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专利名称：红外线热感测元件的制作方法
技术领域：
红外线热感测元件技术领域[0001]本实用新型涉及一种热感测元件，且特别涉及一种将滤光片设置于晶片上的红外线热感测元件。
背景技术：
[0002]请参阅图1和图2，此为现有的红外线热感测元件，其包括基座la、多个接脚2a、 晶片3a、多个导线4a、盖体5a、滤光片6a以及热敏电阻7a。[0003]该基座Ia形成多个贯穿基座Ia的穿孔1 la,上述接脚加分别设置于穿孔1 la。晶片3a具有感测薄膜31a以及环绕于感测薄膜31a周围的凸块32a，且凸块3 底面形成开口 321a，并且凸块32a的底面固定于基座Ia上。[0004]热敏电阻7a设置于基座Ia上，所述导线如分别将接脚加连接于凸块32a顶面以及热敏电阻7a。盖体fe固定于基座Ia上且晶片3a设置于盖体fe内，盖体fe对应于感测薄膜31a的部位形成固定孔51a，滤光片6a固定于固定孔51a上。[0005]上述结构的成形，主要是先准备晶圆(图略)，晶圆具有多个晶片3a，并且上述晶片3a于组装前，其皆先进行背向蚀刻，借以将各晶片3a内形成凹槽状结构。[0006]接着，再将晶圆做切割，借以形成多个晶片3a，取其中一个晶片3a，以黏晶机(图略)将晶片3a黏接于具有接脚加的基座Ia上，且将热敏电阻7a设置于基座Ia上，其后以打线机(图略)将晶片3a与热敏电阻7a分别连接于接脚加上，最后，将装设有滤光片 6a的盖体fe密合于基座Ia上。其中，接脚加装设于基座Ia内以及滤光片6a固定于盖体 fe，此两部分须在进行上述组装前就准备完成。[0007]红外线的热辐射能量主要是经由穿透滤光片6a，进而被感测薄膜31a所接收。但滤光片6a与感测薄膜31a之间的距离过大，将易产生目标红外线辐射的重叠与背景干扰现象。另外，于生产时须以单颗红外线热感测元件为一个单位进行生产，并且接脚加装设于基座Ia内、滤光片6a固定于盖体fe以及热敏电阻7a，此三部分须有额外的工艺，使得整体生产成本过高。发明内容[0008]本实用新型的目的在于提供一种尺寸小、成本低以及可避免红外线重叠干扰现象的红外线热感测元件。[0009]为实现上述目的，本实用新型实施例提供一种红外线热感测元件，包括一晶片以及一滤光片，该晶片形成有一感测薄膜以及一环侧壁，该环侧壁自该感测薄膜周缘延伸且围绕于该感测薄膜，该环侧壁相对的两侧具有一第一端面以及一第二端面，该第一端面形成有一开口，该环侧壁的第二端面形成有一热敏电阻以及多个连结垫；该滤光片固定于该环侧壁的第一端面。[0010]在本实用新型一实施例中，该感测薄膜在邻近该滤光片的一侧镀设一吸收层。[0011]在本实用新型一实施例中，该感测薄膜在远离该滤光片的一侧镀设一反射层。3[0012]在本实用新型一实施例中，包括一电路板，上述这些连结垫连接于该电路板上。[0013]在本实用新型一实施例中，上述电路板包括至少一屏蔽板，该至少一屏蔽板定位于该电路板上，且该至少一屏蔽板黏固于该滤光片以及该环侧壁。[0014]此外，本实用新型实施例另提供一种红外线热感测元件，包括一晶片、多个接脚、 一绝缘层以及一滤光片。该晶片形成有一感测薄膜以及一环侧壁，该环侧壁自该感测薄膜周缘延伸且围绕于该感测薄膜，该环侧壁相对的两侧具有一第一端面以及一第二端面，该第一端面形成有一开口，该环侧壁的第二端面形成有一热敏电阻以及多个连结垫；多个接脚分别连接于该些连结垫；该绝缘层连接于该环侧壁的第二端面且包覆该些接脚；多个焊垫设置于该绝缘层远离该晶片的一侧且分别连接于该些接脚；该滤光片固定于该环侧壁的第一端面。[0015]在本实用新型一实施例中，该感测薄膜在邻近该滤光片的一侧镀设一吸收层。[0016]在本实用新型一实施例中，该感测薄膜在远离该滤光片的一侧镀设一反射层。[0017]在本实用新型一实施例中，该感测薄膜在邻近该滤光片的一侧镀设一吸收层，在该感测薄膜、该反射层以及该吸收层开设至少一穿孔，且该绝缘层与该感测薄膜之间形成有一间隙。[0018]在本实用新型一实施例中，包括一电路板，上述这些焊垫焊接于该电路板上。[0019]综上所述，本实用新型实施例所提供的红外线热感测元件具有避免红外线的重叠干扰现象、大幅缩小尺寸以及有效降低成本等功效。[0020]为使能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，但是此等说明与附图仅用来说明本实用新型，而非对本实用新型的权利要求范围作任何的限制。


[0021]图1为现有红外线热感测元件的示意图；[0022]图2为现有红外线热感测元件的剖视图；[0023]图3为本实用新型晶片未形成吸收层与反射层时的俯视示意图；[0024]图4为本实用新型晶片未形成吸收层与反射层时的仰视示意图；[0025]图5为本实用新型未装设电路板时的剖视示意图；[0026]图6为本实用新型已装设电路板时的剖视示意图；[0027]图6A为本实用新型已装设电路板与屏蔽板时的剖视示意图；[0028]图7为本实用新型第二实施例未装设电路板时的剖视示意图；[0029]图8为本实用新型图7的仰视示意图；及[0030]图9为本实用新型第二实施例已装设电路板时的剖视示意图。[0031]其中，附图标记说明如下[0032]〔现有技术〕[0033]Ia 基座[0034]Ila 穿孔[0035]2a 接脚[0036]3a 晶片[0037]31a感测薄膜[0038]32a凸块[0039]321a 开口[0040]4a导线[0041]5a盖体[0042]51a固定孔[0043]6a滤光片[0044]7a热敏电阻[0045]〔本实用新型〕[0046]1晶片[0047]11感测薄膜[0048]12环侧壁[0049]121第一端面[0050]1211 开口[0051]122第二端面[0052]13热敏电阻[0053]14连结垫[0054]15吸收层[0055]16反射层[0056]17穿孔[0057]2滤光片[0058]3电路板[0059]31屏蔽板[0060]32密封胶体[0061]4导电块[0062]5接脚[0063]6绝缘层[0064]61间隙[0065]7焊垫具体实施方式
[0066]〔第一实施例〕[0067]请参阅图3至图6A，其为本实用新型的第一实施例，其中，图3和图4为本实施例晶片的俯视示意图与仰视示意图，图5至图6A为本实施例的剖视示意图。[0068]复参照图6，其为一种红外线热感测元件，包括晶片1、滤光片2以及电路板3。其中，滤光片2与电路板3分别设置于晶片1的相对两侧。[0069]如图3和图4所示，晶片1形成有感测薄膜11以及环侧壁12，环侧壁12自感测薄膜11周缘延伸且围绕于感测薄膜11。环侧壁12相对的两侧具有第一端面121以及第二端面122，第一端面121形成有开口 1211，环侧壁12的第二端面122形成有热敏电阻13以及多个连结垫14。上述连结垫14的数量于本实施例中以四个为例，但于实际应用时，并不以此为限。[0070]其中，热敏电阻13形成于所述连结垫14的其中两个连结垫14之间，且热敏电阻 13电性连接于上述两个连结垫14。而所述连结垫14中的其余两个连结垫14电性连接于感测薄膜11。[0071]更详细的说，晶片1于中央处进行蚀刻，使晶片1于蚀刻处的底部形成上述感测薄膜11，而于晶片1周缘未蚀刻部位即为上述环侧壁12，其中环侧壁12可蚀刻成斜面(图略)或垂直面，而晶片1受蚀刻的部位即形成环侧壁12第一端面所形成的开口 1211。再者，环侧壁12的第二端面122镀设有四个连结垫14以及热敏电阻13，且四个连结垫14的其中两个电性连接于热敏电阻13，另两个连结垫14电性连接于感测薄膜11。[0072]如图5所示，滤光片2固定于环侧壁12的第一端面121，而上述固定的方式可使用硅胶将滤光片2黏固于环侧壁12的第一端面121且遮盖其开口 1211，借以达到密封的效果。然而，本实施例以上述固定方式为例，但并不以此为限。[0073]如图6所示，电路板3连接于环侧壁12第二端面122上的连结垫14，而上述连接的方式可使用导电块4 (如锡球)将电路板3与环侧壁12第二端面122上的连结垫14焊接在一起。然而，本实施例以上述固定方式为例，但并不以此为限。[0074]再者，请参阅图6A所示，于本实施例中可进一步具有至少一屏蔽板31以及密封胶体32(如硅胶)。其中，所述屏蔽板31定位(如胶合)于电路板3上且位于晶片1和滤光片2的外侧，而密封胶体32设置于屏蔽板31与滤光片2、晶片1的环侧壁12之间的空隙， 借以使用密封胶体32 (如硅胶)将屏蔽板31黏固于滤光片2、晶片1的环侧壁12，进而达到密封的效果。然而，本实施例以上述固定方式为例，但并不以此为限。[0075]借此，相较于现有的红外线热感测元件，本实用新型的红外线热感测元件高度可大幅降低，进而缩小尺寸。再者，因不须使用盖体，且以电路板3取代现有的基座和接脚，以连结垫14与电路板3的连接替代现有的打线，并且将热敏电阻13直接形成于环侧壁12的第二端面122，因此，每个红外线热感测元件所需耗费的原料成本将显著地下降。并且，本实用新型的结构利于进行大规模的量产制造，进而降低生产成本。[0076]借此，本实用新型的电路板3底面即可进行电性连接，相当于表面安装元件 (SMD)，使本实用新型的红外线热感测元件的应用更方便且使用范围更广。[0077]此外，感测薄膜11于相对的两侧分别形成有吸收层15与反射层16，亦即，感测薄膜11于邻近滤光片2的一侧镀设所述吸收层15，且于远离该滤光片2的一侧镀设反射层 16。[0078]借此，经由吸收层15可提高感测薄膜11的吸收效率，并经反射层16可将已穿透感测薄膜11的红外线，再次反射回感测薄膜11，借以提高红外线热感测元件的感测灵敏度。[0079]〔第二实施例〕[0080]请参阅图7至图9，其为本实用新型的第二实施例，其中，图7和图9为本实施例的剖视示意图，图8为图7的仰视示意图。[0081]复参照图7，本实施例与第一实施例的差异处主要在于，本实施例于晶片1与电路板3之间进一步设置接脚5、绝缘层6及焊垫7。[0082]如图9所示，其为本实施例的红外线热感测元件，包括晶片1、多个接脚5、绝缘层 6、多个焊垫7、滤光片2以及电路板3。其中，滤光片2与电路板3分别设置于晶片1的相对两侧，接脚5、绝缘层6及焊垫7设置于晶片1与电路板3之间。[0083]请参阅图7和图8，上述接脚5 —端分别连接于连结垫14，而绝缘层6连接于环侧壁12的第二端面122且包覆接脚5。焊垫7设置于绝缘层6远离晶片1的一侧，且上述焊垫7分别连接于上述接脚5另一端。其中，于感测薄膜11、反射层16以及吸收层15开设至少一穿孔17，且绝缘层6与感测薄膜11之间形成有间隙61。[0084]更详细的说，晶片1于连结垫14处分别镀设形成接脚5，晶片1远离滤光片2的一侧形成包覆接脚5的绝缘层6 (如树脂)，且接脚5另一端未包覆于绝缘层6，进而连接于焊垫7。并通过感测薄膜11、反射层16以及吸收层15所形成的穿孔17，对绝缘层6进行蚀刻，使绝缘层6与感测薄膜11之间形成有间隙61。[0085]借此，经由设置绝缘层6可增加晶片1的强度，并且可避免外部气体流经感测薄膜 11，使晶片1达到较佳的密封性，进而提高红外线热感测元件的量测精准度。[0086]如图9所示，电路板3焊接于所述的焊垫7，亦即，使用导电块4(如锡球)将电路板3与焊垫7焊接在一起。然而，本实施例以上述固定方式为例，但并不以此为限。[0087]借此，本实用新型的焊垫7与电路板3底面即可进行电性连接，相当于表面安装元件(SMD)，使本实用新型的红外线热感测元件的应用更方便且使用范围更广。[0088]〔实施例的功效〕[0089]根据本实用新型实施例，上述的红外线热感测元件可具有下述所列举的有益效果，但并不此以为限。[0090](1)避免红外线的重叠干扰现象本实用新型将滤光片2与感测薄膜11之间的距离大幅的缩短，进而可有效地避免红外线的重叠干扰现象，并可有效的缩小尺寸。[0091](2)降低原料耗费成本本实用新型不须使用盖体，以电路板3取代现有的基座和接脚，以导电块4替代现有的打线，并且将热敏电阻13直接形成于环侧壁12的第二端面 122，因此，每个红外线热感测元件所需耗费的原料成本将显著地下降。[0092](3)以量产降低生产成本本实用新型可进行大规模的量产制造，而不须以单个进行生产，因此，可大幅地降低生产成本。[0093](4)提升感测灵敏度本实用新型的反射层16可将已穿透感测薄膜11的红外线，再次反射回感测薄膜11，借以提高红外线热感测元件的感测灵敏度。再者，经由吸收层 15可提高感测薄膜11的吸收效率，且经由滤光片2与绝缘层6的设置，可使晶片1达到较佳强度的密封性，进而提高红外线热感测元件的量测精准度。[0094](5)应用范围广本实用新型的整体大小与一个晶片1的尺寸相当，并且相较于现有的接脚，本实用新型的电路板3即可进行电性连接，故相当于表面安装元件(SMD)，因此， 本实用新型的微小化的红外线热感测元件的应用范围更广，如可应用于手机、耳温枪以及感测器等装置，并且使上述装置具有缩小尺寸的空间。[0095]以上所述仅为本实用新型的实施例，其并非用以局限本实用新型的权利要求范围。
权利要求1.一种红外线热感测元件，其特征在于，包括一晶片，形成有一感测薄膜以及一环侧壁，该环侧壁自该感测薄膜周缘延伸且围绕于该感测薄膜，该环侧壁相对的两侧具有一第一端面以及一第二端面，该第一端面形成有一开口，该环侧壁的第二端面形成有一热敏电阻以及多个连结垫；以及一滤光片，固定于该环侧壁的第一端面。
2.如权利要求1所述的红外线热感测元件，其特征在于，该感测薄膜在邻近该滤光片的一侧镀设一吸收层。
3.如权利要求1所述的红外线热感测元件，其特征在于，该感测薄膜在远离该滤光片的一侧镀设一反射层。
4.如权利要求1所述的红外线热感测元件，其特征在于，包括一电路板，所述这些连结垫连接于该电路板上。
5.如权利要求4所述的红外线热感测元件，其特征在于，所述电路板还包括至少一屏蔽板，该至少一屏蔽板定位于该电路板上，且该至少一屏蔽板黏固于该滤光片以及该环侧壁。
6.一种红外线热感测元件，其特征在于，包括一晶片，形成有一感测薄膜以及一环侧壁，该环侧壁自该感测薄膜周缘延伸且围绕于该感测薄膜，该环侧壁相对的两侧具有一第一端面以及一第二端面，该第一端面形成有一开口，该环侧壁的第二端面形成有一热敏电阻以及多个连结垫；多个接脚，所述这些接脚的一端分别连接于所述这些连结垫；一绝缘层，连接于该环侧壁的第二端面且包覆所述这些接脚；多个焊垫，其设置于该绝缘层远离该晶片的一侧且分别连接于所述这些接脚另一端；以及一滤光片，固定于该环侧壁的第一端面。
7.如权利要求6所述的红外线热感测元件，其特征在于，该感测薄膜在邻近该滤光片的一侧镀设一吸收层。
8.如权利要求6所述的红外线热感测元件，其特征在于，该感测薄膜在远离该滤光片的一侧镀设一反射层。
9.如权利要求8所述的红外线热感测元件，其特征在于，该感测薄膜在邻近该滤光片的一侧镀设一吸收层，在该感测薄膜、该反射层以及该吸收层开设至少一穿孔，且该绝缘层与该感测薄膜之间形成有一间隙。
10.如权利要求6所述的红外线热感测元件，其特征在于，包括一电路板，所述这些焊垫焊接于该电路板上。
专利摘要本实用新型提供一种红外线热感测元件，包括晶片与滤光片。晶片形成有感测薄膜以及环侧壁，环侧壁自感测薄膜周缘延伸且围绕于感测薄膜。环侧壁相对的两侧具有第一端面以及第二端面，第一端面形成有开口，环侧壁的第二端面形成有热敏电阻以及多个连结垫。滤光片固定于环侧壁的第一端面。借此，本实用新型的红外线热感测元件可避免红外线的重叠干扰现象、大幅缩小尺寸以及有效降低成本。
文档编号G01J5/02GK202274930SQ20112029097
公开日2012年6月13日 申请日期2011年8月8日 优先权日2011年5月9日
发明者李宗昇 申请人:友丽系统制造股份有限公司