(57)【要約】【課題】センサ素子をガラスで基台の上面のみに確実に接着することができるガラス接合体を提供する。【解決手段】上面８ｓを有する円環状の基台８と、１又は複数個の矩形のセンサ素子４と、センサ素子の少なくとも一部を埋設しつつ、センサ素子を基台の上面に接着するガラス２と、を備えたガラス接合体１０であって、ガラスは、基台の上面の一部のみに配置されると共に、センサ素子の周縁４ｆの全周よりも外側まで広がって形成され、基台の径方向内側に向くガラスの内側周縁２ａ、及び基台の径方向外側に向くガラスの外側周縁２ｂは、それぞれ基台の径方向外側に向かって凸となる円弧状に形成されてなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面を有する円環状の基台と、
１又は複数個の矩形のセンサ素子と、
前記センサ素子の少なくとも一部を埋設しつつ、前記センサ素子を前記基台の前記上面に接着するガラスと、
を備えたガラス接合体であって、
前記ガラスは、前記基台の前記上面の一部のみに配置されると共に、前記センサ素子の周縁の全周よりも外側まで広がって形成され、
前記基台の径方向内側に向く前記ガラスの内側周縁、及び前記基台の径方向外側に向く前記ガラスの外側周縁は、それぞれ前記基台の径方向外側に向かって凸となる円弧状に形成されてなるガラス接合体。
【請求項２】
前記内側周縁及び前記外側周縁は、それぞれ前記基台の前記上面の内周縁及び外周縁と離間してなる請求項１記載のガラス接合体。
【請求項３】
前記基台の前記外周縁の曲率半径Ｃ１＞前記外側周縁の曲率半径Ｃ１０＞前記センサ素子の外接円の曲率半径Ｃ１１の関係を満たす請求項２記載のガラス接合体。
【請求項４】
前記内側周縁の曲率半径Ｃ１２＞前記基台の前記内周縁の曲率半径Ｃ２の関係を満たす請求項２又は３記載のガラス接合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ素子を基台の上面にガラスで接着したガラス接合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
センサ素子等の矩形の電子部品を、絶縁基体にガラス接着剤で固定してパッケージとする技術が知られている（特許文献１）。この技術においては、矩形の絶縁基体の表面に、センサ素子の外形よりやや大きい矩形の凹部を設け、この凹部内にガラス接着剤を介して電子部品を収納及び固定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平５−３６８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、図６に示すように、測定対象として、例えば円柱状の棒部材１００の表面温度を複数の位置でセンサ素子４にて測定したいという要望がある。この場合、棒部材１００を挿通可能な円環状の基台８を用意し、基台８の上面８ｓの一部に（基台８の上面８ｓに周方向に離間させて）複数のセンサ素子４をガラス２０１で接着したセンサを用いることが想定される。このセンサでは、基台８の内周面８ａが棒部材１００の外表面に接触又は近接し、棒部材１００の表面温度や放射温度等を測定する。
【０００５】
しかしながら、図７に示すように、特許文献１記載の技術と同様、センサ素子４を囲むようにガラス２０１を矩形状に配置した場合、ガラス２０１の角部２０１ｅが基台８の上面８ｓを超えて外周面８ｂや内周面８ａ（以下、まとめて「側面」ともいう）にはみ出し、側面や裏面に回り込むおそれがある（図６参照）。ガラス２０１が基台８の側面や裏面に回り込むと、基台８を測定対象（棒部材１００）やセンサの取付対象等に装着し難くなったり、基台８の熱容量等の特性が変わってセンサ素子４の測定精度が低下するという問題がある。
一方、図８に示すように、センサ素子４を囲むようにガラス２０３を円形に配置した場合、センサ素子４の中央部ではガラス２０３との距離（ガラス２０３によるセンサ素子４の保持長さ）Ｄ１０を十分に確保できるが、センサ素子４の角部４ｅではガラス２０３の距離Ｄ１２が短くなり、場合によってはセンサ素子４の角部４ｅがガラス２０３で覆われずに（埋設されずに）露出することがある。そして、距離Ｄ１２が短くなり過ぎたり、センサ素子４の周縁の一部がガラス２０３で埋設されないと、その部分からセンサ素子４が基台８から剥離する等の問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、センサ素子をガラスで基台の上面のみに確実に接着することができるガラス接合体の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明のガラス接合体は、上面を有する円環状の基台と、１又は複数個の矩形のセンサ素子と、前記センサ素子の少なくとも一部を埋設しつつ、前記センサ素子を前記基台の前記上面に接着するガラスと、を備えたガラス接合体であって、前記ガラスは、前記基台の前記上面の一部のみに配置されると共に、前記センサ素子の周縁の全周よりも外側まで広がって形成され、前記基台の径方向内側に向く前記ガラスの内側周縁、及び前記基台の径方向外側に向く前記ガラスの外側周縁は、それぞれ前記基台の径方向外側に向かって凸となる円弧状に形成されてなる。
【０００８】
このガラス接合体によれば、ガラスがセンサ素子の周縁の全周よりも外側まで広がって形成され、センサ素子の少なくとも一部を埋設するので、センサ素子がガラスで確りと固定され、センサ素子が基台から剥離すること等を抑制してセンサ素子を基台の上面に確実に接着することができる。
又、ガラスの内側周縁及び外側周縁が基台の径方向外側に向かって凸となる円弧状に形成されているので、これら内側周縁及び外側周縁の輪郭が基台の上面の内周縁及び外周縁（基台の内周面及び外周面の輪郭）に沿った形状となる。このため、ガラスの輪郭を矩形とした場合に比べ、ガラスの角部が円周にそってカーブするので、角部のガラスが基台の上面を超えて側面や裏面に回り込むことを防止し、センサ素子を基台の上面のみに接着することができる。
さらに、ガラスの輪郭を円形とした場合に比べ、ガラスの角部が基台の上面の内周縁及び外周縁にさらに近づく。このため、センサ素子の角部でもガラスとの距離（ガラスによるセンサ素子の保持長さ）を十分に確保し、センサ素子をガラスで確りと固定できる。
【０００９】
本発明のガラス接合体において、前記内側周縁及び前記外側周縁は、それぞれ前記基台の前記上面の内周縁及び外周縁と離間してなってもよい。
このガラス接合体によれば、ガラスが基台の上面を超えて側面や裏面に回り込むことをより一層防止し、センサ素子を安定して基台の上面のみに接着することができる。
【００１０】
本発明のガラス接合体において、前記基台の前記外周縁の曲率半径Ｃ１＞前記外側周縁の曲率半径Ｃ１０＞前記センサ素子の外接円の曲率半径Ｃ１１の関係を満たすとよい。
このガラス接合体によれば、曲率半径Ｃ１＞曲率半径Ｃ１０を満たすことで、外側周縁が基台の外周縁に接しないギリギリのカーブでガラスを基台の外周縁に近付けることができる。又、曲率半径Ｃ１０＞曲率半径Ｃ１１を満たすことで、ガラスの輪郭を円形としたときの曲率半径Ｃ１１よりも曲率半径Ｃ１０を大きくし、ガラスの角部を基台の外周縁にさらに近づけてガラスとの距離を大きくすることができる。
【００１１】
本発明のガラス接合体において、前記内側周縁の曲率半径Ｃ１２＞前記基台の前記内周縁の曲率半径Ｃ２の関係を満たすとよい。
このガラス接合体によれば、内側周縁が基台の内周縁に接しないギリギリのカーブでガラスを基台の内周縁に近付けることができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、センサ素子をガラスで基台の上面のみに確実に接着できるガラス接合体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係るガラス接合体の外観を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】ガラス接合体の部分拡大平面図である。
【図４】ガラス接合体の各部位の曲率半径を示す平面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るガラス接合体をセンサとして適用した一例を示す図である。
【図６】円環状の基台の上面にセンサ素子をガラスで接着した従来のガラス接合体の外観を示す斜視図である。
【図７】図６において、ガラスの周縁の輪郭形状を矩形とした場合を示す平面図である。
【図８】図６において、ガラスの周縁の輪郭形状を円形とした場合を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図１〜図３を参照し、本発明の実施形態に係るガラス接合体１０について説明する。
図１は本発明の実施形態に係るガラス接合体１０の外観を示す斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図、図３はガラス接合体１０の部分拡大平面図である。
【００１５】
図１において、ガラス接合体１０は、円環状の基台８と、複数個（図１では４個）の矩形のセンサ素子４と、センサ素子４を基台８の上面８ｓに接着するガラス２と、を備えており、後述する温度センサとして機能する。４個のセンサ素子４は、それぞれ基台８の上面８ｓに周方向に等間隔で離間して配置されている。センサ素子４は、例えば半導体素子である。
図２に示すように、ガラス２は、各センサ素子４の周縁４ｆの全周よりも外側まで広がって形成されると共に、センサ素子４の少なくとも一部を埋設している。
【００１６】
又、図３に示すように、ガラス２は、基台８の上面８ｓの一部のみに周方向に隙間を設けつつ（つまり上面８ｓの周方向に繋がる円環状でなく）、各センサ素子４を囲んでそれぞれ４個の略扇型に形成されている。そして、基台８の径方向内側（内周面８ａ側）に向くガラス２の内側周縁２ａ、及び基台８の径方向外側（外周面８ｂ側）に向くガラス２の外側周縁２ｂは、それぞれ基台８の径方向外側に向かって凸となる円弧状に形成されると共に、基台８の上面８ｓの内周縁８ｔ及び外周縁８ｕと離間している。
【００１７】
このように、ガラス２がセンサ素子４の周縁４ｆの全周よりも外側まで広がって形成され、センサ素子４の少なくとも一部を埋設するので、センサ素子４がガラス２で確りと固定され、センサ素子４が基台８から剥離すること等を抑制してセンサ素子４を基台８の上面８ｓに確実に接着することができる。
【００１８】
又、ガラス２の内側周縁２ａ及び外側周縁２ｂが基台８の径方向外側に向かって凸となる円弧状に形成されているので、これら内側周縁２ａ及び外側周縁２ｂの輪郭が基台８の上面８ｓの内周縁８ｔ及び外周縁８ｕ（基台８の内周面８ａ及び外周面８ｂの輪郭）に沿った形状となる。このため、ガラス２の内側周縁２ａ及び外側周縁２ｂを、基台８の内周縁８ｔ及び外周縁８ｕに近づけても、ガラス２の輪郭を矩形（図３の仮想線）Ｖ１とした場合に比べ、ガラス２の角部２ｅが円周にそってカーブする。その結果、角部２ｅのガラス２が基台８の上面８ｓを超えて側面や裏面に回り込むことを防止し、センサ素子４を基台８の上面８ｓのみに接着することができる。
さらに、ガラス２の輪郭を円形（図３の仮想線）Ｖ２とした場合に比べ、ガラス２の角部２ｅが基台８の内周縁８ｔ及び外周縁８ｕにさらに近づく。このため、センサ素子４の中央部でのガラス２との距離（ガラス２によるセンサ素子４の保持長さ）Ｄ１を十分に確保するだけでなく、センサ素子４の角部４ｅでのガラス２との距離Ｄ２をも十分に確保できる。その結果、センサ素子４がガラス２で確りと固定され、センサ素子４が基台８から剥離すること等を抑制してセンサ素子４を基台８の上面８ｓに確実に接着することができる。
【００１９】
又、本実施形態では、ガラス２の内側周縁２ａ及び外側周縁２ｂが、それぞれ基台８の上面８ｓの内周縁８ｔ及び外周縁８ｕと離間している。
このようにすると、ガラス２が基台８の上面８ｓを超えて側面や裏面に回り込むことをより一層防止し、センサ素子４を安定して基台８の上面８ｓのみに接着することができる。特に、ガラス２を基台８に配置する方法としては、ガラス２の粉末を含むペーストを所定位置に印刷することが一般的であり、印刷ズレ等を考慮すると、ガラス２の内側周縁２ａ及び外側周縁２ｂを、基台８の上面８ｓの内周縁８ｔ及び外周縁８ｕのギリギリに合わせるのでなく、離間させることが好ましいことになる。
【００２０】
又、図４に示すように、本実施形態では、基台８の外周縁８ｕの曲率半径Ｃ１＞外側周縁２ｂの曲率半径Ｃ１０＞センサ素子４の外接円の曲率半径Ｃ１１の関係（第１の関係）を満たす。同様に、内側周縁２ａの曲率半径Ｃ１２＞基台８の内周縁８ｔの曲率半径Ｃ２の関係（第２の関係）を満たす。
第１の関係において、曲率半径Ｃ１＞曲率半径Ｃ１０を満たすことで、外側周縁２ｂが基台８の外周縁８ｕに接しないギリギリのカーブでガラス２を基台８の外周縁８ｕに近付けることができる。又、第１の関係において、曲率半径Ｃ１０＞曲率半径Ｃ１１を満たすことで、ガラス２の輪郭を円形（図３の仮想線）Ｖ２としたときの曲率半径Ｃ１１よりも曲率半径Ｃ１０を大きくし、ガラス２の角部２ｅを基台８の外周縁８ｕにさらに近づけて距離Ｄ２を大きくすることができる。
同様に、第２の関係を満たすことで、内側周縁２ａが基台８の内周縁８ｔに接しないギリギリのカーブでガラス２を基台８の内周縁８ｔに近付けることができる。
以上により、センサ素子４をガラス２で基台８の上面８ｓのみにより確実に接着することができる。
【００２１】
なお、曲率半径Ｃ１０、Ｃ１２は、ガラス２の内側周縁２ａ及び外側周縁２ｂを含む基台８の上面８ｓの平面像から、画像処理によって内側周縁２ａ及び外側周縁２ｂの輪郭を抽出することで算出することができる。
又、曲率半径Ｃ１１も同様に、基台８の上面８ｓの平面像から、画像処理によってセンサ素子４の周縁４ｆの輪郭を抽出することで算出することができる。
【００２２】
図５に示すように、本発明の実施形態に係るガラス接合体（センサ）１０は、基台８の内周面８ａ側に棒部材１００を挿通し、内周面８ａが棒部材１００の外表面に接触又は近接した状態で、センサ素子４により棒部材１００の表面温度や放射温度等を精度よく測定することができる。
【００２３】
本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の思想と範囲に含まれる様々な変形及び均等物に及ぶことはいうまでもない。
センサ素子４を接着する部位は、基台８の片面に限らず、両面でもよい。又、４個のセンサ素子４が基台８に接合されたが、これに限らず、１個のセンサ素子を基台に接合してもよい。
センサ素子４、基台８の形状もそれぞれ矩形、円環状であれば限定されない。
【符号の説明】
【００２４】
２    ガラス
２ａ    ガラスの内側周縁
２ｂ    ガラスの外側周縁
４    センサ素子
４ｆ    センサ素子の周縁
８    基台
８ａ    基台の内周面
８ｂ    基台の外周面
８ｓ    基台の上面
８ｔ    基台の内周縁
８ｕ    基台の外周縁
１０    ガラス接合体
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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