JPH07301558A - 焦電型赤外線検出器 - Google Patents

焦電型赤外線検出器

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Publication number
JPH07301558A
JPH07301558A JP11592794A JP11592794A JPH07301558A JP H07301558 A JPH07301558 A JP H07301558A JP 11592794 A JP11592794 A JP 11592794A JP 11592794 A JP11592794 A JP 11592794A JP H07301558 A JPH07301558 A JP H07301558A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pyroelectric
electrodes
pyroelectric body
circuit board
held
Prior art date
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Pending
Application number
JP11592794A
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English (en)
Inventor
Kazutaka Okamoto
一隆 岡本
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Horiba Ltd
Original Assignee
Horiba Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 8角形の形状を有するセラミックスを素材と
した焦電体を備えた赤外線検出器を提供すること。 【構成】 ケース2内に焦電素子支持台(導電部)18
が形成された基板8を設け、電極17a,17bとセラ
ミックスを素材とした焦電体16からなる焦電素子15
を基板8上に設けた赤外線検出器1において、焦電体1
6を8角形に形成してある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば人体検出セン
サや自動照明装置用センサとして用いられる焦電型赤外
線検出器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、焦電型赤外線検出器において、
ケースとステムと呼ばれる気密端子から構成されるパッ
ケージには、小型かつ完全気密封止が可能なようにステ
ムにハーメチックシール材が多用されている。この円筒
形のパッケージ内部には回路基板と該回路基板に実装さ
れた焦電素子が設けられ、ステムによって外部との接続
を可能にしている。そして、焦電体には蒸着法やスパッ
タリング法によって形成されたエレメントパターン(電
極等)が形成され、該エレメントパターンと並列接続さ
れるゲートリーク抵抗体が回路基板上に形成され、更
に、回路基板にはエレメントパターンに接続されるイン
ピーダンス変換用のFETが実装されている。動作原理
は以下の通りである。すなわち、赤外線が焦電素子に吸
収されると、表面付近にわずかな温度変化が生じ、この
温度変化により焦電素子内部に自発分極の変化が生じ
て、電荷が焦電素子表面に過渡的に焦電流として誘起さ
れる現象(焦電効果)を利用して赤外線の検出が行われ
る。この誘起された電荷は、ゲートリーク抵抗体で受け
て電圧信号にし、FETをソースフォロア接続すること
により、インピーダンスを変換して出力される。
【0003】従来この種の焦電型赤外線検出器の一例
は、特開昭61−193030号公報に提案されてい
る。すなわち、この円筒形ケースは直径がわずか9mm
程度であり、該ケース内に5mm四方のアルミナセラミ
ック製の回路基板が設けられ、回路基板上に大きさ(縦
×横×厚み)が3.5mm×3mm×160μm程度の
焦電体が実装されている。そして、ケース上面には、焦
電体に形成されているエレメントパターンが望む視野に
大きさ(縦×横)が5mm×4mm程度の長方形の赤外
線透過窓が形成されている。
【0004】ところで、焦電型赤外線検出器において
は、エレメントパターンを望む視野角を一層広くするた
めに赤外線透過窓の形状を前記長方形から6角形や8角
形にしたものが提案されたり(実開平4−94754号
公報)、回路基板の面積を一層広くするために回路基板
の形状を正方形から8角形に変更したものが提案された
りしている(実開平3−57642号公報)。
【0005】一般に、赤外線透過窓に使用されるシリコ
ン、ゲルマニウム、サファイアなどの基材をウエハから
容易に切り出すことは、半導体生産プロセスにおけるウ
エハダイシング技術で既に確立されている。また、回路
基板はその厚みが0.3mm〜1.6mmが好ましいか
ら、回路基板に使用されるアルミナセラミックやガラエ
ボの基材を型抜きによる成形法を用いて容易に8角形に
加工できる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、回路基板と異
なり焦電体はその厚みの実用範囲が数百μm程度しかな
く、前記特開昭61−193030号公報や実開平3−
57642号公報、更には特開昭59−17119号公
報に開示されているような4角形以上の多角形に焦電体
の形状を成形するのは難しく、しかも8角形に代表され
る面積の大きな多角形に成形するために、赤外線透過窓
の成形に用いた上記ウエハダイシング技術では取り数に
限度がある他、割れによる歩留りが悪いから回路基板で
用いた上記型抜きによる加工手段を適用することは難し
い。更に、前記特開昭59−17119号公報には、焦
電体の形状を円板状に加工するのに、予め、ブロック状
の焦電材料を、旋盤、センタレスなどの工作機械によっ
て厚さ200μm程度の円柱にスライスして加工し、さ
らに研磨により厚みを10μm〜100μmに焦電体を
成形する方法が開示されているけれども、この加工方法
では、工数がかかると共に、コスト的に不利である。
【0007】要するに、従来の焦電型赤外線検出器にお
いては、円形や4角形(長方形)の形状を有する焦電体
は使用されていたけれども、8角形の焦電体は用いられ
ていなかった。
【0008】この発明は、上記問題に鑑みてなしたもの
で、その目的は、8角形の形状を有するセラミックスを
素材とした焦電体を備えた赤外線検出器を提供すること
にある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、ケース内に導電部が形成された基板を
設け、電極とセラミックスを素材とした焦電体からなる
焦電素子を前記基板上に設けた焦電型赤外線検出器にお
いて、前記焦電体を8角形に形成してあることを特徴と
する焦電型赤外線検出器を提供する。
【0010】
【作用】赤外線を受光して焦電流の発生源となる焦電体
の形状を、従来の長方形から8角形にしたので、長方形
の焦電体に比して、その面積を広く活用でる。したがっ
て、電極等のエレメントの配置に自由度ができるから、
多素子化を容易に行うことができる。
【0011】また、焦電素子は支持台を介して基板の上
面に載置されているけれども、焦電体の面積が広いの
で、焦電体に配置される電極等のエレメントと支持台と
の距離を従来に比して大きく確保することができ、赤外
線による受光熱が支持台を通して基板へ散逸するのを防
止できる。したがって、バランスのとれた高感度な焦電
型赤外線検出器を得ることができる。
【0012】更に、正方形パターンを有する保持孔を備
えた焦電体位置決め用マスクを用い、蒸着法やスパッタ
リング法によって焦電体に電極等のエレメントを形成す
るにあたり、8角形の焦電体の8つの端面の内、4つの
端面が正方形の保持孔の4辺に一致して保持されること
から、4角形以上の多角形、例えば5角形の焦電体を焦
電体位置決め用マスクで保持する場合に生じる保持孔と
の接触に比して、焦電体のずれを防止でき、所望の位置
に電極等のエレメントを形成できる。
【0013】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。なお、それによってこの発明は限定を受けるも
のではない。図1、図2において、焦電型赤外線検出器
1の金属製のケース2の上面の中心部には、例えば、矩
形の開口部3が形成されている。4はこの開口部3を閉
塞するシリコン、ゲルマニウム、サファイアなどの赤外
線透過材料からなる赤外線透過窓である。5はケース2
の下部開口を閉塞する金属製のステムであり、これには
4本のリードピン6が貫通保持されている。7は完全気
密封止が可能なようにステムに設けられたガラスハーメ
チックシール材である。
【0014】8は、例えば、ガラス・エポキシ樹脂製の
回路基板であり、これはリードピン6の上端部に保持さ
れている。この回路基板8の上面には、例えば、銅より
なる焦電素子支持台18の導電部が形成されている。ま
た、回路基板8の下面には、インピーダンス変換用のF
ET12およびゲートリーク抵抗体(図示せず)が設け
られている。
【0015】15は焦電素子であり、これは、セラミッ
クを基材とした、例えば、PZT(チタン酸・ジルコン
酸・鉛系の酸化物セラミックス)のような焦電材料から
なる(縦幅L×横幅M×厚みN)が5.4mm×5.4
mm×0.1mmの8角形の焦電体16と、焦電体16
の表面・裏面(回路基板8の上面に対向する面)の所定
領域に例えばスパッタリング法によって形成された一対
の電極(エレメント)17a、17b(図6、図7参
照)とから構成されている。また、焦電素子15の裏面
電極17bは導電性樹脂接着剤などによって焦電素子支
持台18に接着・保持される構成で焦電素子15が回路
基板8の上方に載置されている。なお、焦電素子支持台
18は回路基板8のパターンに接続されている。
【0016】以下、正方形パターンを有する保持孔を備
えた焦電体位置決め用マスクを用い、スパッタリング法
によって焦電体16にそれぞれ一対の電極17a、17
bを形成する方法について簡単に説明する。図3、図4
において、電極形成用の治具は、表面電極パターン17
Aを形成するための表面電極形成用マスク20と、裏面
電極パターン17Bを形成するための表面電極形成用マ
スク21と、正方形パターン22を有する保持孔23を
備えた焦電体位置決め用マスク24とからなる。これら
の材料は、例えばステンレスからなる。
【0017】そして、8角形の焦電体16をそれぞれ保
持孔23に載置すると、8角形の焦電体16の8つの端
面(図5参照)A〜Hの内、4つの端面A,C,E,G
が正方形の保持孔23の4辺a,b,c,dに一致して
保持される(図5参照)ことから、4角形以上の多角
形、例えば5角形の焦電体30を焦電体位置決め用マス
ク24で保持する場合に生じる保持孔23との接触(図
8参照)に比して、焦電体16のずれ31を防止でき、
所望の位置に電極17a、17bを形成できる。
【0018】この実施例のものは上記構成を有するか
ら、赤外線を受光して焦電流の発生源となる焦電体の形
状を、従来の長方形から8角形にしたので、長方形の焦
電体に比して、その面積を広く活用でる。したがって、
電極17a、17bの配置に自由度ができるから、多素
子化を容易に行うことができる。
【0019】また、焦電素子15は導電性の支持台18
を介して回路基板8の上面に載置されているけれども、
焦電体16の面積が広いので、焦電体16に配置される
電極17a、17bと支持台18との距離を従来に比し
て大きく確保することができ、赤外線による受光熱が支
持台18を通して回路基板8へ散逸するのを防止でき
る。したがって、バランスのとれた高感度な焦電型赤外
線検出器を得ることができる。
【0020】なお、本実施例において、(縦幅L×横幅
M×厚みN)が5.4mm×5.4mm×0.1mmの
8角形の焦電体16を加工するには、例えば、50mm
×30mm×15mmのブロック状のPZTを母材とし
て、6.5mm×6.5mm×15mmの角柱を複数得
る。続いて、角柱の正方形断面の4隅をそれぞれに面取
りを施すことにより8角柱の焦電体を得る。その後、厚
みの方向にスライスして必要に応じて研磨処理を施すこ
とにより5.4mm×5.4mm×0.1mmの8角形
の焦電体16を容易に得ることができる。
【0021】
【発明の効果】以上のようにこの発明では、 赤外線を
受光して焦電流の発生源となる焦電体の形状を、従来の
長方形から8角形にしたので、長方形の焦電体に比し
て、その面積を広く活用でる。したがって、電極等のエ
レメントの配置に自由度ができるから、多素子化を容易
に行うことができる。
【0022】また、焦電素子は支持台を介して基板の上
面に載置されているけれども、焦電体の面積が広いの
で、焦電体に配置される電極等のエレメントと支持台と
の距離を従来に比して大きく確保することができ、赤外
線による受光熱が支持台を通して基板へ散逸するのを防
止できる。したがって、バランスのとれた高感度な焦電
型赤外線検出器を得ることができる。
【0023】更に、正方形パターンを有する保持孔を備
えた焦電体位置決め用マスクを用い、蒸着法やスパッタ
リング法によって焦電体に電極等のエレメントを形成す
るにあたり、8角形の焦電体の8つの端面の内、4つの
端面が正方形の保持孔の4辺に一致して保持されること
から、4角形以上の多角形、例えば5角形の焦電体を焦
電体位置決め用マスクで保持する場合に生じる保持孔と
の接触に比して、焦電体のずれを防止でき、所望の位置
に電極等のエレメントを形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す分解斜視図である。
【図2】上記実施例における構成説明図である。
【図3】上記実施例で使用する電極形成用の治具を示す
概略斜視図である。
【図4】上記実施例で使用する電極形成用の治具を示す
構成説明図である。
【図5】上記実施例における焦電体を電極形成用の治具
で保持する保持状態を示す構成説明図である。
【図6】上記実施例における焦電体の表面に形成される
電極パターンの一例を示す構成説明図である。
【図7】上記実施例における焦電体の裏面に形成される
電極パターンの一例を示す構成説明図である。
【図8】5角形の焦電体を電極形成用の治具で保持する
保持状態を示す構成説明図である。
【符号の説明】
1…焦電型赤外線検出器、2…ケース、8…回路基板、
15…焦電素子、16…8角形のセラミックスを素材と
した焦電体、17a,17b…焦電素子の電極、18…
焦電素子支持台(導電部)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ケース内に導電部が形成された基板を設
    け、電極とセラミックスを素材とした焦電体からなる焦
    電素子を前記基板上に設けた焦電型赤外線検出器におい
    て、前記焦電体を8角形に形成してあることを特徴とす
    る焦電型赤外線検出器。
JP11592794A 1994-05-04 1994-05-04 焦電型赤外線検出器 Pending JPH07301558A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11592794A JPH07301558A (ja) 1994-05-04 1994-05-04 焦電型赤外線検出器

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JP11592794A JPH07301558A (ja) 1994-05-04 1994-05-04 焦電型赤外線検出器

Publications (1)

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JPH07301558A true JPH07301558A (ja) 1995-11-14

Family

ID=14674641

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JP11592794A Pending JPH07301558A (ja) 1994-05-04 1994-05-04 焦電型赤外線検出器

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JP (1) JPH07301558A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11237279A (ja) * 1998-02-19 1999-08-31 Matsushita Electric Works Ltd 焦電型赤外線検知素子
JP2016156782A (ja) * 2015-02-26 2016-09-01 株式会社島津製作所 焦電型赤外線検出器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11237279A (ja) * 1998-02-19 1999-08-31 Matsushita Electric Works Ltd 焦電型赤外線検知素子
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