(57)【要約】【課題】被検出対象を透過するフィルタを備えるケース内に、被検出対象を検出する検出素子を配置する構造を有するセンサ装置において、フィルタをケースに取り付けるために用いる接着剤の接着強度を向上させること。【解決手段】本発明では、フィルタ６の全面を覆うように接着剤１１を塗布したことを特徴としている。このような構成にしたことにより、従来と比較して、接着剤１１におけるフィルタ６やケース４との接着強度を高めることができ、気密不良を防止することができる。また、この接着剤１１は、透過性の材料からなる接着剤を用いているため、フィルタ６の表面に存在したとしても、赤外線入射窓部５からの赤外線対象の導入を阻害することはない。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出対象を導入する窓部を有するケースと、
当該窓部を塞ぐように前記ケース内に接着剤を介して取り付けられ、前記被検出対象を透過させるフィルタと、
前記ケース内に収納され前記フィルタを透過した前記被検出対象を検出する検出素子とを備えたセンサ装置であって、
前記接着剤は、透過性材料からなるとともに、前記フィルタの全面を覆うように塗布されていることを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
前記接着剤は、前記フィルタ上における厚みが最も薄くなっていることを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検出対象を透過するフィルタを備えるケース内に、被検出対象を検出する検出素子を配置する構造を有するセンサ装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
被検出対象を透過するフィルタを備えるケース内に被検出対象を検出する検出素子を配置したセンサ装置として、例えば赤外線センサ装置がある。
【０００３】
特許文献１に記載される赤外線センサ装置２０は、ケース２８の赤外線入射窓部３０の周囲の所定の範囲に接着剤３６を塗布し、当該接着剤３６を介してフィルタ３２をケース２８に取り付けた構造を有しており、当該ケース２８内にフィルタ３２を透過した赤外線を検出する赤外線検出素子２６を備えている。この、ケース２８内には、不活性ガスが封入されている。
【０００４】
赤外線センサ装置２０におけるフィルタ３２としては、例えばシリコン基板にＺｎＳ及びＧｅ等の薄膜を蒸着した多層膜を用いている。
【０００５】
従って、赤外線センサ装置２０におけるケース２８へのフィルタ３２の接着は、上述の多層膜の耐熱温度の関係より樹脂系の接着剤３６を使用している。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２２０４１３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者らの検討によれば、上記特許文献では、接着剤３６の劣化や応力が加わることにより、フィルタ３２やケース２８との接着強度が低下してしまい、気密不良が発生してしまうということがわかった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記問題点に鑑み、被検出対象を透過するフィルタを備えるケース内に、被検出対象を検出する検出素子を配置する構造を有するセンサ装置において、フィルタをケースに取り付けるために用いる接着剤の接着強度を向上させることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のセンサ装置は、被検出対象を導入する窓部を有するケースと、当該窓部を塞ぐように前記ケース内に接着剤を介して取り付けられ、前記被検出対象を透過させるフィルタと、前記ケース内に収納され前記フィルタを透過した前記被検出対象を検出する検出素子とを備えたセンサ装置であって、前記接着剤は、透過性材料からなるとともに、前記フィルタの全面を覆うように塗布されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、前記接着剤は前記フィルタの全面を覆うように塗布されているため、従来と比較して、フィルタやケースとの接着強度を高めることができ、気密不良を防止することができる。また、この接着剤は、透過性の材料からなる接着剤を用いているため、フィルタの表面に存在したとしても、窓部からの被検出対象の導入を阻害することはない。
【００１１】
請求項２に記載のセンサ装置は、前記接着剤は前記フィルタ上における厚みが最も薄くなっていることを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、接着剤はフィルタ上における厚みが最も薄くなっているため、フィルタの直下に配置される検出素子の配置領域を確保することができるとともに、ケース内に接着剤を最大限配設することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を具体化した各実施形態を図面に従って説明する。
【００１４】
本実施の形態におけるセンサ装置の一例として、図１に赤外線センサ装置の断面図を示す。
【００１５】
図１に示すように、赤外線センサ装置１は、赤外線を検出する赤外線検出素子２と、当該素子２を搭載する台座３と、台座３の外周部に密着固定され、その内部に素子２を収納するケース４と、ケース４に形成された赤外線入射窓部５を覆うように取り付けられた赤外線透過フィルタ６（以下フィルタと言う）とから構成される。
【００１６】
赤外線検出素子２は、図示されないセンサ素子と回路素子とにより構成される。
【００１７】
センサ素子は、例えばマイクロマシニング技術を用いて形成された薄膜メンブレン構造を有する半導体基板としてのシリコン基板と、当該シリコン基板上に形成されたｎ型ポリシリコン膜とアルミ薄膜とが対になった２種類の異なるゼーベック係数をもつ複数の熱電対群と、その上面の所定の範囲に形成された金黒等の赤外線吸収膜とにより構成される。なお、熱電対の数としては数十程度である。
【００１８】
また、本実施の形態においては、上述のようにサーモパイル型のセンサ素子の例を示したが、それ以外の熱型素子である焦電型やボロメータ型のセンサ素子であっても良いし、量子型のセンサ素子であっても良い。
【００１９】
センサ素子が上述した構成を有することにより、図１のフィルタ６を通して入射された赤外線を、センサ素子の赤外線吸収膜が吸収し、生じた熱により熱電対群において起電力が生じる。
【００２０】
この起電力が回路素子にて電気信号に変換されて、ボンディングワイヤ７と外部出力端子８を通してセンサ信号として外部に出力される。
【００２１】
台座３は、金属材料からなり、例えばＦｅにＡｕ等のメッキを施したものが用いられる。
【００２２】
この台座３の所定の位置に貫通孔が形成されており、外部出力端子８はこの貫通孔においてシール材９により台座３に固定されている。
【００２３】
また、台座３の外周部１０には、ケース４が例えばシール溶接により密着固定されている。
【００２４】
台座３上に固定されるケース４も、金属材料からなり、例えばＦｅにＮｉ等のメッキを施すことで、ケース内面での赤外線の乱反射を一定に抑えている。
【００２５】
また、ケース４の上部中央付近には、例えば所定の大きさを有する略円形の赤外線入射窓部５が形成されており、この赤外線入射窓部５を覆うように例えば略正方形のフィルタ６が、透過性の材料からなる接着剤１１を介してケース４に気密に取り付けられている。なお、フィルタ６は、例えばシリコン基板にＺｎＳ、Ｇｅ等の薄膜を複数層蒸着したものが用いられる。
【００２６】
このように、本実施の形態における赤外線センサ装置１は、台座３、ケース４、及びフィルタ６により形成される気密に閉じた内部空間１２を有し、この空間１２内に赤外線検出素子２を設けている。そして、この空間１２内には、赤外線検出素子２の劣化を防ぐために、窒素等の不活性ガスが封入されている。
【００２７】
次に、本実施の形態における赤外線センサ装置１の製造方法の概略を、図１を用いて説明する。
【００２８】
先ず、外部出力端子８が貫通固定された台座３上に、赤外線検出素子２を図示されない接着剤により接着する。そして、赤外線検出素子２の図示されない電極と外部出力端子８とを、ボンディングワイヤ７により導電接続する。
【００２９】
続いて、ケース４において、予め接着剤１１を少量塗布し、その後フィルタ６を配置して接着する。次に、配置されたフィルタ６の全面を覆うように接着剤１１を塗布する。なお、このフィルタ６の接着工程は、赤外線検出素子２の接着工程と並行して行われても良いし、その前後に行われても良い。
【００３０】
そして、赤外線検出素子２が搭載された台座３の外周部１０に、フィルタ６の接着されたケース４が接触するように配置され、例えば窒素等の不活性ガスを封入しつつシール溶接により密着固定がなされることで、赤外線センサ装置１が形成される。
【００３１】
このように、本実施形態では、図１に示されるように、フィルタ６の全面を覆うように接着剤１１を塗布したことを特徴としている。
【００３２】
このような構成にしたことにより、従来と比較して、接着剤１１におけるフィルタ６やケース４との接着強度を高めることができ、気密不良を防止することができる。また、この接着剤１１は、透過性の材料からなる接着剤を用いているため、フィルタ６の表面に存在したとしても、赤外線入射窓部５からの赤外線対象の導入を阻害することはない。
【００３３】
さらに、本実施形態では、接着剤１１における塗布厚みは、フィルタ６上における領域が最も薄くなっていることを特徴としている。
【００３４】
このような構成にしたことにより、フィルタ６の直下に配置される赤外線検出素子２の配置領域を確保することができるとともに、ケース４内に接着剤１１を最大限配設することができる。
【００３５】
なお、本発明は、上記各実施形態に限られるものではなく、様々な態様に適用可能である。
【００３６】
例えば、上記実施形態では、フィルタ６の接着工程において、予め接着剤１１を少量塗布しフィルタ６を配置した後に、さらにフィルタ６の全面を覆うように接着剤１１を塗布しているが、これに限られるものではなく、予め接着剤１１を少量塗布せずに、フィルタ６を配置した後に接着剤１１を塗布してもよい。
【００３７】
また、上記実施形態では、センサ装置の例として赤外線センサ装置を示したが、これに限られるものではなく、例えば、湿度センサとガスセンサの集積化されたエアクオリティセンサ等の、ケースにフィルタを備え、ケース内に被検出対象を検出する検出素子を備えた構造を有するセンサ装置であれば適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る赤外線センサ装置の断面図である。
【図２】従来技術における赤外線センサ装置の断面図である。
【符号の説明】
１…赤外線センサ装置、
２…赤外線検出素子、
３…台座、
４…ケース、
５…赤外線入射窓部、
６…赤外線透過フィルタ（フィルタ）、
７…ボンディングワイヤ、
８…外部出力端子、
９…シール材、
１０…台座の外周部、
１１…接着剤、
１２…ケースの空間。
【図１】
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【図２】
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