紅外探測器金屬、陶瓷和晶圓級封裝工藝對比

當(dāng)前紅外熱成像行業(yè)內(nèi)非制冷紅外探測器的封裝工藝主要有金屬封裝、陶瓷封裝、晶圓級封裝三種形式。

金屬封裝是業(yè)內(nèi)最早的封裝形式。 金屬封裝非制冷紅外探測器制作工藝上，首先對讀出電路的晶圓片進(jìn)行加工，在讀出電路預(yù)留的接口處進(jìn)行MEMS微橋結(jié)構(gòu)的生長，隨后進(jìn)行劃片，將整個(gè)晶圓片上的探測器芯片切割成獨(dú)立的單元，然后將每個(gè)單元與金屬管殼、TEC、吸氣劑以及紅外保護(hù)窗口等部件在特殊環(huán)境下進(jìn)行結(jié)合，完成真空封裝和相關(guān)測試。金屬封裝紅外探測器的成像更穩(wěn)定，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，可靠性好，但其零部件材料昂貴，制造成本較高，特殊用途使用較多。

陶瓷紅外探測器封裝工藝過程與金屬封裝類似，是較為成熟的一種紅外探測器封裝技術(shù)，相比金屬封裝探測器其封裝后的體積和重量會有較大程度減輕。原材料成本和制造成本上都比傳統(tǒng)的金屬管殼封裝有所降低，適合大批量電子元器件的生產(chǎn)。陶瓷管殼封裝技術(shù)的發(fā)展得益于目前讀出電路性能的提升，以及日趨完善的無TEC技術(shù)，省去TEC可以減小對封裝管殼體積的要求并降低成本，更為民品的專用市場所青睞，但是仍然無法滿足智能家居以及消費(fèi)電子等新興領(lǐng)域的應(yīng)用需求。

晶圓級封裝是近幾年才日趨成熟的一種封裝形式，其封裝難度最高，工藝最為復(fù)雜，需要制造與微測輻射熱計(jì)晶圓相對應(yīng)的另一片硅窗晶圓，微測輻射熱計(jì)晶圓與硅窗晶圓通過精密對位，紅外探測器芯片與硅窗一一對準(zhǔn)，在真空腔體內(nèi)通過焊料環(huán)焊接在一起，最后再裂片成為一個(gè)個(gè)真空密閉的晶圓級紅外探測器。從工藝上來講，晶圓級紅外探測器可以做到體積更小，效率更高，產(chǎn)量更高，成本更低，可以用在軍品、民品，也可以廣泛應(yīng)用于消費(fèi)品領(lǐng)域，讓紅外熱成像技術(shù)走入尋常百姓家成為可能。