光传感器的制作方法

1.本发明涉及光传感器，特别涉及红外线传感器等受光器件。


背景技术：

2.在电子部件中存在具有引线端子的通孔安装部件(thd：through hole mount device)和表面安装部件(smd：surface mount device)这两种。thd搭载于具有通孔的基板。另一方面，smd搭载于基板的表面。在红外线传感器等光传感器中，也存在thd和smd这两种。
3.在专利文献1公开了如下的辐射线传感器，即，具备：辐射线感测元件；外壳，包含收容辐射线感测元件的金属帽；多个端子；以及电路。在专利文献2公开了如下的红外线传感器，即，具备热电元件、基板、以及包含金属基底和端子的底座(stem)。在专利文献3公开了将至少两个受光元件与透明树脂一体地模制而成的光传感器。在专利文献4公开了传感器部被安装于具有引线的基板的红外线传感器，该传感器部将红外线检测元件和室温检测元件密封在金属封装件而成。
4.另外，在专利文献1记载的辐射线传感器、在专利文献2记载的红外线传感器、在专利文献3记载的光传感器、以及在专利文献4记载的红外线传感器是thd。
5.在专利文献5公开了如下的辐射探测装置，即，具备辐射传感器芯片、与辐射传感器芯片耦合的集成电路芯片、以及设置在集成电路芯片的底面的电连接。在专利文献6公开了如下的热电型红外线传感器，即，具备传感器元件、电路基板、搭载电路基板的树脂保持件、覆盖树脂保持件的外周面的屏蔽壳、以及输出端子。在专利文献7公开了具备热电元件和基台的红外线传感器。在专利文献8公开了红外线传感器元件被容纳于具有箱型的形状的金属制的封装件的红外线传感器。在封装件的内部设置有与红外线传感器元件连接的电路部。在专利文献5记载的辐射探测装置、在专利文献6记载的热电型红外线传感器、在专利文献7记载的红外线传感器、以及在专利文献8记载的红外线传感器是smd。
6.在先技术文献
7.专利文献
8.专利文献1：日本特表2013-524178号公报
9.专利文献2：日本特开平11-108757号公报
10.专利文献3：日本特开昭63-176号公报
11.专利文献4：日本特开2001-124624号公报
12.专利文献5：日本特开2016-42080号公报
13.专利文献6：日本特开2012-13584号公报
14.专利文献7：wo2006/009174a1
15.专利文献8：wo2006/120863a1


技术实现要素：

16.发明要解决的问题
17.如上所述，在专利文献1记载的辐射线传感器、在专利文献2记载的红外线传感器、在专利文献3记载的光传感器、以及在专利文献4记载的红外线传感器是thd。在安装thd的基板需要设置有通孔。但是，因为存在通孔，所以难以提高安装密度以及将基板小型化。此外，thd不能应对回流焊安装，因此不能在一个基板同时安装thd和smd，变得分别需要安装thd的工序和安装smd的工序。因此，在需要提高安装密度以及将基板小型化的情况下，在安装中不需要在基板设置通孔的smd是合适的。
18.对于作为thd的红外线传感器，作为抗干扰对策，使用包含金属的帽。帽作为保护红外线传感器元件不受电磁波影响的电磁屏蔽件而发挥功能。在专利文献5记载的辐射探测装置是smd，但是未设置作为电磁屏蔽件而发挥功能的构件，因此有可能由于来自外部的电磁波的影响而进行误动作。
19.在专利文献6记载的热电型红外线传感器是smd，具备屏蔽壳，但是屏蔽壳具有相互对置的开口部，因此有可能由于从开口部入射的电磁波的影响而进行误动作。
20.在专利文献7记载的红外线传感器是smd，具备包含金属制的框的壳体，但是壳体具备相互对置的开口部，因此有可能由于从开口部入射的电磁波的影响而进行误动作。
21.在专利文献8记载的红外线传感器是smd，具备金属制的封装件，但是在封装件的内部，构成电路部的电子部件配置在红外线传感器元件的周围，因此难以小型化。
22.本发明的目的在于，提供一种是smd、不易由于来自外部的电磁波的影响而发生误动作且小型的红外线传感器等光传感器。
23.用于解决问题的技术方案
24.本发明涉及的光传感器具备：
25.受光元件；
26.电路部，具有与所述受光元件电连接的电子部件；
27.金属帽，覆盖所述受光元件的上部，并且具有与所述受光元件对置的开口部；
28.光学滤波器，设置在所述金属帽的所述开口部；以及
29.金属底座，与所述金属帽连接，
30.所述电路部配置在所述金属底座上。
31.发明效果
32.根据本发明涉及的光传感器，具有覆盖受光元件的上部的金属帽和金属底座，因此不易由于来自外部的电磁波的影响而发生误动作。
附图说明
33.图1是示出实施方式1涉及的光传感器的结构的概略立体图。
34.图2是示出图1的光传感器的受光元件以及电路部的结构的概略立体图。
35.图3a是图1的光传感器的底面的金属底座的俯视图。
36.图3b是示出图3a的在a-a方向上观察的剖面结构的概略剖视图。
37.图3c是图3a的金属底座的仰视图。
38.图4是示出实施方式2涉及的光传感器的受光元件以及电路部的结构的概略立体
图。
具体实施方式
39.第1方式涉及的光传感器具备：
40.受光元件；
41.电路部，具有与所述受光元件电连接的电子部件；
42.金属帽，覆盖所述受光元件的上部，并且具有与所述受光元件对置的开口部；
43.光学滤波器，设置在所述金属帽的所述开口部；以及
44.金属底座，与所述金属帽连接，
45.所述电路部配置在所述金属底座上。
46.根据上述结构，具有覆盖受光元件的上部的金属帽和金属底座，因此不易由于来自外部的电磁波的影响而发生误动作。
47.关于第2方式涉及的光传感器，也可以是，所述金属底座具备：主体部分，包含金属，中央部从外周部突出，
48.所述电路部配置在所述主体部分上。
49.关于第3方式涉及的光传感器，也可以是，在上述第2方式中，所述金属底座还具备与所述电路部连接的端子。
50.通过上述结构，能够通过金属底座的底面的弯曲面来配置端子，因此例如能够通过在弯曲面设置绝缘部来实现绝缘，且能够低高度化。
51.关于第4方式涉及的光传感器，也可以是，在上述第1至第3方式中的任一方式中，所述电路部具有：基板；电子部件，搭载在所述基板上；树脂，覆盖所述电子部件；以及金属柱，与所述电子部件电连接，并且一部分被所述树脂覆盖，另一部分从所述树脂露出，
52.所述受光元件配置在所述电路部上。
53.根据上述结构，受光元件配置在电路部上，因此能够小型化，并且能够提高受光元件和电路部各自的设计自由度。
54.关于第5方式涉及的光传感器，也可以是，在上述第4方式中，所述受光元件在所述树脂上通过所述金属柱与所述电子部件连接。
55.根据上述结构，受光元件与金属柱电接合并且机械接合。
56.关于第6方式涉及的光传感器，也可以是，在上述第4方式中，所述基板具备焊盘和过孔，
57.所述受光元件在所述基板上经由所述焊盘和过孔与所述电子部件电连接。
58.根据上述结构，从树脂露出的金属柱的一部分成为外部端子。
59.关于第7方式涉及的光传感器，也可以是，在上述第1至第6方式中的任一方式中，所述受光元件是热电元件。
60.以下，参照附图对实施方式涉及的光传感器进行说明。另外，对图中实质上相同的构件，标注相同的附图标记。
61.(实施方式1)
62.图1是示出实施方式1涉及的光传感器20的结构的概略立体图。图2是示出图1的光传感器的受光元件以及电路部的结构的概略立体图。
63.另外，在图1中，省略金属帽11以及光学滤波器12的一部分而示出了内部的结构。
64.光传感器20具备受光元件1、与受光元件1电连接的电路部2、金属帽11、光学滤波器12、以及金属底座13。金属帽11覆盖受光元件1，并且具有与受光元件1对置的开口部。光学滤波器12设置在金属帽11的开口部。金属底座13与金属帽11电连接。
65.如图1所示，受光元件1以及电路部2搭载于包含金属帽11和金属底座13的封装件的内部的腔。由此，能够保护受光元件1以及电路部2。
66.根据光传感器20，具有金属帽11和金属底座13，因此不易由于来自外部的电磁波的影响而发生误动作。
67.以下，对构成该光传感器20的各构件进行说明。
68.《受光元件》
69.受光元件1例如是包含在厚度方向上被极化的热电体陶瓷的热电元件等红外线传感器元件。红外线传感器元件例如也可以是使用了热电元件的对偶型(dual-type)的红外线传感器元件。在对偶型的红外线传感器元件中，构成为，设置在热电元件的表面的两个电极串联且反极性地连接，同时输入到两个电极的噪声被抵消。
70.此外，受光元件1配置在电路部2上，也就是说，配置在电路部2的树脂5上。因为受光元件1配置在电路部2上，所以能够小型化，并且能够提高受光元件1和电路部2各自的设计自由度。在受光元件1是具有热电性的热电元件的情况下，能够确保热容量，因此能够防止由于来自外部的传热造成的影响而进行误动作。
71.《电路部》
72.电路部2进行从受光元件1输出的电信号的电压变换、放大等。如图2所示，电路部2具备基板3、搭载于基板3的电子部件4、金属柱6、和覆盖电子部件4以及金属柱6的一部分的树脂5。
73.《基板》
74.基板3只要是具有绝缘性的基板即可。例如，能够使用玻璃环氧基板。
75.《电子部件》
76.电子部件4例如是场效应型晶体管等ic器件、旁路电容器、电阻等无源部件。电子部件4像上述那样被树脂5覆盖。
77.另外，电子部件4经由金属柱6与受光元件1连接。
78.《金属柱》
79.金属柱6只要是包含金属的柱状体即可。金属柱6搭载于基板3，并与电子部件4电连接。此外，金属柱6的一部分被树脂5覆盖，金属柱6的另一部分从树脂5露出。金属柱6的另一部分与受光元件1电连接并且机械连接。
80.《树脂》
81.树脂5覆盖电子部件4。因为电子部件4被树脂5覆盖，所以确保了电子部件4的绝缘性。树脂5例如是环氧树脂、氨基甲酸乙酯树脂、硅酮树脂。此外，树脂5也可以具有遮光性。由此，即使在电子部件4是ic器件的情况下，也能够防止电子部件4由于来自外部的光造成的影响而进行误动作。电子部件4和金属柱6的一部分被树脂5覆盖，因此电路部2具有耐水性、耐湿性、耐冲击性。
82.《金属帽》
83.金属帽11例如包含磷青铜、黄铜、铁、锌白铜、42ni等金属。另外，并不限于这些，也可以是其它金属。
84.《光学滤波器》
85.光学滤波器12使作为光传感器20的检测对象的波长的光透射。例如，在光传感器20是红外线传感器的情况下，使用使给定波长的红外线透射的光学滤波器。
86.此外，例如，如图1所示，光学滤波器12具有与设置在金属帽11的开口部大致对应的形状。另外，并不限于此，光学滤波器12也可以是与金属帽11的开口部不同的形状。
87.例如，如图3所示，具有与设置在金属帽11的开口部大致对应的形状。另外，并不限于此，光学滤波器12也可以是与金属帽11的开口部不同的形状。
88.《金属底座》
89.图3a是图1的光传感器20的底面的金属底座13的俯视图。图3b是示出图3a的在a-a方向上观察的剖面结构的概略剖视图。图3c是图3a的金属底座13的仰视图。
90.如图1所示，电路部2配置在金属底座13上。如图3a～图3c所示，金属底座13具备主体部分21、端子22a、22b、22c、以及绝缘部23。主体部分21例如通过拉伸加工来形成。主体部分21包含金属，使用与金属帽11同样的金属的材料。对于主体部分21，也可以使用与金属帽11不同的金属的材料。因为主体部分21包含金属，所以金属底座13可通过焊接与金属帽11接合。主体部分21的中央部从外周部突出，且主体部分21的中央部和外周部是相同的厚度，因此金属底座13在与金属帽11对置的面的相反侧的面具有凹部。如图1所示，电路部2配置在主体部分21上。端子22a、22b、22c例如是包含钴的柱状体。端子22a、22b、22c插入到设置于主体部分21的贯通孔。绝缘部23例如包含玻璃，并设置在金属底座13的凹部。如图3b所示，绝缘部23填充到金属底座13的凹部。此外，绝缘部23设置在设置于主体部分21的贯通孔与端子22a、22b、22c之间，绝缘部23将主体部分21和端子22a、22b、22c绝缘。如图1以及图3b所示，端子22a以及端子22b与电路部2连接，端子22c与主体部分21连接。
91.《光传感器的制造方法》
92.以下，对光传感器20的制造方法进行说明。
93.(1)在基板3搭载电子部件4。设置金属柱6。金属柱6可以通过将柱状的导体搭载于基板3而设置，也可以通过利用镀敷来形成而设置。
94.(2)用树脂5覆盖电子部件4和金属柱6。例如，也可以通过进行模制而用树脂5覆盖电子部件4以及金属柱6。
95.(3)对树脂5的表面进行磨削，在确保了平面的状态下使金属柱6的一部分从树脂5露出。
96.(4)在电路部2的树脂5上搭载受光元件1。此时，如图1所示，从树脂5露出的金属柱6的一部分与受光元件1电接合并且机械接合。
97.(5)将受光元件1和电路部2搭载于金属底座13。
98.(6)将设置了光学滤波器12的金属帽11和金属底座13通过焊接来接合。
99.通过以上，可得到光传感器20。
100.(实施方式2)
101.图4是示出实施方式2涉及的光传感器的受光元件以及电路部的结构的概略立体图。
102.与实施方式1涉及的光传感器20对比，实施方式2涉及的光传感器的不同点在于，受光元件1与基板3连接。也就是说，基板3具备未图示的焊盘和过孔，受光元件1经由基板3的焊盘和过孔与电子部件4电连接。此外，金属柱6的一部分从树脂5露出，作为外部端子而发挥功能。
103.在该情况下，也与实施方式1同样地，受光元件1配置在电路部2上，因此能够小型化。此外，能够提高受光元件1和电路部2各自的设计自由度。
104.《光传感器的制造方法》
105.以下，对实施方式2涉及的光传感器的制造方法进行说明。
106.(1)在基板3搭载电子部件4和金属柱6。
107.(2)用树脂5覆盖电子部件4和金属柱6。例如，也可以通过进行模制而用树脂5覆盖电子部件4以及金属柱6。
108.(3)对树脂5的表面进行磨削，在确保了平面的状态下使金属柱6的一部分从树脂露出。
109.(4)在电路部2的基板3上搭载受光元件1。此时，如图4所示，从树脂5露出的金属柱6的一部分成为外部端子。
110.(5)将受光元件1和电路部2搭载于金属底座13。
111.(6)将设置了光学滤波器12的金属帽11和金属底座13通过焊接来接合。
112.通过以上，可得到实施方式2涉及的光传感器。
113.另外，在本公开中，包含将前述的各种各样的实施方式和/或实施例中的任意的实施方式和/或实施例适当地组合的情况，能够发挥各个实施方式和/或实施例具有的效果。
114.产业上的可利用性
115.根据本发明涉及的光传感器，具有覆盖受光元件的上部的金属帽和金属底座，因此不易由于来自外部的电磁波的影响而发生误动作。
116.附图标记说明
117.1：受光元件；
118.2：电路部；
119.3：基板；
120.4：电子部件；
121.5：树脂；
122.6：金属柱；
123.11：金属帽；
124.12：光学滤波器；
125.13：金属底座；
126.14：绝缘部；
127.15：导电部；
128.20：光传感器；
129.21：弯曲面；
130.22a、22b、22c：端子；
131.23：绝缘部。