JPH11218443A - 焦電センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 赤外線に対する反応速度の低下を防ぐことが
できる焦電センサを提供する。 【解決手段】 【効果】 焦電素子１の裏面にＦＥＴ２を搭載する。焦
電素子１の裏面に設けた接地電極、ソース接続用電極及
びドレイン接続用電極と接続されて焦電素子を支持する
３本のリード端子がステム３を貫通する。ステム３を３
本のリード端子のうち接地電極に電気的に接続されたア
ース用のリード端子５に電気的に接続し、残りの２本の
リード端子５をステム３とは電気的に絶縁する。抵抗素
子を接地電極とステムとの間に配置して接地電極とステ
ムとに電気的に接続して、ゲート抵抗とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、赤外線検出に用い
る焦電センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的な従来の焦電センサは、実開平３
−７２３２８号の第１図ａに示されている。図６は、実
開平３−７２３２８号の第１図ａに示され従来の焦電セ
ンサである。この焦電センサは、ゲート抵抗２１及びＦ
ＥＴ２２の実装部品を、アルミナ基板２３に取付け、焦
電素子２４の受光電極２５と、各実装部品間をリード端
子２６で導通させるとともに焦電素子２４とアルミナ基
板２３とをリード端子２６に支持させてケース２７内に
収納している。

【０００３】ゲート抵抗２１及びＦＥＴ２２の実装にア
ルミナ基板２３を用いる理由は、焦電素子２４の強度の
制約から、これらの部品を焦電素子２４に直接実装する
ことができないと考えられているからである。しかし上
記構造によるときには、ケース２７内にアルミナ基板２
３の設置空間を必要とするため、センサの小型化に限界
があり、また、部品間の配線接続に厄介な回路パターン
を必要とする。

【０００４】焦電素子３１に直接部品を実装した例とし
ては、例えば実開平３−７２３２８号公報の第２図及び
第３図並びに実開昭６２−９７９３２号公報に示された
ものがある。実開平３−７２３２８号公報に示された先
行例では、図７のように焦電素子３１の固有抵抗をゲー
ト抵抗に使用し、実装部品としてチップＦＥＴ３２のみ
を焦電素子３１に形成された電極パターンに導通接続
し、リード端子３３上に焦電素子３１を支えて電極パタ
ーンをリード端子３３に直接導通接続している。また実
開昭６２−９７９３２号公報に示された焦電素子では、
焦電素子のセラミック板の上にゲート抵抗を印刷により
形成している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前者の構造によるとき
には、アルミナ基板が不要となり、センサの小型化を実
現できる。また、焦電素子３１の固有抵抗をゲート抵抗
に利用するため、抵抗器を別個に実装する必要がなく、
焦電素子３１に対する重量負担を軽減するうえには有効
であると思われる。しかしながら焦電素子に固有の抵抗
を利用するため、焦電センサ特性を任意に変更するとき
に抵抗値の変更によって対応することができず、焦電素
子自体を取替える必要があり、このためには、固有抵抗
値が異なる焦電素子を何種類も予め用意しておかなけれ
ばならない。

【０００６】また後者の構造では、ゲート抵抗を印刷し
なければならず製造工程が増える問題が生じるだけでな
く、製造コストが高くなる問題が生じる。更に焦電セン
サの特性を変更するためには、印刷したゲート抵抗の抵
抗値をトリミング作業により調整しなければならず、こ
れも製造工程と製造コストを増大させる原因になってい
る。

【０００７】本発明の目的は、製造工程が少なくて済
み、製造コストを下げることができる焦電センサを提供
することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、赤外線に対する反応
速度の低下を防ぐことができる焦電センサを提供するこ
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、本発明が改良の対象とする焦電センサは、赤外線を
入力として電荷を発生するセラミック板状体の表面に受
光電極が形成され且つ裏面に接地電極、ソース接続用電
極、ドレイン接続用電極及びゲート接続用電極が形成さ
れた焦電素子と、ゲートがゲート接続用電極に接続さ
れ、ソースがソース接続用電極に接続され、ドレインが
ドレイン接続用電極に接続されて焦電素子の裏面に搭載
されたインピーダンス変換用のＦＥＴと、ＦＥＴのゲー
トと焦電素子の接地電極との間に接続されるゲート抵抗
と、焦電素子、ＦＥＴ及びゲート抵抗を収納する一面開
口状のシールドケースと、シールドケースの開口部を塞
ぎ焦電素子の裏面と対向するように配置された導電性を
有するステムと、ステムを貫通し且つ接地電極、ソース
接続用電極及びドレイン接続用電極と接続されて焦電素
子を支持する３本のリード端子とを具備する。そしてス
テムは、３本のリード端子のうち接地電極に電気的に接
続されたアース用のリード端子に電気的に接続されてい
る。また残りの２本のリード端子はステムとは電気的に
絶縁されている。更にゲート抵抗は接地電極とステムと
の間に配置されて接地電極とステムとに電気的に接続さ
れた抵抗素子からなる。

【００１０】本発明によれば、任意の抵抗値の抵抗素子
を接地電極とステムとの間に配置して両者に対して電気
的に接続するだけで、抵抗素子の配置と電気的な接続を
完了することができる。したがって本発明によれば、所
望の焦電センサ特性を得るために任意の抵抗値のゲート
抵抗を使用することができる。その上焦電素子と抵抗素
子との接触面積が小さいため、熱伝導の低下が少なく、
赤外線に対する反応速度の低下を防ぐことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態の一例
を図面を参照して説明する。図１において、本発明の焦
電センサに内蔵する焦電素子１には、ＦＥＴ２を実装
し、導電性を有するステム３上に柱状の抵抗素子４を取
付け、該抵抗素子４と、ステム３上に突出させた３本の
リード端子５とによって焦電素子１の四隅を支持し、シ
ールドケース６によりハーメチックシールされたもので
ある。シールドケース６の上面の赤外線受光窓には光学
フィルタ７が設けられている。

【００１２】焦電素子１は、赤外線を入力として電荷を
発生するセラミック板状体であり、この例では角状チッ
プを用いている。

【００１３】図２（ａ），（ｂ）において、焦電素子１
の表面には、受電電極８、裏面には接地電極９と、ＦＥ
Ｔを搭載するためのドレイン接続用電極１０ａ，ソース
接続用電極１０ｂ及びゲート接続用電極１０ｃとが形成
されている。

【００１４】図３（ａ）において、ＦＥＴのドレイン接
続用電極１０ａ，ソース接続用電極１０ｂ及びゲート接
続用電極１０ｃの要所には黒丸で示すＡ位置に導電性接
着剤を塗布し、図３（ｂ）のように各電極間にまたがっ
てＦＥＴ２のドレイン・ソース・ゲートを接続する。な
お、図中白丸で示すＢ位置は、リード端子の接続位置で
ある。

【００１５】図４（ａ）に示すように、ステム３を貫通
するように３本のリード端子５…がステム３に取付けら
れている。ステム３上には、焦電素子１の接地電極９及
びＦＥＴのドレイン接続用電極１０ａ、ソース接続用電
極１０ｂのＢ位置にそれぞれ対応して３本のリード端子
５の端部が位置している。接地電極９に対応するアース
用のリード端子５はステム３と電気的に接続されてお
り、ドレイン接続用電極１０ａ及びソース接続用電極１
０ｂに対応する２本のリード端子５はステム３とは電気
的に絶縁されている。

【００１６】本案においては、ステム３上の位置Ａに導
電性接着剤を塗布し、図４（ｂ）のように各リード端子
５の立上り高さと同長の柱状の抵抗素子４をステム３上
に直立姿勢で接着する。抵抗素子４はゲート抵抗であ
り、ＦＥＴのゲート接続用電極１０ｃに接続され、ステ
ム３を通してアース用のリード端子５に電気的に導通さ
せる。

【００１７】次に、各リード端子５及び抵抗素子４の頂
部Ｃに、導電性接着剤を塗布し、焦電素子１を接着後、
焼付けを行い、図５（ａ）のように焦電素子１をリード
端子５及び抵抗素子４で支えて固定する。その後、一面
開口状のシールドケース１１を焦電素子１に被せてステ
ム３上に重ね合せ、ステム３でシールドケース１１の開
口部を塞ぐ。その後図５（ｂ）のように接合部を溶接し
てシールを行い、図１に示す焦電センサを完成する。以
上、この例では素子の接着に導電性接着剤を用いたが、
半田を用いて接着することも勿論できる。

【００１８】焦電素子１は、給電用及び接地用の３本の
リード端子５…と、抵抗素子４とによってステム上に安
定に支持される。抵抗素子４は、ＦＥＴのゲート接続用
電極と接地用リード端子５に電気的に接続されてゲート
抵抗として機能する。抵抗素子４には、市販の柱状の抵
抗器を使用でき、抵抗素子４の実装により焦電素子１に
重量の負担をかけず、焦電センサ特性の変更には抵抗素
子の交換によって対応できる。

【００１９】さらに、ステム上から突出する各リード端
子の突出長さ及び抵抗素子の長さを短くして焦電素子に
搭載するＦＥＴをステム上に支えれば、焦電素子の支持
の安定性をより向上できる。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、任意の抵抗値の抵抗素
子を接地電極とステムとの間に配置して両者に対して電
気的に接続するだけで、少ない製造工程と製造コストで
抵抗素子の配置と電気的な接続を完了することができ
る。また本発明によれば、焦電センサ特性の変更には抵
抗素子の交換によって対応できる効果を有する。その上
焦電素子と抵抗素子との接触面積が小さいため、熱伝導
の低下が少なく、赤外線に対する反応速度の低下を防ぐ
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例を示す焦電センサの
断面図である。

【図２】（ａ）は図１で用いる焦電素子の表面図、
（ｂ）は図１で用いる焦電素子の裏面図である。

【図３】（ａ）は焦電素子の裏面に対するＦＥＴの実装
位置を示す図、（ｂ）はＦＥＴの実装並びにリード端子
の取付位置を示す図である。

【図４】（ａ）は抵抗素子の取付要領、（ｂ）は焦電素
子の取付要領を示す図てある。

【図５】（ａ）はシールの要領を示す図、（ｂ）はシー
ルされた焦電センサを示す図である。

【図６】焦電センサの従来例である。

【図７】焦電センサの他の従来例である。

【符号の説明】

１ 焦電素子 ２ ＦＥＴ ３ ステム ４ 抵抗素子 ５ リード端子 ６ シールドケース ７ 光学フィルタ ９ 接地電極 １０ａ，１０ｂ，１０ｃ ＦＥＴのドレイン・ソース・
ゲート接続用電極 １１ ケース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山村 友宏 富山県上新川郡大沢野町下大久保3158番地 北陸電気工業株式会社内 (72)発明者 気田 光朗 埼玉県狭山市新狭山１丁目11番４号 株式 会社大泉製作所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 赤外線を入力として電荷を発生するセラ
   ミック板状体の表面に受光電極が形成され且つ裏面に接
   地電極、ソース接続用電極、ドレイン接続用電極及びゲ
   ート接続用電極が形成された焦電素子と、 ゲートが前記ゲート接続用電極に接続され、ソースが前
   記ソース接続用電極に接続され、ドレインが前記ドレイ
   ン接続用電極に接続されて前記焦電素子の裏面に搭載さ
   れたインピーダンス変換用のＦＥＴと、 前記ＦＥＴの前記ゲートと前記焦電素子の前記接地電極
   との間に接続されるゲート抵抗と、 前記焦電素子、前記ＦＥＴ及び前記ゲート抵抗を収納す
   る一面開口状のシールドケースと、 前記シールドケースの開口部を塞ぎ前記焦電素子の裏面
   と対向するように配置された導電性を有するステムと、 前記ステムを貫通し且つ前記接地電極、前記ソース接続
   用電極及び前記ドレイン接続用電極と接続されて前記焦
   電素子を支持する３本のリード端子とを具備し、 前記ステムは前記３本のリード端子のうち前記接地電極
   に電気的に接続されたアース用の前記リード端子に電気
   的に接続され、 残りの２本の前記リード端子は前記ステムとは電気的に
   絶縁され、 前記ゲート抵抗は前記接地電極と前記ステムとの間に配
   置されて前記接地電極と前記ステムとに電気的に接続さ
   れた抵抗素子からなることを特徴とする焦電センサ。