JP6677925B2 - 赤外線センサ - Google Patents
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Description
このような赤外線センサとしては、近年、柔軟性に優れると共に全体を薄くすることができる絶縁性フィルム上に薄膜サーミスタを形成したフィルム型赤外線センサが開発されている。
センサの感度向上や応答速度改善を行うためには、赤外線を受光した絶縁性フィルムから熱を感熱素子に効率的に流入させ感熱素子の温度変化を早める必要がある。しかしながら、上記特許文献1に記載の技術では、赤外線受光側に形成した広い配線膜により熱収集を改善しているものの、配線膜から端子電極にも熱が流入してしまうことから、さらに効率的に感熱素子に熱を移動させる構造が要望されていた。
すなわち、この赤外線センサでは、伝熱膜が、パターン配線よりも広い面積で形成されているので、絶縁性フィルムから熱を伝熱膜がパターン配線よりも多く受けることができ、より多くの熱を感熱素子に流入させることが可能になる。
すなわち、この赤外線センサでは、パターン配線が、接着電極から端子電極側とは反対側に向けて延在し、さらに伝熱膜の外周の一部に沿って延在してから端子電極に達しているので、延在するパターン配線が長くなって熱抵抗が大きくなると共に、一旦は端子電極側と反対側に向けて延在することで、より端子電極に流れる熱を抑制することが可能になる。
すなわち、この赤外線センサでは、伝熱膜の接着電極に対する接続幅が、パターン配線の接着電極に対する接続幅よりも広く設定されているので、伝熱膜から効率的に接着電極に熱を伝えることができると共に、接着電極からはパターン配線に熱が流れ難くなる。
すなわち、この赤外線センサでは、パターン配線が、複数折り返して蛇行した部分を有しているので、端子電極までの熱抵抗を大きくすることが可能になる。
すなわち、本発明に係る赤外線センサによれば、パターン配線とは別に接着電極に接続され絶縁性フィルムの一方の面に絶縁性フィルムよりも熱伝導率が高い薄膜で接着電極の近傍にパターン形成された伝熱膜を備えているので、絶縁性フィルムの熱を端子電極側に奪われ難く伝熱膜によって優先的に感熱素子に伝えることができる。
したがって、本発明の赤外線センサによれば、赤外線を受光して得た熱を伝熱膜によって積極的に感熱素子へ導くことで、熱抵抗を下げて熱をより多く感熱素子に流すことができ、高い応答性を有して複写機やプリンタ等の加熱ローラの温度測定用として好適である。
上記第1のパターン配線6Aと伝熱膜7とは、互いに直接的には接触しておらず、第1の接着電極3Aを介して間接的に接続している。
一対の上記第1のパターン配線6Aは、一対の第1の接着電極3Aから一対の第1の端子電極4A側とは反対側に向けて延在し、さらに一対の伝熱膜7の外周の一部に沿って延在してからそれぞれ対応する第1の端子電極4Aに達している。すなわち、第1のパターン配線6Aは、まず第1の接着電極3Aから第2の感熱素子5Bに向けて一対の伝熱膜7の間を延在し、そして一対の伝熱膜7の端部近傍で絶縁性フィルム2の短辺に沿った方向であって長辺に向けて延在し、さらに伝熱膜7の外側を絶縁性フィルム2の長辺に沿って第1の端子電極4Aまで延在している。
伝熱膜7の第1の接着電極3Aに対する接続幅は、第1のパターン配線6Aの第1の接着電極3Aに対する接続幅よりも広く設定されている。すなわち、正方形状とされた第1の接着電極3Aの4辺のうち、2辺全体に伝熱膜7が接続されているのに対し、第1の接着電極3Aに4つある角部のうち1つに第1のパターン配線6Aが接続されている。このように伝熱膜7の第1の接着電極3Aへの接続部と、第1のパターン配線6Aの第1の接着電極3Aへの接続部とは、別々に設定されている。
上記第1の接着電極3A及び第2の接着電極3Bには、それぞれ対応する第1の感熱素子5A及び第2の感熱素子5Bの端子電極が半田等の導電性接着剤で接着されている。
すなわち、本実施形態では、赤外線の受光面直下に配された第1の感熱素子5Aが赤外線の検出用素子とされ、赤外線反射膜8直下に配された第2の感熱素子5Bが補償用素子とされている。
なお、図1の(a)(b)において、各端子電極、各パターン配線、伝熱膜7及び赤外線反射膜8をハッチングで図示している。
上記一対の第1の端子電極4A及び一対の第2の端子電極4Bは、絶縁性フィルム2の角部近傍に配設されている。
この赤外線反射膜8は、絶縁性フィルム2よりも高い赤外線反射率を有する材料で形成され、上述したように、銅箔上に金メッキ膜が施されて形成されている。なお、金メッキ膜の他に、例えば鏡面のアルミニウム蒸着膜やアルミニウム箔等で形成しても構わない。
また、第1のパターン配線6Aが、第1の接着電極3Aから第1の端子電極4A側とは反対側に向けて延在し、さらに伝熱膜7の外周の一部に沿って延在してから第1の端子電極4Aに達しているので、延在する第1のパターン配線6Aが長くなって熱抵抗が大きくなると共に、一旦は第1の端子電極4A側と反対側に向けて延在することで、より第1の端子電極4Aに流れる熱を抑制することが可能になる。
このように第2実施形態では、第1の端子電極4Aへの伝熱膜27の接続部分にくびれ部27aを形成しているので、くびれ部27aがサーマルランドとして機能し、ハンダ時に熱が必要以上に周囲に逃げてハンダが溶け難くなってハンダ不良となることを抑制することができる。なお、この場合でも、細い第1のパターン配線6Aが第1の接着電極3Aの1辺だけに接続されており、第1の接着電極3Aから熱が第1のパターン配線6Aへ流れ難くなっている。
Claims (5)
- 絶縁性フィルムと、
前記絶縁性フィルムの一方の面にパターン形成された一対の第1の接着電極と、
前記絶縁性フィルムの一方の面にパターン形成された一対の第1の端子電極と、
前記絶縁性フィルムの一方の面に設けられ一対の前記第1の接着電極に接続された第1の感熱素子と、
一対の前記第1の接着電極に一端が接続されていると共に一対の前記第1の端子電極に他端が接続され前記絶縁性フィルムの一方の面にパターン形成された一対の第1のパターン配線と、
前記絶縁性フィルムの一方の面にパターン形成された一対の第2の接着電極と、
前記絶縁性フィルムの一方の面にパターン形成された一対の第2の端子電極と、
前記絶縁性フィルムの一方の面に設けられ一対の前記第2の接着電極に接続された第2の感熱素子と、
一対の前記第2の接着電極に一端が接続されていると共に一対の前記第2の端子電極に他端が接続され前記絶縁性フィルムの一方の面にパターン形成された一対の第2のパターン配線と、
前記絶縁性フィルムの他方の面にパターン形成され前記第2の感熱素子の直上を覆った赤外線反射膜と、
前記第1のパターン配線とは別に前記第1の接着電極に接続され前記絶縁性フィルムの一方の面に前記絶縁性フィルムよりも熱伝導率が高い薄膜で前記第1の接着電極の近傍にパターン形成された伝熱膜とを備え、
前記伝熱膜が、前記第1の接着電極から前記第2の感熱素子側に向けてその反対側よりも広く拡がって形成されていることを特徴とする赤外線センサ。 - 請求項1に記載の赤外線センサにおいて、
前記第1の端子電極が、前記第2の感熱素子とは反対側の前記第1の感熱素子側に配され、
一対の前記第1のパターン配線が、一対の前記第1の接着電極から前記第2の感熱素子に向けて前記第2の感熱素子の近傍まで延在し、さらに途中で互いに反対方向に延在してから折り返して内側に配した前記伝熱膜の外周の一部に沿って延在して一対の前記第1の端子電極に達していることを特徴とする赤外線センサ。 - 請求項1又は2に記載の赤外線センサにおいて、
前記伝熱膜が、前記パターン配線よりも広い面積で形成されていることを特徴とする赤外線センサ。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載の赤外線センサにおいて、
前記伝熱膜の前記接着電極に対する接続幅が、前記パターン配線の前記接着電極に対する接続幅よりも広く設定されていることを特徴とする赤外線センサ。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載の赤外線センサにおいて、
前記パターン配線が、複数折り返して蛇行した部分を有していることを特徴とする赤外線センサ。
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