(57)【要約】  金属ケース（３０）の開口部（３０Ａ）に対向する底面部（３０Ｂ）には窓部（３０Ｗ）が形成されている。この窓部（３０Ｗ）の周縁部には段差部（３０Ｓ）が形成されている。光学フィルタ（２８）は段差部（３０Ｓ）に緩くはめ込まれ、段差部（３０Ｓ）と光学フィルタ（２８）の周縁部との間には平面形状が矩形の間隙（Ｐ）が生じる。金属ケース（３０）の底面部（３０Ｂ）には接着剤誘導溝（３０Ｇ１，３０Ｇ２）が形成されている。金属ケース（３０）の段差部（３０Ｓ）と光学フィルタ（２８）の周縁部との間に生じる間隙（Ｐ）のうち二つのコーナー部に接着剤誘導溝（３０Ｇ１）がつながるように接着剤誘導溝（３０Ｇ１）が形成されている。この接着剤誘導溝（３０Ｇ１）に接着剤を塗布することにより、接着剤誘導溝（３０Ｇ１）で誘導された接着剤が間隙（Ｐ）に導入される。
2014010370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部と、この開口部に対向し、周縁部に段差部を有する窓部が形成された底面部とを備える金属ケースと、前記金属ケースの前記段差部に接着された光学フィルタと、前記光学フィルタを透過する光を受ける光学素子と、を備えた光学センサにおいて、
前記金属ケースの段差部と前記光学フィルタの周縁部との間に生じる間隙のうち複数の箇所につながる接着剤誘導溝が前記金属ケースの底面の内側に形成されていて、前記間隙に前記接着剤誘導溝で誘導された接着剤が充填されたことを特徴とする光学センサ。
【請求項２】
前記間隙は平面視で前記窓部の周縁に沿った矩形であり、前記接着剤誘導溝の両端は前記間隙のコーナー部につながっている、請求項１に記載の光学センサ。
【請求項３】
前記接着剤誘導溝は、前記間隙の４つのコーナー部のうち、隣接する第１・第２のコーナー部につながる第１の接着剤誘導溝、および隣接する第３・第４のコーナー部につながる第２の接着剤誘導溝を含む、請求項２に記載の光学センサ。
【請求項４】
前記接着剤誘導溝は断面Ｖ字状または断面Ｕ字状である、請求項１〜３のいずれかに記載の光学センサ。
【請求項５】
開口部と、この開口部に対向し、周縁部に段差部を有する窓部が形成された底面部とを備える金属ケースと、前記金属ケースの前記段差部に接着された光学フィルタと、前記光学フィルタを透過する光を受ける光学素子と、を備えた光学センサの製造方法であって、
前記金属ケースの底面の内側に、前記金属ケースの段差部と前記光学フィルタの周縁部との間に生じる間隙のうち複数の箇所につながる接着剤誘導溝を形成し、前記接着剤誘導溝の中央部に接着剤を塗布して、前記間隙に前記接着剤誘導溝で誘導された接着剤を充填することを特徴とする光学センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学センサに関し、特に金属ケースに光学フィルタが取り付けられた光学センサおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に光学センサは、所定波長を透過させる光学フィルタと、この光学フィルタを透過した光を受ける光学素子とを備える。パッケージ化された光学センサは、例えば特許文献１に示されているように、ステムと金属ケース（キャンケース）とを備え、光学素子がステムに取り付けられ、光学フィルタが金属ケースに取り付けられる。金属ケースへの光学フィルタの取り付け構造については例えば特許文献２に示されている。【０００３】
図５は特許文献２に示されている赤外線センサの中央縦破断斜視図である。この赤外線センサは、矩形板状の光学フィルタ１と、この光学フィルタ１の外表面を外部に向かって露出させる矩形状開口窓２が段差部３を介して形成された金属ケース４とを備えている。そして、光学フィルタ１の周縁が段差部３の内側面に対して接着剤で接着固定される。金属ケース４の内表面上には段差部３の内側面で開口された凹溝部１０が形成されている。これらの凹溝部１０は金属ケース４の内表面上に塗布された低粘度の接着剤５を光学フィルタ１の端面と段差部３の内側面とで挟まれた隙間Ｓに向かって誘導する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１２８８９５号公報
【特許文献２】特開平９−１５９５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図５に示される構造の光学センサにおいては、段差部３の４つのコーナー部に凹溝部１０がそれぞれ延びているので、接着剤５は段差部３のコーナー部から導入されるが、接着剤５は１つの凹溝部１０に滴下された際に、光学フィルタ１の隣接する二つの辺に接着剤が導入され、隣接する二つの辺に光学フィルタ１が強く引き寄せられて光学フィルタ１が傾くおそれがある。【０００６】
上記の問題は、キャンパッケージ構造の光学センサに限らない。光学フィルタが金属ケースに取り付けられるパッケージ構造の光学センサについて共通に生じる問題である。【０００７】
本発明の目的は、上記問題を解決すべき課題と捉え、光学フィルタの接着時に生じる傾きを抑制した光学センサ、およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明の光学センサは、開口部と、この開口部に対向し、周縁部に段差部を有する窓部が形成された底面部とを備える金属ケースと、前記金属ケースの前記段差部に接着された光学フィルタと、前記光学フィルタを透過する光を受ける光学素子と、を備え、前記金属ケースの段差部と前記光学フィルタの周縁部との間に生じる間隙のうち複数の箇所につながる接着剤誘導溝が前記金属ケースの底面の内側（内底面）に形成されていて、前記間隙に前記接着剤誘導溝で誘導された接着剤が充填されたことを特徴とする。【０００９】
上記構造によれば、金属ケースの段差部と光学フィルタの周縁部との間に生じる間隙のうち複数の箇所に接着剤が誘導されるので、隣接する二つの辺に接着剤が導入されることによる光学フィルタの引き寄せがなく、光学フィルタが傾くおそれがない。【００１０】
（２）前記間隙は平面視で前記窓部の周縁に沿った矩形であり、前記接着剤誘導溝の両端は前記間隙のコーナー部につながっていることが好ましい。このことにより、間隙のコーナー部から接着剤が導入されるので、矩形状の溝に沿って接着剤が速やかに拡がり、光学フィルタの引き寄せがより効果的に回避できる。【００１１】
（３）前記接着剤誘導溝は、前記間隙の４つのコーナー部のうち、隣接する第１・第２のコーナー部につながる第１の接着剤誘導溝、および隣接する第３・第４のコーナー部につながる第２の接着剤誘導溝を含むことが好ましい。この構造により、間隙の４つのコーナー部から接着剤が導入されるので、光学フィルタの引き寄せがより効果的に回避できる。【００１２】
（４）前記接着剤誘導溝は断面Ｖ字状または断面Ｕ字状であることが好ましい。この溝形状であれば、毛管現象で接着剤が速やかに濡れ拡がるという効果を奏する。【００１３】
（５）本発明の光学センサの製造方法は、開口部と、この開口部に対向し、周縁部に段差部を有する窓部が形成された底面部とを備える金属ケースと、前記金属ケースの前記段差部に接着された光学フィルタと、前記光学フィルタを透過する光を受ける光学素子と、を備えた光学センサの製造方法であって、前記金属ケースの底面の内側（内底面）に、前記金属ケースの段差部と前記光学フィルタの周縁部との間に生じる間隙のうち複数の箇所につながる接着剤誘導溝を形成し、前記接着剤誘導溝の中央部に接着剤を塗布（滴下）して、前記間隙に前記接着剤誘導溝で誘導された接着剤を充填することを特徴とする。【００１４】
上記構造によれば、金属ケースの段差部と光学フィルタの周縁部との間に生じる間隙のうち複数の箇所に接着剤が同時に導入されるので、隣接する二つの辺に接着剤が導入されることによる光学フィルタの引き寄せがなく、光学フィルタが傾くおそれがない。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、金属ケースの段差部と光学フィルタの周縁部との間に生じる間隙のうち複数の箇所に接着剤が誘導されるので、隣接する二つの辺に接着剤が導入されることによる光学フィルタの引き寄せがなく、光学フィルタの傾きが防止できる。また、適正量の接着剤でより確実に接着できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１（Ａ）は本発明の一つの実施の形態である焦電型赤外線センサの上面図、図１（Ｂ）は焦電型赤外線センサの光学フィルタ付き金属ケースの断面図である。
【図２】図２（Ａ）は金属ケース３０の開口部３０Ａ側から見た図、図２（Ｂ）は光学フィルタ２８が接合された光学フィルタ付き金属ケースの開口部３０Ａ側から見た図である。
【図３】図３（Ａ）は金属ケース３０の底面部および光学フィルタ２８の形状を示す破断斜視図、図３（Ｂ）は光学フィルタ付き金属ケースの破断斜視図である。
【図４】図４は焦電型赤外線センサ全体の分解斜視図である。
【図５】図５は特許文献２に示されている赤外線センサの中央縦破断斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１（Ａ）は本発明の一つの実施の形態である焦電型赤外線センサの上面図、図１（Ｂ）は焦電型赤外線センサの光学フィルタ付き金属ケースの断面図である。
【００１８】
金属ケース３０は、開口部３０Ａと、この開口部３０Ａに対向する底面部とを有する円筒状の金属ケースであり、所謂丸型キャンケースである。後に示すように、焦電型赤外線センサは、各種素子が配置されたステムに金属ケース３０が固着され、密封されたものである。
【００１９】
図２（Ａ）は金属ケース３０の開口部３０Ａ側から見た図、図２（Ｂ）は光学フィルタ２８が接合された光学フィルタ付き金属ケースの開口部３０Ａ側から見た図である。図３（Ａ）は金属ケース３０の底面部および光学フィルタ２８の形状を示す破断斜視図、図３（Ｂ）は光学フィルタ付き金属ケースの破断斜視図である。
【００２０】
金属ケース３０の開口部３０Ａに対向する底面部３０Ｂには窓部３０Ｗが形成されている。この窓部３０Ｗの周縁部には段差部３０Ｓが形成されている。光学フィルタ２８は段差部３０Ｓに緩くはめ込まれる。すなわち、段差部３０Ｓと光学フィルタ２８の周縁部との間には平面形状が矩形の（平面視で窓部３０Ｗの周縁に沿った矩形の）間隙Ｐが生じる。
【００２１】
金属ケース３０の底面部３０Ｂには接着剤誘導溝３０Ｇ１，３０Ｇ２が形成されている。
【００２２】
金属ケース３０の段差部３０Ｓと光学フィルタ２８の周縁部との間に生じる間隙Ｐのうち複数の箇所に接着剤誘導溝３０Ｇ１，３０Ｇ２がつながるように接着剤誘導溝３０Ｇ１，３０Ｇ２が金属ケース３０の底面部３０Ｂに形成されている。図２（Ｂ）に示す例では、金属ケース３０の段差部３０Ｓと光学フィルタ２８の周縁部との間に生じる間隙Ｐの４つのコーナー部のうち、隣接する第１のコーナー部Ｃ１および第２のコーナー部Ｃ２に第１の接着剤誘導溝３０Ｇ１がつながっている。同様に、４つのコーナー部のうち、隣接する第３のコーナー部Ｃ３および第４のコーナー部Ｃ４に第２の接着剤誘導溝３０Ｇ２がつながっている。
【００２３】
接着剤誘導溝３０Ｇ１，３０Ｇ２は断面Ｖ字状またはＵ字状であり、その幅は例えば１００〜３００μｍである。また、前記間隙Ｐは例えば５０〜１５０μｍである。
【００２４】
金属ケース３０の底面部３０Ｂに光学フィルタ２８を接合する際、段差部３０Ｓに光学フィルタ２８を載置し、接着剤誘導溝３０Ｇ１，３０Ｇ２のそれぞれにディスペンサで接着剤を塗布（滴下）する。接着剤誘導溝３０Ｇ１の両端は間隙Ｐにつながっていて、接着剤誘導溝３０Ｇ１と間隙Ｐは互いに連通しているので、接着剤誘導溝３０Ｇ１に塗布（滴下）された接着剤は接着剤誘導溝３０Ｇ１の両端にまで流れ、その接着剤が間隙Ｐに導入される。接着剤誘導溝３０Ｇ２についても同様である。このように、接着剤誘導溝３０Ｇ１，３０Ｇ２および間隙Ｐは、その全体に亘って接着剤で均等に濡れる。また、間隙Ｐの隣接するコーナー部Ｃ１，Ｃ２は接着剤誘導溝３０Ｇ１を介して連通し、間隙Ｐの隣接するコーナー部Ｃ３，Ｃ４は接着剤誘導溝３０Ｇ２を介して連通するので、間隙Ｐの広い範囲に亘って接着剤の厚みは均等になりやすい。そのため、段差部３０Ｓから接着剤を介して光学フィルタ２８に掛かる表面張力は光学フィルタ２８の全体に均等に掛かる。
【００２５】
その後、接着剤の固化により、光学フィルタ２８は段差部３０Ｓに接合される。そのため、光学フィルタ２８は傾くことなく、金属ケースの窓部３０Ｗ周囲の段差部３０Ｓに接着される。
【００２６】
光学フィルタ２８は例えばＡＲコートされたＳｉ板である。接着剤は、例えば導電性の接着剤であり、その粘度は２０〜１１０Ｐａ・Ｓ程度である。この粘度範囲であれば、毛管現象により接着剤誘導溝３０Ｇ１，３０Ｇ２で誘導され、間隙Ｐに導入される。
【００２７】
上記構造と製造方法によれば、金属ケース３０の段差部３０Ｓと光学フィルタ２８の周縁部との間に生じる間隙のうちコーナー部から接着剤が導入されて矩形状の溝に沿って接着剤が速やかに拡がるので、光学フィルタ２８の引き寄せが回避でき、光学フィルタが傾くおそれがない。特に、接着剤誘導溝３０Ｇ１，３０Ｇ２のそれぞれの中央部に接着剤を塗布（滴下）することにより、隣接するコーナー部に接着剤が同時に導入されて、光学フィルタ２８の引き寄せがより効果的に回避できる。
【００２８】
なお、接着剤誘導溝３０Ｇ１，３０Ｇ２の断面形状がＶ字状またはＵ字状であることにより、すなわち接着剤誘導溝の底部ほど毛管現象が強く作用するので、接着剤の塗布（滴下）量が少なくても接着剤は接着剤誘導溝３０Ｇ１，３０Ｇ２の底部で誘導される。そして、接着剤の塗布（滴下）量が多い場合には、接着剤の深さが深くなった状態で接着剤誘導溝３０Ｇ１，３０Ｇ２の表層部を流動する。いずれの場合でも接着剤は接着剤誘導溝３０Ｇ１，３０Ｇ２を誘導されることになる。このように接着剤誘導溝３０Ｇ１，３０Ｇ２の断面形状がＶ字状またはＵ字状であることで、塗布（滴下）すべき接着剤の適量範囲は広いという効果を奏する。
【００２９】
図４は焦電型赤外線センサ全体の分解斜視図である。焦電型赤外線センサ１０１は金属製のステム１２および金属ケース３０を含む。ステム１２は円板状の支持台部（ステムベース）１２ａを含む。支持台部１２ａには、３本の端子ピン１４ａ〜１４ｃが、支持台部１２ａを厚み方向に貫通して形成されている。このうち、端子ピン１４ａ，１４ｂは、ガラス材１６を介して支持台部１２ａに取り付けられ（ハーメチックシールされ）ていて、端子ピン１４ｃは支持台部１２ａに直接取り付けられている。端子ピン１４ａ〜１４ｃのそれぞれの上端部近傍には、アルミナ基板２０を支持台部１２ａから浮かせて支持するための鍔状部材が形成されている。
【００３０】
アルミナ基板２０の下面にはＦＥＴ１８が取り付けられる。アルミナ基板２０には、複数の所定の電極パターン２２が形成される。そして、ＦＥＴ１８の各端子はアルミナ基板２０の各電極パターン２２にそれぞれ電気的に接続される。アルミナ基板２０の３つの角部近傍には、端子ピン１４ａ〜１４ｃを嵌め込むための凹部２０ａ〜２０ｃが形成されている。端子ピン１４ａ〜１４ｃは、凹部２０ａ〜２０ｃに嵌め込まれ、導電ペーストなどにより、各電極パターン２２にそれぞれ電気的に接続され、かつ固着される。
【００３１】
アルミナ基板２０の上面には、断面略凹字形状の支持台２４が固着される。支持台２４は焦電素子２６を支持し且つ出力電圧を得るための高抵抗体として機能するものである。支持台２４は、その両端部近傍が、それぞれ対応する電極パターン２２と電気的に接続される。この支持台２４としては、熱伝導度が低く、機械的強度があり、かつ、１０11 Ω程度の抵抗値を有する点で、たとえばホウケイ酸ガラスや無アルカリガラスなどの材料で形成されることが好ましい。
【００３２】
支持台２４の上面には、デュアル型の焦電素子２６が配置されている。上述のとおり、金属ケース３０には窓部３０Ｗが開口されていて、この窓部３０Ｗに光学フィルタ２８が接着される。焦電素子２６は本発明に係る「光学素子」であり、光学フィルタ２８を透過する赤外光を受ける。
【００３３】
金属ケース３０は、その開口部がステム１２の支持台部１２ａの外周部に抵抗溶接されることにより、パッケージ内部が密封される。
【００３４】
なお、以上に示した実施形態では円筒状の金属ケース３０を示したが、本発明はこれに限らず、例えば直方体状の金属ケースにも同様に適用できる。
【００３５】
また、以上に示した実施形態では矩形状の光学フィルタ２８を示したが、本発明はこれに限らず、例えば円板状の光学フィルタであっても同様に適用できる。
【００３６】
また、実施形態で示した焦電型赤外線センサは一例であり、本発明は金属ケースの段差部に光学フィルタが接合された種々の光学センサに適用できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３７】
Ｃ１〜Ｃ４…コーナー部
Ｐ…間隙
１２…ステム
１２ａ…支持台部
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…端子ピン
１６…ガラス材
１８…ＦＥＴ
２０…アルミナ基板
２２…電極パターン
２４…支持台
２６…焦電素子（光学素子）
２８…光学フィルタ
３０…金属ケース
３０Ａ…開口部
３０Ｂ…底面部
１０１…焦電型赤外線センサ
３０Ｇ１…第１の接着剤誘導溝
３０Ｇ２…第２の接着剤誘導溝
３０Ｓ…段差部
３０Ｗ…窓部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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2014010370.tif 000009
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