JP2015099046A - Electronic device and manufacturing method thereof - Google Patents

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中村　敬彦
Norihiko Nakamura
敬彦 中村
岸　松雄
Matsuo Kishi
松雄 岸
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thinned and compactible surface-mounting type electronic device.SOLUTION: An electronic device 1 used as an infrared sensor includes an infrared sensor element 30 having an infrared receiver 32 for receiving an infrared ray R from the outside, an electrode 13 formed so as to electrically conduct the infrared sensor element 30 to the outside, and a silicon base 10 having the electrode 13 formed on the surface, for allowing transmission of the infrared ray R.

Description

本発明は、赤外線の吸収による温度上昇で発生する電気的変化を利用して、対象物からの赤外線を検出する赤外線センサに用いられる電子デバイスおよびその製造方法に関する。   The present invention relates to an electronic device used for an infrared sensor that detects infrared rays from an object by using an electrical change that occurs due to a temperature rise due to infrared absorption, and a method for manufacturing the same.

従来、この種の赤外線センサ装置としては、基板の裏面側に凹部を形成することにより表面側に薄肉部としてのメンブレンを形成するとともに、該基板の表面側に検出用電極を有し、該メンブレンには赤外線吸収膜を有する赤外線センサ素子と、この赤外線センサ素子を搭載する回路基板と、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１）。   Conventionally, as this type of infrared sensor device, a concave portion is formed on the back surface side of the substrate to form a membrane as a thin portion on the front surface side, and a detection electrode is provided on the front surface side of the substrate. Has been proposed that includes an infrared sensor element having an infrared absorption film and a circuit board on which the infrared sensor element is mounted (for example, Patent Document 1).

図４は、このような従来の赤外線センサ装置の全体概略断面構成を示す図である。図４に示される赤外線センサ装置１００においては、赤外線センサ素子１４０には、シリコン基板等からなる基板に凹部が形成されており、それによって、薄肉部としてのメンブレンが形成されている。
また、図示しない熱電対等からなる検出用電極が形成されており、赤外線を受光することにより赤外線のエネルギーを吸収する赤外線吸収膜１６０が形成されている。 FIG. 4 is a diagram showing an overall schematic cross-sectional configuration of such a conventional infrared sensor device. In the infrared sensor device 100 shown in FIG. 4, the infrared sensor element 140 has a recess formed in a substrate made of a silicon substrate or the like, thereby forming a membrane as a thin portion.
Further, a detection electrode made of a thermocouple or the like (not shown) is formed, and an infrared absorption film 160 that absorbs infrared energy by receiving infrared rays is formed.

そして、赤外線センサ素子１４０は、回路基板１３０上に搭載され、メンブレンの周囲部すなわち厚肉部において、回路基板１４０と導電性接着剤１５０を介して接着固定されている。このように赤外線センサ素子１４０が積層された回路基板１３０は、ステム１１０に図示しない接着剤を介して搭載固定され、ステム１１０には、当該積層体を保護するようにキャップ１７０が取り付けられている。なお、このキャップ１７０には、赤外線のみを透過させる赤外線透過フィルタ１８０が設けられている。   The infrared sensor element 140 is mounted on the circuit board 130 and bonded and fixed to the circuit board 140 and the conductive adhesive 150 at the peripheral part of the membrane, that is, the thick part. The circuit board 130 on which the infrared sensor elements 140 are laminated in this manner is mounted and fixed to the stem 110 via an adhesive (not shown), and a cap 170 is attached to the stem 110 so as to protect the laminated body. . The cap 170 is provided with an infrared transmission filter 180 that transmits only infrared rays.

また、ステム１１０における回路基板１３０の周囲には、リードピン１２０が設けられており、回路基板１３０とリードピン１２０とはボンディングワイヤを介して電気的に接続されている。それにより、回路基板１３０と外部とがリードピン１２０を介して電気的に接続可能となっている。   In addition, lead pins 120 are provided around the circuit board 130 in the stem 110, and the circuit board 130 and the lead pins 120 are electrically connected via bonding wires. Thereby, the circuit board 130 and the outside can be electrically connected via the lead pins 120.

このような従来の赤外線センサ装置１００は、ステム１１０に回路基板１３０を搭載した上に更に赤外センサ素子１４０を搭載し、キャップ１７０によって保護する構造であるので、どうしても厚みが生じてしまい、これ以上のさらなる薄型化を図ることが困難なものであった。   Since such a conventional infrared sensor device 100 has a structure in which the circuit board 130 is mounted on the stem 110 and the infrared sensor element 140 is further mounted and protected by the cap 170, the thickness is inevitably generated. It has been difficult to further reduce the thickness.

特開２００６−４７０８５号公報JP 2006-47085 A

本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、従来よりも薄型化され、コンパクト化を図ることができる電子デバイスを提供することである。また、該電子デバイスを、一度に効率良く製造する電子デバイスの製造方法を提供することである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an electronic device that can be made thinner and more compact than before. Moreover, it is providing the manufacturing method of the electronic device which manufactures this electronic device efficiently at once.

上述した課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の電子デバイスは、赤外線を受光する赤外線受光部を有する赤外線センサ素子と、 前記赤外線センサ素子を外部と電気的に導通させる電極と、前記電極が形成され、前記赤外線を透過するシリコンベースと、を備えることを特徴とする。
かかる特徴により、シリコンベースが、赤外線センサ素子を搭載するために用いられるだけではなく、赤外線センサ素子が受光する赤外線を透過するためにも用いられるので、赤外線センサとしての電子デバイスを薄型にすることができる。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides the following means.
An electronic device of the present invention includes an infrared sensor element having an infrared light receiving portion that receives infrared light, an electrode that electrically connects the infrared sensor element to the outside, a silicon base that is formed with the electrode and transmits the infrared light, It is characterized by providing.
With this feature, the silicon base is used not only for mounting the infrared sensor element but also for transmitting infrared light received by the infrared sensor element, so that the electronic device as the infrared sensor is made thin. Can do.

また、本発明の電子デバイスは、前記シリコンベースの少なくとも前記赤外線受光部に対向する面には酸化膜が形成されることを特徴とする。
かかる特徴により、容易に赤外線量の調整自由度を得ることができる。 The electronic device according to the present invention is characterized in that an oxide film is formed on at least a surface of the silicon base facing the infrared light receiving portion.
With this feature, it is possible to easily obtain the degree of freedom in adjusting the amount of infrared rays.

また、本発明の電子デバイスは、前記酸化膜の厚みは５ｎｍ以上、２００ｎｍ以下であることを特徴とする。
かかる特徴により、赤外線センサ素子に適した受光量を設定することができる。 In the electronic device of the present invention, the thickness of the oxide film is 5 nm or more and 200 nm or less.
With this feature, it is possible to set a light reception amount suitable for the infrared sensor element.

また、本発明の電子デバイスは、前記赤外線センサ素子を内包した状態で前記シリコンベースの接合部と接合されるガラスリッドを備えることを特徴とする。
かかる特徴により、シリコンベース側からの赤外線を優先的に選択的に受光することができ、赤外線センサの設計の最適化を図ることができる。 Moreover, the electronic device of the present invention is characterized by including a glass lid that is bonded to the silicon-based bonding portion in a state of including the infrared sensor element.
With this feature, infrared light from the silicon base side can be selectively received preferentially, and the design of the infrared sensor can be optimized.

また、本発明の電子デバイスは、前記酸化膜は、前記電極の下地にも形成され、前記シリコンベースの前記接合部の反対側には前記酸化膜が形成されない穴部が形成されることを特徴とする。
かかる特徴により、シリコンベースとガラスリッドとの接合時に発生する電界が赤外線センサ素子や電極に作用することを極力抑えることができ、品質の良い赤外線センサを提供することができる。 In the electronic device of the present invention, the oxide film is also formed on a base of the electrode, and a hole portion where the oxide film is not formed is formed on the opposite side of the bonding portion of the silicon base. And
With such a feature, it is possible to suppress as much as possible that the electric field generated when the silicon base and the glass lid are bonded to the infrared sensor element and the electrode, and it is possible to provide a high-quality infrared sensor.

また、本発明の電子デバイスの製造方法は、シリコン製のシリコンベースに貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、貫通孔を形成した前記シリコンベースに酸化膜を形成する酸化膜形成工程と、前記酸化膜を形成したシリコンベースに金属膜を形成する金属膜形成工程と、前記金属膜をエッチングして電極を形成する電極形成工程と、前記赤外線センサ素子を前記シリコンベースに前記電極を介して実装する実装工程と、前記赤外線センサ素子を内包した状態で前記シリコンベースにガラス製のガラスリッドを接合する接合工程と、接合された前記シリコンベースと前記ガラスリッドとを前記赤外線センサ素子を個別に内包したまま切断する個片化工程と、を備えることを特徴とする。   In addition, the electronic device manufacturing method of the present invention includes a through hole forming step of forming a through hole in a silicon base made of silicon, an oxide film forming step of forming an oxide film on the silicon base in which the through hole is formed, A metal film forming step of forming a metal film on a silicon base on which an oxide film is formed, an electrode forming step of forming an electrode by etching the metal film, and mounting the infrared sensor element on the silicon base via the electrode A mounting step of bonding a glass lid made of glass to the silicon base in a state of including the infrared sensor element, and including the infrared sensor element individually including the bonded silicon base and the glass lid. And a singulation step for cutting the substrate as it is.

本発明に係る電子デバイスにおいては、赤外線センサ素子を搭載するシリコンベースが、赤外線センサ素子が受光する赤外線を透過するセンサ面として兼用することができる。   In the electronic device according to the present invention, the silicon base on which the infrared sensor element is mounted can also be used as a sensor surface that transmits infrared rays received by the infrared sensor element.

本発明に係る実施形態の電子デバイスの断面図である。It is sectional drawing of the electronic device of embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る実施形態の電子デバイスの製造工程を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of the electronic device of embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る実施形態の電子デバイスの製造工程の一部を変形した例を示す図である。It is a figure which shows the example which deform | transformed a part of manufacturing process of the electronic device of embodiment which concerns on this invention. 従来の赤外線センサ装置の断面図である。It is sectional drawing of the conventional infrared sensor apparatus.

以下、本発明の実施形態を図に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係る電子デバイスの断面図である。電子デバイス１は、シリコンベース１０及び電極パターン１３及びガラス製カバーのガラスリッド４０で囲まれた、外気と遮断された空洞部に赤外線センサ素子３０が搭載されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of an electronic device according to the present invention. In the electronic device 1, the infrared sensor element 30 is mounted in a cavity surrounded by the silicon base 10, the electrode pattern 13, and the glass lid 40 of the glass cover, which is blocked from outside air.

図１に示す電子デバイス１は、赤外線センサ素子を搭載した赤外線センサ装置である。 本願発明において、電子デバイス１は、これに限らず、圧電素子、水晶振動子、半導体回路、各種センサなど、ベース１０上に搭載可能な各種の電子部品を搭載したものを含む。   An electronic device 1 shown in FIG. 1 is an infrared sensor device equipped with an infrared sensor element. In the present invention, the electronic device 1 includes, but is not limited to, a device in which various electronic components that can be mounted on the base 10 such as a piezoelectric element, a crystal resonator, a semiconductor circuit, and various sensors are mounted.

赤外線センサ素子３０には、シリコン基板等からなる基板に凹部が形成されており、それによって、薄肉部としてのメンブレンが形成されている。また、図示しない熱電対等からなる検出用電極および、回路が形成されている。また、図中点線で示す赤外線Ｒのエネルギーを吸収する赤外線吸収膜がメンブレン部に形成されていてもよい。これらの赤外線を受光する部位を赤外線受光部３２と称する。   The infrared sensor element 30 has a concave portion formed in a substrate made of a silicon substrate or the like, thereby forming a membrane as a thin portion. In addition, a detection electrode made of a thermocouple or the like (not shown) and a circuit are formed. In addition, an infrared absorption film that absorbs energy of the infrared ray R indicated by a dotted line in the drawing may be formed on the membrane portion. A portion that receives these infrared rays is referred to as an infrared ray receiving unit 32.

シリコンベース１０には、ガラスリッド４０との接合部を除いて、酸化膜１１が形成され、電極パターン１３が電気的に独立している。
酸化膜１１はより厚いほど、電極パターン１３の耐電圧が増加するが、一方で、酸化膜１１は赤外線を吸収するため、酸化膜１１の厚さは５ｎｍ以上、４００ｎｍ以下、望ましくは５０ｎｍ以上、１５０ｎｍ以下が、赤外線センサとしての性能と、耐電圧を兼ねる最適値である。また、酸化膜１１はシリコンベース１０の表面を酸化させたシリコン酸化膜なので、膜厚の微小調整が容易となる。 An oxide film 11 is formed on the silicon base 10 except for a joint portion with the glass lid 40, and the electrode pattern 13 is electrically independent.
As the oxide film 11 becomes thicker, the withstand voltage of the electrode pattern 13 increases. On the other hand, since the oxide film 11 absorbs infrared rays, the thickness of the oxide film 11 is 5 nm or more and 400 nm or less, preferably 50 nm or more. 150 nm or less is an optimum value that combines the performance as an infrared sensor and the withstand voltage. Further, since the oxide film 11 is a silicon oxide film obtained by oxidizing the surface of the silicon base 10, fine adjustment of the film thickness is facilitated.

電極パターン１３はめっきによって金属膜が形成され、貫通孔を塞いでいる。また、電極パターン１３の最表面は金、銀、白金等の貴金属を使用した層状からなる。ここで、貴金属は、イオン化傾向が小さく、耐腐食性があるため、電極パターン１３の長期的劣化を抑えることができるので、本願発明を用いた電子デバイス１の信頼性を向上させることができる。なお、金属拡散を防ぐための拡散防止層として、貴金属で形成された表面層の下地にニッケル等の金属層を形成しても良い。なお、電極パターンのうち外部電極として形成される部位は表面実装型の平面的な端子として構成される。よって、更なる薄型の電子デバイス１を提供できる。   The electrode pattern 13 is formed with a metal film by plating to block the through hole. Further, the outermost surface of the electrode pattern 13 has a layered shape using a noble metal such as gold, silver or platinum. Here, since the noble metal has a small ionization tendency and has corrosion resistance, long-term deterioration of the electrode pattern 13 can be suppressed, so that the reliability of the electronic device 1 using the present invention can be improved. In addition, as a diffusion preventing layer for preventing metal diffusion, a metal layer such as nickel may be formed under the surface layer formed of a noble metal. In addition, the site | part formed as an external electrode among electrode patterns is comprised as a surface mount type planar terminal. Therefore, a further thin electronic device 1 can be provided.

また、赤外線センサ素子３０と電極パターン１３との実装は、熱圧着によって接合する金−金接合などで実装される。また、銀ペースト等の導電接着剤を焼成して実装されてもよい。   The infrared sensor element 30 and the electrode pattern 13 are mounted by gold-gold bonding or the like that is bonded by thermocompression bonding. Further, it may be mounted by baking a conductive adhesive such as silver paste.

赤外線センサ素子３０は、凹部を形成したガラスリッド４０、及び、シリコンベース１０に覆われることで、外部からの影響を受けずに、信頼性の高いデータを得ることができる。ガラスリッド４０とシリコンベース１０とは陽極接合によって接合部において接合される。接合時、シリコンベース１０の下面の酸化膜１１が形成されない穴部５０に陽極接合用の電極が接続され、陽極接合される。接合時に真空下の状態で行うことにより、より高感度な電子デバイス１を得ることができる。また、ガラスリッド４０は赤外線を吸収するため、赤外線Ｒを受光するセンサ面でないところからの外乱は抑えられる。   Since the infrared sensor element 30 is covered with the glass lid 40 having the recesses and the silicon base 10, it is possible to obtain highly reliable data without being affected by the outside. The glass lid 40 and the silicon base 10 are bonded at the bonding portion by anodic bonding. At the time of bonding, an anodic bonding electrode is connected to the hole 50 where the oxide film 11 on the lower surface of the silicon base 10 is not formed, and anodic bonding is performed. By performing in a vacuum state at the time of bonding, a more sensitive electronic device 1 can be obtained. In addition, since the glass lid 40 absorbs infrared rays, disturbances from places other than the sensor surface that receives the infrared rays R can be suppressed.

（電子デバイスの製造方法）
次に、本実施形態に係る電子デバイス１の製造方法について、図２及び図３を用いて説明する。図２は、ウェハーレベルで作製され、最後にダイシング等で切断されて得られる電子デバイスの製造方法を示す図である。なお、本実施形態に係る電子デバイス１は、これに限定されず、はじめから個別パッケージで形成されてもよい。 (Electronic device manufacturing method)
Next, a method for manufacturing the electronic device 1 according to this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a diagram showing a method of manufacturing an electronic device that is manufactured at the wafer level and finally cut by dicing or the like. The electronic device 1 according to the present embodiment is not limited to this, and may be formed as an individual package from the beginning.

図２は、本発明に係る電子デバイスの製造工程を示す図である。
図２（ａ）は、シリコンベース１０に貫通孔を形成する貫通孔形成工程である。貫通孔は、サンドブラスト、レーザー加工、ドリル加工、熱プレス加工等で製造する。 FIG. 2 is a diagram showing a manufacturing process of the electronic device according to the present invention.
FIG. 2A shows a through hole forming step for forming a through hole in the silicon base 10. The through hole is manufactured by sandblasting, laser processing, drilling, hot pressing, or the like.

図２（ｂ）は、酸化膜１１を形成する酸化膜形成工程である。酸化膜１１は熱酸化により緻密なＳｉＯ膜を形成する。ＴＥＯＳ-ＣＶＤ等によって形成してもよい。また、ＳｉＯでなく、例えば窒化膜の絶縁膜でもよい。   FIG. 2B shows an oxide film forming process for forming the oxide film 11. The oxide film 11 forms a dense SiO film by thermal oxidation. You may form by TEOS-CVD etc. Further, instead of SiO, for example, a nitride insulating film may be used.

図２（ｃ）は、めっきにより、金属膜１２を施す金属膜形成工程である。金属膜１２を施すために、下地として、スパッタや無電解めっきによる薄膜を形成してもよい。金属膜１２を形成するときに、貫通孔の少なくとも一方の孔を塞ぐようにする。シリコンベース１０で気密が確保できる状態であればよく、例えば、貫通孔がストレートな形状であるときは、貫通孔の中央部が塞がれる形状でも良い。   FIG. 2C shows a metal film forming process in which the metal film 12 is applied by plating. In order to apply the metal film 12, a thin film by sputtering or electroless plating may be formed as a base. When the metal film 12 is formed, at least one of the through holes is closed. For example, when the through hole has a straight shape, the center portion of the through hole may be closed.

図２（ｄ）は電極パターン１３を形成する電極形成工程である。金属膜１３はフォトリソ等を用いて、エッチングすることにより形成する。予めフォトリソ等を用いてパターニング後に金属膜１２を形成し、リフトオフすることで、電極パターン１３を形成してもよい。
図２（ｅ）は、酸化膜１１の一部を除去する工程である。これにより、シリコンベース１０とガラス製リッド４０の接合を可能にする。 FIG. 2D shows an electrode forming process for forming the electrode pattern 13. The metal film 13 is formed by etching using photolithography or the like. The electrode pattern 13 may be formed by forming the metal film 12 in advance after patterning using photolithography or the like and then lifting off.
FIG. 2E shows a process of removing a part of the oxide film 11. As a result, the silicon base 10 and the glass lid 40 can be joined.

図２（ｆ）は、赤外線センサ素子３０を設置し、電極パターン１３とバンプ２０を介して電気的に導通するように接続する、実装工程を説明するための図である。ここで、電極パターン１３とバンプ２０との接続には、例えば銀ペースト等の導電接着剤を用いることができる。その場合、電極パターン１３とバンプ２０とは、銀ペースト等の導電接着剤を焼成して接合される。また、バンプ２０の構成によっては、接続部として導電接着剤を用いなくても良い。例えば、電極パターン１３の最表面に金を使用した場合、バンプ２０に形成した金バンプを実装部として用いることができる。その場合、バンプ２０上に形成した金バンプと電極パターン１３の金膜とを熱圧着によって接合する金−金接合などを導電接着剤の代わりに用いて接合することができる。   FIG. 2F is a diagram for explaining a mounting process in which the infrared sensor element 30 is installed and connected so as to be electrically connected via the electrode pattern 13 and the bump 20. Here, for the connection between the electrode pattern 13 and the bump 20, for example, a conductive adhesive such as a silver paste can be used. In that case, the electrode pattern 13 and the bump 20 are bonded by baking a conductive adhesive such as silver paste. Further, depending on the configuration of the bump 20, a conductive adhesive may not be used as the connection portion. For example, when gold is used for the outermost surface of the electrode pattern 13, the gold bump formed on the bump 20 can be used as the mounting portion. In that case, the gold bump formed on the bump 20 and the gold film of the electrode pattern 13 can be bonded using thermo-compression bonding instead of the conductive adhesive.

図２（ｇ）は、シリコンベース１０に搭載された赤外線センサ素子３０を保護するため、凹状に加工したガラス製リッド４０をシリコンベース１０と接合する接合工程を説明するための図である。シリコンとガラスの接合方法として、陽極接合を用いる。接合時、シリコンベース１０の下面の酸化膜１１が形成されない穴部５０に陽極接合用の電極が接続され、陽極接合される。この工程において、シリコンベース１０の上述した一の面とガラス製リッド４０の凹状箇所とで外気と遮断された空洞部を形成する。これにより、空洞部に電子部品を密封した状態で配設できる。   FIG. 2G is a view for explaining a joining process for joining the glass lid 40 processed into a concave shape to the silicon base 10 in order to protect the infrared sensor element 30 mounted on the silicon base 10. Anodic bonding is used as a method for bonding silicon and glass. At the time of bonding, an anodic bonding electrode is connected to the hole 50 where the oxide film 11 on the lower surface of the silicon base 10 is not formed, and anodic bonding is performed. In this step, a cavity portion that is blocked from outside air is formed by the above-described one surface of the silicon base 10 and the concave portion of the glass lid 40. Thereby, it can arrange | position in the state which sealed the electronic component in the cavity part.

図２（ｈ）は、パッケージを個片化する個片化工程を説明するための図である。すなわち、図２（ｈ）が示唆する工程は、１つのシリコンベース１０上に複数の電子デバイスを一括形成した後、電子デバイスをそれぞれ分離し個片化する工程である。シリコンベース１０とガラス製リッド４０との接合面をその接合幅より小さな切断幅を有するように切断する。具体的な一例として、ダイシング、またはレーザーカットによって電子デバイスの個片化を行うことができる。これにより、本発明に係る電子デバイスを一括で製造することができ、電子デバイスの大量生産における製造時間及び工程の短縮及び低コスト化が図れる。   FIG. 2 (h) is a diagram for explaining an individualization process for individualizing the package. That is, the process suggested by FIG. 2H is a process in which a plurality of electronic devices are collectively formed on one silicon base 10 and then separated into individual pieces. The bonding surface between the silicon base 10 and the glass lid 40 is cut so as to have a cutting width smaller than the bonding width. As a specific example, the electronic device can be singulated by dicing or laser cutting. Thereby, the electronic device which concerns on this invention can be manufactured collectively, and the shortening of the manufacturing time and process in mass production of an electronic device, and cost reduction can be achieved.

次に、図３はウェハーレベルで作製され、最後にダイシング等で切断されて得られる電子デバイスの製造方法を示す図である。図２との違いは酸化膜１１を除去しないことである。   Next, FIG. 3 is a diagram showing a method of manufacturing an electronic device that is manufactured at the wafer level and finally cut by dicing or the like. The difference from FIG. 2 is that the oxide film 11 is not removed.

図３（ａ）は、シリコンベース１０に貫通孔を形成する貫通孔形成工程である。貫通孔は、サンドブラスト、レーザー加工、ドリル加工、熱プレス加工等で製造する。
図３（ｂ）は、酸化膜１１を形成する酸化膜形成工程である。酸化膜１１は熱酸化により緻密なＳｉＯ膜を形成する。ＴＥＯＳ-ＣＶＤ等によって形成してもよい。また、ＳｉＯでなく、例えば窒化膜の絶縁膜でもよい。 FIG. 3A shows a through hole forming step for forming a through hole in the silicon base 10. The through hole is manufactured by sandblasting, laser processing, drilling, hot pressing, or the like.
FIG. 3B shows an oxide film forming process for forming the oxide film 11. The oxide film 11 forms a dense SiO film by thermal oxidation. You may form by TEOS-CVD etc. Further, instead of SiO, for example, a nitride insulating film may be used.

図３（ｃ）は、めっきにより、金属膜１２を施す金属膜形成工程である。金属膜１２を施すために、下地として、スパッタや無電解めっきによる薄膜を形成してもよい。金属膜１２を形成するときに、貫通孔の少なくとも一方の孔を塞ぐようにする。シリコンベース１０で気密が確保できる状態であればよく、例えば、貫通孔がストレートな形状であるときは、貫通孔の中央部が塞がれる形状でも良い。   FIG. 3C shows a metal film forming process in which the metal film 12 is applied by plating. In order to apply the metal film 12, a thin film by sputtering or electroless plating may be formed as a base. When the metal film 12 is formed, at least one of the through holes is closed. For example, when the through hole has a straight shape, the center portion of the through hole may be closed.

図３（ｄ）は電極パターン１３を形成する電極形成工程である。金属膜１３はフォトリソ等を用いて、エッチングすることにより形成する。予めフォトリソ等を用いてパターニング後に金属膜１２を形成し、リフトオフすることで、電極パターン１３を形成してもよい。   FIG. 3D shows an electrode forming process for forming the electrode pattern 13. The metal film 13 is formed by etching using photolithography or the like. The electrode pattern 13 may be formed by forming the metal film 12 in advance after patterning using photolithography or the like and then lifting off.

また、このとき、図示しない接合用のパターンを別途形成してもよい。例えば、ガラス製リッド４０の接合部に錫膜を形成しておき、酸化膜１１にガラス製リッド４０との接続部に金膜を形成しておくことで、後述する工程で金錫接合が可能となる。   At this time, a bonding pattern (not shown) may be separately formed. For example, by forming a tin film at the joint portion of the glass lid 40 and forming a gold film at the connection portion with the glass lid 40 on the oxide film 11, gold-tin joint can be performed in the process described later. It becomes.

図３（ｅ）は、赤外線センサ素子３０を設置し、電極パターン１３とバンプ２０を介して電気的に導通するように接続する、実装工程を説明するための図である。ここで、電極パターン１３とバンプ２０との接続には、例えば銀ペースト等の導電接着剤を用いることができる。その場合、電極パターン１３とバンプ２０とは、銀ペースト等の導電接着剤を焼成して接合される。また、バンプ２０の構成によっては、接続部として導電接着剤を用いなくても良い。例えば、電極パターン１３の最表面に金を使用した場合、バンプ２０に形成した金バンプを実装部として用いることができる。その場合、バンプ２０上に形成した金バンプと電極パターン１３の金膜とを熱圧着によって接合する金−金接合などを導電接着剤の代わりに用いて接合することができる。   FIG. 3E is a diagram for explaining a mounting process in which the infrared sensor element 30 is installed and connected so as to be electrically connected via the electrode pattern 13 and the bump 20. Here, for the connection between the electrode pattern 13 and the bump 20, for example, a conductive adhesive such as a silver paste can be used. In that case, the electrode pattern 13 and the bump 20 are bonded by baking a conductive adhesive such as silver paste. Further, depending on the configuration of the bump 20, a conductive adhesive may not be used as the connection portion. For example, when gold is used for the outermost surface of the electrode pattern 13, the gold bump formed on the bump 20 can be used as the mounting portion. In that case, the gold bump formed on the bump 20 and the gold film of the electrode pattern 13 can be bonded using thermo-compression bonding instead of the conductive adhesive.

図３（ｆ）は、シリコンベース１０に搭載された赤外線センサ素子３０を保護するため、凹状に加工したガラス製リッド４０をシリコンベース１０と接合する接合工程を説明するための図である。このとき、図３（ｄ）の工程で説明した方法をとることで、金錫接合ができ、シリコンベース１０とガラス製リッド４０とを接合できる。また、金錫接合に限らず、低融点ガラスを用いての接合も可能である。この工程において、シリコンベース１０の上述した一の面とガラス製リッド４０の凹状箇所とで外気と遮断された空洞部を形成する。これにより、空洞部に電子部品を密封した状態で配設できる。   FIG. 3 (f) is a diagram for explaining a joining process for joining the glass lid 40 processed into a concave shape to the silicon base 10 in order to protect the infrared sensor element 30 mounted on the silicon base 10. At this time, by using the method described in the step of FIG. 3D, gold-tin bonding can be performed, and the silicon base 10 and the glass lid 40 can be bonded. Further, not only gold-tin bonding but also bonding using low melting point glass is possible. In this step, a cavity portion that is blocked from outside air is formed by the above-described one surface of the silicon base 10 and the concave portion of the glass lid 40. Thereby, it can arrange | position in the state which sealed the electronic component in the cavity part.

図３（ｇ）は、パッケージを個片化する個片化工程を説明するための図である。すなわち、図３（ｇ）が示唆する工程は、１つのシリコンベース１０上に複数の電子デバイスを一括形成した後、電子デバイスをそれぞれ分離し個片化する工程である。シリコンベース１０とガラス製リッド４０との接合面をその接合幅より小さな切断幅を有するように切断する。具体的な一例として、ダイシング、またはレーザーカットによって電子デバイスの個片化を行うことができる。これにより、本発明に係る電子デバイスを一括で製造することができ、電子デバイスの大量生産における製造時間及び工程の短縮及び低コスト化が図れる。   FIG. 3G is a view for explaining an individualization process for individualizing a package. That is, the process suggested by FIG. 3G is a process in which a plurality of electronic devices are collectively formed on one silicon base 10 and then separated into individual pieces. The bonding surface between the silicon base 10 and the glass lid 40 is cut so as to have a cutting width smaller than the bonding width. As a specific example, the electronic device can be singulated by dicing or laser cutting. Thereby, the electronic device which concerns on this invention can be manufactured collectively, and the shortening of the manufacturing time and process in mass production of an electronic device, and cost reduction can be achieved.

本発明の実施形態は上述以外にも種々採用可能であり、本発明の課題を解決できる範囲において変更可能であり、実施形態同士を組み合わせることもできる。   Various embodiments of the present invention can be employed in addition to those described above, and can be modified within the scope of solving the problems of the present invention, and the embodiments can be combined.

１ 電子デバイス
１０ シリコンベース
１１ 酸化膜
１２ 金属膜
１３ 電極パターン（電極）
２０ バンプ（電極）
３０ 赤外線センサ素子
３２ 赤外線受光部
４０ ガラスリッド
１００ 赤外線センサ装置
１１０ ステム
１２０ リードピン
１３０ 回路基板
１４０ 赤外線センサ素子
１５０ 導電性接着剤
１６０ 赤外線吸収膜
１７０ キャップ
１８０ 赤外線透過フィルタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electronic device 10 Silicon base 11 Oxide film 12 Metal film 13 Electrode pattern (electrode)
20 Bump (electrode)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 Infrared sensor element 32 Infrared light-receiving part 40 Glass lid 100 Infrared sensor apparatus 110 Stem 120 Lead pin 130 Circuit board 140 Infrared sensor element 150 Conductive adhesive 160 Infrared absorption film 170 Cap 180 Infrared transmission filter

Claims (6)

赤外線を受光する赤外線受光部を有する赤外線センサ素子と、
前記赤外線センサ素子を外部と電気的に導通させる電極と、
前記電極が形成され、前記赤外線を透過するシリコンベースと、を備えることを特徴とする電子デバイス。 An infrared sensor element having an infrared light receiving portion for receiving infrared light;
An electrode for electrically connecting the infrared sensor element to the outside;
An electronic device comprising: a silicon base on which the electrode is formed and which transmits the infrared light. 請求項１に記載の電子デバイスであって、
前記シリコンベースの少なくとも前記赤外線受光部に対向する面には酸化膜が形成されることを特徴とする電子デバイス。 The electronic device according to claim 1,
An electronic device, wherein an oxide film is formed on at least a surface of the silicon base facing the infrared light receiving part. 請求項２に記載の電子デバイスであって、
前記酸化膜の厚みは５ｎｍ以上、２００ｎｍ以下であることを特徴とする電子デバイス。 The electronic device according to claim 2,
The thickness of the said oxide film is 5 nm or more and 200 nm or less, The electronic device characterized by the above-mentioned. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電子デバイスであって、
前記赤外線センサ素子を内包した状態で前記シリコンベースの接合部と接合されるガラスリッドを備えることを特徴とする電子デバイス。 The electronic device according to any one of claims 1 to 3,
An electronic device comprising: a glass lid that is bonded to the silicon-based bonding portion in a state of including the infrared sensor element. 請求項２または請求項３に記載の電子デバイスであって、
前記酸化膜は、前記電極の下地にも形成され、
前記シリコンベースの前記接合部の反対側には前記酸化膜が形成されない穴部が形成されることを特徴とする電子デバイス。 An electronic device according to claim 2 or claim 3,
The oxide film is also formed on the base of the electrode,
An electronic device, wherein a hole where the oxide film is not formed is formed on the opposite side of the bonding portion of the silicon base. シリコン製のシリコンベースに貫通孔を形成する工程と、
貫通孔を形成した前記シリコンベースに酸化膜を形成する工程と、
前記酸化膜を形成したシリコンベースに金属膜を形成する工程と、
前記金属膜をエッチングして電極を形成する工程と、
前記赤外線センサ素子を前記シリコンベースに前記電極を介して実装する実装工程と、
前記赤外線センサ素子を内包した状態で前記シリコンベースにガラス製のガラスリッドを接合する接合工程と、
接合された前記シリコンベースと前記ガラスリッドとを前記赤外線センサ素子を個別に内包したまま切断する個片化工程と、を備えることを特徴とする電子デバイスの製造方法。 Forming a through hole in a silicon base made of silicon;
Forming an oxide film on the silicon base in which the through hole is formed;
Forming a metal film on the silicon base on which the oxide film is formed;
Etching the metal film to form an electrode;
A mounting step of mounting the infrared sensor element on the silicon base via the electrode;
A bonding step of bonding a glass lid made of glass to the silicon base in a state including the infrared sensor element;
A method of manufacturing an electronic device, comprising: a step of cutting the bonded silicon base and the glass lid while individually enclosing the infrared sensor element.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08159866A (en) * 1994-11-30 1996-06-21 Terumo Corp Infrared-ray sensor
JP2003059762A (en) * 2001-08-16 2003-02-28 Murata Mfg Co Ltd Method of manufacturing electronic component
US20030141455A1 (en) * 2002-01-31 2003-07-31 Lambert David K. Integrated light concentrator
JP2006317232A (en) * 2005-05-11 2006-11-24 Matsushita Electric Works Ltd Infrared sensor
JP2008292311A (en) * 2007-05-24 2008-12-04 Panasonic Electric Works Co Ltd Sensor device and method for manufacturing the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08159866A (en) * 1994-11-30 1996-06-21 Terumo Corp Infrared-ray sensor
JP2003059762A (en) * 2001-08-16 2003-02-28 Murata Mfg Co Ltd Method of manufacturing electronic component
US20030141455A1 (en) * 2002-01-31 2003-07-31 Lambert David K. Integrated light concentrator
JP2006317232A (en) * 2005-05-11 2006-11-24 Matsushita Electric Works Ltd Infrared sensor
JP2008292311A (en) * 2007-05-24 2008-12-04 Panasonic Electric Works Co Ltd Sensor device and method for manufacturing the same

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