JPH09126882A - 赤外線画像検出器およびその製造方法ならびにダイボンディング治具 - Google Patents

赤外線画像検出器およびその製造方法ならびにダイボンディング治具

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JPH09126882A
JPH09126882A JP28599095A JP28599095A JPH09126882A JP H09126882 A JPH09126882 A JP H09126882A JP 28599095 A JP28599095 A JP 28599095A JP 28599095 A JP28599095 A JP 28599095A JP H09126882 A JPH09126882 A JP H09126882A
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infrared
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detecting element
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Application number
JP28599095A
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English (en)
Inventor
Katsuhiro Ono
克弘 大野
Kunio Ookawa
訓生 大川
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched

Abstract

(57)【要約】 【課題】 透過窓の大形化、封止の長寿命化が困難であ
る。 【解決手段】 円筒状部材２６をコバールで、透過窓２
８を単結晶ゲルマニウムでそれぞれ形成するとともに、
円筒状部材２６および透過窓２８の各熱膨張係数のほぼ
中間の値の熱膨張係数を有する低融点ガラス２９により
接合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、被検出物体から
放射される赤外線を検出素子上に導き、その物体の画像
情報として検出する赤外線画像検出器およびその製造方
法、ならびに製造に適用されるダイボンディング治具に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１３は例えば特開平６−１２９８９８
号公報に示されたこの種の従来の赤外線画像検出器の概
略構成を示す断面図である。図において、１はパッケー
ジベース、２はこのパッケージベース１上に設置され上
方に赤外線を透過するための赤外線透過窓３が固着され
たパッケージキャップで、パッケージベース１および赤
外線透過窓３と共に器室４を形成し、この器室４内は低
熱伝導性の気体が封入された状態、または真空状態に保
持されている。
【０００３】５は器室４内のパッケージベース１上にダ
イボンディングによって搭載されたシリコンチップで、
増幅と信号処理を行う電子回路が一体化されている。６
はこのシリコンチップ５上にマイクロマシニング技術に
よって懸垂状態に形成されたシリコン酸化膜で、シリコ
ンチップ５内の電子回路と後述の薄膜抵抗体ボロメータ
との間の熱絶縁を目的として形成されている。７はこの
シリコン酸化膜６上に形成された微小ボリウムの薄膜抵
抗体ボロメータ（熱による物質の抵抗変化を赤外線検知
に利用する素子）、８はシリコン酸化膜６上に形成され
る配線パッドで、これら６ないし８で赤外線検出素子９
を構成している。１０はパッケージベース１を貫通する
信号出力端子ピン、１１はこの信号出力端子ピン１０と
配線パッド８との間を接続する微細ワイヤである。
【０００４】上記のように構成された従来の赤外線画像
検出器においては、図中矢印で示すように入射される微
弱赤外線は赤外線透過窓３を介して内部に導入され、薄
膜抵抗体ボロメータ７上に入射される。そして、微弱赤
外線の入射によって変化する薄膜抵抗体ボロメータ７の
抵抗値を、シリコン酸化膜６内に一体化された電子回路
で増幅・信号処理を行い、信号出力端子ピン１０を介し
て外部に順次出力することにより、微弱赤外線を放射す
る被検出物体（図示せず）の画像情報が検出される。
【０００５】一般に赤外線画像検出器は上記から明らか
なように、１．器室４内を真空またはガス封止ができ、
且つこの封止を長期に渡って保持できる構造でなければ
ならない。２．内部が封止されている器室４を構成する
一要素であるパッケージキャップの一部に、特定の波長
の赤外線を透過させる赤外線透過窓３を設けなければな
らない。３．赤外線検出素子９はパッケージベース１お
よびパッケージキャップ２等とは断熱的で、且つ外部か
ら冷却および加熱による温度制御が容易（熱抵抗が小）
でなければならない。４．赤外線検出素子９は懸垂状態
で機械的に脆弱な構造であるため、機械的な外力が加わ
らないように且つ熱的、機械的に良好な状態でパッケー
ジベース１上にダイボンディングされなければならな
い。等を考慮して製作する必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の赤外線画像検出
器は上記したような事項が考慮され構成されているが、
画像センサのような１０ｍｍ×１０ｍｍ角を越えるよう
な大形チップを搭載するパッケージにおいては、さら
に、１．赤外線透過窓３が大形になること、２．赤外線
検出素子９表面の画素エリアが相対的に広いこと、３．
器室４内部の真空、ガス封止が長期間保障されなければ
ならないこと、等を解決しなければならないという問題
点があった。
【０００７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、赤外線透過窓の大形化、画素エ
リアの拡大化および真空、ガス封止の長寿命化に対応可
能な赤外線画像検出器およびその製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る赤外線画像検出器は、中央部に開口を有するパッケー
ジベースと、パッケージベースの開口内に四方を懸垂状
態で保持される台板と、台板上に搭載される赤外線画像
検出素子と、赤外線画像検出素子を覆うようにパッケー
ジベース上に固着されるパッケージキャップと、パッケ
ージキャップの赤外線画像検出素子と対応する位置に装
着され所定の波長の赤外線を透過させて赤外線画像検出
素子上に導く赤外線透過窓とを備えた赤外線画像検出器
において、赤外線画像検出素子をフィルム状ダイボンド
接着剤を介して台板上にダイボンディングしたものであ
る。
【０００９】又、この発明の請求項２に係る赤外線画像
検出器の製造方法は、台板の底面を保持する工程と、台
板の上面にフィルム状ダイボンド接着剤を載置して片面
を接着する工程と、フィルム状ダイボンド接着剤上面に
赤外線画像検出素子を載置して接着する工程と、赤外線
画像検出素子の周囲を上方から所定の圧力で押圧する工
程とを含有するものである。
【００１０】又、この発明の請求項３に係るダイボンデ
ィング治具は、台板の底面を保持する第１の治具と、底
面の台板上に載置される赤外線画像検出素子の画素領域
と対応する位置に窪み部を有し残りの部分で赤外線画像
検出素子の画素領域以外の部分を上方から所定の圧力で
押圧する第２の治具とを備えたものである。
【００１１】又、この発明の請求項４に係るダイボンデ
ィング治具は、請求項３において、第２の治具の窪み部
に上方に貫通する通気穴を形成したものである。
【００１２】又、この発明の請求項５に係る赤外線画像
検出器は、中央部に開口を有するパッケージベースと、
パッケージベースの開口内に四方を懸垂状態で保持され
る台板と、台板上に搭載される赤外線画像検出素子と、
赤外線画像検出素子を覆うようにパッケージベース上に
固着されるパッケージキャップと、パッケージキャップ
の赤外線画像検出素子と対応する位置に装着され所定の
波長の赤外線を透過させて赤外線画像検出素子上に導く
赤外線透過窓とを備えた赤外線画像検出器において、パ
ッケージキャップをコバールで赤外線透過窓を単結晶ゲ
ルマニウムでそれぞれ形成するとともに、パッケージキ
ャップおよび赤外線透過窓はコバールおよび単結晶ゲル
マニウムの各熱膨張係数のほぼ中間の値の熱膨張係数を
有する低融点ガラスにより接合したものである。
【００１３】又、この発明の請求項６に係る赤外線画像
検出器は、請求項５において、パッケージキャップを赤
外線透過窓側およびパッケージベース側にそれぞれ分割
可能に形成するとともに、分割部の接合はパッケージキ
ャップおよび赤外線透過窓の接合後にシーム溶接で行う
ようにしたものである。
【００１４】又、この発明の請求項７に係る赤外線画像
検出器は、請求項６において、パッケージキャップの分
割部より赤外線透過窓側の円周上に所定の厚さの薄肉部
を形成したものである。
【００１５】又、この発明の請求項８に係る赤外線画像
検出器は、中央部に開口を有するパッケージベースと、
パッケージベースの開口内に四方を懸垂状態で保持され
る台板と、台板上に搭載される赤外線画像検出素子と、
赤外線画像検出素子を覆うようにパッケージベース上に
固着されるパッケージキャップと、パッケージキャップ
の赤外線画像検出素子と対応する位置に装着され所定の
波長の赤外線を透過させて赤外線画像検出素子上に導く
赤外線透過窓とを備えた赤外線画像検出器において、パ
ッケージキャップ内に非蒸発型ゲッタを収納配設し真空
排気後活性化させたものである。
【００１６】又、この発明の請求項９に係る赤外線画像
検出器は、中央部に開口を有するパッケージベースと、
パッケージベースの開口内に四方を懸垂状態で保持され
る台板と、台板上に搭載される赤外線画像検出素子と、
赤外線画像検出素子を覆うようにパッケージベース上に
固着されるパッケージキャップと、パッケージキャップ
の赤外線画像検出素子と対応する位置に装着され所定の
波長の赤外線を透過させて赤外線画像検出素子上に導く
赤外線透過窓とを備えた赤外線画像検出器において、台
板をパッケージケースを形成する部材の熱膨張係数とほ
ぼ同様な値の熱膨張係数を有し且つ大きな熱伝導度を有
する部材で形成したものである。
【００１７】又、この発明の請求項１０に係る赤外線画
像検出器は、請求項９において、台板の底面に電子冷却
素子を当接させて配置したものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．以下、この発明の実施の形態を図に基づ
いて説明する。図１はこの発明の実施の形態１における
赤外線画像検出器の要部の構成を示す断面図、図２は図
１におけるフィルム状ダイボンド接着剤を示す斜視図で
ある。図において、１２は中央部に開口１２ａを有する
パッケージベース、１３はこのパッケージベース１２の
開口１２ａ内に四方を懸垂状態で保持された台板、１４
はこの台板１３の上面に図２に示すような形状に裁断さ
れたフィルム状ダイボンド接着剤で、例えばＡｇ粉末入
り５０μｍ厚さのものが適用されている。
【００１９】１５はフィルム状ダイボンド接着剤１４に
より台板１３上に接着されるシリコンチップで、増幅お
よび信号処理を行う電子回路が一体化され、後述の薄膜
抵抗体ボロメータと接触する部分にはシリコン酸化膜が
形成されている。１６はシリコンチップ１５上に形成さ
れた薄膜抵抗体ボロメータで、シリコン酸化膜１５内に
一体化された電子回路とともに赤外線検出素子１７を形
成している。１８はパッケージベースを貫通する信号出
力端子ピン、１９はこの信号出力端子ピン１８とシリコ
ン酸化膜１５上の配線パッド（図示せず）との間を接続
する微細ワイヤ、２０はパッケージベース１２上に形成
され、パッケージキャップ（図示せず）が載置されるメ
タルフランジである。
【００２０】次に上記のように構成された実施の形態１
における赤外線画像検出器の赤外線検出素子１７のダイ
ボンディング方法を説明する。まず、両面に離型フィル
ムを張り合わせたフィルム状ダイボンド接着剤１４を図
２に示すように所定の形状に裁断し、片面の離型フィル
ムを剥離して接着剤面を下にして台板１３の上面に設置
し上面にならうように引き伸ばした後、軽荷重（〜１０
０ｇ／ｃｍ2）を上方から印加して９５℃で１０分間キ
ュアする。続いてもう片面の離型フィルムを剥離し、接
着剤面上に赤外線検出素子１７を載せて重い荷重（１５
０〜３００ｇ／ｃｍ2）を上方から印加して１２０℃で
６０分間キュアすることにより、赤外線検出素子１７の
台板１３へのダイボンディングが成される。
【００２１】このように上記実施の形態１によれば、フ
ィルム状ダイボンド接着剤１４により、赤外線検出素子
１７の台板１３へのダイボンディングを行うようにして
いるので、液状の接着剤を一定の厚さに印刷またはドク
ターブレード等により塗布してダイボンディングを行っ
ている従来のものと比較し、作業が容易となり歩留りが
大幅に改善できるようになる。又、フィルム状ダイボン
ド接着剤１４にＡｇ粉末入りのものを適用すると、熱抵
抗が十分に小さくなり外部からの温度制御も容易とな
る。
【００２２】実施の形態２．図３はこの発明の実施の形
態２におけるダイボンディング治具を用いたダイボンデ
ィング状態を示す断面図、図４は図３におけるダイボン
ディング治具の要部を示す斜視図である。図において、
上記実施の形態１におけると同様な部分は同一符号を付
して説明を省略する。２１は信号出力端子ピン１８を避
けて台板１３の底面を保持する第１の治具としての台板
保持治具、２２はこの台板保持治具２１と組み合わさ
れ、パッケージベース１２の外面と対向して配置される
パッケージ枠治具である。
【００２３】２３は下面の両側にナイフ部２３ａが突出
して形成されるとともに中央部の所定の領域に窪み部２
３ｂが形成され、窪み部２３ｂの底部には上面に貫通す
る通気穴２３ｃが形成された第２の治具としての押え治
具で、シリコンチップ１５の周囲を下面で上方から押圧
する。２４は下部で台板保持治具２１およびパッケージ
枠治具２２の外形と嵌合し、上部に案内穴２４ａが形成
された荷重枠治具、２５はこの荷重枠治具２４の案内穴
２４ａに案内されて押え治具２３上に載置される重錘
で、中央部に押え治具２３の通気穴２３ｃと連通する通
気穴２５ａが貫通して形成される。
【００２４】次に、上記のように構成されるこの発明の
実施の形態２におけるダイボンディング治具を用いた赤
外線画像検出器の製造方法について説明する。まず、台
板保持治具２１とパッケージ枠治具２２とを組み合わ
せ、パッケージベース１２と一体化された台板１３を台
板保持治具２１上に載せる。続いて、上記実施の形態１
においても述べたようにフィルム状ダイボンド接着剤１
４を台板１３の中央部に置いて、その上に赤外線画像検
出素子１７をフィルム状ダイボンド接着剤１４と外形が
整合するように載せる。
【００２５】次いで、この状態で押え治具２３の両ナイ
フ部２３ａ、２３ａをパッケージベース１２と台板１３
との間に挿入するとともに、赤外線画像検出素子１７の
薄膜抵抗体ボロメータ１６と窪み部２３ｂとが対応する
ように、下面でシリコンチップ１５の周囲を上方から押
える。続いて、台板保持治具２１およびパッケージ枠治
具２２の外形に荷重枠治具２４の下部を嵌合させ、最後
に荷重枠治具２４の上部に形成された案内穴２４ａから
所定の重さの重錘を挿入して押え治具２３上に載せ、所
定の温度で加熱キュアすることにより、台板１３上に赤
外線画像検出素子１７を搭載させることができる。
【００２６】このように上記実施の形態２によれば、台
板保持治具２１で台板１３の底面を保持し、押え治具２
３で赤外線画像検出素子１７の薄膜抵抗体ボロメータ１
６を避けてシリコンチップ１５の周囲のみを押えてダイ
ボンディングするようにしているので、機械的に脆弱な
階層構造を持つ赤外線画像検出素子１７のセンサ部、す
なわち、薄膜抵抗体ボロメータ１１を損傷させることな
く、且つ接着層にボイドを残留させることなくダイボン
ディングが容易にできる。又、押え治具２３の窪み部２
３ｂから通気穴２３ｃおよび重錘２５の通気穴２５ａを
介して上方に連通するようにしているので、加熱キュア
時にフィルム状ダイボンド接着剤１４から発生する微量
揮発成分を治具の外部に逃すことができ、素子表面の汚
染を防止することができる。
【００２７】実施の形態３．図５はこの発明の実施の形
態３における赤外線画像検出器の赤外線透過窓部の構成
を示す断面図、図６は図５における赤外線透過窓部を構
成する各要素の熱膨張率をそれぞれ比較して示す曲線図
である。図において、２６は下部にフランジ部２６ａが
形成される円筒状部材で、鉄−ニッケル−コバルトの合
金が適用されている。２７は円筒状部材２６の側部に金
ロウ付けされた排気用パイプ、２８は円筒状部材２６の
上方を閉塞するように配置され単結晶ゲルマニウムで形
成された透過窓、２９はこの透過窓２８と円筒状部材２
６との当接部を接合する低融点ソルダーガラスである。
【００２８】一般に、常温域物体の赤外線画像を検出す
る赤外線画像検出器では８〜１３μｍ帯の赤外線を有効
に透過する必要があるが、上記のように構成された実施
の形態３における透過窓２８を形成する単結晶ゲルマニ
ウムは、赤外線の透過域が〜１５μｍと十分満足する値
を有し、耐熱性も高く、熱膨張係数は６０×１０-7℃-1
で金属の熱膨張係数に近い値を有している。又、円筒状
部材２６を形成する鉄−ニッケル−コバルト合金は、熱
膨張係数が転移点以下で４９×１０-7℃-1と単結晶ゲル
マニウムに比較的近い値を有しており、且つ加工性の優
れた金属である。
【００２９】したがって、接合には図６に示すように円
筒状部材２６を形成する鉄−ニッケル−コバルト合金の
熱膨張係数と、透過窓２８を形成する単結晶ゲルマニウ
ムの熱膨張係数とのほぼ中間の値を有するものが最適で
あり、実施の形態３では熱膨張係数が５３×１０-7℃-1
で軟化点４２２℃の低融点フリットガラスを用いて接合
する。
【００３０】次に、上記のように構成される実施の形態
３における赤外線透過窓部の接合方法について説明す
る。まず、ソルダーガラス粉末（粒度１００メッシュパ
ス）をブチルカルビトールにニトロセルローズを溶解し
たビイクルに分散したペスート状のスラリーを、円筒状
部材２６の透過窓２８との接合部に塗布し、素早く透過
窓２８をこの塗布部に載置し、さらに透過窓２８の側面
部と円筒状部材２６の上部を覆うように塗布した後、１
２０℃に設定したオープン中に入れてガラスペースト中
の溶剤成分を蒸発させる。そして、乾燥後は電気炉に入
れガラスの溶融温度（上記低融点フリットガラスの場合
は４６０℃）で１０分間加熱し、ガラスを溶融した後ゆ
っくり室温に冷却し、円筒状部材２６と透過窓２８との
気密接合を完成させる。
【００３１】上記のような方法で接合された円筒状部材
２６と透過窓２８との気密性は、ヘリウムのリークデテ
クタによる評価で１０-10ａｔｍ、ｃｃ／ｓｅｃ以下の
気密レベルに到達していることが判り、気密性および信
頼の高い赤外線透過窓部の接合が達成できる。
【００３２】このように上記実施の形態３によれば、円
筒状部材２６を鉄−ニッケル−コバルト合金、透過窓２
８を単結晶ゲルマニウムでそれぞれ形成するとともに、
円筒状部材２６と透過窓２８との接合を、鉄−ニッケル
−コバルト合金と単結晶ゲルマニウムの各熱膨張係数の
ほぼ中間の値の熱膨張係数を有する低融点ソルダーガラ
スで実施するようにしたので、気密性が高く、比較的大
口径の赤外線透過窓を得ることが可能になる。
【００３３】実施の形態４．図７はこの発明の実施の形
態４における赤外線画像検出器の構成を示す断面図であ
る。図において、上記各実施の形態におけるものと同様
な部分は同一符号を付して説明を省略する。３０は排気
用パイプ２７の封止切り部、３１はメタルフランジ２０
と円筒状部材２６のフランジ部２６ａとを接合するシー
ム溶接である。
【００３４】次に、上記のように構成された実施の形態
４における赤外線画像検出器の組立方法について説明す
る。まず、実施の形態１において図１で示したように、
パッケージベース１２に一体化された台板１３上に、フ
ィルム状ダイボンド接着剤１４を介して赤外線画像検出
素子１７を搭載したものと、実施の形態３において図５
で示したように、円筒状部材２６に透過窓２８を接合し
て一体化したものとをそれぞれ個別に製作する。
【００３５】その後、円筒状部材２６のフランジ部２６
ａをメタルフランジ２０の上に重ね合わせて、当接部を
ＴＩＧ溶接、レーザ溶接等でシーム溶接３１する。続い
て、溶接部の気密リーク試験を行い、気密漏れのないこ
とが確認できれば、排気用パイプ２７を通して内部を真
空に排気し、真空の状態または低熱伝導性気体を封入
後、排気用パイプ２７の先端を封止切り、封止切り部３
０が形成される。
【００３６】このように上記実施の形態４によれば、赤
外線画像検出素子１７が搭載されたパッケージベース１
２側と、透過窓側とを別々に製作し、最後にシーム溶接
３１によって両者を接合するようにしているので、透過
窓側における円筒状部材２６と透過窓２８とを低融点ソ
ルダーガラス２９で接合する際に必要な加熱温度４６０
℃の熱影響が、赤外線画像検出素子１７側に及ぶことも
なくなり、製作過程における赤外線画像検出素子１７の
損傷、劣化が防止できる。
【００３７】実施の形態５．図８はこの発明の実施の形
態５における赤外線画像検出器の構成を示す断面図、図
９は図８における赤外線画像検出器の要部の構成を拡大
して示す断面図である。図において、上記各実施の形態
におけるものと同様な部分は同一符号を付して説明を省
略する。３２は円筒状部材２６のフランジ部２６ａより
上方、すなわち、フランジ部２６ａとパッケージフラン
ジ２０との接合部より透過窓２８側に形成された薄肉部
で、例えば円筒状部材２６の肉厚が０．８ｍｍの場合、
図９に示すように厚さｔ＝０．２ｍｍ、幅ｄ＝２ｍｍの
寸法で切り込まれている。
【００３８】このように上記実施の形態５によれば、フ
ランジ部２６ａとパッケージフランジ２０との接合部よ
り透過窓２８側の筒状部材２６の側面に薄肉部３２を形
成したので、シーム溶接３１を行う際に発生する溶接歪
を吸収するとともに、低融点ソルダーガラス２９および
透過窓２８への熱侵入を抑制し接合部材間の温度差に基
づく歪を回避することができ、透過窓２８接合部の気密
漏れを防止することが可能となる。なお、薄肉部３２を
上記のような寸法で形成することにより、熱抵抗は薄肉
部３２がない場合に比較して約３倍上昇し、シール部の
温度上昇を極小に抑制することができた。
【００３９】実施の形態６．尚、上記実施の形態５で
は、溝により薄肉部３２を形成する場合について説明し
たが、これに限定されるものではなく、例えば図１０に
示すように切欠きで薄肉部３３を形成するようにしても
良く、上記実施の形態５と同様の効果を発揮し得ること
は言うまでもない。
【００４０】実施の形態７．図１１はこの発明の実施の
形態７における赤外線画像検出器の構成を示す断面図で
ある。図において、上記各実施の形態におけるものと同
様な部分は同一符号を付して説明を省略する。３４はパ
ッケージ内に配設された非蒸発型ゲッタで、パッケージ
ベース１２を貫通して外部に突出する通電端子３５、３
５間に接続されている。
【００４１】上記のように構成された実施の形態７にお
ける赤外線画像検出装置においては、まず、パッケージ
内の真空排気を行い、ベーキング後内部が十分な真空度
に達した状態で、両通電端子３５、３５間に通電して非
蒸発型ゲッタ３４を加熱、活性化し、手早く排気用パイ
プ２７の先端を封止切る。一般には、このようにして理
想的に気密漏れのない状態で保持しても、内部の真空劣
化は内部に配設された構成部材からのアウトガスによっ
て起こり、寿命はせいぜい２００日程度であるのに対し
て、試算によると上記実施の形態７の構成を採用すると
約２００年の寿命が保たれることが判明した。
【００４２】尚、ゲッタの設置は通常の金属バリウム、
金属チタンのごとき蒸発型ゲッタでも同様の真空寿命の
延長効果は期待できるが、蒸発型ゲッタではパッケージ
内部および内部に搭載された赤外線画像検出素子１７を
汚染し、センサ機能を損なう恐れが大きい。これに対し
て、非蒸発型ゲッタ３４は加熱によって内部に吸蔵され
たガス以外に蒸発する成分を含まず、パッケージ内部お
よび内部に搭載された赤外線画像検出素子１７を汚染す
る恐れは全くなく、設置位置に制限がない。
【００４３】このように上記実施の形態７によれば、パ
ッケージ内に非蒸発型パッケージ３４を収納配設し、パ
ッケージ内を真空排気後活性化させて封止切るようにし
たので、パッケージ内の真空度を長期にわたって保持す
ることが可能となる。
【００４４】実施の形態８．図１２はこの発明の実施の
形態８における赤外線画像検出器の構成を示す断面図で
ある。図において、上記各実施の形態におけるものと同
様な部分は同一符号を付して説明を省略する。３６はパ
ッケージベース１２と熱膨張係数が近似し、熱伝導度が
大きく且つ金属ロウ付けが可能な材料、例えばモリブデ
ンまたは銅−タングステン合金で形成された台板で、赤
外線画像検出素子１７を搭載している。３７は一方に冷
却／加熱面３７ａ、他方に放熱／吸収面３７ｂが形成さ
れ電流端子３７ｃを有するペルチェ効果利用の電子冷却
素子で、冷却／加熱面３７ａが台板３６の底面に張り合
わされ、電流端子３７ｃに直流電流を流しその極性の反
転により定温温度制御を行うようになされている。３８
は電子冷却素子３７の放熱／吸収面３７ｂに装着された
フィンである。
【００４５】このように上記実施の形態８によれば、台
板３６を熱伝導度の大きな材料で形成したので、台板３
６自身の熱抵抗を低減し、電子冷却素子３７を外部装着
する際に問題となる、赤外線画像検出素子１７と電子冷
却素子３７との間の熱的応答をスムーズにでき、電子冷
却素子３７の外部装着が可能となった。又、電子冷却素
子３７を外部装着したことにより、赤外線画像検出器本
体と電子冷却素子３７との分離が容易となり、いずれか
一方の部品に故障が発生しても、他方の部品を無駄にす
ることなく交換またはリペアが可能となる。
【００４６】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
れば、中央部に開口を有するパッケージベースと、パッ
ケージベースの開口内に四方を懸垂状態で保持される台
板と、台板上に搭載される赤外線画像検出素子と、赤外
線画像検出素子を覆うようにパッケージベース上に固着
されるパッケージキャップと、パッケージキャップの赤
外線画像検出素子と対応する位置に装着され所定の波長
の赤外線を透過させて赤外線画像検出素子上に導く赤外
線透過窓とを備えた赤外線画像検出器において、赤外線
画像検出素子をフィルム状ダイボンド接着剤を介して台
板上にダイボンディングしたので、作業が容易となり歩
留りの大幅改善が可能な赤外線画像検出器を提供するこ
とができる。
【００４７】又、この発明の請求項２によれば、台板の
底面を保持する工程と、台板の上面にフィルム状ダイボ
ンド接着剤を載置して片面を接着する工程と、フィルム
状ダイボンド接着剤上面に赤外線画像検出素子を載置し
て接着する工程と、赤外線画像検出素子の周囲を上方か
ら所定の圧力で押圧する工程とを含有するようにしたの
で、センサ部を損傷させることなく容易にダイボンディ
ングが可能な赤外線画像検出器の製造方法を提供するこ
とができる。
【００４８】又、この発明の請求項３によれば、台板の
底面を保持する第１の治具と、底面の台板上に載置され
る赤外線画像検出素子の画素領域と対応する位置に窪み
部を有し残りの部分で赤外線画像検出素子の画素領域以
外の部分を上方から所定の圧力で押圧する第２の治具と
を備えたので、センサ部の損傷、接着層にボイドの残留
をさせることなく容易にダイボンディングが可能なダイ
ボンディング治具を提供することができる。
【００４９】又、この発明の請求項４によれば、請求項
３において、第２の治具の窪み部に上方に貫通する通気
穴を形成したので、ダイボンディング作業が容易となる
ことは勿論のこと、センサ部表面の汚染を防止すること
が可能なダイボンディング治具を提供することができ
る。
【００５０】又、この発明の請求項５によれば、中央部
に開口を有するパッケージベースと、パッケージベース
の開口内に四方を懸垂状態で保持される台板と、台板上
に搭載される赤外線画像検出素子と、赤外線画像検出素
子を覆うようにパッケージベース上に固着されるパッケ
ージキャップと、パッケージキャップの赤外線画像検出
素子と対応する位置に装着され所定の波長の赤外線を透
過させて赤外線画像検出素子上に導く赤外線透過窓とを
備えた赤外線画像検出器において、パッケージキャップ
をコバールで赤外線透過窓を単結晶ゲルマニウムでそれ
ぞれ形成するとともに、パッケージキャップおよび赤外
線透過窓はコバールおよび単結晶ゲルマニウムの各熱膨
張係数のほぼ中間の値の熱膨張係数を有する低融点ガラ
スにより接合したので、気密性が高く大口径の透過窓を
得ることが可能な赤外線画像検出器を提供することがで
きる。
【００５１】又、この発明の請求項６によれば、請求項
５において、パッケージキャップを赤外線透過窓側およ
びパッケージベース側にそれぞれ分割可能に形成すると
ともに、分割部の接合はパッケージキャップおよび赤外
線透過窓の接合後にシーム溶接で行うようにしたので、
製作過程におけるセンサ部の損傷、劣化の防止が可能な
赤外線画像検出器を提供することができる。
【００５２】又、この発明の請求項７によれば、請求項
６において、パッケージキャップの分割部より赤外線透
過窓側の円周上に所定の厚さの薄肉部を形成したので、
赤外線透過窓接合部の気密漏れを防止することが可能な
赤外線画像検出器を提供することができる。
【００５３】又、この発明の請求項８によれば、中央部
に開口を有するパッケージベースと、パッケージベース
の開口内に四方を懸垂状態で保持される台板と、台板上
に搭載される赤外線画像検出素子と、赤外線画像検出素
子を覆うようにパッケージベース上に固着されるパッケ
ージキャップと、パッケージキャップの赤外線画像検出
素子と対応する位置に装着され所定の波長の赤外線を透
過させて赤外線画像検出素子上に導く赤外線透過窓とを
備えた赤外線画像検出器において、パッケージキャップ
内に非蒸発型ゲッタを収納配設し真空排気後活性化させ
たので、真空度を長期にわたって保持することが可能な
赤外線画像検出器を提供することができる。
【００５４】又、この発明の請求項９によれば、中央部
に開口を有するパッケージベースと、パッケージベース
の開口内に四方を懸垂状態で保持される台板と、台板上
に搭載される赤外線画像検出素子と、赤外線画像検出素
子を覆うようにパッケージベース上に固着されるパッケ
ージキャップと、パッケージキャップの赤外線画像検出
素子と対応する位置に装着され所定の波長の赤外線を透
過させて赤外線画像検出素子上に導く赤外線透過窓とを
備えた赤外線画像検出器において、台板をパッケージケ
ースを形成する部材の熱膨張係数とほぼ同様な値の熱膨
張係数を有し且つ大きな熱伝導度を有する部材で形成し
たので、電子冷却素子の外部装着が可能な赤外線画像検
出器を提供することができる。
【００５５】又、この発明の請求項１０によれば、請求
項９において、台板の底面に電子冷却素子を当接させて
配置したので、本体と電子冷却素子との分離が容易とな
り、電子冷却素子の交換が容易な赤外線画像検出器を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１における赤外線画像
検出器の要部の構成を示す断面図である。
【図２】 図１におけるフィルム状ダイボンド接着剤を
示す斜視図である。
【図３】 この発明の実施の形態２におけるダイボンデ
ィング治具を用いたダイボンディング状態を示す断面図
である。
【図４】 図３におけるダイボンディング治具の要部を
示す斜視図である。
【図５】 この発明の実施の形態３における赤外線画像
検出器の赤外線透過窓部の構成を示す断面図である。
【図６】 図５における赤外線透過窓部を構成する各要
素の熱膨張率をそれぞれ比較して示す曲線図である。
【図７】 この発明の実施の形態４における赤外線画像
検出器の構成を示す断面図である。
【図８】 この発明の実施の形態５における赤外線画像
検出器の構成を示す断面図である。
【図９】 図８における赤外線画像検出器の要部の構成
を拡大して示す断面図である。
【図１０】 この発明の実施の形態６における赤外線画
像検出器の要部の構成を示す断面図である。
【図１１】 この発明の実施の形態７における赤外線画
像検出器の構成を示す断面図である。
【図１２】 この発明の実施の形態８における赤外線画
像検出器の構成を示す断面図である。
【図１３】 従来の赤外線画像検出器の構成を示す断面
図である。
【符号の説明】
１２ パッケージベース、１３，３６ 台板、１４ フ
ィルム状ダイボンド接着剤、１５ シリコンチップ、１
６ 薄膜抵抗体ボロメータ、１７ 赤外線画像検出素
子、２１ 台板保持治具、２３ 押え治具、２３ａ ナ
イフ部、２３ｂ 窪み部、２３ｃ 通気穴、２６ 円筒
状部材、２８ 透過窓、２９ 低融点ソルダーガラス、
３２，３３ 薄肉部、３４ 非蒸発型ゲッタ、３６ 台
板、３７ 電子冷却素子、３８ フィン。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 中央部に開口を有するパッケージベース
    と、上記パッケージベースの開口内に四方を懸垂状態で
    保持される台板と、上記台板上に搭載される赤外線画像
    検出素子と、上記赤外線画像検出素子を覆うように上記
    パッケージベース上に固着されるパッケージキャップ
    と、上記パッケージキャップの上記赤外線画像検出素子
    と対応する位置に装着され所定の波長の赤外線を透過さ
    せて上記赤外線画像検出素子上に導く赤外線透過窓とを
    備えた赤外線画像検出器において、上記赤外線画像検出
    素子はフィルム状ダイボンド接着剤を介して上記台板上
    にダイボンディングされていることを特徴とする赤外線
    画像検出器。
  2. 【請求項２】 台板の底面を保持する工程と、上記台板
    の上面にフィルム状ダイボンド接着剤を載置して片面を
    接着する工程と、上記フィルム状ダイボンド接着剤上面
    に赤外線画像検出素子を載置して接着する工程と、上記
    赤外線画像検出素子の周囲を上方から所定の圧力で押圧
    する工程とを含有することを特徴とする赤外線画像検出
    器の製造方法。
  3. 【請求項３】 台板の底面を保持する第１の治具と、底
    面の上記台板上に載置される赤外線画像検出素子の画素
    領域と対応する位置に窪み部を有し残りの部分で上記赤
    外線画像検出素子の画素領域以外の部分を上方から所定
    の圧力で押圧する第２の治具とを備えたことを特徴とす
    るダイボンディング治具。
  4. 【請求項４】 第２の治具の窪み部には上方に貫通する
    通気穴が形成されていることを特徴とする請求項３記載
    のダイボンディング治具。
  5. 【請求項５】 中央部に開口を有するパッケージベース
    と、上記パッケージベースの開口内に四方を懸垂状態で
    保持される台板と、上記台板上に搭載される赤外線画像
    検出素子と、上記赤外線画像検出素子を覆うように上記
    パッケージベース上に固着されるパッケージキャップ
    と、上記パッケージキャップの上記赤外線画像検出素子
    と対応する位置に装着され所定の波長の赤外線を透過さ
    せて上記赤外線画像検出素子上に導く赤外線透過窓とを
    備えた赤外線画像検出器において、上記パッケージキャ
    ップをコバールで上記赤外線透過窓を単結晶ゲルマニウ
    ムでそれぞれ形成するとともに、上記パッケージキャッ
    プおよび赤外線透過窓は上記コバールおよび単結晶ゲル
    マニウムの各熱膨張係数のほぼ中間の値の熱膨張係数を
    有する低融点ガラスにより接合されていることを特徴と
    する赤外線画像検出器。
  6. 【請求項６】 パッケージキャップを赤外線透過窓側お
    よびパッケージベース側にそれぞれ分割可能に形成する
    とともに、分割部の接合は上記パッケージキャップおよ
    び赤外線透過窓の接合後にシーム溶接で行うようにした
    ことを特徴とする請求項５記載の赤外線画像検出器。
  7. 【請求項７】 パッケージキャップの分割部より赤外線
    透過窓側の円周上に所定の厚さの薄肉部を形成したこと
    を特徴とする請求項６記載の赤外線画像検出器。
  8. 【請求項８】 中央部に開口を有するパッケージベース
    と、上記パッケージベースの開口内に四方を懸垂状態で
    保持される台板と、上記台板上に搭載される赤外線画像
    検出素子と、上記赤外線画像検出素子を覆うように上記
    パッケージベース上に固着されるパッケージキャップ
    と、上記パッケージキャップの上記赤外線画像検出素子
    と対応する位置に装着され所定の波長の赤外線を透過さ
    せて上記赤外線画像検出素子上に導く赤外線透過窓とを
    備えた赤外線画像検出器において、上記パッケージキャ
    ップ内に非蒸発型ゲッタを収納配設し真空排気後活性化
    させたことを特徴とする赤外線画像検出器。
  9. 【請求項９】 中央部に開口を有するパッケージベース
    と、上記パッケージベースの開口内に四方を懸垂状態で
    保持される台板と、上記台板上に搭載される赤外線画像
    検出素子と、上記赤外線画像検出素子を覆うように上記
    パッケージベース上に固着されるパッケージキャップ
    と、上記パッケージキャップの上記赤外線画像検出素子
    と対応する位置に装着され所定の波長の赤外線を透過さ
    せて上記赤外線画像検出素子上に導く赤外線透過窓とを
    備えた赤外線画像検出器において、上記台板を上記パッ
    ケージケースを形成する部材の熱膨張係数とほぼ同様な
    値の熱膨張係数を有し且つ大きな熱伝導度を有する部材
    で形成したことを特徴とする赤外線画像検出器。
  10. 【請求項１０】 台板の底面に電子冷却素子を当接させ
    て配置したことを特徴とする請求項９記載の赤外線画像
    検出器。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007074503A1 (ja) * 2005-12-26 2007-07-05 Yoshihiro Shiotani 真空パネル
JPWO2006120862A1 (ja) * 2005-05-11 2008-12-18 株式会社村田製作所 赤外線センサおよびその製造方法
JP2010054262A (ja) * 2008-08-27 2010-03-11 Kyocera Corp センサー用窓部材およびそれを用いたセンサー用パッケージならびにセンサー装置
CN102374903A (zh) * 2010-08-13 2012-03-14 北京广微积电科技有限公司 红外透射窗及其制造方法以及气密性盒体、红外线传感装置
CN107055458A (zh) * 2015-12-29 2017-08-18 罗伯特·博世有限公司 用于微机械构件的吸气装置

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