(57)【要約】  【課題】  光デバイスの位置決め精度を確実、容易に高め光軸調整等の余分な作業工程を要することなく、所定の視野特性を安定よく確保することができるようにする。  【解決手段】  導体パターン９を有する回路基板６上へのサーモパイルアレイチップ７実装予定部分の周辺部で四つ角部を挟んで直交位置するデバイス両辺部に対応する箇所に、その部位に対応させて回路基板６に予め形成したハンダ付け可能な導体パターン上へのハンダ付けによりチップ位置決め用突起１０が形成されており、これら位置決め用突起１０を嵌め込みガイドとしてサーモパイルアレイチップ７を回路基板６上の所定位置に実装している。  【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体パターンを有する回路基板上の所定位置に光デバイスを実装してなる光学素子における回路基板への光デバイス実装構造において、前記回路基板上の光デバイス実装予定部分の周辺部の一部もしくは全周に、予めその部位に対応させて回路基板に形成したハンダ付け可能な導体パターン上へのハンダ付けにより光デバイス位置決め用突起が形成されており、その位置決め用突起を嵌め込みガイドとして光デバイスを回路基板上の所定位置に実装したことを特徴とする光学素子における回路基板への光デバイス実装構造。
【請求項２】
ハンダ付け可能な導体パターンが、回路基板上への他の回路部品の実装と同一工程で形成されている請求項１に記載の光学素子における回路基板への光デバイス実装構造。
【請求項３】
光デバイスが矩形状であり、位置決め用突起は、その矩形状光デバイスの各角部近くで各角部を挟んで直交位置するデバイス両辺部に対応する箇所に断片的に形成されている請求項１または２に記載の光学素子における回路基板への光デバイス実装構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばサーモパイル型赤外線検出器や焦電型赤外線検出器、フォトトランジスタやフォトダイオード並びにこれらのモジュールなどのように、導体パターンを有する回路基板上の所定位置にサーモパイルチップ等の受光用光デバイスを実装してなる光学素子における光デバイス実装構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の光学素子において、導体パターンを有する回路基板上に光デバイスを実装するにあたっては、光デバイスしての所定の視野特性が得られるようにするために、光デバイス実装に高い位置精度が要求される。
【０００３】
従来一般には、平坦な回路基板上の光デバイス実装予定部分に接着剤を塗布し、その接着剤塗布面に光デバイスを搭載し押し付けて仮接着し、その後、自然乾燥により接着剤を硬化させて光デバイスを回路基板に接着固定化する実装手段が採用されていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】実開昭６１−１０２８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した従来の光学素子における回路基板への光デバイス実装構造は、単なる搭載押し付け手法であるから、取り扱うべき光デバイスが非常に小さいこともあって、その実装の位置精度を一定に確保することが難しく、実装作業者によって位置精度に個人差（ばらつき）が生じやすい。また、光デバイス搭載位置の精度は確保できたとしても、接着剤の硬化中に衝撃等が加わることにより、光デバイスに位置ずれを発生する可能性がある。そして、実装時の位置精度のばらつきや接着剤の硬化中の位置ずれが発生すると、光デバイスとしての所定の視野特性が得られず、所定の視野特性を得るためには、実装後に光学素子全体として光軸調整などの余分な作業工程を必要とする問題がある。また、実装の位置決め精度が悪いと、そのことが光デバイスと回路基板の導体パターンとを電気的に結合するワイヤボンディング時の障害となり、ボンディングワイヤと導体パターンとの電気的結合に不都合を生じやすいという問題があった。
【０００６】
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的は、光デバイスの位置決め精度を確実、容易に高めて光軸調整等の余分な作業工程を要することなく、所定の視野特性を安定よく確保することができる光学素子における回路基板への光デバイス実装構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る光学素子における回路基板への光デバイス実装構造は、導体パターンを有する回路基板上の所定位置に光デバイスを実装してなる光学素子における回路基板への光デバイス実装構造において、前記回路基板上の光デバイス実装予定部分の周辺部の一部もしくは全周に、予めその部位に対応させて回路基板に形成したハンダ付け可能な導体パターン上へのハンダ付けにより光デバイス位置決め用突起が形成されており、その位置決め用突起を嵌め込みガイドとして光デバイスを回路基板上の所定位置に実装したことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
上記のような特徴構成を有する本発明によれば、回路基板にハンダ付けにより形成された位置決め用突起をガイドとして光デバイスを嵌め込むことにより、搭載時の位置決めが容易であるだけでなく、接着剤の硬化途上での位置ずれも確実に防止して光デバイス実装の位置決め精度を高めることができる。これによって、実装後における光軸調整などの余分な作業工程が全く不要であるとともに、ワイヤボンディング時の障害もなく、ボンディングワイヤと導体パターンとの電気的結合を確実、適正化することができる。特に、回路基板上に該基板とは別個の突起付シート部材等を貼合わせて位置決め用突起を形成するのではなく、回路基板上にハンダ付け可能な導体パターンを予め形成し、その導体パターン上にハンダ付けして位置決め用突起を形成する手段を採用することにより、ハンダの表面張力による体積収縮特性及び濡れ特性を活用して位置決め用突起自体を位置精度よく形成することができて、光デバイス実装の位置決め精度を著しく高めることができる。したがって、所定の視野特性を確保した高性能な光学素子を生産性よく安価に得ることができるという効果を奏する。
【０００９】
本発明に係る光学素子における回路基板への光デバイス実装構造において、ハンダ付けによる光デバイス位置決め用突起を形成するために回路基板上に予め形成するところの、ハンダ付け可能な導体パターンを、請求項２に記載のように、回路基板上への他の回路部品の実装と同一工程で形成することによって、光学素子全体の製作工程に余計な工程を追加しなくてもよくなり、高性能な光学素子の生産性を一層向上することができる。
【００１０】
また、本発明に係る光学素子における回路基板への光デバイス実装構造において、回路基板上に形成する位置決め用突起は、光デバイス実装予定部分の周辺部全周を取り囲むように閉ループの線状に形成されたもの、あるいは、周辺部に沿い断続的な点状に形成されたもののいずれであってもよいが、光デバイスが矩形状のものである場合、その位置決め用突起を、請求項３に記載のように、矩形状光デバイスの各角部近くでそれら各角部を挟んで直交位置するデバイス両辺部に対応する箇所に断片的に形成することが望ましい。この場合は、光デバイスの角張った角部を避けることで、光デバイス搭載時にその角部が突起に衝突して嵌め込みにくくなったり、光デバイスの角部を破損したりする不具合の発生を防げるとともに、ワイヤボンディング時にも突起が邪魔にならず、所定のワイヤボンディングを確実容易に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明に係る光学素子としてサーモパイル型赤外線検出器Ａに適用した実施例を示す全体分解斜視図、図２は一部（後述する金属製ケース）を取り除いた状態の平面図、図３は組立状態の縦断面図である。これら各図に示すサーモパイル型赤外線検出器Ａは、下方に向けて開放した金属製ケース１の上面部に矩形状の開口部２が形成されているとともに、この開口部２を閉塞する赤外線透過材料からなる窓材３が前記金属製ケース１の上部下面（内面側）に止着されている。この金属製ケース１の下部開口にはステム４が冠着されている。このステム４にはその先端部が前記金属製ケース１内に突出される複数本（ここでは２４本）のリードピン５が、例えばガラス等の絶縁性材料によりステム４に対して絶縁状態で貫通保持されている。
【００１２】
金属製ケース１内には、リードピン５の突出上端部５ａにその下面を当接させて水平状態に保持された回路基板６が設けられている。この回路基板６は平坦なＰＣＢ等を用いて、例えば長方形（正方形でも円形でもよい）に形成されているとともに、その上面には光デバイスの一例である矩形状のサーモパイルアレイチップ７及びアンプ類等の他の回路部品８を電気的に接続するための導体パターン９がプリント形成されており、この導体パターン９は周知の導電手段（図示省略）を介して前記リードピン５に電気的に接続されている。
【００１３】
このように構成されるサーモパイル型赤外線検出器Ａにおいて、回路基板６上面のサーモパイルアレイチップ７の実装予定部分の周辺部の一部、詳しくは、矩形状サーモパイルアレイチップ７の四つの角部近くで各角部を挟んで互いに直交位置する両辺部に対応する合計８箇所には、ハンダ付けによって数１０〜１００μｍ高さのチップ位置決め用突起１０が形成されており、この８つの突起１０を嵌め込みガイドとして前記サーモパイルアレイチップ７を回路基板６上の所定位置に搭載し接着剤を介して回路基板６に接着固定している。
【００１４】
ここで、チップ位置決め用突起１０は、回路基板６上面の上述した８箇所にハンダ付け可能な状態に点在形成された金属製導体パターン上へのハンダ付けによって予め形成されたものであり、また、その金属製導体パターンは、回路基板６上面に前述したアンプ類等の他の回路部品８を実装する工程と同一の工程で形成されている。
【００１５】
そして、サーモパイルアレイチップ７が突起１０を介して所定の位置決め状態で回路基板６上に搭載され、接着剤の硬化を経て完全に固定された後、このサーモパイルアレイチップ７の対向辺と回路基板６上の導体パターン９との間に亘りワイヤボンディングが施されて両者７，９が電気的及び機械的に結合され、サーモパイル型赤外線検出器Ａを完成する。
【００１６】
上述した構成のサーモパイル型赤外線検出器Ａにおいては、回路基板６上にハンダ付けにより形成されたチップ位置決め用突起１０をガイドとしてサーモパイルアレイチップ７を嵌め込むことにより、搭載時の位置決めが容易であるだけでなく、接着剤の硬化途上でサーモパイルアレイチップ７が位置ずれすることも確実に防止してその実装の位置決め精度を高めることができ、実装後における光軸調整などの余分な作業工程が不要になるとともに、位置ずれに起因するワイヤボンディング時の障害もなくなり、ボンディングワイヤと導体パターン９との電気的結合を確実、適正化することができる。
【００１７】
特に、回路基板６上にハンダ付け可能な導体パターンをアンプ類等の他の回路部品８の実装と同一工程で予め形成し、その導体パターン上へのハンダ付けによって位置決め用突起１０を形成しているので、ハンダの表面張力による体積収縮特性及び濡れ特性を活用して位置決め用突起１０自体の位置精度を高めてサーモパイルアレイチップ７実装の位置決め精度を著しく高めることができるとともに、ハンダ付け可能な導体パターンの形成のみのために余計な工程も不要となり、所定の視野特性を確保した高性能なサーモパイル型赤外線検出器Ａを生産性よく安価に得ることができる。
【００１８】
なお、上記した実施例では、サーモパイルアレイチップ７を用いたサーモパイル型赤外線検出器Ａに適用したが、シングルサーモパイルを用いた赤外線検出器や焦電型赤外線検出器に適用してもよく、さらに、フォトトランジスタやフォトダイオードなどの受光用光デバイスを実装してなる光学素子並びにこれらのモジュールにも適用可能である。
【００１９】
また、上記実施例では、位置決め用突起１０をサーモパイルアレイチップ７などの光デバイスの周辺部の一部に断片的に形成したもので示したが、光デバイスの周辺部の全周を取り囲むように、閉ループ線状に形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る光学素子としてサーモパイル型赤外線検出器に適用した実施例を示す全体分解斜視図である。
【図２】一部を取り除いた状態の全体平面図である。
【図３】組立状態の全体縦断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
６  回路基板
７  サーモパイルアレイチップ（光デバイスの一例）
８  他の回路部品
９  導体パターン
１０  位置決め用突起
Ａ  サーモパイル型赤外線検出器（光学素子の一例）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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