JPS5973740A - 化学及び物理量電気変換装置 - Google Patents
化学及び物理量電気変換装置Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光、湿度、温度、ガス、音波等の化学及び物理
量を電気出力等に変換する化学及び物理量電気変換装置
に関するものであり、特に雰囲気に直接さらされるもの
において耐環境性の向上、構造の単純化、取扱いの容易
さ、量産性の向上を目的としたものである。
量を電気出力等に変換する化学及び物理量電気変換装置
に関するものであり、特に雰囲気に直接さらされるもの
において耐環境性の向上、構造の単純化、取扱いの容易
さ、量産性の向上を目的としたものである。
一例として光電変換装置を例にとって説明をするが、前
記したような変換装置に適用する事は可能である。従来
単結晶シリコン基板に拡散等によりＰＮ接合を形成し、
いわゆるフォトダイオード等での光電変換素子の出力を
この単結晶シリコン基板から外部へ／ｌやＡｕ線による
ワイヤーボンディングでおこなっていたが、量産性の面
において十分でなく、複雑な構造のものでは取り扱いが
めんどうであり、又このＡ！やＡｕ線も２５〜５０μと
非常に細く取り扱い時断線等の細心の注意が必要であっ
た。又、ワイヤーボンディングを外部雰囲気から守るた
めに石英ガラス等により封止した構造をとっているが、
微弱な光等はこの石英ガラス等により減衰し問題になる
事があった。又、前記の構造では量産性の面で問題があ
りコストの上昇になってしまっているのが現状である。
記したような変換装置に適用する事は可能である。従来
単結晶シリコン基板に拡散等によりＰＮ接合を形成し、
いわゆるフォトダイオード等での光電変換素子の出力を
この単結晶シリコン基板から外部へ／ｌやＡｕ線による
ワイヤーボンディングでおこなっていたが、量産性の面
において十分でなく、複雑な構造のものでは取り扱いが
めんどうであり、又このＡ！やＡｕ線も２５〜５０μと
非常に細く取り扱い時断線等の細心の注意が必要であっ
た。又、ワイヤーボンディングを外部雰囲気から守るた
めに石英ガラス等により封止した構造をとっているが、
微弱な光等はこの石英ガラス等により減衰し問題になる
事があった。又、前記の構造では量産性の面で問題があ
りコストの上昇になってしまっているのが現状である。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
のであり、その特徴は外部への電極の取出しの単純化、
耐環境性の向上、及び小型化により量産性の、コストの
低減の可能な化学及び物理量電気変換装置を提供する事
を目的とするものである。
のであり、その特徴は外部への電極の取出しの単純化、
耐環境性の向上、及び小型化により量産性の、コストの
低減の可能な化学及び物理量電気変換装置を提供する事
を目的とするものである。
次に、本発明をよりよく理解するために図に示す一実施
例を用いて具体的に説明する。まず第１図、第２図につ
いて説明する。たとえばアルミナ基板１等に所定の大き
さの穴２及びリードピン用の小穴２Ａをあける。引続き
スフレーン印刷等の手法により導体層３を例えば銀パラ
ジウム系の導体ペーストを用いて形成する。次に所定の
部所（すなわち後の工程でハンダ層を形成する部所）以
外の全面にガラス等の絶縁体部４を形成し導体層３を部
分的に被覆する。このようにして第１の接着部５と導体
層３に接続した外部取出し電極６及び外部引き出し端子
７を形成した。次に各部所５．６．７にハンダ層８を形
成した。なお、穴２と第１の接着部５の内径を同じ大き
さに形成しておくと余分の空間部ができないので最適で
ある。
例を用いて具体的に説明する。まず第１図、第２図につ
いて説明する。たとえばアルミナ基板１等に所定の大き
さの穴２及びリードピン用の小穴２Ａをあける。引続き
スフレーン印刷等の手法により導体層３を例えば銀パラ
ジウム系の導体ペーストを用いて形成する。次に所定の
部所（すなわち後の工程でハンダ層を形成する部所）以
外の全面にガラス等の絶縁体部４を形成し導体層３を部
分的に被覆する。このようにして第１の接着部５と導体
層３に接続した外部取出し電極６及び外部引き出し端子
７を形成した。次に各部所５．６．７にハンダ層８を形
成した。なお、穴２と第１の接着部５の内径を同じ大き
さに形成しておくと余分の空間部ができないので最適で
ある。
次に、第３図、第４図について説明すると、たとえば１
〜２Ω・ｃｍのＮ型単結晶シリコン基板１０１にＰ型で
あるボロンを拡散して光電変換部としてフォトダイオー
ド１０２を形成しＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４等の絶縁体層１
０３を形成した。又、特に必要の場合はフィルター、反
射防止膜等をこの絶縁体層１０３の上部又は下部に形成
する。
〜２Ω・ｃｍのＮ型単結晶シリコン基板１０１にＰ型で
あるボロンを拡散して光電変換部としてフォトダイオー
ド１０２を形成しＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４等の絶縁体層１
０３を形成した。又、特に必要の場合はフィルター、反
射防止膜等をこの絶縁体層１０３の上部又は下部に形成
する。
この絶縁体層１０３上には前記フォトダイオード１０２
を取り巻くように第２の接着部１０４を形成した。この
第２の接着部１０４の外部には前記光電変換部としての
フォトダイオード１０２からの外部引出し電極１０５を
形成した。この第２の接着部１０４及び外部引出し電極
１０５はＡ７！−Ｔ ｉ −Ｃｕ等の蒸着層を部分的に
エツチング及びメッキをおこなって形成した。そしてこ
の第２の接着部１０４及び外部引出し電極１０５にハン
ダ層１０６を形成したものである。
を取り巻くように第２の接着部１０４を形成した。この
第２の接着部１０４の外部には前記光電変換部としての
フォトダイオード１０２からの外部引出し電極１０５を
形成した。この第２の接着部１０４及び外部引出し電極
１０５はＡ７！−Ｔ ｉ −Ｃｕ等の蒸着層を部分的に
エツチング及びメッキをおこなって形成した。そしてこ
の第２の接着部１０４及び外部引出し電極１０５にハン
ダ層１０６を形成したものである。
引続き、前記のようにハンダ層８を形成したアルミナ基
板１を熱板上におきハンダ層８を溶かしハンダ層１０６
を形成した単結晶シリコン基板１０１をこのアルミナ基
板１上に乗ゼる事により、第１の接着部５と第２の接着
部１０４をハンダ層８．１０６を接着剤として気密性を
もって接着し隔壁を形成するとともに、フォトダイオー
ド１０２への電気的接続をおこなうために導体層３に接
続した電極部６と外部引出し電極１０５も同様にハンダ
層８．１０６でもって同時に接続した。
板１を熱板上におきハンダ層８を溶かしハンダ層１０６
を形成した単結晶シリコン基板１０１をこのアルミナ基
板１上に乗ゼる事により、第１の接着部５と第２の接着
部１０４をハンダ層８．１０６を接着剤として気密性を
もって接着し隔壁を形成するとともに、フォトダイオー
ド１０２への電気的接続をおこなうために導体層３に接
続した電極部６と外部引出し電極１０５も同様にハンダ
層８．１０６でもって同時に接続した。
引続き、リードピン２０１を小穴２Ａに挿入固定して外
部引出し端子７に接続した。このリードピン２０１はア
ルミナ基板１等の両面から電気的接続が可能となるよう
にほぼ同じ長さになるようにしである。本実施例ではり
−ドピンを使ったがエッヂクリップ、又はワイヤーのみ
てもよい。さらに最後に光電変換孝子としてのシリコン
基板１０１とアルミナ基板１上に樹脂２０２をコーディ
ングした。このようにして第５図に示す如（本発明の一
実施例である光電変換装置を完成させる。
部引出し端子７に接続した。このリードピン２０１はア
ルミナ基板１等の両面から電気的接続が可能となるよう
にほぼ同じ長さになるようにしである。本実施例ではり
−ドピンを使ったがエッヂクリップ、又はワイヤーのみ
てもよい。さらに最後に光電変換孝子としてのシリコン
基板１０１とアルミナ基板１上に樹脂２０２をコーディ
ングした。このようにして第５図に示す如（本発明の一
実施例である光電変換装置を完成させる。
この構造にする事により、従来のように外部への電極取
出しはＡｌやＡｕ線のワイヤーボンディングを行なわな
くてもよく、厚膜印刷又は薄膜蒸着の手法でアルミナ基
板等に配線をする事ができるので量産性があがる。又、
このようにハンダ層８．１０６を利用すれば電気的接続
と、外部の雰囲気に対する気密性を保持する事が同時に
しかも容易におこなう事ができ、量産性及び多方面への
応用という点においてコストの低減、作業の容易さにお
いて非常に有利である。又耐環境性という面においても
第１の接着部と第２の接着部で形成される空間内（外部
雰囲気にさらされる領域）には素子の電極及び基板の電
極が形成されないので良好である。又、本構造において
は穴２が設けであるためハンダ付にフラックス等を使用
してもその洗浄は比較的楽におこなう事ができる。
出しはＡｌやＡｕ線のワイヤーボンディングを行なわな
くてもよく、厚膜印刷又は薄膜蒸着の手法でアルミナ基
板等に配線をする事ができるので量産性があがる。又、
このようにハンダ層８．１０６を利用すれば電気的接続
と、外部の雰囲気に対する気密性を保持する事が同時に
しかも容易におこなう事ができ、量産性及び多方面への
応用という点においてコストの低減、作業の容易さにお
いて非常に有利である。又耐環境性という面においても
第１の接着部と第２の接着部で形成される空間内（外部
雰囲気にさらされる領域）には素子の電極及び基板の電
極が形成されないので良好である。又、本構造において
は穴２が設けであるためハンダ付にフラックス等を使用
してもその洗浄は比較的楽におこなう事ができる。
又、本実施例ではフォトダイオードから外部引出し電極
までの電気的配線を拡散層で形成したが、Ａｆｉ等の金
属配線層又は多結晶シリコン層で形成し、さらに上部に
Ｓ ｉ Ｏ２、Ｓｉ３Ｎ４等の絶縁対で被覆した構造に
しても十分可能である事はいうまでもない。
までの電気的配線を拡散層で形成したが、Ａｆｉ等の金
属配線層又は多結晶シリコン層で形成し、さらに上部に
Ｓ ｉ Ｏ２、Ｓｉ３Ｎ４等の絶縁対で被覆した構造に
しても十分可能である事はいうまでもない。
さらに、導体層３はアルミナ基板１等の両面及び内部に
形成してもよく、さらにそれらを組み合わせた構成にし
てもよい。又、このアルミナ基板１上に増幅器等の電気
回路をいわゆるハイブリッドＩＣ化すればさらに小型化
を進める事ができる。
形成してもよく、さらにそれらを組み合わせた構成にし
てもよい。又、このアルミナ基板１上に増幅器等の電気
回路をいわゆるハイブリッドＩＣ化すればさらに小型化
を進める事ができる。
又、光電変換素子に増幅回路等をワンチップ化してつく
り込む事もできる。又、本発明では単結晶シリコンにＰ
Ｎ接合によるフォトダイオードを形成して光＠変換部を
構成したが、これにこだわる必要はなく、アモルファス
Ｓｔ’、ＣｄＳ等を絶縁体上又は単結晶シリコン上に蒸
着、スパッタ等で形成してもよいし、他の光電変換素子
を用いる事ができる事はいうまでもない。
り込む事もできる。又、本発明では単結晶シリコンにＰ
Ｎ接合によるフォトダイオードを形成して光＠変換部を
構成したが、これにこだわる必要はなく、アモルファス
Ｓｔ’、ＣｄＳ等を絶縁体上又は単結晶シリコン上に蒸
着、スパッタ等で形成してもよいし、他の光電変換素子
を用いる事ができる事はいうまでもない。
さらに、本発明では上記した光電変換素子１゜２Ｊ２１
外の変換素子をこの部分に配置して各種電気変換装置を
構成することができる。例えば放射線赤り１線を感知す
るセンサ、磁気、湿度、温度、−酸化炭素や塩素等気体
成分や臭気成分を感知するセンサなど種々のものが適用
できるが、特に半導体素子や多機能型セラミック素子な
どが小型であり好ましい。
外の変換素子をこの部分に配置して各種電気変換装置を
構成することができる。例えば放射線赤り１線を感知す
るセンサ、磁気、湿度、温度、−酸化炭素や塩素等気体
成分や臭気成分を感知するセンサなど種々のものが適用
できるが、特に半導体素子や多機能型セラミック素子な
どが小型であり好ましい。
また、第１の接着部を構成する接着手段とじてはハンダ
以外にも樹脂などその他の材料を用いることもできる。
以外にも樹脂などその他の材料を用いることもできる。
以上述べたように本発明装置においては、−主面上に外
部雰囲気にさらされる穴部を有する基板と、穴の位置に
対応する部分に化学及び物理量変換部を配置し、電極を
外部雰囲気から保護する接着部を備え、前記外部取出し
電極と前記引出し用電極が、及び前記第１の接着部と前
記第２の接着部がそれぞれ接着固定されているから、電
気的接続作業と前記両電極の接続部を外部雰囲気から保
護するための封止作業とを同時に行なう事が可能で作業
性の点で有利であり、かつ前記第１．第２の接着部にて
化学及び物理量変換部のみが外部雰囲気にさらされるの
みで、前記両電極を外部雰囲気から隔離、封止するため
、耐環境性が格段に向上するとともに、前記周基板の結
合が一層強固になり、振動等の機械応力に対しても接続
部を確実に保持できるという優れた効果がある。
部雰囲気にさらされる穴部を有する基板と、穴の位置に
対応する部分に化学及び物理量変換部を配置し、電極を
外部雰囲気から保護する接着部を備え、前記外部取出し
電極と前記引出し用電極が、及び前記第１の接着部と前
記第２の接着部がそれぞれ接着固定されているから、電
気的接続作業と前記両電極の接続部を外部雰囲気から保
護するための封止作業とを同時に行なう事が可能で作業
性の点で有利であり、かつ前記第１．第２の接着部にて
化学及び物理量変換部のみが外部雰囲気にさらされるの
みで、前記両電極を外部雰囲気から隔離、封止するため
、耐環境性が格段に向上するとともに、前記周基板の結
合が一層強固になり、振動等の機械応力に対しても接続
部を確実に保持できるという優れた効果がある。
第１図、第２図は本発明になる光電変換装置においてそ
のアルミナ基板の一実施例を示す平面図、側面断面図、
第３図、＠４図はシリコン基板に形成した光電変換素子
を説明するための一実施例を示す平面図、側面断面図、
第５図は本発明装置の一実施例になる光電変換装置の全
体構成を示す側面断面図である。 １・・・基板となるアルミナ基板、２・・・穴、３・・
・導体層、５・・・第１の接着部、６・・・外部取り出
し用電極部、１０１・・・単結晶シリコン基板、１０２
・・・電気変換部となるフォトダイオード、１０４・・
・第２の接着部、１０５・・・外部引出し電極、２０１
・・・リードビン。 代理人弁理士 岡 部 隆 １９１ 第 １ 図 Ｊ 第２図 第 ３ 因 第４図 第 ５ 図
のアルミナ基板の一実施例を示す平面図、側面断面図、
第３図、＠４図はシリコン基板に形成した光電変換素子
を説明するための一実施例を示す平面図、側面断面図、
第５図は本発明装置の一実施例になる光電変換装置の全
体構成を示す側面断面図である。 １・・・基板となるアルミナ基板、２・・・穴、３・・
・導体層、５・・・第１の接着部、６・・・外部取り出
し用電極部、１０１・・・単結晶シリコン基板、１０２
・・・電気変換部となるフォトダイオード、１０４・・
・第２の接着部、１０５・・・外部引出し電極、２０１
・・・リードビン。 代理人弁理士 岡 部 隆 １９１ 第 １ 図 Ｊ 第２図 第 ３ 因 第４図 第 ５ 図
Claims (1)
- 穴部を有する基板の一面上にこの穴部を取り囲む環状の
第１の接着部及びこの環状の第１の接着部の周囲に外部
取り出し電極が形成され、この基板に対応して配置され
、化学及び物理量電気変換部とこの化学及び物理量電気
変換部を取り囲む環状の第２の接着部及びこのｆｆ１２
の接着部の周囲に引出し用電極が形成された化学及び物
理量電気変換素子とを備え、前記外部取出し電極と前記
引出し用電極とが、及び前記第１の接着部と前記第２の
接着部とがそれぞれ接着固定されている事を特徴とする
化学及び物理量電気変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57183525A JPS5973740A (ja) | 1982-10-19 | 1982-10-19 | 化学及び物理量電気変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57183525A JPS5973740A (ja) | 1982-10-19 | 1982-10-19 | 化学及び物理量電気変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5973740A true JPS5973740A (ja) | 1984-04-26 |
Family
ID=16137361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57183525A Pending JPS5973740A (ja) | 1982-10-19 | 1982-10-19 | 化学及び物理量電気変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5973740A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01139429U (ja) * | 1988-03-16 | 1989-09-22 | ||
| JPH02112250A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-04-24 | Siemens Ag | 半導体チツプを基板に結合する方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53142887A (en) * | 1977-05-19 | 1978-12-12 | Nippon Denso Co Ltd | Pressure-electricity converter |
| JPS566128A (en) * | 1979-06-26 | 1981-01-22 | Fujitsu Ltd | Infrared-ray detector |
-
1982
- 1982-10-19 JP JP57183525A patent/JPS5973740A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53142887A (en) * | 1977-05-19 | 1978-12-12 | Nippon Denso Co Ltd | Pressure-electricity converter |
| JPS566128A (en) * | 1979-06-26 | 1981-01-22 | Fujitsu Ltd | Infrared-ray detector |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01139429U (ja) * | 1988-03-16 | 1989-09-22 | ||
| JPH02112250A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-04-24 | Siemens Ag | 半導体チツプを基板に結合する方法 |
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