紅外線傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種檢測物體發(fā)生的紅外線的紅外線傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]作為檢測物體發(fā)生的紅外線的紅外線傳感器，已知有如下結(jié)構(gòu)的傳感器，即，如圖3所示，在基板51上固定帶引線的金屬支板52，在該金屬支板52的中央固定紅外線檢測元件54，通過以透過紅外線的光學(xué)部件(濾色器或透鏡)55a和金屬制蓋55b為主要構(gòu)成要素的蓋部55覆蓋固定有紅外線檢測元件54的金屬支板52。
[0003]另外，作為具有同樣的結(jié)構(gòu)的紅外線傳感器，已知有如圖4中示意圖所示，代替帶引線的金屬支板52而使用不帶引線的金屬支板53的裝置(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。
[0004]專利文獻(xiàn)1:(日本)專利第5287906號公報
[0005]如果在金屬支板52、53的中央安裝紅外線檢測元件54后，通過蓋部55覆蓋該金屬支板52、53(參照圖3、4)，則能夠使紅外線檢測元件54的周圍的溫度均勻化，因此，紅外線檢測元件54能夠僅通過來自溫度測量對象物體的紅外線而被加熱。因此，只要采用圖3及圖4所示的構(gòu)成，就能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的紅外線傳感器。
[0006]但是，使用金屬支板52、53的現(xiàn)有的紅外線傳感器，在蓋部55的外部(基板51的背面等)設(shè)有用于使紅外線傳感器實際作為傳感器發(fā)揮功能的必要的電阻、電容器等元件。因此，在現(xiàn)有的紅外線傳感器中，存在不能有效地利用基板51的空間(例如，不能將連接器配置于蓋部55里面)之類的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]于是，本發(fā)明的課題在于，提供一種與現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)的傳感器為同程度的高精度的、與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的傳感器相比更能夠有效地利用基板空間的紅外線傳感器。
[0008]為解決所述課題，本發(fā)明的紅外線傳感器，包括:基板；金屬制板狀部件，其配設(shè)于所述基板上，并具有開口部；紅外線檢測元件，其配設(shè)于所述金屬制板狀部件上；蓋部，其覆蓋所述金屬制板狀部件的、含有配設(shè)所述紅外線檢測元件的部位的部分，包括金屬制的框體及使來自外部的紅外線透過并向所述紅外線檢測元件導(dǎo)入的光學(xué)部件；電路，其組合有多個元件，用于使所述紅外線檢測元件發(fā)揮功能。而且，本發(fā)明的紅外線傳感器中的所述多個元件中的一個以上的元件配設(shè)于所述基板的、位于所述金屬制板狀部件的所述開口部內(nèi)的開口部下區(qū)域。
[0009]S卩，本發(fā)明的紅外線傳感器，目前具有:配設(shè)于基板的背面(未配設(shè)有金屬制板狀部件的一側(cè)的面)及基板的表面的蓋部的外側(cè)的部分的幾個元件配設(shè)于蓋部內(nèi)的構(gòu)成。而且，如果幾個元件配設(shè)于蓋部內(nèi)，則能夠?qū)惭b有該幾個元件的基板空間用于其它的用途，能夠確認(rèn)即使使用設(shè)有元件配設(shè)用的開口部的金屬制板狀部件，作為傳感器的性能也不會低下。因此，本發(fā)明的紅外線傳感器可以說為與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的傳感器同程度的高精度的傳感器，并且為與現(xiàn)有相比能夠更有效地利用基板空間的傳感器。
[0010]此外，在實現(xiàn)本發(fā)明的紅外線傳感器時，優(yōu)選“所述多個元件全部被收納于所述蓋部內(nèi)”。但是，即使在基板的蓋部之外的部分(基板的背面等)剩余幾個元件，與目前相比也能夠有效地利用基板空間。具體而言，例如，若配設(shè)于基板的背面的元件的數(shù)量變少，則采用“作為電源端子及輸出端子發(fā)揮功能的、表面安裝型的連接器以從所述基板的厚度方向觀察具有與所述蓋部重合的部分的方式安裝于所述基板的、未配設(shè)有所述金屬制板狀部件的一側(cè)的面”的構(gòu)成，由此，能夠減小紅外線傳感器的整體的尺寸。因此，作為幾個元件殘留于基板的背面等的傳感器，也能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的紅外線傳感器。
[0011]配設(shè)于本發(fā)明的紅外線傳感器的基板的開口部下區(qū)域的一部分元件也可以是引線部件。但是，在將一部分元件作為引線部件的情況下，在基板背面能夠自由使用的區(qū)域變窄，在各(全)元件為芯片零件時，紅外線傳感器的制造(基板的制造、紅外線傳感器的組裝)變得容易。因此，在蓋部內(nèi)收納的一個以上的元件(配設(shè)于基板的開口部下區(qū)域的一個以上的元件)優(yōu)選為芯片零件。另外，在基板的開口部下區(qū)域配設(shè)有發(fā)熱量多的元件時，蓋部內(nèi)的溫度可能產(chǎn)生分布不均。因此，在本發(fā)明的紅外線傳感器的基板的開口部下區(qū)域配設(shè)的一個以上的元件優(yōu)選為無源元件等、發(fā)熱量比較少的元件。另外，在“用于使紅外線檢測元件發(fā)揮功能的電路”中，在含有發(fā)熱量多的元件的情況下，優(yōu)選將該元件配設(shè)于金屬制板狀部件上或基板的蓋部之外的部分。
[0012]另外，在構(gòu)成電路的多個元件中，作為含有具有溫度測量功能的集成電路的傳感器實現(xiàn)本發(fā)明的紅外線傳感器的情況下，通過該集成電路能夠正確地測量作為基準(zhǔn)的溫度，因此，優(yōu)選將該集成電路配設(shè)于通過蓋部覆蓋的金屬制板狀部件上。
[0013]進(jìn)而，在上述情況下，容易進(jìn)行集成電路和基板之間的電連接，因此，優(yōu)選采用“所述金屬制板狀部件具有與所述開口部不同的第二開口部，在所述基板的、位于所述金屬制板狀部件的所述第二開口部內(nèi)的區(qū)域，形成有與所述集成電路的多個電極分別通過線連接的多個電極”的構(gòu)成。
[0014]另外，本發(fā)明的紅外線傳感器也可以作為“所述金屬制板狀部件的所述開口部設(shè)置在由通過所述紅外線檢測元件的配設(shè)位置的中心的直線將所述金屬制板狀部件分成兩部分而得到的兩區(qū)域的一區(qū)域內(nèi)，在該兩區(qū)域的另一區(qū)域內(nèi)設(shè)有所述金屬制板狀部件的所述第二開口部和用于安裝所述集成電路的區(qū)域”的結(jié)構(gòu)而實現(xiàn)。如果采用這種結(jié)構(gòu)，則適當(dāng)?shù)胤植奸_口部、第二開口部、集成電路的位置，作為其結(jié)果，能夠使蓋部內(nèi)的溫度更均勻化，能夠提尚檢測精度。
[0015]另外，在本發(fā)明的紅外線傳感器中，也可以采用“所述蓋部的所述框體的、與所述金屬制板狀部件相接的一側(cè)的端部通過熱傳導(dǎo)性粘接劑固定在所述金屬制板狀部件上”的結(jié)構(gòu)，及/或“所述蓋部的所述框體在與所述金屬制板狀部件相接的一側(cè)的端部，具備朝向外側(cè)延伸的凸緣部，所述蓋部的所述框體的所述凸緣部固定于所述金屬制板狀部件”的結(jié)構(gòu)。如果采用這種結(jié)構(gòu)，就能夠?qū)⑸w部(的框體)或金屬制、板狀部件之間以熱接觸良好的狀態(tài)連接，因此，能夠獲得即使環(huán)境溫度急劇地變化，在檢測結(jié)果方面也不會產(chǎn)生大的誤差的紅外線傳感器。
[0016]另外，對本發(fā)明的紅外線傳感器的金屬制板狀部件的基板沒有特別的限定。但是，只要采用“所述金屬制板狀部件焊接于所述基板的、形成于所述金屬制板狀部件的配設(shè)面的多個焊盤”的結(jié)構(gòu)，就能夠簡單地實現(xiàn)向金屬制板狀部件的基板的牢固的固定。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種與現(xiàn)有的構(gòu)造的傳感器為同程度的高精度的、比現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的傳感器更能夠有效地利用基板空間的紅外線傳感器。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明一實施方式的紅外線傳感器的局部切口的立體圖；
[0019]圖2是在未安裝蓋部的狀態(tài)的某紅外線傳感器的上面圖；
[0020]圖3是使用了帶引線的金屬支板的已有的紅外線傳感器的結(jié)構(gòu)的說明圖；
[0021]圖4是使用了未帶引線的金屬支板的紅外線傳感器的結(jié)構(gòu)的說明圖。
[0022]符號說明
[0023]10:紅外線傳感器
[0024]11:基板
[0025]13:紅外線檢測元件
[0026]14 -ASIC
[0027]20:金屬支板
[0028]30:蓋部
[0029]31:紅外線透射部件
[0030]32:金屬蓋
[0031]33:內(nèi)側(cè)蓋
[0032]34:外側(cè)蓋
[0033]35:連接器
【具體實施方式】
[0034]下面，參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的實施方式。
[0035]圖1是表示本發(fā)明一實施方式的紅外線傳感器10的局部切口的立體圖，圖2表示未安裝蓋部30的狀態(tài)的某紅外線傳感器10的上面圖。另外，在上述說明及以下的說明中，上面及表面是指圖1的上側(cè)的面。同樣，在以下的說明中，上、下分別是指圖1的上方向、下方向。
[0036]如圖1及圖2所示，本實施方式的紅外線傳感器10具備:基板11、金屬支板20、紅外線檢測元件 13、ASIC(專用集成電路 Applicat1n Specific Integrated Circuit) 14、多個電子零件15、蓋部30及連接器35。
[0037]蓋部30 (圖1)為將紅外線透射部件31、金屬蓋32、樹脂制的內(nèi)側(cè)蓋33及外側(cè)蓋34組合而成的有蓋筒狀的部件。用于該蓋部30的紅外線透射部件31為由鍺(Ge)、硅(Si)、藍(lán)寶石(Al2O3)等透射紅外線的材料構(gòu)成的濾色器或透鏡。另外，構(gòu)成蓋部30的金屬蓋32、內(nèi)側(cè)蓋33及外側(cè)蓋34分別在從上方觀察它們的中央部分具有圓形的開口部。這些蓋32?34的具體的形狀以在將蓋部30相對于金屬支板20固定時，透過與外側(cè)蓋34嵌合的紅外線透射部件31的來自外部的紅外光通過各蓋的開口部到達(dá)固定于金屬支板20的紅外線檢測元件13的方式被確定。另外，如果金屬蓋32和金屬支板20之間的熱傳導(dǎo)性差，則在環(huán)境溫度急劇變化時，可能在金屬蓋32和金屬支板20之間產(chǎn)生較大的溫度差。而且，在金屬蓋32或金屬支板20之間產(chǎn)生溫度差時，不能獲得正確的測量結(jié)果。因此，作為本實施方式的蓋部30，為了在固定于金屬支板20時能夠在與金屬支板20之間確保良好的熱接觸，采用在與金屬支板20接觸的一側(cè)的端部設(shè)有朝向外側(cè)延伸的凸緣部的金屬蓋32。另外，蓋部30向金屬支板20的固定通過將成為蓋部30的框體的金屬蓋32的凸緣部利用熱傳導(dǎo)性良好的粘接劑等安裝于金屬支板20來進(jìn)行。
[0038]紅外線檢測元件13為檢測經(jīng)由紅外線透射部件31入射的紅外光的(測量該紅外光導(dǎo)致的溫度上升量)元件。作為該紅外線檢測元件13，使用具有一個活性區(qū)域的單元件傳感器、或具有兩個以上的活性區(qū)域的多元件傳感器(所謂的陣列傳感器)。此外，紅外線檢測元件13的動作原理沒有特別限定。因此，在紅外線傳感器10中，作為紅外線檢測元件13，可以使用熱電堆型及輻射熱測量型等熱型紅外線傳感器或量子型紅外線傳感器。
[0039]ASIC14為通過線與紅外線檢測元件13連接的、具有將紅外線檢測元件13的輸出進(jìn)行放大的功能等的集成電路。作為該ASIC14，通常使用至少具有將紅外線檢測元件13的輸出進(jìn)行放大的功能和具有金屬支板20的溫度檢測功能的電路(例如，包括輸出與絕對溫度成比例的電壓的PTAT(Proport1n al To Absolute Temperature)電壓源及斬波放大器等的回路)。但是，ASIC