[发明专利]一种八英寸红外探测器封装窗口及其制备方法

说明书

本发明公开了一种八英寸光学封装窗口的设计和制备方法，该晶圆级封装窗口主要用于非制冷型红外焦平面探测器，晶圆表面均匀分布着封装窗口单元阵列，该阵列与另一晶圆上探测器芯片的数量和位置一一对应。本发明中晶圆封装窗口包括八英寸硅晶圆基底、封装窗口单元和对准标记；所述封装窗口单元包括镀制在基底第一表面的光学薄膜、金属封装层、吸气剂、金属封装层上的焊料层以及镀制在基底第二表面的光学薄膜。本发明还阐明了上述晶圆级封装窗口的制备方法。本发明中描述的八英寸晶圆封装窗口上面刻有对准标记，可以与八英寸探测器芯片晶圆实现晶圆级封装，然后通过激光隐形切割裂片，这种生产方式可适用于红外探测器的大规模量产。

技术领域

本发明涉及红外焦平面探测器生产技术领域，具体指一种以单晶硅为基底的八英寸红外探测器封装窗口及其制备方法。

背景技术

红外热成像设备是一种用来探测目标物体的红外辐射，并通过光电转换、电信号处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的高科技产品。具有很高的军事应用价值和民用价值。在军事上，可用于军事夜间侦查、武器瞄具、夜视导引、红外搜索和跟踪、卫星遥感等领域。在民用方面，可用于安防监控、建筑节能检测、设备状态热诊断、生产过程监控、汽车辅助驾驶、消防等多个领域。

随着红外热成像技术的不断发展，新兴民用市场正在成为红外成像产品的最大舞台，特别是车载系统、无人机、安防、健康医疗等新兴市场的发展，对红外成像产品的需求量不断加大，产品的价格将是整个产业发展的决定性因素。在红外探测器的生产过程中，封装和测试环节所占的成本比例非常高，晶圆级封装技术已经成为一种发展趋势，将成为民用红外产品降低成本和扩大产量的主要突破口。

目前红外焦平面探测器封装窗口主要采用小片单元式的生产工艺，成本高、工艺繁杂，不能大规模量产。晶圆级封装窗口颠覆了传统的小片生产技术，实现了光学封装窗口的集成化和规模化生产，同时大幅降低了封装窗口的成本，相应的就减少了红外探测器的成本，更能适应未来红外市场的爆发式增长。

发明内容

本发明提供了一种八英寸红外探测器封装窗口及其制备方法，相比于传统小片单元式光学窗口，可实现集成化规模生产，满足晶圆级封装技术的发展需求。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的。

一种八英寸红外探测器封装窗口，包括：八英寸晶圆硅基底、封装窗口单元和对准标记。所述封装窗口单元与另一个晶圆上探测器芯片的数量和位置一一对应。封装窗口单元包括光学薄膜层、吸气剂层、金属封装层、焊料层。所述硅晶圆基底双面抛光，光学薄膜层、吸气剂层、金属封装层在硅晶圆第一表面镀制而成，所述焊料层在金属封装层表面上镀制而成。

所述对准标记设置于晶圆基底第一表面和第二表面并且两两对称，对准标记位于封装窗口单元之间，均匀对称分布于晶圆封装窗口上，用于晶圆级窗口和芯片封装时以及晶圆切割时对准位置。

所述光学薄膜层为多层增透膜，分为两部分，分别镀制在基底第一表面和第二表面，第一表面光学薄膜层为阵列形式，第二表面光学薄膜层是连续的。

所述吸气剂层镀制在晶圆第一表面，与光学薄膜层在同一平面上并排放置。

所述金属封装层镀制在晶圆第一表面，位于光学薄膜层和吸气剂层外围，形成一个环带。

所述焊料层镀制在金属封装层表面，形成一个环带，环带宽度小于金属封装层环带宽度。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案。

一种八英寸红外探测器封装窗口制备方法，包括以下步骤。

在八英寸晶圆基底两面制作对准标记；所述对准标记设置于晶圆基底第一表面和第二表面并且两两对称，对准标记位于封装窗口单元之间，均匀对称分布于晶圆封装窗口上。