JP5838216B2 - 赤外線センサ及び保持体 - Google Patents
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Description
本発明は、赤外線センサと、赤外線センサ素子と光学フィルタとを保持する保持体と、に関する。
赤外線センサ素子を用いて所定の赤外線を検出する際に、センサ素子に対して波長を選択的に透過させる波長選択フィルタを用いることは、従来から知られている。例えば、特許文献１の中の図２Ｂ及び図６には、保持部材１５を介して、赤外線センサ素子１３ａ、１３ｂに光学フィルタ１６ａ、１６ｂが取り付けられている構成が記載されている。
特許文献１において、赤外線センサ素子と光学フィルタ及び保持体を接着剤でそれぞれ固定する場合、特許文献１に示された構造では、赤外線センサ素子と保持体との対向面、及び、光学フィルタと保持体との対向面がそれぞれ凹凸の無い平坦な面である。そして、この平坦な面どうしが接着剤を介して接着される。このため、接着の際に接着剤の濡れ広がりにより、接着剤が光学フィルタに接触して、光学フィルタが汚染されてしまう可能性があった。この課題について、他の従来例を参照して、より具体的に説明する。
図１１は、従来例に係る赤外線センサ２００の構成例を示す断面図である。また、図１２は、赤外線センサ２００が備える保持体１２０の構成例を示す斜視図である。図１１に示すように、赤外線センサ２００は、赤外線センサ素子１１０と、光学フィルタ１３０ａ、１３０ｂと、保持体１２０と、接着剤１４０と、を備える。
赤外線センサ素子１１０は、赤外線センサチップ１０１ａ、１０１ｂと、リードフレーム１０３と、金ワイヤ１０５と、モールド樹脂１０７と、を備える。赤外線センサチップ１０１ａ、１０１ｂは金ワイヤ１０５によってリードフレーム１０３と接続されている。また、赤外線センサチップ１０１ａ、１０１ｂと、リードフレーム１０３及び金ワイヤ１０５は、赤外線センサチップ１０１ａ、１０１ｂの受光面１０２ａ、１０２ｂと、リードフレーム１０３の外部端子となる部位を除いて、モールド樹脂１０７により封止されている。
赤外線センサ素子１１０は、赤外線センサチップ１０１ａ、１０１ｂと、リードフレーム１０３と、金ワイヤ１０５と、モールド樹脂１０７と、を備える。赤外線センサチップ１０１ａ、１０１ｂは金ワイヤ１０５によってリードフレーム１０３と接続されている。また、赤外線センサチップ１０１ａ、１０１ｂと、リードフレーム１０３及び金ワイヤ１０５は、赤外線センサチップ１０１ａ、１０１ｂの受光面１０２ａ、１０２ｂと、リードフレーム１０３の外部端子となる部位を除いて、モールド樹脂１０７により封止されている。
図１１及び図１２に示すように、保持体１２０には、特定の波長のみを透過する光学フィルタ１３０ａ、１３０ｂを収容するための収容部１２１ａ、１２１ｂがそれぞれ設けられている。収容部１２１ａ、１２１ｂは凹部である。
赤外線センサ２００を製造する工程では、この収容部１２１ａ、１２１ｂに光学フィルタ１３０ａ、１３０ｂを搭載すると共に、保持体１２０の接着剤塗布部１２３ａ、１２３ｂに接着剤１４０をそれぞれ塗布する。そして、この保持体１２０の接着剤塗布部１２３ａ、１２３ｂを有する側と、赤外線センサ素子１１０の受光面１０２ａ、１０２ｂを有する側とを対向させ、この状態で、保持体１２０に対して赤外線センサ素子１１０を相対的に押し当てる。これにより、保持体１２０と赤外線センサ素子１１０とが接着する。
赤外線センサ２００を製造する工程では、この収容部１２１ａ、１２１ｂに光学フィルタ１３０ａ、１３０ｂを搭載すると共に、保持体１２０の接着剤塗布部１２３ａ、１２３ｂに接着剤１４０をそれぞれ塗布する。そして、この保持体１２０の接着剤塗布部１２３ａ、１２３ｂを有する側と、赤外線センサ素子１１０の受光面１０２ａ、１０２ｂを有する側とを対向させ、この状態で、保持体１２０に対して赤外線センサ素子１１０を相対的に押し当てる。これにより、保持体１２０と赤外線センサ素子１１０とが接着する。
ここで、上記の製造工程で、接着剤１４０の多量塗布（即ち、製造プロセスのばらつき等により、接着剤１４０を意図せず多量に塗布されてしまう）等が生じた場合は、図１３に示すように、接着剤１４０がぬれ広がって光学フィルタ１３０ａ、１３０ｂを汚染する可能性があった。この汚染の可能性は、接着剤塗布部１２３ａ、１２３ｂと、光学フィルタ１３０ａ、１３０ｂの一方の面とが同一面上にある場合（即ち、同じ高さにある場合）に、特に高くなる。また、光学フィルタ１３０ａ、１３０ｂが接着剤１４０で汚染されると、光学フィルタ１３０ａ、１３０ｂは赤外線の透過率が悪化して、フィルタとしての機能を十分に発揮できなくなる可能性があった。
また、光学フィルタを保持させるため、光学フィルタの側面部にも接着剤を塗布する必要があり、この側面部からの接着剤により、光学フィルタが汚染させることもあった。
そこで、この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、光学フィルタが接着剤で汚染されることを防止できるようにした赤外線センサ及び保持体の提供を目的とする。
そこで、この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、光学フィルタが接着剤で汚染されることを防止できるようにした赤外線センサ及び保持体の提供を目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る赤外線センサは、赤外線センサ素子と、前記赤外線センサ素子の受光面と対向する光学フィルタと、前記赤外線センサ素子と前記光学フィルタとを保持する保持体とを備え、前記保持体は、前記保持体の前記赤外線センサ素子と対向する側の対向面に設けられた光学フィルタ収容部と、前記保持体の前記対向面に設けられ、前記光学フィルタ収容部から離れた位置に配置された接着領域と、前記保持体の前記対向面に設けられ、前記接着領域と前記光学フィルタ収容部との間に配置された第１の凹部と、を有することを特徴とする。
このような構成であれば、赤外線センサ素子と保持体とを接着する際に、接着剤のぬれ広がりにより、接着剤が保持体の接着領域からはみ出した場合でも、このはみ出した接着剤を、接着領域と光学フィルタ収容部との間に配置された第１の凹部に溜めることができる。従って、接着領域からはみ出した接着剤が光学フィルタ収容部に到達することを抑制することができる。つまり、保持体の構造により、接着剤のぬれ広がりを制御することができる。これにより、光学フィルタ収容部に収容されている光学フィルタに接着剤が接触することを防ぐことができ、光学フィルタが接着剤で汚染されることを防ぐことができる。光学フィルタの汚染を防止することで、赤外線の透過率が悪化させることなく、フィルタとしての機能を十分に発揮させることができる。また、光学フィルタ自体に接着剤を付与せずに、光学フィルタを保持部材に保持可能となる。
なお、本発明の「赤外線センサ素子」は、例えば、後述の赤外線センサ素子１０が該当する。「第１の凹部」は、例えば、後述の溝部２５ａ又は溝部２５ｂの少なくとも一方が該当する。
なお、本発明の「赤外線センサ素子」は、例えば、後述の赤外線センサ素子１０が該当する。「第１の凹部」は、例えば、後述の溝部２５ａ又は溝部２５ｂの少なくとも一方が該当する。
また、上記の赤外線センサにおいて、前記保持体は、前記接着領域に設けられた第２の凹部を有することを特徴としてもよい。このような構成であれば、接着領域の第２の凹部に接着剤を塗布することができ、接着領域に凹部が無い場合と比べて、接着剤が接着領域からはみ出すことを抑制することができる。なお、本発明の「第２の凹部」は、例えば、後述の接着領域２３に設けられた凹部２３ａ、２３ｂが該当する。
また、上記の赤外線センサにおいて、前記対向面から前記第１の凹部の底面までの距離が、前記対向面から前記第２の凹部の底面までの距離より大きいことを特徴としてもよい。このような構成であれば、第２の凹部からはみ出した接着剤を第１の凹部に多く溜めることができる。
また、上記の赤外線センサにおいて、前記第１の凹部と、前記第２の凹部とが一体的に形成されていることを特徴としてもよい。このような構成であれば、接着剤の表面張力により、接着剤の濡れ広がりを第２の凹部に留めることが容易となる。
また、上記の赤外線センサにおいて、前記第１の凹部と、前記第２の凹部とが一体的に形成されていることを特徴としてもよい。このような構成であれば、接着剤の表面張力により、接着剤の濡れ広がりを第２の凹部に留めることが容易となる。
また、上記の赤外線センサにおいて、前記第１の凹部は、前記第２の凹部の外周を囲むように配置されていることを特徴としてもよい。このような構成であれば、第２の凹部からはみ出した接着剤が第２の凹部の周囲全体（即ち、四方）へぬれ広がることを抑制することができる。
また、上記の赤外線センサにおいて、前記光学フィルタ収容部の底面に、該光学フィルタ収容部より径の小さい孔部が設けられていることを特徴としてもよい。このような構成であれば、赤外線センサ素子は、光学フィルタ収容部による光学フィルタを保持する機能を損うことなく、孔部を通して赤外線を受光することができる。
また、上記の赤外線センサにおいて、前記光学フィルタ収容部の底面に、該光学フィルタ収容部より径の小さい孔部が設けられていることを特徴としてもよい。このような構成であれば、赤外線センサ素子は、光学フィルタ収容部による光学フィルタを保持する機能を損うことなく、孔部を通して赤外線を受光することができる。
また、上記の赤外線センサにおいて、前記保持体には、前記第１の凹部から該保持体の外部に至る貫通した開口部又は溝部が設けられていることを特徴としてもよい。このような構成であれば、赤外線センサの内部にエアが残留している場合でも、この残留エアの一部を開口部から逃がすことができる。これにより、残留エアが膨張することにより生じる力、例えば、残留エアが膨張して保持体から赤外線センサ素子を引き離そうとする力を低減することができる。
本発明の別の態様に係る保持体は、赤外線センサ素子と、前記赤外線センサ素子の受光面と対向する光学フィルタと、を保持する保持体であって、前記保持体の一方の面に設けられた光学フィルタ収容部と、前記一方の面に設けられ、前記光学フィルタ収容部から離れて配置された第１の凹部とを有することを特徴とする。
このような構成であれば、赤外線センサ素子を保持体の一方の面であって、第１の凹部を挟んで光学フィルタ収容部の反対側の領域（例えば、接着領域）に接着する際に、接着剤のぬれ広がりにより、接着剤が保持体の接着領域からはみ出した場合でも、このはみ出した接着剤を第１の凹部に溜めることができ、接着領域からはみ出した接着剤が光学フィルタ収容部に到達することを抑制することができる。これにより、光学フィルタ収容部に収容される光学フィルタに接着剤が接触することを防ぐことができ、光学フィルタが接着剤で汚染されることを防ぐことができる。なお、本発明の「一方の面」は、例えば、後述の対向面２０ａが該当する。
また、上記の保持体において、前記一方の面に設けられた第２の凹部を有し、前記第１の凹部は、前記第２の凹部と前記光学フィルタ収容部との間に配置されていることを特徴としてもよい。このような構成であれば、接着領域の第２の凹部に接着剤を溜めることができるので、接着剤が接着領域からはみ出すことを抑制することができる。
また、上記の保持体において、前記第１の凹部と、前記第２の凹部とが一体的に形成されていることを特徴としてもよい。このような構成であれば、接着剤の表面張力により、接着剤の濡れ広がりを第２の凹部に留めることが容易となる。
また、上記の保持体において、前記第１の凹部と、前記第２の凹部とが一体的に形成されていることを特徴としてもよい。このような構成であれば、接着剤の表面張力により、接着剤の濡れ広がりを第２の凹部に留めることが容易となる。
また、上記の保持体において、前記一方の面から前記第１の凹部の底面までの距離が、前記一方の面から前記第２の凹部の底面までの距離より大きいことを特徴としてもよい。このような構成であれば、第２の凹部からはみ出した接着剤を第１の凹部に多く溜めることができる。
また、上記の保持体において、前記第１の凹部は、前記第２の凹部の外周を囲むように配置されていることを特徴としてもよい。このような構成であれば、第２の凹部からはみ出した接着剤が第２の凹部の周囲全体（即ち、四方）へぬれ広がることを抑制することができる。
また、上記の保持体において、前記第１の凹部は、前記第２の凹部の外周を囲むように配置されていることを特徴としてもよい。このような構成であれば、第２の凹部からはみ出した接着剤が第２の凹部の周囲全体（即ち、四方）へぬれ広がることを抑制することができる。
また、上記の保持体において、前記光学フィルタ収容部の底面に、該光学フィルタ収容部より径が小さい孔部が設けられていることを特徴としてもよい。このような構成であれば、赤外線センサ素子は、光学フィルタ収容部による光学フィルタを保持する機能を損うことなく、孔部を通して赤外線を受光することができる。
また、上記の保持体において、前記第１の凹部から該保持体の外部に至る貫通した開口部又は溝部が設けられていることを特徴としてもよい。このような構成であれば、保持体に赤外線センサ素子を取り付けた後で、赤外線センサの内部にエアが残留している場合でも、この残留エアの一部を開口部から逃がすことができる。これにより、残留エアが膨張することにより生じる力、例えば、残留エアが膨張して保持体から赤外線センサ素子を引き離そうとする力を低減することができる。
また、上記の保持体において、前記第１の凹部から該保持体の外部に至る貫通した開口部又は溝部が設けられていることを特徴としてもよい。このような構成であれば、保持体に赤外線センサ素子を取り付けた後で、赤外線センサの内部にエアが残留している場合でも、この残留エアの一部を開口部から逃がすことができる。これにより、残留エアが膨張することにより生じる力、例えば、残留エアが膨張して保持体から赤外線センサ素子を引き離そうとする力を低減することができる。
本発明によれば、保持体の収容部に収容されている光学フィルタに接着剤が接触することを防ぐことができ、光学フィルタが接着剤で汚染されることを防ぐことができる。
以下、本発明による実施形態を、図面を用いて説明する。なお、以下に説明する各図において、同一の構成を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合もある。
（実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る赤外線センサ１００の構成例を示す断面図である。図１に示すように、この赤外線センサ１００は、赤外線センサ素子１０と、赤外線センサ素子１０の受光面を有する側と向かい合う光学フィルタ３０ａ、３０ｂと、赤外線センサ素子１０と光学フィルタ３０ａ、３０ｂとを保持する保持体２０と、接着剤４０と、を備える。
（実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る赤外線センサ１００の構成例を示す断面図である。図１に示すように、この赤外線センサ１００は、赤外線センサ素子１０と、赤外線センサ素子１０の受光面を有する側と向かい合う光学フィルタ３０ａ、３０ｂと、赤外線センサ素子１０と光学フィルタ３０ａ、３０ｂとを保持する保持体２０と、接着剤４０と、を備える。
赤外線センサ素子１０は、赤外線を検出するための素子である。この赤外線センサ素子１０は、例えば、赤外線センサチップ１ａ、１ｂと、リードフレーム３と、金ワイヤ５と、モールド樹脂７と、を有する半導体パッケージである。これらの中で、赤外線センサチップ１ａ、１ｂは、例えば、２０００ｎｍ〜７４００ｎｍの赤外線を検出可能な量子型のフォトダイオードである。赤外線センサチップ１ａ、１ｂは、各々の受光面２ａ、２ｂで赤外線を受光し、受光した赤外線を光電変換することにより得られた電気信号を、受光面２ａ、２ｂの反対側の面に設けられたパッド端子（図示せず）から出力する。リードフレーム３は、赤外線センサチップ１ａ、１ｂで得られた電気信号を赤外線センサ素子１０の外部へ出力するための端子部である。このリードフレーム３は、例えば、銅（Ｃｕ）板に、ニッケル（Ｎｉ）−パラジウム（Ｐｄ）−金（Ａｕ）等のめっき（鍍金）処理が施されたものである。
金ワイヤ５は、赤外線センサチップ１ａ、１ｂが有するパッド端子とリードフレーム３とを接続するものである。この金ワイヤ５によって、赤外線センサチップ１ａ、１ｂのパッド端子からリードフレーム３へ電気信号が伝えられる。モールド樹脂７は、半導体パッケージの外形を成すものである。このモールド樹脂７によって、赤外線センサチップ１ａ、１ｂとリードフレーム３及び金ワイヤ５は、受光面２ａ、２ｂと、リードフレーム３の端子部として機能する部位とを除いて、封止されている。
なお、この実施形態では、赤外線センサチップ１ａ、１ｂは、同一種類のチップであってもよいし、寸法、材質又は検出可能な波長範囲などの点から、異種類に分類されるチップであってもよい。
なお、この実施形態では、赤外線センサチップ１ａ、１ｂは、同一種類のチップであってもよいし、寸法、材質又は検出可能な波長範囲などの点から、異種類に分類されるチップであってもよい。
光学フィルタ３０ａ、３０ｂは、予め設定された波長の光を選択的に（即ち、透過率高く）透過させる機能を有するものである。この光学フィルタ３０ａ、３０ｂは、保持体２０と赤外線センサ素子１０との間で挟持されており、赤外線センサチップ１ａ、１ｂの受光面２ａ、２ｂをそれぞれ覆うように配置されている。
なお、この実施形態において、光学フィルタ３０ａ、３０ｂは同一種類のフィルタであってもよいし、寸法、材質又は透過可能な波長範囲などの点から、異種類に分類されるフィルタであってもよい。例えば、光学フィルタ３０ａは赤外線のうちの長波長の成分のみを透過させる機能を有し、光学フィルタ３０ｂは赤外線のうちの短波長の成分のみを透過させる機能を有するものであってもよい。次に、保持体２０の構成例について説明する。
なお、この実施形態において、光学フィルタ３０ａ、３０ｂは同一種類のフィルタであってもよいし、寸法、材質又は透過可能な波長範囲などの点から、異種類に分類されるフィルタであってもよい。例えば、光学フィルタ３０ａは赤外線のうちの長波長の成分のみを透過させる機能を有し、光学フィルタ３０ｂは赤外線のうちの短波長の成分のみを透過させる機能を有するものであってもよい。次に、保持体２０の構成例について説明する。
図２（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施形態に係る保持体２０の構成例を示す図である。詳しくは、図２（ａ）は保持体２０の赤外線センサ素子１０と対向する側を示す斜視図である。また、図２（ｂ）は、図２（ａ）をＸ２−Ｘ´２線で切断した断面図である。図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、保持体２０は、光学フィルタ３０ａ、３０ｂを収容する収容部２１ａ、２１ｂと、凹部２３ａ、２３ｂ及び溝部２５ａ、２５ｂとを有する。
図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、収容部２１ａ、２１ｂは、保持体２０の、赤外線センサ素子１０と対向する側の対向面２０ａに設けられた凹部である。これら収容部２１ａ、２１ｂの形状、大きさは、収容の対象とする光学フィルタ３０ａ、３０ｂの形状、大きさにそれぞれ対応している。即ち、収容部２１ａ、２１ｂは、収容の対象とする光学フィルタ３０ａ、３０ｂの外形とそれぞれ同じ形で、それぞれ同じ寸法（実際には、光学フィルタ３０ａ、３０ｂの嵌め込みを容易にするため、光学フィルタ３０ａ、３０ｂよりも若干大きめの寸法）を有する。また、これら収容部２１ａ、２１ｂの底面には、例えば、凹部２３ａ、２３ｂよりも径が小さい孔部２２ａ、２２ｂがそれぞれ設けられている。この孔部２２ａ、２２ｂは、保持体２０を貫通している。これらの孔部２２ａ、２２ｂによって、例えば、光学フィルタ３０ａ、３０ｂを介した受光面２ａ、２ｂの視野角がそれぞれ制限されている。また、この孔部２２ａ、２２ｂは収容部２１ａ、２１ｂよりも径が小さいため、収容部２１ａ、２１ｂは光学フィルタを保持する機能を有する。即ち、孔部２２ａ、２２ｂは収容部２１ａ、２１ｂよりも径が小さいため、赤外線センサ素子１０は、収容部２１ａ、２１４ｂによる光学フィルタ３０ａ、３０ｂを保持する機能を損うことなく、孔部２２ａ、２２ｂを通して赤外線を受光することができる。
本実施形態においては、図２（ｂ）に示すように、保持体２０上の、収容部２１a、２１ｂから離れた位置に配置された接着領域２３に、凹部２３ａ、２３ｂが設けられている。凹部２３ａ、２３ｂは、保持体２０の、赤外線センサ素子１０と対向する側の対向面２０ａに設けられた浅い溝である。この凹部２３ａ、２３ｂは収容部２１ａ、２１ｂから離れた位置に配置されている。そして、この凹部２３ａ、２３ｂに接着剤を塗布可能となっている（即ち、赤外線センサ１００では、この凹部２３ａ、２３ｂに接着剤４０が塗布されている（図１参照。））。凹部２３ａ、２３ｂの平面視による形状は、例えば、それぞれが矩形となっている。
また、溝部２５ａ、２５ｂは、保持体２０の対向面２０ａに設けられた深い溝である。溝部２５ａは、収容部２１ａと凹部２３ａとの間の位置に配置されており、凹部２３ａの外周を囲むように配置されている。溝部２５ｂは、収容部２１ｂと凹部２３ａとの間の位置に配置されており、凹部２３ｂの外周を囲むように配置されている。
即ち、この保持体２０において、対向面２０ａから凹部２３ａ、２３ｂの底面までの深さをｄ１とし、対向面２０ａから溝部２５ａ、２５ｂの底面までの深さをｄ２としたとき、ｄ２はｄ１よりも大きい（ｄ１＜ｄ２）。また、溝部２５ａ、２５ｂの平面視による形状は、例えば、それぞれが矩形の枠型となっている。
即ち、この保持体２０において、対向面２０ａから凹部２３ａ、２３ｂの底面までの深さをｄ１とし、対向面２０ａから溝部２５ａ、２５ｂの底面までの深さをｄ２としたとき、ｄ２はｄ１よりも大きい（ｄ１＜ｄ２）。また、溝部２５ａ、２５ｂの平面視による形状は、例えば、それぞれが矩形の枠型となっている。
なお、この実施形態では、例えば、凹部２３ａと溝部２５ａとが一体となっており、凹部２３ａと溝部２５ａとの間には隔壁等の隔たりが設けられていない。同様に、凹部２３ｂと溝部２５ｂとが一体となっており、凹部２３ｂと溝部２５ｂとの間には隔壁等の隔たりが設けられていない。溝２５aと凹部２３ａとが一体となっている場合、また、溝２５ｂと凹部２３ｂとが一体となっている場合、凹部２３ａ、２３ｂよりも溝部２５ａ、２５ｂのほうが深くなっていることで、接着剤の表面張力により、接着剤の濡れ広がりを凹部２３a、２３ｂの部分に留めることができる。
次に、凹部２３ａ、２３ｂに対して接着剤４０を塗布する工程と、塗布した接着剤４０を介して赤外線センサ素子１０を保持体２０に接着する工程と、について説明する。
図３は、保持体２０の一部を拡大した図である。また、図４は、接着剤４０の塗布工程を示す図である。図５は、赤外線センサ素子１０と保持体２０との接着工程を示す図である。
図３は、保持体２０の一部を拡大した図である。また、図４は、接着剤４０の塗布工程を示す図である。図５は、赤外線センサ素子１０と保持体２０との接着工程を示す図である。
図３に示すように、保持体２０の凹部２３ｂの周囲には、溝部２５ｂが設けられている。図３では示さないが、凹部２３ａの周囲にも溝部２５ａが設けられている。この実施形態では、凹部２３ａ、２３ｂに対して接着剤４０を塗布する前に予め、収容部２１ａ、２１ｂに光学フィルタ３０ａ、３０ｂをそれぞれ収容（搭載）しておく。そして、接着剤４０の塗布工程では、図４に示すように、例えばディスペンサ９０を用いて（即ち、ディスペンス方式で）、凹部２３ａ、２３ｂの底面に接着剤４０をそれぞれ塗布する。なお、接着剤４０の塗布方法はディスペンス方式に限定されるものではなく、他にスタンプ方式でも構わない。
また、図４に示す塗布工程において、接着剤４０の塗布量・塗布位置は接着剤４０が溝部２５ａ、２５ｂにかからないようにすることが望ましい。塗付の段階で接着剤４０が溝部２５ａ、２５ｂにかからないようにすることで、次の接着工程においても、より確実に、接着剤４０が溝部２５ａ、２５ｂを越えないようにすることができる。
次に、保持体２０の対向面２０ａと赤外線センサ素子１０の受光面とを対向させる。そして、この状態で図５に示すように、保持体２０に対して、赤外線センサ素子１０を相対的に押し当てる。これにより、赤外線センサ素子１０と保持体２０とが接着して、赤外線センサ１００が完成する。
次に、保持体２０の対向面２０ａと赤外線センサ素子１０の受光面とを対向させる。そして、この状態で図５に示すように、保持体２０に対して、赤外線センサ素子１０を相対的に押し当てる。これにより、赤外線センサ素子１０と保持体２０とが接着して、赤外線センサ１００が完成する。
図５に示す接着工程では、保持体２０に対して、赤外線センサ素子１０が相対的に押し当てられることにより、接着剤４０はぬれ広がる。そして、製造プロセスのばらつき等により、接着剤４０の塗布量が多いときは、このぬれ広がる接着剤４０の一部が凹部２３ａ、２３ｂからはみ出してしまう場合も想定される。しかしながら、保持体２０は、凹部２３ａ、２３ｂからはみ出した接着剤４０を溝部２５ａ、２５ｂに溜めることができ、接着剤４０が収容部２１ａ、２１ｂまでぬれ広がることを抑制することができる。なお、接着領域２３には凹部が形成されていなくてもよく、その場合であっても溝部２５a、２５ｂに接着剤４０を溜めることができる。
また、収容部２１ａ、２１ｂから離れた位置に接着領域２３を設け、かつ溝部２５ａ、２５ｂを形成することにより、光学フィルタ３０ａ、３０ｂから離れた位置で保持体２０と赤外線センサ素子１０とを接着することができる。これにより、光学フィルタ３０ａ、３０ｂ自体に接着剤を付着させることなく、光学フィルタ３０ａ、３０ｂを保持体２０に設けられた収納部２１ａ、２１ｂを介して保持可能となる。
なお、凹部２３ａ、２３ｂと、溝部２５ａ、２５ｂの各サイズは、例えば下記のように設定されることが望ましい。即ち、凹部２３ａ、２３ｂの対向面２０ａからの深さｄ１は０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍ程度であることが望ましい。また、溝部２５ａ、２５ｂの接着面２０ａからの深さｄ２は、凹部２３ａ、２３ｂの底面からさらに０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度深いこと（つまり、ｄ２は、ｄ１＋０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度であること）が望ましい。また、凹部２３ａ、２３ｂの径（幅）Ｗ１は例えば０．０５ｍｍ〜２ｍｍ程度であることが望ましい。溝部２５ａ、２５ｂの幅Ｗ２は０．１５ｍｍ〜０．３ｍｍ程度であることが望ましい。これにより、赤外線センサ素子１０と保持体２０との間の接着力を確保しつつ、より確実に、接着剤４０が溝部２５ａ、２５ｂを越えてぬれ広がらないようにすることができる。
また、保持体２０の材質としては、実装時のリフロー耐性の観点から耐熱性を考慮すると、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＰＳ（ポリフェニルサルファイド樹脂）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ポリイミド樹脂を用いることが望ましい。保持体２０の材質として、他に金属系としては、Ｎｉ−Ｐｄ−Ａｕめっきあるいは銀めっきあるいは金めっきを施された銅材料や、ステンレス系の材料を使用することも可能である。さらに、接着剤４０の材質としては、耐熱性と接着性を考慮すると、例えば、エポキシ系樹脂やシリコーン系樹脂を用いることが望ましい。
（実施形態の効果）
本発明の実施形態は、以下の効果を奏する。
（１）赤外線センサ素子１０と保持体２０とを接着する際に、接着剤４０のぬれ広がりにより、接着剤４０が保持体２０の接着領域２３からはみ出した場合に、このはみ出した接着剤４０を溝部２５ａ、２５ｂに溜めることができる。従って、接着領域２３からはみ出した接着剤４０が収容部２１ａ、２１ｂに到達することを抑制することができる。つまり、保持体２０の構造により、接着剤４０のぬれ広がりを制御することができる。これにより、収容部２１ａ、２１ｂに収容されている光学フィルタ３０ａ、３０ｂに接着剤４０が接触することを防ぐことができ、光学フィルタ３０ａ、３０ｂが接着剤４０で汚染されることを防ぐことができる。
本発明の実施形態は、以下の効果を奏する。
（１）赤外線センサ素子１０と保持体２０とを接着する際に、接着剤４０のぬれ広がりにより、接着剤４０が保持体２０の接着領域２３からはみ出した場合に、このはみ出した接着剤４０を溝部２５ａ、２５ｂに溜めることができる。従って、接着領域２３からはみ出した接着剤４０が収容部２１ａ、２１ｂに到達することを抑制することができる。つまり、保持体２０の構造により、接着剤４０のぬれ広がりを制御することができる。これにより、収容部２１ａ、２１ｂに収容されている光学フィルタ３０ａ、３０ｂに接着剤４０が接触することを防ぐことができ、光学フィルタ３０ａ、３０ｂが接着剤４０で汚染されることを防ぐことができる。
（２）また、接着領域２３にはそれぞれ凹部２３ａ、２３ｂが設けられている。これにより、凹部２３ａ、２３ｂに接着剤を塗布することができ、接着領域２３に凹部が無い場合と比べて、接着剤が接着領域２３からはみ出すことを抑制することができる。
（３）また、保持体２０において、対向面２０ａから凹部２３ａ、２３ｂの各底面までの深さｄ１よりも、対向面２０ａから溝部２５ａ、２５ｂの底面までの深さをｄ２の方が大きい（ｄ１＜ｄ２）。これにより、ｄ１≧ｄ２の場合と比べて、凹部２３ａ、２３ｂからはみ出した接着剤を第１の凹部により多く溜めることができる。
（３）また、保持体２０において、対向面２０ａから凹部２３ａ、２３ｂの各底面までの深さｄ１よりも、対向面２０ａから溝部２５ａ、２５ｂの底面までの深さをｄ２の方が大きい（ｄ１＜ｄ２）。これにより、ｄ１≧ｄ２の場合と比べて、凹部２３ａ、２３ｂからはみ出した接着剤を第１の凹部により多く溜めることができる。
（４）また、凹部２３ａ、２３ｂは、溝部２５ａ、２５ｂとそれぞれ一体的に形成されている。これにより、接着剤の表面張力により、接着剤の濡れ広がりを溝部２５ａ、２５ｂに留めることが容易となる。
（５）また、溝部２５ａ、２５ｂは、凹部２３ａ、２３ｂの外周を囲むように配置されている。これにより、凹部２３ａ、２３ｂからはみ出した接着剤が、凹部２３ａ、２３ｂの周囲全体（即ち、四方）へぬれ広がることを抑制することができる。
（５）また、溝部２５ａ、２５ｂは、凹部２３ａ、２３ｂの外周を囲むように配置されている。これにより、凹部２３ａ、２３ｂからはみ出した接着剤が、凹部２３ａ、２３ｂの周囲全体（即ち、四方）へぬれ広がることを抑制することができる。
（６）また、収容部２１ａ、２１ｂの底面に、該収容部２１ａ、２１ｂより径の小さい孔部２２ａ、２２ｂが設けられている。これにより、赤外線センサ素子１０は、収容部２１ａ、２１ｂによる光学フィルタ３０ａ、３０ｂを保持する機能を損うことなく、孔部２１ａ、２１ｂを通して赤外線を受光することができる。
（変形例）
（１）なお、上記の実施形態では、例えば、図２（ａ）及び（ｂ）等で示したように、溝部２５ａ、２５ｂが凹部２３ａ、２３ｂの外周をそれぞれ囲むように配置されている場合について説明した。しかしながら、本発明において、溝部２５ａ、２５ｂの配置はこれに限定されるものではない。例えば、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、溝部２５ａ、２５ｂは、凹部２３ａ、２３ｂの外周を囲むのではなく、凹部２３ａ、２３ｂと収容部２１ａ、２１ｂとの間にのみ配置された構成であってもよい。このような構成であっても、凹部２３ａ、２３ｂからはみ出した接着剤を溝部２５ａ、２５ｂで溜めることができるので、光学フィルタ３０ａ、３０ｂが接着剤４０で汚染されることを防ぐことができる。
（１）なお、上記の実施形態では、例えば、図２（ａ）及び（ｂ）等で示したように、溝部２５ａ、２５ｂが凹部２３ａ、２３ｂの外周をそれぞれ囲むように配置されている場合について説明した。しかしながら、本発明において、溝部２５ａ、２５ｂの配置はこれに限定されるものではない。例えば、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、溝部２５ａ、２５ｂは、凹部２３ａ、２３ｂの外周を囲むのではなく、凹部２３ａ、２３ｂと収容部２１ａ、２１ｂとの間にのみ配置された構成であってもよい。このような構成であっても、凹部２３ａ、２３ｂからはみ出した接着剤を溝部２５ａ、２５ｂで溜めることができるので、光学フィルタ３０ａ、３０ｂが接着剤４０で汚染されることを防ぐことができる。
（２）また、上記の実施形態では、凹部２３ａ、２３ｂと溝部２５ａ、２５ｂとが一体となっている場合について説明した。しかしながら、本発明において、凹部２３ａ、２３ｂと溝部２５ａ、２５ｂは一体でなくてもよい。例えば、図７に示すように、凹部２３ａ、２３ｂと溝部２５ａ、２５ｂとの間にはそれぞれ隔壁２９が設けられていてもよい。このような構成であっても、凹部２３ａ、２３ｂからはみ出して、隔壁２９を乗り越えた接着剤４０を溝部２５ａ、２５ｂで溜めることができるので、光学フィルタ３０ａ、３０ｂが接着剤４０で汚染されることを防ぐことができる。
（３）さらに、上記の実施形態において、保持体２０には、エア抜き用の開口部又は溝部が設けられていても良い。例えば図８に示すように、保持体２０には、エア抜き用の開口部として、溝部２５ａ、２５ｂから保持体２０の外部に至る貫通した開口部５１ａ、５１ｂが設けられていてもよい。このような構成であれば、保持体２０に赤外線センサ素子１０を取り付ける際に、保持体２０の対向面と赤外線センサ素子１０との間のエアを開口部５１ａ、５１ｂを通して、保持体２０の外へ排出することができる。このため、保持体２０に赤外線センサ素子１０を取り付けることが容易となる。
また、保持体２０に赤外線センサ素子１０を取り付けた後で、赤外線センサ１００の内部（即ち、保持体２０の対向面と赤外線センサ素子１０との間）にエアが残留していると、この残留エアは後の加熱工程等で温度が上昇して膨張する可能性がある。例えば、赤外線センサ１００をはんだリフロー方式でプリント基板に実装する際に、残留エアは加熱されて膨張する可能性がある。
このような場合でも、例えば図９に示すように、保持体２０にエア抜き用の開口部５１ａ、５１ｂがあれば、この開口部５１ａ、５１ｂを通して、残留エアの一部を逃がすことができる。これにより、赤外線センサ１００の内部で残留エアが膨張することにより生じる力、例えば、残留エアが膨張して保持体２０から赤外線センサ素子１０を引き離そうとする力を低減することができる。また、冷却後は、この開口部５１ａ、５１ｂを通して、赤外線センサ１００の内部にエアを取り込むこともできる。このように、保持体２０が開口部５１ａ、５１ｂを有することにより、赤外線センサ１００内部の残留エアによる圧力変化を低減することができる。
（４）また、上記の実施形態では、赤外線センサ素子１０が、複数の赤外線センサチップ１ａ、１ｂと、複数の光学フィルタ３０ａ、３０ｂを有する場合について説明した。また、これに対応して、保持体２０が複数の収容部２１ａ、２１ｂと、複数の凹部２３ａ、２３ｂ及び複数の溝部２５ａ、２５ｂを有する場合について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。赤外線センサ素子１０は複数ではなく、１つの赤外線センサチップ１ａと、１つの光学フィルタ３０ａを有していてもよい。また、これに対応して、例えば図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、保持体２０は１つの収容部２１ａと、１つの凹部２３ａ及び１つの溝部２５ａを有していてもよい。このような構成であっても、上記の実施形態の効果（１）〜（６）と同様の効果を奏する。
また、この変形例（４）においても、保持体２０には、エア抜き用の開口部又は溝部が設けられていてもよい。例えば図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、保持体２０には、エア抜き用の溝部として、溝部２５ａから保持体２０の外部に至る貫通した溝部５１ａが設けられていてもよい。これにより、変形例（３）と同様の効果を奏する。
（その他）
本発明は、以上に記載した実施形態に限定されうるものではない。当業者の知識に基づいて実施形態に設計の変更等を加えることが可能であり、そのような変更等を加えた態様も本発明の範囲に含まれる。
本発明は、以上に記載した実施形態に限定されうるものではない。当業者の知識に基づいて実施形態に設計の変更等を加えることが可能であり、そのような変更等を加えた態様も本発明の範囲に含まれる。
１ａ、１ｂ、１０１ａ、１０１ｂ 赤外線センサチップ
３、１０３リードフレーム
５、１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ 金ワイヤ
７、１０７ モールド樹脂
１０、１１０ 赤外線センサ素子
２０、１２０ 保持体
２０ａ 対向面
２１ａ、２１ｂ，１２１ａ、１２１ｂ 収容部
２２ａ、２２ｂ 孔部
２３ 接着領域
２３ａ、２３ｂ、１２３ａ、１２３ｂ 凹部
２５ａ、２５ｂ 溝部
２９ 隔壁
３０ａ、３０ｂ１３０ａ、１３０ｂ 光学フィルタ
４０、１４０ 接着剤
５１ａ、５１ｂ 開口部（又は、溝部）
９０ ディスペンサ
１００、２００ 赤外線センサ
３、１０３リードフレーム
５、１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ 金ワイヤ
７、１０７ モールド樹脂
１０、１１０ 赤外線センサ素子
２０、１２０ 保持体
２０ａ 対向面
２１ａ、２１ｂ，１２１ａ、１２１ｂ 収容部
２２ａ、２２ｂ 孔部
２３ 接着領域
２３ａ、２３ｂ、１２３ａ、１２３ｂ 凹部
２５ａ、２５ｂ 溝部
２９ 隔壁
３０ａ、３０ｂ１３０ａ、１３０ｂ 光学フィルタ
４０、１４０ 接着剤
５１ａ、５１ｂ 開口部（又は、溝部）
９０ ディスペンサ
１００、２００ 赤外線センサ
Claims (14)
- 赤外線センサチップを有する半導体パッケージである赤外線センサ素子と、
前記赤外線センサチップの受光面と対向する光学フィルタと、
前記赤外線センサ素子と前記光学フィルタとを保持する保持体と、
前記赤外線センサ素子と前記保持体とを接着する接着剤と、を備え、
前記保持体は、
前記保持体の前記赤外線センサチップと対向する側の対向面に設けられて前記光学フィルタを収容する光学フィルタ収容部と、
前記保持体の前記対向面に設けられ、前記光学フィルタ収容部から離れた位置に配置された接着領域と、
前記保持体の前記対向面に設けられ、前記赤外線センサ素子と前記保持体とを接着する前記接着領域と前記光学フィルタ収容部との間に配置された第１の凹部と、を有し、
前記接着領域に前記接着剤が配置されることを特徴とする赤外線センサ。 - 赤外線センサチップを有する半導体パッケージである赤外線センサ素子と、
前記赤外線センサチップの受光面と対向する光学フィルタと、
前記赤外線センサ素子と前記光学フィルタとを保持する保持体と、を備え、
前記保持体は、
前記保持体の前記赤外線センサチップと対向する側の対向面に設けられた光学フィルタ収容部と、
前記保持体の前記対向面に設けられ、前記光学フィルタ収容部から離れた位置に配置された接着領域と、
前記保持体の前記対向面に設けられ、前記接着領域と前記光学フィルタ収容部との間に配置された第１の凹部と、を有し、
前記保持体には、前記第１の凹部から該保持体の外部に至る開口部又は溝部が設けられていることを特徴とする赤外線センサ。 - 前記保持体は、前記接着領域に設けられた第２の凹部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の赤外線センサ。
- 前記対向面から前記第１の凹部の底面までの距離が、前記対向面から前記第２の凹部の底面までの距離より大きいことを特徴とする請求項３に記載の赤外線センサ。
- 前記第１の凹部と、前記第２の凹部とが一体的に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の赤外線センサ。
- 前記第１の凹部は、前記第２の凹部の外周を囲むように配置されていることを特徴とする請求項３から請求項５の何れか一項に記載の赤外線センサ。
- 前記光学フィルタ収容部の底面に、該光学フィルタ収容部より径の小さい孔部が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項６の何れか一項に記載の赤外線センサ。
- 赤外線センサチップを有する半導体パッケージである赤外線センサ素子と、前記赤外線センサチップの受光面と対向する光学フィルタと、を保持する保持体であって、
前記保持体の一方の面であり、前記赤外線センサチップと対向する側の対向面に設けられて前記光学フィルタを収容する光学フィルタ収容部と、
前記保持体の一方の面に設けられ、前記赤外線センサ素子と前記保持体とを接着するための接着剤が配置される領域であって、前記光学フィルタ収容部から離れた位置に配置された接着領域と、
前記保持体の一方の面に設けられ、前記赤外線センサ素子と前記保持体とを接着するための前記接着剤が配置される前記接着領域と前記光学フィルタ収容部との間に配置された第１の凹部とを有することを特徴とする保持体。 - 赤外線センサチップを有する半導体パッケージである赤外線センサ素子と、前記赤外線センサチップの受光面と対向する光学フィルタと、を保持する保持体であって、
前記保持体の一方の面に設けられた光学フィルタ収容部と、
前記一方の面に設けられ、前記光学フィルタ収容部から離れて配置された第１の凹部とを有し、
前記第１の凹部から該保持体の外部に至る貫通した開口部又は溝部が設けられていることを特徴とする保持体。 - 前記一方の面に設けられた第２の凹部を有し、
前記第１の凹部は、前記第２の凹部と前記光学フィルタ収容部との間に配置されていることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の保持体。 - 前記一方の面から前記第１の凹部の底面までの距離が、前記一方の面から前記第２の凹部の底面までの距離より大きいことを特徴とする請求項１０に記載の保持体。
- 前記第１の凹部と、前記第２の凹部とが一体的に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の保持体。
- 前記第１の凹部は、前記第２の凹部の外周を囲むように配置されていることを特徴とする請求項１０から請求項１２の何れか一項に記載の保持体。
- 前記光学フィルタ収容部の底面に、該光学フィルタ収容部より径が小さい孔部が設けられていることを特徴とする請求項８から請求項１３の何れか一項に記載の保持体。
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