JP2001174324A - Infrared ray detector and infrared ray detecting device - Google Patents

Infrared ray detector and infrared ray detecting device

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JP2001174324A
JP2001174324A JP35826299A JP35826299A JP2001174324A JP 2001174324 A JP2001174324 A JP 2001174324A JP 35826299 A JP35826299 A JP 35826299A JP 35826299 A JP35826299 A JP 35826299A JP 2001174324 A JP2001174324 A JP 2001174324A
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infrared
infrared detector
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Yukihiko Shirakawa
幸彦 白川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To miniaturize an infrared ray detector, to reduce a cost and to improve the productivity. SOLUTION: This infrared ray detector is provided with a first substrate section 10 and a second substrate section 20 connected and arranged face to face. The first substrate section 10 is provided with an infrared ray transmitting substrate 11 formed with a cavity section 12 opened on one face facing the second substrate section 20, an infrared ray detecting element 14 arranged on the cavity section 12 on one face side of the substrate 11, and protruded electrodes 16 formed on one face of the substrate 11 to extract the output signal of the infrared ray detecting element 14 to the outside. The second substrate section 20 is provided with an insulating substrate 21 formed with a cavity section 22 at the portion facing the infrared ray detecting element 14 and formed with connecting holes 23 penetrating at the portions facing the protruded electrodes 16, conductive sections 24 made of a conductive material buried in the connecting holes 23 and electrically connected to the protruded electrodes 16, and a surface electrode 25 electrically connected to the conductive sections 24.

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
器およびこの赤外線検出器を含む赤外線検出装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermal infrared detector and an infrared detector including the 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。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。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。
2. Description of the Related Art An infrared detector for detecting infrared rays includes a thermal infrared detector which indirectly detects infrared rays by converting infrared rays into heat and detecting the heat, and an infrared ray which is an electromagnetic wave directly. There is a semiconductor infrared detector that detects using a quantum effect. Thermal infrared detectors are widely used as low-cost infrared detectors because they do not require cooling as compared with semiconductor infrared detectors. As a thermal infrared detector, a pyroelectric sensor, a thermopile, a temperature-sensitive 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。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。
In recent years, attempts have been made to reduce the size and sensitivity of these thermal infrared detectors using so-called micromachining technology. That is, by using micromachining technology, a minute infrared detecting element portion on a substrate is configured to have a small heat capacity and a large thermal resistance, and to increase the temperature change of the infrared detecting element portion due to an infrared ray to be detected. As a result, the sensitivity and size of the infrared detector are increased.

【0004】例えば、特開平6−241889号公報
や、特開平6−74820号公報には、上記の赤外線検
出素子部をマイクロマシーニング技術を用い、いわゆる
マイクロエアブリッジ構造によって実現し、更に、赤外
線検出器を電子部品として用いられるようにパッケージ
ングを行った例が開示されている。
For example, JP-A-6-241889 and JP-A-6-74820 disclose that the above-mentioned infrared detecting element is realized by a so-called micro air bridge structure using a micromachining technique. An example in which the detector is packaged so as to be used as an electronic component is disclosed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の赤外線検出器では、実際にデバイスとして
実用化する上で、パッケージング部分が複雑となり、小
型化、低コスト化が難しいという問題点があった。
However, the conventional infrared detector as described above has a problem that the packaging portion becomes complicated and it is difficult to reduce the size and the cost in practical use as a device. was there.

【0006】例えば、特開平6−241889号公報に
は、金属製のステムと赤外線フィルタを接着した金属製
のキャップからなる金属ケースに、マイクロエアブリッ
ジ構造の赤外線検出素子をパッケージングした赤外線検
出器が開示されている。しかしながら、このような金属
ケースを用いたパッケージングでは、金属ケース自体の
コストが高く、また生産に手間がかかるという問題点が
ある。また、マイクロマシーニング技術を用いて赤外線
検出素子を小型化しても、金属ケース自体は従来のバル
ク素子を用いた赤外線検出器と同じ物であるので、結
局、赤外線検出器の部品としての小型化にはならないと
いう問題点がある。
[0006] For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-241889 discloses an infrared detector in which an infrared detecting element having a micro air bridge structure is packaged in a metal case comprising a metal stem and a metal cap to which an infrared filter is adhered. Is disclosed. However, packaging using such a metal case has problems that the cost of the metal case itself is high and that production takes time. Even if the infrared detector is downsized using micromachining technology, the metal case itself is the same as an infrared detector using a conventional bulk element. There is a problem that does not become.

【0007】更に、現在の電子回路部品の表面実装化技
術の進展から、電子部品やセンサの表面実装部品化(チ
ップ部品化)の流れの中で、赤外線検出素子が金属ケー
スにパッケージングされリード線により外部回路へ接続
されるようにした赤外線検出器では、回路基板への実装
の工程において他の電子部品とは別工程を取る必要が生
じ、これが高コスト化の原因となる。
Further, with the progress of surface mounting technology for electronic circuit components, with the trend toward surface mounting of electronic components and sensors (chip components), infrared detecting elements are packaged in metal cases and leaded. In the case of an infrared detector connected to an external circuit by a wire, it is necessary to take a separate process from other electronic components in a process of mounting on a circuit board, which causes an increase in cost.

【0008】また、特開平6−74820号公報には、
同じくマイクロマシーニング技術を用い、マイクロエア
ブリッジ構造の赤外線検出素子を、基板を貫通する空洞
上に設け、このような基板の表裏の両側に気密封止する
蓋を設け、これらを更に銅の台座に嵌め込んで構成した
赤外線検出器が開示されている。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-74820 discloses that
Similarly, using micromachining technology, an infrared detection element with a micro air bridge structure is provided on a cavity penetrating the substrate, lids are hermetically sealed on both sides of such a substrate, and these are further mounted on a copper pedestal. There is disclosed an infrared detector configured to be fitted in the infrared detector.

【0009】上記の赤外線検出器では、金属ケースを用
いてパッケージングされた赤外線検出器と比較して、小
型化が可能になる。しかし、この赤外線検出器では、赤
外線検出素子の出力をフレキシブルプリント基板を介し
て取り出す必要があるため、構造が極めて複雑であり、
生産性が悪く、高コストになるという問題点がある。
[0009] The infrared detector described above can be downsized compared to an infrared detector packaged using a metal case. However, the structure of this infrared detector is extremely complicated because it is necessary to extract the output of the infrared detection element via a flexible printed circuit board.
There is a problem that productivity is low and cost is high.

【0010】このように、従来の赤外線検出器は、パッ
ケージング、特に出力信号取り出し電極の形成の点で、
小型化、製造の容易さ、低コスト化が困難であった。
[0010] As described above, the conventional infrared detector has a problem in packaging, particularly in forming an output signal extraction electrode.
It has been difficult to reduce the size, ease of manufacture, and cost reduction.

【0011】また、例えば、電気学会論文誌,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。
[0011] For example, see IEEJ Transactions, Vol.
E, No. 9 (1998), pp. 393-400, describes a surface-mount bolometer-type infrared detector using a Schottky barrier diode as an infrared detection element and a packaged silicon substrate itself (hereinafter referred to as the 1 of the prior art).

【0012】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。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Hei 6-74820 and Hei 6-213724 disclose a so-called micro structure in which a silicon substrate itself is packaged and a signal is taken out using a flexible printed circuit board. An air-bridge type infrared detector (hereinafter referred to as a second conventional infrared detector) is disclosed.

【0013】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。
As described above, by using the micromachining technology, the infrared detector conventionally sealed in a metal case such as TO-5 can be surface-mounted using the substrate itself on which the infrared detecting element is formed as a package. It can be realized as a small sensor.

【0014】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。従って、
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。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。
Meanwhile, the thermal infrared detector detects a difference between infrared light incident on the detector and infrared light emitted by the detector itself as a temperature change of the detecting section and outputs it. Therefore,
The thermal infrared detector outputs a false signal when the temperature inside the infrared detector changes due to a sudden change in the ambient atmosphere temperature, particularly when a transient temperature distribution occurs inside the detector. For this reason, in order to accurately measure the amount of incident infrared light in a thermal infrared detector, the temperature of the infrared detector itself must be stabilized against sudden changes in ambient temperature, and the temperature of the infrared detector itself must be different. Need to be detected by the method.

【0015】このため、従来は、熱容量を増大させて赤
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
させるために、赤外線検出器自体を銅の金属ホルダに嵌
め込み、赤外線検出器自身の温度を検出するために、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、赤外線検出装
置を構成することが行われていた。
For this reason, conventionally, in order to increase the heat capacity and stabilize the temperature of the infrared detector itself against sudden changes in the ambient temperature, the infrared detector itself is fitted into a copper metal holder, and the infrared detector itself is mounted. In order to detect the temperature of the infrared detector, a temperature sensor such as a thermistor is arranged close to the infrared detector so as to be thermally sufficiently coupled to the infrared detector to constitute an infrared detector.

【0016】しかしながら、このようにして構成された
赤外線検出装置では、構造が複雑で、体積が大きく、ま
た、温度センサと赤外線検出器との熱的結合が悪いた
め、高精度化、小型化、低コスト化が難しいという問題
点があった。
However, the infrared detecting device thus configured has a complicated structure, a large volume, and poor thermal coupling between the temperature sensor and the infrared detector. There was a problem that cost reduction was difficult.

【0017】例えば、第1の従来例の赤外線検出器は、
赤外線検出器自体が表面実装型パッケージとなるため、
プリント配線基板に直接実装することが可能である。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。
For example, a first conventional infrared detector is:
Since the infrared detector itself is a surface mount type package,
It can be directly mounted on a printed wiring board. However, since the infrared detector main body is extremely small and has a small heat capacity, when the ambient temperature changes suddenly, the temperature change of the infrared detector main body becomes sharp, and the infrared detector may generate an erroneous signal. .

【0018】また、第1の従来例の赤外線検出器では、
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。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。
In the first conventional infrared detector,
Although the main body of the infrared detector is made of a single crystal silicon substrate, silicon has low mechanical strength since it has cleavage and lacks mechanical strength. For this reason, such an infrared detector may cause chipping during handling when mounted on a printed wiring board, and may be damaged if the printed wiring board is significantly deformed such as warpage.

【0019】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。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。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。
When the infrared detector of the first conventional example is used, a temperature sensor for detecting the temperature of the infrared detector main body needs to be arranged on the printed wiring board in the same manner as the infrared detector. is there. However, since the printed wiring board usually has a very low thermal conductivity, it cannot be expected that the infrared detector and the temperature sensor are thermally connected well. Therefore, when an infrared detector and a temperature sensor are placed on a printed wiring board, a difference occurs between the true temperature of the infrared detector body and the temperature measured by the temperature sensor when the ambient temperature changes, resulting in an error in infrared detection. Would.

【0020】また、第1の従来例の赤外線検出器では、
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。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。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、
その部分に基板の表面側から金属膜を形成し、最後に、
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。このように、第1の従来例の赤外線検出器では、
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。
In the first conventional infrared detector,
The following method is used as a method of forming a silicon substrate itself into a surface mount package. In other words, in this method, a hole having a V-shaped cross section penetrating through the front surface of the silicon substrate from the back surface of the silicon substrate on which the infrared detecting element is to be formed by using an anisotropic etching method. A silicon insulating film is formed, and a metal film is formed from the back surface of the substrate by a sputtering method. Next, the oxide film in the through portion of the substrate is removed by a dry etching method,
A metal film is formed on that part from the front side of the substrate, and finally,
The conductor is buried in a V-shaped hole by dipping in a solder bath. Thus, in the first conventional infrared detector,
The cost is high because the silicon substrate itself is a surface-mounted package in a very expensive and costly manner.

【0021】一方、第2の従来例の赤外線検出器では、
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。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。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。
On the other hand, in the second conventional infrared detector,
A metal holder is used to increase the heat capacity of the infrared detector. However, for this reason, it is necessary to provide a wiring portion for extracting the signal of the infrared detector to the outside using a flexible printed circuit board and separately from the infrared detector. Since the cost of a metal processed part such as a metal holder or a flexible printed circuit board is extremely high, it is difficult to reduce the cost of the second conventional infrared detector.

【0022】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。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。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。
In the method of using a flexible printed circuit board to form a wiring section for extracting signals from an infrared detector to the outside, the process of attaching the flexible printed circuit board to a small infrared detector requires a lot of time and costs. Easy to get high. In addition, this method lacks reliability because it is difficult to increase the mounting strength of the flexible printed circuit board with respect to the infrared detector. In addition, since attention must be paid to the electrical insulation between the wiring portion and the metal holder, assembly takes time.

【0023】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。そのためには、
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。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。しかし、このような構成は、
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。
Further, in order to measure the intensity of incident infrared rays using the infrared detector of the second conventional example, it is necessary to measure the temperature of the infrared detector itself. for that purpose,
It is necessary to separately provide a temperature sensor such as a thermistor near the infrared detector. This temperature sensor must be in contact with the metal holder in a thermally tight and electrically insulated state. However, such a configuration
It is not practical because the number of assembling steps and wiring work increases.

【0024】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その第1の目的は、小型化、低コスト化、生産性
の向上を可能とした赤外線検出器を提供することにあ
る。
The present invention has been made in view of the above problems, and a first object of the present invention is to provide an infrared detector capable of reducing the size, reducing the cost, and improving the productivity.

【0025】本発明の第2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。
A second object of the present invention is to provide an infrared detector capable of miniaturization, cost reduction and high accuracy.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】本発明の赤外線検出器
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
れた導電部とを有するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An infrared detector according to the present invention includes a first substrate portion and a second substrate portion which are arranged and joined to face each other, and wherein the first substrate portion is provided with a first substrate portion. A first substrate in which a cavity opening on one surface facing the second substrate is formed; an infrared detecting element disposed on the cavity on one surface of the first substrate; A protruding electrode formed on one surface of the substrate for taking out an output signal of the infrared detection element to the outside; and the second substrate portion has a cavity formed in a portion facing the infrared detection element. A connecting hole penetrating at a portion facing the protruding electrode, an insulating second substrate arranged and joined to face the first substrate, and a conductive hole embedded in the connecting hole. It is made of a substance and has a conductive portion electrically connected to the protruding electrode. It is intended.

【0027】本発明の赤外線検出器では、検出対象であ
る赤外線は、第1の基板側から入射し、第1の基板の空
洞部を通って赤外線検出素子に入射する。赤外線検出素
子の出力信号は、突起状電極および導電部を介して外部
に取り出される。
In the infrared detector according to the present invention, the infrared light to be detected enters from the first substrate side and enters the infrared detecting element through the cavity of the first substrate. The output signal of the infrared detecting element is taken out to the outside via the protruding electrode and the conductive part.

【0028】本発明の赤外線検出器において、第1の基
板は赤外線透過性を有し、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。この場合、第1の基板は(100)面方位の
単結晶シリコンからなり、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。
In the infrared detector according to the present invention, the first substrate has an infrared transmitting property, and the hollow portion of the first substrate has the first substrate.
May be opened only on one side without penetrating through the substrate. In this case, the first substrate may be made of single crystal silicon having a (100) plane orientation, and the cavity of the first substrate may be formed by anisotropic etching.

【0029】また、本発明の赤外線検出器において、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, in the infrared detector according to the present invention, the cavity of the first substrate penetrates the first substrate, and the infrared detector is further provided on the opposite side of the first substrate from the second substrate. And a third substrate having an infrared-transmitting property, which is disposed and bonded to the third substrate.

【0030】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、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、表面実装型の赤外線検出器を上記の本
発明の赤外線検出器としたものである。
The infrared detecting apparatus of the present invention comprises an insulating substrate having a high thermal conductivity, a surface-mounted infrared detector mounted on the substrate, and a temperature sensor mounted on the substrate and detecting the temperature of the substrate. A sensor element, and an electrode formed on the substrate, for taking out the output signal of the infrared detector and the temperature sensor element to the outside, wherein the surface-mounted infrared detector is the above-described infrared detector of the present invention. is there.

【0031】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。
In the infrared detecting device of the present invention, the infrared detector and the temperature sensor element are thermally and tightly coupled via the insulating substrate having high thermal conductivity.

【0032】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。
[0032] The infrared detector of the present invention may further include a circuit element mounted on a substrate.

【0033】[0033]

【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。[第1の実施の形
態]図1は、本発明の第1の実施の形態に係る赤外線検
出器の構成を示す断面図である。本実施の形態に係る赤
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。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。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. [First Embodiment] FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of an infrared detector according to a first embodiment of the present invention. The infrared detector according to the present embodiment includes a first substrate unit 10 and a second substrate unit 20.
And These board parts 10 and 20 are arranged so that the first board part 10 is on the upper side, and are joined to each other.

【0034】第1の基板部10は赤外線透過性の基板1
1を有している。この基板11には、その表面(図1で
は下面)から裏面(図1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。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。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。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。
The first substrate unit 10 is a substrate 1 that transmits infrared light.
One. The substrate 11 is provided with a non-penetrating hollow portion 12 that is open only on one surface side facing the second substrate portion 20 from the front surface (the lower surface in FIG. 1) to the rear surface (the upper surface in FIG. 1). ing. On the cavity 12 on the lower surface side of the substrate 11, an infrared detecting element 14 supported by a support 13 having a bridge structure provided on the lower surface side of the substrate 11 is provided. Further, on the lower surface side of the substrate 11, an electrode portion 15 connected to the infrared detecting element 14 and a plurality of protruding electrodes 16 connected to the electrode portion 15 and protruding downward are provided. Note that an infrared antireflection film 17 may be provided on the upper surface of the substrate 11.

【0035】第2の基板部20は絶縁性基板21を備え
ている。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
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。また、基板21には、第1の基板部1
0の突起状電極16に対向する部分において、基板21
を貫通する接続孔23が形成されている。
The second substrate section 20 has an insulating substrate 21. The substrate 21 includes a first substrate 10 at a portion facing the infrared detecting element 14 and the cavity 12 of the first substrate 10.
And a non-penetrating hollow part 22 which is opened only on the substrate part 10 side. The substrate 21 includes the first substrate 1
In a portion facing the protruding electrode 16 of the
Is formed.

【0036】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。この導電部24は、
突起状電極16に対して電気的に接続されている。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。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。
A conductive portion 24 is formed in the connection hole 23 by filling a conductive material. This conductive part 24
It is electrically connected to the protruding electrode 16. On the lower surface of the insulating substrate 21, a surface electrode 25 electrically connected to the conductive portion 24 is provided. The surface electrode 25 is used as an output terminal for extracting an output signal of the infrared detection element 14 to the outside, and has an appropriate shape.

【0037】第1の基板部10と第2の基板部20は、
接合層19を介して空洞部12,22および接続孔23
以外の部分で接合されている。これにより、空洞部1
2,22は、周辺雰囲気に対して気密に封止される。
The first substrate unit 10 and the second substrate unit 20
Via the bonding layer 19, the cavities 12, 22 and the connection holes 23
It is joined at other parts. Thereby, the cavity 1
2 and 22 are hermetically sealed with respect to the surrounding atmosphere.

【0038】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1
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。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。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。
In the infrared detector configured as described above, the infrared light to be detected is emitted from the back surface of the substrate 11 (FIG. 1).
In this case, the light enters from the upper side) and enters the infrared detecting element 14 through the cavity 12. Therefore, the substrate 11 may be any material as long as it has infrared transmittance as described above and the cavity 12 can be formed by etching from the surface of the substrate 11. As a material of such a substrate 11, single crystal silicon (Si), polycrystalline silicon, single crystal germanium (Ge), polycrystalline germanium, infrared transmitting glass, or the like can be used.

【0039】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1に示したように空洞部1
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1では上面)と平行な平面を形
成することができる。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
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。
In particular, when a single crystal silicon substrate having a (100) plane orientation is used as the substrate 11 and the cavity 12 is formed by anisotropic etching, as shown in FIG.
2 has a trapezoidal pyramid shape, and a plane parallel to the back surface (the top surface in FIG. 1) of the substrate 11 can be formed as the bottom surface of the cavity 12. Thereby, the infrared ray incident from the back surface of the substrate 11 is not scattered but linearly
4, the infrared rays applied to the infrared detector can be made incident on the infrared detecting element 14 without loss.

【0040】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。また、赤外線反射防止膜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。赤外線反射防止膜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。また、
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。
When the infrared anti-reflection film 17 is provided on the back surface of the substrate 11, the reflection loss of the infrared light on the back surface of the substrate 11 can be reduced, and the sensitivity of the infrared detector to the infrared light can be increased. In addition, the infrared anti-reflection film 17
Instead, an infrared filter film that selectively transmits infrared light of a specific wavelength may be provided. Infrared anti-reflective coating 17
Known materials such as a ZnS single-layer film having an optical thickness of 1 / of the infrared wavelength to be detected and a multilayer film in which ZnS and Ge are periodically laminated can be used. Also,
As the infrared filter film, for example, a multilayer film in which ZnS and Ge are periodically laminated can be used.

【0041】赤外線検出素子14としては、特開平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。
The infrared detecting element 14 is disclosed in
Various known infrared detecting elements such as a bolometer using a thin film thermistor as disclosed in Japanese Patent No. 318420 and a thermopile including a plurality of thin film thermocouples connected in series as described in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 7-33433 are used. be able to.

【0042】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。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。
As the substrate 21, it is desirable to use a glass or ceramic substrate whose thermal expansion coefficient is similar to that of the substrate 11. For example, when a silicon substrate is used as the substrate 11, a Pyrex glass substrate can be used as the substrate 21.

【0043】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
の耕地の加工方法を用いることができる。
As a method of forming the hollow portion 22 and the connection hole 23 provided in the substrate 21, a method of processing cultivated land such as ultrasonic processing, drill processing, etching method, sand blast method, and laser processing method may be used. it can.

【0044】前述のように、第1の基板部10(基板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
2,22は気密に保持される。第1の基板部10と第2
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 described above, the first substrate unit 10 (the substrate 1
1) and the second substrate portion 20 (substrate 21) are joined by the joining layer 19, and the cavity portion 1 surrounding the infrared detecting element 14
2 and 22 are kept airtight. The first substrate unit 10 and the second
A known method such as anodic bonding, low-melting glass bonding, or resin bonding can be used as the bonding method with the substrate portion 20.

【0045】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。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 particular, when the cavities 12 and 22 are kept in a vacuum, it is desirable to use an anodic bonding method having high airtightness and high reliability. When the anodic bonding method is used, the insulating substrate 21 itself is made of alkali glass, or an alkali glass thin film is formed on the bonding surface of the substrate 21 with the substrate 11, and the substrate 11 is made of a silicon substrate. It is necessary to expose the silicon at the bonding surface with the substrate 21 or to form a silicon thin film on the bonding surface of the substrate 11.

【0046】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。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 filling an inert gas or a gas having a low thermal conductivity such as Xr or Kr in the cavities 12 and 22, a method such as low melting point glass bonding or resin bonding may be used. . In the case of using resin bonding, if a sheet-shaped adhesive obtained by pressing or excimer laser processing an epoxy-based adhesive in advance into the shape of the bonding surface is used for the bonding layer 19, bonding is easy and low cost. .

【0047】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
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。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。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。
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。従っ
て、低融点ガラスとしては、軟化点が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。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、B23・PbO
系複合ガラス等を用いることができる。また、軟化点が
650〜600°C以下の低融点ガラスとしては、Pb
O・B23・SiO2系ガラス、PbO・B23・Si
2・Al23系ガラス、ZnO・B23・SiO2系ガ
ラス、ZnO・B23・SiO2・Al23系ガラス等
を用いることができる。
In the case of low melting point glass bonding, for example, a low melting point glass paste is formed on the upper surface of the substrate 21 by a printing method, this is used as a bonding layer 19, and after calcining, the substrates 11, 21 are formed.
The substrates 11 and 21 can be joined by pressing and heating the substrates. Alternatively, the low melting point glass film may be formed by a sputtering method to form the bonding layer 19, and the substrates 11 and 21 may be bonded by pressing and heating the substrates 11 and 21. In the case of low-melting glass bonding, depending on the heat resistance of the material used for the infrared detecting element 14, the electrode portion 15, and the protruding electrode 16 in the substrate portion 11, a glass having a low melting point should be used to prevent the deterioration. It is desirable to use.
For example, the heat resistance of aluminum that can be used as the material of the electrode unit 15 in the substrate unit 11 is up to about 450 ° C, and the heat resistance of gold is up to about 650 ° C. Therefore, as a low melting point glass, the softening point is 650 to 600 °.
C or less, desirably 450 ° C or less is preferably used. As such a low-melting glass, for example, a glass having a softening point of 450 ° C. or less and B 2 O 3 .PbO
System composite glass or the like can be used. Further, as a low melting point glass having a softening point of 650 to 600 ° C or less, Pb
O · B 2 O 3 · SiO 2 -based glass, PbO · B 2 O 3 · Si
O 2 · Al 2 O 3 glass, ZnO · B 2 O 3 · SiO 2 glass, ZnO · B 2 O 3 · SiO 2 · Al 2 O 3 glass, or the like can be used.

【0048】ところで、本実施の形態に係る赤外線検出
器では、赤外線検出素子14の出力信号は、電極部1
5、突起状電極16、導電性物質24および表面電極2
5を介して、外部に取り出される。
By the way, in the infrared detector according to the present embodiment, the output signal of the infrared
5, protruding electrode 16, conductive material 24 and surface electrode 2
5 to the outside.

【0049】ここで、もし、図2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。
Here, if there is no protruding electrode 16 as shown in FIG. 2, even if a conductive material is filled in the connection hole 23 provided in the substrate 21 to form the conductive portion 24, In some cases, conduction between the electrode portion 15 and the conductive portion 24 may not be reliably performed.

【0050】これに対し、本実施の形態では、図3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。
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, since the protruding electrode 16 is provided, the connection between the electrode portion 15 and the conductive portion 24 via the protruding electrode 16 is provided. Conduction can be reliably performed.

【0051】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。
As a method for forming the protruding electrodes 16, a method of forming a gold stud bump using a wire bonder is easy, but a method of forming a solder bump may be used.

【0052】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。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。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。
As a conductive material for forming the conductive portion 24, for example, a conductive resin can be used. As the conductive resin, for example, a known conductive paste in which conductive fine particles such as silver are dispersed in a liquid resin binder such as epoxy can be used. After filling the connection hole 23 provided in the substrate 21 with such a conductive resin, and solidifying the same, the conductive portion 24 can be formed.

【0053】ここで、図4および図5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。この方法で
は、図4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4および
図5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
3に埋め込み、導電部24を形成する。図4および図5
には、導電性樹脂28をスキージ29を用いて接続孔2
3に埋め込む様子を示している。
Here, an example of a method for forming the conductive portion 24 will be described with reference to FIGS. In this method, as shown in FIG. 4, the substrate 11 on which the protruding electrodes 16 are formed in advance and the substrate 21 are joined, and then, as shown in FIGS. The connection hole 2 provided in the substrate 21 by using a printing method or the like.
3 to form a conductive portion 24. 4 and 5
The squeegee 29 is used to connect the conductive resin 28 to the connection hole 2.
FIG.

【0054】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3および図4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。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。
When the conductive resin 28 is buried in the connection hole 23 as described above, although not particularly shown in FIGS. A portion other than the connection hole 23 may be covered using a metal mask or the like, and then the paste-like conductive resin 28 may be embedded in the connection hole 23 and solidified. In this case, if the metal mask is appropriately arranged, the surface electrode 25 connected to the conductive portion 24 can be formed at the same time.

【0055】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。
As a method of embedding the conductive resin 28 in the connection hole 23, the conductive resin 28 is applied to the entire surface of the substrate 21, the conductive resin 28 is embedded in the connection hole 23, and after being solidified, The surface of the conductive resin 28 may be polished to remove the conductive resin 28 other than the portion embedded in the connection hole 23.

【0056】本実施の形態では、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の埋め込み
が不十分で、図3に示したように、導電部24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。
In the present embodiment, since the protruding electrodes 16 are provided, the conductive resin 28 is not sufficiently buried in the connection holes 23, and as shown in FIG. Even if it does not reach, the conduction between the electrode portion 15 and the conductive portion 24 can be reliably performed via the protruding electrode 16.

【0057】次に、図6および図7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。この方法で
は、図6に示したように、予め接続孔23に、導電部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7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。この方法では、
基板21を適切な圧力で基板11に押し付け、接合層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。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4および図
5に示したような印刷法等の手法を用いればよい。
Next, another example of a method of forming the conductive portion 24 will be described with reference to FIGS. In this method, as shown in FIG.
A substrate 21 in which a conductive resin 28 to be 4 is embedded is prepared, and this substrate 21 is bonded to the substrate 11 on which the protruding electrodes 16 are formed, as shown in FIG. in this way,
The substrate 21 is pressed against the substrate 11 with an appropriate pressure, and the bonding layer 1 is pressed.
By joining the substrate 21 and the substrate 11 through the protrusion 9, the protruding electrode 16 is pressed against the conductive portion 24 made of a conductive resin 28, and a reliable electrical connection between the protruding electrode 16 and the conductive portion 24 A connection is made. As a method of embedding the conductive resin 28 in the connection hole 23 in advance, for example, a method such as a printing method as shown in FIGS. 4 and 5 may be used.

【0058】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。
The surface electrode 25 electrically connected to the conductive portion 24 can be easily formed by forming a conductive resin pattern by, for example, a printing method.

【0059】次に、本実施の形態に係る赤外線検出器の
作用について説明する。本実施の形態に係る赤外線検出
器では、検出対象である赤外線は、基板11の裏面(図
1における上面)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。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を介して、基板21の裏面より外部に
取り出される。
Next, the operation of the infrared detector according to this embodiment will be described. In the infrared detector according to the present embodiment, infrared light to be detected enters from the back surface (the upper surface in FIG. 1) of the substrate 11 and enters the infrared detection element 14 through the cavity 12. An output signal of the infrared detecting element 14 is extracted to the outside from the back surface of the substrate 21 via the electrode portion 15, the protruding electrode 16, the conductive portion 24, and the surface electrode 25.

【0060】本実施の形態に係る赤外線検出器は、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。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。従って、本実施の形態に係る
赤外線検出器は、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。
The infrared detector according to the present embodiment has a first
In the form of a chip-size package formed by bonding the substrate portion 10 and the second substrate portion 20 to each other, which is easier than a conventional infrared detector packaged using a metal case. In addition, the size and cost can be reduced. In addition, the output signal of the infrared detecting element 14 can be directly extracted to the outside from the surface electrode 25 formed on the substrate 21. Therefore, the infrared detector according to the present embodiment can be used as it is as a surface mount component.

【0061】また、本実施の形態に係る赤外線検出器で
は、第1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20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。従って、本
実施の形態に係る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1
4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。
In the infrared detector according to the present embodiment, the protruding electrode 16 is provided on the electrode portion 15 connected to the infrared detecting element 14 on the first substrate portion 10 and the second substrate portion 20 is provided with the protruding electrode 16. A conductive material is buried in the connection hole 23 of the substrate 21 to form a conductive portion 24, and the conductive portion 24 is connected to the protruding electrode 16. Therefore, according to the infrared detector according to the present embodiment, the cavity 12,
The output signal of the infrared detection element 14 can be easily and reliably extracted to the outside without impairing the airtightness of the sensor 22, and the reliability of the portion for extracting the output signal of the infrared detection element 14 to the outside can be increased. Together with the infrared detecting element 1
The structure of the portion for extracting the output signal of No. 4 to the outside is simple, and the manufacture is easy.

【0062】以上のことから、本実施の形態によれば、
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。
From the above, according to the present embodiment,
An infrared detector that can be reduced in size, reduced in cost, and improved in productivity and can be used as a surface mount component can be realized.

【0063】[第2の実施の形態]図8は、本発明の第
2の実施の形態に係る赤外線検出器の構成を示す断面図
である。本実施の形態に係る赤外線検出器は、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12
0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。
[Second Embodiment] FIG. 8 is a sectional view showing a configuration of an infrared detector according to a second embodiment of the present invention. The infrared detector according to the present embodiment includes a first substrate unit 110 and a second substrate unit 12 disposed below the first substrate unit 110 and joined to the first substrate unit 110.
0, and a third substrate unit 130 disposed above the first substrate unit 110 and joined to the first substrate unit 110.

【0064】第1の基板部110は、基板111を有し
ている。この基板111には、その表面(図8では下
面)から裏面(図8では上面)まで貫通した空洞部11
2が設けられている。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。また、基板1
11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。
The first substrate section 110 has a substrate 111. The substrate 111 has a cavity 11 penetrating from the front surface (the lower surface in FIG. 8) to the rear surface (the upper surface in FIG. 8).
2 are provided. Above the opening on the lower side of the cavity 112, an infrared detecting element 114 supported by a support 113 having a bridge structure or a diaphragm structure provided on the lower surface side of the substrate 111 is provided. Also, substrate 1
An electrode 115 connected to the infrared detection element 114 and a plurality of protruding electrodes 116 connected to the electrode 115 and protruding downward are provided on the lower surface side of 11.

【0065】第2の基板部120は、絶縁性基板121
を備えている。この基板121には、第1の基板部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。また、基板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 second substrate section 120 includes an insulating substrate 121
It has. The substrate 121 includes the first substrate unit 11
A non-penetrating hollow part 122 that is open only on the first substrate part 110 side is provided in a portion facing the infrared detecting element 114 and the hollow part 112 of the first substrate part 110. Also, the substrate 121
A connection hole 123 penetrating the substrate 121 is formed in a portion of the first substrate portion 110 facing the protruding electrode 116.

【0066】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。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。この表面電極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。
In the connection hole 123, a conductive portion is formed by burying a conductive substance. On the lower surface of the insulating substrate 121, a surface electrode 125 electrically connected to the conductive portion 124 is provided. This surface electrode 12
Reference numeral 5 is used as an output terminal for extracting an output signal of the infrared detection element 114 to the outside, and has an appropriate shape.

【0067】基板111と基板121は、接合層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。これにより、空洞部112,
122は、周辺雰囲気に対して気密に封止される。
The substrate 111 and the substrate 121 are
Are joined at portions other than the cavities 112 and 122 and the connection hole 123. Thereby, the cavity 112,
122 is hermetically sealed to the surrounding atmosphere.

【0068】基板111と基板121の接合方法は、第
1の実施の形態と同様である。また、本実施の形態に係
る赤外線検出器では、赤外線検出素子114の出力信号
は、電極部115、突起状電極116、導電部124お
よび表面電極125を介して外部に取り出される。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の実施の形態と同様であ
る。
The method of joining the substrate 111 and the substrate 121 is the same as in the first embodiment. Further, in the infrared detector according to the present embodiment, the output signal of infrared detecting element 114 is extracted to the outside via electrode portion 115, protruding electrode 116, conductive portion 124, and surface electrode 125. The configuration and the method of forming a portion for extracting the output signal of the infrared detection element 114 to the outside are the same as those in the first embodiment.

【0069】第3の基板部130は、赤外線透過性の基
板131を有している。この基板131は、接合層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。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。基板111と基板131の接合方法
としては、第1の実施の形態における基板11と基板2
1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。
The third substrate section 130 has a substrate 131 that transmits infrared light. This substrate 131 is used for bonding layer 12
9 is joined to the substrate 111 at a portion other than the cavity 112. As a material of the substrate 131, single crystal silicon, polycrystalline silicon, single crystal germanium, polycrystalline germanium, infrared transmitting glass, infrared transmitting resin, or the like can be used. As a method for joining the substrate 111 and the substrate 131, the substrate 11 and the substrate 2 in the first embodiment are used.
As in the case of bonding with No. 1, methods such as anodic bonding, resin bonding, and low-melting glass bonding can be used.

【0070】本実施の形態に係る赤外線検出器では、検
出対象である赤外線は、基板131側から入射し、空洞
部112を通って赤外線検出素子114に入射する。な
お、基板131の両面に赤外線反射防止膜132,13
3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。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。赤外線反射防止膜や赤外線フィルタ
膜の構成は、第1の実施の形態と同様である。
In the infrared detector according to the present embodiment, the infrared light to be detected enters from the substrate 131 side, enters the infrared detecting element 114 through the cavity 112. The infrared antireflection films 132 and 13 are formed on both surfaces of the substrate 131.
3 may be provided to reduce the reflection loss of infrared light on both surfaces of the substrate 131 and increase the sensitivity of the infrared detector to infrared light. Further, an infrared filter film that selectively transmits infrared light of a specific wavelength may be provided instead of the infrared antireflection film. The configurations of the infrared antireflection film and the infrared filter film are the same as those in the first embodiment.

【0071】このように構成された本実施の形態に係る
赤外線検出器では、第1の実施の形態に係る赤外線検出
器と比較すると、新たに第3の基板部130(基板13
1)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。しかし、
本実施の形態に係る赤外線検出器によれば、第1の実施
の形態に係る赤外線検出器と比較して、以下の3つの有
利な点がある。第1の点は、第1の基板部110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。第2の点は、第3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。第3の点は、
基板130の裏表両面に赤外線反射防止膜132,13
3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。
In the infrared detector according to the present embodiment having the above-described configuration, compared with the infrared detector according to the first embodiment, a new third substrate portion 130 (substrate 13) is provided.
1) is required, and the first substrate 110
A step of bonding to (substrate 111) is required. But,
The infrared detector according to the present embodiment has the following three advantages as compared with the infrared detector according to the first embodiment. The first point is that a material other than the infrared transmitting material can be used as the material of the substrate 111 of the first substrate unit 110. The second point is that an arbitrary infrared transmission characteristic can be obtained by selecting the material of the substrate 131 of the third substrate unit 130. The third point is
Infrared antireflection films 132, 13 on both the front and back surfaces of the substrate 130
3 or that an infrared filter film can be formed, so that the characteristics of the infrared detector can be further improved.

【0072】本実施の形態におけるその他の構成、作用
および効果は、第1の実施の形態と同様である。
Other configurations, operations, and effects of the present embodiment are the same as those of the first embodiment.

【0073】[第3の実施の形態]図9は、本発明の第
3の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。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。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。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。
[Third Embodiment] FIG. 9 is a sectional view showing a configuration of an infrared detecting apparatus according to a third embodiment of the present invention. The infrared detection device according to the present embodiment includes an insulating substrate 201 having high thermal conductivity. The substrate 201 has a plurality of end electrodes for taking out output signals of an infrared detector and a temperature sensor element to be described later from a position near the end on the upper surface to a position near the end on the lower surface via the side portion. 202 is provided. A wiring portion 203 made of a conductive material and connected to the end electrode 202 is provided on the upper surface of the substrate 201.

【0074】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。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。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。
On the upper surface of the substrate 201, a surface-mounted infrared detector 205 and a temperature sensor element 206 for detecting the temperature of the substrate 201 as a reference temperature are mounted. Each of the infrared detector 205 and the temperature sensor element 206 has a plurality of terminals. Each terminal is electrically connected to the end electrode 202 directly or via the wiring section 203.

【0075】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
06が基板201の上面に対して表面実装された後に、
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。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。
In the manufacturing process of the infrared detector according to the present embodiment, the infrared detector 205 and the temperature sensor element 2
06 is surface-mounted on the upper surface of the substrate 201,
An underfill resin 207 is applied to improve mechanical bonding and thermal bonding between the infrared detector 205 and the temperature sensor element 206 and the substrate 201. Further, the whole is coated with an insulating resin 208 as needed.

【0076】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。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。
The substrate 201 has only to be excellent in mechanical strength, large in thermal conductivity, high insulative, and capable of forming the end electrode 202 and the wiring portion 203 on the upper, lower, and side surfaces. As the substrate 201, for example, an alumina-based ceramic substrate, an aluminum nitride ceramic substrate, or a substrate obtained by subjecting an aluminum plate to an alumite treatment is used.

【0077】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。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。
When a ceramic substrate is used as the substrate 201, the end electrodes 202 and the wiring portions 203 can be easily formed by, for example, a known method of forming a conductive paste pattern by a printing method. When a substrate obtained by subjecting an aluminum plate to an alumite treatment is used as the substrate 201, the end electrodes 202 and the wiring portions 203 may be formed, for example, by bonding a copper foil to the substrate after the alumite treatment and etching the copper foil. And can be formed by patterning.

【0078】基板201の厚さとしては、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。
The thickness of the substrate 201 is 0.5 to 3 m
A value of about m is desirable because good characteristics can be obtained in terms of thermal uniformity and mechanical strength inside the substrate.

【0079】表面実装型の赤外線検出器205として
は、本発明の第1または第2の実施の形態に係る赤外線
検出器を用いることが望ましい。
As the surface-mounted infrared detector 205, it is desirable to use the infrared detector according to the first or second embodiment of the present invention.

【0080】アンダーフィル樹脂207としては、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
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。
As the underfill resin 207, LS
I, an epoxy resin used for flip-chip mounting, an infrared detector 205, a temperature sensor element 206, or the like.
Anisotropic conductive paste can be used so as to also serve as an electrical connection between the end electrode 202 and the wiring portion 203.

【0081】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。
As the temperature sensor element 206, a surface mount type NTC chip thermistor is preferable because of its excellent thermal responsiveness, accuracy and reliability.

【0082】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、
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。この絶縁性樹脂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。この場合、赤外線検出器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。
For protecting the surface of the substrate 201 and protecting the infrared detector 205 and the temperature sensor element 206,
It is preferable to apply the insulating resin 208 to the entire surface of the substrate 201 with a dispenser or the like. This insulating resin 2
As 08, it is preferable to use a high thermal conductive insulating resin in which a good thermal conductive filler is dispersed, since the thermal coupling between the infrared detector, the temperature sensor element, and the insulating substrate can be improved. . In this case, the infrared detector 205
It is necessary to apply this resin to the infrared detection surface 205a so as not to adhere thereto.

【0083】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
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。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。
As described above, in the infrared detecting device according to the present embodiment, the substrate 20 having high thermal conductivity and insulation is used.
An infrared detector 205 and a temperature sensor element 206 for detecting a reference temperature are densely mounted on the device 1. Therefore, according to the infrared detector according to the present embodiment, compared with the case where the infrared detector 205 and the temperature sensor element 206 are directly mounted on a printed circuit board or the like, the infrared detector 205 and the The temperature difference between the sensor elements 206 is reduced, and highly accurate infrared detection can be performed.

【0084】また、本実施の形態によれば、基板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。
According to the present embodiment, the substrate 201
And the infrared detector 205 are thermally satisfactorily coupled with each other, and the heat capacity becomes large as a whole. Therefore, the transitional temperature change at the time of the ambient temperature change becomes gentle, and the generation of a false signal due to the temperature change of the infrared detector 205 is prevented. Can be prevented.

【0085】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。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。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。
By the way, an infrared detector using a single crystal substrate such as silicon as a substrate on which an infrared detecting element is disposed has a low mechanical strength. Therefore, when such an infrared detector itself is used as a surface mounting component, problems such as chipping are likely to occur, handling is difficult, and there is a possibility of damage due to warpage of the printed circuit board. However, in the infrared detection device according to the present embodiment, such a problem does not occur because the infrared detector 205 is mounted on the substrate 201 having high mechanical strength.

【0086】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。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。
When a ceramic substrate or a substrate obtained by subjecting an aluminum plate to alumite treatment is used as the substrate 201, the substrate 201 can be realized at low cost, and the end electrode 202 and the wiring can be easily mounted on the substrate 201. The part 203 can be formed. Therefore, the problem of the conventional packaging using the metal holder and the flexible printed circuit board can be solved.

【0087】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。ま
た、このようにして構成された赤外線検出装置自体を、
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。
According to the present embodiment, the infrared detector 205 and the temperature sensor element 206 are mounted on the substrate 201 having high thermal conductivity and insulation to constitute the infrared detector. The size of the device can be reduced. In addition, the infrared detection device itself configured in this manner is
Since it can be handled as a surface-mounted electronic component, handling of the infrared detection device, mounting on a printed circuit board, and the like are facilitated, reliability is improved, and cost reduction can be achieved.

【0088】なお、本実施の形態において、図10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。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20
5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。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。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。
In this embodiment, as shown in FIG. 10, on the substrate 201, in addition to the infrared detector 205 and the temperature sensor element 206, amplification and signal processing of the output signal of the infrared detector 205 are performed. A signal processing circuit element 210 for performing the operation may be mounted. With such a configuration, the infrared detector 20 near the infrared detector 205 can be used.
5 can be directly amplified, so that the infrared detection device is resistant to inductive noise from the outside. Further, since the circuit element 210 is mounted on the high thermal conductive and insulating substrate 201, the temperature of the circuit element 210 is stabilized, and the generation of thermoelectromotive force due to dissimilar metal bonding of the wiring portion inside the circuit is suppressed, and the error Infrared detection can be performed. For these reasons, the accuracy of the infrared detection device including the signal processing circuit element 210 can be improved.

【0089】なお、本発明は、上記各実施の形態に限定
されず、種々の変更が可能である。
The present invention is not limited to the above embodiments, and various changes can be made.

【0090】[0090]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1ないし4
のいずれかに記載の赤外線検出器によれば、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。
As described above, claims 1 to 4
According to any one of the infrared detectors described above, the first substrate unit and the second substrate unit are joined to form an infrared detector, and the first substrate is provided with a protruding electrode, By connecting a conductive portion made of a conductive substance embedded in the connection hole formed in the substrate 2 to the protruding electrode, the output signal of the infrared detection element can be directly taken out to the outside, so that infrared detection It is possible to reduce the size, cost, and productivity of the container.

【0091】また、請求項5または6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。
Further, according to the infrared detecting device of the fifth or sixth aspect, the surface mounting type infrared detector and the temperature sensor element are mounted on the insulating substrate having high thermal conductivity. This has the effect of enabling downsizing, cost reduction, and high precision.

【0092】また、請求項6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。
Further, according to the infrared detecting device of the sixth aspect, since the circuit element is further mounted on the substrate, it is possible to improve the accuracy of the infrared detecting device including the circuit element.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る赤外線検出器
の構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an infrared detector according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1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。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which a conductive material is filled in a connection hole in a case where there is no protruding electrode in FIG.

【図3】本発明の第1の実施の形態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。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a connection state between a protruding electrode and a conductive portion according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施の形態における導電部の形
成方法の一例を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of a method of forming a conductive portion according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1の実施の形態における導電部の形
成方法の一例を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an example of a method of forming a conductive portion according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第1の実施の形態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。
FIG. 6 is an explanatory view showing another example of a method for forming a conductive portion according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第1の実施の形態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。
FIG. 7 is an explanatory view showing another example of a method for forming a conductive portion according to the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2の実施の形態に係る赤外線検出器
の構成を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an infrared detector according to a second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第3の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。
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an infrared detection device according to a third embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第3の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。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing an example in which a signal processing circuit element is further mounted on a substrate in the infrared detection device according to the third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…第1の基板部、11…基板、12…空洞部、13
…支持体、14…赤外線検出素子、15…電極部、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。
10: first substrate portion, 11: substrate, 12: hollow portion, 13
... Support, 14 ... Infrared detecting element, 15 ... Electrode part, 16
... projecting electrodes, 17 ... infrared antireflection film, 19 ... joining layer, 20 ... second substrate part, 21 ... insulating substrate, 22 ... cavity part, 23 ... connection hole, 24 ... conductive part, 25 ... surface electrode .

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 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
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赤外線検出器。
A first substrate portion and a second substrate portion arranged and joined to face each other, wherein the first substrate portion has one surface facing the second substrate portion; A first substrate having a cavity formed therein, an infrared detecting element disposed on the cavity on the one surface side of the first substrate, and the one surface of the first substrate And a protruding electrode for taking out the output signal of the infrared detection element to the outside, wherein the second substrate portion has a cavity formed in a portion facing the infrared detection element, A through hole is formed at a portion facing the protruding electrode, and an insulating second hole is disposed and joined to face the first substrate.
An infrared detector comprising: a substrate as described above; and a conductive portion made of a conductive material embedded in the connection hole and electrically connected to the protruding electrode.
【請求項2】 前記第1の基板は赤外線透過性を有し、
前記第1の基板の空洞部は、第1の基板を貫通せずに、
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1記載の赤外線検出器。
2. The first substrate has an infrared transmission property,
The cavity of the first substrate does not penetrate the first substrate,
2. The infrared detector according to claim 1, wherein the opening is provided only on the one surface.
【請求項3】 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2記載の赤外線検出器。
3. The method according to claim 2, wherein the first substrate is made of single-crystal silicon having a (100) plane orientation, and a cavity of the first substrate is formed by anisotropic etching. Infrared detector.
【請求項4】 前記第1の基板の空洞部は第1の基板を
貫通しており、 赤外線検出器は、更に、前記第1の基板の前記第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の基板を備えたことを特徴とする請求項1記載
の赤外線検出器。
4. A cavity of the first substrate penetrates the first substrate, and an infrared detector is further arranged on the first substrate on a side opposite to the second substrate. 2. The infrared detector according to claim 1, further comprising a third substrate having an infrared transmitting property and joined to the third substrate.
【請求項5】 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、 前記赤外線検出器は、請求項1ないし4のいずれかに記
載された赤外線検出器であることを特徴とする赤外線検
出装置。
5. An insulating substrate having a high thermal conductivity and an insulative substrate; a surface-mounted infrared detector mounted on the substrate; and a temperature sensor element mounted on the substrate and detecting a temperature of the substrate. And an electrode formed on the substrate for extracting an output signal of the infrared detector and the temperature sensor element to the outside. The infrared detector according to any one of claims 1 to 4, An infrared detector, which is a detector.
【請求項6】 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5記載の赤外線検出装
置。
6. The infrared detection device according to claim 5, further comprising a circuit element mounted on said substrate.
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