本實用新型有關(guān)一種紅外線傳感器，尤指一種無熱電致冷器Thermoelectric Cooling，TEC)的三件式的紅外線傳感器高真空封裝結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

已知，目前用以感測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。紅外線傳感器在運用時，外部的熱源輻射(紅外線)通過玻璃層進入于腔體中，該熱源輻射將被紅外線感測芯片感測以輸出清晰的圖像。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芯片工作時所產(chǎn)生的熱源，使該紅外線感測芯片能正常工作。

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)致紅外感測芯片無法承受這樣的高溫，而失去感測溫度的功效。吸氣劑與紅外線感測芯片位于同側(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芯片同側(cè)設(shè)計、其激活方式需采電激方式，無法使用加熱式激活，因電激方式所使用的機臺構(gòu)造費用造價較高。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法以較微小化設(shè)計呈現(xiàn)使用體積較大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本實用新型的主要目的在于提供一個紅外線傳感器高真空封裝結(jié)構(gòu)，使紅外線傳感器體積縮小可朝微型化設(shè)計，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，進而提高封裝的泄漏率與使用年限，以及降低制作成本。

本實用新型的另一目的在于將吸氣劑設(shè)計在遠離紅外感測芯片的另一側(cè)，與紅外線感測芯片隔離設(shè)計，封裝過程利用機臺的分層加熱方式有效阻隔紅外線感測芯片因受溫度影響，并讓吸氣劑得以接受到激活溫度，同時確保紅外線感側(cè)芯片功能完整同時又可達到一個真空度較高的完美封裝。

為達上述的目的，本實用新型提供一種紅外線傳感器高真空封裝結(jié)構(gòu)，包括：

一基座，其上具有一腔體及多個導(dǎo)電部，該多個導(dǎo)電部一端延伸于該腔體內(nèi)并形成焊點；

一紅外線感測芯片，以固接于該腔體內(nèi)，該紅外線感測芯片上具有一紅外線的晶圓，該晶圓電性連接到一電路板上，該電路板上具有多個導(dǎo)電接點；

多條金屬導(dǎo)線，以電性連接于多個該焊點及該多個導(dǎo)電接點上；

一金屬上蓋，固接于該基座的腔體中，該金屬上蓋上具有一凸起部，該凸起部具有一窗口；

一光學透視窗，固接于該窗口中，該光學透視窗上具有一第一表面及一第二表面；

一吸氣劑，設(shè)于該光學透視窗的第二表面上；

其中，該基座與該金屬上蓋固接后，使該吸氣劑封接于該基體與該金屬上蓋所形成的腔體中。

其中，該基座的腔體內(nèi)具有一凸垣部。

其中，還包括一焊料片，該焊料片設(shè)于該凸垣部上。

其中，該凸起部為中空狀，其外側(cè)延伸有一接合部，該接合部與該焊料片固接，該凸起部內(nèi)側(cè)延伸有一承載部，該承載部上接合該焊料片，以固接該光學透視窗。

其中，該第二表面上設(shè)有一光罩層。

其中，該光學透視窗能夠使8μm-14μm的遠紅外線波長穿過的鍺晶圓。

其中，該基座的材料為塑料或陶瓷，該基座的該多個導(dǎo)電部為有引腳的接腳，該多個導(dǎo)電部設(shè)于該基座二側(cè)并形成相對應(yīng)狀態(tài)的雙列式封裝結(jié)構(gòu)，或該多個接腳設(shè)于該基座的四邊。

其中，該基座的材料為塑料或陶瓷，該基座為無引腳的基座，該多個個導(dǎo)電部設(shè)于該基座的四邊。

其中，該吸氣劑配置于該金屬上蓋的背面。

其中，該吸氣劑配置于該金屬上蓋的凸起部內(nèi)部。

附圖說明

圖1，為本實用新型的第一實施例的紅外線傳感器高真空封裝結(jié)構(gòu)的封裝方法流程示意圖；

圖2，本實用新型的第一實施例的紅外線傳感器高真空封裝結(jié)構(gòu)的外觀立體示意圖；

圖3，為圖2的外觀立體分解示意圖；

圖4a，為圖2的光學透視窗的第二表面示意圖；

圖4b，為圖2的另一光學透視窗的第二表面示意圖；

圖4c，為圖2的再一光學透視窗的第二表面示意圖；

圖5，為圖2的光學透視窗與金屬上蓋固接的背面示意圖；

圖6，為圖2的另一光學透視窗與金屬上蓋固接的背面示意圖；

圖7，為圖2的側(cè)剖視示意圖；

圖8，為本實用新型的第二實施例的紅外線傳感器高真空封裝結(jié)構(gòu)的外觀立體分解示意圖。

圖中：

S100- S142-步驟；

100、200-紅外線傳感器高真空封裝結(jié)構(gòu)；

110、210-基座；

112、212-腔體；

114、214-導(dǎo)電部；

116-凸垣部；

118、218-焊點；

120、220-紅外線感測芯片；

122-晶圓；

124-電路板；

126-導(dǎo)電接點；

130、230-焊料片；

140、240-光學透視窗；

142-第一表面；

144-第二表面；

146-光罩層；

150、150a、150b、250-吸氣劑；

160、260-金屬上蓋；

162-凸起部；

164-窗口；

166-接合部；

168-承載部；

170-金屬導(dǎo)線。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本實用新型并能予以實施，但所舉實施例不作為對本實用新型的限定。

請參閱圖1，為本實用新型的第一實施例的紅外線傳感器高真空封裝結(jié)構(gòu)的封裝方法流程示意圖；且第一實施例的圖2-圖7與圖8的封裝技術(shù)相同，所特舉第一實施例的圖2-圖7與圖1作說明，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及多個導(dǎo)電部114，該多個導(dǎo)電部114一端延伸于該腔體112內(nèi)并形成裸露狀態(tài)的焊點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的多個導(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)并形成相對應(yīng)狀態(tài)的雙列式封裝(Dual In-Line Package ，DIP)結(jié)構(gòu)，或該多個接腳設(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送入于機臺中通過清水或化學藥劑清洗，將基座110上所殘留的不潔物清洗處理。

步驟S104，烘烤處理，將清洗過后的基座110送入烤箱中，以利用一適當溫度進行烘烤，將基座110上所殘留的水或化學藥劑烘干。

步驟S106，固晶處理，將基座110內(nèi)部的腔體112涂膠體，使該紅外線感測芯片120黏著于該腔體112內(nèi)部。該紅外線感測芯片120以紅外線的晶圓122電性黏貼到電路板124上，該電路板124上具有多個導(dǎo)電接點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與紅外線感測芯片120進行打線前，利用電漿清洗基座110的該多個焊點118及該紅外線感測芯片120的該多個導(dǎo)電接點126清洗，以避免該多個焊點118及該多個導(dǎo)電接點126的氧化發(fā)生。

步驟S112，打線處理，利用機臺將金屬導(dǎo)線170電性連接于該基座110的該多個焊點118及該紅外線感測芯片120的該多個導(dǎo)電接點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，以備在進回焊爐時，可以與光學透視窗140進行焊接。

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

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

步驟S120，備有一金屬上蓋160，并以機臺清洗該金屬上蓋160，該金屬上蓋160上具有一中空狀的凸起部162，該凸起部162具有一窗口164，該凸起部162的外側(cè)延伸有一接合部166，另該凸起部162的內(nèi)側(cè)延伸有一承載部168。

步驟S122，烘烤處理，在金屬上蓋160清洗后，利用烤箱對該清洗后的上蓋160進行烘烤，以清除該金屬上蓋160所殘留的水或化學藥劑。

步驟S124，電漿處理，將金屬上蓋160的承載部168進行電漿處理，以避免焊接處的氧化。

步驟S126，金屬上蓋160與光學透視窗140固接，先將焊料片130置于該金屬上蓋160的承載部168上，經(jīng)過機臺加熱處理后，使該光學透視窗140固接于該金屬上蓋160的窗口164上。該光學透視窗140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以遮蔽該光學透視窗140不必要的區(qū)域。在本圖式中，該光學透視窗140為鍺晶圓，可以讓8μm-14μm的遠紅外線波長穿過。

步驟S128，檢測作業(yè)，在該金屬上蓋160與該光學透視窗140固接后，將進行該金屬上蓋160與該光學透視窗140的接合處是否以有漏氣現(xiàn)象。

步驟S130，吸氣劑處理，通過黏著技術(shù)或涂布技術(shù)如印刷或濺鍍的將吸氣劑150設(shè)于該光學透視窗140的第二表面144上及該金屬上蓋160的背面。在本圖式中，該吸氣劑為柱狀或片狀。

步驟S132，清潔處理，將上有吸氣劑150的金屬上蓋160及該光學透視窗140進行清潔處理。

步驟S134，進回焊爐，前述步驟所完成的金屬上蓋及基座110一起送入于該回焊爐中。

步驟S136，激活處理，利用機臺加熱方式對光學透視窗140上的吸氣劑150進行加熱，使該吸氣劑150達到工作狀態(tài)。

步驟S138，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S140，測漏處理，在基座110與該金屬上蓋160熔封后，將測試基座110與該金屬上蓋160的焊接處是否也完全接合，不會使腔體112產(chǎn)生漏氣現(xiàn)象。

步驟S142，模塊電測，在基座110與金屬上蓋160熔封形成模塊后，以輸入信號檢測該紅線外感測芯片120的成像信號是否正常。

借由上述的封裝方法，使該吸氣劑150與該紅外線感測芯片120分層的加熱處理，來完成一個無熱電致冷器的三件式的紅外線傳感器高真空封裝結(jié)構(gòu)。

請參閱圖2、圖3及圖4a，為本實用新型的第一實施例的紅外線傳感器高真空封裝結(jié)構(gòu)的外觀立體及圖2的外觀立體分解及光學透視窗的第二表面示意圖。如圖所示：本實用新型依據(jù)上述的封裝流程所完成的紅外線傳感器高真空封裝結(jié)構(gòu)100，包含有：一基座110、一紅外線感測芯片120、一金屬上蓋160、一焊料片130、一光學透視窗140及一吸氣劑150。其中，以該金屬上蓋160封接該光學透視窗140，該再將封接有光學透視窗140的金屬上蓋160與基座110封接，使該基座110內(nèi)部形成高真空的腔體112來封裝該紅外線感測芯片120及該吸氣劑150，使該紅外線感測芯片120可以進行紅外線影像讀取。

該基座110上具有一腔體112及多個導(dǎo)電部114，該多個導(dǎo)電部114一端延伸于該腔體112內(nèi)并形成裸露狀態(tài)的焊點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)形成相對應(yīng)狀態(tài)的雙列式封裝(Dual In-Line Package ，DIP)結(jié)構(gòu)。

該紅外線感測芯片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上具有多個導(dǎo)電接點(PAD)126，在該紅外線感測芯片120固接于該基座110的腔體112后，將進行電漿(Plasma)處理，使該多個焊點118及該多個導(dǎo)電接點126不會氧化，在電漿處理后，將進行打線(Wire Bond)處理，以多條的金屬導(dǎo)線(圖中未示)電性連接于該多個焊點118及該多個導(dǎo)電接點126上，使該紅外線感測芯片120與該基座110的該多個導(dǎo)電部114電性連接。

該金屬上蓋160，以固接于該腔體112的凸垣部116上，其上具有一中空狀的凸起部162，該凸起部162具有一窗口164，該窗口164以固接該光學透視窗140，該凸起部162的外側(cè)延伸有一接合部166，該接合部166與該凸垣部116固接，另該凸起部162的內(nèi)側(cè)延伸有一承載部168，該承載部168用以固接承載該光學透視窗140。

該光學透視窗140，以封接于該上蓋160的承載部168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以遮蔽該光學透視窗140不必要的區(qū)域。在本圖式中，該光學透視窗140為鍺晶圓，可以讓8μm-14μm的遠紅外線波長穿過。

該焊料片130，分別設(shè)于該凸垣部116及該承載部168上，在該基座110、金屬上蓋160(包含有光學透視窗140)進入于回焊爐進行熔封作業(yè)時，即可通過該焊料片130將該金屬上蓋160封接于該基座110上，使該腔體112形成一高真空狀態(tài)。

該吸氣劑(Getter)150，以黏著、焊接或涂布的方式如印刷或濺鍍的設(shè)于該光學透視窗140的第二表面144上及該金屬上蓋160的凸起部162內(nèi)部。在該吸氣劑150無法發(fā)揮吸氣功能時，將導(dǎo)致基座110內(nèi)部腔體112的真空度不足，無法讓紅外影像呈現(xiàn)清晰的圖像，且使用壽命也會相對減少。因此，在該基座110與該金屬上蓋160(包含光學透視窗140)封接前，先將吸氣劑150激活，再將該基座110與該金屬上蓋160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高真空封裝結(jié)構(gòu)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與該金屬上蓋160封裝，使得該吸氣劑150與該紅外線感測芯片120分層處理制作，來完成一個較佳的真空封裝技術(shù)。

請參閱圖4b、圖4c，為圖1的另一光學透視窗的第二表面及再一光學透視窗的第二表面示意圖。如圖所示：本實施例將片狀的吸氣劑150、150a或150b以黏著或涂布的方式如印刷或濺鍍設(shè)于該光學透視窗140的第二表面144，在該基座110與該金屬上蓋160封裝前，同樣地利用加熱方式將吸氣劑150、150a或150b激活后，再將該基座110與該金屬上蓋160封裝，使得該吸氣劑150、150a或150b與該紅外線感測芯片120分層的加熱處理制作，來完成一個較佳的高真空封裝技術(shù)。

請參閱圖5、圖6，為圖2的光學透視窗與金屬上蓋固接的背面及圖2的另一光學透視窗與金屬上蓋固接的背面示意圖。如圖所示：本實施例與圖4大致相同，所不同處在于該吸氣劑150a或150b以涂布的方式如印刷或濺鍍的設(shè)于該光學透視窗140的第二表面144上成形一特定的圖案及該金屬上蓋160的背面，該特定的圖案不會影響到外部的紅外線光進入于該基座110的腔體112內(nèi)部。在該吸氣劑150、150a或150b涂布完成后，在該基座110與該金屬上蓋160封裝前，同樣地利用加熱方式將吸氣劑150、150a或150b激活后，再將該基座110與該金屬上蓋160封裝，使得該吸氣劑150、150a或150b與該紅外線感測芯片120分層處理制作，來完成一個較佳的真空封裝技術(shù)。

請參閱圖7，為圖2的側(cè)剖視示意圖。如圖所示：在本實用新型的紅外線傳感器高真空封裝結(jié)構(gòu)100的基座110與該金屬上蓋160封裝前，以固晶技術(shù)將該紅外線感測芯片120固接于該基座110的腔體112中，通過打線技術(shù)將金屬導(dǎo)線170電性連接于該多個焊點118及該多個導(dǎo)電接點126上，將光學透視窗140固接于該金屬上蓋160后，分別將該吸氣劑150固接于該光學透視窗140的第二表面144及該金屬上蓋160上，同時將基座110與該金屬上蓋送入于回焊爐中后，并先行激活該吸氣劑150達工作狀態(tài)，再利用回焊爐使該焊料片130熔解將金屬上蓋160固接于該基座110上，在熔封作業(yè)后，使該紅外線感測芯片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與該金屬上蓋160封裝前，先將吸氣劑150激活后，再進行基座110與金屬上蓋160的封裝，使得該吸氣劑150與該紅外線感測芯片120分層處理制作，來完成一個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。

請參閱圖8，為本實用新型的第二實施例的紅外線傳感器高真空封裝結(jié)構(gòu)的外觀立體分解示意圖。如圖所示：在本實施例中的紅外線傳感器高真空封裝結(jié)構(gòu)200所揭露的一紅外線感測芯片220、一金屬上蓋260、一焊料片230、一光學透視窗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為無引腳的基座(leadless chip carrier)，該多個導(dǎo)電部214設(shè)于該基座210的四邊，該多個導(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218。在紅外線感測芯片220固接于該基座210的腔體212后，通過該打線(Wire Bond)處理，使該紅外線感測芯片220與該基座210的該多個導(dǎo)電部214電性連接。

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