KR20040053600A

KR20040053600A - infrared sensor device

Info

Publication number: KR20040053600A
Application number: KR1020020080748A
Authority: KR
Inventors: 안병기; 한명수; 강대석
Original assignee: 주식회사 케이이씨
Priority date: 2002-12-17
Filing date: 2002-12-17
Publication date: 2004-06-24

Abstract

PURPOSE: An infrared sensor unit is provided to improve sensor characteristics while constantly maintaining the sensor characteristics for a long period of time by increasing dielectric constant of the infrared sensor unit in a normal temperature. CONSTITUTION: An infrared sensor unit(100) includes a substrate(102) having a plate shape, an infrared sensor(108) attached to an upper surface of the substrate, and a conductive wire(110) for electrically connecting the infrared sensor(108) to the substrate(102). An FET(112) is connected to a lower surface of the substrate. A plurality of conductive leads(114) are connected to a lower portion of the substrate. The leads(114) pass through a base(116). A cap(118) is coupled to an outer portion of the base(116). A lens(120) is coupled to an upper portion of the cap(118) so as to allow infrared ray to pass through the infrared sensor(108).

Description

Infrared sensor device

본 발명은 적외선 센서 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게 설명하면 제조 공정중 분극 공정이 필요없고, 상온에서 유전율 변화가 높아 센서 특성이 우수하며, 또한 시간이 지남에 따라 센서 특성이 변하지 않는 적외선 센서 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an infrared sensor device, and in more detail, does not require a polarization step in the manufacturing process, and has a high dielectric constant change at room temperature, thereby providing excellent sensor characteristics, and an infrared sensor device in which sensor characteristics do not change over time. It is about.

도1a를 참조하면, 종래 적외선 센서 장치(100')의 단면도가 도시되어 있고, 도1b를 참조하면, 도1a에 도시된 적외선 센서(106')의 평면도가 도시되어 있으며, 도1c를 참조하면, 그 저면도가 도시되어 있다.Referring to FIG. 1A, a cross-sectional view of a conventional infrared sensor device 100 ′ is shown. Referring to FIG. 1B, a plan view of the infrared sensor 106 ′ shown in FIG. 1A is shown. , Its bottom view is shown.

도시된 바와 같이 종래의 적외선 센서 장치(100')는 상,하면에 다수의 배선패턴 및 저항(도시되지 않음) 등이 형성된 기판(102')과, 상기 기판(102')의 상면에 도전성 접속부재(107')로 접속되어 외부의 적외선을 감지하고 이를 전기적 신호로 변환시키는 적외선 센서(108')와, 상기 기판(102')의 하부에 접속되어 소정 출력 전압을 출력하는 FET(112')와, 상기 기판(102')의 배선패턴에 연결된 채 하부로 연장된 다수의 도전성 리드(114')와, 상기 리드(114')가 결합 및 관통된 베이스(116')와, 상기 베이스(116')의 외부에 결합되어 상기 적외선 센서(108') 등을 외부 환경으로부터 보호하는 캡(118')과, 상기 캡(118')의 상부에 결합되어 상기 적외선 센서(108')로 적외선을 입사시키는 렌즈(120')로 이루어져 있다.As shown in the drawing, a conventional infrared sensor device 100 'is electrically connected to a substrate 102' having a plurality of wiring patterns and resistors (not shown) formed on upper and lower surfaces, and an upper surface of the substrate 102 '. An infrared sensor 108 'connected to the member 107' to detect external infrared rays and converting it into an electrical signal, and a FET 112 'connected to a lower portion of the substrate 102' to output a predetermined output voltage. And a plurality of conductive leads 114 'extending downward while being connected to the wiring pattern of the substrate 102', a base 116 'through which the leads 114' are coupled and penetrated, and the base 116. ') Is coupled to the outside of the cap 118' to protect the infrared sensor 108 'and the like from the external environment, and coupled to the top of the cap 118' to enter the infrared sensor 108 ' It consists of a lens 120 '.

한편, 도1b를 참조하면, 상기 적외선 센서(108')의 평면도가 도시되어 있는데, 종래 적외선 센서(108')는 통상 제조 공정중 분극 공정이 수행된 PZT(Piezoelectric Thick film)로, 그 상면에 상기 분극 현상이 풀리지 않도록 스퍼터링 공정으로 "H"자 형태의 금속 패턴(106')이 형성되어 있다.Meanwhile, referring to FIG. 1B, a plan view of the infrared sensor 108 ′ is shown. The conventional infrared sensor 108 ′ is a piezoelectric thick film (PZT) in which a polarization process is performed in a conventional manufacturing process, and is disposed on an upper surface thereof. The metal pattern 106 'of the “H” shape is formed by a sputtering process so that the polarization phenomenon is not solved.

이를 좀더 자세히 설명하면, 상기 PZT는 재료적으로 큐리온도가 200℃ 부근이기 때문에 상온에서의 온도 변화에 따른 유전율의 변화가 상당히 낮게 나타난다. 따라서, 적외선에 의한 전류의 값도 상당히 낮은데 이는 도2에 도시된 바와 같이 상온에서의 온도변화에 따른 유전율의 차이가 작기 때문이다. 또한 분극은 큐리온도 이하에서만 분극이 고정되어 있으며, 큐리온도 이상에서는 분극이 소멸하게 된다. 따라서, 분극 공정 이후 열적인 공정으로 인하여 분극이 풀리는 현상이 나타기 쉽기 때문에 열적인 공정을 피해야 하는 단점이 있다. 즉, 상술한 바와 같이 적외선 센서의 상면에 금속패턴을 형성할 시에 열적인 손상이 적은 스퍼터링(sputtering) 공정만을 이용해야 하는 단점이 있다.In more detail, since the PZT material has a Curie temperature of about 200 ° C., the change in permittivity due to temperature change at room temperature is considerably low. Therefore, the value of the current due to infrared rays is also very low because the difference in dielectric constant due to the temperature change at room temperature is small as shown in FIG. In addition, the polarization is fixed only below the Curie temperature, the polarization disappears above the Curie temperature. Therefore, since the polarization is easily released due to the thermal process after the polarization process, there is a disadvantage that the thermal process should be avoided. That is, as described above, when forming a metal pattern on the upper surface of the infrared sensor, there is a disadvantage in that only a sputtering process with less thermal damage should be used.

더불어, 도1c를 참조하면, 상기 적외선 센서(108')의 저면도가 도시되어 있는데, 이것도 마찬가지로 고온의 와이어 본딩에 의해 분극이 풀리지 않도록 적외선 센서(108')의 하면에 전극 패드(105')가 형성되어 있으며, 이는 도전성 접속부재(107')로 기판(102')에 연결될 수 있도록 되어 있다.In addition, referring to FIG. 1C, a bottom view of the infrared sensor 108 ′ is shown, which likewise shows an electrode pad 105 ′ on the bottom surface of the infrared sensor 108 ′ such that polarization is not released by high temperature wire bonding. Is formed so that it can be connected to the substrate 102 'by the conductive connecting member 107'.

이러한 종래의 적외선 센서 장치(100')는 렌즈(120')를 통과한 적외선이 적외선 센서(108')에 전달되고, 그러면 상기 적외선 센서(108')가 이를 미세한 전류로 변환하여 출력하고, 이 전류는 기판(102')에 형성된 높은 저항에 의해 고전위차로 변환되고, 이 고전위차로 변환된 전압이 FET(112')에 의해 출력됨으로써, 자동도어의 개폐, 자동 조명 장치, 또는 안전용으로 많이 이용되고 있다.In the conventional infrared sensor device 100 ′, infrared light passing through the lens 120 ′ is transmitted to the infrared sensor 108 ′, and the infrared sensor 108 ′ converts it into a fine current and outputs the same. The current is converted into a high potential by a high resistance formed in the substrate 102 ', and the voltage converted into this high potential is output by the FET 112', thereby opening and closing an automatic door, an automatic lighting device, or safety. It is used a lot.

그러나 이러한 종래의 적외선 센서는 상술한 바와 같이 제조 공정중 분극 공정이 반드시 필요하고, 또한 분극 현상이 풀리지 않도록 소정 형태의 금속패턴을 비교적 저온의 스퍼터링 방법으로 형성해야 함으로써, 제조 공정 및 이에 수반되는 가공이나, 금속패턴의 형성 방법이 복잡하고 까다로우며 비용이 많이 드는 문제가 있다.However, such a conventional infrared sensor requires a polarization step in the manufacturing process as described above, and a metal pattern of a predetermined form must be formed by a relatively low temperature sputtering method so that the polarization phenomenon is not solved. However, there is a problem that the method of forming the metal pattern is complicated, difficult and expensive.

더불어, 종래의 적외선 센서는 도2에서 볼 수 있는 바와 같이, 상온에서의 유전율 변화가 매우 작기 때문에, 적외선에 대한 초전 전류의 변화가 매우 미약하고, 따라서 인체 감지 특성이 매우 저조한 문제가 있다.In addition, the conventional infrared sensor, as can be seen in Figure 2, because the change in dielectric constant at room temperature is very small, the change in pyroelectric current to the infrared is very weak, and thus there is a problem that the human detection characteristics are very poor.

또한, 종래의 적외선 센서는 고정된 분극량의 변화에 따른 초전 전류를 이용함으로써, 시효효과(시간이 지남에 따라 고정된 분극량의 감소)가 일어나며, 따라서 시간이 지남에 따라 센서 특성도 같이 저하되는 문제가 있다.In addition, the conventional infrared sensor uses the pyroelectric current according to the change in the fixed polarization amount, the aging effect (decrease in the fixed polarization amount with time) occurs, and thus the sensor characteristics also decrease with time There is a problem.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 제조 공정중 분극 공정이 필요없고, 상온에서 유전율 변화가 높아 센서 특성이 우수하며, 또한 시간이 지남에 따라 센서 특성이 변하지 않는 적외선 센서 장치를 제공하는데 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, the object of the present invention does not require a polarization step in the manufacturing process, high dielectric constant change at room temperature, excellent sensor characteristics, and also over time The present invention provides an infrared sensor device in which sensor characteristics do not change.

도1a는 종래 적외선 센서 장치를 도시한 단면도이고, 도1b는 도1a에 도시된 적외선 센서의 평면도이며, 도1c는 그 저면도이다.Fig. 1A is a sectional view showing a conventional infrared sensor device, Fig. 1B is a plan view of the infrared sensor shown in Fig. 1A, and Fig. 1C is a bottom view thereof.

도2는 종래 적외선 센서에 사용된 PZT(Piezoelectric Thick film)의 온도에 대한 유전율의 변화를 도시한 그래프이다.Figure 2 is a graph showing the change in dielectric constant with respect to the temperature of the piezoelectric thick film (PZT) used in the conventional infrared sensor.

도3a는 본 발명의 한 실시예에 의한 적외선 센서 장치를 도시한 단면도이고, 도3b는 도3a에 도시된 적외선 센서의 평면도이다.FIG. 3A is a sectional view showing an infrared sensor device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a plan view of the infrared sensor shown in FIG. 3A.

도4는 본 발명의 적외선 센서에 사용된 BST의 온도변화에 따른 유전율의 변화를 도시한 그래프이다.Figure 4 is a graph showing the change in permittivity according to the temperature change of the BST used in the infrared sensor of the present invention.

도5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 적외선 센서 장치를 도시한 단면도이다.5 is a sectional view showing an infrared sensor device according to another embodiment of the present invention.

-도면중 주요 부호에 대한 설명-Description of the main symbols in the drawings

100,200; 본 발명에 의한 적외선 센서 장치100,200; Infrared sensor device according to the present invention

102,202; 기판 104,204; 접착제102,202; Substrate 104,204; glue

106,206; 금속패턴 108,208; 적외선 센서106,206; Metal patterns 108,208; Infrared sensor

110,210; 도전성 와이어110,210; Conductive wire

112,212; FET(Field Effect Transistor) 114,214; 도전성 리드112,212; Field Effect Transistor (FET) 114,214; Conductive lead

116,216; 베이스 118,218; 캡116,216; Base 118,218; cap

120,220; 렌즈120,220; lens

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 적외선 센서 장치는 상,하면에 다수의 배선패턴 및 저항 등이 형성된 기판과, 상기 기판의 상면에 접착제로 접착되고, 상면 전체에는 금속패턴이 형성된 적외선 센서와, 상기 적외선 센서의 금속패턴과 기판의 배선패턴을 전기적으로 연결하는 도전성 와이어와, 상기 기판의 하부에 접속되어 소정 전압을 출력하는 FET(Field Effect Transistor)와, 상기 기판의 배선패턴에 연결된 채 하부로 연장된 다수의 도전성 리드와, 상기 도전성 리드가 결합 및 관통된 베이스와, 상기 베이스의 외부에 결합되어 상기 적외선 센서 등을 외부 환경으로부터 보호하는 캡과, 상기 캡의 상부에 결합되어 상기 적외선 센서로 적외선을 입사시키는 렌즈로 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the infrared sensor device according to the present invention is a substrate having a plurality of wiring patterns and resistances formed on the upper and lower surfaces, and an infrared sensor bonded to the upper surface of the substrate with an adhesive, and a metal pattern formed on the entire upper surface. A conductive wire for electrically connecting the metal pattern of the infrared sensor and the wiring pattern of the substrate, a field effect transistor (FET) connected to the lower portion of the substrate to output a predetermined voltage, and connected to the wiring pattern of the substrate. A plurality of conductive leads extending downwards, a base through which the conductive leads are coupled and penetrated, a cap coupled to the outside of the base to protect the infrared sensor, etc. from an external environment, and coupled to an upper portion of the cap to the infrared It is characterized by consisting of a lens for injecting infrared rays into the sensor.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 적외선 센서 장치는 상,하면에 다수의 배선패턴 및 저항 등이 형성된 기판과, 상기 기판의 상면에 접착제로 접착되고, 상면 전체에는 금속패턴이 형성된 적외선 센서와, 상기 기판의 측면에 접속되어 소정 전압을 출력하는 FET(Field Effect Transistor)와, 상기 기판 및 FET의 하부에 접착된 베이스와, 일부는 상기 베이스를 관통하여 상기 기판의 배선패턴에 접속되고, 일부는 상기 베이스를 관통하여 상기 기판의 측면을 따라 상부로 일정 길이만큼 연장된 다수의 리드와, 상기 적외선 센서의 금속패턴과 상기 기판의 측면을 따라 상부로 일정 길이 연장된 리드를 상호 전기적으로 연결하는 도전성 와이어와, 상기 베이스의 외부에 결합되어 상기 적외선 센서 등을 외부 환경으로부터 보호하는 캡과, 상기 캡의 상부에 결합되어 상기 적외선 센서로 적외선을 입사시키는 렌즈로 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, in order to achieve the above object, the infrared sensor device according to the present invention comprises a substrate having a plurality of wiring patterns and resistances formed on upper and lower surfaces, and an adhesive bonded to an upper surface of the substrate, and a metal pattern formed on the entire upper surface. An infrared sensor, a field effect transistor (FET) connected to the side of the substrate and outputting a predetermined voltage, a base bonded to the substrate and the lower portion of the FET, and a portion of the substrate connected to a wiring pattern of the substrate through the base And a plurality of leads penetrating the base and extending upwardly along a side of the substrate by a predetermined length, and a metal pattern of the infrared sensor and leads extending upwardly along a side of the substrate by a predetermined length. Conductive wires connected to each other, a cap coupled to the outside of the base to protect the infrared sensor, etc. from an external environment, It is coupled to the unit characterized by comprising a lens for the incident infrared rays to the infrared sensor.

여기서, 상기 적외선 센서는 바륨, 스트론튬, 티타늄옥사이드(BST)으로 형성됨이 바람직하다.Here, the infrared sensor is preferably formed of barium, strontium, titanium oxide (BST).

또한, 상기 리드중 상기 기판의 측면을 따라 상부로 일정 길이 연장된 리드의 상면은 상기 적외선 센서의 상면과 같은 면이 되도록 함이 바람직하다.In addition, the upper surface of the lead of the lead extending a predetermined length to the upper side along the side of the substrate is preferably to be the same surface as the upper surface of the infrared sensor.

상기와 같이 하여 본 발명에 의한 적외선 센서 장치에 의하면, 적외선 센서를 BST로 이용함으로써, 제조 공정중 분극 공정이 전혀 필요없고 다만 동작시에 분극 방향을 정렬시키는 전원(Vcc)을 인가함으로써, 제조 공정중에 시간과 비용이 많이 드는 분극 공정을 제거할 수 있고, 또한 이에 따라 금속 패턴의 형성시 다양하고 비용이 저렴한 공정을 선택하여 수행할 수 있는 장점이 있다.According to the infrared sensor device according to the present invention as described above, by using the infrared sensor as a BST, no polarization step is required during the manufacturing process, but a power supply Vcc for aligning the polarization direction during operation is applied. It is possible to eliminate the time and costly polarization process, and accordingly there is an advantage that can be carried out by selecting a variety of inexpensive processes when forming a metal pattern.

또한, 본 발명에 의한 적외선 센서 장치는 상온(25℃)에서 유전율의 변화가 매우 큰 BST를 이용함으로써, 상온에서 적외선에 대한 초전 전류의 변화가 커 센서 특성이 매우 우수하고, 또한 동작중에만 전원에 의해 분극 현상이 발생함으로써, 종래와 같은 시효효과가 없어 시간이 지나도 센서 특성이 저하되지 않는 장점이 있다.In addition, the infrared sensor device according to the present invention uses a BST having a large change in dielectric constant at room temperature (25 ° C.), so that the pyroelectric current changes at room temperature with a large change in the pyroelectric current. By the polarization phenomenon is generated, there is no aging effect as in the prior art, there is an advantage that the sensor characteristics do not deteriorate over time.

또한, BST로 된 적외선 센서의 상면 전체에 적외선이 입사되는 금속 패턴을 넓게 형성할 수 있음으로써, 적외선에 대한 센서 특성이 더욱 향상되며, 또한 위의 금속 패턴에 직접 와이어 본딩을 수행할 수 있어 제조 공정도 더욱 용이해지는 장점이 있다.In addition, by forming a wide metal pattern in which infrared rays are incident on the entire upper surface of the infrared sensor of BST, the sensor characteristics for infrared rays can be further improved, and wire bonding can be directly performed on the metal pattern. The process also has the advantage of being easier.

이하 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings such that those skilled in the art may easily implement the present invention.

도3a를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 의한 적외선 센서 장치(100)의 단면도가 도시되어 있고, 도3b를 참조하면, 도3a에 도시된 적외선 센서(106)의 평면도가 도시되어 있다.Referring to FIG. 3A, a cross-sectional view of an infrared sensor device 100 according to an embodiment of the present invention is shown, and referring to FIG. 3B, a plan view of the infrared sensor 106 shown in FIG. 3A is shown.

도시된 바와 같이 본 발명에 의한 적외선 센서 장치(100)는 대략 판상의 기판(102), 상기 기판(102) 상면에 접착된 적외선 센서(108), 상기 적외선 센서(108)와 기판(102)을 전기적으로 연결하는 도전성 와이어(110), 상기 기판(102) 하면에 접속된 FET(112), 상기 기판(102)의 하부에 접속된 다수의 도전성 리드(114), 상기 리드(114)가 지지 및 관통되는 베이스(116), 상기 베이스(116)의 외부에 결합된 캡(118), 및 상기 캡(118)의 상부에 결합되어 적외선을 상기 적외선 센서(108)로 통과시키는 렌즈(120)로 이루어져 있다.As shown in the drawings, the infrared sensor device 100 according to the present invention is a plate-like substrate 102, an infrared sensor 108 adhered to the upper surface of the substrate 102, the infrared sensor 108 and the substrate 102. The conductive wire 110 electrically connected to the substrate, the FET 112 connected to the lower surface of the substrate 102, the plurality of conductive leads 114 connected to the lower portion of the substrate 102, and the leads 114 are supported and supported. A base 116 that is penetrated, a cap 118 coupled to the outside of the base 116, and a lens 120 coupled to an upper portion of the cap 118 to pass infrared rays to the infrared sensor 108. have.

이를 좀더 구체적으로 설명하면 먼저 상기 기판(102)은 상면 및 하면에 다수의 배선 패턴 및 고전위차를 발생시키는 다수의 저항(도시되지 않음)이 형성되어 있다.In more detail, first, a plurality of resistors (not shown) are formed on the upper and lower surfaces of the substrate 102 to generate a plurality of wiring patterns and high potential differences.

상기 적외선 센서(108)는 상기 기판(102)의 상면에 절연성 접착제(104)로 접착되어 있으며, 상기 적외선 센서(108)의 상면 전체에는 금속패턴(106)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 적외선 센서(108)는 바륨, 스트론튬, 티타늄옥사이드(BST)으로 형성되어 제조 공정중 분극 공정이 필요없으며, 이에 따라 적외선 센서(108)의 상면 전체에 금속패턴(106)을 형성할 수 있는 장점이 있다.The infrared sensor 108 is attached to the upper surface of the substrate 102 by an insulating adhesive 104, the metal pattern 106 is formed on the entire upper surface of the infrared sensor 108. Here, the infrared sensor 108 is formed of barium, strontium, titanium oxide (BST) does not require a polarization process during the manufacturing process, thereby forming a metal pattern 106 on the entire upper surface of the infrared sensor 108. There is an advantage.

이를 좀더 자세히 설명하면, 상기 적외선 센서(108)에 이용된 BST는 동작중에 인가되는 전압에 의해 자연스럽게 분극이 형성됨으로써, 제조 공정중 분극 공정이 전혀 필요없고, 따라서 상기 적외선 센서(108)의 상면 전체에 다양한 방법으로 금속 패턴(106)이 형성될 수 있는 장점이 있다. 따라서, 금속 패턴(106)의 면적도 적외선 센서(108)의 상면 전체가 되도록 형성할 수 있음으로써, 적외선의 입사 면적도 넓어지게 할 수 있고, 이에 따라 적외선 센서(108)의 특성도 향상되는 장점이 있다.More specifically, the BST used in the infrared sensor 108 is naturally polarized by the voltage applied during operation, so that no polarization process is required during the manufacturing process, and thus the entire upper surface of the infrared sensor 108 is used. There is an advantage that the metal pattern 106 can be formed in various ways. Therefore, the area of the metal pattern 106 can also be formed to be the entire upper surface of the infrared sensor 108, so that the incident area of infrared rays can be widened, thereby improving the characteristics of the infrared sensor 108. There is this.

더불어, 도4에 도시된 바와 같이 상기 적외선 센서(108)로 사용된 BST는 상온(25℃)에서 큐리 온도를 갖고, 상온에서 유전율의 변화가 매우 크기 때문에, 적외선에 매우 민감하게 반응하는 초전 전류가 발생됨으로써, 인체 감지 특성이 매우 우수해지는 장점이 있기도 하다.In addition, as shown in FIG. 4, the BST used as the infrared sensor 108 has a Curie temperature at room temperature (25 ° C.), and a change in permittivity at room temperature is very large, so that the pyroelectric current reacts very sensitive to infrared rays. By being generated, there is also an advantage that the human body detection characteristics are very excellent.

상기 도전성 와이어(110)는 통상적인 골드 와이어(Au wire) 또는 알루미늄 와이어(Al Wire) 등이 이용될 수 있으며, 상기 적외선 센서(108)의 금속패턴(106)과 상기 기판(102)의 배선 패턴을 직접 전기적으로 연결할 수 있다. 즉, 와이어 본딩시 발생하는 초음파 에너지나 열에너지가 상기 BST로 된 적외선 센서(108)에 전달되어도, 상기 적외선 센서(108)의 특성에는 어떠한 영향도 미치지 않기 때문에, 공정이 용이하고 비용이 저렴한 와이어 본딩 공정을 이용할 수 있다.The conductive wire 110 may be a conventional gold wire (Au wire) or aluminum wire (Al Wire) and the like, the metal pattern 106 of the infrared sensor 108 and the wiring pattern of the substrate 102 Can be electrically connected directly. That is, even if ultrasonic energy or thermal energy generated during wire bonding is transmitted to the infrared sensor 108 made of the BST, it does not affect the characteristics of the infrared sensor 108, and thus, wire bonding is easy and inexpensive. The process can be used.

상기 FET(112)(Field Effect Transistor)는 상기 기판(102)의 하부에 접속되어 상기 저항에 인가된 소정 전압을 변환하여 출력하는 역할을 한다.The field effect transistor (FET) 112 is connected to the lower portion of the substrate 102 and converts and outputs a predetermined voltage applied to the resistor.

상기 다수의 도전성 리드(114)는 상기 기판(102) 하부의 배선 패턴에 연결된 채 하방으로 일정 길이 연장되어 있으며, 이러한 도전성 리드(114)는 차후 외부 장치에 실장된다.The plurality of conductive leads 114 are extended in a predetermined length downward while being connected to a wiring pattern under the substrate 102, and the conductive leads 114 are later mounted on an external device.

상기 베이스(116)는 대략 판상으로 형성되어 있으며, 이 베이스(116)에는 상기 다수의 리드(114)가 관통 및 결합된 채 하부로 일정 길이만큼 연장되어 있다.The base 116 is formed in a substantially plate shape, and the base 116 extends downward by a predetermined length while the plurality of leads 114 are penetrated and coupled thereto.

상기 캡(118)은 상기 베이스(116)의 외부에 상기 적외선 센서(108), 기판(102) 및 도전성 와이어(110) 등을 대략 감싸는 형태로 밀착 및 고정되어 있다.The cap 118 is closely attached to and fixed to the outside of the base 116 in a form substantially surrounding the infrared sensor 108, the substrate 102, the conductive wire 110, and the like.

마지막으로, 상기 렌즈(120)는 상기 캡(118)의 상부에 결합되어 있으며, 이는 상기 적외선 센서(108)로 외부의 적외선이 입사될 수 있도록 하는 역할을 한다.Finally, the lens 120 is coupled to the upper portion of the cap 118, which serves to allow external infrared light to enter the infrared sensor 108.

도5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 적외선 센서 장치(200)가 도시되어 있다.5, there is shown an infrared sensor device 200 according to another embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이 본 발명의 다른 적외선 센서 장치(200)는 기판(202)과, 상기 기판(202)에 접착된 적외선 센서(208)와, 상기 기판(202)의 측면에 접속된 FET(212)와, 상기 기판(202) 및 FET(212)에 접착된 베이스(216)와, 상기 베이스(216)를 관통하여 결합된 다수의 도전성 리드(214)와, 상기 리드(214)중 상기 기판(202)의 측면에서 상방향으로 연장된 리드(214)와 적외선 센서(208)를 연결하는 도전성 와이어(210)와, 상기 베이스(216)에 밀착된 캡(218) 및 상기 캡(218)의 상부에 결합되어 적외선을 상기 적외선 센서(208)쪽으로 입사시키는 렌즈(200)로 이루어져 있다.As shown, another infrared sensor device 200 of the present invention includes a substrate 202, an infrared sensor 208 bonded to the substrate 202, and a FET 212 connected to a side surface of the substrate 202. A base 216 adhered to the substrate 202 and the FET 212, a plurality of conductive leads 214 coupled through the base 216, and the substrate 202 of the leads 214. A conductive wire 210 connecting the lead 214 extending upwardly from the side of the sensor to the infrared sensor 208, and a cap 218 and an upper portion of the cap 218 in close contact with the base 216. It is composed of a lens 200 coupled to incident the infrared light toward the infrared sensor 208.

이를 좀더 구체적으로 설명하면 먼저 상기 기판(202)은 상면 및 하면에 다수의 배선 패턴 및 고전위차를 발생시키는 다수의 저항(도시되지 않음)이 형성되어 있다.In more detail, first, the substrate 202 has a plurality of resistors (not shown) for generating a plurality of wiring patterns and a high potential difference on the top and bottom surfaces thereof.

상기 적외선 센서(208)는 상기 기판(202)의 상면에 절연성 접착제(204)로 접착되어 있으며, 상기 적외선 센서(208)의 상면 전체에는 금속패턴(206)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 적외선 센서(208)는 바륨, 스트론튬, 티타늄옥사이드(BST)으로 형성되어 있으며, 상술한 바와 같이 이러한 재질의 적외선 센서(208)는 그 상면 전체에 금속패턴(206)을 형성하는 것이 가능하다. 이와 같이 하여 상기 적외선 센서(208)의 금속 패턴(206)은 간단한 공정에 의해 용이하게 형성할 수 있게 되고, 또한 적외선 센서(208)의 상면 전체에 금속패턴(206)이 형성됨으로써, 적외선의 입사 면적이 넓어지게 되고, 이에 따라 적외선 센서(208)의 특성이 향상된다.The infrared sensor 208 is attached to the upper surface of the substrate 202 by an insulating adhesive 204, the metal pattern 206 is formed on the entire upper surface of the infrared sensor 208. Here, the infrared sensor 208 is formed of barium, strontium, titanium oxide (BST), as described above, the infrared sensor 208 of this material can form the metal pattern 206 on the entire upper surface thereof. Do. In this way, the metal pattern 206 of the infrared sensor 208 can be easily formed by a simple process, and the metal pattern 206 is formed on the entire upper surface of the infrared sensor 208, thereby inciting infrared rays. The area becomes wider, thereby improving the characteristics of the infrared sensor 208.

상기 FET(212)(Field Effect Transistor)는 상기 기판(202)의 측면에 전기적으로 접속되어 소정 전압을 출력하도록 되어 있다.The FET 212 (Field Effect Transistor) is electrically connected to the side surface of the substrate 202 to output a predetermined voltage.

상기 베이스(216)는 기판(202) 및 FET(212)의 하부에는 접착제(204)로 접착되어 있다.The base 216 is adhered to the bottom of the substrate 202 and the FET 212 by an adhesive 204.

상기 다수의 리드(214)는 상기 베이스(216)를 관통하여 상기 기판(202)의 배선 패턴에 일부가 접속되고, 일부는 상기 베이스(216)를 관통하여 상기 기판(202)의 측면 상부로 연장되어 있다.The plurality of leads 214 penetrate the base 216 to be partially connected to the wiring pattern of the substrate 202, and some penetrate the base 216 to extend above the side surface of the substrate 202. It is.

상기 도전성 와이어(210)는 상기 적외선 센서(208)의 금속패턴(206)과 상기기판(202)의 측면을 따라 상부로 일정 길이 연장된 리드(214)를 상호 전기적으로 연결한다. 이와 같이 함으로써, 상기 적외선 센서(208)로부터의 전기적 신호를 상기 리드(214)를 통해 직접 외부 장치로 전달함으로써, 전체적인 전기 배선의 길이가 짧아져 전기적 성능이 향상된다.The conductive wire 210 electrically connects the metal pattern 206 of the infrared sensor 208 and the lead 214 extending a predetermined length upward along the side surface of the substrate 202. In this way, the electrical signal from the infrared sensor 208 is directly transmitted to the external device through the lead 214, so that the overall length of the electrical wiring is shortened and the electrical performance is improved.

상기 캡(218)은 상기 베이스(216)의 외부에 결합되어 상기 적외선 센서(208), 기판(202) 및 FET(212) 등을 외부 환경으로부터 보호하는 역할을 한다.The cap 218 is coupled to the outside of the base 216 serves to protect the infrared sensor 208, the substrate 202, the FET 212, and the like from an external environment.

상기 렌즈(200)는 상기 캡(218)의 상부에 결합되어 상기 적외선 센서(208), 기판(202) 및 FET(212) 등을 외부 환경으로부터 보호하는 동시에, 외부의 적외선이 상기 적외선 센서(208)로 입사되도록 하는 역할을 한다.The lens 200 is coupled to an upper portion of the cap 218 to protect the infrared sensor 208, the substrate 202, the FET 212, and the like from an external environment, and at the same time, external infrared light is emitted from the infrared sensor 208. ) To be incident.

이상에서와 같이 본 발명은 비록 상기의 실시예에 한하여 설명하였지만, 본 발명은 이것으로만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지로 변형된 실시예도 가능할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to the above embodiments, but the present invention is not limited thereto, and various modified embodiments may be possible without departing from the scope and spirit of the present invention.

따라서, 본 발명에 의한 적외선 센서 장치에 의하면, 적외선 센서를 BST로 이용함으로써, 제조 공정중 분극 공정이 전혀 필요없고 다만 동작시에 분극 방향을 정렬시키는 전원(Vcc)을 인가함으로써, 제조 공정중에 시간과 비용이 많이 드는 분극 공정을 제거할 수 있고, 또한 이에 따라 금속 패턴의 형성시 다양하고 비용이 저렴한 공정을 선택하여 수행할 수 있는 효과가 있다.Therefore, according to the infrared sensor device according to the present invention, by using the infrared sensor as the BST, the polarization step is not necessary at all during the manufacturing process, but only by applying a power supply Vcc for aligning the polarization direction during operation, Excessive and costly polarization process can be eliminated, and accordingly there is an effect that can be performed by selecting a variety of inexpensive processes when forming a metal pattern.

또한, 본 발명에 의한 적외선 센서 장치는 상온(25℃)에서 유전율의 변화가 매우 큰 BST를 이용함으로써, 상온에서 적외선에 대한 초전 전류의 변화가 커 센서특성이 매우 우수하고, 또한 동작중에만 전원에 의해 분극 현상이 발생함으로써, 종래와 같은 시효효과가 없어 시간이 지나도 센서 특성이 저하되지 않는 효과가 있다.In addition, the infrared sensor device according to the present invention uses a BST having a very large change in dielectric constant at room temperature (25 ° C.), so that the pyroelectric current changes with respect to infrared rays at room temperature, and thus the sensor characteristic is very excellent, and the power source is operated only during operation. By the polarization phenomenon is generated, there is no aging effect as in the prior art, there is an effect that the sensor characteristics do not deteriorate over time.

또한, BST로 된 적외선 센서의 상면 전체에 적외선이 입사되는 금속 패턴을 넓게 형성할 수 있음으로써, 적외선에 대한 센서 특성이 더욱 향상되며, 또한 위의 금속 패턴에 직접 와이어 본딩을 수행할 수 있어 제조 공정도 더욱 용이해지는 효과가 있다.In addition, by forming a wide metal pattern in which infrared rays are incident on the entire upper surface of the infrared sensor of BST, the sensor characteristics for infrared rays can be further improved, and wire bonding can be directly performed on the metal pattern. The process also has the effect of being easier.

Claims

A substrate having a plurality of wiring patterns and resistors formed on upper and lower surfaces thereof;

An infrared sensor bonded to an upper surface of the substrate with an adhesive, and a metal pattern formed on the entire upper surface;

A conductive wire electrically connecting the metal pattern of the infrared sensor to the wiring pattern of the substrate;

A field effect transistor (FET) connected to a lower portion of the substrate to output a predetermined voltage;

A plurality of conductive leads extending downward while connected to the wiring patterns of the substrate;

A base to which the conductive lead is coupled and penetrated;

A cap coupled to the outside of the base to protect the infrared sensor from an external environment; And,

An infrared sensor device coupled to the top of the cap comprising a lens for injecting infrared light into the infrared sensor.

A field effect transistor (FET) connected to the side of the substrate and outputting a predetermined voltage;

A base bonded to the bottom of the substrate and the FET;

A plurality of leads penetrating the base and connected to a wiring pattern of the substrate, and some penetrating the base and extending upward by a predetermined length along a side of the alumina substrate;

A conductive wire electrically connecting the metal pattern of the infrared sensor and a lead extending upwardly along a side of the substrate;

The infrared sensor device of claim 1, wherein the infrared sensor is formed of barium, strontium, or titanium oxide (BST).

The infrared sensor device of claim 2, wherein an upper surface of the lead of the lead extending a predetermined length upward along the side of the substrate is the same surface as the upper surface of the infrared sensor.