JPH09166486A - 焦電センサ素子とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で、小型のセンサ素子を効率よく
形成する。 【解決手段】 焦電効果のあるＰＺＴ等の長方形のセン
サ基板６の一方の面に、長方形の短辺側の両端部をわず
かに残して金属薄膜７が形成されている。このセンサ基
板６の他方の面には、上記一方の面側の金属薄膜７と一
部が上記センサ基板６を挟んで対面するように、基板中
央部で分かれて、長方形の短辺側の両端部に互いに独立
した電極が金属薄膜８により形成されているる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、焦電効果を利用して
赤外線を電気信号に変換する焦電センサ素子とその製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば焦電型赤外線センサ素子の
いわゆるデュアルタイプのものは、図８に示すように、
焦電効果のあるセラミック基板１の表面に、凹字状の電
極２をマトリクス状に蒸着し、裏面には表面の凹字状の
電極２に両端部に対応して各々電極３が蒸着され、これ
らの電極形成後に電極２毎に分割線４で分割してセンサ
素子５が形成されていた。このセンサ素子５は、約５ｍ
ｍ四方の正方形に形成され、受光窓を有したケース内
に、このセンサ素子からの出力信号をインピーダンス変
換するＦＥＴ等とともに収容されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術の場合、センサ素子５を形成するセラミック基
板１から効率よくセンサ素子５を形成しているとは言え
ず、センサ素子自体にも無駄なスペースがあった。従っ
て、セラミック基板１の使用効率が悪く、センサ素子の
小型化及びコストダウンの妨げとなっているものであっ
た。

【０００４】この発明は上記従来の技術の問題点に鑑み
て成されたもので、簡単な構成で、小型のセンサ素子を
効率よく形成することができる焦電センサ素子とその製
造方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、焦電効果の
あるＰＺＴ等の長方形のセンサ基板の一方の面に、長方
形の短辺側の両端部をわずかに残して金属薄膜が形成さ
れ、このセンサ基板の他方の面には、上記一方の面側の
金属薄膜と一部が上記センサ基板を挟んで対面するよう
に、基板中央部で分かれて、長方形の短辺側の両端部に
互いに独立した電極が金属薄膜により形成されている焦
電センサ素子である。

【０００６】またこの発明は、焦電効果のある基板の一
方の面に所定間隔でストライプ状に金属薄膜を形成し、
同様に他方の面にも所定間隔でストライプ状に金属薄膜
を形成し、上記一方の面の金属薄膜と他方の面の金属薄
膜とが互いに各ストライプ間の隙間に対面する位置に形
成され、この基板を、上記一方の面側の金属薄膜の間の
部分でその金属薄膜と平行に分割し他方の面側の金属薄
膜を各々２分割するように分割するとともに、この金属
薄膜の長手方向と直角方向にも上記基板を分割し、分割
後の状態で上記金属薄膜の長手方向の辺が短辺となる長
方形のセンサ素子を形成する焦電センサ素子の製造方法
である。

【０００７】

【作用】この発明の焦電センサ素子とその製造方法は、
一枚の基板から効率良く焦電センサ素子を多数分割して
取ることができ、センサ素子自体も小型化するものであ
る。

【０００８】

【実施例】以下この発明の一実施例について図面に基づ
いて説明する。この実施例の焦電センサ素子５は、図
１、図２に示すように、ＰＺＴやＰＴ等の強誘電体セラ
ミックスのセンサ基板６の表面に、Ｎｉ、ＣｒやＡｇの
金属薄膜７が形成されている。この金属薄膜７は、図１
（Ａ）に示すように、長方形のセンサ基板６の短辺側の
両端部を残して形成されている。また、このセンサ基板
６の裏面には、図１（Ｂ）に示すように、基板中央部を
残して、長方形の短辺側の両端部に互いに独立した電極
となる金属薄膜８が形成されている。このセンサ基板６
は、長辺と短片の比率が約２：１である。

【０００９】この焦電センサ素子５の製造方法は、先
ず、センサ素子５を分割して多数得るためのセラミック
基板１を形成し、分極処理を施した後、このセラミック
基板１の表面側に、図３に示すマスク３０を置いて、金
属薄膜７を蒸着させる。同様に裏面にも、図４に示すマ
スク３２を用いて、電極材料である金属薄膜８を蒸着さ
せる。マスク３０，３２には、各々に金属薄膜７，８を
形成するための開口部３４，３６が形成され、また、位
置合わせ用の透孔３８も、各々に形成されている。これ
により、所定間隔でストライプ状に金属薄膜７，８が形
成される。この金属薄膜７，８は、表面の金属薄膜７と
裏面の金属薄膜８とが互いに各ストライプ間の隙間に対
面する位置に形成される。

【００１０】この後、基板１を個々のセンサ素子５毎に
分割する。分割方法は、表面側の金属薄膜７の間の部分
でその金属薄膜７と平行に分割し、裏面側の金属薄膜８
を各々２分割するように分割する。さらに同時に、この
金属薄膜７の長手方向と直角方向にも基板１を分割し、
分割後のセンサ素子５は、図１に示すように、金属薄膜
７，８の長手方向の辺が、短辺となる長方形に形成され
る。

【００１１】この実施例の焦電センサ素子５は、図５、
図６に示すように、ケース体を構成する円板状の金属製
底板であるハーメチックベース１０と、これを覆う円筒
状のハーメチック用金属製キャップ１２内に収容され
る。キャップ１２には、上面中央部に受光窓１６が形成
され、この受光窓１６には、赤外線入射フィルター１７
が取り付けられている。

【００１２】ハーメチックベース１０上には、図５、図
６に示すセラミック基板２０が載置され、このセラミッ
ク基板２０の表面に形成された回路パターン１８に、抵
抗体２１やＦＥＴ２２がハンダ付けされて取り付けられ
ている。さらに、セラミック基板２０上には、センサ素
子５を支持した一対の金属製の支柱２４の基端部がハン
ダにより固定され、回路パターン１８に接続している。
支柱２４は、例えば、銅の丸棒にハンダメッキしたもの
で、センサ素子５を２本の支柱２４により支持し、さら
に、センサ素子５とセラミック基板２０との間の電気的
接続も図っている。また、センサ素子５は、支柱２４の
先端部に載置されて、例えばエポキシ樹脂に銀等を混合
させた導電性接着剤２６により固定されている。

【００１３】ハーメチックベース１０とセラミック基板
２０の周縁部には、３本のリード端子２８が貫通してい
る。リード端子２８は、センサ素子５を支持した支柱２
４とは別体で、ハーメチックベース１０とセラミック基
板２０に貫通して、その先端部が、ハンダ３０によりセ
ラミック基板２０上の回路パターン１８に接続されると
ともにセラミック基板２０に固定されている。そして、
セラミック基板２０上の回路パターン１８を介して、セ
ラミック基板２０上のＦＥＴ２２等につながっている。

【００１４】キャップ１２は、その周縁部がハーメチッ
クベース１０の周縁部に、抵抗溶接され、完全に内部が
密封される。そして、ケース体内部には、窒素ガスが充
填され、外部環境の変化による特性変動の影響が抑制さ
れる。

【００１５】この実施例の焦電センサ素子の動作は、先
ず、センサ素子５の視野内に赤外線放射体がない場合、
センサ素子５からの出力信号は、ノイズのみであり、検
知信号は出力されない。一方、センサ素子５の視野内を
人等の赤外線放射体が通り過ぎた場合、センサ素子５か
らの出力信号は、人が入った時及び出たときで、各々プ
ラスマイナスに振れる。そして、ＦＥＴ２２により所定
のレベルにインピーダンス変換された検知信号が、リー
ド端子２８から出力される。

【００１６】この実施例の焦電センサ素子によれば、セ
ンサ素子５がセラミック基板１から効率よく分割されて
多数取ることができ、１枚のセラミック基板１から取る
ことができる焦電センサ素子５の数が大幅に増え、コス
トダウンに寄与するとともに、センサ装置の小型化にも
大きく寄与するものである。なお、センサ素子５の大き
さは適宜選択可能なものであり、電極である金属薄膜の
数、形状または幅も適宜設定可能である。

【００１７】次にこの発明の焦電センサ素子の他の実施
例について図７に基づいて説明する。ここで上述の実施
例と同様の部材は同一の符号を付して説明を省略する。
この実施例では、焦電効果のある長方形のセンサ基板６
の表面の一部に、金属薄膜７が形成され、このセンサ基
板６の裏面にも、このセンサ基板６を挟んでこの金属薄
膜７と対面する位置に金属薄膜８による電極が形成され
ている。この金属薄膜７，８は少なくとも一部が、セン
サ基板６を挟んで表裏面で重なり合えば良いもので、そ
の大きさや数は適宜設定可能なものである。

【００１８】この実施例の焦電センサ素子の製造方法
は、焦電効果のある基板１の表面に所定間隔でストライ
プ状に金属薄膜７を形成し、同様に裏面にも所定間隔で
ストライプ状に金属薄膜８を形成する。このとき、表面
の金属薄膜７と裏面の金属薄膜８とが互いにその一部が
センサ基板６を挟んで対面するように形成する。そし
て、金属薄膜７，８のストライプの長手方向と平行な方
向に、この金属薄膜７，８を各々分割する。さらに、こ
の金属薄膜７，８の長手方向と直角方向にも基板１を分
割し、分割後の状態で金属薄膜７，８の長手方向の辺が
短辺となる長方形のセンサ素子５を形成する。

【００１９】この実施例の焦電センサ素子によっても上
記実施例と同様の効果が得られ、さらに、デュアルタイ
プ以外の焦電センサ素子にも利用可能なものである。

【００２０】

【発明の効果】この発明の焦電センサ素子は、簡単な構
成で、多数個取りの基板からセンサ素子を分割して多数
取ることができ、コストダウンに寄与するとともに、セ
ンサ装置の小型化も図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の焦電センサ素子の表面
（Ａ）と裏面（Ｂ）を示す図である。

【図２】この実施例の焦電センサ素子を得るセラミック
基板の部分破断平面図である。

【図３】この実施例の焦電センサ素子を得る表面側の蒸
着用のマスクの平面図である。

【図４】この実施例の焦電センサ素子を得る裏面側の蒸
着用のマスクの平面図である。

【図５】この実施例の焦電センサ素子を取りつけたセン
サ装置の斜視図である。

【図６】この実施例の焦電センサ装置の縦断面図であ
る。

【図７】この発明の他の実施例の焦電センサ素子の平面
図である。

【図８】従来の焦電センサ素子の平面図である。

【符号の説明】

１ 基板 ５ センサ素子 ６ センサ基板 ７，８ 金属薄膜

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焦電効果のある長方形のセンサ基板の一
   方の面に、金属薄膜が形成され、このセンサ基板の他方
   の面にも、このセンサ基板を挟んで上記一方の面の金属
   薄膜と少なくとも一部が対面する位置に金属薄膜による
   電極が形成されている焦電センサ素子。
2. 【請求項２】 焦電効果のある長方形のセンサ基板の一
   方の面に、長方形の短辺側の両端部を残して金属薄膜が
   形成され、このセンサ基板の他方の面には、基板中央部
   を残して、長方形の短辺側の両端部に互いに独立した電
   極が金属薄膜により形成されている焦電センサ素子。
3. 【請求項３】 焦電効果のある基板の一方の面に所定間
   隔でストライプ状に金属薄膜を形成し、同様に他方の面
   にも所定間隔でストライプ状に金属薄膜を形成し、上記
   一方の面の金属薄膜と他方の面の金属薄膜とが互いにそ
   の一部が上記センサ基板を挟んで対面し、この基板を、
   上記一方の面の金属薄膜と平行に分割し、この金属薄膜
   の長手方向と直角方向にも上記基板を分割し、分割後の
   状態で上記金属薄膜の長手方向の辺が短辺となる長方形
   のセンサ素子を形成する焦電センサ素子の製造方法。
4. 【請求項４】 焦電効果のある基板の一方の面に所定間
   隔でストライプ状に金属薄膜を形成し、同様に他方の面
   にも所定間隔でストライプ状に金属薄膜を形成し、上記
   一方の面の金属薄膜と他方の面の金属薄膜とが互いに各
   ストライプ間の隙間に対面する位置に形成され、この基
   板を、上記一方の面側の金属薄膜の間の部分でその金属
   薄膜と平行に分割し他方の面側の金属薄膜を各々２分割
   するように分割するとともに、この金属薄膜の長手方向
   と直角方向にも上記基板を分割し、分割後の状態で上記
   金属薄膜の長手方向の辺が短辺となる長方形のセンサ素
   子を形成する焦電センサ素子の製造方法。