JP2003139616A - 赤外線検出器及びその製造方法 - Google Patents
赤外線検出器及びその製造方法Info
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 真空の容器内部に赤外線検出素子を配置する
赤外線検出器を構成するために、検出器容器に排気管を
取り付けておく必要がある。 【解決手段】 真空チャンバ１３０内にキャップ６２と
セラミックパッケージ５８とを分離した状態で配置し、
真空チャンバ１３０内の真空引き及び、ヒータ１３２，
１３４によるキャップ６２，セラミックパッケージ５８
の加熱を行う。加熱によりキャップ６２とセラミックパ
ッケージ５８とを接合するロウ材が溶融されると、上下
駆動装置１３８を動作させてアーム１３６を上昇させ、
これに支持されたキャップ６２をセラミックパッケージ
５８に加圧密着させる。この状態で冷却し、ロウ材を固
化させ、真空チャンバ１３０を大気圧に戻す。
赤外線検出器を構成するために、検出器容器に排気管を
取り付けておく必要がある。 【解決手段】 真空チャンバ１３０内にキャップ６２と
セラミックパッケージ５８とを分離した状態で配置し、
真空チャンバ１３０内の真空引き及び、ヒータ１３２，
１３４によるキャップ６２，セラミックパッケージ５８
の加熱を行う。加熱によりキャップ６２とセラミックパ
ッケージ５８とを接合するロウ材が溶融されると、上下
駆動装置１３８を動作させてアーム１３６を上昇させ、
これに支持されたキャップ６２をセラミックパッケージ
５８に加圧密着させる。この状態で冷却し、ロウ材を固
化させ、真空チャンバ１３０を大気圧に戻す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、赤外線検出器及び
その製造方法に関し、特に赤外線検出素子を収納した容
器内が真空状態とされる赤外線検出器に関する。
その製造方法に関し、特に赤外線検出素子を収納した容
器内が真空状態とされる赤外線検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８は、従来の赤外線検出器を示す断面
図である。この赤外線検出器は、２次元アレイ状に画素
を配置した非冷却型の赤外線検出素子２、電子冷却素子
４、メタルプレート６、セラミックスプレート８、端子
１０、メタルリング１２、ウインドウ１４、メタルキャ
ップ１６、ワイヤボンディング１８、ゲッター２０、排
気管２２を含んで構成される。
図である。この赤外線検出器は、２次元アレイ状に画素
を配置した非冷却型の赤外線検出素子２、電子冷却素子
４、メタルプレート６、セラミックスプレート８、端子
１０、メタルリング１２、ウインドウ１４、メタルキャ
ップ１６、ワイヤボンディング１８、ゲッター２０、排
気管２２を含んで構成される。
【０００３】赤外線検出素子２は、２次元アレイ状に画
素を配置したイメージセンサであり、各画素は、入力す
る赤外線エネルギーによる温度変化をダイオード又は、
抵抗値の変化として検出する。この赤外線検出素子は非
冷却型であるが、所定温度範囲に維持される必要があ
る。この温度維持のために、ペルチェ効果を利用した電
子冷却素子４が設けられている。
素を配置したイメージセンサであり、各画素は、入力す
る赤外線エネルギーによる温度変化をダイオード又は、
抵抗値の変化として検出する。この赤外線検出素子は非
冷却型であるが、所定温度範囲に維持される必要があ
る。この温度維持のために、ペルチェ効果を利用した電
子冷却素子４が設けられている。
【０００４】端子１０は、検出器の内部の赤外線検出素
子２やゲッター２０と検出器の外部とを接続する電気的
端子であり、メタルプレート６に設けられた孔を貫通す
る。赤外線検出素子２と端子１０との間は、ワイヤボン
ディング１８で電気的に接続される。ゲッター２０は、
真空中への放出ガスを吸着する。
子２やゲッター２０と検出器の外部とを接続する電気的
端子であり、メタルプレート６に設けられた孔を貫通す
る。赤外線検出素子２と端子１０との間は、ワイヤボン
ディング１８で電気的に接続される。ゲッター２０は、
真空中への放出ガスを吸着する。
【０００５】メタルプレート６は金属材料で形成され、
電子冷却素子４及び赤外線検出素子２を支持する。端子
１０を通すためにメタルプレート６に開けられる孔は、
導電性を有するメタルプレート６と端子１０との短絡を
避けるために、端子１０の断面より大きく形成される。
セラミックスプレート８は、メタルプレート６と端子１
０とに気密接合され、それら両者間の隙間を塞ぎ、検出
器内部の気密を保つ。
電子冷却素子４及び赤外線検出素子２を支持する。端子
１０を通すためにメタルプレート６に開けられる孔は、
導電性を有するメタルプレート６と端子１０との短絡を
避けるために、端子１０の断面より大きく形成される。
セラミックスプレート８は、メタルプレート６と端子１
０とに気密接合され、それら両者間の隙間を塞ぎ、検出
器内部の気密を保つ。
【０００６】メタルリング１２は金属材料で形成され、
メタルプレート６上に気密接合される。メタルキャップ
１６は金属材料で形成され、メタルリング１２に溶接接
合される。ウィンドウ１４は、赤外線を透過する材料で
形成され、メタルキャップ１６に設けられた開口に気密
接合される。
メタルプレート６上に気密接合される。メタルキャップ
１６は金属材料で形成され、メタルリング１２に溶接接
合される。ウィンドウ１４は、赤外線を透過する材料で
形成され、メタルキャップ１６に設けられた開口に気密
接合される。
【０００７】排気管２２は、メタルプレート８を貫通
し、検出器の内部と外部とを連通する。
し、検出器の内部と外部とを連通する。
【０００８】上述のように赤外線検出素子２は、入射し
た赤外線エネルギーによる温度変化を検出するものであ
る。この赤外線検出器が高い温度分解能を得るために
は、入射した赤外線エネルギーが周囲に拡散しないよう
に内部を真空に保つ必要がある。そのため、検出器容器
を構成する各部相互の接合部は真空気密構造とされる。
排気管２２は、検出器の容器内部を真空に排気する際に
利用され、容器内部を真空に排気した後、つぶして封じ
る構造となっている。
た赤外線エネルギーによる温度変化を検出するものであ
る。この赤外線検出器が高い温度分解能を得るために
は、入射した赤外線エネルギーが周囲に拡散しないよう
に内部を真空に保つ必要がある。そのため、検出器容器
を構成する各部相互の接合部は真空気密構造とされる。
排気管２２は、検出器の容器内部を真空に排気する際に
利用され、容器内部を真空に排気した後、つぶして封じ
る構造となっている。
【０００９】図９は従来のゲッターを示す模式図であ
る。ゲッター２０はガスを吸着する機能を発揮するた
め、真空中にて４００〜９００℃に加熱する必要があ
る。この加熱のために、ゲッター２０はヒータを内蔵し
ており、端子１０を用いてヒータへの通電が行われる。
る。ゲッター２０はガスを吸着する機能を発揮するた
め、真空中にて４００〜９００℃に加熱する必要があ
る。この加熱のために、ゲッター２０はヒータを内蔵し
ており、端子１０を用いてヒータへの通電が行われる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の赤
外線検出器では、容器内部を真空に排気するために、容
器内部を真空ポンプに連結するための排気管を有するた
め、部品点数が多く、低コスト化、小型化が妨げられる
という問題があった。また、ゲッターについては、ヒー
タを内蔵させるために、ゲッター製造の自動化が出来
ず、低コスト化が妨げられるという問題があった。
外線検出器では、容器内部を真空に排気するために、容
器内部を真空ポンプに連結するための排気管を有するた
め、部品点数が多く、低コスト化、小型化が妨げられる
という問題があった。また、ゲッターについては、ヒー
タを内蔵させるために、ゲッター製造の自動化が出来
ず、低コスト化が妨げられるという問題があった。
【００１１】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたもので、一層の低コスト化、小型化を実現する赤外
線検出器、及びその製造方法を提供することを目的とす
る。
れたもので、一層の低コスト化、小型化を実現する赤外
線検出器、及びその製造方法を提供することを目的とす
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係る赤外線検出
器は、赤外線検出素子と、当該赤外線検出素子が載置さ
れる基台と、当該基台上に被せられ前記赤外線検出素子
を内包する空間を気密封止するキャップとを含む赤外線
検出器において、前記キャップは、前記赤外線検出素子
を取り囲み、溶着材を介して前記基台に接合されるフラ
ンジ部を有し、前記フランジ部の内周側のエッジは面取
りされているものである。
器は、赤外線検出素子と、当該赤外線検出素子が載置さ
れる基台と、当該基台上に被せられ前記赤外線検出素子
を内包する空間を気密封止するキャップとを含む赤外線
検出器において、前記キャップは、前記赤外線検出素子
を取り囲み、溶着材を介して前記基台に接合されるフラ
ンジ部を有し、前記フランジ部の内周側のエッジは面取
りされているものである。
【００１３】他の本発明に係る赤外線検出器は、キャッ
プが、赤外線検出素子を取り囲み、溶着材を介して基台
に接合されるフランジ部と、外部から前記赤外線検出素
子への赤外線の入射を可能とする窓部とを有し、前記フ
ランジ部と前記基台との接合面は、前記溶着材との親和
性を高める表面加工を施され、前記キャップの前記窓部
及びその近傍領域は、前記表面加工を施されず、前記溶
着材との親和性が低いことを特徴とするものである。
プが、赤外線検出素子を取り囲み、溶着材を介して基台
に接合されるフランジ部と、外部から前記赤外線検出素
子への赤外線の入射を可能とする窓部とを有し、前記フ
ランジ部と前記基台との接合面は、前記溶着材との親和
性を高める表面加工を施され、前記キャップの前記窓部
及びその近傍領域は、前記表面加工を施されず、前記溶
着材との親和性が低いことを特徴とするものである。
【００１４】別の本発明に係る赤外線検出器は、キャッ
プが、開口を有したフレームと、前記フレームの開口に
溶着材を介して取り付けられ、外部から前記赤外線検出
素子への赤外線の入射を可能とする窓部とを有し、前記
フレームは、赤外線検出素子を取り囲み、溶着材を介し
て基台に接合されるフランジ部を有し、前記窓部と前記
開口との接合部分及び、前記フランジ部と前記基台との
接合部分はそれぞれ円形に構成されるものである。
プが、開口を有したフレームと、前記フレームの開口に
溶着材を介して取り付けられ、外部から前記赤外線検出
素子への赤外線の入射を可能とする窓部とを有し、前記
フレームは、赤外線検出素子を取り囲み、溶着材を介し
て基台に接合されるフランジ部を有し、前記窓部と前記
開口との接合部分及び、前記フランジ部と前記基台との
接合部分はそれぞれ円形に構成されるものである。
【００１５】さらに別の本発明に係る赤外線検出器は、
加熱により活性化され、気密封止された空間内のガスを
吸収するガス吸収部材を有し、キャップは、金属で形成
されたフレームを含み、前記フレームの内面に前記ガス
吸収部材が接着されるものである。
加熱により活性化され、気密封止された空間内のガスを
吸収するガス吸収部材を有し、キャップは、金属で形成
されたフレームを含み、前記フレームの内面に前記ガス
吸収部材が接着されるものである。
【００１６】本発明に係る赤外線検出器の製造方法は、
赤外線検出素子が載置された基台と、当該基台上に被せ
られ前記赤外線検出素子を内包する空間を気密封止する
キャップとを含む赤外線検出器の製造方法であって、前
記基台及び前記キャップが互いに分離した状態で、前記
基台、前記キャップ及びそれらを接合する溶着材を真空
雰囲気中にて、少なくとも前記溶着材の融点以上に加熱
する加熱ステップと、前記溶着材が溶融した状態及び前
記真空雰囲気を維持したまま、前記溶着材を介して前記
基台及び前記キャップを接合する接合ステップと、前記
基台及び前記キャップが接合された状態で、それらを前
記溶着材の融点未満に冷却する冷却する冷却ステップと
を有するものである。
赤外線検出素子が載置された基台と、当該基台上に被せ
られ前記赤外線検出素子を内包する空間を気密封止する
キャップとを含む赤外線検出器の製造方法であって、前
記基台及び前記キャップが互いに分離した状態で、前記
基台、前記キャップ及びそれらを接合する溶着材を真空
雰囲気中にて、少なくとも前記溶着材の融点以上に加熱
する加熱ステップと、前記溶着材が溶融した状態及び前
記真空雰囲気を維持したまま、前記溶着材を介して前記
基台及び前記キャップを接合する接合ステップと、前記
基台及び前記キャップが接合された状態で、それらを前
記溶着材の融点未満に冷却する冷却する冷却ステップと
を有するものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
【００１８】［実施の形態１］図１は本発明の第１の実
施形態である赤外線検出器の概略の構造を示す断面図で
ある。赤外線検出素子５０は非冷却で動作可能な赤外線
イメージセンサであり、２次元アレイ状に配列された各
画素は、例えばダイオード型又はボロメータ型の赤外線
センサにより構成される。この赤外線検出素子は非冷却
型であるが、所定温度範囲に維持する必要がある。この
温度維持のために、ペルチェ効果を利用した電子冷却素
子５２を備える。電子冷却素子５２は、赤外線検出素子
５０の裏面に接し、赤外線検出素子５０の温度を制御す
る。
施形態である赤外線検出器の概略の構造を示す断面図で
ある。赤外線検出素子５０は非冷却で動作可能な赤外線
イメージセンサであり、２次元アレイ状に配列された各
画素は、例えばダイオード型又はボロメータ型の赤外線
センサにより構成される。この赤外線検出素子は非冷却
型であるが、所定温度範囲に維持する必要がある。この
温度維持のために、ペルチェ効果を利用した電子冷却素
子５２を備える。電子冷却素子５２は、赤外線検出素子
５０の裏面に接し、赤外線検出素子５０の温度を制御す
る。
【００１９】複数設けられた端子５４は、検出器の内部
の赤外線検出素子５０や電子冷却素子５２及びゲッター
５６と検出器の外部とを接続する電気的端子である。赤
外線検出素子５０と端子５４との間は、例えば金やアル
ミニウムを線材として用いたワイヤボンディング６０で
電気的に接続され、駆動信号の入力や赤外線検知信号の
出力がこれら端子５４を介して行われる。ゲッター５６
は例えばジルコニウム、バナジウム、鉄を焼結させて成
形したものであり、ヒータを内蔵する。そのヒータが端
子５４から通電され発熱することにより、ゲッター５６
は表面を活性化され、容器内の真空中への放出ガスを吸
着して真空の劣化を防止する。電子冷却素子５２は端子
５４から通電され、赤外線検出素子５０の温度を制御す
る。
の赤外線検出素子５０や電子冷却素子５２及びゲッター
５６と検出器の外部とを接続する電気的端子である。赤
外線検出素子５０と端子５４との間は、例えば金やアル
ミニウムを線材として用いたワイヤボンディング６０で
電気的に接続され、駆動信号の入力や赤外線検知信号の
出力がこれら端子５４を介して行われる。ゲッター５６
は例えばジルコニウム、バナジウム、鉄を焼結させて成
形したものであり、ヒータを内蔵する。そのヒータが端
子５４から通電され発熱することにより、ゲッター５６
は表面を活性化され、容器内の真空中への放出ガスを吸
着して真空の劣化を防止する。電子冷却素子５２は端子
５４から通電され、赤外線検出素子５０の温度を制御す
る。
【００２０】セラミックパッケージ５８は、例えば、ア
ルミナや窒化アルミナからなる積層セラミックスで形成
され、電子冷却素子５２、赤外線検出素子５０、端子５
４を支持する。また、セラミックパッケージ５８には、
例えば端子５４との電気的配線のために、導体パター
ン、スルーホールが形成される。セラミックパッケージ
５８の中央部と外周部との間には段差が設けられ、中央
部が低く形成され、ここに電子冷却素子５２及び赤外線
検出素子５０の積層体が載置される。一方、外周部上面
の内側寄りの領域には、導体パターンとして端子５４に
導通するボンディングパッドが形成され、これと赤外線
検出素子５０との間がワイヤボンディング６０により接
続される。
ルミナや窒化アルミナからなる積層セラミックスで形成
され、電子冷却素子５２、赤外線検出素子５０、端子５
４を支持する。また、セラミックパッケージ５８には、
例えば端子５４との電気的配線のために、導体パター
ン、スルーホールが形成される。セラミックパッケージ
５８の中央部と外周部との間には段差が設けられ、中央
部が低く形成され、ここに電子冷却素子５２及び赤外線
検出素子５０の積層体が載置される。一方、外周部上面
の内側寄りの領域には、導体パターンとして端子５４に
導通するボンディングパッドが形成され、これと赤外線
検出素子５０との間がワイヤボンディング６０により接
続される。
【００２１】キャップ６２は、セラミックパッケージ５
８の上部を覆い、これにより、気密封止された空間が形
成され、当該空間内に赤外線検出素子５０が収納され
る。キャップ６２は、金属材料で形成されたメタルキャ
ップ６４（フレーム）と当該メタルキャップ６４に設け
られた開口６６に気密接続されるウィンドウ６８とを含
んで構成される。ウィンドウ６８は赤外線を透過する部
材であり、例えばゲルマニウムやシリコンで構成され
る。また開口６６は赤外線検出素子５０の受光面に対向
する位置に設けられる。このウィンドウ６８を介して、
外部の赤外線が赤外線検出素子５０に入射することがで
きる。メタルキャップ６４の縁にはフランジ部７０が設
けられ、このフランジ部７０がセラミックパッケージ５
８の外周部上面の外側寄りの領域に接合される。フラン
ジ部７０を設けることにより、メタルキャップ６４とセ
ラミックパッケージ５８との接合面積を確保することが
でき、赤外線検出素子５０が配置される内部空間の気密
の信頼性が向上する。
８の上部を覆い、これにより、気密封止された空間が形
成され、当該空間内に赤外線検出素子５０が収納され
る。キャップ６２は、金属材料で形成されたメタルキャ
ップ６４（フレーム）と当該メタルキャップ６４に設け
られた開口６６に気密接続されるウィンドウ６８とを含
んで構成される。ウィンドウ６８は赤外線を透過する部
材であり、例えばゲルマニウムやシリコンで構成され
る。また開口６６は赤外線検出素子５０の受光面に対向
する位置に設けられる。このウィンドウ６８を介して、
外部の赤外線が赤外線検出素子５０に入射することがで
きる。メタルキャップ６４の縁にはフランジ部７０が設
けられ、このフランジ部７０がセラミックパッケージ５
８の外周部上面の外側寄りの領域に接合される。フラン
ジ部７０を設けることにより、メタルキャップ６４とセ
ラミックパッケージ５８との接合面積を確保することが
でき、赤外線検出素子５０が配置される内部空間の気密
の信頼性が向上する。
【００２２】ウィンドウ６８とメタルキャップ６４と
は、例えば、酸化鉛系の低融点ガラス材７４を溶着材と
して用いて接合され、キャップ６２が形成される。キャ
ップ６２とセラミックパッケージ５８とは真空雰囲気中
で接合されることにより、内部空間が真空とされる。キ
ャップ６２のフランジ部７０とセラミックパッケージ５
８との接合は、はんだ等のロウ材７２を溶着材として用
いて行われる。
は、例えば、酸化鉛系の低融点ガラス材７４を溶着材と
して用いて接合され、キャップ６２が形成される。キャ
ップ６２とセラミックパッケージ５８とは真空雰囲気中
で接合されることにより、内部空間が真空とされる。キ
ャップ６２のフランジ部７０とセラミックパッケージ５
８との接合は、はんだ等のロウ材７２を溶着材として用
いて行われる。
【００２３】図２は、フランジ部７０とセラミックパッ
ケージ５８との接合部分を拡大した断面図である。メタ
ルキャップ６４は、ウィンドウ６８が接合される水平な
上部平面部８０と、これに連なる垂直の側壁部８２と、
側壁部８２から外側へ水平に広がるフランジ部７０とを
有する。フランジ部７０の内周側のエッジは面取りさ
れ、傾斜した面取り面８４が形成される。ロウ材７２
は、この面取り面８４にて良好なフィレット８８を形成
することができ、接合強度及び気密性の向上が図られ
る。
ケージ５８との接合部分を拡大した断面図である。メタ
ルキャップ６４は、ウィンドウ６８が接合される水平な
上部平面部８０と、これに連なる垂直の側壁部８２と、
側壁部８２から外側へ水平に広がるフランジ部７０とを
有する。フランジ部７０の内周側のエッジは面取りさ
れ、傾斜した面取り面８４が形成される。ロウ材７２
は、この面取り面８４にて良好なフィレット８８を形成
することができ、接合強度及び気密性の向上が図られ
る。
【００２４】図３は、他のフランジ部７０の形態におけ
る、フランジ部７０とセラミックパッケージ５８との接
合部分を拡大した断面図である。この形態では、フラン
ジ部７０の内周側のエッジは面取りされ、丸みを帯びた
丸取り面８６が形成される。この場合においても、ロウ
材７２は、この丸取り面８６にて良好なフィレット８８
を形成することができ、接合強度及び気密性の向上が図
られる。
る、フランジ部７０とセラミックパッケージ５８との接
合部分を拡大した断面図である。この形態では、フラン
ジ部７０の内周側のエッジは面取りされ、丸みを帯びた
丸取り面８６が形成される。この場合においても、ロウ
材７２は、この丸取り面８６にて良好なフィレット８８
を形成することができ、接合強度及び気密性の向上が図
られる。
【００２５】［実施の形態２］本発明の第２の実施形態
に係る赤外線検出器は、上記第１の実施形態と概ね同じ
構成であり、以下、相違点のみ説明する。なお、上記第
１の実施形態と同様の構成要素については同じ符号を付
す。
に係る赤外線検出器は、上記第１の実施形態と概ね同じ
構成であり、以下、相違点のみ説明する。なお、上記第
１の実施形態と同様の構成要素については同じ符号を付
す。
【００２６】図４は、キャップ６２の構成を説明するた
めの模式的な断面図である。本検出器の特徴は、キャッ
プ６２のフランジ部７０とセラミックパッケージ５８と
の接合面に、ロウ材７２との親和性を高める表面処理が
施される点にある。図４において、ロウ材７２が接触す
ることが期待される領域（表面処理領域１００）に当該
表面処理が施される。一方、キャップ６２の他の部分、
少なくともウィンドウ６８及びその近傍領域には当該表
面処理は施されない。例えば、ロウ材７２がはんだであ
る場合の表面処理は、ニッケルメッキし、その上に金メ
ッキを施す処理である。
めの模式的な断面図である。本検出器の特徴は、キャッ
プ６２のフランジ部７０とセラミックパッケージ５８と
の接合面に、ロウ材７２との親和性を高める表面処理が
施される点にある。図４において、ロウ材７２が接触す
ることが期待される領域（表面処理領域１００）に当該
表面処理が施される。一方、キャップ６２の他の部分、
少なくともウィンドウ６８及びその近傍領域には当該表
面処理は施されない。例えば、ロウ材７２がはんだであ
る場合の表面処理は、ニッケルメッキし、その上に金メ
ッキを施す処理である。
【００２７】これにより、キャップ６２とセラミックパ
ッケージ５８とを接合した際に、ロウ材７２の流れ出し
によるウィンドウ６８の汚染を防止することができ、ま
た接合面でのロウ材７２の厚さを均一にすることができ
る。
ッケージ５８とを接合した際に、ロウ材７２の流れ出し
によるウィンドウ６８の汚染を防止することができ、ま
た接合面でのロウ材７２の厚さを均一にすることができ
る。
【００２８】［実施の形態３］本発明の第３の実施形態
に係る赤外線検出器は、上記第１の実施形態と概ね同じ
構成であり、以下、相違点のみ説明する。なお、上記第
１の実施形態と同様の構成要素については同じ符号を付
す。
に係る赤外線検出器は、上記第１の実施形態と概ね同じ
構成であり、以下、相違点のみ説明する。なお、上記第
１の実施形態と同様の構成要素については同じ符号を付
す。
【００２９】図５は、第３の実施形態に係る赤外線検出
器の特徴を説明する模式的な斜視図である。本検出器で
は、キャップ６２の上面形状が円形に構成される。すな
わち、メタルキャップ６４は円形であり、これに対応し
てフランジ部７０も円形に形成される。また、図には現
れていないが、赤外線の取り込み口となるメタルキャッ
プ６４の開口６６も円形に形成され、ウィンドウ６８も
円形に形成される。
器の特徴を説明する模式的な斜視図である。本検出器で
は、キャップ６２の上面形状が円形に構成される。すな
わち、メタルキャップ６４は円形であり、これに対応し
てフランジ部７０も円形に形成される。また、図には現
れていないが、赤外線の取り込み口となるメタルキャッ
プ６４の開口６６も円形に形成され、ウィンドウ６８も
円形に形成される。
【００３０】また、セラミックパッケージ５８の外周部
上面にはフランジ部７０と接合される円形領域に接合用
メタライズ１１０が施される。
上面にはフランジ部７０と接合される円形領域に接合用
メタライズ１１０が施される。
【００３１】この構成では、フランジ部７０とセラミッ
クパッケージ５８との接合面は円形（ドーナツ形状）と
なる。またメタルキャップ６４とウィンドウ６８との接
合面も円形（ドーナツ形状）となる。この構造では、ロ
ウ材７２や低融点ガラス材７４が硬化時とその後の使用
時とでの温度差により、各接合部に発生する熱応力が接
合部の円周の各方向に対称、均一となる。すなわち、各
接合部に局所的な過大な応力が発生せず、各接合部での
クラック発生や気密漏れを防ぐことができる。また、赤
外線検出器の使用環境下で受ける温度サイクルにも強い
構造が得られる。
クパッケージ５８との接合面は円形（ドーナツ形状）と
なる。またメタルキャップ６４とウィンドウ６８との接
合面も円形（ドーナツ形状）となる。この構造では、ロ
ウ材７２や低融点ガラス材７４が硬化時とその後の使用
時とでの温度差により、各接合部に発生する熱応力が接
合部の円周の各方向に対称、均一となる。すなわち、各
接合部に局所的な過大な応力が発生せず、各接合部での
クラック発生や気密漏れを防ぐことができる。また、赤
外線検出器の使用環境下で受ける温度サイクルにも強い
構造が得られる。
【００３２】［実施の形態４］本発明の第４の実施形態
に係る赤外線検出器は、上記第１の実施形態と概ね同じ
構成であり、以下、相違点のみ説明する。なお、上記第
１の実施形態と同様の構成要素については同じ符号を付
す。
に係る赤外線検出器は、上記第１の実施形態と概ね同じ
構成であり、以下、相違点のみ説明する。なお、上記第
１の実施形態と同様の構成要素については同じ符号を付
す。
【００３３】図６は、第４の実施形態に係る赤外線検出
器の概略の構造を示す断面図である。本検出器では、メ
タルキャップ６４の内面にゲッター１２０が溶接接合さ
れる。このゲッター１２０はヒータを内蔵していない。
このゲッター１２０を活性化する場合には、キャップ６
２の外側に外部ヒータ１２２を当接させる。外部ヒータ
１２２はメタルキャップ６４にて当接され、外部ヒータ
１２２からの熱はメタルキャップ６４を介して、内側の
ゲッター１２０に伝達される。これによりゲッター１２
０が加熱され、活性化される。
器の概略の構造を示す断面図である。本検出器では、メ
タルキャップ６４の内面にゲッター１２０が溶接接合さ
れる。このゲッター１２０はヒータを内蔵していない。
このゲッター１２０を活性化する場合には、キャップ６
２の外側に外部ヒータ１２２を当接させる。外部ヒータ
１２２はメタルキャップ６４にて当接され、外部ヒータ
１２２からの熱はメタルキャップ６４を介して、内側の
ゲッター１２０に伝達される。これによりゲッター１２
０が加熱され、活性化される。
【００３４】この構成では、ゲッター内にヒータを内蔵
する必要がなく、ゲッターを保持しヒータに通電する端
子、その他の通電用の配線を省略することができるの
で、部品点数削減による低コスト化を図ることができ
る。
する必要がなく、ゲッターを保持しヒータに通電する端
子、その他の通電用の配線を省略することができるの
で、部品点数削減による低コスト化を図ることができ
る。
【００３５】［実施の形態５］本発明の第５の実施形態
は、上述の各赤外線検出器の製造方法に関するものであ
る。図７は、本発明の赤外線検出器を製造する方法を説
明する模式図である。本方法により製造される赤外線検
出器は、上記各実施形態と同じ構成であり、以下、上記
実施形態の赤外線検出器の構成要素の符号を参照して説
明を行う。
は、上述の各赤外線検出器の製造方法に関するものであ
る。図７は、本発明の赤外線検出器を製造する方法を説
明する模式図である。本方法により製造される赤外線検
出器は、上記各実施形態と同じ構成であり、以下、上記
実施形態の赤外線検出器の構成要素の符号を参照して説
明を行う。
【００３６】図７は、キャップ６２とセラミックパッケ
ージ５８との接合を行う製造装置の模式図である。真空
チャンバ１３０内には、キャップ６２を加熱するための
ヒータ１３２と、セラミックパッケージ５８を加熱する
ためのヒータ１３４とが上下に配列される。上に位置す
るヒータ１３４には、電子冷却素子５２や赤外線検出素
子５０の載置等が行われたセラミックパッケージ５８が
セットされる。また下のヒータ１３２には、メタルキャ
ップ６４とウィンドウ６８とが接合され組み立て終わっ
たキャップ６２がセットされる。キャップ６２はアーム
１３６に支持され、このアーム１３６は、上下駆動装置
１３８に連結され、上下移動される。アーム１３６が下
に降ろされた状態で、真空チャンバ１３０内の真空引き
が開始され、またヒータ１３２，１３４への通電が開始
される。真空チャンバ１３０内が十分に真空引きされ、
またキャップ６２又はセラミックパッケージ５８の接合
部分に配置されたロウ材が溶融されると、上下駆動装置
１３８を動作させて、アーム１３６と共にキャップ６２
が上に移動され、キャップ６２がセラミックパッケージ
５８に加圧密着される。両者が接合された状態で、ヒー
タ１３２，１３４による加熱を停止し、冷却することに
より、ロウ材が固まり、内部が真空に引かれた赤外線検
出器が組み上がる。
ージ５８との接合を行う製造装置の模式図である。真空
チャンバ１３０内には、キャップ６２を加熱するための
ヒータ１３２と、セラミックパッケージ５８を加熱する
ためのヒータ１３４とが上下に配列される。上に位置す
るヒータ１３４には、電子冷却素子５２や赤外線検出素
子５０の載置等が行われたセラミックパッケージ５８が
セットされる。また下のヒータ１３２には、メタルキャ
ップ６４とウィンドウ６８とが接合され組み立て終わっ
たキャップ６２がセットされる。キャップ６２はアーム
１３６に支持され、このアーム１３６は、上下駆動装置
１３８に連結され、上下移動される。アーム１３６が下
に降ろされた状態で、真空チャンバ１３０内の真空引き
が開始され、またヒータ１３２，１３４への通電が開始
される。真空チャンバ１３０内が十分に真空引きされ、
またキャップ６２又はセラミックパッケージ５８の接合
部分に配置されたロウ材が溶融されると、上下駆動装置
１３８を動作させて、アーム１３６と共にキャップ６２
が上に移動され、キャップ６２がセラミックパッケージ
５８に加圧密着される。両者が接合された状態で、ヒー
タ１３２，１３４による加熱を停止し、冷却することに
より、ロウ材が固まり、内部が真空に引かれた赤外線検
出器が組み上がる。
【００３７】このように、十分真空引きされた雰囲気中
にて、キャップ６２とセラミックパッケージ５８との加
熱、接合を行うことにより、加熱時に内部部品やはんだ
から放出されるガスを外部に排出することができ、内部
を高い真空状態にすることができる。
にて、キャップ６２とセラミックパッケージ５８との加
熱、接合を行うことにより、加熱時に内部部品やはんだ
から放出されるガスを外部に排出することができ、内部
を高い真空状態にすることができる。
【００３８】
【発明の効果】本発明の赤外線検出器によれば、フラン
ジ部の内周側のエッジが面取りされることにより、キャ
ップと基台とを接合する溶着材が良好なフィレットを形
成し、接合強度及び気密性の向上が図られる。
ジ部の内周側のエッジが面取りされることにより、キャ
ップと基台とを接合する溶着材が良好なフィレットを形
成し、接合強度及び気密性の向上が図られる。
【００３９】また他の本発明の赤外線検出器によれば、
フランジ部と基台とを接合する溶着材との親和性を高め
る表面加工が、フランジ部と基台との接合面に施され、
一方、窓部及びその近傍領域には施されない構成によ
り、キャップと基台とを接合した際に、溶着材の流れ出
しによる窓部の汚染を防止することができ、また接合面
での溶着材の厚さを均一にすることができる。
フランジ部と基台とを接合する溶着材との親和性を高め
る表面加工が、フランジ部と基台との接合面に施され、
一方、窓部及びその近傍領域には施されない構成によ
り、キャップと基台とを接合した際に、溶着材の流れ出
しによる窓部の汚染を防止することができ、また接合面
での溶着材の厚さを均一にすることができる。
【００４０】別の本発明の赤外線検出器によれば、キャ
ップを構成する窓部とフレームとの接合部分、及びフラ
ンジ部と基台との接合部分がそれぞれ円形に構成される
ことにより、各接合部の溶着材が硬化した時とその後の
使用時とでの温度差により、各接合部に発生する熱応力
が接合部の円周の各方向に対称、均一となる。すなわ
ち、各接合部に局所的な過大な応力が発生せず、各接合
部でのクラック発生や気密漏れを防ぐことができる。ま
た、赤外線検出器の使用環境下で受ける温度サイクルに
も強い構造が得られる。
ップを構成する窓部とフレームとの接合部分、及びフラ
ンジ部と基台との接合部分がそれぞれ円形に構成される
ことにより、各接合部の溶着材が硬化した時とその後の
使用時とでの温度差により、各接合部に発生する熱応力
が接合部の円周の各方向に対称、均一となる。すなわ
ち、各接合部に局所的な過大な応力が発生せず、各接合
部でのクラック発生や気密漏れを防ぐことができる。ま
た、赤外線検出器の使用環境下で受ける温度サイクルに
も強い構造が得られる。
【００４１】さらに別の本発明の赤外線検出器によれ
ば、ガス吸着部材がキャップの金属製のフレームの内面
に接着されるので、このガス吸着部材を加熱して活性化
する処理をキャップの外部のヒータから行うことが可能
である。つまり、ガス吸着部材を活性化するためのヒー
タを内蔵する必要がなく、その内蔵ヒータに通電する端
子やその他の通電用の配線を省略することができるの
で、部品点数削減による低コスト化を図ることができ
る。
ば、ガス吸着部材がキャップの金属製のフレームの内面
に接着されるので、このガス吸着部材を加熱して活性化
する処理をキャップの外部のヒータから行うことが可能
である。つまり、ガス吸着部材を活性化するためのヒー
タを内蔵する必要がなく、その内蔵ヒータに通電する端
子やその他の通電用の配線を省略することができるの
で、部品点数削減による低コスト化を図ることができ
る。
【００４２】本発明の赤外線検出器の製造方法によれ
ば、基台及びキャップが分離した状態で、真空雰囲気中
にて加熱して溶着材を溶融し、両者を接合することによ
り、加熱時に内部部品や溶着材から放出されるガスを外
部に排出することができ、内部を高い真空状態にするこ
とができる。また、基台とキャップとを接合後に真空に
引くための排気管が不要となり、部品点数削減による低
コスト化を図ることができる効果が得られる。
ば、基台及びキャップが分離した状態で、真空雰囲気中
にて加熱して溶着材を溶融し、両者を接合することによ
り、加熱時に内部部品や溶着材から放出されるガスを外
部に排出することができ、内部を高い真空状態にするこ
とができる。また、基台とキャップとを接合後に真空に
引くための排気管が不要となり、部品点数削減による低
コスト化を図ることができる効果が得られる。
【図１】 本発明の第１の実施形態である赤外線検出器
の概略の構造を示す断面図である。
の概略の構造を示す断面図である。
【図２】 フランジ部とセラミックパッケージとの接合
部分の一例の拡大した断面図である。
部分の一例の拡大した断面図である。
【図３】 フランジ部とセラミックパッケージとの接合
部分の他の例の拡大した断面図である。
部分の他の例の拡大した断面図である。
【図４】 本発明の第２の実施形態である赤外線検出器
におけるキャップの構成を説明するための模式的な断面
図である。
におけるキャップの構成を説明するための模式的な断面
図である。
【図５】 本発明の第３の実施形態である赤外線検出器
の特徴を説明する模式的な斜視図である。
の特徴を説明する模式的な斜視図である。
【図６】 本発明の第４の実施形態である赤外線検出器
の概略の構造を示す断面図である。
の概略の構造を示す断面図である。
【図７】 本発明の赤外線検出器を製造する方法を説明
するための製造装置の模式図である。
するための製造装置の模式図である。
【図８】 従来の赤外線検出器を示す断面図である。
【図９】 従来のゲッターを示す模式図である。
５０ 赤外線検出素子、５２ 電子冷却素子、５４ 端
子、５６，１２０ ゲッター、５８ セラミックパッケ
ージ、６０ ワイヤボンディング、６２ キャップ、６
４ メタルキャップ、６８ ウィンドウ、７０ フラン
ジ部、７２ ロウ材、７４ 低融点ガラス材、８４ 面
取り面、８６ 丸取り面、１００ 表面処理領域、１１
０ 接合用メタライズ、１２２ 外部ヒータ、１３０
真空チャンバ、１３２，１３４ ヒータ、１３６ アー
ム、１３８ 上下駆動装置。
子、５６，１２０ ゲッター、５８ セラミックパッケ
ージ、６０ ワイヤボンディング、６２ キャップ、６
４ メタルキャップ、６８ ウィンドウ、７０ フラン
ジ部、７２ ロウ材、７４ 低融点ガラス材、８４ 面
取り面、８６ 丸取り面、１００ 表面処理領域、１１
０ 接合用メタライズ、１２２ 外部ヒータ、１３０
真空チャンバ、１３２，１３４ ヒータ、１３６ アー
ム、１３８ 上下駆動装置。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2G065 AA11 AB02 BA12 BA14 BA34
BA37 BA38 CA19 CA21 DA18
2G066 BA09 BA44 BA53 BA55 BA60
BB11 CA02
Claims (5)
- 【請求項１】 赤外線検出素子と、当該赤外線検出素子
が載置される基台と、当該基台上に被せられ前記赤外線
検出素子を内包する空間を気密封止するキャップとを含
む赤外線検出器において、 前記キャップは、前記赤外線検出素子を取り囲み、溶着
材を介して前記基台に接合されるフランジ部を有し、 前記フランジ部の内周側のエッジは面取りされているこ
と、 を特徴とする赤外線検出器。 - 【請求項２】 赤外線検出素子と、当該赤外線検出素子
が載置される基台と、当該基台上に被せられ前記赤外線
検出素子を内包する空間を気密封止するキャップとを含
む赤外線検出器において、 前記キャップは、 前記赤外線検出素子を取り囲み、溶着材を介して前記基
台に接合されるフランジ部と、 外部から前記赤外線検出素子への赤外線の入射を可能と
する窓部と、を有し、 前記フランジ部と前記基台との接合面は、前記溶着材と
の親和性を高める表面加工を施され、 前記キャップの前記窓部及びその近傍領域は、前記表面
加工を施されず、前記溶着材との親和性が低いこと、 を特徴とする赤外線検出器。 - 【請求項３】 赤外線検出素子と、当該赤外線検出素子
が載置される基台と、当該基台上に被せられ前記赤外線
検出素子を内包する空間を気密封止するキャップとを含
む赤外線検出器において、 前記キャップは、 開口を有したフレームと、 前記フレームの開口に溶着材を介して取り付けられ、外
部から前記赤外線検出素子への赤外線の入射を可能とす
る窓部と、を有し、 前記フレームは、前記赤外線検出素子を取り囲み、溶着
材を介して前記基台に接合されるフランジ部を有し、 前記窓部と前記開口との接合部分及び、前記フランジ部
と前記基台との接合部分はそれぞれ円形に構成されるこ
と、 を特徴とする赤外線検出器。 - 【請求項４】 赤外線検出素子と、当該赤外線検出素子
が載置される基台と、当該基台上に被せられ前記赤外線
検出素子を内包する空間を気密封止するキャップとを含
む赤外線検出器において、 加熱により活性化され、前記気密封止された空間内のガ
スを吸収するガス吸収部材を有し、 前記キャップは、金属で形成されたフレームを含み、 前記フレームの内面に前記ガス吸収部材が接着されるこ
と、 を特徴とする赤外線検出器。 - 【請求項５】 赤外線検出素子が載置された基台と、当
該基台上に被せられ前記赤外線検出素子を内包する空間
を気密封止するキャップとを含む赤外線検出器の製造方
法であって、 前記基台及び前記キャップが互いに分離した状態で、前
記基台、前記キャップ及びそれらを接合する溶着材を真
空雰囲気中にて、少なくとも前記溶着材の融点以上に加
熱する加熱ステップと、 前記溶着材が溶融した状態及び前記真空雰囲気を維持し
たまま、前記溶着材を介して前記基台及び前記キャップ
を接合する接合ステップと、 前記基台及び前記キャップが接合された状態で、それら
を前記溶着材の融点未満に冷却する冷却する冷却ステッ
プと、 を有することを特徴とする製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001333559A JP3913037B2 (ja) | 2001-10-30 | 2001-10-30 | 赤外線検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001333559A JP3913037B2 (ja) | 2001-10-30 | 2001-10-30 | 赤外線検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003139616A true JP2003139616A (ja) | 2003-05-14 |
| JP3913037B2 JP3913037B2 (ja) | 2007-05-09 |
Family
ID=19148804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001333559A Expired - Lifetime JP3913037B2 (ja) | 2001-10-30 | 2001-10-30 | 赤外線検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3913037B2 (ja) |
Cited By (10)
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|---|---|---|---|---|
| JP2007505300A (ja) * | 2003-09-09 | 2007-03-08 | ブラウン ゲーエムベーハー | 加熱可能な赤外線センサと、赤外線センサを備える赤外線型体温計 |
| JP2007073721A (ja) * | 2005-09-07 | 2007-03-22 | Nissan Motor Co Ltd | 真空パッケージおよびその製造方法 |
| JP2007533160A (ja) * | 2004-04-15 | 2007-11-15 | サエス ゲッターズ ソシエタ ペル アチオニ | 真空または不活性ガスパッケージｌｅｄ用集積ゲッター |
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| WO2010095367A1 (ja) | 2009-02-19 | 2010-08-26 | 日本電気株式会社 | 真空封止パッケージ、真空封止パッケージを有するプリント回路基板、電子機器、及び真空封止パッケージの製造方法 |
| US7851903B2 (en) | 2007-06-04 | 2010-12-14 | Showa Optronics Co., Ltd. | Infrared detector with plurality of metallization between first and second container members |
| EP2272516A2 (en) | 2002-11-20 | 2011-01-12 | Japan Tobacco, Inc. | 4-Oxoquinoline compound and use thereof as HIV integrase inhibitor |
| CN102564595A (zh) * | 2011-12-14 | 2012-07-11 | 北京卫星环境工程研究所 | 用于真空低温环境的红外热波检测系统 |
| US8525323B2 (en) | 2008-07-25 | 2013-09-03 | Nec Corporation | Encapsulating package, printed circuit board, electronic device and method for manufacturing encapsulating package |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105136314B (zh) * | 2015-08-24 | 2018-11-06 | 北京环境特性研究所 | 一种真空低温环境下红外热像仪的实现方法及装置 |
-
2001
- 2001-10-30 JP JP2001333559A patent/JP3913037B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| EP3406596A1 (en) | 2002-11-20 | 2018-11-28 | Japan Tobacco Inc. | 4-oxoquinoline compound and use thereof as hiv integrase inhibitor |
| EP4059923A1 (en) | 2002-11-20 | 2022-09-21 | Japan Tobacco Inc. | 4-oxoquinoline compound and use thereof as hiv integrase inhibitor |
| JP2007505300A (ja) * | 2003-09-09 | 2007-03-08 | ブラウン ゲーエムベーハー | 加熱可能な赤外線センサと、赤外線センサを備える赤外線型体温計 |
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| JP2007073721A (ja) * | 2005-09-07 | 2007-03-22 | Nissan Motor Co Ltd | 真空パッケージおよびその製造方法 |
| US7479635B2 (en) | 2007-01-25 | 2009-01-20 | Showa Optronics Co., Ltd. | Infrared detector package |
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| WO2010095367A1 (ja) | 2009-02-19 | 2010-08-26 | 日本電気株式会社 | 真空封止パッケージ、真空封止パッケージを有するプリント回路基板、電子機器、及び真空封止パッケージの製造方法 |
| CN102564595A (zh) * | 2011-12-14 | 2012-07-11 | 北京卫星环境工程研究所 | 用于真空低温环境的红外热波检测系统 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3913037B2 (ja) | 2007-05-09 |
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