不十分で、図5に示したように、導電部2 The embedding is insufficient, as shown in FIG. 5, the conductive portion 2
4が電極部15まで達しない場合であっても、突起状電極16を介して電極部15と導電部24との間の導通を確実に行わせることができる。 4 even when not reaching to the electrode portion 15, it is possible to reliably perform the conduction between the electrode portion 15 and the conductive portion 24 via the protruding electrode 16.

【0064】次に、図8および図9を参照して、導電部24の形成方法の他の例について説明する。 Next, with reference to FIGS. 8 and 9, a description will be given of another example of the method of forming the conductive portion 24. この方法では、図8に示したように、予め接続孔23に、導電部2 In this method, as shown in FIG. 8, the pre-connection hole 23, the conductive portion 2
4となる導電性樹脂28を埋め込んだ基板21を準備し、図9に示したように、この基板21を、突起状電極16が形成された基板11に接合する。 4 become conductive resin 28 providing a substrate 21 embedded, as shown in FIG. 9, the substrate 21 is bonded to the substrate 11 protruding electrode 16 is formed. この方法では、 in this way,
基板21を適切な圧力で基板11に押し付け、接合層1 Pressed against the substrate 11 to the substrate 21 at an appropriate pressure, the bonding layer 1
9を介して基板21と基板11を接合させることで、突起状電極16が、導電性樹脂28よりなる導電部24に圧接され、突起状電極16と導電部24との間の確実な電気的接続がなされる。 9 By bonding the substrate 21 and the substrate 11 via a protruding electrode 16 is pressed against the conductive portion 24 made of a conductive resin 28, reliable electrical between the projecting electrode 16 and the conductive portion 24 connection is made. なお、予め接続孔23に導電性樹脂28を埋め込む方法としては、例えば図6および図7に示したような印刷法等の手法を用いればよい。 As a method of embedding a conductive resin 28 to advance the connection hole 23 may be used a method of printing or the like as shown in FIG. 6 and FIG. 7, for example.

【0065】導電部24に電気的に接続される表面電極25は、例えば印刷法により導電性樹脂パターンを形成することで容易に形成することができる。 [0065] surface electrode 25 is electrically connected to the conductive portion 24 can be easily formed to be to form a conductive resin pattern by, for example, printing.

【0066】次に、第1の例の赤外線検出器の作用について説明する。 [0066] Next, the operation of the infrared detector of the first example. 第1の例の赤外線検出器では、検出対象である赤外線は、基板11の裏面(図3における上面) The infrared detector of the first example, the infrared to be detected, the back surface of the substrate 11 (upper surface in FIG. 3)
側から入射し、空洞部12を通って赤外線検出素子14 Enters from the side, the infrared detecting device 14 through the cavity 12
に入射する。 Incident on. 赤外線検出素子14の出力信号は、電極部15、突起状電極16、導電部24および表面電極25 The output signal of the infrared detecting element 14, the electrode 15, projecting electrodes 16, the conductive portion 24 and the surface electrodes 25
を介して、基板21の裏面より外部に取り出される。 Through, it is taken out from the rear surface of the substrate 21.

【0067】第1の例の赤外線検出器は、第1の基板部10と第2の基板部20とを接合して形成されたチップサイズパッケージの形態をなしているので、金属ケースを用いてパッケージングされた従来の赤外線検出器と比較して、容易に小型化および低コスト化を図ることができる。 [0067] infrared detector of the first embodiment, since the form of the first substrate portion 10 and the second chip-size package formed by joining a substrate portion 20, by using a metal case compared with conventional infrared detectors packaged, easily it can be reduced in size and cost. しかも、赤外線検出素子14の出力信号を、基板21に形成された表面電極25より、直接外部に取り出すことができる。 Moreover, the output signal of the infrared detection element 14, the surface electrode 25 formed on substrate 21 can be taken directly to the outside. 従って、第1の例の赤外線検出器は、 Thus, the infrared detector of the first example,
そのまま表面実装部品として使用することが可能である。 It can be directly used as a surface mount component.

【0068】また、第1の例の赤外線検出器では、第1 [0068] In the infrared detector of the first example, the first
の基板部10において、赤外線検出素子14に接続された電極部15に突起状電極16を設け、第2の基板部2 In the substrate part 10 of the protruding electrodes 16 provided on the connected electrode portion 15 to the infrared detector 14, the second substrate 2
0において、基板21の接続孔23に導電性物質を埋め込んで導電部24を形成し、この導電部24を突起状電極16に接続するようにしている。 At 0, to form a conductive portion 24 by burying a conductive material in the connection hole 23 of the substrate 21, so as to connect the conductive portion 24 to the projecting electrode 16. 従って、第1の例の赤外線検出器によれば、空洞部12,22の気密性を損なわずに、赤外線検出素子14の出力信号を容易に且つ確実に外部に取り出すことができ、赤外線検出素子14 Therefore, according to the infrared detector of the first example, without impairing the airtightness of the cavity 12 and 22, the output signal of the infrared detection element 14 easily and reliably can be taken out, the infrared detector 14
の出力信号を外部に取り出す部分の信頼性を高くすることができると共に、赤外線検出素子14の出力信号を外部に取り出す部分の構成が簡単で製造が容易になる。 With the output signal can be increased portions of reliability be taken out, it becomes easy construction and easy manufacturing of parts for taking out the output signal of the infrared detecting element 14 to the outside.

【0069】以上のことから、第1の例の赤外線検出器によれば、小型化、低コスト化、生産性の向上が可能で、且つ表面実装部品として使用可能な赤外線検出器を実現することができる。 [0069] From the foregoing, according to the infrared detector of the first embodiment, downsizing, cost reduction, can increase productivity, and to realize an infrared detector which can be used as a surface mount component can.

【0070】図10は、本発明の一実施の形態に係る赤外線検出装置における赤外線検出器の第2の例の構成を示す断面図である。 [0070] Figure 10 is a sectional view showing a configuration of a second example of an infrared detector in the infrared detecting device according to an embodiment of the present invention. 第2の例の赤外線検出器は、第1の基板部110と、この第1の基板部110の下側に配置され、第1の基板部110に接合された第2の基板部1 Infrared detector of the second embodiment includes a first substrate portion 110, is disposed on the lower side of the first substrate portion 110, the second substrate portion is joined to the first substrate portion 110 1
20と、第1の基板部110の上側に配置され、第1の基板部110に接合された第3の基板部130とを備えている。 20, is arranged on the upper side of the first substrate portion 110, and a third substrate portion 130 joined to the first substrate portion 110.

【0071】第1の基板部110は、基板111を有している。 [0071] The first substrate 110 has a substrate 111. この基板111には、その表面(図10では下面)から裏面(図10では上面)まで貫通した空洞部1 The substrate 111, the cavity 1 through from the surface (in FIG. 10 lower surface) to the back (FIG. 10 top)
12が設けられている。 12 is provided. この空洞部112の下側の開口部上には、基板111の下面側に設けられた架橋構造またはダイアフラム構造の支持体113によって支持された赤外線検出素子114が設けられている。 This on the lower side of the opening on the cavity 112, the infrared detection element 114 is provided which is supported by a support 113 of the cross-linked structure or diaphragm structure provided on the lower surface side of the substrate 111. また、基板111の下面側には、赤外線検出素子114に接続された電極部115と、この電極部115に接続され、下側に突出する複数の突起状電極116が設けられている。 Further, on the lower surface side of the substrate 111, the electrode portion 115 connected to the infrared detection element 114, is connected to the electrode portions 115, a plurality of projecting electrodes 116 projecting to the lower side is provided.

【0072】第2の基板部120は、絶縁性基板121 [0072] The second substrate unit 120 includes an insulating substrate 121
を備えている。 It is equipped with a. この基板121には、第1の基板部11 The substrate 121, the first substrate portion 11
0の赤外線検出素子114および空洞部112に対向する部分に、第1の基板部110側でのみ開口する貫通しない空洞部122が設けられている。 In a portion opposed to the infrared detection element 114 and the cavity 112 of 0, the cavity 122 is provided not penetrating to open only in the first substrate portion 110 side. また、基板121 In addition, the substrate 121
には、第1の基板部110の突起状電極116に対向する部分において、基板121を貫通する接続孔123が形成されている。 The, in the portion facing the protruding electrodes 116 of the first substrate portion 110, connection hole 123 through the substrate 121 is formed.

【0073】接続孔123内には、導電性物質が埋め込まれて導電部124が形成されている。 [0073] In the contact hole 123, a conductive material is embedded in the conductive portion 124 is formed. また、絶縁性基板121の下面には、導電部124に電気的に接続された表面電極125が設けられている。 Further, on the lower surface of the insulating substrate 121, the surface electrode 125 which is electrically connected to the conductive portion 124 is provided. この表面電極12 The surface electrode 12
5は、赤外線検出素子114の出力信号を外部に取り出すための出力端子として用いられ、適切な形状を有している。 5 is used as an output terminal for extracting the output signal of the infrared detection element 114 to the outside, and has a suitable shape.

【0074】基板111と基板121は、接合層119 [0074] substrate 111 and the substrate 121, the bonding layer 119
を介して空洞部112,122および接続孔123以外の部分で接合されている。 They are bonded to each other in the cavity 112, 122 and portions other than the connection hole 123 through the. これにより、空洞部112, Thus, cavity 112,
122は、周辺雰囲気に対して気密に封止される。 122 is hermetically sealed against the ambient atmosphere.

【0075】基板111と基板121の接合方法は、第1の例と同様である。 [0075] method of bonding substrates 111 and 121 are the same as in the first example. また、第2の例の赤外線検出器では、赤外線検出素子114の出力信号は、電極部11 Further, in the infrared detector of the second embodiment, the output signal of the infrared detection element 114, the electrode portion 11
5、突起状電極116、導電部124および表面電極1 5, the projecting electrodes 116, the conductive portion 124 and the surface electrode 1
25を介して外部に取り出される。 It is taken out to the outside through a 25. この赤外線検出素子114の出力信号を外部に取り出す部分の構成および形成方法は、第1の例と同様である。 Structure and method of forming the portion for taking out an output signal of the infrared detector 114 to the outside is the same as the first example.

【0076】第3の基板部130は、赤外線透過性の基板131を有している。 [0076] The third substrate portion 130 includes an infrared transparent substrate 131. この基板131は、接合層12 The substrate 131, the bonding layer 12
9を介して空洞部112以外の部分で基板111に接合されている。 It is bonded to the substrate 111 at a portion other than the cavity 112 via the 9. 基板131の材料としては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶ゲルマニウム、多結晶ゲルマニウム、赤外線透過ガラス、赤外線透過性樹脂等を用いることができる。 As the material of the substrate 131, a single crystal silicon, polycrystalline silicon, single crystal germanium, polycrystalline germanium, infrared transmitting glass may be used an infrared transparent resin. 基板111と基板131の接合方法としては、第1の例における基板11と基板21との接合の場合と同様に、陽極接合、樹脂接合、低融点ガラス接合等の方法を用いることができる。 As the bonding method of the substrate 111 and the substrate 131, as in the case of bonding between the substrate 11 and the substrate 21 in the first example, anodic bonding, resin bonding, it is possible to use a method such as low-melting glass bonding.

【0077】第2の例の赤外線検出器では、検出対象である赤外線は、基板131側から入射し、空洞部112 [0077] In the infrared detector of the second example, the infrared to be detected is incident from the substrate 131 side, the cavity 112
を通って赤外線検出素子114に入射する。 Through the incident on the infrared detector 114. なお、基板131の両面に赤外線反射防止膜132,133を設けて、基板131の両面における赤外線の反射損失を低減し、赤外線に対する赤外線検出器の感度を上げるようにしてもよい。 Incidentally, by providing an infrared reflection-preventing film 132 and 133 on both sides of the substrate 131, to reduce the reflection losses of the infrared at both sides of the substrate 131, it may be increased sensitivity of the infrared detector relative infrared. また、赤外線反射防止膜の代わりに特定波長の赤外線を選択的に透過する赤外線フィルタ膜を設けてもよい。 It is also possible to provide an infrared filter membranes which selectively transmits infrared rays of a specific wavelength instead of infrared antireflection film. 赤外線反射防止膜や赤外線フィルタ膜の構成は、第1の例と同様である。 Structure of an infrared antireflection film and an infrared filter membranes is similar to the first embodiment.

【0078】このように構成された第2の例の赤外線検出器では、第1の例の赤外線検出器と比較すると、新たに第3の基板部130(基板131)が必要になると共に、これを第1の基板部110(基板111)に接合する工程が必要になる。 [0078] with the infrared detector of the second embodiment thus constructed, when compared with the infrared detector of the first example, the new required third substrate portion 130 (the substrate 131), which the step of bonding is required in the first substrate portion 110 (the substrate 111). しかし、第2の例の赤外線検出器によれば、第1の例の赤外線検出器と比較して、以下の3つの有利な点がある。 However, according to the infrared detector of the second embodiment, as compared with the infrared detector of the first example, the following three advantages. 第1の点は、第1の基板部11 The first point, the first substrate portion 11
0の基板111の材料として赤外線透過性材料以外の材料を用いることができることである。 As the material of the 0 substrate 111 is that it is possible to use a material other than infrared transparent material. 第2の点は、第3 The second point, third
の基板部130の基板131の材質を選択することにより、任意の赤外線透過特性が得られることである。 By selecting the material of the substrate 131 of the substrate 130, it is that any infrared transmission characteristics are obtained. 第3 Third
の点は、基板130の裏表両面に赤外線反射防止膜13 The point of an infrared antireflection film 13 on the front and back surfaces of the substrate 130
2,133もしくは赤外線フィルタ膜を形成することができることから、赤外線検出器の特性をより向上させることが可能になることである。 Since it is possible to form a 2,133 or infrared filter film is that it becomes possible to further improve the characteristics of the infrared detector.

【0079】第2の例の赤外線検出器のその他の構成、 [0079] Other configurations of the infrared detector of the second embodiment,
作用および効果は、第1の例と同様である。 Action and effect are the same as in the first example.

【0080】なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。 [0080] The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible. 例えば、実施の形態における赤外線検出器205は、第1または第2の例の赤外線検出器に限らず、表面実装型の赤外線検出器であればよい。 For example, an infrared detector 205 in the embodiment is not limited to the first or infrared detector of the second embodiment, it may be a surface mount type infrared detector.

【0081】 [0081]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1ないし6 As described above, according to the present invention, claims 1 6
のいずれかに記載の赤外線検出装置によれば、高熱伝導率で且つ絶縁性の基板に、表面実装型の赤外線検出器と温度センサ素子とを搭載したので、赤外線検出装置の小型化、低コスト化、高精度化が可能になるという効果を奏する。 According to the infrared detecting device according to any one of the and an insulating substrate with high thermal conductivity, so equipped with an infrared detector and the temperature sensor element of the surface-mounted, downsizing of the infrared detector, a low-cost of an effect that high accuracy is made possible.

【0082】また、請求項2記載の赤外線検出装置によれば、基板上に更に回路素子を実装したので、回路素子を含む赤外線検出装置の精度を向上させることが可能になるという効果を奏する。 [0082] According to the infrared detecting device according to claim 2, wherein an effect that further since a circuit element is mounted on a substrate, it is possible to improve the accuracy of the infrared detection device including a circuit element.

【0083】また、請求項3ないし6のいずれかに記載の赤外線検出装置によれば、第1の基板部と第2の基板部とを接合して赤外線検出器を構成すると共に、第1の基板に突起状電極を形成し、第2の基板に形成された接続孔に埋め込まれた導電性物質よりなる導電部を突起状電極に接続して、赤外線検出素子の出力信号を直接外部に取り出すことができるようにしたので、赤外線検出器の小型化、低コスト化、生産性の向上が可能になるという効果を奏する。 [0083] According to the infrared detecting device according to any one of claims 3 to 6, as well as constituting the infrared detector by bonding a first substrate portion and a second substrate portion, the first the protruding electrodes formed on a substrate, a conductive portion made of a conductive material which is embedded in the connection hole formed on the second substrate and connected to the projecting electrode, taken directly to the external output signal of the infrared detector it therefore was to allow achieves downsizing of the infrared detector, a low cost, an effect that it is possible to improve productivity.

【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係る赤外線検出装置の構成を示す断面図である。 1 is a cross-sectional view showing a structure of an infrared detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態に係る赤外線検出装置において基板上に更に信号処理回路素子を実装した例を示す断面図である。 2 is a sectional view showing a further example of mounting the signal processing circuit elements on a substrate in the infrared detecting device according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施の形態に係る赤外線検出装置における赤外線検出器の第1の例の構成を示す断面図である。 3 is a cross-sectional view showing the structure of a first example of an infrared detector in the infrared detecting device according to an embodiment of the present invention.

【図4】図3における突起状電極がない場合において接続孔に導電性物質を充填した状態を示す断面図である。 It is a sectional view showing a state filled with conductive material in the connection hole in Figure 4 when there is no protruding electrodes in FIG.

【図5】赤外線検出器の第1の例における突起状電極と導電部との接続状態を示す断面図である。 5 is a cross-sectional view showing a connection state between the projecting electrode and the conductive portion in the first example of an infrared detector.

【図6】赤外線検出器の第1の例における導電部の形成方法の一例を示す説明図である。 6 is an explanatory diagram showing an example of a forming method of the conductive portion in the first example of an infrared detector.

【図7】赤外線検出器の第1の例における導電部の形成方法の一例を示す説明図である。 7 is an explanatory diagram showing an example of a method for forming a conductive portion in the first example of an infrared detector.

【図8】赤外線検出器の第1の例における導電部の形成方法の他の例を示す説明図である。 8 is an explanatory diagram showing another example of a method for forming a conductive portion in the first example of an infrared detector.

【図9】赤外線検出器の第1の例における導電部の形成方法の他の例を示す説明図である。 9 is an explanatory diagram showing another example of a method for forming a conductive portion in the first example of an infrared detector.

【図10】本発明の一実施の形態に係る赤外線検出装置における赤外線検出器の第2の例の構成を示す断面図である。 It is a sectional view showing the configuration of a second example of an infrared detector in the infrared detecting device according to an embodiment of the present invention; FIG.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

10…第1の基板部、11…基板、12…空洞部、13 10 ... first substrate portion, 11 ... substrate, 12 ... cavity, 13
…支持体、14…赤外線検出素子、15…電極部、16 ... support, 14 ... infrared detector, 15 ... electrode portion, 16
…突起状電極、17…赤外線反射防止膜、19…接合層、20…第2の基板部、21…絶縁性基板、22…空洞部、23…接続孔、24…導電部、25…表面電極、 ... projecting electrode, 17 ... infrared antireflection film, 19 ... bonding layer, 20 ... second substrate portion, 21 ... insulating substrate 22 ... cavity, 23 ... connection hole, 24 ... conductive portion, 25 ... surface electrode ,
201…基板、202…端部電極、203…配線部、2 201 ... substrate, 202 ... end electrodes, 203 ... wire part, 2
05…赤外線検出器、206…温度センサ素子。 05 ... infrared detector, 206 ... temperature sensor element.

Claims (6)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 高熱伝導率で且つ絶縁性の基板と、 前記基板上に搭載された表面実装型の赤外線検出器と、 前記基板上に搭載され、前記基板の温度を検出する温度センサ素子と、 前記基板に形成され、前記赤外線検出器および前記温度センサ素子の出力信号を外部に取り出すための電極とを備えたことを特徴とする赤外線検出装置。 And 1. A and insulating substrate with high thermal conductivity, and the infrared detector of the mounted surface-mounted on the substrate, is mounted on the substrate, a temperature sensor element for detecting the temperature of the substrate , formed on the substrate, an infrared detection device, characterized in that the output signal of the infrared detector and the temperature sensor element and an electrode for taking out to the outside.
  2. 【請求項2】 更に、前記基板上に実装された回路素子を備えたことを特徴とする請求項1記載の赤外線検出装置。 2. A further infrared detecting device according to claim 1, further comprising a circuit element mounted on the substrate.
  3. 【請求項3】 前記赤外線検出器は、互いに対向するように配置され接合された第1の基板部と第2の基板部とを備え、 前記第1の基板部は、前記第2の基板部と対向する一方の面において開口する空洞部が形成された第1の基板と、前記第1の基板の前記一方の面側において前記空洞部上に配置された赤外線検出素子と、前記第1の基板の前記一方の面に形成された、前記赤外線検出素子の出力信号を外部に取り出すための突起状電極とを有し、 前記第2の基板部は、前記赤外線検出素子に対向する部分に空洞部が形成され、前記突起状電極に対向する部分において貫通する接続孔が形成され、前記第1の基板に対して対向するように配置され接合された絶縁性の第2 Wherein the infrared detector is provided with a first substrate portion and a second substrate portion that is joined is disposed so as to face each other, the first substrate portion, said second substrate portion and the first substrate cavity which is open at one side which faces are formed, and the infrared detector in the one surface side of the first substrate disposed on said cavity, said first said substrate is formed on one surface, and a protruding electrode for taking out an output signal of the infrared detecting element to the outside, the second substrate portion, a cavity in a portion opposed to the infrared detector parts are formed, the connecting hole penetrating in a portion facing the protruding electrodes are formed, a second deployed joined insulative so as to face to said first substrate
    の基板と、前記接続孔に埋め込まれた導電性物質よりなり、前記突起状電極に電気的に接続された導電部とを有することを特徴とする請求項1または2記載の赤外線検出装置。 And the substrate, the contact hole consists embedded conductive material, an infrared detecting apparatus according to claim 1 or 2, wherein the having the electrically conductive section connected to the protruding electrodes.
  4. 【請求項4】 前記第1の基板は赤外線透過性を有し、 Wherein said first substrate has an infrared transparent,
    前記第1の基板の空洞部は、第1の基板を貫通せずに、 Cavity of said first substrate, without penetrating the first substrate,
    前記一方の面においてのみ開口していることを特徴とする請求項3記載の赤外線検出装置。 Infrared detection device according to claim 3, characterized in that only opened in the one surface.
  5. 【請求項5】 前記第1の基板は(100)面方位の単結晶シリコンからなり、前記第1の基板の空洞部は異方性エッチングによって形成されていることを特徴とする請求項4記載の赤外線検出装置。 Wherein said first substrate is made of single crystal silicon (100) surface orientation, the cavity of the first substrate according to claim 4, characterized in that is formed by anisotropic etching infrared detection device.
  6. 【請求項6】 前記第1の基板の空洞部は第1の基板を貫通しており、 前記赤外線検出器は、更に、前記第1の基板の前記第2 6. A hollow portion of the first substrate extends through the first substrate, the infrared detector further, the second of said first substrate
    の基板部とは反対側に配置され接合された赤外線透過性を有する第3の基板を備えていることを特徴とする請求項3記載の赤外線検出装置。 Infrared detection device according to claim 3, characterized in that it comprises a third substrate having disposed infrared transparent joined to the side opposite to the substrate part of.
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