JP5406082B2 - Thermopile infrared sensor and method for manufacturing the same - Google Patents
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Description
本発明は、熱源から放射される赤外線を検知して電気信号に変換する赤外線センサ、特に、温度変化を異種金属の接点の起電力に反映させる熱電対が複数直列接続されたサーモパイルを備えたサーモパイル型赤外線センサに関する。 The present invention relates to an infrared sensor that detects infrared rays emitted from a heat source and converts them into electrical signals, and more particularly, a thermopile having a thermopile in which a plurality of thermocouples that reflect temperature changes in electromotive force of contact points of different metals are connected in series. Type infrared sensor.
サーモパイル型赤外線センサは、周知のように基板上に形成した異種金属の互いの端部を接点として接続した熱電対を複数直列接続することによりサーモパイルが構成されている。これにより、ゼーベック効果を利用して赤外線の放射吸収による温度変化を熱起電力として検出(出力)する。一般に、サーモパイル型赤外線センサでは、赤外線を受光する熱吸収体の熱伝導影響下に入るサーモパイルの各接点を温接点と呼ぶ。また、上記熱吸収体の熱伝導の影響が少ない方のサーモパイルの各接点を冷接点と呼ぶ。冷接点は、温度変化に際し基準温度となる接点である。 As is well known, a thermopile infrared sensor has a thermopile formed by connecting a plurality of thermocouples connected to each other end portions of dissimilar metals formed on a substrate as contacts. Thereby, a temperature change due to infrared radiation absorption is detected (output) as a thermoelectromotive force using the Seebeck effect. In general, in a thermopile infrared sensor, each contact of a thermopile that is under the influence of heat conduction of a heat absorber that receives infrared light is called a hot contact. Further, each contact of the thermopile that is less affected by the heat conduction of the heat absorber is referred to as a cold junction. The cold junction is a junction that becomes a reference temperature when the temperature changes.
図14は、従来のサーモパイル型赤外線センサ100の要部を示す断面図である。サーモパイル型赤外線センサ100は、例えばP型の単結晶Si基板101に支えられた熱を伝え難い絶縁層上102にサーモパイルを有する。サーモパイルは、異種金属の互いの端部を接点として接続した熱電対を複数直列接続して構成される。サーモパイルにおける温接点108側は、絶縁基材102の中央付近にあり、下の基板は熱容量を懸念してエッチング除去される。温接点108側近傍には外部からの赤外線を受光する赤外線吸収層113が配される。また、サーモパイルにおける冷接点107側は温度変化に際し基準温度となる接点である。冷接点107側は絶縁層102の周辺付近にあり、下の基板101は絶縁層102を支える形態となっている。サーモパイルは、保護膜105により覆われ、その上に赤外線吸収層113が配置される。赤外線吸収層113が赤外線を受けて温度変化すると、これに伴い温接点108も温度変化する。サーモパイルの冷接点107側は、保護膜105により覆われ、その上に赤外線遮へい層106が配置される。赤外線遮へい層106が冷接点107側に照射される赤外線を反射し、または赤外線を吸収し、直接に冷接点107が赤外線により温度上昇することを防ぐ形態となっている。温接点108と冷接点107の間で生じる起電力(出力電圧)は、温接点と冷接点間の接点間温度差に依存する。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a main part of a conventional
しかしながら、赤外線吸収層113に吸収されるべき赤外線は、一部が冷接点107側に到達し、その一部が赤外線遮へい層106に吸収され、赤外線遮へい層106の温度が上昇し、その熱が基板101および、冷接点107を温めてしまう問題があった。これにより、冷接点107の予期せぬ温度上昇が現れ、実際の温接点と冷接点間の接点間温度差が小さくなる。よって、サーモパイルにおける起電力(出力電圧)が小さくなるため、感度の低下や計測誤差が生じる問題に至る。
However, part of the infrared rays to be absorbed by the
本発明は上記のような事情を考慮してなされたもので、サーモパイルにおける冷接点の赤外線の影響を低減し、より感度よく、正確に計測ができるサーモパイル型赤外線センサを提供しようとするものである。 The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and aims to provide a thermopile type infrared sensor that can reduce the influence of infrared rays at a cold junction in a thermopile and can perform measurement with higher sensitivity and accuracy. .
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明に係る赤外線センサは、電気的に絶縁性を有するフィルムと、前記フィルムの一方の面側に配置されたサーモパイルと、前記フィルムの一部を覆う赤外線遮へい層と、前記フィルムを支持する台座部と、を備えたサーモパイル型赤外線センサにおいて、前記フィルムは、樹脂を主成分とする材料で構成され、前記サーモパイルは、一部または全体が前記フィルムに埋没し、前記フィルムの面方向に沿って直列に接合された複数の膜状熱電対からなり、前記膜状熱電対は、互いに接合された2種類の膜状材料からなり、前記複数の膜状熱電対のうち、一の膜状熱電対における第1の膜状材料との一端側と、前記一の膜状材料における第2の膜状材料の一端側とを接続した温接点を前記フィルムの中央部側に配置するとともに、前記一の膜状熱電対における第1の膜状材料の他端側と、前記一の膜状熱電対に隣接する膜状熱電対における前記第2の膜状材料の他端側とを接続した冷接点を前記フィルムの外周部分に配置し、前記赤外線遮へい層は、前記フィルムの一方の面側において前記冷接点を、前記フィルムの一方の面の外周部分に形成された絶縁層を介して覆うとともに、前記フィルムの外周部分から延出して配置され、前記台座部は、前記フィルムの他方の面側における前記冷接点が配置された部分に配置された第1の台座部と、前記赤外線遮へい層における前記フィルムと対向する面側における外周部分から延出して配置された部分に配置され、前記第1の台座部と熱的に絶縁されるとともに、前記赤外線遮へい層と熱的に接続する第2の台座部と、で構成されることを特徴とする。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
An infrared sensor according to the present invention includes an electrically insulating film, a thermopile disposed on one side of the film, an infrared shielding layer covering a part of the film, and a pedestal that supports the film. A thermopile type infrared sensor, wherein the film is made of a resin-based material, and the thermopile is partly or entirely embedded in the film, along the surface direction of the film. It consists of a plurality of film-shaped thermocouples joined in series, and the film-like thermocouple is made of two kinds of film-like materials joined together, and one of the plurality of film-like thermocouples is one film-like thermocouple A hot junction that connects one end side of the first film-like material to the one end side of the second film-like material of the one film-like material is arranged on the center side of the film, and film A cold junction connecting the other end side of the first film-like material in the thermocouple and the other end side of the second film-like material in the film-like thermocouple adjacent to the one film-like thermocouple is connected to the film The infrared shielding layer covers the cold junction on one surface side of the film via an insulating layer formed on the outer peripheral portion of the one surface of the film, and The pedestal portion extends from the outer peripheral portion, and the pedestal portion is opposed to the first pedestal portion disposed at the portion where the cold junction is disposed on the other surface side of the film, and the film in the infrared shielding layer. A second pedestal portion that is disposed in a portion that extends from the outer peripheral portion on the surface side to be thermally insulated from the first pedestal portion and that is thermally connected to the infrared shielding layer; Consists of And features.
この発明によれば、赤外線センサのうち受光部(熱電対の温接点形成領域)が、熱伝導率の低い樹脂のフィルムで構成されているので、熱電対の温接点とそれ以外の領域とでの温度差を大きく取ることができる。そのため、赤外線センサの感度をより大きくすることができる。また、受光により温度上昇が生ずる膜状熱電対の温接点とこれと対をなす冷接点との間の温度差を大きく取ることができるため、出力電圧をより大きくすることができる。また膜状熱電対が樹脂フィルムに埋没しているので、受光部(膜状熱電対の温接点周辺)の温度均一性が高まり、安定的な出力を与えることができるサーモパイル型赤外線センサを提供できる。さらに、赤外線センサが台座部を介して配線基板等に実装されることになるので、熱電対が配線基板等に対して離間配置されることになる。そのため、サーモパイルの熱絶縁性を確保することができる。また、台座部は冷接点下に配置された第1の台座部と赤外線遮へい層下に配置され、第1の台座部と熱絶縁された第2の台座部とに分割されている。これにより、赤外線による冷接点の温度上昇を防ぎ、サーモパイルの感度をさらに向上させることができる。また、被測定物から照射される赤外線が赤外遮へい層によって冷接点に直接照射されない。これにより、赤外線による冷接点の温度上昇を防ぎ、サーモパイルの感度を向上させることができる。 According to the present invention, since the light receiving portion (thermocouple hot junction forming region) of the infrared sensor is formed of a resin film having low thermal conductivity, the thermocouple hot junction and other regions are used. A large temperature difference can be taken. Therefore, the sensitivity of the infrared sensor can be further increased. In addition, since the temperature difference between the hot junction of the film-shaped thermocouple that causes a temperature rise due to light reception and the cold junction paired therewith can be increased, the output voltage can be further increased. Moreover, since the film-like thermocouple is buried in the resin film, the temperature uniformity of the light receiving portion (around the hot junction of the film-like thermocouple) is increased, and a thermopile infrared sensor capable of providing a stable output can be provided. . Furthermore, since the infrared sensor is mounted on the wiring board or the like via the pedestal portion, the thermocouple is disposed away from the wiring board or the like. Therefore, the thermal insulation of the thermopile can be ensured. The pedestal portion is divided into a first pedestal portion disposed under the cold junction and an infrared shielding layer, and is divided into a first pedestal portion and a second pedestal portion which is thermally insulated. Thereby, the temperature rise of the cold junction by infrared rays can be prevented, and the sensitivity of the thermopile can be further improved. Moreover, the infrared rays irradiated from the object to be measured are not directly irradiated to the cold junction by the infrared shielding layer. Thereby, the temperature rise of the cold junction by infrared rays can be prevented, and the sensitivity of the thermopile can be improved.
本発明に係る赤外線センサは、前記台座部がめっき法により析出される金属からなることを特徴とする。前記フィルムの他方の面および前記赤外遮へい層の前記フィルムと対向する面に電気的に導電性を有する導電層が形成され、前記第1の台座部が、前記フィルムに接合する導電層から析出され、前記第2の台座部が、前記赤外遮へい部に接合する前記導電層から析出されることを特徴とする。この発明によれば、例えばサーモパイルに膜状熱電対を採用した場合には、温度上昇を極力避ける必要がある膜状熱電対の冷接点から台座部を伝って熱が放熱され易くなる。そして、赤外線遮へい層の熱が台座部から放熱されやすくなる。そのため、冷接点の温度上昇を防ぐことができるので、温接点と冷接点との温度差が大きくなり、膜状熱電対の起電力を大きくすることができる。その結果、高感度(出力)の赤外線センサを提供できる。また、基板等に実装する際に、他の部品とともに、はんだ付けにより実装することができる。 The infrared sensor according to the present invention is characterized in that the pedestal portion is made of a metal deposited by a plating method. An electrically conductive layer is formed on the other surface of the film and the surface of the infrared shielding layer facing the film, and the first pedestal is deposited from the conductive layer bonded to the film. The second pedestal portion is deposited from the conductive layer bonded to the infrared shielding portion. According to the present invention, for example, when a film-like thermocouple is adopted for the thermopile, heat is easily radiated from the cold junction of the film-like thermocouple that needs to avoid temperature rise as much as possible through the pedestal. And the heat | fever of an infrared shielding layer becomes easy to thermally radiate from a base part. Therefore, since the temperature rise of the cold junction can be prevented, the temperature difference between the hot junction and the cold junction is increased, and the electromotive force of the film thermocouple can be increased. As a result, an infrared sensor with high sensitivity (output) can be provided. Moreover, when mounting on a board | substrate etc., it can mount by soldering with other components.
本発明に係る赤外線センサは、前記めっき法により析出される材料が、ニッケル、金、白金、ロジウム、鉄、パラジウム、銅から選ばれる材料、またはこれらから選ばれる材料を主成分とする材料であることを特徴とする。 In the infrared sensor according to the present invention, the material deposited by the plating method is a material selected from nickel, gold, platinum, rhodium, iron, palladium, copper, or a material mainly composed of a material selected from these materials. It is characterized by that.
本発明に係る赤外線センサは、前記第1の台座部および前記第2の台座部がシリコンからなることを特徴とする。 The infrared sensor according to the present invention is characterized in that the first pedestal portion and the second pedestal portion are made of silicon.
また、前記赤外線遮へい層が、赤外線反射層であることを特徴とする。さらに、前記赤外線反射層が、めっき法により析出される金属からなることを特徴とする。この発明によれば、被測定物から照射される赤外線が赤外反射層によって反射される。一部吸収することにより生じた熱は接続する第2の台座部により放熱される。これにより、赤外線による冷接点の温度上昇を防ぐと共に、赤外反射層の温度上昇を抑制することができる。 Further, the infrared shielding layer is an infrared reflecting layer. Furthermore, the infrared reflective layer is made of a metal deposited by a plating method. According to this invention, the infrared rays irradiated from the measurement object are reflected by the infrared reflection layer. The heat generated by the partial absorption is dissipated by the connected second pedestal. Thereby, while preventing the temperature rise of the cold junction by infrared rays, the temperature rise of an infrared reflective layer can be suppressed.
また、前記赤外線遮へい層が、赤外線吸収層であることを特徴とする。さらに、前記赤外線吸収層が、金黒またはNiCr合金などの赤外線吸収性が高い金属からなることを特徴とする。この発明によれば、被測定物から照射される赤外線が赤外吸収膜によって吸収されることになる。吸収することにより生じた熱は接続する金属の台座部により放熱される。これにより、赤外線による冷接点の温度上昇を防ぐと共に、実装時の周辺部材からの迷光や二次ふく射等による誤差を低減することができる。 Further, the infrared shielding layer is an infrared absorbing layer. Further, the infrared absorption layer is made of a metal having high infrared absorption such as gold black or NiCr alloy. According to this invention, infrared rays irradiated from the object to be measured are absorbed by the infrared absorption film. The heat generated by absorption is dissipated by the pedestal of the metal to be connected. Thereby, while preventing the temperature rise of the cold junction by infrared rays, the error by the stray light from a peripheral member at the time of mounting, secondary radiation, etc. can be reduced.
また、本発明に係る赤外線センサは、前記フィルムの他方の面側における温接点が配置された部分に、赤外線吸収層を形成させることを特徴とする。この発明によれば、被測定物から照射される赤外線が赤外吸収膜によって吸収されることになる。そのため、赤外吸収膜で吸収した赤外線によって、熱電対の温接点側を速やかに温度上昇させることができる。これにより、サーモパイルの感度をさらに向上させることができる。 In addition, the infrared sensor according to the present invention is characterized in that an infrared absorption layer is formed in a portion where the hot junction on the other surface side of the film is disposed. According to this invention, infrared rays irradiated from the object to be measured are absorbed by the infrared absorption film. Therefore, the temperature of the hot junction side of the thermocouple can be quickly raised by the infrared rays absorbed by the infrared absorption film. Thereby, the sensitivity of a thermopile can further be improved.
また、本発明に係る赤外線センサは、前記第1の台座部および前記第2の台座部が、実装により配線基板と熱的に接合することを特徴とする。 The infrared sensor according to the present invention is characterized in that the first pedestal portion and the second pedestal portion are thermally bonded to the wiring board by mounting.
本発明に係る赤外線センサの製造方法は、基板の外周部分に、赤外線遮へい層を形成する赤外線遮へい層形成工程と、前記赤外線遮へい層上の一部に、絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、前記絶縁層上及び前記基板上に、膜状熱電対を構成する第1の材料からなる第1の薄膜パターンを形成し、前記膜状熱電対を構成する第2の材料からなり、前記第1の薄膜パターンと接合する第2薄膜パターンを形成するとともに、前記第1の薄膜パターンと前記第2の薄膜パターンとの接点である温接点および冷接点をそれぞれ前記基板上および前記絶縁層上に形成してサーモパイルを形成するサーモパイル形成工程と、前記サーモパイルを覆うように、電気的に絶縁性を有する樹脂を主成分とするフィルムを形成するフィルム層形成工程と、前記フィルムの前記冷接点が配置された部分に第1の台座部を形成し、前記赤外線遮へい層の露出した部分に第2の台座部を形成する台座部形成工程と前記基板を剥離する剥離工程と、を備えていることを特徴とする。 The infrared sensor manufacturing method according to the present invention includes an infrared shielding layer forming step of forming an infrared shielding layer on an outer peripheral portion of a substrate, and an insulating layer forming step of forming an insulating layer on a part of the infrared shielding layer. Forming a first thin film pattern made of a first material constituting a film-shaped thermocouple on the insulating layer and the substrate, comprising a second material constituting the film-shaped thermocouple, Forming a second thin film pattern to be bonded to the first thin film pattern, and forming a hot contact point and a cold contact point as a contact point between the first thin film pattern and the second thin film pattern on the substrate and the insulating layer, respectively. A thermopile forming step of forming a thermopile, a film layer forming step of forming a film mainly composed of an electrically insulating resin so as to cover the thermopile, and the film Forming a first pedestal portion in the portion of the rum where the cold junction is disposed, and forming a second pedestal portion in the exposed portion of the infrared shielding layer; and a peeling step of peeling the substrate. It is characterized by providing.
また、本発明に係る赤外線センサの製造方法は、基板上に剥離層を形成する剥離層形成工程と、前記剥離層の外周部分に、赤外線遮へい層を形成する赤外線遮へい層形成工程と、前記赤外線遮へい層上の前記剥離層の中央部側に、絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、前記絶縁層上及び前記剥離層上に、膜状熱電対を構成する第1の材料からなる第1の薄膜パターンを形成し、前記膜状熱電対を構成する第2の材料からなり、前記第1の薄膜パターンと接合する第2薄膜パターンを形成するとともに、前記第1の薄膜パターンと前記第2の薄膜パターンとの接点である温接点および冷接点をそれぞれ前記剥離層上および前記絶縁層上に形成してサーモパイルを形成するサーモパイル形成工程と、前記サーモパイルを覆うように、電気的に絶縁性を有する樹脂を主成分とするフィルムを形成するフィルム層形成工程と、前記フィルムの前記冷接点が配置された部分に第1の台座部を形成し、前記赤外線遮へい層の露出した部分に第2の台座部を形成する台座部形成工程と、前記剥離層を除去する剥離工程と、を備えていることを特徴とする。 The infrared sensor manufacturing method according to the present invention includes a peeling layer forming step of forming a peeling layer on a substrate, an infrared shielding layer forming step of forming an infrared shielding layer on an outer peripheral portion of the peeling layer, and the infrared ray An insulating layer forming step of forming an insulating layer on a central portion side of the peeling layer on the shielding layer; and a first material comprising a first material constituting a film thermocouple on the insulating layer and the peeling layer. The second thin film pattern is formed of the second material constituting the film-shaped thermocouple, the second thin film pattern joined to the first thin film pattern is formed, and the first thin film pattern and the second thin film pattern are formed. A thermopile forming step of forming a thermopile by forming a hot contact and a cold contact as a contact with the thin film pattern on the release layer and the insulating layer, respectively, and electrically insulating so as to cover the thermopile Forming a film having a resin as a main component, forming a first pedestal portion in the portion of the film where the cold junction is disposed, and forming a second portion in the exposed portion of the infrared shielding layer. The base part formation process which forms the base part of this, and the peeling process which removes the said peeling layer are provided, It is characterized by the above-mentioned.
この発明によれば、基板との分離が容易である剥離層を形成し、この剥離層上に形成された熱電対上にフィルム層を形成することにより、熱電対をフィルム層に埋没させることができる。次いで、接合体を剥離層と一体分離することで、基板から接合体を容易に分離することができる。その後、剥離層をエッチング等の手段により除去することにより、熱電対が樹脂製フィルムに埋没された赤外線センサを製造することができる。 According to the present invention, the thermocouple can be buried in the film layer by forming a release layer that is easily separated from the substrate and forming a film layer on the thermocouple formed on the release layer. it can. Next, the bonded body can be easily separated from the substrate by separating the bonded body integrally with the release layer. Thereafter, by removing the release layer by means such as etching, an infrared sensor in which the thermocouple is buried in a resin film can be manufactured.
また、本発明に係る赤外線センサの製造方法は、前記台座部形成工程において、前記赤外遮へい層上および前記フィルム上に電気的に導電性を有する導電層を形成し、前記第1の台座部および前記第2の台座部がそれぞれ前記フィルムおよび前記赤外遮へい層に接合する導電層から析出されることを特徴とする。 In the infrared sensor manufacturing method according to the present invention, in the pedestal portion forming step, a conductive layer having electrical conductivity is formed on the infrared shielding layer and the film, and the first pedestal portion is formed. And the second pedestal is deposited from a conductive layer bonded to the film and the infrared shielding layer, respectively.
また、本発明に係る赤外線センサの製造方法は、前記台座部形成工程において、前記導電層を形成した後、前記導電層の基板の端部に形成された部分、前記導電層のフィルムの中央部に形成された部分および前記導電層の前記フィルムの端部に形成された部分に、フォトレジスト層を形成することを特徴とする。 In the infrared sensor manufacturing method according to the present invention, in the pedestal portion forming step, after the formation of the conductive layer, a portion formed at an end portion of the substrate of the conductive layer, a central portion of the film of the conductive layer A photoresist layer is formed on a portion formed on the conductive layer and a portion formed on an end portion of the film of the conductive layer.
また、本発明に係る赤外線センサの製造方法は、前記第1の台座部および前記第2の台座部が、めっき法により析出される金属からなることを特徴とする。 Moreover, the manufacturing method of the infrared sensor according to the present invention is characterized in that the first pedestal portion and the second pedestal portion are made of metal deposited by a plating method.
本発明によれば、赤外線遮へい層の温度は冷接点側に伝わり難く、冷接点の温度上昇を防ぐことができる。これにより、サーモパイルにおける冷接点の赤外線の影響を低減し、より感度よく、正確に計測ができるサーモパイル型赤外線センサを提供することができる。 According to the present invention, the temperature of the infrared shielding layer is hardly transmitted to the cold junction side, and the temperature rise of the cold junction can be prevented. Thereby, the influence of the infrared rays of the cold junction in a thermopile can be reduced, and the thermopile type infrared sensor which can measure more accurately and accurately can be provided.
本発明に係る第一実施形態について、図面に基づいて説明する。
図1(a)は、本発明の第一実施形態であるサーモパイル型赤外線センサをサーモパイル形成面方向から示したものであり、図1(b)は、図1(a)におけるA−Aにおける断面を表す図面である。
1st Embodiment which concerns on this invention is described based on drawing.
Fig.1 (a) shows the thermopile type infrared sensor which is 1st embodiment of this invention from the thermopile formation surface direction, FIG.1 (b) is the cross section in AA in Fig.1 (a). FIG.
図1に示すように、サーモパイル型赤外線センサ1は、フィルム2と、第1の薄膜状熱電対材料3及び第2の薄膜状熱電対材料4が対となって構成された複数の膜状熱電対と、第1の台座部15と第2の台座部16とを有し、膜状熱電対はフィルム2の中に埋没している。
As shown in FIG. 1, the thermopile
フィルム2は、電気的に絶縁性を有する樹脂を主成分とする材料で構成されており、厚さ方向から見て平面視矩形状のものである。フィルム2の材料として、例えば紫外線硬化型のエポキシ系フォトレジストを用いることができる。また、フィルム2は、その外周側において台座部15に支持され、中央部において台座部1に架け渡されるとともに、赤外線の輻射を受光する受光部とを構成している。すなわち、本実施形態のサーモパイル型赤外線センサは、フィルム2の外周部分が台座部15に支持されたメンブレン構造をとっている。
The
図2は、図1(a)の赤外遮へい層6を省略した図である。点線で示された領域が赤外遮へい層6を示している。
FIG. 2 is a diagram in which the
図2に示すように、複数対の膜状熱電対は、第1の薄膜状熱電対材料3及び第2の薄膜状熱電対材料4が交互に直列接続されることでサーモパイルを構成している。具体的に、各膜状熱電対は、一の膜状熱電対における第1の薄膜状熱電対材料3の一端側と、一の膜状熱電対における第2の薄膜状熱電対材料4の一端側とが接続された温接点8がフィルム2の受光部上に配置される一方、一の膜状熱電対における第1の薄膜状熱電対材料3の他端側と、一の膜状熱電対に隣接する膜状熱電対における第2の薄膜状熱電対材料4の他端側とが接続された冷接点7がフィルム2の台座1上に配置されている。これにより、複数の膜状熱電対が直列接続された状態でフィルム2内に埋没されている。
As shown in FIG. 2, the plurality of pairs of film thermocouples form a thermopile by alternately connecting the first thin
そして、複数の膜状熱電対の最終端には、それぞれ出力電極(接続用端子部)14に接続されており、膜状熱電対に発生する電圧は、最終端である出力電極14にて取り出されるようになっている。
The final ends of the plurality of film-shaped thermocouples are connected to output electrodes (connection terminal portions) 14, respectively. The voltage generated in the film-shaped thermocouple is taken out by the
図1に示すように、第1の台座部15と第2の台座部は分割した構造である。また、第1の台座部15および第2の台座部16は、中央に貫通孔を有する矩形枠型形状のものであり、その一方側の開口縁を覆うようにフィルム2が形成されている。また、第1の台座部15は、フィルムの冷接点が配置された部分に配置される。第2の台座部16は、赤外線遮へい層におけるフィルムと対向する面側における外周部分から延出して配置された部分に配置される。また、第2の台座部16は、赤外線遮へい層と熱的に接続する。なお、第1の台座部15および第2の台座部16は、例えば電気的な導電性を有する導電層9上にめっき層が形成されたものや、シリコンで形成されたものなどである。第1の台座部および前記第2の台座部が、めっきで形成される場合、ニッケル、金、白金、ロジウム、鉄、パラジウム、銅から選ばれる材料、またはこれらから選ばれる材料を主成分とする材料で形成することができる。また、第1の台座部15とフィルム2との間、および第2の台座部16と赤外線遮へい層6との間には導電層9が形成されている。導電層9は、フィルムおよび赤外遮へい層のフィルムと対向する面に形成される。
As shown in FIG. 1, the
また、フィルムのサーモパイル側の面の冷接点7が配置された部分に絶縁層5が形成されている。絶縁層5上には、赤外線遮へい部6が形成されている。また、赤外線遮へい層は、フィルムの外周部分から延出して配置されている。絶縁層5は、例えば紫外線硬化型のエポキシ系フォトレジストで形成される。赤外線遮へい層(赤外線反射層)は、めっきで形成された場合、ニッケル、金、白金から選ばれる材料、またはこれらから選ばれる材料を主成分とする材料で形成することができる。
In addition, an insulating
赤外線遮へい層6は、赤外線を反射することで遮へいする赤外線反射層、または赤外線を吸収することで遮へいする赤外線吸収層のいずれかで構成されている。赤外線遮へい層(赤外線反射層)は、スパッタリングで形成された場合、AlやAgなどの材料で形成することができる。赤外線遮へい層(赤外線吸収層)は、真空蒸着法で形成された場合、金黒等の材料で形成することができる。赤外線遮へい層(赤外線吸収層)は、スパッタリングで形成された場合、NiCrなどの材料で形成することができる。なお、フィルム2の材料に紫外線硬化型のエポキシ系フォトレジストを用いた場合、熱的な絶縁性も有する。そのため、冷接点と第2の台座部とをさらに熱絶縁することが可能である。
The
なお、図1では、フィルムのサーモパイル側の面が同一平面に形成されているが、製造方法によっては、同一平面に形成されない場合がある。 In FIG. 1, the surface on the thermopile side of the film is formed on the same plane, but depending on the manufacturing method, it may not be formed on the same plane.
次に、このような構成からなるサーモパイル型赤外線センサ1の製造方法について説明する。図3から図10は、サーモパイル型赤外線センサの製造方法を示す工程図である。
Next, the manufacturing method of the thermopile type
図3は剥離層11を形成する剥離層形成工程を示めしている。
まず図3(a)に示すシリコンウエハからなる基板10を用意する。なお、基板10の材料は、シリコンに限らず、金属、ガラス、セラミックス等を用いることが可能である。
図3(b)、図3(c)は基板10上に剥離層11を形成する工程を示す図である。
図3(b)の工程では、基板10上に赤外線センサを基板10から容易に引き剥がすことができる剥離層11として、銅薄膜等を真空蒸着法により形成する。
FIG. 3 shows a release layer forming step for forming the
First, a
FIG. 3B and FIG. 3C are diagrams showing a process of forming the
In the step of FIG. 3B, a copper thin film or the like is formed on the
さらに、図3(c)の工程では、図3(b)の工程で形成した剥離層11上にマスク等を用いてさらに剥離層11を基板の中央部に図3(b)と同様に形成する。これにより、基板10上に形成された剥離層11は凸状に構成される。この工程により、後述する赤外線遮へい層、絶縁層を形成しない領域を形成することができる。
Further, in the step of FIG. 3C, a
図4は、赤外線遮へい層を形成する赤外線遮へい層パターン形成工程を示している。
図4(a)に示すように、ポジ型フォトレジスト等により、赤外線遮へい層6を形成する部分に開口部を有するフォトレジスト層12を形成する。具体的には、剥離層11の外周部及び基板10の中央部に形成された剥離層11上、すなわち剥離層の凸部分の上に形成する。これにより、基板10の中央部の剥離層11またはフォトレジスト層12と剥離層11の外周部との間に開口部が形成される。
FIG. 4 shows an infrared shielding layer pattern forming process for forming an infrared shielding layer.
As shown in FIG. 4A, a
次いで、図4(b)に示すように、電気めっき法により開口部に赤外線遮へい層6を形成する。図4(a)において、基板10の中央部の剥離層11および剥離層11の外周部にフォトレジスト層12を形成しているため、この部分には赤外線遮へい層6が形成されず、開口部のみに形成することができる。なお、赤外遮へい層6は、スパッタ、真空蒸着等でも形成できる。
Next, as shown in FIG. 4B, an
その後、図4(c)に示すように、フォトレジスト層12をエッチングにより剥離する。
赤外線遮へい層6は、赤外線を反射することで遮へいする赤外線反射層、または赤外線を吸収することで遮へいする赤外線吸収層のいずれかで構成されている。
Thereafter, as shown in FIG. 4C, the
The
図5は、絶縁層5を形成する絶縁層形成工程を示している。
図5に示すように、電気的に絶縁性を有する材料、例えば紫外線硬化型のエポキシ系フォトレジストをスピンコート法により塗布しフォトレジスト層を形成する。その後、フォトレジスト層に対して露光、現像を行うことによりセンサの平面視の外形を形成するようにパターニングし、絶縁層5を形成する。なお、絶縁層5はポリイミド等を用いても構わない。なお、紫外線硬化型のエポキシ系フォトレジストなど熱的に絶縁性を有する材料を用いることで、冷接点へ熱を伝え難くすることが可能である。
FIG. 5 shows an insulating layer forming step for forming the insulating
As shown in FIG. 5, an electrically insulating material, for example, an ultraviolet curable epoxy photoresist is applied by spin coating to form a photoresist layer. Thereafter, exposure and development are performed on the photoresist layer so as to form an outer shape of the sensor in plan view, thereby forming the insulating
図6は、第1の薄膜状熱電対材料3及び第2の薄膜状熱電対材料4からなる薄膜パターンを形成し、サーモパイルを形成するサーモパイル形成工程を示している。
FIG. 6 shows a thermopile forming step of forming a thermopile by forming a thin film pattern made of the first thin
図6(a)の工程では、第1の薄膜状熱電対材料3を絶縁層5及び剥離層11上にスパッタリング等の真空成膜技術を用いて成膜し第1の薄膜パターンを形成する。
In the step of FIG. 6A, the first thin
さらに、図6(b)の工程で不要部分にマスクを行い、第2の薄膜状熱電対材料4を第1の薄膜状熱電対材料3、絶縁層5、及び剥離層上に図6(a)と同様の方法を用いて成膜し、第2の薄膜パターンを形成する。成膜後、マスクにエッチングを施し、さらに、第1の薄膜状熱電対材料3及び第2の薄膜状熱電対材料4、すなわち前記第1の薄膜パターンと前記第2の薄膜パターンとの熱電対接点である冷接点7及び温接点8を形成する。第1の薄膜状熱電対材料3と第2の薄膜状熱電対材料4の熱電材料はNiとAuなど様々な熱電材料の組み合わせが可能である。
Further, unnecessary portions are masked in the step of FIG. 6B, and the second thin
さらに、膜状熱電対と同じ材料を用いて図2に記載した出力電極14を構成することで、膜状熱電対の形成工程と同時に出力電極14を形成することができる。よって、サーモパイル型赤外線センサを配線基板に実装する際、出力電極14と配線基板の電極パッドとをワイヤボンディングや導電性物質で電気的に接続するために、別途、出力電極を形成する必要が無い。そのため、実装面積を小さくすることができ、小型のサーモパイル型赤外線センサを提供できる。
Furthermore, by forming the
図7は、フィルム2を形成するフィルム層形成工程を示している。
図7に示すように、紫外線硬化型のエポキシ系フォトレジストを剥離層11、赤外線遮へい層6、絶縁層5、第1の薄膜状熱電対材料3及び第2の薄膜状熱電対材料4を覆うようにスピンコート法により塗布し、フォトレジスト層を形成する。なお、フィルムは、電気的に絶縁性を有し、樹脂を主成分とする材料で形成することが可能である。その後、フォトレジスト層に対して露光、現像を行う。この工程で、フォトレジスト層のうち、剥離層11及び赤外線遮へい層6のうち外周部分、すなわちセンサの外周部分を構成する部分を除去する。これにより、残ったフォトレジスト層がフィルム2を形成することになる。このとき、薄膜状熱電対材料3,4及び出力電極14(図2)は、絶縁性フィルム2内に埋没することとなる。なお、フィルム2はポリイミド等を用いても構わない。また、これにより、赤外線遮へい層6は、フィルムの外周部分から延出して配置される部分を有している。
FIG. 7 shows a film layer forming step for forming the
As shown in FIG. 7, an ultraviolet curable epoxy-type photoresist covers the
図8、図9は、膜状熱電対の冷接点7からの熱を放熱し、温接点8の温度を一定に保つための台座部15、16を形成する台座部形成工程を示している。
FIGS. 8 and 9 show a pedestal forming process for forming
図8(a)はフィルム2上に電気的に導電性を有する導電層9を形成する工程を示す図である。この工程に置いて、スパッタリング等によりクロム、銅薄膜を順次形成することによりフィルム2上に導電層9を形成する。
FIG. 8A is a diagram showing a process of forming the electrically
図8(b)は、導電層9上にフォトレジスト層17を形成する工程を示す図である。この工程では、導電層9上にドライフィルムフォトレジストにより第1の台座部15、第2の台座部16となる部分に開口部を有するフォトレジスト層17を形成する。具体的にはフォトレジスト層17は、導電層9上の基板の端の部分、導電層9上のフィルム2の端の部分、および導電層9上のフィルム2の中央部に形成される。よって、開口部は、フィルムにおいて冷接点が配置された部分と、赤外線遮へい層のうちフィルムの外周部分から延出して配置された部分に形成されている。
FIG. 8B is a diagram illustrating a process of forming a
図8(c)は、導電層9上の露出している部分にニッケルめっき層を形成する工程を示す図である。この工程では、導電層9を利用して、電気めっき法により30μmの厚みを有するニッケルめっき層(第1の台座部15、第2の台座部16)を形成する。なお、赤外線遮へい層6が導電性を有している場合、赤外線遮へい層6上に導電層9を形成しなくても第2の台座部16を形成することができる。
FIG. 8C is a diagram showing a process of forming a nickel plating layer on the exposed portion on the
図9(a)は、フォトレジスト層17を剥離する工程を示す図である。図7の工程後、図9(a)に示すように、フォトレジスト層17をエッチングにより剥離する。
FIG. 9A is a diagram illustrating a process of removing the
図9(b)は、導電層9の一部を除去し、第1の台座部15と第2の台座部16を熱的に絶縁する工程を示す図である。図9(b)に示すように、ニッケルめっき層(第1の台座部15、第2の台座部16)をマスキング層として、導電層9のうちニッケルめっき層を形成していない、すなわち露出している部分をエッチングにより除去する。これにより、熱的に絶縁された第1の台座部15及び第2の台座部16を形成する。この工程で、フィルム2内に複数の膜状熱電対及び出力電極14(図2)と、第1の台座部15及び第2の台座部16とを有するセンサ本体部分が剥離層11上に形成される。
FIG. 9B is a diagram showing a process of removing a part of the
図10は、基板10と剥離層11の界面からセンサ本体部を引き剥がす工程と、剥離層11をエッチングにより除去する剥離工程を示している。
FIG. 10 shows a step of peeling the sensor body from the interface between the
図10(a)は、剥離層11の一部を除去する工程を示す図である。図10(a)に示すように、基板の外周部分において、剥離層の表面を露出している部分をエッチングにより除去する。
FIG. 10A is a diagram illustrating a process of removing a part of the
図10(b)は、基板10を剥離層11から剥離する工程を示す図である。図10(b)に示すように、基板10を剥離層11との界面で引き剥がす。
FIG. 10B is a diagram illustrating a process of peeling the
図10(c)は、剥離層11を除去する工程である。図10(c)に示すように、エッチングにより剥離層11を除去することにより、膜状熱電対及び出力電極14(図2)がフィルム2に埋没したサーモパイル型赤外線センサ1が作製される。
FIG. 10C is a process of removing the
以上のように作製されたサーモパイル型赤外線センサ1は、温接点8が配置された受光部と、冷接点7が配置された放熱部とが熱伝導率の低いエポキシ樹脂等からなる絶縁性フィルム2であることから、冷接点7と温接点8との間に大きな温度差を作ることができる。これにより、出力電圧をより高くすることができる。同時に、膜状熱電対や出力電極14がフィルム2に埋没されているため、フィルム2の受光部表面は平坦面となる。そのため、受光部の温度均一性が高まり、安定的な出力を与えることができるサーモパイル型赤外線センサ1を提供できる。さらに、フィルム2の凹凸による放熱が最小化できるため、さらに感度を向上させることができる。
The thermopile
また、第1の台座部15を金属材料で形成することで、フィルム2の放熱部がフィルム2に対して十分熱伝導性が良い第1の台座部15に支持されることになる。その結果、温度上昇を極力避ける必要がある膜状熱電対の冷接点7から第1の台座部15を伝って熱が放熱され易くなるため、冷接点7の放熱効果が高まる。これにより、冷接点7の温度上昇を防ぐことができるので、冷接点7と温接点8との温度差を大きくすることができ、膜状熱電対の起電力を大きくすることができる。
Further, by forming the
また、前記フィルム2における前記熱電対の冷接点7側と重なる領域に赤外遮へい層6が配置される構成とした。この赤外遮へい層6により、被測定物から照射される温接点8側領域に吸収されるべき赤外線の一部が赤外遮へい層6によって吸収することにより生じた熱は、赤外遮へい層6と第2の台座部16が金属で接続されることにより効率よく放熱される。さらに、台座部は冷接点下に配置された第1の台座部15と赤外線遮へい層下に配置され、第1の台座部15と熱絶縁された第2の台座部16とに分割している。これにより、赤外線による冷接点7の温度上昇を防ぎ、サーモパイルの感度をさらに向上させることができる。 なお、本実施形態において、剥離層11を形成したが、剥離層11を形成せずに基板に直接赤外線遮へい層等を形成して、製造された赤外線センサを基板から剥離してもよい。
In addition, an
図11は、第一実施形態におけるサーモパイル型赤外線センサモジュール20の断面を示したものである。図11に示すように、サーモパイル型赤外線センサ1の第1の台座部15と第2の台座部16とがはんだ21付けにより実装され、サーモパイル型赤外線センサ1の第1の台座部15と第2の台座部16と、配線基板23の配線22が熱的に接続されている。これにより、第1の台座部15と第2の台座部16の熱を効率よく配線基板23の配線22に放熱することができる。これにより、他の部品とともに実装することができ、実装工程を簡略化、コストダウンを図ることができる。
FIG. 11 shows a cross section of the thermopile
次に、本発明の第二実施形態におけるサーモパイル型赤外線センサについて説明する。なお、第一実施形態と同様の構成については、その詳細な説明を省略する。第二実施形態におけるサーモパイル型赤外線センサにおいて、第1の台座部、第2の台座部、及び導電層9が異なる点を除き、第一実施形態と同様である。
Next, the thermopile type infrared sensor according to the second embodiment of the present invention will be described. The detailed description of the same configuration as that of the first embodiment is omitted. The thermopile infrared sensor according to the second embodiment is the same as the first embodiment except that the first pedestal part, the second pedestal part, and the
図12は、本発明の第二実施形態におけるサーモパイル型赤外線センサ30の断面を示したものである。
FIG. 12 shows a cross section of the thermopile
図12に示すように、第二実施形態のサーモパイル型赤外線センサ30は、例えば、P型の単結晶Si基板24に支えられた熱を伝え難い絶縁基材25にサーモパイルを有する。サーモパイルは、異種金属3、4の互いの端部を接点として接続した熱電対を複数直列接続して構成される。上記異種金属は、AuとNiなど、組み合わせる金属は様々考えられる。絶縁基材25は、Si基板24のエッチングに耐えるSi3N4を含む薄膜である。前記絶縁基材25の端面に沿って伝熱層26が形成され、伝熱層26と冷接点7側の絶縁層27上には赤外線を遮へいする赤外線遮へい層6が配される。伝熱層26は、スパッタリング等により形成されるNi等の金属である。サーモパイルにおける温接点8側は、絶縁基材25の中央付近にあり、下のSi基板24は熱容量を懸念してエッチング除去される。サーモパイルにおける冷接点7側は、冷接点への熱の流入を懸念して、絶縁基材25の端部に沿った部分のSi基板24をエッチング除去し、Si基板24を2つに分離する。すなわち、分離されたSi基板24は第一実施形態の第1の台座部および第2の台座部に相当する。また、サーモパイルにおける冷接点7側は、絶縁基材25の周辺付近にあり、下のSi基板24は絶縁基材25を支える形態となっている。
As shown in FIG. 12, the thermopile
サーモパイルは、赤外線を透過する絶縁層27により覆われている。温接点8側の絶縁層27上には赤外線を受光する赤外線吸収層13が配される。
The thermopile is covered with an insulating
以上の構造のサーモパイル型赤外線センサ30は、Si基板により第1の台座部および第2の台座部が形成されているため、外部からの赤外線が冷接点7側に照射されても、冷接点7に直接到達することはなく、冷接点7の温度上昇を抑えられ、測定感度が向上する。サーモパイル型赤外線センサ30は、他の製造プロセスで作成されたセンサ素子に、スパッタや、蒸着等の方法で伝熱層26、赤外線遮へい層6を形成させることで同構造を形成することができる。すなわち本実施形態においても、電気的に絶縁性を有するフィルムと、フィルムの一方の面側に配置されたサーモパイルと、フィルムの一部を覆う赤外線遮へい層と、フィルムを支持する台座部と、を備えたサーモパイル型赤外線センサにおいて、フィルムは、樹脂を主成分とする材料で構成され、サーモパイルは、一部または全体が前記フィルムに埋没し、前記フィルムの面方向に沿って直列に接合された複数の膜状熱電対からなり、膜状熱電対は、互いに接合された2種類の膜状材料からなり、複数の膜状熱電対のうち、一の膜状熱電対における第1の膜状材料との一端側と、一の膜状材料における第2の膜状材料の一端側とを接続した温接点を前記フィルムの中央部に配置するとともに、一の膜状熱電対における第1の膜状材料の他端側と、一の膜状熱電対に隣接する膜状熱電対における第2の膜状材料の他端側とを接続した冷接点をフィルムの外周部分に配置し、赤外線遮へい層は、フィルムの一方の面側において冷接点を、フィルムの一方の面の外周部分に形成された絶縁層を介して覆うとともに、フィルムの外周部分から延出して配置され、台座部は、前記フィルムの他方の面側における冷接点が配置された部分に配置された第1の台座部と、赤外線遮へい層におけるフィルムと対向する面側における外周部分から延出して配置された部分に配置され、第1の台座部と熱的に絶縁されるとともに、赤外線遮へい層と熱的に接続する第2の台座部と、で構成されている。
In the thermopile
次に、本発明の第三実施形態におけるサーモパイル型赤外線センサについて説明する。
図13は、第三実施形態におけるサーモパイル型赤外線センサ40の断面を示したものである。なお、第一実施形態と同様の構成については、その詳細な説明を省略する。第三実施形態におけるサーモパイル型赤外線センサにおいて、フィルムの第1の台座部15が形成された側の面における温接点が形成された部分に、赤外線吸収層13が形成されていることを除き、第一実施形態と同様である。
Next, the thermopile type infrared sensor according to the third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 13 shows a cross section of the thermopile
図13に示すように、第三実施形態におけるサーモパイル型赤外線センサにおいて、フィルムの第1の台座部15が形成された側の面における温接点が形成された部分に、赤外線吸収層13が形成されている。赤外線吸収層13は、スパッタリングや真空蒸着等で形成するNiCr合金や金黒等である。被測定物から照射される赤外線が赤外吸収膜13によって吸収されることになる。そのため、赤外吸収膜で吸収した赤外線によって、熱電対の温接点8側を速やかに温度上昇させることができる。これにより、サーモパイルの感度をさらに向上させることができる。
As shown in FIG. 13, in the thermopile type infrared sensor according to the third embodiment, the
1、30、40、100 サーモパイル型赤外線センサ
2 フィルム
3、 103 第一熱電材料
4、 104 第二熱電材料
5、 27、 102 絶縁層
6、 106 赤外線遮へい層
7、 107 冷接点
8、 108 温接点
9 導電層
10、 101 基板
11 剥離層
12、17 フォトレジスト層
13、113 赤外線吸収層
14 出力電極
15、16 台座部(金属)
20 サーモパイル型赤外線センサモジュール
21 はんだ
22 配線
23 配線基板
24 Si基板
25 絶縁基材
26 伝熱層
105 保護膜
1, 30, 40, 100 Thermopile
20 Thermopile
Claims (15)
前記フィルムは、樹脂を主成分とする材料で構成され、
前記サーモパイルは、一部または全体が前記フィルムに埋没し、前記フィルムの面方向に沿って直列に接合された複数の膜状熱電対からなり、
前記膜状熱電対は、互いに接合された2種類の膜状材料からなり、前記複数の膜状熱電対のうち、一の膜状熱電対における第1の膜状材料との一端側と、前記一の膜状材料における第2の膜状材料の一端側とを接続した温接点を前記フィルムの中央部側に配置するとともに、前記一の膜状熱電対における第1の膜状材料の他端側と、前記一の膜状熱電対に隣接する膜状熱電対における前記第2の膜状材料の他端側とを接続した冷接点を前記フィルムの外周部分に配置し、
前記赤外線遮へい層は、前記フィルムの一方の面側において前記冷接点を、前記フィルムの一方の面の外周部分に形成された絶縁層を介して覆うとともに、前記フィルムの外周部分から延出して配置され、
前記台座部は、前記フィルムの他方の面側における前記冷接点が配置された部分に配置された第1の台座部と、前記赤外線遮へい層における前記フィルムと対向する面側における外周部分から延出して配置された部分に配置され、前記第1の台座部と熱的に絶縁されるとともに、前記赤外線遮へい層と熱的に接続する第2の台座部と、で構成されることを特徴とするサーモパイル型赤外線センサ。 A thermopile type comprising an electrically insulating film, a thermopile disposed on one surface of the film, an infrared shielding layer covering a part of the film, and a pedestal for supporting the film. In infrared sensor,
The film is composed of a resin-based material,
The thermopile is composed of a plurality of film-like thermocouples that are partly or wholly embedded in the film and joined in series along the surface direction of the film,
The film-shaped thermocouple is composed of two kinds of film-shaped materials joined to each other, and one end side of the film-shaped thermocouple with the first film-shaped material in one film-shaped thermocouple, A hot junction connecting one end side of the second film-like material in one film-like material is arranged on the center side of the film, and the other end of the first film-like material in the one film-like thermocouple A cold junction connecting the side and the other end of the second film material in the film thermocouple adjacent to the one film thermocouple is disposed on the outer peripheral portion of the film,
The infrared shielding layer covers the cold junction on one surface side of the film via an insulating layer formed on the outer peripheral portion of the one surface of the film, and extends from the outer peripheral portion of the film. And
The pedestal portion extends from a first pedestal portion disposed at a portion where the cold junction is disposed on the other surface side of the film, and an outer peripheral portion on a surface side facing the film in the infrared shielding layer. And a second pedestal portion that is thermally insulated from the first pedestal portion and thermally connected to the infrared shielding layer. Thermopile type infrared sensor.
前記赤外線遮へい層上の一部に、絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
前記絶縁層上及び前記基板上に、膜状熱電対を構成する第1の材料からなる第1の薄膜パターンを形成し、前記膜状熱電対を構成する第2の材料からなり、前記第1の薄膜パターンと接合する第2薄膜パターンを形成するとともに、前記第1の薄膜パターンと前記第2の薄膜パターンとの接点である温接点および冷接点をそれぞれ前記基板上および前記絶縁層上に形成してサーモパイルを形成するサーモパイル形成工程と、
前記サーモパイルを覆うように、電気的に絶縁性を有する樹脂を主成分とするフィルムを形成するフィルム層形成工程と、
前記フィルムの前記冷接点が配置された部分に第1の台座部を形成し、前記赤外線遮へい層の露出した部分に第2の台座部を形成する台座部形成工程と、
前記基板を剥離する剥離工程と、
を備えていることを特徴とするサーモパイル型赤外線センサの製造方法。 An infrared shielding layer forming step for forming an infrared shielding layer on the outer peripheral portion of the substrate;
An insulating layer forming step of forming an insulating layer on a part of the infrared shielding layer;
On the insulating layer and the substrate, a first thin film pattern made of a first material constituting a film-shaped thermocouple is formed, and made of a second material constituting the film-shaped thermocouple, the first Forming a second thin film pattern to be joined to the thin film pattern, and forming a hot contact point and a cold contact point as a contact point between the first thin film pattern and the second thin film pattern on the substrate and the insulating layer, respectively. A thermopile forming step of forming a thermopile,
A film layer forming step of forming a film mainly composed of an electrically insulating resin so as to cover the thermopile;
Forming a first pedestal portion in the portion of the film where the cold junction is disposed, and forming a second pedestal portion in the exposed portion of the infrared shielding layer; and
A peeling step of peeling the substrate;
A method for manufacturing a thermopile type infrared sensor.
前記剥離層の外周部分に、赤外線遮へい層を形成する赤外線遮へい層形成工程と、
前記赤外線遮へい層上の前記剥離層の中央部側に、絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
前記絶縁層上及び前記剥離層上に、膜状熱電対を構成する第1の材料からなる第1の薄膜パターンを形成し、前記膜状熱電対を構成する第2の材料からなり、前記第1の薄膜パターンと接合する第2薄膜パターンを形成するとともに、前記第1の薄膜パターンと前記第2の薄膜パターンとの接点である温接点および冷接点をそれぞれ前記剥離層上および前記絶縁層上に形成してサーモパイルを形成するサーモパイル形成工程と、
前記サーモパイルを覆うように、電気的に絶縁性を有する樹脂を主成分とするフィルムを形成するフィルム層形成工程と、
前記フィルムの前記冷接点が配置された部分に第1の台座部を形成し、前記赤外線遮へい層の露出した部分に第2の台座部を形成する台座部形成工程と、
前記剥離層を除去する剥離工程と、
を備えていることを特徴とするサーモパイル型赤外線センサの製造方法。 A release layer forming step of forming a release layer on the substrate;
An infrared shielding layer forming step of forming an infrared shielding layer on the outer peripheral portion of the release layer; and
An insulating layer forming step of forming an insulating layer on the central side of the release layer on the infrared shielding layer;
On the insulating layer and the release layer, a first thin film pattern made of a first material constituting a film-like thermocouple is formed, and made of a second material constituting the film-like thermocouple, Forming a second thin film pattern to be bonded to one thin film pattern, and forming a hot contact point and a cold contact point, which are contacts between the first thin film pattern and the second thin film pattern, on the release layer and the insulating layer, respectively Forming a thermopile to form a thermopile;
A film layer forming step of forming a film mainly composed of an electrically insulating resin so as to cover the thermopile;
Forming a first pedestal portion in the portion of the film where the cold junction is disposed, and forming a second pedestal portion in the exposed portion of the infrared shielding layer; and
A peeling step for removing the release layer;
A method for manufacturing a thermopile type infrared sensor.
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