(57)【要約】【課題】内部の真空度を向上することが可能なパッケージを提供することを目的とする。【解決手段】第１の開口部を有するカバーと、第１の開口部を覆うようにカバーに備えられたレンズと、カバーを搭載する基板とを有し、カバー又はレンズのうち少なくともどちらか一つには第２の開口部が備えられ、第２の開口部は膜により封止されていることを特徴とする電子デバイスを提供する。なお、該膜は光学フィルターであることが好ましい。該電子デバイスによると、パッケージ内部の真空度の向上が可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の開口部を有するカバーと、
前記第１の開口部を覆うように前記カバーに備えられたレンズと、
前記カバーを搭載する基板とを有し、
前記カバー又は前記レンズのうち少なくともどちらか一つには第２の開口部が備えられ、
前記第２の開口部は膜により封止されていることを特徴とする電子デバイス。
【請求項２】
前記第２の開口部は前記第１の開口部よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項３】
前記膜は前記レンズの表面を覆っていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子デバイス。
【請求項４】
前記膜は光学フィルターであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の電子デバイス。
【請求項５】
前記膜はＺｎＳとＧｅの積層構造から構成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の電子デバイス。
【請求項６】
前記第２の開口部はレンズを囲うように配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の電子デバイス。
【請求項７】
前記第２の開口部は下部よりも上部の方が広い形状であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の電子デバイス。
【請求項８】
前記第２の開口部に充填される前記膜は前記第２の開口部の下部において下に凸の形状となっていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の電子デバイス。
【請求項９】
前記レンズに配置されている前記第２の開口部はレンズを囲うように配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の電子デバイス。
【請求項１０】
前記レンズに配置されている前記第２の開口部間の距離は、前記第２の開口部の開口径の５倍以上であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の電子デバイス。
【請求項１１】
前記カバーと前記基板からなるパッケージ内にはセンサと、
前記センサを覆い、かつ、前記センサの直上に第３の開口部を有するシールドカバーとをさらに有し、
前記レンズに配置されている前記第２の開口部は、平面視において前記カバーと前記レンズの接着部よりも内側に配置され、
前記レンズに配置されている前記第２の開口部は、平面視において前記第３の開口部よりも外側に配置されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の電子デバイス。
【請求項１２】
前記カバーに配置されている前記第２の開口部は、平面視において前記カバーのコーナー部に配置されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の電子デバイス。
【請求項１３】
平面視において、前記膜の外縁部は前記カバーの外縁部よりも内側に配置され、
前記カバーに設けられている前記第２の開口部と前記カバーが延びている方向における前記膜の外縁部までの距離は、前記カバーに設けられている前期第２の開口部と前記膜のコーナー方向の外縁部までの距離より短いことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載の電子デバイス。
【請求項１４】
前記カバーに配置されている前記第２の開口部の個数よりも前記レンズに配置されている前記第２の開口部の個数の方が多いことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載の電子デバイス。
【請求項１５】
前記カバーに配置されている前記第２の開口部の開口径よりも前記レンズに配置されている前記第２の開口部の開口径の方が小さいことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１つに記載の電子デバイス。
【請求項１６】
前記カバーと前記基板からなるパッケージ内の真空度は１Ｐａ未満であることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１つに記載の電子デバイス。
【請求項１７】
前記カバーと前記基板からなるパッケージ内にはセンサと、
前記センサを覆い、かつ、前記センサの直上に第３の開口部を有するシールドカバーとをさらに有していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の電子デバイス。
【請求項１８】
前記カバーに配置されている前記第２の開口部は、平面視において前記シールドカバーよりも外側に配置されていることを特徴とする請求項１７に記載の電子デバイス。
【請求項１９】
前記パッケージ内にはさらに前記センサからの出力信号を処理する信号処理回路が搭載されていることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カバー又はレンズに配置された開口部が塞がれている電子デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パッケージに配置された開口部を塞ぐ技術に関連した文献として、例えば、特許文献１〜１８がある。特許文献１〜１８に共通する技術として、カバー又は基板に形成された開口部を、半田材料やゲッターなどにより、塞ぐ技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１６４２８５号公報
【特許文献２】特開２０１３−１０２０３６号公報
【特許文献３】特開２０１３−１０１０３１号公報
【特許文献４】特開２０１３−７９８６８号公報
【特許文献５】特開２０１１−２４４４２５号公報
【特許文献６】特開２０１０−３４５４７号公報
【特許文献７】特開２０１０−５４３５５号公報
【特許文献８】特開２００８−７２０９１号公報
【特許文献９】特開２００７−２４５３３９号公報
【特許文献１０】特開２００８−２１３０６１号公報
【特許文献１１】特表２００７−５１４５５７号公報
【特許文献１２】特表２００６−５１３０４６号公報
【特許文献１３】特開平１１−３２６０３７号公報
【特許文献１４】米国特許第４，８９７，５０８号明細書
【特許文献１５】米国特許第５，４７７，００８号明細書
【特許文献１６】米国特許第６，４７０，５９４号明細書
【特許文献１７】米国特許第６，９３６，４９４号明細書
【特許文献１８】米国特許第７，４２９，４９５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１〜１８によると、レンズを有するパッケージにおいて、カバー又はレンズに配置された開口部を効果的に塞ぐ技術については、開示されていない。
【０００５】
そこで、本発明は、レンズを有するパッケージにおいて、カバー又はレンズに配置された開口部を効果的に塞いだ電子デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電子デバイスは、第１の開口部を有するカバーと、第１の開口部を覆うようにカバーに備えられたレンズと、カバーを搭載する基板とを有し、カバー又はレンズのうち少なくともどちらか一つには第２の開口部が備えられ、第２の開口部は膜により封止されていることを特徴とする。
【０００７】
なお、該膜は光学フィルターであることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、カバー又はレンズに配置された開口部を効果的に塞ぐことが可能となる。そのため、例えば、レンズを有するデバイスにおいて、パッケージ内部の真空度を向上させることなどが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施の形態における電子デバイスの正面断面図
【図２】同電子デバイスの上面図
【図３】同電子デバイスのレンズ周辺部の拡大図
【図４】同電子デバイスのレンズ単体の上面図
【図５】同電子デバイスのカバーの第２の開口部の拡大図
【図６】同電子デバイスのレンズの拡大図
【図７】同電子デバイスのカバーに設けられた第２の開口部近傍の断面拡大図
【図８】同電子デバイスのバリエーションの上面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施の形態における電子デバイスについて、図１〜図８を参照して説明する。図１〜図８において、同一部分に対する符号の付与を省略し、その説明を適宜省略することがある。また、図１〜図８及び明細書における説明文は好ましい形態の一例を示すものであり、それぞれの構成・形状・数値などに限定されるわけではない。また、実施形態中で説明する各要素技術を矛盾のない範囲で適宜組み合わせることは可能である。
【００１１】
図１は本発明の一実施の形態における電子デバイスの正面断面図、図２は同電子デバイスの上面図である。
【００１２】
図１に示すように、電子デバイス１００は、第１の開口部１１を有するカバー１０と、第１の開口部１１を覆うようにカバー１０に備えられたレンズ２０と、カバーを搭載する基板３０を備える。そして、カバー１０又はレンズ２０のうち少なくともどちらか一つには第２の開口部１２（又は２２）が備えられ、第２の開口部１２（又は２２）は膜４０により封止されていることを特徴とする。
【００１３】
該電子デバイスによると、第２の開口部１２（又は２２）を膜４０により塞ぐことにより、カバー１０と基板３０から構成されるパッケージ６０内の真空度を向上させることが可能となる。この場合、パッケージ６０内の気圧は１Ｐａ未満に保つことが可能である。      
【００１４】
なお、レンズ２０は、例えば、シリコンで構成されることが好ましいが、ガラスなどから構成されていても構わない。ここで、赤外線を透過する材料としては、ゲルマニウム、ポリエチレン、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＢａＦ2などであることが好ましい。
【００１５】
ここで、カバー１０は、例えば、外形が略６面体の底面が存在しない容器のような形状であり、天面に第１の開口部１１を有していることが好ましい。そして、第１の開口部１１は平面視したときに一辺がＬ1の略正方形又は矩形であることが好ましい。第２の開口部１２がカバー１０に配置されている場合には、第２の開口部１２は平面視においてカバー１０のコーナー部に位置していることが好ましい。さらには、第２の開口部１２は平面視においてレンズの中心を囲うように配置されていることが好ましい。
【００１６】
また、レンズ２０は光の集光などの光学的機能を有するレンズ有効部２１を含み、第２の開口部２２がレンズ２０に配置されている場合には、第２の開口部２２は複数設けられ、レンズ２０中心部を囲むように位置していることが好ましく、レンズ有効部２１を囲むように位置していることが好ましい。ただし、この形態に限定されることはない。第２の開口部２２はレンズ２０の中心部を挟んで点対象、又は線対称に配置されれば構わないし、１個であることも可能である。
【００１７】
また、カバー１０に設けられた第２の開口部１２は第１の開口部１１よりも小さいことが好ましい。また、レンズ２０に設けられた第２の開口部２２も第１の開口部１１よりも小さいことが好ましい。
【００１８】
また、カバー１０とレンズ２０の両方に第２の開口部が設けられている場合には、カバー１０に設けられた第２の開口部１２の開口径よりもレンズ２０に設けられた第２の開口部２２の開口径の方が小さいことが好ましい。また、カバー１０とレンズ２０の両方に第２の開口部が設けられている場合には、カバー１０に設けられた第２の開口部１２よりもレンズ２０に設けられた第２の開口部２２の個数の方が多いことが好ましい。
【００１９】
また、基板３０は電子部品などが実装可能であり、センサ３１および信号処理回路３２が基板３０に実装されていることが好ましい。
【００２０】
また、膜４０は光学フィルターであることが好ましく、膜４０はレンズ２０の表面を覆っていることが好ましい。より具体的には、図１に示すように、膜４０はカバー１０の天面の全面、およびレンズ２０の上面に形成されている。また、膜４０はＺｎＳとＧｅの積層構造から構成されていることが好ましく、ＺｎＳとＧｅが交互に積層した構造であることが好ましい。また、膜４０は３０層以上の積層構造であることが好ましい。また、膜４０はレンズ２０のレンズ有効部２１の表面、即ち、基板３０と向き合っている側の面にも形成されることが好ましい。膜４０がＺｎＳとＧｅの積層構造であると、光学フィルターの機能と反射防止の機能を両立できる。さらに無機材料であるＺｎＳとＧｅは、アウトガスの発生が少ないため、真空度の向上に適している。
【００２１】
また、膜４０は、レンズ２０を取り付けたカバー１０と基板３０とを接合させた後に、蒸着工法により形成される。第２の開口部１２および第２の開口部２２は、膜４０が充填されることによって封止される。
【００２２】
また、センサ３１を覆い、かつ、センサ３１の直上に第３の開口部５１を有するシールドカバー５０が基板３０上に設けられていることが好ましい。なお、信号処理回路３２は基板３０とシールドカバー５０に囲まれていることが好ましい。シールドカバー５０によって、熱ノイズ又は光ノイズがセンサに到達するのを抑制するという効果がある。そのため、シールドカバー５０は、例えば、金属材料又は樹脂材料であることが好ましい。金属材料は、熱ノイズ又は光ノイズの全反射が可能であるし、樹脂材料は黒色であれば、熱ノイズ又は光ノイズの吸収が可能だからである。などの材料から構成されることが好ましい。センサ３１はレンズ２０を通過した光線を受光する機能を有する。信号処理回路３２はセンサ３１へ電力を供給して駆動させる機能と、センサ３１からの出力信号を処理する機能を有する。
【００２３】
図３は本発明の一実施の形態における電子デバイスのレンズ周辺部の拡大図、図４は同電子デバイスのレンズ単体の上面図である。図３は膜４０の記載を省略している。
【００２４】
ここで、第１の開口部１１の一辺の長さＬ1はレンズ有効部２１の有効径Ｄ1より大きいことが好ましい。レンズ有効部２１の全てが第１の開口部１１の内側にあると、レンズ２０の特性が効率的に活用できる。
【００２５】
また、レンズ有効部２１の中心と第３の開口部５１の中心は平面視にて一致した場所であることが好ましい。
【００２６】
また、レンズに第２の開口部が配置されている場合には、レンズ２０に配置されている第２の開口部２２は、平面視において第３の開口部５１よりも外側に配置されていることが好ましい。第２の開口部２２が完全に閉塞されるまでは、蒸着工法による膜４０を形成する粒子が第２の開口部２２を通過して基板３０に向かってパッケージ６０内に入り込もうとする。しかし、第２の開口部２２は第３の開口部５１より外側に位置しているので、膜４０を形成する粒子がパッケージ６０内に入り込んだとしても、該粒子はシールドカバー５０に付着し、センサ３１および信号処理回路３２に付着しない。
【００２７】
また、カバー１０に配置されている第２の開口部１２は、平面視においてシールドカバー５０よりも外側に配置されていることが好ましい。カバー１０の外縁部に近い位置に配置される方が、機械的強度が強いからである。
【００２８】
また、接着部２３はレンズ２０がカバー１０に取り付けられたときに、カバー１０と接触する部分である。接着部２３は図４の一点鎖線と外形線で囲まれたレンズ２０の周縁部にあり、カバー１０に接着される部分である。ここで、第２の開口部２２は、平面視において接着部２３よりも内側に配置されていることが好ましい。より具体的には、接着部２３はレンズ有効部２１の外側に位置し、さらにレンズ有効部２１を囲む複数の第２の開口部２２の外側に位置することとなる。
【００２９】
また、第２の開口部２２は接着部２３の内側に等間隔で位置していることが好ましい。そして、互いに隣接する２つの第２の開口部２２が配置されている間隔Ｌ2は、第２の開口部２２の開口径Ｄ3の５倍以上の長さであることが好ましい。
【００３０】
図５は本発明の一実施の形態における電子デバイスにおいて、カバーに第２の開口部がある場合におけるカバーの第２の開口部の拡大図である。図５は膜４０の記載を省略している。図５の上下方向は図１と同じである。
【００３１】
ここで、第２の開口部１２は下部よりも上部の方が広い形状であることが好ましい。より具体的には、第２の開口部１２はカバー１０の上面側の開口径Ｄ4が下面側の開口径Ｄ5よりも大きい円錐台形状であり、テーパー形状の孔であることが好ましい。第２の開口部１２は下部よりも上部の方が広い形状であると、膜４０を蒸着工法により第２の開口部１２に充填するときに、第２の開口部１２内に膜４０を入り易くさせ、さらにパッケージ６０内に向かって閉塞させ易い。
【００３２】
図６は本発明の一実施の形態における電子デバイスにおいて、レンズに第２の開口部がある場合におけるレンズの拡大図である。図６は膜４０の記載を省略している。図６の上下方向は図１と同じである。
【００３３】
ここで、第２の開口部２２は下部よりも上部の方が広い形状であることが好ましい。より具体的には、第２の開口部２２はレンズ２０の上面側の開口径Ｄ6が下面側の開口径Ｄ7よりも大きい円錐台形状であり、テーパー形状の孔である。第２の開口部２２は第２の開口部１２と同様の作用効果を有する。
【００３４】
図７は同電子デバイスのカバーに設けられた第２の開口部近傍の断面拡大図である。
【００３５】
図７に示すように、第２の開口部１２に充填される膜４０は第２の開口部１２の下部において下に凸の形状となっていることが好ましい。より具体的には、第２の開口部１２の基板３０側の端部における膜４０の中央部が基板３０側に膨らんでいる形状であることが好ましい。なお、レンズ２０に設けられた第２の開口部２２においても、同様のことが言える。ただし、第２の開口部２２の開口径が第２の開口部１２の開口径よりも小さい場合には、第２の開口部２２における膜４０で形成される該凸部の位置は、第２の開口部１２における膜４０で形成される該凸部の位置よりも高い位置となる。
【００３６】
図８は同電子デバイスのバリエーションの上面図である。図８の電子デバイス１００は、膜４０がカバー１０の天面の全面に形成されているのではなく、カバー１０の一部に形成されている点で図１、および図２に示す電子デバイス１００と異なる。図８において、膜４０の外縁部はカバー１０の外縁部より内側に存在している。カバー１０に設けられている第２の開口部１２とカバー１０が延びている方向における膜４０の外縁部までの距離Ｌ3は、カバー１０に設けられている第２の開口部１２と膜４０のコーナー方向の外縁部までの距離Ｌ4より短い。なお、カバー１０が延びている方向とは、カバー１０の長手方向を意味する。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
レンズを有するデバイスにおいて、パッケージ内部の真空度を向上させることなどが可能となり、真空度の高いデバイスを提供できる。
【符号の説明】
【００３８】
１０  カバー
１１  第１の開口部
１２  第２の開口部
２０  レンズ
２１  レンズ有効部
２２  第２の開口部
２３  接着部
３０  基板
３１  センサ
３２  信号処理回路
４０  膜
５０  シールドカバー
５１  第３の開口部
６０  パッケージ
１００  電子デバイス
【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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