JPS6178283A - 熱結像装置およびその製造方法 - Google Patents

熱結像装置およびその製造方法

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JPS6178283A
JPS6178283A JP60181922A JP18192285A JPS6178283A JP S6178283 A JPS6178283 A JP S6178283A JP 60181922 A JP60181922 A JP 60181922A JP 18192285 A JP18192285 A JP 18192285A JP S6178283 A JPS6178283 A JP S6178283A
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imaging device
thermal imaging
thermally insulating
signal electrode
hole
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マイケル・デービツド・ジエンナー
ジヨイ・アン・ラム
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Philips Gloeilampenfabrieken NV
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一方の主表面上に赤外線を透過させる共通電極
を有し、反対の主表面上に信号電極構造を有する強誘電
体物質または熱電気（パイロエレクトリック）物質より
ｈる平板（スラブ）を有し、前記信号電極構造を熱絶縁
物質で包囲した導体を介して回路基板の電極に電気的に
接続するよう形成した熱結像装置（または熱画像形成装
置）に関するものである。
また、本発明はかかる熱結像装置の製造方法に関するも
のである。
この種装置における重要な問題は、強誘電体物質よりな
る平板に対する適当な機械的支持を構成し、しかも同時
に隣接するセンシング領域間および装置のセンシング領
域と例えば電子マルチプレクサのような回路基板間に良
好な熱絶縁を維持することである。
米国特許第４．１４３．２６９号には、導体を真空中に
配置した導体棒もしくは、例えはガラス充填フォトレジ
ストのような熱絶縁物質（断熱材）のかたまりの中に埋
置した導体棒のいずれかにより形成した強誘電体結像シ
ステムが記載されている。この前者の場合、すなわち、
真空中に配置した導体棒により導体を形成する方法は、
導体構造それ自体が強誘電体物質の平板状スラブに対し
て適当な機械的支持部を与えることは考えられず、また
、導電棒をこのような熱絶縁物質のかたまりの中に埋置
した場合は、装置内の隣接する検出素子間の導体棒の縦
軸を横切る方向に、なお熱の流れが残存し、これは装置
の性能を害うような２つの影響を与える。まず、第１に
熱検出限界の低下が起こり、従って横方向の熱伝導のた
め所定のセンシング素子により生成される信号に顕著な
影響を与える。また、２番目として、横方向の熱の流れ
により隣接するセンシング素子間に熱漏話を起こす可能
性がある。
本発明の目的はこれらの問題点を軽減させようとするも
のである。
これがため、一方の主表面上に赤外線を透過させる共通
電極を有し、反対の主表面上に信号電極構造を有する強
誘電体物質または熱電気物質よりなる平板を含み、熱絶
縁物質で包囲した導体を介して該信号電極構造を回路基
板の電極に電気的に接続するよう形成した本発明前結像
装置においては、各導体を熱絶縁物質の各柱状部に設け
た穴上の金属被覆により形成させるようにしている。ま
た、強誘電体プレートまたは熱電気プレートのアレイを
含み、前記各プレートの一方の主表面上に関連の赤外線
透過可能電極を保持し、反対側の主表面上に関連の信号
電極を保持するよう形成した本発胡熱結像装置おいては
、隣接するプレートをそれぞれの縁部において電気的お
よび熱的絶縁物質により相互に連結し、熱絶縁物質で包
囲した導体を介して該信号電極を回路基板の関連電極に
電気的に接続したこと、該多導体を熱絶縁物質の各柱状
部に設けた穿孔部上の金属被覆により形成させるように
している。
また、本発明による熱結像装置の製造方法においては、
強誘電体物質または熱電気物質よりなる平板の一方の主
表面上に赤外線透過可能な共通電極を配置し、反対の主
表面上に信号電極層を配置する工程と、該信号電極層に
熱絶縁物質のシートを接着させる工程と、該熱絶縁シー
ト上に導電層を設ける工程と、該導電層上に第１フォト
レジスト層を設ける工程と、該第１フォトレジスト層を
露光してから現像して一定間隔を置いた穴の配列を形成
させる工程と、この配列にしたがって配置した穴を該信
号電極層まで下方にエツチングする工程と、各穴の面上
に導電被覆を設けることにより、該信号電極を熱絶縁シ
ート上の導電層に電気的に接続する工程と、該第１フォ
トレジスト層の残りの部分とその上にある導電被覆物質
を除去する工程、該熱絶縁シート上の導電層上に第２フ
ォトレジスト層を設けて、穴の開端を閉止する工程と、
該第２フォトレジスト層を露光してから現像し、各島状
フォトレジスト部分が関連の穴の上方およびその周囲に
位置するような前記島状部分の境界を決める溝のパター
ンを形成させる工程と、強誘電体または熱電気物質の平
板まで下方に伸長する溝部をエツチングすることにより
、各々熱絶縁物質中の関連の穴と同軸状の熱絶縁物質の
柱状部を形成させる工程と、該第２フォトレジスト層の
残りの部分を取除く工程と、半田隆起部によりそれぞれ
の柱状部上の関連する各導電層に回路基板の導体素子を
接着させる工程とを含むことを特徴とする。また、この
場合、溝は強誘電体または熱電気物質の平板内に伸長さ
せるようにするを可とする。
強誘電体物質は、例えば、ジルコニウムミチタン酸鉛、
ストロンチウム、チタン酸バリウムもしくはタンタル、
ニオブ酸カリウムを可とする。また、適当な熱電気物質
としては、例えば、硫酸三グロブリンを使用することが
望ましい。また熱絶縁物質（断熱材）には例えば、テル
ル化カドミウム、テルリウム、セレニウムもしくは硫黄
などが適当である。熱絶縁シートは、例えば、エポキシ
樹脂のような熱硬化性接着材を用いて信号電極材料に接
着させることが望ましい。また、赤外線透過可能電極材
料としては、例えば、クロムまたはニッケル、クロム合
金が望ましく、穴および溝は例えば、イオン　ビーム　
ミリングもしくは反応性イオンエツチングにより形成す
るを可とする。
また、単一の熱絶縁シートを使用する代わりに多対の対
向するシート間に１枚あて配置した接着フィルムにより
相互に接着させた熱絶縁プレートのスタックを使用して
、熱結像アレイの回路基板からの熱絶縁度を改善するこ
とも可能である。センシング素子の横方向の熱の流れは
、スタック内のプレートの穴の寸法を信号電極層に最も
近いプレートの穴から回路基板に最も近いプレートの穴
に至るに従い次第に増大させることにより、これを減少
させることができる。
以下図面を参照して本発明の２つの実施例を説明する。
実施例１ 第１図において、ジルコニウム、チタン酸鉛により形成
した膜厚６μｍの強誘電体平板１は、その一方の主表面
上に単位面積あたり３００　Ωの表面抵抗を有する赤外
線透過可能なニッケル　クロム導電層２を被覆し、反対
側の主表面上に単位面積あたり６０Ωの表面抵抗を有す
るニッケル　クロム電極層３を被覆する。この場合、層
２および３の双方はプレーナマグネトロンを使用したス
パッタリングによりこれを形成する。次に、膜厚１μｍ
のエポキシ樹脂フィルム５を用いて膜厚１７μｍのテル
ル化カドミウムよりなる熱絶縁シート４を前記電極層３
に接着させ、前記熱絶縁シート４の露出主表面上に膜厚
３μｍのインジウム層６を被覆する。なお添付図面にお
いては、図示を明瞭にするため、１！２，３．６の各々
およびフィルム５の厚さは相当誇張して表示しである。
次に、インジウム層６の露出主表面に第１フォトレジス
ト層（図示を省略）を配置し、適当なマスクを通して露
出し、次で現像することによりフォトレジスト層内に４
０μｍピッチで離隔させた径１０μｍの穴の配列を形成
する。次に、アルゴン中におけるイオンビームミリング
法を用いて、各々ニケッル・クロム層３まで下方に伸長
するめくら穴状の穴７のパターン（第２図参照）を生成
させる。次で、プレ−ナグネトロンを使用してクロム（
０，０２μｍ）と金（０，２８μｍ）よりなる膜厚０．
３μｍの複合層をスパッタリングすることにより各穴７
内に導体８（第５図参照）を形成させた後、第１フォト
レジスト層の残りの部分およびインジウム層６上に残存
するクロムと金の複合層をリフトオフによって取除く。
次に、露出インジウム層６に第２フォトレジスト層（図
示を省略）を配置して穴７の開端を閉止した後、適当な
マスクを通して露出させてから、現像することにより、
第２フォトレジスト層内に格子状パターンを形成させる
。次で、イオンビームミリング法を用いて強誘電体平板
状スラブ１まで下方に伸長する１０μｍ幅の溝（チャネ
ル）９（第３図参照）を形成させる。これらの溝９は、
各穴７を包囲し、かつ３０μｍ×３０μｍの断面を有す
る熱絶縁柱状部１０（第３図参照）の輪郭を決定するほ
か、前記柱状部１０のそれと同じ外側断面を有する信号
電極１１の境界を決定する。
次に、第５図に示すように穴７内に伸長させたインジウ
ム隆起部１４をインジウム層６の露出面および導体８に
融着させることにより、第１図ないし第４図に関し前述
したような方法で生成した熱結像アレイをＣＣＤの形状
の回路基板１３の電極１２に固着させる。
実施例２ 第６ａ図に示すように、膜厚９μｍのジルコンチタン酸
鉛の平板（スラブ）１６内にイオンビームミリング法に
より格子状溝１５をエツチングし、次いで、前記溝１５
にエポキシ樹脂１７（第６ｂ図参照）を充填し、エポキ
シ樹脂１７が露出するまで平板１６の連続する主表面を
研磨する。次に、強誘電体プレート１８のアレイ（第６
Ｃ図参照）を使用して、第１図ないし第５図に関し実施
例１で述べたような一連の製造工程を加えることにより
、第７図にその一部を図示するような熱結像装置を製造
する。この場合、柱状部１０の境界を決める溝９は強誘
電体プレート１８の輪郭を決める樹脂充填溝１５となる
。
【図面の簡単な説明】
第１図は強誘電体検出アレイを生成する構成素子の単一
スタックの側面図、 第２図はスタック内にめくら穴のパターンを形成させた
後の第１図示のスタックの平面図、第３図はスタック内
に溝のパターンを形成させた後の第２図示のスタックの
平面図、 第４図は回路基板に固着させた強誘電体検出アレイを含
む熱結像装置の側面図、 第５図は第４図示装置の一部を拡大して図示した部分側
面図、 第６ａ図は溝をエツチングした強誘電体平板の平面図、 第６ｂ図および第６Ｃ図は第６ａ図示溝付強誘電体平板
から強誘電体平板のアレイを製造する場合の２つの工程
を示す側面図、 第７図は第６０図示強誘電体平板のアレイを含む熱結像
装置の一部を示す側面図である。 １、１６．１８・・・平板　　　２・・・共通電極（導
電層）３・・・信号電極構造　　４・・・熱絶縁シート
５・・・エポキシ樹脂フィルム ６・・・インジウム層　　７・・・大 計・・導体　　　　　　９・・・溝 １９・・・柱状部　　　　　１１・・・信号電極１２・
・・電極　　　　　　１３・・・回路基板１４・・・イ
ンジウム隆起部 １５・・・スロット　　　　１７・・・エポキシ樹脂特
許出願人　　エヌ・ベー・フィリップス・ブルーイラン
ベンファブリケン 手　　続　　補　　正　　書 昭和６０年１０月２１日 特許庁長官　　宇　　賀　　道　　部　　殿１、事件の
表示゛ 昭和６０年特許願第１８１９２２号 ２、発明の名称 熱結像装置およびその製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名　称　　エヌ・ベー・フィリップス・フルーイランペ
ンファブリケン ４、代理人 ５、補正の対象・ 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ６、補正の内容　（別紙の通り） １、明細書第１４頁第３行中、ｒＣＣＤ　Ｊを、ｒｃｃ
Ｄ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ−・
・電荷結合装置）」と訂正する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、一方の主表面上に赤外線を透過させる共通電極を有
    し、反対の主表面上に信号電極構造を有する強誘電体物
    質または熱電気物質よりなる平板を含み、熱絶縁物質で
    包囲した導体を介して該信号電極構造を回路基板の電極
    に電気的に接続するよう形成した熱結像装置において、 各導体を熱絶縁物質の各柱状部に設けた穿 孔部上の金属被覆により形成したことを特徴とする熱結
    像装置。 ２、強誘電体プレートまたは熱電気プレートのアレイを
    含み、前記各プレートの一方の主表面上に関連の赤外線
    透過可能電極を保持し、反対側の主表面上に関連の信号
    電極を保持するよう形成した熱結像装置において、隣接
    するプレートをそれぞれの縁部において電気的および熱
    的絶縁物質により相互に連結し、熱絶縁物質で包囲した
    導体を介して該信号電極を回路基板の関連電極に電気的
    に接続したこと、該各導体を熱絶縁物質の各柱状部に設
    けた穿孔部上の金属被覆により形成したことを特徴とす
    る熱結像装置。 ３、強誘電体物質または熱電気物質よりなる平板の一方
    の主表面上に赤外線透過可能な共通電極を配置し、反対
    の主表面上に信号電極層を配置する工程と、該信号電極
    層に熱絶縁物質のシートを接着させる工程と、該熱絶縁
    シート上に導電層を設ける工程と、該導電層上に第１フ
    ォトレジスト層を設ける工程と、該第１フォトレジスト
    層を露光してから現像して一定間隔を置いた穴の配列を
    形成させる工程と、この配列にしたがって配置した穴を
    該信号電極層まで下方にエッチングする工程と、各穴の
    面上に導電被覆を設けることにより、該信号電極を熱絶
    縁シート上の導電層に電気的に接続する工程と、該第１
    フォトレジスト層の残りの部分とその上にある導電被覆
    物質を除去する工程、該熱絶縁シート上の導電層上に第
    ２フォトレジスト層を設けて、穴の開端を閉止する工程
    と、該第２フォトレジスト層を露光してから現像し、各
    島状フォトレジスト部分が関連の穴の上方およびその周
    囲に位置するような前記島状部分の境界を決める溝のパ
    ターンを形成させる工程と、強誘電体または熱電気物質
    の平板まで下方に伸長する溝部をエッチングすることに
    より、各々熱絶縁物質中の関連の穴と同軸状の熱絶縁物
    質の柱状部を形成させる工程と、該第２フォトレジスト
    層の残りの部分を取除く工程と、半田隆起部によりそれ
    ぞれの柱状部上の関連する各導電層に回路基板の導体素
    子を接着させる工程とを含むことを特徴とする熱結像装
    置の製造方法。 ４、穴と溝の双方を強誘電体または熱電気物質の平板ま
    で下方に伸長させ、かつ、各穴上の導電被覆を関連の熱
    絶縁柱状部上の導電層から強誘電体または熱電気物質の
    平板まで伸長させるようにしたことを特徴とする特許請
    求の範囲第３項記載の熱結像装置の製造方法。 ５、溝を強誘電体または熱電気物質の平板内に伸長させ
    るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第３項記
    載の熱結像装置の製造方法。 ６、熱硬化系接着剤を用いて該熱絶縁物質を該信号電極
    物質に接着するようにしたことを特徴とする特許請求の
    範囲第３項ないし第５項のいずれかに記載の熱結像装置
    の製造方法。 ７、該熱絶縁シートを、各対の対向するシート間に１枚
    あて配置した接着フィルムを介して相互に接着させた熱
    絶縁プレートのスタックにより形成したことを特徴とす
    る特許請求の範囲第３項ないし第６項のいずれかに記載
    の熱結像装置の製造方法。 ８、プレートの穴の寸法が、信号電極層に最も近いプレ
    ートの穴から回路基板に最も近いプレートの穴に至るに
    従って増大するようにしたことを特徴とする特許請求の
    範囲第７項記載の熱結像装置の製造方法。
JP60181922A 1984-08-24 1985-08-21 熱結像装置およびその製造方法 Pending JPS6178283A (ja)

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GB08421506A GB2163596B (en) 1984-08-24 1984-08-24 A thermal imaging device and a method of manufacturing a thermal imaging device
GB8421506 1984-08-24

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