JPH06201454A

JPH06201454A - 赤外線検出器

Info

Publication number: JPH06201454A
Application number: JP4361071A
Authority: JP
Inventors: Koichi Matsumoto; 浩一松本; Hideji Takada; 秀次高田; Hideo Tanabe; 秀雄田辺
Original assignee: Horiba Ltd
Current assignee: Horiba Ltd
Priority date: 1992-12-30
Filing date: 1992-12-30
Publication date: 1994-07-19

Abstract

(57)【要約】【目的】容器内に経時的に水分が浸入するおそれがな
く、かつ能率よく窓材を容器の固着することが可能な赤
外線検出器をうる。【構成】基板５の各面に光学フイルタ6a,6b を設けた
光学フイルタからなる窓材４の段部８を、金属板からな
る容器１の開口部３にはめ込んで、その窓材４の位置を
きめる。そして、窓材４の片面全周縁に、前記段部８で
基板５を表出させた表出基板部７が形成され、かつこの
表出基板部７がはんだ付けが可能な基板金属膜９で被覆
されているから、この基板金属膜９を容器１にはんだ10
で固着して、窓材４で開口部３を密閉し、基板５を容器
１に電気的に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、人体その他の検出対象
が発する赤外線を検出して、その検出信号を出力する赤
外線検出器に関する。

【０００２】

【従来の技術】人体などの検出対象が発する赤外線を検
出する赤外線検出器として、例えば、実開平２−１１８
８４２号公報に開示されたものが知られている。この赤
外線検出器は、金属で形成された容器に設けられた赤外
線入射用の開口部を、赤外線を透過する窓材で密閉して
いる。前記窓材として、シリコン（Ｓｉ）などの赤外線
透過光学材で形成した基板の両面に、ＳｉＯやＧｅ、Ｚ
ｎＳなどを組合せて形成した多層膜からなるフイルタ層
を形成して、特定波長域の赤外線のみを透過させる光学
フイルタで構成している。この光学フイルタからなる窓
材の容器に対する固着は、合成樹脂からなる接着剤で行
われているが、この窓材は、その表面に前記膜材で形成
された多層膜のために、静電ノイズ低減の電磁シールド
効果を期待することが困難である。

【０００３】したがって、窓材の片面周囲の一部におい
て、前記多層膜を除去し基板を表出させて、この表出基
板の部分と容器にわたって導電性接着剤を接着し、前記
基板と容器とを電気的に接続して電磁シールドを可能に
し、静電ノイズを低減するようにしている。そして、前
記窓材を透過して入射する赤外線を検出する赤外線検出
素子を容器内に配置され、かつ容器内は真空または不活
性ガスを封入するなどして密封している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の赤外線検出
器は、その容器に対する窓材の固着を合成樹脂からなる
接着材で固着しているから、窓材の接着部分に対する処
理などが不要であり、接着操作は簡単である。しかし、
合成樹脂からなる接着剤は耐湿性で劣るから、経時的に
接着剤を透過または接着界面から容器内に水分が浸入し
て、感度に影響が生じるなどの課題がある。また、合成
樹脂の接着剤で窓材を容器に固着し、さらに、窓材の基
板を金属製容器に電気的に接続するため、その両方にわ
たって導電性接着剤を接着する手間を要する課題があ
る。

【０００５】本発明は、上記のような課題を解決するも
のであって、容器内に経時的に水分が浸入するおそれが
なく、かつ能率よく窓材を容器の固着することが可能な
赤外線検出器をうることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の赤外線検出器
は、金属からなる容器の赤外線入射用の開口部に、赤外
線透過光学材で形成された基板の両面にフイルタ層を形
成した光学フイルタからなる窓材が固着され、容器内に
赤外線検出素子が配置された赤外線検出器において、前
記窓材の片面全周縁または窓材の全周側面に基板を表出
させて形成された表出基板部にはんだ付けが可能な基板
金属膜が設けられ、この基板金属膜をはんだで前記容器
に固着して、窓材が容器に固着されたことを特徴とす
る。

【０００７】前記窓材である光学フイルタにおける各フ
イルタ層の表出面を硫化亜鉛（ＺｎＳ）で構成して、前
記窓材の片面全周縁または窓材全周面に形成する基板金
属膜を無電解メッキで形成することもでき、この場合、
無電解メッキは硫化亜鉛には施されないから、各フイル
タ層のマスキングをすることなく、前記基板金属膜を設
けることが可能であり、フイルタ層のマスキングに要す
る手間を不要にすることが可能である。

【０００８】光学フイルタの片面全周縁で基板を表出さ
せるときは、フイルタ層と基板の厚さ方向の一部を切
除、またはフイルタ層のみを除去するなど任意である。
前記基板金属膜は単層または複数層で構成するなど任意
であり、かつこの基板金属膜の構成金属としては、はん
だ付けをすることが可能な任意の金属を使用することが
でき、例えば、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｕを挙げることが
できる。

【０００９】

【作用】前記本発明の赤外線検出器は、光学フイルタか
らなる窓材の全周縁部において表出した基板の部分にス
パッタリングやメッキその他の手段ではんだ付けをする
ことが可能な、前記Ｎｉ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｕなどからな
るなる基板金属膜を形成する。そして、金属からなる容
器の開口部に前記窓材の位置決めをする。この場合、前
記基板金属膜が窓材の片面周縁に形成されているとき
は、その基板金属膜を容器の表面と相対向させ、かつ前
記容器がはんだ付け不能の金属で形成されているとき
は、前記Ｎｉ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｕなどのはんだ付けをす
ることが可能な金属膜を前記容器の表面に形成する。前
記のようにして、容器の所定の位置にセッティングした
窓材の基板金属膜を容器の開口部全周縁にはんだ付けし
て、その窓材を容器に固着し開口部を密閉する。このよ
うに、窓材の全周部を容器にはんだで固着するから、気
密性を向上させ、かつ経時的にもはんだを水分が透過す
るようなおそれがなく、感度に対する影響などを防止す
る。また、窓材を構成した光学フイルタの基板を容器に
はんだ付けることで、その基板と容器とを電気的に接続
して磁気シールドを可能にする。

【００１０】

【実施例】本発明の赤外線検出器の第１実施例を図１〜
３について説明する。図１〜３において、１はニッケル
（Ｎｉ）板からなる容器で、その支持壁２に光線入射用
の開口部３が設けられ、かつ容器１の表面が酸洗いなど
によるエッチング処理またはメッキ処理されて、容器１
の表面にはんだ付けをすることが可能に構成されてい
る。４は開口部３を閉鎖する干渉フイルタからなる窓材
で、これは所定波長域の赤外線を透過するように構成さ
れている。前記窓材４は図２に示したように、Ｓｉから
なる基板５の片面にフイルタ6a、他面にフイルタ層6bが
それぞれ設けられたものであって、前記フイルタ層6a,6
b により所定の波長域を透過し、かつ前記透過波長域よ
りも短波長域や長波長域をカットするものである。前記
フイルタ層6a,6b は、例えば、ゲルマニウム（Ｇｅ）、
一酸化ケイ素（ＳｉＯ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）などの各
蒸着薄膜を組合わせて積層されている。

【００１１】７は窓材４の片面全周縁に基板５を表出さ
せて形成された表出基板部で、これは窓材４の片面全周
縁でフイルタ層6bと基板５の厚さ方向の一部を切除した
段部８で形成されたものである。９は表出基板部７の全
長にわたってスパッタリングで形成された基板金属膜で
ある。このように構成された窓材４の段部８の部分を前
記容器１の開口部３にはめ込んで、その窓材４の位置を
決め、かつ容器１の表面と窓材４の前記基板金属膜９の
間にはんだ10を介在させて、基板金属膜９を介して窓材
４が前記はんだ10で容器１に固着されて、前記開口部３
が密閉されている。11は赤外線検出素子で、これはホル
ダ12に取付けられている。13は容器１を密閉するステム
である。

【００１２】図３は前記窓材４の製造工程を示すもので
ある。すなわち、図３(a) に示したように、前記基板５
としての、例えば、直径１００mmのシリコン板5aの各面
にフイルタ層6a,6b を形成して、大径の干渉フイルタ4a
を設ける。この干渉フイルタ4aのフイルタ層6bの全面
を、図３(b) のようにマスキング層15で被覆してから、
このマスキング層15側の面に、図３(c) に示したよう
に、マスキング層15とフイルタ層6b及びシリコン板5aの
厚さ方向の一部を切除して、干渉フイルタ4aを複数の窓
材４に区画するための縦横の溝16を形成し、かつこの溝
16でシリコン板5aの一部を表出させて表出基板部７を形
成する。次に、図３(d) に示したように、マスキング層
15側の全表面にＣｒ、Ｎｉ、Ａｕをこの順序でスパッタ
リングした３層からなる金属膜9aを形成することで、前
記溝16の面に前記３層からなる基板金属膜９を形成した
のちに、図３(e) に示したように、マスキング層15を金
属膜9aと共にフイルタ層6bから剥離する。そして、図３
(f) に示したように、大径の干渉フイルタ4aを各溝16の
幅方向中央部でダイシングして、干渉フイルタ4aから複
数の窓材４を形成する。このようにして形成された窓材
４は、図２に示したように、その片面全周縁の段部８で
形成された表出基板部７の全長が基板金属膜９で被覆さ
れている。なお、前記マスキング層15の剥離は、シリコ
ン板5aをダイシングしたのちに行うことも可能である。
前記金属膜9aと基板金属膜９はＮｉ、Ａｕの２層にする
ことも可能である。

【００１３】前記赤外線検出器は、その窓材４を光学フ
イルタで構成しているから、その基板５の両面がフイル
タ層6a,6b で被覆されているが、段部８で基板５の一部
を表出させて、窓材４の片面全周縁に表出基板部７を形
成し、その表出基板部７を基板金属膜９で被覆してい
る。したがって、前記基板金属膜９にはんだ10を接着す
ることで、窓材４を前記はんだ10で容器１に固着するこ
とが可能である。このように、窓材４の全周縁を基板金
属膜９を介してはんだ10で容器１に固着しているから、
その気密性が向上し、かつ経時的にもはんだ10またはそ
の界面などから容器１内に水分が浸入することを防ぐこ
とが可能であり、赤外線の検出感度に影響が生じるよう
なことを防止できる。また、窓材４をはんだ10で容器１
に固着するのみで、窓材４の基板５を電気的に容器１に
接続して、静電ノイズ低減の電磁シールド効果を確保す
ることが可能であり、電磁シールドをするための手間が
不要である。

【００１４】前記窓材４を、図３に示した工程で形成す
れば、その製造能率を向上させることが容易であるが、
この窓材４の製造工程は任意である。例えば、前記干渉
フイルタ4aに溝16を形成して、それに基板金属膜９を設
けることなく、前記溝16の部分で干渉フイルタ4aをダイ
シングして窓材４に分割したのちに、その窓材４の段部
８における表出基板部７に適当な手段で基板金属膜９を
形成することも可能である。

【００１５】図４は第２実施例で、前記第１実施例にお
ける容器１に対する窓材４の固着に関する。図４におい
て、１は金属板からなる容器で、その支持壁２に開口部
３が設けられ、かつこの開口部３に沿って支持壁２に窓
材４の位置を決める突部17が複数、例えば、開口部３が
方形であれば、その各辺に１個ずつ突設する。この突部
17は、前記窓材４の固着に対して支障が生じない大きさ
にする。そして、前記各突部17の内側で支持壁２に窓材
４を載置して、その窓材４の段部８にはんだ10を充填状
などにして、そのはんだ10で基板金属膜９を介して窓材
４を支持壁２に固着する。この実施例のように、窓材４
は支持壁２に載置状にして固着することも可能であっ
て、容器１に窓材４を固着する構成は任意にすることが
できる。前記突部17を設けることについては任意であ
る。

【００１６】図５は第３実施例で、前記第１実施例にお
ける窓材の製造に関する。図５は前記窓材の製造工程を
示す。すなわち、図５(a) に示したように、例えば、直
径が６０mm程度の大きさのシリコン板5aの各面に、表出
面がＺｎＳの薄膜で形成されフイルタ層6a,6b を形成し
て大径の干渉フイルタ4aを設ける。そして、図５(b)に
示したように、フイルタ層6b及びシリコン板5aの厚さ方
向の一部を切除して、干渉フイルタ4aを複数の窓材４と
して区画するための縦横の溝16を形成し、かつこの溝16
でシリコン板5aの一部を表出させた表出基板部７を形成
する。この図５(b) に示した、フイルタ層6a,6b が表出
した干渉フイルタ4aに、はんだ付けをすることが可能な
金属を無電解メッキして、図５(c) に示したように、表
出基板７を基板金属膜９で被覆する。この無電解メッキ
でシリコン板5aの外周端面にも前記金属がメッキされる
が、その図示を省略した。そして、無電解メッキは、フ
イルタ層6a,6b の表出面を構成したＺｎＳにはメッキ不
能であるから、フイルタ層6a,6b は表出状態を維持す
る。次に、図５(d) に示したように、大径の干渉フイル
タ4aを各溝16の幅方向中央部でダイシングして、干渉フ
イルタ4aから複数の窓材４を形成する。

【００１７】前記第３実施例は、フイルタ層6a,6b の各
表出薄膜をＺｎＳで形成し、かつ基板金属膜９の形成手
段として無電解メッキを選択することで、この無電解メ
ッキ時におけるフイルタ層6a,6b のマスキングを不要に
したものであって、窓材４の製造能率をより向上させる
ことが可能である。

【００１８】図６は第４実施例の要部を示すものであっ
て、前記窓材の構成に関する。図６において、１は金属
板からなる容器で、その支持壁２に開口部３が設けら
れ、かつこの開口部３に沿って支持壁２に突部17が複数
設けられている。この突部17の構成は、前記第２実施例
と同じである。４は窓材で、これは全体がほぼ同じ厚さ
の半導体からなる基板５の各面にフイルタ層6a,6b が形
成されたものであって、その全周面に表出した基板５の
端面である表出基板部７に基板金属膜９が形成されてい
る。この窓材４を前記各突部17の内側で支持壁２に載置
して、基板金属膜９と支持壁２にはんだ10を接着して、
窓材４を容器１に固着するとともに、開口部３を密閉し
ている。

【００１９】前記窓材４の表出基板部７に対する基板金
属膜９の形成は、例えば、前記第３実施例に示した干渉
フイルタ4aにおけるフイルタ層6a,6b の両方または一方
を、基板金属膜９の形成手段に対応してマスキングして
から、その干渉フイルタ4aをダイシングして窓材４を形
成する。そして、メッキまたはスパッタリングなどの手
段で形成した、はんだ付けが可能な金属からなる基板金
属膜９で前記基板表出部７を被覆したのちに、前記マス
キングを剥離する。また、前記フイルタ層6a,6b の表出
面を、前記第３実施例のようにＺｎＳで形成し、かつ無
電解メッキで基板金属板９を形成することで、前記フイ
ルタ層6a,6b のマスキングを不要にすることも可能であ
る。

【００２０】

【発明の効果】本発明の赤外線検出器は、上記のよう
に、基板の両面にフイルタ層を設けた光学フイルタから
なる窓材の全周縁に、前記基板を表出させて基板表出部
を設け、かつこの基板表出部にはんだ付けが可能な基板
金属膜を形成して、この基板金属膜を介して窓材をはん
だで容器に固着するとともに、赤外線入射用の開口部を
密閉するものである。したがって、前記窓材固着部の気
密性を向上させることが可能であり、かつ経時的などに
容器内に水分が浸入することを防ぐことが可能である。
また、窓材の基板と容器とを前記はんだが電気的に接続
して磁気シールドを可能にするから、前記基板と容器と
を電気的に接続する手間が不要である。

【００２１】請求項２の赤外線検出器は、前記窓材にお
けるフイルタ層の表出面を硫化亜鉛で構成して、前記基
板表出部に対して無電解メッキで基板金属膜を形成す
る。そして、前記硫化亜鉛に対しては無電解メッキはさ
れない。したがって、前記基板金属膜を無電解メッキで
形成するときに、各フイルタ層のマスキングが不要であ
るから、前記基板金属膜を容易にかつ能率よく形成する
ことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の断正面図である。

【図２】第１実施例の要部の拡大断面図である。

【図３】第１実施例の窓材の製造工程図である。

【図４】第２実施例の要部の拡大断面図である。

【図５】第３実施例の窓材の製造工程図である。

【図６】第４実施例の要部の拡大断面図である。

【符号の説明】

１：容器、３：開口部、４：窓材、５：基板、6a,6b ：
フイルタ層、７：表出基板部、９：基板金属膜、10：は
んだ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属からなる容器の赤外線入射用の開口
部に、赤外線透過光学材で形成された基板の両面にフイ
ルタ層を形成した光学フイルタからなる窓材が固着さ
れ、容器内に赤外線検出素子が配置された赤外線検出器
において、前記窓材の片面全周縁または窓材の全周側面
に基板を表出させて形成された表出基板部にはんだ付け
が可能な基板金属膜が設けられ、この基板金属膜をはん
だで前記容器に固着して、窓材が容器に固着されたこと
を特徴とする赤外線検出器。
【請求項２】窓材を構成する光学フイルタのフイルタ
層の表出面が硫化亜鉛で構成されて、この各フイルタ層
をマスキングすることなく、前記窓材の片面全周縁また
は窓材全周側面の前記基板金属膜が無電解メッキで形成
されたことを特徴とする請求項１記載の赤外線検出器。