專利名稱：紅外傳感器、制造傳感器用的托座和制造紅外傳感器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來進(jìn)行非接觸溫度檢測、人體檢測或其它類似用途的紅外傳感器，特別涉及一種紅外傳感器結(jié)構(gòu)以及一種用來制造紅外傳感器的托座結(jié)構(gòu)以及一種制造所述紅外傳感器的方法。
諸如圖6所示的紅外傳感器是一種已知的傳感器，圖6僅僅示出了它的殼體的結(jié)構(gòu)。這種紅外傳感器20具有一平板狀紅外濾光器21，一金屬殼體23，該殼體具有一用來使所述紅外濾光器21與外部相通、并且在其內(nèi)設(shè)置傳感元件(未示)的窗口。
這種紅外濾光器21在其內(nèi)表面和外表面上均具有一絕緣層(未示)。這種紅外濾光器21設(shè)置在殼體23的一階梯部分24內(nèi)，所述階梯部分圍繞著所述窗口并向外突伸，所述紅外濾光器通過使用導(dǎo)電粘結(jié)劑25而得以固定。
通常，具有這種結(jié)構(gòu)的所述紅外傳感20是利用以下方法而進(jìn)行制造的。首先，如圖7(a)所示，預(yù)先準(zhǔn)備好一種其內(nèi)形成有一通孔26、用來將殼體23固定成面朝下狀態(tài)的、制造傳感器用的托座27，將一種具有熱固性性能的導(dǎo)電粘結(jié)劑25a施加在所述殼體23的階梯部分24的內(nèi)表面上，所述殼體23設(shè)置在這種制造傳感器用的托座27之內(nèi)。施加這種導(dǎo)電粘結(jié)劑25a的目的是為了防止后來還要施加的用作電傳導(dǎo)電氣連接的導(dǎo)電粘結(jié)劑25b從所述窗口22中流出。不用說，使用一種絕緣粘結(jié)劑來代替導(dǎo)電粘結(jié)劑25a也是沒有問題的。
接下來，如圖7(b)所示，將所述紅外濾光器21放置在殼體23的階梯部分24內(nèi)，隨后凝固(硬化)導(dǎo)電粘結(jié)劑25a。此后，如圖7(c)所示，將具有熱固性性能的導(dǎo)電粘結(jié)劑25b施加在紅外濾光器21的端面和殼體23的內(nèi)表面之間并加以凝固。結(jié)果是，所述紅外濾光器21和殼體23藉導(dǎo)電粘結(jié)劑25b而彼此電氣性地連接在一起，從制造傳感器用的托座27的通孔26中取出的所述紅外傳感器20具有如圖6所示的主要結(jié)構(gòu)。
但是，上述傳統(tǒng)紅外傳感器20和制造方法帶來了以下的一些問題、也就是說，紅外濾光器21的材料成本是比較高的，但是這種紅外濾光器21是可以不要做得這么大的，它之所以做得這么大是因為采用上述傳統(tǒng)設(shè)置時由于紅外濾光器被設(shè)計成由外殼的階梯部分24支承，而所述階梯部分圍繞在所述窗口22的外圍，其實，紅外濾光器的形狀和尺寸相應(yīng)于殼體23的窗口22就足夠了。
但是由于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)必需圍繞殼體23的窗口22形成階梯部分24，因此增加了紅外濾光器21的材料成本。此外，由于要在殼體23的窗口22的周圍形成階梯部分24，所以殼體23的加工成本也相應(yīng)增加。當(dāng)將紅外濾光器21固定在殼體23內(nèi)時，又要分別施加和凝固導(dǎo)電粘結(jié)劑25a和25b以防止溢出和取得電傳導(dǎo)性能，即，有必要分兩次施加粘結(jié)劑和進(jìn)行凝固，從而增加了加工步驟。
人們設(shè)想了一種要避免上述問題的、具有如圖8所示主要結(jié)構(gòu)的紅外傳感器30。也就是說，這種紅外傳感器30具有一紅外濾光器31和一其內(nèi)容納有所述紅外濾光器31并形成有一窗口32的殼體33。這種紅外濾光器31具有一形成在其端面上的階梯部分34并藉使用一種導(dǎo)電粘結(jié)劑而固定于所述窗口32的窗框上。但是，如果采用這種設(shè)置，由于階梯部分34的形成，增大了所述紅外濾光器31本身的尺寸，同樣也增加了紅外濾器所用的材料的成本。
本發(fā)明正是在考慮到這些問題的基礎(chǔ)上提出的，本發(fā)明的一目的在于提供一種紅外傳感器、一種在制造傳感器的過程中使用的托座以及一種紅外傳感器的制造方法，它們能簡化紅外濾光器和殼體的結(jié)構(gòu)并能簡化紅外傳感器的制造工藝。
本發(fā)明的紅外傳感器包括一平板狀紅外濾光器和一其內(nèi)具有一窗口、用來容納紅外濾光器的殼體，其特點在于，容納在所述窗口內(nèi)的所述紅外濾光器的外表面設(shè)置成與殼體的外表面彼此齊平，而所述紅外濾光器的端面藉導(dǎo)電粘結(jié)劑而固定于所述窗口的窗框上。
一種在制造上述紅外傳感器的過程中使用的本發(fā)明的制造傳感器用的托座，所述制造傳感器用托座包括一托座底面，所述紅外濾光器和殼體的外表面在所述托座底面上彼此緊靠成齊平的狀態(tài)，并且一槽形成在所述托座底面上，所述槽所處的位置與所述紅外濾光器和所述窗口的彼此相對置的端面相對應(yīng)，所述槽的寬度大于這些端面彼此相互隔開的間距。所述槽最好與外界大氣相通。
一種制造本發(fā)明紅外傳感器的方法它包括使殼體的外表面緊靠在制造傳感器用的托座的托座底面上并將窗口的端面放置在槽的上方；裝入紅外濾光器，使所述紅外濾光器的一外表面緊靠在所述托座底面上并使所述紅外濾光器的一端面也放置在所述槽上方；至此將一種導(dǎo)電粘結(jié)劑施加在所述紅外濾光器的所述端面和所述窗口的窗框之間；最后，通過加熱導(dǎo)電粘結(jié)劑凝固所述導(dǎo)電粘結(jié)劑。
為了說明本發(fā)明，在附圖中示出了目前認(rèn)為較佳的實施例，但是，應(yīng)予理解的是，這些實施例是非限制性和示意性的。
圖1是一表示本發(fā)明一實施例的紅外傳感器的剖視立體圖，該圖僅僅示出了所述紅外傳感器的主要部分的結(jié)構(gòu)。
圖2是在制造傳感器的過程中使用的托座的剖視立體圖。
圖3(a)至圖3(c)分別是有所改變的托座底板的立體圖。
圖4(a)和圖4(b)是表示本發(fā)明實施例的所述紅外傳感器的制造方法的加工步驟剖視圖。
圖5也是制造方法的加工步驟剖視圖，其中使用了另一種結(jié)構(gòu)的在制造傳感器過程中所使用的托座。
圖6是一已有技術(shù)紅外傳感器的剖視立體圖，該圖僅僅示出了所述紅外傳感器的主要部分的結(jié)構(gòu)。
圖7(a)至7(c)分別是表示已有技術(shù)紅外傳感器的制造方法的加工步驟剖視圖。
圖8是另一種已有技術(shù)紅外傳感器的剖視立體圖。
下面結(jié)合附圖描述本發(fā)明的一實施例。
圖1是一表示本發(fā)明一實施例的紅外傳感器的剖視立體圖，該圖僅僅示出了所述紅外傳感器的主要部分的結(jié)構(gòu)。圖中標(biāo)號1表示所述的紅外傳感器。圖2是一與本實施例有關(guān)的在制造傳感器過程中所使用的托座的剖視立體圖，圖3(a)至圖3(c)分別是有所改變的托座底板的立體圖，圖4(a)和圖4(b)是表示與本發(fā)明實施例有關(guān)的所述紅外傳感器的制造方法的加工步驟剖視圖，圖5也是制造方法的加工步驟剖視圖，其中使用了另一種結(jié)構(gòu)的在制造傳感器過程中所使用的托座。
表示本發(fā)明的一實施例的紅外傳感器1包括一能通過紅外線的平板狀紅外濾光器2。所述紅外傳感器1還包括一具有一在平面內(nèi)呈長方形的窗口3的殼體4，并能將所述紅外濾光器2固定在其內(nèi)。設(shè)置在一基板7上傳感器元件6被設(shè)置在所述殼體4內(nèi)從而能接受穿過紅外濾光器2的紅外線。設(shè)置在窗口3內(nèi)的紅外濾光器2的一外表面與殼體4的一外表面齊平。紅外濾光器2的端面通過使用一種導(dǎo)電粘結(jié)劑5而固定于窗口3的窗框上。紅外濾光器2和殼體4藉利用其表面張力滲入一位于紅外濾光器2和窗口3的兩對置端面之間的間隙S1內(nèi)的導(dǎo)電粘結(jié)劑5而相互形成電氣連接(參見圖4(a))。這種紅外濾光器2象已有技術(shù)的紅外濾光器那樣具有一形成在其內(nèi)表面和外表面上的絕緣層(未示)。
這種紅外濾光器2具有一種簡單的平板狀形狀，所述形狀與殼體4上窗口3的大小相應(yīng)，而不象圖8所示的紅外濾光器31那樣，即，本發(fā)明的紅外濾光器31在其端面上沒有階梯部分。在本發(fā)明的情況中，只有窗口3形成在所述殼體4上并且不具有諸如圖6中所示的階梯部分24。因此，本實施例的紅外傳感器1具有與傳統(tǒng)紅外傳感器相比結(jié)構(gòu)更為簡單的紅外濾光器2和殼體4。
當(dāng)制造紅外傳感器1時，在制造過程中需使用一制造傳感器用的托座10。制造傳感器用的托座10具有一對上、下托板11和12，諸如圖2中所示。在所述上托板11上形成有一通孔13，該通孔具有適當(dāng)?shù)男螤钣脕砣菁{所述殼體4，而在所述形成托座底面的下托板12的一表面上，形成有一槽14，該槽具有預(yù)定的的深度，并具有一框架形結(jié)構(gòu)，下托板12用來封閉通孔13的下開口。在這種在制造傳感器的過程中使用托座10中，其上形成有窗口3并且被放置在上托板11的通孔13內(nèi)的殼體4的外表面以及放置在窗口3內(nèi)的紅外濾光器2的外表面在托座底面上形成鄰接并相互齊平。
形成在托座底面上的槽14的位置與紅外濾光器2和窗口3的對置端面相對應(yīng)。槽14具有一大于間隙S1的寬度(圖4(a))，因此，這些對置的端面被間隙S1相互隔開。不用說，凹槽14沒有必要必須具有上述結(jié)構(gòu)，即，這樣一種結(jié)構(gòu)，其中其上開口在其整個圓周長度上被紅外濾光器2和殼體4所封閉。雖然圖2所示的槽14是設(shè)置成一封閉環(huán)的形狀，但是，所述槽14也可以是與外界空氣相通的，例如，如圖3(a)、圖3(b)或圖3(c)所示。也就是說，在圖3(a)和圖3(b)所示的結(jié)構(gòu)中，所述槽14從四個或兩個角延伸通過上、下托板11和12的外端面之間的通道與外界空氣連通。在圖3(c)所示的結(jié)構(gòu)中，穿過下托板12、在其厚度方向延伸的多個小直徑通孔15在所述槽14的底面上是敞開的。通過諸通孔15，所述槽14與外界空氣相連通。
下面結(jié)合圖4，描述本實施例的紅外傳感器1的制造方法。
首先，如圖4(a)所示，預(yù)先準(zhǔn)備好由上、下托板11和12疊在一起而構(gòu)成的在制造傳感器的過程中使用的托座10，并且通過將殼體4插入構(gòu)成制造傳感器用的托座10的上托板11的通孔13內(nèi)，而將殼體4容納在制造傳感器用托座10內(nèi)。此時，殼體4的外表面緊靠在托座底面上，即，下托板12的表面上，而窗口3的端面被設(shè)置在槽14上方。接下來，將紅外濾光器2容納在殼體4的窗口3內(nèi)，紅外濾光器2的外表面緊靠在托座底面上，紅外濾光器2的端面則設(shè)置在所述槽14的上方。
然后，如圖4(b)所示，通過使用一種眾所周知的粘結(jié)劑饋給器(未示)或其它類似物，將導(dǎo)電粘結(jié)劑5施加在紅外濾光器2的端面和窗口3的窗框之間，并隨后加熱凝固。此時施加的電粘結(jié)劑5在表面張力效應(yīng)的作用下滲入位于紅外濾光器2和窗框3的端面之間的間隙S1，并凝固成保持在間隙S1內(nèi)的狀態(tài)。因此，構(gòu)成紅外傳感器1的紅外濾光器2和殼體4藉導(dǎo)電粘結(jié)劑5而相互形成電氣連接，從制造傳感器用托座10中取出的紅外傳感器1具有如圖1所示的主要部分結(jié)構(gòu)。
如果制造傳感器用的托座10具有如圖2所示的結(jié)構(gòu)，則呈這樣一種狀態(tài)，即槽14的上開口被紅外濾光器2和殼體4所封閉。在這種情況中，由于存在于槽14內(nèi)的空氣被加熱而膨脹，因此有可能使導(dǎo)電粘結(jié)劑5的粘結(jié)效果變低從而使得紅外濾光器2和殼體4的彼此對齊的狀態(tài)變得不良，導(dǎo)致紅外濾光器出現(xiàn)傾斜。但是，如果使用具有如圖3(a)至圖3(c)那樣的下托板的制造傳感器用的托座10來使槽14與外界空氣相通，則空氣能自由流入或流出槽14，在槽14內(nèi)膨脹的空氣能夠泄漏至外界空氣，因此能將紅外濾光器2和殼體4固定住而且彼此呈完全滿意的齊平。
根據(jù)上述制造紅外傳感器1的方法，獲得理想的效果，只要施加導(dǎo)電粘結(jié)劑5和一次性熱凝固該粘結(jié)劑就已足夠，因此，可以減少加工步驟。在由本發(fā)明的諸發(fā)明人進(jìn)行的試驗中，業(yè)已確證在用上述制造方法進(jìn)行的紅外傳感器1的制造過程中，紅外濾光器2和殼體4之間的粘結(jié)強度對于實際使用來說是足夠高的，也就是說，平均粘結(jié)強度為10.65kgf，該數(shù)值與傳統(tǒng)紅外傳感器20為10.3kgf的平均粘結(jié)強度沒有很大差別。
這里，本實施例是針對利用圖2所示的制造傳感器用的托座10來制造具有如圖1所示結(jié)構(gòu)的紅外傳感器1來進(jìn)行描述的。但是，紅外傳感器1也能使用一種諸如圖5所示的制造傳感器用的托座17來進(jìn)行制造，即，一種其結(jié)構(gòu)與前述實施例不同的制造傳感器用的托座17。也就是說，在這種制造傳感器用的托座17中，設(shè)有一在其底部封閉的孔18，紅外濾光器2和殼體4容納在該孔中呈面朝下的狀態(tài)，并且紅外濾光器2和殼體4的外表面保持彼此齊平。當(dāng)使用這種制造傳感器用托座17來制造紅外傳感器1時，紅外濾光器2和殼體4容納在具有一封閉底部的孔18內(nèi)，然后施加導(dǎo)電粘結(jié)劑5并進(jìn)行熱凝固。
但是，如果采用這種制造傳感器用的托座17，則在紅外濾光器2和殼體4之間以及在底部封閉的孔18的底面之間可能會存在一間隙S2，并且，在因該間隙S2的存在而產(chǎn)生的毛細(xì)現(xiàn)象的作用下而進(jìn)入所述間隙S2內(nèi)的導(dǎo)電粘結(jié)劑5可能會與紅外濾光器2的外表面相粘連。相反，如果采用如圖2或圖3所示的制造傳感器用的托座10，則，由于槽14形成在下托板12上，利用表面張力效應(yīng)，導(dǎo)電粘結(jié)劑5將保持在位于紅外濾光器2和窗框3的對置端部之間的間隙S1內(nèi)，因此避免了上述缺陷。
如以上所述，在本發(fā)明的紅外傳感器中，在紅外濾光器的一端面上不必形成一階梯部分，因此能將紅外濾光器的尺寸減至最小。由于沒有必要形成一階梯部分，因此紅外濾光器和殼體的結(jié)構(gòu)能被簡化以降低材料成本并降低加工開支。同時，可以省去一次施加和凝固導(dǎo)電粘結(jié)劑的步驟。
雖然對本發(fā)明的幾個較佳實施例進(jìn)行了描述，但是采用本文中所揭示的原理而進(jìn)行的各種變化應(yīng)該被視為包括在下列權(quán)利要求書的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，應(yīng)予理解的是，除了權(quán)利要求書中所闡述的內(nèi)容之外，本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)該受到其他的限制。
權(quán)利要求
1.一種紅外傳感器，包括一平板狀紅外濾光器和一其內(nèi)具有一窗口、用來容納紅外濾光器的殼體，其特征在于，容納在所述窗口內(nèi)的所述紅外濾光器的一外表面設(shè)置成與殼體的一外表面齊平，而所述紅外濾光器的諸側(cè)面藉一導(dǎo)電粘結(jié)劑而固定于所述窗口的一窗框上。
2.一種在制造如權(quán)利要求1所述的紅外傳感器的過程中使用的制造傳感器用托座，所述制造傳感器用托座包括一托座底面，所述紅外濾光器和殼體的外表面在所述托座底面上彼此緊靠且成齊平狀態(tài)，并且一槽形成在所述托座底面上，所述槽所處的位置與所述紅外濾光器和所述窗口的彼此對置的側(cè)面相對應(yīng)，所述槽的寬度大于將這些側(cè)面彼此相互隔開的間距。
3.如權(quán)利要求2所述的在制造傳感器過程中所用的托座，其特征在于，所述槽與外界大氣相通。
4.一種制造一紅外傳感器的方法，它包括使一殼體的一外表面緊靠在一制造傳感器用的托座的托座底面上并將一窗口的諸側(cè)面放置在一槽上方；置入一紅外濾光器使所述紅外濾光器的一外表面緊靠在所述托座底面上并使所述紅外濾光器的諸側(cè)面也放置在所述槽上方；然后將一種導(dǎo)電粘結(jié)劑施加在所述紅外濾光器的所述側(cè)面和所述窗口的一窗框之間；最后，通過加熱導(dǎo)電粘結(jié)劑使所述導(dǎo)電粘結(jié)劑凝固。
全文摘要
一種紅外傳感器具有一紅外濾光器和一其內(nèi)設(shè)有一用來容納紅外濾光器的窗口的殼體。容納在窗口內(nèi)的紅外濾光器的一外表面設(shè)置成與殼體的一外表面齊平。紅外濾光器的端面藉使用一種導(dǎo)電粘結(jié)劑而固定于所述窗口上。一種在制造傳感器的過程中使用的托座具有一托座底面，紅外濾光器和殼體的所述外表面在所述托座底面上緊靠并彼此相互齊平。在這種托座底面上，形成有一槽，該槽的位置與紅外濾光器和窗口的彼此對置的端面相對應(yīng)。所述槽的寬度大于將這些端面彼此相互隔開的間隙。
文檔編號H01L31/0232GK1151615SQ96122539
公開日1997年6月11日 申請日期1996年9月17日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月18日
發(fā)明者成田幸輔, 桶師一之 申請人:株式會社村田制作所