(57)【要約】【課題】電子部品の誤実装を防止でき、しかもステムを治具に位置決めするための部位が取り付けの際に邪魔になることがないステム、及び赤外線センサを提供することにある。【解決手段】ステム２は、一面側に電子部品が実装される部品実装面を有し、４つのリード端子３ａ〜３ｄが他面側に突設される円盤状に形成され、ステムの他面には、部品実装面に電子部品を実装する際にステム２を載置する治具７に、ステム２を位置決めする位置決め部２０ｅが設けられ、位置決め部２０ｅは、治具７においてステム２の他面と当接する載置面に設けられるステム２の位置決め用の凸部７１と凹凸嵌合する凹形状に形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面側に電子部品が実装される部品実装面を有し、他面側に前記部品実装面に実装された電子部品を外部回路に接続する複数のリード端子が突設される盤状のステムであって、ステムの他面には、部品実装面に電子部品を実装する際にステムを載置する治具に、ステムを位置決めする位置決め部が設けられ、位置決め部は、治具においてステムの他面と当接する載置面に設けられるステムの位置決め用の凸部と凹凸嵌合する凹形状に形成されていることを特徴とするステム。
【請求項２】
前記位置決め部は、溝状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のステム。
【請求項３】
前記位置決め部は、略矩形の凹形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のステム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のステムに、赤外線を受光すると信号を出力する赤外線受光素子を少なくとも含む電子部品が実装されていることを特徴とする赤外線センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気素子の構成部品として用いられ各種電子部品が実装（搭載）されるステム、及び該ステムを用いた赤外線センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から非接触で温度の測定を行うための赤外線センサが提供されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
このような従来の赤外線センサ１００は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、導電性を有する金属材を用いて円盤状に形成され、一面側に電子部品が実装されるステム２００と、ステム２００に取り付けられる４本のリード端子（リードピン）３０１〜３０４と、ステム２００に実装されるとともにボンディングワイヤＷを用いてリード端子３０１，３０３にそれぞれ接続されるサーモパイル素子４００と、ステム２００に実装されるとともにボンディングワイヤＷを用いてリード端子３０２に接続されるサーミスタ５００と、採光窓６０１を有しサーモパイル素子４００及びサーミスタ５００を覆うようにしてステム２００に溶接されるキャップ６００とを備えている。
【０００４】
以上述べた赤外線センサ１００において、ステム２００にサーモパイル素子４００やサーミスタ５００等の電子部品を搭載（実装）する際には、リード端子３０１〜３０４を取り付けたステム２００を、板状の治具（図示せず）に載置した状態で行うのが一般的であり、このとき、ステム２００は、取り付けられたリード端子３０１〜３０４が所定位置に位置するようにして、治具に載置される。
【０００５】
しかしながら、ステム２００は円盤状に形成されているため、例えばリード端子３０１〜３０４が誤った位置に位置した状態で、ステム２００を治具に載置してしまうおそれがある。そのため、この状態で電子部品の実装を行った際には、例えばサーモパイル素子４００が、サーミスタ５００用のリード端子３０２にボンディングワイヤＷで接続されてしまう等、電子部品が誤実装されてしまうという問題が生じていた。
【０００６】
そこで、このような問題を解決するために、図６（ａ），（ｂ）に示すように、ステム２００の側面に、電子部品を実装する際にステム２００を載置する治具７００にステム２００がその中心軸を回転軸として回転しないように位置決めするための突片からなる位置決め部２００ａを設けることが行われている。
【０００７】
ここで、このように位置決め部２００ａを設けたステム２００を用いる場合、図６（ｃ）に示すような治具７００を用いる。
【０００８】
治具７００は、絶縁性材料を用いて板状に形成されており、一面には、ステム２００の外径と同程度の内径を有する収納凹所７００ｂが設けられている。この収納凹所７００ｂの底部には、収納凹所７００ｂの底面と治具７００の他面とを連通する４つの挿通孔７０１〜７０４が形成されており、ステム２００を収納凹所７００ｂに収納する際には、これら挿通孔７０１〜７０４に、ステム２に取り付けられる各リード端子３０１〜３０４がそれぞれ挿通される。また、治具７００には、ステム２００の位置決め用の凹部７００ａが収納凹所７００ｂと連通するようにして設けられており、この凹部７００ａは、ステム２００の位置決め部２００ａと凹凸嵌合可能な形状に形成されている。
【０００９】
したがって、上述したように位置決め部２００ａを設けたステム２００を用いれば、ステム２００を治具７００に位置決めできるため、電子部品の誤実装を防止することができていた。
【特許文献１】特開平６−１９４２２９号公報（図１参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、位置決め部２００ａは、ステム２００の側面に設けられた突片であるから、ステム２００を用いて赤外線センサ等の電気素子を製造した場合、位置決め部２００ａが、前記電気素子を基板等に実装する際に、邪魔になるおそれがある。
【００１１】
このような問題は、位置決め部２００ａを除去することで解決できるが、当然ながら、位置決め部２００ａを除去するための工程が必要になり、非常に手間がかかってしまうという別の問題が生じることになる。また、位置決め部２００ａを除去する際に、ステム２００とキャップ６００との溶接部分に応力がかかって、キャップ６００がステム２００から剥離してしまうといった問題も生じるおそれがあった。
【００１２】
本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的は、電子部品の誤実装を防止でき、しかもステムを治具に位置決めするための部位が取り付けの際に邪魔になることがないステム、及び赤外線センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、請求項１のステムの発明では、一面側に電子部品が実装される部品実装面を有し、他面側に前記部品実装面に実装された電子部品を外部回路に接続する複数のリード端子が突設される盤状のステムであって、ステムの他面には、部品実装面に電子部品を実装する際にステムを載置する治具に、ステムを位置決めする位置決め部が設けられ、位置決め部は、治具においてステムの他面と当接する載置面に設けられるステムの位置決め用の凸部と凹凸嵌合する凹形状に形成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項２のステムの発明では、請求項１の構成に加えて、前記位置決め部は、溝状に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項３のステムの発明では、請求項１の構成に加えて、前記位置決め部は、略矩形の凹形状に形成されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項４の赤外線センサの発明では、請求項１〜３のいずれか１項に記載のステムに、赤外線を受光すると信号を出力する赤外線受光素子を少なくとも含む電子部品が実装されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１〜３のステムの発明は、ステムに電子部品を実装する際に、治具の位置決め用の凸部にステムの位置決め部を凹凸嵌合させるだけで、ステムを治具に位置決めした状態で載置することが可能となるから、電子部品の誤実装を防止できるという効果を奏し、その上、位置決め部は、治具の凸部に凹凸嵌合する凹形状に形成されているから、ステムを治具に位置決めするための部位がステムを用いた電気素子を基板等に実装する際に邪魔にならないという効果を奏し、さらに従来のようにステムを治具に位置決めするための部位を切除する必要がなくなって、ステムを用いた電気素子の製造が容易に行えるようになるという効果を奏する。
【００１８】
請求項４の赤外線センサの発明は、製品の歩留まりを向上できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本実施形態の赤外線センサ１は、赤外線を用いて非接触で物体の温度を測定するための装置、例えば耳式体温計等に用いられるものであって、図２（ａ），（ｂ）に示すように、電子部品を実装するためのステム２と、ステム２に取り付けられる４本のリード端子（リードピン）３ａ〜３ｄと、ステム２に実装される電子部品であるサーモパイル素子４及びサーミスタ５と、ステム２に実装された電子部品（サーモパイル素子４及びサーミスタ５）を保護するためにステム２に被嵌されるキャップ６とを備えている。
【００２０】
ステム２は、導電性を有する金属材を用いて形成されており、図２（ｂ）に示すように、一面側（図２（ｂ）における上面側）に電子部品が実装される部品実装面２ａを有する円盤状の台部２０を備えている。また、台部２０の側面における他端縁部（図２（ｂ）における下端縁部）には、台部２０の外径よりも大きい外径を有する円形状の鍔部２１が一体に形成されている。
【００２１】
台部２０には、図１（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、台部２０の一面と他面とを連通するリード端子用の貫装孔２０ａ〜２０ｃと、台部２０の他面に凹設されたリード端子取り付け用の取付穴２０ｄとが、正方形の頂点位置に位置するようにして形成されている。また、貫装孔２０ａ〜２０ｃは、内径がリード端子３ａ〜３ｃの外径よりも大きく形成されており、取付穴２０ｄは、内径がリード端子３ｄの外径と略同じ大きさに形成されている。
【００２２】
また、台部２０の他面には、図１（ａ）に示すように、部品実装面２ａに電子部品を実装する際にステム２を載置する後述の治具７に、ステム２を所定位置に位置決めする位置決め部２０ｅが設けられている。この位置決め部２０ｅは、治具７においてステム２の他面と当接する載置面７ａに設けられるステム２の位置決め用（主にステム２の中心軸を回転軸とする回転方向におけるステム２の位置決め用）の凸部７１と凹凸嵌合する凹形状に形成されているものであって、具体的には、両端が開口した溝状に形成されている。
【００２３】
ここで、ステム２用の治具７は、図１（ｂ）に示すように、絶縁性材料を用いて板状に形成されており、一面には、ステム２の鍔部２１の外径と同程度の内径を有する収納凹所７０が設けられており、この収納凹所７０は、治具７の一面の沿面方向におけるステム２の位置決めに用いられている。
【００２４】
この収納凹所７０の底部には、収納凹所７０の底面と治具７の他面とを連通する４つの挿通孔７０ａ〜７０ｄが形成されており、ステム２を収納凹所７０に収納する際には、これら挿通孔７０ａ〜７０ｄには、ステム２に取り付けられる各リード端子３ａ〜３ｄがそれぞれ挿通される。
【００２５】
また、収納凹所７０の底面、すなわち治具７においてステム２の他面と当接する載置面７ａには、前述したステム２の位置決め用の凸部７１が一体に突設されており、この凸部７１は、ステム２の位置決め部２０ｅと凹凸嵌合する形状に形成されている。ここで、治具７の凸部７１は、非対称な形状（図１（ｂ）に示す例では、断面が二等辺三角形状ではない三角形状）に形成してあり、これにより治具７の凸部７１とステム２の位置決め部２０ｅとの嵌合状態が１つに決まるようにしている。
【００２６】
すなわち、本実施形態のステム２は、一面側に電子部品が実装される部品実装面２ａを有し、複数（本実施形態では４つ）のリード端子３ａ〜３ｄが他面側に突設される円盤状のステムであって、ステム２の他面には、部品実装面２ａに電子部品を実装する際にステム２を載置する治具７に、ステム２を位置決めする位置決め部２０ｅが設けられ、位置決め部２０ｅは、治具７においてステム２の他面と当接する載置面に設けられるステム２の位置決め用の凸部７１と凹凸嵌合する凹形状に形成されている。
【００２７】
リード端子３ａ〜３ｄは、導電性を有する金属材を用いて、いずれも略同じ外径を有する丸棒状に形成されており、リード端子３ａ〜３ｃは、ステム２に実装される電子部品を外部の電気回路に接続するために用いられ、リード端子３ｄは、接地（アース）用に用いられる。
【００２８】
サーモパイル（熱電堆）素子４は、一対の電極パッド（図示せず）間に多数の熱電対を直列に接続することで構成されており、受光した赤外線量に応じた電圧を出力するものである。尚、本実施形態では、サーモパイル素子４として、例えば、シリコン系の半導体基板等を用いて形成したものを用いており、このようなサーモパイル素子４は、従来周知のものであるから詳細な説明は省略する。
【００２９】
サーミスタ５は、温度によって電気抵抗が変化する感温素子であり、サーモパイル素子４度の温度補償に用いられる。尚、本実施形態では、両面にそれぞれ電極（図示せず）を備えるチップ型のものを用いている。
【００３０】
キャップ６は、熱伝導性が良好な金属材料を用いて形成され、図２（ａ），（ｂ）及び図３に示すように、ステム２の台部２０の外径と同程度の内径を有する円筒部６０と、円筒部６０の一端開口（図２（ａ）における上端開口）を閉塞する円盤部６１と、円筒部６０の他端開口縁部（図２（ａ）における下端開口）から外方に突設され、ステム２の鍔部２１の外径と同程度の外径を有する円環状の鍔部６２とを一体に備えている。ここで、円盤部６１の中央部には、略円形状の採光窓６１ａが形成されており、円盤部６１の他面側（図３における下面側）には、採光窓６１ａを覆うようにして、フィルタ６３が取り付けられている。このフィルタ６３は、例えばシリコンを用いて形成されており、赤外線のみを透過するように構成されている。尚、このようなフィルタ６３は、周知のものであるから、説明を省略する。
【００３１】
本実施形態の赤外線センサ１は、以上述べたステム２と、リード端子３ａ〜３ｄと、サーモパイル素子４と、サーミスタ５と、キャップ６とで構成されており、以下にその製造方法について説明する。
【００３２】
まず、ステム２にリード端子３ａ〜３ｃを取り付ける作業を行う。この作業は、リード端子３ａ〜３ｃを、ステム２の各貫装孔２０ａ〜２０ｃに、一端部（図１（ａ）における下端部）を部品実装面２ａに露出させるとともに、他端部（図１（ａ）における上端部）をステム２の他面から突出させ、且つステム２と接触しないように隙間を設けた状態で貫装した後に、各リード端子３ａ〜３ｃの外周面と各貫装孔２０ａ〜２０ｃの内周面の隙間に、ハーメチックガラスｇを充填してリード端子３ａ〜３ｃをステム２に固着することで行う。一方、リード端子３ｄのステム２への取り付けは、ステム２の取付穴２０ｄにリード端子３ｄの一端部（図１における下端部）を挿入した状態で、リード端子３ｄの一端部を導電性接着剤（図示せず）や半田（図示せず）等を用いてステム２に固着することで行う。
【００３３】
このようにして各リード端子３ａ〜３ｄをステム２に取り付けた後には、ステム２に、電子部品であるサーモパイル素子４とサーミスタ５を実装する。これら電子部品の実装時には、ステム２を図１に示す治具７に載置する。
【００３４】
ここで、ステム２の治具７への載置は、各リード端子３ａ〜３ｄを治具７の各挿通孔７０ａ〜７０ｄにそれぞれ貫装させるとともに、治具７の凸部７１とステム２の位置決め部２０ｅとを凹凸嵌合させた状態で、ステム２を収納凹所７０内に収納することによって行う。したがって、ステム２を治具７に載置した際には、ステム２が治具７に対して所定位置に位置決めされるので、電子部品の誤実装を防止できる。
【００３５】
この後に、ステム２の部品実装面２ａの中央部に、熱伝導性が良好な接着シートや接着剤等を用いてサーモパイル素子４を実装し、サーモパイル素子４の一方の電極パッド（図示せず）をリード端子３ａの一端部に、他方の電極パッド（図示せず）をリード端子３ｃの一端部にそれぞれボンディングワイヤＷを用いて接続する。
【００３６】
また、部品実装面２ａにおけるサーモパイル素子４の近傍に、サーミスタ５の一方の電極（図示せず）を半田付け等により接続することでサーミスタ５をステム２に実装する。さらに、サーミスタ５の他方の電極を、リード端子３ｂの一端部にボンディングワイヤＷを用いて接続する。
【００３７】
この後に、ステム２に、キャップ６を被着する。この作業は、キャップ６の円筒部６０内にステム２の台部２０を嵌入した状態で、鍔部６２をステム２の鍔部２１に熱伝導性のよい接着剤や溶接によって固着することで行い、これによりキャップ６がステム２に熱的にも接続される。
【００３８】
以上述べたように、本実施形態の赤外線センサ１に用いたステム２によれば、ステム２に、サーモパイル素子４やサーミスタ５等の電子部品を実装する際に、治具７の位置決め用の凸部７１にステム２の位置決め部２０ｅを凹凸嵌合させるだけで、ステム２を治具７に位置決めした状態で載置することが可能となるから、電子部品の誤実装を防止できるという効果を奏する。その上、位置決め部２０ｅは、治具７の凸部７１に凹凸嵌合する凹形状に形成されているから、ステム２を治具７に位置決めするための部位がステム２を用いた電気素子（本実施形態では赤外線センサ１）を基板等に実装する際に邪魔にならないという効果を奏する。また、従来のようにステムを治具に位置決めするための部位を切除する必要がなくなって、ステム２を用いた電気素子の製造が容易に行えるようになるという効果を奏する。
【００３９】
したがって、このようなステム２を用いてなる赤外線センサ１は、電子部品の誤実装を防止でき、結果として、製品の歩留まりを向上できるという効果を奏する。
【００４０】
ところで、ステム２としては上記の例に限られるものではなく、図４（ａ）に示すようなものであってもよい。
【００４１】
図４（ａ）に示すステム２Ａは、位置決め部の形状が上記のステム２と異なっており、その他の構成はステム２と同様であるから、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。すなわち、ステム２Ａは、溝状の位置決め部２０ｅの代わりに、台部２０の他面において貫装孔２０ａと取付穴２０ｄの近傍に設けられた略矩形状の凹部からなる位置決め部２０ｆを備えている。
【００４２】
そして、このステム２Ａ用の治具７Ａは、凸部７１を備える代わりに、図４（ｂ）に示すように、位置決め部２０ｆと凹凸嵌合する略矩形状の凸部７２を備えている。ここで、凸部７２は、治具７Ａの凸部７２とステム２Ａの位置決め部２０ｆとの嵌合状態が１つに決まるようにするために、非対称な形状に形成することが好ましい。
【００４３】
このようなステム２Ａの場合、上記のステム２と同様の効果を奏する上に、図１（ａ）に示すステム２とは異なり、位置決め部が鍔部２１の他面にまで及んでいないので、キャップ６をステム２Ａに溶接等により取り付ける際に、位置決め部により悪影響が生じることがないという効果を奏する。
【００４４】
尚、ステムの形状は上記の例に限られるものではなく、状況に応じて様々な形状とすることができ、当然ながらステムに設ける位置決め部の形状も上記の例に限られるものではなく、ステムを治具に位置決めできるような形状であれば問題ない。
【００４５】
また尚、上記の例では、本発明のステムを用いた赤外線センサの例を示しているが、本発明のステムは、赤外線センサに限らず、照度センサ、ガスセンサ等の各種センサや発光ダイオード等の様々な電子部品を実装（搭載）するための部品として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】（ａ）は、本発明のステムの斜視図であり、（ｂ）は、本発明のステム用の治具の斜視図である。
【図２】（ａ）は、本発明の赤外線センサの斜視図であり、（ｂ）は、分解斜視図である。
【図３】赤外線センサの概略断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明の他例のステムの斜視図であり、（ｂ）は、本発明の他例のステム用の治具の斜視図である。
【図５】（ａ）は、従来例の赤外線センサの斜視図であり、（ｂ）は、分解斜視図である。
【図６】（ａ）は、従来例のステムの概略斜視図であり、（ｂ）は、他方から見た概略斜視図であり、（ｃ）は、従来例のステムに対応する治具の概略斜視図である。
【符号の説明】
【００４７】
２    ステム
２ａ  部品実装面
２０ｅ  位置決め部
３ａ〜３ｄ  リード端子
７    治具
７１  凸部
【図１】
2007311571.tif 000003
【図２】
2007311571.tif 000004
【図３】
2007311571.tif 000005
【図４】
2007311571.tif 000006
【図５】
2007311571.tif 000007
【図６】
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