JP2020058813A - 計測センサ用パッケージおよび計測センサ - Google Patents
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Abstract
【課題】強度などの信頼性を高めることができる計測センサ用パッケージおよび計測センサが提供される。【解決手段】計測センサ用パッケージ１１は、基体２、蓋体３、接地導体層４、金属薄層５および接合材６を含む。接地導体層４と金属薄層５とは、平面透視において、環状に設けられた接合材６よりも内側の領域にそれぞれ配設される。基体本体２０の一方主面２１と蓋体３の対向面とは、接合材６によって、全周にわたり直接接合される。その結果、強度面での信頼性を高めることができる。【選択図】図３
Description
本発明は、計測センサ用パッケージおよび計測センサに関する。
血流等の生体情報を簡単に、かつ高速に測定できる計測センサが求められている。例えば血流は、光のドップラー効果を利用して計測することができる。血液に光を照射すると、赤血球等の血球細胞で光が散乱される。照射光の周波数と散乱光の周波数とから血球細胞の移動速度が算出される。
血流を計測する計測センサは、例えば、特許文献１に自発光型計測センサとして記載されており、基板上に、血液に光を照射する照射部と散乱光を受光する受光部とが配置され、各々を取り囲む遮光性を有する接着部によって基板に前面板が接着されている。
上記の計測センサ用パッケージおよび計測センサは、人体が接触するものであり、人の健康を左右するものであるので、強度または精度などの信頼性を高くすることが求められている。
本開示の計測センサ用パッケージは、複数の誘電体層が積層されて成る、板状の基体であって、発光素子を収容する第１収容凹部および受光素子を収容する第２収容凹部が、第１面に設けられている基体と、前記基体の前記第１面を覆う、絶縁材料からなり、光透過性を有する板状の蓋体と、前記基体の前記第１面の四辺に沿って環状に配設されており、前記基体の前記第１面と前記蓋体の、前記第１面と対向する対向面とを接合する接合材であって、遮光性を有する接合材と、前記基体に配設された、前記第２収容凹部の開口を取り囲むように配設されている、導電性を有する接地導体層と、前記蓋体に配設された、前記受光素子によって受光される光を規制する絞り孔が設けられている金属薄層と、を含むことを特徴とする。
また、本開示の計測センサは、上記の計測センサ用パッケージと、前記第１収容凹部に収容される発光素子と、前記第２収容凹部に収容される受光素子と、を含むことを特徴とする。
本発明の目的、特色、および利点は、下記の詳細な説明と図面とからより明確になるであろう。
本開示に係る各計測センサ用パッケージを示す平面図である。
図１の計測センサ用パッケージ１１を切断面線Ａ−Ａで切断した断面図である。
図１の計測センサ用パッケージ１１を切断面線Ｂ−Ｂで切断した断面図である。
図３に示した断面図に対応する計測センサ用パッケージ１１Ａの断面図である。
図３に示した断面図に対応する計測センサ用パッケージ１１Ｂの断面図である。
計測センサ１１０の構成を示す断面図である。
図１の計測センサ用パッケージ１２を切断面線Ａ−Ａで切断した断面図である。
図１の計測センサ用パッケージ１２を切断面線Ｂ−Ｂで切断した断面図である。
計測センサ用パッケージ１２の平面透視図である。
図８に示した断面図に対応する、第２の実施形態の第２実施例に係る計測センサ用パッケージ１２Ａの断面図である。
図８に示した断面図に対応する、第２の実施形態の第３実施例に係る計測センサ用パッケージ１２Ｂの断面図である。
図８に示した断面図に対応する、第２の実施形態の第４実施例に係る計測センサ用パッケージ１２Ｃの断面図である。
計測センサ１２０の構成を示す断面図である。
実施例および比較例におけるクロストーク量のシミュレーション結果を示す図である。
実施例および比較例の評価結果を示す図である。
図１の計測センサ用パッケージ１３を切断面線Ａ−Ａで切断した断面図である。
図１の計測センサ用パッケージ１３を切断面線Ｂ−Ｂで切断した断面図である。
図１７に示した断面図に対応する、第３の実施形態の第２実施例に係る計測センサ用パッケージ１３Ａの断面図である。
図１７に示した断面図に対応する、第３の実施形態の第３実施例に係る計測センサ用パッケージ１３Ｂの断面図である。
計測センサ用パッケージ１３における第２内部接地導体層２５Ｂ１の平面透視図である。
計測センサ用パッケージ１３における第２内部接地導体層２５Ｂ２の平面透視図である。
計測センサ用パッケージ１３における第２内部接地導体層２５Ｂ３の平面透視図である。
計測センサ１３０の構成を示す断面図である。
図１の計測センサ用パッケージ１４を切断面線Ｂ−Ｂで切断した断面図である。
計測センサ用パッケージ１４における第１内部接地導体層２５Ａおよび第２内部接地導体層２５Ｂの平面透視図である。
計測センサ１４０の構成を示す断面図である。
本開示の実施形態に係る計測センサ用パッケージおよび計測センサについて、添付の図面を参照して説明する。以下の説明において、直下等のように上下を区別して記載しているが、これは便宜的なものであり、実際に計測センサ等が使用される際の上下を限定するものではない。
（第１の実施形態）
図１は、本開示の第１の実施形態に係る計測センサ用パッケージ１１を示す平面図であり、図２は、図１の計測センサ用パッケージ１１を切断面線Ａ−Ａで切断した断面図であり、図３は、図１の計測センサ用パッケージ１１を切断面線Ｂ−Ｂで切断した断面図である。なお、図１の平面図では、蓋体３を省略して図示している。なお、後述する各計測センサ用パッケージの断面図においても、同様に蓋体３の図示は省略している。
図１は、本開示の第１の実施形態に係る計測センサ用パッケージ１１を示す平面図であり、図２は、図１の計測センサ用パッケージ１１を切断面線Ａ−Ａで切断した断面図であり、図３は、図１の計測センサ用パッケージ１１を切断面線Ｂ−Ｂで切断した断面図である。なお、図１の平面図では、蓋体３を省略して図示している。なお、後述する各計測センサ用パッケージの断面図においても、同様に蓋体３の図示は省略している。
計測センサ用パッケージ１１は、基体２、蓋体３、接地導体層４、金属薄層５および接合材６を含む。基体２は、発光素子および受光素子を収容するものであり、基体本体２０と、信号配線導体２３と、外部接続端子２４と、を含む。
本実施形態の基体本体２０は、矩形板状であって、複数の誘電体層が積層されて形成されている。また、この基体本体２０には、少なくとも２つの凹部が設けられており、２つの凹部のうちの一方は、発光素子を収容する第１収容凹部２０ａであり、２つの凹部のうちの他方は、受光素子を収容する第２収容凹部２０ｂである。第１収容凹部２ａおよび第２収容凹部２０ｂは、基体本体２０の同一の主面（基体２の第１面）２１に開口するように設けられている。
本実施形態の計測センサ用パッケージ１１は、光のドップラー効果を利用して、血流等の流体の流れを計測する計測センサに用いることができる。光のドップラー効果を利用するために、計測センサは、被計測物に光を照射する発光素子と、被計測物によって散乱された光を受光する受光素子とを備える。特に、血流を計測する場合には、例えば手指等の身体の一部に外部から光を照射し、皮膚下の血管を流れる血液に含まれる血球細胞によって散乱された光を受光して、周波数の変化から血流を測定する。そのため、計測センサ用パッケージ１１においては、照射光と散乱光の位置関係に基づいて、発光素子と受光素子とを所定の間隔で配置する。第１収容凹部２０ａおよび第２収容凹部２０ｂは、素子の位置関係に応じて設けられる。
第１収容凹部２０ａの大きさ、第２収容凹部２０ｂの大きさは、収容しようとする発光素子および受光素子の大きさに応じて適宜設定すればよく、例えば、発光素子として、垂直共振器面発光レーザ素子（ＶＣＳＥＬ）を用いる場合、第１収容凹部２０ａの開口は、その形状が、例えば矩形であっても正方形であってもよく、その大きさは、例えば、縦方向長さが０．３ｍｍ〜２．０ｍｍ、横方向長さが０．３ｍｍ〜２．０ｍｍであり、深さは、０．３ｍｍ〜１．０ｍｍである。また、受光素子として、面入射フォトダイオードを用いる場合、第２収容凹部２０ｂの開口は、その形状が、例えば矩形であっても正方形であってもよく、その大きさは、例えば、縦方向長さが０．３ｍｍ〜２．０ｍｍ、横方向長さが０．３ｍｍ〜２．０ｍｍであり、深さは、０．４ｍｍ〜１．５ｍｍである。
第１収容凹部２０ａおよび第２ 収容凹部２０ｂは、開口形状が、例えば、円形状、正方形状、矩形状等であってもよく、その他の形状であってもよい。また、第１収容凹部２０ａおよび第２収容凹部２０ｂは、基体本体２０の主面に平行な断面の断面形状が深さ方向に一様な形状であってもよいが、図３の断面図に示すように、所定の深さまでは、断面形状が開口形状と同じで一様であり、所定の深さ以降は、断面形状が小さくなって底部まで一様であるような、段差付きの凹部であってもよい。本実施形態のように段差付きの凹部である場合は、凹部の底部に発光素子または受光素子が実装され、段差表面には、発光素子または受光素子と電気的に接続するための接続端子が設けられる。
信号配線導体２３は、発光素子または受光素子と電気的に接続され、発光素子に入力される電気信号が伝送され、受光素子から出力される電気信号が伝送される。本実施形態における信号配線導体２３は、発光素子または受光素子と接続する接続部材であるボンディングワイヤと、ボンディングワイヤが接続される接続パッド２３ａと、接続パッド２３ａに電気的に接続して接続パッドの直下から基体本体２０の他方主面２２にまで延びる信号ビア導体２３ｂと、信号ビア導体２３ｂに電気的に接続する外部接続端子２４とから成る。外部接続端子２４は、基体本体２０の他方主面２２に設けられており、計測センサ用パッケージ１１を備える計測センサが実装される外部実装基板の接続端子とはんだ等の端子接続材料によって電気的に接続される。
外部接続端子２４は、はんだ等の接合材との濡れ性を向上させ、耐食性を向上させるために、例えば、厚さが０．５〜１０μｍのニッケル層と厚さが０．５〜５μｍの金層とをめっき法によって順次被着させてもよい。
基体２は、発光素子および受光素子を収容可能であり、信号配線導体２３等の導体を備えるものであれば、基体本体２０の誘電体層がセラミック絶縁材料からなり、信号配線導体２３等が導体材料からなるセラミック配線基板であってもよく、誘電体層が樹脂絶縁材料からなる有機配線基板であってもよい。
基体２が、セラミック配線基板の場合、セラミック材料から成る誘電体層に各導体が形成される。セラミック配線基板は、複数のセラミック誘電体層から形成される。
セラミック配線基板で用いられるセラミック材料としては、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、窒化珪素質焼結体またはガラスセラミックス焼結体等が挙げられる。
また、基体２が、有機配線基板の場合、有機材料から成る絶縁層に配線導体が形成される。有機配線基板は、複数の有機誘電体層から形成される。
有機配線基板は、例えば、プリント配線基板、ビルドアップ配線基板またはフレキシブル配線基板等の誘電体層が有機材料から成るものであればよい。有機配線基板で用いられる有機材料としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂またはフッ素系樹脂等が挙げられる。
蓋体３は、基体本体２０の一方主面（ 基体２の第１面）２１を覆い、接合材６によって基体２の第１面２１に接合される。蓋体３によって、発光素子および受光素子が収容された第１収容凹部２０ａおよび第２収容凹部２０ｂが塞がれて封止される。蓋体３は、絶縁材料からなる板状部材であり、第１収容凹部２０ａに収容される発光素子から出射される光が透過し、第２収容凹部２０ｂに収容される受光素子が受光する光が透過するような光透過性を有する材料で構成されていればよい。
本実施形態の計測センサ用パッケージ１１を備える計測センサでは、蓋体３の表面に、例えば被計測物である手指を当てた状態で発光素子から出射した光を照射する。蓋体３が導電性を有する材料で構成されていると、蓋体３に手指を接触させたときに、手指に溜まった不要な電荷が手指から放出され、蓋体３を通して基体２に電荷が流れ込み、ノイズが発生する。蓋体３を絶縁材料で構成することにより、蓋体３を通して不要な電荷が流れ込むことを抑制することができる。
また、蓋体３は、被計測物への照射光および散乱光を透過する必要がある。照射光および散乱光の特性は、搭載する発光素子によって決まるので、少なくとも搭載する発光素子が出射する光が透過するように構成されていればよい。発光素子から出射される光の波長に対して、当該波長の光の透過率が７０％以上、好ましくは９０％以上の透過率を有する絶縁材料で蓋体３を構成すればよい。
蓋体３を構成する絶縁材料としては、例えばサファイア等の透明セラミック材料、ガラス材料または樹脂材料等を用いることができる。ガラス材料としては、ホウケイ酸ガラス、結晶化ガラス、石英、ソーダガラス等を用いることができる。樹脂材料としては、ポリカーボネート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができる。
蓋体３は、手指等の被計測物が直接接触するため、所定の強度を要する。蓋体３の強度は、構成する材料の強度、板厚みによる。上記のように透明セラミック材料やガラス材料であれば、所定の厚み以上とすることで十分な強度が得られる。蓋体３の構成材料としてガラス材料を用いる場合は、例えば厚みを０．０５ｍｍ〜５ｍｍとすればよい。
接地導体層４は、基体本体２０の一方主面２１に配設されるメタライズ層であって、受光素子が収容される第２収容凹部２０ｂの開口を取り囲むように設けられる。接地導体層４は、例えば、外形が、基体本体２０の一方主面２１の外形に沿うように矩形状であってもよく、それ以外の円形状、多角形状などであってもよい。本実施形態では、接地導体層４の外形状を矩形状としている。また、接地導体層４は、第２収容凹部２０ｂの開口を取り囲んでいるから、少なくとも開口と同形状または開口よりも大きな貫通孔が設けられたメタライズ層である。
接地導体層４は、例えば、基体２に設けられた、図示しない接地貫通導体（グランドビア） などと接続することで、接地電位が付与される。基体本体２０の一方主面２１に、接地導体層４を設けることで、基体２の表面に設置した接地導体層４は金属薄層５と導電性を有する接合材６により電気的に接続される。その結果、金属薄層５はグランドビアを通じて電気にアースをとることができ、金属薄膜が外部帯電体（特に指等の測定物）からの電気的シールドとして作用し、受光素子３１へのノイズ混入を抑制できる。
金属薄層５は、蓋体３の、基体本体２０の一方主面２１に対向する主面である対向面３ａ、すなわち手指が接触する側の主面とは反対側の主面に配設される金属材料からなる薄膜層である。金属薄層５には、受光素子が受光する光が通過する開口であって、光の通過を規制する開口である絞り孔５ａが設けられている。金属薄層５は、絞り孔５ａの大きさ、絞り孔５ａを設ける位置を適宜調整することによって、計測に必要な受光量を確保しつつ、外部から第２収容凹部２０ｂへの不要な光の進入を低減することができる。外光など外部から進入する不要な光を受光素子が受光してしまうと、受光素子から出力される電気信号には、被計測物からの反射光による受光量に、不要光の受光量が加わることになり、光学的なノイズが発生してしまう。絞り孔５ａによって、このような光学的ノイズを低減することができる。
さらに、金属薄層５は、外部から到来する電磁波が第２収容凹部２０ｂに進入することを抑制するための電磁シールドとしても機能する。電磁波が第２収容凹部２０ｂに進入すると、信号配線導体２３、特にボンディングワイヤがアンテナとなって進入した電磁波を受信してしまい電磁的ノイズの発生原因となる。蓋体３の対向面３ａに、絞り孔５ａを除いて金属材料からなる薄層を設けることで、外部からの電磁波の進入を抑制し、電磁的ノイズの発生を低減することができる。
このように、金属薄層５ を設けることで、光学的および電気的ノイズによる影響を抑制し、計測精度を向上させることができる。
なお、金属薄層５は、接地導体層４と電気的に接続され、接地電位が付与されてもよい。本実施形態では、金属薄層５の外形と接地導体層４との外形は同じ大きさである。
金属薄層５は、透明セラミック材料またはガラス材料からなる蓋体３の表面に、例えば、Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｆｅ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ｗなどの金属及びこれらの合金等の金属材料を蒸着、スパッタ、焼付け等によって形成することができる。金属薄層５の層厚みは、例えば、５００Å〜４０００Åである。
接合材６は、基体２と蓋体３とを接合する。より詳細には、基体本体２０の一方主面２１と蓋体３の対向面３ａとを、外周部分で接合する。接合材６は、矩形状の一方主面２１の四辺に沿って環状に設けられており、基体２の第１収容凹部２０ａおよび第２収容凹部２０ｂ内の気密性および水密性を確保するためのシール材である。
第１収容凹部２０ａおよび第２収容凹部２０ｂに収容される発光素子および受光素子は、いずれも水分等に弱く、外部からの水分の進入を防止するために、接合材６は、途切れの無い環状に設けられる。
さらに、接合材６は遮光性を有する。接合材６が遮光性を有することで、外部からの光が、基体２と蓋体３との間を通って、第１収容凹部２０ａ内、第２収容凹部２０ｂ内に進入することを防止できる。
接合材６が有する遮光性は、光の吸収による遮光性であることが好ましい。外部からの光の進入を防ぐ観点からは、反射による遮光性であってもよいが、計測センサの内部で発生した迷光が、接合材６で反射してさらに受光素子に受光されてしまうおそれがある。接合材６が光を吸収するものであれば、外部からの光を吸収して進入を防ぐとともに、内部で発生した迷光も吸収することができる。
接合材６は、このような光の吸収による遮光性を有する材料を含んで構成される。接合材６は、例えば、基体２と蓋体３との接合性を有するエポキシ樹脂、導電性シリコン樹脂等の樹脂系接着剤に、光吸収性材料を分散させて得られる。光吸収材料としては、例えば、無機顔料を用いることができる。無機顔料としては、例えば、カーボンブラックなどの炭素系顔料、チタンブラックなどの窒化物系顔料、Ｃｒ−Ｆｅ−Ｃｏ系、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｍｎ系、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｍｎ系、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ系などの金属酸化物系顔料等を用いることができる。
本実施形態では、接地導体層４と金属薄層５とは、平面透視において、環状に設けられた接合材６の外縁よりも内側の領域にそれぞれ配設される。すなわち、基体本体２０の一方主面２１と蓋体３ の対向面３ａとは、接地導体層４および金属薄層５が一部介在されている。そして、接合材６によって、蓋体３と基体２とが全周にわたり直接接合されている。なお、接合材６は、接地導体層４や金属薄層５と一部重なる構造であってもよい。
基体２と蓋体３との接合において、接地導体層４および金属薄層５が介在しない箇所では、基体２と蓋体３との接合強度を高くすることができ、蓋体３の剥離等を防止することができる。
次に、本実施形態に係る他の実施例ついて説明する。図４は、図３に示した断面図に対応する計測センサ用パッケージ１１Ａの断面図であり、図５は、図３に示した断面図に対応する計測センサ用パッケージ１１Ｂの断面図である。
他の実施例である計測センサ用パッケージ１１Ａは、上記の計測センサ用パッケージ１１に対して、さらに仕切り部７を有する点で異なっており、その他については、同様の構成であるので、同様の構成には計測センサ用パッケージ１１と同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。
計測センサ用パッケージ１１Ａにおける仕切り部７は、基体本体２０の一方主面（基体２の第１面）２１に配設される帯状部材であって、遮光性を有している。仕切り部７は、第１収容凹部２０ａと第２収容凹部２０ｂとの間に配設されて、一方主面２１の第１の辺２１ａから、第１の辺２１ａに平行な第２の辺２１ｂに向かって延びている。本実施形態では、第１収容凹部２０ａと第２収容凹部２０ｂとは、一方主面２１の長辺方向に並んで設けられているので、第１の辺２１ａおよび第２の辺２１ｂは、互いに平行な長辺である。
仕切り部７は、第１収容凹部２０ａと第２収容凹部２０ｂとの間を仕切るように設けられている。発光素子から出射された光のうち、蓋体３を透過せずに蓋体３の対向面３ａで反射した光は、蓋体３の対向面３ａと基体本体２０の一方主面２１との間の空間で反射を繰り返して、第２収容凹部２０ｂに至る場合がある。このようにして発生した迷光が、受光素子によって受光されると、光学的ノイズが発生する。
仕切り部７が、第１収容凹部２０ａと第２収容凹部２０ｂとの間に設けられていることにより、発光素子から出射した光による迷光は、仕切り部７によって、第２収容凹部２０ｂへと至ることが阻害され、光学的ノイズの発生が低減される。
仕切り部７の材料としては、例えば、接合材６と同じ材料を用いることができる。接合材６と同じ材料を用いることによって、接合材６と同一の工程で仕切り部７を設けることができる。さらに、仕切り部７を接合材６と同じ高さで形成することにより、第１収容凹部２０ａと第２収容凹部２０ｂとの間においても、基体２と蓋体３とを接合することができるので、接合強度をさらに高めることができる。
本実施例では、仕切り部７によって第１収容凹部２０ａと第２収容凹部２０ｂとの間が区画されるので、接地導体層４および金属薄層５は、いずれも仕切り部７より第２収容凹部２０ｂ側にのみ配設され、仕切り部７より第１収容凹部２０ａ側には配設されない。
さらに他の実施例である計測センサ用パッケージ１１Ｂは、上記の計測センサ用パッケージ１１とは、平面透視において、金属薄層５の外形のほうが接地導体層４の外形よりも小さい点で異なっており、その他については、同様の構成であるので、同様の構成には計測センサ用パッケージ１１と同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。
上記の実施形態の計測センサ用パッケージ１１では、金属薄層５の外形と接地導体層４の外形とは同じ大きさとしていたが、本実施例では、金属薄層５の外形を接地導体層４の外形よりも小さくしている。すなわち、平面透視したときに、金属薄層５が、接地導体層４全体に覆われている。
このように、金属薄層５の外形を接地導体層４の外形よりも小さくすることにより、金属薄層５と接地導体層４との間の電気容量が、位置ずれによる影響を受けにくくなり、特性が安定する。また、金属薄層５が接地導体層４より小さいと接合体の状態が目視で確認可能となり封止状態を容易に確認できる。
計測センサ用パッケージ１１の製造方法について説明する。まず、基体２を公知の多層配線基板の製造方法と同様にして作製する。基体２が、セラミック配線基板であり、セラミック材料がアルミナである場合は、まずアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）やシリカ（ＳｉＯ２）、カルシア（ＣａＯ）、マグネシア（ＭｇＯ）等の原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状とし、これを周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等によってシート状に成形してセラミックグリーンシート（以下、グリーンシートともいう）を得る。その後、グリーンシートを所定形状に打ち抜き加工するとともに、タングステン（Ｗ）とガラス材料等の原料粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合して金属ペーストとし、これをグリーンシート表面にスクリーン印刷等の印刷法でパターン印刷する。また、ビア導体は、グリーンシートに貫通孔を設け、スクリーン印刷等によって金属ペーストを貫通孔に充填させる。また、接地導体層４となるメタライズ層は、金属ペーストによって最表面に形成される。こうして得られたグリーンシートを複数枚積層し、これを約１６００℃の温度で同時焼成することによって基体２が作製される。
一方、ガラス材料を、切削、切断等により所定の形状に切り出した蓋体３を準備し、対向面３ａ上に、蒸着、スパッタ、焼付け等によって金属薄層５ を形成する。このとき、フォトリソ（ウェットエッチング）法、ドライエッチング法等によって金属薄膜にパターン加工することにより、絞り孔５ａを形成することができる。
次に、本実施形態の他の実施例である計測センサ１１０について説明する。図６は、計測センサ１１０の構成を示す断面図である。計測センサ１１０は、上記の計測センサ用パッケージ１１，１１Ａ，１１Ｂと、第１収容凹部２０ａに収容される発光素子３０と、第２収容凹部２０ｂに収容される受光素子３１と、を含む。計測センサ１１０は、計測センサ用パッケージ１１の発光素子３０と、受光素子３１とを実装し、ボンディングワイヤ３２で接続パッド２３ａと接続した後、蓋体３を接合材６によって基体本体２０に接合して得られる。
発光素子３０は、ＶＣＳＥＬ等の半導体レーザ素子を用いることができ、受光素子３１は、シリコンフォトダイオード、ＧａＡｓフォトダイオード、ＩｎＧａＡｓフォトダイオード、ゲルマニウムフォトダイオード等の各種フォトダイオードを用いることができる。発光素子３０および受光素子３１は、被計測物の種類、計測するパラメータの種類等により適宜選択すればよい。
血流を測定する場合は、例えば、光のドップラー効果を利用して測定するために、発光素子３０であるＶＣＳＥＬとして波長が８５０ｎｍのレーザ光を出射可能なものであればよい。その他の測定を行う場合は、測定目的に応じた波長のレーザ光を出射する発光素子３０を選択さればよい。受光素子３１は、受光する光が発光素子３０から出射されるレーザ光から波長の変化が無い場合、発光素子３０の出射光を受光できるものであればよく、波長の変化が有る場合、変化後の波長の光を受光できるものであればよい。
発光素子３０および受光素子３１と接続パッド２３ａとは、本実施形態では、例えば、ボンディングワイヤ３２によって電気的に接続されるが、フリップチップ接続、バンプ接続、異方性導電フィルムを用いた接続等他の接続方法であってもよい。
計測センサ１１０は、外部実装基板に実装されて使用される。外部実装基板には、例えば、発光素子３０の発光を制御する制御素子、受光素子３１の出力信号から血流速度等を算出する演算素子等も実装される。
測定する場合には、被計測物として手指の指先を蓋体３の表面に接触させた状態で、外部実装基板から外部接続端子２４を介して発光素子制御電流が計測センサ１１０に入力され、信号ビア導体２３ｂ、接続パッド２３ａを通って発光素子３０に入力されて発光素子３０から計測用の光が出射される。出射された光が、蓋体３を透過して指先に照射されると、血液中の血球細胞で散乱される。蓋体３を透過し、絞り孔５ａを通過した散乱光が、受光素子３１で受光されると、受光量に応じた電気信号が受光素子３１から出力される。出力された信号は、接続パッド２３ａ、信号ビア導体２３ｂを通り、外部接続端子２４を介して計測センサ１１０から外部実装基板へと出力される。
外部実装基板では、計測センサ１１０から出力された信号が、演算素子に入力され、例えば、発光素子３０から出射された光である照射光の周波数と、受光素子３１が受光した光である散乱光の周波数とに基づいて血流速度を算出することができる。
なお、上記では、信号ビア導体２３ｂは、基体本体２０内で上下方向に一直線状に形成される構成としているが、基体本体２０の一方主面２１から他方主面２２の外部接続端子２４まで電気的に接続されていれば、一直線状でなく、基体本体２０内で、内層配線や内部接地導体層等によってずれて形成されていてもよい。
また、基体２には、基体本体２０を厚み方向に貫通する接地ビア導体を設けてもよい。この接地ビア導体は、例えば、接地導体層４および外部接続端子２４と電気的に接続され、基体本体２０の、第１収容凹部２０ａおよび第２収容凹部２０ｂよりも外方に配設される。接地ビア導体は、被計測物の一つである人の手指が計測センサに接触したときに放出される電荷を、基体本体２０の一方主面２１から基体本体２０の他方主面２２に誘導し、外部へと放出する。
人から放出された電荷が流れ易い経路を計測センサ用パッケージ１１内に形成することで、この経路に電荷を誘導して外部へと電荷を逃がし、電気的ノイズが発生することを抑制する。
（第２の実施形態）
上記図１は、本開示の第２の実施形態に係る計測センサ用パッケージ１２を示す平面図であり、図７は、図１の計測センサ用パッケージ１２を切断面線Ａ−Ａで切断した断面図であり、図８は、図１の計測センサ用パッケージ１２を切断面線Ｂ−Ｂで切断した断面図である。図９は、計測センサ用パッケージ１２の平面透視図である。
上記図１は、本開示の第２の実施形態に係る計測センサ用パッケージ１２を示す平面図であり、図７は、図１の計測センサ用パッケージ１２を切断面線Ａ−Ａで切断した断面図であり、図８は、図１の計測センサ用パッケージ１２を切断面線Ｂ−Ｂで切断した断面図である。図９は、計測センサ用パッケージ１２の平面透視図である。
計測センサ用パッケージ１２は、基体２、蓋体３および第１内部接地導体層２５Ａを含む。基体２は、発光素子および受光素子を収容するものであり、基体本体２０と、信号配線導体２３と、外部接続端子（外部接地端子ともいう）２４と、を含む。
本実施形態の計測センサ用パッケージ１２は、上述の計測センサ用パッケージ１１とは、発光素子側で発生し、受光素子側に向かって進行する電磁ノイズを遮蔽する第１内部接地導体層２５Ａが配設される点で異なっているが、その他については、同様の構成であるので、同様の構成には計測センサ用パッケージ１１と同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。
（第１実施例）
本実施形態の計測センサ用パッケージ１２は、上記の計測センサ用パッケージ１１と同様の構成であり、光のドップラー効果を利用して、血流等の流体の流れを計測する計測センサに用いられてもよい。
本実施形態の計測センサ用パッケージ１２は、上記の計測センサ用パッケージ１１と同様の構成であり、光のドップラー効果を利用して、血流等の流体の流れを計測する計測センサに用いられてもよい。
本実施形態の計測センサ用パッケージ１２は、図８に示すように、第１収容凹部２０ａは、発光素子が載置される第１底面２００を有し、第２収容凹部２０ｂは、受光素子が載置される第２底面２０３を有している。さらに、第１収容凹部２０ａの内側面には、発光素子と電気的に接続される接続パッド（電極パッドともいう）２３ａが配設される第１段差面２０２を有する第１段差部２０１が設けられており、第２収容凹部２０ｂの内側面には、受光素子と電気的に接続される接続パッド２３ａが配設される第２段差面２０５を有する第２段差部２０４が設けられている。また、計測センサ用パッケージ１２は、第１底面２００と第２底面２０３とが、一方主面２１から等距離にあり、第１段差面２０２と第２段差面２０５とが、一方主面２１から等距離にあるように構成されている。一方主面２１は、第１収容凹部２０ａ、第２収容凹部２０ｂの開口によらない基体本体２０の一方側の平坦面であり、同じく平坦面である第１底面２００との間の距離ｈ１と、同じく平坦面である第２底面２０３との間の距離ｈ２とが等しい。すなわち、第１収容凹部２０ａと第２収容凹部２０ｂとの深さが同じである。第１段差面２０２および第２段差面２０５も同じく平坦面であり、一方主面２１と第１段差面２０２との間の距離ｈ３と、一方主面２１と第２段差面２０５との間の距離ｈ４とが等しい。すなわち、第１段差部２０１と第２段差部２０４との深さが同じである。ここで、距離ｈ１と距離ｈ２とが等しいとは、ｈ１とｈ２とが一致する（（ｈ２／ｈ１）＝１）だけではなく、ｈ１とｈ２との差が±１０％以内であることも含む（０．９≦（ｈ２／ｈ１）≦１．１）。距離ｈ３と距離ｈ４についても同様である。
本実施形態の計測センサ用パッケージ１２を備える計測センサでは、蓋体３の表面に、例えば被計測物である手指を当てた状態で発光素子から出射した光を照射する。計測センサ用パッケージ１２においても、上記計測センサ用パッケージ１１と同様に、蓋体３を絶縁材料で構成することにより、蓋体３を通して不要な電荷が流れ込むことを抑制することができる。
第１内部接地導体層２５Ａは、基体本体２０を構成する誘電体層間であって、平面透視したときに、第１収容凹部２０ａと第２収容凹部２０ｂとの間に配設される。第１内部接地導体層２５Ａは、導電性を有する材料からなり、外部接続端子２４に電気的に接続される接地ビア導体２６と、基体本体２０の内部において電気的に接続されることにより接地電位が付与され、電磁シールドとして機能する。
一般に、自発光型の計測センサでは、発光素子から出射される光が被計測物によって散乱されて受光素子に至る光路長が短くなるほど、受光素子が受光する被計測物からの散乱光の光量が増加して、計測センサの感度が向上するが、単に発光素子と受光素子とを近接して配置した場合、発光素子側で発生した電磁ノイズが受光素子側に進入し易くなり、計測センサの計測精度が低下してしまう。特に、血流の計測等に用いられる計測センサでは、受光素子による受光量が比較的小さいので、受光素子から出力される電気信号は弱く、電磁ノイズによる影響が大きい。
本実施形態の計測センサ用パッケージ１２は、図１，図８に示すように、発光素子が載置される第１底面２００と受光素子が載置される第２底面２０３とが近接する構成となっているが、平面透視において、第１収容凹部２０ａと第２収容凹部２０ｂとの間に第１内部接地導体層２５Ａを配設することによって、発光素子側で発生し、受光素子側に向かって進行する電磁ノイズを第１内部接地導体層２５Ａによって遮蔽している。本実施形態の計測センサ用パッケージ１２によれば、発光素子側と受光素子側との電気クロストークを低減し、高精度の計測が可能になる。
また、計測センサ用パッケージ１２では、第１内部接地導体層２５Ａが、平面透視において、第１収容凹部２０ａと第２収容凹部２０ｂとの間に配設されているとともに、側面透視において、第１底面２００と第１段差面２０２との間に配設されている。すなわち、第１内部接地導体層２５Ａは、発光素子側で発生した電磁ノイズが受光素子側に向かって伝播する経路上に配設されている。したがって、計測センサ用パッケージ１２によれば、発光素子側で発生した電磁ノイズが、基体本体２０の、第１収容凹部２０ａと第２収容凹部２０ｂとを隔てている部位を通過して、受光素子側に進入することを効果的に抑制することができ、それにより、発光素子側と受光素子側との電気クロストークを効果的に低減することができる。
第１内部接地導体層２５Ａは、平面透視における形状が、例えば、円形状、正方形状、矩形状等であってもよく、その他の形状であってもよいが、本実施形態では、図９に示すように、第１内部接地導体層２５Ａは、平面透視したときに、第１収容凹部２０ａの図心と第２収容凹部２０ｂとの図心とを結ぶ方向に交差する方向において、細長い形状を有している。すなわち、第１内部接地導体層２５Ａは、平面透視において、第１収容凹部２０ａの図心と第２収容凹部２０ｂとの図心とを結ぶ方向に交差する方向における長さＬ１が、第１収容凹部２０ａの図心と第２収容凹部２０ｂとの図心とを結ぶ方向における長さＬ２よりも大きい形状とされている。長さＬ２に対する長さＬ１の比率Ｌ１／Ｌ２は、例えば、２．０〜１０．０である。このような構成によれば、発光素子側で発生した電磁ノイズが受光素子側に進入することをより効果的に抑制し、発光素子側と受光素子側との電気クロストークをより効果的に低減することができる。
また、平面透視において、第１内部接地導体層２５Ａが延びる方向が、第１収容凹部２０ａの図心と第２収容凹部２０ｂとの図心とを結ぶ方向に直交していてもよい。さらに、平面透視したときに、第１収容凹部２０ａの図心と第２収容凹部２０ｂとの図心とを結ぶ方向に直交する方向において、第１内部接地導体層２５Ａの長さＬ１が、第１収容凹部２０ａの長さよりも大きく、第２収容凹部２０ｂの長さよりも大きくてもよい。
本実施形態の計測センサ用パッケージ１２は、信号配線導体２３をさらに含む。信号配線導体２３は、発光素子または受光素子と電気的に接続され、発光素子に入力される電気信号が伝送され、受光素子から出力される電気信号が伝送される。本実施形態における信号配線導体２３は、発光素子または受光素子と接続する接続部材であるボンディングワイヤと、ボンディングワイヤが接続される接続パッド２３ａと、接続パッド２３ａに電気的に接続して接続パッドの直下から基体本体２０の他方主面２２にまで延びる信号ビア導体２３ｂと、信号ビア導体２３ｂに電気的に接続する外部接続端子２４とから成る。外部接続端子２４は、基体本体２０の他方主面２２に設けられており、計測センサ用パッケージ１２を備える計測センサが実装される外部実装基板の接続端子とはんだ等の端子接続材料によって電気的に接続される。
外部接続端子２４は、はんだ等の接合材との濡れ性を向上させ、耐食性を向上させるために、例えば、厚さが０．５〜１０μｍのニッケル層と厚さが０．５〜５μｍの金層とをめっき法によって順次被着させてもよい。
本実施形態の計測センサ用パッケージ１２は、接地導体層（蓋側接地導体層ともいう）４、金属薄層５および接合材（導電性接合材ともいう）６をさらに含んでもよい。
接地導体層４は、基体本体２０の一方主面２１に配設されるメタライズ層であって、受光素子が収容される第２収容凹部２０ｂの開口を取り囲むように設けられる。接地導体層４は、例えば、外形が、基体本体２０の一方主面２１の外形に沿うように矩形状であってもよく、それ以外の円形状、多角形状などであってもよい。第１実施形態では、接地導体層４の外形状を矩形状としている。また、接地導体層４は、第２収容凹部２０ｂの開口を取り囲んでいるから、少なくとも開口と同形状または開口よりも大きな貫通孔が設けられたメタライズ層である。
接地導体層４は、例えば、基体２に設けられた、図示しない接地貫通導体（グランドビア）などと接続することで、接地電位が付与される。
なお、金属薄層５は、接地導体層４と電気的に接続され、接地電位が付与されてもよい。第１実施形態では、金属薄層５の外形と接地導体層４との外形は同じ大きさである。
本実施形態では、接地導体層４と金属薄層５とは、平面透視において、環状に設けられた接合材６よりも内側の領域にそれぞれ配設される。すなわち、基体本体２０の一方主面２１と蓋体３の対向面３ａとは、接地導体層４および金属薄層５が介在することなく、接合材６によって、全周にわたり直接接合されている。
基体２と蓋体３との接合において、接地導体層４および金属薄層５が介在しないので、基体２と蓋体３との接合強度を高くすることができ、蓋体３の剥離等を防止することができる。
（第２実施例）
次に、本実施形態の他の実施例について説明する。図１０は、図８に示した断面図に対応する、第２実施例に係る計測センサ用パッケージ１２Ａの断面図である。
次に、本実施形態の他の実施例について説明する。図１０は、図８に示した断面図に対応する、第２実施例に係る計測センサ用パッケージ１２Ａの断面図である。
第２実施例の計測センサ用パッケージ１２Ａは、上記の計測センサ用パッケージ１２とは、複数の第１内部接地導体層２５Ａが配設される点で異なっており、その他については、同様の構成であるので、同様の構成には計測センサ用パッケージ１２と同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。
第２実施例の計測センサ用パッケージ１２Ａは、側面透視したときに、第１底面２００と第１段差面２０２との間に複数の第１内部接地導体層２５Ａが配設されている。計測センサ用パッケージ１２Ａによれば、計測センサ用パッケージ１２と比較して、第１内部接地導体層２５Ａによる電磁ノイズの遮蔽効果を一層向上させることができ、計測精度をさらに向上させることができる。
なお、図１０においては、２つの第１内部接地導体層２５Ａが配設された構成としているが、第１内部接地導体層２５Ａの数は２つに限定されるものではなく、第１底面２００と第１段差面２０２との間に３つ以上の第１内部接地導体層２５Ａが配設されてもよい。複数の第１内部接地導体層２５Ａは、平面透視において、互いに異なる形状を有してもよい。また、複数の第１ 内部接地導体層２５Ａは、平面透視において、互いにずれて配設されてもよく、互いに重なるように配設されてもよい。
（第３実施例）
図１１は、図８に示した断面図に対応する、第３実施例に係る計測センサ用パッケージ１２Ｂの断面図である。
図１１は、図８に示した断面図に対応する、第３実施例に係る計測センサ用パッケージ１２Ｂの断面図である。
第３実施例の計測センサ用パッケージ１２Ｂは、計測センサ用パッケージ１２とは、側面透視における第１ 内部接地導体層２５Ａの位置の点で異なっており、その他については、同様の構成であるので、同様の構成には計測センサ用パッケージ１２と同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。
第３実施例の計測センサ用パッケージ１２Ｂは、第１内部接地導体層２５Ａが、側面透視において、基体本体２０の第１面と第１段差面２０２との間に配設されている。前述のように、第１段差面２０２および第２段差面２０５には、発光素子または受光素子と電気的に接続するための接続パッド２３ａが設けられる。接続パッド２３ａと発光素子または受光素子とを、例えば、ボンディングワイヤによって電気的に接続した場合、ボンディングワイヤは露出した状態となる。したがって、接続パッド２３ａと発光素子とを電気的に接続するボンディングワイヤを流れる電流から発生した電磁ノイズが受光素子側に進入して、発光素子側と受光素子側との電気クロストークを発生させるおそれがある。
第３実施例の計測センサ用パッケージ１２Ｂは、側面透視において、基体本体２０の第１面と第１段差面２０２との間に第１内部接地導体層２５Ａを配設することにより、ボンディングワイヤにおいて発生した電磁ノイズが、受光素子側に進入することを抑制している。なお、図１１においては、１つの第１内部接地導体層２５Ａが配設された構成としているが、複数の第１内部接地導体層２５Ａが、基体本体２０の第１面と第１段差面２０２との間に配設されてもよい。
（第４実施例）
図１２は、図８に示した断面図に対応する、第４実施例に係る計測センサ用パッケージ１２Ｃの断面図である。
図１２は、図８に示した断面図に対応する、第４実施例に係る計測センサ用パッケージ１２Ｃの断面図である。
第４実施例の計測センサ用パッケージ１２Ｃは、計測センサ用パッケージ１２とは、表面接地導体層２８および裏面接地導体層２７を備え、第１内部接地導体層２５Ａが、断面視において、基体本体２０の他方主面（基体２の第２面）２２と第１底面２００との間にも配設される点で異なっており、その他については、同様の構成であるので、同様の構成には計測センサ用パッケージ１２と同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。
裏面接地導体層２７は、基体本体２０の他方主面（基体２の第２面）２２に配設される導体層であり、平面透視にしたときに、第１収容凹部２０ａと第２収容凹部２０ｂとの間に配設される。裏面接地導体層２７は、導電性を有する材料からなり、接地電位が付与されている。
裏面接地導体層２７は、平面視形状が、例えば、円形状、正方形状、矩形状等であってもよく、その他の形状であってもよいが、第４実施形態では、裏面接地導体層２７は、平面透視したときに、第１収容凹部２０ａの図心と第２収容凹部の図心とを結ぶ方向に直交する方向において、細長い形状を有している。また、裏面接地導体層２７は、平面透視したときに、少なくとも一部分が第１収容凹部２０ａと第２収容凹部２０ｂとの間に配設されていればよく、平面透視したときに、第１収容凹部２０ａまたは第２収容凹部２０ｂにかかって配設されてもよい。
前述したように、基体本体２０の他方主面２２には、発光素子または受光素子と電気的に接続され、外部実装基板の接続端子と電気的に接続される外部接続端子２４が配設される。外部接続端子２４は、外部実装基板の接続端子との強固な機械的接続を実現するために、比較的大面積で形成される。そのため、発光素子を駆動する駆動電流から発生した電磁ノイズが、受光素子と電気的に接続された外部接続端子２４に進入して、発光素子側と受光素子側との電気クロストークを発生させるおそれがある。
第４実施例の計測センサ用パッケージ１２Ｃでは、上記の裏面接地導体層２７を配設することにより、発光素子を駆動する駆動電流から発生した電磁ノイズが、受光素子と電気的に接続された外部接続端子２４に進入することを抑制し、発光素子側と受光素子側との電気クロストークを低減し、それによって、高精度の計測を可能にしている。
また、発光素子を駆動する駆動電流から発生した電磁ノイズが、蓋体３に向かって伝播し、蓋体３によって反射された電磁ノイズが、受光素子側に進入して、発光素子側と受光素子側との電気クロストークを発生させるおそれがある。第４実施形態の計測センサ用パッケージ１２Ｃでは、上記の表面接地導体層２８を設けることにより、蓋体３によって反射された電磁ノイズが受光素子側に進入することを抑制している。
また、計測センサ用パッケージ１２Ｃでは、側面透視したときに、第１底面２００と第１段差面２０２との間に配設された第１内部接地導体層２５Ａに加えて、基体本体２０の他方主面（第２面）２２と第１底面２００との間にも第１内部接地導体層２５Ａが配設されている。計測センサは、外部実装基板上に実装されて使用されるが、発光素子側で発生した電磁ノイズが、この外部実装基板の配線を介して、受光素子側に電磁ノイズが進入し、発光素子側と受光素子側との電気クロストークを発生させるおそれがある。計測センサ用パッケージ１２Ｃでは、基体本体２０の第２面２２と第１底面２００との間に配設された第１ 内部接地導体層２５Ａによって、発光素子側で発生した電磁ノイズが外部実装基板の配線を介して受光素子側に進入することを抑制している。
上記の実施形態または実施例を組み合わせた構成も本開示の実施形態である。例えば、第１内部接地導体層２５Ａが、側面透視において、第１底面２００と第１段差面２０２との高さ位置に複数配設され、かつ基体本体２０の第１面２１と第１段差面２０２との間の高さ位置に配設されるとともに、表面接地導体層２８および裏面接地導体層２７の少なくとも一方が設けられる構成も本開示の実施形態である。
次に、計測センサ用パッケージ１２の製造方法について説明する。まず、基体２については、上記計測センサ用パッケージ１１と同様の製法によって基体２が作製される。
一方、金属薄層５についても、上記計測センサ用パッケージ１１と同様の製法によって形成する。
（第５実施例）
次に、本実施形態の第５実施例である計測センサ１２０について説明する。図１３は、計測センサ１２０の構成を示す断面図である。計測センサ１２０は、上記の計測センサ用パッケージ１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃと、第１収容凹部２０ａに収容される発光素子３０と、第２収容凹部２０ｂに収容される受光素子３１と、を含む。計測センサ１２０は、計測センサ用パッケージ１２の発光素子３０と、受光素子３１とを実装し、ボンディングワイヤ３２で接続パッド２３ａと接続した後、蓋体３を接合材６によって基体本体２０に接合して得られる。なお、図１３においては、計測センサ用パッケージ１２を含む計測センサ１２０を例示している。
次に、本実施形態の第５実施例である計測センサ１２０について説明する。図１３は、計測センサ１２０の構成を示す断面図である。計測センサ１２０は、上記の計測センサ用パッケージ１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃと、第１収容凹部２０ａに収容される発光素子３０と、第２収容凹部２０ｂに収容される受光素子３１と、を含む。計測センサ１２０は、計測センサ用パッケージ１２の発光素子３０と、受光素子３１とを実装し、ボンディングワイヤ３２で接続パッド２３ａと接続した後、蓋体３を接合材６によって基体本体２０に接合して得られる。なお、図１３においては、計測センサ用パッケージ１２を含む計測センサ１２０を例示している。
計測センサ１２０は、外部実装基板に実装されて使用される。外部実装基板には、例えば、発光素子３０の発光を制御する制御素子、受光素子３１の出力信号から血流速度等を算出する演算素子等も実装される。
なお、計測センサ１２０における血流速度等の測定方法は、上記計測センサ１１０と同様であり、受光素子３１から出力された信号は、接続パッド２３ａ、信号ビア導体２３ｂを通り、外部接続端子２４を介して計測センサ１２０から外部実装基板へと出力される。
外部実装基板では、計測センサ１２０から出力された信号が、演算素子に入力され、例えば、発光素子３０から出射された光である照射光の周波数と、受光素子３１が受光した光である散乱光の周波数とに基づいて血流速度を算出することができる。
本実施形態の計測センサ１２０は、発光素子側で発生した電磁ノイズが受光素子側に進入することを抑制する第１ 内部接地導体層２５Ａを計測センサ用パッケージ１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ内に形成することで、発光素子側と受光素子側との電気クロストークを低減し、高精度の計測を可能にしている。
（他の実施例）
他の実施例として、図８に示した計測センサ用パッケージ１２において、第１段差面２０２に設けられた接続パッド２３ａと第２段差面２０５に設けられた接続パッド２３ａとの間のクロストーク量をシミュレーションによって算出した。本シミュレーションにおいては、基体２、第１段差面２０２に設けられた接続パッド２３ａ、第２段差面２０５に設けられた接続パッド２３ａ、および第１内部接地導体層２５Ａ以外の構成を省略するとともに、基体２は完全導体であるとした。また、第１段差面２０２に設けられた接続パッド２３ａの形状は縦方向長さを１．０ｍｍ、横方向長さを０．５ｍｍとし、第２段差面２０５に設けられた接続パッド２３ａの形状は縦方向長さを１．０ｍｍ、横方向長さを０．５ｍｍ、第１内部接地導体層２５Ａは縦方向長さを１．２ｍｍ、横方向を０．４ｍｍとした。また、平面透視で、第１段差面２０２に設けられた接続パッド２３ａの中心と第２段差面２０５に設けられた接続パッド２３ａの中心とを結ぶ距離を２．５ｍｍとし、第１段差面２０２に設けられた接続パッド２３ａの中心と第１内部接地導体層２５Ａの中心とを結ぶ距離は１．２５ｍｍとした。
他の実施例として、図８に示した計測センサ用パッケージ１２において、第１段差面２０２に設けられた接続パッド２３ａと第２段差面２０５に設けられた接続パッド２３ａとの間のクロストーク量をシミュレーションによって算出した。本シミュレーションにおいては、基体２、第１段差面２０２に設けられた接続パッド２３ａ、第２段差面２０５に設けられた接続パッド２３ａ、および第１内部接地導体層２５Ａ以外の構成を省略するとともに、基体２は完全導体であるとした。また、第１段差面２０２に設けられた接続パッド２３ａの形状は縦方向長さを１．０ｍｍ、横方向長さを０．５ｍｍとし、第２段差面２０５に設けられた接続パッド２３ａの形状は縦方向長さを１．０ｍｍ、横方向長さを０．５ｍｍ、第１内部接地導体層２５Ａは縦方向長さを１．２ｍｍ、横方向を０．４ｍｍとした。また、平面透視で、第１段差面２０２に設けられた接続パッド２３ａの中心と第２段差面２０５に設けられた接続パッド２３ａの中心とを結ぶ距離を２．５ｍｍとし、第１段差面２０２に設けられた接続パッド２３ａの中心と第１内部接地導体層２５Ａの中心とを結ぶ距離は１．２５ｍｍとした。
上記の条件で、第１段差面２０２に設けられた接続パッド２３ａと第２段差面２０５に設けられた接続パッド２３ａとの間のクロストーク量の周波数依存性を算出した。具体的な算出方法は次のとおりである。第１段差面２０２に設けられた接続パッド２３ａに電圧信号を入力したときに第２段差面２０５に設けられた接続パッド２３ａから出力される電圧信号を算出し、入力した電圧信号の強度に対する出力された電圧信号の強度の比の対数に所定の係数を乗算してクロストーク量とした。また、入力電圧の周波数を１ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの範囲で変化させることにより、クロストーク量の周波数依存性を算出した。本シミュレーションでは、クロストーク量の絶対値が大きいほど、第１段差面２０２に設けられた接続パッド２３ａと第２段差面２０５に設けられた接続パッド２３ａとの電気的遮蔽が向上されており、第１段差面２０２に設けられた接続パッド２３ａと第２段差面２０５に設けられた接続パッド２３ａとの間の電気クロストークが抑制されていると判断することができる。
比較例として、第１内部接地導体層２５Ａが無いこと以外は、実施例の計測センサ用パッケージと同様の計測センサ用パッケージにおいて、実施例のシミュレーションと同様に、第１段差面２０２に設けられた接続パッド２３ａと第２段差面２０５に設けられた接続パッド２３ａとの間のクロストーク量の周波数依存性を算出した。
図１４は、実施例および比較例の結果を示す。図１４（ａ）は、比較例の結果を示し、図１４（ｂ）は、実施例の結果を示す。図１４（ａ）、図１４（ｂ）に示すように、他の実施例および比較例のいずれにおいても、クロストーク量は入力電圧の周波数に依存しないという結果が得られた。また、図１４（ａ）および図１４（ｂ）から、１ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの周波数帯域の全域において、実施例におけるクロストーク量が、比較例におけるクロストーク量に比べて小さくなっていることがわかる。
図１５は、他の実施例および比較例の評価結果を示す図である。評価結果として、平均クロストーク量を用いた。平均クロストーク量は、１ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの周波数帯域にわたるクロストーク量の平均値とする。平均クロストーク量の絶対値が小さいほど電気クロストークが顕著であり、平均クロストーク量の絶対値が大きいほど電気クロストークが抑制されていると評価できる。図１５に示すように、他の実施例では、比較例に比べて、電気クロストークが抑制されていると評価できる。
上記のように、実施例では、第１内部接地導体層２５Ａにより、第１段差面２０２に設けられた接続パッド２３ａと第２段差面２０５に設けられた接続パッド２３ａとの間の電気クロストークが抑制されることがわかった。
（ 第３ の実施形態）
上記図１は、本開示の第３の実施形態に係る計測センサ用パッケージ１３を示す平面図である。図１６は、図１の計測センサ用パッケージ１３を切断面線Ａ−Ａで切断した断面図であり、図１７は、図１の計測センサ用パッケージ１３を切断面線Ｂ−Ｂで切断した断面図である。
上記図１は、本開示の第３の実施形態に係る計測センサ用パッケージ１３を示す平面図である。図１６は、図１の計測センサ用パッケージ１３を切断面線Ａ−Ａで切断した断面図であり、図１７は、図１の計測センサ用パッケージ１３を切断面線Ｂ−Ｂで切断した断面図である。
計測センサ用パッケージ１３は、基体２および蓋体３を含み、さらに接地導体層（表層接地導体層ともいう）４、金属薄層５および接合材（導電性接合材ともいう）６を含む。基体２は、発光素子および受光素子を収容するものであり、基体本体２０に、信号配線導体２３と、外部接続端子２４と、第２内部接地導体層２５Ｂと、接地ビア導体２６とが配設されている。
本実施形態の計測センサ用パッケージ１３は、上述の計測センサ用パッケージ１１とは、外部から到来する不要な電磁波に対するシールド効果を有する第２ 内部接地導体層２５Ｂが配設される点で異なっているが、その他については、同様の構成であるので、同様の構成には計測センサ用パッケージ１１と同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。
（第１実施例）
本実施形態の計測センサ用パッケージ１３は、上記の計測センサ用パッケージ１１と同様の構成であり、光のドップラー効果を利用して、血流等の流体の流れを計測する計測センサに用いられてもよい
本実施形態の計測センサ用パッケージ１３は、上記の計測センサ用パッケージ１１と同様の構成であり、光のドップラー効果を利用して、血流等の流体の流れを計測する計測センサに用いられてもよい
信号配線導体２３は、発光素子または受光素子と電気的に接続され、発光素子に入力される電気信号が伝送され、受光素子から出力される電気信号が伝送される。本実施形態における信号配線導体２３は、発光素子または受光素子と接続する接続部材であるボンディングワイヤと、ボンディングワイヤが接続される接続パッド（電極パッドともいう）２３ａと、接続パッド２３ａに電気的に接続して接続パッド２３ａの直下から基体本体２０を貫通し、第２面である他方主面２２にまで延びる信号ビア導体２３ｂと、他方主面２２に配設され、信号ビア導体２３ｂに電気的に接続する外部接続端子２４とから成る。外部接続端子２４は、基体本体２０の他方主面２２に設けられており、計測センサ用パッケージ１３を備える計測センサが実装される外部実装基板の信号用接続端子とはんだ等の端子接続材料によって電気的に接続される。
第２内部接地導体層２５Ｂは、導電性を有し、基体２の誘電体層間に配設される。第２内部接地導体層２５Ｂを、平面透視したときに、第１収容凹部２０ａおよび第２収容凹部２０ｂよりも外側に配設される。第２内部接地導体層２５Ｂは、基体２に設けられた接地ビア導体２６と電気的に接続し、接地ビア導体２６が、他方主面２２に配設される外部接続端子２４と電気的に接続する。外部接続端子２４が、外部実装基板の接地端子とはんだ等の端子接続材料によって電気的に接続され、第２内部接地導体層２５Ｂに接地電位が付与される。なお、平面透視は、基体２の一方主面２１（他方主面２２）に直交する方向から計測センサ用パッケージ１３全体を透視することである。
第２内部接地導体層２５Ｂが、第１収容凹部２０ａおよび第２収容凹部２０ｂよりも外側に配設されることにより、外部から到来する不要な電磁波に対するシールド効果を有するので、第２内部接地導体層２５Ｂよりもさらに内側にある信号配線導体２３、受光素子、発光素子に到達する電磁波を低減する。これにより、計測時に発生するノイズを低減することができ計測精度を向上させることができる。
本実施形態では、図１７に示すように、第２内部接地導体層２５Ｂは、側面透視において、第１底面２００と第１段差面２０２との間（第２底面２０３と第２段差面２０５との間）に配設される。すなわち、第２内部接地導体層２５Ｂは、平面透視で、第１収容凹部２０ａおよび第２収容凹部２０ｂの外側にあって、基体本体２０内に埋設される高さ位置が、第１底面２００の高さと第１段差面２０２の高さとの間に位置する。なお、側面透視は、基体２の厚み方向に直交する方向、すなわち平面透視したときの方向に直交する方向から計測センサ用パッケージ１３全体を透視することである。
本実施形態では、第２内部接地導体層２５Ｂが、上記のような高さ位置の範囲内に配設されるので、第１収容凹部２０ａおよび第２収容凹部２０ｂに収容される発光素子および受光素子の側方に第２内部接地導体層２５Ｂが位置することになる。このような高さ位置に配設されることで、本実施形態の第２内部接地導体層２５Ｂは、特に、外部から到来する電磁波が、発光素子および受光素子に到達することを防ぐことができ、発光素子および受光素子の内部回路に発生するノイズを低減させる。本実施形態では、上記のような高さ位置の範囲内であれば、複数の第２ 内部接地導体層２５Ｂが異なる高さ位置に配設されていてもよい。
外部接続端子２４は、はんだ等の接合材との濡れ性を向上させ、耐食性を向上させるために、例えば、厚さが０．５〜１０μｍのニッケル層と厚さが０．５〜５μｍの金層とをめっき法によって順次被着させてもよい。
蓋体３は、基体本体２０の一方主面（基体２の第１面）２１を覆い、接合材６によって基体２の一方主面２１に接合される。
本実施形態の計測センサ用パッケージ１３を備える計測センサでは、蓋体３の表面に、例えば被計測物である手指を当てた状態で発光素子から出射した光を手指に照射する。計測センサ用パッケージ１３においても、上記計測センサ用パッケージ１１と同様に、蓋体３を絶縁材料で構成することにより、蓋体３を通して不要な電荷が流れ込むことを抑制することができる。
接地導体層４は、基体本体２０の一方主面２１に配設されるメタライズ層であって、受光素子が収容される第２収容凹部２０ｂの開口を取り囲むように設けられる。接地導体層４は、例えば、外形が、基体本体２０の一方主面２１の外形に沿うように矩形状であってもよく、それ以外の円形状、多角形状などであってもよい。本実施形態では、接地導体層４の外形状を矩形状としている。また、接地導体層４は、第２収容凹部２０ｂの開口を取り囲んでいるから、少なくとも開口と同形状または開口よりも大きな貫通孔が設けられたメタライズ層である。
接地導体層４は、例えば、基体２に設けられた、接地ビア導体２６または後述の接合材６などと接続することで、接地電位が付与される。基体本体２０の一方主面２１に、接地導体層４を設けることで、基体２の表面に設置した接地導体層４は、下記の金属薄層５と接合材６により電気的に接続される。その結果、金属薄層５にも接地電位を付与することができ、金属薄層５ が外部帯電体（ 特に手指等の測定物） からの電気的シールドとして作用し、受光素子３１へのノイズ混入を抑制できる。
このように、金属薄層５を設けることで、光学的および電気的ノイズによる影響を抑制し、計測精度を向上させることができる。なお、金属薄層５は、接地導体層４と電気的に接続され、接地電位が付与されてもよい。また、本実施形態では、金属薄層５の外形と接地導体層４ との外形は同じ大きさであるが、異なっていてもよい。
本実施形態では、接地導体層４と金属薄層５とは、平面透視において、環状に設けられた接合材６の外縁よりも内側の領域にそれぞれ配設される。すなわち、基体本体２０の一方主面２１と蓋体３の対向面３ａとの間には、接地導体層４および金属薄層５の一部が介在されている。そして、接合材６によって、蓋体３と基体２とが全周にわたり直接接合されている。なお、接合材６は、接地導体層４や金属薄層５と一部が重なるように配設されていてもよい。
基体２と蓋体３との接合において、接地導体層４および金属薄層５が介在しない箇所では、基体２と蓋体３との接合強度を高くすることができ、蓋体３の剥離等を防止することができる。
（第２実施例、第３実施例）
次に、本実施形態の他の実施例について説明する。図１８は、図１７に示した断面図に対応する第２実施例の計測センサ用パッケージ１３Ａの断面図であり、図１９は、図１７に示した断面図に対応する第３実施例の計測センサ用パッケージ１３Ｂの断面図である。
次に、本実施形態の他の実施例について説明する。図１８は、図１７に示した断面図に対応する第２実施例の計測センサ用パッケージ１３Ａの断面図であり、図１９は、図１７に示した断面図に対応する第３実施例の計測センサ用パッケージ１３Ｂの断面図である。
第２実施例の計測センサ用パッケージ１３Ａは、上記の計測センサ用パッケージ１３に対して、さらに底部接地導体層２７ａを有する点で異なっており、その他については、同様の構成であるので、同様の構成には計測センサ用パッケージ１３と同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。
底部接地導体層２７ａは、接地電位に接続され、基体本体２０の、第１収容凹部２０ａおよび第２収容凹部２０ｂの第１底面２００および第２底面２０３と他方主面２２との間において、略全面に渡って配設されるベタグランド層である。底部接地導体層２７ａは、接地ビア導体２６と、基体本体２０の内部において電気的に接続されており、接地電位が付与される。
計測センサは、外部実装基板上に実装されて使用されるが、この外部実装基板の配線を流れる信号等に起因する電磁波が、基体本体２０の他方主面２２側から計測センサ用パッケージ１３内に進入して、信号配線導体２３を流れる信号にノイズが混入するおそれがある。
底部接地導体層２７ａを設けることで、第１収容凹部２０ａおよび第２収容凹部２０ｂと外部実装基板との間に底部接地導体層２７ａが位置し、電磁シールドとして機能する。
本実施形態の計測センサ用パッケージ１３Ｂは、上記の計測センサ用パッケージ１３とは、第２内部接地導体層２５Ｂが基体本体２０内に配設される高さ位置が異なっており、その他については、同様の構成であるので、同様の構成には計測センサ用パッケージ１３と同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。
本実施形態の計測センサ用パッケージ１３Ｂでは、第２内部接地導体層２５Ｂが、側面透視において、一方主面（第１面）２１と第１段差面２０２との間（一方主面（第１面）２１と第２段差面２０５との間）に配設される。すなわち、第２内部接地導体層２５Ｂは、平面透視で、第１収容凹部２０ａおよび第２収容凹部２０ｂの外側にあって、基体本体２０内に埋設される高さ位置が、一方主面２１と第１段差面２０２の高さとの間に位置する。
本実施形態では、第２内部接地導体層２５Ｂが、上記のような高さ位置に配設されるので、第１収容凹部２０ａおよび第２収容凹部２０ｂに収容される発光素子および受光素子にそれぞれ接続されるボンディングワイヤの側方に第２ 内部接地導体層２５Ｂが位置することになる。このような高さ位置に配設されることで、本実施形態の第２内部接地導体層２５Ｂは、特に、外部から到来する電磁波が、ボンディングワイヤに到達することを防ぐことができ、ボンディングワイヤに発生するノイズを低減させる。本実施形態では、上記のような高さ位置の範囲内であれば、複数の第２内部接地導体層２５Ｂが異なる高さ位置に配設されていてもよい。
第２内部接地導体層２５Ｂは、その形状が、例えば、図２０〜図２２の平面透視図に示されるような、帯状または配線状であってもよいが、平面透視で、第１収容凹部２０ａおよび第２収容凹部２０ｂの外側に配設されていればその形状および大きさなどは特に限定されない。なお、図２０〜図２２において、第２内部接地導体層２５Ｂ１〜２５Ｂ３がわかりやすいようにハッチングを付して示している。
例えば、図２０に示す態様では、第２内部接地導体層２５Ｂ１は、平面透視したときに、基体２の一方主面２１の四辺に沿った環状に配設されている。環状に配設することにより、第２内部接地導体層２５Ｂ１は、計測センサ用パッケージ１３の全方位から到来する電磁波に対して電磁シールド効果を発揮する。
例えば、図２１に示す態様では、第２内部接地導体層２５Ｂ２は、平面透視したときに、基体２の一方主面２１の長辺に沿った二本の平行な配線状に設けられている。第２内部接地導体層２５Ｂ２は、特に、長辺側から到来する電磁波に対して電磁シールド効果を発揮する。
例えば、図２２に示す態様では、第２内部接地導体層２５Ｂ３は、平面透視したときに、基体２の一方主面２１の短辺に沿った二本の平行な配線状に設けられている。第２内部接地導体層２５Ｂ３は、特に、短辺側から到来する電磁波に対して電磁シールド効果を発揮する。
第２内部接地導体層２５Ｂは、上記の第１実施例〜第３実施例のいずれにおいても他の配線および凹部などの配置位置による設計上の制約を受けるだけで、特にその形状、大きさは限定されることはない。一例として示した図２０〜図２２の第２内部接地導体層２５Ｂ１〜２５Ｂ３は、第１実施例〜第３実施例のいずれの実施形態に対しても適用することができる。
さらに、第１実施例〜第３実施例を組合わせた構成も本開示の実施形態である。例えば、第２内部接地導体層２５Ｂが、側面透視において、第１底面２００と第１段差面２０２との間の高さ位置に配設されるとともに、側面透視において、一方主面２１と第１段差面２０２との間の高さ位置にも配設される構成であってもよい。このような構成に、さらに、底部接地導体層２７ａを備えていてもよい。また、第２実施例のように、第２内部接地導体層２５Ｂ２が、側面透視において、一方主面２１と第１段差面２０２との間の高さ位置に配設され、さらに底部接地導体層２７ａを備えていてもよい。
計測センサ用パッケージ１３の製造方法について説明する。まず、基体２については、上記計測センサ用パッケージ１１と同様の製法によって基体２が作製される。
一方、金属薄層５についても、上記計測センサ用パッケージ１１と同様の製法によって形成する。
（第４実施例）
次に、本実施形態の第４実施例である計測センサ１３０について説明する。図２３は、計測センサ１３０の構成を示す断面図である。計測センサ１３０は、上記の計測センサ用パッケージ１３，１３Ａ，１３Ｂと、第１収容凹部２０ａに収容される発光素子３０と、第２収容凹部２０ｂに収容される受光素子３１と、を含む。計測センサ１３０は、計測センサ用パッケージ１３の発光素子３０と、受光素子３１とを実装し、ボンディングワイヤ３２で接続パッド２３ａと接続した後、蓋体３を接合材６によって基体本体２０に接合して得られる。
次に、本実施形態の第４実施例である計測センサ１３０について説明する。図２３は、計測センサ１３０の構成を示す断面図である。計測センサ１３０は、上記の計測センサ用パッケージ１３，１３Ａ，１３Ｂと、第１収容凹部２０ａに収容される発光素子３０と、第２収容凹部２０ｂに収容される受光素子３１と、を含む。計測センサ１３０は、計測センサ用パッケージ１３の発光素子３０と、受光素子３１とを実装し、ボンディングワイヤ３２で接続パッド２３ａと接続した後、蓋体３を接合材６によって基体本体２０に接合して得られる。
計測センサ１３０は、外部実装基板に実装されて使用される。外部実装基板には、例えば、発光素子３０の発光を制御する制御素子、受光素子３１の出力信号から血流速度等を算出する演算素子等も実装される。
なお、計測センサ１３０における血流速度等の測定方法は、上記計測センサ１２０と同様であり、受光素子３１から出力された信号は、接続パッド２３ａ、信号ビア導体２３ｂを通り、外部接続端子２４を介して計測センサ１３０から外部実装基板へと出力される。
外部実装基板では、計測センサ１３０から出力された信号が、演算素子に入力され、例えば、発光素子３０から出射された光である照射光の周波数と、受光素子３１が受光した光である散乱光の周波数とに基づいて血流速度を算出することができる。
また、第２内部接地導体層２５Ｂと接続する接地ビア導体２６が、接合材６から外部接続端子２４までを接続するように設けることで、接地ビア導体２６は、被計測物の一つである人の手指が計測センサに接触したときに放出される電荷を、基体本体２０の一方主面２１から基体本体２０の他方主面２２に誘導し、外部へと放出する。
接地ビア導体２６によって、人から放出された電荷が流れ易い経路を計測センサ用パッケージ１３内に形成することで、この経路に電荷を誘導して外部へと電荷を逃がし、電気的ノイズが発生することを防止している。
（第４の実施形態）
上記図１は、本開示の第４の実施形態に係る計測センサ用パッケージ１４を示す平面図である。図２４は、図１の計測センサ用パッケージ１４を切断面線Ｂ−Ｂで切断した断面図である。本実施形態に係る計測センサ用パッケージ１４の特徴としては、上記第１の実施形態の計測センサ用パッケージ１１に、第２の実施形態における第１内部接地導体層２５Ａと、第３の実施形態における第２内部接地導体層２５Ｂとが追加されている。
上記図１は、本開示の第４の実施形態に係る計測センサ用パッケージ１４を示す平面図である。図２４は、図１の計測センサ用パッケージ１４を切断面線Ｂ−Ｂで切断した断面図である。本実施形態に係る計測センサ用パッケージ１４の特徴としては、上記第１の実施形態の計測センサ用パッケージ１１に、第２の実施形態における第１内部接地導体層２５Ａと、第３の実施形態における第２内部接地導体層２５Ｂとが追加されている。
上記のように、計測センサ用パッケージ１４は、上記の計測センサ用パッケージ１２と計測センサ用パッケージ１３とを統合したものであり、上記の電磁ノイズを遮蔽するための第１ 内部接地導体層２５Ａが配設されるとともに、外部から到来する不要な電磁波をシールドするための第２内部接地導体層２５Ｂが配設されている。なお、計測センサ用パッケージ１２または計測センサ用パッケージ１３と同様の構成には同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。
本実施形態の計測センサ用パッケージ１４は、上記の計測センサ用パッケージ１２，１３と同様の構成であり、光のドップラー効果を利用して、血流等の流体の流れを計測する計測センサに用いられてもよい。
第１内部接地導体層２５Ａは、導電性を有し、基体２の誘電体層間に配設される。内部接地導体層２５は、平面透視したときに、第１収容凹部２０ａと第２収容凹部２０ｂとの間に配設されているとともに、第１収容凹部２０ａおよび第２収容凹部２０ｂよりも外側にも配設されている。
すなわち、第１ 内部接地導体層２５Ａが、発光素子側で発生した電磁ノイズが受光素子側に向かって伝播する経路上に配設されることにより、発光素子側で発生した電磁ノイズが、基体本体２０の、第１収容凹部２０ａと第２収容凹部２０ｂとを隔てている部位を通過して、受光素子側に進入することを効果的に抑制することができる。これにより、発光素子側と受光素子側との電気クロストークを効果的に低減することができる。
さらに、第２ 内部接地導体層２５Ｂが、第１収容凹部２０ａおよび第２収容凹部２０ｂよりも外側に配設されることにより、外部から到来する不要な電磁波に対するシールド効果を有するので、第２内部接地導体層２５Ｂよりもさらに内側にある信号配線導体２３、受光素子、発光素子に到達する電磁波を低減する。これにより、計測時に発生するノイズを低減することができ計測精度を向上させることも可能となる。
第１内部接地導体層２５Ａおよび第２内部接地導体層２５Ｂは、その形状が、例えば、図２５の平面透視図に示されるような、帯状または配線状であってもよいが、平面透視で、第１収容凹部２０ａと第２収容凹部２０ｂとの間、並びに第１収容凹部２０ａおよび第２収容凹部２０ｂの外側に配設されていれば、その形状および大きさなどは特に限定されない。なお、図２５において、第１内部接地導体層２５Ａおよび第２内部接地導体層２５Ｂがわかりやすいようにハッチングを付して示している。なお、図２５では、第２内部接地導体層２５Ｂの具体例として、第２内部接地導体層２５Ｂ１を示している。
例えば、図２５に示す態様では、第１内部接地導体層２５Ａおよび第２内部接地導体層２５Ｂは、平面透視したときに、第１収容凹部２０ａの図心と第２収容凹部２０ｂとの図心とを結ぶ方向に交差する方向と、基体２の一方主面２１の四辺に沿った環状に、それぞれ配設されている。このように第１内部接地導体層２５Ａおよび第２内部接地導体層２５Ｂを配設することにより、発光素子側で発生した電磁ノイズが受光素子側に進入することをより効果的に抑制し、発光素子側と受光素子側との電気クロストークをより効果的に低減することができるとともに、計測センサ用パッケージ１４の全方位から到来する電磁波に対して電磁シールド効果を発揮する。
計測センサ用パッケージ１４の製造方法について説明する。まず、基体２については、上記計測センサ用パッケージ１２，１３と同様の製法によって基体２が作製される。
一方、金属薄層５についても、上記計測センサ用パッケージ１１と同様の製法によって形成される。
次に、本実施形態に係る計測センサ１４０について説明する。図２６は、計測センサ１４０の構成を示す断面図である。計測センサ１４０は、上記の計測センサ用パッケージ１４と、第１収容凹部２０ａに収容される発光素子３０と、第２収容凹部２０ｂに収容される受光素子３１と、を含む。計測センサ１４０は、計測センサ用パッケージ１４の発光素子３０と、受光素子３１とを実装し、ボンディングワイヤ３２で接続パッド２３ａと接続した後、蓋体３を接合材６によって基体本体２０に接合して得られる。
計測センサ１４０は、外部実装基板に実装されて使用される。外部実装基板には、例えば、発光素子３０の発光を制御する制御素子、受光素子３１の出力信号から血流速度等を算出する演算素子等も実装される。なお、計測センサ１４０における血流速度等の測定方法は、上記計測センサ１２０，１３０と同様であり、受光素子３１から出力された信号は、接続パッド２３ａ、信号ビア導体２３ｂを通り、外部接続端子２４を介して計測センサ１４０から外部実装基板へと出力される。
外部実装基板では、計測センサ１４０から出力された信号が、演算素子に入力され、例えば、発光素子３０から出射された光である照射光の周波数と、受光素子３１が受光した光である散乱光の周波数とに基づいて血流速度を算出することができる。
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施できる。したがって、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、本発明の範囲は特許請求の範囲に示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のものである。
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１４ 計測センサ用パッケージ
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ 計測センサ用パッケージ
１３，１３Ａ，１３Ｂ 計測センサ用パッケージ
２ 基体
３ 蓋体
３ａ 対向面
４ 接地導体層
５ 金属薄層
５ａ 絞り孔
６ 接合材
７ 仕切り部
２０ 基体本体
２０ａ 第１収容凹部
２０ｂ 第２収容凹部
２１ 一方主面（第１面）
２２ 他方主面
２１ａ 第１の辺
２１ｂ 第２の辺
２２ 他方主面（第２面）
２３ 信号配線導体
２３ａ 接続パッド
２３ｂ 信号ビア導体
２４ 外部接続端子
２５Ａ 第１内部接地導体層
２５Ｂ 第２内部接地導体層
２５Ｂ１，２５Ｂ２，２５Ｂ３ 第２内部接地導体層
２６ 接地ビア導体
２７ 裏面接地導体層
２７ａ 底部接地導体層
２８ 表面接地導体層
３０ 発光素子
３１ 受光素子
３２ ボンディングワイヤ
４１ 接地導体層
４２ 蓋側接地導体層
４３ 表層接地導体層
１１０，１２０，１３０，１４０ 計測センサ
２００ 第１底面
２０１ 第１段差部
２０２ 第１段差面
２０３ 第２底面
２０４ 第２段差部
２０５ 第２段差面
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ 計測センサ用パッケージ
１３，１３Ａ，１３Ｂ 計測センサ用パッケージ
２ 基体
３ 蓋体
３ａ 対向面
４ 接地導体層
５ 金属薄層
５ａ 絞り孔
６ 接合材
７ 仕切り部
２０ 基体本体
２０ａ 第１収容凹部
２０ｂ 第２収容凹部
２１ 一方主面（第１面）
２２ 他方主面
２１ａ 第１の辺
２１ｂ 第２の辺
２２ 他方主面（第２面）
２３ 信号配線導体
２３ａ 接続パッド
２３ｂ 信号ビア導体
２４ 外部接続端子
２５Ａ 第１内部接地導体層
２５Ｂ 第２内部接地導体層
２５Ｂ１，２５Ｂ２，２５Ｂ３ 第２内部接地導体層
２６ 接地ビア導体
２７ 裏面接地導体層
２７ａ 底部接地導体層
２８ 表面接地導体層
３０ 発光素子
３１ 受光素子
３２ ボンディングワイヤ
４１ 接地導体層
４２ 蓋側接地導体層
４３ 表層接地導体層
１１０，１２０，１３０，１４０ 計測センサ
２００ 第１底面
２０１ 第１段差部
２０２ 第１段差面
２０３ 第２底面
２０４ 第２段差部
２０５ 第２段差面
Claims (18)
- 複数の誘電体層が積層されて成る、板状の基体であって、発光素子を収容する第１収容凹部および受光素子を収容する第２収容凹部が、第１ 面に設けられている基体と、
前記基体の前記第１面を覆う、絶縁材料からなり、光透過性を有する板状の蓋体と、
前記基体の前記第１面の四辺に沿って環状に配設されており、前記基体の前記第１面と前記蓋体の、前記第１面と対向する対向面とを接合する接合材であって、遮光性を有する接合材と、
前記基体に配設された、前記第２収容凹部の開口を取り囲むように配設されている、導電性を有する接地導体層と、
前記蓋体に配設された、前記受光素子によって受光される光を規制する絞り孔が設けられている金属薄層と、を含むことを特徴とする計測センサ用パッケージ。 - 前記基体の前記第１面の、前記第１収容凹部と前記第２収容凹部との間に配設されて、前記基体の前記第１面の第１の辺から、該第１の辺に平行な第２の辺に向かって延びる帯状の仕切り部であって、遮光性を有する仕切り部を、さらに有する請求項１に記載の計測センサ用パッケージ。
- 前記接地導体層および前記金属薄層は、前記仕切り部よりも前記第２収容凹部側にのみ配設されていることを特徴とする請求項２に記載の計測センサ用パッケージ。
- 平面透視したときに、前記金属薄層が、前記接地導体層全体を覆っていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の計測センサ用パッケージ。
- 前記基体の前記誘電体層間に配設される、導電性を有する第１内部接地導体層であって、平面透視したときに、前記第１収容凹部と前記第２収容凹部との間に配設される第１内部接地導体層を、さらに含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の計測センサ用パッケージ。
- 前記第１収容凹部は、前記発光素子が載置される第１底面を有し、前記第１収容凹部の内側面には、前記発光素子と電気的に接続される電極パッドが配設される第１段差面を有する第１段差部が設けられており、
前記第２収容凹部は、前記受光素子が載置される第２底面を有し、前記第２収容凹部の内側面には、前記受光素子と電気的に接続される電極パッドが配設される第２段差面を有する第２段差部が設けられており、
前記第１底面と前記第２底面とは、前記第１面から等距離にあり、
前記第１段差面と前記第２段差面とは、前記第１面から等距離にあることを特徴とする請求項５に記載の計測センサ用パッケージ。 - 前記第１内部接地導体層は、側面透視において、前記第１底面と前記第１段差面との間に配設されることを特徴とする請求項６に記載の計測センサ用パッケージ。
- 前記第１内部接地導体層は、側面透視において、前記第１面と前記第１段差面との間に配設されることを特徴とする請求項６に記載の計測センサ用パッケージ。
- 前記第１内部接地導体層は、平面透視したときに、前記第１収容凹部の図心と前記第２収容凹部の図心とを結ぶ方向に交差する方向において、細長い形状を有していることを特徴とする請求項５〜８のいずれか１つに記載の計測センサ用パッケージ。
- 前記基体の、前記第１面とは反対側の第２面に配設される裏面接地導体層であって、平面透視したときに、前記第１収容凹部と前記第２収容凹部との間に配設される裏面接地導体層を含むことを特徴とする請求項５ 〜 ９ のいずれか１ つに記載の計測センサ用パッケージ。
- 前記第１面に配設される表面接地導体層であって、平面透視したときに、前記第１収容凹部と前記第２収容凹部との間に配設される表面接地導体層を含むことを特徴とする請求項５〜１０のいずれか１つに記載の計測センサ用パッケージ。
- 前記基体の前記誘電体層間に配設される、導電性を有する第２内部接地導体層であって、平面透視したときに、前記第１収容凹部および前記第２収容凹部よりも外側に配設される第２内部接地導体層を、さらに含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の計測センサ用パッケージ。
- 前記第１収容凹部は、前記発光素子が載置される第１底面を有し、前記第１収容凹部の内側面には、前記発光素子と電気的に接続される電極パッドが配設される第１段差面を有する第１段差部が設けられており、
前記第２収容凹部は、前記受光素子が載置される第２底面を有し、前記第２収容凹部の内側面には、前記受光素子と電気的に接続される電極パッドが配設される第２段差面を有する第２段差部が設けられており、
前記第１底面と前記第２底面とは、前記第１面から等距離にあり、
前記第１段差面と前記第２段差面とは、前記第１面から等距離にあることを特徴とする請求項１２に記載の計測センサ用パッケージ。 - 前記第２内部接地導体層は、側面透視において、前記第１底面と前記第１段差面との間に配設されることを特徴とする請求項１３に記載の計測センサ用パッケージ。
- 前記第２内部接地導体層は、側面透視において、前記第１面と前記第１段差面との間に配設されることを特徴とする請求項１３に記載の計測センサ用パッケージ。
- 前記第２内部接地導体層は、平面透視したときに、前記基体の前記第１面の四辺に沿った環状に配設されていることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれか１つに記載の計測センサ用パッケージ。
- 前記基体の前記誘電体層間に配設される、導電性を有する第２内部接地導体層であって、平面透視したときに、前記第１収容凹部および前記第２収容凹部よりも外側に配設される第２内部接地導体層を、さらに含むことを特徴とする請求項５に記載の計測センサ用パッケージ。
- 請求項１〜１７のいずれか１つに記載の計測センサ用パッケージと、
前記第１収容凹部に収容される発光素子と、
前記第２収容凹部に収容される受光素子と、を含むことを特徴とする計測センサ。
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