JPH0634661Y2 - サーモパイル素子 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、物体が発する赤外線を受けて、非接触で物体
の温度を測定するサーモパイル素子に関する。

〔従来の技術〕

第６図は従来のサーモパイルチップの一例の構造の概要
を示す。

サブストレート１表面の中央部に物体からの赤外線を熱
エネルギーに変換する黒体部２が設けられ、黒体部２の
両側にそれぞれ黒体部２からの熱エネルギーを電気信号
に変換する熱電対３が設けられ、黒体部２の光熱変換効
率を高めるために、黒体部２の下のサブストレート１が
削り取られて、空間４が形成された構造になっていて、
削り取られた部分のサブストレート１の厚さは10μｍ程
度しかない。

〔考案が解決しようとする課題〕

従来のサーモパイルチップは上記のような構造のため
に、リードフレームのダイアイランド表面又はメタルキ
ャンタイプヘッダのメタル部表面へのダイボンド時に、
通常の半導体チップの場合行なっているチップ裏面全面
に銀ペーストが接触するような塗布方法では、使用時
に、黒体部２の表裏の気圧差により、黒体部２が破壊さ
れる。そこで、銀ペーストがチップ裏面の一角にしか接
触しないように塗布する必要があるが、（１）銀ペース
ト塗布の位置、量の制御が難しい。（２）チップの位置
精度が必要である。（３）ワイヤーボンドのボインディ
ングパッドは銀ペースト塗布位置近傍でないとチップが
ダメージを受けるため、チップ及びパッケージの設計が
制約を受けるという問題点があった。

本考案は上記の問題点に鑑みてなされたもので、チップ
の裏面全面に銀ペーストが接触してダイボンドされて
も、黒体部表裏に気圧差が生ずることのないものを提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本考案のサーモパイル素子は、リードフレームのダイア
イランド表面又はメタルキャンタイプヘッダのメタル部
表面に銀ペーストで接着されたチップの黒体部の下のサ
ブストレートが削り取られて形成された空間が外気と通
じるように、チップの黒体部分に穴を開けるか、銀ペー
ストで接着するチップのサブストレート底面か、あるい
は、リードフレームのダイアイランド表面又はメタルキ
ャンタイプヘッダのメタル部表面に溝を設けたものであ
る。

〔実施例〕

第１図は本考案の一実施例を示す。

図において1,2,3,4は第６図の同一符号と同一又は相当
する部分を示し、５は黒体部２に設けた表面から空間４
に通じる穴である。

チップが上記のような穴５を有すると、サブストレート
１底面全面が銀ペースでリードフレームのダイアイラン
ド表面等に接着されても、空間４が外気と通じているた
め、黒体部２の表裏に気圧差が生ずることがなく、黒体
部２が表裏の気圧差によって破壊されることがなくな
る。

この黒体部２の穴５の形成は、サブストレート１の空間
４部形成工程のエッチングで同時に行なうことができ
る。

第２図（ａ），（ｂ）は穴５の形成方法を示す。

表面に黒体部２と熱電対３の設けたサブストレート１の
表裏にそれぞれレジスト剤６を塗布し、露光により、裏
面のレジスト剤６の空間４部面上の部分を除去し、表面
のレジスト剤６の黒体部２面上の一部分を除去し、〔図
（ａ）〕、残ったレジスト剤６をマスクに両面エッチン
グを行なうことにより、空間４の形成と同時に穴５を形
成することができる〔図（ｂ）〕。

この時、サブストレート１と穴５を開ける黒体部２のエ
ッチングレートの差異は、黒体部２表面のレジスト剤６
に設ける窓の寸法によって補正することができ、同時の
エッチングによって所要の形状のものが得られる。

第３図は本考案の他の実施例を示す。

図において1,2,3,4は第６図の同一符号と同一又は相当
する部分を示し、７はサブストレート１に設けた空間４
と外気とを通ずる溝、８はダイアイランド、９は銀ペー
ストである。

黒体部２の破壊防止については同一効果が得られる。

この溝７の形成方法には、サブストレート１裏面を２回
エッチングする方法と、ダイサー等により機械的に削り
とる方法がある。

いずれの方法でも、一工程増えることになるが、黒体部
２の形状はそのままであるため、光熱変換効率が影響を
受けることがないという利点がある。

第４図は本考案のその他の実施例を示す。

図において1,2,3,4,8,9は第３図の同一符号と同一又は
相当する部分を示し、10はダイアイランド８表面に設け
た溝である。

サブストレート１底面全面が銀ペースト９でダイアイラ
ンド８表面に接着されても、空間４が溝10により外気と
通ずるため、黒体部２の表裏に気圧差が生ずることがな
く、黒体部２が破壊されることがなくなる。

この溝10の形成方法には、打ち抜き方法と、絞り加工に
より凹部を設ける方法がある。

第５図（ａ），（ｂ）はそれぞれ打ち抜き、絞り加工に
より溝10を設けたダイアイランド８を示す。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、ダイボンド時
に、通常の銀ペーストの塗布方法によることができるた
め、銀ペースト塗布の位置、量の制御が易しくなり、チ
ップの位置精度が緩やかになり、チップやパッケージの
ピン配置等設計上の制約がなくなり、さらに、自動化に
よるコストダウンが可能となる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す説明図、第２図
（ａ），（ｂ）は第１図の実施例の穴の形成方法を示す
説明図、第３図、第４図は本考案の他の実施例を示す説
明図、第５図（ａ），（ｂ）は溝を設けたダイアイラン
ドを示す斜視図、第６図は従来のサーモパイルチップの
一例の構造の概要を示す説明図である。 １……サブストレート、２……黒体部、３……熱電対、
４……空間、５……穴、６……レジスト剤、７……溝、
８……ダイアイランド、９……銀ペースト、10……溝。 なお図中同一符号は同一又は相当する部分を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】サブストレート表面に被測定物体からの赤
   外線を熱エネルギーに変換する黒体部と該黒体部からの
   熱エネルギーを電気信号に変換する熱電対が設けられ、
   上記黒体部の光熱変換効率を高めるため該黒体部の下の
   サブストレートが削り取られて空間が形成されたチップ
   が、リードフレームのダイアイランド表面又はメタルキ
   ャンタイプヘッダのメタル部表面に銀ペーストで接着さ
   れて組立てられたサーモパイル素子において、 リードフレームのダイアイランド表面又はメタルキャン
   タイプヘッダのメタル部表面に銀ペーストで接着された
   上記チップの黒体部の下のサブストレートが削り取られ
   て形成された空間が外気と通じるように、上記チップの
   黒体部に穴が開けられるか、銀ペーストで接着されるチ
   ップのサブストレート底面かあるいはリードフレームの
   ダイアイランド表面又はメタルキャンタイプヘッダのメ
   タル部表面に溝が設けられたことを特徴とするサーモパ
   イル素子。