(57)【要約】【課題】筐体外に曝しても受光感度等の測定性能の劣化を抑えられ、モジュールを取り付けた装置全体としての小型・薄型化が可能で、取り回しが容易な、特定波長域の光強度を測定する光センサモジュールを提供する。【解決手段】ＵＶセンサモジュール１はベース基板３とＵＶセンサ素子２と樹脂材４とを備える。ベース基板３は主面外形状が矩形状である。ＵＶセンサ素子２はベース基板３に搭載され、ベース基板３に並行する受光面に入射する光から紫外線光量を検出する。樹脂材４は、ＵＶセンサ素子２をベース基板３に封止し、ベース基板３に並行する表面４Ａがベース基板３と一致する主面外形状で且つ研磨処理されていて、該表面４Ａから入射する紫外線を透過する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面外形状が矩形状であるベース基板と、
前記ベース基板に搭載され、前記ベース基板に並行する受光面に入射する光から特定波長域の光量を検出する光センサ素子と、
前記光センサ素子を前記ベース基板に封止し、前記受光面に並行する表面が前記ベース基板と一致する主面外形状で且つ研磨処理されていて、該表面から入射する光を少なくとも前記特定波長域で透過する樹脂と、を備える、光センサモジュール。
【請求項２】
前記受光面上に搭載されるとともに前記樹脂に封止され、前記受光面に並行する前記樹脂との界面から入射する光を少なくとも前記特定波長域で透過するプレートを備える、請求項１に記載の光センサモジュール。
【請求項３】
主面外形状が矩形状であるベース基板と、
前記ベース基板に搭載され、前記ベース基板に並行する受光面に入射する光から特定波長域の光量を検出する光センサ素子と、
前記受光面上に搭載されるともに前記受光面に並行する表面が研磨処理されていて、該表面から入射する光を少なくとも前記特定波長域で透過するプレートと、
前記光センサ素子および前記プレートを前記ベース基板に封止し、前記受光面に並行する表面が前記ベース基板と一致する主面外形状で且つ前記プレートの表面と共通して研磨処理されている樹脂と、を備える、光センサモジュール。
【請求項４】
前記樹脂は前記特定波長域の透過を阻害する、請求項３に記載の光センサモジュール。
【請求項５】
前記特定波長域は紫外線帯域であり、前記研磨処理では可視光を乱反射する粗面を形成する、請求項１〜４のいずれかに記載の光センサモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、紫外光等の特定波長域の光量を測定する光センサモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光量を測定する光センサモジュールを何らかの筐体に納める場合、筐体に開口部等を設けて、光センサ素子の受光面を筐体の外部に向けなければならない。しかしながら、光センサ素子の受光面が外部に直接曝されると、光センサ素子の受光面に汚れや傷がつき、受光感度等の測定性能に悪影響を与えてしまう。また、光センサ素子やその配線などが筐体外から視認され易くなって、光センサモジュールを搭載する機器によっては美観の面で望ましくない。
【０００３】
そこで、筐体内の奥部に光センサモジュールを配置し、筐体の開口部から光センサ素子までを変形自在な導光体で接続して光を導き、光センサ素子の受光面の保護と筐体の美観向上を図ることがある（例えば特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１７２４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された構造では導光体を自由に変形させることで、光センサモジュールの配置を任意に設定していても、筐体の開口部から光センサモジュールまで導光することができる。しかしながら、導光体の分だけ配置スペースが大きくなり、装置全体としての小型化や薄型化が困難である。また光センサモジュールは受光面を保護する必要が有ることから、自動実装装置などを用いたモジュール取り回しに向かなかった。
【０００６】
そこで本発明は、筐体外に曝しても受光感度等の測定性能の劣化を抑えられ、モジュールを取り付けた装置全体としての小型・薄型化が可能で、自動実装装置などによるモジュール取り回しが容易な、特定波長域の光強度を測定する光センサモジュールの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の光センサモジュールはベース基板と光センサ素子と樹脂とを備える。ベース基板は主面外形状が矩形状である。光センサ素子はベース基板に搭載され、ベース基板に並行する受光面に入射する光から特定波長域の光量を検出する。樹脂は、光センサ素子をベース基板に封止し、ベース基板に並行する表面がベース基板と一致する主面外形状で且つ研磨処理されていて、該表面から入射する光を少なくとも特定波長域で透過する。この光センサモジュールはプレートを備えてもよく、その場合プレートは受光面上に搭載されるとともに樹脂に封止され、ベース基板に並行する樹脂との界面から入射する光を少なくとも特定波長域で透過するものを用いるとよい。また、この発明の光センサモジュールは、プレートのベース基板に並行する表面が研磨処理されていて、樹脂のベース基板に並行する表面がプレートの表面と共通して研磨処理されていてもよい。
【０００８】
以上の構成では樹脂やプレートで光センサ素子の受光面を覆い、受光面上に搭載する樹脂やプレートに特定波長域を透過する素材を採用してその表面を研磨処理しておく。これにより、光センサモジュールとしての機能を阻害すること無く光センサ素子の受光面を保護できる。このため、光センサモジュールを筐体外に曝すことが可能になる。また、この光センサモジュールは全体として直方体（または立方体）形状となるので取り回しや実装が容易であり、樹脂やプレートの研磨量により、光センサモジュールの高さを任意に容易に変更でき、装置全体としての小型化や薄型化が可能になる。
【０００９】
プレートの表面を研磨して露出させる場合には、樹脂に非透光性の素材を採用すると、光センサモジュールにおける光検出方向の指向性を高められ好適である。
【００１０】
また、特定波長域を紫外線帯域とし、研磨処理で可視光を乱反射する粗面を形成すると好適である。これにより、光センサモジュールやその配線などが樹脂やプレートの表面から視認され難くなり、光センサモジュールを実装する装置の美観を改善できる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、光センサ素子の受光面を覆う樹脂やプレートに特定波長域を透過する素材を採用してその表面を研磨処理しておくことで、光センサモジュールとしての機能を阻害すること無く光センサ素子の受光面を保護できる。また、この光センサモジュールは全体として直方体（または立方体）形状となるので取り回しや実装が容易であり、その上、樹脂やプレートの研磨量により光センサモジュールの高さを調整でき、装置全体としての小型化や薄型化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る光センサモジュールの構成を説明する図である。
【図２】第１の実施形態に係る光センサモジュールの実装例を説明する図である。
【図３】第１の実施形態に係る光センサモジュールの製造方法を説明する図である。
【図４】第２の実施形態に係る光センサモジュールを説明する図である。
【図５】第３の実施形態に係る光センサモジュールを説明する図である。
【図６】他の実施形態に係る光センサモジュールを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の第1の実施形態について、ＵＶセンサ素子を光センサ素子として備えるＵＶセンサモジュールを光センサモジュールの例として説明する。図１は、本実施形態のＵＶセンサモジュールの構成を示す図であり、図１（Ａ）が外観透視斜視図であり、図１（Ｂ）がＡ−Ａ’断面図である。
【００１４】
ＵＶセンサモジュール１は、ＵＶセンサ素子２とベース基板３と樹脂材４とを備える。
【００１５】
ベース基板３は主面外形状が矩形の基板であり、主面上にＵＶセンサ素子２と樹脂材４とを搭載する。ＵＶセンサ素子２は、主面外形状がベース基板３よりも小さな矩形であり、ベース基板３の逆側を向く主面に、光電効果を有する材質、例えばフォトダイオードやＺｎＯ（酸化亜鉛）で構成された受光面２Ａを備える。樹脂材４はベース基板３と一致する主面外形状とベース基板３の主面に並行する表面とを備え、ＵＶセンサ素子２を覆ってベース基板３に対して封止する。
【００１６】
樹脂材４は紫外線に対する透光性を有する透光性樹脂であり、その表面４Ａが研磨処理により磨りガラス状の粗面に形成されている。これによりＵＶセンサモジュール１の上主面側からＵＶセンサ素子２とそのプリント配線とを目視できないようにし、ＵＶセンサモジュール１の実装時の美観の改善を図っている。
【００１７】
樹脂材４の表面４Ａから入射する紫外線は、樹脂材４を透過してＵＶセンサ素子２に照射される。ＵＶセンサ素子２は紫外線光量に応じた電圧の検出信号を生成する。ベース基板３はＵＶセンサ素子２を実装回路へ電気的に接続するプリント配線（不図示）とコネクタ（不図示）とを備える。このプリント配線およびコネクタによりＵＶセンサ素子２は実装基板側の回路に接続され、実装基板のマイコン等でＵＶセンサ素子２の検出信号のデジタル変換や紫外線光量に応じた処理などが行われる。
【００１８】
図２はＵＶセンサモジュールの実装例を説明する図である。
【００１９】
図２（Ａ）に示す実装例では、被装着電子機器の筐体１００に、ＵＶセンサモジュール１の主面外形状に一致する形状の開口１０１を設けている。そして、樹脂材４の表面が筐体１００の表面に対して連続するように、開口１０１内にＵＶセンサモジュール１を配置している。このようにＵＶセンサモジュール１を実装することで、ＵＶセンサ素子２の受光面を保護しながら開口１０１から入射する紫外線をＵＶセンサモジュール１で検出できる。その上、開口１０１から磨りガラス状の研磨処理がなされた樹脂材４が覘くので被装着電子機器の美観維持が容易となる。
【００２０】
図２（Ｂ）に示す実装例では、被装着電子機器の筐体２００にＵＶセンサモジュール１の主面外形状に一致する形状の開口２０１を設け、開口２０１にＵＶセンサモジュール１の樹脂材４の身長より深くまで開口内壁２０２を設けている。そして、樹脂材４の表面が筐体２００の表面に対して連続し、且つ開口内壁２０２に樹脂材４の側面が接するように、開口２０１内にＵＶセンサモジュール１を配置している。このようにＵＶセンサモジュール１を実装しても、ＵＶセンサ素子２の受光面を保護しながら開口２０１から入射する紫外線をＵＶセンサモジュール１で検出でき、非装着電子機器の美観維持が容易となる。また、この場合樹脂材４に入射する紫外線が樹脂材４の側面から出射することがなくなり、ＵＶセンサモジュール１の紫外線の検出感度を高められる。
【００２１】
図３はＵＶセンサモジュール１の製造工程を説明する図である。
【００２２】
まず、切断することでベース基板３となる母基板３０を用意し、母基板３０に対して複数のＵＶセンサ素子２を実装する。次に、母基板３０および複数のＵＶセンサ素子２上に、硬化後に切断することで樹脂材４となる樹脂ペースト４０を塗布し硬化させる。樹脂ペースト４０は少なくとも硬化後に紫外線領域に対する透過性を有する。次に、硬化した樹脂ペースト４０を研磨してＵＶセンサモジュール１を所望の身長とする。この際、樹脂ペースト４０の表面を磨りガラス状の粗面にする。次に、樹脂ペースト４０および母基板３０をダイシングにより切断して各ＵＶセンサ素子２を個別のチップに区分し、本実施形態のＵＶセンサモジュール１を製造する。
【００２３】
以上のような製造方法で外形形状が略直方体形状であるＵＶセンサモジュール１を製造できる。このような外形形状であれば製造コストを抑制でき、さらにモジュール取り回しが容易である。なお、樹脂材４をある程度の弾性を持つ素材とすれば、樹脂材４の表面が外部の物体等と接触しても弾性変形するので傷がつきにくく、ＵＶセンサ素子２の性能維持が容易となる。一方、樹脂材４が傷つきやすい素材の場合や、樹脂材４の表面を極めて清浄に維持したい場合には、樹脂材４の直下にＵＶセンサ素子２が配置されない領域を確保し、その領域のサイズを、モジュール取り回し装置の吸着ヘッドのサイズよりも大きくするとよい。
【００２４】
次に、第２の実施形態の係るＵＶセンサモジュールについて説明する。図４は、本実施形態のＵＶセンサモジュール１１を説明する図である。
【００２５】
図４（Ａ）はＵＶセンサモジュール１１の断面図である。
【００２６】
ＵＶセンサモジュール１１は、ＵＶセンサ素子１２とベース基板１３と樹脂材１４と透光性プレート１５とを備える。ベース基板１３は主面外形状が矩形の基板であり、主面上にＵＶセンサ素子１２と樹脂材１４とを搭載する。ＵＶセンサ素子１２は、主面外形状がベース基板１３よりも小さな矩形であり、ベース基板１３の逆側を向く主面に受光面１２Ａを備える。透光性プレート１５は、ＵＶセンサ素子１２の受光面１２Ａに搭載されていて、ＵＶセンサ素子１２と一致する主面外形状と、ベース基板１３の主面に並行する表面とを備える。樹脂材１４は透光性プレート１５の上面と透光性プレート１５およびＵＶセンサ素子１２の側面を覆い、ベース基板１３に対して透光性プレート１５およびＵＶセンサ素子１２を封止する。この樹脂材１４は、ベース基板１３と一致する主面外形状と、ベース基板１３の主面に並行する表面とを備える。
【００２７】
樹脂材１４は紫外線に対する透光性を有する透光性樹脂である。透光性プレート１５は紫外線に対する透光性を有する材質、例えばガラスである。樹脂材１４の表面１４Ａは研磨処理により磨りガラス状の粗面に形成される。これによりＵＶセンサモジュール１１の上主面側からＵＶセンサ素子１２とそのプリント配線とを目視できないようにし、ＵＶセンサモジュール１１の実装時の美観の改善を図っている。
【００２８】
樹脂材１４の表面１４Ａから入射する紫外線は樹脂材１４を透過して透光性プレート１５に入射する。透光性プレート１５に入射する紫外線は透光性プレート１５を透過してＵＶセンサ素子１２の受光面１２Ａに照射される。ＵＶセンサ素子１２の受光面１２Ａにより紫外線光量に応じた電圧の検出信号を生成する。ベース基板１３はＵＶセンサ素子１２を実装回路へ電気的に接続するプリント配線（不図示）とコネクタ（不図示）とを備える。このプリント配線およびコネクタによりＵＶセンサ素子１２は実装基板側の回路に接続され、マイコン等でＵＶセンサ素子１２の検出信号のデジタル変換や紫外線光量に応じた処理などが行われる。
【００２９】
図４（Ｂ）はＵＶセンサモジュール１１の製造工程を説明する図である。
【００３０】
まず、切断することでベース基板１３となる母基板３０を用意し、母基板３０に対して複数のＵＶセンサ素子１２を実装する。各ＵＶセンサ素子１２には透光性プレート１５を搭載しておく。次に、母基板３０と複数のＵＶセンサ素子１２および透光性プレート１５との上に、硬化後に切断することで樹脂材１４となる樹脂ペースト４０を塗布し硬化させる。樹脂ペースト４０は少なくとも硬化後に紫外線領域に対する透過性を有する。次に、硬化した樹脂ペースト４０を研磨してＵＶセンサモジュール１１を所望の身長とする。この際、樹脂ペースト４０の表面を磨りガラス状の粗面にする。次に、樹脂ペースト４０および母基板３０をダイシングにより切断して各ＵＶセンサ素子１２を個別のチップに区分し、本実施形態のＵＶセンサモジュール１１を製造する。
【００３１】
以上のような製造方法で透光性プレート１５を樹脂材１４に内装したＵＶセンサモジュール１１を製造できる。このような構成であれば、樹脂材１４の硬化時の変形が大きく、その上ＵＶセンサモジュール１１の身長が高くても、ＵＶセンサモジュール１１の形状精度を高められる。また、樹脂材１４の透光性が低くても、樹脂材１４を薄くしながら透光性が高い透光性プレート１５を利用することで、十分な紫外線光量をＵＶセンサ素子１２で得られる。
【００３２】
次に、第３の実施形態の係るＵＶセンサモジュールについて説明する。図５は、本実施形態のＵＶセンサモジュール２１を説明する図である。
【００３３】
図５（Ａ）はＵＶセンサモジュール２１の断面図である。
【００３４】
ＵＶセンサモジュール２１は、ＵＶセンサ素子２２とベース基板２３と樹脂材２４と透光性プレート２５とを備える。ベース基板２３は主面外形状が矩形の基板であり、主面上にＵＶセンサ素子２２と樹脂材２４とを搭載する。ＵＶセンサ素子２２は、主面外形状がベース基板２３よりも小さな矩形であり、ベース基板２３の逆側を向く主面に受光面２２Ａを備える。透光性プレート２５は、ＵＶセンサ素子２２の受光面２２Ａに搭載されていて、ＵＶセンサ素子２２と一致する主面外形状と、ベース基板２３の主面に並行する表面とを備える。樹脂材２４はベース基板２３と一致する主面外形状とベース基板２３の主面に並行する表面とを備え、透光性プレート２５およびＵＶセンサ素子２２の側面を覆い、ベース基板２３に対して透光性プレート２５およびＵＶセンサ素子２２を封止する。
【００３５】
樹脂材２４は紫外線に対する非透光性を有する材質である。一方、透光性プレート１５は紫外線に対する透光性を有する材質である。これにより、ＵＶセンサモジュール２１は透光性プレート２５の主面法線方向に強い指向性を持つに至る。また、樹脂材２４および透光性プレート２５の表面は共通して研磨処理により磨りガラス状の粗面に形成されている。これによりＵＶセンサモジュール２１の上主面側からＵＶセンサ素子２２とそのプリント配線とを目視できないようにし、ＵＶセンサモジュール２１の実装時の美観の改善を図っている。
【００３６】
樹脂材２４の表面２４Ａから入射する紫外線は樹脂材２４を透過して透光性プレート２５に入射する。透光性プレート２５に入射する紫外線は、透光性プレート２５を透過してＵＶセンサ素子２２の受光面２２Ａに照射される。ＵＶセンサ素子２２の受光面２２Ａにより紫外線光量に応じた電圧の検出信号を生成する。ベース基板２３はＵＶセンサ素子２２を実装回路へ電気的に接続するプリント配線（不図示）とコネクタ（不図示）とを備える。このプリント配線およびコネクタによりＵＶセンサ素子２２は実装基板側の回路に接続され、マイコン等でＵＶセンサ素子２２の検出信号のデジタル変換や紫外線光量に応じた処理などが行われる。
【００３７】
図５（Ｂ）はＵＶセンサモジュール２１の製造工程を説明する図である。
【００３８】
まず、切断することでベース基板２３となる母基板３０を用意し、母基板３０に対して複数のＵＶセンサ素子２２を実装する。各ＵＶセンサ素子２２には透光性プレート２５を搭載しておく。次に、母基板３０と複数のＵＶセンサ素子２２および透光性プレート２５との上に、硬化後に切断することで樹脂材２４となる樹脂ペースト４０を塗布し硬化させる。次に、硬化した樹脂ペースト４０を透光性プレート２５に至るまで研磨してＵＶセンサモジュール２１を所望の身長とする。この際、樹脂ペースト４０および透光性プレート２５の表面を磨りガラス状の粗面にする。次に、樹脂ペースト４０および母基板３０をダイシングにより切断して各ＵＶセンサ素子２２を個別のチップに区分し、本実施形態のＵＶセンサモジュール２１を製造する。
【００３９】
以上のような製造方法で透光性プレート２５が樹脂材２４から露出するＵＶセンサモジュール２１を製造できる。
【００４０】
図６は他の実施形態のＵＶセンサモジュール３１を自動実装装置で取り回す例を説明する図である。ＵＶセンサモジュール３１はＵＶセンサ周辺回路３６を内装し、ＵＶセンサ周辺回路３６のサイズだけ主面外形を拡大している。このようにＵＶセンサモジュール３１を構成していれば、自動実装装置の吸着ヘッド３９などによりＵＶセンサモジュール３１を取り回す際に、吸着ヘッド３９をＵＶセンサモジュール３１の表面３４ＡにおけるＵＶセンサ素子上の領域３５から外して吸着を行え、領域３５の清浄度を高めることができる。
【００４１】
上述の各実施形態では、特定波長域の光として紫外線を例に説明したが、他の波長域の光に上述の構成を適用することもできる。
【符号の説明】
【００４２】
１，１１，２１，３１…ＵＶセンサモジュール
２，１２，２２…ＵＶセンサ素子
２Ａ，１２Ａ，２２Ａ…受光面
３，１３，２３…ベース基板
４，１４，２４…樹脂材
４Ａ，１４Ａ，２４Ａ…表面
１５，２５…透光性プレート
３０…母基板
４０…樹脂ペースト
１００，２００…筐体
１０１，２０１…開口
２０２…開口内壁
【図１】
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【図２】
2010161130.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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