JP2010133946A - 赤外線センサの製造方法及び赤外線センサ並びに量子型赤外線ガス濃度計 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ウェハ10を切り離して複数のセンサ素子13を形成する第1のダイシング工程と、この第1のダイシング工程により切り離されたセンサ素子13をリードフレーム14に搭載し、ワイヤ16とともに樹脂によりモールドされたセンサ素子13とリードフレーム14を個片化する第2のダイシング工程と、第1のダイシング工程の前段において、ンサ素子13の受光面13aに光学フィルタ12を形成するフィルタリング工程とを有し、センサ素子13の受光面13aに光学フィルタ12を直接一体的に形成する。
【選択図】図1
Description
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記第1のダイシング工程の後段に、該第1のダイシング工程により切り離された前記センサ素子を前記リードフレームの凹部内に整列し、該凹部内に前記センサ素子の受光面を収納するように搭載するダイボンド工程と、該ダイボンド工程により前記凹部に収納された前記センサ素子と前記リードフレームとをワイヤにより前記凹部内で収納接続するワイヤボンド工程と、該ワイヤボンド工程によるワイヤボンドが施された前記センサ素子の受光面を除いて前記凹部内を樹脂でモールドするモールド工程とを有することを特徴とする。(実施例1,2)
また、請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記第1のダイシング工程の前段において、前記ウェハ基板に接着剤を介して前記光学フィルタを被着することを特徴とする。(実施例1)
また、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記第1のダイシング工程の前段において、前記ウェハ基板に前記センサ素子の赤外線吸収部を避けて形成した接着剤を介して前記光学フィルタを被着することを特徴とする。
また、請求項8に記載の発明は、請求項4に記載の発明において、前記第2のダイシング工程の前段において、前記センサ素子の受光面及び前記リードフレームの表面に赤外線吸収部を避けて形成した接着剤を介して前記光学フィルタを被着することを特徴とする。
また、請求項13に記載の発明は、請求項1,2,4、8,9,10のいずれかに記載の赤外線センサの製造方法により製造され、前記センサ素子の受光面を含めて前記光学フィルタが設けられていることを特徴とする赤外線センサである。(実施例2)
また、請求項14に記載の発明は、請求項12に記載の発明において、前記センサ素子が、光学フィルタの波長の異なる2個又は複数個を一体で樹脂モールドしていることを特徴とする。(実施例3,4,5)
また、請求項15に記載の発明は、請求項12,13又は14に記載の発明において、前記センサ素子が、量子型センサ素子であることを特徴とする。
<実施例1>
図1(a)乃至(c)及び図2(a)乃至(c)は、本発明の赤外線センサの製造方法の実施例1を説明するための工程図である。
図3(a)乃至(c)及び図4(a)乃至(d)は、本発明の赤外線センサの製造方法の実施例2を説明するための工程図である。
次に、本発明の赤外線センサを用いた量子型赤外線ガス濃度計について説明する。
図5は、本発明の赤外線センサの感度スペクトルを示す図である。例えば、InSb系の量子型センサ素子の場合、赤外線波長1μmから8μmに感度帯域を有している。この帯域内に吸収を有する代表的なガスとして、二酸化炭素,一酸化炭素,窒素酸化物,硫黄酸化物,ホルムアルデヒドなどがあげられる。図6には、センサ感度域の各種ガス赤外線透過スペクトルを示している。吸収波長の赤外線量を実施例1及び実施例2によって製造された赤外線センサを用いて測定することにより、量子型赤外線ガス濃度計を実現することができる。
次に、本発明の赤外線センサを用いた人感センサについて説明する。
図9は、発熱体の温度の違いによる光スペクトルを示す図である。人間は、10μmをピークに4μmから20μmの赤外線を放射している。一方、室内の天井などに設置されている白熱灯は、1μm付近にピークを持つ赤外線を放射している。5μmより長波長を透過する光学フィルタを用いた場合、白熱灯などの外乱光による赤外線の影響を低減させ、人間による赤外線量の変化を検出することができる。このように、実施例1及び実施例2によって、5μmより長波長を透過する光学フィルタで製造された赤外線センサを用いることにより、小型、高感度、高速応答で、白熱灯などの外乱光による誤動作を抑えた小型の人感センサを実現することができる。
次に、本発明の赤外線センサを用いた炎センサについて説明する。
炎中の二酸化炭素の共鳴放射スペクトルは、4.3μmにピークを持ち、他の放射を比較するための帯域の赤外線強度と比較することにより、精度良い火災検知ができることが知られている(例えば、特許文献4参照)。
本発明の実施例6に係る赤外線センサ18の製造方法は、センサ素子13の受光面13aに光学フィルタ12を形成する赤外線センサ18の製造方法であって、光学フィルタ12付きのウェハ10を切り離して複数のセンサ素子13を形成する第1のダイシング工程と、この第1のダイシング工程により切り離されたセンサ素子13をリードフレーム14に搭載し、ワイヤ16とともに樹脂17によりモールドされたセンサ素子13とリードフレーム14を個片化する第2のダイシング工程と、第1のダイシング工程の前段において、センサ素子13の受光面13aに光学フィルタ12を形成するフィルタリング工程と、このフィルタリング工程が、センサ素子の赤外線吸収部(後述する図13の符号114)を避けて形成した接着層(後述する図13の符号112)を有し、センサ素子13に光学フィルタ12を直接一体的に形成するものである。
本発明の実施例7に係る赤外線センサ27の製造方法は、センサ素子21の受光面21aに光学フィルタ26を形成する赤外線センサ27の製造方法であって、ウェハ20を切り離して複数のセンサ素子21を形成する第1のダイシング工程と、この第1のダイシング工程により切り離されたセンサ素子21をリードフレーム22上に搭載し、ワイヤ24とともに樹脂25によりモールドされたセンサ素子21とリードフレーム22を個片化する第2のダイシング工程と、第2のダイシング工程の前段において、センサ素子21の受光面21aに光学フィルタ26を形成するフィルタリング工程と、このフィルタリング工程がセンサ素子の赤外線吸収部を避けて形成した接着層(後述する図15の符号112)を有し、センサ素子21と光学フィルタ26を、樹脂25を介して一体的に形成するものである。
11 ウェハ基板
12,26 光学フィルタ
13,21 センサ素子
13a,21a 受光面
14,22 リードフレーム
15,23 凹部
16,24 ワイヤ
17,25 樹脂
18,27 赤外線センサ
30 赤外線光源
31 サンプルセル
32 量子型赤外線センサ
33a,33b 量子型赤外線センサ素子
34a,34b 光学フィルタ
101 モールド樹脂
102a,102b センサ電極端子
103 量子型センサ素子
103a センサ素子部
104a,104b パッド電極
105 半絶縁性GaAs基板
106 第1のn型のInSbコンタクト層
107 π型のInSb吸収層
108 p型のAlInSbバリア層
109 第2のp型のInSbコンタクト層
110 パッシベーション層
111a 第1の素子部電極
111b 第2の素子部電極
112 接着層
113 光学フィルタ
114 赤外線吸収部
115 ワイヤーボンディング
Claims (16)
- センサ素子の受光面に光学フィルタを形成する赤外線センサの製造方法において、
ウェハを切り離して複数の前記センサ素子を形成する第1のダイシング工程と、
該第1のダイシング工程により切り離された前記センサ素子をリードフレームに搭載し、ワイヤとともに樹脂モールドされた前記センサ素子と前記リードフレームを個片化する第2のダイシング工程と、
前記第1又は第2のダイシング工程の前段において、前記センサ素子の受光面に前記光学フィルタを形成するフィルタリング工程と
を有し、前記センサ素子と前記光学フィルタとを一体的に形成することを特徴とする赤外線センサの製造方法。 - 前記第1のダイシング工程の後段に、
該第1のダイシング工程により切り離された前記センサ素子を前記リードフレームの凹部内に整列し、該凹部内に前記センサ素子の受光面を収納するように搭載するダイボンド工程と、
該ダイボンド工程により前記凹部に収納された前記センサ素子と前記リードフレームとをワイヤにより前記凹部内で収納接続するワイヤボンド工程と、
該ワイヤボンド工程によるワイヤボンドが施された前記センサ素子の受光面を除いて前記凹部内を樹脂でモールドするモールド工程と
を有することを特徴とする請求項1に記載の赤外線センサの製造方法。 - 前記第1のダイシング工程の前段において、前記ウェハ基板に接着剤を介して前記光学フィルタを被着することを特徴とする請求項1又は2に記載の赤外線センサの製造方法。
- 前記第1のダイシング工程の前段において、前記ウェハ基板に前記センサ素子の赤外線吸収部を避けて形成した接着剤を介して前記光学フィルタを被着することを特徴とする請求項3に記載の赤外線センサの製造方法。
- 前記第1のダイシング工程の前段において、前記ウェハ基板に前記センサ素子の赤外線吸収部を避けて周辺部に形成した接着剤を介して前記光学フィルタを被着することを特徴とする請求項3に記載の赤外線センサの製造方法。
- 前記第1のダイシング工程の前段において、前記ウェハ基板に前記センサ素子の赤外線吸収部を避けて形成した接着剤に切り欠き部があることを特徴とする請求項4又は5に記載の赤外線センサの製造方法。
- 前記第2のダイシング工程の前段において、前記センサ素子の受光面及び前記リードフレームの表面に接着剤を介して前記光学フィルタを被着することを特徴とする請求項1又は2に記載の赤外線センサの製造方法。
- 前記第2のダイシング工程の前段において、前記センサ素子の受光面及び前記リードフレームの表面に赤外線吸収部を避けて形成した接着剤を介して前記光学フィルタを被着することを特徴とする請求項4に記載の赤外線センサの製造方法。
- 前記第1のダイシング工程の前段において、前記センサ素子の受光面及び前記リードフレームの表面に赤外線吸収部を避けて周辺部に形成した接着剤を介して前記光学フィルタを被着することを特徴とする請求項3に記載の赤外線センサの製造方法。
- 前記第1のダイシング工程の前段において、前記センサ素子の受光面及び前記リードフレームの表面に赤外線吸収部を避けて形成した接着剤に切り欠き部があることを特徴とする請求項8又は9に記載の赤外線センサの製造方法。
- 前記センサ素子が、量子型センサ素子であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の赤外線センサの製造方法。
- 請求項1乃至6のいずれかに記載の赤外線センサの製造方法により製造され、前記センサ素子の受光面のみに前記光学フィルタが設けられていることを特徴とする赤外線センサ。
- 請求項1,2,4、8,9,10のいずれかに記載の赤外線センサの製造方法により製造され、前記センサ素子の受光面を含めて前記光学フィルタが設けられていることを特徴とする赤外線センサ。
- 前記センサ素子が、光学フィルタの波長の異なる2個又は複数個を一体で樹脂モールドしていることを特徴とする請求項12に記載の赤外線センサ。
- 前記センサ素子が、量子型センサ素子であることを特徴とする請求項12,13又は14に記載の赤外線センサ。
- 測定対象ガスの流路を構成するサンプルセル内の一端に赤外線光源を配置するとともに、前記サンプルセル内の他端に請求項15に記載の赤外線センサを配置したことを特徴とする量子型赤外線ガス濃度計。
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