低温高真空封装机台的制作方法

本实用新型有关于一种封装机台，尤指一种低温高真空封装机台。

背景技术：

随着半导体工业与电子技术的快速进步，红外线传感器的制造技术也日益进步。红外线传感器不仅仅可以利用在医学上，进行体温的量测，更可利用于科学、商业及军事上，如激光侦测、飞弹导向、红外线光谱仪、遥控器、防盗器、热像侦察等用途上。而红外线传感器主要可分为热型(thermal)及光子型(photon)两大类。由于热型红外线传感器在使用上较为方便，一般的应用也较为广泛。

目前热型红外线传感器的结构具有一金属基座，金属基座具有一腔体，腔体中固设有一热电致冷器(tec)，于热电致冷器的表面上固接有一红外线感测芯片，且于腔体内固设有一吸气剂，在于金属基座上方设有焊料环，以焊料环将一玻璃层固接于金属基座上。红外线传感器在运用时，外部的热源辐射，即红外线通过玻璃层进入于腔体中，热源辐射将被红外线感测芯片感测以输出清晰的图像。以吸气剂使该腔体保一真空度状态，并以热电致冷器吸取红外线感测芯片工作时所产生的热源，使红外线感测芯片能正常工作。由于上述的红外线传感器的吸气剂与红外感测芯片在金属基座同一侧，吸气剂激活需要在高温环境下，即摄氏350-500度的区间，这导致红外感测芯片无法承受这样的高温，而失去感测温度的功效。

因此，本实用新型针对上述的困扰，提出一种低温高真空封装机台，以解决现有技术所产生的问题。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的，在于提供一种低温高真空封装机台，其加热并激活吸气剂，并以抛光式金属遮板反射热能，以区隔真空腔体为一低温空间与一高温空间，使红外线感测芯片与焊料环位于低温空间，吸气剂位于高温空间，以避免高温影响红外线感测芯片，亦避免提前熔解焊料环。

为达上述目的，本实用新型提供一种低温高真空封装机台，其包含一真空回焊炉、一加热器、至少一旋转机构、至少一抛光式金属遮板与一升降机构。真空回焊炉的内部具有一真空腔体，加热器位于真空腔体中，并设于真空腔体的底部，真空腔体容置一光学透视窗、一金属框与吸气剂，光学透视窗的顶面设有金属框与吸气剂，金属框环绕吸气剂，光学透视窗、金属框与吸气剂皆位于加热器的正上方。旋转机构与抛光式金属遮板位于真空腔体中，旋转机构设于真空腔体的底部，抛光式金属遮板设于旋转机构上，且位于光学透视窗、金属框与吸气剂的正上方。升降机构位于真空腔体中，并设于真空腔体的底部，且位于抛光式金属遮板的上方，升降机构的底部设有一基座，基座的底部具有一凹槽及环绕凹槽的凸垣，凹槽中设有一红外线感测芯片，凸垣上设有一焊料环，红外线感测芯片与焊料环位于抛光式金属遮板的正上方。加热器加热吸气剂，进而激活吸气剂，并以抛光式金属遮板阻挡并反射加热器产生的热。在激活吸气剂后，旋转机构移离抛光式金属遮板，且升降机构移降基座、红外线感测芯片与焊料环，以通过焊料环贴合基座与金属框，俟热熔解焊料环时，利用焊料环焊接基座于金属框上，使凹槽中的空间呈高真空状态。

在本实用新型的一实施例中，在抛光式金属遮板阻挡并反射热时，抛光式金属遮板区隔真空腔体为一低温空间与一高温空间，且基座、红外线感测芯片与焊料环位于低温空间，光学透视窗、吸气剂与金属框位于高温空间。

在本实用新型的一实施例中，低温高真空封装机台更包含一旋转驱动器，其链接旋转机构，并控制旋转机构移离抛光式金属遮板。

在本实用新型的一实施例中，低温高真空封装机台更包含一支撑架与一第一支撑板，其位于真空腔体中，支撑架设于真空腔体的底部，第一支撑板设于支撑架上，且位于加热器的上方，第一支撑板具有贯穿自身的一第一安装孔，第一支撑板的底部往第一安装孔延伸以形成一第一阻挡部，第一阻挡部上设有光学透视窗。

在本实用新型的一实施例中，升降机构包含一第一升降架与一第二支撑板，其位于真空腔体中，第一升降架设于真空腔体的底部，第二支撑板设于第一升降架上，且位于抛光式金属遮板的上方，第二支撑板具有贯穿自身的一第二安装孔，第二支撑板的底部往第二安装孔延伸以形成一第二阻挡部，第二阻挡部上设有基座，且焊料环从第二安装孔露出，第一升降架与第二支撑板移降基座、红外线感测芯片与焊料环。

在本实用新型的一实施例中，低温高真空封装机台更包含一升降驱动器，其链接第一升降架，并控制第一升降架与第二支撑板移降基座、红外线感测芯片与焊料环。

在本实用新型的一实施例中，低温高真空封装机台更包含一第二升降架与一第三支撑板，其位于真空腔体中，第二升降架设于真空腔体的底部，并链接升降驱动器，第三支撑板设于第二升降架上，且位于第二支撑板的上方，第三支撑板具有贯穿自身的一第三安装孔，第三支撑板的底部往第三安装孔延伸以形成一第三阻挡部，第三阻挡部上活动式安装一重块，重块穿透第三安装孔，并位于基座的正上方。在热熔解焊料环时，升降驱动器控制第二升降架与第三支撑板移降重块，将重块压于基座上，以利用焊料环焊接基座于金属框上。

在本实用新型的一实施例中，抛光式金属遮板的底面朝向吸气剂，底面为抛光面。

在本实用新型的一实施例中，抛光面的粗糙度(ra,arithmeticmeandeviation)为0.05-4微米。

在本实用新型的一实施例中，抛光式金属遮板为多个，旋转机构为多个。

附图说明

图1为本实用新型的低温高真空封装机台的一实施例的结构示意图。

图2为本实用新型的低温高真空封装机台的一实施例的运作流程图。

图3至图4为本实用新型的低温高真空封装机台的一实施例的各运作步骤结构示意图。

附图标记说明：10-真空回焊炉；12-加热器；14-旋转机构；16-抛光式金属遮板；18-旋转驱动器；20-支撑架；22-第一支撑板；24-第一升降架；26-第二支撑板；28-升降机构；30-第二升降架；32-第三支撑板；34-升降驱动器；35-控制器；36-真空腔体；38-光学透视窗；40-金属框；42-吸气剂；43-增透膜；44-第一安装孔；46-第一阻挡部；48-基座；50-第二安装孔；52-第二阻挡部；54-凹槽；56-凸垣；58-红外线感测芯片；60-焊料环；62-第三安装孔；64-第三阻挡部；66-重块。

具体实施方式

本实用新型的实施例将藉由下文配合相关图式进一步加以解说。尽可能的，于图式与说明书中，相同标号代表相同或相似构件。于图式中，基于简化与方便标示，形状与厚度可能经过夸大表示。可以理解的是，未特别显示于图式中或描述于说明书中的组件，为所属技术领域中具有通常技术者所知的形态。本领域的通常技术者可依据本实用新型的内容而进行多种的改变与修改。

当一个组件被称为『在…上』时，它可泛指该组件直接在其他组件上，也可以是有其他组件存在于两者之中。相反地，当一个组件被称为『直接在』另一组件，它是不能有其他组件存在于两者的中间。如本文所用，词汇『及/或』包含了列出的关联项目中的一个或多个的任何组合。

于下文中关于“一个实施例”或“一实施例”的描述指关于至少一实施例内所相关连的一特定组件、结构或特征。因此，于下文中多处所出现的“一个实施例”或“一实施例”的多个描述并非针对同一实施例。再者，于一或多个实施例中的特定构件、结构与特征可依照一适当方式而结合。

请参阅图1，并介绍本实用新型的低温高真空封装机台，其包含一真空回焊炉10、一加热器12、至少一旋转机构14、至少一抛光式金属遮板16、一旋转驱动器18、一支撑架20、一第一支撑板22、包含一第一升降架24与一第二支撑板26的一升降机构28、一第二升降架30、一第三支撑板32、一升降驱动器34与一控制器35，其中旋转驱动器18、升降驱动器34与控制器35可位於真空回焊炉10的外侧，旋转机构14与抛光式金属遮板16的数量皆以多个为例，抛光式金属遮板16以不锈钢板为例。真空回焊炉10的内部具有一真空腔体36，加热器12位于真空腔体36中，并设于真空腔体36的底部，真空腔体36容置一光学透视窗38、一金属框40、吸气剂(getter)42与一增透膜43，光学透视窗38例如为锗晶圆或硅晶圆。支撑架20与第一支撑板22位于真空腔体36中，支撑架20设于真空腔体36的底部，第一支撑板22设于支撑架20上，且位于加热器12的上方，第一支撑板22具有贯穿自身的一第一安装孔44，第一支撑板22的底部往第一安装孔44延伸以形成一第一阻挡部46，第一阻挡部46上设有光学透视窗38。光学透视窗38的顶面设有金属框40、吸气剂42与增透膜43，吸气剂42位于增透膜43与金属框40之间，金属框40环绕增透膜43与吸气剂42，金属框40包含钛、镍与金，其中钛、镍与金的比例可为1：1：2或1:4:6，光学透视窗38、金属框40与吸气剂42皆位于加热器12的正上方。旋转机构14与抛光式金属遮板16位于真空腔体36中，旋转机构14设于真空腔体36的底部，并穿透真空回焊炉10，以链接旋转驱动器18，所有抛光式金属遮板16分别设于所有旋转机构14上，且位于光学透视窗38、金属框40与吸气剂42的正上方。抛光式金属遮板16的底面朝向吸气剂42，此底面为抛光面，此抛光面的粗糙度(ra,arithmeticmeandeviation)例如为0.05-4微米。

升降机构28位于真空腔体36中，并设于真空腔体36的底部，且位于抛光式金属遮板16的上方，升降机构28的底部设有一基座48，基座48例如为陶瓷基座。第一升降架24与第二支撑板26位于真空腔体36中，第一升降架24设于真空腔体36的底部，并穿透真空回焊炉10，以链接升降驱动器34，第二支撑板26设于第一升降架24上，且位于抛光式金属遮板16的上方，第二支撑板26具有贯穿自身的一第二安装孔50，第二支撑板26的底部往第二安装孔50延伸以形成一第二阻挡部52，第二阻挡部52上设有基座48。基座48的底部具有一凹槽54及环绕凹槽54的凸垣56，凹槽54中设有一红外线感测芯片58，凸垣56上设有一焊料环60，红外线感测芯片58与焊料环60位于抛光式金属遮板16的正上方。第二升降架30与第三支撑板32位于真空腔体36中，第二升降架30穿透第二支撑板26，且设于真空腔体36的底部，并穿透真空回焊炉10，以链接升降驱动器34，第三支撑板32设于第二升降架30上，且位于第二支撑板26的上方，第三支撑板32具有贯穿自身的一第三安装孔62，第三支撑板32的底部往第三安装孔62延伸以形成一第三阻挡部64，第三阻挡部64上活动式安装一重块66，重块66穿透第三安装孔62，并位于基座48的正上方。此外，控制器35电性连接加热器12、旋转驱动器18与升降驱动器34。

由于基座48、焊料环60、抛光式金属遮板16、金属框40、光学透视窗38与加热器12的高度由上而下设置，焊料环60、红外线感测芯片58、抛光式金属遮板16与吸气剂42皆位于加热器12的正上方，故可以进行以下运作，请同时参阅图2：

首先，如步骤s12与图1所示，控制器35驱动加热器12，以利用加热器12加热吸气剂42加热15-30分钟，进而激活吸气剂42至工作状态，并以抛光式金属遮板16阻挡并反射加热器12产生的热，以区隔真空腔体36为一低温空间与一高温空间，且基座48、红外线感测芯片58与焊料环60位于低温空间，光学透视窗38、吸气剂42、增透膜43与金属框40位于高温空间。因为加热器12位于压力为10-7托尔(torr)的真空空间中，所以加热器12产生的热只能垂直往上流动，而不会以其他方向流动。但因为加热器12的正上方有抛光式金属遮板16，且抛光式金属遮板16的抛光面朝向加热器12，当热碰上抛光面时，抛光面会阻挡并反射热，以形成温度为摄氏350-500度的高温空间与温度小于焊料环60的熔点的低温空间，以避免高温影响红外线感测芯片58，亦避免提前熔解焊料环60。若热遇上非抛光面，则热很容易通过非抛光面而继续往上流动，如此就不会有低温空间产生而影响到红外线感测芯片58与焊料环60了。

在激活吸气剂42后，如步骤s14与图3所示，控制器35驱动旋转驱动器18，以利用旋转驱动器18控制旋转机构14移离抛光式金属遮板16，使热垂直往上流向焊料环60。因为真空腔体36的空间有限，所以抛光式金属遮板16的高度不同，当抛光式金属遮板16移离原本位置时，抛光式金属遮板16会彼此重迭。

最后，如步骤s16与图4所示，控制器35驱动升降驱动器34，以利用旋转驱动器18控制第一升降架24与第二支撑板26移降基座48、红外线感测芯片58与焊料环60，以通过焊料环60贴合基座48与金属框40，当热熔解焊料环60时，控制器35驱动旋转驱动器18，以利用升降驱动器34控制第二升降架30与第三支撑板32移降重块66，将重块66压于基座48上，以利用焊料环60焊接基座48于金属框40上，使凹槽54中的空间呈高真空状态，以利用基座48、红外线感测芯片58、焊料环60、光学透视窗38、吸气剂42、增透膜43与金属框40形成红外线传感器，其中此高真空状态的压力为10^-3托尔。在步骤s14中，当控制器35利用旋转机构14与旋转驱动器18移离抛光式金属遮板16时，加热器12所产生的热的温度可以先低再高或保持高温，本实用新型不限于此，只要在步骤s16能够熔解焊料环60即可。

综上所述，本实用新型加热并激活吸气剂，并以抛光式金属遮板反射热能，以区隔真空腔体为一低温空间与一高温空间，使红外线感测芯片与焊料环位于低温空间，吸气剂位于高温空间，以避免高温影响红外线感测芯片，亦避免提前熔解焊料环。