WO2017175504A1 - 計測センサ用パッケージおよび計測センサ - Google Patents

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WO2017175504A1
WO2017175504A1 PCT/JP2017/006689 JP2017006689W WO2017175504A1 WO 2017175504 A1 WO2017175504 A1 WO 2017175504A1 JP 2017006689 W JP2017006689 W JP 2017006689W WO 2017175504 A1 WO2017175504 A1 WO 2017175504A1
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WO
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measurement sensor
conductor layer
ground conductor
sensor package
disposed
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/006689
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English (en)
French (fr)
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泰 大出
宏樹 伊藤
杉本 好正
範高 新納
翔吾 松永
林 拓也
Original Assignee
京セラ株式会社
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Publication date
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Priority to CN201780019915.9A priority patent/CN109069043B/zh
Priority to US16/090,280 priority patent/US10582864B2/en
Priority to EP17778883.3A priority patent/EP3440998B1/en
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    • A61B5/026Measuring blood flow
    • A61B5/0261Measuring blood flow using optical means, e.g. infrared light
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    • A61B5/6813Specially adapted to be attached to a specific body part
    • A61B5/6825Hand
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    • A61B5/6801Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/683Means for maintaining contact with the body
    • A61B5/6838Clamps or clips

Definitions

  • the present invention relates to a measurement sensor package and a measurement sensor.
  • blood flow can be measured using the Doppler effect of light.
  • light When light is irradiated to blood, light is scattered by blood cells such as red blood cells.
  • the moving speed of the blood cell is calculated from the frequency of the irradiation light and the frequency of the scattered light.
  • a measurement sensor that measures blood flow is described as, for example, a self-luminous measurement sensor in Patent Document 1, and an irradiation unit that irradiates light to blood and a light receiving unit that receives scattered light are arranged on a substrate.
  • the front plate is adhered to the substrate by a light-shielding adhesive portion that surrounds each.
  • the package for a measurement sensor is a plate-like base member formed by laminating a plurality of dielectric layers, and includes a first housing recess that houses a light emitting element and a second housing recess that houses a light receiving element.
  • a base provided on one surface, a plate-shaped lid made of an insulating material that covers the first surface of the base and having light transmittance, and an annular shape along four sides of the first surface of the base
  • a bonding material for bonding the first surface of the base and the facing surface of the lid facing the first surface, a light-blocking bonding material, and the base A conductive grounding conductor layer disposed so as to surround the opening of the second housing recess, and light received by the light receiving element disposed on the lid body are regulated.
  • a thin metal layer provided with a throttle hole.
  • a measurement sensor of the present disclosure includes the above-described measurement sensor package, a light emitting element accommodated in the first accommodation recess, and a light receiving element accommodated in the second accommodation recess. .
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the measurement sensor package 11 of FIG. 1 cut along a cutting plane line AA.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the measurement sensor package 11 of FIG. 1 cut along a cutting plane line BB.
  • It is sectional drawing of the package 11B for measurement sensors corresponding to sectional drawing shown in FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a measurement sensor 110.
  • FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of the measurement sensor package 12 of FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the measurement sensor package 12 of FIG. 1 cut along a cutting plane line BB.
  • 3 is a plan perspective view of a measurement sensor package 12.
  • FIG. It is sectional drawing of the measurement sensor package 12A which concerns on 2nd Example of 2nd Embodiment corresponding to sectional drawing shown in FIG.
  • It is sectional drawing of the package 12C for measurement sensors which concerns on 4th Example of 2nd Embodiment corresponding to sectional drawing shown in FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a measurement sensor 120.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the measurement sensor package 13 of FIG. 1 cut along a cutting plane line AA.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the measurement sensor package 13 of FIG. 1 cut along a cutting plane line BB.
  • 18 is a cross-sectional view of a measurement sensor package 13A according to a second example of the third embodiment corresponding to the cross-sectional view shown in FIG. It is sectional drawing of the package 13B for measurement sensors which concerns on 3rd Example of 3rd Embodiment corresponding to sectional drawing shown in FIG.
  • FIG. 10 is a plan perspective view of a second internal ground conductor layer 25B1 in the measurement sensor package 13.
  • FIG. 10 is a plan perspective view of a second internal ground conductor layer 25B2 in the measurement sensor package 13.
  • FIG. 10 is a plan perspective view of a second internal ground conductor layer 25B3 in the measurement sensor package 13.
  • 3 is a cross-sectional view showing a configuration of a measurement sensor 130.
  • FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of the measurement sensor package 14 of FIG. 1 cut along a cutting plane line BB.
  • 5 is a plan perspective view of a first internal ground conductor layer 25A and a second internal ground conductor layer 25B in the measurement sensor package 14.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration of a measurement sensor 140.
  • FIG. 10 is a plan perspective view of a second internal ground conductor layer 25B1 in the measurement sensor package 13.
  • FIG. 10 is a plan perspective view of a second internal ground conductor layer 25B
  • a measurement sensor package and a measurement sensor according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings.
  • the upper and lower sides are distinguished from each other, such as directly below, but this is for convenience and does not limit the upper and lower sides when the measurement sensor or the like is actually used.
  • FIG. 1 is a plan view showing a measurement sensor package 11 according to the first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the measurement sensor package 11 of FIG. 1 cut along a cutting plane line AA
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the measurement sensor package 11 of FIG. 1 cut along a cutting plane line BB.
  • the lid 3 is omitted. It should be noted that the lid 3 is also omitted from the cross-sectional views of the measurement sensor packages described later.
  • the measurement sensor package 11 includes a base 2, a lid 3, a ground conductor layer 4, a thin metal layer 5, and a bonding material 6.
  • the base 2 accommodates a light emitting element and a light receiving element, and includes a base body 20, a signal wiring conductor 23, and an external connection terminal 24.
  • the base body 20 of the present embodiment has a rectangular plate shape and is formed by laminating a plurality of dielectric layers.
  • the base body 20 is provided with at least two recesses, and one of the two recesses is a first storage recess 20a for storing the light emitting element, and the other of the two recesses is It is the 2nd accommodation recessed part 20b which accommodates a light receiving element.
  • the first housing recess 20 a and the second housing recess 20 b are provided so as to open on the same main surface (first surface of the base 2) 21 of the base body 20.
  • the measurement sensor package 11 of the present embodiment can be used for a measurement sensor that measures the flow of a fluid such as a blood flow by utilizing the Doppler effect of light.
  • the measurement sensor includes a light emitting element that irradiates light to the object to be measured and a light receiving element that receives light scattered by the object to be measured.
  • a part of the body such as a finger is irradiated with light from the outside, and light scattered by blood cells contained in blood flowing through the blood vessels under the skin is received, and the frequency Measure blood flow from changes.
  • the light emitting element and the light receiving element are arranged at a predetermined interval based on the positional relationship between the irradiation light and the scattered light.
  • the first receiving recess 20a and the second receiving recess 20b are provided according to the positional relationship of the elements.
  • the size of the first receiving recess 20a and the size of the second receiving recess 20b may be set as appropriate according to the size of the light emitting element and the light receiving element to be stored.
  • the opening of the first receiving recess 20a may be rectangular or square, for example, and the size thereof is, for example, a vertical length of 0.2 mm.
  • the lateral length is 3 mm to 2.0 mm
  • the lateral length is 0.3 mm to 2.0 mm
  • the depth is 0.3 mm to 1.0 mm.
  • the shape of the opening of the second accommodating recess 20b may be, for example, a rectangle or a square.
  • the lateral length is 0.3 mm to 2.0 mm
  • the depth is 0.4 mm to 1.5 mm.
  • the opening shape of the first receiving recess 20a and the second receiving recess 20b may be, for example, a circular shape, a square shape, a rectangular shape, or other shapes. Further, the first receiving recess 20a and the second receiving recess 20b may have a cross-sectional shape parallel to the main surface of the base body 20 that is uniform in the depth direction. As shown in the figure, at a predetermined depth, the cross-sectional shape is the same as the opening shape and is uniform, and after the predetermined depth, the cross-sectional shape is small and uniform to the bottom. There may be.
  • a light emitting element or a light receiving element is mounted on the bottom of the recess, and a connection terminal for electrical connection with the light emitting element or the light receiving element is provided on the surface of the step. It is done.
  • the signal wiring conductor 23 is electrically connected to the light emitting element or the light receiving element, the electric signal input to the light emitting element is transmitted, and the electric signal output from the light receiving element is transmitted.
  • the signal wiring conductor 23 in this embodiment includes a bonding wire that is a connection member connected to the light emitting element or the light receiving element, a connection pad 23a to which the bonding wire is connected, and a connection pad 23a that is electrically connected to the connection pad 23a.
  • the signal via conductor 23b extends from directly below to the other main surface 22 of the base body 20 and an external connection terminal 24 electrically connected to the signal via conductor 23b.
  • the external connection terminal 24 is provided on the other main surface 22 of the base body 20 and is electrically connected to a connection terminal of an external mounting board on which a measurement sensor including the measurement sensor package 11 is mounted and a terminal connection material such as solder. Connected.
  • the external connection terminal 24 is made of, for example, a nickel layer having a thickness of 0.5 to 10 ⁇ m and a gold layer having a thickness of 0.5 to 5 ⁇ m in order to improve wettability with a bonding material such as solder and improve corrosion resistance.
  • the layers may be sequentially deposited by a plating method.
  • the base body 2 can accommodate a light emitting element and a light receiving element and includes a conductor such as the signal wiring conductor 23,
  • the dielectric layer of the base body 20 is made of a ceramic insulating material, and the signal wiring conductor 23 is a conductor. It may be a ceramic wiring board made of a material, or an organic wiring board whose dielectric layer is made of a resin insulating material.
  • each conductor is formed on a dielectric layer made of a ceramic material.
  • the ceramic wiring board is formed from a plurality of ceramic dielectric layers.
  • Examples of the ceramic material used in the ceramic wiring board include an aluminum oxide sintered body, a mullite sintered body, a silicon carbide sintered body, an aluminum nitride sintered body, a silicon nitride sintered body, or a glass ceramic sintered body. A ligature etc. are mentioned.
  • the substrate 2 is an organic wiring substrate
  • a wiring conductor is formed on an insulating layer made of an organic material.
  • the organic wiring board is formed from a plurality of organic dielectric layers.
  • the organic wiring substrate may be any material in which a dielectric layer such as a printed wiring substrate, a build-up wiring substrate, or a flexible wiring substrate is made of an organic material.
  • a dielectric layer such as a printed wiring substrate, a build-up wiring substrate, or a flexible wiring substrate is made of an organic material.
  • the organic material used in the organic wiring board include an epoxy resin, a polyimide resin, a polyester resin, an acrylic resin, a phenol resin, and a fluorine resin.
  • the lid 3 covers one main surface (first surface of the substrate 2) 21 of the substrate body 20 and is bonded to the first surface 21 of the substrate 2 by the bonding material 6.
  • the lid 3 closes and seals the first housing recess 20a and the second housing recess 20b in which the light emitting element and the light receiving element are housed.
  • the lid 3 is a plate-like member made of an insulating material, transmits light emitted from the light emitting element accommodated in the first accommodating recess 20a, and receives light received by the light receiving element accommodated in the second accommodating recess 20b. What is necessary is just to be comprised with the material which has the light transmittance which permeate
  • the surface of the lid 3 is irradiated with light emitted from the light emitting element in a state where, for example, a finger as a measurement object is applied.
  • the lid 3 is made of a conductive material, when the finger is brought into contact with the lid 3, unnecessary charges accumulated in the finger are released from the fingers, and the charge is transferred to the base 2 through the lid 3. Inflow and noise are generated.
  • the lid 3 By configuring the lid 3 with an insulating material, it is possible to prevent unnecessary charges from flowing through the lid 3.
  • the lid 3 needs to transmit the irradiation light and scattered light to the object to be measured. Since the characteristics of the irradiation light and the scattered light are determined by the light emitting element to be mounted, it is sufficient that at least the light emitted from the light emitting element to be mounted is transmitted.
  • the lid 3 may be made of an insulating material having a transmittance of light of the wavelength of 70% or more, preferably 90% or more with respect to the wavelength of light emitted from the light emitting element.
  • a transparent ceramic material such as sapphire, a glass material or a resin material
  • a glass material borosilicate glass, crystallized glass, quartz, soda glass, or the like
  • the resin material polycarbonate resin, unsaturated polyester resin, epoxy resin, or the like can be used.
  • the lid 3 requires a predetermined strength because an object to be measured such as a finger is in direct contact.
  • the strength of the lid 3 depends on the strength and thickness of the constituent material. If it is a transparent ceramic material and a glass material as mentioned above, sufficient intensity
  • the ground conductor layer 4 is a metallized layer disposed on the one main surface 21 of the base body 20 and is provided so as to surround the opening of the second housing recess 20b in which the light receiving element is housed.
  • the ground conductor layer 4 may have a rectangular shape so that the outer shape is along the outer shape of the one main surface 21 of the base body 20, or may have a circular shape, a polygonal shape, or the like.
  • the outer shape of the ground conductor layer 4 is rectangular.
  • the ground conductor layer 4 surrounds the opening of the second housing recess 20b, it is a metallized layer provided with a through hole having at least the same shape as the opening or larger than the opening.
  • the ground conductor layer 4 is applied with a ground potential by being connected to, for example, a ground through conductor (ground via) (not shown) provided on the base 2.
  • ground via ground through conductor
  • the ground conductor layer 4 installed on the surface of the base body 2 is electrically connected to the metal thin layer 5 and the conductive bonding material 6.
  • the metal thin layer 5 can be electrically grounded through the ground via, and the metal thin film acts as an electrical shield from an external charged body (especially a measurement object such as a finger), and noise is mixed into the light receiving element 31. Can be suppressed.
  • the thin metal layer 5 is disposed on the opposite surface 3a of the lid 3 which is the main surface facing the one main surface 21 of the base body 20, that is, the main surface on the opposite side to the main surface on which fingers are in contact.
  • a thin film layer made of a metallic material.
  • the thin metal layer 5 is provided with an aperture 5a which is an opening through which light received by the light receiving element passes and which restricts the passage of light.
  • the metal thin layer 5 appropriately adjusts the size of the aperture hole 5a and the position where the aperture hole 5a is provided, so that the amount of received light necessary for measurement is secured while the unnecessary light from the outside to the second accommodating recess 20b is secured. Ingress can be reduced.
  • the light receiving element receives unnecessary light that enters from the outside, such as external light
  • the received light amount of the unnecessary light is added to the amount of light received by the reflected light from the measurement object in the electrical signal output from the light receiving element.
  • optical noise is generated. Such optical noise can be reduced by the aperture 5a.
  • the metal thin layer 5 also functions as an electromagnetic shield for suppressing electromagnetic waves coming from the outside from entering the second housing recess 20b.
  • the signal wiring conductor 23, in particular, the bonding wire receives the electromagnetic wave that has entered the antenna and causes electromagnetic noise.
  • the influence of optical and electrical noise can be suppressed and the measurement accuracy can be improved.
  • the metal thin layer 5 may be electrically connected to the ground conductor layer 4 and applied with a ground potential.
  • the outer shape of the thin metal layer 5 and the outer shape of the ground conductor layer 4 are the same size.
  • the thin metal layer 5 is formed on the surface of the lid 3 made of a transparent ceramic material or a glass material, for example, Cr, Ti, Al, Cu, Co, Ag, Au, Pd, Pt, Ru, Sn, Ta, Fe, In, Metal materials such as metals such as Ni, W, and alloys thereof can be formed by vapor deposition, sputtering, baking, or the like.
  • the layer thickness of the thin metal layer 5 is, for example, 500 to 4000 mm.
  • the bonding material 6 bonds the base 2 and the lid 3 together. More specifically, the one main surface 21 of the base body 20 and the facing surface 3a of the lid 3 are joined at the outer peripheral portion.
  • the bonding material 6 is provided in an annular shape along the four sides of the rectangular one main surface 21, and ensures airtightness and watertightness in the first housing recess 20 a and the second housing recess 20 b of the base 2. It is a sealing material.
  • the light emitting element and the light receiving element housed in the first housing recess 20a and the second housing recess 20b are both vulnerable to moisture and the like, and the bonding material 6 is an uninterrupted ring in order to prevent moisture from entering from the outside. Provided.
  • the bonding material 6 has a light shielding property. Since the bonding material 6 has a light shielding property, it is possible to prevent light from the outside from entering the first housing recess 20 a and the second housing recess 20 b through the space between the base 2 and the lid 3. .
  • the light shielding property of the bonding material 6 is preferably a light shielding property due to light absorption. From the viewpoint of preventing light from entering from the outside, the light shielding property by reflection may be used, but stray light generated inside the measurement sensor may be reflected by the bonding material 6 and further received by the light receiving element. is there. If the bonding material 6 absorbs light, it can absorb light from the outside to prevent entry, and can also absorb stray light generated inside.
  • the bonding material 6 is configured to include a material having a light shielding property due to such light absorption.
  • the bonding material 6 is obtained, for example, by dispersing a light-absorbing material in a resin adhesive such as an epoxy resin or a conductive silicon resin that has bonding properties between the base 2 and the lid 3.
  • a resin adhesive such as an epoxy resin or a conductive silicon resin that has bonding properties between the base 2 and the lid 3.
  • an inorganic pigment can be used as the light absorbing material.
  • inorganic pigments include carbon pigments such as carbon black, nitride pigments such as titanium black, Cr—Fe—Co, Cu—Co—Mn, Fe—Co—Mn, and Fe—Co—Ni.
  • Metal oxide pigments such as -Cr can be used.
  • the ground conductor layer 4 and the metal thin layer 5 are respectively disposed in a region inside the outer edge of the annular bonding material 6 in a plan view. That is, the ground conductor layer 4 and the metal thin layer 5 are partially interposed between the one main surface 21 of the base body 20 and the facing surface 3a of the lid 3. The lid 3 and the base body 2 are directly joined by the joining material 6 over the entire circumference.
  • the bonding material 6 may have a structure that partially overlaps the ground conductor layer 4 and the metal thin layer 5.
  • the joint strength between the base 2 and the lid 3 can be increased at a place where the ground conductor layer 4 and the metal thin layer 5 are not interposed, and the lid 3 is peeled off. Can be prevented.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the measurement sensor package 11A corresponding to the cross-sectional view shown in FIG. 3
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the measurement sensor package 11B corresponding to the cross-sectional view shown in FIG.
  • the measurement sensor package 11A is different from the above-described measurement sensor package 11 in that it further includes a partitioning portion 7, and the other configurations are the same. Are denoted by the same reference numerals as those of the measurement sensor package 11, and detailed description thereof is omitted.
  • the partition portion 7 in the measurement sensor package 11A is a belt-like member disposed on one main surface (first surface of the substrate 2) 21 of the substrate body 20, and has a light shielding property.
  • the partition portion 7 is disposed between the first accommodation recess 20a and the second accommodation recess 20b, and from the first side 21a of the main surface 21 to the second side 21b parallel to the first side 21a. It extends toward.
  • the first housing recess 20a and the second housing recess 20b are provided side by side in the long side direction of the one main surface 21, the first side 21a and the second side 21b are Parallel long sides.
  • the partition part 7 is provided so as to partition between the first accommodation recess 20a and the second accommodation recess 20b.
  • the light reflected by the facing surface 3 a of the lid 3 without passing through the lid 3 is between the facing surface 3 a of the lid 3 and the one main surface 21 of the base body 20.
  • the reflection may be repeated in the space to reach the second housing recess 20b.
  • the partition portion 7 is provided between the first housing recess 20a and the second housing recess 20b, stray light due to light emitted from the light emitting element reaches the second housing recess 20b by the partition 7. And the generation of optical noise is reduced.
  • the same material as the bonding material 6 can be used.
  • the partition portion 7 can be provided in the same process as the bonding material 6.
  • the partition part 7 is formed at the same height as the bonding material 6, the base body 2 and the lid body 3 can be bonded also between the first receiving recess 20 a and the second receiving recess 20 b. Further, the bonding strength can be further increased.
  • the partition 7 separates the first housing recess 20a and the second housing recess 20b, so that both the ground conductor layer 4 and the metal thin layer 5 are separated from the partition 7 by the second housing recess. It is disposed only on the side of 20b, and is not disposed on the side of the first receiving recess 20a from the partition portion 7.
  • the measurement sensor package 11B is different from the above-described measurement sensor package 11 in that the outer shape of the thin metal layer 5 is smaller than the outer shape of the ground conductor layer 4 in a plan view. Since the other configurations are the same, the same reference numerals as those of the measurement sensor package 11 are given to the same configurations, and detailed description thereof is omitted.
  • the outer shape of the thin metal layer 5 and the outer shape of the ground conductor layer 4 are the same size.
  • the outer shape of the thin metal layer 5 is the same as the ground conductor layer 4. It is smaller than the outer shape.
  • the thin metal layer 5 is covered with the entire ground conductor layer 4 when seen in a plan view.
  • the electric capacity between the thin metal layer 5 and the ground conductor layer 4 becomes less affected by the displacement, The characteristics are stable. Further, when the metal thin layer 5 is smaller than the ground conductor layer 4, the state of the joined body can be visually confirmed, and the sealed state can be easily confirmed.
  • the base body 2 is produced in the same manner as a known multilayer wiring board manufacturing method.
  • the substrate 2 is a ceramic wiring board and the ceramic material is alumina
  • it is suitable for a raw material powder such as alumina (Al 2 O 3 ), silica (SiO 2 ), calcia (CaO), magnesia (MgO), etc.
  • An organic solvent and a solvent are added and mixed to form a slurry, which is formed into a sheet by a known doctor blade method, calendar roll method, or the like to obtain a ceramic green sheet (hereinafter also referred to as a green sheet).
  • the green sheet is punched into a predetermined shape, and an organic solvent and a solvent are added to and mixed with the raw material powder such as tungsten (W) and a glass material to form a metal paste, which is printed on the surface of the green sheet by screen printing or the like.
  • the via conductor is provided with a through hole in the green sheet, and the metal paste is filled into the through hole by screen printing or the like.
  • the metallized layer to be the ground conductor layer 4 is formed on the outermost surface with a metal paste.
  • a plurality of the green sheets obtained in this way are stacked, and these are co-fired at a temperature of about 1600 ° C., thereby producing the substrate 2.
  • a lid 3 obtained by cutting a glass material into a predetermined shape by cutting, cutting or the like is prepared, and a thin metal layer 5 is formed on the opposing surface 3a by vapor deposition, sputtering, baking, or the like.
  • the aperture 5a can be formed by patterning the metal thin film by a photolithography (wet etching) method, a dry etching method, or the like.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of the measurement sensor 110.
  • the measurement sensor 110 includes the measurement sensor packages 11, 11 ⁇ / b> A, 11 ⁇ / b> B, the light emitting element 30 accommodated in the first accommodation recess 20 a, and the light receiving element 31 accommodated in the second accommodation recess 20 b.
  • the measurement sensor 110 mounts the light emitting element 30 and the light receiving element 31 of the measurement sensor package 11, connects the connection pad 23 a with the bonding wire 32, and then bonds the lid 3 to the base body 20 with the bonding material 6. Obtained.
  • the light emitting element 30 can be a semiconductor laser element such as a VCSEL, and the light receiving element 31 can be a variety of photodiodes such as a silicon photodiode, a GaAs photodiode, an InGaAs photodiode, or a germanium photodiode.
  • the light emitting element 30 and the light receiving element 31 may be appropriately selected depending on the type of the object to be measured, the type of parameter to be measured, and the like.
  • the VCSEL that is the light emitting element 30 When measuring the blood flow, for example, as long as the VCSEL that is the light emitting element 30 is capable of emitting laser light having a wavelength of 850 nm in order to measure using the Doppler effect of light.
  • the light emitting element 30 that emits a laser beam having a wavelength according to the measurement purpose may be selected.
  • the light receiving element 31 may be any element that can receive the light emitted from the light emitting element 30 when the received light has no wavelength change from the laser light emitted from the light emitting element 30. If there is a wavelength change, It is sufficient if it can receive light of a wavelength of.
  • the light emitting element 30, the light receiving element 31, and the connection pad 23a are electrically connected by, for example, the bonding wire 32, but flip chip connection, bump connection, connection using an anisotropic conductive film, or the like. Other connection methods may be used.
  • the measurement sensor 110 is used by being mounted on an external mounting board.
  • an external mounting substrate for example, a control element that controls light emission of the light emitting element 30, an arithmetic element that calculates a blood flow velocity and the like from an output signal of the light receiving element 31, and the like are mounted.
  • the light emitting element control current is input to the measurement sensor 110 from the external mounting substrate via the external connection terminal 24 with the fingertip of the finger as the object to be measured being in contact with the surface of the lid 3.
  • Light is input to the light emitting element 30 through the via conductor 23 b and the connection pad 23 a, and measurement light is emitted from the light emitting element 30.
  • the emitted light passes through the lid 3 and is applied to the fingertip, it is scattered by blood cells in the blood.
  • an electrical signal corresponding to the amount of received light is output from the light receiving element 31.
  • the output signal passes through the connection pad 23a and the signal via conductor 23b, and is output from the measurement sensor 110 to the external mounting board via the external connection terminal 24.
  • the signal output from the measurement sensor 110 is input to the arithmetic element.
  • the blood flow velocity can be calculated on the basis of the frequency.
  • the signal via conductor 23 b is configured to be formed in a straight line in the vertical direction in the base body 20, but it is electrically connected from one main surface 21 of the base body 20 to the external connection terminal 24 on the other main surface 22. As long as they are connected, they may be formed not in a straight line but in the base body 20 so as to be shifted by the inner layer wiring, the inner ground conductor layer, or the like.
  • the base 2 may be provided with a ground via conductor that penetrates the base body 20 in the thickness direction.
  • the ground via conductor is electrically connected to, for example, the ground conductor layer 4 and the external connection terminal 24, and is disposed outside the first housing recess 20a and the second housing recess 20b of the base body 20.
  • the ground via conductor guides the electric charge released when the finger of one of the objects to be measured contacts the measurement sensor from the one main surface 21 of the base body 20 to the other main surface 22 of the base body 20. , Release to the outside.
  • the electric charge is induced in this path to be released to the outside, and the generation of electrical noise is suppressed.
  • FIG. 1 is a plan view showing a measurement sensor package 12 according to the second embodiment of the present disclosure
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the measurement sensor package 12 of FIG. 1 cut along a cutting plane line AA
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the measurement sensor package 12 of FIG. 1 cut along a cutting plane line BB.
  • FIG. 9 is a plan perspective view of the measurement sensor package 12.
  • the measurement sensor package 12 includes a base 2, a lid 3, and a first internal ground conductor layer 25A.
  • the base 2 contains a light emitting element and a light receiving element, and includes a base body 20, a signal wiring conductor 23, and an external connection terminal (also referred to as an external ground terminal) 24.
  • the measurement sensor package 12 of this embodiment is different from the above-described measurement sensor package 11 in that the first internal ground conductor layer 25A that shields electromagnetic noise generated on the light emitting element side and traveling toward the light receiving element side is arranged.
  • the other components are the same, but are the same in configuration, and thus the same components are denoted by the same reference numerals as those of the measurement sensor package 11 and detailed description thereof is omitted.
  • the measurement sensor package 12 of the present embodiment has the same configuration as the measurement sensor package 11 described above, and is used for a measurement sensor that measures the flow of a fluid such as a blood flow using the Doppler effect of light. Also good.
  • the first receiving recess 20 a has a first bottom surface 200 on which the light emitting element is placed, and the second receiving recess 20 b It has the 2nd bottom face 203 mounted. Further, a first step portion 201 having a first step surface 202 on which a connection pad (also referred to as an electrode pad) 23a electrically connected to the light emitting element is provided on the inner side surface of the first housing recess 20a. In addition, a second stepped portion 204 having a second stepped surface 205 on which a connection pad 23a electrically connected to the light receiving element is disposed is provided on the inner side surface of the second accommodating recess 20b.
  • the first bottom surface 200 and the second bottom surface 203 are equidistant from the one main surface 21, and the first step surface 202 and the second step surface 205 are from the one main surface 21. It is configured to be equidistant.
  • the main surface 21 is a flat surface on one side of the base body 20 that does not depend on the openings of the first housing recess 20a and the second housing recess 20b, and the distance h1 between the first bottom surface 200 and the first bottom surface 200, which is also a flat surface.
  • the distance h2 between the second bottom surface 203, which is also a flat surface, is equal.
  • the depths of the first receiving recess 20a and the second receiving recess 20b are the same.
  • the first step surface 202 and the second step surface 205 are also flat surfaces, and the distance h3 between the one main surface 21 and the first step surface 202 and the distance between the one main surface 21 and the second step surface 205 are the same.
  • the distance h4 is equal. That is, the first step portion 201 and the second step portion 204 have the same depth.
  • the surface of the lid 3 is irradiated with light emitted from the light emitting element in a state where, for example, a finger as a measurement object is applied. Also in the measurement sensor package 12, similarly to the measurement sensor package 11, it is possible to prevent unnecessary charges from flowing through the lid 3 by configuring the lid 3 with an insulating material.
  • the first internal ground conductor layer 25A is a dielectric layer constituting the base body 20, and is disposed between the first receiving recess 20a and the second receiving recess 20b when seen through the plane.
  • the first internal ground conductor layer 25A is made of a conductive material, and is electrically connected to the ground via conductor 26 that is electrically connected to the external connection terminal 24 inside the base body 20 so as to be grounded. Is provided and functions as an electromagnetic shield.
  • the amount of scattered light from a measurement object received by the light receiving element becomes shorter as the light path length from the light emitting element is scattered by the measurement object to the light receiving element becomes shorter.
  • This increases the sensitivity of the measurement sensor, but if the light emitting element and the light receiving element are simply placed close to each other, the electromagnetic noise generated on the light emitting element side can easily enter the light receiving element side, and the measurement of the measurement sensor Accuracy will be reduced.
  • the electrical signal output from the light receiving element is weak and is greatly affected by electromagnetic noise.
  • the measurement sensor package 12 of the present embodiment has a configuration in which a first bottom surface 200 on which a light emitting element is placed and a second bottom surface 203 on which a light receiving element is placed are close to each other.
  • the first internal ground conductor layer 25A is disposed between the first receiving recess 20a and the second receiving recess 20b, thereby generating on the light emitting element side and moving toward the light receiving element side.
  • the electromagnetic noise that travels in this manner is shielded by the first internal ground conductor layer 25A.
  • electrical crosstalk between the light emitting element side and the light receiving element side is reduced, and highly accurate measurement is possible.
  • the first internal ground conductor layer 25A is disposed between the first receiving recess 20a and the second receiving recess 20b in a plan view, and the first see in a side view. It is disposed between the bottom surface 200 and the first step surface 202. That is, the first internal ground conductor layer 25A is disposed on a path through which electromagnetic noise generated on the light emitting element side propagates toward the light receiving element side. Therefore, according to the measurement sensor package 12, electromagnetic noise generated on the light emitting element side passes through a portion of the base body 20 that separates the first housing recess 20 a and the second housing recess 20 b, thereby receiving the light receiving element. It is possible to effectively suppress the entry to the side, thereby effectively reducing the electrical crosstalk between the light emitting element side and the light receiving element side.
  • the first internal ground conductor layer 25A may have, for example, a circular shape, a square shape, a rectangular shape, or other shapes in plan perspective, but in the present embodiment, the shape shown in FIG. As shown, the first internal ground conductor layer 25A has an elongated shape in a direction intersecting the direction connecting the centroid of the first housing recess 20a and the centroid of the second housing recess 20b when seen in a plan view. Have. That is, the first internal ground conductor layer 25A has a length L1 in the direction intersecting the direction connecting the centroid of the first housing recess 20a and the centroid of the second housing recess 20b in a plan view.
  • the shape is larger than the length L2 in the direction connecting the centroid of the recess 20a and the centroid of the second housing recess 20b.
  • the ratio L1 / L2 of the length L1 to the length L2 is, for example, 2.0 to 10.0. According to such a configuration, electromagnetic noise generated on the light emitting element side is more effectively suppressed from entering the light receiving element side, and electric crosstalk between the light emitting element side and the light receiving element side is more effectively reduced. can do.
  • the direction in which the first internal ground conductor layer 25A extends may be orthogonal to the direction connecting the centroid of the first housing recess 20a and the centroid of the second housing recess 20b.
  • the length L1 of the first internal grounding conductor layer 25A in the direction perpendicular to the direction connecting the centroid of the first housing recess 20a and the centroid of the second housing recess 20b is It may be larger than the length of the first receiving recess 20a and may be longer than the length of the second receiving recess 20b.
  • the measurement sensor package 12 of the present embodiment further includes a signal wiring conductor 23.
  • the signal wiring conductor 23 is electrically connected to the light emitting element or the light receiving element, and an electric signal input to the light emitting element is transmitted, and an electric signal output from the light receiving element is transmitted.
  • the signal wiring conductor 23 in this embodiment includes a bonding wire that is a connection member connected to the light emitting element or the light receiving element, a connection pad 23a to which the bonding wire is connected, and a connection pad 23a that is electrically connected to the connection pad 23a.
  • the signal via conductor 23b extends from directly below to the other main surface 22 of the base body 20 and an external connection terminal 24 electrically connected to the signal via conductor 23b.
  • the external connection terminal 24 is provided on the other main surface 22 of the base body 20, and is electrically connected to the connection terminal of the external mounting substrate on which the measurement sensor including the measurement sensor package 12 is mounted and the terminal connection material such as solder. Connected.
  • the external connection terminal 24 is made of, for example, a nickel layer having a thickness of 0.5 to 10 ⁇ m and a gold layer having a thickness of 0.5 to 5 ⁇ m in order to improve wettability with a bonding material such as solder and improve corrosion resistance.
  • the layers may be sequentially deposited by a plating method.
  • the measurement sensor package 12 of this embodiment may further include a ground conductor layer (also referred to as a lid-side ground conductor layer) 4, a thin metal layer 5, and a bonding material (also referred to as a conductive bonding material) 6.
  • a ground conductor layer also referred to as a lid-side ground conductor layer
  • a thin metal layer also referred to as a conductive bonding material
  • the ground conductor layer 4 is a metallized layer disposed on the one main surface 21 of the base body 20 and is provided so as to surround the opening of the second housing recess 20b in which the light receiving element is housed.
  • the ground conductor layer 4 may have a rectangular shape so that the outer shape is along the outer shape of the one main surface 21 of the base body 20, or may have a circular shape, a polygonal shape, or the like.
  • the outer shape of the ground conductor layer 4 is rectangular.
  • the ground conductor layer 4 surrounds the opening of the second housing recess 20b, it is a metallized layer provided with a through hole having at least the same shape as the opening or larger than the opening.
  • the ground conductor layer 4 is applied with a ground potential by being connected to, for example, a ground through conductor (ground via) (not shown) provided on the base 2.
  • the metal thin layer 5 may be electrically connected to the ground conductor layer 4 and applied with a ground potential.
  • the outer shape of the thin metal layer 5 and the outer shape of the ground conductor layer 4 are the same size.
  • the ground conductor layer 4 and the metal thin layer 5 are respectively disposed in regions inside the bonding material 6 provided in an annular shape in a plan view. That is, the one main surface 21 of the base body 20 and the facing surface 3a of the lid body 3 are directly joined over the entire circumference by the joining material 6 without the ground conductor layer 4 and the metal thin layer 5 interposed.
  • the bonding strength between the base 2 and the lid 3 can be increased, and the peeling of the lid 3 is prevented. can do.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the measurement sensor package 12A according to the second embodiment corresponding to the cross-sectional view shown in FIG.
  • the measurement sensor package 12A of the second embodiment is different from the measurement sensor package 12 described above in that a plurality of first internal ground conductor layers 25A are disposed, and the other configurations are the same. Therefore, the same reference numerals as those of the measurement sensor package 12 are attached to the same components, and detailed description thereof is omitted.
  • a plurality of first internal ground conductor layers 25A are disposed between the first bottom surface 200 and the first step surface 202 when viewed from the side. According to the measurement sensor package 12A, the electromagnetic noise shielding effect by the first internal ground conductor layer 25A can be further improved as compared with the measurement sensor package 12, and the measurement accuracy can be further improved.
  • first internal ground conductor layers 25A are provided.
  • the number of first internal ground conductor layers 25A is not limited to two, and the first bottom surface 200 is not limited to two.
  • Three or more first internal ground conductor layers 25 ⁇ / b> A may be disposed between the first step surface 202 and the first step surface 202.
  • the plurality of first internal ground conductor layers 25A may have shapes different from each other in plan perspective.
  • the plurality of first internal ground conductor layers 25A may be disposed so as to be shifted from each other or overlap each other in plan perspective.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a measurement sensor package 12B according to the third embodiment corresponding to the cross-sectional view shown in FIG.
  • the measurement sensor package 12B of the third embodiment is different from the measurement sensor package 12 in terms of the position of the first internal ground conductor layer 25A in side perspective, and the other configurations are the same.
  • the same components as those in the measurement sensor package 12 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the first internal ground conductor layer 25A is disposed between the first surface of the base body 20 and the first step surface 202 in a side perspective view.
  • the first step surface 202 and the second step surface 205 are provided with the connection pads 23a for electrical connection with the light emitting element or the light receiving element.
  • the connection pad 23a and the light emitting element or the light receiving element are electrically connected by, for example, a bonding wire, the bonding wire is exposed. Therefore, there is a risk that electromagnetic noise generated from the current flowing through the bonding wire that electrically connects the connection pad 23a and the light emitting element enters the light receiving element side and causes electrical crosstalk between the light emitting element side and the light receiving element side. There is.
  • the first internal ground conductor layer 25A is disposed between the first surface of the base body 20 and the first step surface 202 in the side view, so that the bonding wire The generated electromagnetic noise is suppressed from entering the light receiving element side.
  • one first internal ground conductor layer 25 ⁇ / b> A is provided.
  • the plurality of first internal ground conductor layers 25 ⁇ / b> A includes the first surface of the base body 20 and the first step surface 202. Between the two.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of a measurement sensor package 12C according to the fourth embodiment corresponding to the cross-sectional view shown in FIG.
  • the measurement sensor package 12C of the fourth embodiment is different from the measurement sensor package 12 in that it includes a front surface ground conductor layer 28 and a back surface ground conductor layer 27, and the first internal ground conductor layer 25A has a base body 20 in a sectional view.
  • the other main surface (the second surface of the base 2) 22 and the first bottom surface 200 are different in that the other main surface is disposed between the first bottom surface 200 and the other main surface.
  • the same reference numerals as those of the sensor package 12 are attached and detailed description thereof is omitted.
  • the back ground conductor layer 27 is a conductor layer disposed on the other main surface (second surface of the substrate 2) 22 of the substrate body 20, and when viewed in a plan view, the first storage recess 20a and the second storage recess. 20b.
  • the back surface ground conductor layer 27 is made of a conductive material, and is provided with a ground potential.
  • the back surface ground conductor layer 27 may have, for example, a circular shape, a square shape, a rectangular shape, or other shapes in plan view. In the fourth embodiment, the back surface ground conductor layer 27 may be any other shape. Has a long and narrow shape in a direction perpendicular to the direction connecting the centroid of the first housing recess 20a and the centroid of the second housing recess 20 when viewed through the plane. Further, the back surface ground conductor layer 27 may be disposed at least partially between the first housing recess 20a and the second housing recess 20b when viewed through the plane, and the first housing when viewed through the plane. You may arrange
  • the other main surface 22 of the base body 20 is provided with the external connection terminal 24 that is electrically connected to the light emitting element or the light receiving element and electrically connected to the connection terminal of the external mounting substrate.
  • the external connection terminal 24 is formed with a relatively large area in order to realize a strong mechanical connection with the connection terminal of the external mounting substrate. Therefore, electromagnetic noise generated from the drive current that drives the light emitting element may enter the external connection terminal 24 that is electrically connected to the light receiving element and cause electrical crosstalk between the light emitting element side and the light receiving element side. There is.
  • the measurement sensor package 12C of the fourth embodiment by providing the back surface ground conductor layer 27, electromagnetic noise generated from the drive current for driving the light emitting element is externally connected to the light receiving element.
  • the entry into the connection terminal 24 is suppressed, and the electrical crosstalk between the light emitting element side and the light receiving element side is reduced, thereby enabling highly accurate measurement.
  • electromagnetic noise generated from the drive current for driving the light emitting element propagates toward the lid 3, and the electromagnetic noise reflected by the lid 3 enters the light receiving element side, and the light emitting element side and the light receiving element There is a risk of generating electrical crosstalk with the side.
  • electromagnetic noise reflected by the lid 3 is suppressed from entering the light receiving element side.
  • the measurement sensor package 12C when viewed from the side, in addition to the first internal ground conductor layer 25A disposed between the first bottom surface 200 and the first step surface 202, the other main body 20 of the base body 20 is provided.
  • a first internal ground conductor layer 25 ⁇ / b> A is also disposed between the surface (second surface) 22 and the first bottom surface 200.
  • the measurement sensor is mounted on the external mounting board and used. However, electromagnetic noise generated on the light emitting element side enters the light receiving element side through the wiring of the external mounting board, and the light emitting element side There is a risk of electrical crosstalk occurring between the light receiving element and the light receiving element.
  • the electromagnetic noise generated on the light emitting element side is caused by the first internal ground conductor layer 25 ⁇ / b> A disposed between the second surface 22 and the first bottom surface 200 of the base body 20. The entry to the light receiving element side through the wiring is suppressed.
  • a configuration combining the above-described embodiments or examples is also an embodiment of the present disclosure.
  • a plurality of first internal ground conductor layers 25 ⁇ / b> A are disposed at the height positions of the first bottom surface 200 and the first step surface 202 in the side see-through, and the first surface 21 and the first step surface of the base body 20.
  • a configuration in which at least one of the front surface ground conductor layer 28 and the back surface ground conductor layer 27 is provided at a height position between the front surface conductor layer 202 and the rear surface ground conductor layer 27 is also an embodiment of the present disclosure.
  • the substrate 2 is produced by the same manufacturing method as that for the measurement sensor package 11.
  • the thin metal layer 5 is also formed by the same manufacturing method as the measurement sensor package 11.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing the configuration of the measurement sensor 120.
  • the measurement sensor 120 includes the measurement sensor packages 12, 12 ⁇ / b> A, 12 ⁇ / b> B, and 12 ⁇ / b> C, the light emitting element 30 accommodated in the first accommodating recess 20 a, and the light receiving element 31 accommodated in the second accommodating recess 20 b. .
  • the measurement sensor 120 mounts the light emitting element 30 and the light receiving element 31 of the measurement sensor package 12 and connects the connection body 23 to the connection pad 23 a with the bonding wire 32, and then bonds the lid 3 to the base body 20 with the bonding material 6. Obtained.
  • the measurement sensor 120 including the measurement sensor package 12 is illustrated.
  • the measurement sensor 120 is used by being mounted on an external mounting board.
  • an external mounting substrate for example, a control element that controls light emission of the light emitting element 30, an arithmetic element that calculates a blood flow velocity and the like from an output signal of the light receiving element 31, and the like are mounted.
  • the measurement method of the blood flow velocity and the like in the measurement sensor 120 is the same as that of the measurement sensor 110, and the signal output from the light receiving element 31 passes through the connection pad 23a and the signal via conductor 23b and passes through the external connection terminal 24. Via the measurement sensor 120 to the external mounting board.
  • the signal output from the measurement sensor 120 is input to the arithmetic element.
  • the blood flow velocity can be calculated on the basis of the frequency.
  • the first internal ground conductor layer 25A that suppresses electromagnetic noise generated on the light emitting element side from entering the light receiving element side is formed in the measurement sensor packages 12, 12A, 12B, and 12C. By doing so, electrical crosstalk between the light emitting element side and the light receiving element side is reduced, and highly accurate measurement is possible.
  • the amount of crosstalk between the connection pad 23 a provided on the first step surface 202 and the connection pad 23 a provided on the second step surface 205 was calculated by simulation.
  • the configuration other than the base body 2, the connection pad 23a provided on the first step surface 202, the connection pad 23a provided on the second step surface 205, and the first internal ground conductor layer 25A is omitted.
  • the substrate 2 is assumed to be a complete conductor.
  • the shape of the connection pad 23a provided on the first step surface 202 is 1.0 mm in length in the vertical direction and 0.5 mm in length in the horizontal direction, and the shape of the connection pad 23a provided on the second step surface 205.
  • the vertical length is 1.0 mm
  • the horizontal length is 0.5 mm
  • the first internal ground conductor layer 25A has a vertical length of 1.2 mm and a horizontal direction of 0.4 mm.
  • the distance between the center of the connection pad 23a provided on the first step surface 202 and the center of the connection pad 23a provided on the second step surface 205 is 2.5 mm
  • the first step surface 202 is seen through in plan view.
  • the distance connecting the center of the connection pad 23a provided on the center of the first internal ground conductor layer 25A was 1.25 mm.
  • the frequency dependence of the amount of crosstalk between the connection pad 23a provided on the first step surface 202 and the connection pad 23a provided on the second step surface 205 was calculated under the above conditions.
  • the specific calculation method is as follows. When a voltage signal is input to the connection pad 23a provided on the first step surface 202, a voltage signal output from the connection pad 23a provided on the second step surface 205 is calculated, and output with respect to the intensity of the input voltage signal The logarithm of the ratio of the intensity of the voltage signal thus obtained is multiplied by a predetermined coefficient to obtain a crosstalk amount. Further, the frequency dependence of the crosstalk amount was calculated by changing the frequency of the input voltage in the range of 1 kHz to 20 kHz.
  • the electrical shielding between the connection pad 23a provided on the first step surface 202 and the connection pad 23a provided on the second step surface 205 is improved. It can be determined that the electrical crosstalk between the connection pad 23a provided on the first step surface 202 and the connection pad 23a provided on the second step surface 205 is suppressed.
  • a measurement sensor package similar to the measurement sensor package of the example was provided on the first step surface 202 as in the simulation of the example.
  • the frequency dependence of the amount of crosstalk between the connection pad 23a and the connection pad 23a provided on the second step surface 205 was calculated.
  • FIG. 14 shows the results of Examples and Comparative Examples.
  • FIG. 14A shows the result of the comparative example
  • FIG. 14B shows the result of the example.
  • the result that the crosstalk amount does not depend on the frequency of the input voltage was obtained in any of the other examples and comparative examples.
  • 14A and 14B that the crosstalk amount in the example is smaller than the crosstalk amount in the comparative example in the entire frequency band of 1 kHz to 20 kHz.
  • FIG. 15 is a diagram showing evaluation results of other examples and comparative examples.
  • an average crosstalk amount was used.
  • the average crosstalk amount is an average value of crosstalk amounts over a frequency band of 1 kHz to 20 kHz. It can be evaluated that the smaller the absolute value of the average crosstalk amount, the more prominent the electrical crosstalk, and the larger the absolute value of the average crosstalk amount, the more suppressed the electrical crosstalk. As shown in FIG. 15, in other examples, it can be evaluated that electric crosstalk is suppressed as compared with the comparative example.
  • the electrical crosstalk between the connection pad 23a provided on the first step surface 202 and the connection pad 23a provided on the second step surface 205 is caused by the first internal ground conductor layer 25A. Was found to be suppressed.
  • FIG. 1 is a plan view showing a measurement sensor package 13 according to the third embodiment of the present disclosure.
  • 16 is a cross-sectional view of the measurement sensor package 13 of FIG. 1 cut along a cutting plane line AA.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of the measurement sensor package 13 of FIG. 1 cut along a cutting plane line BB.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of the measurement sensor package 13 of FIG. 1 cut along a cutting plane line AA.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of the measurement sensor package 13 of FIG. 1 cut along a cutting plane line BB.
  • the measurement sensor package 13 includes a base 2 and a lid 3, and further includes a ground conductor layer (also referred to as a surface ground conductor layer) 4, a thin metal layer 5, and a bonding material (also referred to as a conductive bonding material) 6.
  • the base 2 accommodates a light emitting element and a light receiving element, and a signal wiring conductor 23, an external connection terminal 24, a second internal ground conductor layer 25 ⁇ / b> B, and a ground via conductor 26 are disposed on the base body 20. Has been.
  • the measurement sensor package 13 of the present embodiment is different from the above-described measurement sensor package 11 in that a second internal ground conductor layer 25B having a shielding effect against unnecessary electromagnetic waves coming from the outside is provided.
  • a second internal ground conductor layer 25B having a shielding effect against unnecessary electromagnetic waves coming from the outside is provided.
  • the same referential mark as the measurement sensor package 11 is attached
  • the measurement sensor package 13 of the present embodiment has the same configuration as the measurement sensor package 11 described above, and is used for a measurement sensor that measures the flow of a fluid such as a blood flow using the Doppler effect of light. Good
  • the signal wiring conductor 23 is electrically connected to the light emitting element or the light receiving element, the electric signal input to the light emitting element is transmitted, and the electric signal output from the light receiving element is transmitted.
  • the signal wiring conductor 23 is electrically connected to a bonding wire which is a connection member connected to the light emitting element or the light receiving element, a connection pad (also referred to as an electrode pad) 23a to which the bonding wire is connected, and the connection pad 23a.
  • a signal via conductor 23b that extends through the base body 20 from directly below the connection pad 23a and extends to the other main surface 22 that is the second surface, and is disposed on the other main surface 22, and is electrically connected to the signal via conductor 23b.
  • an external connection terminal 24 to be connected.
  • the external connection terminal 24 is provided on the other main surface 22 of the base body 20 and is electrically connected by a signal connection terminal of an external mounting board on which a measurement sensor including the measurement sensor package 13 is mounted and a terminal connection material such as solder. Connect
  • the second internal ground conductor layer 25 ⁇ / b> B has conductivity and is disposed between the dielectric layers of the base 2.
  • the second internal ground conductor layer 25B is disposed outside the first housing recess 20a and the second housing recess 20b when seen in a plan view.
  • Second internal ground conductor layer 25 ⁇ / b> B is electrically connected to ground via conductor 26 provided on base 2, and ground via conductor 26 is electrically connected to external connection terminal 24 provided on the other main surface 22.
  • the external connection terminal 24 is electrically connected to the ground terminal of the external mounting substrate by a terminal connection material such as solder, and a ground potential is applied to the second internal ground conductor layer 25B.
  • the planar perspective is to see through the entire measurement sensor package 13 from a direction orthogonal to the one main surface 21 (the other main surface 22) of the base 2.
  • the second internal ground conductor layer 25B Since the second internal ground conductor layer 25B is disposed outside the first housing recess 20a and the second housing recess 20b, the second internal ground conductor 25B has a shielding effect against unnecessary electromagnetic waves coming from the outside. Electromagnetic waves reaching the signal wiring conductor 23, the light receiving element, and the light emitting element located further inside than the layer 25B are reduced. Thereby, the noise which generate
  • the second internal ground conductor layer 25 ⁇ / b> B is located between the first bottom surface 200 and the first step surface 202 (the second bottom surface 203 and the second step surface 205 and Between). That is, the second internal ground conductor layer 25B is located outside the first housing recess 20a and the second housing recess 20b in a plan view, and the height position embedded in the base body 20 is the height of the first bottom surface 200. It is located between the height and the height of the first step surface 202.
  • the side see-through means that the entire measurement sensor package 13 is seen through from the direction orthogonal to the thickness direction of the substrate 2, that is, the direction orthogonal to the direction when seen through the plane.
  • the second internal ground conductor layer 25B is disposed within the range of the height position as described above, the light emitting element and the light receiving element that are accommodated in the first accommodating recess 20a and the second accommodating recess 20b.
  • the second internal ground conductor layer 25B is located on the side of the element. By disposing at such a height position, the second internal ground conductor layer 25B of the present embodiment can particularly prevent electromagnetic waves coming from the outside from reaching the light emitting element and the light receiving element. The noise generated in the internal circuit of the light emitting element and the light receiving element is reduced.
  • the plurality of second internal ground conductor layers 25B may be disposed at different height positions within the range of the height positions as described above.
  • the external connection terminal 24 is made of, for example, a nickel layer having a thickness of 0.5 to 10 ⁇ m and a gold layer having a thickness of 0.5 to 5 ⁇ m in order to improve wettability with a bonding material such as solder and improve corrosion resistance.
  • the layers may be sequentially deposited by a plating method.
  • the lid 3 covers one main surface (first surface of the base 2) 21 of the base body 20 and is bonded to the one main surface 21 of the base 2 by the bonding material 6.
  • the finger is irradiated with light emitted from the light emitting element in a state where, for example, the finger as the measurement object is applied to the surface of the lid 3. Also in the measurement sensor package 13, similarly to the measurement sensor package 11, it is possible to prevent unnecessary charges from flowing through the lid body 3 by configuring the lid body 3 with an insulating material.
  • the ground conductor layer 4 is a metallized layer disposed on the one main surface 21 of the base body 20 and is provided so as to surround the opening of the second housing recess 20b in which the light receiving element is housed.
  • the ground conductor layer 4 may have a rectangular shape so that the outer shape is along the outer shape of the one main surface 21 of the base body 20, or may have a circular shape, a polygonal shape, or the like.
  • the outer shape of the ground conductor layer 4 is rectangular.
  • the ground conductor layer 4 surrounds the opening of the second housing recess 20b, it is a metallized layer provided with a through hole having at least the same shape as the opening or larger than the opening.
  • the grounding conductor layer 4 is connected to, for example, a grounding via conductor 26 or a bonding material 6 described later provided on the base body 2 to give a grounding potential.
  • a grounding potential By providing the ground conductor layer 4 on the one main surface 21 of the base body 20, the ground conductor layer 4 installed on the surface of the base body 2 is electrically connected by the following metal thin layer 5 and the bonding material 6.
  • a ground potential can also be applied to the thin metal layer 5, and the thin metal layer 5 acts as an electrical shield from an externally charged body (particularly a measured object such as a finger), and noise is mixed into the light receiving element 31. Can be suppressed.
  • the thin metal layer 5 may be electrically connected to the ground conductor layer 4 and applied with a ground potential.
  • the external shape of the metal thin layer 5 and the external shape of the grounding conductor layer 4 are the same magnitude
  • the ground conductor layer 4 and the metal thin layer 5 are respectively disposed in a region inside the outer edge of the annular bonding material 6 in a plan view. That is, a part of the ground conductor layer 4 and the metal thin layer 5 is interposed between the one main surface 21 of the base body 20 and the facing surface 3 a of the lid 3.
  • the lid 3 and the base body 2 are directly joined by the joining material 6 over the entire circumference.
  • the bonding material 6 may be disposed so as to partially overlap with the ground conductor layer 4 and the metal thin layer 5.
  • the joint strength between the base 2 and the lid 3 can be increased at a place where the ground conductor layer 4 and the metal thin layer 5 are not interposed, and the lid 3 is peeled off. Can be prevented.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of the measurement sensor package 13A of the second embodiment corresponding to the cross-sectional view shown in FIG. 17, and FIG. 19 is a measurement of the third embodiment corresponding to the cross-sectional view shown in FIG. It is sectional drawing of the package 13B for sensors.
  • the measurement sensor package 13A according to the second embodiment is different from the measurement sensor package 13 in that it further includes a bottom ground conductor layer 27a.
  • the same reference numerals as those of the measurement sensor package 13 are attached to the configuration, and detailed description thereof is omitted.
  • the bottom ground conductor layer 27 a is connected to the ground potential, and is substantially between the first bottom surface 200 and the second bottom surface 203 of the first main body recess 20 a and the second main recess 20 b and the other main surface 22 of the base body 20. This is a solid ground layer disposed over the entire surface.
  • the bottom ground conductor layer 27a is electrically connected to the ground via conductor 26 inside the base body 20 and is given a ground potential.
  • the measurement sensor is used by being mounted on an external mounting board, and electromagnetic waves caused by signals or the like flowing through the wiring of the external mounting board are introduced into the measurement sensor package 13 from the other main surface 22 side of the base body 20. There is a possibility that noise enters the signal that enters and flows through the signal wiring conductor 23.
  • the bottom ground conductor layer 27a is positioned between the first housing recess 20a and the second housing recess 20b and the external mounting substrate, and functions as an electromagnetic shield.
  • the measurement sensor package 13B of the present embodiment is different from the measurement sensor package 13 described above in the height position where the second internal ground conductor layer 25B is disposed in the base body 20. Since the configuration is the same, the same reference numerals as those of the measurement sensor package 13 are attached to the same configurations, and detailed description thereof is omitted.
  • the second internal ground conductor layer 25 ⁇ / b> B is located between the one main surface (first surface) 21 and the first step surface 202 (one main surface (first surface) in the side perspective view. ) 21 and the second stepped surface 205). That is, the second internal ground conductor layer 25B is outside the first housing recess 20a and the second housing recess 20b in a plan view, and the height position embedded in the base body 20 is the same as that of the main surface 21. It is located between the height of the first step surface 202.
  • the second internal ground conductor layer 25B is disposed at the height position as described above, each of the light emitting element and the light receiving element accommodated in the first accommodating recess 20a and the second accommodating recess 20b is provided.
  • the second internal ground conductor layer 25B is located on the side of the bonding wire to be connected. By disposing at such a height position, the second internal ground conductor layer 25B of the present embodiment can particularly prevent electromagnetic waves coming from the outside from reaching the bonding wire. Reduce the noise generated.
  • the plurality of second internal ground conductor layers 25B may be disposed at different height positions within the range of the height positions as described above.
  • the shape of the second internal ground conductor layer 25B may be, for example, a band shape or a wiring shape as shown in the plan perspective views of FIGS. 20 to 22, but the first receiving recess 20a is shown in plan view. And if it is arrange
  • the second internal ground conductor layers 25B1 to 25B3 are hatched for easy understanding.
  • the second internal ground conductor layer 25 ⁇ / b> B ⁇ b> 1 is arranged in an annular shape along the four sides of the one main surface 21 of the base 2 when seen in a plan view.
  • the second internal ground conductor layer 25 ⁇ / b> B ⁇ b> 1 exhibits an electromagnetic shielding effect against electromagnetic waves coming from all directions of the measurement sensor package 13.
  • the second internal ground conductor layer 25B2 is provided in the form of two parallel wirings along the long side of the one main surface 21 of the base 2 when seen through the plane.
  • the second internal ground conductor layer 25B2 particularly exhibits an electromagnetic shielding effect against electromagnetic waves coming from the long side.
  • the second internal ground conductor layer 25B3 is provided in two parallel wiring shapes along the short side of the one main surface 21 of the base 2 when seen through the plane.
  • the second internal ground conductor layer 25B3 particularly exhibits an electromagnetic shielding effect against electromagnetic waves coming from the short side.
  • the second internal ground conductor layer 25B is only subject to design restrictions depending on the arrangement positions of other wirings and recesses in any of the first to third embodiments, and the shape and size thereof are particularly limited. There is no limit.
  • the second internal ground conductor layers 25B1 to 25B3 shown in FIGS. 20 to 22 shown as an example can be applied to any embodiment of the first to third examples.
  • the second internal ground conductor layer 25B is disposed at a height position between the first bottom surface 200 and the first step surface 202 when viewed from the side, and the first main surface 21 and the first surface when viewed from the side.
  • step difference surfaces 202 may be sufficient.
  • a bottom ground conductor layer 27a may be further provided.
  • the second internal ground conductor layer 25B2 is disposed at a height position between the one main surface 21 and the first step surface 202 in the side see-through, and further the bottom ground conductor layer. 27a may be provided.
  • the substrate 2 is produced by the same manufacturing method as that for the measurement sensor package 11.
  • the thin metal layer 5 is also formed by the same manufacturing method as the measurement sensor package 11. *
  • FIG. 23 is a cross-sectional view showing the configuration of the measurement sensor 130.
  • the measurement sensor 130 includes the above-described measurement sensor packages 13, 13 ⁇ / b> A, 13 ⁇ / b> B, the light emitting element 30 housed in the first housing recess 20 a, and the light receiving element 31 housed in the second housing recess 20 b.
  • the measurement sensor 130 mounts the light emitting element 30 and the light receiving element 31 of the measurement sensor package 13 and connects the connection body 23 to the connection pad 23 a with the bonding wire 32, and then bonds the lid 3 to the base body 20 with the bonding material 6. Obtained.
  • the measurement sensor 130 is used by being mounted on an external mounting board.
  • an external mounting substrate for example, a control element that controls light emission of the light emitting element 30, an arithmetic element that calculates a blood flow velocity and the like from an output signal of the light receiving element 31, and the like are mounted.
  • the measurement method such as blood flow velocity in the measurement sensor 130 is the same as that of the measurement sensor 120, and the signal output from the light receiving element 31 passes through the connection pad 23a and the signal via conductor 23b and passes through the external connection terminal 24. Via the measurement sensor 130 to the external mounting board.
  • the signal output from the measurement sensor 130 is input to the arithmetic element.
  • the blood flow velocity can be calculated on the basis of the frequency.
  • the ground via conductor 26 connected to the second internal ground conductor layer 25B is provided so as to connect from the bonding material 6 to the external connection terminal 24, so that the ground via conductor 26 is one of the objects to be measured. Electric charges that are released when a human finger comes into contact with the measurement sensor are guided from the one main surface 21 of the base body 20 to the other main surface 22 of the base body 20 and are released to the outside.
  • FIG. 1 is a plan view showing a measurement sensor package 14 according to the fourth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view of the measurement sensor package 14 of FIG. 1 cut along a cutting plane line BB.
  • the measurement sensor package 11 according to the first embodiment includes the first internal ground conductor layer 25A in the second embodiment and the third embodiment. A second internal ground conductor layer 25B is added.
  • the measurement sensor package 14 is obtained by integrating the measurement sensor package 12 and the measurement sensor package 13, and the first internal ground conductor layer 25A for shielding the electromagnetic noise is provided.
  • a second internal ground conductor layer 25B for shielding unnecessary electromagnetic waves coming from the outside is provided. Note that the same reference numerals are given to the same components as those of the measurement sensor package 12 or the measurement sensor package 13, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the measurement sensor package 14 of the present embodiment has the same configuration as the measurement sensor packages 12 and 13 described above, and is used for a measurement sensor that measures the flow of a fluid such as a blood flow using the Doppler effect of light. May be. *
  • the first internal ground conductor layer 25A has conductivity and is disposed between the dielectric layers of the base 2.
  • the internal ground conductor layer 25 is disposed between the first housing recess 20a and the second housing recess 20b when seen in a plan view, and on the outside of the first housing recess 20a and the second housing recess 20b. Is also provided.
  • the first internal ground conductor layer 25A is disposed on a path through which the electromagnetic noise generated on the light emitting element side propagates toward the light receiving element side, so that the electromagnetic noise generated on the light emitting element side 20 can be effectively suppressed from passing through the portion separating the first housing recess 20a and the second housing recess 20b and entering the light receiving element side. Thereby, electrical crosstalk between the light emitting element side and the light receiving element side can be effectively reduced.
  • the second internal ground conductor layer 25B is disposed outside the first housing recess 20a and the second housing recess 20b, the second internal ground conductor layer 25B has a shielding effect against unnecessary electromagnetic waves coming from the outside. Electromagnetic waves reaching the signal wiring conductor 23, the light receiving element, and the light emitting element located further inside than the ground conductor layer 25B are reduced. As a result, noise generated during measurement can be reduced and measurement accuracy can be improved.
  • the first internal ground conductor layer 25A and the second internal ground conductor layer 25B may have a band shape or a wiring shape as shown in the plan perspective view of FIG. 25, for example.
  • the shape and size are not particularly limited as long as it is disposed between the first housing recess 20a and the second housing recess 20b and outside the first housing recess 20a and the second housing recess 20b.
  • the first internal ground conductor layer 25A and the second internal ground conductor layer 25B are hatched for easy understanding.
  • the second internal ground conductor layer 25B1 is shown as a specific example of the second internal ground conductor layer 25B.
  • the first internal ground conductor layer 25A and the second internal ground conductor layer 25B have the centroid of the first storage recess 20a and the centroid of the second storage recess 20b when viewed in plan. Are arranged in a direction intersecting with the direction connecting the two and an annular shape along four sides of the one main surface 21 of the base 2.
  • electromagnetic noise generated on the light emitting element side is more effectively suppressed from entering the light receiving element side.
  • Electric crosstalk between the element side and the light receiving element side can be reduced more effectively, and an electromagnetic shielding effect is exhibited against electromagnetic waves coming from all directions of the measurement sensor package 14.
  • the base body 2 is manufactured by the same manufacturing method as the measurement sensor packages 12 and 13.
  • the thin metal layer 5 is also formed by the same manufacturing method as the measurement sensor package 11.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view showing the configuration of the measurement sensor 140.
  • the measurement sensor 140 includes the measurement sensor package 14 described above, the light emitting element 30 housed in the first housing recess 20a, and the light receiving element 31 housed in the second housing recess 20b.
  • the measurement sensor 140 mounts the light emitting element 30 and the light receiving element 31 of the measurement sensor package 14, connects the connection body 23 to the connection pad 23 a with the bonding wire 32, and then bonds the lid 3 to the base body 20 with the bonding material 6. Obtained.
  • the measurement sensor 140 is used by being mounted on an external mounting board.
  • a control element that controls light emission of the light emitting element 30, an arithmetic element that calculates a blood flow velocity and the like from an output signal of the light receiving element 31, and the like are mounted on the external mounting substrate.
  • the measurement method of the blood flow velocity and the like in the measurement sensor 140 is the same as that of the measurement sensors 120 and 130, and the signal output from the light receiving element 31 passes through the connection pad 23a and the signal via conductor 23b and is connected to the external connection terminal. 24 is output from the measurement sensor 140 to the external mounting board.
  • the signal output from the measurement sensor 140 is input to the arithmetic element.
  • the blood flow velocity can be calculated on the basis of the frequency.

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Abstract

強度などの信頼性を高めることができる計測センサ用パッケージおよび計測センサが提供される。計測センサ用パッケージ11は、基体2、蓋体3、接地導体層4、金属薄層5および接合材6を含む。接地導体層4と金属薄層5とは、平面透視において、環状に設けられた接合材6よりも内側の領域にそれぞれ配設される。基体本体20の一方主面21と蓋体3の対向面3aとは、接合材6によって、全周にわたり直接接合される。その結果、強度面での信頼性を高めることができる。

Description

計測センサ用パッケージおよび計測センサ
 本発明は、計測センサ用パッケージおよび計測センサに関する。
 血流等の生体情報を簡単に、かつ高速に測定できる計測センサが求められている。例えば血流は、光のドップラー効果を利用して計測することができる。血液に光を照射すると、赤血球等の血球細胞で光が散乱される。照射光の周波数と散乱光の周波数とから血球細胞の移動速度が算出される。
 血流を計測する計測センサは、例えば、特許文献1に自発光型計測センサとして記載されており、基板上に、血液に光を照射する照射部と散乱光を受光する受光部とが配置され、各々を取り囲む遮光性を有する接着部によって基板に前面板が接着されている。
 上記の計測センサ用パッケージおよび計測センサは、人体が接触するものであり、人の健康を左右するものであるので、強度または精度などの信頼性を高くすることが求められている。
特許第5031895号公報
 本開示の計測センサ用パッケージは、複数の誘電体層が積層されて成る、板状の基体であって、発光素子を収容する第1収容凹部および受光素子を収容する第2収容凹部が、第1面に設けられている基体と、前記基体の前記第1面を覆う、絶縁材料からなり、光透過性を有する板状の蓋体と、前記基体の前記第1面の四辺に沿って環状に配設されており、前記基体の前記第1面と前記蓋体の、前記第1面と対向する対向面とを接合する接合材であって、遮光性を有する接合材と、前記基体に配設された、前記第2収容凹部の開口を取り囲むように配設されている、導電性を有する接地導体層と、前記蓋体に配設された、前記受光素子によって受光される光を規制する絞り孔が設けられている金属薄層と、を含むことを特徴とする。
 また、本開示の計測センサは、上記の計測センサ用パッケージと、前記第1収容凹部に収容される発光素子と、前記第2収容凹部に収容される受光素子と、を含むことを特徴とする。
 本発明の目的、特色、および利点は、下記の詳細な説明と図面とからより明確になるであろう。
本開示に係る各計測センサ用パッケージを示す平面図である。 図1の計測センサ用パッケージ11を切断面線A-Aで切断した断面図である。 図1の計測センサ用パッケージ11を切断面線B-Bで切断した断面図である。 図3に示した断面図に対応する計測センサ用パッケージ11Aの断面図である。 図3に示した断面図に対応する計測センサ用パッケージ11Bの断面図である。 計測センサ110の構成を示す断面図である。 図1の計測センサ用パッケージ12を切断面線A-Aで切断した断面図である。 図1の計測センサ用パッケージ12を切断面線B-Bで切断した断面図である。 計測センサ用パッケージ12の平面透視図である。 図8に示した断面図に対応する、第2の実施形態の第2実施例に係る計測センサ用パッケージ12Aの断面図である。 図8に示した断面図に対応する、第2の実施形態の第3実施例に係る計測センサ用パッケージ12Bの断面図である。 図8に示した断面図に対応する、第2の実施形態の第4実施例に係る計測センサ用パッケージ12Cの断面図である。 計測センサ120の構成を示す断面図である。 実施例および比較例におけるクロストーク量のシミュレーション結果を示す図である。 実施例および比較例の評価結果を示す図である。 図1の計測センサ用パッケージ13を切断面線A-Aで切断した断面図である。 図1の計測センサ用パッケージ13を切断面線B-Bで切断した断面図である。 図17に示した断面図に対応する、第3の実施形態の第2実施例に係る計測センサ用パッケージ13Aの断面図である。 図17に示した断面図に対応する、第3の実施形態の第3実施例に係る計測センサ用パッケージ13Bの断面図である。 計測センサ用パッケージ13における第2内部接地導体層25B1の平面透視図である。 計測センサ用パッケージ13における第2内部接地導体層25B2の平面透視図である。 計測センサ用パッケージ13における第2内部接地導体層25B3の平面透視図である。 計測センサ130の構成を示す断面図である。 図1の計測センサ用パッケージ14を切断面線B-Bで切断した断面図である。 計測センサ用パッケージ14における第1内部接地導体層25Aおよび第2内部接地導体層25Bの平面透視図である。 計測センサ140の構成を示す断面図である。
 本開示の実施形態に係る計測センサ用パッケージおよび計測センサについて、添付の図面を参照して説明する。以下の説明において、直下等のように上下を区別して記載しているが、これは便宜的なものであり、実際に計測センサ等が使用される際の上下を限定するものではない。
(第1の実施形態)
 図1は、本開示の第1の実施形態に係る計測センサ用パッケージ11を示す平面図であり、図2は、図1の計測センサ用パッケージ11を切断面線A-Aで切断した断面図であり、図3は、図1の計測センサ用パッケージ11を切断面線B-Bで切断した断面図である。なお、図1の平面図では、蓋体3を省略して図示している。なお、後述する各計測センサ用パッケージの断面図においても、同様に蓋体3の図示は省略している。
 計測センサ用パッケージ11は、基体2、蓋体3、接地導体層4、金属薄層5および接合材6を含む。基体2は、発光素子および受光素子を収容するものであり、基体本体20と、信号配線導体23と、外部接続端子24と、を含む。
 本実施形態の基体本体20は、矩形板状であって、複数の誘電体層が積層されて形成されている。また、この基体本体20には、少なくとも2つの凹部が設けられており、2つの凹部のうちの一方は、発光素子を収容する第1収容凹部20aであり、2つの凹部のうちの他方は、受光素子を収容する第2収容凹部20bである。第1収容凹部20aおよび第2収容凹部20bは、基体本体20の同一の主面(基体2の第1面)21に開口するように設けられている。
 本実施形態の計測センサ用パッケージ11は、光のドップラー効果を利用して、血流等の流体の流れを計測する計測センサに用いることができる。光のドップラー効果を利用するために、計測センサは、被計測物に光を照射する発光素子と、被計測物によって散乱された光を受光する受光素子とを備える。特に、血流を計測する場合には、例えば手指等の身体の一部に外部から光を照射し、皮膚下の血管を流れる血液に含まれる血球細胞によって散乱された光を受光して、周波数の変化から血流を測定する。そのため、計測センサ用パッケージ11においては、照射光と散乱光の位置関係に基づいて、発光素子と受光素子とを所定の間隔で配置する。第1収容凹部20aおよび第2収容凹部20bは、素子の位置関係に応じて設けられる。
 第1収容凹部20aの大きさ、第2収容凹部20bの大きさは、収容しようとする発光素子および受光素子の大きさに応じて適宜設定すればよく、例えば、発光素子として、垂直共振器面発光レーザ素子(VCSEL)を用いる場合、第1収容凹部20aの開口は、その形状が、例えば矩形であっても正方形であってもよく、その大きさは、例えば、縦方向長さが0.3mm~2.0mm、横方向長さが0.3mm~2.0mmであり、深さは、0.3mm~1.0mmである。また、受光素子として、面入射フォトダイオードを用いる場合、第2収容凹部20bの開口は、その形状が、例えば矩形であっても正方形であってもよく、その大きさは、例えば、縦方向長さが0.3mm~2.0mm、横方向長さが0.3mm~2.0mmであり、深さは、0.4mm~1.5mmである。
 第1収容凹部20aおよび第2収容凹部20bは、開口形状が、例えば、円形状、正方形状、矩形状等であってもよく、その他の形状であってもよい。また、第1収容凹部20aおよび第2収容凹部20bは、基体本体20の主面に平行な断面の断面形状が深さ方向に一様な形状であってもよいが、図3の断面図に示すように、所定の深さまでは、断面形状が開口形状と同じで一様であり、所定の深さ以降は、断面形状が小さくなって底部まで一様であるような、段差付きの凹部であってもよい。本実施形態のように段差付きの凹部である場合は、凹部の底部に発光素子または受光素子が実装され、段差表面には、発光素子または受光素子と電気的に接続するための接続端子が設けられる。
 信号配線導体23は、発光素子または受光素子と電気的に接続され、発光素子に入力される電気信号が伝送され、受光素子から出力される電気信号が伝送される。本実施形態における信号配線導体23は、発光素子または受光素子と接続する接続部材であるボンディングワイヤと、ボンディングワイヤが接続される接続パッド23aと、接続パッド23aに電気的に接続して接続パッドの直下から基体本体20の他方主面22にまで延びる信号ビア導体23bと、信号ビア導体23bに電気的に接続する外部接続端子24とから成る。外部接続端子24は、基体本体20の他方主面22に設けられており、計測センサ用パッケージ11を備える計測センサが実装される外部実装基板の接続端子とはんだ等の端子接続材料によって電気的に接続される。
 外部接続端子24は、はんだ等の接合材との濡れ性を向上させ、耐食性を向上させるために、例えば、厚さが0.5~10μmのニッケル層と厚さが0.5~5μmの金層とをめっき法によって順次被着させてもよい。
 基体2は、発光素子および受光素子を収容可能であり、信号配線導体23等の導体を備えるものであれば、基体本体20の誘電体層がセラミック絶縁材料からなり、信号配線導体23等が導体材料からなるセラミック配線基板であってもよく、誘電体層が樹脂絶縁材料からなる有機配線基板であってもよい。
 基体2が、セラミック配線基板の場合、セラミック材料から成る誘電体層に各導体が形成される。セラミック配線基板は、複数のセラミック誘電体層から形成される。
 セラミック配線基板で用いられるセラミック材料としては、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、窒化珪素質焼結体またはガラスセラミックス焼結体等が挙げられる。
 また、基体2が、有機配線基板の場合、有機材料から成る絶縁層に配線導体が形成される。有機配線基板は、複数の有機誘電体層から形成される。
 有機配線基板は、例えば、プリント配線基板、ビルドアップ配線基板またはフレキシブル配線基板等の誘電体層が有機材料から成るものであればよい。有機配線基板で用いられる有機材料としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂またはフッ素系樹脂等が挙げられる。
 蓋体3は、基体本体20の一方主面(基体2の第1面)21を覆い、接合材6によって基体2の第1面21に接合される。蓋体3によって、発光素子および受光素子が収容された第1収容凹部20aおよび第2収容凹部20bが塞がれて封止される。蓋体3は、絶縁材料からなる板状部材であり、第1収容凹部20aに収容される発光素子から出射される光が透過し、第2収容凹部20bに収容される受光素子が受光する光が透過するような光透過性を有する材料で構成されていればよい。
 本実施形態の計測センサ用パッケージ11を備える計測センサでは、蓋体3の表面に、例えば被計測物である手指を当てた状態で発光素子から出射した光を照射する。蓋体3が導電性を有する材料で構成されていると、蓋体3に手指を接触させたときに、手指に溜まった不要な電荷が手指から放出され、蓋体3を通して基体2に電荷が流れ込み、ノイズが発生する。蓋体3を絶縁材料で構成することにより、蓋体3を通して不要な電荷が流れ込むことを抑制することができる。
 また、蓋体3は、被計測物への照射光および散乱光を透過する必要がある。照射光および散乱光の特性は、搭載する発光素子によって決まるので、少なくとも搭載する発光素子が出射する光が透過するように構成されていればよい。発光素子から出射される光の波長に対して、当該波長の光の透過率が70%以上、好ましくは90%以上の透過率を有する絶縁材料で蓋体3を構成すればよい。
 蓋体3を構成する絶縁材料としては、例えばサファイア等の透明セラミック材料、ガラス材料または樹脂材料等を用いることができる。ガラス材料としては、ホウケイ酸ガラス、結晶化ガラス、石英、ソーダガラス等を用いることができる。樹脂材料としては、ポリカーボネート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができる。
 蓋体3は、手指等の被計測物が直接接触するため、所定の強度を要する。蓋体3の強度は、構成する材料の強度、板厚みによる。上記のように透明セラミック材料やガラス材料であれば、所定の厚み以上とすることで十分な強度が得られる。蓋体3の構成材料としてガラス材料を用いる場合は、例えば厚みを0.05mm~5mmとすればよい。
 接地導体層4は、基体本体20の一方主面21に配設されるメタライズ層であって、受光素子が収容される第2収容凹部20bの開口を取り囲むように設けられる。接地導体層4は、例えば、外形が、基体本体20の一方主面21の外形に沿うように矩形状であってもよく、それ以外の円形状、多角形状などであってもよい。本実施形態では、接地導体層4の外形状を矩形状としている。また、接地導体層4は、第2収容凹部20bの開口を取り囲んでいるから、少なくとも開口と同形状または開口よりも大きな貫通孔が設けられたメタライズ層である。
 接地導体層4は、例えば、基体2に設けられた、図示しない接地貫通導体(グランドビア)などと接続することで、接地電位が付与される。基体本体20の一方主面21に、接地導体層4を設けることで、基体2の表面に設置した接地導体層4は金属薄層5と導電性を有する接合材6により電気的に接続される。その結果、金属薄層5はグランドビアを通じて電気にアースをとることができ、金属薄膜が外部帯電体(特に指等の測定物)からの電気的シールドとして作用し、受光素子31へのノイズ混入を抑制できる。
 金属薄層5は、蓋体3の、基体本体20の一方主面21に対向する主面である対向面3a、すなわち手指が接触する側の主面とは反対側の主面に配設される金属材料からなる薄膜層である。金属薄層5には、受光素子が受光する光が通過する開口であって、光の通過を規制する開口である絞り孔5aが設けられている。金属薄層5は、絞り孔5aの大きさ、絞り孔5aを設ける位置を適宜調整することによって、計測に必要な受光量を確保しつつ、外部から第2収容凹部20bへの不要な光の進入を低減することができる。外光など外部から進入する不要な光を受光素子が受光してしまうと、受光素子から出力される電気信号には、被計測物からの反射光による受光量に、不要光の受光量が加わることになり、光学的なノイズが発生してしまう。絞り孔5aによって、このような光学的ノイズを低減することができる。
 さらに、金属薄層5は、外部から到来する電磁波が第2収容凹部20bに進入することを抑制するための電磁シールドとしても機能する。電磁波が第2収容凹部20bに進入すると、信号配線導体23、特にボンディングワイヤがアンテナとなって進入した電磁波を受信してしまい電磁的ノイズの発生原因となる。蓋体3の対向面3aに、絞り孔5aを除いて金属材料からなる薄層を設けることで、外部からの電磁波の進入を抑制し、電磁的ノイズの発生を低減することができる。
 このように、金属薄層5を設けることで、光学的および電気的ノイズによる影響を抑制し、計測精度を向上させることができる。
 なお、金属薄層5は、接地導体層4と電気的に接続され、接地電位が付与されてもよい。本実施形態では、金属薄層5の外形と接地導体層4との外形は同じ大きさである。
 金属薄層5は、透明セラミック材料またはガラス材料からなる蓋体3の表面に、例えば、Cr、Ti、Al、Cu、Co、Ag、Au、Pd、Pt、Ru、Sn、Ta、Fe、In、Ni、Wなどの金属及びこれらの合金等の金属材料を蒸着、スパッタ、焼付け等によって形成することができる。金属薄層5の層厚みは、例えば、500Å~4000Åである。
 接合材6は、基体2と蓋体3とを接合する。より詳細には、基体本体20の一方主面21と蓋体3の対向面3aとを、外周部分で接合する。接合材6は、矩形状の一方主面21の四辺に沿って環状に設けられており、基体2の第1収容凹部20aおよび第2収容凹部20b内の気密性および水密性を確保するためのシール材である。
 第1収容凹部20aおよび第2収容凹部20bに収容される発光素子および受光素子は、いずれも水分等に弱く、外部からの水分の進入を防止するために、接合材6は、途切れの無い環状に設けられる。
 さらに、接合材6は遮光性を有する。接合材6が遮光性を有することで、外部からの光が、基体2と蓋体3との間を通って、第1収容凹部20a内、第2収容凹部20b内に進入することを防止できる。
 接合材6が有する遮光性は、光の吸収による遮光性であることが好ましい。外部からの光の進入を防ぐ観点からは、反射による遮光性であってもよいが、計測センサの内部で発生した迷光が、接合材6で反射してさらに受光素子に受光されてしまうおそれがある。接合材6が光を吸収するものであれば、外部からの光を吸収して進入を防ぐとともに、内部で発生した迷光も吸収することができる。
 接合材6は、このような光の吸収による遮光性を有する材料を含んで構成される。接合材6は、例えば、基体2と蓋体3との接合性を有するエポキシ樹脂、導電性シリコン樹脂等の樹脂系接着剤に、光吸収性材料を分散させて得られる。光吸収材料としては、例えば、無機顔料を用いることができる。無機顔料としては、例えば、カーボンブラックなどの炭素系顔料、チタンブラックなどの窒化物系顔料、Cr-Fe-Co系、Cu-Co-Mn系、Fe-Co-Mn系、Fe-Co-Ni-Cr系などの金属酸化物系顔料等を用いることができる。
 本実施形態では、接地導体層4と金属薄層5とは、平面透視において、環状に設けられた接合材6の外縁よりも内側の領域にそれぞれ配設される。すなわち、基体本体20の一方主面21と蓋体3の対向面3aとは、接地導体層4および金属薄層5が一部介在されている。そして、接合材6によって、蓋体3と基体2とが全周にわたり直接接合されている。なお、接合材6は、接地導体層4や金属薄層5と一部重なる構造であってもよい。
 基体2と蓋体3との接合において、接地導体層4および金属薄層5が介在しない箇所では、基体2と蓋体3との接合強度を高くすることができ、蓋体3の剥離等を防止することができる。
 次に、本実施形態に係る他の実施例ついて説明する。図4は、図3に示した断面図に対応する計測センサ用パッケージ11Aの断面図であり、図5は、図3に示した断面図に対応する計測センサ用パッケージ11Bの断面図である。
 他の実施例である計測センサ用パッケージ11Aは、上記の計測センサ用パッケージ11に対して、さらに仕切り部7を有する点で異なっており、その他については、同様の構成であるので、同様の構成には計測センサ用パッケージ11と同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。
 計測センサ用パッケージ11Aにおける仕切り部7は、基体本体20の一方主面(基体2の第1面)21に配設される帯状部材であって、遮光性を有している。仕切り部7は、第1収容凹部20aと第2収容凹部20bとの間に配設されて、一方主面21の第1の辺21aから、第1の辺21aに平行な第2の辺21bに向かって延びている。本実施形態では、第1収容凹部20aと第2収容凹部20bとは、一方主面21の長辺方向に並んで設けられているので、第1の辺21aおよび第2の辺21bは、互いに平行な長辺である。
 仕切り部7は、第1収容凹部20aと第2収容凹部20bとの間を仕切るように設けられている。発光素子から出射された光のうち、蓋体3を透過せずに蓋体3の対向面3aで反射した光は、蓋体3の対向面3aと基体本体20の一方主面21との間の空間で反射を繰り返して、第2収容凹部20bに至る場合がある。このようにして発生した迷光が、受光素子によって受光されると、光学的ノイズが発生する。
 仕切り部7が、第1収容凹部20aと第2収容凹部20bとの間に設けられていることにより、発光素子から出射した光による迷光は、仕切り部7によって、第2収容凹部20bへと至ることが阻害され、光学的ノイズの発生が低減される。
 仕切り部7の材料としては、例えば、接合材6と同じ材料を用いることができる。接合材6と同じ材料を用いることによって、接合材6と同一の工程で仕切り部7を設けることができる。さらに、仕切り部7を接合材6と同じ高さで形成することにより、第1収容凹部20aと第2収容凹部20bとの間においても、基体2と蓋体3とを接合することができるので、接合強度をさらに高めることができる。
 本実施例では、仕切り部7によって第1収容凹部20aと第2収容凹部20bとの間が区画されるので、接地導体層4および金属薄層5は、いずれも仕切り部7より第2収容凹部20b側にのみ配設され、仕切り部7より第1収容凹部20a側には配設されない。
 さらに他の実施例である計測センサ用パッケージ11Bは、上記の計測センサ用パッケージ11とは、平面透視において、金属薄層5の外形のほうが接地導体層4の外形よりも小さい点で異なっており、その他については、同様の構成であるので、同様の構成には計測センサ用パッケージ11と同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。
 上記の実施形態の計測センサ用パッケージ11では、金属薄層5の外形と接地導体層4の外形とは同じ大きさとしていたが、本実施例では、金属薄層5の外形を接地導体層4の外形よりも小さくしている。すなわち、平面透視したときに、金属薄層5が、接地導体層4全体に覆われている。
 このように、金属薄層5の外形を接地導体層4の外形よりも小さくすることにより、金属薄層5と接地導体層4との間の電気容量が、位置ずれによる影響を受けにくくなり、特性が安定する。また、金属薄層5が接地導体層4より小さいと接合体の状態が目視で確認可能となり封止状態を容易に確認できる。
 計測センサ用パッケージ11の製造方法について説明する。まず、基体2を公知の多層配線基板の製造方法と同様にして作製する。基体2が、セラミック配線基板であり、セラミック材料がアルミナである場合は、まずアルミナ(Al)やシリカ(SiO)、カルシア(CaO)、マグネシア(MgO)等の原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状とし、これを周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等によってシート状に成形してセラミックグリーンシート(以下、グリーンシートともいう)を得る。その後、グリーンシートを所定形状に打ち抜き加工するとともに、タングステン(W)とガラス材料等の原料粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合して金属ペーストとし、これをグリーンシート表面にスクリーン印刷等の印刷法でパターン印刷する。また、ビア導体は、グリーンシートに貫通孔を設け、スクリーン印刷等によって金属ペーストを貫通孔に充填させる。また、接地導体層4となるメタライズ層は、金属ペーストによって最表面に形成される。こうして得られたグリーンシートを複数枚積層し、これを約1600℃の温度で同時焼成することによって基体2が作製される。
 一方、ガラス材料を、切削、切断等により所定の形状に切り出した蓋体3を準備し、対向面3a上に、蒸着、スパッタ、焼付け等によって金属薄層5を形成する。このとき、フォトリソ(ウェットエッチング)法、ドライエッチング法等によって金属薄膜にパターン加工することにより、絞り孔5aを形成することができる。
 次に、本実施形態の他の実施例である計測センサ110について説明する。図6は、計測センサ110の構成を示す断面図である。計測センサ110は、上記の計測センサ用パッケージ11,11A,11Bと、第1収容凹部20aに収容される発光素子30と、第2収容凹部20bに収容される受光素子31と、を含む。計測センサ110は、計測センサ用パッケージ11の発光素子30と、受光素子31とを実装し、ボンディングワイヤ32で接続パッド23aと接続した後、蓋体3を接合材6によって基体本体20に接合して得られる。
 発光素子30は、VCSEL等の半導体レーザ素子を用いることができ、受光素子31は、シリコンフォトダイオード、GaAsフォトダイオード、InGaAsフォトダイオード、ゲルマニウムフォトダイオード等の各種フォトダイオードを用いることができる。発光素子30および受光素子31は、被計測物の種類、計測するパラメータの種類等により適宜選択すればよい。
 血流を測定する場合は、例えば、光のドップラー効果を利用して測定するために、発光素子30であるVCSELとして波長が850nmのレーザ光を出射可能なものであればよい。その他の測定を行う場合は、測定目的に応じた波長のレーザ光を出射する発光素子30を選択さればよい。受光素子31は、受光する光が発光素子30から出射されるレーザ光から波長の変化が無い場合、発光素子30の出射光を受光できるものであればよく、波長の変化が有る場合、変化後の波長の光を受光できるものであればよい。
 発光素子30および受光素子31と接続パッド23aとは、本実施形態では、例えば、ボンディングワイヤ32によって電気的に接続されるが、フリップチップ接続、バンプ接続、異方性導電フィルムを用いた接続等他の接続方法であってもよい。
 計測センサ110は、外部実装基板に実装されて使用される。外部実装基板には、例えば、発光素子30の発光を制御する制御素子、受光素子31の出力信号から血流速度等を算出する演算素子等も実装される。
 測定する場合には、被計測物として手指の指先を蓋体3の表面に接触させた状態で、外部実装基板から外部接続端子24を介して発光素子制御電流が計測センサ110に入力され、信号ビア導体23b、接続パッド23aを通って発光素子30に入力されて発光素子30から計測用の光が出射される。出射された光が、蓋体3を透過して指先に照射されると、血液中の血球細胞で散乱される。蓋体3を透過し、絞り孔5aを通過した散乱光が、受光素子31で受光されると、受光量に応じた電気信号が受光素子31から出力される。出力された信号は、接続パッド23a、信号ビア導体23bを通り、外部接続端子24を介して計測センサ110から外部実装基板へと出力される。
 外部実装基板では、計測センサ110から出力された信号が、演算素子に入力され、例えば、発光素子30から出射された光である照射光の周波数と、受光素子31が受光した光である散乱光の周波数とに基づいて血流速度を算出することができる。
 なお、上記では、信号ビア導体23bは、基体本体20内で上下方向に一直線状に形成される構成としているが、基体本体20の一方主面21から他方主面22の外部接続端子24まで電気的に接続されていれば、一直線状でなく、基体本体20内で、内層配線や内部接地導体層等によってずれて形成されていてもよい。
 また、基体2には、基体本体20を厚み方向に貫通する接地ビア導体を設けてもよい。この接地ビア導体は、例えば、接地導体層4および外部接続端子24と電気的に接続され、基体本体20の、第1収容凹部20aおよび第2収容凹部20bよりも外方に配設される。接地ビア導体は、被計測物の一つである人の手指が計測センサに接触したときに放出される電荷を、基体本体20の一方主面21から基体本体20の他方主面22に誘導し、外部へと放出する。
 人から放出された電荷が流れ易い経路を計測センサ用パッケージ11内に形成することで、この経路に電荷を誘導して外部へと電荷を逃がし、電気的ノイズが発生することを抑制する。
(第2の実施形態)
 上記図1は、本開示の第2の実施形態に係る計測センサ用パッケージ12を示す平面図であり、図7は、図1の計測センサ用パッケージ12を切断面線A-Aで切断した断面図であり、図8は、図1の計測センサ用パッケージ12を切断面線B-Bで切断した断面図である。図9は、計測センサ用パッケージ12の平面透視図である。
 計測センサ用パッケージ12は、基体2、蓋体3および第1内部接地導体層25Aを含む。基体2は、発光素子および受光素子を収容するものであり、基体本体20と、信号配線導体23と、外部接続端子(外部接地端子ともいう)24と、を含む。
 本実施形態の計測センサ用パッケージ12は、上述の計測センサ用パッケージ11とは、発光素子側で発生し、受光素子側に向かって進行する電磁ノイズを遮蔽する第1内部接地導体層25Aが配設される点で異なっているが、その他については、同様の構成であるので、同様の構成には計測センサ用パッケージ11と同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。
(第1実施例)
 本実施形態の計測センサ用パッケージ12は、上記の計測センサ用パッケージ11と同様の構成であり、光のドップラー効果を利用して、血流等の流体の流れを計測する計測センサに用いられてもよい。 
 本実施形態の計測センサ用パッケージ12は、図8に示すように、第1収容凹部20aは、発光素子が載置される第1底面200を有し、第2収容凹部20bは、受光素子が載置される第2底面203を有している。さらに、第1収容凹部20aの内側面には、発光素子と電気的に接続される接続パッド(電極パッドともいう)23aが配設される第1段差面202を有する第1段差部201が設けられており、第2収容凹部20bの内側面には、受光素子と電気的に接続される接続パッド23aが配設される第2段差面205を有する第2段差部204が設けられている。また、計測センサ用パッケージ12は、第1底面200と第2底面203とが、一方主面21から等距離にあり、第1段差面202と第2段差面205とが、一方主面21から等距離にあるように構成されている。一方主面21は、第1収容凹部20a、第2収容凹部20bの開口によらない基体本体20の一方側の平坦面であり、同じく平坦面である第1底面200との間の距離h1と、同じく平坦面である第2底面203との間の距離h2とが等しい。すなわち、第1収容凹部20aと第2収容凹部20bとの深さが同じである。第1段差面202および第2段差面205も同じく平坦面であり、一方主面21と第1段差面202との間の距離h3と、一方主面21と第2段差面205との間の距離h4とが等しい。すなわち、第1段差部201と第2段差部204との深さが同じである。ここで、距離h1と距離h2とが等しいとは、h1とh2とが一致する((h2/h1)=1)だけではなく、h1とh2との差が±10%以内であることも含む(0.9≦(h2/h1)≦1.1)。距離h3と距離h4についても同様である。
 本実施形態の計測センサ用パッケージ12を備える計測センサでは、蓋体3の表面に、例えば被計測物である手指を当てた状態で発光素子から出射した光を照射する。計測センサ用パッケージ12においても、上記計測センサ用パッケージ11と同様に、蓋体3を絶縁材料で構成することにより、蓋体3を通して不要な電荷が流れ込むことを抑制することができる。 
 第1内部接地導体層25Aは、基体本体20を構成する誘電体層間であって、平面透視したときに、第1収容凹部20aと第2収容凹部20bとの間に配設される。第1内部接地導体層25Aは、導電性を有する材料からなり、外部接続端子24に電気的に接続される接地ビア導体26と、基体本体20の内部において電気的に接続されることにより接地電位が付与され、電磁シールドとして機能する。
 一般に、自発光型の計測センサでは、発光素子から出射される光が被計測物によって散乱されて受光素子に至る光路長が短くなるほど、受光素子が受光する被計測物からの散乱光の光量が増加して、計測センサの感度が向上するが、単に発光素子と受光素子とを近接して配置した場合、発光素子側で発生した電磁ノイズが受光素子側に進入し易くなり、計測センサの計測精度が低下してしまう。特に、血流の計測等に用いられる計測センサでは、受光素子による受光量が比較的小さいので、受光素子から出力される電気信号は弱く、電磁ノイズによる影響が大きい。
 本実施形態の計測センサ用パッケージ12は、図1,図8に示すように、発光素子が載置される第1底面200と受光素子が載置される第2底面203とが近接する構成となっているが、平面透視において、第1収容凹部20aと第2収容凹部20bとの間に第1内部接地導体層25Aを配設することによって、発光素子側で発生し、受光素子側に向かって進行する電磁ノイズを第1内部接地導体層25Aによって遮蔽している。本実施形態の計測センサ用パッケージ12によれば、発光素子側と受光素子側との電気クロストークを低減し、高精度の計測が可能になる。
 また、計測センサ用パッケージ12では、第1内部接地導体層25Aが、平面透視において、第1収容凹部20aと第2収容凹部20bとの間に配設されているとともに、側面透視において、第1底面200と第1段差面202との間に配設されている。すなわち、第1内部接地導体層25Aは、発光素子側で発生した電磁ノイズが受光素子側に向かって伝播する経路上に配設されている。したがって、計測センサ用パッケージ12によれば、発光素子側で発生した電磁ノイズが、基体本体20の、第1収容凹部20aと第2収容凹部20bとを隔てている部位を通過して、受光素子側に進入することを効果的に抑制することができ、それにより、発光素子側と受光素子側との電気クロストークを効果的に低減することができる。
 第1内部接地導体層25Aは、平面透視における形状が、例えば、円形状、正方形状、矩形状等であってもよく、その他の形状であってもよいが、本実施形態では、図9に示すように、第1内部接地導体層25Aは、平面透視したときに、第1収容凹部20aの図心と第2収容凹部20bとの図心とを結ぶ方向に交差する方向において、細長い形状を有している。すなわち、第1内部接地導体層25Aは、平面透視において、第1収容凹部20aの図心と第2収容凹部20bとの図心とを結ぶ方向に交差する方向における長さL1が、第1収容凹部20aの図心と第2収容凹部20bとの図心とを結ぶ方向における長さL2よりも大きい形状とされている。長さL2に対する長さL1の比率L1/L2は、例えば、2.0~10.0である。このような構成によれば、発光素子側で発生した電磁ノイズが受光素子側に進入することをより効果的に抑制し、発光素子側と受光素子側との電気クロストークをより効果的に低減することができる。
 また、平面透視において、第1内部接地導体層25Aが延びる方向が、第1収容凹部20aの図心と第2収容凹部20bとの図心とを結ぶ方向に直交していてもよい。さらに、平面透視したときに、第1収容凹部20aの図心と第2収容凹部20bとの図心とを結ぶ方向に直交する方向において、第1内部接地導体層25Aの長さL1が、第1収容凹部20aの長さよりも大きく、第2収容凹部20bの長さよりも大きくてもよい。
 本実施形態の計測センサ用パッケージ12は、信号配線導体23をさらに含む。信号配線導体23は、発光素子または受光素子と電気的に接続され、発光素子に入力される電気信号が伝送され、受光素子から出力される電気信号が伝送される。本実施形態における信号配線導体23は、発光素子または受光素子と接続する接続部材であるボンディングワイヤと、ボンディングワイヤが接続される接続パッド23aと、接続パッド23aに電気的に接続して接続パッドの直下から基体本体20の他方主面22にまで延びる信号ビア導体23bと、信号ビア導体23bに電気的に接続する外部接続端子24とから成る。外部接続端子24は、基体本体20の他方主面22に設けられており、計測センサ用パッケージ12を備える計測センサが実装される外部実装基板の接続端子とはんだ等の端子接続材料によって電気的に接続される。
 外部接続端子24は、はんだ等の接合材との濡れ性を向上させ、耐食性を向上させるために、例えば、厚さが0.5~10μmのニッケル層と厚さが0.5~5μmの金層とをめっき法によって順次被着させてもよい。
 本実施形態の計測センサ用パッケージ12は、接地導体層(蓋側接地導体層ともいう)4、金属薄層5および接合材(導電性接合材ともいう)6をさらに含んでもよい。
 接地導体層4は、基体本体20の一方主面21に配設されるメタライズ層であって、受光素子が収容される第2収容凹部20bの開口を取り囲むように設けられる。接地導体層4は、例えば、外形が、基体本体20の一方主面21の外形に沿うように矩形状であってもよく、それ以外の円形状、多角形状などであってもよい。第1実施形態では、接地導体層4の外形状を矩形状としている。また、接地導体層4は、第2収容凹部20bの開口を取り囲んでいるから、少なくとも開口と同形状または開口よりも大きな貫通孔が設けられたメタライズ層である。
 接地導体層4は、例えば、基体2に設けられた、図示しない接地貫通導体(グランドビア)などと接続することで、接地電位が付与される。
 なお、金属薄層5は、接地導体層4と電気的に接続され、接地電位が付与されてもよい。第1実施形態では、金属薄層5の外形と接地導体層4との外形は同じ大きさである。
 本実施形態では、接地導体層4と金属薄層5とは、平面透視において、環状に設けられた接合材6よりも内側の領域にそれぞれ配設される。すなわち、基体本体20の一方主面21と蓋体3の対向面3aとは、接地導体層4および金属薄層5が介在することなく、接合材6によって、全周にわたり直接接合されている。
 基体2と蓋体3との接合において、接地導体層4および金属薄層5が介在しないので、基体2と蓋体3との接合強度を高くすることができ、蓋体3の剥離等を防止することができる。
(第2実施例)
 次に、本実施形態の他の実施例について説明する。図10は、図8に示した断面図に対応する、第2実施例に係る計測センサ用パッケージ12Aの断面図である。
 第2実施例の計測センサ用パッケージ12Aは、上記の計測センサ用パッケージ12とは、複数の第1内部接地導体層25Aが配設される点で異なっており、その他については、同様の構成であるので、同様の構成には計測センサ用パッケージ12と同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。
 第2実施例の計測センサ用パッケージ12Aは、側面透視したときに、第1底面200と第1段差面202との間に複数の第1内部接地導体層25Aが配設されている。計測センサ用パッケージ12Aによれば、計測センサ用パッケージ12と比較して、第1内部接地導体層25Aによる電磁ノイズの遮蔽効果を一層向上させることができ、計測精度をさらに向上させることができる。
 なお、図10においては、2つの第1内部接地導体層25Aが配設された構成としているが、第1内部接地導体層25Aの数は2つに限定されるものではなく、第1底面200と第1段差面202との間に3つ以上の第1内部接地導体層25Aが配設されてもよい。複数の第1内部接地導体層25Aは、平面透視において、互いに異なる形状を有してもよい。また、複数の第1内部接地導体層25Aは、平面透視において、互いにずれて配設されてもよく、互いに重なるように配設されてもよい。
(第3実施例)
 図11は、図8に示した断面図に対応する、第3実施例に係る計測センサ用パッケージ12Bの断面図である。
 第3実施例の計測センサ用パッケージ12Bは、計測センサ用パッケージ12とは、側面透視における第1内部接地導体層25Aの位置の点で異なっており、その他については、同様の構成であるので、同様の構成には計測センサ用パッケージ12と同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。
 第3実施例の計測センサ用パッケージ12Bは、第1内部接地導体層25Aが、側面透視において、基体本体20の第1面と第1段差面202との間に配設されている。前述のように、第1段差面202および第2段差面205には、発光素子または受光素子と電気的に接続するための接続パッド23aが設けられる。接続パッド23aと発光素子または受光素子とを、例えば、ボンディングワイヤによって電気的に接続した場合、ボンディングワイヤは露出した状態となる。したがって、接続パッド23aと発光素子とを電気的に接続するボンディングワイヤを流れる電流から発生した電磁ノイズが受光素子側に進入して、発光素子側と受光素子側との電気クロストークを発生させるおそれがある。
 第3実施例の計測センサ用パッケージ12Bは、側面透視において、基体本体20の第1面と第1段差面202との間に第1内部接地導体層25Aを配設することにより、ボンディングワイヤにおいて発生した電磁ノイズが、受光素子側に進入することを抑制している。なお、図11においては、1つの第1内部接地導体層25Aが配設された構成としているが、複数の第1内部接地導体層25Aが、基体本体20の第1面と第1段差面202との間に配設されてもよい。
(第4実施例)
 図12は、図8に示した断面図に対応する、第4実施例に係る計測センサ用パッケージ12Cの断面図である。
 第4実施例の計測センサ用パッケージ12Cは、計測センサ用パッケージ12とは、表面接地導体層28および裏面接地導体層27を備え、第1内部接地導体層25Aが、断面視において、基体本体20の他方主面(基体2の第2面)22と第1底面200との間にも配設される点で異なっており、その他については、同様の構成であるので、同様の構成には計測センサ用パッケージ12と同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。
 裏面接地導体層27は、基体本体20の他方主面(基体2の第2面)22に配設される導体層であり、平面透視にしたときに、第1収容凹部20aと第2収容凹部20bとの間に配設される。裏面接地導体層27は、導電性を有する材料からなり、接地電位が付与されている。
 裏面接地導体層27は、平面視形状が、例えば、円形状、正方形状、矩形状等であってもよく、その他の形状であってもよいが、第4実施形態では、裏面接地導体層27は、平面透視したときに、第1収容凹部20aの図心と第2収容凹部の図心とを結ぶ方向に直交する方向において、細長い形状を有している。また、裏面接地導体層27は、平面透視したときに、少なくとも一部分が第1収容凹部20aと第2収容凹部20bとの間に配設されていればよく、平面透視したときに、第1収容凹部20aまたは第2収容凹部20bにかかって配設されてもよい。
 前述したように、基体本体20の他方主面22には、発光素子または受光素子と電気的に接続され、外部実装基板の接続端子と電気的に接続される外部接続端子24が配設される。外部接続端子24は、外部実装基板の接続端子との強固な機械的接続を実現するために、比較的大面積で形成される。そのため、発光素子を駆動する駆動電流から発生した電磁ノイズが、受光素子と電気的に接続された外部接続端子24に進入して、発光素子側と受光素子側との電気クロストークを発生させるおそれがある。
 第4実施例の計測センサ用パッケージ12Cでは、上記の裏面接地導体層27を配設することにより、発光素子を駆動する駆動電流から発生した電磁ノイズが、受光素子と電気的に接続された外部接続端子24に進入することを抑制し、発光素子側と受光素子側との電気クロストークを低減し、それによって、高精度の計測を可能にしている。
 また、発光素子を駆動する駆動電流から発生した電磁ノイズが、蓋体3に向かって伝播し、蓋体3によって反射された電磁ノイズが、受光素子側に進入して、発光素子側と受光素子側との電気クロストークを発生させるおそれがある。第4実施形態の計測センサ用パッケージ12Cでは、上記の表面接地導体層28を設けることにより、蓋体3によって反射された電磁ノイズが受光素子側に進入することを抑制している。
 また、計測センサ用パッケージ12Cでは、側面透視したときに、第1底面200と第1段差面202との間に配設された第1内部接地導体層25Aに加えて、基体本体20の他方主面(第2面)22と第1底面200との間にも第1内部接地導体層25Aが配設されている。計測センサは、外部実装基板上に実装されて使用されるが、発光素子側で発生した電磁ノイズが、この外部実装基板の配線を介して、受光素子側に電磁ノイズが進入し、発光素子側と受光素子側との電気クロストークを発生させるおそれがある。計測センサ用パッケージ12Cでは、基体本体20の第2面22と第1底面200との間に配設された第1内部接地導体層25Aによって、発光素子側で発生した電磁ノイズが外部実装基板の配線を介して受光素子側に進入することを抑制している。
 上記の実施形態または実施例を組み合わせた構成も本開示の実施形態である。例えば、第1内部接地導体層25Aが、側面透視において、第1底面200と第1段差面202との高さ位置に複数配設され、かつ基体本体20の第1面21と第1段差面202との間の高さ位置に配設されるとともに、表面接地導体層28および裏面接地導体層27の少なくとも一方が設けられる構成も本開示の実施形態である。
 次に、計測センサ用パッケージ12の製造方法について説明する。まず、基体2については、上記計測センサ用パッケージ11と同様の製法によって基体2が作製される。
 一方、金属薄層5についても、上記計測センサ用パッケージ11と同様の製法によって形成する。
(第5実施例)
 次に、本実施形態の第5実施例である計測センサ120について説明する。図13は、計測センサ120の構成を示す断面図である。計測センサ120は、上記の計測センサ用パッケージ12,12A,12B,12Cと、第1収容凹部20aに収容される発光素子30と、第2収容凹部20bに収容される受光素子31と、を含む。計測センサ120は、計測センサ用パッケージ12の発光素子30と、受光素子31とを実装し、ボンディングワイヤ32で接続パッド23aと接続した後、蓋体3を接合材6によって基体本体20に接合して得られる。なお、図13においては、計測センサ用パッケージ12を含む計測センサ120を例示している。
 計測センサ120は、外部実装基板に実装されて使用される。外部実装基板には、例えば、発光素子30の発光を制御する制御素子、受光素子31の出力信号から血流速度等を算出する演算素子等も実装される。
 なお、計測センサ120における血流速度等の測定方法は、上記計測センサ110と同様であり、受光素子31から出力された信号は、接続パッド23a、信号ビア導体23bを通り、外部接続端子24を介して計測センサ120から外部実装基板へと出力される。
 外部実装基板では、計測センサ120から出力された信号が、演算素子に入力され、例えば、発光素子30から出射された光である照射光の周波数と、受光素子31が受光した光である散乱光の周波数とに基づいて血流速度を算出することができる。
 本実施形態の計測センサ120は、発光素子側で発生した電磁ノイズが受光素子側に進入することを抑制する第1内部接地導体層25Aを計測センサ用パッケージ12,12A,12B,12C内に形成することで、発光素子側と受光素子側との電気クロストークを低減し、高精度の計測を可能にしている。
(他の実施例)
 他の実施例として、図8に示した計測センサ用パッケージ12において、第1段差面202に設けられた接続パッド23aと第2段差面205に設けられた接続パッド23aとの間のクロストーク量をシミュレーションによって算出した。本シミュレーションにおいては、基体2、第1段差面202に設けられた接続パッド23a、第2段差面205に設けられた接続パッド23a、および第1内部接地導体層25A以外の構成を省略するとともに、基体2は完全導体であるとした。また、第1段差面202に設けられた接続パッド23aの形状は縦方向長さを1.0mm、横方向長さを0.5mmとし、第2段差面205に設けられた接続パッド23aの形状は縦方向長さを1.0mm、横方向長さを0.5mm、第1内部接地導体層25Aは縦方向長さを1.2mm、横方向を0.4mmとした。また、平面透視で、第1段差面202に設けられた接続パッド23aの中心と第2段差面205に設けられた接続パッド23aの中心とを結ぶ距離を2.5mmとし、第1段差面202に設けられた接続パッド23aの中心と第1内部接地導体層25Aの中心とを結ぶ距離は1.25mmとした。
 上記の条件で、第1段差面202に設けられた接続パッド23aと第2段差面205に設けられた接続パッド23aとの間のクロストーク量の周波数依存性を算出した。具体的な算出方法は次のとおりである。第1段差面202に設けられた接続パッド23aに電圧信号を入力したときに第2段差面205に設けられた接続パッド23aから出力される電圧信号を算出し、入力した電圧信号の強度に対する出力された電圧信号の強度の比の対数に所定の係数を乗算してクロストーク量とした。また、入力電圧の周波数を1kHz~20kHzの範囲で変化させることにより、クロストーク量の周波数依存性を算出した。本シミュレーションでは、クロストーク量の絶対値が大きいほど、第1段差面202に設けられた接続パッド23aと第2段差面205に設けられた接続パッド23aとの電気的遮蔽が向上されており、第1段差面202に設けられた接続パッド23aと第2段差面205に設けられた接続パッド23aとの間の電気クロストークが抑制されていると判断することができる。
 比較例として、第1内部接地導体層25Aが無いこと以外は、実施例の計測センサ用パッケージと同様の計測センサ用パッケージにおいて、実施例のシミュレーションと同様に、第1段差面202に設けられた接続パッド23aと第2段差面205に設けられた接続パッド23aとの間のクロストーク量の周波数依存性を算出した。
 図14は、実施例および比較例の結果を示す。図14(a)は、比較例の結果を示し、図14(b)は、実施例の結果を示す。図14(a)、図14(b)に示すように、他の実施例および比較例のいずれにおいても、クロストーク量は入力電圧の周波数に依存しないという結果が得られた。また、図14(a)および図14(b)から、1kHz~20kHzの周波数帯域の全域において、実施例におけるクロストーク量が、比較例におけるクロストーク量に比べて小さくなっていることがわかる。
 図15は、他の実施例および比較例の評価結果を示す図である。評価結果として、平均クロストーク量を用いた。平均クロストーク量は、1kHz~20kHzの周波数帯域にわたるクロストーク量の平均値とする。平均クロストーク量の絶対値が小さいほど電気クロストークが顕著であり、平均クロストーク量の絶対値が大きいほど電気クロストークが抑制されていると評価できる。図15に示すように、他の実施例では、比較例に比べて、電気クロストークが抑制されていると評価できる。
 上記のように、実施例では、第1内部接地導体層25Aにより、第1段差面202に設けられた接続パッド23aと第2段差面205に設けられた接続パッド23aとの間の電気クロストークが抑制されることがわかった。
(第3の実施形態)
 上記図1は、本開示の第3の実施形態に係る計測センサ用パッケージ13を示す平面図である。図16は、図1の計測センサ用パッケージ13を切断面線A-Aで切断した断面図であり、図17は、図1の計測センサ用パッケージ13を切断面線B-Bで切断した断面図である。
 計測センサ用パッケージ13は、基体2および蓋体3を含み、さらに接地導体層(表層接地導体層ともいう)4、金属薄層5および接合材(導電性接合材ともいう)6を含む。基体2は、発光素子および受光素子を収容するものであり、基体本体20に、信号配線導体23と、外部接続端子24と、第2内部接地導体層25Bと、接地ビア導体26とが配設されている。
 本実施形態の計測センサ用パッケージ13は、上述の計測センサ用パッケージ11とは、外部から到来する不要な電磁波に対するシールド効果を有する第2内部接地導体層25Bが配設される点で異なっているが、その他については、同様の構成であるので、同様の構成には計測センサ用パッケージ11と同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。
(第1実施例)
 本実施形態の計測センサ用パッケージ13は、上記の計測センサ用パッケージ11と同様の構成であり、光のドップラー効果を利用して、血流等の流体の流れを計測する計測センサに用いられてもよい
 信号配線導体23は、発光素子または受光素子と電気的に接続され、発光素子に入力される電気信号が伝送され、受光素子から出力される電気信号が伝送される。本実施形態における信号配線導体23は、発光素子または受光素子と接続する接続部材であるボンディングワイヤと、ボンディングワイヤが接続される接続パッド(電極パッドともいう)23aと、接続パッド23aに電気的に接続して接続パッド23aの直下から基体本体20を貫通し、第2面である他方主面22にまで延びる信号ビア導体23bと、他方主面22に配設され、信号ビア導体23bに電気的に接続する外部接続端子24とから成る。外部接続端子24は、基体本体20の他方主面22に設けられており、計測センサ用パッケージ13を備える計測センサが実装される外部実装基板の信号用接続端子とはんだ等の端子接続材料によって電気的に接続される。
 第2内部接地導体層25Bは、導電性を有し、基体2の誘電体層間に配設される。第2内部接地導体層25Bを、平面透視したときに、第1収容凹部20aおよび第2収容凹部20bよりも外側に配設される。第2内部接地導体層25Bは、基体2に設けられた接地ビア導体26と電気的に接続し、接地ビア導体26が、他方主面22に配設される外部接続端子24と電気的に接続する。外部接続端子24が、外部実装基板の接地端子とはんだ等の端子接続材料によって電気的に接続され、第2内部接地導体層25Bに接地電位が付与される。なお、平面透視は、基体2の一方主面21(他方主面22)に直交する方向から計測センサ用パッケージ13全体を透視することである。
 第2内部接地導体層25Bが、第1収容凹部20aおよび第2収容凹部20bよりも外側に配設されることにより、外部から到来する不要な電磁波に対するシールド効果を有するので、第2内部接地導体層25Bよりもさらに内側にある信号配線導体23、受光素子、発光素子に到達する電磁波を低減する。これにより、計測時に発生するノイズを低減することができ計測精度を向上させることができる。
 本実施形態では、図17に示すように、第2内部接地導体層25Bは、側面透視において、第1底面200と第1段差面202との間(第2底面203と第2段差面205との間)に配設される。すなわち、第2内部接地導体層25Bは、平面透視で、第1収容凹部20aおよび第2収容凹部20bの外側にあって、基体本体20内に埋設される高さ位置が、第1底面200の高さと第1段差面202の高さとの間に位置する。なお、側面透視は、基体2の厚み方向に直交する方向、すなわち平面透視したときの方向に直交する方向から計測センサ用パッケージ13全体を透視することである。
 本実施形態では、第2内部接地導体層25Bが、上記のような高さ位置の範囲内に配設されるので、第1収容凹部20aおよび第2収容凹部20bに収容される発光素子および受光素子の側方に第2内部接地導体層25Bが位置することになる。このような高さ位置に配設されることで、本実施形態の第2内部接地導体層25Bは、特に、外部から到来する電磁波が、発光素子および受光素子に到達することを防ぐことができ、発光素子および受光素子の内部回路に発生するノイズを低減させる。本実施形態では、上記のような高さ位置の範囲内であれば、複数の第2内部接地導体層25Bが異なる高さ位置に配設されていてもよい。
 外部接続端子24は、はんだ等の接合材との濡れ性を向上させ、耐食性を向上させるために、例えば、厚さが0.5~10μmのニッケル層と厚さが0.5~5μmの金層とをめっき法によって順次被着させてもよい。
 蓋体3は、基体本体20の一方主面(基体2の第1面)21を覆い、接合材6によって基体2の一方主面21に接合される。
 本実施形態の計測センサ用パッケージ13を備える計測センサでは、蓋体3の表面に、例えば被計測物である手指を当てた状態で発光素子から出射した光を手指に照射する。計測センサ用パッケージ13においても、上記計測センサ用パッケージ11と同様に、蓋体3を絶縁材料で構成することにより、蓋体3を通して不要な電荷が流れ込むことを抑制することができる。
 接地導体層4は、基体本体20の一方主面21に配設されるメタライズ層であって、受光素子が収容される第2収容凹部20bの開口を取り囲むように設けられる。接地導体層4は、例えば、外形が、基体本体20の一方主面21の外形に沿うように矩形状であってもよく、それ以外の円形状、多角形状などであってもよい。本実施形態では、接地導体層4の外形状を矩形状としている。また、接地導体層4は、第2収容凹部20bの開口を取り囲んでいるから、少なくとも開口と同形状または開口よりも大きな貫通孔が設けられたメタライズ層である。
 接地導体層4は、例えば、基体2に設けられた、接地ビア導体26または後述の接合材6などと接続することで、接地電位が付与される。基体本体20の一方主面21に、接地導体層4を設けることで、基体2の表面に設置した接地導体層4は、下記の金属薄層5と接合材6により電気的に接続される。その結果、金属薄層5にも接地電位を付与することができ、金属薄層5が外部帯電体(特に手指等の測定物)からの電気的シールドとして作用し、受光素子31へのノイズ混入を抑制できる。
 このように、金属薄層5を設けることで、光学的および電気的ノイズによる影響を抑制し、計測精度を向上させることができる。なお、金属薄層5は、接地導体層4と電気的に接続され、接地電位が付与されてもよい。また、本実施形態では、金属薄層5の外形と接地導体層4との外形は同じ大きさであるが、異なっていてもよい。
 本実施形態では、接地導体層4と金属薄層5とは、平面透視において、環状に設けられた接合材6の外縁よりも内側の領域にそれぞれ配設される。すなわち、基体本体20の一方主面21と蓋体3の対向面3aとの間には、接地導体層4および金属薄層5の一部が介在されている。そして、接合材6によって、蓋体3と基体2とが全周にわたり直接接合されている。なお、接合材6は、接地導体層4や金属薄層5と一部が重なるように配設されていてもよい。
 基体2と蓋体3との接合において、接地導体層4および金属薄層5が介在しない箇所では、基体2と蓋体3との接合強度を高くすることができ、蓋体3の剥離等を防止することができる。
(第2実施例、第3実施例)
 次に、本実施形態の他の実施例について説明する。図18は、図17に示した断面図に対応する第2実施例の計測センサ用パッケージ13Aの断面図であり、図19は、図17に示した断面図に対応する第3実施例の計測センサ用パッケージ13Bの断面図である。
 第2実施例の計測センサ用パッケージ13Aは、上記の計測センサ用パッケージ13に対して、さらに底部接地導体層27aを有する点で異なっており、その他については、同様の構成であるので、同様の構成には計測センサ用パッケージ13と同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。
 底部接地導体層27aは、接地電位に接続され、基体本体20の、第1収容凹部20aおよび第2収容凹部20bの第1底面200および第2底面203と他方主面22との間において、略全面に渡って配設されるベタグランド層である。底部接地導体層27aは、接地ビア導体26と、基体本体20の内部において電気的に接続されており、接地電位が付与される。
 計測センサは、外部実装基板上に実装されて使用されるが、この外部実装基板の配線を流れる信号等に起因する電磁波が、基体本体20の他方主面22側から計測センサ用パッケージ13内に進入して、信号配線導体23を流れる信号にノイズが混入するおそれがある。
 底部接地導体層27aを設けることで、第1収容凹部20aおよび第2収容凹部20bと外部実装基板との間に底部接地導体層27aが位置し、電磁シールドとして機能する。
 本実施形態の計測センサ用パッケージ13Bは、上記の計測センサ用パッケージ13とは、第2内部接地導体層25Bが基体本体20内に配設される高さ位置が異なっており、その他については、同様の構成であるので、同様の構成には計測センサ用パッケージ13と同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。
 本実施形態の計測センサ用パッケージ13Bでは、第2内部接地導体層25Bが、側面透視において、一方主面(第1面)21と第1段差面202との間(一方主面(第1面)21と第2段差面205との間)に配設される。すなわち、第2内部接地導体層25Bは、平面透視で、第1収容凹部20aおよび第2収容凹部20bの外側にあって、基体本体20内に埋設される高さ位置が、一方主面21と第1段差面202の高さとの間に位置する。
 本実施形態では、第2内部接地導体層25Bが、上記のような高さ位置に配設されるので、第1収容凹部20aおよび第2収容凹部20bに収容される発光素子および受光素子にそれぞれ接続されるボンディングワイヤの側方に第2内部接地導体層25Bが位置することになる。このような高さ位置に配設されることで、本実施形態の第2内部接地導体層25Bは、特に、外部から到来する電磁波が、ボンディングワイヤに到達することを防ぐことができ、ボンディングワイヤに発生するノイズを低減させる。本実施形態では、上記のような高さ位置の範囲内であれば、複数の第2内部接地導体層25Bが異なる高さ位置に配設されていてもよい。
 第2内部接地導体層25Bは、その形状が、例えば、図20~図22の平面透視図に示されるような、帯状または配線状であってもよいが、平面透視で、第1収容凹部20aおよび第2収容凹部20bの外側に配設されていればその形状および大きさなどは特に限定されない。なお、図20~図22において、第2内部接地導体層25B1~25B3がわかりやすいようにハッチングを付して示している。
 例えば、図20に示す態様では、第2内部接地導体層25B1は、平面透視したときに、基体2の一方主面21の四辺に沿った環状に配設されている。環状に配設することにより、第2内部接地導体層25B1は、計測センサ用パッケージ13の全方位から到来する電磁波に対して電磁シールド効果を発揮する。
 例えば、図21に示す態様では、第2内部接地導体層25B2は、平面透視したときに、基体2の一方主面21の長辺に沿った二本の平行な配線状に設けられている。第2内部接地導体層25B2は、特に、長辺側から到来する電磁波に対して電磁シールド効果を発揮する。
 例えば、図22に示す態様では、第2内部接地導体層25B3は、平面透視したときに、基体2の一方主面21の短辺に沿った二本の平行な配線状に設けられている。第2内部接地導体層25B3は、特に、短辺側から到来する電磁波に対して電磁シールド効果を発揮する。
 第2内部接地導体層25Bは、上記の第1実施例~第3実施例のいずれにおいても他の配線および凹部などの配置位置による設計上の制約を受けるだけで、特にその形状、大きさは限定されることはない。一例として示した図20~図22の第2内部接地導体層25B1~25B3は、第1実施例~第3実施例のいずれの実施形態に対しても適用することができる。
 さらに、第1実施例~第3実施例を組合わせた構成も本開示の実施形態である。例えば、第2内部接地導体層25Bが、側面透視において、第1底面200と第1段差面202との間の高さ位置に配設されるとともに、側面透視において、一方主面21と第1段差面202との間の高さ位置にも配設される構成であってもよい。このような構成に、さらに、底部接地導体層27aを備えていてもよい。また、第2実施例のように、第2内部接地導体層25B2が、側面透視において、一方主面21と第1段差面202との間の高さ位置に配設され、さらに底部接地導体層27aを備えていてもよい。
 計測センサ用パッケージ13の製造方法について説明する。まず、基体2については、上記計測センサ用パッケージ11と同様の製法によって基体2が作製される。
 一方、金属薄層5についても、上記計測センサ用パッケージ11と同様の製法によって形成する。 
(第4実施例)
 次に、本実施形態の第4実施例である計測センサ130について説明する。図23は、計測センサ130の構成を示す断面図である。計測センサ130は、上記の計測センサ用パッケージ13,13A,13Bと、第1収容凹部20aに収容される発光素子30と、第2収容凹部20bに収容される受光素子31と、を含む。計測センサ130は、計測センサ用パッケージ13の発光素子30と、受光素子31とを実装し、ボンディングワイヤ32で接続パッド23aと接続した後、蓋体3を接合材6によって基体本体20に接合して得られる。
 計測センサ130は、外部実装基板に実装されて使用される。外部実装基板には、例えば、発光素子30の発光を制御する制御素子、受光素子31の出力信号から血流速度等を算出する演算素子等も実装される。
 なお、計測センサ130における血流速度等の測定方法は、上記計測センサ120と同様であり、受光素子31から出力された信号は、接続パッド23a、信号ビア導体23bを通り、外部接続端子24を介して計測センサ130から外部実装基板へと出力される。
 外部実装基板では、計測センサ130から出力された信号が、演算素子に入力され、例えば、発光素子30から出射された光である照射光の周波数と、受光素子31が受光した光である散乱光の周波数とに基づいて血流速度を算出することができる。
 また、第2内部接地導体層25Bと接続する接地ビア導体26が、接合材6から外部接続端子24までを接続するように設けることで、接地ビア導体26は、被計測物の一つである人の手指が計測センサに接触したときに放出される電荷を、基体本体20の一方主面21から基体本体20の他方主面22に誘導し、外部へと放出する。
 接地ビア導体26によって、人から放出された電荷が流れ易い経路を計測センサ用パッケージ13内に形成することで、この経路に電荷を誘導して外部へと電荷を逃がし、電気的ノイズが発生することを防止している。
(第4の実施形態)
 上記図1は、本開示の第4の実施形態に係る計測センサ用パッケージ14を示す平面図である。図24は、図1の計測センサ用パッケージ14を切断面線B-Bで切断した断面図である。本実施形態に係る計測センサ用パッケージ14の特徴としては、上記第1の実施形態の計測センサ用パッケージ11に、第2の実施形態における第1内部接地導体層25Aと、第3の実施形態における第2内部接地導体層25Bとが追加されている。
 上記のように、計測センサ用パッケージ14は、上記の計測センサ用パッケージ12と計測センサ用パッケージ13とを統合したものであり、上記の電磁ノイズを遮蔽するための第1内部接地導体層25Aが配設されるとともに、外部から到来する不要な電磁波をシールドするための第2内部接地導体層25Bが配設されている。なお、計測センサ用パッケージ12または計測センサ用パッケージ13と同様の構成には同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。
 本実施形態の計測センサ用パッケージ14は、上記の計測センサ用パッケージ12,13と同様の構成であり、光のドップラー効果を利用して、血流等の流体の流れを計測する計測センサに用いられてもよい。 
 第1内部接地導体層25Aは、導電性を有し、基体2の誘電体層間に配設される。内部接地導体層25は、平面透視したときに、第1収容凹部20aと第2収容凹部20bとの間に配設されているとともに、第1収容凹部20aおよび第2収容凹部20bよりも外側にも配設されている。
 すなわち、第1内部接地導体層25Aが、発光素子側で発生した電磁ノイズが受光素子側に向かって伝播する経路上に配設されることにより、発光素子側で発生した電磁ノイズが、基体本体20の、第1収容凹部20aと第2収容凹部20bとを隔てている部位を通過して、受光素子側に進入することを効果的に抑制することができる。これにより、発光素子側と受光素子側との電気クロストークを効果的に低減することができる。
 さらに、第2内部接地導体層25Bが、第1収容凹部20aおよび第2収容凹部20bよりも外側に配設されることにより、外部から到来する不要な電磁波に対するシールド効果を有するので、第2内部接地導体層25Bよりもさらに内側にある信号配線導体23、受光素子、発光素子に到達する電磁波を低減する。これにより、計測時に発生するノイズを低減することができ計測精度を向上させることも可能となる。
 第1内部接地導体層25Aおよび第2内部接地導体層25Bは、その形状が、例えば、図25の平面透視図に示されるような、帯状または配線状であってもよいが、平面透視で、第1収容凹部20aと第2収容凹部20bとの間、並びに第1収容凹部20aおよび第2収容凹部20bの外側に配設されていれば、その形状および大きさなどは特に限定されない。なお、図25において、第1内部接地導体層25Aおよび第2内部接地導体層25Bがわかりやすいようにハッチングを付して示している。なお、図25では、第2内部接地導体層25Bの具体例として、第2内部接地導体層25B1を示している。
 例えば、図25に示す態様では、第1内部接地導体層25Aおよび第2内部接地導体層25Bは、平面透視したときに、第1収容凹部20aの図心と第2収容凹部20bとの図心とを結ぶ方向に交差する方向と、基体2の一方主面21の四辺に沿った環状に、それぞれ配設されている。このように第1内部接地導体層25Aおよび第2内部接地導体層25Bを配設することにより、発光素子側で発生した電磁ノイズが受光素子側に進入することをより効果的に抑制し、発光素子側と受光素子側との電気クロストークをより効果的に低減することができるとともに、計測センサ用パッケージ14の全方位から到来する電磁波に対して電磁シールド効果を発揮する。
 計測センサ用パッケージ14の製造方法について説明する。まず、基体2については、上記計測センサ用パッケージ12,13と同様の製法によって基体2が作製される。
 一方、金属薄層5についても、上記計測センサ用パッケージ11と同様の製法によって形成される。
 次に、本実施形態に係る計測センサ140について説明する。図26は、計測センサ140の構成を示す断面図である。計測センサ140は、上記の計測センサ用パッケージ14と、第1収容凹部20aに収容される発光素子30と、第2収容凹部20bに収容される受光素子31と、を含む。計測センサ140は、計測センサ用パッケージ14の発光素子30と、受光素子31とを実装し、ボンディングワイヤ32で接続パッド23aと接続した後、蓋体3を接合材6によって基体本体20に接合して得られる。
 計測センサ140は、外部実装基板に実装されて使用される。外部実装基板には、例えば、発光素子30の発光を制御する制御素子、受光素子31の出力信号から血流速度等を算出する演算素子等も実装される。なお、計測センサ140における血流速度等の測定方法は、上記計測センサ120,130と同様であり、受光素子31から出力された信号は、接続パッド23a、信号ビア導体23bを通り、外部接続端子24を介して計測センサ140から外部実装基板へと出力される。
 外部実装基板では、計測センサ140から出力された信号が、演算素子に入力され、例えば、発光素子30から出射された光である照射光の周波数と、受光素子31が受光した光である散乱光の周波数とに基づいて血流速度を算出することができる。
 本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施できる。したがって、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、本発明の範囲は特許請求の範囲に示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のものである。
 11,11A,11B,14   計測センサ用パッケージ
 12,12A,12B,12C  計測センサ用パッケージ
 13,13A,13B  計測センサ用パッケージ
 2   基体
 3   蓋体
 3a  対向面
 4   接地導体層
 5   金属薄層
 5a  絞り孔
 6   接合材
 7   仕切り部
 20  基体本体
 20a 第1収容凹部
 20b 第2収容凹部
 21  一方主面(第1面)
 22  他方主面
 21a 第1の辺
 21b 第2の辺
 22  他方主面(第2面)
 23  信号配線導体
 23a 接続パッド
 23b 信号ビア導体
 24  外部接続端子
 25A 第1内部接地導体層
 25B 第2内部接地導体層
 25B1,25B2,25B3  第2内部接地導体層
 26  接地ビア導体
 27  裏面接地導体層
 27a 底部接地導体層
 28  表面接地導体層
 30  発光素子
 31  受光素子
 32  ボンディングワイヤ
 41  接地導体層
 42  蓋側接地導体層
 43  表層接地導体層
 110,120,130,140 計測センサ
 200 第1底面
 201 第1段差部
 202 第1段差面
 203 第2底面
 204 第2段差部
 205 第2段差面

Claims (18)

  1.  複数の誘電体層が積層されて成る、板状の基体であって、発光素子を収容する第1収容凹部および受光素子を収容する第2収容凹部が、第1面に設けられている基体と、
     前記基体の前記第1面を覆う、絶縁材料からなり、光透過性を有する板状の蓋体と、
     前記基体の前記第1面の四辺に沿って環状に配設されており、前記基体の前記第1面と前記蓋体の、前記第1面と対向する対向面とを接合する接合材であって、遮光性を有する接合材と、
     前記基体に配設された、前記第2収容凹部の開口を取り囲むように配設されている、導電性を有する接地導体層と、
     前記蓋体に配設された、前記受光素子によって受光される光を規制する絞り孔が設けられている金属薄層と、を含むことを特徴とする計測センサ用パッケージ。
  2.  前記基体の前記第1面の、前記第1収容凹部と前記第2収容凹部との間に配設されて、前記基体の前記第1面の第1の辺から、該第1の辺に平行な第2の辺に向かって延びる帯状の仕切り部であって、遮光性を有する仕切り部を、さらに有する請求項1に記載の計測センサ用パッケージ。
  3.  前記接地導体層および前記金属薄層は、前記仕切り部よりも前記第2収容凹部側にのみ配設されていることを特徴とする請求項2に記載の計測センサ用パッケージ。
  4.  平面透視したときに、前記金属薄層が、前記接地導体層全体を覆っていることを特徴とする請求項1~3のいずれか1つに記載の計測センサ用パッケージ。
  5.  前記基体の前記誘電体層間に配設される、導電性を有する第1内部接地導体層であって、平面透視したときに、前記第1収容凹部と前記第2収容凹部との間に配設される第1内部接地導体層を、さらに含むことを特徴とする請求項1~4のいずれか1つに記載の計測センサ用パッケージ。
  6.  前記第1収容凹部は、前記発光素子が載置される第1底面を有し、前記第1収容凹部の内側面には、前記発光素子と電気的に接続される電極パッドが配設される第1段差面を有する第1段差部が設けられており、
     前記第2収容凹部は、前記受光素子が載置される第2底面を有し、前記第2収容凹部の内側面には、前記受光素子と電気的に接続される電極パッドが配設される第2段差面を有する第2段差部が設けられており、
     前記第1底面と前記第2底面とは、前記第1面から等距離にあり、
     前記第1段差面と前記第2段差面とは、前記第1面から等距離にあることを特徴とする請求項5に記載の計測センサ用パッケージ。
  7.  前記第1内部接地導体層は、側面透視において、前記第1底面と前記第1段差面との間に配設されることを特徴とする請求項6に記載の計測センサ用パッケージ。
  8.  前記第1内部接地導体層は、側面透視において、前記第1面と前記第1段差面との間に配設されることを特徴とする請求項6に記載の計測センサ用パッケージ。
  9.  前記第1内部接地導体層は、平面透視したときに、前記第1収容凹部の図心と前記第2収容凹部の図心とを結ぶ方向に交差する方向において、細長い形状を有していることを特徴とする請求項5~8のいずれか1つに記載の計測センサ用パッケージ。
  10.  前記基体の、前記第1面とは反対側の第2面に配設される裏面接地導体層であって、平面透視したときに、前記第1収容凹部と前記第2収容凹部との間に配設される裏面接地導体層を含むことを特徴とする請求項5~9のいずれか1つに記載の計測センサ用パッケージ。
  11.  前記第1面に配設される表面接地導体層であって、平面透視したときに、前記第1収容凹部と前記第2収容凹部との間に配設される表面接地導体層を含むことを特徴とする請求項5~10のいずれか1つに記載の計測センサ用パッケージ。
  12.  前記基体の前記誘電体層間に配設される、導電性を有する第2内部接地導体層であって、平面透視したときに、前記第1収容凹部および前記第2収容凹部よりも外側に配設される第2内部接地導体層を、さらに含むことを特徴とする請求項1~4のいずれか1つに記載の計測センサ用パッケージ。
  13.  前記第1収容凹部は、前記発光素子が載置される第1底面を有し、前記第1収容凹部の内側面には、前記発光素子と電気的に接続される電極パッドが配設される第1段差面を有する第1段差部が設けられており、
     前記第2収容凹部は、前記受光素子が載置される第2底面を有し、前記第2収容凹部の内側面には、前記受光素子と電気的に接続される電極パッドが配設される第2段差面を有する第2段差部が設けられており、
     前記第1底面と前記第2底面とは、前記第1面から等距離にあり、
     前記第1段差面と前記第2段差面とは、前記第1面から等距離にあることを特徴とする請求項12に記載の計測センサ用パッケージ。
  14.  前記第2内部接地導体層は、側面透視において、前記第1底面と前記第1段差面との間に配設されることを特徴とする請求項13に記載の計測センサ用パッケージ。
  15.  前記第2内部接地導体層は、側面透視において、前記第1面と前記第1段差面との間に配設されることを特徴とする請求項13に記載の計測センサ用パッケージ。
  16.  前記第2内部接地導体層は、平面透視したときに、前記基体の前記第1面の四辺に沿った環状に配設されていることを特徴とする請求項12~15のいずれか1つに記載の計測センサ用パッケージ。
  17.  前記基体の前記誘電体層間に配設される、導電性を有する第2内部接地導体層であって、平面透視したときに、前記第1収容凹部および前記第2収容凹部よりも外側に配設される第2内部接地導体層を、さらに含むことを特徴とする請求項5に記載の計測センサ用パッケージ。
  18.  請求項1~17のいずれか1つに記載の計測センサ用パッケージと、
     前記第1収容凹部に収容される発光素子と、
     前記第2収容凹部に収容される受光素子と、を含むことを特徴とする計測センサ。
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