JPH0734335U - 赤外線アレイセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 焦電体基板と回路基板とのはんだバンプ接続
部分の信頼性高い赤外線アレイセンサを提供する。 【構成】 二次元アレイ状に複数の接地電極９を形成し
た焦電体基板８の接地電極形成面15に、接地電極９を外
部のグランド電位に共通接続するための導電性接着剤の
接続部11を形成する。この導電性接着剤の接続部11を接
地電極形成面15の前後、左右、対角のいずれかの対称位
置に複数形成する。この導電性接着剤の接続部11に外部
から熱が加わったとき、導電性接着剤10の膨張、収縮に
よる応力は、各画素のはんだバンプ接続部分に偏りなく
加わり、かつ、バンプ接続部分に加わる応力の大きさは
小さくなり、その応力のばらつきも緩和されるため、各
画素のはんだバンプ４の接続部分の亀裂や欠けや剥れ等
がなくなり、信頼性を高める。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、人体等の赤外線熱源を検知する赤外線アレイセンサに関するもので ある。

【０００２】

【従来の技術】

図６の（ｂ）には、従来の赤外線アレイセンサの要部構成が示されている。図 において、回路基板５上には焦電体基板８が搭載されており、回路基板５上に形 成された複数のはんだバンプ４と、焦電体基板８に設けた複数の電極２とが、導 電ペースト18によって導通接続されている。また、焦電体基板８の表面側には、 複数の接地電極９が形成されている。

【０００３】 前記焦電体基板８には、図７の（ａ）に示されるように、焦電体基板８の片面 （表面）側に、二次元アレイ状に複数（４×４＝16個）の接地電極９が、導体パ ターン３により互いに導通状態で配列配置されており、裏面側には図７の（ｂ） に示されるように、二次元アレイ状に複数（４×４＝16個）の電極２が接地電極 ９に対向する位置に配列配置されて、複数（16個）の画素を有する焦電素子１が 形成されている。

【０００４】 前記焦電体基板８の接地電極形成面15には、図６の（ａ）および図７に示され るように、接地電極９を外部のグランド電位に共通接続するための導電接着剤と しての導電ペーストを用いた接続部11が１箇所形成されている。この１箇所の導 電性接着剤の接続部11は、図６の（ｂ）に示されるように、回路基板５に設けた グランド電位電極６と導電性接着剤10によって導通接続されている。導電性接着 剤10の基材には、エポキシ系、フェノール系樹脂あるいはシリコン系樹脂が用い られている。

【０００５】 図３には、赤外線アレイセンサを構成する各部品の斜視図が示されている。こ れらの各部品を用いて赤外線アレイセンサを組み込み作製するには、まず、回路 基板５の表面上に焦電素子１と、複数のＦＥＴ（電界効果トランジスタ）および 複数の抵抗Ｒ_g を接続し、回路基板５の裏面にも複数のＦＥＴと複数のＲ_g を接 続する。これら各部品を接続した回路基板５の嵌合穴17に、ステム７のシャフト 16を挿入し、回路基板５をステム７に装着する。一方、キャンケース12の窓13に シリコンフィルタ14を嵌め込み、キャンケース12をステム７に被せて、各部品を 組み込み接続した回路基板５をキャンケース12内に収容し、ハーメチックシール により密閉して赤外線アレイセンサを作製する。

【０００６】 図５には、前記赤外線アレイセンサの回路構成が示されている。この赤外線ア レイセンサは、焦電素子１の各画素に抵抗Ｒ_g が並列に接続され、一端側はグラ ンド電位と接続され、他端側はＦＥＴのゲートと接続されて、各画素毎に回路が 形成される。この赤外線アレイセンサに熱源から赤外線が入射され、焦電素子の 各画素が分極して、各画素から電流が流れると、抵抗Ｒ_g により電圧変換され、 ＦＥＴによってインピーダンス変換されて信号が出力され、その信号に基づいて 熱源が検知される。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来の赤外線アレイセンサは、焦電体基板８の接地電極形成面 15に、接地電極９を外部のグランド電位と共通接続するための導電性接着剤の接 続部11を１箇所設け、この１箇所の導電性接着剤の接続部11とグランド電位電極 ６とを、導電性接着剤10によって導通接続する構成のため、この赤外線アレイセ ンサの導電性接着剤の接続部11に外部から温度変化が加わると、導電性接着剤10 は膨張、収縮するが、図４に示すように、導電性接着剤の接続部11は１箇所のた め、焦電体基板８には導電性接着剤10の膨張、収縮により、導電性接着剤の接続 部11に最も近いはんだバンプ４Ａを支点として焦電体基板８には矢印Ｆの方向に 大きな応力が発生し、各画素のはんだバンプ４の接続部分に欠けや亀裂や剥れ等 が発生し易く、赤外線アレイセンサの信頼性を損なうという問題があった。

【０００８】 また、各画素のはんだバンプ４の接続部分の亀裂や欠けや剥れ等の発生具合に より、焦電体基板８と回路基板５の導通状態が劣化し、ノイズの増加、感度不良 を生じるという問題があった。

【０００９】 本考案は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、焦電 体基板と回路基板とのはんだバンプ接続部分の信頼性の高い赤外線アレイセンサ を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案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、 本考案の赤外線アレイセンサは、焦電体基板の片面側に二次元アレイ状に複数の 接地電極が互いに導通状態で配列配置され、この焦電体基板の接地電極形成面に は該接地電極を外部のグランド電位に共通接続するための導電性接着剤の接続部 が形成されている赤外線アレイセンサにおいて、前記導電性接着剤の接続部は前 記焦電体基板の接地電極形成面の少くとも前後、左右、対角のいずれかの対称位 置に形成されていることを特徴として構成されている。

【００１１】

【作用】

焦電体基板上に、二次元アレイ状に複数の接地電極を形成し、この接地電極形 成面の前後、左右、対角のいずれかの対称位置に複数の導電性接着剤の接続部を 形成する。外部からの熱変化が導電性接着剤の接続部に伝達したときに、これら 導電性接着剤は膨張、収縮するが、導電性接着剤の熱膨張、収縮による応力は、 対称位置の導電性接着剤によって、焦電体としての各画素に加わる応力の偏り具 合いが緩和され、平均化される。これにより、各画素のはんだバンプ接続部分に 加わる応力が小さくなって亀裂や欠けや剥れ等がなくなり、ノイズの増加や感度 不良もなく、熱源の正確な検知ができる。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。なお、本実施例の説明にお いて、従来例と同一の名称部分には同一符号を付し、その詳細な重複説明は省略 する。図１には、本実施例に係る赤外線アレイセンサの焦電体基板の要部構成が 示されている。

【００１３】 本実施例の赤外線アレイセンサは、従来例と同様に、人体等の赤外線熱源を検 知するもので、焦電体基板８上に二次元アレイ状に配列配置した複数の接地電極 ９を、回路基板５のグランド電位電極６に共通接続する際に、導電ペースト等の 導電性接着剤10を導電性接着剤の接続部11に塗布して、グランド電位電極６と接 地電極９を共通接続するものである。

【００１４】 本実施例の特徴的なことは、前記導電性接着剤の接続部11を、焦電体基板８の 接地電極形成面15の少くとも前後、左右、対角のいずれかの対称位置に複数形成 したことである。

【００１５】 図１には、本実施例の赤外線アレイセンサの各焦電素子が示されている。本実 施例の各焦電素子１は、従来例と同様に、焦電体基板８の接地電極形成面15に、 二次元アレイ状に複数個（４×４＝16個）の接地電極９を形成した16画素を有す る焦電素子１である。本実施例の焦電素子１は、従来例と同様に、接地電極９を 回路基板５のグランド電位と共通接続するもので、説明の都合上、回路基板側の 導通接続の説明は省略する。

【００１６】 図１の（ａ）に示される焦電素子１は、焦電体基板８の接地電極形成面15の前 後の対称位置に、それぞれ１箇所、計２箇所の導電性接着剤の接続部11を設け、 この導電性接着剤の接続部11に導電性接着剤10を塗布して、回路基板５のグラン ド電位と複数の接地電極９を共通接続するものである。図１の（ｂ）は、焦電体 基板８の接地電極形成面15の対角の対称位置に、それぞれ１箇所、計２箇所の導 電性接着剤の接続部11を形成したものである。また、図１の（ｃ）は、接地電極 形成面15の前後方向の対称位置と、前後方向に直交する左右の対称位置に、それ ぞれ１箇所、計４箇所の導電性接着剤の接続部11を形成したものであり、図１の （ｄ）は、接地電極形成面15の両対角の対称位置に、それぞれ１箇所、計４箇所 の導電性接着剤の接続部11を形成したものである。

【００１７】 本実施例によれば、焦電体基板８の接地電極形成面15の前後、左右、対角のい ずれかの対称位置に、導電性接着剤の接続部11を形成し、この接続部11に導電性 接着剤10を塗布する構成としたので、外部からの熱変化が導電性接着剤10に加わ ったときに、導電性接着剤10は膨張、収縮するが、導電性接着剤10の膨張、収縮 による応力は、対称位置の導電性接着剤10によって各画素のバンプ接続部分に加 わる応力が小さくなり、かつ、その応力の偏りが緩和され、従来のように、各画 素のはんだバンプ４接続部分の亀裂や、欠けや、剥れ等の発生がなくなるので、 赤外線アレイセンサの信頼性を高めることができる。

【００１８】 また、導電性接着剤10の膨張、収縮による応力が各画素のはんだバンプ接続部 分に偏りなく加わり、各画素のバンプ接続部分に加わる応力の大きさが小さくな り、かつ、その応力のばらつきが緩和されるため、はんだバンプ接続部分の亀裂 や欠けや剥れ等がなくなり、焦電体基板と回路基板の導通状態を安定して確保で きるため、ノイズの増加、感度不良を生じることがない。

【００１９】 本考案は上記実施例に限定することはなく、様々な実施の態様を採り得る。例 えば、上記実施例では、焦電体基板８の接地電極形成面15の前後、対角の対称位 置に、それぞれ１箇所、計２箇所あるいは前後、左右、対角の対称位置に、それ ぞれ１箇所、計４箇所に導電性接着剤の接続部11を形成したが、図２に示すよう に、前後の対称位置11ａ，11ｂ，11ｃに、それぞれ導電性接着剤の接続部11を形 成する如く、対称位置に形成する導電性接着剤の接続部11の数は複数形成しても よく、その数は限定しない。この場合、各画素に加わる応力の偏りはさらに平均 化され、はんだバンプ接続部の接続の信頼性がさらに高まる。

【００２０】 また、上記実施例では、焦電素子１の画素数を焦電体基板に二次元アレイ状に ４×４＝16個形成したが、この画素数は、例えば、一次元の２個以上でもよく、 あるいは二次元アレイ状に５×５＝25個でもよく、その画素数は問わない。

【００２１】 さらに、上記実施例では、導電性接着剤10の基材として、エポキシ系、フェノ ール系樹脂あるいはシリコン系樹脂等を用いたが、例えば、アクリル系樹脂でも よく、導電性接着剤10を形成するものならば、その材質を問わない。

【００２２】

【考案の効果】

本考案によれば、焦電体基板の接地電極形成面の前後、左右、対角のいずれか の対称位置に、導電性接着剤の接続部を複数形成する構成としたので、外部から の熱変化が接続部に伝達したとき、この接続部の導電性接着剤は膨張、収縮する が、対称位置の導電性接着剤の熱膨張、収縮による応力は、対称位置の導電性接 着剤により焦電体としての各画素を回路基板の対応する位置にはんだバンプを介 して接続するときに、各画素のはんだバンプ接続部に加わる応力の大きさが小さ くなり、かつ、その応力のばらつきが緩和され、従来のように、各画素のはんだ バンプ接続部分の亀裂や、欠けや、剥れ等の発生防ぐことができるため、赤外線 アレイセンサの信頼性を高めることができる。

【００２３】 また、導電性接着剤の膨張、収縮による応力が、各画素のはんだバンプ接続部 分に偏りなく加わり、かつ、その応力も小さくなり、はんだバンプ接続部分の亀 裂や欠けや剥れ等がなくなるため、焦電体基板と回路基板の導通状態を安定して 確保できるため、ノイズの増加、感度不良の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る赤外線アレイセンサの要部構成
の説明図である。

【図２】本実施例の他構成の焦電素子の説明図である。

【図３】赤外線アレイセンサの分解斜視図である。

【図４】従来の赤外線アレイセンサの回路基板と焦電体
基板に応力歪が加わる状態の説明図である。

【図５】赤外線アレイセンサの回路の説明図である。

【図６】従来の赤外線アレイセンサの要部構成の説明図
である。

【図７】焦電体基板の表裏両面に二次元アレイ状に電極
を形成した焦電素子の説明図である。

【符号の説明】

１ 焦電素子 ５ 回路基板 ８ 焦電体基板 ９ 接地電極 10 導電性接着剤 11 導電性接着剤の接続部 15 接地電極形成面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｎ 21/35 Ｚ 7172−2Ｊ Ｇ０１Ｖ 8/20

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 焦電体基板の片面側に二次元アレイ状に
   複数の接地電極が互いに導通状態で配列配置され、この
   焦電体基板の接地電極形成面には該接地電極を外部のグ
   ランド電位に共通接続するための導電性接着剤の接続部
   が形成されている赤外線アレイセンサにおいて、前記導
   電性接着剤の接続部は前記焦電体基板の接地電極形成面
   の少くとも前後、左右、対角のいずれかの対称位置に形
   成されていることを特徴とする赤外線アレイセンサ。