[發明專利]一種紅外成像芯片真空封裝結構

在審

• 申請號: 201510534150.5
• 申請日: 2015-08-27
• 公開（公告）號: CN105244384A
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發明（設計）人: 尤為
• 申請（專利權）人: 無錫伊佩克科技有限公司
• 主分類號: H01L31/0203
• 分類號: H01L31/0203
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及半導體光電子技術領域，特別是一種紅外成像芯片真空封裝結構。

背景技術

紅外成像技術越來越廣泛地應用于工業傳感、圖象監測、汽車工業、消防搜救、甚至軍事上的導航與夜視等領域。紅外焦平面探測器制作技術是熱成像實現技術的核心，而紅外焦平面陣列探測器芯片密封封裝技術是實現紅外探測器成像的關鍵環節，紅外焦平面陣列探測器芯片需要在真空下的密封環境中工作，否則無法發揮其測輻射熱計的成像功能。一般而言，紅外焦平面陣列探測器高真空封裝技術采用金屬殼體作為密封腔。

真空封裝對于紅外焦平面陣列(infraredfocalplanearray，IＲFPA)芯片是必不可少的。IＲFPA需要封裝來保護內部脆弱的微結構免于外界水汽、灰塵等造成的損壞;更重要的是需要真空環境來確保芯片的正常工作。迄今為止，已有多種針對電讀出IＲFPA的真空封裝方案，可以分為芯片級封裝、圓片級封裝和像素級封裝。芯片級真空封裝是研發最早且目前仍被廣泛使用的一種真空封裝方法，但是其封裝效率比較低。圓片級真空封裝提高了封裝效率，但該方法對IＲFPA芯片的成品率要求較高，否則，將會封裝相當比例的廢片，從而浪費昂貴的紅外濾波片。由CEA-LETI研發的，其創新之處是在圓片上用半導體薄膜對像素進行真空封裝；然而，方案中使用薄膜作為封裝蓋板，比較脆弱，難以有效保護內部脆弱的像素結構；且沒有光讀出紅外焦平面陣列芯片所需的可見光窗口。

現有的這種封裝結構內部元件多，體積大，而隨著紅外熱成像技術的發展，市場要求紅外熱成像設備體積盡量小一些，尤其一些便攜式紅外熱成像設備，現有封裝結構無法滿足緊湊結構的要求，而且這種封裝結構元件多、功耗高、成本高昂和制作工藝困難。而且對于一些紅外焦平面探測器芯片，有些情況下，需要在與外界熱絕緣較好環境下工作，上述現有封裝結構難以滿足應用要求。

如何解決現有技術的不足以成為現有半導體光電子技術領域亟需解決的重要難題之一。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足而提供一種紅外成像芯片真空封裝結構，本發明可以選擇性增透波長8～14μm的紅外輻射，有效地保護內部的像素結構，封閉性能好。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

根據本發明提出的一種紅外成像芯片真空封裝結構，包括紅外窗口、紅外成像芯片、兩個墊片、吸氣劑、可見光窗口；其中，墊片鍵合在可見光窗口的上表面，形成用于真空封裝的腔體，所述紅外成像芯片和吸氣劑設置在腔體內，吸氣劑位于紅外成像芯片與可見光窗口的上表面之間，紅外窗口鍵合到腔體上，形成真空密封腔體。

作為本發明所述的一種紅外成像芯片真空封裝結構進一步優化方案，所述墊片為硅墊片。

作為本發明所述的一種紅外成像芯片真空封裝結構進一步優化方案，所述可見光窗口的材質為玻璃。

作為本發明所述的一種紅外成像芯片真空封裝結構進一步優化方案，所述紅外成像芯片是通過焊料鍵合在可見光窗口的上表面。

作為本發明所述的一種紅外成像芯片真空封裝結構進一步優化方案，所述吸氣劑為電激活式吸氣劑。

作為本發明所述的一種紅外成像芯片真空封裝結構進一步優化方案，所述紅外窗口的材質為硅片。

本發明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：

（1）本發明可以選擇性增透波長8～14μm的紅外輻射，有效地保護內部脆弱的芯片結構，封閉性能好；

（2）該真空封裝結構的空氣漏率低；

（3）本發明封裝結構簡單、功耗低且成本低。

附圖說明

圖1是本發明結構示意圖。

圖中的附圖標記解釋為：1-紅外窗口，2-紅外成像芯片，3-墊片，4-吸氣劑，5-可見光窗口。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的技術方案做進一步的詳細說明：

如圖1所示，一種紅外成像芯片真空封裝結構，包括紅外窗口1、紅外成像芯片2、兩個墊片3、吸氣劑4、可見光窗口5；其中，墊片鍵合在可見光窗口的上表面，形成用于真空封裝的腔體，所述紅外成像芯片和吸氣劑設置在腔體內，吸氣劑位于紅外成像芯片與可見光窗口的上表面之間，紅外窗口鍵合到腔體上，形成真空密封腔體。

所述墊片為硅墊片。

所述可見光窗口的材質為玻璃。

所述紅外成像芯片是通過焊料鍵合在可見光窗口的上表面。

所述吸氣劑為電激活式吸氣劑。

所述紅外窗口的材質為硅片。