(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦電センサ素子と、赤外線を選択的に通過させる光学フィルタと、前記焦電センサ素子から出力される信号を処理する回路部を備える焦電型赤外線センサにおいて、回路部品が実装された多層プリント基板からなるベースと、中空構造に加工された多層プリント基板の側面に金属膜層を形成した第１スペーサと第２スペーサからなる方形の枠体を構成し、前記第１スペーサの互いに向き合う一対の辺の内側の２つの面にそれぞれに形成された凸部により受け部を設け、前記受け部に前記焦電センサ素子を機械的、電気的に接続固定すると共に、前記第２スペーサは焦電センサ素子の外形より少し大きな開口形状を有し、前記第１スペーサの上面に導電性接着剤を介して積層接着され機械的、電気的に接続固定されて、前記枠体内に前記焦電センサ素子を実装した状態で前記光学フィルタと枠体とベースとが積層して導電性接着剤にて接合されていることを特徴とする焦電型赤外線センサ。
【請求項２】
前記第１スペーサと第２スペーサの側面に形成された金属膜層はそれぞれ多層プリント基板の電極と電気的に接続され、かつ、ＧＮＤに接続したことを特徴とする請求項１に記載の焦電型赤外線センサ。
【請求項３】
前記ベースにおいて、多層プリント基板の少なくとも１つの中間層をＧＮＤに接続することを特徴とする請求項１または２に記載の焦電型赤外線センサ。
【請求項４】
請求項１に記載の焦電型赤外線センサの製造方法において、集合基板構造をなす前記ベースに回路部品を実装するベース集合体実装工程と、集合基板構造をなす前記第１スペーサと集合基板構造をなす前記第２スペーサと前記焦電センサ素子の接合工程であって前記第１スペーサのそれぞれの枠形状の上面に前記第２スペーサのそれぞれの枠形状を接合し、前記第１スペーサの互いに向き合う一対の辺の内側の２つの面にそれぞれに形成された凸部によって設けられた受け部に前記焦電センサ素子を実装する枠体集合体接合工程と、前記ベース集合体と前記枠体集合体と前記光学フィルタを積層し導電性接着剤にて接合する赤外線センサ集合体接合工程と、前記赤外線センサ集合体をダイシングにより切り離す個片化工程と、を有することを特徴とする焦電型赤外線センサの製造方法。
【請求項５】
前記集合基板構造をなす前記第１スペーサ、または前記集合基板構造をなす前記第２スペーサにおける中空構造に加工された多層プリント基板のそれぞれの枠形状の側面には金属膜層が形成され、かつ直交する２対の辺の一方の辺は、枠形状の外側の側面に金属層が形成され、他方の辺は枠形状の内側の側面に金属層が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の焦電型赤外線センサの製造方法。
【請求項６】
前記集合基板構造をなす前記第１スペーサにおける中空構造に加工された多層プリント基板のそれぞれの枠形状の内側の側面であって金属膜層が形成されていない１対の辺に前記焦電センサ素子を支持するための受け部と電極を設けたことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の焦電型赤外線センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦電型の赤外線センサに関するものであり、詳しくは赤外線受光領域が広く、電磁シールド性が高く、かつ、量産性に優れた構造の赤外線センサおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
セキュリティや自動ドアなどの用途から始まって、近年、省エネや介護などのさまざまな用途で人体検知技術の応用が広がっている。しかし、人感検知に用いられる従来の焦電型の赤外線センサでは、大量生産に適さずサイズも大きく限界があった。それにともなって市場では小型化、高品質、低価格への要望が高まってきた。それらに対して電磁シールド性能の向上やノイズ対策への提案や小型化や生産性の向上への提案がされている。（例えば、特許文献１、特許文献２）
【０００３】
以下、特許文献１における従来の焦電型の赤外線センサについて説明する。図１５は特許文献１におけるに焦電型の赤外線センサの断面図であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で図面の簡素化を行い、搭載されるＦＥＴ、コンデンサおよび基板の回路パターンなどは省略した。また、部品名称は発明と同じにしている。図１５において、赤外線センサ２００は、金属性ステム５１に円筒状の金属性キャップ５７を接合することによりその枠体を構成している。金属製ステム５１には金属性ベース５２が載置接続され、さらにスペーサ５３を介して基板５４が載置されている。基板５４には必要な回路パターンが配設され、導電材料からなる支持台５５を介して焦電素子５６が載置され、基板５４との電気的接続がなされている。また、基板５４には図示しないＦＥＴが載置接続され、基板５４と金属性ベース５２の間には図示しないコンデンサが載置され電気的に接続されている。ＧＮＤ端子６１は図示しない導電性材料からなるスペーサを介して金属製ベース５２に固定され基板５４に接続し、他の２本の端子６０は絶縁材料からなるスペーサ６２を介して金属製ベース５２に固定され基板５４に接続している。金属性キャップ５７には方形の窓部が形成され、この窓部には赤外線透過フィルタ５８が取り付けられている。このような従来型の金属キャップ構造の赤外線センサでは端子部分や基板のパターン部分にインダクタンスが発生し、外来の高周波ノイズに影響され誤動作しやすいという欠点があり、発明では、コンデンサの載置方法を工夫することにより、基板上のパターンや端子部分に発生する抵抗やインダクタンスの発生を防止し、高周波ノイズに強くした。
【０００４】
特許文献２には金属製キャップを持たない例として、表面実装に対応し、上面に方形の開口部を持ち、箱型で金属板を内包したパッケージを枠体とした赤外線センサの例が示されている。方形の開口部に段差を設けて、方形の光学フィルタをはめ込み、その周囲を導電性接着剤にて封止する構造とし、赤外線受光領域を広くし、かつ、電磁シールド性を高めた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１０８７５７号公報
【特許文献２】再公表特許  ＷＯ２００６−１２０８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に示す従来例では、円筒状の金属製のキャップと金属製のステムの組合せによる密閉効果とコンデンサの配設による高周波ノイズ除去効果により電磁シールド性に優れるが、リードによる端子構造や焦電センサ素子の保持構造および各部の電気的接続構造が複雑で生産性が低い点、部品が多く焦電センサ素子の位置精度が出にくい点、外形サイズに比較して赤外線透過フィルタのサイズを大きくできないので赤外線受光領域が狭い点、小型化ができない点などの欠点がある。また特許文献２に示す従来例では、方形箱型構造の金属パッケージを方形の光学フィルタで覆うように封止する構造の採用によって赤外線受光領域は広げることができたが、金属板を内包した樹脂性のパッケージでは密閉効果は限定的であり電磁シールド性は不十分である。また、方形箱型の構造であるため焦電センサ素子やＦＥＴ、抵抗、コンデンサなどの部品を実装する際、量産性が悪く、また、ハンダ付けなど接合品質の確認が困難で歩留まりの低下などの問題も発生しコスト増加につながる。
【０００７】
（発明の目的）
本発明は、上記問題点を解決しようとするものであり、電磁シールド性能に優れ、赤外線受光領域が広く、構造が単純な赤外線センサを提供すると同時に、量産性に優れ、小型で廉価な赤外線センサの製造方法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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、焦電センサ素子と、赤外線を選択的に通過させる光学フィルタと、前記焦電センサ素子から出力される信号を処理する回路部を備える焦電型赤外線センサにおいて、回路部品が実装された多層プリント基板からなるベースと、中空構造に加工された多層プリント基板の側面に金属膜層を形成した第１スペーサと第２スペーサからなる方形の枠体を構成し、前記第１スペーサの互いに向き合う一対の辺の内側の２つの面にそれぞれに形成された凸部により受け部を設け、前記受け部に前記焦電センサ素子を機械的、電気的に接続固定すると共に、前記第２スペーサは焦電センサ素子の外形より少し大きな開口形状を有し、前記第１スペーサの上面に導電性接着剤を介して積層接着され機械的、電気的に接続固定されて、前記枠体内に前記焦電センサ素子を実装した状態で前記光学フィルタと枠体とベースとを積層して導電性接着剤にて接合されていることを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、中空構造に加工された第１スペーサと第２スペーサからなる枠体の外側の側面または内側の側面が金属膜層で覆われ、その金属膜層がベースおよび光学フィルタと積層接着されるため、電磁シールド性に優れる。また、光学フィルタは第２スペーサの開口部より大きいため、十分な赤外線受光領域を得られる。また、多層プリント基板からなるベースには第１スペーサおよび第２スペーサが接合されていない状態で回路部品を実装できるので生産性が高い。また、枠体である第２スペーサの開口部に焦電センサ素子のサイズを近づけることができるので小型化できる。
【００１１】
また、上記構成によれば、第１スペーサ上側面に焦電センサ素子が接続固定され、同じ面に第２スペーサが接続固定されるため、焦電センサ素子と光学フィルタとの距離が正確になり、また、傾きも発生しないので赤外線の受光領域が安定化し、受光精度が向上する。
【００１２】
第１スペーサと第２スペーサの側面に形成された金属膜層はそれぞれ多層プリント基板の電極と電気的に接続され、かつ、ＧＮＤに接続すると良い。
【００１３】
上記構成によれば、第１スペーサと第２スペーサの側面に形成された金属膜層は導電性接着剤にて直接ＧＮＤに接合接続されるので、端子等の介在がなく、インダクタンスの発生が少なく、外来の高周波ノイズに強い。
【００１４】
ベースにおいて、多層プリント基板の少なくとも１つの中間層をＧＮＤに接続すると良い。
【００１５】
多層プリント基板からなるベースの中間層が全域にわたって金属膜層となり、ＧＮＤに接続するため、赤外線センサの底面および枠体が１つの金属キャップと同等の効果となり、電磁シールド性に優れる。
【００１６】
焦電型赤外線センサの製造方法において、請求項１に記載の焦電型赤外線センサの製造方法において、集合基板構造をなす前記ベースに回路部品を実装するベース集合体実装工程と、集合基板構造をなす前記第１スペーサと集合基板構造をなす前記第２スペーサと前記焦電センサ素子の接合工程であって前記第１スペーサのそれぞれの枠形状の上面に前記第２スペーサのそれぞれの枠形状を接合し、前記第１スペーサの互いに向き合う一対の辺の内側の２つの面にそれぞれに形成された凸部によって設けられた受け部に前記焦電センサ素子を実装する枠体集合体接合工程と、前記ベース集合体と前記枠体集合体と前記光学フィルタを積層し導電性接着剤にて接合する赤外線センサ集合体接合工程と、前記赤外線センサ集合体をダイシングにより切り離す個片化工程と、を有することを特徴とする。
【００１７】
上記構成によれば、ベースと第１スペーサと第２スペーサは集合体による製造方法を採用することが可能になり、全部品を接合接着した後にダイシングにより個片化ができるので量産性に優れる。
【００１８】
集合基板構造をなす第１スペーサ、または集合基板構造をなす第２スペーサにおける中空構造に加工された多層プリント基板のそれぞれの枠形状の側面には金属膜層が形成され、かつ直交する２対の辺の一方の辺は、枠形状の外側の側面に金属層が形成され、他方の辺は枠形状の内側の側面に金属層が形成されるとよい。
【００１９】
上記構成によれば、ダイシングにより個片化する際、第１スペーサまたは第２スペーサのカットされた一対の外側の側面に対応する内側の側面には金属膜層が形成されている。そのためシールド構造が保たれる。
【００２０】
集合基板構造をなす第１スペーサにおける中空構造に加工された多層プリント基板のそれぞれの枠形状の内側の側面であって金属膜層が形成されていない１対の辺に焦電センサ素子を支持するための受け部と電極を設けるとよい。
【００２１】
上記構成によれば、ダイシングにより個片化する際、集合基板構造をなす第１スペーサまたは集合基板構造をなす第２スペーサの中空構造の内側の側面で金属膜層が無い面に焦電体センサ素子を支持し接続する受け部と電極を設けることにより、その外側の側面には金属膜層が形成されている。そのためシールド構造が保たれる。
【発明の効果】
【００２２】
上述の如く本発明によれば、中空構造の第１スペーサおよび第２スペーサの側面が金属膜層で覆われ、その金属膜層とベースおよび光学フィルタとが導電性接着剤を介して接着固定され電気的に接続されるため電磁シールド性に優れ、光学フィルタは第２スペーサの開口部より大きくできるため赤外線受光領域が広く、回路部品を実装しやすい構造で、小型の赤外線センサを提供できる。なお、集合体による製造方法を可能としたことにより、量産性に優れ廉価な赤外線センサの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１（Ａ）】本発明の第１実施形態による赤外線センサ１００を示す斜視図及び断面図である。
【図１（Ｂ）】本発明の第１実施形態による赤外線センサ１００を示す回路図である。
【図２】第１実施形態のベース１０を説明する斜視図及び断面図である。
【図３】第１実施形態の第１スペーサ２を説明する斜視図及び断面図である。
【図４】第１実施形態の第２スペーサ３を説明する斜視図及び断面図である。
【図５】第１実施形態の焦電センサ素子５の接合手順と構成を説明する断面図及び分解斜視図である。
【図６】第１実施形態の光学フィルタ４の接合を説明する斜視図及び断面図である。
【図７】第１実施形態の赤外線センサ全体の積層構成を説明する分解斜視図である。
【図８】本発明の第２実施形態による赤外線センサ１００Ｌの全体構成を示す斜視図及び断面図である。
【図９】第２実施形態の製造方法を説明する全体の分解斜視図及び断面図である。
【図１０】第２実施形態のベース１０Ｌの製造方法を説明する斜視図及び断面図である。
【図１１】第２実施形態の焦電センサ素子５の接合手順を説明する分解斜視図である。
【図１２】第２実施形態の全体の接合手順を説明する分解斜視図である。
【図１３】第２実施形態の個片化工程を説明する斜視図である。
【図１４】第２実施形態の個片化後の完成形態を説明する斜視図である。
【図１５】従来の焦電型赤外線センサの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（第１実施形態）
以下、本発明の好適な実施形態として、図１〜図７を参照して説明する。図１（Ａ）は第１実施形態による赤外線センサ１００の斜視図及び断面図である。図１（Ｂ）は第１実施形態による赤外線センサ１００の回路図である。図２はベース１０の構成を、図３は第１スペーサ２の構成を、図４は第２スペーサ３の構成を、図５は第１スペーサ２と焦電センサ素子５と第２スペーサ３の接着手順と焦電センサ素子５の構成を、図６は光学フィルタ４の接着手順を、図７は赤外線センサ１００の全体の積層構造を、それぞれ示す。
【００２５】
（赤外線センサ１００の全体構成）
図１において、図１（ａ）は赤外線センサ１００を組立てた状態の斜視図を示し、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面を示し、（ｃ）は回路図を示す。図１（ａ）において、各構成要素が積層接着された方形の形状であることを示し、下から、ベース１０、焦電センサ素子５を電気的に接続固定した第１スペーサ２、第２スペーサ３、光学フィルタ４の順に積層されている。なお、第１スペーサ２と第２スペーサ３は上下の位置関係ではなく、焦電センサ素子５を接続固定する方を第１スペーサ２とする。
【００２６】
次に、図１（ｂ）を参照して、構造を説明する。ベース１０は多層プリント基板からなり、上層プリントパターンには赤外線センサ１００に必要な回路部品であるリーク抵抗７および図示しないＦＥＴ８が実装されている。また、ベース１０の下層プリントパターンは表面実装が可能なパターンが形成されている。第１スペーサ２は中空構造に加工された多層プリント基板からなり、側面に金属膜層を形成した枠体機能と焦電センサ素子５を受ける受け部と電極機能を有する。第２スペーサ３は中空構造に加工された多層プリント基板からなり、側面に金属膜層を形成した枠体機能を有する。光学フィルタ４は選択的に赤外線を透過させる機能を持つ。
【００２７】
ベース１０の上面には、第１スペーサ２が導電性接着剤６を介して積層接着される。第１スペーサ２の内側の凸部２Ａ、２Ｂには焦電センサ素子５が導電性接着剤６を介して接着固定されている。第１スペーサ２の高さは、焦電センサ素子５の下方に回路素子を実装するための空間と焦電センサ素子５自身への熱的影響を受けないための中空保持の空間を考慮して決めている。焦電センサ素子５の詳細構造については後述する。また、第２スペーサ３は第１スペーサ２の上面に導電性接着剤６を介して積層接着されており、焦電センサ素子５の外形より少し大きな開口形状を持っている。第２スペーサ３の上面には光学フィルタ４が導電性接着剤６を介して積層接着されている。上記構成により、ベース１０と第１スペーサ２と第２スペーサ３と光学フィルタ４は各接着面が導電性接着剤６を介して電気的、機械的に接続固定され、かつ、完全密閉構造となっている。図１（ｃ）には赤外線センサ１００の回路構成を示す。焦電センサ素子５はＦＥＴ８のゲート８ａとＧＮＤ端子９の間に接続されている。リーク抵抗７は焦電センサ素子５に並列にＦＥＴ８のゲート８ａとＧＮＤ端子９の間に接続されている。なお、赤外線センサ１００の基本回路は公知であり、本実施形態も同様の構成となっている。
【００２８】
（ベース１０の構成）
次に、図２（ａ）、（ｂ）を参照してベース１０の構成について説明する。図２（ａ）はベース１に回路部品を実装した状態の斜視図であり、図２（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。多層プリント基板からなるベース１の上層１ａにはプリントパターンが形成され、リーク抵抗７およびＦＥＴ８（電界効果トランジスタ）がハンダ付け等により実装されるが枠体等の障害物が無い状態で作業が可能である。下層１ｃには同様にプリントパターンが形成され、表面実装が可能なパターンが構成されている。中間層１ｂは、パターン全面をＧＮＤとして使用し、上層１ａ、下層１ｃとは所定の場所において図示しないビアによって接続している。以上、説明した如く、回路部品を実装したベース１０は下層１ｃに自身の表面実装が可能なパターン構成を持ち、中間層１ｂにはシールド専用のパターン構成を持っている。
【００２９】
（第１スペーサ２の構成）
次に、図３を参照して第１スペーサ２の構成について説明する。図３において、（ａ）は第１スペーサ２の斜視図であり、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ（ａ）のＣ−Ｃ断面図、Ｄ−Ｄ断面図である。中空構造に加工された多層プリント基板の側面に金属膜層を形成し、互いに向き合う一対の辺の内側の２つの面には凸部２Ａと２Ｂが形成され、焦電センサ素子５を機械的、電気的に接続固定するための受け部となっている。一方の受け部である２Ａは絶縁層２ａの上層パターン、下層パターン、および内側の側面に形成された金属膜層２ｄおよび外側の側面に形成された金属膜層２ｃに覆われている。他方の受け部である２Ｂ部は絶縁層２ａの内側側面が金属膜層２ｂに覆われているが、上層パターン、下層パターンからは分離されていて、ベース１０に接続固定されると実装されたＦＥＴ８のゲートに接続される（図１（ｂ）、（ｃ）参照）。なお、内側の２つの面に形成された凸部２Ａおよび２Ｂの両側の側面２ｅは受け部の凸形状を作りだすために加工された面であり金属膜層は削除されている。また、互いに向き合い凸部を有する面に直交する１対の辺において、枠形状の内側の側面には金属膜層２ｄが形成され、外側の側面には金属膜層２ｃが形成されている。
【００３０】
（第２スペーサ３の構成）
次に、図４を参照して第２スペーサ３の構成について説明する。図４において、（ａ）は第２スペーサ３の斜視図であり（ｂ）、（ｃ）はそれぞれＥ−Ｅ断面図、Ｆ−Ｆ断面図である。中空構造に加工された多層プリント基板の側面に金属膜層を形成し、直交する２対の辺の内側の側面には金属膜層３ｄが形成され、上層パターン、下層パターンと接続している。また、直交する２対の辺の外側の側面には金属膜層３ｃが形成され上層パターン、下層パターンと接続している。
【００３１】
（焦電センサ素子５の構成）
次に、図５を参照して焦電センサ素子５の構成について説明する。図５において、（ａ）は第１スペーサ２と焦電素子５と第２スペーサ３の断面図を示し、（ｂ）は焦電センサ素子５の分解斜視図を示す。図５（ａ）において第１スペーサ２に形成された受け部２Ａと２Ｂに導電接着剤６を介して焦電センサ素子５が載置され、電気的に接続固定される。次に導電接着剤６を介して第２スペーサ３が第１スペーサ２の上面に載置され、電気的に接続固定される。このように、第１スペーサ２と焦電センサ素子５と第２スペーサ３の組立体２０は事前に組立てておくことが可能である。次に、図５（ｂ）において、焦電センサ素子５の構成について説明する。チタン酸ジルコン酸鉛などからなる焦電体１４の赤外線受光側に受光電極１１ａと１２ａが配設され、狭い連結部１３によって電気的に接続している。受光電極１１ａと１２ａには焦電体基板１４を挟んで対向電極１１ｂと１２ｂがそれぞれ対向配置されている。受光電極１１ａと対向電極１１ｂは受光素子部１１を、受光電極１２ａと対向電極１２ｂ補償素子部１２をそれぞれ形成し、焦電センサ素子５を形成している。焦電センサ素子５には２つの電極接続部１１ｆ、１２ｆが設けられている。なお、焦電センサ素子５は公知であり、本実施形態も同様の構成となっている。
【００３２】
（光学フィルタ４の構成）
次に、図６を参照して光学フィルタ４の構成について説明する。図６において、（ａ）は第２スペーサ３と光学フィルタ４の構成を示す斜視図、（ｂ）はＧ−Ｇ断面、（ｃ）はＨ−Ｈ断面である。第２スペーサ３の上面に導電接着剤６を介して光学フィルタ４が接続固定されている。光学フィルタ４は公知であり、単結晶シリコンなどからなり選択的に赤外線を透過させる機能を持ち、導電性接着剤６で第２スペーサ３の金属膜層に接着固定することにより電気的に接続される。なお、本実施形態では光学フィルタ４の外形サイズを第２スペーサ３の外形サイズより少し小さくし、若干の位置ズレを許容できる構成になっている。
【００３３】
（積層構造）
次に、図７を参照して、積層構造について説明する。図７は赤外線センサ１００の各構成要素の分解斜視図である。ベース１０、焦電センサ素子５を接続固定した第１スペーサ２、第２スペーサ３、光学フィルタ４の順に接着し組立ができる構造になっている。各構成要素はそれぞれ、導電性接着剤６をスクリーン印刷などの方法によって適量を塗布し位置決めし、接着固定することが可能な構造である。
【００３４】
〔赤外線センサ１００の動作〕
図１（ｂ）、（ｃ）および図５（ｂ）を参照して赤外線センサ１００の動作について説明する。図５（ｂ）において、光学フィルタ４を通過し、受光素子部１１と補償素子部１２に入射する赤外線Ｐ１，Ｐ２は人体などの動作により光の量に偏りが発生すると受光素子部１１と補償素子部１２の分極に差が発生し、出力が得られる。図１（ｃ）において、リーク抵抗７はこの出力を電圧に変換しＦＥＴ８のゲート８ａに加える。ＦＥＴ８のドレイン端子８ｂには電源電圧が加えられている。これにより焦電センサ素子５の出力に応じた電圧信号がソース端子８ｃに出力される。なお、図１（ｂ）において、θは受光可能な角度を示し、θが大きいほど広い受光領域が得られる。
【００３５】
〔実施形態の効果〕
以上説明した第１実施形態によれば、次に示す効果が得られる。
【００３６】
（１）中空構造に加工された第１スペーサ２および第２スペーサ３からなる枠体の外側の側面または内側の側面が金属膜層で覆われ、その金属膜層がベース１および光学フィルタ４と積層接着され、ＧＮＤに接続されるため、電磁シールド性に優れる。また、金属製のキャップや金属を内包した樹脂パッケージが不要となった。
【００３７】
（２）光学フィルタ４は第２スペーサ３の開口部より大きいため、広い赤外線受光領域を得られる。また、焦電センサ素子５の外形に対して、第２スペーサ３の開口部を近づけることができるので小型化ができる。
【００３８】
（３）多層プリント基板からなるベース１には枠体が接合されていない状態で回路部品を実装できるので量産性に優れる。また、実装部品の接合品質の確認が容易である。
【００３９】
（４）焦電センサ素子５と光学フィルタ４は第２スペーサ３の１部品のみを介して対向配置されるので、その距離と角度はバラツキが少なく安定しており、検知精度に優れる。また、焦電センサ素子５の保持と接続が平易な構造であり組立易い。また、第１スペーサ２と第２スペーサ３の高さを変えることにより、焦電センサ素子５の高さ方向の位置をコントロールして受光領域の変更や焦電センサ素子５の下方空間の変更が容易に行える。
【００４０】
なお、本発明に係る赤外線センサ１００は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、接着の順番について、第１スペーサ２と焦電センサ素子５と第２スペーサ３の組立体２０をサブアッセンブリーにする工程としたが、ベース１０に第１スペーサ集合体２を接合後に焦電センサ素子５を実装し接合する手順でも良い。また、焦電センサ素子５の取付け安定性と熱遮蔽性を考慮して、第１スペーサ２の受け部２Ａ、２Ｂは、その幅や数を変更することができる。また、凸部２Ａ、２Ｂのそれぞれの両側に加工された金属膜層の無い面２ｅの幅は加工方法に応じて変更ができる。また、第２スペーサ３の側面の金属膜層がすべての面にあるとしたが、４つの辺を内側または外側の側面のいずれかの金属膜層で構成してもよい。また、実施形態では第１スペーサ２と第２スペーサ３はそれぞれ多層プリント基板で作成したが樹脂の一体成形で作成し、ＭＩＤによる構成も可能である。光学フィルタ４はその外形サイズを第２スペーサ３の外形サイズより小さくしたが製造方法によっては同じサイズでも良い。
【００４１】
（第２実施形態と製造方法）
次に、第２実施形態による赤外線センサ１００Ｌの製造方法について、図８〜図１４を参照して説明する。図８は赤外線センサ集合体１００Ｌの組立後の構成を、図９は赤外線センサ集合体１００Ｌの積層構成および第１スペーサ集合体２Ｌと第２スペーサ集合体３Ｌの金属膜層の構成を、図１０はベース集合体１０Ｌの製造方法を、図１１は第１スペーサ集合体２Ｌ、第２スペーサ集合体３Ｌの構造と焦電センサ素子５との組立手順を、図１２は全体の組立手順を、図１３はダイシングによる個片化工程を、図１４は個片化された赤外線センサ１００Ｌの完成形態を、それぞれ示す。
【００４２】
（赤外線センサ集合体１００Ｌの全体構成）
図８を参照して、赤外線センサ集合体１００Ｌの組立完成後の状態を説明する。図８（ａ）は集合体の組立後の状態を示し、（ｂ）は（ａ）におけるＩ−Ｉ断面を示す。図８（ａ）において、赤外線センサ集合体１００Ｌには複数の赤外線センサ１００Ｌが配設されている。本実施例では４個の赤外線センサ１００Ｌが配設されている。また、赤外線センサ集合体１００Ｌには溝３０が３つ配設され、各溝３０の間に各赤外線センサ１００Ｌが配列されている。（ｂ）において、各溝３０に挟まれた赤外線センサ１００Ｌの断面を示す。
【００４３】
次に、図９を参照して赤外線センサ集合体１００Ｌの積層構造を説明する。図９（ａ）は赤外線センサ集合体１００Ｌの積層構成の分解斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＪ−Ｊ断面を示し、（ｃ）は（ａ）のＫ−Ｋ断面を示す。図９（ａ）において、下から、ベース集合体１０Ｌ、焦電センサ素子５を接合接続した第１スペーサ集合体２Ｌ、第２スペーサ集合体３Ｌ、光学フィルタ４の順に積層可能な構造になっていて、各構成要素はそれぞれ、導電性接着剤６をスクリーン印刷などの方法によって適量を塗布し位置決めし、接着固定することができる。なお、第１スペーサ集合体２Ｌと第２スペーサ集合体３Ｌは上下の位置関係ではなく、焦電センサ素子５を接続固定する方を第１スペーサ集合体２Ｌとする。図示しない複数の位置決め孔をベース集合体１０Ｌ、第１スペーサ集合体２Ｌ、第２スペーサ集合体３Ｌにそれぞれ設け、治具による位置決めが可能である。または、ベース集合体１Ｌ、第１スペーサ集合体２Ｌ、第２スペーサ集合体３Ｌに設けられた各溝３０を位置決めに用いても良い。次に図９（ｂ）、（ｃ）を参照して第１スペーサ集合体２Ｌ、第２スペーサ集合体３Ｌの金属膜層の構成について説明する。図９（ｂ）において、多層プリント基板からなる第２スペーサ集合体３Ｌは溝３０の両側側面には金属膜層３ｃが、方形の中空構造内部の両側側面には金属膜層３ｄが形成され、上面と下面のパターン面とそれぞれ接続し、絶縁層３ａを覆っている。他の素子部についても同様である。なお、第２スペーサ集合体３Ｌの周囲の縁部分は便宜上パターンが削除されているが、全面を金属膜層が覆っていてもよい。次に図９（ｃ）において、第１スペーサ集合体２Ｌについて説明するが、図９（ｂ）と同じ構成要素には同様の番号を付し重複する説明を省略する。図９（ｂ）に示す第１スペーサ集合体２Ｌの金属膜層が第２スペーサ集合体３Ｌの金属膜層が異なるところは焦電体素子５の受け部の電極２ｂが分離されていることであり、図３に示す金属膜層２ｂの構成と同じである。
【００４４】
（ベース集合体１０Ｌの構成と手順）
次に、図１０を参照してベース集合体１０Ｌの回路部品の実装について説明する。図１０において、（ａ）は部品を実装したベース集合体１０Ｌの斜視図であり、（ｂ）は１つのセンサ部のＭ部拡大図を示し、（ｃ）はそのＮ−Ｎ断面を示す。図１０において、図２と同じ構成要素には同一番号を付し、重複する説明を省略する。図１０に示すベース集合体１０Ｌが図２に示すベース１０と異なるところは集合体構成になっており、溝３０に挟まれて各素子部が配設されていることである。なお、回路部品の実装については、クリームハンダ印刷など一連の前処理後、図示しない実装機にセットし、リーク抵抗７、ＦＥＴ８を必要数量実装し、図示しないリフロー工程でハンダ付けを行うことができる。また、次工程の枠体を接合する前の段階で回路部品の実装が可能なため、極めて作業性が良い。以上の手順により、部品実装されたベース集合体１０Ｌを得る。
【００４５】
（焦電センサ素子５と枠体の接合手順）
次に、図１１を参照して枠体と焦電センサ素子５との接合について説明する。図１１（ａ）は第１スペーサ集合体２Ｌと焦電センサ素子５と第２スペーサ集合体３Ｌの接合手順を示す分解斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＰ部拡大図を示し、（ｃ）はＱ部拡大図を示す。図１１（ａ）において、図５（ａ）と同じ構成要素には同一番号を付し、重複する説明を省略する。１１（ａ）に示す組立体２０Ｌが図５（ａ）に示す組立体２０と異なるところは、第１スペーサ２と第２スペーサ３がそれぞれ集合体になっていることである。なお、図１１（ｂ）Ｐ部拡大図と（ｃ）Ｑ部拡大図はそれぞれ、図３（ａ）と図４（ａ）に対応しており、中空構造の内側の側面については同じ構成であるため重複する説明を省略する。第１スペーサ集合体２Ｌと焦電センサ素子５、第２スペーサ集合体３Ｌの接合は、導電性接着剤６をスクリーン印刷などの方法によって適量を塗布し、図示しない実装機にセットし、焦電センサ素子５をそれぞれの素子部に位置決めして接着固定する。以上により、第１スペーサ集合体２Ｌ、焦電センサ素子５、第２スペーサ集合体３Ｌの組立体２０Ｌを得る。
【００４６】
（光学フィルタ４および全体の接合手順）
次に、図１２を参照して光学フィルタ４および全体の接合手順について説明する。前述の組立体２０Ｌの裏面に予め、導電性接着剤６をスクリーン印刷などの方法によって適量を塗布し、前述の回路部品が実装されたベース集合体１０Ｌに位置決めして接合する。次に、接合された組立集合体２０Ｌの上面に導電性接着剤６をスクリーン印刷などの方法によって適量を塗布し図示しない実装機にセットし、光学フィルタ４をそれぞれのセンサ部に実装し接着固定し、電気的に接続する。これにより、赤外線センサ集合体１００Ｌを得る。
【００４７】
（ダイシングによる個片化）
次に、図１３を参照してダイシングによる個片化について説明する。図１３において、図示しないダイシング装置に赤外線センサ集合体１００Ｌをセットし、矢印の方向に順にダイシングブレード４０を用いて切断する。すでに積層接着されたベース集合体１０Ｌ、第１スペーサ集合体２Ｌ，第２スペーサ集合体３Ｌには前述した溝３０が設けられているため、図示した矢印の方向に切断するだけでよく直交方向には切断しないで、個片化することができる。これにより、赤外線センサ１００Ｌを得る。なお、実際のダイシング工程の詳細については省略する。
【００４８】
次に、図１４を参照して個片化された赤外線センサ１００Ｌについて説明する。図１４（ａ）は個片化された赤外線センサ１００Ｌの斜視図であり、（ｂ）は個片化された第１スペーサ集合体２Ｌの斜視図であり、（ｃ）は個片化された第２スペーサ集合体３Ｌの斜視図である。図１４（ａ）において、ダイシングにより切断された２つの面に直交する２つの面（溝３０に相当）にはそれぞれ金属膜層２ｃ、３ｃが形成されているが、ダイシング面には第１スペーサ集合体２Ｌの金属膜層の無い面２ｆと第２スペーサ集合体３Ｌの金属膜層の無い面３ｆが現れている。しかし、図１４（ｂ）に示すように、第１スペーサ集合体２Ｌの内側の側面には金属膜層２ｄが形成されており、また、図１４（ｃ）に示すように、第２スペーサ集合体３Ｌの内側側面すべてに金属膜層３ｄが形成されている。これにより、赤外線センサ１００Ｌは、第１スペーサ集合体２Ｌまたは第２スペーサ集合体３Ｌの外側の側面または内側の側面のいずれかに金属膜層が形成されていることになる。以上により、赤外線センサ１００Ｌにおいて、底面はベース１Ｌの中間層の金属膜層に覆われ、側面は第１スペーサ集合体２Ｌと第２スペーサ集合体３Ｌの金属膜層に覆われ、上面は光学フィルタ４に覆われ、電磁シールドに優れた構造を得る。
【００４９】
〔実施形態の効果〕
以上説明した第２実施形態とその製造方法によれば、次に示す効果が得られる。
【００５０】
（１）ベース集合体１０Ｌ、焦電センサ素子５を接合した第１スペーサ集合体２Ｌ、第２スペーサ集合体３Ｌ、光学フィルタ４による積層構造となっており、導電性接着剤６を介して、決められた手順に従って積層し接合する工程を繰り返すことにより組立ができるので、製造工程が単純で量産性に優れる。
【００５１】
（２）ベース集合体１０Ｌの回路部品の実装工程において、枠体などの障害物が無い状態で、一般的な表面実装機を使用することが可能であり、量産性に優れ、安価な製造方法を実現できる。また、実装部品の接合品質の確認が容易で品質に優れる。
【００５２】
（３）多層プリント基板からなるベース１、第１スペーサ２、第２スペーサ３を集合体による製造方法を採用することが可能になり、極めて量産性に優れる。しかも、完全な密閉構造のため、工程上の対防塵性も良く高品質な製品が得られる。
【００５３】
なお、本発明に係る赤外線センサ１００Ｌは上記実施形態に限定されるものではない。焦電センサ素子５の実装について、第１スペーサ集合体２Ｌ、焦電センサ素子５、第２スペーサ集合体３Ｌの組立体２０Ｌをサブアッセンブリーにする工程としたが、ベース集合体１０Ｌに第１スペーサ集合体２Ｌを接合後に焦電センサ素子５を実装し接合する手順でも良い。また、第２スペーサ集合体３Ｌの中空構造の内側の側面の金属膜層はすべての面に有る必要はなく、ダイシングにより切断された面に直交する面には無くても良い。また、導電性接着剤６の塗布はスクリーン印刷による方法としたが、ディスペンサによる定量塗布方法でもよいし、シート状のものを採用してもよい。また、ベース集合体１Ｌの下層１ｃには表面実装が可能なパターンを形成したとしたが、リード端子を付加することもできる。また、中空構造に加工された多層プリント基板の側面に形成する金属膜層は無電解Ｎｉメッキ工法やＭＩＤ工法などが可能である。赤外線センサ集合体１００Ｌの取り個数を４個としたが、これに限定されるものではなく複数個であれば良い。
【符号の説明】
【００５４】
１、１Ｌ            ベース（多層プリント基板）
１０、１０Ｌ        ベース（部品実装）
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ    上層、中間層、下層、絶縁層
２、２Ｌ            第１スペーサ（多層プリント基板）
２Ａ、２Ｂ          焦電センサ素子の受け部および電極
２ａ                絶縁層
２ｂ                電極（金属膜層）
２ｃ                外側側面を形成する金属膜層
２ｄ                内側側面を形成する金属膜層
２ｅ                内側側面で金属膜層が無い面
２ｆ                外側側面で金属膜層が無い面
３、３Ｌ            第２スペーサ（多層プリント基板）
３ａ                絶縁層
３ｃ                外側側面を形成する金属膜層
３ｄ                内側側面を形成する金属膜層
３ｆ                外側側面で金属膜層が無い面
４                  光学フィルタ
５                  焦電センサ素子
６                  導電性接着剤
９                  ＧＮＤ端子
４０                ダイシングブレード
１００、１００Ｌ    赤外線センサ
【図１（Ａ）】
0005837778.tif 000002
【図１（Ｂ）】
0005837778.tif 000003
【図２】
0005837778.tif 000004
【図３】
0005837778.tif 000005
【図４】
0005837778.tif 000006
【図５】
0005837778.tif 000007
【図６】
0005837778.tif 000008
【図７】
0005837778.tif 000009
【図８】
0005837778.tif 000010
【図９】
0005837778.tif 000011
【図１０】
0005837778.tif 000012
【図１１】
0005837778.tif 000013
【図１２】
0005837778.tif 000014
【図１３】
0005837778.tif 000015
【図１４】
0005837778.tif 000016
【図１５】
0005837778.tif 000017