JP2013254916A - 電子部品およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】比較的簡単な構成で不要なガスを排出させつつ気密封止が可能な電子部品およびその製造方法を提供する。
【解決手段】パッケージ基体1と、パッケージ基体1を覆う蓋体2と、蓋体2の貫通孔2aaに覆設されるレンズ部3と、蓋体2とレンズ部3との間を気密封止する封止材4とを備えた電子部品10であり、レンズ部3側と蓋体2側とを重ねた状態で、レンズ部3側を蓋体2側で支持することにより、レンズ部3側と蓋体2側との間に隙間10bを生じさせる突起部4cを封止材4に備えており、蓋体2と接触する突起部4cの接触部位4caが封止材4とレンズ部3との非接触部位4aaよりも小さく、且つ封止材4を変形させて隙間10bを閉塞させてなる。
【選択図】図1
【解決手段】パッケージ基体1と、パッケージ基体1を覆う蓋体2と、蓋体2の貫通孔2aaに覆設されるレンズ部3と、蓋体2とレンズ部3との間を気密封止する封止材4とを備えた電子部品10であり、レンズ部3側と蓋体2側とを重ねた状態で、レンズ部3側を蓋体2側で支持することにより、レンズ部3側と蓋体2側との間に隙間10bを生じさせる突起部4cを封止材4に備えており、蓋体2と接触する突起部4cの接触部位4caが封止材4とレンズ部3との非接触部位4aaよりも小さく、且つ封止材4を変形させて隙間10bを閉塞させてなる。
【選択図】図1
Description
本発明は、気密封止パッケージの内部に機能素子を収納する電子部品およびその製造方法に関する。
従来より、加速度センサ装置、ジャイロセンサ装置、圧力センサ装置、振動発電デバイス装置やミラー装置などの各種のMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)や赤外線センサ装置などの電子部品には、内部に機能素子を収納可能な気密封止パッケージを利用するものがある。
この種の電子部品として、図26の、圧電振動片(図示せず)を収納するキャビティ105を備えたベース102と、ベース102に接合し圧電振動片を気密に封止する蓋107とを備えた電子部品パッケージ100が知られている(たとえば、特許文献1参照。)。
特許文献1の電子部品パッケージ100は、ベース102における蓋107との接合面に1箇所以上の凹部104を有している。電子部品パッケージ100は、融点が異なる第一封止材108と第二封止材109とを蓋107に有している。蓋107は、ベース102の凹部104以外と接合される蓋107の接合面に第一封止材108を設けている(図26(b)を参照)。また、蓋107は、ベース102の凹部104に対応して蓋107に第二封止材109を設けている。なお、電子部品パッケージ100では、機能素子として機能する圧電振動片を収納するキャビティ105がベース側壁103で囲んで構成されている。
特許文献1の電子部品パッケージ100では、真空雰囲気で加熱を始め加熱温度が上がると、圧電振動片を固定する導電接着剤などから発生したガスがベース102の凹部104と第二封止材109との間に設けられた隙間110から排出される。電子部品パッケージ100は、加熱温度が第一封止材108の融点を超えると第一封止材108が溶融し、ベース102の接合面となるメタライズ層106に第一封止材108が接合される。また、電子部品パッケージ100は、加熱温度を上げ第二封止材109を溶融させる場合、第一封止材108とメタライズ層106を接合したのちでも第二封止材109と凹部104との隙間110から導電接着剤などから発生するガスを排出できる。さらに、電子部品パッケージ100は、加熱温度が第二封止材109の融点を超え第二封止材109が溶融すると、ベース102の凹部104が気密封止される。
これにより、特許文献1の電子部品パッケージ100では、電子部品パッケージ100の内部の真空度を高めた状態で気密封止することができる、としている。
また、別の電子部品として図27に示す、封止材218がコーティング済みのセラミック蓋板217を、半導体素子212を搭載したセラミック基板211上にのせ、封止材218を溶かして内部を気密封止するものが知られている(たとえば、特許文献2参照。)。
特許文献2の半導体装置では、セラミック蓋板217の周辺部を2つの領域に区分させている。セラミック蓋板217は、図28に示すように、2つの領域のうち一方の領域に第1の低融点ガラス218−1を備えている。セラミック蓋板217は、2つの領域のうち他方の領域にセラミック蓋板217の中央から外部へ向けてスリット219を設けた第2の低融点ガラス220を備えている。特許文献2の半導体装置では、封止材218として、第1の低融点ガラス218−1と、第2の低融点ガラス220とを備えている。第2の低融点ガラス220は、第1の低融点ガラス218−1より軟化温度を高くしている。なお、半導体装置は、セラミック基板211上面の中央部に半導体素子212を搭載するための素子接着部213を備えている。半導体装置は、素子接着部213の周辺部に内部リード214を設け、その外側に封止部215が固着されている。機能素子として機能する半導体素子212は、細線216により内部リード214と接続されている。
特許文献2の半導体装置は、封止材218に軟化温度の異なる少なくとも2つの領域を設け、先に軟化温度の低い第1の低融点ガラス218−1を溶かす。半導体装置は、第1の低融点ガラス218−1を溶かした後、内部の空気圧が外部と同圧となった所で、軟化温度の高い第2の低融点ガラス220を溶かして気密封止することにより、気密不良の発生を防止することができる、としている。
さらに、他の電子部品として、図29に示す、ベース303と蓋304とが封止材305を介して接合されて本体筐体311が構成され、本体筐体311の内部空間312に電子部品素子302が気密封止されるものが知られている(たとえば、特許文献3参照。)。
特許文献3の電子部品は、音叉型水晶振動子301であり、機能素子として機能する電子部品素子302たる水晶振動片を導電性バンプ306を介して電極パッド336と接合させている。なお、ベース303は、底部331と堤部332から構成され、堤部332の上面を接合部333としている。
特許文献3の電子部品は、図30に示す、ベース303と蓋304との予め設定した接合領域のうち一接合領域313に、ビーム溶接方式によってベース303と蓋304とが封止材305を介して線状に接合するライン接合(照射痕371を参照)がされている。
また、特許文献3の電子部品は、ライン接合後に、ベース303と蓋304との予め設定した接合領域のうち他接合領域314において、ビーム溶接方式によってベース303と蓋304とが点状に接合するドット接合(照射痕372を参照)されている。
また、特許文献3の電子部品は、ライン接合後に、ベース303と蓋304との予め設定した接合領域のうち他接合領域314において、ビーム溶接方式によってベース303と蓋304とが点状に接合するドット接合(照射痕372を参照)されている。
特許文献3の電子部品では、ドット接合前に封止材305のガスを排気でき、内部空間に封止材のガスが残留するのを抑えることが可能となる、としている。
特許文献1乃至特許文献3は、いずれも機能素子の特性の劣化などが生ずる可能性のある不要なガスを電子部品の外部に排出することが可能としている。
ところで、特許文献1の電子部品パッケージ100では、電子部品パッケージ100の気密封止にあたり、封止材を溶融させる温度を正確に管理して制御する必要がある。同様に、特許文献2の半導体装置は、気密封止にあたり封止材218を溶かす温度を正確に管理して制御する必要がある、という問題がある。また、特許文献3の電子部品では、ビーム溶接を行うための装置が必要になり、製造装置が大掛かりになる、という問題がある。
本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、比較的簡単な構成で不要なガスを排出させつつ気密封止が可能な電子部品およびその製造方法を提供することにある。
本発明の電子部品は、パッケージ基体と、該パッケージ基体を覆って封止する蓋体と、該蓋体の貫通孔に覆設されるレンズ部と、上記蓋体と上記レンズ部との間を気密封止する封止材とを備えた気密封止パッケージの内部に機能素子を収納する電子部品であって、上記レンズ部側と上記蓋体側とを重ねた状態で、上記レンズ部側と上記蓋体側との一方を他方で支持することにより、上記レンズ部側と上記蓋体側との間に隙間を生じさせる突起部を上記封止材に備えており、上記突起部が上記レンズ部または上記蓋体と接触する上記突起部の接触部位が上記封止材と上記レンズ部または上記蓋体との非接触部位よりも小さく、且つ上記封止材を変形させて上記隙間を閉塞させることにより上記レンズ部が上記蓋体の上記貫通孔に覆設されてなることを特徴とする。
本発明の電子部品は、パッケージ基体と、該パッケージ基体を覆って封止する蓋体と、上記パッケージ基体と上記蓋体との間を気密封止する封止材とを備えた気密封止パッケージの内部に機能素子を収納する電子部品であって、上記パッケージ基体側と上記蓋体側とを重ねた状態で、上記パッケージ基体側と上記蓋体側との一方を他方で支持することにより、上記パッケージ基体側と上記蓋体側との間に隙間を生じさせる突起部を上記封止材に備えており、上記突起部が上記パッケージ基体または上記蓋体と接触する上記突起部の接触部位が上記封止材と上記パッケージ基体または上記蓋体との非接触部位よりも小さく、且つ上記封止材を変形させて上記隙間を閉塞させることにより上記蓋体が上記パッケージ基体に覆設されてなることを特徴とする。
この電子部品において、上記気密封止パッケージの上記内部に気体を吸着可能なゲッタを設けており、上記封止材は、該封止材の融点が上記ゲッタの活性化温度よりも高いことが好ましい。
この電子部品において、上記気密封止パッケージの上記内部に気体を吸着可能なゲッタを設けており、上記ゲッタは、該ゲッタへの通電を行う端子を備え、該端子への通電による加熱により上記ゲッタの活性化が可能なことが好ましい。
本発明の電子部品の製造方法は、第1の部材と、該第1の部材側と接合される第2の部材と、上記第1の部材と上記第2の部材との間を気密封止する封止材とを備えた気密封止パッケージの内部に機能素子を収納する電子部品の製造方法であって、上記封止材は、上記第1の部材または上記第2の部材と接触する接触部位が上記封止材の上記第1の部材または上記第2の部材との非接触部位よりも小さい突起部を備えており、上記第1の部材側と上記第2の部材側とを重ね合わせた状態で、上記第1の部材側と上記第2の部材側との一方を他方で支持することにより、上記第1の部材側と上記第2の部材側との間に隙間を生じさせる隙間形成工程と、上記気密封止パッケージを加熱して上記内部のガスを排気させるガス排気工程と、上記第1の部材または上記第2の部材を押圧し上記封止材を変形させて上記隙間を閉塞させることにより上記第1の部材と上記第2の部材との間を気密封止する気密封止工程とを有することを特徴とする。
本発明の電子部品は、レンズ部側と蓋体側との間に隙間を生じさせる突起部を備えた封止材を利用する比較的簡単な構成で不要なガスを排出させつつ蓋体とレンズ部との間を気密封止することが可能となる。
本発明の電子部品は、パッケージ基体側と蓋体側との間に隙間を生じさせる突起部を備えた封止材を利用する比較的簡単な構成で不要なガスを排出させつつパッケージ基体と蓋体との間を気密封止することが可能となる。
本発明の電子部品の製造方法は、第1の部材側と第2の部材側との間に隙間を生じさせる突起部を備えた封止材を利用する比較的簡単な工程で不要なガスを排出させつつ気密封止が可能な電子部品を製造可能となる。
(実施形態1)
以下、本実施形態の電子部品10について、図1ないし図3を用いて説明する。なお、図中において同じ構成要素に対しては、同じ番号を付している。
以下、本実施形態の電子部品10について、図1ないし図3を用いて説明する。なお、図中において同じ構成要素に対しては、同じ番号を付している。
本実施形態の電子部品10は、図1に示すように、パッケージ基体1と、パッケージ基体1を覆って封止する蓋体2と、蓋体2の貫通孔2aa(図1(a)を参照)に覆設されるレンズ部3とを備えた気密封止パッケージを有している。気密封止パッケージは、蓋体2とレンズ部3との間を気密封止する封止材4を有している。電子部品10は、気密封止パッケージの内部10aに機能素子5を収納している(図1(c)を参照)。
電子部品10は、レンズ部3側と蓋体2側とを重ねた状態で、レンズ部3側と蓋体2側との一方を他方で支持することにより、レンズ部3側と蓋体2側との間に隙間10b(図1(b)を参照)を生じさせる突起部4cを封止材4に備えている。電子部品10の突起部4cは、レンズ部3または蓋体2と接触する突起部4cの接触部位4caを、封止材4とレンズ部3または蓋体2との非接触部位4aaよりも小さくしている(図2を参照)。また、電子部品10は、封止材4を変形させて隙間10bを閉塞させることによりレンズ部3が蓋体2の貫通孔2aaに覆設している。
より具体的には、本実施形態の電子部品10の一例として、赤外線センサ装置10Aについて説明する。
図1に示す赤外線センサ装置10Aは、気密封止パッケージの一部として、有底角筒状のパッケージ基体1を備えている。パッケージ基体1は、例えば、セラミックス材料により形成することができる。赤外線センサ装置10Aは、たとえば、エポキシ樹脂材料などの接合部8を用いて、パッケージ基体1の内底面1aaに機能素子5たる赤外線センサアレイ5aを実装している。接合部8は、エポキシ樹脂材料などのほか、ガラスフリットや半田などを用いることができる。また、接合部8は、たとえば、AuSn、AuGeやAuペーストなどを用いてもよい。
赤外線センサ装置10Aは、気密封止パッケージの一部として、矩形平板状の蓋体2をパッケージ基体1上に備えている。蓋体2は、たとえば、コバールなどの金属材料を用いて矩形平板状の金属板で形成しており、矩形状の貫通孔2aaを金属板の中央部に貫設している。赤外線センサ装置10Aは、矩形平板状の蓋体2が有底角筒状のパッケージ基体1を覆うようにシーム溶接されている。赤外線センサ装置10Aは、半導体材料により形成され赤外線を集光するレンズ部3が貫通孔2aaを覆うように封止材4で蓋体2に接合され封止している。レンズ部3は、平面視において、蓋体2の貫通孔2aaを覆えるように貫通孔2aaより若干大きい矩形状に形成している。
ここで、赤外線センサ装置10Aは、レンズ部3の蓋体2側にレンズ部3の外周に沿って枠状の第1封止部4aを備えている。また、赤外線センサ装置10Aは、レンズ部3側と蓋体2側とを重ねた状態で、レンズ部3側を蓋体2側で支持することにより、レンズ部3側と蓋体2側との間に隙間10bを生じさせる突起部4cを第1封止部4a上に形成させている。すなわち、赤外線センサ装置10Aは、第1封止部4aと突起部4cとで封止材4を構成している。赤外線センサ装置10Aは、第1封止部4aとして、たとえば、AuSnを用いることができる。また、赤外線センサ装置10Aは、突起部4cとして、たとえば、Auを用いることができる。第1封止部4aから角柱状に突出する突起部4cは、蓋体2と接触する突起部4cの接触部位4caを、封止材4と蓋体2との非接触部位4aaよりも小さくしている。なお、突起部4cは、突起部4cの形状が角柱状だけに限られるものではなく、円柱形状や半球状などの形状により形成させてよい。また、赤外線センサ装置10Aは、赤外線センサ装置10Aの製造工程において、封止材4を変形させて隙間10bを閉塞させることにより、レンズ部3を蓋体2の貫通孔2aaに覆設させている。
レンズ部3は、たとえば、Si材料により形成させており、外部からの赤外線を集光して赤外線センサアレイ5aに照射できるように平凸レンズ形状に形成されている。レンズ部3は、レンズ部3の赤外線入射面側に、所定の赤外線を透過させる誘電体多層膜により形成させたフィルタ(図示していない)を備えていてもよい。同様に、レンズ部3は、レンズ部3の赤外線出射面側に、所定の赤外線を透過させる誘電体多層膜により形成させたフィルタ(図示していない)を備えていてもよい。これにより、レンズ部3は、赤外線センサアレイ5aが検知する所定の波長域の赤外線以外の電磁波の透過を抑制させて、赤外線センサアレイ5aのセンサ感度を向上させることができる。レンズ部3は、外形形状として、平凸レンズ形状だけに限られず、たとえば、凹レンズ、シリンドリカルレンズ、楕円球面レンズ、フレネルレンズや回折レンズなどのレンズ形状としてもよい。また、レンズ部3の材料としては、赤外線が透過可能なSiやGeなど半導体材料が好適に用いられるが、これに限られない。なお、レンズ部3は、レンズ部3の外形形状をレンズ形状とするため、たとえば、陽極酸化技術を応用した半導体レンズの形成方法を用いて形成することができる。
陽極酸化技術を応用してレンズ部3となる半導体レンズを形成するためには、所望のレンズ形状に応じてパターン設計した陽極を半導体基板(たとえば、シリコン基板)の一表面側に半導体基板とオーミック接触をなすように形成する。たとえば、平凸レンズ形状のレンズ部3を形成するために、半導体基板は、半導体基板の一表面上に陽極の基礎となる導電性層を形成した後、導電性層に円形状に開口した部位を設け半導体基板の一表面の一部が円形状に露出するようにパターニングを行う。
次に、半導体基板の構成元素の酸化物をエッチング除去可能な電解液中に、半導体基板の他表面における多孔質部の形成予定領域全域を少なくとも浸す。その後、半導体基板の他表面側に対向配置される陰極と上記陽極との間に通電させ、半導体基板の他表面側に所望形状の多孔質部を陽極酸化により形成する。続いて、半導体基板に形成された多孔質部をエッチングなどにより除去することで、平凸レンズ形状のレンズ部3を形成することができる。
なお、半導体レンズの形成方法は、導電性層に円形状に開口した部位を設ける代わりに、平面形状が長方形状の陽極を形成すれば、レンズ部3として平凹型のシリンドリカルレンズを形成することもできる。レンズ部3は、ウエハレベルの半導体基板に複数個のレンズ形状を形成し、ダイシングにより各別に個片化することで形成することができる。
赤外線センサ装置10Aは、赤外線センサアレイ5aのパッド電極7と、パッケージ基体1の内底面1aaに設けられた配線パターン(図示していない)とを、金属からなるワイヤ6によってワイヤボンディングしている。赤外線センサ装置10Aは、ワイヤ6により、赤外線センサアレイ5aのパッド電極7と、パッケージ基体1上の配線パターンとを電気的に接続させている。赤外線センサ装置10Aは、赤外線センサアレイ5aの検知出力をワイヤ6や配線パターンを介して赤外線センサ装置10Aの外部へ出力できるように構成している。
赤外線センサ装置10Aは、レンズ部3と、蓋体2と、パッケージ基体1とで囲まれた気密封止パッケージの内部10aを減圧雰囲気としている。ここで、赤外線センサ装置10Aのパッケージ基体1は、たとえば、パッケージ基体1の内底面1aa側に赤外線センサアレイ5aが実装可能なものであり、セラミックなどから構成することができる。パッケージ基体1は、たとえば、アルミナを主成分としたセラミックにより形成することができる。パッケージ基体1は、アルミナを主成分としたセラミックだけでなく、アルミナにガラス系材料を加え、たとえば900℃以下の温度で焼成したLTCC(LowTemperature Co-fired Ceramics)を用いることができる。パッケージ基体1は、LTCCの材料として、具体的には、アルミノケイ酸塩系(Na2O−Al2O3−Ba2O3−SiO2系)のガラス組成物を用いることができる。
パッケージ基体1は、不活性ガスを封入したり真空封止させるなど気密封止のため、ガスバリア性が高いことが好ましい。そのため、パッケージ基体1は、パッケージ基体1の材料として、窒化アルミニウム、アルミナやシリカ系セラミックを用いることがより好ましい。また、パッケージ基体1は、金属やシリコン材料により形成させてもよい。パッケージ基体1は、有底角筒状のセラミック製のパッケージ基体1の構成だけに限定されず、キャンパッケージに使用されるステムでもよし、半導体ウエハを利用するものでもよい。
赤外線センサ装置10Aは、蓋体2の貫通孔2aaにレンズ部3を覆設するに先立って、赤外線センサアレイ5aが実装されたパッケージ基体1と蓋体2とを接合している。
蓋体2は、パッケージ基体1を覆ってパッケージ基体1と気密封止が可能なものである。蓋体2は、パッケージ基体1の内底面1aa側に実装させた赤外線センサアレイ5aに対して窓となる貫通孔2aaを有し、貫通孔2aaを覆うように赤外線センサアレイ5aに赤外線を入射させるレンズ部3を気密接合する。なお、赤外線センサ装置10Aは、蓋体2として、パッケージ基体1を封止する蓋体2だけに限らずキャンパッケージに用いられるキャップでもよし、半導体ウエハを利用するものでもよい。
蓋体2は、ノイズの原因となる不要な赤外線が赤外線センサアレイ5aに入射することを抑制可能なものが好ましい。蓋体2は、蓋体2とパッケージ基体1とを気密封止するためにシーム溶接させる場合、導電性を有することが好ましい。蓋体2は、蓋体2の材料として、コバール、ステンレスや鉄などを好適に用いることができる。
また、赤外線センサ装置10Aは、蓋体2をパッケージ基体1にシーム溶接させる場合、蓋体2がパッケージ基体1あるいはシームリングと当接する蓋体2の表面にNiメッキ層を設けることが好ましい。金属製の蓋体2とセラミック製のパッケージ基体1とを気密性よく強固に接合するためには、たとえば、抵抗シーム溶接を行えばよい。そのため、パッケージ基体1は、パッケージ基体1上に蓋体2と抵抗シーム溶接が可能なように、たとえば、コバールからなるシームリングを設ければよい。赤外線センサ装置10Aでは、たとえば、シームリングをパッケージ基体1と蓋体2との間を気密に封止する第2封止部4bとして機能させることができる。なお、パッケージ基体1は、蓋体2と抵抗シーム溶接する場合、シームリングと当接するパッケージ基体1上にシーム溶接用の金属膜(たとえば、W膜、Niメッキ膜およびAuメッキ膜など)を予め形成しておくことが好ましい。
次に、機能素子5たる赤外線センサアレイ5aは、赤外線イメージセンサなどに用いられるものであり、図3(a)の平面視において、m×n個(図示例では、2×2個)の熱型赤外線検出部40aを2次元アレイ状に配置して構成している。熱型赤外線検出部40aは、図3(c)の断面図で示すように、シリコン基板41の一表面側に形成されたシリコン酸化膜42aと、シリコン酸化膜42a上に形成されたシリコン窒化膜42bと、シリコン窒化膜42b上に形成されたセンシングエレメント(感温部)20と、シリコン窒化膜42bの表面側でセンシングエレメント20を覆うように形成された層間絶縁膜42gと、層間絶縁膜42g上に形成されたパッシベーション膜42iとの積層構造をパターニングすることで赤外線センサ薄膜42を形成してある。
赤外線センサ薄膜42の一部は、シリコン基板41における一表面側から形成された空洞45によってシリコン基板41と空間的に分離されている。また、赤外線センサ薄膜42には、空洞45と連通するスリット44が赤外線センサ薄膜42の厚み方向に貫設されている。熱型赤外線検出部40aは、赤外線センサ薄膜42のうちシリコン基板41から空間的に分離された部分が赤外線を吸収する赤外線吸収部21を構成している。
熱型赤外線検出部40aは、たとえば、BPSG(Boro-Phospho Silicate Glass)膜により層間絶縁膜42gを構成している。熱型赤外線検出部40aは、たとえば、PSG(Phospho Silicate Glass)膜とPSG膜上のNSG(Non-doped Silicate Glass)膜との積層膜によりパッシベーション膜42iを構成している。熱型赤外線検出部40aは、層間絶縁膜42gとパッシベーション膜42iとの積層膜が赤外線吸収膜22を兼ねている。
熱型赤外線検出部40aのセンシングエレメント20は、サーモパイルを備えている。サーモパイルは、図3(b)における、中央部側の赤外線吸収部21と外周部側の空洞45を囲むシリコン基板41とに跨って形成されたp型ポリシリコン層42eおよびn型ポリシリコン層42cを有している。また、サーモパイルは、赤外線吸収部21の赤外線入射面側でp型ポリシリコン層42eの一端部とn型ポリシリコン層42cの一端部とを電気的に接合した金属材料(たとえば、Al−Siなど)からなる接続部23を有している。ここで、サーモパイルは、シリコン基板41の一表面側で互いに隣り合う熱電対のp型ポリシリコン層42eの他端部とn型ポリシリコン層42cの他端部とが金属材料(たとえば、Al−Siなど)からなる配線42hで接合することにより、4個の熱電対が直列接続されている。
サーモパイルは、n型ポリシリコン層42cの一端部とp型ポリシリコン層42eの一端部と接続部23とで赤外線吸収部21側の温接点を構成し、p型ポリシリコン層42eの他端部とn型ポリシリコン層42cの他端部と配線42hとでシリコン基板41側の冷接点を構成している。
接続部23は、n型ポリシリコン層42cおよびp型ポリシリコン層42eに対して、層間絶縁膜42gに形成したコンタクトホール25を通してそれぞれ、電気的に接続させてある。さらに、赤外線センサアレイ5aは、赤外線吸収部21の赤外線入射面側に、赤外線センサ薄膜42の応力バランスの均一性を高めることが可能なn型補償ポリシリコン層42dおよびp型補償ポリシリコン層42fを好適に備えている。n型補償ポリシリコン層42dやp型補償ポリシリコン層42fは、それぞれ電気的に中性としている。なお、赤外線センサアレイ5aは、個別電極24と共通電極26とを介して、熱型赤外線検出部40の検知出力を外部に出力させることができる。
個別電極24および共通電極26には、ワイヤ6が各別に接続されるパッド電極7を備えている。パッド電極7の一部は、赤外線センサアレイ5aの配線42hを利用して構成することができる。また、赤外線センサアレイ5aは、パッシベーション膜42iに貫設して設けられた貫設孔(図示していない)によりパッド電極7を外部に露出させている。
以下、赤外線センサ装置10Aの製造方法の一例について説明する。
赤外線センサ装置10Aは、赤外線センサアレイ5aをパッケージ基体1の内底面1aaに実装させるに先立って、エポキシ樹脂材料をパッケージ基体1の内底面1aaに設ける。赤外線センサ装置10Aは、赤外線センサアレイ5aのシリコン基板41を上記エポキシ樹脂材料上に配置した後、上記エポキシ樹脂材料を硬化させて接合部8を形成する。これにより、赤外線センサ装置10Aの製造方法は、有底角筒状のパッケージ基体1の内底面1aaに赤外線センサアレイ5aを実装することができる。
続いて、赤外線センサ装置10Aの製造方法では、ワイヤ6により、赤外線センサアレイ5aの個別電極24や共通電極26のパッド電極7と、パッケージ基体1の配線パターンとを金線などのワイヤ6によりワイヤボンディングして電気的に接続する。赤外線センサ装置10Aの製造方法は、赤外線センサアレイ5aが実装されたパッケージ基体1を覆うように、シームリングを介して、蓋体2を配置し、パッケージ基体1と蓋体2とをシーム溶接する。
次に、赤外線センサ装置10Aの製造方法では、レンズ部3を蓋体2の貫通孔2aaを覆うように接合させる。赤外線センサ装置10Aは、レンズ部3を蓋体2側に接合させるに先立って、メッキ法により、Auを含む金属材料としてAuSnの第1封止部4aを、レンズ部3の外周に沿って枠状に設けている。第1封止部4aは、蓋体2に貫設された貫通孔2aaの周部に対応して設けている。なお、第1封止部4aは、メッキ法により形成させるだけでなく、スパッタリング法や蒸着法により形成させるものでもよい。また、第1封止部4aは、AuSnからなるリボン状の薄膜をレーザ溶着により溶融させて、レンズ部3に形成するものでもよい。赤外線センサ装置10Aは、封止材4として、第1封止部4aと、第1封止部4aから突出する複数個(ここでは、4個)の突起部4cとを備えている。封止材4は、第1封止部4aにAuバンプを形成することにより突起部4cを形成することができる。なお、封止材4は、AuSnの第1封止部4aと、Auバンプの突起部4cとを有する構成だけに限られず、Agろう、AuSi、CuSnや低融点ガラスなどを適宜に用いて形成することもできる。
ここで、赤外線センサ装置10Aの製造方法では、蓋体2側とレンズ部3側とを重ねた状態で、封止材4の突起部4cにより、レンズ部3側を蓋体2側で支持することで、レンズ部3側と蓋体2側との間に隙間10bを生じさせている。
赤外線センサ装置10Aの製造方法は、不要なガスを排出させるため、たとえば、内部を所定の真空度とした加熱炉(図示していない)内で、所定の時間の間、ベークを行う。次に、赤外線センサ装置10Aの製造方法は、加熱炉内で、レンズ部3に設けたAuSnからなる第1封止部4aを溶融する温度(ここでは、278℃)以上に加熱する。
ここで、第1封止部4aは、AuSnのAu含有率を上げると溶融温度を、たとえば、280℃とすることができる。また、第1封止部4aは、AuSnのSn含有率を上げると溶融温度を、たとえば、230℃とすることができる。したがって、電子部品10は、機能素子5の種類に応じて、気密封止時の温度による機能素子5の熱的な損傷を低減させる適宜の材料を用いればよい。
赤外線センサ装置10Aの製造方法は、蓋体2、レンズ部3、赤外線センサアレイ5aや接合部8に付着などしたガスやアウトガスなどの不要なガスが発生しても隙間10bから不要なガスを効率よく放出させることができる。また、赤外線センサ装置10Aの製造方法では、蓋体2側とレンズ部3側とを重ねた状態で加熱しながらレンズ部3を蓋体2側に押圧することにより、封止材4の変形によって隙間10bを閉塞させて気密パッケージの内部10aを気密封止することが可能となる。本実施形態の赤外線センサ装置10Aの製造方法では、Auからなる突起部4cがAuSiからなる第1封止部4a側に押し込まれ第1封止部4aと突起部4cとが一体となる。これにより、赤外線センサ装置10Aは、気密封止パッケージの内部10aの真空度が、不要なガスに起因して低下などすることを抑制することが可能となる。なお、封止材4を溶融する加熱は、加熱炉によるものだけに限られない。したがって、封止材4は、たとえば、レーザ光を照射して溶融させることもできる。これにより、赤外線センサ装置10Aの製造方法では、蓋体2の貫通孔2aaを覆って塞ぐように、レンズ部3を蓋体2に接合することができる。また、赤外線センサ装置10Aの製造方法は、不要なガスを排出させた後、不活性ガスなど適宜のガスを加熱炉に充填させて、気密封止パッケージの内部10aに適宜のガスを封止させることもできる。
本実施形態の電子部品10たる赤外線センサ装置10Aは、言い換えれば、蓋体2である第1の部材と、上記第1の部材側と接合されるレンズ部3である第2の部材と、上記第1の部材と上記第2の部材との間を気密封止する封止材4とを備えている。電子部品10は、上記第1の部材、上記第2の部材および封止材4とを備えた気密封止パッケージの内部10aに機能素子たる赤外線センサアレイ5aを収納するものである。本実施形態の電子部品10の製造方法において、封止材4は、上記第1の部材または上記第2の部材と接触する接触部位4caが封止材4の蓋体2との非接触部位4aaよりも小さい突起部4bを備えている。
電子部品10の製造方法では、上記第1の部材側と上記第2の部材側とを重ね合わせた状態で、上記第1の部材側と上記第2の部材側との一方を他方で支持していることにより、上記第1の部材側と第2の部材側との間に隙間10bを生じさせる隙間形成工程を有している。また、電子部品10の製造方法では、上記気密封止パッケージを加熱して内部10aのガスを排気させるガス排気工程を有している。さらに、電子部品10の製造方法では、上記第1の部材または上記第2の部材を押圧し封止材4を変形させて隙間10bを閉塞させることにより上記第1の部材と上記第2の部材との間を気密封止する気密封止工程とを有している。
ところで、本実施形態の赤外線センサ装置10Aでは、レンズ部3側と蓋体2側との間に隙間10bを生じさせる突起部4cをレンズ部3側の封止材4に備える構成だけに限られない。したがって、本実施形態の赤外線センサ装置10Aでは、図示していないがレンズ部3側と蓋体2側との間に隙間10bを生じさせる突起部4cを蓋体2側に設けた封止材4に備える構成とすることもできる。
ここで、電子部品10では、電子部品10の製造工程において、不要なガスを排出させるため、レンズ部3側と蓋体2側との間に隙間10bを生じさせる突起部を封止材4の第1封止部4aとは別途にレンズ部3側や蓋体2側に設けることも考えられる。このような本実施形態と比較する参考形態1の電子部品50たる赤外線センサ装置50Aでは、図4に示すように、パッケージ基体1と、パッケージ基体1を覆って封止する蓋体2と、蓋体2の貫通孔2aaに覆設されるレンズ部3を有している。また、電子部品50は、蓋体2とレンズ部3との間を気密封止する第1封止部4aを有している。電子部品50は、パッケージ基体1と、蓋体2と、レンズ部3と、第1封止部4aとを備えた気密封止パッケージを有している。
電子部品50は、レンズ部3側と蓋体2側とを重ねた状態で、レンズ部3側と蓋体2側との一方を他方で支持することにより、レンズ部3側と蓋体2側との間に隙間10bを生じさせる突起部2cを蓋体2のレンズ部3側に備えている。電子部品50は、第1封止部4aを変形させて第1封止部4aに突起部2cを埋め込むことにより隙間10bを閉塞させ、レンズ部3が蓋体2の貫通孔2aaに覆設している。なお、電子部品50の蓋体2は、図5に示すように、蓋体2の貫通孔2aaの周部に沿って蓋体2と同じ材質の突起部2cを4個設けている。
これにより、参考形態1の電子部品50は、電子部品50の製造工程において、本実施形態の電子部品10と同様に不要なガスを排出させることが可能となる。しかしながら、参考形態1の電子部品50では、レンズ部3側と蓋体2側とを重ね合わせるにあたり、本実施形態の電子部品10と比較して、レンズ部3と蓋体2との位置合わせ精度をより高める必要がある。また、電子部品50は、突起部2cの材料によっては第1封止部4aと突起部2cとの密着性に起因して本実施形態の電子部品10よりも気密性が低下する恐れがある。
また、本実施形態と比較する参考形態2の電子部品50は、図6に示すように、パッケージ基体1と、パッケージ基体1を覆って封止する蓋体2と、蓋体2の貫通孔2aaに覆設されるレンズ部3を有している。また、電子部品50は、蓋体2とレンズ部3との間を気密封止する第1封止部4aを有している。電子部品50は、パッケージ基体1と、蓋体2と、レンズ部3と、第1封止部4aとを備えた気密封止パッケージを有している。
電子部品50は、レンズ部3側と蓋体2側とを重ねた状態で、レンズ部3側と蓋体2側との一方を他方で支持することにより、レンズ部3側と蓋体2側との間に隙間10bを生じさせる突起部4eを蓋体2のレンズ部3側に備えている(図6(a)を参照)。電子部品50は、第1封止部4aと突起部4eとを変形させることにより隙間10bを閉塞させ、レンズ部3が蓋体2の貫通孔2aaに覆設している。なお、電子部品50の蓋体2は、図7に示すように、蓋体2の貫通孔2aaの周部に沿って突起部4eを4個設けている。なお、第1封止部4aはAuSnにより形成させており、突起部4eは、Auバンプにより形成させている。
これにより、参考形態2の電子部品50は、電子部品50の製造工程において、本実施形態の電子部品10と同様に不要なガスを排出することが可能となる。また、参考形態2の電子部品50では、参考形態1の電子部品10と比較して、第1封止部4aと突起部4eとの密着性をより向上させることもできる。しかしながら、参考形態2の電子部品50では、レンズ部3側と蓋体2側とを重ね合わせるにあたり、本実施形態の電子部品10と比較して、レンズ部3と蓋体2との位置合わせ精度をより高める必要がある。
すなわち、本実施形態の電子部品10は、レンズ部3側と蓋体2側との間に隙間10bを生じさせる突起部4bを備えた封止材4を利用する比較的簡単な工程で、不要なガスを排出させつつ蓋体2とレンズ部3との間を気密封止が可能となる。
(実施形態2)
図8の本実施形態の電子部品10は、図1の実施形態1における第1封止部4aと別途に形成させた突起部4cを備えた封止材4を用いる代わりに、レンズ部3に予め設けた突出体3aaを利用して形成する突起部4cを備えた封止材4を用いる点が相違する。なお、実施形態1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略している。
図8の本実施形態の電子部品10は、図1の実施形態1における第1封止部4aと別途に形成させた突起部4cを備えた封止材4を用いる代わりに、レンズ部3に予め設けた突出体3aaを利用して形成する突起部4cを備えた封止材4を用いる点が相違する。なお、実施形態1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略している。
本実施形態の電子部品10は、図8に示すように、レンズ部3側と蓋体2側とを重ねた状態で、レンズ部3側と蓋体2側との一方を他方で支持することにより、レンズ部3側と蓋体2側との間に隙間10bを生じさせる突起部4cを封止材4に備えている(図8(a)を参照)。電子部品10の突起部4cは、蓋体2と接触する突起部4cの接触部位4caを、封止材4と蓋体2との非接触部位4aaよりも小さくしている(図9を参照)。
ここで、本実施形態の電子部品10は、封止材4に備えられた突起部4cを突出体3aa上に形成させた第1封止部4aにより形成している。レンズ部3の突起部4cは、レンズ部3に設けた突出体3aaの形状に沿って蓋体2側に突出させている。
レンズ部3に設ける突出体3aaは、レンズ部3のレンズ形状を形成する陽極酸化技術を応用して、形成させることができる。突出体3aaは、陽極酸化技術を用いて形成する場合だけに限られず、レンズ部3を機械的に削るなど加工して突出体3aaを形成するものでもよい。なお、突出体3aaは、レンズ部3と一体として形成する場合だけに限られず、レンズ部3とは別途に形成させた突出体3aaを接着などして形成させてもよい。
電子部品10たる赤外線センサ装置10Aでは、より具体的には、レンズ部3を蓋体2側に接合させるに先立って、メッキ法により、Auを含む金属材料としてAuSnの第1封止部4aをレンズ部3上に設けている。赤外線センサ装置10Aは、レンズ部3の外周に沿って枠状に金属からなる第1封止部4aを設けている。赤外線センサ装置10Aは、レンズ部3の外周部に外部に向かって突出する複数個(ここでは、4個)の突出体3aaを備えている。赤外線センサ装置10Aは、レンズ部3の外周部にAuSnからなる第1封止部4aをメッキすることで突出体3aaの形状に沿った突起部4cを突出させることが可能となる。すなわち、突起部4cは、レンズ部3に設けた突出体3aa上に第1封止部4aを形成することにより、第1封止部4aの形成と同時に形成させることができる。
本実施形態の電子部品10は、実施形態1の電子部品10と同様に、レンズ部3側と蓋体2側との間に隙間10bを生じさせる突起部4bを備えた封止材4を利用する比較的簡単な工程で、不要なガスを排出させつつ蓋体2とレンズ部3との間を気密封止が可能となる。
(実施形態3)
図10に示す電子部品10は、図1の実施形態1におけるレンズ部3に設けた封止材4に突起部4cを備える代わりに、蓋体2と接合させるパッケージ基体1の封止材4に突起部4cを備えた点が相違する。なお、実施形態1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略している。
図10に示す電子部品10は、図1の実施形態1におけるレンズ部3に設けた封止材4に突起部4cを備える代わりに、蓋体2と接合させるパッケージ基体1の封止材4に突起部4cを備えた点が相違する。なお、実施形態1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略している。
以下、本実施形態の電子部品10について、図10ないし図12を用いて説明する。
図10に示す本実施形態の電子部品10は、パッケージ基体1と、パッケージ基体1を覆って封止する蓋体2とを備えた気密封止パッケージを有している。気密封止パッケージは、パッケージ基体1と蓋体2との間を気密封止する封止材4を有している。電子部品10は、気密封止パッケージの内部10aに機能素子5を収納している(図10(c)を参照)。
電子部品10は、パッケージ基体1側と蓋体2側とを重ねた状態で、パッケージ基体1側と蓋体2側との一方を他方で支持することにより、パッケージ基体1側と蓋体2側との間に隙間10bを生じさせる突起部4cを封止材4に備えている。
電子部品10の突起部4cは、パッケージ基体1または蓋体2と接触する突起部4cの接触部位4caを、封止材4とパッケージ基体1または蓋体2との非接触部位4baよりも小さくしている(図11を参照)。また、電子部品10は、封止材4を変形させて隙間10bを閉塞させることにより蓋体2がパッケージ基体1に覆設している。
本実施形態の電子部品10の一例として、赤外線センサ装置10Aについて説明する。
図10に示す赤外線センサ装置10Aは、気密封止パッケージの一部として、有底角筒状のパッケージ基体1を備えている。赤外線センサ装置10Aは、接合部8を用いて、パッケージ基体1の内底面1aaに機能素子5たる赤外線センサアレイ5aを実装している。赤外線センサ装置10Aは、気密封止パッケージの一部として、予めレンズ部3が設けられた蓋体2を備えている。赤外線センサ装置10Aは、半導体材料により形成され赤外線を集光するレンズ部3が、第1封止部4aにより、蓋体2の貫通孔2aaを覆うように蓋体2に接合されている。
赤外線センサ装置10Aは、予めレンズ部3が設けられた蓋体2を、有底角筒状のパッケージ基体1を覆うように封止する。ここで、赤外線センサ装置10Aは、パッケージ基体1側と蓋体2側とを重ねた状態で、蓋体2側をパッケージ基体1側で支持することにより、レンズ部3側と蓋体2側との間に隙間10bを生じさせる突起部4cを第2封止部4b上に形成させている。すなわち、赤外線センサ装置10Aは、第2封止部4bと、突起部4cとで、封止材4を構成している。赤外線センサ装置10Aは、第2封止部4bとして、たとえばAuSnを用いることができる。また、赤外線センサ装置10Aは、突起部4cとして、たとえば、Auを用いることができる。第2封止部4bから角柱状に突出する突起部4cは、蓋体2と接触する突起部4cの接触部位4caを、第2封止部4bと蓋体2との非接触部位4baよりも小さくしている。また、赤外線センサ装置10Aは、封止材4を変形させて隙間10bを閉塞させることにより、蓋体2がパッケージ基体1に覆設させている。なお、赤外線センサ装置10Aは、レンズ部3と、蓋体2と、パッケージ基体1とで囲まれた気密封止パッケージの内部10aを減圧雰囲気としている。赤外線センサ装置10Aは、赤外線センサアレイ5aが実装されたパッケージ基体1に蓋体2を覆設するに先立って、蓋体2とレンズ部3とを第1封止部4aを用いて気密封止が可能なように適宜に接合している。
赤外線センサ装置10Aは、レンズ部3が設けられた蓋体2をパッケージ基体1に気密封止させる場合、蓋体2をパッケージ基体1に覆設させるため、パッケージ基体1の蓋体2との当接面側に枠状の第2封止部4bを設けている。第2封止部4bは、たとえば、AuSnなどを用いて形成することができる。赤外線センサ装置10Aは、第2封止部4b上にAuからなる突起部4cを設けている。なお、封止材4は、AuSnの第2封止部4bと、Auバンプの突起部4cとを有する構成だけに限られず、Agろう、AuSi、CuSnや低融点ガラスなどを適宜に用いて形成することもできる。
突起部4cは、角柱形状として、正四角柱のものだけに限られず、たとえば、図12(a)に示すように、平面視において、気密封止パッケージを構成するパッケージ基体1の内部側から外部側に向かって長い長方形を底面とする角柱形状としてもよい。また、突起部4cは、角柱形状だけに限られず、円柱形状や半球形状などであってもよい。突起部4cは、第2封止部4b上に設けられる突起部4cの数が4個だけに限られず、たとえば、図12(b)に示すように、1個だけでもよい。また、突起部4cは、たとえば、図12(c)に示すように、10個以上設けることもできる。突起部4cは、パッケージ基体1や蓋体2の大きさや形状などに合わせて、突起部4cの数を適宜に増減させてもよい。
以下、赤外線センサ装置10Aの製造方法の一例について説明する。
まず、赤外線センサ装置10Aは、接合部8を用いて、赤外線センサアレイ5aをパッケージ基体1の内底面1aa側に実装させる。
続いて、赤外線センサ装置10Aの製造方法では、ワイヤ6により、赤外線センサアレイ5aの個別電極24や共通電極26のパッド電極7と、パッケージ基体1の配線パターンとを金線などのワイヤ6によりワイヤボンディングして電気的に接続する。赤外線センサ装置10Aでは、赤外線センサアレイ5aをパッケージ基体1に実装した後、予めレンズ部3を備えさせた蓋体2をパッケージ基体1に気密封止させる。
赤外線センサ装置10Aの製造方法は、蓋体2をパッケージ基体1側に接合させるに先立って、メッキ法により、Auを含む金属材料としてAuSnの第2封止部4bを、パッケージ基体1の蓋体2側に設けている。第2封止部4bは、平面視において、枠状に形成している。
なお、第2封止部4bは、メッキ法により形成させるだけでなく、スパッタリング法や蒸着法により形成させたものでもよい。また、第2封止部4bは、AuSnからなるリボン状の薄膜をレーザ溶着により溶融させて、パッケージ基体1に形成するものでもよい。赤外線センサ装置10Aは、封止材4として、第2封止部4bと、第2封止部4bから突出する複数個(ここでは、4個)の突起部4cとを備えている。パッケージ基体1は、第2封止部4bにAuバンプを形成することにより突起部4cを形成することができる。
ここで、赤外線センサ装置10Aの製造方法では、パッケージ基体1側と蓋体2側とを重ねた状態で、封止材4の突起部4cにより、蓋体2側をパッケージ基体1側で支持することで、パッケージ基体1側と蓋体2側との間に隙間10bを生じさせている。
赤外線センサ装置10Aの製造方法は、たとえば、内部を所定の真空度とした加熱炉(図示していない)内で、パッケージ基体1に設けたAuSnからなる第2封止部4bを溶融する温度(ここでは、278℃)以上に加熱する。ここで、赤外線センサ装置10Aの製造方法は、蓋体2、レンズ部3、赤外線センサアレイ5aや接合部8に付着などしたガスやアウトガスなどの不要なガスが発生しても隙間10bから不要なガスを効率よく放出することができる。また、赤外線センサ装置10Aの製造方法では、パッケージ基体1側と蓋体2側とを重ねた状態で加熱しながら蓋体2をパッケージ基体1側に押圧することにより、封止材4の変形によって隙間10bを閉塞させて気密パッケージの内部10aを気密封止することが可能となる。
本実施形態の電子部品10たる赤外線センサ装置10Aは、言い換えれば、パッケージ基体1である第1の部材と、上記第1の部材側と接合される蓋体2である第2の部材と、上記第1の部材と上記第2の部材との間を気密封止する封止材4とを備えている。電子部品10は、上記第1の部材、上記第2の部材および封止材4とを備えた気密封止パッケージの内部10aに機能素子たる赤外線センサアレイ5aを収納するものである。本実施形態の電子部品10の製造方法において、封止材4は、上記第1の部材または上記第2の部材と接触する接触部位4caが封止材4の蓋体2との非接触部位4aaよりも小さい突起部4bを備えている。
電子部品10の製造方法では、上記第1の部材側と上記第2の部材側とを重ね合わせた状態で、上記第1の部材側と上記第2の部材側との一方を他方で支持していることにより、上記第1の部材側と第2の部材側との間に隙間10bを生じさせる隙間形成工程を有している。また、電子部品10の製造方法では、上記気密封止パッケージを加熱して内部10aのガスを排気させるガス排気工程を有している。さらに、電子部品10の製造方法では、上記第1の部材または上記第2の部材を押圧し封止材4を変形させて隙間10bを閉塞させることにより上記第1の部材と上記第2の部材との間を気密封止する気密封止工程とを有している。
ところで、本実施形態の赤外線センサ装置10Aでは、パッケージ基体1側と蓋体2側との間に隙間10bを生じさせる突起部4cをパッケージ基体1側の封止材4に備える構成だけに限られない。したがって、本実施形態の赤外線センサ装置10Aでは、図示していないがパッケージ基体1側と蓋体2側との間に隙間10bを生じさせる突起部4cを蓋体2側に設けた封止材4に備える構成とすることもできる。
ここで、電子部品では、電子部品の製造工程において、不要なガスを排出させるため、パッケージ基体1側と蓋体2側との間に隙間10bを生じさせる突起部を封止材4の第2封止部4bとは別途にパッケージ基体1側や蓋体2側に設けることも考えられる。このような本実施形態と比較する参考形態3の電子部品50たる赤外線センサ装置50Aは、図13に示すように、パッケージ基体1と、パッケージ基体1を覆って封止する蓋体2とを有している。蓋体2には、予めレンズ部3が気密に覆設している。また、電子部品50は、パッケージ基体1と蓋体2との間を気密封止する第2封止部4bを有している。電子部品50は、パッケージ基体1と、レンズ部3を備えた蓋体2とを備えた気密封止パッケージを有している。
電子部品50は、パッケージ基体1側と蓋体2側とを重ねた状態で、パッケージ基体1側と蓋体2側との一方を他方で支持することにより、パッケージ基体1側と蓋体2側との間に隙間10bを生じさせる突起部2dを蓋体2のパッケージ基体1側に備えている。電子部品50は、第2封止部4bを変形させて第2封止部4bに突起部2dを埋め込むことにより隙間10bを閉塞させ、蓋体2がパッケージ基体1に覆設している。なお、電子部品50の蓋体2は、図14に示すように、蓋体2の外周部に沿って蓋体2と同じ材質の突起部2dを4個設けている。
これにより、参考形態3の電子部品50は、電子部品50の製造工程において、本実施形態の電子部品10と同様に不要なガスを排出させることが可能となる。しかしながら、参考形態3の電子部品50では、パッケージ基体1側と蓋体2側とを重ね合わせるにあたり、本実施形態の電子部品10と比較して、パッケージ基体1と蓋体2との位置合わせ精度をより高める必要がある。また、電子部品50は、突起部2dの材料によっては第2封止部4bと突起部2dとの密着性に起因して本実施形態の電子部品10よりも気密性が低下する恐れがある。
また、本実施形態と比較する参考形態4の電子部品50は、図15に示すように、パッケージ基体1と、パッケージ基体1を覆って封止する蓋体2とを有している。また、電子部品50は、パッケージ基体1と蓋体2との間を気密封止する第2封止部4bを有している。電子部品50は、パッケージ基体1と、レンズ部3を備えた蓋体2とを備えた気密封止パッケージを有している。
電子部品50は、パッケージ基体1側と蓋体2側とを重ねた状態で、パッケージ基体1側と蓋体2側との一方を他方で支持することにより、パッケージ基体1側と蓋体2側との間に隙間10bを生じさせる突起部4fを蓋体2のレンズ部3側に備えている(図15(a)を参照)。電子部品50は、第2封止部4bと突起部4fとを変形させることにより隙間10bを閉塞させ、蓋体2がパッケージ基体1に覆設している。なお、電子部品50の蓋体2は、図16に示すように、蓋体2の外周部に沿って突起部4fを4個設けている。なお、第1封止部4aはAuSnにより形成させており、突起部4fは、Auバンプにより形成させている。
これにより、参考形態4の電子部品50は、電子部品50の製造工程において、本実施形態の電子部品10と同様に不要なガスを排出することが可能となる。また、参考形態4の電子部品50では、参考形態3の電子部品10と比較して、第2封止部4bと突起部4fとの密着性をより向上させることもできる。しかしながら、参考形態4の電子部品50では、パッケージ基体1側と蓋体2側とを重ね合わせるにあたり、本実施形態の電子部品10と比較して、パッケージ基体1と蓋体2との位置合わせ精度をより高める必要がある。
すなわち、本実施形態の電子部品10は、パッケージ基体1側と蓋体2側との間に隙間10bを生じさせる突起部4bを備えた封止材4を利用する比較的簡単な工程で、不要なガスを排出させつつパッケージ基体1と蓋体2との間を気密封止が可能となる。
(実施形態4)
図17の本実施形態の電子部品10は、図10に示す実施形態3の第2封止部4bと別途に形成させた突起部4cを備えた封止材4の代わりに、パッケージ基体1に予め設けた突出体1baを利用して形成する突起部4cを備えた封止材4を用いる点が相違する。なお、実施形態3と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略している。
図17の本実施形態の電子部品10は、図10に示す実施形態3の第2封止部4bと別途に形成させた突起部4cを備えた封止材4の代わりに、パッケージ基体1に予め設けた突出体1baを利用して形成する突起部4cを備えた封止材4を用いる点が相違する。なお、実施形態3と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略している。
本実施形態の電子部品10は、パッケージ基体1側と蓋体2側とを重ねた状態で、パッケージ基体1側と蓋体2側との一方を他方で支持することにより、パッケージ基体1側と蓋体2側との間に隙間10bを生じさせる突起部4cを封止材4に備えている。電子部品10の突起部4cは、蓋体2と接触する突起部4cの接触部位4caを、封止材4と蓋体2との非接触部位4aaよりも小さくしている(図18を参照)。
ここで、本実施形態の電子部品10は、封止材4に備えられた突起部4cを突出体1ba上に形成させた第2封止部4bにより形成している。パッケージ基体1の突起部4cは、パッケージ基体1に設けた突出体1baの形状に沿って蓋体2側に突出させている。
電子部品10たる赤外線センサ装置10Aでは、より具体的には、蓋体2をパッケージ基体1側に接合させるに先立って、メッキ法により、Auを含む金属材料としてAuSnの第2封止部4bをパッケージ基体1上に形成している。赤外線センサ装置10Aは、パッケージ基体1から外部に向かって突出する複数個(ここでは、4個)の突出体1baを備えている。赤外線センサ装置10Aは、AuSnからなる第2封止部4bをパッケージ基体1にメッキすることで突出体1baの形状に沿った突起部4cを突出させることが可能となる。すなわち、突起部4cは、パッケージ基体1に設けた突出体1ba上に第2封止部4bを形成することにより、第2封止部4bの形成と同時に形成させることができる。
本実施形態の電子部品10は、実施形態3の電子部品10と同様に、パッケージ基体1側と蓋体2側との間に隙間10bを生じさせる突起部4bを備えた封止材4を利用する比較的簡単な工程で、不要なガスを排出させつつパッケージ基体1と蓋体2との間を気密封止が可能となる。
(実施形態5)
図19に示す本実施形態の電子部品10は、図17に示す実施形態4の電子部品10にゲッタ9を設けた点が相違する。なお、実施形態4と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略している。
図19に示す本実施形態の電子部品10は、図17に示す実施形態4の電子部品10にゲッタ9を設けた点が相違する。なお、実施形態4と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略している。
本実施形態の電子部品10は、気密封止パッケージの内部10aに気体を吸着可能なゲッタ9を設けている。ゲッタ9は、接合部8により、有底角筒状のパッケージ基体1の内底面1aaに実装させている。ゲッタ9は、たとえば、図示していないが、ガス吸着膜を基体上に成膜させて構成することができる。ガス吸着膜は、たとえば、スパッタリング法により、ジルコニウム合金、Zr−Co合金、Zr−Co−希土類元素合金、Zr−Fe合金、Zr−Ni合金、Ti合金などの非蒸発ゲッタ材料を成膜させて形成することができる。電子部品10は、加熱炉内でパッケージ基体1側と蓋体2側とを重ねた状態で、電子部品10全体を加熱(たとえば、300℃〜350℃)して、ゲッタ9のガス吸着膜を活性化処理する。
本実施形態の電子部品10では、封止材4の融点をゲッタ9の活性化温度よりも高くしている。本実施形態の電子部品10では、気密封止パッケージの封止工程において、ゲッタ9を活性化処理している。本実施形態の電子部品10では、たとえば、加熱炉内で電子部品10全体を加熱してゲッタ9を活性化させる際、封止材4が溶融しない。そのため、本実施形態の電子部品10では、ゲッタ9の活性化に際し、隙間10bより不要なガスを排出させることが可能となる。
なお、本実施形態の電子部品10は、図19に示す構造だけに限られず、たとえば、図1に示す実施形態1の電子部品10や図10に示す実施形態3の電子部品10にゲッタ9を設けた図20に示すごとき電子部品10の構造とすることもできる。
(実施形態6)
図21に示す本実施形態の電子部品10は、図19に示す実施形態5の気密封止パッケージの封止工程において活性化処理するゲッタ9を用いる代わりに、通電加熱により活性化が可能なゲッタ9を用いた点が異なる。なお、実施形態5と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略している。
図21に示す本実施形態の電子部品10は、図19に示す実施形態5の気密封止パッケージの封止工程において活性化処理するゲッタ9を用いる代わりに、通電加熱により活性化が可能なゲッタ9を用いた点が異なる。なお、実施形態5と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略している。
本実施形態の電子部品10は、図21および図22に示すように、気密封止パッケージの内部10aに気体を吸着可能なゲッタ9を設けている。ゲッタ9は、ゲッタ9への通電を行う端子9aを備えている。電子部品10は、端子9aへの通電によるゲッタ9の加熱によりゲッタ9の活性化が可能に構成している。
電子部品10は、通電加熱により活性化が可能なゲッタ9を備えている。ゲッタ9には、一対の端子9aへ電流を通電することにより加熱可能なヒータを好適に備えている。ゲッタ9は、ヒータの加熱によりゲッタ9の活性化を図ることができる。ヒータは、たとえば、ニクロム線を用いることができる。ゲッタ9は、ガス吸着膜にニクロム線を埋め込んで形成させればよい。また、ヒータは、ニクロム線を用いたものだけに限られず、たとえば、タングステンの金属粉末と、ニトロセルロース樹脂やエチルセルロース樹脂などの有機溶剤とを混合した導電ペーストをヒータの基礎として、ガス吸着膜に重なるようにスクリーン印刷法などすることで形成することもできる。
これによりゲッタ9は、ゲッタ9への通電を行う端子9aに通電して加熱させることによりガス吸着膜の活性化を行うことができる。電子部品10は、蓋体2、パッケージ基体1や機能素子5などが加熱することを抑制しながら、ゲッタ9自体を局所的に加熱することができる。すなわち、本実施形態の電子部品10は、ゲッタ9の活性化に伴い機能素子5などに熱的な損傷が生ずることを低減することが可能となる。本実施形態の電子部品10では、通電によるゲッタ9の活性化に際し、隙間10bより適宜に不要なガスを排出させることが可能となる。
(実施形態7)
図23に示す本実施形態の電子部品10は、図17に示す実施形態4の電子部品10におけるレンズ部3を備えた蓋体2を用いる代わりに、平板状の蓋体2を用いた点が相違する。なお、各実施形態と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略している。
図23に示す本実施形態の電子部品10は、図17に示す実施形態4の電子部品10におけるレンズ部3を備えた蓋体2を用いる代わりに、平板状の蓋体2を用いた点が相違する。なお、各実施形態と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略している。
本実施形態の電子部品10は、図23に示すように、平板状の蓋体2を用いた以外は、図17の実施形態4と同様にして電子部品10を形成することができる。平板状の蓋体2は、赤外線透過材料として、たとえば、Si材料やメタクリル樹脂材料などを用いて形成することができる。本実施形態の電子部品10では、蓋体2に別途にレンズ部3を設けておく必要もなく、より簡単な構成とすることができる。
同様に、本実施形態の電子部品10は、図24に示すように、平板状の蓋体2を用いた以外は、図20の実施形態5と同様にして電子部品10を形成してもよい。
さらに、本実施形態の電子部品10は、図25に示すように、図24に示す実施形態6の赤外線センサ装置10Aの代わりに加速度センサ装置10Bとし、機能素子5に赤外線センサアレイ5aの代わりに加速度センサ素子5bを用いたものでもよい。
本実施形態の加速度センサ装置10Bは、実施形態6の赤外線センサ装置10Aと同様に、比較的簡単な構成で不要なガスを排出させつつ、気密封止パッケージの内部10aを気密封止することが可能となる。
なお、加速度センサ装置10Bでは、図25に示す、加速度センサ素子5bを備えている。加速度センサ素子5bは、支持部5daと、支持部5daに揺動自在に支持されたカンチレバー部5dbとを備えたベース基板を備えている。また、加速度センサ素子5bは、ベース基板の一表面側においてカンチレバー部5dbに形成されカンチレバー部5dbの撓みに応じて抵抗値が変化する歪検知センサ部(図示していない)を備えている。歪検知センサ部は、歪み検出素子として2個ずつのピエゾ抵抗を備え、ピエゾ抵抗がブリッジ回路を構成するように接続されている。なお、ベース基板は、カンチレバー部5dbを介して、支持部5daと対向する側に錘部5dcを備えている。
加速度センサ素子5bは、外力(すなわち、加速度)が作用すると、支持部5daと錘部5dcとの位置が相対的に変位し、カンチレバー部5dbが撓むことによって、歪検知センサ部におけるピエゾ抵抗の抵抗値が変化する。加速度センサ素子5bは、ピエゾ抵抗の抵抗値の変化をブリッジ回路から出力電圧の変化として、パッド電極7からワイヤ6を介して外部に出力させることにより加速度を検出することが可能となる。
1 パッケージ基体
2 蓋体
2aa 貫通孔
3 レンズ部
4 封止材
4aa,4ba 非接触部位
4c 突起部
4ca 接触部位
5 機能素子
9 ゲッタ
9a 端子
10 電子部品
10a 内部
10b 隙間
2 蓋体
2aa 貫通孔
3 レンズ部
4 封止材
4aa,4ba 非接触部位
4c 突起部
4ca 接触部位
5 機能素子
9 ゲッタ
9a 端子
10 電子部品
10a 内部
10b 隙間
Claims (5)
- パッケージ基体と、該パッケージ基体を覆って封止する蓋体と、該蓋体の貫通孔に覆設されるレンズ部と、前記蓋体と前記レンズ部との間を気密封止する封止材とを備えた気密封止パッケージの内部に機能素子を収納する電子部品であって、
前記レンズ部側と前記蓋体側とを重ねた状態で、前記レンズ部側と前記蓋体側との一方を他方で支持することにより、前記レンズ部側と前記蓋体側との間に隙間を生じさせる突起部を前記封止材に備えており、前記突起部が前記レンズ部または前記蓋体と接触する前記突起部の接触部位が前記封止材と前記レンズ部または前記蓋体との非接触部位よりも小さく、且つ前記封止材を変形させて前記隙間を閉塞させることにより前記レンズ部が前記蓋体の前記貫通孔に覆設されてなることを特徴とする電子部品。 - パッケージ基体と、該パッケージ基体を覆って封止する蓋体と、前記パッケージ基体と前記蓋体との間を気密封止する封止材とを備えた気密封止パッケージの内部に機能素子を収納する電子部品であって、
前記パッケージ基体側と前記蓋体側とを重ねた状態で、前記パッケージ基体側と前記蓋体側との一方を他方で支持することにより、前記パッケージ基体側と前記蓋体側との間に隙間を生じさせる突起部を前記封止材に備えており、前記突起部が前記パッケージ基体または前記蓋体と接触する前記突起部の接触部位が前記封止材と前記パッケージ基体または前記蓋体との非接触部位よりも小さく、且つ前記封止材を変形させて前記隙間を閉塞させることにより前記蓋体が前記パッケージ基体に覆設されてなることを特徴とする電子部品。 - 前記気密封止パッケージの前記内部に気体を吸着可能なゲッタを設けており、前記封止材は、該封止材の融点が前記ゲッタの活性化温度よりも高いことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電子部品。
- 前記気密封止パッケージの前記内部に気体を吸着可能なゲッタを設けており、前記ゲッタは、該ゲッタへの通電を行う端子を備え、該端子への通電による加熱により前記ゲッタの活性化が可能なことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の電子部品。
- 第1の部材と、該第1の部材側と接合される第2の部材と、前記第1の部材と前記第2の部材との間を気密封止する封止材とを備えた気密封止パッケージの内部に機能素子を収納する電子部品の製造方法であって、
前記封止材は、前記第1の部材または前記第2の部材と接触する接触部位が前記封止材の前記第1の部材または前記第2の部材との非接触部位よりも小さい突起部を備えており、
前記第1の部材側と前記第2の部材側とを重ね合わせた状態で、前記第1の部材側と前記第2の部材側との一方を他方で支持することにより、前記第1の部材側と前記第2の部材側との間に隙間を生じさせる隙間形成工程と、
前記気密封止パッケージを加熱して前記内部のガスを排気させるガス排気工程と、
前記第1の部材または前記第2の部材を押圧し前記封止材を変形させて前記隙間を閉塞させることにより前記第1の部材と前記第2の部材との間を気密封止する気密封止工程とを有することを特徴とする電子部品の製造方法。
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---|---|---|---|
JP2012131314A JP2013254916A (ja) | 2012-06-08 | 2012-06-08 | 電子部品およびその製造方法 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016054195A (ja) * | 2014-09-03 | 2016-04-14 | セイコーインスツル株式会社 | パッケージの製造方法、及びパッケージ |
US10187073B2 (en) | 2015-05-28 | 2019-01-22 | Seiko Epson Corporation | Electronic device, quantum interference device, atomic oscillator, magnetocardiograph, oscillator, electronic apparatus, moving object, and method of manufacturing electronic device |
-
2012
- 2012-06-08 JP JP2012131314A patent/JP2013254916A/ja active Pending
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