本发明专利技术公开了一种热释电敏感元批量固晶工艺及热释电传感器，涉及红外传感器技术领域。本发明专利技术提供的热释电敏感元批量固晶工艺，通过在金属下电极表面植入多个焊球或焊球柱，敏感元通过焊球或焊球柱与焊盘固定连接，同时焊球或焊球柱形成敏感元的支撑结构，便于后续的封装；采用本发明专利技术的固晶工艺得到的芯片，可以通过焊球或焊球柱来引出电信号，无需额外引线，简化了产品电路设计，缩小产品尺寸的同时，提高了工艺集成度，可以实现器件的小型化。相比传统采用支撑结构的固晶工艺，本发明专利技术的固晶工艺在敏感元晶圆和焊盘的焊接过程中，二者几何中心对准度的误差容忍度更大；本发明专利技术以敏感元晶圆为单元，可以实现芯片的批量固晶。可以实现芯片的批量固晶。可以实现芯片的批量固晶。
【技术实现步骤摘要】
一种热释电敏感元批量固晶工艺及热释电传感器
[0001]本专利技术涉及红外传感器
，尤其涉及一种热释电敏感元批量固晶工艺及热释电传感器。
技术介绍
[0002]某些材料为了保持其表面电中性状态，会在材料表面吸附一定量电荷，当受到热辐射而导致其温度变化时，这些材料的电偶极矩也会随之发生相应的变化，为了保持其电中性状态，材料的表面会释放出电荷，这种现象被称为热释电效应。利用热释电效应制备的热释电红外探测器，广泛地用于火灾预警及报警、气体检测及分析、光谱分析等。其中敏感元是红外热释电探测器的核心元件，敏感元的厚度会影响传感器的性能。
[0003]目前，红外热释电探测器敏感元的制备是采用机械研磨抛光，以降低敏感元的厚度，提高其性能。减薄的敏感元一般还需要经过固晶工艺固定到支撑柱或者支撑底座上便于后续封装，固晶工艺流程通常包括点胶、固晶（固定支撑结构）、烘烤、支撑结构点胶、扩晶、固晶（敏感元）、烘烤等步骤。由于支撑柱或支撑底座的尺寸较大，且支撑结构自身也需固定，导致整个敏感元固晶工艺复杂。然而这种固晶工艺容易存在装配误差大的问题，导致敏感元几何中心和支撑结构正中心重合度偏差较大，会带来较大的噪声信号。此外，通过此种工艺得到的敏感元和支撑结构在垂直方向上的尺寸较大，产品一般只能采用TO封装，整体产品尺寸无法小型化。
[0004]现有TO封装、直插型或贴片封装传感器，敏感元一般均需支撑部件，支撑部件采用导电胶粘接定制尺寸的零件作为支撑件；而采用BGA球输出贴片的贴片式传感器，也需要先使用锡膏(少量的锡膏，该锡膏只起到连接的作用)把BGA球成品固定而后再过炉焊接等工序完成贴片固定BGA球的安装。这就造成封装工序相对复杂，特别是根据支撑高度需要而定制尺寸的支撑部件或BGA球时，工序工艺更复杂。如CN 217083967 U采用锡膏一体化成型支撑件，依然需要将述锡膏一体化成型支撑件安装于所述基板上，并在锡膏一体化成型支撑件焊盘上涂覆锡膏后过回流焊炉融锡固化完成固晶工艺。
技术实现思路
[0005]本专利技术所要解决的技术问题是敏感元固晶工艺复杂，产品尺寸难以小型化。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术提出以下技术方案：第一方面，本专利技术提供一种热释电敏感元批量固晶工艺，包括以下步骤：S1、在减薄抛光后的敏感元表面沉积金属下电极；S2、在所述金属下电极表面植入多个焊球或焊球柱；S3、将S2得到的敏感元置于基板的焊盘位置，焊盘上预先印刷有助焊剂，采用回流焊工艺将所述焊球或焊球柱固定到基板上，使敏感元与所述基板连接。
[0007]其进一步地技术方案为，所述步骤S1中，敏感元在减薄抛光之前，还包括进行以下工序：
将钽酸锂敏感元晶圆的一面沉积金属上电极；在所述金属上电极的表面制备吸收层；将衬底与所述吸收层贴合；对钽酸锂敏感元晶圆背离所述吸收层的面进行减薄抛光；所述金属下电极位于背离所述吸收层的面。
[0008]其进一步地技术方案为，在所述金属下电极表面植入焊球或焊球柱的位置与所述金属上电极的引线键合区域对应。
[0009]其进一步地技术方案为，所述步骤S2中，在所述金属下电极表面植入多个焊球或焊球柱的具体操作包括：在所述金属下电极表面设置网版，网版设有开窗，开窗位置与焊球或焊球柱位置对应；在所述网版上印刷焊膏，得到焊球或焊球柱，移除网版。
[0010]其进一步地技术方案为，相邻所述焊球或焊球柱的间隔为不小于焊球直径或焊球柱截面直径的一半。
[0011]其进一步地技术方案为，所述焊球的直径不小于100μm；所述焊球柱的截面直径不小于100μm，高度不小于100μm。本专利技术的焊球或焊球柱可以防止经回流焊工序后热释电敏感元与基板的直接接触，确保焊球或焊球柱正常发挥支撑作用。
[0012]第二方面，本专利技术提供一种热释电敏感元件，所述热释电敏感元件的制备方法包括第一方面所述的热释电敏感元批量固晶工艺。
[0013]第三方面，本专利技术提供一种热释电传感器，包括第二方面所述的热释电敏感元件。
[0014]与现有技术相比，本专利技术所能达到的技术效果包括：本专利技术提供的热释电敏感元批量固晶工艺，通过在金属下电极表面植入多个焊球或焊球柱，敏感元通过焊球或焊球柱与焊盘固定连接，同时焊球或焊球柱形成敏感元的支撑结构，便于后续的封装；采用本专利技术的固晶工艺得到的芯片，可以通过焊球或焊球柱来引出电信号，无需额外引线，简化了产品电路设计，缩小产品尺寸的同时，提高了工艺集成度，可以实现器件的小型化。
[0015]相比传统采用支撑结构的固晶工艺，本专利技术的固晶工艺在敏感元晶圆和焊盘的焊接过程中，二者几何中心对准度的误差容忍度更大；本专利技术以敏感元晶圆为单元，可以实现芯片的批量固晶。
[0016]进一步地，本专利技术的批量固晶工艺中，焊球或焊球柱的位置与金属上电极的引线键合区域对应，确保打线部分有支撑，保证后续装配的稳定性和可靠性。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本专利技术一实施例的热释电敏感元批量固晶工艺中各步骤的结构示意图，其中，a为钽酸锂敏感元晶圆表面沉积金属上电极的结构示意图；b为在金属上电极表面沉积吸收层的结构示意图；c为沉积有吸收层的钽酸锂敏感元晶圆与衬底贴合的结构示意图；d
为钽酸锂敏感元晶圆减薄抛光后的结构示意图；e为钽酸锂敏感元晶圆沉积金属下电极的结构示意图；f为在金属下电极表面植入多个焊球或焊球柱的结构示意图。
[0019]图2为本专利技术一实施例提供的单个芯片植入焊球或焊球柱的形貌示意图，其中，a为芯片中心及边缘为引线键合区域时相应的焊球或焊球柱的位置示意图；b为芯片边缘为引线键合区域时相应的焊球或焊球柱的位置示意图。
[0020]图3为本专利技术一实施例的热释电传感器封装结构示意图。
[0021]附图标记1.1钽酸锂敏感元晶圆；1.2金属上电极；1.3吸收层；1.4衬底；1.5、金属下电极；1.6焊球或焊球柱；3.1底座；3.2盖板；3.3热释电敏感元件；3.4引线键合；3.5调理芯片或运放/JFET等元件。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，附图中类似的组件标号代表类似的组件。显然，以下将描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和
ꢀ“
包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种热释电敏感元批量固晶工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1、在减薄抛光后的敏感元表面沉积金属下电极；S2、在所述金属下电极表面植入多个焊球或焊球柱；S3、将S2得到的敏感元置于基板的焊盘位置，采用回流焊工艺将所述焊球或焊球柱固定到基板上，使敏感元与所述基板连接。2.如权利要求1所述的热释电敏感元批量固晶工艺，其特征在于，所述步骤S1中，敏感元在减薄抛光之前，还包括进行以下工序：将钽酸锂敏感元晶圆的一面沉积金属上电极；在所述金属上电极的表面制备吸收层；将衬底与所述吸收层贴合；对钽酸锂敏感元晶圆背离所述吸收层的面进行减薄抛光；所述金属下电极位于背离所述吸收层的面。3.如权利要求2所述的热释电敏感元批量固晶工艺，其特征在于，在所述金属下电极植入焊球或焊球柱的位置与所述金属上电极的引线键合区域对应。4.如权利要求2所述的热释电敏感元批量固晶工艺，其特征在于，所述步骤S2中，在所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：马龙全，武斌，
申请(专利权)人：深圳市美思先端电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。