WO2011129307A1 - 赤外線センサの製造方法 - Google Patents

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WO2011129307A1
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package lid
bonding
transmitting member
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孝典 明田
剛 岡本
佐名川　佳治
田中　健一郎
真太郎 林
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パナソニック電工株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method for bonding an infrared transmitting member and a method for manufacturing an infrared sensor.
  • an infrared detector including a thermal (uncooled) infrared detector that detects infrared rays and a package that houses the infrared detector has been researched and developed in various places (for example, (See Japanese Patent Publication No. 9-229765 and Japanese Utility Model Publication No. 5-23070).
  • an infrared detector that includes an infrared transmitting member 160 hermetically bonded to the cap 152 so as to close the opening 152a of the cap 152.
  • the base plate 140 and the cap 152 are made of metal
  • the infrared transmitting member 160 is made of germanium.
  • the infrared transmitting member 160 is formed in a flat plate shape, and is joined to the cap 152 using low melting point glass.
  • Japanese Utility Model Publication No. 5-23070 discloses a base 240 having a plurality of lead terminals 249, a cap 252 joined to the base 240 and enclosing the infrared detecting element 201, and the like.
  • An infrared detector comprising an infrared transmission filter 260 joined to the cap 252 so as to close the infrared incident window 252a on the upper wall of the cap 252, and a coating film 270 made of polyethylene and covering the cap 252 and the infrared transmission filter 260 and the like.
  • a part of the coating film 270 on the upper surface side of the cap 252 is formed to be a Fresnel lens 272.
  • the base 240 and the cap 252 are made of metal.
  • the infrared transmission filter 260 is formed using a silicon substrate or a germanium substrate, and an antireflection film and an infrared transmission filter film are deposited thereon.
  • the infrared transmission filter 260 is bonded to the cap 252 with a bonding material 280.
  • the infrared transmitting member 160 is hermetically bonded to the cap 152 using low-melting glass, and the space surrounded by the base plate 140, the cap 152, and the infrared transmitting member 160 is evacuated. It is kept.
  • an infrared optical filter film such as an infrared transmission filter film is formed on the infrared transmission member 160 in order to increase the sensitivity by efficiently capturing the infrared rays to be detected in the infrared transmission member 160 without reflecting them. It is possible to do.
  • the infrared transmitting member 160 is hermetically bonded to the cap 152, since the temperature becomes high at about 400 ° C. to 600 ° C., there is a concern that the optical filter film may be cracked or peeled off.
  • the lens is hermetically bonded to the cap 152. At the time of joining, there is a concern that the optical filter film formed on the lens may be cracked or peeled off.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned reasons, and its purpose is to provide an infrared transmitting member joining method capable of suppressing the cracking and peeling of the optical filter film, and to ensure the airtightness while maintaining the airtightness. It is providing the manufacturing method of the infrared sensor which can suppress a crack and peeling of a filter film
  • an infrared detection element, a package lid having an opening, and an optical filter film for infrared rays are laminated on at least one surface in the thickness direction of a base material made of an infrared transmitting material to block the opening.
  • Infrared sensor comprising an infrared transmitting member disposed in a sealed manner and hermetically bonded to the package lid through a joint made of low melting point glass. Joining the infrared transmitting member and the package lid in an airtight manner by heating and melting a low melting point glass interposed between the circumference and the circumference of the opening in the package lid with a laser beam.
  • the infrared sensor further includes a package body on which at least the infrared detection element is mounted, and the package lid is formed of metal, and the opening is formed in front of the infrared detection element. And is configured to be hermetically bonded to the package body.
  • the manufacturing method of this infrared sensor includes the said joining method, It is characterized by the above-mentioned.
  • the thickness of the portion in contact with the low-melting glass is smaller than the thickness of the peripheral portion of the portion.
  • the peripheral portion of the package lid before the bonding step, has a higher absorption rate with respect to the laser light than the package lid on the side opposite to the surface where the infrared transmitting member is bonded. It is preferable to form a light absorption layer made of a material and irradiate the light absorption layer with the laser light in the bonding step.
  • the laser beam is irradiated to a peripheral portion of the opening in the package lid in the bonding step.
  • This infrared sensor manufacturing method is performed before the first joining step, which is the joining step, and is performed after a mounting step of mounting at least the infrared detection element on the package body, and after the first joining step. It is preferable to further include a second joining step for airtightly joining the package lid and the package body.
  • the infrared sensor manufacturing method further includes a third joining step that is performed after the first joining step, which is the joining step, and that joins the infrared transmitting member and the package lid with a conductive paste. preferable.
  • a material having a higher absorptance with respect to the laser light than the package lid is formed on the opposite side of the peripheral portion of the package lid to the surface where the infrared transmitting member is joined. It is preferable to form a light absorption layer, and to irradiate the light absorption layer with the laser light in the bonding step.
  • the laser light is irradiated to a peripheral portion of the opening in the package lid.
  • the low-melting glass is heated through heating a peripheral portion of the opening in the package lid.
  • the low-melting glass in the bonding step, is heated in a state where the low-melting glass is interposed so that the base of the infrared transmitting member and the low-melting glass are in direct contact with each other. It is preferable to melt.
  • cracking and peeling of the optical filter film of the infrared transmitting member can be suppressed.
  • cracking of the optical filter film for infrared rays is ensured while ensuring airtightness. It can suppress peeling.
  • 1A to 1C are explanatory diagrams of a method for manufacturing the infrared sensor according to the embodiment. It is a schematic sectional drawing of an infrared sensor same as the above. It is a schematic sectional drawing of the other structural example of an infrared sensor same as the above. It is a schematic sectional drawing of the other structural example of an infrared sensor same as the above. It is a schematic sectional drawing of the other structural example of an infrared sensor same as the above. It is explanatory drawing of the manufacturing method of an infrared sensor same as the above. It is explanatory drawing of the manufacturing method of an infrared sensor same as the above. It is a schematic sectional drawing of the infrared detector of a prior art example. It is a schematic sectional drawing of the infrared detector of another prior art example.
  • the infrared sensor according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 2, and then the method for manufacturing the infrared sensor and the method for joining the infrared transmitting members will be described with reference to FIG. 1.
  • the infrared sensor includes an infrared detection element 1, a package body 4 having an electromagnetic shielding function and mounted with the infrared detection element 1, and a package body 4 formed of metal and having an opening 5 a in front of the infrared detection element 1. And a package lid 5 hermetically bonded to each other.
  • the infrared sensor is formed by laminating optical filter films 62 and 63 for infrared rays on both sides in the thickness direction of the base material 61 made of an infrared transmitting material so as to close the opening 5a, and has a low melting point on the package lid 5.
  • An infrared transmitting member 6 is provided which is airtightly bonded via a bonding portion (hereinafter referred to as a first bonding portion) 7 made of glass.
  • a bonding portion hereinafter referred to as a first bonding portion 7 made of glass.
  • the base 61 of the infrared transmitting member 6 and the package lid 5 are joined to the outside of the first joint 7 by a second joint 8 made of a conductive paste.
  • the base 61 of the infrared transmitting member 6 and the package lid 5 are electrically connected.
  • the infrared sensor includes an IC element 2 that performs signal processing on the output signal of the infrared detection element 1.
  • the IC element 2 is mounted on the package body 4 side by side with the infrared detection element 1, and the package lid 5 is connected to the infrared detection element. It is formed in a size that surrounds both the element 1 and the IC element 2.
  • the internal space is a dry nitrogen atmosphere.
  • the present invention is not limited thereto, and may be a vacuum atmosphere, for example. .
  • the package body 4 has a wiring pattern (not shown) made of a metal material and an electromagnetic shield layer 44 formed on a base 40 made of an insulating material, and the electromagnetic shield layer 44 has an electromagnetic shield function.
  • the package lid 5 is made of metal as described above and has conductivity.
  • the package lid 5 is electrically connected to the electromagnetic shield layer 44 of the package body 4.
  • the electromagnetic shield layer 44, the package lid 5 and the infrared transmitting member 6 of the package body 4 can be set to the same potential.
  • the package 3 has a function of preventing external electromagnetic noise to a sensor circuit (not shown) including the infrared detection element 1, the IC element 2, the wiring pattern, and bonding wires 91 to 93 described later. have.
  • the infrared detection element 1 is an infrared array sensor (infrared image sensor) formed using micromachining technology.
  • this infrared detecting element 1 a plurality of pixel portions each having a thermal infrared detecting portion and a MOS transistor as a pixel selecting switch element are arranged in a two-dimensional array on one surface side of a base substrate made of a silicon substrate. ing.
  • the temperature sensing part of the thermal infrared detector is composed of a thermopile, but is not limited thereto, and may be composed of, for example, a resistance bolometer, a pyroelectric thin film, or the like.
  • the infrared detection element 1 is provided with a MOS transistor in each pixel portion, but is not necessarily provided.
  • the infrared detection element 1 does not necessarily need to be an infrared array sensor including pixel portions in a two-dimensional array, and may be any device including at least one temperature sensing unit.
  • the infrared detection element 1 may be a pyroelectric element formed using a pyroelectric substrate.
  • the pyroelectric element in consideration of using lead-free solder (for example, SnCuAg solder) as a bonding material when the infrared sensor is secondarily mounted on a circuit board such as a printed wiring board, the pyroelectric element It is preferable to use lithium tantalate (: LiTaO 3 ) or lithium niobate (: LiNbO 3 ) having a Curie temperature higher than that of PZT (: Pb (Zr, Ti) O 3 ).
  • lead-free solder for example, SnCuAg solder
  • a quad type element in which four element elements (light receiving portions) are formed in a 2 ⁇ 2 or 1 ⁇ 4 array on the same pyroelectric substrate, or two element elements are 1 ⁇ 2
  • the dual type element formed in the array shape it is possible to reduce fluctuations in the output of the pyroelectric element due to heat from the outside.
  • the IC element 2 is an ASIC (Application Specific ⁇ IC) and is formed using a silicon substrate. Further, a bare chip is used as the IC element 2. Therefore, in the infrared sensor according to the present embodiment, the package 3 can be reduced in size as compared with the case where the IC element 2 is a bare chip packaged.
  • ASIC Application Specific ⁇ IC
  • the circuit configuration of the IC element 2 may be appropriately designed according to the type of the infrared detection element 1 and the like.
  • the circuit configuration of the IC element 2 includes a control circuit that controls the infrared detection element 1, an amplification circuit that amplifies the output voltage of the infrared detection element 1, and infrared detection. If the circuit configuration includes a multiplexer or the like that selectively inputs the output voltages of the plurality of input pads electrically connected to the plurality of output pads of the element 1 to the amplifier circuit, an infrared image can be obtained. Obtainable.
  • the circuit configuration of the IC element 2 is, for example, a pyroelectric signal that is an output signal output from the infrared detection element 1.
  • a current-voltage conversion circuit that converts current into a voltage signal, a voltage amplification circuit (bandpass amplifier) that amplifies a voltage in a predetermined frequency band among the voltage signals converted by the current-voltage conversion circuit, and the voltage amplification circuit
  • a detection circuit that compares a voltage signal with an appropriately set threshold value and outputs a detection signal when the voltage signal exceeds the threshold value, and an output circuit that outputs the detection signal of the detection circuit as a predetermined human body detection signal
  • the circuit configuration may be provided.
  • the package body 4 is composed of a flat ceramic substrate on which the infrared detection element 1 and the IC element 2 are mounted on one surface side (the upper surface side in FIG. 2).
  • the package body 4 has the base 40 formed of ceramics, which is an insulating material, and the pads of the infrared detection element 1 and the IC element 2 are formed on a portion of the wiring pattern formed on the one surface side of the base 40. (Not shown) are appropriately connected via bonding wires 91 and 92.
  • the infrared detecting element 1 and the IC element 2 are electrically connected via a bonding wire 93.
  • As the bonding wires 91 to 93 it is preferable to use Au wires having higher corrosion resistance than Al wires.
  • ceramics is used as the insulating material of the package body 4, so that the moisture resistance and heat resistance of the package body 4 are improved as compared with the case where an organic material such as an epoxy resin is used as the insulating material.
  • an organic material such as an epoxy resin
  • the thermal conductivity of the insulating material is smaller than when aluminum nitride, silicon carbide, or the like is used, and the heat from the outside of the IC element 2 or the package 3 is reduced. The resulting decrease in sensitivity of the infrared detecting element 1 can be suppressed.
  • the package body 4 has external connection electrodes (not shown) constituted by a part of the wiring pattern, the other surface (the lower surface in FIG. 2) and the side surface (in FIG. On the other hand, it is formed across the front, back, left and right surfaces).
  • the infrared detection element 1 includes a plurality of joint portions (hereinafter referred to as third joint portions) 15 made of a first die bond agent (for example, silicone resin) in the first region 41 of the package body 4.
  • the IC element 2 is mounted on the second region 42 of the package body 4 via a joint portion (hereinafter referred to as a fourth joint portion) 25 made of a second die bond agent (for example, silicone resin).
  • a joint portion for example, silicone resin
  • a second die bond agent for example, silicone resin
  • a second die bond agent for example, silicone resin
  • each die-bonding agent an insulating adhesive such as low melting glass, epoxy resin, or silicone resin, or conductive adhesive such as solder (lead-free solder, Au—Sn solder, etc.) or silver paste may be used.
  • bonding may be performed by a room temperature bonding method or a eutectic bonding method using Au—Sn eutectic or Au—Si eutectic.
  • the entire back surface of the infrared detection element 1 is connected to the first region 41 via the third bonding portion 15.
  • the space 16 between the infrared detection element 1 and the package body 4 functions as a heat insulating part, and the cross-sectional area of the third joining part 15 is reduced. Heat is less likely to be transferred from the package body 4 to the infrared detection element 1.
  • the number of the third joint portions 15 is not particularly limited, but when the outer peripheral shape of the infrared detection element 1 is rectangular (square or rectangular), for example, three is preferable.
  • the outer peripheral shape of the infrared detection element 1 is, for example, a square shape
  • two positions on both ends of one side of the outer periphery of the infrared detection element 1 and one position parallel to the one side here, The virtual triangle having vertices at three locations is defined with respect to the center of the infrared triangle, but the positions of the vertices of the virtual triangle are the outer peripheral shape of the infrared detection element 1 and the bonding at the time of wire bonding to the pad of the infrared detection element 1 It is preferable to define in consideration of reliability (in other words, the position of the pad of the infrared detection element 1).
  • a spacer that defines the distance between the infrared detection element 1 and the first region 41 may be mixed in the third joint portion 15. If such a spacer is mixed, it is possible to reduce the variation in the thermal insulation performance between the infrared detecting element 1 and the package body 4 between the products of the infrared sensor.
  • the IC element 2 has a rectangular outer shape (square shape or rectangular shape), and the entire back surface is joined to the second region 42 via the fourth joining portion 25.
  • the thickness of the second region 42 is made thinner than the thickness of the first region 41 by providing a recess 40 b on the one surface of the base body 40.
  • an electromagnetic shield layer 44 made of a metal material (for example, Cu) is embedded in the base body 40, and the electromagnetic shield layer 44 is exposed in the second region 42.
  • a plurality of vias (thermal vias) 45 made of a metal material (for example, Cu) are provided in the thickness direction of the base body 40, and each via 45 is an electromagnetic shield. It is thermally bonded in contact with layer 44.
  • the IC element 2 is bonded to the electromagnetic shield layer 44 via the fourth bonding portion 25 in the second region 42. Therefore, the heat generated in the IC element 2 can be efficiently radiated to the outside of the package 3 through the portion of the electromagnetic shield layer 44 immediately below the IC element 2 and the via 45.
  • the package body 4 is electrically connected to the electromagnetic shield layer 44 at a portion of the wiring pattern to which a pad for grounding (not shown) of each of the infrared detection element 1 and the IC element 2 is connected. Therefore, it is possible to reduce the influence of external electromagnetic noise on the sensor circuit constituted by the infrared detection element 1 and the IC element 2, and to suppress a decrease in the S / N ratio due to the external electromagnetic noise.
  • a sensor circuit constituted by the infrared detecting element 1 and the IC element 2 and the like by electrically connecting the via 45 to a ground pattern such as the circuit board. It is possible to reduce the influence of external electromagnetic noise on the SNR and suppress the decrease in the S / N ratio caused by the external electromagnetic noise.
  • the package lid 5 is a metal cap formed in a box shape in which one surface on the package body 4 side is opened.
  • the package lid 5 is airtightly joined to the package body 4 so that the one surface is closed by the package body 4.
  • a frame-like metal pattern 47 along the outer peripheral shape of the package main body 4 is formed on the peripheral portion of the one surface of the package main body 4 over the entire periphery.
  • the package lid 5 and the metal pattern 47 of the package body 4 are metal-bonded by seam welding (resistance welding method), and airtightness and electromagnetic shielding effect can be enhanced.
  • the package lid 5 is made of Kovar and is plated with Ni. Further, the metal pattern 47 of the package body 4 is formed of Kovar, plated with Ni, and further plated with Au.
  • the joining method of the package lid 5 and the metal pattern 47 of the package body 4 is not limited to seam welding, and may be joined by other welding (for example, spot welding) or conductive resin.
  • welding for example, spot welding
  • conductive resin if an anisotropic conductive adhesive is used as the conductive resin, the content of the conductive particles dispersed in the resin (binder) is small, and the package lid 5 and the package body can be obtained by heating and pressing at the time of bonding. Since the thickness of the joint with 4 can be reduced, it is possible to prevent moisture and gas (for example, water vapor, oxygen, etc.) from entering the package 3 from the outside. Further, a conductive resin in which a desiccant such as barium oxide or calcium oxide is mixed may be used.
  • the outer peripheral shape of the package main body 4 and the package lid 5 is a rectangular shape, it is not limited to a rectangular shape, and may be a circular shape, for example.
  • the package lid 5 includes a flange portion 5b that extends outward from the edge on the package body 4 side over the entire periphery, and the flange portion 5b is joined to the package body 4 over the entire periphery. ing.
  • the infrared sensor in the present embodiment assumes an infrared ray having a wavelength band near 10 ⁇ m (8 ⁇ m to 13 ⁇ m) emitted from a human body as an infrared ray to be detected by the infrared detection element 1.
  • Si is adopted as a material.
  • the material of the substrate 61 is not limited to Si, and for example, Ge, ZnS, or GaAs may be used. However, the environmental load is less than that of ZnS, GaAs, and the like, and the cost can be reduced as compared with Ge. In addition, it is preferable to employ Si having a smaller wavelength dispersion than ZnS.
  • the optical filter films 62 and 63 on both sides in the thickness direction of the base 61 in the infrared transmitting member 6 are optically designed to transmit infrared rays in the wavelength range of 5 ⁇ m to 15 ⁇ m. Appropriate optical design may be performed according to the wavelength or wavelength range of the infrared rays to be detected according to the use of human body detection, gas detection, flame detection, or the like.
  • the optical filter films 62 and 63 may be formed by alternately laminating a plurality of types of thin films having different refractive indexes, for example.
  • this type of thin film material for example, Ge, ZnS, ZnSe, Al 2 O 3 , SiO 2 , SiN x , MgF 2 or the like can be employed.
  • the optical filter films 62 and 63 are provided on both surfaces of the base 61 of the infrared transmitting member 6 in the thickness direction, infrared or visible light in an unnecessary wavelength region other than the desired wavelength region is optically filtered. It becomes possible to cut by the films 62 and 63, noise generation due to sunlight or the like can be suppressed, and high sensitivity can be achieved.
  • the optical filter films 62 and 63 may have different optical characteristics or may be the same.
  • the infrared transmitting member 6 includes the optical filter films 62 and 63 on both surfaces in the thickness direction of the substrate 61, but it is only necessary to include at least one of the two optical filter films 62 and 63.
  • the optical filter film 62 on one surface side (one surface side; the lower surface side in FIG. 2) in the thickness direction of the base material 61 is provided to prevent reflection of infrared rays on the other surface side (the upper surface side in FIG. 2).
  • An antireflection film may be provided.
  • the optical filter film 63 on the other surface side (other surface side) in the thickness direction of the substrate 61 may be provided.
  • the antireflection film the same material as that of the optical filter films 62 and 63 may be used, and a laminated structure may be designed as appropriate.
  • the infrared transmitting member 6 may be any member that closes the opening 5a of the package lid 5 and is hermetically bonded to the package lid 5, it is formed in a flat plate shape.
  • the thickness of the substrate 61 is reduced, the amount of transmitted infrared rays is increased and the sensitivity is improved.
  • the substrate 61 is too thin, there is a concern that a crack or the like may occur due to stress received from the package lid 5 side.
  • the thickness is preferably not less than 150 ⁇ m.
  • the infrared transmitting member 6 has exposed peripheral portions on both surfaces in the thickness direction of the substrate 61.
  • optical filter films 62 and 63 are formed on both surfaces of a base 61 using a thin film forming technique such as a vapor deposition method or a sputtering method, and then a photolithography technique. Further, patterning may be performed using an etching technique, or patterning using a laser beam or dicing saw may be performed. Further, when the optical filter films 62 and 63 are formed by using a thin film forming technique such as vapor deposition or sputtering, an appropriate shadow mask is disposed to form the optical filter films 62 and 63 only in a predetermined region.
  • the infrared transmitting member 6 may have the optical filter films 62 and 63 on the periphery of both sides of the base material 61 in the thickness direction.
  • the conductive paste that is the material of the second joint portion 8 that joins and electrically connects the base 61 of the infrared transmitting member 6 and the package lid 5
  • a silver paste is used as the conductive paste. It is not limited.
  • the conductive paste is composed of a conductive filler and a binder.
  • the conductive filler silver, gold, copper, nickel, aluminum, carbon, graphite, or the like can be used.
  • the binder epoxy resin, urethane, silicone, acrylic, polyimide, or the like can be used.
  • an infrared sensor improves the joining strength of the infrared rays transmissive member 6 and the package cover 5.
  • the getter material for example, a non-evaporable getter having an activation temperature of about 300 to 350 ° C. is preferably used.
  • a non-evaporable getter made of a Zr alloy or Ti alloy may be employed.
  • the low melting point glass whose softening point is higher than the activation temperature of the getter is used as the low melting point glass that is the material of the first joint 7 that joins the infrared transmitting member 6 to the package lid 5.
  • the low melting point glass for example, a glass having a softening point of about 350 ° C. to 500 ° C., more preferably a softening point of about 350 ° C. to 400 ° C. may be used. Regardless of the presence or absence of the getter, it is preferable to use lead-free low-melting glass (lead-free low-melting glass) as the low-melting glass.
  • the base 61 of the infrared transmitting member 6 is formed in a flat plate shape.
  • the base 61 is not limited thereto, and may be a lens as shown in FIG. 3, for example. Good.
  • the lens constituting the base 61 of the infrared transmitting member 6 is a plano-convex aspherical lens, and the sensitivity can be increased by improving the light receiving efficiency of the infrared detecting element 1.
  • the detection area of the infrared detection element 1 can be set by a lens.
  • the lens is formed with an anode having a contact pattern designed with a semiconductor substrate (for example, a silicon substrate) according to a desired lens shape so that the contact with the semiconductor substrate is in ohmic contact on one surface side of the semiconductor substrate.
  • the porous portion After forming a porous portion to be a removal site by anodizing the other surface side of the semiconductor substrate in an electrolytic solution made of a solution for etching away oxides of constituent elements of the semiconductor substrate, the porous portion It is comprised by the semiconductor lens (for example, silicon lens etc.) formed by removing.
  • the semiconductor lens for example, silicon lens etc.
  • description is abbreviate
  • the detection area of the infrared detection element 1 can be set by a lens made of the above-described semiconductor lens, and the lens has a shorter focal length and a larger aperture diameter than a spherical lens, and has aberration. Since a small semiconductor lens can be employed, the package 3 can be thinned by reducing the focal length. Moreover, since the convex curved surface side of the lens is the opening 5a side of the package lid 5, and a part of the lens can be accommodated in the opening 5a of the package lid 5, the package 3 can be further reduced in thickness. .
  • the above-described lens may be formed using, for example, a silicon wafer.
  • An optical filter film 63 is formed on one surface side of a silicon wafer that is the basis of many lenses, and an optical filter film 62 is formed on the other surface side. After forming, dicing into individual lenses may be performed.
  • the base material 61 made of a lens in the infrared transmitting member 6 forms stepped portions 61b positioned on the inner peripheral surface and the peripheral portion of the opening 5a in the package lid 5 over the entire circumference of the peripheral portion of the lens. It is.
  • the infrared transmitting member 6 is joined to the stepped portion 61b of the base material 61 through the first joining portion 7 over the entire circumference of the opening portion 5a on the outer surface of the package lid 5. . Therefore, the parallelism between the substrate 61 made of a lens and the infrared detection element 1 can be increased, and the accuracy of the distance between the lens and the infrared detection element 1 in the optical axis direction of the lens can be increased.
  • the step portion 61b may be formed using a dicing blade or the like at the stage of the silicon wafer before division in the dicing process described above, or using a photolithography technique and an etching technique before the dicing process. You may make it form. Further, the stepped portion 61b may be provided also when the base material 61 has a flat plate shape. In addition, the base material 61 made of a lens in the infrared transmitting member 6 may have no stepped portion 61b.
  • the shapes of the package body 4 and the package lid 5 are not limited to the shapes shown in FIGS. 2 and 3, and may be shapes as shown in FIG. 4, for example.
  • illustration of the electromagnetic shield layer 44 and the via (thermal via) 45 is omitted.
  • the package body 4 is formed in a box shape (in this case, a rectangular box shape) with one surface open, and the package lid 5 having an opening 5 a closes the one surface of the package body 4.
  • the package lid 5 is formed in a flat plate shape that is airtightly joined to the package body 4.
  • the infrared sensor employs a bare chip as the IC element 2, so that the material of the base material 61 of the infrared transmitting member 6 is cut so that visible light is cut,
  • the optical filter films 62 and 63 By performing the optical design of the optical filter films 62 and 63, it is possible to prevent malfunction caused by the electromotive force of the IC element 2 due to visible light.
  • a resin part (not shown) for shielding light from the outside is provided on at least the surface of the IC element 2 made of bare chips on the package lid 5 side, the IC element 2 is a package of bare chips. It is possible to more reliably prevent malfunction due to electromotive force of the IC element 2 due to visible light, while reducing the size of the package 3 as compared with a certain case.
  • the package 3 is a surface mount type package, the height can be reduced when mounted on a circuit board such as a printed wiring board.
  • the infrared transmitting member 6 and the package lid 5 are joined by the low melting point glass, the outgas from the first joining portion 7 made of the low melting point glass is small, and the manufacturing yield due to the outgassing. It is possible to prevent the deterioration and deterioration of characteristics. Further, when joining by soldering, a metallized film is required, but since it is not necessary to form such a metallized film, the cost can be reduced.
  • the package body 4 since the package body 4 is formed in a flat plate shape, the package body 4 is formed into a box-like shape with one side open like the infrared sensor of FIG. Compared to the case where the infrared detection element 1 is mounted on the inner bottom surface, the infrared detection element 1 can be easily mounted on the package main body 4 and the cost of the package main body 4 can be reduced. Further, in the infrared sensor of FIGS. 2 and 3, the package body 4 is formed in a flat plate shape, so that the infrared detection element 1 and the substrate 61 (lens) disposed on the one surface side of the package body 4 It is possible to improve the accuracy of the distance between the two, and further increase the sensitivity.
  • the infrared detection element 1 includes a plurality of third detectors arranged apart from each other in a plane parallel to the back surface of the infrared detection element 1 on the first region 41 side. Since it is mounted in the first region 41 via the joint portion 15, the space 16 between the infrared detection element 1 and the package body 4 functions as a heat insulating portion, and the cross-sectional area of the third joint portion 15. This makes it difficult for heat to be transmitted from the package body 4 to the infrared detection element 1, and makes it difficult for heat from the outside of the package 3 and heat from the IC element 2 to be transmitted to the infrared detection element 1 through the package body 4. High sensitivity can be achieved.
  • these infrared sensors include a metal part (configured by a part of the electromagnetic shield layer 44) to which the IC element 2 is mounted and thermally coupled in the second region 42 of the package body 4, and the metal part is The heat generated in the IC element 2 passes through the metal part and the heat dissipation part because it is thermally coupled to the via 45 that is a heat dissipation part that is formed avoiding the first region 41 and is partially exposed outside the package 3. Since heat is efficiently radiated and heat transfer to the first region 41 side is suppressed, the influence of the heat generated by the IC element 2 on the infrared detection element 1 can be further reduced.
  • the IC element 2 may be provided outside the package 3.
  • the package body 4 in FIGS. 2 and 3 may be formed of a printed wiring board with a built-in electromagnetic shield plate.
  • the peripheral portion of the package body 4 formed by the printed wiring board and the package lid 5 May be hermetically joined by a joining portion made of a conductive resin mixed with a desiccant such as barium oxide or calcium oxide, or a B-stage epoxy resin having conductivity.
  • the infrared transmitting member 6 is disposed outside the package lid 5.
  • the present invention is not limited thereto.
  • as shown in FIG. It may be arranged inside the package lid 5.
  • a structure shown in FIG. 1A is obtained by performing a mounting process of mounting the infrared detection element 1 and the IC element 2 formed separately on the package body 4.
  • the infrared detection element 1 is mounted in the first region 41 of the package body 4 and the IC element 2 is mounted in the second region 42.
  • the infrared detection element 1 is bonded to the first region 41 via the third bonding portion 15, and the IC element 2 is bonded to the second region 42 via the fourth bonding portion 25.
  • wire bonding is performed.
  • the order of mounting the infrared detection element 1 and the IC element 2 is not particularly limited.
  • the low melting point glass 7a interposed between the peripheral portion of the infrared transmitting member 6 and the peripheral portion of the opening 5a in the package lid 5 is heated by the laser beam LB. Then, a bonding step (hereinafter referred to as a first bonding step) is performed in which the infrared transmitting member 6 and the package lid 5 are hermetically bonded through the first bonding portion 7 made of the low melting point glass 7a.
  • a bonding step (hereinafter referred to as a first bonding step) is performed in which the infrared transmitting member 6 and the package lid 5 are hermetically bonded through the first bonding portion 7 made of the low melting point glass 7a.
  • the laser light source of the laser beam LB for example, an excimer laser, a YAG laser, a CO 2 laser (carbon dioxide gas laser), or the like may be used.
  • the laser beam LB is irradiated from the package lid 5 side (irradiated from the opposite side of the package lid 5 to the infrared transparent member 6 side in the direction in which the infrared transparent member 6 and the package lid 5 overlap).
  • the low melting glass 7a is heated and melted.
  • the low melting point glass 7a is heated by locally heating the peripheral portion of the opening 5a in the package lid 5 (that is, the portion overlapping the low melting point glass 7a in the package lid 5). Heating. That is, in the first bonding step, the low melting point glass 7a is heated through heating the peripheral portion of the opening 5a in the package lid 5.
  • the laser beam LB may be scanned in a spot shape in accordance with the position of a part of the peripheral portion of the opening 5a in the package lid 5, but the peripheral portion may be scanned.
  • An irradiation area determined by the laser light source and the optical system may be set so that the entire part is irradiated simultaneously.
  • the low melting point glass 7a can be heated without causing the low melting point glass 7a to absorb the laser beam LB, the low melting point glass 7a can be doped with a metal (such as a transition metal) or the low melting point glass 7a. It becomes possible to heat the low melting point glass 7a without coloring.
  • the low melting point glass refers to a glass having a glass transition temperature of 600 ° C. or lower.
  • a low melting point glass having a glass transition temperature of 400 ° C. or lower is used. It is preferable to use it.
  • the package lid 5 is stacked on the package body 4 in a predetermined atmosphere (for example, a dry nitrogen atmosphere, a vacuum atmosphere, etc.), and the package lid 5 and the package body 4 are hermetically bonded. 2 joining process is performed. Thereafter, by performing a third joining step in which the base 61 of the infrared transmitting member 6 and the package lid 5 are joined and electrically connected by the second joining portion 8 made of the above-described conductive paste, FIG. An infrared sensor having the configuration shown in FIG. In the second joining step, the flange portion 5b of the package lid 5 is overlapped with the package body 4 and the flange portion 5b of the package lid 5 is hermetically joined to the package body 4 by seam welding.
  • a predetermined atmosphere for example, a dry nitrogen atmosphere, a vacuum atmosphere, etc.
  • the third bonding step is performed between the first bonding step and the second bonding step. You may do it.
  • the low melting point glass 7a is locally heated and melted by the laser beam LB in the first bonding step, the temperature of the infrared transmission member 6 as a whole is reduced to an optical filter. It is possible to prevent the heat resistance temperature of the films 62 and 63 from being exceeded, and it is possible to suppress cracking and peeling of the optical filter films 62 and 63 for infrared rays while ensuring airtightness.
  • the low melting point glass 7a is interposed so that the base 61 of the infrared transmitting member 6 and the low melting point glass 7a are in direct contact with each other in the first joining step.
  • the infrared transmitting member 6 is one in which the peripheral portions of both sides in the thickness direction of the base material 61 are exposed. However, the patterning of the optical filter films 62 and 63 is always necessary. is not.
  • the package lid 5 is made such that the thickness of the portion in contact with the low melting point glass 7a is smaller than the thickness of the peripheral portion of the portion.
  • the low melting point glass 7a can be heated more efficiently than in the case where the thickness of the portion in contact with the low melting point glass 7a is the same as the thickness of the peripheral portion.
  • the layer 51 (see FIG. 7) may be formed, and in the first bonding step, the light absorption layer 51 may be irradiated with the laser light LB as shown in FIG. By providing such a light absorption layer 51, it becomes possible to heat the low melting point glass 7a more efficiently.
  • the light absorption layer 51 may be made of a material having a higher absorptance with respect to the laser LB than Ni.
  • a laser light source of the laser beam LB is an ArF excimer laser having a wavelength of 193 nm
  • a THG-YAG laser having a wavelength of 355 nm, or the like Or carbon steel may be used.
  • a femtosecond laser for example, Ti: sapphire laser
  • an Nd: VO 4 laser having a wavelength of 1 ⁇ m
  • a YAG laser having a wavelength of 1064 nm
  • carbon steel or the like may be employed as the material of the light absorption layer 51.
  • the material of the light absorption layer 51 is not limited to a metal material such as copper or carbon steel, but may be a dielectric material.
  • the laser light source has a short wavelength. It is preferable to use one.
  • the package lid is covered with the laser beam LB.
  • the surface of the package lid 5 may be roughened so that the transmittance of the package lid 5 with respect to the laser beam LB is changed so that the laser beam 5 is easily heated.
  • the joining method of the infrared transmission member of this invention can be applied besides an infrared sensor. That is, the infrared detecting element is optional for the method for joining the infrared transmitting members of the present invention.
  • the infrared transmissive member bonding method of the present invention may be used for bonding a camera lens, or may be used for bonding an infrared transmissive member to a lighting device.

Abstract

　光学フィルタ膜の割れや剥れを抑制できる赤外線透過部材の接合方法及び、気密性を確保しつつ、光学フィルタ膜の割れや剥れを抑制できる赤外線センサの製造方法を、提供する。赤外線透過部材６の周部とパッケージ蓋５における開口部５ａの周部との間に介在させた低融点ガラス７ａをレーザ光ＬＢにより加熱して溶融させることで、赤外線透過部材６とパッケージ蓋５とを低融点ガラス７ａからなる第１の接合部７を介して気密的に接合する接合工程（第１の接合工程）を行う。この第１の接合工程では、レーザ光ＬＢをパッケージ蓋５側から照射して低融点ガラス７ａを加熱して溶融させる。

Description

赤外線センサの製造方法
　本発明は、赤外線透過部材の接合方法及び、赤外線センサの製造方法に関するものである。
　従来から、赤外線を検出する熱型（非冷却型）の赤外線検出素子と、当該赤外線検出素子を収納するパッケージとを備えた赤外線検出器（赤外線センサ）が各所で研究開発されている（例えば、日本国特許公開平９－２２９７６５号公報、日本国実用新案公開平５－２３０７０号公報を参照）。
　上記の日本国特許公開平９－２２９７６５号公報には、図８に示すように、複数の端子１４９が装着されたベースプレート１４０と、ベースプレート１４０に接合され赤外線検出素子１０１などを囲むキャップ１５２と、キャップ１５２の開口部１５２ａを塞ぐようにキャップ１５２に気密接合された赤外線透過部材１６０とを備えた赤外線検出器が開示されている。ここで、ベースプレート１４０およびキャップ１５２は、金属により形成されており、赤外線透過部材１６０は、ゲルマニウムにより形成されている。また、赤外線透過部材１６０は、平板状に形成されており、低融点ガラスを使用してキャップ１５２に接合されている。
　また、日本国実用新案公開平５－２３０７０号公報には、図９に示すように、複数のリード端子２４９を有するベース２４０と、ベース２４０に接合され赤外線検出素子２０１などを囲むキャップ２５２と、キャップ２５２の上壁の赤外線入射窓２５２ａを塞ぐようにキャップ２５２に接合された赤外線透過フィルタ２６０と、ポリエチレンにより形成されキャップ２５２および赤外線透過フィルタ２６０などを覆うコーティング膜２７０とを備えた赤外線検出器が開示されている。この赤外線検出器は、コーティング膜２７０のうちキャップ２５２の上面側の部分をフレネルレンズ２７２となるように成形してある。また、ベース２４０およびキャップ２５２は、金属により形成されている。また、赤外線透過フィルタ２６０は、シリコン基板もしくはゲルマニウム基板を用いて形成されており、反射防止膜並びに赤外線透過フィルタ膜が蒸着されている。この赤外線透過フィルタ２６０は、接合材２８０によりキャップ２５２に接合されている。
　図８に示した構成の赤外線検出器では、赤外線透過部材１６０が低融点ガラスを使用してキャップ１５２に気密接合され、ベースプレート１４０とキャップ１５２と赤外線透過部材１６０とで囲まれた空間が真空に保たれている。ここで、赤外線透過部材１６０において検知対象の赤外線を反射することなく効率良く取り込むようにして高感度化を図るために、赤外線透過部材１６０に赤外線透過フィルタ膜などの赤外線用の光学フィルタ膜を形成することが考えられる。しかしながら、赤外線透過部材１６０をキャップ１５２に気密接合する接合時に、４００℃～６００℃程度の高温になるため、光学フィルタ膜の割れや剥れが発生してしまう懸念がある。
　また、図８の赤外線検出器における平板状の赤外線透過部材１６０の代わりにシリコンやゲルマニウムなどの赤外線透過材料からなるレンズを用いることも考えられるが、この場合も、レンズをキャップ１５２に気密接合する接合時に、レンズに形成されている光学フィルタ膜の割れや剥れが発生してしまう懸念がある。
　本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、光学フィルタ膜の割れや剥れを抑制できる赤外線透過部材の接合方法を提供すること及び、気密性を確保しつつ、光学フィルタ膜の割れや剥れを抑制できる赤外線センサの製造方法を提供することにある。
　本発明の接合方法は、赤外線検出素子と、開口部を有するパッケージ蓋と、赤外線透過材料からなる基材の厚み方向の少なくとも一面に赤外線用の光学フィルタ膜が積層されてなり前記開口部を塞ぐように配置され前記パッケージ蓋に低融点ガラスからなる接合部を介して気密的に接合された赤外線透過部材とを備えた赤外線センサにおける、赤外線透過部材の接合方法であって、前記赤外線透過部材の周部と前記パッケージ蓋における前記開口部の周部との間に介在させた低融点ガラスをレーザ光により加熱して溶融させることで前記赤外線透過部材と前記パッケージ蓋とを気密的に接合する接合工程を備え、前記接合工程では、前記レーザ光を前記パッケージ蓋側から照射して前記低融点ガラスを加熱して溶融させることを特徴とする。
　本発明の赤外線センサの製造方法では、前記赤外線センサは、少なくとも前記赤外線検出素子が実装されたパッケージ本体を更に備え、前記パッケージ蓋は金属により形成されて前記赤外線検出素子の前方に前記開口部を有し、前記パッケージ本体に気密的に接合されるよう構成されている。そして、この赤外線センサの製造方法は、前記の接合方法を含むことを特徴とする。
　この赤外線センサの製造方法において、前記パッケージ蓋として、前記低融点ガラスと接する部分の厚みを当該部分の周辺部分の厚みに比べて薄くしたものを用いることが好ましい。
　この赤外線センサの製造方法において、前記接合工程よりも前に、前記パッケージ蓋の前記周部において前記赤外線透過部材を接合する面とは反対側に前記パッケージ蓋よりも前記レーザ光に対する吸収率の高い材料からなる光吸収層を形成し、前記接合工程では、前記レーザ光を前記光吸収層へ照射することが好ましい。
　この赤外線センサの製造方法において、前記接合工程では、前記レーザ光を、前記パッケージ蓋における前記開口部の周部へ照射することも好ましい。
　この赤外線センサの製造方法は、前記接合工程である第１の接合工程の前に行われ、前記パッケージ本体に、少なくとも前記赤外線検出素子を実装する実装工程と、前記第１の接合工程の後に行われ、前記パッケージ蓋と前記パッケージ本体とを気密的に接合する第２の接合工程と、を更に備えることが好ましい。
　この赤外線センサの製造方法は、前記接合工程である第１の接合工程の後に行われ、前記赤外線透過部材と前記パッケージ蓋とを導電性ペーストによって接合する第３の接合工程を、更に備えることが好ましい。
　上記の接合方法において、前記パッケージ蓋として、前記低融点ガラスと接する部分の厚みを当該部分の周辺部分の厚みに比べて薄くしたものを用いることが好ましい。
　上記の接合方法において、前記接合工程よりも前に、前記パッケージ蓋の前記周部において前記赤外線透過部材を接合する面とは反対側に前記パッケージ蓋よりも前記レーザ光に対する吸収率の高い材料からなる光吸収層を形成し、前記接合工程では、前記レーザ光を前記光吸収層へ照射することが好ましい。
　上記の接合方法において、前記接合工程では、前記レーザ光を、前記パッケージ蓋における前記開口部の周部へ照射することも好ましい。
　上記の接合方法において、前記接合工程では、前記パッケージ蓋における前記開口部の周部を加熱することを介して、前記低融点ガラスを加熱することが好ましい。
　上記の接合方法において、前記接合工程では、前記赤外線透過部材の前記基材と前記低融点ガラスとが直接接触するように前記低融点ガラスを介在させた状態で、前記低融点ガラスを加熱して溶融させることが好ましい。
　本発明の接合方法においては、赤外線透過部材の光学フィルタ膜の割れや剥れを抑制でき、本発明の赤外線センサの製造方法においては、気密性を確保しつつ、赤外線用の光学フィルタ膜の割れや剥れを抑制できる。
図１Ａ～図１Ｃは、実施形態の赤外線センサの製造方法の説明図である。 同上の赤外線センサの概略断面図である。 同上の赤外線センサの他の構成例の概略断面図である。 同上の赤外線センサの他の構成例の概略断面図である。 同上の赤外線センサの他の構成例の概略断面図である。 同上の赤外線センサの製造方法の説明図である。 同上の赤外線センサの製造方法の説明図である。 従来例の赤外線検出器の概略断面図である。 他の従来例の赤外線検出器の概略断面図である。
　以下、本実施形態における赤外線センサについて図２を参照しながら説明し、その後、その赤外線センサの製造方法及び、赤外線透過部材の接合方法について、図１を参照しながら説明する。
　赤外線センサは、赤外線検出素子１と、電磁シールド機能を有し赤外線検出素子１が実装されたパッケージ本体４と、金属により形成されて赤外線検出素子１の前方に開口部５ａを有しパッケージ本体４に気密的に接合されたパッケージ蓋５とを備えている。また、赤外線センサは、赤外線透過材料からなる基材６１の厚み方向の両面それぞれに赤外線用の光学フィルタ膜６２，６３が積層されてなり開口部５ａを塞ぐように配置されパッケージ蓋５に低融点ガラスからなる接合部（以下、第１の接合部と称する）７を介して気密的に接合された赤外線透過部材６を、備えている。また、赤外線センサは、第１の接合部７の外側で赤外線透過部材６の基材６１とパッケージ蓋５とを導電性ペーストからなる第２の接合部８により接合されている。要するに、赤外線センサは、赤外線透過部材６の基材６１とパッケージ蓋５とが電気的に接続されている。
　また、赤外線センサは、赤外線検出素子１の出力信号を信号処理するＩＣ素子２を備え、当該ＩＣ素子２が、赤外線検出素子１と横並びでパッケージ本体４に実装され、パッケージ蓋５が、赤外線検出素子１とＩＣ素子２との両方を囲む大きさに形成されている。
　また、パッケージ本体４とパッケージ蓋５と赤外線透過部材６とで構成されるパッケージ３は、内部空間（気密空間）を、ドライ窒素雰囲気としてあるが、これに限らず、例えば、真空雰囲気としてもよい。
　パッケージ本体４は、絶縁材料からなる基体４０に金属材料からなる配線パターン（図示せず）および電磁シールド層４４が形成されており、電磁シールド層４４により電磁シールド機能を有している。一方、パッケージ蓋５は、上述のように金属により形成されており、導電性を有している。ここにおいて、パッケージ蓋５は、パッケージ本体４の電磁シールド層４４と電気的に接続されている。しかして、本実施形態では、パッケージ本体４の電磁シールド層４４とパッケージ蓋５と赤外線透過部材６とを同電位とすることができる。その結果、パッケージ３は、赤外線検出素子１とＩＣ素子２と上記配線パターンと後述のボンディングワイヤ９１～９３と含んで構成されるセンサ回路（図示せず）への外来の電磁ノイズを防止する機能を有している。
　以下、各構成要素についてさらに説明する。
　赤外線検出素子１は、マイクロマシニング技術を利用して形成された赤外線アレイセンサ（赤外線イメージセンサ）である。この赤外線検出素子１は、熱型赤外線検出部と画素選択用のスイッチ要素であるＭＯＳトランジスタとを有する複数の画素部が、シリコン基板からなるベース基板の一表面側において２次元アレイ状に配列されている。熱型赤外線検出部の感温部は、サーモパイルにより構成してあるが、これに限らず、例えば、抵抗ボロメータ、焦電体薄膜などにより構成してもよい。
　赤外線検出素子１は、各画素部にＭＯＳトランジスタを設けてあるが、必ずしも設ける必要はない。また、赤外線検出素子１は、必ずしも画素部を２次元アレイ状に備えた赤外線アレイセンサである必要はなく、少なくとも１つの感温部を備えたものであればよい。また、赤外線検出素子１は、焦電体基板を用いて形成した焦電素子でもよい。この場合には、赤外線センサを、プリント配線板のような回路基板などに２次実装する際に、接合材料として鉛フリー半田（例えば、ＳｎＣｕＡｇ半田など）を用いることを考慮して、焦電素子の材料としてＰＺＴ（：Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3）よりもキュリー温度の高いリチウムタンタレート（：ＬｉＴａＯ3）やリチウムナイオベート（：ＬｉＮｂＯ3）を用いることが好ましい。また、集電素子として、同一の焦電体基板に４つの素子エレメント（受光部）が２×２もしくは１×４のアレイ状に形成されたクワッドタイプ素子や、２つの素子エレメントが１×２のアレイ状に形成されたデュアルタイプ素子などを用いることにより、外部からの熱に起因した焦電素子の出力のゆらぎを低減することが可能となる。
　ＩＣ素子２は、ＡＳＩＣ（：Application  Specific  ＩＣ）であり、シリコン基板を用いて形成されている。また、ＩＣ素子２としてベアチップを用いている。しかして、本実施形態における赤外線センサでは、ＩＣ素子２がベアチップをパッケージングしたものである場合に比べて、パッケージ３の小型化を図れる。
　ＩＣ素子２の回路構成は、赤外線検出素子１の種類などに応じて適宜設計すればよい。例えば、赤外線検出素子１が上述の赤外線アレイセンサの場合には、ＩＣ素子２の回路構成を、赤外線検出素子１を制御する制御回路、赤外線検出素子１の出力電圧を増幅する増幅回路、赤外線検出素子１の複数の出力用のパッドに電気的に接続された複数の入力用のパッドの出力電圧を択一的に上記増幅回路に入力するマルチプレクサなどを備えた回路構成とすれば、赤外線画像を得ることができる。また、赤外線センサが人体検知用のものであり、赤外線検出素子１が上述の焦電素子の場合、ＩＣ素子２の回路構成は、例えば、赤外線検出素子１から出力される出力信号である焦電電流を電圧信号に変換する電流電圧変換回路と、電流電圧変換回路により変換された電圧信号のうち所定の周波数帯域の電圧増幅する電圧増幅回路（バンドパスアンプ）と、電圧増幅回路で増幅された電圧信号を適宜設定したしきい値と比較し電圧信号がしきい値を越えた場合に検知信号を出力する検知回路と、検知回路の検知信号を所定の人体検出信号として出力する出力回路とを備えた回路構成とすればよい。
　パッケージ本体４は、赤外線検出素子１およびＩＣ素子２が一表面側（図２の上面側）に実装される平板状のセラミック基板により構成してある。要するに、パッケージ本体４は、基体４０が絶縁材料であるセラミックスにより形成されており、上記配線パターンのうち基体４０の一表面側に形成された部位に、赤外線検出素子１およびＩＣ素子２それぞれのパッド（図示せず）が、ボンディングワイヤ９１，９２を介して適宜接続されている。また、赤外線検出素子１とＩＣ素子２とは、ボンディングワイヤ９３を介して電気的に接続されている。各ボンディングワイヤ９１～９３としては、Ａｌワイヤに比べて耐腐食性の高いＡｕワイヤを用いることが好ましい。
　本実施形態では、パッケージ本体４の絶縁材料としてセラミックスを採用しているので、絶縁材料としてエポキシ樹脂などの有機材料を採用する場合に比べて、パッケージ本体４の耐湿性および耐熱性を向上させることができる。ここで、絶縁材料のセラミックスとして、アルミナを採用すれば、窒化アルミニウムや炭化珪素などを採用する場合に比べて、絶縁材料の熱伝導率が小さく、ＩＣ素子２やパッケージ３の外部からの熱に起因した赤外線検出素子１の感度の低下を抑制できる。
　また、パッケージ本体４は、上記配線パターンの一部により構成される外部接続電極（図示せず）が、基体４０の他表面（図２の下側の面）と側面（図２において、紙面に対して前後左右の面）とに跨って形成されている。しかして、本実施形態における赤外線センサでは、回路基板などへの２次実装後において、回路基板などとの接合部の外観検査を容易に行うことができる。
　ここで、赤外線検出素子１は、パッケージ本体４の第１の領域４１に第１のダイボンド剤（例えば、シリコーン樹脂など）からなる複数の接合部（以下、第３の接合部と称する）１５を介して実装され、ＩＣ素子２は、パッケージ本体４の第２の領域４２に第２のダイボンド剤（例えば、シリコーン樹脂など）からなる接合部（以下、第４の接合部と称する）２５を介して実装されている。各ダイボンド剤としては、低融点ガラスやエポキシ系樹脂やシリコーン系樹脂などの絶縁性接着剤、半田（鉛フリー半田、Ａｕ－Ｓｎ半田など）や銀ペーストなどの導電性接着剤を用いればよい。また、各ダイボンド剤を用いずに、例えば、常温接合法や、Ａｕ－Ｓｎ共晶もしくはＡｕ－Ｓｉ共晶を利用した共晶接合法などにより接合してもよい。
　上述の赤外線検出素子１は、複数の第３の接合部１５を介して第１の領域４１に接合してあるので、赤外線検出素子１の裏面の全体が第３の接合部１５を介して第１の領域４１に接合される場合に比べて、赤外線検出素子１とパッケージ本体４との間の空間１６が断熱部として機能することと、第３の接合部１５の断面積の低減とにより、パッケージ本体４から赤外線検出素子１へ熱が伝達しにくくなる。この第３の接合部１５の数は、特に限定するものではないが、赤外線検出素子１の外周形状が矩形状（正方形状ないし長方形状）の場合には、例えば、３つが好ましい。赤外線検出素子１の外周形状に基づいて規定した仮想三角形の３つの頂点に対応する３箇所に第３の接合部１５を設けることにより、パッケージ本体４への実装時などの温度変化に起因したパッケージ本体４の変形が赤外線検出素子１の傾きとして伝わるから、赤外線検出素子１が変形するのを抑制することができ、赤外線検出素子１に生じる応力を低減することが可能となる。なお、本実施形態では、赤外線検出素子１の外周形状が例えば正方形状の場合、赤外線検出素子１の外周の１辺の両端の２箇所と、当該１辺に平行な辺の１箇所（ここでは、中央部）との３箇所に頂点を有する仮想三角形を規定しているが、仮想三角形の頂点の位置は、赤外線検出素子１の外周形状、赤外線検出素子１のパッドへのワイヤボンディング時の接合信頼性（言い換えれば、赤外線検出素子１のパッドの位置）を考慮して規定することが好ましい。また、第３の接合部１５には、赤外線検出素子１と第１の領域４１との距離を規定するスペーサを混入させてもよい。このようなスペーサを混入させておけば、赤外線センサの製品間での赤外線検出素子１とパッケージ本体４との間の熱絶縁性能のばらつきを低減可能となる。
　また、ＩＣ素子２は、外周形状が矩形状（正方形状ないし長方形状）であり、裏面全体が第４の接合部２５を介して第２の領域４２に接合されている。
　ところで、パッケージ本体４の第２の領域４２は、基体４０の上記一表面に凹部４０ｂを設けることにより、第２の領域４２の厚みを第１の領域４１の厚みよりも薄くしてある。また、パッケージ本体４は、基体４０に金属材料（例えば、Ｃｕなど）からなる電磁シールド層４４が埋設されており、第２の領域４２では、電磁シールド層４４が露出している。また、パッケージ本体４の第２の領域４２では、金属材料（例えば、Ｃｕなど）からなる複数のビア（サーマルビア）４５が基体４０の厚み方向に貫設されており、各ビア４５が電磁シールド層４４と接して熱結合されている。
　ここで、ＩＣ素子２は、第２の領域４２において電磁シールド層４４に第４の接合部２５を介して接合されている。しかして、ＩＣ素子２で発生した熱を、電磁シールド層４４におけるＩＣ素子２の直下の部位およびビア４５を通して、パッケージ３の外側へ効率良く放熱させることが可能となる。
　パッケージ本体４は、上記配線パターンのうち赤外線検出素子１およびＩＣ素子２それぞれのグランド用のパッド（図示せず）が接続される部位を、電磁シールド層４４に電気的に接続してある。しかして、赤外線検出素子１およびＩＣ素子２などにより構成されるセンサ回路への外来の電磁ノイズの影響を低減でき、外来の電磁ノイズに起因したＳ／Ｎ比の低下を抑制することができる。なお、赤外線センサを回路基板などに２次実装する場合には、ビア４５を回路基板などのグランドパターンと電気的に接続することで、赤外線検出素子１およびＩＣ素子２などにより構成されるセンサ回路への外来の電磁ノイズの影響を低減でき、外来の電磁ノイズに起因したＳ／Ｎ比の低下を抑制することができる。
　パッケージ蓋５は、パッケージ本体４側の一面が開放された箱状に形成された金属キャップである。このパッケージ蓋５は、当該一面がパッケージ本体４により塞がれるようにパッケージ本体４に気密的に接合されている。ここで、パッケージ本体４の上記一表面の周部には、パッケージ本体４の外周形状に沿った枠状の金属パターン４７が全周に亘って形成されている。パッケージ蓋５とパッケージ本体４の金属パターン４７とは、シーム溶接（抵抗溶接法）により金属接合されており、気密性および電磁シールド効果を高めることができる。なお、パッケージ蓋５は、コバールにより形成されており、Ｎｉめっきが施されている。また、パッケージ本体４の金属パターン４７は、コバールにより形成され、Ｎｉのめっきが施され、さらにＡｕのめっきが施されている。
　パッケージ蓋５とパッケージ本体４の金属パターン４７との接合方法は、シーム溶接に限らず、他の溶接（例えば、スポット溶接）や、導電性樹脂により接合してもよい。ここで、導電性樹脂として異方導電性接着剤を用いれば、樹脂（バインダー）中に分散された導電粒子の含有量が少なく、接合時に加熱・加圧を行うことでパッケージ蓋５とパッケージ本体４との接合部の厚みを薄くできるので、外部からパッケージ３内へ水分やガス（例えば、水蒸気、酸素など）が侵入するのを抑制できる。また、導電性樹脂として、酸化バリウム、酸化カルシウムなどの乾燥剤を混入させたものを用いてもよい。
　なお、パッケージ本体４およびパッケージ蓋５の外周形状は矩形状としてあるが、矩形状に限らず、例えば、円形状でもよい。また、パッケージ蓋５は、パッケージ本体４側の端縁から全周に亘って外方に延設された鍔部５ｂを備えており、鍔部５ｂが全周に亘ってパッケージ本体４と接合されている。
　本実施形態における赤外線センサは、赤外線検出素子１の検知対象の赤外線として人体から放射される１０μｍ付近の波長帯（８μｍ～１３μｍ）の赤外線を想定しており、赤外線透過部材６の基材６１の材料として、Ｓｉを採用している。基材６１の材料としては、Ｓｉに限らず、例えば、Ｇｅ、ＺｎＳやＧａＡｓを用いてもよいが、ＺｎＳやＧａＡｓなどに比べて環境負荷が少なく且つ、Ｇｅに比べて低コスト化が可能であり、しかも、ＺｎＳに比べて波長分散が小さなＳｉを採用することが好ましい。
　また、赤外線透過部材６における基材６１の厚み方向の両面の光学フィルタ膜６２，６３は、５μｍ～１５μｍの波長域の赤外線を透過するように光学設計してあるが、赤外線センサの用途（例えば、人体検知の用途、ガス検知、炎検知の用途など）に応じた検出対象の赤外線の波長や波長域に応じて、適宜の光学設計を行えばよい。光学フィルタ膜６２，６３は、例えば、屈折率の異なる複数種類の薄膜を交互に積層することにより形成すればよい。なお、この種の薄膜の材料としては、例えば、Ｇｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＳｉＮx、ＭｇＦ2などを採用することができる。
　本実施形態では、赤外線透過部材６の基材６１の厚み方向の両面に、光学フィルタ膜６２，６３を設けてあるので、所望の波長域以外の不要な波長域の赤外線や可視光を光学フィルタ膜６２，６３によりカットすることが可能となり、太陽光などによるノイズの発生を抑制することができ、高感度化を図れる。ここにおいて、光学フィルタ膜６２，６３は、互いに光学特性の異なるものでもよいし、同じものでもよい。また、赤外線透過部材６は、基材６１の厚み方向の両面に光学フィルタ膜６２，６３を備えているが、２つの光学フィルタ膜６２，６３のうちの少なくとも一方を備えていればよい。例えば、基材６１の厚み方向の一表面側（一面側；図２の下面側）の光学フィルタ膜６２のみを設けるようにして、他面側（図２の上面側）に赤外線の反射を防止する反射防止膜を設けてもよい。また、基材６１の厚み方向の他表面側（他面側）の光学フィルタ膜６３のみを設けるようにしてもよい。なお、反射防止膜については、光学フィルタ膜６２，６３と同様の材料を採用し、積層構造を適宜設計すればよい。
　ここで、赤外線透過部材６は、パッケージ蓋５の開口部５ａを塞ぎ且つパッケージ蓋５に気密的に接合されるものであればよいから、平板状に形成してある。ここで、基材６１の厚みが薄いほど赤外線の透過量が多くなり感度が向上するが、薄くしすぎるとパッケージ蓋５側から受ける応力などによりクラックなどが発生する懸念があるので、例えば、基材６１がシリコン基板の場合には、厚みが１５０μｍを下回らないようにすることが好ましい。
　赤外線透過部材６は、基材６１の厚み方向の両面における周部を露出させてある。このような赤外線透過部材６を作製するには、基材６１の両面それぞれに光学フィルタ膜６２，６３を蒸着法やスパッタ法などの薄膜形成技術を利用して成膜した後で、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用してパターニングするようにしてもよいし、レーザ光によるパターニングやダイシングソーを利用したパターニングを行うようにしてもよい。また、光学フィルタ膜６２，６３を蒸着法やスパッタ法などの薄膜形成技術を利用して成膜する際に、適宜のシャドーマスクを配置して所定領域のみに光学フィルタ膜６２，６３を形成するようにすれば、光学フィルタ膜６２，６３の成膜後に光学フィルタ膜６２，６３の不要部分を除去する工程が不要となる。また、赤外線透過部材６は、基材６１の厚み方向の両面における周部に光学フィルタ膜６２，６３が存在してもよい。
　また、赤外線透過部材６の基材６１とパッケージ蓋５とを接合して電気的に接続する第２の接合部８の材料である導電性ペーストとしては、銀ペーストを用いているが、これに限定するものではない。ここにおいて、導電性ペーストは、導電フィラーとバインダーとからなる。導電フィラーとしては、銀、金、銅、ニッケル、アルミニウム、カーボン、グラファイトなどを用いることができる。バインダーとしては、エポキシ樹脂、ウレタン、シリコーン、アクリル、ポリイミドなどを用いることができる。
　また、赤外線センサは、第２の接合部８が、第１の接合部７を全周に亘って囲むように設けられているので、赤外線透過部材６とパッケージ蓋５との接合強度を向上させることもできる。
　また、上述の赤外線センサでは、パッケージ３の内部空間を真空雰囲気とする場合には、パッケージ３内の残留ガスなどを吸着するゲッタをパッケージ蓋５の内側に設けることが好ましい。ここで、ゲッタの材料としては、例えば、活性化温度が３００～３５０℃程度の非蒸発ゲッタを用いることが好ましく、例えば、Ｚｒの合金やＴｉの合金などからなる非蒸発ゲッタを採用すればよい。この場合、赤外線センサの製造にあたっては、赤外線透過部材６をパッケージ蓋５に接合する第１の接合部７の材料である低融点ガラスとして、軟化点がゲッタの活性化温度よりも高い低融点ガラスを用いる。低融点ガラスとしては、例えば、軟化点が３５０℃～５００℃程度のもの、さらに好ましくは軟化点が３５０℃～４００℃程度のものを用いればよい。また、ゲッタの有無に関わらず、低融点ガラスとしては、鉛フリーの低融点ガラス（無鉛低融点ガラス）を用いることが好ましい。
　図２に示した構成の赤外線センサでは、赤外線透過部材６の基材６１を、平板状に形成してあるが、基材６１はこれに限らず、例えば、図３に示すようなレンズとしてもよい。
　図３の赤外線センサにおいて、赤外線透過部材６の基材６１を構成するレンズは、平凸型の非球面レンズであり、赤外線検出素子１の受光効率の向上による高感度化を図れる。また、図３の構成では、赤外線検出素子１の検知エリアをレンズにより設定することが可能となる。レンズは、所望のレンズ形状に応じて半導体基板（例えば、シリコン基板など）との接触パターンを設計した陽極を、半導体基板の一表面側に半導体基板との接触がオーミック接触となるように形成した後に、半導体基板の構成元素の酸化物をエッチング除去する溶液からなる電解液中で半導体基板の他表面側を陽極酸化することで除去部位となる多孔質部を形成してから、当該多孔質部を除去することにより形成された、半導体レンズ（例えば、シリコンレンズなど）により構成されている。なお、この種の陽極酸化技術を応用した半導体レンズの製造方法については、例えば、日本国特許第３８９７０５５号公報、日本国特許第３８９７０５６号公報などに開示されているので、説明を省略する。
　図３の構成の赤外線センサでは、赤外線検出素子１の検知エリアを上述の半導体レンズからなるレンズにより設定することができ、また、レンズとして、球面レンズよりも短焦点で且つ開口径が大きく収差が小さな半導体レンズを採用することができるから、短焦点化により、パッケージ３の薄型化を図れる。また、レンズの凸曲面側をパッケージ蓋５の開口部５ａ側としてあり、パッケージ蓋５の開口部５ａ内にレンズの一部を収納することができるので、パッケージ３のより一層の薄型化を図れる。
　また、上述のレンズは、例えば、シリコンウェハを用いて形成すればよく、多数のレンズの基礎となるシリコンウェハの一表面側に光学フィルタ膜６３を形成するとともに他表面側に光学フィルタ膜６２を形成した後、個々のレンズにダイシングすればよい。
　また、赤外線透過部材６におけるレンズからなる基材６１は、パッケージ蓋５における開口部５ａの内周面および周部に位置決めされる段差部６１ｂを、当該レンズの周部の全周に亘って形成してある。そして、赤外線透過部材６は、この基材６１の段差部６１ｂを第１の接合部７を介してパッケージ蓋５の外側の表面における開口部５ａの周部の全周に亘って接合してある。したがって、レンズからなる基材６１と赤外線検出素子１との平行度を高めることができ、レンズの光軸方向におけるレンズと赤外線検出素子１との距離の精度を高めることができる。段差部６１ｂは、例えば、上述のダイシング工程において、分割前のシリコンウェハの段階でダイシングブレードなどを利用して形成してもよいし、ダイシング工程よりも前にフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用して形成するようにしてもよい。また、段差部６１ｂは、基材６１を平板状の形状とする場合にも設けてもよい。なお、赤外線透過部材６におけるレンズからなる基材６１は、段差部６１ｂが無いものでもよい。
　また、パッケージ本体４およびパッケージ蓋５の形状は、図２、図３の形状に限らず、例えば、図４に示すような形状でもよい。なお、図４では、電磁シールド層４４およびビア（サーマルビア）４５の図示を省略してある。
　図４の構成では、パッケージ本体４が、一表面が開放された箱状（ここでは、矩形箱状）に形成され、開口部５ａを有するパッケージ蓋５が、パッケージ本体４の上記一表面を塞ぐようにパッケージ本体４に気密的に接合される平板状に形成されている。
　上述の図２、図３、図４のいずれの赤外線センサも、ＩＣ素子２としてベアチップを採用しているので、可視光がカットされるように、赤外線透過部材６の基材６１の材料や、光学フィルタ膜６２，６３の光学設計を行うことにより、可視光に起因したＩＣ素子２の起電力による誤動作を防止することが可能となる。ただし、ベアチップからなるＩＣ素子２における少なくともパッケージ蓋５側の表面に、外部からの光を遮光する樹脂部（図示せず)を設けるようにすれば、ＩＣ素子２がベアチップをパッケージングしたものである場
合に比べてパッケージ３の小型化を図りつつ、可視光に起因したＩＣ素子２の起電力による誤動作をより確実に防止することが可能となる。
　以上説明した赤外線センサは、パッケージ３が、表面実装型のパッケージとなるので、プリント配線板のような回路基板などに実装する際の低背化を図れる。
　また、赤外線センサは、赤外線透過部材６とパッケージ蓋５とが低融点ガラスにより接合されているので、当該低融点ガラスよりなる第１の接合部７からのアウトガスが少なく、アウトガスに起因した製造歩留まりの低下や特性の劣化を防止することが可能となる。また、半田により接合する場合には、メタライズ膜が必要なのに対して、このようなメタライズ膜の形成が不要なので、低コスト化を図れる。
　また、図２や図３の赤外線センサでは、パッケージ本体４が平板状に形成されているので、図４の赤外線センサのようにパッケージ本体４を一面が開放された箱状の形状として、多層セラミック基板により構成し、内底面に赤外線検出素子１を実装する場合に比べて、パッケージ本体４への赤外線検出素子１の実装が容易になるとともに、パッケージ本体４の低コスト化が可能となる。また、図２や図３の赤外線センサでは、パッケージ本体４が平板状に形成されていることにより、パッケージ本体４の上記一表面側に配置される赤外線検出素子１と基材６１（レンズ）との間の距離の精度を高めることができ、より一層の高感度化を図れる。
　また、図２や図３の赤外線センサでは、赤外線検出素子１が、当該赤外線検出素子１における第１の領域４１側の裏面に平行な面内で互いに離間して配置された複数の第３の接合部１５を介して第１の領域４１に実装されているので、赤外線検出素子１とパッケージ本体４との間の空間１６が断熱部として機能することと、第３の接合部１５の断面積の低減とにより、パッケージ本体４から赤外線検出素子１へ熱が伝達しにくくなり、パッケージ３の外部からの熱やＩＣ素子２からの熱が、パッケージ本体４を通して赤外線検出素子１へ伝達されにくくなり、高感度化を図れる。
　また、図２、図３、図４の赤外線センサは、パッケージ３内に赤外線検出素子１の出力信号を信号処理するＩＣ素子２が収納されているので、赤外線センサの高機能化を図れ、しかも、ＩＣ素子２が別のパッケージに収納されている場合に比べて、Ｓ／Ｎ比の向上を図れる。また、これらの赤外線センサは、パッケージ本体４の第２の領域４２に、ＩＣ素子２が実装され熱結合される金属部（電磁シールド層４４の一部により構成される）を備え、金属部が、第１の領域４１を避けて形成されてパッケージ３の外側に一部が露出する放熱部であるビア４５と熱結合されているので、ＩＣ素子２で発生した熱が金属部および放熱部を通して効率的に放熱されることとなり、第１の領域４１側への伝熱が抑制されるから、ＩＣ素子２の発熱が赤外線検出素子１に与える影響を更に低減できる。なお、ＩＣ素子２は、パッケージ３の外部に設けてもよい。
　図２や図３におけるパッケージ本体４は、電磁シールド板を内蔵したプリント配線板により構成してもよく、この場合には、当該プリント配線板により構成されるパッケージ本体４の周部とパッケージ蓋５とを、例えば、酸化バリウム、酸化カルシウムなどの乾燥剤を混入させた導電性樹脂や、導電性を有するＢステージのエポキシ樹脂などからなる接合部により気密的に接合すればよい。また、パッケージ本体４にＩＣ素子２も実装する場合には、第２の領域４２で電磁シールド板の一面を露出させ当該電磁シールド板にＩＣ素子２を実装するようにしてもよい。
　なお、上述の図２～図４の赤外線センサでは、赤外線透過部材６をパッケージ蓋５の外側に配置してあるが、これらに限らず、例えば、図５に示すように、赤外線透過部材６をパッケージ蓋５の内側に配置してもよい。
　以下、図２に示した構成の赤外線センサの製造方法について図１を参照しながら説明するが、図３や図４や図５の構成の赤外線センサの製造方法も同様である。
　まず、各別に形成された赤外線検出素子１およびＩＣ素子２をパッケージ本体４に実装する実装工程を行うことによって、図１Ａに示す構造を得る。この実装工程では、まず、パッケージ本体４の第１の領域４１に赤外線検出素子１を実装するとともに、第２の領域４２にＩＣ素子２を実装する。この実装工程では、赤外線検出素子１を第３の接合部１５を介して第１の領域４１に接合するとともに、ＩＣ素子２を第４の接合部２５を介して第２の領域４２に接合し、その後、ワイヤボンディングを行う。なお、赤外線検出素子１、ＩＣ素子２の実装の順番は特に限定するものではない。
　上述の実装工程の後、図１Ｂに示すように、赤外線透過部材６の周部とパッケージ蓋５における開口部５ａの周部との間に介在させた低融点ガラス７ａをレーザ光ＬＢにより加熱して溶融させることで赤外線透過部材６とパッケージ蓋５とを低融点ガラス７ａからなる第１の接合部７を介して気密的に接合する接合工程（以下、第１の接合工程という）を行う。なお、レーザ光ＬＢのレーザ光源としては、例えば、エキシマレーザやＹＡＧレーザ、ＣＯ2レーザ（炭酸ガスレーザ）などを用いればよい。
　この第１の接合工程では、レーザ光ＬＢをパッケージ蓋５側から照射（赤外線透過部材６とパッケージ蓋５との重なる方向においてパッケージ蓋５における赤外線透過部材６側とは反対側から照射）して低融点ガラス７ａを加熱して溶融させる。ここにおいて、第１の接合工程では、パッケージ蓋５における開口部５ａの周部（つまり、パッケージ蓋５において低融点ガラス７ａと重なっている部分）を局所的に加熱することで低融点ガラス７ａを加熱している。つまり、この第１の接合工程では、パッケージ蓋５における開口部５ａの周部を加熱することを介して、低融点ガラス７ａを加熱している。ここで、局所的に加熱するには、レーザ光ＬＢをパッケージ蓋５における開口部５ａの周部の一部の位置に合わせて点状に照射して走査するようにしてもよいが、当該周部の全体に同時に照射するように、レーザ光源および光学系により決定する照射エリアを設定してもよい。いずれにしても、低融点ガラス７ａにレーザ光ＬＢを吸収させることなく低融点ガラス７ａを加熱することができるので、低融点ガラス７ａに金属（遷移金属など）をドープしたり、低融点ガラス７ａを着色したりすることなく、低融点ガラス７ａを加熱することが可能となる。なお、一般的に、低融点ガラスは、ガラス転位温度が６００℃以下のガラスのことを言うが、本実施形態で用いる低融点ガラス７ａとしては、ガラス転位温度が４００℃以下の低融点ガラスを用いることが好ましい。
　第１の接合工程の後、所定雰囲気（例えば、ドライ窒素雰囲気、真空雰囲気など）中において、パッケージ蓋５をパッケージ本体４に重ねて、パッケージ蓋５とパッケージ本体４とを気密的に接合する第２の接合工程を行う。その後、赤外線透過部材６の基材６１とパッケージ蓋５とを上述の導電性ペーストからなる第２の接合部８により接合して電気的に接続する第３の接合工程を行うことによって、図１Ｃに示す構成の赤外線センサを得る。なお、第２の接合工程では、パッケージ蓋５の鍔部５ｂをパッケージ本体４に重ね合わせ、シーム溶接により、パッケージ蓋５の鍔部５ｂをパッケージ本体４に気密的に接合しているが、シーム溶接に限らず、他の接合方法を採用してもよい。また、第２の接合工程の接合温度が第２の接合部８の耐熱温度よりも低い場合には、第１の接合工程と第２の接合工程との間に、第３の接合工程を行うようにしてもよい。
　以上説明した本実施形態の赤外線センサの製造方法では、第１の接合工程において、レーザ光ＬＢにより低融点ガラス７ａを局所的に加熱して溶融させるので、赤外線透過部材６全体の温度が光学フィルタ膜６２，６３の耐熱温度を超えるのを防止することができ、気密性を確保しつつ、赤外線用の光学フィルタ膜６２，６３の割れや剥れを抑制できる。また、本実施形態の赤外線センサの製造方法では、この第１の接合工程において、赤外線透過部材６の基材６１と低融点ガラス７ａとが直接接触するように低融点ガラス７ａを介在させた状態で、低融点ガラス７ａを加熱して溶融させるようにしている。従って、レーザ光ＬＢからの熱が光学フィルタ膜６２，６３に伝わりにくくなっており、光学フィルタ膜６２，６３の割れや剥れをより確実に防止することができる。なお、上述の赤外線センサの製造方法では、赤外線透過部材６として、基材６１の厚み方向の両面の周部を露出させたものを用いているが、光学フィルタ膜６２，６３のパターニングは必ずしも必要ではない。
　また、上述の赤外線センサの製造方法において、図６に示すように、パッケージ蓋５として、低融点ガラス７ａと接する部分の厚みを当該部分の周辺部分の厚みに比べて薄くしたものを用いるようにしてもよく、この場合には、低融点ガラス７ａと接する部分の厚みが周辺部分の厚みと同じ場合に比べて、より効率的に低融点ガラス７ａを加熱することが可能となる。
　また、第１の接合工程よりも前に、パッケージ蓋５の周部において赤外線透過部材６を接合する面とは反対側にパッケージ蓋５よりもレーザ光ＬＢに対する吸収率の高い材料からなる光吸収層５１（図７参照）を形成し、第１の接合工程において、図７に示すように、レーザ光ＬＢを光吸収層５１へ照射するようにしてもよい。このような光吸収層５１を設けておくことによって、より効率的に低融点ガラス７ａを加熱することが可能となる。
　ここにおいて、パッケージ蓋５がコバールにより形成され、Ｎｉめっきされている場合には、光吸収層５１の材料として、ＮｉよりもレーザＬＢに対する吸収率の高い材料を採用すればよい。例えば、レーザ光ＬＢのレーザ光源として、波長が１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ、波長が２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ、波長が３５５ｎｍのＴＨＧ－ＹＡＧレーザなどを用いる場合には、光吸収層５１の材料として、銅や炭素鋼などを採用すればよい。また、レーザ光ＬＢのレーザ光源として、基本波の波長が７５０ｎｍ～１１００ｎｍにあるフェムト秒レーザ（例えば、Ｔｉ：サファイアレーザなど）、波長が１μｍのＮｄ：ＶＯ4レーザ、波長が１０６４ｎｍのＹＡＧレーザ、波長が１０．６μｍのＣＯ2レーザなどを用いる場合には、光吸収層５１の材料として、炭素鋼などを採用すればよい。光吸収層５１の材料は、銅や炭素鋼などの金属材料に限らず、誘電体材料などを採用してもよい。また、銅、炭素鋼、ニッケルなどの金属は、レーザ光ＬＢの波長が長くなるにつれて吸収率が低下するので、光吸収層５１の材料として金属を採用する場合、レーザ光源としては、波長の短いものを用いるのが好ましい。
　パッケージ蓋５の周部において赤外線透過部材６と対向する側（つまり、第１の接合部７と接する側）とは反対側の表面に、吸収層５１を設ける代わりに、レーザ光ＬＢによりパッケージ蓋５が加熱されやすくなるように、当該表面を粗らしてレーザ光ＬＢに対するパッケージ蓋５の透過率を変化させるようにしてもよい。
　なお、本発明の赤外線透過部材の接合方法は、赤外線センサ以外にも適用することができる。つまり、本発明の赤外線透過部材の接合方法については、赤外線検出素子はオプションである。例えば、本発明の赤外線透過部材の接合方法は、カメラレンズを接合するために用いてもよいし、照明装置に赤外線透過部材を接合するために用いることも、可能である。

Claims (12)

  1. 　赤外線検出素子と、開口部を有するパッケージ蓋と、赤外線透過材料からなる基材の厚み方向の少なくとも一面に赤外線用の光学フィルタ膜が積層されてなり前記開口部を塞ぐように配置され前記パッケージ蓋に低融点ガラスからなる接合部を介して気密的に接合された赤外線透過部材とを備えた赤外線センサにおける、赤外線透過部材の接合方法であって、
    　前記赤外線透過部材の周部と前記パッケージ蓋における前記開口部の周部との間に介在させた低融点ガラスをレーザ光により加熱して溶融させることで前記赤外線透過部材と前記パッケージ蓋とを気密的に接合する接合工程を備え、
    　前記接合工程では、前記レーザ光を前記パッケージ蓋側から照射して前記低融点ガラスを加熱して溶融させることを特徴とする接合方法。
  2. 　前記赤外線センサの製造方法であって、前記赤外線センサは、少なくとも前記赤外線検出素子が実装されたパッケージ本体を更に備え、前記パッケージ蓋は金属により形成されて前記赤外線検出素子の前方に前記開口部を有し、前記パッケージ本体に気密的に接合されるよう構成され、
    　この赤外線センサの製造方法は、請求項１記載の接合方法を含むことを特徴とする赤外線センサの製造方法。
  3. 　前記パッケージ蓋として、前記低融点ガラスと接する部分の厚みを当該部分の周辺部分の厚みに比べて薄くしたものを用いることを特徴とする請求項２記載の赤外線センサの製造方法。
  4. 　前記接合工程よりも前に、前記パッケージ蓋の前記周部において前記赤外線透過部材を接合する面とは反対側に前記パッケージ蓋よりも前記レーザ光に対する吸収率の高い材料からなる光吸収層を形成し、
    　前記接合工程では、前記レーザ光を前記光吸収層へ照射することを特徴とする請求項２または請求項３記載の赤外線センサの製造方法。
  5. 　前記接合工程では、前記レーザ光を、前記パッケージ蓋における前記開口部の周部へ照射することを特徴とする請求項２または請求項３記載の赤外線センサの製造方法。
  6. 　前記接合工程である第１の接合工程の前に行われ、前記パッケージ本体に、少なくとも前記赤外線検出素子を実装する実装工程と、
    　前記第１の接合工程の後に行われ、前記パッケージ蓋と前記パッケージ本体とを気密的に接合する第２の接合工程と、
    　を更に備えることを特徴とする請求項２記載の赤外線センサの製造方法。
  7. 　前記接合工程である第１の接合工程の後に行われ、前記赤外線透過部材と前記パッケージ蓋とを導電性ペーストによって接合する第３の接合工程を、更に備えることを特徴とする請求項２記載の赤外線センサの製造方法。
  8. 　前記パッケージ蓋として、前記低融点ガラスと接する部分の厚みを当該部分の周辺部分の厚みに比べて薄くしたものを用いることを特徴とする請求項１記載の接合方法。
  9. 　前記接合工程よりも前に、前記パッケージ蓋の前記周部において前記赤外線透過部材を接合する面とは反対側に前記パッケージ蓋よりも前記レーザ光に対する吸収率の高い材料からなる光吸収層を形成し、
    　前記接合工程では、前記レーザ光を前記光吸収層へ照射することを特徴とする請求項１記載の接合方法。
  10. 　前記接合工程では、前記レーザ光を、前記パッケージ蓋における前記開口部の周部へ照射することを特徴とする請求項１記載の接合方法。
  11. 　前記接合工程では、前記パッケージ蓋における前記開口部の周部を加熱することを介して、前記低融点ガラスを加熱することを特徴とする請求項１記載の接合方法。
  12. 　前記接合工程では、前記赤外線透過部材の前記基材と前記低融点ガラスとが直接接触するように前記低融点ガラスを介在させた状態で、前記低融点ガラスを加熱して溶融させることを特徴とする請求項１記載の接合方法。
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