JP6471959B2 - 赤外線応用装置 - Google Patents

Description

本発明は、赤外線応用装置に関し、より詳細には、赤外線素子と、パッケージと、を備えた赤外線応用装置に関する。

赤外線応用装置は、赤外線素子として、例えば、赤外線検出素子又は赤外線放射素子を備えている。

従来、この種の赤外線応用装置としては、例えば、赤外線検出素子と、信号処理回路が設けられた回路ブロックと、ステムと、キャップと、カバーと、を備える赤外線検出器が知られている（特許文献１）。

ステムは、鋼材によって形成されている。ステムは、略円板状に形成されている。

キャップは、鋼材によって形成されている。キャップは、一端が開口する有底円筒状に形成されている。キャップは、赤外線検出素子に対向する底部の中心部に、矩形状に開口してなる窓部が設けられている。

カバーは、レンズ部と、鍔部と、を有し、窓部を覆うようにキャップの内側から配設されている。レンズ部は、シリコンレンズからなる半導体レンズである、
特許文献１に記載された赤外線検出器は、導電性接着剤により形成された接着部を介してカバーとキャップとが電気的に接続されている。

特開２０１０−５４２５０号公報

赤外線応用装置の分野においては、電磁波遮蔽性を有するパッケージの気密性の更なる向上が望まれることがある。

本発明の目的は、電磁波遮蔽性を有するパッケージの気密性を向上させることが可能な赤外線応用装置を提供することにある。

本発明の赤外線応用装置は、赤外線素子と、前記赤外線素子を収納したパッケージと、を備える。前記パッケージは、前記赤外線素子を支持する金属製の台座と、前記赤外線素子を覆うように前記台座に固着された金属製のキャップと、前記キャップの前壁に形成された窓孔に前記キャップの内側から嵌め込まれる窓材と、を備える。前記窓材は、導電性を有し且つ赤外線を透過する材料により形成されている。前記窓材は、前記窓孔内に配置された窓材本体と、前記窓材本体の外周縁のうち前端よりも後端側にずれた位置から全周に亘って外方へ突出したフランジと、を備える。前記窓材と前記キャップとは、第１接合部と、第２接合部と、によって接合されている。前記第１接合部は、導電性材料により形成され、前記フランジの前面と前記キャップの前記前壁の後面における前記窓孔の周縁との間に介在している。前記第２接合部は、封止用樹脂により形成され、前記第１接合部を全周に亘って囲んでいる。前記フランジには、前記フランジの外周縁と前記キャップの前記前壁と前記第２接合部との間で前記第２接合部の内側に前記第１接合部を封じ込めるトラップが形成されている。前記第２接合部が、前記窓材における前記フランジの外周縁の後端側の部位及び前記第１接合部それぞれを全周に亘って囲むように形成されており、前記窓材における前記フランジの前記外周縁の前記後端側の部位の全周に亘って接している。

本発明の赤外線応用装置においては、電磁波遮蔽性を有するパッケージの気密性を向上させることが可能となる。

図１は、実施形態１の赤外線応用装置の概略縦断面図である。 図２は、実施形態１の赤外線応用装置の概略斜視図である。 図３は、実施形態１の赤外線応用装置のキャップを取り外した状態の概略斜視図である。 図４は、実施形態１の赤外線応用装置の一部破断した概略斜視図である。 図５Ａは、実施形態１の赤外線応用装置における赤外線素子の概略平面図である。図５Ｂは、実施形態１の赤外線応用装置における赤外線素子を示し、図５ＡのＸ−Ｘ概略断面図である。 図６は、実施形態１の赤外線応用装置における回路モジュールの回路ブロック図である。 図７Ａは、実施形態１の赤外線応用装置における窓材の製造方法の説明図である。図７Ｂは、実施形態１の赤外線応用装置における窓材の製造方法の説明図である。図７Ｃは、実施形態１の赤外線応用装置における窓材の製造方法の説明図である。図７Ｄは、実施形態１の赤外線応用装置における窓材の製造方法の説明図である。 図８Ａは、実施形態１の赤外線応用装置の製造方法の説明図である。図８Ｂは、実施形態１の赤外線応用装置の製造方法の説明図である。図８Ｃは、実施形態１の赤外線応用装置の製造方法の説明図である。図８Ｄは、実施形態１の赤外線応用装置の製造方法の説明図である。図８Ｅは、実施形態１の赤外線応用装置の製造方法の説明図である。 図９Ａは、実施形態１の赤外線応用装置の製造方法の説明図である。図９Ｂは、実施形態１の赤外線応用装置の製造方法の説明図である。 図１０は、比較例の赤外線応用装置の概略断面図である。 図１１は、実施形態２の赤外線応用装置の概略断面図である。 図１２Ａは、実施形態２の赤外線応用装置における窓材の製造方法の説明図である。図１２Ｂは、実施形態２の赤外線応用装置における窓材の製造方法の説明図である。図１２Ｃは、実施形態２の赤外線応用装置における窓材の製造方法の説明図である。図１２Ｄは、実施形態２の赤外線応用装置における窓材の製造方法の説明図である。 図１３は、実施形態３の赤外線応用装置の概略断面図である。 図１４Ａは、実施形態３の赤外線応用装置における窓材の製造方法の説明図である。図１４Ｂは、実施形態３の赤外線応用装置における窓材の製造方法の説明図である。図１４Ｃは、実施形態３の赤外線応用装置における窓材の製造方法の説明図である。

下記の実施形態１〜３において説明する各図は、模式的な図であり、各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。

（実施形態１）
以下では、本実施形態の赤外線応用装置１ａについて、図１〜９に基づいて説明する。

赤外線応用装置１ａは、赤外線素子２と、赤外線素子２を収納したパッケージ４と、を備える。パッケージ４は、赤外線素子２を支持する台座５と、赤外線素子２を覆うように台座５に固着された金属製のキャップ６と、キャップ６の前壁６１に形成された窓孔６２にキャップ６の内側から嵌め込まれる窓材７ａと、を備える。窓材７ａは、導電性を有し且つ赤外線を透過する材料により形成されている。窓材７ａは、窓孔６２内に配置された窓材本体７１と、窓材本体７１の外周縁７２のうち前端よりも後端側にずれた位置から全周に亘って外方へ突出したフランジ７３と、を備える。窓材７ａとキャップ６とは、第１接合部８と、第２接合部９と、によって接合されている。第１接合部８は、導電性材料により形成され、フランジ７３の前面７４とキャップ６の前壁６１の後面６３における窓孔６２の周縁６４との間に介在している。第２接合部９は、封止用樹脂により形成され、第１接合部８を全周に亘って囲んでいる。フランジ７３には、フランジ７３の外周縁７５とキャップ６の前壁６１と第２接合部９との間で第２接合部９の内側に第１接合部８を封じ込めるトラップ１０ａが形成されている。よって、赤外線応用装置１ａにおいては、電磁波遮蔽性を有するパッケージ４の気密性を向上させることが可能となる。要するに、赤外線応用装置１ａは、パッケージ４の内部と外部の環境とを電磁気的に分離する電磁シールド効果を確保しつつ、パッケージ４の気密性を向上させることが可能となる。なお、本明細書では、赤外線応用装置１ａの各構成要素それぞれについて、窓材７ａの厚さ方向に沿った方向を前後方向と規定し、赤外線素子２が窓材７ａを臨む方向に沿った方向を前方向と規定している。

赤外線応用装置１ａは、赤外線素子２の出力信号を信号処理する信号処理回路３０（図６参照）を有する回路モジュール３を更に備える。赤外線素子２は、回路モジュール３を介して台座５に支持されている。キャップ６は、回路モジュール３及び赤外線素子２を覆うように台座５に固着されている。これにより、赤外線応用装置１ａは、信号処理回路３０が外部からの電磁ノイズの影響を受けるのを抑制することが可能となる。

赤外線応用装置１ａの各構成要素については、以下に、より詳細に説明する。

赤外線応用装置１ａは、赤外線検出装置である。より詳細には、赤外線応用装置１ａを構成する赤外線検出装置は、人体から放射される赤外線を検出する赤外線検出素子を備える赤外線式人体検知器である。

赤外線素子２は、赤外線検出素子である。より詳細には、赤外線素子２を構成する赤外線検出素子は、図５Ａ及び５Ｂに示すように、１枚の焦電体基板２３に４個の検出部２４が形成されたクワッドタイプの焦電素子である。より詳細には、赤外線素子２は、１枚の焦電体基板２３に、４個の検出部２４が２×２のアレイ状に配列されている。

焦電体基板２３は、焦電性を有する基板である。焦電体基板２３は、単結晶のＬｉＴａＯ_３基板である。焦電体基板２３の外周形状は、矩形（直角四辺形）状である。

４個の検出部２４の各々の平面視形状は、正方形状である。４個の検出部２４は、焦電体基板２３の中央部において焦電体基板２３の外周線２３４よりも内側の仮想正方形の４つの角それぞれに検出部２４の中心が位置するように配置されている。

各検出部２４は、焦電体基板２３の表面２３１に形成された表面電極２５と、焦電体基板２３の裏面２３２に形成された裏面電極２６と、焦電体基板２３において表面電極２５と裏面電極２６とで挟まれた部分２３３と、で構成されるコンデンサである。図５Ａでは、表面電極２５の極性を、“＋”、“−”の符号で示してある。検出部２４の受光面２４１は、表面電極２５の表面である。赤外線素子２は、４個の検出部２４のうち、仮想正方形の一方の対角線上にある同極性の２個の検出部２４同士が並列接続され、他方の対角線上にある同極性の２個の検出部２４同士が並列接続されている。要するに、赤外線素子２は、図５Ａの左右方向に沿って並んで形成されている２個の検出部２４同士が逆並列に接続され、且つ、図５Ａの上下方向に沿って並んで形成されている２個の検出部２４同士が逆並列に接続されている。

赤外線素子２は、焦電体基板２３に、４個の検出部２４の各々を囲む４つの孔２７が形成されているのが好ましい。孔２７の開口形状は、Ｕ字状である。

赤外線素子２は、４個の検出部２４の各々の表面電極２５が窓材７ａに臨むように配置される。

信号処理回路３０は、図６に示すように、増幅回路３０１と、帯域フィルタ３０２と、比較回路３０３と、出力回路３０４と、を備えている。

増幅回路３０１は、赤外線素子２の出力信号を増幅する回路である。増幅回路３０１は、例えば、電流電圧変換回路と、電圧増幅回路と、で構成することができる。電流電圧変換回路は、赤外線素子２から出力される出力信号である電流信号を電圧信号に変換して出力する回路である。電圧増幅回路は、電流電圧変換回路により変換された電圧信号のうち所定の周波数帯域の電圧信号を増幅して出力する回路である。

帯域フィルタ３０２は、増幅回路３０１で増幅された電圧信号から、雑音となる不要な周波数成分を除去するフィルタである。

比較回路３０３は、増幅回路３０１で増幅された電圧信号と予め設定された閾値とを比較し電圧信号が閾値を超えたか否かを判断する回路である。比較回路３０３は、例えば、コンパレータ等を用いて構成することができる。

出力回路３０４は、比較回路３０３において電圧信号が閾値を超えたと判断されたときに人体検知信号を出力信号として出す回路である。

信号処理回路３０は、増幅回路３０１と、帯域フィルタ３０２と、比較回路３０３と、出力回路３０４と、が１つのＩＣ素子に集積化されているのが好ましい。ＩＣ素子は、信号処理回路３０へ電力を供給する安定化電源回路を備えるのが好ましい。

回路モジュール３は、上述のＩＣ素子が実装された実装基板３２を備えている。実装基板３２は、例えば、ＭＩＤ（Molded Interconnect Devices）基板である。赤外線素子２は、実装基板３２に実装されている。実装基板３２は、ＭＩＤ基板に限らず、例えば、部品内蔵基板、セラミック基板、プリント基板等でもよい。

赤外線応用装置１ａは、図１及び４に示すように、赤外線素子２と回路モジュール３との両方をパッケージ４に収納してあるのが好ましい。これにより、赤外線応用装置１ａは、赤外線素子２と信号処理回路３０との間の電路に、パッケージ４の外部からの電磁波等のノイズが重畳されるのを、より抑制することが可能となる。したがって、赤外線応用装置１ａは、赤外線素子２から出力されて信号処理回路３０へ入力される出力信号のＳ／Ｎ比を向上させることが可能となる。

台座５は、金めっき膜により被覆された鉄板により形成されている。台座５は、円板状の台座本体５１と、台座本体５１の外周縁５２のうち前端よりも後端側にずれた位置から全周に亘って外方へ突出したフランジ５３と、を備える。また、台座５は、フランジ５３の外周縁５４の１箇所から外方に突出する突片５５（図２、３参照）が設けられている。

パッケージ４は、複数の端子４０を備える。より詳細には、パッケージ４は、３つの端子４０を備える。

３つの端子４０は、台座５に保持されている。３つの端子４０は、各々がピン状に形成されている。３つの端子４０は、台座５の厚さ方向において台座５を貫通している。３つの端子４０は、台座５に保持されている。３つの端子４０は、１つの端子４０が給電用の第１端子４１、他の１つが信号出力用の第２端子４２、残りの１つの端子４０がグラウンド用の第３端子４３である。

第１端子４１及び第２端子４２の各々は、電気絶縁性を有する封着材料（ガラス）により、台座５に封着されている。よって、第１端子４１及び第２端子４２の各々は、台座５と電気的に絶縁されている。第３端子４３は、導電性を有する封着材料により、台座５に封着されている。よって、第３端子４３は、台座５と電気的に接続されている。これにより、赤外線応用装置１ａでは、第３端子４３と台座５とを同電位とすることが可能となる。第３端子４３の電位は、グラウンド電位に設定してあるが、これに限らない。例えば、第３端子４３の電位は、パッケージ４が電磁波遮蔽性を確保することができる特定の電位であれば、グラウンド電位以外の電位に設定してもよい。

キャップ６は、鋼板により形成されている。キャップ６は、円筒状の枠部６０と、枠部６０の前端から全周に亘って内方へ突出して形成された前壁６１と、枠部６０の後端から全周に亘って外方へ突出して形成されたフランジ６６と、を備える。キャップ６は、全体として、有底円筒状である。キャップ６は、フランジ６６の外周縁６７の１箇所から外方に突出する突片６８（図２参照）が設けられている。キャップ６は、突片６８が台座５の突片５５に重なるように配置されている。

キャップ６の窓孔６２は、赤外線素子２の前方に形成されている。キャップ６の窓孔６２は、キャップ６の内側から窓材７ａにより覆われている。窓孔６２の開口形状は、矩形状である。より詳細には、窓孔６２の開口形状は、正方形状である。

パッケージ４は、窓材７ａが接合されたキャップ６のフランジ６６と、複数の端子４０が封着された台座５のフランジ５３と、が溶接により、気密性が確保できるように接合してある。これにより、キャップ６は、台座５に固着されている。より詳細には、キャップ６と台座５とは、フランジ６６、５３同士及び突片６８、５５同士が溶接されている。

第１接合部８を形成する導電性材料は、銀である。より詳細には、第１接合部８は、銀ペーストからなる導電性接着剤８２（図８、９参照）を硬化させることにより形成されている。第１接合部８は、フランジ７３の前面７４とキャップ６の前壁６１の後面６３における窓孔６２の周縁６４との間において周縁６４の全周に亘って介在している。第１接合部８は、更に、窓材本体７１の外周縁７２と窓孔６２の内周縁６２ａとの間において内周縁６２ａの全周に亘って介在しているのが好ましい。これにより、赤外線応用装置１ａは、窓材７ａとキャップ６との接合強度の向上及び外観の向上を図ることが可能となる。

第２接合部９を形成する封止用樹脂は、エポキシ系樹脂である。第２接合部９は、ペースト状のエポキシ系樹脂からなる封止用樹脂９２（図８参照）を硬化させることにより形成されている。第２接合部９は、窓材７ａにおけるフランジ７３の外周縁７５の後端側の部位及び第１接合部８それぞれを全周に亘って囲むように形成されている。

窓材７ａは、シリコンによって形成されているのが好ましい。これにより、窓材７ａは、ゲルマニウム、硫化亜鉛等によって形成されている場合に比べて低コスト化を図ることが可能となる。窓材７ａの平面視形状は、窓材本体７１が窓孔６２よりも若干小さい矩形状に形成され、平面視におけるフランジ７３の外周形状が窓孔６２よりも大きい矩形状に形成されている。より詳細には、窓材本体７１の平面視形状は、正方形状である。平面視におけるフランジ７３の外周形状は、窓材本体７１よりも大きな正方形状である。なお、窓材７ａの外周形状は、矩形状に限らず、例えば、矩形状以外の多角形状、円形状等でもよい。また、窓孔６２の開口形状は、矩形状に限らず、例えば、矩形状以外の多角形状、円形状等でもよい。この場合、窓材７ａの平面視形状は、窓孔６２の開口形状に基づいて適宜変更するのが好ましい。

窓材７ａは、キャップ６に気密的に接合されている。言い換えれば、窓材７ａとキャップ６とは、第１接合部８と第２接合部９とによって気密性を確保できるように接合されている。

窓材７ａにおけるトラップ１０ａは、フランジ７３に形成された段差である。より詳細には、トラップ１０ａは、フランジ７３における外周縁７５に近い側の端部を、フランジ７３の前面７４よりも後退させることにより形成された段差である。

トラップ１０ａは、赤外線応用装置１ａの製造時において、キャップ６と窓材７ａとを導電性接着剤８２（図８、９参照）により接合するときに、導電性接着剤８２がフランジ７３の外周縁７５の前端から後端へ這い上がるのを抑制するために設けられている。図９Ｂに示すように窓材７ａの前方向を重力方向としてみたとき、トラップ１０ａは、フランジ７３と接する導電性接着剤８２の上端の接線がフランジ７３の後面７６と交差するように形成されている。図９Ｂの状態のときの重力方向は、窓材本体７１の後面７１２から窓材本体７１の前面７１１に向かう方向である。接線は、接線法（Tangent Method）により求めることができる。

以下では、窓材７ａの製造方法の一例について図７に基づいて説明する。

窓材７ａを製造するには、下記の第１工程、第２工程、第３工程及び第４工程を順次行う。

第１工程では、まず、複数の窓材７ａの元になるウェハ７０を準備する（図７Ａ）。ウェハ７０は、シリコンウェハである。ウェハ７０は、ウェハ７０の表面７０１が、複数の窓材７ａの各々における窓材本体７１の前面７１１に対応し、ウェハ７０の裏面７０２が、複数の窓材７ａの各々における窓材本体７１の後面７１２に対応する。

第２工程では、ダイシング装置を用いて、ウェハ７０の表面７０１に、複数の窓材７ａの各々における窓材本体７１の外周縁７２及びフランジ７３の前面７４を形成するための複数の第１溝７０３を形成する（図７Ｂ）。第２工程では、ダイシング装置のブレードとして、第１溝７０３の溝幅Ｈ１に対応した第１ブレードを用いる。第１溝７０３の切削深さは、窓材本体７１の前面７１１を含む平面からフランジ７３の前面７４までの深さである。

第３工程では、ダイシング装置を用いて、ウェハ７０における複数の第１溝７０３の各々の内底面に、複数の窓材７ａの各々におけるトラップ１０ａを形成するための複数の第２溝７０４を形成する（図７Ｃ）。第３工程では、ダイシング装置のブレードとして、第２溝７０４の溝幅Ｈ２（＞溝幅Ｈ１）に対応した第２ブレードを用いる。

第４工程では、ダイシング装置を用いて、ウェハ７０を個々の窓材７ａに分割する（図７Ｄ）。第４工程では、ダイシング装置のブレードとして、溝幅Ｈ２よりも幅の小さな第３ブレードを用いる。

上述のように赤外線応用装置１ａにおける赤外線素子２は、赤外線検出素子である。窓材７ａは、窓材本体７１及びフランジ７３がシリコンにより形成されており、窓材本体７１に積層された赤外線光学フィルタ７７を更に備えるのが好ましい。これにより、赤外線応用装置１ａは、外部からの不要な赤外線がパッケージ４内に入るのを抑制することが可能となる。赤外線光学フィルタ７７は、赤外線応用装置１ａに必要とされる光学特性を有するようにフィルタ特性を設計すればよい。

赤外線光学フィルタ７７は、赤外線検出素子の検出対象の波長領域の赤外線を透過させる光学多層膜である。

赤外線応用装置１ａは、２つの赤外線光学フィルタ７７を備えるのが好ましい。２つの赤外線光学フィルタ７７の１つは、窓材本体７１の前面７１１に積層された第１赤外線光学フィルタ７８である。２つの赤外線光学フィルタ７７の残りの１つは、窓材本体７１の後面７１２に積層された第２赤外線光学フィルタ７９である。第１赤外線光学フィルタ７８と第２赤外線光学フィルタ７９とは、互いのフィルタ特性を同じにしてあるが、互いに異ならせてもよい。

窓材７ａとキャップ６との接合方法については、図８及び９に基づいて説明する。

窓材７ａとキャップ６とを接合するには、下記の第１工程、第２工程、第３工程、第４工程及び第５工程を順次行う。

第１工程では、キャップ６を準備し、図８Ａに示すように、キャップ６の前壁６１が上下方向の下側になるようにキャップ６を作業台１００上に配置する。

第２工程では、キャップ６の前壁６１の後面６３における窓孔６２の周縁６４に、周縁６４の全周に亘るように導電性接着剤８２を第１のディスペンサにより塗布する（図８Ｂ、９Ａ参照）。

第３工程では、窓材７ａのフランジ７３を導電性接着剤８２に押し付けながらフランジ７３の窓材本体７１を窓孔６２に嵌め込み（図８Ｃ、９Ｂ参照）、その後、導電性接着剤８２を仮硬化させる。

第４工程では、キャップ６の前壁６１の後面６３の露出部位を覆うように封止用樹脂９２を第２のディスペンサにより塗布する（図８Ｄ）。より詳細には、第３工程では、窓材７ａにおけるフランジ７３の外周縁７５の後端側の部位及び導電性接着剤８２それぞれを全周に亘って囲むように封止用樹脂９２を塗布する。

第５工程では、導電性接着剤８２及び封止用樹脂９２それぞれを硬化されることで第１接合部８及び第２接合部９を形成した後、キャップ６の上下方向を逆にする（図８Ｅ）。

図１０は、比較例の赤外線応用装置１ｒの概略断面図である。比較例の赤外線応用装置１ｒは、実施形態１の赤外線応用装置１ａと略同じ構成であり、窓材７ａの代わりに、トラップ１０ａを備えていない窓材７ｒを採用している点が赤外線応用装置１ａと相違する。なお、赤外線応用装置１ｒにおいて、赤外線応用装置１ａと同様の構成要素については、赤外線応用装置１ａと同一の符号を付して説明を省略する。

本願発明者らは、比較例の赤外線応用装置１ｒの量産性について検討した結果、導電性接着剤８２が窓材７ｒのフランジ７３の外周縁の前端から後端まで這い上がって第１接合部８が形成されて気密性が低下することがあるという知見を得た。

これに対して、本実施形態の赤外線応用装置１ａでは、トラップ１０ａを備えているので、製造時において、導電性接着剤８２がフランジ７３の外周縁７５の前端から後端へ這い上がるのを抑制することが可能となる。よって、赤外線応用装置１ａは、電磁波遮蔽性を有するパッケージ４の気密性を向上させることが可能となる。

パッケージ４は、キャップ６の前壁６１の後面６３が窓材７ａのフランジ７３の外周縁７５よりも導電性接着剤８２に対する濡れ性が高くなるように構成されているのが好ましい。これにより、赤外線応用装置１ａは、製造時において、導電性接着剤８２がフランジ７３の外周縁７５を這い上がるのを、より抑制することが可能となる。

キャップ６の前壁６１の後面６３の濡れ性を高くするには、例えば、キャップ６を形成する鋼板よりも導電性接着剤８２に対する濡れ性の高い金属膜或いは導電性を有する親水性のコーティング膜を被着すればよい。キャップ６の前壁６１の後面６３の濡れ性をフランジ７３の外周縁７５の濡れ性よりも高くするには、フランジ７３の外周縁７５に撥水性のコーティング膜を被着するようにしてもよい。

（実施形態２）
以下では、本実施形態の赤外線応用装置１ｂについて図１１及び１２に基づいて説明する。赤外線応用装置１ｂは、トラップ１０ｂの形状が実施形態１の赤外線応用装置１ａにおけるトラップ１０ａの形状と相違する。なお、赤外線応用装置１ｂにおいて、赤外線応用装置１ａと同様の構成要素については、赤外線応用装置１ａと同一の符号を付して説明を省略する。

赤外線応用装置１ｂにおけるトラップ１０ｂは、フランジ７３の前面７４に形成された凹部である。これにより、赤外線応用装置１ｂは、トラップ１０ｂに第１接合部８の一部が入り込んだ構成とすることができる。

赤外線応用装置１ｂの製造方法は、赤外線応用装置１ａの製造方法と略同じであり、窓材７ｂの製造方法が窓材７ａの製造方法と異なる。

以下では、窓材７ｂの製造方法の一例について図１２に基づいて説明する。

窓材７ｂを製造するには、下記の第１工程、第２工程、第３工程及び第４工程を順次行う。

第１工程では、まず、複数の窓材７ｂの元になるウェハ７０を準備する（図１２Ａ）。ウェハ７０は、シリコンウェハである。ウェハ７０は、ウェハ７０の表面７０１が、複数の窓材７ｂの各々における窓材本体７１の前面７１１に対応し、ウェハ７０の裏面７０２が、複数の窓材７ｂの各々における窓材本体７１の後面７１２に対応する。

第２工程では、ダイシング装置を用いて、ウェハ７０の表面７０１に、複数の窓材７ｂの各々における窓材本体７１の外周縁７２及びフランジ７３の前面７４を形成するための複数の第１溝７０３を形成する（図１２Ｂ）。第２工程では、ダイシング装置のブレードとして、第１溝７０３の溝幅Ｈ１に対応した第１ブレードを用いる。第１溝７０３の切削深さは、窓材本体７１の前面７１１を含む平面からフランジ７３の前面７４までの深さである。

第３工程では、ダイシング装置を用いて、ウェハ７０における複数の第１溝７０３の各々の内底面に、複数の窓材７ｂの各々におけるトラップ１０ｂを形成するための複数の第２溝７１４を形成する（図１２Ｃ）。第３工程では、ダイシング装置のブレードとして、第２溝７１４の溝幅Ｈ２（＞溝幅Ｈ１）に対応した第２ブレードを用いる。

第４工程では、ダイシング装置を用いて、ウェハ７０を個々の窓材７ｂに分割する。第４工程では、ダイシング装置のブレードとして、隣り合う第２溝７１４間の距離よりも幅の小さな第３ブレードを用いる。

本実施形態の赤外線応用装置１ｂでは、トラップ１０ｂを備えているので、製造時において、導電性接着剤８２がフランジ７３の外周縁７５の前端から後端へ這い上がるのを抑制することが可能となる。よって、赤外線応用装置１ｂは、電磁波遮蔽性を有するパッケージ４の気密性を向上させることが可能となる。

（実施形態３）
以下では、本実施形態の赤外線応用装置１ｃについて図１３及び１４に基づいて説明する。赤外線応用装置１ｃは、トラップ１０ｃの形状が実施形態１の赤外線応用装置１ａにおけるトラップ１０ａの形状と相違する。なお、赤外線応用装置１ｃにおいて、赤外線応用装置１ａと同様の構成要素については、赤外線応用装置１ａと同一の符号を付して説明を省略する。

赤外線応用装置１ｃでは、窓材７ｃにおけるフランジ７３の外周縁７５がテーパ状に形成され、フランジ７３の外周縁７５がトラップ１０ｃを構成している。より詳細には、フランジ７３の外周縁７５は、フランジ７３の前面７４とのなす角度（内角）θが鈍角（例えば、１３５度）となる傾斜面により構成されている。

赤外線応用装置１ｃの製造方法は、赤外線応用装置１ａの製造方法と略同じであり、窓材７ｃの製造方法が窓材７ａの製造方法と異なる。

以下では、窓材７ｃの製造方法の一例について図１４に基づいて説明する。

窓材７ｃを製造するには、下記の第１工程、第２工程及び第３工程を順次行う。

第１工程では、まず、複数の窓材７ｃの元になるウェハ７０を準備する（図１４Ａ）。ウェハ７０は、シリコンウェハである。ウェハ７０は、ウェハ７０の表面７０１が、複数の窓材７ｃの各々における窓材本体７１の前面７１１に対応し、ウェハ７０の裏面７０２が、複数の窓材７ｃの各々における窓材本体７１の後面７１２に対応する。

第２工程では、ダイシング装置を用いて、ウェハ７０の表面７０１に、複数の窓材７ｃの各々における窓材本体７１の外周縁７２及びフランジ７３の前面７４を形成するための複数の第１溝７０３を形成する（図１４Ｂ）。第２工程では、ダイシング装置のブレードとして、第１溝７０３の溝幅Ｈ１に対応した第１ブレードを用いる。第１溝７０３の切削深さは、窓材本体７１の前面７１１を含む平面からフランジ７３の前面７４までの深さである。

第３工程では、ダイシング装置を用いて、ウェハ７０を個々の窓材７ｃに分割する。第３工程では、ダイシング装置のブレードとして、ベベルカット（bevel cutting）方式等で使用される角度付きブレードを用いる。

赤外線応用装置１ｃは、トラップ１０ｃを備えているので、製造時において、導電性接着剤８２がフランジ７３の外周縁７５の前端から後端へ這い上がるのを抑制することが可能となる。よって、赤外線応用装置１ｃは、電磁波遮蔽性を有するパッケージ４の気密性を向上させることが可能となる。

実施形態１〜３に記載した材料、数値等は、好ましい例を示しているだけであり、それに限定する主旨ではない。更に、本願発明は、その技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、構成に適宜変更を加えることが可能である。

例えば、赤外線素子２は、クワッドタイプの焦電素子に限らず、例えば、デュアルタイプの焦電素子、シングルタイプの焦電素子等でもよい。また、赤外線素子２は、焦電素子に限らず、例えば、サーモパイル、サーミスタ等の焦電素子以外の熱型赤外線検出素子でもよい。また、赤外線素子２は、量子型赤外線検出素子、赤外線通信用のフォトダイオードでもよい。

また、赤外線応用装置１ａ〜１ｃの各々において、回路モジュール３は、必要に応じて適宜設ければよい。赤外線応用装置１ａ〜１ｃの各々は、回路モジュール３を設ける必要がない場合、低コスト化及びパッケージ４の薄型化を図ることが可能となる。

また、赤外線応用装置１ａ〜１ｃは、回路モジュール３がパッケージ４内に収納された例に限らず、信号処理回路３０の構成部品の一部もしくは全部が、パッケージ４の外部で回路基板に実装された構成としてもよい。回路基板は、例えば、プリント基板により構成することができる。

また、赤外線素子２は、熱放射により赤外線を放射する赤外線放射素子、赤外線通信用の赤外線発光ダイオード、赤外線レーザダイオード等でもよい。これにより、赤外線応用装置１ａ〜１ｃの各々は、赤外放射装置、より詳細には、赤外光源を構成することができる。熱放射により赤外線を放射する赤外線放射素子１０は、例えば、ＭＥＭＳ（micro electro mechanical systems）の製造技術等を利用して製造することができる。

窓材７ａ〜７ｃの各々の材料は、シリコンに限らず、例えば、ゲルマニウム、硫化亜鉛等でもよい。

赤外線応用装置１ａ〜１ｃの各々は、例えば、配線器具、機器等に利用することができる。機器としては、例えば、照明器具、照明装置、テレビ、パーソナルコンピュータ、空気調和機、加湿器、冷蔵庫、コピー機、デジタルサイネージ、デジタルフォトフレーム、ガスセンサ、ガス分析装置、小便器、自販機、券売機、現金自動預け払い機等がある。

１ａ、１ｂ、１ｃ 赤外線応用装置
２ 赤外線素子（赤外線検出素子）
３ 回路モジュール
４ パッケージ
５ 台座
６ キャップ
７ａ、７ｂ、７ｃ 窓材
８ 第１接合部
９ 第２接合部
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ トラップ
３０ 信号処理回路
６１ 前壁
６２ 窓孔
６３ 後面
６４ 周縁
７１ 窓材本体
７２ 外周縁
７３ フランジ
７４ 前面
７５ 外周縁

Claims (6)

1. 赤外線素子と、前記赤外線素子を収納したパッケージと、を備え、
   前記パッケージは、前記赤外線素子を支持する金属製の台座と、前記赤外線素子を覆うように前記台座に固着された金属製のキャップと、前記キャップの前壁に形成された窓孔に前記キャップの内側から嵌め込まれる窓材と、を備え、
   前記窓材は、導電性を有し且つ赤外線を透過する材料により形成されており、
   前記窓材は、前記窓孔内に配置された窓材本体と、前記窓材本体の外周縁のうち前端よりも後端側にずれた位置から全周に亘って外方へ突出したフランジと、を備え、
   前記窓材と前記キャップとは、第１接合部と、第２接合部と、によって接合されており、
   前記第１接合部は、導電性材料により形成され、前記フランジの前面と前記キャップの前記前壁の後面における前記窓孔の周縁との間に介在しており、
   前記第２接合部は、封止用樹脂により形成され、前記第１接合部を全周に亘って囲んでおり、
   前記フランジには、前記フランジの外周縁と前記キャップの前記前壁と前記第２接合部との間で前記第２接合部の内側に前記第１接合部を封じ込めるトラップが形成されており、
   前記第２接合部が、前記窓材における前記フランジの外周縁の後端側の部位及び前記第１接合部それぞれを全周に亘って囲むように形成されており、前記窓材における前記フランジの前記外周縁の前記後端側の部位の全周に亘って接している、
   ことを特徴とする赤外線応用装置。
2. 前記トラップは、前記フランジに形成された段差である、
   ことを特徴とする請求項１記載の赤外線応用装置。
3. 前記トラップは、前記フランジの前記前面に形成された凹部である、
   ことを特徴とする請求項１記載の赤外線応用装置。
4. 前記フランジの前記外周縁がテーパ状に形成され、
   前記フランジの前記外周縁が前記トラップを構成している、
   ことを特徴とする請求項１記載の赤外線応用装置。
5. 前記赤外線素子は、赤外線検出素子であり、
   前記窓材は、前記窓材本体及び前記フランジがシリコンにより形成されており、
   前記窓材本体に積層された赤外線光学フィルタを更に備える、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の赤外線応用装置。
6. 前記赤外線素子の出力信号を信号処理する信号処理回路を有する回路モジュールを更に備え、
   前記赤外線素子が、前記回路モジュールを介して前記台座に支持されており、
   前記キャップは、前記回路モジュール及び前記赤外線素子を覆うように前記台座に固着されている、
   ことを特徴とする請求項５記載の赤外線応用装置。

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