JP2024002465A - 赤外線検出器 - Google Patents
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Abstract
【課題】感度の向上が可能な赤外線検出器を提供する。【解決手段】赤外線検出器1は、ベース部11、リードピン12~14及びキャップ部16を有するパッケージ10と、サーモパイルチップ31~33と、を備える。サーモパイルチップ31,32は、電気的に直列に接続され、サーモパイルチップ31,32を含む第1チップユニットU1とサーモパイルチップ33を含む第2チップユニットU2とは、電気的に並列に接続されている。Z方向から見て、リードピン12,13は第1直線L1を介してY方向に沿って並ぶように配置され、リードピン12,14は第2直線L2を介してX方向に沿って並ぶように配置され、サーモパイルチップ31は第2直線L2上に配置され且つリードピン12,14を結んだ直線上に配置され、サーモパイルチップ32,33は第1直線L1上に基準位置Oを介して並ぶように配置されている。【選択図】図8
Description
本発明は、赤外線検出器に関する。
赤外線検出器に関する技術として、例えば特許文献1には、ベース部を有するパッケージと、ベース部の主面上に配置された複数のサーモパイルチップと、を備えた赤外線検出素子が記載されている。特許文献1に記載された赤外線検出素子では、複数のサーモパイルチップが電気的に直列に接続されている。
近年、例えば種々の分野及び用途への赤外線検出器の適用が進展する中、感度が高い赤外線検出器が望まれる場合がある。この点、上述した技術では、複数のサーモパイルチップの存在に起因して、赤外線検出器を構成する回路の抵抗値が大きくなるおそれがあり、感度の向上が難しい。また、上述した技術では、主面上のサーモパイルチップの配置には制約があり、受光面積を大きく確保することは容易ではないことからも、感度の向上が難しい。
そこで、本発明は、感度の向上が可能な赤外線検出器を提供することを目的とする。
本発明の赤外線検出器は、ベース部、ベース部の主面から突出する第1~第3リードピン、及び、ベース部の主面上に配置されベース部と共に収容空間を画成するキャップ部を有するパッケージと、ベース部の主面上に配置された複数のサーモパイルチップと、を備え、複数のサーモパイルチップは、第1~第3サーモパイルチップを有し、第1及び第2サーモパイルチップは、電気的に直列に接続され、第1及び第2サーモパイルチップを含む第1チップユニットと第3サーモパイルチップを含む第2チップユニットとは、電気的に並列に接続され、ベース部の主面に垂直な方向から見て、基準位置を通って第1方向に沿って延在する直線を第1直線とし、基準位置を通って第1方向に直交する第2方向に沿って延在する直線を第2直線とした場合において、第1及び第2リードピンは、第1直線を介して第2方向に沿って並ぶように配置され、第1及び第3リードピンは、第2直線を介して第1方向に沿って並ぶように配置され、第1サーモパイルチップは、第2直線上に配置され、且つ、第1及び第3リードピンを結んだ直線上に配置され、第2及び第3サーモパイルチップは、第1直線上に基準位置を介して並ぶように配置されている。
本発明の赤外線検出器では、電気的に直列に接続した第1及び第2サーモパイルチップを含む第1チップユニットと、第3サーモパイルチップを含む第2チップユニットと、を電気的に並列に接続することで、第1~第3サーモパイルチップを電気的に直列に接続した場合に比べて、回路の抵抗値を低減することができる。また、複数のリードピンが主面から突出するパッケージ構造のために主面上のサーモパイルチップの配置に制約がある中、第1~第3サーモパイルチップの配置を最適化し、受光面積を大きく確保することができる。したがって、本発明の赤外線検出器によれば、感度の向上が可能となる。
本発明の赤外線検出器では、キャップ部には、ベース部の主面と対向する光通過開口が形成され、ベース部の主面に垂直な方向から見て、光通過開口は、第1~第3サーモパイルチップと重なり、且つ、第1~第3リードピンと重ならなくてもよい。これによれば、光通過開口を通過した赤外線が第1~第3リードピンに当たって乱反射してノイズが発生することを防止しつつ、第1~第3サーモパイルチップの受光面に効率よく赤外線を入射させることができる。
本発明の赤外線検出器では、複数のサーモパイルチップは、ベース部の主面上に配置され、第2チップユニットに含まれる第4サーモパイルチップを更に有し、第3及び第4サーモパイルチップは、電気的に直列に接続され、ベース部の主面に垂直な方向から見て、第1及び第4サーモパイルチップは、第2直線上に基準位置を介して並ぶように配置されていてもよい。これによれば、回路の抵抗値を1つのサーモパイルチップを用いた場合と同様の抵抗値に抑えながら、第1~第4サーモパイルチップの配置を最適化し、受光面積を大きく確保することが可能となる。
本発明の赤外線検出器では、キャップ部には、ベース部の主面と対向する光通過開口が形成され、ベース部の主面に垂直な方向から見て、光通過開口は、第1~第4サーモパイルチップと重なり、且つ、第1~第3リードピンと重ならなくてもよい。これによれば、光通過開口を通過した赤外線が第1~第3リードピンに乱反射してノイズが発生することを防止しつつ、第1~第4サーモパイルチップの受光面に効率よく赤外線を入射させることができる。
本発明の赤外線検出器では、第1サーモパイルチップは、第3リードピンに対して第1ワイヤによって電気的に接続され、第2サーモパイルチップは、第2リードピンに対して第2ワイヤによって電気的に接続され、第3サーモパイルチップは、第3リードピンに対して第3ワイヤによって電気的に接続され、第4サーモパイルチップは、第2リードピンに対して第4ワイヤによって電気的に接続され、第1及び第2サーモパイルチップは、第5ワイヤによって互いに電気的に接続され、第3及び第4サーモパイルチップは、第6ワイヤによって互いに電気的に接続されていてもよい。この場合、第1~第4サーモパイルチップの配置を最適化できることに伴い、各ワイヤの長さを短くして抵抗値を低減でき、感度の更なる向上が可能となる。
本発明の赤外線検出器では、ベース部の主面に垂直な方向から見て、サーモパイルチップ及び光通過開口は、共に矩形状を呈しており、サーモパイルチップの対角線に沿う直線は、光通過開口の対角線に沿う直線に対して45°傾斜していてもよい。これによれば、第1~第3リードピンに光通過開口を介して赤外線が当たることを防止しつつ、複数のサーモパイルチップの受光面に対して効率的に赤外線を入射させることができる。
本発明の赤外線検出器では、ベース部の主面に垂直な方向から見て、サーモパイルチップ及び光通過開口は、共に正方形状を呈しており、光通過開口の一辺の長さは、サーモパイルチップの一辺の長さの2倍よりも大きくてもよい。このように光通過開口を大きくすることで、サーモパイルチップの受光面に対して効率的よく赤外線を入射させることができる。
本発明の赤外線検出器では、サーモパイルチップのそれぞれは、ベース部の主面に垂直な方向から見て、中央部に形成されたメンブレンと、メンブレンを包囲する縁部と、を含み、ベース部の主面に垂直な方向から見て、光通過開口は、サーモパイルチップのメンブレンと重なり、縁部の少なくとも一部と重ならなくてもよい。これによれば、温接点が形成されたメンブレンに赤外線を効率よく入射させつつ、ベース部の主面に垂直な方向から見て、光通過開口が第1~第3リードピンと重ならない構成を容易に実現することができる。
本発明の赤外線検出器では、ベース部の主面に垂直な方向から見て、光通過開口は、第1及び第2リードピンを結ぶ直線上に配置され、且つ、第1及び第3リードピンを結ぶ直線上に配置されていてもよい。これによれば、複数のサーモパイルチップ上に光通過開口が配置されることになり、複数のサーモパイルチップの受光面に対して効率的に光通過開口を介して赤外線を入射させることができる。
本発明の赤外線検出器では、ベース部の主面に垂直な方向から見て、第2サーモパイルチップの少なくとも一部は、第1サーモパイルチップと第4サーモパイルチップとの間に位置し、第3サーモパイルチップの少なくとも一部は、第1サーモパイルチップと第4サーモパイルチップとの間に位置していてもよい。これによれば、第1方向において第2サーモパイルチップと第3サーモパイルチップとを近づけることができ、第2及び第3サーモパイルチップの受光面に対して効率よく赤外線を入射させることが可能となる。
本発明の赤外線検出器では、パッケージは、ベース部の主面から突出する第4リードピンを更に有し、ベース部の主面に垂直な方向から見た場合において、第2及び第4リードピンは、第2直線を介して第1方向に沿って並ぶように配置され、第4サーモパイルチップは、第2及び第4リードピンを結んだ直線上に配置されていてもよい。これによれば、第4サーモパイルチップの受光面に対して効率よく赤外線を入射させることができる。
本発明の赤外線検出器では、キャップ部には、ベース部の主面と対向する光通過開口が形成され、ベース部の主面に垂直な方向から見て、光通過開口は、第1~第4サーモパイルチップと重なり、且つ、第1~第4リードピンと重ならなくてもよい。これによれば、第1~第4リードピンに光通過開口を介して赤外線が当たることを防止しつつ、第1~第4サーモパイルチップの受光面に対して効率的に赤外線を入射させることができる。
本発明の赤外線検出器では、複数のサーモパイルチップは、ベース部の主面上に配置され、第1チップユニットに含まれる第5サーモパイルチップを更に有し、第1、第2及び第5サーモパイルチップは、電気的に直列に接続されていてもよい。これによれば、第5サーモパイルチップの存在により感度の更なる向上が可能となる。
本発明の赤外線検出器では、複数のサーモパイルチップは、ベース部の主面上に配置され、第1チップユニットに含まれる第5サーモパイルチップを更に有し、第1、第2及び第5サーモパイルチップは、電気的に直列に接続され、ベース部の主面に垂直な方向から見て、第5サーモパイルチップは、第2及び第3サーモパイルチップの間において基準位置と重なるように配置されていてもよい。これによれば、第5サーモパイルチップの存在により感度の更なる向上が可能となると共に、第1~第5サーモパイルチップの配置を最適化し、受光面積を大きく確保することができる。
本発明の赤外線検出器では、キャップ部には、ベース部の主面と対向する光通過開口が形成され、ベース部の主面に垂直な方向から見て、光通過開口は、第1~第5サーモパイルチップと重なり、且つ、第1~第3リードピンと重ならなくてもよい。これによれば、第1~第3リードピンに光通過開口を介して赤外線が当たることを防止しつつ、第1~第5サーモパイルチップの受光面に対して効率的に赤外線を入射させることができる。
本発明の赤外線検出器では、ベース部の主面に垂直な方向から見て、基準位置は、光通過開口の中心位置と重なっていてもよい。これによれば、ベース部の主面に垂直な方向から見て光通過開口の中心位置を基準に複数のサーモパイルチップを配置することができ、光通過開口を通過した赤外線を複数のサーモパイルチップの受光面に効率よく入射させることが可能となる。
本発明によれば、感度の向上が可能な赤外線検出器を提供することが可能となる。
以下、実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。説明の便宜上、互いに直交する3つの方向をそれぞれ「X方向」、「Y方向」及び「Z方向」として説明する。
[第1実施形態]
[第1実施形態]
図1、図2及び図3に示されるように、第1実施形態に係る赤外線検出器1は、赤外線を検出する検出器である。赤外線検出器1は、例えば、放射温度計、ガス分析及び炎検知等の用途に用いられる。ここでの赤外線検出器1は、炎検知用の高感度タイプの検出器であって、炎からのCO2共鳴放射による赤外線を検出する。赤外線検出器1は、収容空間Rを有するパッケージ10と、収容空間R内に配置された複数のサーモパイルチップ30と、を備える。
パッケージ10は、ベース部11、第1リードピン12、第2リードピン13、第3リードピン14、第4リードピン15、キャップ部16及び窓部17を有する。ベース部11は、Z方向を厚さ方向とする円板状を呈する。ベース部11におけるZ方向の一方側の主面11aには、複数のサーモパイルチップ30が搭載されている。主面11aは、Z方向から見て円形状の平面である。ベース部11におけるZ方向の他方側の端部には、径方向外側に突き出す鍔部11bが設けられている。ベース部11は、例えば、コバールを含む材料により形成されている。ベース部11の直径は、例えば10mm程度である。ベース部11の厚みは、例えば2mm程度である。
第1~第4リードピン12~15は、ベース部11において主面11aから突出する端子部材である。第1~第4リードピン12~15は、ベース部11を貫通するようにZ方向に延在する。第1~第4リードピン12~15は、ベース部11におけるZ方向の他方側の主面11cからも突出する。第1~第4リードピン12~15は、互いに離れて配置されている。ベース部11における第1~第3リードピン12~14の周囲部分には、ハーメチックガラス等の絶縁部11dが設けられている。これにより、第1~第3リードピン12~14は、ベース部11に対して絶縁されている。ベース部11における第4リードピン15の周囲部分には、絶縁部11dが設けられていない。これにより、第4リードピン15は、ベース部11と電気的に接続され、グランドとして機能する(図9参照)。ベース部11の主面11aから第1~第4リードピン12~15の上面までの高さ(第1~第4リードピン12~15の突出量)は、ベース部11の主面11aからサーモパイルチップ30の上面までの高さ(サーモパイルチップ30の厚さ)よりも大きい。
キャップ部16は、ベース部11の主面11a上に配置され、ベース部11と共に収容空間Rを画成(画定)する。キャップ部16は、Z方向の他方側に開口する円形カップ状を呈する。キャップ部16の内径は、ベース部11の外径に対応する。キャップ部16の開口側の端部には、径方向外側に突き出す鍔部16aが設けられている。キャップ部16は、ベース部11の主面11aを覆うようにベース部11と同軸で配置されている。キャップ部16は、その鍔部16aがベース部11の鍔部11bに当接した状態で、ベース部11に固定されている。Z方向から見て、キャップ部16の中心位置は、ベース部11の主面11aの中心位置と一致する。このようなキャップ部16の底面及び内周面とベース部11の主面11aにより、収容空間Rが画成される。
キャップ部16には、ベース部11の主面11aと対向する光通過開口18が形成されている。光通過開口18は、キャップ部16をZ方向に貫通する貫通孔であって、キャップ部16(収容空間R)の内外を連通する。光通過開口18は、Z方向から見て、矩形状を呈し、具体的には、正方形状を呈する。
サーモパイルチップ30の上面から、キャップ部16のサーモパイルチップ30と対向する内面までの距離は、例えば1mm程度である。サーモパイルチップ30の上面から、キャップ部16のサーモパイルチップ30と対向する内面までの距離は、ベース部の厚みよりも小さい。サーモパイルチップ30の上面から、キャップ部16のサーモパイルチップ30と対向する内面までの距離を小さくすることにより、サーモパイルチップ30の視野角を大きくすることができ、受光面に効率よく赤外線を入射させることができる。ベース部11のZ方向における他方側の主面11cからキャップ部16の外側面(窓部17が取り付けられる部分の外側面)までの距離は、例えば3mm程度である。
窓部17は、光通過開口18を塞ぐようにキャップ部16に設けられている。ここでは、窓部17は、キャップ部16の光通過開口18の辺縁におけるキャップ部16の内部側に、光通過開口18を塞ぐように固定されている。窓部17は、Z方向を厚さ方向とする板状を呈する。窓部17は、キャップ部16の内部側から光通過開口18に嵌め込まれている。窓部17は、赤外線に透過性を有する材料(例えばシリコン)により形成されている。窓部17は、例えば、赤外線の波長以外の波長の光をカットするバントパスフィルタを構成する。赤外線は、窓部17を介して収容空間Rに入射する。窓部17には、キャップ部16に嵌め込むために、外縁において厚みが薄くされた部分が形成されている。これにより、キャップ部16と窓部17との固定強度を高めることができる。窓部17の厚さは、例えば0.5mmである。窓部17の厚さは、サーモパイルチップ30の厚さよりも大きい。
サーモパイルチップ30は、ゼーベック効果を利用し、赤外線の入射エネルギ量に比例した熱起電力を得る熱型検出センサである。サーモパイルチップ30は、赤外線の絶対量を検出可能である。複数のサーモパイルチップ30は、ベース部11の主面11a上に配置されている。サーモパイルチップ30は、Z方向から見て矩形状のチップである。サーモパイルチップ30は、Z方向から見て正方形状を呈する。サーモパイルチップ30は、その表面が受光面を構成する。サーモパイルチップ30は、単素子サーモパイルである。サーモパイルチップ30の受光面は、Z方向から見て、中央部が縁部に比べて高い感度を有する。
図4及び図5に示されるように、サーモパイルチップ30は、基板3と、絶縁膜4と、赤外線吸収膜5と、電気的に直列に接続された複数の熱電対6と、を備える。基板3は、例えばシリコンからなる。基板3は、Z方向から見て矩形状を呈しており、中央部には矩形状の開口3hが形成されている。絶縁膜4は、基板3に形成された開口3hを塞ぐように基板3上に設けられている。絶縁膜4において基板3の開口3hを塞ぐ部分は、メンブレン7を構成している。メンブレン7は、矩形状を呈し、中空に浮いた状態となる。これにより、メンブレン7とベース部11の主面11aとの間に空間Kが形成されるため、メンブレン7とベース部11との熱的な分離が図られる。絶縁膜4は、例えばSiO2又はSiN等からなる。複数の熱電対6は、絶縁膜4の内部において、温接点6aがメンブレン7に、冷接点6bがメンブレン7を取り囲む縁部9に位置するように形成されている。
赤外線吸収膜5は、絶縁膜4の表面のうちメンブレン7上に設けられている。赤外線吸収膜5は、赤外線の吸収効率を上昇させるための膜である。赤外線吸収膜5は、例えばTiN等からなる。絶縁膜4の表面のうちメンブレン7を取り囲む縁部9には、電極パッド(出力端子)8が形成されている。電極パッド8は、熱起電力を信号として外部に取り出すための端子であり、複数の熱電対6と電気的に接続されている。電極パッド8は、絶縁膜4の表面における4つの角部のそれぞれに形成されている。4つの電極パッド8のうち、2つがワイヤを介して外部と電気的に接続される。赤外線がメンブレン7に入射すると、メンブレン7に位置する温接点6aが温まり、メンブレン7を取り囲む縁部9に位置する冷接点6bとの間に温度差が生じる。その温度差に伴う熱起電力を電極パッド8から信号として外部に取り出すことで、赤外線を検出することができる。サーモパイルチップ30の大きさは、例えば一辺が1~2mm程度である。サーモパイルチップ30の厚みは、例えば200μm程度である。基板3の厚みは、例えば200μmであり、絶縁膜4の厚みは、例えば数μmである(図5では説明のために絶縁膜4の厚みが厚く示されている)。絶縁膜4の厚みは、基板3の厚みよりも小さい。メンブレン7の大きさは、例えば、一辺が1~1.5mm程度である。
図6に示されるように、Z方向から見て、サーモパイルチップ30の対角線に沿う直線は、光通過開口18の対角線に沿う直線に対して45°傾斜する。Z方向から見て、光通過開口18の一辺の長さは、サーモパイルチップ30の一辺の長さの2倍よりも大きい。複数のサーモパイルチップ30は、第1サーモパイルチップ31、第2サーモパイルチップ32、第3サーモパイルチップ33及び第4サーモパイルチップ34を有する。第1及び第2サーモパイルチップ31,32は、第1チップユニットU1に含まれる。第3及び第4サーモパイルチップ33,34は、第2チップユニットU2に含まれる。
図8に示されるように、本実施形態の赤外線検出器1は、Z方向から見て、基準位置Oを通ってX方向(第1方向)に沿って延在する直線を第1直線L1とし、基準位置Oを通ってY方向(第2方向)に沿って延在する直線を第2直線L2とした場合において、以下の特徴を具備する。基準位置Oは、ベース部11の主面11aの中心位置(重心位置)である。
第1及び第2リードピン12,13は、主面11aにおいて第1直線L1を介してY方向に沿って並ぶように配置されている。第1及び第3リードピン12,14は、主面11aにおいて第2直線L2を介してX方向に沿って並ぶように配置されている。第2及び第4リードピン13,15は、主面11aにおいて第2直線L2を介してX方向に沿って並ぶように配置されている。
換言すると、第1~第4リードピン12~15は、Z方向から見て、主面11a上に形成されるX方向及びY方向を辺とする正方形の角部に位置する。第1~第4リードピン12~15は、主面11a上における第1及び第2直線L1,L2で4分割された各領域のそれぞれに位置する。第1~第4リードピン12~15それぞれの第1直線L1までの距離と、第1~第4リードピン12~15それぞれの第2直線L2までの距離と、は等しい。第1~第4リードピン12~15は、Z方向から見て、基準位置Oを中心とした90°の回転対称の位置にそれぞれ配置されている。第1~第4リードピン12~15それぞれから第1直線L1までの距離と、第1~第4リードピン12~15それぞれから第2直線L2までの距離は、例えば1~2mm程度である。第1リードピン12から第4リードピン15までの距離、及び、第2リードピン13から第3リードピン14までの距離は、例えば5mm程度である。
第1及び第4サーモパイルチップ31,34は、Z方向から見て、第2直線L2上に基準位置Oを介して並ぶように配置されている。第2及び第3サーモパイルチップ32,33は、第1直線L1上に基準位置Oを介して並ぶように配置されている。第1サーモパイルチップ31は、第1及び第3リードピン12,14を結んだ直線上に配置されている。第4サーモパイルチップ34は、第2及び第4リードピン13,15を結んだ直線上に配置されている。
Z方向から見て、第2サーモパイルチップ32の一部は、第1サーモパイルチップ31と第4サーモパイルチップ34との間に位置する。第3サーモパイルチップ33の一部は、第1サーモパイルチップ31と第4サーモパイルチップ34との間に位置する。第2サーモパイルチップ32と第3サーモパイルチップ33とは、X方向において近接する。第1サーモパイルチップ31と第2及び第3サーモパイルチップ32,33とは、Y方向において近接する。第2及び第3サーモパイルチップ32,33と第4サーモパイルチップ34とは、Y方向において近接する。サーモパイルチップ30は、主面11aに千鳥状に配置されている。サーモパイルチップ30は、全体としてY方向に長尺な菱形を形成するように並べられている。サーモパイルチップ30は、X方向においては最大2つ並び、Y方向においては最大3つ並ぶ。
Z方向から見て、光通過開口18は、第1~第4サーモパイルチップ31~34と重なり、且つ、第1~第4リードピン12~15と重ならない。光通過開口18は、Z方向から見て、第1~第4サーモパイルチップ31~34の少なくとも一部を含み、且つ、第1~第4リードピン12~15を含まない。換言すると、第1~第4サーモパイルチップ31~34の直上には光通過開口18が存在する一方で、第1~第4リードピン12~15の直上には光通過開口18が存在しない。Z方向から見て、基準位置Oは、光通過開口18の中心位置と重なる(一致する)。
Z方向から見て、光通過開口18は、第1~第4サーモパイルチップ31~34の中央部に形成されたメンブレン7の少なくとも一部と重なっている。Z方向から見て、光通過開口18は、メンブレン7を取り囲むサーモパイルチップ30の縁部9の少なくとも一部と重なっていない。Z方向から見て、光通過開口18は、第1~第3リードピン12~14の絶縁部11dの一部と重なっている。Z方向から見て、光通過開口18は、第2及び第3サーモパイルチップ32,33の全面と重なり、第1及び第4サーモパイルチップ31,34の一部と重なっている。光通過開口18の1つの角部は、第2直線L2上における、第1サーモパイルチップ31を介して基準位置Oとは反対側に位置し、当該角部に対向する角部は、第2直線L2上における、第4サーモパイルチップ34を介して基準位置Oとは反対側に位置している。光通過開口18の大きさは、例えば、一辺が4~5mm程度である。
Z方向から見て、光通過開口18は、第1~第4リードピン12~15のうちの何れか2つを結ぶ直線上に配置されている。具体的には、Z方向から見て、光通過開口18は、第1及び第2リードピン12,13を結ぶ直線上に配置され、且つ、第1及び第3リードピン12,14を結ぶ直線上に配置されている。Z方向から見て、光通過開口18は、第2及び第4リードピン13,15を結ぶ直線上に配置され、且つ、第3及び第4リードピン14,15を結ぶ直線上に配置されている。Z方向から見て、光通過開口18は、第1及び第4リードピン12,15を結ぶ直線上に配置され、且つ、第2及び第3リードピン13,14を結ぶ直線上に配置されている。
図8及び図9に示されるように、第1及び第2サーモパイルチップ31,32は、電気的に直列に接続されている。第3及び第4サーモパイルチップ33,34は、電気的に直列に接続されている。第1及び第2サーモパイルチップ31,32を含む第1チップユニットU1と第3及び第4サーモパイルチップ33,34を含む第2チップユニットU2とは、電気的に並列に接続されている。
第1サーモパイルチップ31は、第3リードピン14に対して第1ワイヤ41によって電気的に接続されている。第2サーモパイルチップ32は、第2リードピン13に対して第2ワイヤ42によって電気的に接続されている。第3サーモパイルチップ33は、第3リードピン14に対して第3ワイヤ43によって電気的に接続されている。第4サーモパイルチップ34は、第2リードピン13に対して第4ワイヤ44によって電気的に接続されている。第1及び第2サーモパイルチップ31,32は、第5ワイヤ45によって互いに電気的に接続されている。第3及び第4サーモパイルチップ33,34は、第6ワイヤ46によって互いに電気的に接続されている。図8では、サーモパイルチップ30の表面に形成された電極パッド8(図7参照)が省略されているが、各ワイヤ41~46は電極パッド8(図7参照)に電気的に接続されている(以下の図8,11,14,17,19において同様)。
サーモパイルチップ30と第2及び第3リードピン13,14との間のワイヤボンディングには、例えばセカンド補強法を用いてもよい。セカンド補強法は、通常のワイヤボンディングを行った後に、ファーストボンド地点に比べて強度が弱くなりやすいセカンドボンド地点に対して、補強用のボールを形成する手法である。また、複数のサーモパイルチップ30間のワイヤボンディングには、BSOB(Bond Stick on Ball)法を用いてもよい。BSOB法は、通常のワイヤボンディングを行う前にセカンドボンドを行う地点に予めボールを形成しておき、セカンドボンド地点を補強する手法である。
以上、赤外線検出器1では、電気的に直列に接続した第1及び第2サーモパイルチップ31,32を含む第1チップユニットU1と、第3サーモパイルチップ33を含む第2チップユニットU2と、を電気的に並列に接続することで、第1~第3サーモパイルチップ31~33を電気的に直列に接続した場合に比べて、回路の抵抗値(全抵抗値)を低減することができる。また、第1~第4リードピン12~15が主面11aから突出するパッケージ構造のために主面11a上のサーモパイルチップ30の配置には制約がある中で、第1~第3サーモパイルチップ31~33の配置を最適化し、受光面積を大きく確保することができる。主面11a上の広い範囲に複数のサーモパイルチップ30を効果的に敷き詰めることができる。したがって、赤外線検出器1によれば、感度の向上が可能となる。
赤外線検出器1では、キャップ部16には光通過開口18が形成され、Z方向から見て、光通過開口18は、第1~第3サーモパイルチップ31~33と重なり、且つ、第1~第3リードピン12~14と重ならない。これによれば、光通過開口18を通過した赤外線が第1~第3リードピン12~14に当たり、当該赤外線が第1~第3リードピン12~14で乱反射してノイズが発生してしまうということを防止しつつ、第1~第3サーモパイルチップ31~33の受光面に効率よく赤外線を入射させることができる。
赤外線検出器1では、複数のサーモパイルチップ30は、第4サーモパイルチップ34を更に有する。第3及び第4サーモパイルチップ33,34は、電気的に直列に接続されている。Z方向から見て、第1及び第4サーモパイルチップ31,34は、第2直線L2上に基準位置Oを介して並ぶように配置されている。これによれば、回路の抵抗値を、1つのサーモパイルチップ30を用いた場合と同様の抵抗値に抑えながら、第1~第4サーモパイルチップ31~34の配置を最適化し、受光面積を大きく確保することが可能となる。
赤外線検出器1では、Z方向から見て、光通過開口18は、第1~第4サーモパイルチップ31~34と重なり、且つ、第1~第3リードピン12~14と重ならない。これによれば、光通過開口18を通過した赤外線が第1~第3リードピン12~14に乱反射してノイズが発生することを防止しつつ、第1~第4サーモパイルチップ31~34の受光面に効率よく赤外線を入射させることができる。
赤外線検出器1では、第1~第6ワイヤ41~46により、第1及び第3サーモパイルチップ31,33が第3リードピン14に電気的に接続され、第2及び第4サーモパイルチップ32,34が第2リードピン13に電気的に接続され、第1及び第2サーモパイルチップ31,32が互いに電気的に接続され、第3及び第4サーモパイルチップ33,34が互いに電気的に接続されている。この場合、第1~第4サーモパイルチップ31~34の配置を最適化できることに伴い、第1~第6ワイヤ41~46の長さを短くして抵抗値を低減でき、感度の更なる向上が可能となる。
赤外線検出器1では、Z方向から見て、サーモパイルチップ30及び光通過開口18は、共に矩形状を呈している。サーモパイルチップ30の対角線に沿う直線は、光通過開口18の対角線に沿う直線に対して45°傾斜している。これによれば、第1~第3リードピン12~14に光通過開口18を介して赤外線が当たることを防止しつつ、複数のサーモパイルチップ30の受光面に対して効率的に赤外線を入射させることができる。また、このように光通過開口18が45°傾斜することから、光通過開口18が第1~第3サーモパイルチップ31~33と重なり且つ第1~第3リードピン12~14と重ならない上記の配置構成を、容易に実現することが可能となる。
赤外線検出器1では、Z方向から見て、サーモパイルチップ30及び光通過開口18は、共に正方形状を呈している。光通過開口18の一辺の長さは、サーモパイルチップ30の一辺の長さの2倍よりも大きい。このように光通過開口18を大きくすることで、サーモパイルチップ30の受光面に対して効率的よく赤外線を入射させることができる。
赤外線検出器1では、サーモパイルチップ30のそれぞれは、Z方向から見て、中央部に形成されたメンブレン7と、メンブレン7を包囲する縁部9と、を含む。Z方向から見て、光通過開口18は、サーモパイルチップ30のメンブレン7と重なり、且つ、当該縁部9の少なくとも一部と重ならない。これによれば、温接点が形成されたメンブレン7に赤外線を効率よく入射させつつ、Z方向から見て光通過開口18が第1~第3リードピン12~14と重ならない構成を容易に実現することができる。図6において、仮に光通過開口18が複数のサーモパイルチップ30の全ての部分と重なるようにした場合には、この光通過開口18は第1~第3リードピン12~14についても重なってしまう。
赤外線検出器1では、Z方向から見て、光通過開口18は、第1及び第2リードピン12,13を結ぶ直線上に配置され、且つ、第1及び第3リードピン12,14を結ぶ直線上に配置されている。これによれば、複数のサーモパイルチップ30の受光面上に光通過開口18が配置されることになり、複数のサーモパイルチップ30の受光面に対して効率的に光通過開口18を介して赤外線を入射させることができる。
赤外線検出器1では、Z方向から見て、第2サーモパイルチップ32の少なくとも一部は、第1サーモパイルチップ31と第4サーモパイルチップ34との間に位置する。Z方向から見て、第3サーモパイルチップ33の少なくとも一部は、第1サーモパイルチップ31と第4サーモパイルチップ34との間に位置する。これによれば、X方向において第2サーモパイルチップ32と第3サーモパイルチップ33とを近づけることができ、第2及び第3サーモパイルチップ32,33の受光面に対して効率よく赤外線を入射させることが可能となる。
赤外線検出器1では、パッケージ10は第4リードピン15を更に有し、Z方向から見た場合において、第2及び第4リードピン13,15は、第2直線L2を介してX方向に沿って並ぶように配置され、第4サーモパイルチップ34は、第2及び第4リードピン13,15を結んだ直線上に配置されている。これによれば、第4サーモパイルチップ34の受光面に対して効率よく赤外線を入射させることができる。
赤外線検出器1では、Z方向から見て、光通過開口18は、第1~第4サーモパイルチップ31~34と重なり、且つ、第1~第4リードピン12~15と重ならない。これによれば、第1~第4リードピン12~15に光通過開口18を介して赤外線が当たることを防止しつつ、第1~第4サーモパイルチップ31~34の受光面に対して効率的に赤外線を入射させることができる。
赤外線検出器1では、Z方向から見て、基準位置Oは、光通過開口18の中心位置と重なっている。これによれば、Z方向から見て光通過開口18の中心位置を基準に複数のサーモパイルチップ30を配置することができ、光通過開口18を通過した赤外線を複数のサーモパイルチップ30の受光面に効率よく入射させることが可能となる。
なお、赤外線検出器1では、複数のサーモパイルチップ30を上述したように配置することから、例えば複数のサーモパイルチップ30を格子状に配置した場合に比べて、複数のサーモパイルチップ30それぞれの受光面の中央部を、光通過開口18の中心位置に寄るように構成できる。各サーモパイルチップ30の受光面の中心距離を小さくすることができる。これによれば、サーモパイルチップ30の中央部は縁部9に比べて高い感度を有することから、光通過開口18を通過した赤外線を複数のサーモパイルチップ30の受光面に効果的に入射させることができる。また、光通過開口18を介して複数のサーモパイルチップ30に入射する赤外線の視野角を大きくすることができる。その結果、赤外線検出器1の感度を一層高めることが可能となる。
赤外線検出器1では、Z方向から見て、光通過開口18は、第2及び第4リードピン13,15を結ぶ直線上に配置され、且つ、第3及び第4リードピン14,15を結ぶ直線上に配置されている。また、Z方向から見て、光通過開口18は、第1及び第4リードピン12,15を結ぶ直線上に配置され、且つ、第2及び第3リードピン13,14を結ぶ直線上に配置されている。このような構成によっても、複数のサーモパイルチップ30の受光面上に光通過開口18が配置されることになるため、複数のサーモパイルチップ30の受光面に対して光通過開口18を介して効率的に赤外線を入射させることができる。
赤外線検出器1では、パッケージ10として、ベース部11の主面11aに対する第1~第4リードピン12~15の位置が規格化された汎用パッケージが使用されている。これにより、汎用パッケージとの間で部材の共通化が可能となる。汎用パッケージとしては、例えばTO-5等を用いることができる。
[第2実施形態]
[第2実施形態]
次に、第2実施形態について説明する。本実施形態の説明では、上記第1実施形態と異なる点について説明し、重複する説明は省略する。
図10、図11及び図12に示されるように、第2実施形態に係る赤外線検出器101は、第4サーモパイルチップ34を備えていない点で上記第1実施形態と異なる。第1及び第2サーモパイルチップ31,32を含む第1チップユニットU1と第3サーモパイルチップ33を含む第2チップユニットU2とは、電気的に並列に接続されている。第2サーモパイルチップ32は、第2リードピン13に対して第7ワイヤ47によって電気的に接続されている。第3サーモパイルチップ33は、第2リードピン13に対して第8ワイヤ48によって電気的に接続されている。
以上、赤外線検出器101においても、上記第1実施形態と同様の効果、すなわち、感度の向上が可能となる等の効果が奏される。
[第3実施形態]
[第3実施形態]
次に、第3実施形態について説明する。本実施形態の説明では、上記第1実施形態と異なる点について説明し、重複する説明は省略する。
図13、図14及び図15に示されるように、第3実施形態に係る赤外線検出器201は、第5サーモパイルチップ35を更に備える点で上記第1実施形態と異なる。Z方向から見て、第5サーモパイルチップ35は、基準位置Oと重なるように配置されている。Z方向から見て、第5サーモパイルチップ35は、第2及び第3サーモパイルチップ32,33の間に配置されている。Z方向から見て、第5サーモパイルチップ35は、第1及び第4サーモパイルチップ31,34の間に配置されている。第5サーモパイルチップ35は、第1及び第2サーモパイルチップ31,32と電気的に直列に接続されている。第5サーモパイルチップ35は、第1チップユニットU1に含まれる。
第2サーモパイルチップ32は、第1及び第2リードピン12,13を結んだ直線上に配置されている。第3サーモパイルチップ33は、第3及び第4リードピン14,15を結んだ直線上に配置されている。サーモパイルチップ30は、全体としてX方向及びY方向に十字形を形成するように並べられている。サーモパイルチップ30は、X方向においては最大3つ並び、Y方向においては最大3つ並ぶ。Z方向から見て、光通過開口18は、第1~第5サーモパイルチップ31~35と重なる。第1、第2及び第5サーモパイルチップ31,32,35を含む第1チップユニットU1と第3及び第4サーモパイルチップ33,34を含む第2チップユニットU2とは、電気的に並列に接続されている。
第1サーモパイルチップ31は、第3リードピン14に対して第9ワイヤ51によって電気的に接続されている。第2サーモパイルチップ32は、第2リードピン13に対して第10ワイヤ52によって電気的に接続されている。第3サーモパイルチップ33は、第3リードピン14に対して第11ワイヤ53によって電気的に接続されている。第4サーモパイルチップ34は、第2リードピン13に対して第12ワイヤ54によって電気的に接続されている。第1及び第5サーモパイルチップ31,35は、第13ワイヤ55によって互いに電気的に接続されている。第2及び第5サーモパイルチップ32,35は、第14ワイヤ56によって互いに電気的に接続されている。第3及び第4サーモパイルチップ33,34は、第15ワイヤ57によって互いに電気的に接続されている。
以上、赤外線検出器201においても、上記第1実施形態と同様の効果、すなわち、感度の向上が可能となる等の効果が奏される。赤外線検出器201は、第5サーモパイルチップ35を更に有する。これによれば、第5サーモパイルチップ35の存在により感度の更なる向上が可能となる。赤外線検出器201では、Z方向から見て、第5サーモパイルチップ35は、第2及び第3サーモパイルチップ32,33の間において基準位置Oと重なるように配置されている。これによれば、第1~第5サーモパイルチップ31~35の配置を最適化し、受光面積を大きく確保することができる。
赤外線検出器201では、光通過開口18は、第1~第5サーモパイルチップ31~35と重なり、且つ、第1~第4リードピン12~15と重ならない。これによれば、第1~第4リードピン12~15に光通過開口18を介して赤外線が当たることを防止しつつ、第1~第5サーモパイルチップ31~35の受光面に対して効率的に赤外線を入射させることができる。
[変形例]
[変形例]
本発明の一態様は、上記実施形態に限定されない。
上記実施形態では、Z方向から見た場合におけるサーモパイルチップ30の向き(サーモパイルチップ30の各辺とX方向及びY方向との角度)は、特に限定されない。例えば図16及び図17に示されるように、変形例に係る赤外線検出器1Aでは、第1~第4サーモパイルチップ31~34を、赤外線検出器1(図7参照)のサーモパイルチップ30の向きに対してZ方向から見て45°回転した向きとなるように配置してもよい。この場合、第1~第4サーモパイルチップ31~34は、その各辺とX方向又はY方向との角度が45°となるように配置される。第1~第4サーモパイルチップ31~34は、格子状に配置される。第1~第4サーモパイルチップ31~34が全体として正方形状となるように配置される。この場合でも、上記実施形態と同様の効果が奏される。
また、例えば図18及び図19に示されるように、変形例に係る赤外線検出器101Aでは、第1~第3サーモパイルチップ31~33を、赤外線検出器101(図10参照)のサーモパイルチップ30の向きに対してZ方向から見て45°回転した向きとなるように配置してもよい。この場合、第1~第3サーモパイルチップ31~33は、その各辺とX方向又はY方向との角度が45°となるように配置される。この場合でも、上記実施形態と同様の効果が奏される。
上記実施形態では、第1~第5サーモパイルチップ31~35を大きさが同じ矩形状のチップとしたが、これに限定されない。第1~第5サーモパイルチップ31~35の一部又は全部は、互いに異なる形状であってもよいし、互いに異なる大きさであってもよい。上記実施形態では、第1リードピン12は使用されていないが、これに限定されない、例えば第1リードピン12は、主面11a上に配置された出力補正用サーミスタに対して電気的に接続されてもよい。
上記実施形態では、Z方向から見て、第1~第4リードピン12~15と重ならないように光通過開口18を形成したが、第1~第3リードピン12~14と重ならないように光通過開口18を形成すればよい。この場合、第1~第3リードピン12~14に赤外線が当たることを防止することができる。上記実施形態では、基準位置Oを、ベース部11の主面11aの中心位置で且つ光通過開口18の中心位置としたが、これに限定されない。基準位置Oは、主面11a上の任意の位置であってもよい。
上述した一の実施形態又は変形例における各構成は、他の実施形態又は変形例における各構成に任意に適用することができる。上記において、「45°」は、完全に45°だけでなく、ほぼ45°を含み、製造上及び設計上等の誤差を含み得る。上記において、「2倍」は、完全に2倍だけでなく、ほぼ2倍を含み、製造上及び設計上等の誤差を含み得る。上記において、「第1/第2方向に沿って並ぶように配置され」は、複数の要素が第1又は2方向に平行に延在する直線上に配置される場合に限られず、複数の要素が第1/第2方向に対して交差する方向にずれていてもよい。
なお、以下、本発明の一態様の構成要件を記載する。
<発明1>
ベース部、前記ベース部の主面から突出する第1~第3リードピン、及び、前記ベース部の前記主面上に配置され前記ベース部と共に収容空間を画成するキャップ部を有するパッケージと、
前記ベース部の前記主面上に配置された複数のサーモパイルチップと、を備え、
複数の前記サーモパイルチップは、第1~第3サーモパイルチップを有し、
前記第1及び第2サーモパイルチップは、電気的に直列に接続され、
前記第1及び第2サーモパイルチップを含む第1チップユニットと前記第3サーモパイルチップを含む第2チップユニットとは、電気的に並列に接続され、
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、基準位置を通って第1方向に沿って延在する直線を第1直線とし、前記基準位置を通って前記第1方向に直交する第2方向に沿って延在する直線を第2直線とした場合において、
前記第1及び第2リードピンは、前記第1直線を介して前記第2方向に沿って並ぶように配置され、
前記第1及び第3リードピンは、前記第2直線を介して前記第1方向に沿って並ぶように配置され、
前記第1サーモパイルチップは、前記第2直線上に配置され、且つ、前記第1及び第3リードピンを結んだ直線上に配置され、
前記第2及び第3サーモパイルチップは、前記第1直線上に前記基準位置を介して並ぶように配置されている、赤外線検出器。
<発明2>
前記キャップ部には、前記ベース部の前記主面と対向する光通過開口が形成され、
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記光通過開口は、前記第1~第3サーモパイルチップと重なり、且つ、前記第1~第3リードピンと重ならない、発明1に記載の赤外線検出器。
<発明3>
複数の前記サーモパイルチップは、前記ベース部の前記主面上に配置され、前記第2チップユニットに含まれる第4サーモパイルチップを更に有し、
前記第3及び第4サーモパイルチップは、電気的に直列に接続され、
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記第1及び第4サーモパイルチップは、前記第2直線上に前記基準位置を介して並ぶように配置されている、発明1又は2に記載の赤外線検出器。
<発明4>
前記キャップ部には、前記ベース部の前記主面と対向する光通過開口が形成され、
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記光通過開口は、前記第1~第4サーモパイルチップと重なり、且つ、前記第1~第3リードピンと重ならない、発明1~3の何れか一項に記載の赤外線検出器。
<発明5>
前記第1サーモパイルチップは、前記第3リードピンに対して第1ワイヤによって電気的に接続され、
前記第2サーモパイルチップは、前記第2リードピンに対して第2ワイヤによって電気的に接続され、
前記第3サーモパイルチップは、前記第3リードピンに対して第3ワイヤによって電気的に接続され、
前記第4サーモパイルチップは、前記第2リードピンに対して第4ワイヤによって電気的に接続され、
前記第1及び第2サーモパイルチップは、第5ワイヤによって互いに電気的に接続され、
前記第3及び第4サーモパイルチップは、第6ワイヤによって互いに電気的に接続されている、発明1~4の何れか一項に記載の赤外線検出器。
<発明6>
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記サーモパイルチップ及び前記光通過開口は、共に矩形状を呈しており、前記サーモパイルチップの対角線に沿う直線は、前記光通過開口の対角線に沿う直線に対して45°傾斜する、発明1~5の何れか一項に記載の赤外線検出器。
<発明7>
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記サーモパイルチップ及び前記光通過開口は、共に正方形状を呈しており、前記光通過開口の一辺の長さは、前記サーモパイルチップの一辺の長さの2倍よりも大きい、発明1~6の何れか一項に記載の赤外線検出器。
<発明8>
前記サーモパイルチップのそれぞれは、前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、中央部に形成されたメンブレンと、前記メンブレンを包囲する縁部と、を含み、
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記光通過開口は、前記サーモパイルチップの前記メンブレンと重なり、前記縁部の少なくとも一部と重ならない、発明1~7の何れか一項に記載の赤外線検出器。
<発明9>
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記光通過開口は、前記第1及び第2リードピンを結ぶ直線上に配置され、且つ、前記第1及び第3リードピンを結ぶ直線上に配置されている、発明1~8の何れか一項に記載の赤外線検出器。
<発明10>
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記第2サーモパイルチップの少なくとも一部は、前記第1サーモパイルチップと前記第4サーモパイルチップとの間に位置し、前記第3サーモパイルチップの少なくとも一部は、前記第1サーモパイルチップと前記第4サーモパイルチップとの間に位置する、発明1~9の何れか一項に記載の赤外線検出器。
<発明11>
前記パッケージは、前記ベース部の前記主面から突出する第4リードピンを更に有し、
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見た場合において、
前記第2及び第4リードピンは、前記第2直線を介して前記第1方向に沿って並ぶように配置され、
前記第4サーモパイルチップは、前記第2及び第4リードピンを結んだ直線上に配置されている、発明1~10の何れか一項に記載の赤外線検出器。
<発明12>
前記キャップ部には、前記ベース部の前記主面と対向する光通過開口が形成され、
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記光通過開口は、前記第1~第4サーモパイルチップと重なり、且つ、前記第1~第4リードピンと重ならない、発明1~10の何れか一項に記載の赤外線検出器。
<発明13>
複数の前記サーモパイルチップは、前記ベース部の前記主面上に配置され、前記第1チップユニットに含まれる第5サーモパイルチップを更に有し、
前記第1、第2及び第5サーモパイルチップは、電気的に直列に接続されている、発明1~12の何れか一項に記載の赤外線検出器。
<発明14>
複数の前記サーモパイルチップは、前記ベース部の前記主面上に配置され、前記第1チップユニットに含まれる第5サーモパイルチップを更に有し、
前記第1、第2及び第5サーモパイルチップは、電気的に直列に接続され、
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記第5サーモパイルチップは、前記第2及び第3サーモパイルチップの間において前記基準位置と重なるように配置されている、発明1~13の何れか一項に記載の赤外線検出器。
<発明15>
前記キャップ部には、前記ベース部の前記主面と対向する光通過開口が形成され、
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記光通過開口は、前記第1~第5サーモパイルチップと重なり、且つ、前記第1~第3リードピンと重ならない、発明1~14の何れか一項に記載の赤外線検出器。
<発明16>
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記基準位置は、前記光通過開口の中心位置と重なる、発明1~15の何れか一項に記載の赤外線検出器。
<発明1>
ベース部、前記ベース部の主面から突出する第1~第3リードピン、及び、前記ベース部の前記主面上に配置され前記ベース部と共に収容空間を画成するキャップ部を有するパッケージと、
前記ベース部の前記主面上に配置された複数のサーモパイルチップと、を備え、
複数の前記サーモパイルチップは、第1~第3サーモパイルチップを有し、
前記第1及び第2サーモパイルチップは、電気的に直列に接続され、
前記第1及び第2サーモパイルチップを含む第1チップユニットと前記第3サーモパイルチップを含む第2チップユニットとは、電気的に並列に接続され、
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、基準位置を通って第1方向に沿って延在する直線を第1直線とし、前記基準位置を通って前記第1方向に直交する第2方向に沿って延在する直線を第2直線とした場合において、
前記第1及び第2リードピンは、前記第1直線を介して前記第2方向に沿って並ぶように配置され、
前記第1及び第3リードピンは、前記第2直線を介して前記第1方向に沿って並ぶように配置され、
前記第1サーモパイルチップは、前記第2直線上に配置され、且つ、前記第1及び第3リードピンを結んだ直線上に配置され、
前記第2及び第3サーモパイルチップは、前記第1直線上に前記基準位置を介して並ぶように配置されている、赤外線検出器。
<発明2>
前記キャップ部には、前記ベース部の前記主面と対向する光通過開口が形成され、
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記光通過開口は、前記第1~第3サーモパイルチップと重なり、且つ、前記第1~第3リードピンと重ならない、発明1に記載の赤外線検出器。
<発明3>
複数の前記サーモパイルチップは、前記ベース部の前記主面上に配置され、前記第2チップユニットに含まれる第4サーモパイルチップを更に有し、
前記第3及び第4サーモパイルチップは、電気的に直列に接続され、
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記第1及び第4サーモパイルチップは、前記第2直線上に前記基準位置を介して並ぶように配置されている、発明1又は2に記載の赤外線検出器。
<発明4>
前記キャップ部には、前記ベース部の前記主面と対向する光通過開口が形成され、
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記光通過開口は、前記第1~第4サーモパイルチップと重なり、且つ、前記第1~第3リードピンと重ならない、発明1~3の何れか一項に記載の赤外線検出器。
<発明5>
前記第1サーモパイルチップは、前記第3リードピンに対して第1ワイヤによって電気的に接続され、
前記第2サーモパイルチップは、前記第2リードピンに対して第2ワイヤによって電気的に接続され、
前記第3サーモパイルチップは、前記第3リードピンに対して第3ワイヤによって電気的に接続され、
前記第4サーモパイルチップは、前記第2リードピンに対して第4ワイヤによって電気的に接続され、
前記第1及び第2サーモパイルチップは、第5ワイヤによって互いに電気的に接続され、
前記第3及び第4サーモパイルチップは、第6ワイヤによって互いに電気的に接続されている、発明1~4の何れか一項に記載の赤外線検出器。
<発明6>
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記サーモパイルチップ及び前記光通過開口は、共に矩形状を呈しており、前記サーモパイルチップの対角線に沿う直線は、前記光通過開口の対角線に沿う直線に対して45°傾斜する、発明1~5の何れか一項に記載の赤外線検出器。
<発明7>
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記サーモパイルチップ及び前記光通過開口は、共に正方形状を呈しており、前記光通過開口の一辺の長さは、前記サーモパイルチップの一辺の長さの2倍よりも大きい、発明1~6の何れか一項に記載の赤外線検出器。
<発明8>
前記サーモパイルチップのそれぞれは、前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、中央部に形成されたメンブレンと、前記メンブレンを包囲する縁部と、を含み、
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記光通過開口は、前記サーモパイルチップの前記メンブレンと重なり、前記縁部の少なくとも一部と重ならない、発明1~7の何れか一項に記載の赤外線検出器。
<発明9>
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記光通過開口は、前記第1及び第2リードピンを結ぶ直線上に配置され、且つ、前記第1及び第3リードピンを結ぶ直線上に配置されている、発明1~8の何れか一項に記載の赤外線検出器。
<発明10>
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記第2サーモパイルチップの少なくとも一部は、前記第1サーモパイルチップと前記第4サーモパイルチップとの間に位置し、前記第3サーモパイルチップの少なくとも一部は、前記第1サーモパイルチップと前記第4サーモパイルチップとの間に位置する、発明1~9の何れか一項に記載の赤外線検出器。
<発明11>
前記パッケージは、前記ベース部の前記主面から突出する第4リードピンを更に有し、
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見た場合において、
前記第2及び第4リードピンは、前記第2直線を介して前記第1方向に沿って並ぶように配置され、
前記第4サーモパイルチップは、前記第2及び第4リードピンを結んだ直線上に配置されている、発明1~10の何れか一項に記載の赤外線検出器。
<発明12>
前記キャップ部には、前記ベース部の前記主面と対向する光通過開口が形成され、
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記光通過開口は、前記第1~第4サーモパイルチップと重なり、且つ、前記第1~第4リードピンと重ならない、発明1~10の何れか一項に記載の赤外線検出器。
<発明13>
複数の前記サーモパイルチップは、前記ベース部の前記主面上に配置され、前記第1チップユニットに含まれる第5サーモパイルチップを更に有し、
前記第1、第2及び第5サーモパイルチップは、電気的に直列に接続されている、発明1~12の何れか一項に記載の赤外線検出器。
<発明14>
複数の前記サーモパイルチップは、前記ベース部の前記主面上に配置され、前記第1チップユニットに含まれる第5サーモパイルチップを更に有し、
前記第1、第2及び第5サーモパイルチップは、電気的に直列に接続され、
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記第5サーモパイルチップは、前記第2及び第3サーモパイルチップの間において前記基準位置と重なるように配置されている、発明1~13の何れか一項に記載の赤外線検出器。
<発明15>
前記キャップ部には、前記ベース部の前記主面と対向する光通過開口が形成され、
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記光通過開口は、前記第1~第5サーモパイルチップと重なり、且つ、前記第1~第3リードピンと重ならない、発明1~14の何れか一項に記載の赤外線検出器。
<発明16>
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記基準位置は、前記光通過開口の中心位置と重なる、発明1~15の何れか一項に記載の赤外線検出器。
1,1A,101,101A,201…赤外線検出器、7…メンブレン、9…縁部、10…パッケージ、11…ベース部、11a…主面、12…第1リードピン、13…第2リードピン、14…第3リードピン、15…第4リードピン、16…キャップ部、18…光通過開口、30…サーモパイルチップ、31…第1サーモパイルチップ、32…第2サーモパイルチップ、33…第3サーモパイルチップ、34…第4サーモパイルチップ、35…第5サーモパイルチップ、41…第1ワイヤ、42…第2ワイヤ、43…第3ワイヤ、44…第4ワイヤ、45…第5ワイヤ、46…第6ワイヤ、L1…第1直線、L2…第2直線、O…基準位置、R…収容空間、U1…第1チップユニット、U2…第2チップユニット。
Claims (16)
- ベース部、前記ベース部の主面から突出する第1~第3リードピン、及び、前記ベース部の前記主面上に配置され前記ベース部と共に収容空間を画成するキャップ部を有するパッケージと、
前記ベース部の前記主面上に配置された複数のサーモパイルチップと、を備え、
複数の前記サーモパイルチップは、第1~第3サーモパイルチップを有し、
前記第1及び第2サーモパイルチップは、電気的に直列に接続され、
前記第1及び第2サーモパイルチップを含む第1チップユニットと前記第3サーモパイルチップを含む第2チップユニットとは、電気的に並列に接続され、
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、基準位置を通って第1方向に沿って延在する直線を第1直線とし、前記基準位置を通って前記第1方向に直交する第2方向に沿って延在する直線を第2直線とした場合において、
前記第1及び第2リードピンは、前記第1直線を介して前記第2方向に沿って並ぶように配置され、
前記第1及び第3リードピンは、前記第2直線を介して前記第1方向に沿って並ぶように配置され、
前記第1サーモパイルチップは、前記第2直線上に配置され、且つ、前記第1及び第3リードピンを結んだ直線上に配置され、
前記第2及び第3サーモパイルチップは、前記第1直線上に前記基準位置を介して並ぶように配置されている、赤外線検出器。 - 前記キャップ部には、前記ベース部の前記主面と対向する光通過開口が形成され、
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記光通過開口は、前記第1~第3サーモパイルチップと重なり、且つ、前記第1~第3リードピンと重ならない、請求項1に記載の赤外線検出器。 - 複数の前記サーモパイルチップは、前記ベース部の前記主面上に配置され、前記第2チップユニットに含まれる第4サーモパイルチップを更に有し、
前記第3及び第4サーモパイルチップは、電気的に直列に接続され、
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記第1及び第4サーモパイルチップは、前記第2直線上に前記基準位置を介して並ぶように配置されている、請求項1に記載の赤外線検出器。 - 前記キャップ部には、前記ベース部の前記主面と対向する光通過開口が形成され、
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記光通過開口は、前記第1~第4サーモパイルチップと重なり、且つ、前記第1~第3リードピンと重ならない、請求項3に記載の赤外線検出器。 - 前記第1サーモパイルチップは、前記第3リードピンに対して第1ワイヤによって電気的に接続され、
前記第2サーモパイルチップは、前記第2リードピンに対して第2ワイヤによって電気的に接続され、
前記第3サーモパイルチップは、前記第3リードピンに対して第3ワイヤによって電気的に接続され、
前記第4サーモパイルチップは、前記第2リードピンに対して第4ワイヤによって電気的に接続され、
前記第1及び第2サーモパイルチップは、第5ワイヤによって互いに電気的に接続され、
前記第3及び第4サーモパイルチップは、第6ワイヤによって互いに電気的に接続されている、請求項3又は4に記載の赤外線検出器。 - 前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記サーモパイルチップ及び前記光通過開口は、共に矩形状を呈しており、前記サーモパイルチップの対角線に沿う直線は、前記光通過開口の対角線に沿う直線に対して45°傾斜する、請求項2又は4に記載の赤外線検出器。
- 前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記サーモパイルチップ及び前記光通過開口は、共に正方形状を呈しており、前記光通過開口の一辺の長さは、前記サーモパイルチップの一辺の長さの2倍よりも大きい、請求項2又は4に記載の赤外線検出器。
- 前記サーモパイルチップのそれぞれは、前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、中央部に形成されたメンブレンと、前記メンブレンを包囲する縁部と、を含み、
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記光通過開口は、前記サーモパイルチップの前記メンブレンと重なり、前記縁部の少なくとも一部と重ならない、請求項2又は4に記載の赤外線検出器。 - 前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記光通過開口は、前記第1及び第2リードピンを結ぶ直線上に配置され、且つ、前記第1及び第3リードピンを結ぶ直線上に配置されている、請求項2又は4に記載の赤外線検出器。
- 前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記第2サーモパイルチップの少なくとも一部は、前記第1サーモパイルチップと前記第4サーモパイルチップとの間に位置し、前記第3サーモパイルチップの少なくとも一部は、前記第1サーモパイルチップと前記第4サーモパイルチップとの間に位置する、請求項3又は4に記載の赤外線検出器。
- 前記パッケージは、前記ベース部の前記主面から突出する第4リードピンを更に有し、
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見た場合において、
前記第2及び第4リードピンは、前記第2直線を介して前記第1方向に沿って並ぶように配置され、
前記第4サーモパイルチップは、前記第2及び第4リードピンを結んだ直線上に配置されている、請求項3に記載の赤外線検出器。 - 前記キャップ部には、前記ベース部の前記主面と対向する光通過開口が形成され、
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記光通過開口は、前記第1~第4サーモパイルチップと重なり、且つ、前記第1~第4リードピンと重ならない、請求項11に記載の赤外線検出器。 - 複数の前記サーモパイルチップは、前記ベース部の前記主面上に配置され、前記第1チップユニットに含まれる第5サーモパイルチップを更に有し、
前記第1、第2及び第5サーモパイルチップは、電気的に直列に接続されている、請求項1又は3に記載の赤外線検出器。 - 複数の前記サーモパイルチップは、前記ベース部の前記主面上に配置され、前記第1チップユニットに含まれる第5サーモパイルチップを更に有し、
前記第1、第2及び第5サーモパイルチップは、電気的に直列に接続され、
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記第5サーモパイルチップは、前記第2及び第3サーモパイルチップの間において前記基準位置と重なるように配置されている、請求項3に記載の赤外線検出器。 - 前記キャップ部には、前記ベース部の前記主面と対向する光通過開口が形成され、
前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記光通過開口は、前記第1~第5サーモパイルチップと重なり、且つ、前記第1~第3リードピンと重ならない、請求項14に記載の赤外線検出器。 - 前記ベース部の前記主面に垂直な方向から見て、前記基準位置は、前記光通過開口の中心位置と重なる、請求項2又は4に記載の赤外線検出器。
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