JP3102404B2 - 赤外線検知器 - Google Patents

赤外線検知器

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JP3102404B2
JP3102404B2 JP10010780A JP1078098A JP3102404B2 JP 3102404 B2 JP3102404 B2 JP 3102404B2 JP 10010780 A JP10010780 A JP 10010780A JP 1078098 A JP1078098 A JP 1078098A JP 3102404 B2 JP3102404 B2 JP 3102404B2
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Japan
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infrared
infrared detector
metallized pattern
lead pin
cooling element
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真紀 高野
稔 土川
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NEC Corp
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NEC Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/191Disposition
    • H01L2924/19101Disposition of discrete passive components
    • H01L2924/19107Disposition of discrete passive components off-chip wires

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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱型の赤外線検知
器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】熱型の赤外線検知器は、量子型の赤外線
検知器と比較して、感度では劣るものの、高価で数千時
間の寿命を有する冷却器を必要としないという特徴があ
り、近年、赤外線応用機器の分野において注目を集めて
いる。冷却器を必要としないことにより、メンテナンス
費用を含めて安価なシステムを供給することが可能とな
るばかりか、重量・体積の面でも大幅な改善が可能とな
る。
【0003】上記のような熱型の赤外線検知器において
は、赤外線検知素子が電子冷却素子上に配置されること
のために、赤外線検知素子のボンディングパッドとリー
ドピンとの間に大きな高低差が生じることとなる。
【0004】このように大きな高低差の大きな端子間を
ボンディングした場合には、ボンディングワイヤの長さ
が長くなってしまい、振動・衝撃等によってボンディン
グワイヤどうしが接触してしまうおそれがある。
【0005】上記問題点を解決するための技術が、特開
平8−139343号公報に開示されている。
【0006】図4および図5は、上記公報に記載の図で
あって、図において、符号1はパッケージ、2はリード
ピン、3は赤外線検知素子、4は電子冷却素子、5は中
継配線板を示している。
【0007】図に示されているように、赤外線検知素子
3が電子冷却素子4上に配置されることのために、赤外
線検知素子3のボンディングパッド3aとリードピン2
のヘッド2aとの間に大きな高低差が生じている。この
場合、赤外線検知素子3のボンディングパッド3aとリ
ードピン2のヘッド2aとは、予め立体的な配線パター
ンが形成された中継配線板5を介して、ボンディングさ
れている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の赤外線検知
器においては、立体的な配線パターンが形成された中継
配線板5を使用しており、配線の信頼性を確保できたに
しても、配線パターンが立体的であることにより製造の
困難な中継配線板5を別途製造しなければならないとい
う問題があった。
【0009】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、容易にかつ信頼性高く配線を行い得る赤外線検知器
を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の赤外線検
知器においては、リードピンが設けられたパッケージ内
において、赤外線検知素子を電子冷却素子上に配置して
構成された赤外線検知器であって、前記電子冷却素子の
上面縁部に、メタライズパターンが形成され、前記赤外
線検知素子のボンディングパツドと前記メタライズパタ
ーンとの間、および、前記メタライズパターンと前記リ
ードピンとの間、のそれそれがボンディングされ、前記
リードピンが、前記電子冷却素子の高さと同等の高さを
有していることを特徴としている。請求項2記載の赤外
線検知器においては、リードピンが設けられたパッケー
ジ内において、赤外線検知素子を電子冷却素子上に配置
して構成された赤外線検知器であって、前記電子冷却素
子の上面縁部に、メタライズパターンが形成され、前記
赤外線検知素子のボンディングパツドと前記メタライズ
パターンとの間、および、前記メタライズパターンと前
記リードピンとの間、のそれそれがボンディングされ、
前記リードピンが、千鳥状に配置されていることを特徴
としている。 請求項3記載の赤外線検知器においては、
リードピンが設けられたパッケージ内において、赤外線
検知素子を電子冷却素子上に配置して構成された赤外線
検知器であって、前記電子冷却素子の上面縁部に、メタ
ライズパターンが形成され、前記赤外線検知素子のボン
ディングパツドと前記メタライズパターンとの間、およ
び、前記メタライズパターンと前記リードピンとの間、
のそれそれがボンディングされ、前記リードピンが、前
記電子冷却素子の高さと同等の高さを有し、千鳥状に配
置されていることを特徴としている。
【0011】請求項1記載の発明によると、電子冷却素
子の上面縁部に形成されたメタライズパターンを中継し
て、赤外線検知素子のボンディングパッドとリードピン
とがボンディングされる。よって、電子冷却素子の上面
縁部にメタライズパターンを形成するだけで、ボンディ
ングを行うことができ、別途別部材を作製する必要がな
く、容易に配線を行うことができる。また、赤外線検知
素子のボンディングパッドとメタライズパターンとの
間、および、メタライズパターンとリードピンとの間、
のそれぞれをボンディングすることにより、各ボンディ
ング線を短くすることができ、振動・衝撃等によるボン
ディングワイヤどうしの接触を防止して、信頼性の高い
配線を行うことができる。そして、リードピンが、電子
冷却素子の高さと同等の高さを有して設けられているこ
とにより、電子冷却素子の上面縁部に形成したメタライ
ズパターンと、リードピンと、の間の高低差が小さい。
よって、メタライズパターンとリードピンとの間の配線
を短くすることができ、より一層、信頼性を高めること
ができる。請求項記載の発明によると、リードピンを
千鳥状に配置してリードピンの密度を大きくすることが
でき、赤外線検知器の小型化に寄与することができる。
請求項3記載の発明によると、リードピンが、電子冷却
素子の高さと同等の高さを有して設けられていることに
より、電子冷却素子の上面縁部に形成したメタライズパ
ターンと、リードピンと、の間の高低差が小さい。よっ
て、メタライズパターンとリードピンとの間の配線を短
くすることができ、より一層、信頼性を高めることがで
きる。また、上記のように各ボンディング線が短いこと
により、リードピンを千鳥状に配置してリードピンの密
度を大きくしても、ボンディングワイヤどうしの接触を
防止することができる。よって、リードピンを千鳥状に
配置してリードピンの密度を大きくすることができ、赤
外線検知器の小型化に寄与することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。
【0013】図1は、本発明の赤外線検知器の一実施形
態を示すもので、図において、赤外線検知器100は、
アウターパッケージ101およびインナーパッケージ1
02から構成されている。
【0014】アウターパッケージ101は、コバール合
金等からなる金属バルブ13と、10μm帯の赤外線の
透過に優れたゲルマニウムを材質とする入射窓14と、
金属バルブ13および入射窓14の双方を気密状態に接
合するインジウム・錫合金15と、から構成されてい
る。
【0015】インナーパッケージ102は、コバール合
金等からなる金属バルブ16上に、電子冷却素子103
が接着され、さらに電子冷却素子103の上面をなすセ
ラミック基板12上に赤外線検知素子11が接着されて
いる。この場合、セラミック基板12の上面縁部には、
予め所定のメタライズパターン103a(図3)が形成
されている。
【0016】また、金属バルブ16には、複数のリード
ピン17が、千鳥状に配置されて立設されている。この
場合、リードピン17は、そのヘッド17aの高さ位置
がセラミック基板12の高さ位置とほぼ同じであるよう
に設けられている。
【0017】そして、赤外線検知素子11の入出力信号
は、赤外線検知素子11のボンディングパッド11a
(図3)とメタライズパターン103aとの間、およ
び、メタライズパターン103aとリードピン17のヘ
ッド17aとの間、のそれぞれがボンディング線19
a、19bによりボンディングされることにより、送ら
れる。
【0018】リードピン17の周囲には、金属バルブ1
6との絶縁を図るため、ガラス18が巻かれている。さ
らに、パッケージ内を真空に排気するための銅パイプ2
0が金属バルブ16に備えられている。図2には、真空
排気後に圧切された銅パイプ21を示す。
【0019】また、図3における符号11bは、赤外線
検知素子11上面のセンサ領域を示している。
【0020】次に、上記のような赤外線検知器100の
組立手順について説明する。まず、リードピン17およ
び銅パイプ20を有するインナーパッケージ102上
に、接着剤を使用して電子冷却素子103を接着する。
接着剤の乾燥後、セラミック基板12上に、接着剤を使
用して赤外線検知素子11を接着する。接着剤の乾燥
後、赤外線検知素子11のボンディングパッド11aと
メタライズパターン103aとの間、および、メタライ
ズパターン103aとリードピン17のヘッド17aと
の間、のそれぞれを、ボンディング線19a、19bに
よりボンディングする。
【0021】さらに、入射窓14と金属バルブ13とを
インジウム・錫合金15を介して溶着したアウターパッ
ケージ101と、インナーパッケージ102と、をプロ
ジェクション溶接により接合する。この状態で、真空排
気装置に取り付け、パッケージ内部を真空排気する。パ
ッケージ内部が所定の真空度になったところで、銅パイ
プ20を圧切し、真空を封止する。
【0022】熱型の赤外線検知素子11においては、動
作原理上、外部との熱的な絶縁を必要とし、パッケージ
内部を真空に保つ必要がある。また、赤外線検知素子1
1の駆動の際は、電子冷却素子103を駆動し、赤外線
検知素子11を一定温度に保つ。
【0023】本発明においては、電子冷却素子103上
のセラミック基板12の製造時に、リードピン17の配
置、赤外線検知素子11上のボンディングパッド11a
の配置、および、ボンディングの作業性、等を考慮し
て、最適なメタライズパターン103aを形成してお
く。ボンディングは、符号19a、19bで示すよう
に、2回に分けて行う。このようにすることで、それぞ
れの位置関係が最適となり、また、各ボンディング線の
長さを極力短くすることができ、作業性および信頼性が
向上する。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の赤外線検
知器によれば、以下の効果を奏することができる。請求
項1記載の赤外線検知器によれば、電子冷却素子の上面
縁部に形成されたメタライズパターンを中継して、赤外
線検知素子のボンディングパッドとリードピンとをボン
ディングする。よって、電子冷却素子の上面縁部にメタ
ライズパターンを形成するだけで、ボンディングを行う
ことができ、別途別部材を作製する必要がなく、容易に
配線を行うことができる。また、赤外線検知素子のボン
ディングパッドとメタライズパターンとの間、および、
メタライズパターンとリードピンとの間、のそれそれを
ボンディングすることにより、各ボンディング線を短く
することができる。そのため、振動・衝撃等によるボン
ディングワイヤどうしの接触を防止することができ、信
頼性の高い配線を行うことができる。したがって、容易
にかつ信頼性高く配線を行い得る赤外線検知器を提供す
ることができる。そして、リードピンを、電子冷却素子
の高さと同等の高さとしていることにより、電子冷却素
子の上面縁部に形成したメタライズパターンと、リード
ピンと、の間の高低差が小さくなる。よって、メタライ
ズパターンとリードピンとの間の配線を短くすることが
でき、より一層信頼性高く配線を行い得る赤外線検知器
を提供することができる。請求項記載の赤外線検知器
よれば、リードピンを千鳥状に配置してリードピンの
密度を大きくすることができ、小型化をもたらし得る赤
外線検知器を提供することができる。請求項3記載の赤
外線検知器によれば、リードピンを、電子冷却素子の高
さと同等の高さとしていることにより、電子冷却素子の
上面縁部に形成したメタライズパターンと、リードピン
と、の間の高低差が小さくなる。よって、メタライズパ
ターンとリードピンとの間の配線を短くすることがで
き、より一層信頼性高く配線を行い得る赤外線検知器を
提供することができる。 また、上記のように各ボンディ
ング線が短いことにより、リードピンを千鳥状に配置し
てリードピンの密度を大きくしても、ボンディングワイ
ヤどうしの接触を防止することができる。よって、リー
ドピンを千鳥状に配置してリードピンの密度を大きくす
ることができ、小型化をもたらし得る赤外線検知器を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の赤外線検知器の一実施形態を示す断
面図であって、真空排気前の様子を示している。
【図2】 本発明の赤外線検知器の一実施形態を示す断
面図であって、真空封止後の様子を示している。
【図3】 本発明の赤外線検知器の一実施形態における
パッケージ内部の構成を概略的に示す平面図である。
【図4】 赤外線検知器の従来の一例を示す断面図であ
る。
【図5】 図4における要部を拡大して示す斜視図であ
る。
【符号の説明】
11 赤外線検知素子 11a ボンディングパッド 12 セラミック基板 17 リードピン 17a ヘッド 19a ボンディング線 19b ボンディング線 100 赤外線検知器 101 アウターパッケージ 102 インナーパッケージ 103 電子冷却素子 103a メタライズパターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/60 H01L 23/38

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リードピンが設けられたパッケージ内に
    おいて、赤外線検知素子を電子冷却素子上に配置して構
    成された赤外線検知器であって、 前記電子冷却素子の上面縁部に、メタライズパターンが
    形成され、 前記赤外線検知素子のボンディングパッドと前記メタラ
    イズパターンとの間、および、前記メタライズパターン
    と前記リードピンとの間、のそれぞれがボンディングさ
    、前記リードピンが、前記電子冷却素子の高さと同等
    の高さを有していることを特徴とする赤外線検知器。
  2. 【請求項2】 リードピンが設けられたパッケージ内に
    おいて、赤外線検知素子を電子冷却素子上に配置して構
    成された赤外線検知器であって、 前記電子冷却素子の上面縁部に、メタライズパターンが
    形成され、 前記赤外線検知素子のボンディングパッドと前記メタラ
    イズパターンとの間、および、前記メタライズパターン
    と前記リードピンとの間、のそれぞれがボンディングさ
    れ、前記リードピンが、千鳥状に配置されている ことを
    特徴とする赤外線検知器。
  3. 【請求項3】 リードピンが設けられたパッケージ内に
    おいて、赤外線検知素子を電子冷却素子上に配置して構
    成された赤外線検知器であって、 前記電子冷却素子の上面縁部に、メタライズパターンが
    形成され、 前記赤外線検知素子のボンディングパッドと前記メタラ
    イズパターンとの間、および、前記メタライズパターン
    と前記リードピンとの間、のそれぞれがボンディングさ
    れ、前記リードピンが、前記電子冷却素子の高さと同等
    の高さを有し、千鳥状に配置されている ことを特徴とす
    る赤外線検知器。
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