JPS5928630A - 赤外線検出器 - 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】 本発明はベースを有するエンベロープと、２個の電極間
で挟持されたパイロ電気材の本体を有するパイロ電気素
子と、該電極の１個に電気的に接続される少なくとも１
個の回路素子を有する回路装置とを具えた検出器であっ
て、該パイロ市、気素子がエンベロープ内部に存在し２
個の支持部材によりベースに離間関係で支持され、該回
路装置がパッケージ内にカプセル刺止さね、該パッケー
ジがエンベロープ内のベースに装着さね且つ該回路装置
に接続する突出導電性リード線を有し、上記支持部側の
一方が上記導電性リード線の１つを有している赤外線検
出器に関するものである。

パイロ電気素子を用いる赤外線検出器は、例えは侵入者
警報装置６に使用することがてきる。それは、侵入者が
その存在を探知できる赤外ｆｆＭ検出器の作動源である
からである。侵入者によって発せられた赤外線は検出器
により、瞥報装置を発動させる為に使用することかでき
る電気信号に変換される。

検出器を好ましくない周囲の影響から十分に遮断し、且
つ低周波数で最適作動させる為に、パイロ市、気素子は
エンベロープ内に設「１さね、パイロ宙、気素子＜４エ
ンベロープのベース部にｌ！ＡＩ′Ｉ’ｊｌｌ関係で固
定されるのが一般的である。これにより、検出器の他の
部分からパイロ電気素子への熱伝搬が最少となり、且つ
熱時定数が延長される。

基本的な赤外線検出器は、２個の電極間に挟持された１
個のパイロ電気素子を具えることができる。パイロ電気
素子は比較的高いインピーダンスを有するので増幅器段
またはインピーダンス整合手段として機能する電界効果
形トランジスタ（以後ＦＥＴと称する）の形態で回路装
置を有するのが首通である。尚、かかるＦＥＴのゲート
は２個の電極の一方に接続される。

一層複雑な検出器において（Ｊ１パイロ電気素子と同じ
エンベロープ内にあり且つ該素子と近接して配置される
回路が更に複雑となる。例えは、英国特許出願第１５８
０４０８号明細書には、入力放射の大きなまたは急激な
変化から生ずる過大電圧からＦＥＴのゲートを保護する
非線形回路網をも含む検出器が開示さねている。

かかる英国特許出願明細書に記載されている如く、パイ
ロ電気素子はＵ−形状のプリンス部利によりエンベロー
プのベースに離間関係で維持され、□且つこのパイロ電
気素子に近接して配置されてＩ／）る回路素子はカプセ
ル封止されていないチップである。かかるチップへの種
々の電気的接続は、列ζンデイングされたワイヤによっ
てなされる。ワイヤをカプセル封止されていないチップ
の比較的小さな接触面にボンディングさせる技術は、あ
いＧこく費用が川かり且つ精密に行なうのが困輔である
為、有効にボンディングされた検出器の生産高は不所望
にも制限される。

また、カプセル封止されていないチップの使用により他
の間顧が生じてくる。即ち、チップの一定の必要な検査
、例えは回路素子の低電圧雑音および低漏れ電流の測定
を行なう困卸性が生ずる。

こわら検査はチップが検出器に設けられた後に行なうこ
とができるのは勿論であるか、その場合に検出器が事実
上完成されるまで不適当なチップを確詔することができ
ないという欠点かある。この後の段階でデツプを検査す
ることは費用が川かる。

その理由は、不適当なチップによりそのチップ自体だけ
でなく、かかるチップを含む検出器全体が不良品となる
からである。

これら間顧は、本出願人により出願された特開昭５７−
１２２２７１号明細書に記載きねた発明により軽減され
る。この場合に、パイロ電気素子の電極の一方が、所謂
超小型パッケージ内にカプセル封止された回路装置に接
続される。このパッケージはＸンベローブ内部のベース
上に装着さね、回路装置に接続する突出導電性リード線
を有する。

パイロ電気素子は２個の支持部材によりベースに離間関
係で維持され、これら支持部材の一方はパッケージの導
電性リード線の１つにより形成さね、他方は別個の柱状
部材により形成される。

本発明においてはベースを有するエンベロープと、２個
の電極間で挟持されたパイロ電気材の本体を有するパイ
ロ電気素子と、該電極の１個に電気的に接続される少な
くとも１個の回路素子を有する回路装置とを具えた検出
器であって、該パイロ電気素子がエンベロープ内部に存
在し２個の支持部材によりベースに離間関係で支持され
、該回・路装慣がパッケージ内にカプセル封止され、該
パッケージがエンベロープ内のベースに装着され且つ該
回路装置に接続する突出導電性リード＃ｉｌを有し、上
記支持部材の一方が上記導電性リード線の１つを有して
いる赤外線検出器において、他方の支持部材が上記バツ
゛ケージの他の導電性リード線を有していることを特徴
とする。

カプセル封止パッケージからのリード線をパイロ電気素
子を支持する為だけでなく回路素子とパイロ電気素子と
の間の電気的接続を行なう為にも使用することにより、
完成した検出器におけるボンディングされたワイヤの総
＠を、前述の英国特許出願第１５８０４・０３号明細書
に披瀝されている検出器と比較して著しく減することが
できる。

更に、ワイヤボンディングにより回路装置に尚形成され
ている任意電気的接続に関し、パッケージの突出リード
線により得られる一層大きな接触面の為に、公差が著し
く緩和きれる。このことは、検出器をより低価格で一層
簡単に生産高の増大を伴なって造ることができるという
利点を有する。

パッケージ内にカプセル封止された回路装置を使用する
と、検出器の組立てが単純化されるだけでなく、回路装
置を検出器に固定する前に構成回路簗子を前述の検査に
供することができるので、かかる使用は特に有益である
。この早期段階における不適当なパッケージの確詔およ
び除去により、有用な検出器の生産高を更に増大させる
ことかできる。更に、カプセル封止は回路素子を可視線
からシールディングする利点を有する。かかる可視線は
エンベロープ内に入り込み、更に不所望な光信号を生ず
ることにより誤った警報を発生させるおそれがある。

カプセル封止パッケージは、所謂超小型パッケージとす
ることができ、１個以上の回路素子をカプセル封止でき
るプラスチック拐の本質的に小さなブロックである。

パッケージの側面から突出する導電性リード線は、適切
なる回路素子に電気的に接続させる。パッケージは２つ
の主表面を有し、これら主要部に対して導電性リード線
を横方向に突出させる。更せる。これらリード線がプリ
ント回路板σ〕如き支持面方向に突出するように超小型
ツク゛ンケージを取すイ４けるのが一般的である。この
場合６．１超／ＪＳ型ノぜツケージのリード線を回路板
上の適当なる導体Ｇこ接続する。然し、以下に示す説明
Ｇこより一層Ｆ！１４らかにする如く、超小型ノ々ツケ
ージを不発用Ｊの検出器に使用する場合には、かかる導
電性ＩＪ　−Ｆ線力３支持面、即ちエンベロープのベー
ス力）ら離…１して突出するように該ノぜツケージを取
り４１番する。従来の取り付は方と比較すると超小型ツ
ク゛ンケージも１実際上逆様である。

本出願人により用層された前記特開昭５８−１９５１８
号明細書に披瀝されている検出器とＧ才対穣１的に、本
発明の検出器の、＜イロ電気素子ａｔ、力）力）るリー
ド線の１つおよび別個の刺状部材により支持されるより
も、むしろ封止ノぐツケージの２個の導電性リード線に
より支持させる。この配置（１支持部利とエンベロープ
のベースとの間の減縮した接触面によると考えられるマ
イクロホニツクイ言号（即ち、機械的ショックまたは振
動により生ずる不所望な信号）を著しく減することを驚
くべきことに見出した。このことは、例えは侵入者警報
装置において最も重要な利点である。この理由はかかる
検出器では誤った警報が殆ど発生しないからである。

パイロ電気素子を支持する２本の回路リード線を異なる
回路素子に接続する為に、パイロ電気素子を第１支持リ
ード線に電気的に接続し、第２支持リード線からは電気
的に絶縁するのが好ましいυ検出器は、直列に接続され
た１個または２個のパイロ電気素子を具えることができ
る。通常デュアル（２重）検出器と称される２個のかか
る素子を有する検出器は、２個の別個のパイロ電気本体
から形成され夫々が２個の′ＷＬ極間に挟持されている
か、または一方の側に２個の電極を有し且つその反対側
にこれら２個の電極と爪なり関係にある１個の共通電極
を有するパイロ電気本体から形成することができる。

両パイロ電気素子をカプセル封止パッケージの同じ側面
から突出する支持リード線から絶縁する場合、支持リー
ド線とパッケージの側面との間に配置することができる
共通絶縁フィラメントを使用するのがイｊ利である。適
当な絶縁状態を達成する為に、パイロ電気素子を支持リ
ード線を越えて第１図に示す赤外線検出器は、ランタン
およびマンガンをドープしたチタン酸ジルコン酸鉛の如
きパイロ電気材の２個の個別の本体から形成された２個
のパイロ電気素子１．２を具えるデュアル検出器である
。この材料に関する更に詳細な情報は英国特許出ｊＩＴ
ｉ第１５０４２８８号す］靴裏に参照される。

各素子１．２のパイロ電気本体は２個のニクロム電極３
ａ、８ｂおよび４　ａ　ｔ　４　ｂ　ＩＭ」ニ夫々挟持
されている。土部用７極３ａおよび４ａは主に検出器が
応答する赤外線波長に対し十分（こ透過性である。

７ｉ、　ｊｉｌｉ　３　ａ　、　８　ｂ　、　４　ａ　
Ｈ４ｂは素子］１２の主表面の人生を覆っている。かか
る素子は２ｍ＋ｎ×］悶×１５０μｍと“４ることがで
き、従来のＴＯ−５外形を有し得る３本リード線ヘッダ
５の形態であるエンベロープのベースから離間して設け
られている。

リード線６ａ、６ｂの２本はヘッダ５を貝通し、夫々２
個のポスト７ａ、７ｂを形成する。該ポストはヘッダ５
のほぼ平滑な表面８上に突出し、一方第３リード線６Ｃ
は導電的に表面８に接続されている。

パイロ電気素子１および２は、夫々２個の導電性リード
ｆｉ１９．Ｎｏおよび１１．１２により表面８に離間関
係で維持され、該導電性リード線は、前述の如き回路装
置をカプセル封止したプラスチック材料の本質的に小さ
な直方体である所謂超小型パッケージ１３の側面から突
出している。この場合に回路装置は第２図に示す如く電
界効果形トランジスタＴと、該トランジスタＴのゲート
に逆向き並列に接続されている２個のダイオードＤＩ。

Ｄ２とを具える。パッケージ１８は、該パッケージの対
向側面の各２箇所から対称的に突出する２本のタブ（ｔ
ａｂ　）の如きリード線を有する４本リード線デバイス
であり、このＭ法はほぼ２．８５門×−１゜２５ｆｆｉ
ｆｆｉＸＱ、８ｍｍである。このノぜツケージ１３は、
ｌエポキシ接着剤を用いて突出リード線９．Ｎｏ。

１１．１２か表面８から離間して延在するように該パッ
ケージの主平坦面の１つによって表面ルの中央に固定さ
れている。

各リード線９　、１０　、１１　、１．２は主要部を脚
部（第３図のｔ　ｏ　ａ　、　ｌｌａ　）形態で有し、
該脚部はベース６の表面８に直立関保で存在し、超小型
パッケージ１８の上部面を越えて突出している。

また、リード線９．ｔｏ、１１．１２は夫々ノぐツケー
ジ１３から離間した端部ご足部（第３図の１０ｂ、１１
ｂ）形態で有し、該足部は上記脚部に対して横方向に延
在し、表面８にほぼ乎？１に延在している。パイロ電気
素子１，２の電極３ｂ、４ｂはリード線の足部上に夫々
支持され、リード線９および１０に対しては導布、性接
着剤１４を（並ひにリード線１１ｉよび１２に対しては
非導電性接着剤１５を用いて該足部に固着されている（
第３図参照）。導電性接着剤はアメリカ合衆国のエイプ
ルスティック・ラボラトリーズから市販されて・いるエ
イプルボンド８６／２（登録商標）とすることができ、
非導電性接着剤は通常のエポキシ接着剤とすることがで
きる。

パイロ電気素子の１！極４ｂは、リード線Ｎｏと表面８
をボンディングするワイヤ１９により導電的に表面８に
接続され、これによりヘッダ５のリード線６Ｃに接続さ
れる。金で製造することができる導電性箔ストラップ１
６を用いて、電極８ａと４ａの間で電気的接続が行なわ
れている。このストラップ１６は、導電性接着剤を用い
て電極３ａ　、　４．ａにボンディングされている。

絶縁接着剤によりパイロ電気素子から絶縁されている超
小型パッケージ１８の２個のリード線１１および１２は
、ポスト７ａ、７ｂを介してヘッダ５のリード線６ａ、
６ｂに導電的に夫々接続されている。この接続は、金の
如き金属箔ストラップ１７．１８により行なうことがで
きる。ストラップ１７はボスト７ａおよびリード線１２
の足ｆｆ１（１２ｂ上に支持され、一方ストラップ１８
は同様にボス）７ｂおよびリード線１１の足部１１ｂ上
に支持されている。これらストラップ１７　、１８　’
を、導電性接着剤を用いて固着することかできる。

この点について、ストラップ１６．１７．１８に関し金
属箔を用いる代りに金属のパーまたはワイヤを用いるこ
とかできる。

パッケージ１８中の回路素子と種々の接ｈｔｇとよりな
る電気回路を第２図に示す。従来の如く、パイロ電気素
子１．２をコンデンサとして示す。

この回路装着に関する更に詳細な情報は英国特許出願第
１５８０４０３号明細書に＃照されるが、簡潔に述べる
と、このダイオード装置には１ｂ５界効果形トランジス
タＴ（インピータンス整合回路の一部分を形成する）の
ゲートを過大電圧から保護し、且つ周囲温度の大きな変
化に起因するパイロ↑ド、気電圧を漸進的に制限する。

　　　　　　　、検出器は、従来のエンベロープカバー
ｉｌ材２０をヘッダ５のリムに既知の方法で取り伺ける
ことにより完成される。尚、カバ一部材２０はパイロ電
気素子１．２上に、赤外線を透過する窓２１を有する。

、　パイロ市１気素子と導電性リード線１１および　１
１２との間の良好なる絶縁を礒実ならしめる為に、絶縁
接着剤１５とは別に、別個の中間絶縁部材を設けるのが
好ましい。例えばナイロンの如き絶縁材の共通フィラメ
ント２２を、リード１１１．１２の各立上り部（脚部）
ｌｌａ、１２ａと超小型パッテ−シ１３の側面１１ａと
の間で従来のエポキシ接着剤を用いて固着することがで
きる。フィラメント２２の径は、リード線１１．１２の
端部１１ｂ。

１２ｂの上方を越える程度の径であり、パイロ電気素子
１．２は従来のエポキシ接着剤を用いてフィラメントの
うち導電性リード線を上方に越えている部分に固着坊れ
る（第５図参照）。パッケージ１３の側ｒｒｎ中に延在
している導電性リード線の横方向部１１０．１２Ｃはフ
ィラメント２２に対するストッパとして作用する。

これまで述べてきた検出器は、パイロ亀気相料の、２個
の個別の本体から形成された２個のパイロ電気素子を具
えるデュアル検出器である。或いはまた、２個のパイロ
電気素子を、第１主表面上に２個の個別のｍ、Ｔｈとそ
の反対側の第２主表面上に１個の共通電極とを有する１
個の共通なパイロ電気本体から形成することができる。

この１個のパイロ軍、気本体は第１図に示す個別のパイ
ロ電気素子と置き換λることができる。この場合に、２
個の個々の電極はヘッダ５の表面ｓ側にあり、共通軍１
極は表面８とは反対側にある。２個の別個の電極は、前
述の如く超小型パッケージ１８のリード線９　、１．　
Ｏ＋　１．　］、　、　１．２に直接または間接的に固
定される。

また本発明は２個の電極間に挟持された１個のパイロ市
、気素子を具える赤外線検出器に適用することができる
。

かかる素子を上述の超小型パッケージに使用する場合に
目、パッケージ１３のリード線９および】２により該素
子を支持させ、１１つ該素子の一端を電気的にリー　ド
線９に杉続するか、他端はリード線】２から絶縁させる
。素子の上部電極は、例λげ導電４箔ストラップを用い
てパッケージ１３のリード線１０に導電的に接続する。

パッケージ１８のリード線１１および１２は前述の如く
ヘッダのポストに接続する。

パッケージ内に前述の回路装置と異なる回路装置を設け
ることができるのは勿論である。例えは該パッケージに
、電界効果形トランジスタの如き１個の回路素子を設け
ることができる。この場合には該パッケージはこわから
延びるリード線を３本だけ有する。これらリード線をト
ランジスタのゲート、ソースおよびドレインに夫々接続
する。

ゲートに接続させるリード線を単一パイロ電気素子の一
端を支持する為に用いることができ１この素子の下側の
電極をかかるリード線に導電的にボンディングする。単
一素子の他端を、トランジスタのソースまたはドレンに
接続したリード線によって支持することができるが、但
しこれらから絶縁させる。

ソースおよびドレンのリード線を前述の如くヘッダのポ
ストに導電的に接続し、且つ素子の上側の電極を、例え
はワイヤボンディングによりヘッダのベースに導電的に
接続する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の赤外線検出器の斜視図、第２図は、
第１図に示す検出器の回路装置を示す図、 第８図は、第１図に示す検出器を矢印Ａの方向から見た
部分拡大図、 第４図は、本発明の検出器に絶縁フィラメントを用いた
状態を示すパッケージ部分の斜視図、第す図は、第４・
図に示したフィラメントを貝λた検出器の部分正面図で
ある。 １．２・・・パイロ市、気素子 ｓ　ａ、　、　ｓ　ｂ　、　４　ａ　、　４１　ｂ−ｍ
、極５・・・８本り−）°線へツタ ６ａ、　　ｆｉｂ　　、　　（ｌｃ　　−・・　リ　−
　　ド　線７ａ、７ｂ・・・ポスト ８・・・表面 ９．１０．１１．１２・・・導電性リード線１８・・・
パッケージ　　　１４・・・・導電性接着側１５・・・
弁溝ｍ５性接着剤　１６・・・導布１性箔ストラツプ１
７．１．８・・・金属１’Ｍストラップ・１９・・・ワ
イヤ　　　　２ｏ・・・エンベロープカバ一部材２１・
・・窓２２−・・フィラメント 特許出願人　　　　エヌ・ベー・フィリップス・フルー
イランペンファプリケン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　ベースヲ有するエンベロープと、２個の電極間で挟
   持されたパイロ電気材の本体を有するパイロ電気素子と
   、該電極の１個に電気的に接続される少なくとも１個の
   回路素子を有する回路装置とを具えた検出器であって、
   該パイロ電気素子がエンベロープ内部に存在し２個の支
   持部Ｈによりベースに離間関係で支　　４持され、該回
   路装置がパッケージ内にカプセル封止され、該パッケー
   ジがエンベローフ内のベースに装着され且つ該回路装置
   に接続する突出導電性リード線を有し、上記支持部材の
   一方が上記導電性リード線の１つを翁して　　５いる赤
   外線検出器において、他方の支持部材が上記パッケージ
   の他の導電性リード線を有していることを特徴とする赤
   外線検出器。 λ　」―記パッケージか、突出導電性リード線がエンベ
   ロープのベースから離間して延ひるようにベースに固定
   されるほぼ平坦な面を有する特許請求の範囲第１項記載
   の赤外線検出器。 、　上記各支持リード線がエンベロープのベースに対し
   両立関係にある主要部と、上記パッケージから離間した
   端部とを有し、該端部が該主要部に対し横方向に延在し
   、上記パイロ電気素子が該支持リード線のかかる端部上
   に支持された特許請求の範囲第１または２項記載の赤外
   線検出器。 ・　上記パイロ電気素子が第１支持リード線に電気的に
   接続され、且つ第２支持リード線からは電気的に絶縁さ
   れた特ｉｔＴ請求の範囲第１〜３項のいずれか一つの項
   記載の赤外線検出器。 上記検出器が、２個の電極…１に挟持されたパイロ電気
   材の本体または本体部分を有する２個のパイロ電気素子
   を具え、これらパイロ電気素子の夫々か、各第１支持リ
   ード線に電気的に接続され各第２支持リード線からは電
   多的に絶縁されるように、パッケージの２本のリード線
   によりエンベロープのベースニｆｌｄｖ間関係で維持さ
   れている特許請求の範囲第１〜４項のいずれか一つの項
   記載の赤外線検出器。 ６　上記検出器が、２個の電極ｒ＃４１に挟持されたパ
   イロ電気相の本体または本体部分を有する２個のパイロ
   電気素子を具え、これらパイロ電気素子の夫々が、各第
   １支持リード紳に電気的に接続、され各第２支持リード
   線からは電気的に絶縁されるように、パッケージの２本
   のリード線によりエンベロープのベースに離間関係で維
   持されている特許請求の範囲第３項記載の赤外線検出器
   において、上記パイロ電気素子が、第２支持リード線の
   直立主要部とパッケージの側面との間に配置した共通絶
   縁フィラメントにより各第２支持リード線から絶縁さね
   、該パイロ電気素子か該第２支持リード線の上記端部を
   越えて突出するフィラメントの一部分に固定されている
   赤外線検出器。 フ、　上記回路装置が電界効果形トランジスタを具え、
   該トランジスタのゲートが第１支持リード線の一方に電
   気的に接続され、更に該回路装置か該ゲートと他方の第
   １支持リード線との間に反対方向に接続される１対のダ
   イオードを具えたことを特徴とする特！ｒＩ′請求の範
   囲第５または６項記載の赤外線検出器。 ８　上記エンベロープがベースを貫通ずる導電性リード
   紗を有し、これら導電性リード＃を以ってエンベロープ
   内に少なくとも２個の接触ポストを形成し、電界効果形
   トランジスタのソースおよびドレインがパッケージの第
   ２支持リード紳に電気的に夫々接続され、かがる第２支
   持リード線の夫々が上記各ポストに電気的に接続されて
   いる特ｆ′！′請求の範囲第７項記載の赤外線検出器。