JPH03263378A - 光導電素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、光導電素子およびその製造方法に関する。

（従来技術） 光導電素子は、その感光波長によって可視光領域に感度
を有する硫化カドミウム（ＣｄＳ）セル、セレン化カド
ミウム（ＣｄＳｅ）セル、赤外域に感度を有する硫化鉛
（ＰｂＳ）セル、セレン化鉛（Ｐ　ｂ　Ｓ　ｅ）セル等
があり、各感光波長領域での受光面の受ける照度に応じ
て抵抗値が変化する性質を利用して、さまざまな分野で
の利用が高まっている。

ナカでも、ＣｄＳセルはバルク形の光導電素子として、
優れた直線性を示し、電気的歪が少なく、しかも高感度
であることから、電子オルガンのペダルの踏み込み角度
検出による音量コントロール、カメラの測光装置、ファ
クシミリの原稿端検出装置等に広く用いられている。

しかしながら、このようなＣｄＳセル等の光導電素子の
個々の抵抗には、±５０％程度のばらつきが生じる。

このため、光導電素子の抵抗値と一定の比になるような
抵抗素子を光導電素子の外部に直列接続し、定電圧測定
を行うことによって抵抗値のばらつきを補償するように
している。例えば、抵抗素子を可変抵抗とするなどして
、可変抵抗の抵抗値を調整することにより、光導電素子
の個々の抵抗のばらつきを補償し、所定の抵抗比を得る
ようにしている。

すなわち、この方法では、第１２図に等価回路図を示す
ように、Ｖ１＋＋を光導電素子１と可変抵抗２の直列接
続体に印加し、可変抵抗側を接地すると共に、可変抵抗
の両端の電圧変化を電圧計３によって測定することによ
って、光導電素子の抵抗値変化を算出し、受光量を求め
るようにしている。

従来、例えば、プラスチックコート型のＣｄＳセルでは
、第１３図に示すようにリード導出用の穴ｈｌ　ｈ２を
配設してなるアルミナ等のセラミック基板４表面に光導
電体層５としてのＣｄＳ層を塗布焼結し、さらにこの光
導電体層５の上層に相対向して１対の電極６ａ、６ｂを
配設し、この２つの電極６ａ、６ｂからリード用の穴ｈ
ｌ　ｈ２を介してリード７ａ、７．ｂが導出せしめられ
て構成されている。

そして、第１４図に示すように、配線基板８上にこのＣ
ｄＳセル１および可変抵抗２を実装して、用いるという
方法がとられている。この可変抵抗２はねじＤを回すこ
とによって抵抗値を変化させることができるものである
。

（発明が解決しようとする課題） このような方法では、光センサ回路全体の内、抵抗と配
線裁板の占有する面積が大きく、これが小形化を阻む大
きな問題となっていた。

また、実装に際しては、抵抗と光導電素子との両方を実
装しなければならず、作業性が悪いという問題もあった
。

本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、高精度の
光検出が可能で、小型化の可能な光導電素子を提供する
ことを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） そこで本発明では、絶縁性基板表面に形成された光導電
層と、この光導電層」二に形成した１対の表面電極とを
備え、裏面からリードを導出した光導電素子において、
この基板上に抵抗素子を一体的に装着し光導電素子と直
列となるように接続している。

望ましくは、この抵抗素子は可変抵抗とする。

また、この抵抗素子はチップ抵抗とする。

また、この抵抗素子は基板上に直接形成された厚膜抵抗
とする。

また、本発明の方法では、絶縁性基板表面に形成された
光導電層と、この光導電層上に形成した１対の表面電極
とを備え、裏面からリードを導出して光導電素子を形成
した後、抵抗値を測定し、この抵抗値に応じた抵抗素子
を基板上に一体的に装着し光導電素子と直列となるよう
に接続し、この抵抗値が所望の値となるように抵抗素子
の抵抗層を切削し抵抗値の微調整を行うようにしている
。

（作用） 上記構成によれば、光導電素子の基板上に補償用の抵抗
素子が一体的に装着されているため、回路基板への実装
が極めて簡単となる上、小型で高精度の光量検出を行う
ことが可能となる。

また、この抵抗素子は可変抵抗とすることにより、抵抗
値の調整が極めて容易となる。

また、この抵抗素子をチップ抵抗とすることにより、極
めて低コストで高精度の光量検出をおこなうことのでき
るセンサを得ることが可能となる。

また、この抵抗素子を厚膜抵抗とすることにより、基板
上に直接形成することができるうえ、光導電素子自体の
製造工程と平行して行うことができ、大幅な工程の簡略
化をはかることが可能となる。

また、本発明の方法では、絶縁性基板表面に形成された
光導電層と、この光導電層上に形成した１対に表面電極
とを備え、裏面からリードを導出して光導電素子を形成
した後、抵抗値を測定し、この抵抗値に応じて基板上に
抵抗素子を一体的に装着し光導電素子と直列となるよう
に接続し、さらにこの抵抗値が所望の値となるように抵
抗値を微調整するようにしているため、常に、光導電素
子と抵抗素子との抵抗比がより高精度に調整され、容易
に高精度のセンサを得ることが可能となる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に
説明する。

実施例１ この光導電素子は、第１図（ａ＞乃至第１図（Ｃ）に示
すように、第１３図に示した従来例の素子と基本的には
同様に構成されているが、第１および第２のリード導出
用の穴ｈｌ　ｈ２に加え、第３のリード導出用の穴ｈ３
を配設し、この第３のリード導出用の穴ｈ３に第３のリ
ード７ｃを固着し、さらに基板４の裏面にチップ抵抗１
０を固着して、このチップ抵抗１０の両端の電極１１ａ
、ｌｌｂをそれぞれこの第３のり一ド７ｃおよび第２の
りドアｂに導電性ペーストを介して接続し、光導電素子
とチップ抵抗とが直列接続せしめられたことを特徴とす
るものである。ここで第１図（ａ）は斜視図、第１図（
ｂ）は裏面図、第１図（Ｃ）は等価回路図である。

他の部分については、第１３図に示した従来例の素子と
同様である。

すなわち、アルミナ等のセラミック基板４表面に光導電
体層５としてのＣｄＳ層を塗布焼結し、さらにこの光導
電体層５の上層に相対向して１対の電極６ａ、６ｂを配
設し、この２つの電極６ａ。

６ｂからリード用の穴ｈｌ　ｈ２を介してリード７ａ　
　７ｂが導出せしめられて構成されている。

なお、チップ抵抗とリードとの接続には、導電性ペース
トに代えて半田を用いるようにしてもよい。

また、第３のリード用の穴ｈ８の周りは、レザトリミン
グ等によって、光導電体層５を除去し、基板表面との電
気的接続を遮断している。

さらに、このチップ抵抗１０は、第２図に拡大図を示す
ように、セラミック基板１２表面にスクリーン印刷法に
よって形成された厚膜抵抗層１３をコの字状の第１およ
び第２の電極１１ａ、１１ｂで挾み込むことによって形
成されている。

そしてこのチップ抵抗１０の抵抗値は、第３図（ａ）乃
至第３図（ｅ）に例を示すように、レーザ光を照射して
蒸発させるレーザトリミング法等により、部分的に除去
することによって、極めて容易に調整可能なようになっ
ている。Ｋは除去部分を示す。

次に、この光導電素子の製造方法について説明する。

まず、第４図（ａ）に示すように、３つの穴ｈ１ｈ２　
ｈ３の形成されたアルミナセラミック基板４表面金体に
ＣｄＳ層を塗布し、６００°Ｃで１時間焼結し光導電体
層５を形成したのち、さらにこの光導電体層５の上層に
メタルマスクを載置した状態で真空蒸着法により半田薄
膜パターンからなる１対の電極６ａ、６ｂを形成する。

ついで、第４図（ｂ）に示すように、この２つの電極６
ａ、６ｂからリード用の穴ｈｌ　ｈ２にり一ド７ａ、７
ｂを挿通し、銀ペーストを用いて電極６ａ、６ｂと７ａ
、７ｂとの電気的接続を行う。

さらに、リード用の穴ｈ３の周辺の光導電体層５はトリ
ミングにより除去しておくようにすると共に、リード用
の穴ｈ３には、リード７ｃを挿通し、絶縁ペーストを用
いて固着する。

そして、リード７ａ、７ｂの両端の抵抗値を測０ 定し、その値に応した、補償抵抗としてのチップ抵抗を
選択し、基板裏面に絶縁性ペーストを用いて固着し、さ
らに両端の電極１］、ａ、ｌｌｂをそれぞれこの第３の
り−ド７Ｃおよび第１のり−ド７ａに導電性ペーストを
介して接続し、光導電素子とチップ抵抗とを直列接続せ
しめる。

このようにして第１図（ａ）乃至第１図（Ｃ）に示した
光導電素子が完成する。

また、完成後、第３のリード７Ｃと第２のり一ド７ｂ間
の抵抗値をモニタリングしながら、チップ抵抗のトリミ
ングを行い、抵抗値の微調整を行うようにすれば、より
高精度の調整が可能となる。

この光導電素子によれば、抵抗が一体的に形成されてい
るため、回路への組み込みが容易であり、小型化が可能
である上、抵抗値の微調整が極めて容易に可能であるた
め高精度の光量検出が可能となる。

実施例２ なお、前記実施例のように第３のリードは貫通１ 穴に挿通するのではなく、第５図に本発明の第２の実施
例として示すように基板表面には到達しないような穴ｈ
Ｏを用いるようにすれば、前記実施例の場合のようにリ
ード用の穴ｈ３の周辺の光導電体層５を除去しておく必
要はない。

実施例３ また、本発明の第３の実施例として第６図（ａ）および
第６図（ｂ）に示すようにチップ抵抗の両端の電極１１
ａ、ｌｌｂの内の一方１１ａに抵抗リード１７を固着し
たものをチップ抵抗として用い、これを光導電素子の基
板４の裏面の第２のり−ド７ｂに電極１１ｂが近接する
ように、固着しても良い。

この実施例では、前記第１の実施例による効果に加えて
、何等設計変更を加えることなく光導電素子自体は従来
と同様に形成したのち、所望の抵抗値を持つチップ抵抗
を付加するようにすれば良いため、製造が極めて容易で
ある。

　２ 実施例４ さらにまた前記第３の実施例では抵抗リードは抵抗面に
対して垂直に取り付けるようにしたが、第４の実施例と
して第７図（ａ）および第７図（ｂ）に示すようにチッ
プ抵抗の両端の電極１１ａ、１１ｂの内の一方１．１　
ａに抵抗リード１７を抵抗面に平行となるように固着し
たものをチップ抵抗として用い、これを光導電素子の基
板４の側面に固着し、基板表面の第２の電極６ｂにチッ
プ抵抗の電極１．１　ｂが近接するように、固着しても
良い。

この実施例では、第２の電極６ｂとチップ抵抗の電極］
、　１　ｂとの接続は銀ペースト等の導電性ペーストや
半田等によって行うようにすればよい。

この例においても、前記第３の実施例と同様、何等設計
変更を加えることなく光導電素子自体は従来と同様に形
成したのち、所望の抵抗値を持つチップ抵抗を付加する
ようにすれば良いため、製造が極めて容易である。

実施例５ ３ 次に本発明の第５の実施例について説明する。

この例では第８図（ａ）および第８図（ｂ）に示すよう
に光導電素子の基板の裏面に抵抗リード挿入用の溝Ｖ１
を配設しておき、チップ抵抗の裏面と側面に沿うように
固着したＬ字状のり一ド２１を、この溝内に絶縁性接着
剤を用いて固着すると共に、ハンダや導電性ペーストを
用いて所定の電気的接続を行うようにしている。

このような構成とすることにより、抵抗とりド線との接
着および光導電素子本体と抵抗との固着を容易に安定し
て行うことができまた、抵抗の固着位置の位置決めも極
めて容易となる。

実施例６ 次に本発明の第６の実施例について説明する。

この例では第９図（ａ）および第９図（ｂ）に示すよう
に光導電素子の基板４側面に抵抗リード挿入用の溝ｖ２
を配設しておき、チップ抵抗の裏面に沿うように固着し
たＬ字状のり一ド３１を、この溝内に絶縁性接着剤を用
いて固着すると共に、ハ４ ンダや導電性ペーストを用いて所定の電気的接続を行う
ようにしている。

このような構成とすることにより、実施例５と同様抵抗
とリード線との接着および光導電素子本体と抵抗との固
着を容易に安定して行うことができまた、抵抗の固着位
置の位置決めも極めて容易となる。

実施例７ 次に本発明の第７の実施例について説明する。

これは実施例５の変形例であり、この例では第１０図に
示すように光導電素子の基板の裏面にチップ抵抗設置用
の凹部Ｔを配設しておき、実施例５と同様裏面と側面に
沿うようにＬ字状のり一ド２１を固着したチップ抵抗を
、この凹部Ｔ内に絶縁性接着剤を用いて固着するように
している。

そして、この凹部Ｔはチップ抵抗およびリードの形状に
符合するような溝となっており、この溝内にチップ抵抗
およびリードをはめ込むようにすればよく位置決めも容
易である。

５ このような構成とすることにより、抵抗とリード線との
接着および光導電素子本体と抵抗との固着をさらに容易
に安定して行うことができまた、外観が極めて良好とな
る上、抵抗の固着位置の位置決め６−も極めて容易とな
る。

また、このようなチップ抵抗およびリードをはめ込む溝
を形成する構造については、この例に限定されることな
く、側面に溝を形成するなど、実施例１乃至実施例４の
構造のすべてに適用可能である。

実施例８ なお、上記実施例では、基板上に装着する抵抗としてチ
ップ抵抗を用いた例について説明したが、第１１図に示
すように、厚膜抵抗層４１と電極パターン４２ａ、４２
ｂとからなる厚膜抵抗４０を基板の裏面に形成しておく
ようにしても良い。この例では、チップ抵抗を厚膜抵抗
に代えた他は実施例２とまったく同様に形成する。

この場合光導電素子の第２のリード挿通穴ｈ２６ を囲むように厚膜抵抗の電極４２ｂを配設しておき、第
２のリードの周りに銀ペーストを塗布するようにすれば
表面の第２の電極６ｂとの接続が容易に可能となる。

そして抵抗値をモニタリングしながらトリミングするよ
うにすれば、極めて容易に小型で高精度の光センサを形
成することが可能となる。

なお、前記実施例については、ＣｄＳを光導電層として
用いた光導電素子について説明したが、これに限定され
ることなく、ＰｂＳ、Ｐｂ５ｅ。

ＣｄＳｅ等の光導電層を用いたものについても適用可能
であることはいうまでもない。

また、電極の構造および形状についても適宜変更可能で
ある。

また、抵抗のトリミング方法については、レーザトリミ
ング法の他、加圧空気に砂を混合したものを小さい穴か
ら厚膜抵抗に向かって噴射させ、厚膜抵抗をふきとばす
ようにしたサンドブラスト法、加圧空気に鉄粉を混合し
たものを小さい穴から厚膜抵抗に向かって噴射させ、厚
膜抵抗をふき７ とばすようにしたショートピーニング法、金属のブラシ
のついた円板を回転させて厚膜抵抗層を削りとっていく
ようにしたワイヤブラシ法、加圧水を小さい穴から厚膜
抵抗に向かって噴射させ、厚膜抵抗をふきとばすように
したウォータージェット法など他のいろいろな方法を適
用することも可能である。

加えて、抵抗素子としては前記実施例で用いたチップ抵
抗、厚膜抵抗などの他可変抵抗を用いるようにしても良
い。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、本発明によれば、光導電素子
の基板上に抵抗素子を一体的に装着するようにしている
ため、回路基板への実装が極めて簡単となる上、小型で
高精度の光量検出を行うことが可能となる。

また、本発明の方法では、光導電素子の抵抗値を測定し
、この値に応した抵抗素子を基板上に一体的に装着した
後、この抵抗値が所望の値となるように抵抗値を微調整
するようにしているため、　８ 容易に高精度のセンサを得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）乃至第１図（ｃ）は本発明の第１の実施例
の光導電素子を示す図、第２図は同光導電素子で用いら
れているチップ抵抗を示す図、第３図（ａ）乃至第３図
（ｅ）は同チップ抵抗のトリミング例を示す図、第４図
（ａ）および第４図（ｂ）は本発明の第１の実施例の光
導電素子の製造工程の一部を示す図、第５図は本発明の
第２の実施例の光導電素子を示す図、第６図（ａ）およ
び第６図（ｂ）は本発明の第３の実施例の光導電素子を
示す図、第７図（ａ）および第７図（ｂ）は本発明の第
４の実施例の光導電素子を示す図、第８図（ａ＞および
第８図（ｂ）は本発明の第５の実施例の光導電素子を示
す図、９図（ａ）および第９図（ｂ）は本発明の第６の
実施例の光導電素子を示す図、第１０図は本発明の第７
の実施例の光導電素子を示す図、第１１図は本発明の第
８の実施例の光導電素子を示す図、第１２図は従来例の
光導電素子の等価回路を示す図、第１３図は従来例の光
導電素子を示す図、第９ １４図は従来例の光導電素子の回路基板への実装例を示
す図である。 １・・・光導電素子、２・可変抵抗、３・・電圧５１．
４・・・セラミック基板、ｈｌ、、ｈ２．ｈ３・・リー
ド導出用の穴、５・・・光導電体層、６ａ、６ｂ・・電
極、７ａ。 ７ｂ・・・リード、１７．２１．３１・・抵抗リード、
４０・・厚膜抵抗、４１・・・厚膜抵抗層、４２ａ、４
２ｂ・・・電極パターン。 　０ 区 第 ６ 図 （（７） （ｂ） 弔 図 ＜ａ＞ 第 図 １ａ （ａ） 第 図 第１０図 ４−１宏 特開平３ ２６３３７８　（９） 光番哲窯）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁性基板表面に形成された光導電層と、前記光
   導電層上に配設された１対の表面電極と、前記基板の裏
   面から導出せしめられたリードを具備してなる光導電素
   子において、前記光導電素子と直列となるように前記基
   板上に一体的に装着せしめられた抵抗素子を具備してな
   ることを特徴とする光導電素子。
2. （２）前記抵抗素子は可変抵抗であることを特徴とする
   請求項（１）記載の光導電素子。
3. （３）前記抵抗素子はチップ抵抗であることを特徴とす
   る請求項（１）記載の光導電素子。
4. （４）前記抵抗素子は基板上に直接形成された厚膜抵抗
   体であることを特徴とする請求項（１）記載の光導電素
   子。
5. （５）絶縁性基板表面に形成された光導電層と、この光
   導電層上に形成した１対に表面電極とを備え、裏面から
   リードを導出する光導電素子形成工程と、 前記素子の抵抗値を測定する測定工程と、 前記基板上に抵抗素子を一体的に装着し光導電素子と直
   列となるように接続する抵抗素子装着工程と、前記抵抗
   素子の抵抗値が所望の値となるように抵抗層を切削する
   ことにより抵抗値を微調整する微調整工程とを含むよう
   にしたことを特徴とする光導電素子の製造方法