JPH09297064A - 焦電型赤外線センサ - Google Patents

焦電型赤外線センサ

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JPH09297064A
JPH09297064A JP11248696A JP11248696A JPH09297064A JP H09297064 A JPH09297064 A JP H09297064A JP 11248696 A JP11248696 A JP 11248696A JP 11248696 A JP11248696 A JP 11248696A JP H09297064 A JPH09297064 A JP H09297064A
Authority
JP
Japan
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lens
substrate
spacer
sensor
sensor chip
Prior art date
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Pending
Application number
JP11248696A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshikazu Kawabe
義和 川邉
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 焦電型赤外線センサにおいて、レンズの位置
精度調整が必要であるという課題を解決したものであ
る。 【解決手段】 センサチップ101を実装した回路基板
102とレンズ104の位置をスペーサ103によって
規定し、レンズ104をセンサパッケージに一体化した
ことによって、レンズ104とセンサチップ受光面の位
置精度を向上させたものである。したがって、レンズの
位置調整を省略することができ、センサを小型化するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、放射温度計や、高
温検知装置や、人検知装置などに使用される焦電型赤外
線センサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、放射温度計や高温検知装置や人検
知装置に使用される焦電型赤外線センサは、図4に示す
ような構成を採っていた。
【0003】図4中、センサチップ401は、焦電特性
を示す感応材料で構成され、出力インピーダンス変換用
のFET405および高抵抗を実装した基板402に実
装される。感応材料としては、PT・PZT・PLZT
などのセラミックや薄膜、リチウムタンタレート・TG
Sなどの結晶材料、PVDFなどの有機フィルムがあ
る。
【0004】基板402は、ステム406のピンに半田
付けされ、開口部に赤外線フィルタ膜を形成したシリコ
ン板412を貼り付けたキャン407をステムにかぶせ
溶接封止してセンサパッケージができる。
【0005】さらにセンサパッケージ、レンズ404を
固定したレンズバレル414、415をセンサケースに
取り付け、所定の視野を持つ焦電型赤外線センサが構成
される。
【0006】このときセンサチップ受光面とレンズの位
置精度は、センサチップ・基板・ステム・キャン・セン
サケース、レンズバレル、レンズと8つの部材の精度が
影響しており、実用上所定の仕様を満たすようレンズバ
レルの位置を調整している。特に広角レンズを用いるよ
うな場合、センサチップ受光面とレンズの位置精度がセ
ンサの特性に大きく影響するため、微調整が必要で多く
の工数を要していた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、レンズとセンサチップ受光面の位置を微
調整するのに多くの工数をかけており、部品数も多くセ
ンサの小型化が困難である。そこで、容易にレンズとセ
ンサチップ受光面の必要位置精度を得ることができ、小
型化可能な実装構造が要求されていた。
【0008】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、容易にレンズとセンサチップ受光面の高い
位置精度を得、調整にかかる工数を削減するとともに小
型の焦電型赤外線センサを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、センサチップを実装した基板と、入射赤外
線をセンサチップ受光面上に集光するレンズと、基板へ
の固定部とレンズ固定部とを持ったスペーサと、基板を
固定する封止ベースと、レンズの視野を確保する開口を
持つ封止カバーとを備え、スペーサにより基板とレンズ
の位置精度を規定した状態で封止ベースと前記封止カバ
ーを接合して封止するものである。
【0010】上記スペーサによって、基板とレンズの位
置精度が規定され、センサチップ受光面とレンズの位置
精度はセンサチップ・基板・スペーサ・レンズの4つの
部品精度のみによって決めることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】請求項1に記載の発明は、センサ
チップを実装した基板と、入射赤外線をセンサチップ受
光面上に集光するレンズと、基板への固定部とレンズ固
定部とを持つスペーサと、基板を固定する封止ベース
と、レンズの視野を確保する開口を持つ封止カバーとを
備え、スペーサにより基板とレンズの位置精度を規定し
た状態で封止ベースと前記封止カバーを接合して封止す
るものである。
【0012】そしてこの構成によれば、センサチップ受
光面とレンズの位置精度はセンサチップ・基板・スペー
サ・レンズの4つの部品精度のみによって決めることが
でき、容易に高い精度が得られるとともに、センサケー
スとレンズバレルを省略することができる。
【0013】請求項2に記載の発明は、入出力用の端子
を持ちセンサチップを実装した基板と、入射赤外線をセ
ンサチップ受光面上に集光するレンズと、基板への固定
部とレンズ固定部とを持ったスペーサと、レンズの視野
を確保する開口を持つ封止カバーとを備え、スペーサに
より基板とレンズの位置精度を規定し、封止カバーに基
板を挿入した後、基板側から封止部材を注入し封止する
ものである。
【0014】そしてこの構成によれば、センサチップ受
光面とレンズの位置精度はセンサチップ・基板・スペー
サ・レンズの4つの部品精度のみによって決めることが
でき、容易に高い精度が得られるとともに、センサケー
スとレンズバレルとステムを省略することができる。
【0015】請求項3に記載の発明は、センサチップを
実装した基板と、入射赤外線をセンサチップ受光面上に
集光するレンズと、基板への固定部とレンズ固定部とを
持ったスペーサと、入出力用のリードとを備え、基板と
レンズの位置精度をスペーサにより規定し、基板とスペ
ーサとレンズを固定した後、封止部材で封止するもので
ある。
【0016】そしてこの構成によれば、センサチップ受
光面とレンズの位置精度はセンサチップ・基板・スペー
サ・レンズの4つの部品精度のみによって決めることが
でき、容易に高い精度が得られるとともに、センサケー
スとレンズバレルとステムとキャンを省略することがで
き、封止工程の量産性を高めることができる。
【0017】
【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
【0018】(実施例1)図1に示す様に、実施例1は
センサチップ101、FET105および抵抗値1GΩ
以上の高抵抗を実装した回路基板102、スペーサ10
3、レンズ104、センサ封止ベースとなるステム10
6、封止カバーとなるキャン107、封止材108で構
成される。
【0019】センサチップ101を構成する感応材料に
はPT・PZT・PLZTなどのセラミックや薄膜、リ
チウムタンタレート・TGSなどの結晶材料、PVDF
などの有機フィルムが一般に良く知られている。センサ
の特性に感応部の電気容量が影響するため、感応部およ
びチップの厚みは精度良く加工することが望ましい。
【0020】回路基板102はFET105、高抵抗を
実装した後ステム106に半田付けで固定され、センサ
チップ101は回路基板102をステム106に固定す
る前あるいは後に接着剤あるいは半田付けで固定され
る。
【0021】スペーサ103の一端は回路基板102に
固定し、もう一端にはレンズ104を固定する。このと
きレンズ104の光軸とセンサチップ101の光軸を合
わせ、ずれないように接着剤や半田などを用いて固定す
ると良い。
【0022】レンズ104はSi、Ge、サファイア、
石英ガラス、カルコゲナイドガラス、ポリエチレン樹脂
などの赤外線を透過する材料からなり、目的に応じた赤
外線フィルタ膜あるいは反射防止膜がレンズ表面に形成
されている。コスト重視の場合はポリエチレン樹脂、特
性重視の場合はSiが一般的に用いられる。
【0023】回路基板102、スペーサ103、レンズ
104、ステム106を組終えた後ステム106とキャ
ン107を溶接し、キャン107とレンズ104の隙間
をエポキシ系の接着剤あるいはIn系の低温半田を材料
とする封止材108で封止する。
【0024】上記実施例1において、レンズ104と回
路基板102の間にスペーサ103を置き精度を規定す
ることで、センサチップ101・回路基板102・スペ
ーサ103・レンズ104の4つの部品精度のみによっ
て決めることができ、レンズ104とセンサチップ10
1の位置精度を向上させることができるうえ、本実施例
の構成によりセンサケースおよびレンズバレルが不要と
なりセンサの小型化も可能となる。
【0025】(実施例2)図2に示す様に、実施例2は
センサチップ201、入出力ピン210とFET205
および抵抗値1GΩ以上の高抵抗を実装した回路基板2
02、スペーサ203、レンズ204、封止カバーとな
るキャン207、封止材209で構成される。
【0026】センサチップ201を構成する感応材料に
はPT・PZT・PLZTなどのセラミックや薄膜、リ
チウムタンタレート・TGSなどの結晶材料、PVDF
などの有機フィルムが一般に良く知られている。センサ
の特性に感応部の電気容量が影響するため、感応部およ
びチップの厚みは精度良く加工することが望ましい。
【0027】スペーサ203の一端は回路基板202に
固定し、もう一端にはレンズ204を固定する。このと
きレンズ204の光軸とセンサチップ201の光軸を合
わせ、ずれないように接着剤や半田などを用いて固定す
ると良い。
【0028】レンズ204はSi、Ge、サファイア、
石英ガラス、カルコゲナイドガラス、ポリエチレン樹脂
などの赤外線を透過する材料からなり、目的に応じた赤
外線フィルタ膜あるいは反射防止膜がレンズ表面に形成
されている。コスト重視の場合はポリエチレン樹脂、特
性重視の場合はSiが一般的に用いられる。
【0029】回路基板202、スペーサ203、レンズ
204を組終えた後回路基板202をキャン207に挿
入し、キャン207の隙間をエポキシ樹脂を材料とする
封止材209を注入し封止する。
【0030】上記実施例2において、レンズ204と回
路基板202の間にスペーサ203を置き精度を規定す
ることで、センサチップ201・回路基板202・スペ
ーサ203・レンズ204の4つの部品精度のみによっ
て決めることができ、レンズ204とセンサチップ20
1の位置精度を向上させることができ、本実施例の構成
によりセンサケースおよびレンズバレル、ステムが不要
となりセンサの小型化、低コスト化が可能となる。
【0031】(実施例3)図3に示す様に、実施例3は
センサチップ301、FET305および抵抗値1GΩ
以上の高抵抗を実装した回路基板302、スペーサ30
3、レンズ304、入出力用のリードフレーム310、
封止材311で構成される。
【0032】センサチップ301を構成する感応材料に
はPT・PZT・PLZTなどのセラミックや薄膜、リ
チウムタンタレート・TGSなどの結晶材料、PVDF
などの有機フィルムが一般に良く知られている。センサ
の特性に感応部の電気容量が影響するため、感応部およ
びチップの厚みは精度良く加工することが望ましい。
【0033】スペーサ303の一端は回路基板302に
固定し、もう一端にはレンズ304を固定する。このと
きレンズ304の光軸とセンサチップ301の光軸を合
わせ、ずれないように接着剤や半田などを用いて固定す
ると良い。
【0034】レンズ304はSi、Ge、サファイア、
石英ガラス、カルコゲナイドガラス、ポリエチレン樹脂
などの赤外線を透過する材料からなり、目的に応じた赤
外線フィルタ膜あるいは反射防止膜がレンズ表面に形成
されている。コスト重視の場合はポリエチレン樹脂、特
性重視の場合はSiが一般的に用いられる。
【0035】回路基板302、スペーサ303、レンズ
304を組終えた後回路基板302をリードフレーム3
10に固定し、エポキシ系の樹脂を材料とする封止材3
11をモールドし封止する。
【0036】上記実施例3において、レンズ304と回
路基板302の間にスペーサ303を置き精度を規定す
ることで、センサチップ301・回路基板301・スペ
ーサ303・レンズ304の4つの部品精度のみによっ
て決めることができ、レンズ304とセンサチップ30
1の位置精度を向上させることができ、本実施例の構成
によりセンサケースおよびレンズバレルが不要となりセ
ンサの小型化が図れ、キャンおよびステムが不要となり
封止工程の量産性向上、低コスト化が可能となる。
【0037】
【発明の効果】上記実施例から明らかなように、請求項
1に記載の発明は、レンズと基板の間にスペーサを置き
精度を規定するとともに、レンズを封止カバー、封止ベ
ースと一体化するもので、この構成によればレンズ位置
の調整を省略でき、センサの小型化ができるという効果
を奏する。
【0038】請求項2に記載の発明は、レンズと基板の
間にスペーサを置き精度を規定するとともに、封止材を
用いてレンズとスペーサと基板を封止カバー内に封止す
るもので、この構成によればレンズ位置の調整を省略で
き、センサの小型化、部品コストの低減ができるという
効果を奏する。
【0039】請求項3に記載の発明は、レンズと基板の
間にスペーサを置き精度を規定するとともに、封止材を
用いてレンズとスペーサと基板を封止するもので、この
構成によればレンズ位置の調整を省略でき、センサの小
型化、部品コストの低減、封止工程の量産性向上ができ
るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す焦電型赤外線センサの
断面図
【図2】本発明の一実施例を示す焦電型赤外線センサの
断面図
【図3】本発明の一実施例を示す焦電型赤外線センサの
断面図
【図4】同従来例を示す焦電型赤外線センサの断面図
【符号の説明】
101 センサチップ 102 回路基板 103 スペーサ 104 レンズ 106 ステム 107 キャン

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】センサチップを実装した基板と、入射赤外
    線を前記センサチップ受光面上に集光するレンズと、前
    記基板への固定部と前記レンズ固定部とを持ったスペー
    サと、前記基板を固定する封止ベースと、前記レンズの
    視野を確保する開口を持ち前記封止ベースと組み合わせ
    て接合する封止カバーとを備え、前記スペーサにより前
    記基板と前記レンズの位置精度を規定し、前記封止ベー
    スと前記封止カバーを接合して封止したことを特徴とす
    る焦電型赤外線センサ。
  2. 【請求項2】入出力用の端子を持ちセンサチップを実装
    した基板と、入射赤外線をセンサチップ受光面上に集光
    するレンズと、前記基板への固定部と前記レンズ固定部
    とを持ったスペーサと、前記レンズの視野を確保する開
    口を持つ封止カバーとを備え、前記スペーサにより前記
    基板と前記レンズの位置精度を規定し、前記封止カバー
    に前記基板を挿入した後、前記基板側から封止部材を注
    入し封止したことを特徴とする焦電型赤外線センサ。
  3. 【請求項3】センサチップを実装した基板と、入射赤外
    線を前記センサチップ受光面上に集光するレンズと、前
    記基板への固定部と前記レンズ固定部とを持ったスペー
    サと、入出力用のリードとを備え、前記基板と前記レン
    ズの位置精度を規定し、前記基板と前記スペーサと前記
    レンズを固定した後、封止部材で封止したことを特徴と
    する焦電型赤外線センサ。
JP11248696A 1996-05-07 1996-05-07 焦電型赤外線センサ Pending JPH09297064A (ja)

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Cited By (7)

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