TW201142251A - Method for manufacturing infrared sensor - Google Patents

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TW201142251A
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TW
Taiwan
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infrared
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aforementioned
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Application number
TW100112887A
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English (en)
Inventor
Takanori Aketa
Takeshi Oakamoto
Yoshiharu Sanagawa
Kenichiro Tanaka
Shintarou Hayashi
Original Assignee
Panasonic Elec Works Co Ltd
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Publication date
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201142251 「、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於紅外線穿透構件之接合方法及紅外線感 測器之製造方法。 【先前技術】 、在各地，從以往即有研究開發具備檢測紅外線之熱型 (非冷部型)紅外線檢測元件、與收納有該紅外線檢測元件的 封裝之紅外線檢測器（紅外線感測器)(例如參照曰本專利公 開平9-229765號公報、日本實用新案公開平5.23〇70號公 報）。 上述之日本專利公開平9_229765號公報中，揭示有如 圖8所示的紅外線檢，，具備安裝有複數個端子M9 的基座板U 0、接合於基座板⑽頭繞著紅外線檢測元件 〇1等的蓋體152、與氣密接合於蓋體152,以封住蓋體152 之，口部152a之紅外線穿透構件16。。此處，基座J _ 及盍體152係以金屬形成’且紅外線穿透構件⑽係以錯 形成。又，紅外線穿透構件⑽係形成為平板狀，且使用 低炫點玻璃接合於蓋體152。 又，日本實用新案公開平5·23〇7〇號公報中，揭示如圖 2示之紅外線檢測器，其係具備具有複數個引線端子撕 =基^4〇、接合於基座且圍繞著紅外線檢測元件2〇1 專的盍體252、接合於蓋體252，以封住蓋體252之上壁的 紅外線入射窗252a的紅外線穿透過遽器·、 形成，且覆蓋蓋體252及紅外線穿透過遽器二 膜270。該紅外線檢測器係成形為：在塗布㈣〇 了 體252之上面側的部分成為菲淫耳透鏡奶。又^座· 4/30 201142251 及蓋體252係以金屬形赤 使用石夕基板或錯基板來^又，纟：外線穿透過濾器係 穿透過濾，财抗反射膜與紅外線 接合於蓋體252。 杨411 係11由接合材280 【發明内容】 係使測器中，紅外線穿透構件160 苔娜ho 皿 氣密接合，且以基座板14〇、 二:、、，.工外線穿透構件160所圍繞的空間係保持為真 二二外線穿透構件16Q卜為了不反射而效率良 外線，以實現高感度化，可考 f用二ί牙，形成红外線穿透過濾膜等之紅外 ⑼，將紅外線穿透構件_氣密接合 右=152之時’會成為·。c〜刚。c左右的高溫，因此會 有先子過濾膜發生破裂或剝離之虞。 ^雖亦可考慮❹由錢之紅外線穿透材料構 1椹二以取代圖8之紅外線檢測器中的利反狀紅外線 牙透構件⑽，但輯況下亦有在將透鏡氣密接合於蓋體 之時’形成於透_光學過_會發生破裂或剝離之 /吳0 本發明係有鑑於上述事由而達成者，其目的係提供一 種能夠抑制光學减關破裂或_的纟工外線穿透構件 接合方法、及提供-種能夠-邊確保氣密性，—邊抑 學過濾膜的破裂或剝離的紅外線感測器之製造方法。 本發明之接合方法係紅外線穿透構件之j妾合方法，复 係在具備紅外線檢測元件、具開σ部的封裝蓋、與紅外線 穿透構件的紅外線感測器f中之紅外線穿透構件的接合方 5/30 201142251 法，該紅外線穿透構件係為在红外線穿透 ，厚度方向的至少一面上積層紅外線用光學過渡材 配f為封住前關，、錢過低熔點麵構成之接合 部與前述封裝蓋氣密接合；該紅外線穿透構件之接合方法 其特徵在於.具備以雷射光力σ熱在前述紅外線穿透構件之 周部與前述封裝蓋中之前述開口部的周部之間存在的低溶 使其縣，藉謂前述紅外線穿透構件與前述 才裝盘氣密接合的接合步驟，且前述接合步驟中，係自前 =封裝蓋側照射前述雷縣，以加熱前述讀點玻璃 具炫融。 本發明的紅外線感·之製造方法，其特徵為前述紅 、=感測n進-步具備至少裝配有前述紅外線檢測元件的 ^本體’前述封裝蓋係構成為以金屬形成且在前述红外 ⑻㈣前方具有前述開口部，並且氣密接合於前述 法。、體。且該紅外線制料製造方法包括前述接合方 =特❹彳H之製造转難為❹與前述低炫點 部分的厚度_部分之周邊部分的厚度為薄者來 做為則述封裝蓋。 义4紅外線感測器之製造方法較佳為在前述接合步驟之 二在μ述封裝蓋之前述周部巾與接合前述紅外線穿透構 面的相反側，形成對前述雷射光的吸收率比前述封裝 =材料構成的光魏層；在前賴合步射，較佳為 中刚迷光吸收層照射前述雷射光。 伯介f红外線感測器之製造方法，於前述接合步驟中，較 亦為對前述封裝蓋中之前述開口部的周部照射前述雷射 6/30 201142251 光。 該紅外線感測器之製造方法較佳為進一步溜 t 乂具備在前述 \ 接合步驟即第1接合步驟之刖進仃至少將前述紅外線挎、， 元件裝配至封裝本體的裝配步驟、及在前述第丨接人^剩 之後進行將前述封裝蓋與前述封裝本體氣密接合的第α 2驟 合步驟。 # 該紅外線感測器之製造方法較佳為進—步具備在么、、 接合步驟即第1接合步驟之後進行將前述紅外線穿透 與前述封裝蓋以導電糊接合的第3接合步驟。* 件 上述之接合方法中，較佳為使用與前述低炫點玻 觸部分的厚度比該部分之周邊部分的厚度為薄者來做 述封裝蓋。 j 上述之接合方法中，較佳為在前述接合步驟之前，在 鈾述封裝蓋之前述周部中與接合前述紅外線穿透構件之面 的相反側，形成對前述雷射光的吸收率比前述封裝蓋高的 材料構成的光吸㈣；在前述接合步射，触為對^述 光吸收層照射前述雷射光。 、,、之接合方法，於前述接合步驟中，較佳亦為對前 述封裝蓋中之前述開口部的周部照射前述雷射光。 孰&上述之接合方法，於前述接合步驟中，較佳為透過加 ί破蓋中之觔述開口部的周部，來加熱前述低點 玻ϊ离。 _ ” 低拉上述之接合方法，於前述接合步驟中，較佳為使前述 炫點料在前述紅精㈣構件之前述基材與前述低 h fl、且在該縣材與贿越璃直接接觸之狀 〜’邮辦额缝玻璃。 7/30 201142251 依本發明之接合方法，能夠抑制紅外線穿透 學過慮膜的破裂或娜，依本發明之紅外祕㈣的 方法，能在確保氣密性的同時，抑制線 = 的破裂或剝離。 干A慮膜 【實施方式】 〇〇以下，一邊參照圖2，來說明本實施形態之紅外線感測 裔，之後’―邊參照圖1來說明m喊測n的製造方 法及紅外線穿透構件的接合方法。 。 &紅外線感測器具備紅外線檢測元件卜具有電磁屏蔽功 也且裝配有紅外線㈣元件i的封裝本體4、及以金屬形成 且，紅外線檢測元件！的前方具有開叫5a並與封裝本體 4氣搶接合的雌蓋5。又，紅外_測器係具備紅外線穿 透構件6’ §玄紅外線穿透構件6係為在紅外線穿透材料構成 之基材61的厚度方向兩面各自積層紅外線用光學過濾膜 62、63而成、並配置為封住開口部5a、且透過低熔點玻璃 構成的接合部（以下稱為第〗接合部)7氣密接合於封裝蓋 5。又’紅外線感測器係在第1接合部7的外側藉由導電糊 構成的第2接合部8 ’將紅外線穿透構件6之基材61與封 裝盍5接合。簡言之，紅外線感測器中，紅外線穿透構件6 之基材61係與封裝蓋5電氣連接。 又，紅外線感測器係具備用以信號處理紅外線檢測元 件1之輸出信號的1C元件2,該IC元件2係與紅外線檢測 元件1並排著裝配於封裝本體4，封裝蓋5係形成為圍繞紅 外線檢測元件1與1C元件2兩者的大小。 又，以封裝本體4、封農蓋5、及紅外線穿透構件6所 構成的封裝3，雖其内部空間（氣密空間)係設為乾燥氮氣環 8/30 201142251 & U限定於此’亦可設為例如真空環境。 材料構成=^^的基體4。形成有以金屬 屏蔽層44而呈古φ、（未圖不及電磁屏蔽層44 ’藉由電磁 上H ，、有電磁屏蔽功能。另一方面，封装蓋5係如 封ϊ本:d ’而具有導電性。此處，封裝蓋5係與 令，可將倾層44魏連接。然後，本實施形態 穿透=裝4=5電磁屏蔽層44、封裝蓋5與紅外線 果，封裝3會對含有紅外線 91〜93而μ 士㈣ 線圖案與後述之接合導線 訊的功能: 裔電路(未圖示)具有防止外來的電磁雜 以下、進一步說明各構成元件。 障列檢測元件1係利用微機械技術而形成的紅外線 且右(紅外線圖像感測器）。該紅外線檢測元件1中， 二有熱型紅外線檢測部及晝素選擇用切 =數個畫素部，餘痛構成的基座基板之： 雖己置為2次70陣列狀。熱型紅外線檢測部之感溫部 =由熱電堆構成，但不限於此，亦可由例如電阻輕射熱 測里叶、熱電體薄膜等來構成。 、，紅外線檢測元件1雖在各畫素部設有M〇s電晶體，但 定要設置。又，紅外線檢測元件i並非一定要具備 供壬2次兀陣列狀的晝素部之紅外線陣列感測器，只要且 備至少1個感溫部者即可。又，紅外線檢測元件】亦可為 ，用熱電體基板而形成之熱電元件。此時，將紅外線感測 為2次裝配於如印刷配線板之電路基板等時，考慮到使用 無錯焊接(例如SnCuAg焊接等)做為接合材料，難為使用 9/30 201142251 居禮溫度比PZT(Pb(Zr,Ti)03)更高的钽酸鋰(LiTa03)或鈮酸 鐘(LiNb〇3)做為熱電元件之材料。又，做為集電元件，藉由 使用在相同熱電體基板上4個元件要素(受光部)形成有2x2 或1x4的陣列狀之四重形式元件、或2個元件要素形成為 1x2的陣列狀之雙重形式元件等，能夠降低自外部來的熱所 造成之熱電元件輸出的波動。 1C 元件 2 為 ASIC(Application Specific 1C，特殊應用積 體電路），係使用石夕基板來形成。又，係使用裸晶(bare chip) 做為1C元件2。而本實施形態之紅外誠㈣+，比起IC 疋件2為封裝裸晶所得者之情況，可圖求封裝3的小型化。 C元件2的電路構成，只要是依照紅外線檢測元件1 的種類等做適宜⑦計即可。例如紅外線檢測元件1為上述 ^紅:卜線陣列感測器的情況時，只要將K元件2的電路構 控元件1的控制電路、將紅外線檢測 路槿点gl:壓増幅的放大電路、且具備多工器等的電 接於二:：:'=個二中該多工器係將電氣連 剛的輸輸入上:=== 測器係用於人體偵測者，♦红 '卜線感 電元件時，1C元#·9 #、、卜線板測元件1為上述之熱 信號的電流電壓轉換電路、即熱電電流轉換為電壓 電壓信號當巾Μ轉區難換電路轉換之 通放大器）、與她找㈣電·大電路(帶 所得之閥值比較，當電壓信號=增幅的電壓信號 的偵測電路、以及將偵測電^過閥值時即輸出偵測信號 、侦測信號做為指定的人體 10/30 201142251 檢測信號而輪出的輸出電路之電路構成即可。 甘封裝本體4係藉由紅外線檢測元件1及1C元件2裝配 表面側(圖2之上面側)的平板狀陶究基板來構成。簡 本體4中’基體40係以絕緣材料-陶兗形成， 狀件1及1C 71件2各自_ (未圖示)係透 92，適當連接於上述配線圖案之中形成於 二之—表面側的部位。又，紅外線檢測元件i &C 係透過接合導線93而電氣連接。做為各接合導線 佳為使用耐腐錄比A1引線高的Au引線。 材料二知㈣中1因為採用陶兗做為封裝本體4的絕緣 t主i 2起採用環氧樹脂等的有機材料做為絕緣材料的 若採用氧化-，則比起採二: 二絕緣材料的熱傳導率小，能二 =封裝3的外部產生之熱所造成的紅外線檢測元件丨 又封波本體4係為由上述綠同杳_ ΛΑ 外部連接麵_)跨_ 4Q 構成的 本貫施形態的紅外線感測器中 路等隹。故 部(以下’稱為第3接合部)15被裝配=接合 的第2區域必透過第2_(例如聚魏樹: 11/30 201142251 $曰^’稱Μ 4接合部)25被製配。做為各 二:，，只要是用低溶點玻璃、環氧系樹脂或 ==性接著劑、焊接齡焊接、Au_Sn焊接等)或 而藉由例如常可。又’亦可不使用各黏晶劑， 部1因係透過複數個的第3接合 整體透過第件1背面 功能、以及第間16有做為隔熱部的 封裝本體剖面積下降，因此變得難以由 數目雖並I料时f収件1。該第3接合部b的 為矩邮周形狀 外線檢測元件1的賴職 對在基於紅 個頂點的3處，設置第3接二之對應方:假想三角形的3 至封裝本體4時等的溫度辦：：、：：错以能夠抑制在裝配 形造成紅外線檢測元件^斜因為封褒本體4的變 =，且能夠降低於紅外線檢測 ^外^測元件1 ^形態中，當紅外線檢測元件? 方形時，雖係規定有在紅外線 f域為例如正 !端的2處、與平行於該I邊的邊之//外周之1邊的 命:3處具有項點的假想三角形，惟㈣(此處騎央部） 乂佳為考慮紅外線檢測元件】Λ頂點的位置， ^之塾片進行㈣接合時的、對紅外線檢測 線檢測元件1塾片的位置)而二接二可祕(換言之，紅外 乂規疋。又，亦可於第3接 201142251 合=15加人用以規定紅外線檢測^件〗與第1區域 距離的間隔物。若先加入如此之間隔物，則能 ， 感測器製品間之紅外線檢測元件！與封裝本體$ ; 的熱絕緣性能的變動。 間 C元件2其外周形狀為矩形(正方形 且背面整體係透過第4接合部25而接合於第/區域’ 哪=，封裝本體4的第2區域42储基 ==Γ4%’而令第2區域42的厚度“ 的厚&更缚。又，封裝本體4係於基體4〇 由金屬材料(例如Cu等)構成之電轉蔽層44，在第^域 S’中電:ί蔽層44係露出。又，在封裝本體4的第2區 "中，至屬材料(例如Cu等)構成的複數個貫孔(熱貫孔， thecal via)45係貫通設置於基體4〇的厚度方向，且各 45係與電磁屏蔽層44接觸而熱偶合。 、 此處，1C元件2胁第2區域42之電 被接合。而娜產生的熱可通4 44中，1C元件2正下方的部位及貫孔45，效率 良好地朝向封裝3的外側放熱。 封裝本體4在上述配線圖案中，紅外線檢測元件}及 、元件2各自的接地用塾片(未圖示)所連接的部位係與電 、井蔽層44笔氣連接。而能夠減低外來的電磁雜訊對由紅 ^線k測7C件1及Ic元件2等構成的感卿電路造成的影 音’且能夠抑制外來的電磁雜訊造成之S/N比的降低。再 者將紅外線感測益2次裝配至電路基板等時，係令貫孔 45與電路基板等的接地圖㈣氣連接，藉以能夠降低外來 的電磁雜輯以紅外線檢測元件丨及IC元件2等構成的感 13/30 201142251
=:的影響’且能夠抑制外來的電磁雜訊造成之S/N 金屬蓋體====本體4側之1開敌的箱狀之 -面與=本體4氣密接合，使得該 表面的周部，:形著體4之上述- 全周之框狀金屬圖宰47驴：肢的外周形狀’遍布 安47 m 封裝盍5與封裝本體4的金屬圖 二續由縫溶接(電崎接法)進行金匕描 南氣密性及電磁屏蔽效果 妾：、而-驗 金⑽則形成，且施有Ni鑛敷。又=鐵騎合 案47係以鐵鋅错人全/ 、 紅之金屬圖 有Μ鍍敷 成’且施有Νί_，並進一步施 於』之金屬圖案47的接合方法不限 來他_(例如點叫或導電性樹脂 σ 处，做為導電性樹脂者，若使用異方性導電點 5劑，分散於樹脂(黏合劑）中的導♦ j 人日车m- ^ 導粒子含量少，能夠在接 仃加熱/加壓’使封裝蓋5與封裳本體4的接合 因此能夠抑制水分錢體(例如水蒸氣、氧氣 =外:仏人封裝3内。又，做鱗電性樹脂者，亦可使 用加入軋化鋇、氧化鈣等乾燥劑者。 再者’封裝本體4及封裝蓋5的外周形狀雖設為矩形， 仁不限於触’亦可為例如圓形。又，封裝蓋5係具備由 封裝本體4 _端、㈣布至全周岐伸設置於賴的凸緣 部5b，凸緣部5b係遍布全周而與封裝本體4接合。 本實施形態之紅外線感測器係假定以自人體放射出之 附近的波長範圍(_〜]3㈣之紅外線，做為紅外線檢 14/30 201142251 測元件1之偵測對象的紅外線，且係制Si做為紅外線穿 透構件6之基材61的材料。做為基材61白勺材料者，不限 m ry使用例如Ge、ZnS或GaAs，但較佳為以採用 衣兄負何比Zns或GaAs等少，且相較於Ge可達到低成本 化，同時比ZnS色散還小的Si。 又’紅外線穿透構件6中，基材61的厚度方向兩面的 光^過_ 62、63雖係在光學上設計為可供_一波 長祀圍的紅外線穿透，但只要是依照紅外線感測器的用途 田中(例如為人肢偵測的用途、氣體偵、測、火培偵測的用途 等)檢測縣之紅外線波長或波長·進行適#的光學設計 濾膜62 ' 63例如以折射率不同之複數種類的 溥膜交互積層來形成即可。再者，做為此種薄膜的材料者， 可採用例如 Ge、ZnS、ZnSe、a1203、Si02、SiNx、MgF， 等。 & 本實施形態中，因在紅外線穿透構件6之基材61的厚 度方向兩面，設有光學過濾膜62、63，故能夠藉由光學過 濾膜62、63，將期望波長範圍以外之不需要的波長範圍的 紅外線或可見m ’岐夠抑制太陽光料造成之雜訊 產生，而可圖求高感度化。此處，光學過濾膜62、63可為 光學特性互異者，亦可為相同者。又，紅外線穿透構件6 雖在基材61之厚度方向兩面具備光學過濾膜62、63，但只 要具備2個光學過濾膜62、63當中之至少一者即可。例如， 亦可在基材61之厚度方向的一表面側(一面側；圖2之下面 側)僅設置光學過遽膜62，而在另一面側(圖2之上面側)設 置防止紅外線反射的抗反射骐。又，亦可在基材6】之厚度 方向的另一表面側（另一面側)僅設置光學過濾膜63。又， 15/30 201142251 關於抗反射膜，只要是採 料，且適當設計積層構2、63相同的材 此，’紅外線穿透構件6只要是封住封裝蓋$ 成為平板狀。 會提高，但過薄時二 ==:在例如基材-輸時二: 2外線穿透構件6係使基材6i之厚度方向兩面中的周 4路出。欲製作如此的紅外線穿透構件6，可利肢錢法或 越法等的_形賴術，在基材61的兩面各自使光學過 濾膜62、63成膜之後’使用光刻技術及钱刻技術加以圖案 化’亦可進行雷射光的_化或切割器(didng 之 圖案化。x，在利用蒸航或___膜形成技術使 光學過濾膜62、63成膜時’若配置適當的蒸鮮(shad〇w mask)以僅在指定區域形成光學過濾膜，則在光學過 濾'膜62、63賴後就不需要進行去除光學過濾膜62、幻 不需要的部分之步驟。又’紅外線穿透構件基材&之 厚度方向兩面的周部亦可存在有光學過濾膜62、63。 又，做為將紅外線穿透構件6之基材61與封裝蓋5接 合而電氣連接的第2接合部8之材料的導電糊者，雖係使 用銀糊，但不限於此。此處導電糊為以導電填充物與黏合 劑構成。做為導電填充物者，可使用銀、金、銅、鎳、鋁、 碳、石墨等。做為黏合劑者，可使用環氧樹脂、胺基曱酸 酯、聚石夕氧、丙稀酸系樹脂、聚酿亞胺等。 又，因為紅外線感測益中，第2接合部§係設置成遍 16/30 201142251 布第1接合部7全周並將之包圍，因此亦能夠提高紅外線 穿透構件6與封裝蓋5的接合強度。 ^ 又，上述紅外線感測器中，當封裝3的内部空間設為 真空壤境時，較佳為在封裝蓋5的内側設置用以吸附封裝^ 内的殘留氣體等的吸氣劑。此處，做為吸氣劑的材料者， 較佳為使用例如活化溫度為3〇〇〜35(rc&右的非蒸發吸 劑，只要採用例如由Zr之合金或Ti之合金等構成的非# 吸氣劑即可。此情況下，製造紅外線感測器時，做為將^ 外線穿透構件6接合於封裝蓋5的第！接合部7的材料之 低溶點玻璃者，係使用軟化點比吸氣劑的活化溫度更 低溶點玻璃。做為低溶點玻璃者，只要使用例如軟 35(TC〜50(TC左右者’更佳為使用軟化點為3耽〜彻:以 又’不官吸氣劑的有無’做為低熔點玻璃者較 佳為使用热鉛的低熔點玻璃（無鉛低熔點玻璃）。 圖2所示之構成的紅外線感㈣巾， 之基材61雖成形為平板狀，但基材61不限6 例如圖3所示的透鏡。 顿方、此’亦可為 圖3的紅外線感測器中，構成紅 的透鏡係為平凸型非球面透鏡，可圖^ = 測如的受光效率提高而高感度化。 能夠藉由透鏡來奴紅外線檢測元件】之二:，成中， 照所期)齡該輸透鏡係將依 :=:_形成為在半導體基板的-表二= 土板的接觸為歐姆接觸之後，在” 的構成元夸夕气π仏 Λ將做為+導體基板 素之乳化物予以關去除的溶液構成的電解液 17/30 201142251 中，將半導體基板的另-表面側予以陽極氧化 做為去除部位的多孔質部，其後藉由將該多孔“ 形成。再者，關於應用此種陽極氧化技術的半導 = 造方法，已揭示於例如日本專利第3897G55號:、兄衣 專利第3897056號公報等’因此省略其説明。〜、日本 圖3之構成的紅外線感測器中，可依以上述 鏡構成的透鏡纽定紅外線檢測元件丨之_區域^透 做為透鏡者’可採用比球面透鏡焦點更短且開口押少 差小的半導體透鏡，因此藉由短焦點化，而可圖^ 的薄型化。又，能夠將透鏡的凸曲面側定為封裝蓋5的〕 口部：>a側，而將透鏡的一部分收納於封裝蓋5的開 开 内，而可圖求封裝3更進一步的薄型化。 又’上述透鏡只要用例如石夕晶圓來形成即可，在 ，鏡的基礎之碎晶圓—表面側形成光學過濾膜G的 2 —表面側形成光學過濾膜62後，切割為—個個 K卩可〇 又，紅外線穿透構件6中以透鏡構成的基材6卜 f該透鏡㈣卩的全卿縣，蚊位贿裝蓋5之開口部 二内：面，及周部的高低差部6】b。而紅外線穿透構件6 二=1接合部7 ’將此基材61之高低差部61b以遍布 八Μ盍5外側表面中的開口部元之周部全周的方式來接 ^因此’能夠提高以透鏡構成的基材61與紅外線檢測元 们的平行度，且㈣提高透鏡之光財向巾，透鏡盘红 線檢測元件1之距_精度。高低差部6lb係例如可在 ^切割步财，在料®分割前的階段切割刀等來 、亦可在切#j步驟之前，湘光刻技術及_技術來 18/30 201142251 形成。又，芮你¥ 狀時加以設置:再；將基㈣設為平板狀之形 基材61亦可為不具高低差部:透者構件6中以透鏡構成的 又，封裝本體4及封姑 的形狀，亦可Α心忪盖5的形狀不限於圖2、圖3中 J為例如圖4所示的 r 係省略電磁屏毅層44 7 =狀。再者，圖4當中， 圖4的描二 貝孔(熱貫孔)45的圖示。 相狀(此處騎形箱狀） 〜成為—表面開放的 以封_切4 t 卩& _蓋5，係形成 接合的平板狀。' &表面的方式與封裝本體4氣密 裸晶=Γ:23,、ΓΓί的紅外線感測器因均採用 基材6!的材料或光學之 :;:ί:Γ藉，起因於可==電 的故障。惟若於以裸晶構成的Κ：元件2中的至 圖厂、側的表面，設有遮蔽來自外部的光之樹脂部(未 长封F 1<：凡件2為封裝裸晶而成者的情況，可一邊圖 ，生破3的小型化，同時更確實地防止起因於可見光之忙 凡件2的電動勢所造成的故障。 以上所説明的紅外線感測器，因封裝3係表面裝配型 、封裝，因此在裝配至如印刷配線板之電路基板等時，可 圖求高度降低。 又，紅外線感測器因係以低熔點玻璃接合紅外線穿透 ^冓件6與封裝蓋5 ’因此該低炫點破璃所造成之自第丨接合 4 7的氣體外及少’能夠防止氣體外茂造成之製造良率降 低或特性的劣化。又，在以焊接接合的情形，其相對於金 19/30 201142251 屬化膜為必要的情形， 可圖求低成本化。 因不需要如此金屬化膜的形成 故 形成形為平板狀，故比起如圖=^ ’因封裝本體4係 開放的箱狀為封裝本體4之形狀2_器般以-面 成、將紅外線檢測元件！裝配至基板予以構 裝本體4裝配紅外線檢測科，在使對封 封裝本體4低成本化。又，圖能夠讓 中’藉由將封裝本體4成形成為平板狀，^二，感測益 之上述一表面側配置的紅外‘ 的高感=離的财，並能夠實現可财更進一步 圖2及圖3的紅外線感測器中，紅外線檢測元件】 二者配置成在平行於係透過於該紅外線檢測元件】中與 第1區域4] j則的背面的之面内相互分離而配置的複數個 ，一3接合部]5，裝配於第〗區域4】，因此藉由在紅外線檢 件1與封裝本體4之間的空間丨6發揮隔熱部的功能、， /、苐接θ °卩】5的剖面積降低，故自由封裝本體4變的難 以導熱至紅外線檢測元件丨變得困難，且自封裝3外部來 的熱或自1C元件2來的熱亦變得難以通過封裝本體4而導 熱至紅外線檢測元件】，而能夠實現可圖求高感度化。 又’圖2、圖3'圖4之紅外線感測器因於封裝3内收 納有將紅外線檢測元件1的輸出信號予以信號處理的1C元 件2，故可圖求紅外線感測器的高功能化，而且比起IC元 件2收納於別的封裝中的情況，吁圖求S/N比的提高。又， 此等紅外線感測器係在封裝本體4的第2區域42具備裝配 20/30 201142251 t元件2且熱偶合的金屬部(以電磁屏蔽層44的一部分 金屬部因與避開第i區域41而形成、且—部分暴露 產：：3的外側之放熱部—貫孔45熱偶合，故在ic元件2 =會通過金屬部狀糾有㈣喊熱，而抑制導 Γ41側’因此能夠進—步降低1c元件2的發 元件1所造成的影響。再者，1C元件2亦 J 5又於封裝3的外部。 印刷中的封農本體4亦可由内建電磁屏蔽板的 封穿本触Γ'ΐ ’此情況下，由該印刷電路板所構成的 、_、氧化每荨乾燥劑的導電性接(·日t々曰 氧樹脂等所構成的接合;電性的B階環 亦裝配至縣《 4時，又’ 1C元件2 在第2 _2的方切IC元了件^電轉蔽板之—面暴露 再者，上述之圖2〜圖4的红;二於该電磁屏献板。 外線穿透構件6配置於封“ 5 中，雖然將紅 亦可例如於圖5所示，將红外:側’但不限於此等， 的内側。 、本穿透構件6配置於封裝蓋5 感測二造照=，:邊說明圖2所示構成的紅外線 測器之製造方法亦相同。及圖5中之構成的紅外線感 元件各自形成之红外線檢測元件1及1c 構造。此裝配步驟中，首先而得到圖1A所示之 裝配紅外線檢測元件1，並且於第=本體4的第1區域41 此裝配步驟中，俜透迅坌、區域42裝配1C元件2。 仏透料3接合部15來將紅外線檢測元件 21/30 201142251 1接合於第i區域41 ’且透過第4接合部25來將ic元 接合於第2區域42，之賴利_合。再者，紅 測元件丨、1C元件2的裝配順序並無特殊限定。 上述裝配步狀後，如圖1B所示，撕接合步 ，為第！接合步驟），該接合步驟係將失在紅 =6之周部與封裝蓋5中之開口部5a的周部中間的低炫: ，璃7a以雷射先LB加熱且使之祕，藉以透過低溶 璃7a構成的第】接合部7將紅外線穿透構件6盘封蓋 1 氣密接合。再者，做為雷射光LB的雷射光源者:、只要 用例如準分子雷射或YAG雷射、 等即可。 。〇2由射(二氧化碳雷射) 此第i接合步驟中’係將雷射光LB自封裝蓋 射(紅外線穿透構件6與封裝蓋5的重疊方向中，從_ =之紅外線穿透構件6側相反之側來照射)而加:低炫 ..她璃7a並使之溶融。此處第丨接合步 裝蓋重5中之開口部5a的周部(亦即封裝蓋5中與 7a重豐的部分)局部加熱’以加熱低㈣麵％。換离 =i 4妾合步驟中，係透過對封裝蓋5中之開口部㈣ 來加熱健點玻璃〜。此處，為了局部加孰，； 將缉射光LB對合於封職5中之開口部5 :、—立 f的位置，而進行點狀照射來掃描，亦可㈣_ = 抑體的方式，設定依雷射錢及光學 ^ ^ :。無論使用前述之何種方式，因為能夠使得雷 = ::低_离73吸收而力·點玻璃7a，故可不需： 摻雜金屬(過渡金屬等)、或對低炼點玻璃 者色，而加熱娜點玻璃7a。再者，低魅玻璃-2 22/30 201142251 言係指玻璃轉移溫度為·c以下的玻璃，但做為本實施型 =使用綠賴玻璃7&者，較佳為制朗轉移溫度為 400 C以下的低炼點玻璃。 第1接合步驟之後，在妓環境(例如乾缝氣環境、 真空魏粉，將封裝蓋5重4於縣本體4，來進行將 封裝蓋5與封裝本體4氣錢合_ 2接合倾。之後， 進行將紅外線穿透構件6之基材61與職蓋5藉由上述導 電糊構成的第2接合部8接合，以電氣連接之第3接合步 驟，錯以得到圖1C所示構成的紅外線感測器。再者，第9 ，合步驟中，雖係將封錢5的凸緣部5b疊合於封裝本體 4，而藉由缝溶接，將名+&隹ς 捉⑽η 盖之凸緣部5b氣密接合於封 Ϊ本體4 ’但不限於縫轉，亦可採用其他的接合方法。又， 第2接合步驟的接合、、庳μ筮〇 + 0士，亦^ ^ 接合部8的耐熱溫度更低 二步驟。 合步驟與第2接合步驟之間進行第3接 六/ m㈣本實麵態之紅外線m製造方法， 7a而使其炫融，因此身:fω局部加熱低炫點玻璃 密性的同時，抑制έ ^纟才…咖度’且可在—邊確保氣 二，本實:：:=過_、63的破裂或剝 接合步驟中，係‘=if器之11造方法，在此第1 玻璃〜直接_的、=、才件6之基材61與低溶點 加解融_點麵域魅翻7a的狀態下， 熱至光學過據㈣難以自雷射光LB導 63的破裂或剝離。再此句更確芦地防止光學過濾膜62、 上述的紅外線感測器之製造方法 23/30 201142251 中’做為紅外線穿透構件6者，雖係使用使基材61之厚度 方向的兩面之周部露出者，但不一定非得需要光學過濾膜 62、63的圖案化。 又，上述的紅外線感測器之製造方法中，如圖6所示， 能夠使用與低熔點玻璃7a接觸部分的厚度比該部分的周邊 部分厚度為薄者做為封裝蓋5，此時，比起與低熔點玻璃 7a接觸部分的厚度與周邊部分厚度相同的情況，能夠更有 效率地加熱低熔點玻璃7a。 又，在第1接合步驟之前，亦可在封裝蓋5周部之與 接合紅外線穿透構件6之面的相反側，形成對雷射光LB的 吸收率比封裝盍5還向的材料所構成的光吸收層51(參照圖 )且在苐1接合步驟，如圖7所示，亦可對光吸收層51 照射雷射光LB。藉由先設置如此的光吸收層51，能夠更有 效率地加熱低熔點玻璃7a。 此處，虽封裝盏5以鐵鎳始合金形成，且鍍敷有见時， ’、要採用對雷射LB 0”魏軸Μ還高的材料做為光吸收 層^的材料即可。例如，當使用波長為193nm的ArF準分 子雷射、波長為248nm的KrF準分子雷射、波長為355nm 白勺THG-YAG雷射等做為雷射光LB的雷射光源時，採用銅 或碳鋼等做為光吸收層51的材料即可。又，當使用基波之 波，在75〇nm〜n〇0nm範圍的飛秒雷射(例如Ή:藍^石雷 ^寺）、波長為Ιμπι的Nd:V04雷射、波長為聰咖的γΑ(3 :射、波長為1〇.6μηι白勺C02f射等做為雷射光⑶的雷射 九源時，採用碳鋼等做為光吸收層51的材料即可。光吸收 層W的材料不限於銅或碳鋼等金屬材料，亦可採 材料等。又’銅、碳鋼、料金屬因為隨著雷射光α波長 24/30 201142251 增長，吸收率會降低，因此採用金屬做為光吸收層51的材 料時，較佳為使用波長短者做為雷射光源。 在封裝蓋5之周部中與紅外線穿透構件6相對之側（亦 即與第1接合部7接觸之側)之相反側表面，為了容易以雷 射光LB加熱封裝蓋5，亦可粗化該表面來改變封裝蓋5對 雷射光LB的穿透率，以取代設置吸收層。 再者，本發明的紅外線穿透構件之接合方法亦可適用 於紅外線感測器以外。換言之，關於本發明的紅外線穿透 構件之接合方法中，紅外線檢測元件為選擇性的。例如， 本發明的紅外線穿賴件之接合方法，可用以接合照相機 叙頭，亦可用於將紅外線穿透構件接合至照明裝置。 【圖式簡單說明】 圖1A〜圖1C為實施形態之紅外線感測器製造方法 明圖。 < 圖2為同上之紅外線感測器的概略剖面圖。 圖3為同上之紅外線感測H其他之構成_概略剖面 Θ為同上之紅外線感測益其他之構成例的概略剖面 圖5為同上之紅外線感測器其他之構成例的概略剖面 同7二外線感測器之製造方法的説明圖 ^ 8二上之紅外線感測器之製造方法的説明圖 ㈤為自知例的紅外線檢測器之 圖9為其它習知例的紅外線檢測器之相= 【主要元件符號說明】 面圖 25/30 201142251 1、101、20〗紅外線檢測元件 2 IC元件 3 封裝 4 封裝本體 5 封裝蓋 5a ' 152a 開口部 5b 凸緣部 6 紅外線穿透構件 7 第1接合部 7a 低炫點玻璃 8 第2接合部 15 第3接合部 16 空間 25 第4接合部 40 基體 40b 凹部 41 第1區域 42 第2區域 44 電磁屏蔽層 45 貫孔(熱貫孔） 47 金屬圖案 61 基材 61b 高低差部 62、63 光學過濾膜 91 ' 92 ' 93 接合導線 140 基座板 26/30 201142251 149 端子 152 > 252 蓋體 160 紅外線穿透構件 240 基座 249 引線端子 252a 红外線入射窗 260 紅外線穿透過濾器 270 塗布膜 272 菲涅耳透鏡 280 接合材 27/30

Claims (1)

  1. 201142251 七 1. 、申5旁專利範圍·· 種接5方法，其係具備紅外線檢測元件、具有開口部 的封裝蓋、與紅外線穿透構件的紅外線感測器當中 外線穿透構件的接合方法，能外線穿透構件係在以= 外線穿透材料構成的基材之厚度方向的至少—面上 層f外線用絲過濾膜而成，且錢配置成封住前述開 口。卩，並透過低熔點玻璃構成之接合部，與前 氣岔接合；該接合方法之特徵在於： 、 ^備以雷射光加熱存在於前述紅外線㈣構件之周部盘 =裝蓋中之前述開口部的周部之間的低熔點玻壤? =接=接=前r外線穿透構件與前述封裝蓋 刚述接合步财’係自前述封裝蓋㈣射前述雷射光， 2. 以加熱前述低熔點玻璃而使其熔融。 =紅外線感測器之製造方法，其係前述紅外線感測器 備^造方法，其特徵在於··前述紅外線感測器進二步且 果蓋前述紅外線檢測元件的封裝本體，前述封 感測器的製造方法包括申請專利範圍第1項之 圍第2項之紅外線感測器之製造方法，其 二編玻璃接觸之部分的厚度相比，該部 4.如申請二:度為缚者來做為前述封裝蓋。 法，並中在;接人/ 3項之紅外線感測器之製造方 〃中在則述接合步驟之前，在前述封裝蓋之前述周 28/30 201142251 部中與接合前^料轉件 :::雷r的吸收率比前述封裝蓋高的材料構丄 5. 二驟中’對前述光吸收層照射前述雷射光。 、去，I中於乾圍第2或3項之紅外線感測器之製造方 二述接合步驟中，對前述繼中之前述開 口部的周部照射前述雷射光。 6.如申請專利範圍第2 中進一步具備. 貞之、，工外線感測器之製造方法，其 在前述接合步驟一第1接人+ =線檢測元件展配至封二心步ΤΓ前述 7 ===合r前述封裝蓋與前述封 .利範圍第2項之紅外線感測器之製造方法，其 行^二具備在前述接合步驟即第1接合步驟之後，進 第3紅外線f透構件與前述封裝蓋以導電糊接合的 弟3接合步驟。 j I ^^利範圍第1項之接合方法’其係使用與前述低 分的厚度相比，該部分之周邊部分的厚 9 又，寻者來做為W述封装蓋。 •:::專利範圍第〗項之接合方法，其中在前述接合步 穿透I杜在前述封裝蓋之前述周部$與接合前述紅外線 前述封相反側，形成對前述雷射光的吸收率比 '、戒现逷咼的材料構成的光吸收層，且 10如合步驟中，對前述光吸收層照射前述雷射光。 叫專利範圍第1項之接合方法，其中於前述接合步 29/30 201142251 驟中，對前述封裝蓋中之前述開口部的周部照射前述雷 射光。 11. 如申請專利範圍第1項之接合方法，其中於前述接合步 驟中，透過加熱前述封裝蓋中之前述開口部的周部，來 加熱前述低熔點玻璃。 12. 如申請專利範圍第1項之接合方法，其中於前述接合步 驟中，使前述低熔點玻璃夾在前述紅外線穿透構件之前 述基材與前述低熔點玻璃之間、且在該等基材與低熔點 玻璃直接接觸之狀態下，加熱並熔融前述低熔點玻璃。 30/30
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