本實(shí)用新型有關(guān)一種紅外線傳感器，尤指一種無(wú)熱電致冷器Thermoelectric Cooling，TEC)的二件式高真空封裝的紅外線傳感器。

背景技術(shù)：

已知，目前用以感測(cè)熱源輻射的紅外線傳感器的結(jié)構(gòu)具有一金屬基座，該金屬基座具有一腔體，該腔體中固設(shè)有一熱電致冷器(TEC)，于該熱電致冷器的表面上固接有一紅外線感測(cè)芯片，且于該腔體內(nèi)固設(shè)有一吸氣劑，在于該金屬基座上方設(shè)有焊料片，以該焊料片將一玻璃層固接于金屬基座上。紅外線傳感器在運(yùn)用時(shí)，外部的熱源輻射(紅外線)通過(guò)玻璃層進(jìn)入于腔體中，該熱源輻射將被紅外線感測(cè)芯片感測(cè)以輸出清晰的圖像。以吸氣劑使該腔體保一真空度狀態(tài)，并以該熱電致冷器吸取紅外線感測(cè)芯片工作時(shí)所產(chǎn)生的熱源，使該紅外線感測(cè)芯片能正常工作。

由于上述的紅外線傳感器的吸氣劑與紅外感測(cè)芯片在金屬基座同一側(cè)，吸氣劑激活需要在高溫環(huán)境下(>300度以上)，這導(dǎo)致紅外感測(cè)芯片無(wú)法承受這樣的高溫，而失去感測(cè)溫度的功效。吸氣劑與紅外線感測(cè)芯片位于同側(cè)、金屬基座需制作焊墊與吸氣劑接著，致使金屬基座制作成本較高。吸氣劑與紅外線感測(cè)芯片同側(cè)設(shè)計(jì)、其激活方式需采電激方式，無(wú)法使用加熱式激活，因電激方式所使用的機(jī)臺(tái)構(gòu)造費(fèi)用造價(jià)較高。且在金屬基座內(nèi)固設(shè)有熱電致冷器，使封裝后模塊體積無(wú)法以較微小化設(shè)計(jì)呈現(xiàn)使用體積較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種高真空的紅外線傳感器，包含有：一基座、一紅外線感測(cè)芯片、一光學(xué)透視窗、一吸氣劑及多個(gè)條金屬導(dǎo)線。該基座上具有一腔體及多個(gè)導(dǎo)電部，該多個(gè)導(dǎo)電部一端延伸于該腔體內(nèi)形成焊點(diǎn)。該紅外線感測(cè)芯片以固接于該腔體內(nèi)，其上具有一紅外線的晶圓，該晶圓電性鏈接到一電路板上，該電路板上具有多個(gè)導(dǎo)電接點(diǎn)。多個(gè)條金屬線以電性連結(jié)于該多個(gè)焊點(diǎn)及該多個(gè)導(dǎo)電接點(diǎn)上。該光學(xué)透視窗以封接于該基座的腔體上，其上具有一第一表面及一第二表面。該吸氣劑設(shè)于該光學(xué)透視窗的第二表面上。其中，該基座與該光學(xué)透視窗封接，吸氣劑封接于該基體與該光學(xué)透視窗所形成的腔體中。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，該基座的腔體內(nèi)具有一凸垣部。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，還包含有一焊料片，該焊料片設(shè)于該凸垣部上，以焊接該光學(xué)透視窗。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，該第二表面上設(shè)有一光罩層。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，該光學(xué)透視窗為鍺晶圓，使8μm-14μm的遠(yuǎn)紅外線波長(zhǎng)穿過(guò)。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，該基座為塑料或陶瓷材料，該基座的該多個(gè)導(dǎo)電部為有引腳的接腳，該多個(gè)導(dǎo)電部設(shè)于該基座二側(cè)形成相對(duì)應(yīng)狀態(tài)的雙列式封裝結(jié)構(gòu)，或多個(gè)該接腳可設(shè)于該基座的四邊。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，該基座為塑料或陶瓷材料，該基座為無(wú)引腳的基座，該多個(gè)導(dǎo)電部設(shè)于該基座的四邊。

本實(shí)用新型能夠達(dá)到如下效果：

本實(shí)用新型提供了一種無(wú)熱電致冷器的紅外線傳感器，使紅外線傳感器體積縮小可朝微型化設(shè)計(jì)，使封裝制程工藝減少，以降減少零件的產(chǎn)生及基座的污染，進(jìn)而提高封裝的泄漏率與使用年限，以及降低制作成本。

本實(shí)用新型將吸氣劑設(shè)計(jì)在遠(yuǎn)離紅外感測(cè)芯片的另一側(cè)，與紅外線感測(cè)芯片隔離設(shè)計(jì)，封裝過(guò)程利用機(jī)臺(tái)的分層加熱方式有效阻隔紅外線感測(cè)芯片因受溫度影響，并讓吸氣劑得以接受到激活溫度，同時(shí)確保紅外線感側(cè)芯片功能完整同時(shí)又可達(dá)到一個(gè)真空度較高的完美封裝。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的紅外線傳感器封裝方法流程示意圖；

圖2是本實(shí)用新型 第一實(shí)施例的紅外線傳感器的外觀立體示意圖；

圖3為圖1的外觀立體分解示意圖；

圖4為圖1的光學(xué)透視窗的第二表面示意圖；

圖5為圖1的光學(xué)透視窗的第二表面另一實(shí)施例示意圖；

圖6為圖1的光學(xué)透視窗的第二表面再一實(shí)施例示意圖；

圖7為圖1的側(cè)剖視示意圖；

圖8本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的紅外線傳感器的外觀立體分解示意圖。

【符號(hào)說(shuō)明】

步驟S100~步驟S134；

紅外線傳感器100、200；

基座110、210；

腔體112、212；

導(dǎo)電部114、214；

凸垣部116；

焊點(diǎn)118、218；

紅外線感測(cè)芯片120、220；

晶圓122；

電路板124；

導(dǎo)電接點(diǎn)126；

焊料片130、230；

光學(xué)透視窗140、240；

第一表面142；

第二表面144；

光罩層146；

吸氣劑150、150a、150b、250；

金屬導(dǎo)線160。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本實(shí)用新型并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。

請(qǐng)參閱圖1，是本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的紅外線傳感器封裝方法流程示意圖；且第一實(shí)施例的圖2-7與與第二實(shí)施例圖8的封裝技術(shù)相同，所特舉第一實(shí)施例的圖2-7與圖1作說(shuō)明，如圖所示：首先，如步驟S100，備有一基座110，該基座110具有一腔體112及多個(gè)導(dǎo)電部114，該多個(gè)導(dǎo)電部114一端延伸于該腔體112內(nèi)形成裸露狀態(tài)的焊點(diǎn)118。于該基座110的腔體112具有一凸垣部116，該凸垣部116用以固接該光學(xué)透視窗140。在本圖式中，該基座110為塑料或陶瓷材料，且該基座110的些導(dǎo)電部114為有引腳的接腳，該導(dǎo)電部114設(shè)于該基座110二側(cè)形成相對(duì)應(yīng)狀態(tài)的雙列式封裝(Dual In-Line Package ，DIP)結(jié)構(gòu)，或多個(gè)該接腳設(shè)于該基座110的四邊以形成四列式封裝結(jié)構(gòu)，或者無(wú)引腳基座(leadless chip carrier)結(jié)構(gòu)。

步驟S102，清洗處理，將基座110送入于機(jī)臺(tái)中通過(guò)清水或化學(xué)藥劑清洗，將基座110上所殘留的不潔物清洗處理。

步驟S104，烘烤處理，將清洗過(guò)后的基座110送入烤箱中，以利用一適當(dāng)溫度進(jìn)行烘烤，將基座110上所殘留的水或化學(xué)藥劑烘干。

步驟S106，固晶處理，將基座110內(nèi)部的腔體112涂膠體，使該紅外線感測(cè)芯片120黏著于該腔體112內(nèi)部。該紅外線感測(cè)芯片120是以紅外線的晶圓122電性黏貼到電路板124上，該電路板124上具有多個(gè)導(dǎo)電接點(diǎn)126。在本圖式中，該膠體為絕緣膠或?qū)щ娔z。

步驟S108，烘烤處理，在該基座110與該紅外線感測(cè)芯片120固晶后，送入于烤箱烘烤，使該膠體干涸。

步驟S110，電漿處理，在基座110與紅外線感測(cè)芯片120進(jìn)行打線前，利用電漿清洗基座110的該多個(gè)焊點(diǎn)118及該紅外線感測(cè)芯片120的該多個(gè)導(dǎo)電接點(diǎn)126清洗，以避免該多個(gè)焊點(diǎn)118及該多個(gè)導(dǎo)電接點(diǎn)126的氧化發(fā)生。

步驟S112，打線處理，利用機(jī)臺(tái)將金屬導(dǎo)線電性鏈接于該基座110的該多個(gè)焊點(diǎn)118及該紅外線感測(cè)芯片120的該多個(gè)導(dǎo)電接點(diǎn)126之間。

步驟S114，預(yù)焊處理，將預(yù)焊的焊料片130置于該基座110的凸垣部116上，以備在進(jìn)回焊爐時(shí)，可以與光學(xué)透視窗140進(jìn)行焊接。

步驟S116，檢查處理，以人員檢測(cè)步驟S114的焊料片130焊接穩(wěn)固。

步驟S118，測(cè)試處理，在前述的焊料片130的步驟處理完成后，以輸入信號(hào)給紅外線感測(cè)芯片120，以測(cè)試該紅外線感測(cè)芯片120的晶圓122是否有損壞。

步驟S120，備有一光學(xué)透視窗140，其上具有一第一表面142及一第二表面144，于該第二表面144上設(shè)有一光罩層146，該光罩層146以遮蔽該光學(xué)透視窗140不必要的區(qū)域。在本圖式中，該光學(xué)透視窗140為鍺晶圓，可以讓8μm-14μm的遠(yuǎn)紅外線波長(zhǎng)穿過(guò)。

步驟S122，電漿處理，在基座110與光學(xué)透視窗140進(jìn)行焊接前，利用電漿清洗基座110將光學(xué)透視窗140上的焊接部(圖中未示)清洗，避免焊接部氧化。

步驟S124，吸氣劑處理，通過(guò)黏著技術(shù)或涂布技術(shù)如印刷或?yàn)R鍍的將吸氣劑150設(shè)于該光學(xué)透視窗140的第二表面144上。在本圖式中，該吸氣劑為柱狀或片狀。

步驟S126，進(jìn)回焊爐，將具有吸氣劑150的光學(xué)透視窗140及固晶有紅外線感測(cè)芯片120的基座110一起送入于該回焊爐中。

步驟S128，激活處理，利用機(jī)臺(tái)加熱方式對(duì)光學(xué)透視窗140上的吸氣劑150進(jìn)行加熱，使該吸氣劑150達(dá)到工作狀態(tài)。

步驟S130，熔封作業(yè)，在吸氣劑150激活后，利用該回焊爐將該基座110的焊料片130熔解焊接該光學(xué)透視窗140，使該腔體112形成高真空狀態(tài)的紅外線傳感器100模塊。

步驟S132，測(cè)漏處理，在基座110與光學(xué)透視窗140熔封后，將測(cè)試基座110與光學(xué)透視窗140的焊接處是否完全接合，使腔體112不會(huì)產(chǎn)生漏氣現(xiàn)象。

步驟S134，模塊電測(cè)，在基座110與光學(xué)透視窗140熔封形成模塊后，以輸入信號(hào)檢測(cè)該紅線外感測(cè)芯片120的成像信號(hào)是否正常。

借由，上述的封裝方法，使該吸氣劑150與該紅外線感測(cè)芯片120分層的加熱處理，來(lái)完成一個(gè)無(wú)熱電致冷器的二件式高真空封裝的紅外線傳感器。

請(qǐng)參閱圖2、3及4，本實(shí)用新型的紅外線傳感器的第一實(shí)施例外觀立體及圖2的外觀立體分解及光學(xué)透視窗的第二表面示意圖。如圖所示：本實(shí)用新型依上述封裝流程所完成的高真空的紅外線傳感器100，包含有：一基座110、一紅外線感測(cè)芯片120、一焊料片130、一光學(xué)透視窗140及一吸氣劑150。其中，以該光學(xué)透視窗140封接于該基座110上方，使該基座110內(nèi)部形成高真空的腔體112來(lái)封裝該紅外線感測(cè)芯片120及該吸氣劑150，使該紅外線感測(cè)芯片120可以進(jìn)行紅外線影像讀取。

該基座110上具有一腔體112及多個(gè)導(dǎo)電部114，該多個(gè)導(dǎo)電部114一端延伸于該腔體112內(nèi)形成裸露狀態(tài)的焊點(diǎn)118。于該基座110的腔體112具有一凸垣部116，該凸垣部116用以固接該光學(xué)透視窗140。在本圖式中，該基座110為塑料或陶瓷材料，且該基座110的該多個(gè)導(dǎo)電部114為有引腳的接腳，該導(dǎo)電部114設(shè)于該基座110二側(cè)形成相對(duì)應(yīng)狀態(tài)的雙列式封裝(Dual In-Line Package ，DIP)結(jié)構(gòu)，或該多個(gè)接腳可設(shè)于該基座110的四邊。

該紅外線感測(cè)芯片120，以紅外線的晶圓(die)122電性黏貼到電路板(PCB)124上，該電路板124上具有多個(gè)個(gè)導(dǎo)電接點(diǎn)(PAD)126，在該紅外線感測(cè)芯片120固接于該基座110的腔體112后，將進(jìn)行電漿(Plasma)處理，使該多個(gè)焊點(diǎn)118及該多個(gè)導(dǎo)電接點(diǎn)126不會(huì)氧化，在電漿處理后，將進(jìn)行打線(Wire Bond)處理，以多個(gè)條的金屬導(dǎo)線160電性鏈接于該多個(gè)焊點(diǎn)118及該多個(gè)導(dǎo)電接點(diǎn)126上，使該紅外線感測(cè)芯片120與該基座110的該多個(gè)導(dǎo)電部114電性連結(jié)。

該焊料片130，設(shè)于該凸垣部116，在該基座110與該光學(xué)透視窗140進(jìn)入于回焊爐進(jìn)行熔封作業(yè)時(shí)，即可通過(guò)該焊料片130將該光學(xué)透視窗140封裝于該基座110上，使該腔體112形成一高真空狀態(tài)。

該光學(xué)透視窗140，系以封接于該基座110的腔體112上，其上具有一第一表面142及一第二表面144，于該第二表面144上設(shè)有一光罩層146，該光罩層146以遮蔽該光學(xué)透視窗140不必要的區(qū)域。在本圖式中，該光學(xué)透視窗140為鍺晶圓，可以讓8μm-14μm的遠(yuǎn)紅外線波長(zhǎng)穿過(guò)。

該吸氣劑(Getter)150，以黏著、焊接或涂布的方式如印刷或?yàn)R鍍的設(shè)于該光學(xué)透視窗140的第二表面144上。在該吸氣劑150無(wú)法發(fā)揮吸氣功能時(shí)，將導(dǎo)致基座110內(nèi)部腔體112的真空度不足，無(wú)法讓紅外影像呈現(xiàn)清晰的圖像，且使用壽命也會(huì)相對(duì)減少。因此，在該基座110與該光學(xué)透視窗140封接前，先將吸氣劑150激活，再將該基座110與該光學(xué)透視窗140封裝，使該腔體112內(nèi)部具有極高的真空度，使接收的紅外影像能夠呈現(xiàn)更清晰的圖像，以增加紅外線傳感器100的使用壽命。在本圖式中，該吸氣劑150為柱狀；利用加熱方式將吸氣劑150激活后，再將該基座110與該光學(xué)透視窗140封裝，使得該吸氣劑150與該紅外線感測(cè)芯片120分層處理制作，來(lái)完成一個(gè)較佳的真空封裝技術(shù)。

請(qǐng)參閱圖5，為圖2的光學(xué)透視窗的第二表面的另一實(shí)施例示意圖。如圖所示：本實(shí)施例與圖4大致相同，所不同處在于該吸氣劑150a為片狀，以黏著的設(shè)于該光學(xué)透視窗140的第二表面144上，在該基座110與該光學(xué)透視窗140封裝前，同樣地利用加熱方式將吸氣劑150a激活后，再將該基座110與該光學(xué)透視窗140封裝，使得該吸氣劑150a與該紅外線感測(cè)芯片120分層的加熱處理制作，來(lái)完成一個(gè)較佳的高真空封裝技術(shù)。

請(qǐng)參閱圖6，為圖2的光學(xué)透視窗的第二表面的再一實(shí)施例示意圖。如圖所示：本實(shí)施例與圖4、5大致相同，所不同處在于該吸氣劑150b以涂布的方式如印刷或?yàn)R鍍的設(shè)于該光學(xué)透視窗140的第二表面144上成形一特定的圖案，此特定的圖案不會(huì)影響到外部的紅外線光進(jìn)入于該基座110的腔體112內(nèi)部。在該吸氣劑150b涂布完成后，在該基座110與該光學(xué)透視窗140封裝前，同樣地利用加熱方式將吸氣劑150b激活后，再將該基座110與該光學(xué)透視窗140封裝，使得該吸氣劑150b與該紅外線感測(cè)芯片120分層處理制作，來(lái)完成一個(gè)較佳的真空封裝技術(shù)。

請(qǐng)參閱圖7，為圖1的側(cè)剖視示意圖。如圖所示：在本實(shí)用新型的紅外線傳感器100的基座110與該光學(xué)透視窗140封裝前，以固晶技術(shù)將該紅外線感測(cè)芯片120固接于該基座110的腔體112中，通過(guò)打線技術(shù)將金屬導(dǎo)線160電性鏈接于該多個(gè)焊點(diǎn)118及該多個(gè)導(dǎo)電接點(diǎn)126上，再將該吸氣劑150固接于該光學(xué)透視窗140上，同時(shí)將基座110與該光學(xué)透視窗140送入于回焊爐中，先行激活該吸氣劑150達(dá)工作狀態(tài)，再利用回焊爐使該焊料片130熔解將光學(xué)透視窗140固接于該基座110上，在熔封作業(yè)后，使該紅外線感測(cè)芯片120及該吸氣劑150被封裝在該基座110的腔體112中。

由于在基座110與該光學(xué)透視窗140封裝前，先將吸氣劑150激活后，再進(jìn)行基座110與光學(xué)透視窗140的封裝，使得該吸氣劑150與該紅外線感測(cè)芯片120分層處理制作，來(lái)完成一個(gè)較佳的真空封裝技術(shù)。

在被激活后的吸氣劑150可以將腔體112內(nèi)部殘留的氣體吸收，使該腔體112形成高真空狀態(tài)，在高真空佳的狀態(tài)下讓紅外線感測(cè)芯片120接收的紅外影像能呈現(xiàn)更清晰的圖像，也可以增加紅外線傳感器100的使用壽命。

請(qǐng)參閱圖8，是本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的紅外線傳感器的外觀立體分解示意圖。如圖所示：在本實(shí)施例中所揭露的紅外線傳感器200的紅外線感測(cè)芯片220、一焊料片230、一光學(xué)透視窗240及一吸氣劑250結(jié)構(gòu)與前述的圖2至圖7大致相同，所不同處在于本圖式的基座210為無(wú)引腳的基座(leadless chip carrier)，該多個(gè)導(dǎo)電部214設(shè)于該基座210的四邊，該多個(gè)導(dǎo)電部214一端延伸于該腔體212內(nèi)形成裸露狀態(tài)的焊點(diǎn)218。在紅外線感測(cè)芯片220固接于該基座210的腔體212后，通過(guò)該打線(Wire Bond)處理，使該紅外線感測(cè)芯片220與該基座210的該多個(gè)導(dǎo)電部214電性連結(jié)。

以上所述實(shí)施例僅是為充分說(shuō)明本實(shí)用新型而所舉的較佳的實(shí)施例，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)。