JP4107347B2 - 赤外線センサおよび赤外線センサの製造方法 - Google Patents
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Description
本願発明は、赤外線センサおよび赤外線センサの製造方法に関し、詳しくは、赤外線センサ素子を収容したパッケージの開口部に、赤外線センサ素子に所定の波長の赤外線を受光させる機能と、パッケージの開口部を封止する蓋としての機能とを同時に果たす光学フィルタを配設した構造を有する赤外線センサおよびその製造方法に関する。
従来の光半導体装置５１として、図５に示すように、上面に凹部５４ａが形成された基体（パッケージ）５４と、凹部５４ａの底面に載置された光半導体素子５２と、基体５４の上面の凹部５４ａの周囲に紫外線硬化型樹脂５５を介して取着された板状の透光性蓋体（光学フィルタ）５３とを備えた光半導体装置が提案されている（特許文献１参照）。
なお、この光半導体装置５１においては、透光性蓋体５３の凹部５４ａ側の主面に所定の波長領域の光を遮断するための光学薄膜５３ａが被着されているとともに、光学薄膜５３ａのうち、基体５４の上面の凹部５４ａの周囲に接着される領域５３ｂの光学薄膜５３ａが機械的加工により除去されており、光学フィルタ機能を有する透光性蓋体５３と基体５４との接着強度を向上させることが可能になるとともに、低コストで作製することができる透光性蓋体５３を備えた小型化、高信頼性の光半導体装置を提供することができるとされている。
しかしながら、上述のように、透光性蓋体（光学フィルタ）５３の、基体（パッケージ）５４との接着面の光学薄膜５３ａを除去し、その周囲を接着部として、基体（パッケージ）５４に接着するようにした特許文献１の光半導体装置５１には、以下のような問題点がある。
(１)高価な光学フィルタの受光面の外周部をパッケージと貼り合わせるため、光学フィルタとして機能しない部分が必要となり、コストの増大を招く。
(２)接着剤の塗布量や塗布状態にばらつきが生じ、接着不良や、接着部以外への接着剤の滲み出しにより、例えば、人体の検知や防犯機器などに用いられる赤外線センサに適用した場合、検知範囲が狭くなり、視野特性にばらつきが生じる。
(３)接着部の光学薄膜を除去して、接着時に十分な密着強度を得るためには、光学薄膜を化学的あるいは機械的な方法で除去する必要があり、製造工程が複雑になり、コストの増大を招く。
特開２００３−１６３２９７号公報
(２)接着剤の塗布量や塗布状態にばらつきが生じ、接着不良や、接着部以外への接着剤の滲み出しにより、例えば、人体の検知や防犯機器などに用いられる赤外線センサに適用した場合、検知範囲が狭くなり、視野特性にばらつきが生じる。
(３)接着部の光学薄膜を除去して、接着時に十分な密着強度を得るためには、光学薄膜を化学的あるいは機械的な方法で除去する必要があり、製造工程が複雑になり、コストの増大を招く。
本願発明は、上記課題を解決するものであり、視野が広く、高い信頼性を備えているとともに、経済性に優れた赤外線センサ、および、複雑な製造工程を必要とせずに、視野が広く、信頼性の高い赤外線センサを経済的に製造することが可能な赤外線センサの製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本願発明（請求項１）の赤外線センサは、
赤外線センサ素子と、
前記赤外線センサ素子が収納される、表面実装に対応したパッケージであって、１つの面が開口した箱型の形状を有するパッケージと、
全面が所定の波長の赤外線を透過させるように構成された光学フィルタであって、前記パッケージの開口部の全体を覆うように配設され、前記赤外線センサ素子に所定の波長の赤外線を受光させる機能と、前記パッケージの開口部を封止する蓋としての機能とを同時に果たす光学フィルタと
を具備する赤外線センサにおいて、
前記パッケージが、前記光学フィルタを支持する支持部であって、前記光学フィルタを支持する支持面が前記パッケージの周壁の上端部よりも低い位置に配置された支持部と、前記支持部に支持された前記光学フィルタの側面と前記パッケージの周壁との間に形成される隙間と連通する凹部とを備えており、
前記パッケージの開口部および前記光学フィルタの平面形状が方形であり、
前記凹部が前記開口部の四隅近傍の周壁に形成され、かつ、前記支持部が前記パッケージの四隅近傍に形成されているとともに、前記支持部の支持面が前記凹部の平面部分よりも低い位置に配置されており、
前記凹部の平面面積が、前記光学フィルタを支持している前記支持部の支持面の面積よりも大きく、かつ、
前記光学フィルタの側面と前記パッケージの周壁との間に形成される前記隙間が、毛細管現象により接着剤を浸入させることができるような隙間であり、
前記光学フィルタが、前記支持部に支持された状態で、前記パッケージの周壁と前記光学フィルタの側面との間の前記隙間に、毛細管現象によって浸入し、充填された接着剤により、前記パッケージに固定されていること
を特徴としている。
赤外線センサ素子と、
前記赤外線センサ素子が収納される、表面実装に対応したパッケージであって、１つの面が開口した箱型の形状を有するパッケージと、
全面が所定の波長の赤外線を透過させるように構成された光学フィルタであって、前記パッケージの開口部の全体を覆うように配設され、前記赤外線センサ素子に所定の波長の赤外線を受光させる機能と、前記パッケージの開口部を封止する蓋としての機能とを同時に果たす光学フィルタと
を具備する赤外線センサにおいて、
前記パッケージが、前記光学フィルタを支持する支持部であって、前記光学フィルタを支持する支持面が前記パッケージの周壁の上端部よりも低い位置に配置された支持部と、前記支持部に支持された前記光学フィルタの側面と前記パッケージの周壁との間に形成される隙間と連通する凹部とを備えており、
前記パッケージの開口部および前記光学フィルタの平面形状が方形であり、
前記凹部が前記開口部の四隅近傍の周壁に形成され、かつ、前記支持部が前記パッケージの四隅近傍に形成されているとともに、前記支持部の支持面が前記凹部の平面部分よりも低い位置に配置されており、
前記凹部の平面面積が、前記光学フィルタを支持している前記支持部の支持面の面積よりも大きく、かつ、
前記光学フィルタの側面と前記パッケージの周壁との間に形成される前記隙間が、毛細管現象により接着剤を浸入させることができるような隙間であり、
前記光学フィルタが、前記支持部に支持された状態で、前記パッケージの周壁と前記光学フィルタの側面との間の前記隙間に、毛細管現象によって浸入し、充填された接着剤により、前記パッケージに固定されていること
を特徴としている。
また、請求項２の赤外線センサは、請求項１記載の発明の構成において、前記接着剤が、前記パッケージの周壁と前記光学フィルタの側面との間に形成される隙間に、前記光学フィルタの全周に行き渡るように充填されており、前記パッケージの内部が気密になるように前記光学フィルタが配設されていることを特徴としている。
また、請求項３の赤外線センサの製造方法は、
赤外線センサ素子と、
前記赤外線センサ素子が収納される、表面実装に対応したパッケージであって、１つの面が開口した箱型の形状を有するパッケージと、
全面が所定の波長の赤外線を透過させるように構成された光学フィルタであって、前記パッケージの開口部の全体を覆うように配設され、前記赤外線センサ素子に所定の波長の赤外線を受光させる機能と、前記パッケージの開口部を封止する蓋としての機能とを同時に果たす光学フィルタと
を具備する赤外線センサの製造方法において、
前記光学フィルタとして、平面形状が方形の光学フィルタを用いるとともに、前記パッケージとして、平面形状が方形である開口部と、前記光学フィルタを支持する支持部であって、前記光学フィルタを支持する支持面が前記パッケージの周壁の上端部よりも低い位置に配置された支持部と、前記支持部に支持された前記光学フィルタの側面と前記パッケージの周壁との間に形成される隙間と連通する凹部とを備え、前記凹部が前記開口部の四隅近傍の周壁に形成され、かつ、前記支持部が前記パッケージの四隅近傍に形成されているとともに、前記支持部の支持面が前記凹部の平面部分よりも低い位置に配置され、前記凹部の平面面積が、前記光学フィルタを支持する前記支持部の支持面の面積よりも大きく、かつ、前記光学フィルタの側面と前記パッケージの周壁との間に形成される前記隙間が、毛細管現象により接着剤を浸入させることができるような隙間であるパッケージを用い、
前記支持部に前記光学フィルタを支持させた状態で、前記凹部に接着剤を供給し、前記光学フィルタと前記パッケージの周壁との間に形成される隙間に、毛細管現象により接着剤を浸入させ、前記光学フィルタを、前記接着剤を介して、前記パッケージに固定すること
を特徴としている。
赤外線センサ素子と、
前記赤外線センサ素子が収納される、表面実装に対応したパッケージであって、１つの面が開口した箱型の形状を有するパッケージと、
全面が所定の波長の赤外線を透過させるように構成された光学フィルタであって、前記パッケージの開口部の全体を覆うように配設され、前記赤外線センサ素子に所定の波長の赤外線を受光させる機能と、前記パッケージの開口部を封止する蓋としての機能とを同時に果たす光学フィルタと
を具備する赤外線センサの製造方法において、
前記光学フィルタとして、平面形状が方形の光学フィルタを用いるとともに、前記パッケージとして、平面形状が方形である開口部と、前記光学フィルタを支持する支持部であって、前記光学フィルタを支持する支持面が前記パッケージの周壁の上端部よりも低い位置に配置された支持部と、前記支持部に支持された前記光学フィルタの側面と前記パッケージの周壁との間に形成される隙間と連通する凹部とを備え、前記凹部が前記開口部の四隅近傍の周壁に形成され、かつ、前記支持部が前記パッケージの四隅近傍に形成されているとともに、前記支持部の支持面が前記凹部の平面部分よりも低い位置に配置され、前記凹部の平面面積が、前記光学フィルタを支持する前記支持部の支持面の面積よりも大きく、かつ、前記光学フィルタの側面と前記パッケージの周壁との間に形成される前記隙間が、毛細管現象により接着剤を浸入させることができるような隙間であるパッケージを用い、
前記支持部に前記光学フィルタを支持させた状態で、前記凹部に接着剤を供給し、前記光学フィルタと前記パッケージの周壁との間に形成される隙間に、毛細管現象により接着剤を浸入させ、前記光学フィルタを、前記接着剤を介して、前記パッケージに固定すること
を特徴としている。
また、請求項４の赤外線センサの製造方法は、請求項３の発明の構成において、前記接着剤を、前記光学フィルタの全周に行き渡るように充填し、前記光学フィルタを、前記接着剤を介して、前記パッケージに固定することにより、前記パッケージの内部が気密になるような態様で、前記光学フィルタを前記パッケージに固定することを特徴としている。
本願発明（請求項１）の赤外線センサは、上述のように、パッケージが、光学フィルタを支持する支持面がパッケージの周壁の上端部よりも低い位置に配置された支持部と、支持部に支持された光学フィルタの側面と、パッケージの周壁との間に形成される隙間と連通する凹部とを備えており、凹部の平面面積が、光学フィルタを支持している支持部の支持面の面積よりも大きく、かつ、光学フィルタの側面とパッケージの周壁との間に形成される隙間が、毛細管現象により接着剤を浸入させることができるような隙間であり、光学フィルタが、支持部に支持された状態で、パッケージの周壁と光学フィルタの側面との間の隙間に、毛細管現象によって浸入し、充填された接着剤により、パッケージに固定された構造を有しているので、光学フィルタの光透過領域（受光領域）への接着剤の滲み出しなどがなく、所望の視野特性を有し、かつ、光学フィルタが接着剤を介してパッケージに確実に固定された、信頼性の高い赤外線センサを得ることが可能になる。
また、本願発明の赤外線センサにおいては、光学フィルタの光透過領域（受光領域）を、接着剤によりパッケージに固定するための接着しろとしていないので、高価な材料から形成される光学フィルタを効率よく利用して、コストの上昇を防止することが可能になる。
また、光学フィルタの受光面を接着しろとして用いないため、光学フィルタの受光面の光学薄膜を除去する工程が不要になり、この点でもコストの増大を抑制することが可能になる。
なお、本願発明において、「全面が所定の波長の赤外線を透過させるように構成された光学フィルタ」とは、実質的にほぼ全面が所定の波長の赤外線を透過させるような光学フィルタを意味するものである。
また、本願発明の赤外線センサにおいては、光学フィルタの光透過領域（受光領域）を、接着剤によりパッケージに固定するための接着しろとしていないので、高価な材料から形成される光学フィルタを効率よく利用して、コストの上昇を防止することが可能になる。
また、光学フィルタの受光面を接着しろとして用いないため、光学フィルタの受光面の光学薄膜を除去する工程が不要になり、この点でもコストの増大を抑制することが可能になる。
なお、本願発明において、「全面が所定の波長の赤外線を透過させるように構成された光学フィルタ」とは、実質的にほぼ全面が所定の波長の赤外線を透過させるような光学フィルタを意味するものである。
また、パッケージの開口部および光学フィルタの平面形状を方形としているので、構造が簡潔で、パッケージの周壁と光学フィルタの側面との間に形成される直線的な隙間に確実に接着剤が充填され、該接着剤により光学フィルタがより確実にパッケージに固定された信頼性の高い赤外線センサを得ることが可能になる。
なお、一般的に赤外線フィルタとして用いられる光学フィルタは高価であり、光学フィルタの親基板からの個々の光学フィルタの取り個数を多くするためには、光学フィルタの形状は方形であることが望ましい。また、親基板の分割加工の容易さの見地からも光学フィルタの形状は方形であることが望ましい。
なお、一般的に赤外線フィルタとして用いられる光学フィルタは高価であり、光学フィルタの親基板からの個々の光学フィルタの取り個数を多くするためには、光学フィルタの形状は方形であることが望ましい。また、親基板の分割加工の容易さの見地からも光学フィルタの形状は方形であることが望ましい。
また、凹部を開口部の四隅近傍の周壁に形成し、かつ、支持部をパッケージの四隅近傍に形成するとともに、支持部の支持面を凹部の平面部分よりも低い位置に配置するようにしているので、例えば、凹部に接着剤を供給して、接着剤を毛細管現象により、パッケージの周壁と光学フィルタの側面との間に形成される隙間に行き渡らせるというような製造方法により、所望の視野特性を有し、かつ、光学フィルタが接着剤を介してパッケージに確実に固定された、信頼性の高い赤外線センサを効率よく製造することが可能になり、本願発明をより実効あらしめることができる。
また、請求項２の赤外線センサのように、請求項１記載の発明の構成において、接着剤が、パッケージの周壁と、光学フィルタの側面との間に形成される隙間に、光学フィルタの全周に行き渡るように充填され、パッケージの内部が気密になるように光学フィルタがパッケージに固定された構成とすることにより、光学フィルタが接着剤を介してパッケージにさらに確実に固定され、かつ、内部が気密に保たれた、より信頼性の高い赤外線センサを提供することが可能になる。
すなわち、接着剤を、パッケージの周壁と光学フィルタの側面との間に形成される隙間に、光学フィルタの全周に行き渡るように浸入させて、パッケージの内部が気密になるように光学フィルタをパッケージの周壁に固着させることにより、光学フィルタが接着剤を介してパッケージに確実に固定され、かつ、内部が気密に保たれた信頼性の高い赤外線センサを提供することが可能になる。
すなわち、接着剤を、パッケージの周壁と光学フィルタの側面との間に形成される隙間に、光学フィルタの全周に行き渡るように浸入させて、パッケージの内部が気密になるように光学フィルタをパッケージの周壁に固着させることにより、光学フィルタが接着剤を介してパッケージに確実に固定され、かつ、内部が気密に保たれた信頼性の高い赤外線センサを提供することが可能になる。
また、請求項３の赤外線センサの製造方法は、上述のように、パッケージとして、光学フィルタを、光学フィルタを支持する支持面がパッケージの周壁の上端部よりも低い位置に配置された支持部と、支持部に支持された光学フィルタの側面とパッケージの周壁との間に形成される隙間と連通する凹部とを備え、凹部の平面面積が、光学フィルタを支持する支持部の支持面の面積よりも大きく、かつ、光学フィルタの側面とパッケージの周壁との間に形成される隙間が、毛細管現象により接着剤を浸入させることができるような隙間であるパッケージを用い、支持部に光学フィルタを支持させた状態で、凹部に接着剤を供給し、光学フィルタとパッケージの周壁との間に形成される隙間に、毛細管現象により接着剤を浸入させることにより、光学フィルタを、接着剤を介してパッケージに固定するようにしているので、光学フィルタが接着剤を介してパッケージに確実に固定され、かつ、光学フィルタの表面に滲み出した接着剤により光学フィルタの光透過領域（視野）の減少を招いたりすることがなく、視野が広く、信頼性の高い赤外線センサを効率よく製造することが可能になる。
なお、支持部に光学フィルタを支持させた状態で、凹部に接着剤を供給するだけで、光学フィルタの側面とパッケージの周壁との間に形成される隙間に、毛細管現象により接着剤を浸入させ、光学フィルタを、接着剤を介して、パッケージに固定することができるため、製造工程を簡略化して、製造コストの低減を図ることが可能になる。
また、光学フィルタをパッケージに接着するために適量の接着剤を、上記凹部に容易に貯留させることができるため、所望の光学フィルタの取付強度を安定して得ることが可能になり、信頼性を向上させることができる。
なお、支持部に光学フィルタを支持させた状態で、凹部に接着剤を供給するだけで、光学フィルタの側面とパッケージの周壁との間に形成される隙間に、毛細管現象により接着剤を浸入させ、光学フィルタを、接着剤を介して、パッケージに固定することができるため、製造工程を簡略化して、製造コストの低減を図ることが可能になる。
また、光学フィルタをパッケージに接着するために適量の接着剤を、上記凹部に容易に貯留させることができるため、所望の光学フィルタの取付強度を安定して得ることが可能になり、信頼性を向上させることができる。
また、パッケージの前記開口部の平面形状を方形とし、光学フィルタの平面形状を方形とするようにしているので、光学フィルタとパッケージの周壁との間に形成される直線的な隙間に、毛細管現象により接着剤を浸入させることが可能になり、光学フィルタが接着剤により確実にパッケージに固定された信頼性の高い赤外線センサを効率よく製造することが可能になる。
また、凹部が開口部の四隅近傍の周壁に形成され、かつ、支持部がパッケージの四隅近傍に形成されているとともに、支持部の支持面が凹部の平面部分よりも低い位置に配置されたパッケージを用い、支持部に光学フィルタを支持させた状態で、凹部に接着剤を供給するようにしているので、接着剤の浸入の起点となる位置が光学フィルタの周縁のほぼ対称位置（対角位置）となるため、接着剤による光学フィルタのパッケージへの接合信頼性を向上させることが可能になり、本願発明をより実効あらしめることができる。
また、請求項４の赤外線センサの製造方法のように、請求項３の発明の構成において、接着剤を、光学フィルタの全周に行き渡るように充填し、光学フィルタを、接着剤を介して、パッケージに固定することにより、パッケージの内部が気密になるような態様で、光学フィルタをパッケージに固定するようにした場合、光学フィルタが接着剤を介してパッケージに確実に固定され、かつ、内部が気密に保たれた、より信頼性の高い赤外線センサを効率よく製造することが可能になる。
以下に本願発明の実施例を示して、本願発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。
図１は本願発明の一実施例（実施例１）にかかる赤外線センサを示す分解斜視図、図２は赤外線センサを構成するパッケージに光学フィルタをセットした状態を示す図、図３はパッケージの凹部に接着剤を充填して、光学フィルタとパッケージの周壁との間に形成される隙間に、毛細管現象により接着剤を浸入させている状態を示す図、図４は本願発明の赤外線センサを構成する光学フィルタが接着剤を介してパッケージに固定された状態を示す断面図である。
この実施例の赤外線センサは、図１〜３に示すように、赤外線センサ素子１と、内部に配線パターンが配設され、赤外線センサ素子１が収納される、表面実装に対応した箱型の形状を有するパッケージ２と、全面が所定の波長の赤外線を透過させるように構成され、パッケージ２の開口部３の全体を覆うように配設され、赤外線センサ素子１に所定の波長の赤外線を受光させる機能と、パッケージ２の開口部３を封止する蓋としての機能とを同時に果たす光学フィルタ（赤外線フィルタ）４を備えている。
なお、赤外線センサを構成するパッケージ２の開口部３の平面形状が方形であり、光学フィルタ４も、その平面形状が、開口部３は平面形状に対応する方形とされている。なお、この実施例の赤外線センサにおいては、光学フィルタ４として、例えば、所定の波長の赤外線を通過させる単結晶シリコンを用いたものが使用されている。
なお、赤外線センサを構成するパッケージ２の開口部３の平面形状が方形であり、光学フィルタ４も、その平面形状が、開口部３は平面形状に対応する方形とされている。なお、この実施例の赤外線センサにおいては、光学フィルタ４として、例えば、所定の波長の赤外線を通過させる単結晶シリコンを用いたものが使用されている。
また、赤外線センサを構成するパッケージ２は、金属製の本体２１の主要部を、液晶ポリマー樹脂などからなる絶縁性被覆材２２により被覆することにより形成されており、このパッケージ２の下部の所定の位置には、内部の配線パターンと導通する外部接続端子（外部電極）２３が、パッケージ２の本体２１とは絶縁された状態で設けられている。
そして、このパッケージ２は、光学フィルタ４を、パッケージ２の周壁１２の上端部よりも低い位置で支持する支持部５と、支持部５に支持された光学フィルタ４の側面と、パッケージ２の周壁１２との間に形成される隙間６と連通する凹部７とを備えており、光学フィルタ４が、支持部５に支持された状態で、パッケージ２の周壁１２と、光学フィルタ４の側面１４との間に充填された接着剤８により、パッケージ２に固定されている。
また、凹部７は開口部３の四隅近傍の周壁１２の上面に形成されており、凹部７の形状は略円形とされており、その一部が、光学フィルタ４の側面とパッケージ２の周壁１２との間に形成される隙間６と連通するように配設されている。
そして、接着剤８は、凹部７からパッケージ２の周壁１２と光学フィルタ４の側面１４との隙間６に、光学フィルタ４の全周に行き渡るように浸入しており、この接着剤８により、パッケージ２の内部が気密になるように光学フィルタ４の側面１４がパッケージ２の周壁１２に接着されている。
この実施例の赤外線センサにおいては、接着剤８がパッケージ２の周壁１２と光学フィルタ４の側面１４との隙間６に入り込むため、光学フィルタ４の光透過領域（受光領域）への接着剤の滲み出しなどがなく、所望の視野特性を得ることが可能になるとともに、光学フィルタ４が接着剤８を介してパッケージ２に確実に固定された、信頼性の高い赤外線センサを得ることが可能になる。
また、この実施例の赤外線センサにおいては、光学フィルタ４の光透過領域（受光領域）を、接着剤８によりパッケージ２に固定するための接着しろとしていないので、高価な材料から形成される光学フィルタ４を無駄なく、効率よく利用して、コスト上昇を防止することが可能になる。
さらに、光学フィルタ４の光透過領域を接着しろとして用いないため、例えば、従来は必要であった、光学フィルタの光透過領域に形成された光学薄膜を除去する工程が不要になり、この点でもコストの増大を抑制することができる。
また、パッケージ２の開口部３および光学フィルタ４の平面形状を方形とし、凹部７を開口部３の四隅近傍の周壁１２の上面に形成しているので、構造が簡潔で、パッケージ２の周壁１２と光学フィルタ４の側面１４との間に形成される隙間６に確実に接着剤８を充填することが可能で、該接着剤８により光学フィルタ４がより確実にパッケージ２に固定された信頼性の高い赤外線センサを得ることができる。
また、凹部７の平面面積は、光学フィルタ４を支持している支持部５の支持面の面積よりも大きいことが望ましい。パッケージ２の四隅近傍は接着剤を塗布しづらいが、凹部７の面積を光学フィルタ４の支持部５よりも大きくとることにより、接着剤８の塗布量を十分に確保することができ、光学フィルタ４の四隅を確実に接着剤８によりパッケージ２に接続することが可能になり、構造上の気密性を安定させることが可能になる。
また、凹部７の平面面積は、光学フィルタ４を支持している支持部５の支持面の面積よりも大きいことが望ましい。パッケージ２の四隅近傍は接着剤を塗布しづらいが、凹部７の面積を光学フィルタ４の支持部５よりも大きくとることにより、接着剤８の塗布量を十分に確保することができ、光学フィルタ４の四隅を確実に接着剤８によりパッケージ２に接続することが可能になり、構造上の気密性を安定させることが可能になる。
また、例えば、単結晶シリコンを用いた光学フィルタ４は高価であり、光学フィルタ用の親基板からの個々の光学フィルタの取り個数を多くするためには、上記実施例の赤外線センサのように、光学フィルタ４の形状を方形とすることが望ましい。また、親基板の分割加工の容易さの見地からも光学フィルタの形状は方形であることが望ましい。
さらに、この実施例の赤外線センサにおいては、接着剤８が、パッケージ２の周壁１２と、光学フィルタ４の側面１４との間の隙間６に、光学フィルタ４の全周を取り囲むように充填され、パッケージ２の内部が気密になるように構成されているので、気密に保たれたパッケージ２の内部に赤外線センサ素子１が収納され、かつ、開口部３を封止する蓋としての機能を果たす光学フィルタ４が確実にパッケージ２の開口部３に固定された信頼性の高い赤外線センサを提供することができる。
次に、上記赤外線センサの製造方法の特徴について説明する。
この実施例の赤外線センサを製造するにあたっては、図１に示すように、パッケージ２として、光学フィルタ４を、パッケージ２の周壁１２の上端部よりも低い位置で支持する支持部５と、支持部５に支持された光学フィルタ４の側面１４とパッケージ２の周壁１２との間に形成される隙間６と連通する凹部７（パッケージ２の周壁１２の四隅の上面に配設された平面形状が円形の凹部７）と、を備えたパッケージを用意する。
この実施例の赤外線センサを製造するにあたっては、図１に示すように、パッケージ２として、光学フィルタ４を、パッケージ２の周壁１２の上端部よりも低い位置で支持する支持部５と、支持部５に支持された光学フィルタ４の側面１４とパッケージ２の周壁１２との間に形成される隙間６と連通する凹部７（パッケージ２の周壁１２の四隅の上面に配設された平面形状が円形の凹部７）と、を備えたパッケージを用意する。
また、光学フィルタ４として、その側面１４とパッケージ２の周壁１２との間に、０．０２〜０．１ｍｍ程度の隙間６が形成されるようなサイズの光学フィルタを用意する。
それから、支持部５に光学フィルタ４を支持させる。このとき、上述のように、光学フィルタ４の側面１４とパッケージ２の周壁１２との間に、０．０２〜０．１ｍｍ程度の隙間６が形成される。
そして、パッケージ２の周壁１２の上面の四隅に形成された凹部７のそれぞれに、所定の流動性を有する接着剤８を一定量供給し、各凹部７から、光学フィルタ４とパッケージ２の周壁１２との間の、幅が０．０２〜０．１ｍｍ程度の隙間６に、毛細管現象により接着剤８を浸入させ、光学フィルタ４の全周に行き渡らせる。
次に、例えば、接着剤８が熱硬化性の接着剤である場合には、所定の温度に加熱して接着剤８を硬化させ、光学フィルタ４を、接着剤８を介して、パッケージ２の開口部３の近傍の周壁１２に固定する。
これにより、光学フィルタ４が接着剤８を介してパッケージ２に確実に固定され、かつ、内部が気密に保たれた、信頼性の高い赤外線センサが得られる。
上述の製造方法によれば、上述のような凹部７を備えたパッケージ２を用い、支持部５に光学フィルタ４を支持させた状態で、凹部７に接着剤８を供給するだけで、光学フィルタ４とパッケージ２の周壁１２との隙間６に、毛細管現象により接着剤８を浸入させることが可能になり、複雑な製造工程を必要とせず、しかも接着剤８が光学フィルタ４の光透過領域を遮ることにより、光学フィルタ４の光透過領域の減少を招くことなく、効率よく信頼性の高い赤外線センサを製造することができる。
また、凹部７の配設個数にも特別の制約はなく、光学フィルタ４の寸法、接着剤８の粘度などの関係を考慮して、任意の個数とすることが可能である。
また、上記実施例では、接着剤８を光学フィルタ４の全周に行き渡らせるようにしたが、場合によっては、接着剤８が光学フィルタ４の全周には行き渡らず、部分的な位置で光学フィルタ４がパッケージ２に接合されるように構成することも可能である。
本願発明はさらにその他の点においても上記実施例に限定されるものではなく、赤外線センサ素子の具体的な構成、パッケージおよび光学フィルタの寸法や形状、パッケージに形成される凹部の深さや平面面積、平面形状、凹部の、底面に垂直な方向の断面形状、光学フィルタの具体的な構成や、光学フィルタを構成する材料の種類、接着剤の種類や粘度などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
上述のように、本願発明によれば、支持部に光学フィルタを支持させた状態で、パッケージの周壁の凹部に接着剤を供給し、光学フィルタとパッケージの周壁との隙間に、毛細管現象により接着剤を浸入させることにより、光学フィルタの側面を、接着剤を介して、パッケージに固定するようにしているので、光学フィルタの光透過領域の減少を招くことなく、光学フィルタが接着剤を介してパッケージに確実に固定された、視野が広く、信頼性の高い赤外線センサを効率よく製造することが可能になる。
したがって、本願発明は、人体の検知や、防犯機器などに用いられる汎用の赤外線センサの分野に広く利用することが可能である。
したがって、本願発明は、人体の検知や、防犯機器などに用いられる汎用の赤外線センサの分野に広く利用することが可能である。
１ 赤外線センサ素子
２ パッケージ
３ 開口部
４ 光学フィルタ（赤外線フィルタ）
５ 支持部
６ 隙間
７ 凹部
８ 接着剤
１２ パッケージの周壁
１４ 光学フィルタの側面
２１ 本体
２２ 絶縁性被覆材
２３ 外部接続端子（外部電極）
２ パッケージ
３ 開口部
４ 光学フィルタ（赤外線フィルタ）
５ 支持部
６ 隙間
７ 凹部
８ 接着剤
１２ パッケージの周壁
１４ 光学フィルタの側面
２１ 本体
２２ 絶縁性被覆材
２３ 外部接続端子（外部電極）
Claims (4)
- 赤外線センサ素子と、
前記赤外線センサ素子が収納される、表面実装に対応したパッケージであって、１つの面が開口した箱型の形状を有するパッケージと、
全面が所定の波長の赤外線を透過させるように構成された光学フィルタであって、前記パッケージの開口部の全体を覆うように配設され、前記赤外線センサ素子に所定の波長の赤外線を受光させる機能と、前記パッケージの開口部を封止する蓋としての機能とを同時に果たす光学フィルタと
を具備する赤外線センサにおいて、
前記パッケージが、前記光学フィルタを支持する支持部であって、前記光学フィルタを支持する支持面が前記パッケージの周壁の上端部よりも低い位置に配置された支持部と、前記支持部に支持された前記光学フィルタの側面と前記パッケージの周壁との間に形成される隙間と連通する凹部とを備えており、
前記パッケージの開口部および前記光学フィルタの平面形状が方形であり、
前記凹部が前記開口部の四隅近傍の周壁に形成され、かつ、前記支持部が前記パッケージの四隅近傍に形成されているとともに、前記支持部の支持面が前記凹部の平面部分よりも低い位置に配置されており、
前記凹部の平面面積が、前記光学フィルタを支持している前記支持部の支持面の面積よりも大きく、かつ、
前記光学フィルタの側面と前記パッケージの周壁との間に形成される前記隙間が、毛細管現象により接着剤を浸入させることができるような隙間であり、
前記光学フィルタが、前記支持部に支持された状態で、前記パッケージの周壁と前記光学フィルタの側面との間の前記隙間に、毛細管現象によって浸入し、充填された接着剤により、前記パッケージに固定されていること
を特徴とする赤外線センサ。 - 前記接着剤が、前記パッケージの周壁と前記光学フィルタの側面との間に形成される隙間に、前記光学フィルタの全周に行き渡るように充填されており、前記パッケージの内部が気密になるように前記光学フィルタが配設されていることを特徴とする請求項１記載の赤外線センサ。
- 赤外線センサ素子と、
前記赤外線センサ素子が収納される、表面実装に対応したパッケージであって、１つの面が開口した箱型の形状を有するパッケージと、
全面が所定の波長の赤外線を透過させるように構成された光学フィルタであって、前記パッケージの開口部の全体を覆うように配設され、前記赤外線センサ素子に所定の波長の赤外線を受光させる機能と、前記パッケージの開口部を封止する蓋としての機能とを同時に果たす光学フィルタと
を具備する赤外線センサの製造方法において、
前記光学フィルタとして、平面形状が方形の光学フィルタを用いるとともに、前記パッケージとして、平面形状が方形である開口部と、前記光学フィルタを支持する支持部であって、前記光学フィルタを支持する支持面が前記パッケージの周壁の上端部よりも低い位置に配置された支持部と、前記支持部に支持された前記光学フィルタの側面と前記パッケージの周壁との間に形成される隙間と連通する凹部とを備え、前記凹部が前記開口部の四隅近傍の周壁に形成され、かつ、前記支持部が前記パッケージの四隅近傍に形成されているとともに、前記支持部の支持面が前記凹部の平面部分よりも低い位置に配置され、前記凹部の平面面積が、前記光学フィルタを支持する前記支持部の支持面の面積よりも大きく、かつ、前記光学フィルタの側面と前記パッケージの周壁との間に形成される前記隙間が、毛細管現象により接着剤を浸入させることができるような隙間であるパッケージを用い、
前記支持部に前記光学フィルタを支持させた状態で、前記凹部に接着剤を供給し、前記光学フィルタと前記パッケージの周壁との間に形成される隙間に、毛細管現象により接着剤を浸入させ、前記光学フィルタを、前記接着剤を介して、前記パッケージに固定すること
を特徴とする赤外線センサの製造方法。 - 前記接着剤を、前記光学フィルタの全周に行き渡るように充填し、前記光学フィルタを、前記接着剤を介して、前記パッケージに固定することにより、前記パッケージの内部が気密になるような態様で、前記光学フィルタを前記パッケージに固定することを特徴とする請求項３記載の赤外線センサの製造方法。
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| KR102194070B1 (ko) * | 2020-06-19 | 2020-12-22 | 주식회사 에스엠에스 | 모듈화된 세미 허메틱 구조를 구비한 압력센서 |
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