JPWO2006120862A1 - 赤外線センサおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

複雑な構造や、製造工程を要することなく、光学フィルタのパッケージへの接合信頼性を高めることが可能な赤外線センサ、および、電磁シールド性に優れた赤外線センサを提供する。光学フィルタ３の周辺部の、パッケージ２の開口部２ａの周辺領域に対向する領域に、光学フィルタの周辺部を周回するように溝８０を形成する。また、光学フィルタ３として、抵抗が１ＭΩ／cm以下の光学フィルタを用い、パッケージ２としては、金属材料を用いて主要部が構成されたものを用い、光学フィルタ３とパッケージ２を接合する接着剤として導電性接着剤７を用いる。また、フィルタ本体と該フィルタ本体の表面に絶縁性材料からなる薄膜が形成された光学フィルタを用いる場合に、絶縁性材料からなる薄膜が形成された面から、フィルタ本体にまで達する深さの溝を形成する。

Description

本願発明は、赤外線センサ素子がパッケージ内に収納された構造を有する赤外線センサおよびその製造方法に関し、詳しくは、赤外線センサ素子が、蓋としても機能する光学フィルタとパッケージにより形成される封止空間内に収納された構造を有する赤外線センサおよびその製造方法に関する。

従来の赤外線センサには、図１６(ａ)，(ｂ)に示すように、容器本体５１とステム５２により形成される封止空間５３に、赤外線センサ素子５４を収納するとともに、容器本体５１の上面側に、基板５５の表裏両主面に、所定の波長の赤外線を通過させる赤外線フィルタ層５６ａ，５６ｂを備えたフィルタ（窓材）５７を配設した構造を有する赤外線センサがある（特許文献１参照）。

そして、この赤外線センサにおいては、図１６(ｂ)に示すように、フィルタ５７の下面側の周辺部に段部５７ａを設け、段部５７ａを容器本体５１の上面側の開口部５８に係合させた状態で、フィルタ５７の段部５７ａの表面にスパッタリングにより形成された金属薄膜５９と、容器本体５１の開口部５８とをはんだ６０により接合することにより、フィルタ５７を容器本体５１の開口部５８に取り付けるようにしている。

しかしながら、上記特許文献１の方法の場合、図１６(ｂ)に示すように、フィルタ５７の周辺部に段部５７ａを形成した後に、さらに、段部５７ａの表面に金属薄膜５９をスパッタリング法などの方法により形成することが必要となり、製造工程が複雑になってコストの増大を招くという問題点がある。

また、フィルタ５７の段部５７ａに形成された金属薄膜５９と、容器本体５１の開口部５８とをはんだ６０により接合する際に、はんだ６０を容器本体５１の開口部５８を周回するように全体に行き渡らせて、フィルタ５７と容器本体５１を確実に接合することは容易ではなく、また、段部５７ａと容器本体５１の開口部５８との隙間にばらつきが生じると、フィルタ５７の下面側の赤外線フィルタ層５６ｂ側（すなわち、赤外線フィルタ層５６ａの中央領域）にはんだ６０が流れ込むおそれがあり、視野が遮られることになるなど、信頼性が低いという問題点がある。

また、図１７に示すように、セラミックパッケージ６１の開口部６２の周囲に形成された段部６３に、下面側に赤外線センサ素子６４が取り付けられ、上面側には、一部（窓部）６７のみが赤外線を通過させることができるように、窓部６７以外の領域には赤外線遮断膜６８が配設された蓋部材６５を嵌め込み、蓋部材６５とセラミックパッケージ６１の開口部６２の隙間にエポキシ樹脂などの充填材６６を充填することにより、蓋部材６５をセラミックパッケージ６１に取り付けるようにした構造を有する赤外線センサが提案されている（特許文献２参照）。

しかしながら、この特許文献２の方法の場合、蓋部材６５とセラミックパッケージ６１の対向面に十分に充填材６６が行き渡らず、必ずしも十分に安定した封止を行うことができないという問題点がある。
また、蓋部材６５とセラミックパッケージ６１の対向面に十分に充填材６６を行き渡らせようとすると、充填材６６が蓋部材６５の下面側中央領域にまで流れ込むおそれが生じるという問題点がある。
特開平６−２０１４５４号公報 特開平１０−３１８８２９号公報

本願発明は、上記課題を解決するものであり、複雑な構造や、複雑な製造工程を必要とせずに、接着剤が光学フィルタの視野を遮るような領域にまで流れ込むというような弊害を生じることなく、光学フィルタとパッケージの接合信頼性を向上させることが可能な構成を備えた信頼性の高い赤外線センサおよびその製造方法、さらには、電磁シールド性に優れ、耐電磁波特性の良好な赤外線センサおよびその製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の赤外線センサは、
赤外線センサ素子と、
１つの面が開口した箱形の形状を有し、内部に前記赤外線センサ素子が収納される、表面実装に対応したパッケージと、
所定の波長の赤外線を通過させるように構成された光学フィルタであって、前記パッケージの開口部を覆うように配設され、周辺部が接着剤により前記パッケージの前記開口部の周辺領域に接合され、前記赤外線センサ素子に所定の波長の赤外線を受光させる機能と、前記開口部を封止する蓋としての機能とを同時に果たす光学フィルタと
を具備する赤外線センサにおいて、
前記光学フィルタの周辺部の、前記パッケージの前記開口部の周辺領域に対向する領域には、前記光学フィルタを周回する溝が形成されていること
を特徴としている。

また、請求項２の赤外線センサは、請求項１記載の発明の構成において、
前記光学フィルタが、抵抗が１ＭΩ／cm以下の光学フィルタであり、
前記パッケージが、金属材料を用いて主要部が構成されたものであり、
前記光学フィルタと前記パッケージを接合する接着剤が、導電性接着剤であって、前記光学フィルタと前記パッケージとが該導電性接着剤を介して電気的に接続されていること
を特徴としている。

また、請求項３の赤外線センサは、請求項１または２の発明の構成において、
前記光学フィルタが、前記赤外線センサ素子に所定の波長の赤外線を受光させる機能と、前記開口部を封止する蓋としての機能とを同時に果たすフィルタ本体と、該フィルタ本体の表面に形成された、絶縁性材料からなる薄膜とを備えており、
前記光学フィルタを周回する溝が、前記絶縁性材料からなる薄膜が形成された面から前記フィルタ本体にまで達するように形成されていること
を特徴としている。

また、請求項４の赤外線センサは、請求項１〜３のいずれか発明の構成において、前記パッケージの前記開口部の周辺領域が、前記光学フィルタを周回する溝にはまり込んでいることを特徴としている。

また、請求項５の赤外線センサの製造方法は、請求項１〜３のいずれかに記載の赤外線センサを製造するための方法であって、
一枚に、複数個の赤外線センサ分の光学フィルタを含むマザー光学フィルタに、分割後に、前記光学フィルタを周回する溝となる溝を形成する工程と、
前記溝およびその近傍に接着剤を付与する工程と、
前記赤外線センサ素子が収納された、複数の前記パッケージを、前記開口部の周辺領域が、前記溝およびその近傍に付与された接着剤と接触するように、前記マザー光学フィルタ上に載置し、前記接着剤により、前記マザー光学フィルタに接着固定する工程と、
前記マザー光学フィルタを所定の位置で分割して、個々の赤外線センサとする工程と、
を具備することを特徴としている。

また、請求項６の赤外線センサの製造方法は、
請求項４に記載の赤外線センサを製造するための方法であって、
一枚に、複数個の赤外線センサ分の光学フィルタを含むマザー光学フィルタに、分割後に、前記光学フィルタを周回する溝となる溝を形成する工程と、
前記開口部の周辺領域が、前記マザー光学フィルタに形成された、前記光学フィルタを周回する溝となる溝にはまり込むような態様で、複数の前記パッケージを、前記マザー光学フィルタ上に搭載し、その状態で複数の前記パッケージを前記マザー光学フィルタに接着固定する工程と、
前記マザー光学フィルタを所定の位置で分割して、個々の赤外線センサとする工程と、
を具備することを特徴としている。

請求項１の赤外線センサは、赤外線センサ素子と、内部に赤外線センサ素子が収納される、表面実装に対応したパッケージであって、１つの面が開口した箱形の形状を有するパッケージと、所定の波長の赤外線を通過させるように構成された光学フィルタであって、パッケージの開口部を覆うように配設され、周辺部が接着剤によりパッケージの前記開口部の周辺領域に接合され、赤外線センサ素子に所定の波長の赤外線を受光させる機能と、開口部を封止する蓋としての機能とを同時に果たす光学フィルタとを備えており、光学フィルタの周辺部の、パッケージの開口部の周辺領域に対向する領域には、光学フィルタを周回する溝が形成されているので、溝に保持される接着剤により、光学フィルタの周辺部が、パッケージの開口部の周辺領域に確実に接合されることになる。
また、光学フィルタの周辺部を周回するように形成された溝が、接着剤を保持する機能を果たすことから、接着剤が光学フィルタの周辺部から中央領域に流れ込むことが確実に抑制、防止される。
したがって、複雑な構造や、複雑な製造工程を必要とせずに、かつ、接着剤が光学フィルタの不所望の領域にまで流れ込んで視野を狭くすることを防止しつつ、光学フィルタとパッケージを確実に接合することが可能になり、経済性に優れ、かつ、信頼性の高い赤外線センサを得ることが可能になる。

また、請求項２の赤外線センサのように、請求項１記載の発明の構成において、光学フィルタとして、抵抗が１ＭΩ／cm以下の光学フィルタを用い、パッケージとして、金属材料を用いて主要部が構成されたものを用い、光学フィルタとパッケージを接合する接着剤として、導電性接着剤を用い、光学フィルタとパッケージとを該導電性接着剤を介して電気的に接続するようにした場合、赤外線センサ素子が、互いに電気的に接続された光学フィルタとパッケージとから形成される封止空間に収納されることになるため、電磁シールド性に優れ、耐電磁波特性の良好な赤外線センサを得ることが可能になる。

また、請求項３の赤外線センサのように、請求項１または２の発明の構成において、光学フィルタが、赤外線センサ素子に所定の波長の赤外線を受光させる機能と、開口部を封止する蓋としての機能とを同時に果たすフィルタ本体と、該フィルタ本体の表面に形成された、絶縁性材料からなる薄膜とを備えており、光学フィルタを周回する溝が、絶縁性材料からなる薄膜が形成された面からフィルタ本体にまで達するように形成された構成とした場合にも、溝に保持される接着剤により、光学フィルタの周辺部が、パッケージの開口部の周辺領域に確実に接合されることになる。
したがって、フィルタ本体の表面が絶縁性材料からなる薄膜が形成された光学フィルタを用いる場合にも、複雑な構造や、複雑な製造工程を必要とせずに、かつ、接着剤が光学フィルタの不所望の領域にまで流れ込んで視野を狭くすることを防止しつつ、光学フィルタとパッケージを確実に接合することが可能になり、経済性に優れ、かつ、信頼性の高い赤外線センサを得ることが可能になる。

また、絶縁性材料からなる薄膜が形成された面から、フィルタ本体にまで達する深さの溝に十分な導電性接着剤が保持されることから、導電性接着剤を介して確実に光学フィルタとパッケージを電気的に接続することが可能になり、赤外線センサ素子が、互いに電気的に接続された光学フィルタとパッケージとから形成される封止空間に収納されることになるため、電磁シールド性に優れた信頼性の高い赤外線センサを得ることができる。
なお、本願発明において用いることが可能なフィルタ本体の材質としては、単結晶シリコン、石英やサファイア、フッ化バリウム、スピネルなどが例示される。ただし、本願発明においては、フィルタ本体の材質として他の材質を用いることも可能である。
また、本願発明において、上記薄膜を構成する絶縁性材料としては、例えば、ＺｎＳ、Ｇｅなどを用いることが可能である。

また、請求項４の赤外線センサのように、請求項１〜３のいずれか発明の構成において、パッケージの前記開口部の周辺領域が、光学フィルタを周回する溝にはまり込んだ構成とすることにより、光学フィルタをパッケージにマウントする際の位置精度を向上させることが可能になるとともに、マウント後の光学フィルタの位置ずれを防止することが可能になり、信頼性を向上させることができる。

また、請求項５の赤外線センサの製造方法は、一枚に、複数個の赤外線センサ分の光学フィルタを含むマザー光学フィルタに、分割後に、光学フィルタを周回する溝となる溝を形成し、溝およびその近傍に接着剤を付与し、赤外線センサ素子が収納された、複数のパッケージを、開口部の周辺領域が、溝およびその近傍に付与された接着剤と接触するように、マザー光学フィルタ上に載置し、接着剤により、マザー光学フィルタに接着固定した後、マザー光学フィルタを所定の位置で分割するようにしているので、製造工程においてマザー光学フィルタがパッケージを搬送するためのトレー、あるいは基板として機能することになり、パッケージの接着固定後に、マザー光学フィルタを分割することにより、いわゆる多数個取りの方法で、効率よく、赤外線センサを製造することが可能になる。

また、請求項６の赤外線センサの製造方法は、請求項４に記載の赤外線センサを製造するための方法であって、一枚に、複数個の赤外線センサ分の光学フィルタを含むマザー光学フィルタに、分割後に、光学フィルタを周回する溝となる溝を形成し、開口部の周辺領域が、マザー光学フィルタに形成された、光学フィルタを周回する溝となる溝にはまり込むような態様で、複数のパッケージを、マザー光学フィルタ上に搭載し、その状態で複数のパッケージをマザー光学フィルタに接着固定した後、マザー光学フィルタを所定の位置で分割するようにしているので、製造工程においてマザー光学フィルタがパッケージを搬送するためのトレー、あるいは基板として機能することになり、パッケージの接着固定後に、マザー光学フィルタを分割することにより、いわゆる多数個取りの方法で、効率よく、赤外線センサを製造することが可能になる。

また、パッケージの開口部の周辺領域が、マザー光学フィルタに形成された、光学フィルタを周回する溝となる溝にはまり込むような態様で、複数のパッケージが、マザー光学フィルタ上に搭載されるので、その後の取り扱い工程でパッケージの位置ずれが生じにくくなるため、より確実に、いわゆる多数個取りの方法で、信頼性の高い赤外線センサを効率よく製造することが可能になる。

なお、この請求項６の赤外線センサの製造方法の場合、パッケージの開口部の周辺領域が、マザー光学フィルタに形成された、光学フィルタを周回する溝となる溝にはまり込むようにマザー光学フィルタ上に搭載されることから、位置ずれが生じにくくなるため、パッケージを搭載する前に接着剤を供給しておくことはもちろん、パッケージを搭載してから接着剤を供給してパッケージをマザー光学フィルタに接着固定するように構成することも可能であるため、製造工程の自由度を向上させることが可能になり、製造方法の合理化を進めて、コストの低減を図ることが可能になる。

(ａ)は本願発明の一実施例（実施例１）にかかる赤外線センサを模式的に示す断面図、(ｂ)はその斜視図である。 (ａ)は実施例１の赤外線センサにおいて用いられている光学フィルタの構成を示す斜視図、(ｂ)はその要部を拡大して示す図である。 本願発明の一実施例（実施例１）にかかる赤外線センサの要部構成を示す図である。 (ａ)は本願発明の他の実施例（実施例２）にかかる赤外線センサを模式的に示す断面図、(ｂ)はその斜視図である。 (ａ)は実施例２の赤外線センサにおいて用いられている光学フィルタの構成を示す斜視図、(ｂ)はその要部を拡大して示す図である。 本願発明の実施例２にかかる赤外線センサの要部構成を示す図である。 本願発明の実施例３にかかる赤外線センサの製造方法の一工程を示す図である。 本願発明の実施例３にかかる赤外線センサの製造方法の他の工程を示す図である。 本願発明の実施例３にかかる赤外線センサの製造方法のさらに他の工程を示す図である。 (ａ)は本願発明の一実施例（実施例４）にかかる赤外線センサを模式的に示す断面図、(ｂ)はその斜視図である。 (ａ)は実施例４の赤外線センサにおいて用いられている光学フィルタの構成を示す斜視図、(ｂ)はその要部を拡大して示す図である。 本願発明の一実施例（実施例４）にかかる赤外線センサの要部構成を示す図である。 本願発明の実施例５にかかる赤外線センサの製造方法の一工程を示す図である。 本願発明の実施例５にかかる赤外線センサの製造方法の他の工程を示す図である。 本願発明の実施例５にかかる赤外線センサの製造方法のさらに他の工程を示す図である。 (ａ)，(ｂ)は従来の赤外線センサの構成を示す図である 従来の他の赤外線センサの構成を示す図である。

符号の説明

１ 赤外線センサ素子
１ａ 焦電素子
２ パッケージ
２ａ パッケージの開口部
２ｂ 内部（封止空間）
３ 光学フィルタ
４ 絶縁性材料
５ 外部接続端子（外部電極）
６ 絶縁体（ガラス）
７ 導電性接着剤
８（８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ） 溝
１０ａ，１０ｂ 電極（受光電極）
１１ 配線パターン
１２ 支持部（ベース）
１３ バイパスコンデンサ
１４ ＦＥＴ
１５ 抵抗
２２ 開口部の周辺領域（の先端部）
３３ フィルタ本体
３４ 絶縁性材料からなる薄膜
４３ マザー光学フィルタ
８０ 環状の溝
８０ａ 溝
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３ 溝の深さ
Ｌ 光学フィルタの長さ
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ 光学フィルタの端部から溝の幅方向の中心までの距離
Ｔ 光学フィルタの厚み
Ｗ 光学フィルタの幅
Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３ 溝の幅

以下に本願発明の実施例を示して、本願発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。

図１(ａ)は本願発明の一実施例（実施例１）にかかる赤外線センサを模式的に示す断面図、図１(ｂ)はその斜視図、図２(ａ)はこの実施例１の赤外線センサにおいて用いられている光学フィルタの構成を示す斜視図、図２(ｂ)はその要部を拡大して示す図である。

この赤外線センサは、赤外線センサ素子１と、赤外線センサ素子１がその内部（封止空間）２ｂに収納される、１つの面（図１(ｂ)では上面側）が開口した箱形の形状を有するとともに、内部に配線パターン１１を備え、赤外線センサ素子がその内部に収納される、表面実装に対応した金属製のパッケージ２と、パッケージ２の開口部２ａの全体を覆うように配設され、赤外線センサ素子１に所定の波長の赤外線を受光させる機能と、パッケージ２の開口部２ａを封止する蓋としての機能を同時に果たす光学フィルタ３とを備えている。

赤外線センサ素子１としては、厚み方向に分極された焦電素子１ａの表面に配設された２つの電極（受光電極）１０ａ，１０ｂが、直列に、かつ、逆極性に接続され、２つの受光電極１０ａ，１０ｂに同時に入力する外部雑音（周囲環境の温度変化など）がうち消されるように構成された、いわゆるデュアルタイプの赤外線センサ素子が用いられている。

また、パッケージ２としては、箱形で、上面の略全面が開口した金属製（例えば、４２Ｎｉ、りん青銅、しんちゅう、洋はく、鉄などの金属製）のパッケージが用いられており、パッケージ２の内側および外側の一部は、例えば、ガラスやＬＣＰ樹脂（液晶ポリマー）などの絶縁性材料４でライニングされている。そして、該絶縁性材料４の表面には、赤外線センサの構成に必要な配線パターン１１が形成されている。

また、パッケージ２の開口部２ａの平面形状は長方形とされている。さらに、パッケージ２の底面には、赤外線センサ素子１を支持する支持部（ベース）１２が配設されており、赤外線センサ素子１は支持部（ベース）１２上に支持されている。

パッケージ２の内部には、さらに、赤外線センサを構成するのに必要な、バイパスコンデンサ１３、ＦＥＴ１４、抵抗１５が特に図示しない電極や配線と導通するように配設されている。

また、この実施例１の赤外線センサにおいては、金属製のパッケージ２の所定の位置に、パッケージ２とは導通しないように、絶縁体（この実施例１ではガラス）６により絶縁された、外部接続端子（外部電極）５が設けられている。そして、パッケージ２内に配設された赤外線センサ素子１は、パッケージ２内に配設された配線パターンや、外部接続端子（外部電極）５を介して外部と電気的に接続されるように構成されている。

また、光学フィルタ３としては、抵抗が１ＭΩ／cm以下で、所定の波長の赤外線を通過させる単結晶シリコンからなる光学フィルタが用いられており、この光学フィルタ３は、パッケージ２の上面の開口部２ａに略対応する長方形の平面形状を有している。なお、この実施例１において用いられている光学フィルタ３の寸法は、長さ（Ｌ）Ｌ＝８．８mm、幅（Ｗ）＝６．８mm、厚み（Ｔ）＝０．５mmである。

そして、図２(ａ)，(ｂ)に示すように、光学フィルタ３の周辺部の、パッケージ２の開口部２ａの周辺領域に対向する領域には、光学フィルタ３の各辺に平行に溝８（８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ）が形成されており、各溝８の、両端部で他の溝８と交差している部分より外側（両端側）を除く部分（内側の部分）により、光学フィルタ３の周辺部を周回する環状の溝８０が形成されている。
なお、この実施例では、厚みが０．３０mmのダイシングブレードを用いて光学フィルタ３をハーフカットすることにより、各溝８を形成した。
なお、溝８（８０）は、深さ（Ｄ１）＝０．１mm、幅（Ｗ１）＝０．３０mm（ブレードの幅）で、光学フィルタ３の端部から溝８（８０）の幅方向の中心までの距離（Ｌ１）は０．２４mmである。

そして、図３に示すように、この実施例１の赤外線センサにおいては、光学フィルタ３の、パッケージ２の開口部２ａに対向する面の、環状の溝８０を含む領域と、パッケージ２の開口部２ａの周辺領域とが、導電性接着剤７により機械的に接合され、パッケージ２の開口部２ａが光学フィルタ３により確実に封止されるとともに、光学フィルタ３とパッケージ２とが導電性接着剤７を介して、電気的に確実に接続されている。

上述のように構成された赤外線センサにおいては、光学フィルタ３の周辺部の、パッケージ２の開口部２ａの周辺領域に対向する領域に、光学フィルタ３の周辺部を周回する環状の溝８０が形成され、光学フィルタ３の周辺部を周回するように配設された環状の溝８０に保持された導電性接着剤７により、光学フィルタ３の周辺部が、パッケージ２の開口部２ａの周辺領域に接合されており、光学フィルタ３とパッケージ２は、機械的および電気的に確実に接続されている。
したがって、複雑な構造や、複雑な製造工程を必要とすることなく、光学フィルタ３とパッケージ２の接合信頼性が高く、しかも、赤外線センサ素子１が、互いに電気的に接続された光学フィルタ３とパッケージ２とから形成される封止空間２ｂ内に収納された、電磁シールド性が高く、良好な耐電磁波特性を備えた赤外線センサを提供することが可能になる。
また、この実施例１の赤外線センサにおいては、光学フィルタ３の周辺部を周回する環状の溝８０が、導電性接着剤７を保持する機能を果たすことから、導電性接着剤７が光学フィルタ３の周辺部から中央領域に流れ込むことを抑制、防止することが可能になり、十分な視野を確保して、高い検出信頼性を実現することができる。

なお、この実施例１では光学フィルタ３に用いる光学フィルタ本体として、低抵抗材料からなるものを用いているが、絶縁性材料からなる光学フィルタ本体を用いた場合にも、複雑な製造工程を必要とすることなく、光学フィルタ３とパッケージ２を確実に接合することが可能になるとともに、導電性接着剤７が光学フィルタ３の周辺部から中央領域に流れ込むことを抑制、防止して、十分な視野を確保する（すなわち、中央領域において所定の波長の赤外線を確実に通過させる）ことが可能になり、信頼性の高い赤外線センサを得ることが可能になるという本願発明の基本的な効果を得ることができる。

すなわち、本願発明は、光学フィルタの構成にかかわらず、種々の光学フィルタを用いる場合に適用することが可能であり、例えば、
(１)光学フィルタが低抵抗材料からなるものである場合（実施例１の場合）、
(２)光学フィルタが絶縁性材料からなるフィルタ本体（層）の表面に低抵抗材料（層）を配設したものである場合、
(３)光学フィルタが低抵抗材料からなるフィルタ本体（層）の表面に低抵抗材料（層）を配設したものである場合、
(４)光学フィルタが低抵抗材料からなるフィルタ本体（層）の表面に絶縁性材料（層）を配設したものである場合（後述する実施例２の場合）、
のいずれの場合にも適用することが可能である。

また、この実施例１の赤外線センサは、パッケージ２が配線パターン１１を備えていることから、他の部材に形成すべき配線パターンを少なくして、製品の小型化や部品点数の削減を図ることができる。

また、光学フィルタ３を、他の部品を介さずにパッケージ２に接合することができるため、製品の小型化を図ることが可能になるとともに、製造工程を簡略化してコストの低減を図ることが可能になる。

さらに、パッケージ２が、赤外線センサ素子１を支持する支持部（ベース）１２を備えているため、別途支持部材を必要とすることがなく、さらに、部品点数の削減や、製品の小型化を図ることが可能になる。
また、パッケージ２の底部は従来の赤外線センサのステムの機能を果たすため、この点でも製品の小型化を図ることができる。

図４(ａ)は本願発明の他の実施例（実施例２）にかかる赤外線センサの構成を模式的に示す断面図、図４(ｂ)はその斜視図、図５(ａ)はこの実施例２の赤外線センサにおいて用いられている光学フィルタの構成を示す斜視図、図５(ｂ)はその要部を拡大して示す図である。

この実施例２の赤外線センサは、
(ａ)光学フィルタ３が、抵抗が１ＭΩ／cm以下で、所定の波長の赤外線を通過させるフィルタ本体３３と、パッケージ２に形成された開口部２ａの周辺領域に接合される側の表面（図４(ｂ)では下面）に、蒸着により形成された、絶縁性材料からなる薄膜３４を備えた２層構造を有していること、
(ｂ)光学フィルタ３の、絶縁性材料からなる薄膜３４が形成された面の、パッケージ２の開口部２ａの周辺領域に対向する領域に、薄膜３４が形成された面から、フィルタ本体３３にまで達する深さ（Ｄ２）（図５(ｂ)）の、環状の溝８０が、光学フィルタ３の周辺部を周回するように形成されていること、
において上記実施例１とはその構成を異にしているが、その他の点においては、上記実施例１の赤外線センサと同様の構成を備えている。
なお、この実施例２においては、光学フィルタ３に形成された溝の幅をＷ２、光学フィルタ３の端部から溝８（８０）の幅方向の中心までの距離をＬ２として示している。
なお、図４(ａ)，(ｂ)、図５(ａ)，(ｂ)および図６において、図１(ａ)，(ｂ)、図２(ａ)，(ｂ)および図３と同一符号を付した部分は、同一または相当する部分を示している。

この実施例２の赤外線センサにおいては、図４(ａ)，(ｂ)、図５(ａ)，(ｂ)および図６に示すように、光学フィルタ３の、絶縁性材料からなる薄膜３４が形成された面の周辺部の、パッケージ２の開口部２ａの周辺領域に対向する領域に、絶縁性材料からなる薄膜３４が形成された面から、フィルタ本体３３にまで達する、環状の溝８０が、光学フィルタ３の周辺部を周回するように形成されており、上記実施例１の赤外線センサの場合と同様に、光学フィルタ３に配設された環状の溝８０に保持された導電性接着剤７により、光学フィルタ３の周辺部を、パッケージ２の開口部２ａの周辺領域に確実に接合することが可能になる。

また、この実施例２の赤外線センサにおいては、光学フィルタ３として表面に絶縁性材料からなる薄膜３４が形成されたものが用いられているが、上記環状の溝８０が薄膜３４が形成された面からフィルタ本体３３にまで達するように形成されているため、環状の溝８０に保持された導電性接着剤７により、光学フィルタ３とパッケージ２とが電気的に確実に接続される。したがって、赤外線センサ素子１が、互いに電気的に接続された光学フィルタ３とパッケージ２とから形成される封止空間２ｂ内に収納されることになるため、電磁シールド性に優れた赤外線センサを得ることが可能になる。

また、この実施例２の赤外線センサにおいても、光学フィルタ３の周辺部を周回するように形成された環状の溝８０が、導電性接着剤７を保持する機能を果たすことから、導電性接着剤７が光学フィルタ３の周辺部から中央領域に流れ込むことを抑制、防止することが可能になり、十分な視野を確保して、高い検出信頼性を実現することが可能になる。

また、この実施例２の赤外線センサは、その他の点、すなわち、パッケージ２が配線パターン１１を備えていることから、他の部材に形成すべき配線パターンを少なくして、製品の小型化や部品点数の削減を図ることが可能になること、光学フィルタ３を、他の部品を介さずにパッケージ２に接合することができるため、製品の小型化、製造工程の簡略化を図ることが可能になること、パッケージ２が、赤外線センサ素子１を支持する支持部（ベース）１２を備えているため、別途支持部材を必要とすることがなく、さらに、部品点数の削減や、製品の小型化を図ることが可能になることなどに関し、上記実施例１の赤外線センサと同様の効果を奏する。

なお、上記実施例１および２では、赤外線センサ素子が、焦電素子を用いた、いわゆるデュアルタイプの焦電型の赤外線センサ素子である場合を例にとって説明したが、本願発明において、赤外線センサ素子のタイプに特別の制約はなく、シングルタイプやクワッドタイプ、またはサーモパイル、フォトダイオードなどの種々の赤外線センサ素子を用いた赤外線センサに本願発明を適用することが可能である。

図７〜９は、本願発明の他の実施例（実施例３）にかかる赤外線センサの製造方法（この実施例３では上記実施例１の赤外線センサの製造方法）を示す図である。

この実施例３の赤外線センサの製造方法は、一枚のマザー光学フィルタに、赤外線センサ素子が収納された複数のパッケージを載置し、接着固定した状態で、個々の赤外線センサに分割して、複数個の赤外線センサを同時に製造することができるようにした、赤外線センサの製造方法に関するものである。

この実施例３の方法によれば、まず、例えば、図７に示すように、一枚に、複数個の赤外線センサ分の光学フィルタ３を含むマザー光学フィルタ４３に、分割後に、光学フィルタ３を周回する溝８０となる溝８０ａを形成する。
それから、光学フィルタ３を周回する溝８０となる溝８０ａおよびその近傍に導電接着剤７を付与する。

次に、図８に示すように、赤外線センサ素子が収納された、複数のパッケージ２を、開口部の周辺領域が、溝８０ａおよびその近傍に付与された導電接着剤７と接触するように、マザー光学フィルタ４３上に載置する。
そして、導電接着剤７を硬化させることにより、複数のパッケージ２をマザー光学フィルタ４３に接着固定する。
それから、マザー光学フィルタ４３を所定の位置で分割して、個々の赤外線センサ（図９）を得る。

この実施例３の方法によれば、いわゆる多数個取りの方法で、効率よく、赤外線センサを製造することが可能になる。

図１０(ａ)は本願発明の他の実施例（実施例４）にかかる赤外線センサの構成を模式的に示す断面図、図１０(ｂ)はその斜視図、図１１(ａ)はこの実施例４の赤外線センサにおいて用いられている光学フィルタの構成を示す斜視図、図１１(ｂ)はその要部を拡大して示す図である。また、図１２は、パッケージの開口部の周辺領域が、光学フィルタを周回する溝にはまり込んでいる状態を示す図である。

この実施例４の赤外線センサは、図１０〜図１２に示すように、パッケージ２の開口部２ａの周辺領域（の先端部）２２が、光学フィルタ３を周回し、溝８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄからなる環状の溝８０にはまり込んでおり、パッケージ２の先端部２２は、導電性接着剤７により、光学フィルタ３の溝８０に固着されている。
なお、この実施例４の赤外線センサにおいては、環状の溝８０の幅がパッケージ２の周辺領域（の先端部）２２の幅よりも大きく、周辺領域（の先端部）２２よりも大きくなるように構成されており、パッケージ２を光学フィルタ３上に載置したときに、周辺領域（の先端部）２２が、光学フィルタ３の溝８０にはまり込むように構成されている。

なお、溝８（８０）は、深さ（Ｄ３）＝０．１mm、幅（Ｗ３）＝０．０４mm（ブレードの幅）で、光学フィルタ３の端部から溝８（８０）の幅方向の中心までの距離（Ｌ３）は０．２４mmである。
その他の構成は、上記実施例１の場合と同様である。
また、図１０(ａ)，(ｂ)、図１１(ａ)，(ｂ)、および図１２において、図１(ａ)，(ｂ)、図２(ａ)，(ｂ)および図３と同一符号を付した部分は、同一または相当する部分を示している。

この実施例４の赤外線センサは、上述のように、パッケージ２の開口部２ａの周辺領域（の先端部）２２が、光学フィルタ２を周回する溝８０にはまり込んだ構成を有しており、光学フィルタ３をパッケージ２にマウントする際の位置精度を向上させることが可能になるとともに、マウント後の光学フィルタ３の位置ずれを防止することが可能になり、信頼性の高い赤外線センサを得ることが可能になる。
また、この実施例４の赤外線センサはその他の点においても上記実施例１、２の赤外線センサにおいて得られる効果に準じる効果を得ることができる。

また、この実施例４の赤外線センサにおいても、上記実施例２の場合と同様に、光学フィルタ２として、フィルタ本体と、絶縁性材料からなる薄膜を備えた２層構造を有する光学フィルタを用いることも可能である。

図１３〜１５は、本願発明の他の実施例（実施例５）にかかる赤外線センサの製造方法（この実施例５では上記実施例４の赤外線センサの製造方法）を示す図である。

この実施例５の赤外線センサの製造方法は、一枚のマザー光学フィルタに、赤外線センサ素子が収納された複数のパッケージを載置し、接着固定した状態で、個々の赤外線センサに分割して、複数個の赤外線センサを同時に製造することができるようにした、赤外線センサの製造方法に関するものである。

この実施例５の方法によれば、まず、例えば、図１３に示すように、一枚に、複数個の赤外線センサ分の光学フィルタ３を含むマザー光学フィルタ４３に、分割後に、光学フィルタ３を周回する溝８０となる溝８０ａを形成する。
なお、溝８０ａは、パッケージ２の開口部２ａの周辺領域（の先端部）２２がはまり込むよな幅を持つように形成する。
それから、光学フィルタ３を周回する溝８０となる溝８０ａに導電接着剤７を付与する。

次に、図１４に示すように、赤外線センサ素子が収納された、複数のパッケージ２を、開口部の周辺領域が、溝８０ａにはまり込み、溝８０ａに付与された導電接着剤７と接触するように、マザー光学フィルタ４３上に載置する。

そして、導電接着剤７を硬化させることにより、複数のパッケージ２をマザー光学フィルタ４３に接着固定する。
それから、マザー光学フィルタ４３を所定の位置で分割して、個々の赤外線センサ（図１５）を得る。

この実施例５の方法によれば、いわゆる多数個取りの方法で、効率よく、赤外線センサを製造することが可能になる。

なお、この実施例５の赤外線センサの製造方法の場合、パッケージ２の開口部２ａの周辺領域（の先端部）２２が、マザー光学フィルタ４３に形成された、光学フィルタを周回する溝となる溝８０ａにはまり込むようにマザー光学フィルタ４３上に搭載されることから、位置ずれが生じにくくなるため、パッケージ２を搭載する前に接着剤を供給しておくことはもちろん、パッケージ２を搭載してから接着剤を供給してパッケージ２をマザー光学フィルタ４３に接着固定するように構成することも可能であるため、製造工程の自由度を向上させることが可能になり、製造方法の合理化を図ることができる。

また、上記実施例１〜５では、単結晶シリコンからなる光学フィルタを用いた場合を例にとって説明したが、光学フィルタ本体としては、単結晶シリコン以外にも、例えば、石英やサファイア、フッ化バリウム、スピネルなどの赤外線を通過させる種々の材料からなるものを用いることが可能である。
なお、石英など絶縁物からなるフィルタ本体を用いる場合は、本体表面に金属膜などを蒸着することにより導電性を持たせるようにする。

また、本願発明は、さらにその他の点においても上記実施例１〜５に限定されるものではなく、パッケージの具体的な構成や形状、光学フィルタとパッケージを接合するための接着剤（導電性接着剤）の種類などに関し、発明の範囲内において種々の応用、変形を加えることが可能である。

上述のように本願発明によれば、複雑な構造や、複雑な製造工程を必要とせずに、かつ、接着剤が光学フィルタの不所望の領域にまで流れ込んで視野を狭くすることを防止しつつ、光学フィルタとパッケージを確実に接合することが可能になる。
また、本願発明によれば、赤外線センサ素子が、互いに電気的に接続された光学フィルタとパッケージとから形成される封止空間内に収納された構成を容易かつ確実に実現することが可能になり、赤外線センサの電磁シールド性を向上させることができる。
したがって、本願発明は、人体の検知や、防犯機器などに用いられる汎用の赤外線センサの分野に広く利用することが可能である。

Claims (6)

1. 赤外線センサ素子と、
   １つの面が開口した箱形の形状を有し、内部に前記赤外線センサ素子が収納される、表面実装に対応したパッケージと、
   所定の波長の赤外線を通過させるように構成された光学フィルタであって、前記パッケージの開口部を覆うように配設され、周辺部が接着剤により前記パッケージの前記開口部の周辺領域に接合され、前記赤外線センサ素子に所定の波長の赤外線を受光させる機能と、前記開口部を封止する蓋としての機能とを同時に果たす光学フィルタと
   を具備する赤外線センサにおいて、
   前記光学フィルタの周辺部の、前記パッケージの前記開口部の周辺領域に対向する領域には、前記光学フィルタを周回する溝が形成されていること
   を特徴とする赤外線センサ。
2. 前記光学フィルタが、抵抗が１ＭΩ／cm以下の光学フィルタであり、
   前記パッケージが、金属材料を用いて主要部が構成されたものであり、
   前記光学フィルタと前記パッケージを接合する接着剤が、導電性接着剤であって、前記光学フィルタと前記パッケージとが該導電性接着剤を介して電気的に接続されていること
   を特徴とする請求項１記載の赤外線センサ。
3. 前記光学フィルタが、前記赤外線センサ素子に所定の波長の赤外線を受光させる機能と、前記開口部を封止する蓋としての機能とを同時に果たすフィルタ本体と、該フィルタ本体の表面に形成された、絶縁性材料からなる薄膜とを備えており、
   前記光学フィルタを周回する溝が、前記絶縁性材料からなる薄膜が形成された面から前記フィルタ本体にまで達するように形成されていること
   を特徴とする請求項１または２記載の赤外線センサ。
4. 前記パッケージの前記開口部の周辺領域が、前記光学フィルタを周回する溝にはまり込んでいることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の赤外線センサ。
5. 請求項１〜３のいずれかに記載の赤外線センサを製造するための方法であって、
   一枚に、複数個の赤外線センサ分の光学フィルタを含むマザー光学フィルタに、分割後に、前記光学フィルタを周回する溝となる溝を形成する工程と、
   前記溝およびその近傍に接着剤を付与する工程と、
   前記赤外線センサ素子が収納された、複数の前記パッケージを、前記開口部の周辺領域が、前記溝およびその近傍に付与された接着剤と接触するように、前記マザー光学フィルタ上に載置し、前記接着剤により、前記マザー光学フィルタに接着固定する工程と、
   前記マザー光学フィルタを所定の位置で分割して、個々の赤外線センサとする工程と、
   を具備することを特徴とする赤外線センサの製造方法。
6. 請求項４に記載の赤外線センサを製造するための方法であって、
   一枚に、複数個の赤外線センサ分の光学フィルタを含むマザー光学フィルタに、分割後に、前記光学フィルタを周回する溝となる溝を形成する工程と、
   前記開口部の周辺領域が、前記マザー光学フィルタに形成された、前記光学フィルタを周回する溝となる溝にはまり込むような態様で、前記赤外線センサ素子が収納された、複数の前記パッケージを、前記マザー光学フィルタ上に搭載し、接着剤により、その状態で複数の前記パッケージを前記マザー光学フィルタに接着固定する工程と、
   前記マザー光学フィルタを所定の位置で分割して、個々の赤外線センサとする工程と、
   を具備することを特徴とする赤外線センサの製造方法。

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