(57)【要約】【課題】接合部の強度が低下してしまうのを抑制することのできる光学センサを得る。【解決手段】光学センサ１０は、光を受光する受光素子２０と、光を受光素子２０に入射させる光導入部５１，６０を有し、受光素子２０が接合部７０を介して実装されるパッケージ４０，５０と、を備えている。そして、接合部７０の周囲に、当該接合部７０に生じる応力を緩和する応力緩衝部８０を形成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を受光する受光素子と、光を前記受光素子に入射させる光導入部を有し、前記受光素子が接合部を介して実装されるパッケージと、を備え、
前記接合部の周囲に、当該接合部に生じる応力を緩和する応力緩衝部が形成されていることを特徴とする光学センサ。
【請求項２】
前記応力緩衝部がアンダーフィル剤で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学センサ。
【請求項３】
前記受光素子が赤外線を受光することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学センサ。
【請求項４】
前記光導入部は、前記パッケージに形成された開口部と、当該開口部を覆うように取り付けられる光学部品と、で構成されており、
前記受光素子は、前記開口部の前記光学部品とは反対側に当該開口部を覆うように実装されていることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の光学センサ。
【請求項５】
前記パッケージの前記受光素子が実装される実装面に、当該受光素子の出力信号を処理する回路素子が実装されていることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の光学センサ。
【請求項６】
前記パッケージは、前記受光素子の側面との隙間を狭くする側壁部を有することを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の光学センサ。
【請求項７】
前記側壁部は、前記受光素子の側面と対向する側に傾斜部が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の光学センサ。
【請求項８】
前記側壁部が前記パッケージとは別体に設けられていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の光学センサ。
【請求項９】
前記接合部の周囲に親水化処理が施されていることを特徴とする請求項１〜８のうちいずれか１項に記載の光学センサ。
【請求項１０】
前記接合部の周囲の外周側に撥水処理が施されていることを特徴とする請求項１〜９のうちいずれか１項に記載の光学センサ。
【請求項１１】
前記パッケージの内部にはフィラーが含有されており、
前記接合部は、前記フィラーの配向方向と交差する方向に複数設けられていることを特徴とする請求項１〜１０のうちいずれか１項に記載の光学センサ。
【請求項１２】
前記接合部と前記受光素子の受光部との間に隙間が形成されていることを特徴とする請求項１〜１１のうちいずれか１項に記載の光学センサ。
【請求項１３】
前記パッケージの前記接合部の周囲に溝部が形成されていることを特徴とする請求項１〜１２のうちいずれか１項に記載の光学センサ。
【請求項１４】
前記受光素子の前記接合部の周囲に溝部が形成されていることを特徴とする請求項１〜１３のうちいずれか１項に記載の光学センサ。
【請求項１５】
前記溝部は、前記接合部の略全周を囲うように形成されていることを特徴とする請求項１〜１４のうちいずれか１項に記載の光学センサ。
【請求項１６】
前記接合部が前記受光素子の中央部に形成されていることを特徴とする請求項１〜１５のうちいずれか１項に記載の光学センサ。
【請求項１７】
前記パッケージがセラミック材料で形成されていることを特徴とする請求項１〜１６のうちいずれか１項に記載の光学センサ。
【請求項１８】
前記応力緩衝部が前記受光素子の全体を覆うように形成されていることを特徴とする請求項１〜１７のうちいずれか１項に記載の光学センサ。
【請求項１９】
前記応力緩衝部とは別に形成された封止部が前記受光素子の全体を覆うように形成されていることを特徴とする請求項１〜１７のうちいずれか１項に記載の光学センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学センサとして、赤外線を受光する赤外線センサと、赤外線を赤外線に集光させるレンズが取り付けられたパッケージ蓋と、赤外線センサが実装されるパッケージ本体と、を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１７４７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術では、シリコン製のベースを有する赤外線センサをシリコン樹脂などのダイボンド剤を用いてセラミック製のパッケージ本体に実装している。すなわち、パッケージ本体とは線膨張係数が異なる赤外線センサをパッケージ本体に実装している。そのため、センサ周囲の温度が変化した際には、赤外線センサとパッケージ本体との線膨張係数の違いにより、接合部分に熱応力が発生してしまう。このように、熱応力が生じると、接合部の強度が低下してしまうおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、接合部の強度が低下してしまうのを抑制することのできる光学センサを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の特徴は、光を受光する受光素子と、光を前記受光素子に入射させる光導入部を有し、前記受光素子が接合部を介して実装されるパッケージと、を備え、前記接合部の周囲に、当該接合部に生じる応力を緩和する応力緩衝部が形成されていることを要旨とする。
【０００７】
本発明の第２の特徴は、前記応力緩衝部がアンダーフィル剤で形成されていることを要旨とする。
【０００８】
本発明の第３の特徴は、前記受光素子が赤外線を受光することを要旨とする。
【０００９】
本発明の第４の特徴は、前記光導入部は、前記パッケージに形成された開口部と、当該開口部を覆うように取り付けられる光学部品と、で構成されており、前記受光素子は、前記開口部の前記光学部品とは反対側に当該開口部を覆うように実装されていることを要旨とする。
【００１０】
本発明の第５の特徴は、前記パッケージの前記受光素子が実装される実装面に、当該受光素子の出力信号を処理する回路素子が実装されていることを要旨とする。
【００１１】
本発明の第６の特徴は、前記パッケージは、前記受光素子の側面との隙間を狭くする側壁部を有することを要旨とする。
【００１２】
本発明の第７の特徴は、前記側壁部は、前記受光素子の側面と対向する側に傾斜部が形成されていることを要旨とする。
【００１３】
本発明の第８の特徴は、前記側壁部が前記パッケージとは別体に設けられていることを要旨とする。
【００１４】
本発明の第９の特徴は、前記接合部の周囲に親水化処理が施されていることを要旨とする。
【００１５】
本発明の第１０の特徴は、前記接合部の周囲の外周側に撥水処理が施されていることを要旨とする。
【００１６】
本発明の第１１の特徴は、前記パッケージの内部にはフィラーが含有されており、前記接合部は、前記フィラーの配向方向と交差する方向に複数設けられていることを要旨とする。
【００１７】
本発明の第１２の特徴は、前記接合部と前記受光素子の受光部との間に隙間が形成されていることを要旨とする。
【００１８】
本発明の第１３の特徴は、前記パッケージの前記接合部の周囲に溝部が形成されていることを要旨とする。
【００１９】
本発明の第１４の特徴は、前記受光素子の前記接合部の周囲に溝部が形成されていることを要旨とする。
【００２０】
本発明の第１５の特徴は、前記溝部は、前記接合部の略全周を囲うように形成されていることを要旨とする。
【００２１】
本発明の第１６の特徴は、前記接合部が前記受光素子の中央部に形成されていることを要旨とする。
【００２２】
本発明の第１７の特徴は、前記パッケージがセラミック材料で形成されていることを要旨とする。
【００２３】
本発明の第１８の特徴は、前記応力緩衝部が前記受光素子の全体を覆うように形成されていることを要旨とする。
【００２４】
本発明の第１９の特徴は、前記応力緩衝部とは別に形成された封止部が前記受光素子の全体を覆うように形成されていることを要旨とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、接合部の周囲に、当該接合部に生じる応力を緩和する応力緩衝部を形成している。そのため、応力緩衝部によって接合部にかかる応力を抑制することができ、接合部の強度が低下してしまうのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる赤外線センサを示す図であって、一方向に切断した断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる赤外線センサを示す図であって、他の方向に切断した断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態にかかる赤外線センサを示す図であって、一方向に切断した断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態にかかる赤外線センサを示す図であって、他の方向に切断した断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態にかかる赤外線センサの接合部分を拡大して示す断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態の第１変形例にかかる赤外線センサの接合部分を示す裏面図である。
【図７】本発明の第２実施形態の第２変形例にかかる赤外線センサのパッケージ蓋を示す裏面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態の第３変形例にかかる赤外線センサを示す図であって、一方向に切断した断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態の第４変形例にかかる赤外線センサを示す図であって、一方向に切断した断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態の第５変形例にかかる赤外線センサを示す図であって、一方向に切断した断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態の第６変形例にかかる赤外線センサを示す図であって、一方向に切断した断面図である。
【図１３】本発明の第２実施形態の第７変形例にかかる赤外線センサのパッケージ蓋を示す裏面図である。
【図１４】本発明の第２実施形態の第８変形例にかかる赤外線センサのパッケージ蓋を示す裏面図である。
【図１５】本発明の第２実施形態の第９変形例にかかる赤外線センサを示す裏面図である。
【図１６】本発明の第２実施形態の第１０変形例にかかる赤外線センサを示す裏面図である。
【図１７】本発明の第３実施形態にかかる赤外線センサを示す図であって、他の方向に切断した断面図である。
【図１８】本発明の第４実施形態にかかる赤外線センサを示す図であって、他の方向に切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。以下では、光学センサとして赤外線センサを例示する。また、以下の複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。
【００２８】
（第１実施形態）
本実施形態にかかる赤外線センサ（光学センサ）１０は、赤外線（光）を受光する金属製の赤外線センサ素子（受光素子）２０と、赤外線センサ素子２０の出力信号を信号処理する金属製のＩＣ素子（回路素子）３０と、を備えている。そして、赤外線センサ素子２０およびＩＣ素子３０がパッケージとしての基板４０に実装されている。この赤外線センサ１０は、赤外線を受光して、例えば、温度分布や熱源の有無などを検出するものである。
【００２９】
本実施形態では、赤外線センサ素子２０およびＩＣ素子３０は、略矩形板状をしており、接合バンプ（接合部）７０を介して基板４０の上面４０ａにフリップチップ実装されている。接合バンプ（接合部）７０としては、Ａｕなどの導電性の金属材料を用いることができる。
【００３０】
具体的には、赤外線センサ素子２０の下面２０ａおよびＩＣ素子３０の下面３０ａを基板４０の上面４０ａに対向させて配置する。そして、赤外線センサ素子２０の下面２０ａおよびＩＣ素子３０の下面３０ａに設けられた接合バンプ（接合部）７０を、基板４０の上面４０ａにマウントすることで、赤外線センサ素子２０およびＩＣ素子３０と基板４０とを電気的に接続する。こうして、赤外線センサ素子２０およびＩＣ素子３０を基板４０に実装している。本実施形態では、赤外線センサ素子２０の下面２０ａおよびＩＣ素子３０の下面３０ａの四隅に接合バンプ（接合部）７０を設けている。
【００３１】
この方法（フリップチップ実装）を用いると、赤外線センサ素子２０およびＩＣ素子３０の基板４０への固定と基板４０（配線４１）との電気的接続が一度に行うことができる。そのため、赤外線センサ（光学センサ）１０の生産性を高めることができるという利点がある。
【００３２】
なお、赤外線センサ素子２０およびＩＣ素子３０の基板４０への実装は、フリップチップ実装以外の方法によって行うことも可能である。
【００３３】
赤外線センサ素子２０としては、例えば、ゼーベック効果を利用して赤外線を電圧として検知できるサーモパイル型赤外線センサを用いることができる。このサーモパイル型赤外線センサは、受光した赤外線を赤外線吸収膜で熱に変換し、この熱により発生した温接点部の温度変化を直列に多数個接続した熱電対により電圧として出力するものである。なお、赤外線センサは、サーモパイル型に限らず、焦電型の赤外線センサ等他のセンサを用いることも可能である。
【００３４】
また、赤外線センサ素子２０およびＩＣ素子３０は、長方形状の基板４０の長手方向（並設方向）に近接して並設されている。このとき、ＩＣ素子３０が配置される部分の基板４０には凹部４０ｂが形成されており、この凹部４０ｂにＩＣ素子３０の下面３０ａ側が収容された状態で実装されている。
【００３５】
基板４０は、ほぼ矩形の平板形状をなしており、Ａｌ２Ｏ３やＡｌＮ、ＬＴＣＣなどのセラミック材料で形成されている。そして、基板４０の上面４０ａや内層には配線（グランドパターンや電気回路配線）４１が形成されている。グランドパターンはベタグランドパターンであり、基板４０内を通って図示せぬ外部端子によってグランドに接続される。
【００３６】
また、赤外線センサ素子２０およびＩＣ素子３０は、基板４０に設置されるパッケージとしてのケース５０に収容されている。このケース５０は、矩形状の天壁５０ａと周壁５０ｂとによって、底面部分が開放した直方体状に形成されている。そして、周壁５０ｂの開放側端を基板４０に接続することで、ケース５０を基板４０に設置している。このケース５０もＡｌ２Ｏ３やＡｌＮ、ＬＴＣＣなどのセラミック材料で形成されている。
【００３７】
また、ケース５０の天壁５０ａには、測定しようとする対象物体の赤外線を赤外線センサ素子２０に入射させる窓部（開口部）５１が形成されている。そして、この窓部５１を上方から覆うようにレンズ（光学部材）６０が取り付けられている。
【００３８】
本実施形態では、この窓部（開口部）５１とレンズ（光学部材）６０とで外部からの赤外線（光）を赤外線センサ素子（受光素子）２０に入射させる光導入部を構成している。
【００３９】
なお、レンズ６０は、赤外線センサ素子２０の受光部２１との間に所定距離をおいて天壁５０ａに保持されており、窓部５１を通過する赤外線を、赤外線センサ素子２０に結像させるようにしている。また、レンズ６０は、赤外線センサ素子２０と対向するように赤外線センサ素子２０の上方に配置されている。
【００４０】
また、レンズ６０には、赤外線を透過するＳｉなどにより赤外線の集光機能を司るレンズ母体が形成されており、このレンズ母体の表面に赤外線周辺波長を選択的に透過させる光学多層膜からなるバンドパスフィルタが形成されている。
【００４１】
さらに、レンズ６０は、矩形状に形成されており、片面（上面）が平坦面、他面（下面）が凸面となる凸レンズとして形成されている。なお、レンズ６０は、両面が凸面に形成されていてもよく、また、片面が凹面で他面がその凹面よりも曲率の大きな凸面で形成されていてもよい。すなわち、レンズ６０は赤外線センサ素子２０に集光させる機能を有していればよい。また、凸面や凹面が放物面であってもよい。また、レンズ６０をＧｅやポリエチレンなどで形成することも可能である。
【００４２】
そして、赤外線センサ素子２０およびＩＣ素子３０は、ボンディングワイヤ等の結線部９０によって電気的に接続されている。
【００４３】
ここで、本実施形態では、接合バンプ（接合部）７０の周囲に、当該接合バンプ（接合部）７０に生じる応力を緩和する応力緩衝部８０を形成している。この応力緩衝部８０はアンダーフィル剤で形成されている。
【００４４】
具体的には、溶融した状態のアンダーフィル剤を接合バンプ（接合部）７０の周囲に流し込み、アンダーフィル剤を硬化させることで、応力緩衝部８０を形成している。
【００４５】
本実施形態では、応力緩衝部８０によって、赤外線センサ素子２０の下面２０ａと基板４０の上面４０ａとの対向部分の隙間を埋めるようにしている。
【００４６】
なお、アンダーフィル剤としては、公知のものを用いることができる。
【００４７】
また、接合バンプ（接合部）７０の周囲のアンダーフィル剤が流し込まれる部位を、当該アンダーフィル剤が流し込まれる部位の周辺部（外周側）よりも親水性を有するようにするのが好適である。
【００４８】
例えば、接合バンプ（接合部）７０の周囲に親水化処理を施すようにしてもよいし、接合バンプ（接合部）７０の周囲の外周側に撥水処理を施すようにしてもよい。また、両方の処理を施すようにしてもよい。このように、接合バンプ（接合部）７０の周囲のアンダーフィル剤が流し込まれる部位を、その周辺部（外周側）よりも親水性を有するようにすることで、溶融した状態のアンダーフィル剤を所望の場所に流し込みやすくすることができる。
【００４９】
次に、かかる構成の赤外線センサ１０の作用について説明する。
【００５０】
まず、対象物体から放射される赤外線が窓部５１のレンズ６０を介して赤外線センサ１０内に入射され、赤外線センサ素子２０にて結像する。そして、赤外線センサ素子２０が入射した赤外線に応じた電圧を出力し、この出力信号をＩＣ素子３０が処理することで、対象物体の温度が検知される。
【００５１】
以上、説明したように、本実施形態では、接合バンプ（接合部）７０の周囲に、当該接合バンプ（接合部）７０に生じる応力を緩和する応力緩衝部８０を形成している。そのため、応力緩衝部８０によって接合バンプ（接合部）７０にかかる応力を抑制することができ、接合バンプ（接合部）７０による接合部分の強度が低下してしまうのを抑制することができる。
【００５２】
そして、接合部分の強度が低下してしまうのを抑制することで、電気的接続抵抗が増加してしまうのが抑制され、赤外線センサ素子２０による測定精度が低下してしまうのが抑制される。
【００５３】
また、本実施形態によれば、応力緩衝部８０をアンダーフィル剤で形成しているため、このアンダーフィル剤が接合バンプ（接合部）７０を補強することとなり、接合バンプ（接合部）７０による接合部分の強度が低下してしまうのをより確実に抑制することができる。
【００５４】
また、窓部（開口部）５１とレンズ（光学部材）６０とで外部からの赤外線（光）を赤外線センサ素子（受光素子）２０に入射させる光導入部を構成している。そのため、対象物体から放射される赤外線を赤外線センサ素子（受光素子）２０の受光部２１へ集光させることができ、より効率的に対象物体の温度検知を行うことができる。
【００５５】
また、接合バンプ（接合部）７０の周囲に親水化処理を施すようにしたり、接合バンプ（接合部）７０の周囲の外周側に撥水処理を施すようにしたりすることで、溶融した状態のアンダーフィル剤を所望の場所に流し込みやすくすることができる。その結果、応力緩衝部８０をより確実に接合バンプ（接合部）７０の周囲に形成することができ、接合バンプ（接合部）７０による接合部分の強度が低下してしまうのをより確実に抑制することができるようになる。
【００５６】
また、基板（パッケージ）４０をＡｌ２Ｏ３やＡｌＮ、ＬＴＣＣなどのセラミック材料で形成しているため、基板（パッケージ）４０と金属製の赤外線センサ素子（受光素子）２０の線膨張係数を近くすることができる。その結果、接合バンプ（接合部）７０に生じる熱応力が減少し、接合バンプ（接合部）７０による接合部分の強度が低下してしまうのをより一層抑制することができるようになる。
【００５７】
（第２実施形態）
本実施形態にかかる赤外線センサ１Ａが、上記第１実施形態の赤外線センサ１０と主に異なる点は、赤外線センサ素子（受光素子）２０が、窓部（開口部）５１のレンズ（光学部材）６０とは反対側に当該窓部（開口部）５１を覆うように実装されている点にある。
【００５８】
すなわち、赤外線センサ素子２０は、図３および図４に示すように、パッケージとしてのケース５０に実装されている。したがって、本実施形態では、ケース５０の内面や内層に配線（グランドパターンや電気回路配線）５２が形成されている。
【００５９】
そして、本実施形態においても、赤外線センサ素子２０は略矩形板状をしており、Ａｕなどの導電性の金属材料で形成された接合バンプ（接合部）７０を介してフリップチップ実装されている。
【００６０】
具体的には、赤外線センサ素子２０の上面２０ｂをケース５０の天壁５０ａの下面５０ｄに対向させて配置する。そして、赤外線センサ素子２０の上面２０ｂに設けられた接合バンプ（接合部）７０を、天壁５０ａの下面５０ｄに取り付けることで、赤外線センサ素子２０と天壁５０ａ（配線５２）とを電気的に接続する。こうして、赤外線センサ素子２０を天壁５０ａに実装している。このとき、赤外線センサ素子２０は、窓部５１を天壁５０ａの下面５０ｄ側から覆うように実装されることとなり、赤外線センサ素子２０とレンズ６０とは天壁５０ａを挟むようにして上下方向に対向することとなる。なお、本実施形態では、赤外線センサ素子２０の上面２０ｂの四隅に接合バンプ（接合部）７０を設けている。
【００６１】
また、本実施形態では、ＩＣ素子３０も天壁５０ａの下面５０ｄにフリップチップ実装されている。すなわち、略矩形板状をしたＩＣ素子３０の上面３０ｂの四隅に接合バンプ（接合部）７０を設け、当該接合バンプ（接合部）７０を、天壁５０ａの下面５０ｄに取り付けることで、ＩＣ素子３０と天壁５０ａ（配線５２）とを電気的に接続させている。
【００６２】
このように、本実施形態では、ＩＣ素子３０が、ケース（パッケージ）５０の天壁５０ａの赤外線センサ素子（受光素子）２０が実装される実装面である天壁５０ａの下面５０ｄに実装されている。
【００６３】
また、本実施形態においても、接合バンプ（接合部）７０の周囲に、当該接合バンプ（接合部）７０に生じる応力を緩和する応力緩衝部８０を形成している。この応力緩衝部８０はアンダーフィル剤で形成されている。
【００６４】
具体的には、溶融した状態のアンダーフィル剤を接合バンプ（接合部）７０の周囲に流し込み、アンダーフィル剤を硬化させることで、応力緩衝部８０を形成している。
【００６５】
本実施形態では、応力緩衝部８０によって、赤外線センサ素子２０の上面２０ｂおよびＩＣ素子３０の上面３０ｂと天壁５０ａの下面５０ｄとの対向部分の隙間を埋めるようにしている。
【００６６】
また、本実施形態においても、接合バンプ（接合部）７０の周囲のアンダーフィル剤が流し込まれる部位を、当該アンダーフィル剤が流し込まれる部位の周辺部（外周側）よりも親水性を有するようにするのが好適である。こうすることで、溶融した状態のアンダーフィル剤を所望の場所に流し込みやすくすることができるようになるからである。
【００６７】
また、本実施形態では、図５に示すように、接合バンプ（接合部）７０と赤外線センサ素子（受光素子）２０の受光部２１との間に隙間Ｄが形成されている。この隙間Ｄは、５０μｍ〜２５０μｍの幅で設定するのが好ましい。
【００６８】
以上の本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
【００６９】
また、本実施形態によれば、赤外線センサ素子（受光素子）２０が、窓部（開口部）５１のレンズ（光学部材）６０とは反対側に当該窓部（開口部）５１を覆うように実装している。すなわち、赤外線センサ素子２０とレンズ６０とは天壁５０ａを挟むようにして上下方向に対向させた状態で、赤外線センサ素子２０とレンズ６０とを天壁５０ａの上下面に取り付けている。このように、赤外線センサ素子２０とレンズ６０とを天壁５０ａの上下面に取り付けるようにすることで、レンズ（光学部材）６０と赤外線センサ素子（受光素子）２０の光軸位置精度を高めることができ、赤外線センサ素子２０による測定精度をより高めることが可能となる。
【００７０】
また、ＩＣ素子（回路素子）３０を、ケース（パッケージ）５０の天壁５０ａの赤外線センサ素子（受光素子）２０が実装される実装面である下面５０ｄに実装している。すなわち、赤外線センサ素子（受光素子）２０の横にＩＣ素子（回路素子）３０を配置している。このように、赤外線センサ素子（受光素子）２０の横にＩＣ素子（回路素子）３０を配置する事で、一つの接合部にかかる応力を分散させる事が可能となる。すなわち、赤外線センサ素子（受光素子）２０とＩＣ素子（回路素子）３０との拘束力により応力を分散させることができる。その結果、接合バンプ（接合部）７０による接合部分の強度が低下してしまうのをより一層抑制することができるようになる。
【００７１】
また、接合バンプ（接合部）７０と赤外線センサ素子（受光素子）２０の受光部２１との間に隙間Ｄを形成することで、接合バンプ（接合部）７０と受光部２１の間にアンダーフィル剤接合用のスペース（接合しろ）を確保することができる。このとき、隙間Ｄを５０μｍ〜２５０μｍの幅で設定すれば、アンダーフィル剤接合領域を最小限にとどめることができ、接合バンプ（接合部）７０間の距離を極力小さくすることができる。
【００７２】
すなわち、隙間Ｄを５０μｍよりも小さくすると、アンダーフィル剤が受光部２１まで浸出してしまい、赤外線センサ素子２０による測定精度が低くなってしまうおそれがある上、アンダーフィル剤の流入量が少なくなって接合強度を確保しにくくなる。また、隙間Ｄを２５０μｍよりも大きくすると、接合バンプ（接合部）７０間の距離が大きくなってしまい、接合バンプ（接合部）７０に生じる熱応力が増加してしまう。
【００７３】
しかしながら、隙間Ｄを５０μｍ〜２５０μｍの幅で設定すれば、赤外線センサ素子２０の測定精度の低下を抑制しつつ、接合バンプ（接合部）７０の接合強度を確保することができるようになる。さらに、接合バンプ（接合部）７０に生じる熱応力の増加を抑制することもできるようになる。
【００７４】
次に、第２実施形態にかかる赤外線センサ１０Ａの変形例を説明する。
【００７５】
（第１変形例）
本変形例では、図６に示すように、ケース（パッケージ）５０の内部にフィラー５０ｃが含有されている。そして、赤外線センサ素子（受光素子）２０およびＩＣ素子（回路素子）３０の接合バンプ（接合部）７０が、フィラー５０ｃの配向方向（図６の上下方向）と垂直方向（交差する方向：図６の左右方向）の辺に複数設けられている。本実施形態では、上下２列の辺にそれぞれ４つずつの接合バンプ（接合部）７０が設けられている。
【００７６】
以上の本変形例によっても上記第２実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
【００７７】
また、本変形例によれば、フィラー５０ｃの配向方向（図６の上下方向）と垂直方向（交差する方向：図６の左右方向）の辺に接合バンプ（接合部）７０複数設けている。このように、ケース５０が変形しにくいフィラー５０ｃの配向方向と垂直方向に並設されるように接合バンプ（接合部）７０を設けることで、接合バンプ（接合部）７０にかかる応力を抑制することができるようになる。なお、上記第１実施形態にあっても本変形例を適用することが可能である。
【００７８】
（第２変形例）
本変形例では、図７、８に示すように、ケース（パッケージ）５０の接合バンプ（接合部）７０の周囲に溝部５３を形成している。
【００７９】
本変形例では、溝部５３は、天壁５０ａの下面５０ｄに形成されており、接合バンプ（接合部）７０の略全周を囲うように形成されている。具体的には、４つの接合バンプ（接合部）７０を結んで形成される四角形の各辺の外側に、各辺と平行になるように４つの溝部５３を形成している。そして、４つの溝部５３によって、４つの接合バンプ（接合部）７０の周囲（上記四角形の辺）の略全周を囲っている。
【００８０】
以上の本変形例によっても上記第２実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
【００８１】
また、本変形例によれば、ケース（パッケージ）５０の接合バンプ（接合部）７０の周囲に溝部５３を形成している。このように、接合バンプ（接合部）７０の周囲に溝部５３を形成することで、溝部５３によって接合バンプ（接合部）７０にかかる熱応力が緩和され、接合バンプ（接合部）７０にかかる熱応力を低減することができる。さらに、接合バンプ（接合部）７０の略全周を囲うように溝部５３を形成すれば、接合バンプ（接合部）７０にかかる熱応力を大きく緩和させることができるようになる。
【００８２】
なお、上記第１実施形態にあっても本変形例を適用することが可能である。すなわち、基板４０に溝部を形成するようにすることが可能である。
【００８３】
（第３変形例）
本変形例では、図９に示すように、赤外線センサ１０Ｂのケース（パッケージ）５０に、赤外線センサ素子（受光素子）２０の側面２０ｃとの隙間を狭くする側壁部５４を形成している。本変形例では、側面２０ｃとの対向面５４ａが側面２０ｃと略平行になるように側壁部５４を形成しており、この側壁部５４は、ケース（パッケージ）５０に一体に形成されている。なお、側面２０ｃと対向面５４ａとの間の隙間は、毛細管現象が生じる程度の隙間となっている。
【００８４】
また、ＩＣ素子（回路素子）３０の側面３０ｃとの隙間も狭くするように側壁部５４を形成するのが好適である。
【００８５】
以上の本変形例によっても上記第２実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
【００８６】
また、本変形例によれば、ケース（パッケージ）５０に、赤外線センサ素子（受光素子）２０の側面２０ｃとの隙間を狭くする側壁部５４を形成している。このように、側壁部５４を形成することで、毛細管現象によりアンダーフィル剤が側面２０ｃと対向面５４ａとの隙間に充填されやすく（流動しやすく）なる。その結果、応力緩衝部８０をより容易に赤外線センサ素子（受光素子）２０の側面２０ｃ部分に形成することが可能となり、接合バンプ（接合部）７０による接合部分の強度が低下してしまうのをより抑制することができるようになる。
【００８７】
また、ＩＣ素子（回路素子）３０の側面３０ｃとの隙間も狭くするように側壁部５４を形成すれば、ＩＣ素子（回路素子）３０の側面３０ｃ部分にも応力緩衝部８０を形成することができ、接合バンプ（接合部）７０による接合部分の強度が低下してしまうのをさらに抑制することができるようになる。
【００８８】
なお、上記第１実施形態にあっても本変形例を適用することが可能である。
【００８９】
（第４変形例）
本変形例では、図１０に示すように、赤外線センサ１０Ｃのケース（パッケージ）５０に、赤外線センサ素子（受光素子）２０の側面２０ｃとの隙間を狭くする側壁部５４を形成している。この側壁部５４は、ケース（パッケージ）５０に一体に形成されている。なお、本変形例においても、側面２０ｃと対向面５４ａとの間の隙間は、毛細管現象が生じる程度の隙間となっている。
【００９０】
また、本変形例では、側面２０ｃとの対向面５４ａ側に傾斜部５５を形成している。この傾斜部５５は、上方から下方に向かうにつれて外側となるように形成されている。言い換えると、傾斜部５５は、天壁５０ａから離れるほど側面２０ｃとの隙間が広がるように形成されている。なお、傾斜部５５は、対向面５４ａ側全体に設ける必要はなく、少なくとも天壁５０ａ側の一部に設けられていればよい。
【００９１】
このとき、ＩＣ素子（回路素子）３０の側面３０ｃとの隙間も狭くするように側壁部５４を形成するのが好適である。なお、ＩＣ素子（回路素子）３０の側面３０ｃと対向する側に傾斜部５５を形成してもよいし、形成しなくてもよい。
【００９２】
以上の本変形例によっても上記第３変形例と同様の作用、効果を奏することができる。
【００９３】
また、本変形例によれば、側面２０ｃとの対向面５４ａ側に傾斜部５５を形成している。そのため、アンダーフィル剤が傾斜部５５の傾斜面を伝って、側面２０ｃと対向面５４ａとの隙間に充填されやすく（流動しやすく）なる。その結果、応力緩衝部８０をより容易に赤外線センサ素子（受光素子）２０の側面２０ｃ部分に形成することが可能となり、接合バンプ（接合部）７０による接合部分の強度が低下してしまうのをより抑制することができるようになる。
【００９４】
また、ＩＣ素子（回路素子）３０の側面３０ｃと対向する側に傾斜部５５を形成すれば、ＩＣ素子（回路素子）３０の側面３０ｃ部分にも応力緩衝部８０を形成することができ、接合バンプ（接合部）７０による接合部分の強度が低下してしまうのをさらに抑制することができるようになる。
【００９５】
なお、上記第１実施形態にあっても本変形例を適用することが可能である。
【００９６】
（第５変形例）
本変形例では、図１１に示すように、赤外線センサ１０Ｄのケース（パッケージ）５０に、赤外線センサ素子（受光素子）２０の側面２０ｃとの隙間を狭くする側壁部５６を形成している。本変形例では、側面２０ｃとの対向面５６ａが側面２０ｃと略平行になるように側壁部５４を形成しており、この側壁部５６は、ケース（パッケージ）５０とは別体に形成されている。なお、本変形例においても、側面２０ｃと対向面５６ａとの間の隙間は、毛細管現象が生じる程度の隙間となっている。
【００９７】
このとき、ＩＣ素子（回路素子）３０の側面３０ｃとの隙間も狭くするように側壁部５６を形成するのが好適である。
【００９８】
以上の本変形例によっても上記第３変形例と同様の作用、効果を奏することができる。
【００９９】
また、本変形例によれば、側壁部５６をケース（パッケージ）５０とは別体に形成しているため、ケース（パッケージ）５０に汎用性を持たせることができる。
【０１００】
なお、上記第１実施形態にあっても本変形例を適用することが可能である。
【０１０１】
（第６変形例）
本変形例では、図１２に示すように、赤外線センサ１０Ｅのケース（パッケージ）５０に、赤外線センサ素子（受光素子）２０の側面２０ｃとの隙間を狭くする側壁部５６を形成している。この側壁部５６は、ケース（パッケージ）５０とは別体に形成されている。なお、本変形例においても、側面２０ｃと対向面５６ａとの間の隙間は、毛細管現象が生じる程度の隙間となっている。
【０１０２】
また、本変形例では、側面２０ｃとの対向面５６ａ側に傾斜部５７を形成している。この傾斜部５７は、上方から下方に向かうにつれて外側となるように形成されている。言い換えると、傾斜部５７は、天壁５０ａから離れるほど側面２０ｃとの隙間が広がるように形成されている。なお、傾斜部５７は、対向面５６ａ側全体に設ける必要はなく、少なくとも天壁５０ａ側の一部に設けられていればよい。
【０１０３】
このとき、ＩＣ素子（回路素子）３０の側面３０ｃとの隙間も狭くするように側壁部５６を形成するのが好適である。なお、ＩＣ素子（回路素子）３０の側面３０ｃと対向する側に傾斜部５７を形成してもよいし、形成しなくてもよい。
【０１０４】
以上の本変形例によっても上記第４変形例と同様の作用、効果を奏することができる。
【０１０５】
また、本変形例によれば、傾斜部５７が形成された側壁部５６をケース（パッケージ）５０とは別体に形成しているため、ケース（パッケージ）５０に汎用性を持たせることができる。
【０１０６】
なお、上記第１実施形態にあっても本変形例を適用することが可能である。
【０１０７】
（第７変形例）
本変形例では、図１３に示すように、ケース（パッケージ）５０の接合バンプ（接合部）７０の周囲に溝部５３を形成している。
【０１０８】
本変形例では、溝部５３は、天壁５０ａの下面５０ｄに形成されている。具体的には、４つの接合バンプ（接合部）７０の窓部（開口部）５１側に、２つの溝部５３をそれぞれ形成している。
【０１０９】
以上の本変形例によっても上記第２変形例と同様の作用、効果を奏することができる。
【０１１０】
なお、上記第１実施形態にあっても本変形例を適用することが可能である。
【０１１１】
（第８変形例）
本変形例では、図１４に示すように、ケース（パッケージ）５０の接合バンプ（接合部）７０の周囲に溝部５３を形成している。
【０１１２】
本変形例では、溝部５３は、天壁５０ａの下面５０ｄに形成されており、接合バンプ（接合部）７０の略全周を囲うように形成されている。具体的には、４つの接合バンプ（接合部）７０は、それぞれ、溝部５３によって全周が囲われるようになっている。
【０１１３】
以上の本変形例によっても上記第２変形例と同様の作用、効果を奏することができる。
【０１１４】
なお、上記第１実施形態にあっても本変形例を適用することが可能である。
【０１１５】
（第９変形例）
本変形例では、図１５に示すように、赤外線センサ素子（受光素子）２０の接合バンプ（接合部）７０の周囲に溝部２２を形成している。
【０１１６】
本変形例では、溝部２２は、赤外線センサ素子（受光素子）２０の上面２０ｂに形成されており、接合バンプ（接合部）７０の略全周を囲うように形成されている。具体的には、４つの接合バンプ（接合部）７０を結んで形成される四角形の各辺の外側に、各辺と平行になるように４つの溝部２２を形成している。そして、４つの溝部２２によって、４つの接合バンプ（接合部）７０の周囲（上記四角形の辺）の略全周を囲っている。
【０１１７】
以上の本変形例によっても上記第２変形例と同様の作用、効果を奏することができる。
【０１１８】
なお、上記第１実施形態にあっても本変形例を適用することが可能である。
【０１１９】
（第１０変形例）
本変形例では、図１６に示すように、接合バンプ（接合部）７０が赤外線センサ素子（受光素子）２０の中央部に形成されている。具体的には、４つの接合バンプ（接合部）７０を中央部に集中させて、それぞれの接合バンプ（接合部）７０間の距離が短くなるようにしている。
【０１２０】
以上の本変形例によっても上記第２実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
【０１２１】
また、本変形例によれば、接合バンプ（接合部）７０を赤外線センサ素子（受光素子）２０の中央部に形成している。そのため、それぞれの接合バンプ（接合部）７０間の距離を短くすることができ、その分、接合バンプ（接合部）７０にかかる応力を抑制することができるようになる。
【０１２２】
なお、本変形例においても溝部２２を形成することが可能である。
【０１２３】
（第３実施形態）
本実施形態にかかる赤外線センサ１０Ｆは、基本的に上記第２実施形態の赤外線センサ１０Ａと同様の構成をしている。
【０１２４】
すなわち、赤外線センサ素子２０は、図１７に示すように、パッケージとしてのケース５０に実装されている。したがって、本実施形態では、ケース５０の内面や内層に配線（グランドパターンや電気回路配線）５２が形成されている。
【０１２５】
そして、本実施形態においても、赤外線センサ素子２０は略矩形板状をしており、Ａｕなどの導電性の金属材料で形成された接合バンプ（接合部）７０を介してフリップチップ実装されている。
【０１２６】
また、本実施形態では、ＩＣ素子３０も天壁５０ａの下面５０ｄにフリップチップ実装されている。
【０１２７】
このように、本実施形態においても、ＩＣ素子３０が、ケース（パッケージ）５０の天壁５０ａの赤外線センサ素子（受光素子）２０が実装される実装面である天壁５０ａの下面５０ｄに実装されている。
【０１２８】
また、接合バンプ（接合部）７０の周囲には、当該接合バンプ（接合部）７０に生じる応力を緩和する応力緩衝部８０が形成されている。この応力緩衝部８０はアンダーフィル剤で形成されている。
【０１２９】
また、本実施形態においても、接合バンプ（接合部）７０の周囲のアンダーフィル剤が流し込まれる部位を、当該アンダーフィル剤が流し込まれる部位の周辺部（外周側）よりも親水性を有するようにするのが好適である。こうすることで、溶融した状態のアンダーフィル剤を所望の場所に流し込みやすくすることができるようになるからである。
【０１３０】
ここで、本実施形態にかかる赤外線センサ１Ｆが、上記第２実施形態の赤外線センサ１０Ａと主に異なる点は、応力緩衝部８０が赤外線センサ素子２０の全体を覆うように形成されていることにある。
【０１３１】
さらに、本実施形態では、応力緩衝部８０がＩＣ素子３０の全体を覆うように形成されている。
【０１３２】
具体的には、図１７に示すように、ケース（パッケージ）５０の内側空間Ｓ内に、溶融した状態のアンダーフィル剤を流し込み、赤外線センサ素子２０の全体およびＩＣ素子３０の全体が溶融した状態のアンダーフィル剤で覆われるようにする。そして、かかる状態でアンダーフィル剤を硬化させることで、赤外線センサ素子２０の全体およびＩＣ素子３０の全体を覆うように応力緩衝部８０を形成している。
【０１３３】
以上の本実施形態によっても、上記第２実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
【０１３４】
また、本実施形態によれば、赤外線センサ素子２０の全体を覆うように応力緩衝部８０を形成している。そのため、より体積の大きいアンダーフィル剤がパッケージ（特に、ケース５０の天壁５０ａ）の熱変形を抑制し、接合バンプ（接合部）７０にかかる熱応力を減少させることができる。
【０１３５】
このとき、ＩＣ素子３０の全体も応力緩衝部８０で覆うようにすることで、パッケージ（特に、ケース５０の天壁５０ａ）の熱変形をより抑制することができるようになる。
【０１３６】
また、本実施形態においても、上記第２実施形態の各変形例を適用することが可能である。
【０１３７】
（第４実施形態）
本実施形態にかかる赤外線センサ１０Ｇは、基本的に上記第２実施形態の赤外線センサ１０Ａと同様の構成をしている。
【０１３８】
すなわち、赤外線センサ素子２０は、図１７に示すように、パッケージとしてのケース５０に実装されている。したがって、本実施形態では、ケース５０の内面や内層に配線（グランドパターンや電気回路配線）５２が形成されている。
【０１３９】
そして、本実施形態においても、赤外線センサ素子２０は略矩形板状をしており、Ａｕなどの導電性の金属材料で形成された接合バンプ（接合部）７０を介してフリップチップ実装されている。
【０１４０】
また、本実施形態では、ＩＣ素子３０も天壁５０ａの下面５０ｄにフリップチップ実装されている。
【０１４１】
このように、本実施形態においても、ＩＣ素子３０が、ケース（パッケージ）５０の天壁５０ａの赤外線センサ素子（受光素子）２０が実装される実装面である天壁５０ａの下面５０ｄに実装されている。
【０１４２】
また、接合バンプ（接合部）７０の周囲には、当該接合バンプ（接合部）７０に生じる応力を緩和する応力緩衝部８０が形成されている。この応力緩衝部８０はアンダーフィル剤で形成されている。
【０１４３】
本実施形態では、応力緩衝部８０によって、赤外線センサ素子２０の上面２０ｂおよびＩＣ素子３０の上面３０ｂと天壁５０ａの下面５０ｄとの対向部分の隙間を埋めるようにしている。
【０１４４】
また、本実施形態においても、接合バンプ（接合部）７０の周囲のアンダーフィル剤が流し込まれる部位を、当該アンダーフィル剤が流し込まれる部位の周辺部（外周側）よりも親水性を有するようにするのが好適である。こうすることで、溶融した状態のアンダーフィル剤を所望の場所に流し込みやすくすることができるようになるからである。
【０１４５】
ここで、本実施形態にかかる赤外線センサ１Ｇが、上記第２実施形態の赤外線センサ１０Ａと主に異なる点は、応力緩衝部８０とは別に形成された封止部１００が赤外線センサ素子２０の全体を覆うように形成されていることにある。
【０１４６】
さらに、封止部１００がＩＣ素子３０の全体を覆うように形成されている。
【０１４７】
本実施形態では、樹脂製の封止剤を用いて封止部１００を形成している。
【０１４８】
具体的には、図１８に示すように、ケース（パッケージ）５０の内側空間Ｓ内に、溶融した状態の封止剤を流し込み、赤外線センサ素子２０の全体およびＩＣ素子３０の全体が溶融した状態の封止剤で覆われるようにする。そして、かかる状態で封止剤を硬化させることで、赤外線センサ素子２０の全体およびＩＣ素子３０の全体を覆うように封止部１００を形成している。
【０１４９】
以上の本実施形態によっても、上記第２実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
【０１５０】
また、本実施形態によれば、赤外線センサ素子２０の全体を覆うように封止部９０を形成している。そのため、より体積の大きい封止剤がパッケージ（特に、ケース５０の天壁５０ａ）の熱変形を抑制し、接合バンプ（接合部）７０にかかる熱応力を減少させることができる。このとき、ＩＣ素子３０の全体も封止部１００で覆うようにすることで、パッケージ（特に、ケース５０の天壁５０ａ）の熱変形をより抑制することができるようになる。
【０１５１】
また、本実施形態においても、上記第２実施形態の各変形例を適用することが可能である。
【０１５２】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定さ
れず、種々の変形が可能である。
【０１５３】
例えば、基板やパッケージ、その他細部のスペック（形状、大きさ、レイアウト等）を適宜に変更することができる。
【符号の説明】
【０１５４】
１０  赤外線センサ（光学センサ）
２０  赤外線センサ素子（受光素子）
２０ｃ  側面
２１  受光部
２２  溝部
３０  ＩＣ素子（回路素子）
４０  基板（パッケージ）
４０ａ  上面（実装面）
５０  ケース（パッケージ）
５０ｃ  フィラー
５０ｄ  下面（実装面）
５１  窓部（開口部）
５２  配線（グランド配線、電気回路配線）
５３  溝部
５４  側壁部
５４ａ  対向面
５５  傾斜部
５６  側壁部
５６ａ  対向面
５７  傾斜部
６０  レンズ（光学部材）
７０  接合バンプ（接合部）
８０  アンダーフィル剤
１００  封止部
【図１】
2014035271.tif 000003
【図２】
2014035271.tif 000004
【図３】
2014035271.tif 000005
【図４】
2014035271.tif 000006
【図５】
2014035271.tif 000007
【図６】
2014035271.tif 000008
【図７】
2014035271.tif 000009
【図８】
2014035271.tif 000010
【図９】
2014035271.tif 000011
【図１０】
2014035271.tif 000012
【図１１】
2014035271.tif 000013
【図１２】
2014035271.tif 000014
【図１３】
2014035271.tif 000015
【図１４】
2014035271.tif 000016
【図１５】
2014035271.tif 000017
【図１６】
2014035271.tif 000018
【図１７】
2014035271.tif 000019
【図１８】
2014035271.tif 000020