JPS5819518A - 赤外放射検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 不ｇ＠ｗＲはＳ罪作■屑畏−響【岡丁も５のでゐる・こ
の赤外放射検出器は、８個の電極間に挾まれたパイロ電
気素子を具え、このパイｌ電気素子を支持部材によって
支持部から■聞して保持し、さらに前記電極の１つに電
気的に接続された少くとも１個の回路素子を有する回路
を具えている。

赤外放射検出器は、たとえは、侵入者警報器に用いるこ
とができる。侵入者の存在を検出することができるのは
、侵入者が赤外放射の移動源だからである。侵入者によ
って放出される赤外放射は、検出器によって電気信号に
変換され、この電気信号を警報器を作動させるために用
いるこ、とができる。検出器を有害な周囲の影響から充
分に分離して、低周波数で最大の性能を得るためには、
検出器を支持面から離間するように設けるのが一般的で
あする。これは、検出器の他で、の部分からパイロ電気
素子への熱伝搬を最小にし、熱時定数を長くする・基本
的な赤外放射検出器は、１個の電極間に挾まれた１個の
パイロ電気素子を具えることができ４７８４日電気素子
は比較的高いインピーダンスを有するので、電界効果ト
ランジスタ（以下、１１？という）の形態の回路素子を
含むのが曽通であるこのｆｆｌ’ｌ’は、増幅器段重た
はインピーダンス整合手段として機能し、そのゲートは
前記２個の電極の１つに接Ｉ！されている０ より複雑な検出器では、パイロ電気素子の付近であって
且つパイロ電気素子と同じ作問器内に配置される回路は
一層複雑となる・たとえば、英１時許Ｇ１１１．！！１
０，４０１８１！細書は１人力放射の大会な會たは急激
な変化から生じる過剰な電圧からＦｌ’ｌ’のゲー）を
保護する非ＩＩ形回路網を含む検出器を開示している・ この英ｍ時許明細書に開示されているように１パイ何電
気素千ｉ１１！１台塵部材によってヘッダ（ｈａｓｖｉ
ｅｒ　）の支持面に対し一関した状態で保持され、パイ
ロ電気素子付近に設けられた回路素子はカプセル化され
ていないチップである◎これらチップへの多数の電気接
続部をボンディングされたワイヤによって作ることがで
會る。不所望なことに、ワイヤボンディングの技術は、
高価であへ且つ精密に実佇するのが困−であるから、有
効にボンディングされた検出器の生産高が不所望に制限
される。

また、カプセル化されていないチップを使用する結果生
じる他の問題、すなわちチップに対して一定の必要な検
査、たとえば回路素子の低漏れ電流および低電圧雑音の
測定を行うことの困難性が存在する。しかし１これら検
査は、チップを検出器に設けた後に行うことができるが
、この場合には検出器が実質的に完成されるまで不適切
なチップを識別することができないという欠点がある。

後の段階でチップを検査することは高価となる。

その理由は、不適切なチップが、チップ自体のみならず
このチップを具える検出器全体を不合格品とすることと
なるからである０ 本発明によれば、２個の電極間に挾まれたパイロ電気素
子を具え、このパイロ電気素子を支持部材によって支持
面から離間して保持し、さらに前記電極の１つに電気的
に接続された少くとも１個の回路素子を有する回路を具
える赤外放射検出器において、前記回路を、前記支持面
上にあ°り且つ前記回路に電気的に接続された突出導電
り−ｖ纏を有するパッケージ内にカプセル化し一前記支
持部材が前記突出リード線の１つを具えることを特徴と
するもめである。

パイロ電気素子を支持するためにカプセル化パッケージ
のリード線を用いることによって、回路素子とパイロ電
気素子との間の電気接続部を・ボンディングされたワイ
ヤの必要なしに形成することができる・完成された検出
器においてボンディングされたワイヤの数を、かなり減
少させることができ、以下の説明から明らかとなるよう
に、ある場合にはボンディングされたワイヤを全く用い
ることなく検出器を作ることができる。このことは、検
出器をより簡単に且つより正確に作ることができるとい
う利点を有している０その結果、製造コス）を下げ生産
ＩＩな増大させ、これらは最終的な検出器のコス）の低
下に寄与することとなん突出導電リード線を有するパッ
ケージ内にカプセル化された回路を用いることは、Ｓつ
の点で有益である０會ず第１に、検出器の組立が簡単で
あり前筒３に、回路に対して前述の種々の検査を行うこ
とができることである。したがって、不適切な回路を、
これらが検出器に組み込會れる前に、識別し゛排除する
ことができる。その結果、有効な検出−の生産高が増大
する・ パイロ電気素子の一端を、パッケージの導電リード線に
よって支持し、他端を別個の支持柱状部材によって支持
することができる。柱状部材は一前述した従車技術によ
る検出器に用いられる台座よりも３、かなり小ざ〈且つ
安価とすることができ。

る・ カプセル化パッケージは、いわゆる超小形パッケージと
することがで會る。超小形バツナージは、基本的に、１
個の回路素子または複数個の回路素子ｔＡえることので
きる回路をカプセル化するプテスチック材餌の小さなプ
璽ツクである。パッケージの側面から延びる導電リード
線を、回路に適切に電気的に接続する・パッケージは８
つの画表−を有し、導電リード線は主要部に対して横方
向に鴬びている拳さらに、リード線は一接続のための主
表面に沿って延びている・超小形パッケージを設けてこ
れらのリード線を支持面の方に延在させるのが普通であ
る。たとえば、支持面をプリン）回路板とすることもで
きる。この場合、超小形パッケージのリード線を、回路
板上の適切な導体に接続する。対照的に、以下の説明か
ら明らかとなるように、超小形パッケージを本発明検出
器に用いる場合には、その導電リード線が支持面から離
れて延びるように設ける。従来の取り付けの形１１比べ
て、超小形パッケージは効果的にさかさまとなる。

検出器は、１個または直列に接続された８個のパイロ電
気素子を具えることができる。２個のこのようなパイ嘗
電気素子を有する検出器〔普通１双対（Ｄｕａｌ　）検
出器と呼ばれている〕は、両方のパイロ電気素子に共通
の１個の電極または一方のパイロ電気素子に電気的に接
続された他方のバ１ イロ電気素子の電極な有している６従来の双対検出器で
は、これら電極は支持面に向いており、本発明検出器で
は、これら電極は前記支持面から離れる方向に向いてい
る。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明するＯ ！１図は本発明赤外放射検出器の斜視図であり、第２図
は本発明検出器の回路を示し、第ａｇｉは第１図の検出
器のためのパイＵ電気素子の別の形態の平面図である。

第１図に示す赤外放射検出器は、２個のパイロ電気素子
を具える双対（ｎｕａｌ　）検出器である。

コレラパイロ電気素子は、ランタンとマンガンとがドー
プされたチタン酸ジルコン酸鉛のようなパイロ電気材料
の２個の別個の本体から形成される。

この材料についての一層の情報は、英国特許ＧＢ１．５
０４．２８ａ１号に記載されている。２−×Ｉ　Ｍ　Ｘ
　Ｉ　Ｉｓ　Ｏμ讃の寸法とすることのできる各パイロ
電気素子１，２を、２個のニクロム電極８ａと８ｂとの
間、４ａと４ｂとの間に挾む。上側電極３ａ、４ａは、
検出器が応答する波長の赤外放射に対して充分に透過性
がある。電極δａ　、　Ｂ　ｂ。

＊ａ、４ｂは、電極１．２の主表面の大半を覆つている
□これら電極１および富は、従来のＴＯ−ｂアラ［ライ
ンを有することのできるδリード線ヘッダ５の形態の外
匪器の基台から離間されて設けられている。３本のリー
ド＠ｅａ、ｅｂは、ヘッダＳを通り抜けて２本のボスシ
フａおよび）ｂを形成する。これらｌス）のそれぞれは
、ヘッダｂのほぼ平坦な面８上に突き出している。他方
、第８９−ド纏６ｏは、平坦面６に導電的に接続されて
いる＠ パイロ電気素子１，１ｔ−１支持部材によって、平坦面
８に対して離間して配置する。これら支持部材は、導電
り、−ドＩＩ９．１Ｇと柱状部材１４８１６とを具えて
いる。リード線９．１０は、回路をカプセル化するプラ
スチック材料の小さな方形状ブロックであるいわゆる超
小形パッケージ１８の側面から突き出ている。この場合
、回路は、第２図に示されるような電界効果トランジス
タ！と８個のダイオードＤｚ　ｅ　Ｄ＠とな具えている
＠このようなパッケージは、パッケージのＳつの対向側
面のそれヤれから対称的に延びる３本のタブ（ｔａｂ　
）状リード線を有する鳴リード線デバイスであり、その
寸法は約Ｌ８！ｉ　ｗｍ　Ｘ　ＩＪＩＳ　＠　Ｘ　Ｏ，
８ｗｍ。

である・工ｌキシ接着剤を用いて、パッケージ１１を、
その主表面の１つによって平坦面８に固定して突出リー
ド線９．１０，１１，１！が平坦面から延びるようにす
る。実際には、各リード線９．１Ｇ、１１．１１は、そ
れぞれ、脚部９　ａ　ａｌｆｌ＆、１１ａ、１ｌａｅ彫
態の主要部を有している。平坦面８に対して直立の関係
にあるこれら脚部は、超小形パッケージｌδの上側に延
びていゐａｔた、各リードＩＩ　ｅ　＃　ｔ　ｏ　ｅ　
１１　ｅ　１　ｍは、足部１１ｂ、Ｒｏｂ　、ｌｌｂ、
　１ｔｔｂｔ）形態でグツケージから■れた端部を有し
ている・これら足部は、脚部に対して横方向に存在し、
平坦ｔ１８にほぼ平行に延びている。このように、パイ
璽電気素子１．１の電極ｓｂ、４ｂは、それぞれ、足部
９ｂ、ｌＯｂに接しており、ムｂｌｅｓ＋ｔｉｋ　Ｌａ
ｂｏｒａｔｏｒｉａｓ（Ｕ、！１．Ａ　）　カラ市販サ
レテイるＡｂｌｅｌｂＯｎ（１８６７２（商標）のよう
な導電性接着剤を用いて足部に固定されている。電極ｉ
ｂ、＋ｂは、また、柱状部材１４．Ｉｓにそれぞれ接し
ている・柱状部材１４は、絶縁材料たとえば高密度アル
ミナのようなセラミックで作られており、柱状部材１５
は導電性である・実際には、柱状部材ＩＳを、たとえば
金の導電性被覆を有する絶縁材料で作ることもできる。

Ｓ亥た、３個の別個の柱状部材を用いる代りに、電極４
ｂを平坦面８に電気的に接続するための被覆を有する部
分を具えるプロッタの形態の１個の絶縁柱状部材を用い
ることもできる。この場合、ブロックの絶縁部は、電極
８ｂをヘッダの基台から分離する。したがって、パイロ
電気素子２の電極４ｂは、平坦面８したがってヘッダ６
のリード１ｌａｏに導電的に接続される□電ｍｓａｍ４
ａは、金で作ることのできる導電性箔帯１６によって電
気的に接続されている。この導電性箔帯１６を、導電性
接着剤を用いて電極８ａ、４ａに接着し、同様に電極４
ｂを柱状部材ｌ！Ｉに接着する。電極８ｂと柱状部材１
４との間の接着を、非導電性エポキシ接着剤を用いて行
うことができる・パイロ電気素子を支持しない超小形パ
ッケージｘａのｚ本ノリード１ｌ１１．ｌｆｉを、＋れ
−ｒｎボスト７ａ、７ｂを経てヘッダ５のリードｌｌｓ
＆。

６ｂに導電的に接続する・この接続は、たとえば金で作
ることのできる金属箔帯ｉフ；ｘｓによって形成するこ
とができる。金属箔帯１フはボスト７ａとリード線１１
の足部１１ｋ＞とに接し、金属箔帯１８は同様にボスシ
フｂとリード線１８０足部１１ｂとに接している。これ
ら金属箔帯を、導電性接着剤を用いて固定することがで
きる・この点について、帯１１．１？、ｌｌｌに金属箔
を用いる代りに、金属棒またはワイヤを用いることがで
きる。

パッケージ１８の回路素子によって形成される電気回路
と種々の接続とを第８図に示す。通常のように、パイロ
電気素子１．１を、コンデンサとして表わす＠この回路
についての詳細は、英国特許ＧＢ１．５８・０．４０ａ
号明細書に開示されている。簡単に説明するならば、こ
のダイオード回路は、電界効果トランジスタ’Ｊ’（イ
ンピーダンス整合回路の一部を形成する）のゲー）を過
剰な電圧から保護し、肩囲温度の大きな変化に起因する
パイロ電気電圧を漸進的に制限する。

ヘッダｂのリムに曽週のカバ一部材（ｖｌ示せず）を既
知のように取り付けることによって、パイ門電気検出器
が完成される。このカバ一部材は、赤　”外放射を透過
する窓を有している。

以上説明した検出器は、３個の別個のパイロ電気素子体
から形成される３個のパイル電気素子を具える双対検出
器である。これとは別に、第１主表面に２個の電極１０
！１．ｌ０ＪＩと、反対側の第８主表面に１個の共通電
極１０４とを有する共通パイロ電気体１０１から、３個
のパイロ電気素子を形成することができる（第８図参照
）。この１個のパイロ電気体を、第１図に示す別個のパ
イロ電気素子１．８によって置き換えることができる・
この場合、電極１０１，１０８はヘッダ５の平坦面８に
向き、電極１０４は平坦面８とは反対方向に向く。電極
１０！、ｌ０ＪＩｒｔ、前述したように、Ｈ１小形ハ／
’ｒ−シ１８（Ｆ）！Ｊ　−Ｆｌｌ１９　Ｊ！Ｌ　、　
９　ｂと柱状部材１４．ＩＳとにそれぞれ接着する〇本
発明は、また、３個の電極間に同じように挾まれた１個
のパイロ電気素子を具える赤外放射検出量に適用できる
・このような素子を前述したような超小形パッケージと
共に用いる場合には、パッケージ１３のリード線９ａは
、一端でパイロ電気素子を支持し、他端で導電性柱状部
材（たとえば導電性被覆を有する柱状部材）を支持する
０下傭電極をリード線９と導電性柱状部材とに導電的に
接着し、上側電極をパッケージ１８のリード線ｌＯ＆：
導電的に接続する。この接続部は、導電性箔の帯を用い
て作ることができる０パツナージＩＪＩの他のリード線
１１．１１を、前述したヘッダのボス）に接続する〇 パッケージは、もちろん、前述した回路とは異なる回路
を有することができる０たとえば、電界効果）ランジス
タのような１個の回路素子を有することがて會る。この
場合、パッケージはパッケージから地びる８本のリード
線を有するのみである・これらリード線を、それぞれ、
トランジスタのゲージ、ソース、ドレインに接続する。

ゲート・に接続されたリード線は、１個のパイロ電気素
子１を支持するために用いることができる。このパイロ
電気素子の下側電極は、ゲートに接続された前記り一−
ド線に導電的に接着されている・ソースリード線とドレ
インリード線とを、前述したようにヘッダのボス）に接
続する。パイロ電気素子を、ゲートリード線から離れた
端部に支持することができる。この場合、導電性接続部
を、パイロ電気素子の上側電極とヘッダの基台との間に
形成しなければならない。この接続部を、ワイヤボンド
の形態とすることができるが、電極とヘッダとの接触面
積が比較的大きいので、この接着を行うために接着装置
を正確に位置合せすることに困−一は存在しない・

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明赤外放射検出器の斜視図、第２図は、
本発明検出器の回路を示す図・第８ｖｌｉは、１１１図
の検出器のパイロ電気素子の他の形態の平面図である０ １、！・・・パイロ電気素子 ｂ・・・８リード線ヘツダ　？ＳＬ、７ｂ・・・ボスシ
８・・・平坦面　　　　　　９　、１０−・・導電リー
ド線１１．１１・・・リードＩＩ　　ＩＪＩ・・・パッ
ケージ１４．１８・・・柱状部材　１６−導電性箔帯１
７．１８・−金属箔帯　１０１−・・共通パイロ電気体
１０１　、１０１　・・・電極　１０４−・・共通電極
時ｔｒｍ麿人　　エヌ・ベー・フィリップス・フルーイ
ランペン７アプリケン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １２個の電極間に挾まれたパイロ電気素子を具え、この
   パイロ電気素子を支持部材によって支持面から離間して
   保持し、さらに前記電−極の１つに、電気的に接続され
   た少くとも１個の回路素子を有する回路な具える赤外放
   射検出器において、前記回路を、前記支持面上にあり且
   つ前記回、路に電気的に接続された突出導電リード線を
   有するパッケージ内にカプセル化し、前記支−持部材が
   前記突出リード線の１つを具えることを特徴とする赤外
   放射検出器。 九　特許請求の範囲第１項に記載の赤外放射検出器にお
   いて、前記支持部材がさらに絶縁柱状部材を具えること
   を特徴とする赤外放射検出器。 亀　特許請求の範囲第１項または第８項に記載の赤外放
   射検出器において、Ｗｔ記パッケージが、−記支持画に
   一＊＊ｈｔｈはば平坦な園を有し、曽ＩＢ＊ｍ＊−ド纏
   を前記支持−から離れτｍｅさ曽たことな時機とする赤
   外放射検出器・ ４　曹ＷＩＩＷ求の＠１１１１１項から籟墨項のいずれ
   かに配−の赤外放射検出器に詔いて、少くとも、Ａイ田
   電気素子を支持するｆｌｌｌｉｌ！リード線が、−記支
   持■に対して直立する主要部と１こｅ＊要＊ｃ＊ｔ、て
   横方向に延び且り前ｅパッケージ、から■れる端部とを
   有し、鋳記パイ菅電気票子をＩＩＩＩｉ５ｉＩＩＩＫに
   保、持したことを時機とする赤外放射検ＩＢＩＩ・ ｉ　特許請求の＠１１ｍ１１１１から第１項のいずれか
   にｌ！職の赤外放射検出器において、前記回路が電＃効
   果）ランジスタを＾え、との）ランジスタのゲー）を、
   曽配バイ曹電気素子を支持する前記！−ＦｓｉＣ電気的
   に接続したことを轡黴七する赤外放射検出器。 １　特許請求の＠１１１１１項から＠、、Ｉｉ項のいず
   れかに記−の赤外款＃＃に貴器において、前記パツナー
   ジの３本の導電リード線な有する前記支持部材によって
   前記支持−に対して層間して保持した３個のパイロ電気
   素子を具えることを特徴上する赤外放射検出器。　□ ！　特許請求の範１１１１ａ項に記載の赤外放射検出器
   において一曽記回路が電界効果トランジス＃な＾え、こ
   のトランジスタのゲートを、パイｌ電気素子を支持す葛
   前記リード線の一方に接続し、さらにＩＩＩ記ゲー）と
   前記２本の’Ｊｗド纏の他方との間に反対方向に接続さ
   れ１゜たｌ対のダイオードを具えることを特徴とする赤
   外放射検出器・ １＠許−求の範１１１１ａ項會たは第７項に記載の赤外
   放射検ｔＢ―においてｓ　ＩＩ　Ｅ　１個のパイロ電気
   素子ｔζそれヤれが１個の電極間に挾Ｉｓ亥れた３個の
   別個のパイ■電気体から形成したことを時機とする赤外
   放射検出器・ 亀　特許請求の範ＳＳ・項１１たは第１項に３職の赤外
   放射検出器において、前記３領のパイロ電気素子を、パ
   イロ電気材料の共遺体から。 形成し１との共遷体はＳ１ｍ記支持面に向いてに％１１
   １１ｍ表１１ｈ＆ｌ：ｊ−の電極と１反対側のｌＩｓ主
   表画表面上個の共通電極とを有し１この１備の共通電極
   を１前記第１主表面上の８個の電極と重なるよう輪した
   ことを特徴とする赤外放射検出器。 ｉ＆゛時胛請求のＩＩＩ！ＩＩｓ項から第９項のいずれ
   かに記−の赤外放射検出器において、前記支持ＩＨｔが
   言らに導電性注状部材を臭えること費特徴とする赤外、
   放射検出Ｉｌ・ １１−　　豐１１？　＃　求ｅ　１１１１１１１　ａ　
   ＩＩ　ｔＰ　６１１１９　ＩＩ　（Ｆ）　イｆ　ｈかに
   配−の赤外款射検出−において、前記絶縁柱状部材が導
   電性被覆を有する部分を具えること管轡微とする赤外放
   射検出器・ ｌ亀　特許請求の範ｍ嬉１項から１１１１１項のいずれ
   かに記載の赤外款射検ｍｅｙｔｔにおいて、基台を有す
   る外■響を臭え、この基台は、基台のはぼ平坦な面上に
   突出する少くとも３本のダストを＊＊するために基台を
   逼り抜けて延びる導電リード線を有し、前記平坦な面が
   前記支持ｗｔ廖或するこ七を時機とする赤外放射検出器
   。 １１Ｌ　　特許請求の範ｍｓ＋ｓｉｇ會たけ第１項に付
   随する１１１項から１１１１項のいずれかに記載の赤外
   放射検出器において、前記電界効果Ｆう′ンジスタのソ
   ースおよびＶレインを１前記ハツケージの３本の導電リ
   ード線に電気的に接続し、これらリード線のそれヤれを
   、導電帯によって前記ダストの１つに電気的に接続した
   ことを時機とする赤外放射検出器。 １４　　特許請求の範囲’１１１８１１Ｇ−記一の赤外
   放射検出器Ｉ器において、前Ｅｓ本の導電リード線のそ
   れｆれが、前記支持面に対して直立する主要部と、この
   主要部に対して横方向に延び且゛つ前記パッケージから
   離れる端部とな有し、各導電帯を・、前記３本のリード
   線の１つの端部と、前記ダストの１つに保持−し・たこ
   とを時機とする赤外放射検出器・・