Brevet FR2884054A1 — publié le 20061006

CAPTEUR-IMAGEUR INFRAROUGE ET PROCEDE D'ENCAPSULAGE SOUS VIDE. DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un capteur-imageur infrarouge et un procédé 10 de fabrication, et plus particulièrement, d'un capteur-imageur infrarouge encapsulé sous vide et son procédé de fabrication. ÉTAT DE L'ART 15 Avec le progrès rapide de l'industrie du semi-conducteur et de la technologie électronique, la technique de fabrication du capteurimageur infrarouge est également avancée en conséquence. Le capteurimageur infrarouge non seulement peut être appliqué en science médicale, telle que la mesure de la température du corps, mais également peut être appliqué dans des buts scientifiques, commerciaux et militaires, tels que la détection de laser, les guidages de missile, les spectromètres infrarouges, les télécommandes, les dispositifs de sécurité et la détection thermique d'image. Le capteur-imageur infrarouge peut être classifié principalement dans un type thermique et un type de photon, où le capteur-imageur infrarouge du type thermique est relativement commode pour l'usage, de sorte qu'il soit plus populaire dans des applications usuelles. Généralement, le capteur-imageur infrarouge du type thermique est opérationnel à environ à la température ambiante, et en raison de la conductibilité de la chaleur d'air, la chaleur communiquée d'une source de chaleur de cible au capteur est perdue davantage, de sorte qu'une puce d'imageur infrarouge doit être étroitement encapsulée sous vide pour la sensibilité croissante, où un dégazeur est fréquemment appliqué à l'encapsulage sous vide pour assurer un certain degré à long terme. Pour maintenir le fonctionnement normal du capteur-imageur infrarouge, un refroidisseur thermoélectrique est souvent utilisé dans l'emballage comme stabilisateur de la température, effectuant de ce fait le contrôle de stabilité de température. Le procédé d'encapsulage conventionnel pour le capteur-imageur infrarouge du type thermique est exécuté généralement en utilisant un support en céramique et un filtre d'infrarouge, où une puce d'imageur infrarouge est fixe sur un stabilisateur thermoélectrique de la température, et le stabilisateur thermoélectrique de la température est fixe sur le support en céramique. Après que le support en céramique et le filtre d'infrarouge sont scellés, l'intérieur de l'emballage est mis sous vide par l'intermédiaire d'une conduite aspirante connectée au support en céramique. Après que l'état sous vide dans l'emballage soit atteint, la conduite aspirante est scellée, où un dégazeur est placé à l'avance dans la conduite aspirante pour maintenir l'état sous vide dans le capteur. Par conséquent, le procédé d'encapsulage conventionnel pour le capteurimageur infrarouge du type thermique doit effectuer un procédé sous vide après que le procédé d'encapsulage soit fait, et puis sceller la conduite aspirante, ainsi non seulement résultant en des phases de processus compliquées, mais causant également la quantité de dégazeur d'être limité au volume de la conduite aspirante, puisque le dégazeur est complété dans la conduite aspirante. Si la quantité de dégazeur n'est pas suffisante, la sensibilité du capteur-imageur infrarouge et le degré de l'état sous vide dans le capteur seront affectés sensiblement. RESUME DE LA PRÉSENTE INVENTION 25 Au vu de l'état de l'art précédent, le capteur-imageur infrarouge doit être maintenu à un certain degré sous vide afin d'assurer le fonctionnement normal. Le procédé d'encapsulage conventionnel de capteur-imageur infrarouge non seulement a compliqué le procédé, mais également la quantité de répartition de son dégazeur est limitée par la taille, de la conduite aspirante, ainsi résultant en un goulot d'étranglement pour maintenir le degré de l'état sous vide dans le capteur-imageur infrarouge. Un aspect de la présente invention est de fournir un capteur-imageur infrarouge et un procédé d'encapsulage sous vide en simplifiant de ce fait le procédé d'encapsulage pour le capteur-imageur infrarouge. Un autre aspect de la présente invention est de fournir un capteurimageur infrarouge et un procédé d'encapsulage sous vide en chargeant correctement dans le capteur-imageur infrarouge, en augmentant de ce fait la quantité de répartition du dégazeur afin de répondre à l'exigence du degré sous vide requis par le capteur-imageur infrarouge. Un autre aspect de la présente invention est de fournir un capteurimageur infrarouge et un procédé d'encapsulage sous vide en utilisant des composants et des procédés d'encapsulage sous vide de trois-pièce, en chargeant de ce fait non seulement correctement le dégazeur dans le capteur-imageur infrarouge, mais en exécutant également commodément l'encapsulage sous vide pour le capteurimageur infrarouge, afin de favoriser effectivement la durée de vie de sensibilité et d'utilisation pour le capteur-imageur infrarouge. Pour réaliser les aspects mentionnés ci-dessus, la présente invention fournit un capteur-imageur infrarouge comportant un support en céramique, un couvercle en métal et un filtre d'infrarouge, où une puce d'imageur infrarouge est attachée sur le support en céramique, et le couvercle en métal ayant une ouverture permise pour s'allumer, et un dégazeur est déposé sur une surface intérieure du couvercle en métal, et le filtre d'infrarouge est utilisé pour sceller l'ouverture du couvercle en métal. Le capteur-imageur infrarouge comporte en outre un stabilisateur thermoélectrique de la température, où le stabilisateur thermoélectrique de la température est installé entre le support en céramique et la puce d'imageur infrarouge, ou sous le support en céramique. Quand le stabilisateur thermoélectrique de la température est installé sous le support en céramique, le stabilisateur thermoélectrique de la température est attaché de préférence sous le support en céramique en atmosphère, après que le capteur-imageur infrarouge soit encapsulé sous vide. Le filtre d'infrarouge mentionné ci-dessus a en outre une couche d'antiréflexion utilisée pour abaisser le facteur de réflexion du rayon infrarouge et favorisant le rapport de pénétration du rayon infrarouge, où le support en céramique, le couvercle en métal et le filtre d'infrarouge sont situés dans une chambre sous vide, et sont respectivement chauffés afin d'activer le dégazeur et souder ensemble le support en céramique, le couvercle en métal et le filtre d'infrarouge. Puisque le dégazeur est complété dans la surface intérieure du couvercle en métal, de sorte que non seulement la lecture de l'image infrarouge ne soit pas affectée, mais également la zone d'adaptation du dégazeur peut être effectivement augmentée, en augmentant de ce fait la quantité de répartition du dégazeur. La présente invention révèle également un procédé d'encapsulage sous vide de capteur-imageur infrarouge, le procédé comportant les phases suivantes. Un support en céramique, un couvercle en métal et un filtre d'infrarouge sont fournis, où une puce d'imageur infrarouge est attachée sur le support en céramique, le couvercle en métal ayant une ouverture permise pour s'allumer, et un dégazeur est déposé sur une surface intérieure du couvercle en métal. Le filtre d'infrarouge est de préférence un filtre d'infrarouge ayant une couche d'anti-réflexion utilisée pour abaisser le facteur de réflexion et favoriser le rapport de pénétration pour le rayon infrarouge. Le support en céramique, le couvercle en métal et le filtre d'infrarouge sont placés dans une chambre sous vide, et sont respectivement chauffés afin d'activer le dégazeur et souder ensemble le support en céramique, le couvercle en métal et le filtre d'infrarouge. Le capteur-imageur infrarouge peut être encore couplé à un stabilisateur thermoélectrique de la température, par exemple, le stabilisateur thermoélectrique de la température est installé entre le support en céramique et le puce d'imageur infrarouge, ou sous le support en céramique. Par conséquent, le capteur-imageur infrarouge et le procédé d'encapsulage sous vide de la présente invention peuvent effectivement: simplifier le procédé d'encapsulage pour le capteur-imageur infrarouge; peut charger correctement le dégazeur dans une surface intérieure du couvercle en métal, de sorte que non seulement la lecture de l'image infrarouge ne soit pas affectée, mais également la quantité de répartition du dégazeur puisse être effectivement augmentée, en permettant de ce fait au capteur- imageur infrarouge de répondre à l'exigence du degré sous vide requis par le capteur-imageur infrarouge, en favorisant en outre la durée de vie de sensibilité et d'utilisation pour le capteur-imageur infrarouge. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les aspects antérieurs et plusieurs des avantages attendues de cette invention deviendront plus promptement appréciés comme les mêmes deviennent mieux compris en se référant à la description détaillée suivante, une fois pris conjointement avec les figures d'accompagnement, où : La figure 1 est un diagramme du schéma 3-D indiquant les composants d'un capteur-imageur infrarouge selon la présente invention; La figure 2 est une vue schématique indiquant un capteur-imageur infrarouge selon un mode de réalisation de la présente invention; et La figure 3 est une vue schématique indiquant un capteur-imageur infrarouge selon l'autre mode de réalisation de la présente invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Le capteur-imageur infrarouge et le procédé d'encapsulage sous vide selon la présente invention non seulement peuvent effectivement simplifier le procédé d'encapsulage pour le capteur-imageur infrarouge, mais également peuvent correctement charger le dégazeur dans le capteur-imageur infrarouge, permettant de ce fait au capteur-imageur infrarouge de répondre à l'exigence du degré sous vide requis par le capteur-imageur infrarouge, favorisant en outre la durée de vie de sensibilité et d'utilisation pour le capteur-imageur infrarouge. Ci-après, les dispositifs et l'esprit de la présente invention sont expliqués en se rapportant aux figures relatives, selon des modes de réalisation préférés de la présente invention. En référence à la figure 1, la figure 1 est un diagramme du schéma 3-D indiquant les composants d'un capteur-imageur infrarouge selon la présente invention. Comme indiqué dans la figure 1, un capteur-imageur infrarouge (100) de la présente invention comporte un filtre (140), un couvercle (130), un support (120) et un stabilisateur thermoélectrique de la température (110), où le filtre (140) situé sur le couvercle (130) est utilisé pour fermer une ouverture (134) du couvercle (130), en maintenant de ce fait le degré sous vide dans le capteurimageur infrarouge (100), et en attendant la fourniture de la pénétration de rayon infrarouge, de sorte qu'une puce d'imageur infrarouge (124) installée sur le support (120) puisse exécuter la lecture de l'image infrarouge. Le filtre d'infrarouge (140) est de préférence un filtre d'infrarouge ayant une couche d'antiréflexion utilisée pour abaisser le facteur de réflexion et favoriser le facteur de pénétration pour le rayon infrarouge. Le stabilisateur thermoélectrique de la température (110) est installé sous le support (120) pour fournir la stabilité de la température de fonctionnement au capteur-imageur infrarouge (100), où une structure de broche et de plaquette (122) est utilisée pour connecter électriquement la puce d'imageur infrarouge (124) installée sur le support (120) sur les circuits électriques externes. L'intérieur du couvercle (130) est déposé avec un dégazeur (132), de sorte qu'après que le capteur-imageur infrarouge (100) soit soudé et encapsulé, le degré sous vide à l'intérieur de l'emballage puisse être effectivement maintenu et favorisé. En référence à la figure 2, la figure 2 est une vue schématique indiquant un capteur-imageur infrarouge selon un mode de réalisation de la présente invention. Afin d'augmenter la sensibilité pour un capteur-imageur infrarouge du type thermique, une puce d'imageur infrarouge doit être scellée sous vide, et de plus un dégazeur est utilisé pour assurer la condition requise du degré sous vide à long terme. Dans le capteur-imageur infrarouge de la présente invention, une puce d'imageur infrarouge (240) est d'abord fixée sur un support en céramique (210), et des fils (241) sont employés pour connecter électriquement la puce d'imageur infrarouge (240) à une structure de broche et de plaquette (211) placée sur le support en céramique (210). Un dégazeur (221) est déposé dans une surface intérieure d'un couvercle en métal (220), et de préférence, la surface intérieure entière est remplie de dégazeur (221) afin d'augmenter la quantité de répartition de dégazeur (221). Un filtre d'infrarouge (230) est installé sur le couvercle en métal (220) pour permettre au rayon infrarouge de passer à travers. Pour sceller effectivement la puce d'imageur infrarouge (240) dans le capteur- imageur infrarouge de la présente invention et pour maintenir correctement le degré sous vide, au début, le support en céramique (210) sur laquelle la puce d'imageur infrarouge (240) a été installée, le couvercle en métal (220) et le filtre d'infrarouge (230) sont placés dans une chambre sous vide, et puis sont respectivement chauffés afin d'activer le dégazeur (221) et de souder ensemble le support en céramique (210), le couvercle en métal (220) et le filtre d'infrarouge (230). Dans le capteur-imageur infrarouge de la présente invention, le support en céramique (210), le couvercle en métal (220) et le filtre d'infrarouge (230) sont chauffés et combinés ensemble, de sorte que le capteur-imageur infrarouge non seulement puisse être brièvement assemblé, le degré sous vide à cet égard peut être effectivement maintenu après que le dégazeur (221) situé à l'intérieur du couvercle en métal (220) est activé. Puisque le dégazeur (221) est correctement chargé à l'intérieur du couvercle en métal (220), le dégazeur (221) peut être attaché à l'intérieur du couvercle en métal (220) avec une plus grande zone, telle que complété l'intérieur du couvercle en métal (220), de sorte que le dégazeur (221) puisse avoir la plus grande efficacité d'absorption de gaz, maintenant de ce fait correctement le degré sous vide dans le capteur-imageur infrarouge. Par conséquent, l'utilisation du capteur-imageur infrarouge de la présente invention est avantageuse en effectuant commodément un procédé d'encapsulage; augmentant effectivement le degré sous vide pour le capteurimageur infrarouge; et augmentant en outre la durée de vie d'utilisation et la sensibilité du capteur-imageur infrarouge. Après que le capteur-imageur infrarouge soit encapsulé, un stabilisateur thermoélectrique de la température (242) est attaché sous le support en céramique (210) pour commander la température de fonctionnement du capteur-imageur infrarouge, permettant de ce fait au capteur-imageur infrarouge d'effectuer stablement la détection. La puissance exigée pour le stabilisateur thermoélectrique de la température (242) est fourni par l'intermédiaire d'un fil (243), et le stabilisateur thermoélectrique de la température (242) est de préférence un refroidisseur thermoélectrique. En référence à la figure 3, la figure 3 est une vue schématique indiquant un capteur-imageur infrarouge selon l'autre mode de réalisation de la présente invention. Comme indiqué dans la figure 3, un stabilisateur thermoélectrique de la température (342) est fixe sur un support en céramique (310), et alors une puce d'imageur infrarouge (340) est attachée sur le stabilisateur thermoélectrique de la température (342) . La puce d'imageur infrarouge (340) est électriquement connectée à une structure de broche et de plaquette (311) placée sur le support en céramique (310) par l'intermédiaire des fils (341), et le stabilisateur thermoélectrique de la température (342) est électriquement connecté à la structure de broche et de plaquette (311) par l'intermédiaire d'un fil (343). Tandis que le capteur-imageur infrarouge est encapsulé, le support en céramique mentionné ci-dessus (310), le couvercle en métal (320) et le filtre d'infrarouge (330) sont d'abord placés dans une chambre sous vide, et ensuite sont respectivement chauffés afin d'activer un dégazeur (321) et souder ensemble le support en céramique (310), le couvercle en métal (320) et le filtre d'infrarouge (330), où le dégazeur (321) est complété sur une surface intérieure du couvercle en métal (320), afin d'augmenter la quantité de répartition de le dégazeur (321) ; pour augmenter le degré sous vide dans le capteur-imageur infrarouge-après encapsulage; et pour augmenter effectivement la durée de vie d'utilisation et la sensibilité du capteur-imageur infrarouge. Par conséquent, l'utilisation du capteur-imageur infrarouge de la présente invention est avantageuse non seulement en effectuant commodément un procédé d'encapsulage, mais également en augmentant effectivement le degré sous vide pour le capteur-imageur infrarouge, et en augmentant en outre effectivement la durée de vie d'utilisation et la sensibilité du capteur-imageur infrarouge. Comme pourra le comprendre l'homme de l'art, les modes de réalisation préférés antérieurs de la présente invention constituent une illustration de la présente invention plutôt qu'une limitation de la présente invention. Il est destiné à couvrir diverses modifications et dispositions semblables incluses dans l'esprit et la portée des revendications en annexe, dont la portée devrait être interprétée de la façon la plus large afin d'entourer toutes les modifications et structures semblables. REVENDICATIONS 1) Dispositif de capteur-imageur infrarouge, comprenant: un support en céramique (210), sur lequel est fixé une plaque de capture d'image infrarouge (240) ; un couvercle en métal (220) muni d'une ouverture laissant passer la lumière, dont une face intérieure est recouverte d'un dégazeur (221) et un filtre infrarouge (230) disposé sur le couvercle en métal (220). 2) Le dispositif de capteur-imageur infrarouge de la revendication 1, comprenant en outre un stabilisateur de température thermoélectrique (242) disposé entre le support en céramique (210) et la plaque de capture d'image infrarouge (240). 3) Le dispositif de capteur-imageur infrarouge de la revendication 1, comprenant en outre un stabilisateur de température thermoélectrique (242) disposé sous le support en céramique (210). 4) Le dispositif de capteur-imageur infrarouge de la revendication 1, où le stabilisateur de température thermoélectrique (242) est fixé sous le support en céramique (210) dans l'air ambiant, après encapsulage sous vide du capteurimageur infrarouge. 5) Le dispositif de capteur-imageur infrarouge de la revendication 1, où le filtre infrarouge (230) a une couche antireflet. 6) Le dispositif de capteur-imageur infrarouge de la revendication 1, où le support en céramique (210), le couvercle en métal (220) et le filtre infrarouge (230) 30 sont encapsulés dans une chambre à vide. 7) Le dispositif de capteur-imageur infrarouge de la revendication 6, où le support en céramique (210), le couvercle en métal (220) et le filtre infrarouge (230) sont respectivement chauffés dans la chambre à vide afin d'activer le dégazeur (221) et souder ensemble le support en céramique (210), le couvercle en métal (220) et le filtre infrarouge (230). - 10- 8) Le dispositif de capteur-imageur infrarouge de la revendication 6, où le dégazeur (221) est déposé sur la face intérieure du couvercle en métal (220) afin d'augmenter la quantité allouée de dégazeur (221). 9) Procédé d'encapsulage sous vide de capteur-imageur infrarouge, comprenant les étapes suivantes: mise à disposition d'un support en céramique (310) ; fixation d'une plaque de capture d'image infrarouge (340) sur le support en céramique (310) ; présentation d'un couvercle en métal (320) muni d'une ouverture laissant passer la lumière, pour y déposer un dégazeur (321) sur une face intérieure; présentation d'un filtre infrarouge (330) au dessus du couvercle en métal (320) ; positionnement du support en céramique (310), du couvercle en métal (320) et 15 du filtre infrarouge (330) dans une chambre à vide; et réchauffage respectivement du support en céramique (310), du couvercle en métal (320) et du filtre infrarouge (330) dans la chambre à vide afin d'activer le dégazeur (321) et souder ensemble le support en céramique (310), le couvercle en métal (320) et le filtre infrarouge (330). 10)Le procédé d'encapsulage sous vide de capteur-imageur infrarouge selon la revendication 9, comprenant en outre l'étape suivante: disposition d'un stabilisateur de température thermoélectrique (342) entre le support en céramique (310) et la plaque de capture d'image infrarouge (340). 11)Le procédé d'encapsulage sous vide de capteur-imageur infrarouge selon la revendication 9, comprenant en outre l'étape suivante: disposition d'un stabilisateur de température thermoélectrique (342) sous le support en céramique (310). 12)Le procédé d'encapsulage sous vide de capteur-imageur infrarouge selon la revendication 11, où le stabilisateur de température thermoélectrique (342) est fixé sous le support en céramique (310) dans l'air ambiant. 13)Le procédé d'encapsulage sous vide de capteur-imageur infrarouge selon la revendication 9, où le filtre infrarouge (330) a une couche antireflet. 14)Le procédé d'encapsulage sous vide de capteur-imageur infrarouge selon la revendication 9, où le dégazeur (321) est déposé sur la face intérieure du couvercle en métal (320) afin d'augmenter la quantité allouée de dégazeur (321). 15)Dispositif de capteur-imageur infrarouge, comprenant: un support en céramique (310), sur lequel est fixé une plaque de capture d'image infrarouge (340) ; un couvercle en métal (320) muni d'une ouverture laissant passer la lumière, dont une face intérieure est recouverte d'un dégazeur (221) ; et un filtre infrarouge (330) disposé sur le couvercle en métal (320), où le support en céramique (310), le couvercle en métal (320) et le filtre infrarouge (330) sont respectivement chauffés dans une chambre à vide afin d'activer le dégazeur (321) et de souder ensemble le support en céramique (310), le couvercle en métal (320) et le filtre infrarouge (330). 16)Le dispositif de capteur-imageur infrarouge de la revendication 15, comprenant en outre un stabilisateur de température thermoélectrique (342) disposé entre le support en céramique (310) et la plaque de capture d'image infrarouge (340). 17)Le dispositif de capteur-imageur infrarouge de la revendication 15, comprenant en outre un stabilisateur de température thermoélectrique (342) disposé sous le support en céramique (310). 18)Le dispositif de capteur-imageur infrarouge de la revendication 15, où le stabilisateur de température thermoélectrique (342) est fixé sous le support en céramique (310) dans l'air ambiant. 19)Le dispositif de capteur-imageur infrarouge de la revendication 15, où le filtre infrarouge (330) a une couche antireflet. 20)Le dispositif de capteur-imageur infrarouge de la revendication 15, où le 35 dégazeur (321) est déposé sur la face intérieure du couvercle en métal (320) afin d'augmenter la quantité allouée de dégazeur (321).