红外探测器金属、陶瓷和晶圆级封装工艺对比

当前红外热成像行业内非制冷红外探测器的封装工艺主要有金属封装、陶瓷封装、晶圆级封装三种形式。

金属封装是业内最早的封装形式。 金属封装非制冷红外探测器制作工艺上，首先对读出电路的晶圆片进行加工，在读出电路预留的接口处进行MEMS微桥结构的生长，随后进行划片，将整个晶圆片上的探测器芯片切割成独立的单元，然后将每个单元与金属管壳、TEC、吸气剂以及红外保护窗口等部件在特殊环境下进行结合，完成真空封装和相关测试。金属封装红外探测器的成像更稳定，环境适应性强，可靠性好，但其零部件材料昂贵，制造成本较高，特殊用途使用较多。

陶瓷红外探测器封装工艺过程与金属封装类似，是较为成熟的一种红外探测器封装技术，相比金属封装探测器其封装后的体积和重量会有较大程度减轻。原材料成本和制造成本上都比传统的金属管壳封装有所降低，适合大批量电子元器件的生产。陶瓷管壳封装技术的发展得益于目前读出电路性能的提升，以及日趋完善的无TEC技术，省去TEC可以减小对封装管壳体积的要求并降低成本，更为民品的专用市场所青睐，但是仍然无法满足智能家居以及消费电子等新兴领域的应用需求。

晶圆级封装是近几年才日趋成熟的一种封装形式，其封装难度最高，工艺最为复杂，需要制造与微测辐射热计晶圆相对应的另一片硅窗晶圆，微测辐射热计晶圆与硅窗晶圆通过精密对位，红外探测器芯片与硅窗一一对准，在真空腔体内通过焊料环焊接在一起，最后再裂片成为一个个真空密闭的晶圆级红外探测器。从工艺上来讲，晶圆级红外探测器可以做到体积更小，效率更高，产量更高，成本更低，可以用在军品、民品，也可以广泛应用于消费品领域，让红外热成像技术走入寻常百姓家成为可能。