JPH05157622A - 熱型赤外線センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置の大型化を避け、小型、軽量で製造の容
易な熱型赤外線センサを提供する。 【構成】 基板１と熱型赤外線素子を配設した基板５と
を接合する。この２枚の基板１，５の内部接合領域に真
空空間部２を形成し、この真空空間部２内に熱型赤外線
素子を収容して真空封止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は小型、軽量の熱型赤外線
センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４には従来の熱型赤外線センサの主要
構成の説明図が示されている。同図において、基台13に
はステンレス等により形成された缶ケース11が被さって
おり、基台13と缶ケース11とがハーメチックシール等の
技術により真空封止されている。この真空によって赤外
線吸収体から空気への移動を防ぎ、赤外線検出部の温度
を効率よく上昇させている。このケース11内には基台13
上にシリコン等の基板12が設けられ、この基板12の上面
には蒸着、スパッタ等により窒化膜の絶縁基板14が形成
されている。この窒化膜の絶縁基板14上の中央部には金
黒等の金属からなる赤外線吸収体20が設けられている。
この赤外線吸収体20の周りには例えば複数の熱電対15が
配設されており、この熱電対15は信号取り出し電極16に
接続されている。この信号取り出し電極16はボンデング
ワイヤ17を介して外部端子18に接続されて、ケース11の
外側に引き出されている。また、ケース11の天井中央部
には赤外線吸収体20の対向位置に外部から人体の赤外線
を入射するための赤外線透過窓19が設けられている。

【０００３】上記構成の赤外線センサにおいて、前記缶
ケース11の赤外線透過窓19から、例えば、人体の赤外線
が入射すると、この赤外線を赤外線吸収体20が受けて、
その赤外線を熱エネルギに変換し、間隔21を介して熱電
対15に伝達する。このとき、缶ケース11内は真空封止さ
れているので、赤外線吸収体20からの熱エネルギは空気
への移動を防ぎ、効率よく熱電対15に伝達される。この
熱エネルギを受けた熱電対15はこの熱エネルギを電気信
号に変換し、この電気信号を赤外線検知信号として電極
16から外部端子18を経て外部へ出力する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の熱型赤外線センサは、熱型赤外線センサ素子を缶ケ
ース11内に収容して真空封止しているため、どうしても
大型になってしまうという問題があった。

【０００５】また、熱型赤外線素子を缶ケース11内に収
容して真空封止する作業はハーメチックシールによって
行っているため、その作業は極めて面倒で効率が悪いも
のであった。

【０００６】本発明は上記従来の課題を解決するための
ものであり、その目的は、装置の大型化を避け、小型、
軽量で製造の容易な熱型赤外線センサを提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、次のように構成されている。すなわち、本
発明の熱型赤外線センサは、２枚の基板を接合してなる
その内部接合領域に真空空間部が形成され、この真空空
間部に赤外線を検出する熱型赤外線素子を配設したこと
を特徴として構成されている。

【０００８】

【作用】２枚の基板を接合し、この両基板の内部接合領
域に真空空間部を形成し、この真空空間部に熱型赤外線
素子を収容して真空封止する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１には本実施例に係る熱型赤外線センサの主要
部構成の説明図が示されている。同図において、下部基
板５の中央部にはシリコンの異方性エッチングによって
孔７が形成され、この孔７を除く下部基板５の上面には
窒化膜等の絶縁基板（メンブレム）８が形成されてい
る。このメンブレム８上には図３に示すように熱型赤外
線素子25（赤外線吸収体20や熱電対６等）が形成されて
いる。そして熱電対６の両端は電気信号の取り出し電極
10と接続されている。

【００１０】また、上部基板１には図１および図２に示
すようにシリコンの異方性エッチングによって空間部２
と上部孔３とが形成されている。なお、この空間部２の
深さは、例えば、熱電対等のサーモパイルパターンの高
さよりは0.1μｍ〜１μｍ程度深くし、また、上面から
の孔３は裏側に貫通されている。上記構成の上部基板１
と下部基板５の対向面には低融点ガラス４が塗布あるい
は介設され、この低融点ガラス４の陽極接合（加熱、電
圧印加等）によって両基板１，５が接合されている。こ
の両基板１，５は真空槽内に収容され、真空蒸着等によ
って基板１の上部孔３を蒸着膜９で塞ぎ、この蒸着膜９
と電極10とが接続される。この上部孔３から基板１の端
縁部にかけて、さらに蒸着膜９が伸張形成され、この伸
張形成部26は電気信号の取り出しリードとして機能させ
ている。また、基板１の上面は赤外線透過部22となって
いる。この真空蒸着の作業は真空槽内で行われるので、
この蒸着時に空間部２は真空空間となり、この状態で上
部孔３が塞がれることによって空間部２は真空封止さ
れ、この真空空間部２内に熱型赤外線素子25が収容され
た状態となる。上記構成の熱型赤外線センサにおいて、
基板１の赤外線透過部22から人体の赤外線が入射する
と、この赤外線を赤外線吸収体20が受けて熱エネルギに
変換し、熱電対６に伝達する。そして従来例と同様に熱
電対６はこの熱を電気信号に変換し、この電気信号を赤
外線検知信号として電極10から蒸着膜９の伸張形成部26
を経て外部へ出力する。

【００１１】この実施例によれば、２枚の基板１，５を
接合し、その内部接合領域の真空空間部２に熱型赤外線
素子25を収容して真空封止したので、従来のように熱型
赤外線素子25を缶ケース11内に収容して真空封止する必
要がなく、缶ケース11が不要のため、極めて小型、軽量
の熱型赤外線センサを得ることができる。また、２枚の
基板１，５を低融点ガラス４で陽極接合したので、従来
のように缶ケース11をハーメチックシールするような面
倒な作業がなくなり、作業効率が大幅にアップする。

【００１２】さらに、この実施例によれば、上部基板１
の上面と電極10とを金属の蒸着膜９で接続し、この蒸着
膜９に電気信号の取り出しリードの機能を持たせたの
で、この蒸着膜９を利用して、チップ部品等と同様にフ
ロー、リフロー方式による表面実装方式の素子組み込み
作業が可能となる。

【００１３】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、本実
施例では熱型赤外線センサ素子をサーモパイルで説明し
たが、これをサーモパイルの代わりにサーミスタボロメ
ータ（サーミスタを薄膜化した熱電素子）や焦電型赤外
線センサとしてもよい。

【００１４】また、本実施例では、下部基板５に孔７を
設けたが、この孔７は形成しなくてもよい。

【００１５】さらに、本実施例では上部基板１の上部孔
３を蒸着膜９で塞ぎ、この蒸着膜９と電極10を接続して
蒸着膜９に電気信号の取り出しリードの機能を持たせた
が、上部孔３を絶縁材で塞ぎ、電気信号の取り出しリー
ドは電極10から別のルートを経て取り出してもよい。

【００１６】

【発明の効果】２枚の基板を接合し、その内部接合領域
の真空空間部に熱型赤外線素子を収容して真空封止した
ので、熱型赤外線素子を缶ケースに収容して真空封止す
る必要がなくなり、極めて小型、軽量の熱型赤外線セン
サを得ることができる。

【００１７】また、従来のように缶ケースをハーメチッ
クシールするような面倒な作業がなくなり、作業効率が
大幅にアップする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る熱型赤外線センサの主要構成の
説明図である。

【図２】同熱型赤外線センサの上部基板の平面図であ
る。

【図３】同熱型赤外線センサの下部基板の平面図であ
る。

【図４】従来の熱型赤外線センサの主要構成の説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 上部基板 ２ 真空空間部 ４ 低融点ガラス ５ 下部基板 ６ 熱電対 ９ 蒸着膜 10 電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２枚の基板を接合してなるその内部接合
   領域に真空空間部が形成され、この真空空間部に赤外線
   を検出する熱型赤外線素子を配設した熱型赤外線セン
   サ。