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JP2001235364A - Pyroelectric infrared detector - Google Patents

Pyroelectric infrared detector

Info

Publication number
JP2001235364A
JP2001235364A JP2000370524A JP2000370524A JP2001235364A JP 2001235364 A JP2001235364 A JP 2001235364A JP 2000370524 A JP2000370524 A JP 2000370524A JP 2000370524 A JP2000370524 A JP 2000370524A JP 2001235364 A JP2001235364 A JP 2001235364A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pyroelectric
infrared sensing
domain
detecting element
region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000370524A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Yagyu
博之 柳生
Chomei Matsushima
朝明 松嶋
Motoo Igari
素生 井狩
Yuji Takada
裕司 高田
Makoto Taniguchi
良 谷口
Makoto Nishimura
真 西村
Nobuyuki Miyagawa
展幸 宮川
Masahito Kawashima
雅人 川島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP2000370524A priority Critical patent/JP2001235364A/en
Publication of JP2001235364A publication Critical patent/JP2001235364A/en
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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly reliable pyroelectric element for detecting infra-red rays reduced in popcorn noise. SOLUTION: In this pyroelectric element for detecting infra-red rays, an infra-red rays receiving part 3 is formed while making conductive patterns 2 opposed to each other on the front and back faces of a pyroelectric body base material 1', and a through slits 10 are provided around the infra-red rays receiving part 3. The infra-red rays receiving part 3 surrounded by the through slits 10 is made to be single domain, and the residual part is made to be either multi domain or a multi domain region where single domain regions are mixed such that electric output is made not to appear to the outside of the element. To make the multi domain region near a tip of the through slit 10 where stress is easily concentrated is especially desirable.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、低ノイズで高信頼
性の焦電型赤外線検知素子に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low-noise, highly-reliable pyroelectric infrared detecting element.

【0002】[0002]

【従来の技術】熱や温度の検知器として利用されている
焦電型赤外線検知素子は、通常焦電性を持つ強誘電体基
板(以下焦電体基板)に赤外線感受部となる対向電極を
形成することによって作製されている。その基本断面構
造を図23に示す。図中、1は焦電体基板、1a及び1
bは、焦電体基板1が最も大きい焦電係数を持つ方向
(図中Pと表示)の鉛直面で、この面1a及び1bに、
蒸着、スパッタリング、スクリーン印刷等の手法によっ
て表裏対向電極2が形成され、かかる領域が赤外線感受
部3として機能する。面1a側は、電極2の形成面であ
ると同時に、赤外線(図中IRと表示)の入射面ともな
っている。赤外線IRの入射による感受部3の温度上昇
に応じた焦電体基板1の自発分極の変化分が電極2上に
焦電荷として出現し、引出線4によって外部回路へ導か
れる。図24は図23の赤外線感受部3を回路記号的に
表したもので、矢印は図23の焦電体基板1が最も大き
い焦電係数を持つ方向Pに対応している。
2. Description of the Related Art A pyroelectric infrared detecting element used as a heat or temperature detector usually comprises a ferroelectric substrate (hereinafter referred to as a pyroelectric substrate) having a pyroelectric property and a counter electrode serving as an infrared sensing part. It is made by forming. FIG. 23 shows the basic cross-sectional structure. In the figure, 1 is a pyroelectric substrate, 1a and 1
b is a vertical plane in the direction in which the pyroelectric substrate 1 has the largest pyroelectric coefficient (indicated as P in the figure), and the surfaces 1a and 1b
The front and back facing electrodes 2 are formed by a method such as vapor deposition, sputtering, or screen printing, and such a region functions as the infrared sensing section 3. The surface 1a is a surface on which the electrode 2 is formed and also a surface on which infrared light (indicated as IR in the figure) is incident. A change in the spontaneous polarization of the pyroelectric substrate 1 corresponding to the temperature rise of the sensing unit 3 due to the incidence of the infrared IR appears as a pyroelectric charge on the electrode 2 and is led to an external circuit by the lead wire 4. FIG. 24 is a circuit symbol representation of the infrared sensing section 3 of FIG. 23, and the arrow corresponds to the direction P in which the pyroelectric substrate 1 of FIG. 23 has the largest pyroelectric coefficient.

【0003】広く実用化されている焦電型赤外線検知素
子では、その使用目的・性能向上等の点から、一枚の焦
電体基板1上に2乃至4個の赤外線感受部3が形成され
ているのが一般的である。図25は2個の赤外線感受部
3が配置された一例(以下デュアル型と言う)、図27
は4個の赤外線感受部3が配置された一例(以下クワッ
ド型と言う)である。各図において、(a)は表側から
見た平面図、(b)は裏側を表側より透視して見た裏面
図である。通常、赤外線感受部3を構成する電極、及び
外部回路への信号取出し電極(外部回路基板との接続電
極)5、及び赤外線感受部3と外部回路基板との接続電
極5の間を繋ぐ配線(以上まとめて導電パターン2と言
う)は、メタルマスク等を用いて、蒸着、スパッタリン
グ、スクリーン印刷等の手法により、赤外線感受部3と
同一焦電体基板1上に一括同時形成する。この導電パタ
ーン2の形成により、図25及び図27に示す素子構造
は、それぞれ図26及び図28に示す回路図で表される
赤外線感受部3の接続と等価となる(ただし、図28に
おいては、一枚の焦電体基板1の表裏面に形成された外
部回路基板との接続電極5が表裏で電気的に短絡されて
いる場合にこの等価回路となる)。もちろん赤外線感受
部3同士の電気的接続(直列接続、並列接続等)は導電
パターン2の変更により、図26及び図28で示す以外
のものも形成可能である。
In a pyroelectric infrared detecting element that is widely used, two to four infrared sensing parts 3 are formed on a single pyroelectric substrate 1 in view of the purpose of use and improvement of performance. That is common. FIG. 25 shows an example in which two infrared sensing units 3 are arranged (hereinafter referred to as a dual type), and FIG.
Is an example (hereinafter referred to as a quad type) in which four infrared sensing units 3 are arranged. In each figure, (a) is a plan view seen from the front side, and (b) is a back view seen through the back side from the front side. Usually, an electrode constituting the infrared sensing section 3, a signal extraction electrode (connection electrode to an external circuit board) 5 to an external circuit, and a wiring connecting between the infrared sensing section 3 and the connection electrode 5 to the external circuit board ( The conductive pattern 2 is collectively and simultaneously formed on the same pyroelectric substrate 1 as the infrared sensing section 3 by a method such as vapor deposition, sputtering, or screen printing using a metal mask or the like. Due to the formation of the conductive pattern 2, the element structure shown in FIGS. 25 and 27 is equivalent to the connection of the infrared sensing unit 3 shown in the circuit diagrams of FIGS. 26 and 28, respectively (however, in FIG. This equivalent circuit is obtained when the connection electrodes 5 with the external circuit board formed on the front and back surfaces of one pyroelectric substrate 1 are electrically short-circuited on the front and back surfaces). Of course, the electrical connection (serial connection, parallel connection, etc.) between the infrared sensing portions 3 can be formed by changing the conductive pattern 2 other than those shown in FIGS. 26 and 28.

【0004】外部回路との電気的接続は、図23に示す
ような引出線(ワイヤー)4によって行うものや、図2
9に示すような導電性接着剤7によって行うもの、また
は両者の複合等があり、例えば、図27に示すような一
枚の焦電体基板1の表裏面に導電パターン2を形成して
成る焦電型赤外線検知素子においては、通常、外部回路
基板との接続電極部5は表裏が導電性接着剤7によって
電気的に短絡させられ、同時に外部回路基板の回路入力
端子部6とも導電接着される。ここで外部回路とは、焦
電型赤外線検知素子からの出力信号を処理するものであ
って、該素子のインピーダンスが非常に高いために低イ
ンピーダンス化するための処理回路、例えば図30に示
す電界効果型トランジスタ16を用いたインピーダンス
変換回路、あるいは特願平8−100769号に記載の
樹脂成形品による3次元回路ブロック(以下MID基
板)等の上に実装された、電流増幅回路部、バンドパス
アンプ及びウィンドコンパレータ部等が集積化された回
路などを指す。一般に、焦電型赤外線検知素子とそれが
接続された前記外部回路基板は、所望の波長の赤外線を
透過するフィルター窓及び赤外線検知信号が出力される
端子及び前記外部回路への電力供給用端子等を具備した
金属ケース内に納められ、市販されている。
[0004] Electrical connection to an external circuit is made by a lead wire (wire) 4 as shown in FIG.
For example, there is a method using a conductive adhesive 7 as shown in FIG. 9, or a combination of the two, for example, by forming a conductive pattern 2 on the front and back surfaces of a single pyroelectric substrate 1 as shown in FIG. In the pyroelectric infrared detecting element, the connection electrode portion 5 with the external circuit board is normally electrically short-circuited on both sides by a conductive adhesive 7 and at the same time is also conductively bonded to the circuit input terminal portion 6 of the external circuit board. You. Here, the external circuit is a circuit for processing an output signal from the pyroelectric infrared detecting element, and a processing circuit for lowering the impedance because the impedance of the element is very high, for example, an electric field shown in FIG. A current amplifying circuit section and a band pass circuit mounted on an impedance conversion circuit using the effect type transistor 16 or a three-dimensional circuit block (hereinafter, referred to as an MID board) made of a resin molded product described in Japanese Patent Application No. Hei 8-100769. Refers to a circuit in which an amplifier, a window comparator, and the like are integrated. Generally, a pyroelectric infrared detecting element and the external circuit board to which the infrared detecting element is connected include a filter window for transmitting infrared light of a desired wavelength, a terminal for outputting an infrared detecting signal, a terminal for supplying power to the external circuit, and the like. It is housed in a metal case equipped with and is commercially available.

【0005】一般に、このような焦電型の赤外線検知素
子では、赤外線の入射による、赤外線感受部の温度上昇
を、電気信号に変換するという原理上の理由により、熱
/電気変換効率及び応答速度を上げるためには、赤外線
感受部の熱容量を小さくし、かつ感受部以外の場所への
熱の消散を防ぐような構造がとられる。前段で説明し
た、外部回路基板との接続においても、焦電型赤外線検
知素子が構成される焦電体基板1は、その外部回路との
接続電極部5のみで外部回路基板上に支持され、外部回
路基板との熱的分離を図っている。また、焦電体基板1
自体も数十μmから百μm程度の厚みにされ、熱容量の
低減が図られている。
In general, in such a pyroelectric infrared detecting element, the heat / electric conversion efficiency and the response speed are changed due to the principle of converting the temperature rise of the infrared sensing section due to the incidence of infrared light into an electric signal. In order to increase the temperature, a structure is adopted in which the heat capacity of the infrared sensing unit is reduced and the heat is prevented from dissipating to places other than the sensing unit. Also in connection with the external circuit board described in the previous paragraph, the pyroelectric substrate 1 in which the pyroelectric infrared detecting element is formed is supported on the external circuit board only by the connection electrode portion 5 with the external circuit, The thermal isolation from the external circuit board is achieved. Also, the pyroelectric substrate 1
The thickness itself is set to several tens μm to about 100 μm to reduce the heat capacity.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前述したとおり、一般
に焦電型赤外線検知素子は、数十μmから百μm程度の
厚みの焦電体基板1を、出来る限り実装基板との接続面
積を低減させた、例えば片持ち、あるいは二点支持のよ
うな形態で実装するため、特開昭58−182522号
及び特開平10−2793号(本発明者らによる先願)
に記載のあるように、外部環境温度変化によって、焦電
体基板1、外部回路基板及び両者を固着する接着剤との
間に熱膨張差が生じると、焦電体基板1に圧縮、または
引張り、またはねじれ等の応力が印加され、強誘電体の
もう一つの特性である圧電性により、応力の(変化の)
大きさに応じた電荷が発生する。この圧電性電荷が局所
的に蓄積・放電すると、突発的な誤信号出力として観測
される。このような突発的誤出力信号は、所謂スパイク
ノイズ、ポップコーンノイズなど(以下ポップコーンノ
イズ)と呼ばれ、焦電性及び圧電性を有する強誘電体材
料を利用した焦電型赤外線検知素子や圧電デバイス、弾
性表面波素子などに共通の課題となっている。前記特開
平10−2793号に開示された、赤外線感受部3の周
囲に略コ字型のくり抜き孔を設けて、該感受部3を焦電
体基板1の一部で片持ち支持させ、該感受部3に応力が
印加されないようにした構造は、以上の知見をもとに考
案されたものである。
As described above, in general, a pyroelectric infrared detecting element can reduce the connection area between a pyroelectric substrate 1 having a thickness of about several tens μm to about 100 μm and a mounting substrate as much as possible. For example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 58-182522 and 10-2793 (prior application by the present inventors) for mounting in a form such as cantilever or two-point support.
As described in the above, when a difference in thermal expansion occurs between the pyroelectric substrate 1, the external circuit board, and the adhesive for fixing the two due to the change in the external environment temperature, the pyroelectric substrate 1 is compressed or pulled. Or stress, such as torsion, is applied, and another characteristic of ferroelectrics is the piezoelectricity,
An electric charge corresponding to the size is generated. When this piezoelectric charge is locally accumulated and discharged, it is observed as a sudden erroneous signal output. Such a sudden erroneous output signal is called so-called spike noise, popcorn noise, or the like (hereinafter, popcorn noise), and includes a pyroelectric infrared detecting element or a piezoelectric device using a ferroelectric material having pyroelectricity and piezoelectricity. This is a common problem for surface acoustic wave devices and the like. A substantially U-shaped hollow hole is provided around the infrared sensing portion 3 disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2793, and the sensing portion 3 is cantilevered by a part of the pyroelectric substrate 1. The structure in which the stress is not applied to the sensing part 3 has been devised based on the above findings.

【0007】また、前記ポップコーンノイズの別の原因
系として、特開昭60−3528号、特開昭61−48
215号などに記載の焦電性に起因するものが挙げられ
る。これは、赤外線感受部3以外の焦電体基板1上の部
分にも、外部環境温度変化によって、焦電性電荷(この
電荷は赤外線検知回路には何等寄与しない電荷であるの
で以下不良電荷と呼ぶ)は発生するが、導電パターン2
が存在しない面上に発生した不良電荷は束縛電荷であ
り、主に焦電体基板1の周囲に浮遊するイオンの付着
(正確には脱着)による再結合によって消滅する。従っ
て、外部環境温度変化の条件によっては、発生した不良
電荷による高電圧の補償が間に合わず、近傍の導電パタ
ーン2や外部回路基板、またはこれらを収納する金属ケ
ースなどに放電し、ポップコーンノイズとして出力され
る。これを回避する手法として、前述の特開昭60−3
528号及び特開昭61−48215号には、放電防止
膜を素子上に設ける方法を開示している。
Further, as another cause system of the popcorn noise, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 60-3528 and 61-48 are disclosed.
No. 215 and the like due to pyroelectricity. This is because the pyroelectric charge (which is a charge that does not contribute to the infrared detection circuit at all) due to a change in the external environment temperature also occurs in a portion other than the infrared sensing section 3 on the pyroelectric substrate 1. Occurs), but the conductive pattern 2
The defective charge generated on the surface where no is present is a bound charge, and is mainly eliminated by recombination due to attachment (accurately, desorption) of ions floating around the pyroelectric substrate 1. Therefore, depending on the conditions of the external environmental temperature change, the compensation of the high voltage due to the generated defective charge cannot be made in time, and the electric discharge to the nearby conductive pattern 2, the external circuit board, or the metal case accommodating these, and output as popcorn noise. Is done. As a method for avoiding this, Japanese Patent Application Laid-Open No.
No. 528 and JP-A-61-48215 disclose a method of providing a discharge prevention film on an element.

【0008】また、別の手法として、例えば特開昭64
−61618号、特開平10−300570号(本発明
者らによる先願)などには、赤外線感受部のみを分極処
理(詳細な語義は後述)し、それ以外の箇所は材料の特
性(強誘電性)を消滅させる構造が開示されており、こ
の構造では赤外線感受部以外では不良電荷が発生し得な
いので、ポップコーンノイズの発生頻度を低減すること
ができる。
Another method is disclosed in, for example,
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 61618/1994 and Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-300570 (prior application by the present inventors), only the infrared sensing portion is subjected to polarization treatment (detailed meaning will be described later), and the other portions are made of material (ferroelectric). In this structure, a defective charge cannot be generated except at the infrared sensing unit, so that the frequency of popcorn noise can be reduced.

【0009】しかしながら、以上何れの従来技術におい
ても、ポップコーンノイズの主要な原因系である圧電性
に起因するもの及び焦電性に起因するもの、さらには両
者の交互作用要因によるものを同時に解決できず、劇的
に大きな効果は得るに至っていなかった。ここで、前述
の圧電性に起因するものと焦電性に起因するものの交互
作用要因とは、本発明者らによる実験・検討の結果ポッ
プコーンノイズの主要な要因と結論するに至ったもの
で、外部環境温度変化によって発生した焦電性の蓄積不
良電荷による高電圧が過大なものでなかったとしても、
同時に発生する焦電体基板1、外部回路基板および両者
を固着する接着剤との間の熱膨張差による応力や、外部
からの機械的振動などが、かかる不良電荷蓄積箇所に印
加されたときの圧電的作用が、瞬時に該不良電荷の蓄積
または放電を助長する様な、即ちトリガー的な役割(以
下圧電的トリガー作用などと言う)を果たし、近傍の導
電パターン2や外部回路基板、またはこれらを収納する
金属ケースなどへの放電へ繋がり、ポップコーンノイズ
として出力されるものである。
However, in any of the prior arts described above, it is possible to simultaneously solve the main causes of popcorn noise, those caused by piezoelectricity and those caused by pyroelectricity, and those caused by the interaction between the two. Dramatic effects were not achieved. Here, the interaction factor between the above-described one caused by the piezoelectricity and the one caused by the pyroelectricity is a result of experiments and studies by the present inventors, which led to the conclusion that the main factor was popcorn noise. Even if the high voltage due to the pyroelectric accumulated defective charge generated by the external environment temperature change was not excessive,
Simultaneously generated stress due to a difference in thermal expansion between the pyroelectric substrate 1, the external circuit board, and the adhesive for fixing the two, mechanical vibration from the outside, and the like are applied when such a defective charge accumulation location is applied. The piezoelectric action instantaneously promotes the accumulation or discharge of the defective charge, that is, plays a triggering role (hereinafter referred to as a piezoelectric triggering action, etc.). This leads to discharge to a metal case or the like that stores the, and is output as popcorn noise.

【0010】本発明は、従来の知見及び本発明者らの鋭
意検討の結果得られた知見に基づいて考案されたもの
で、従来例よりもさらに大幅にポップコーンノイズを低
減した焦電型赤外線検知素子を提供することを課題とす
る。
The present invention has been devised on the basis of the conventional knowledge and the knowledge obtained as a result of intensive studies by the present inventors. It is an object to provide an element.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、請求項1の発明は、例えば図1及び図2に示すよ
うに、焦電体基板1’の表裏両面に導電パターン2を対
向させて赤外線感受部3を形成し、かつ前記赤外線感受
部3の周囲に貫通スリット10を設けた構造の焦電型赤
外線検知素子において、前記貫通スリット10によって
囲まれた赤外線感受部3が単分域化(語義については後
述)され、少なくとも前記貫通スリット10の先端部近
傍(後述の図17〜図19の応力が集中する領域)が多
分域化(語義については後述)されていることを特徴と
するものである。したがって、焦電体基板1、外部回路
基板及び両者を固着する接着剤との間の熱膨張差による
応力や、外部からの機械的振動などが同時に発生して
も、前記圧電的トリガー作用が生ぜず、かかる要因に起
因するポップコーンノイズは発生しない。また、前記特
開平10−2793号(本発明者らによる先願)に記載
の、赤外線感受部3の周囲の略コ字型のくり抜き孔や応
力の逃がし孔によるポップコーンノイズの低減効果が存
続していることは言うまでもない。以上により、従来よ
りもさらに大幅にポップコーンノイズを低減することが
できた。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, for example, conductive patterns 2 are formed on both front and back surfaces of a pyroelectric substrate 1 '. In a pyroelectric infrared detecting element having a structure in which an infrared sensing section 3 is formed facing the infrared sensing section 3 and a through slit 10 is provided around the infrared sensing section 3, the infrared sensing section 3 surrounded by the through slit 10 is a single element. The domaining (the meaning is described later), and at least the vicinity of the tip of the through slit 10 (the area where the stress is concentrated in FIGS. 17 to 19 described later) is multi-domained (the meaning is described later). It is a feature. Therefore, even if stress due to a difference in thermal expansion between the pyroelectric substrate 1, the external circuit board, and the adhesive for fixing the two, and mechanical vibration from the outside occur simultaneously, the piezoelectric triggering action is generated. Therefore, popcorn noise due to such factors does not occur. Further, the effect of reducing popcorn noise due to the substantially U-shaped hollowed hole and the stress relief hole around the infrared sensing portion 3 described in JP-A-10-2793 (prior application by the present inventors) continues. Needless to say. As described above, the popcorn noise can be significantly reduced more than before.

【0012】ここで、前記単分域化及び多分域化の意味
を説明する。一般に焦電体基板と言う場合、特に断りの
ない限り、全体が焦電性を有する基板を指し、大きく単
結晶基板とセラミック(焼結体)基板に区分されるが、
単結晶基板については基板に切り出される前の結晶成長
体(一般にインゴットなどと言う)の段階で、セラミッ
ク基板については焼結形成されたシートの段階で、分極
処理(ポーリング)と呼ばれる、基板内部の自発分極8
の方向を一様にして焦電性を示すようにする(図31
(a))ための処理が施されている。この分極処理がな
されていないと、基板内の自発分極8はランダムな方向
を向いており、全体として焦電性を示さない状態となっ
ている(図31(b))。ランダムな方向の自発分極8
を持つ一つ一つの微小な領域を一般に分域9(あるいは
ドメイン)と言い、基板内に多くの分域を持つことか
ら、この構造(状態)を多分域構造(状態)という。ま
たそれに比して前述した全体の自発分極8が揃っている
構造(状態)を単分域構造(状態)と言う。このことか
ら前記分極処理は単分域化処理とも呼ばれる(図23に
示した、焦電体基板1が最も大きい焦電係数を持つ方向
Pとは、この単分域の揃った自発分極8の方向のことで
ある)。また、単分域化状態にあっても、後述する手法
により、電気的出力が素子外部へは現れないような構造
をとることで、見かけ上、多分域化状態と同様な効果を
得ることができる。
Here, the meaning of the single domain and the multiple domain will be described. In general, when referring to a pyroelectric substrate, unless otherwise specified, it refers to a substrate having pyroelectricity as a whole, and is roughly divided into a single crystal substrate and a ceramic (sintered) substrate.
For a single crystal substrate, at the stage of a crystal growth body (generally referred to as an ingot) before being cut into a substrate, and for a ceramic substrate, at the stage of a sintered formed sheet, a polarization process (poling) inside the substrate is performed. Spontaneous polarization 8
Are made uniform to show pyroelectricity (FIG. 31).
The processing for (a)) is performed. If the polarization process is not performed, the spontaneous polarization 8 in the substrate is oriented in a random direction, and is in a state showing no pyroelectricity as a whole (FIG. 31B). Spontaneous polarization in random directions 8
In general, each minute region having the above is called a domain 9 (or domain), and since there are many domains in the substrate, this structure (state) is called a multi-domain structure (state). A structure (state) in which the entire spontaneous polarization 8 is uniform is referred to as a single domain structure (state). For this reason, the polarization process is also referred to as a single-domain process (the direction P in which the pyroelectric substrate 1 has the largest pyroelectric coefficient shown in FIG. 23 corresponds to the spontaneous polarization 8 in which the single domain is uniform). Direction). In addition, even in the single domain state, by adopting a structure in which the electrical output does not appear outside the element by the method described later, it is possible to obtain the same effect as the multi-domain state in appearance. it can.

【0013】また請求項2の発明は、例えば図1及び図
2、または図7及び図8に示すように、焦電体基板1’
の表裏両面に導電パターン2を対向させて赤外線感受部
3を形成し、かつ前記赤外線感受部3の周囲に貫通スリ
ット10を設けた構造の焦電型赤外線検知素子におい
て、前記貫通スリット10によって囲まれた赤外線感受
部3が単分域化され(図2の領域11、図8の領域1
1’のうち図7(a)および図7(b)の赤外線感受部
3に対応する領域)、それ以外の部分は多分域化されて
いる(図2の領域12)、あるいは、電気的出力が素子
外部ヘは現れないようにした単分域化領域(図8の領域
11’のうち図7(b)の裏側導電パターンの接続部
5’に対応する領域で、裏側導電パターンの接続部5’
と表側導電パターン5の接続部は後の工程で電気的に短
絡されるため、かかる単分域化領域からは電気的出力が
発生しない)が混在する多分域化領域であることを特徴
とするものである。したがって、赤外線感受部3以外の
領域で、外部環境温度変化による不良電荷の発生が無
く、また、焦電体基板1、外部回路基板及び両者を固着
する接着剤との間の熱膨張差による応力や、外部からの
機械的振動などが同時に発生しても、前記圧電的トリガ
ー作用も生ぜず、かかる要因に起因するポップコーンノ
イズは発生しない。また、前記特開平10−2793号
(本発明者らによる先願)に記載の、赤外線感受部3の
周囲の略コ字型のくり抜き孔によるポップコーンノイズ
の低減効果が存続していることは言うまでもない。以上
により、従来よりもさらに大幅にポップコーンノイズを
低減することができた。
According to a second aspect of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, or FIGS.
In a pyroelectric infrared detecting element having a structure in which an infrared sensing portion 3 is formed by opposing conductive patterns 2 on both front and back surfaces and a through slit 10 is provided around the infrared sensing portion 3, the infrared sensing portion is surrounded by the through slit 10. The infrared sensing unit 3 is divided into single domains (region 11 in FIG. 2 and region 1 in FIG. 8).
1 (a) corresponds to the infrared sensing part 3 in FIGS. 7 (a) and 7 (b)), and the other parts are multi-domains (region 12 in FIG. 2) or electrical output. Is a single-domain region that does not appear outside the element (a region corresponding to the connection portion 5 ′ of the back-side conductive pattern in the region 11 ′ of FIG. 5 '
And the connection portion of the front-side conductive pattern 5 is electrically short-circuited in a later step, so that an electric output is not generated from the single-domain region. Things. Therefore, in regions other than the infrared sensing section 3, there is no generation of defective charge due to a change in external environment temperature, and stress due to a difference in thermal expansion between the pyroelectric substrate 1, the external circuit substrate, and the adhesive for fixing the both. Also, even if external mechanical vibrations occur simultaneously, the piezoelectric triggering does not occur, and popcorn noise due to such factors does not occur. Needless to say, the popcorn noise reduction effect of the substantially U-shaped hollow around the infrared sensing portion 3 described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-2793 (prior application by the present inventors) persists. No. As described above, the popcorn noise can be significantly reduced more than before.

【0014】また請求項3の発明は、請求項2に記載の
焦電型赤外線検知素子において、前記導電パターンの表
裏対向部のみが単分域化されていることを特徴とする焦
電型赤外線検知素子であるから、予め焦電体基板の表裏
両面に形成された導電パターンをそのまま分極処理に必
要な電界印加(後述)を行う為の導電パターンとして利
用することが出来るものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the pyroelectric infrared detecting element according to the second aspect, wherein only the front and back opposing portions of the conductive pattern are single-domain. Since it is a sensing element, a conductive pattern formed on both front and back surfaces of the pyroelectric substrate in advance can be used as it is as a conductive pattern for applying an electric field (described later) required for polarization processing.

【0015】また請求項4の発明は、請求項2に記載の
焦電型赤外線検知素子において、前記表面側の導電パタ
ーンに対応する領域が単分域化されていることを特徴と
する焦電型赤外線検知素子であるから、焦電体基板の少
なくとも表側に予め形成された導電パターンと、裏面全
体に接触する分極処理用電極板によって、分極処理に必
要な電界印加(後述)を行うことが出来、かかる分極処
理装置の構成を比較的簡素化することが出来るものであ
る。なお、この明細書中において表面とは裏面と対比さ
れるおもて面を意味する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the pyroelectric infrared detecting element according to the second aspect, a region corresponding to the conductive pattern on the front surface side is formed into a single domain. Since it is a type infrared detecting element, it is possible to apply an electric field (described later) required for polarization processing by using a conductive pattern formed in advance on at least the front side of the pyroelectric substrate and an electrode plate for polarization processing contacting the entire back surface. The configuration of the polarization processing apparatus can be relatively simplified. In this specification, the front surface means the front surface which is compared with the back surface.

【0016】また請求項5の発明は、請求項2に記載の
焦電型赤外線検知素子において、前記裏面側の導電パタ
ーンに対応する領域が単分域化されていることを特徴と
する焦電型赤外線検知素子であるから、焦電体基板の少
なくとも裏側に予め形成された導電パターンと、表側の
面全体に接触する分極処理用電極板によって、分極処理
に必要な電界印加(後述)を行うことが出来、かかる分
極処理装置の構成を比較的簡素化することが出来るもの
である。
According to a fifth aspect of the present invention, in the pyroelectric infrared detecting element according to the second aspect, a region corresponding to the conductive pattern on the back side is formed into a single domain. Since it is a type infrared detection element, an electric field (described later) required for polarization processing is performed by a conductive pattern formed in advance on at least the back side of the pyroelectric substrate and a polarization processing electrode plate in contact with the entire front surface. Therefore, the configuration of the polarization processing apparatus can be relatively simplified.

【0017】また請求項6の発明は、請求項2に記載の
焦電型赤外線検知素子において、前記赤外線感受部以外
の、電気的出力が素子外部へは現れないようにした単分
域化領域は、少なくともかかる単分域化領域を含む領域
の表裏面上に形成された導電パターンの電気的接続、あ
るいは同電位化によって形成されることを特徴とする焦
電型赤外線検知素子であるから、かかる赤外線感受部以
外の単分域化された領域からは電気的出力は生じず、前
述した本発明のポップコーンノイズ低減効果を全く損な
うことがない。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the pyroelectric infrared detecting element according to the second aspect, wherein a single-domain area other than the infrared sensing section is configured so that an electrical output does not appear outside the element. Is a pyroelectric infrared sensing element characterized by being formed by electrical connection of the conductive pattern formed on the front and back surfaces of the region including at least such a single domaining region, or the same potential, No electric output is generated from the single-domain region other than the infrared sensing portion, and the popcorn noise reduction effect of the present invention described above is not impaired at all.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】図1〜図3は本発明の第1の実施
形態を示すものである。図1に示す焦電型赤外線検知素
子は、分極処理前に全体が多分域化のための処理を施さ
れた焦電体基板1’と、外部回路との接続電極部5を含
む表裏の導電パターン2、2個の赤外線感受部3とその
周囲に設けられた略コ字型くり抜き孔10から構成され
ている。図2は、図3に示される分極処理により、単分
域化された領域11と、多分域構造のままの領域12を
示すものである。本実施形態の等価回路は図26と同じ
である。
1 to 3 show a first embodiment of the present invention. The pyroelectric infrared detecting element shown in FIG. 1 has a pyroelectric substrate 1 ′ which is entirely processed for multi-domain processing before polarization processing, and front and back conductive layers including a connection electrode section 5 for an external circuit. It comprises a pattern 2, two infrared sensing parts 3 and a substantially U-shaped hollow hole 10 provided therearound. FIG. 2 shows a region 11 which is made into a single domain by the polarization processing shown in FIG. 3 and a region 12 which remains in a multi-domain structure. The equivalent circuit of this embodiment is the same as FIG.

【0019】次に分極処理について図3により説明す
る。焦電型赤外線検知素子は、図1に示すA−A’線に
ついての断面図で示されている。かかる素子の表裏導電
パターン2に直流電圧13を適切な値で印加し、必要に
応じて素子全体を加熱器14で加熱する。すると表裏導
電パターン2の対向部のみに電圧が印加され、部分的単
分域化領域11が形成される。前述した分極処理の前に
施される焦電体基板の多分域化の為の処理とは、焦電体
基板材料の、強誘電相から常誘電相に転移する温度(キ
ュリー温度)以上に該基板を加熱する方法や、もしくは
結晶成長直後あるいは焼成直後のもともと多分域化状態
の焦電体基板をそのまま用いる方法などがある。分極処
理の条件としては、大きくは焦電体基板材料の種類に依
存するが、本発明者らの検討の結果、例えばタンタル酸
リチウム単結晶を焦電体基板に用いた場合では、電界強
度約107 V/m以上(温度150〜250℃の場合)
という、非常に大きな電界強度の電圧印加が必要であっ
た。本実施形態では、赤外線感受部3のみが表裏導電パ
ターン2の対向箇所であり、故に略コ字型くり抜き孔1
0で囲まれた赤外線感受部3のみが単分域化されるた
め、前述の説明の通り、従来よりもさらに大幅にポップ
コーンノイズを低減することができる。
Next, the polarization process will be described with reference to FIG. The pyroelectric infrared detecting element is shown in a cross-sectional view taken along line AA ′ shown in FIG. A DC voltage 13 is applied at an appropriate value to the front and back conductive patterns 2 of the element, and the entire element is heated by a heater 14 as necessary. Then, a voltage is applied only to the opposing portions of the front and back conductive patterns 2, and the partial single domain region 11 is formed. The treatment for multi-domaining of the pyroelectric substrate performed before the above-mentioned polarization treatment is performed when the temperature of the material of the pyroelectric substrate becomes higher than the temperature at which the ferroelectric phase transitions to the paraelectric phase (Curie temperature). There are a method of heating the substrate, and a method of using a pyroelectric substrate that is originally in a multi-domain state immediately after crystal growth or firing. The condition of the polarization treatment largely depends on the type of the pyroelectric substrate material, but as a result of the study of the present inventors, for example, when a lithium tantalate single crystal is used for the pyroelectric substrate, the electric field intensity is reduced. 10 7 V / m or more (when temperature is 150 to 250 ° C)
That is, it was necessary to apply a voltage having a very large electric field strength. In the present embodiment, only the infrared sensing portion 3 is a portion facing the conductive pattern 2 on the front and back, and therefore, the substantially U-shaped hollow 1
Since only the infrared sensing section 3 surrounded by 0 is divided into single domains, as described above, popcorn noise can be further reduced as compared with the related art.

【0020】図4〜図6は本発明の第2の実施形態を示
すものである。第1の実施形態はデュアルタイプの素子
であるが、第2の実施形態はそのクワッドタイプの例で
ある。即ち図4に示す焦電型赤外線検知素子は、分極処
理前に全体が多分域化のための処理を施された焦電体基
板1’と、外部回路との接続電極部5を含む表裏の導電
パターン2、4個の赤外線感受部3とその周囲に設けら
れた略コ字型くり抜き孔10から構成されている。図5
は、図6において示される分極処理により、単分域化さ
れた領域11”’と、多分域構造のままの領域12を示
すものである。本実施形態の等価回路は図28と同じで
ある(前述の従来例の説明(図27)と同様、表裏の接
続電極部5は後工程にて電気的に短絡される)。
FIGS. 4 to 6 show a second embodiment of the present invention. The first embodiment is a dual type device, while the second embodiment is an example of a quad type device. That is, the pyroelectric infrared detecting element shown in FIG. 4 has a pyroelectric substrate 1 ′ which is entirely subjected to a process for multi-domain processing before polarization processing, and front and back surfaces including a connection electrode portion 5 for connecting to an external circuit. It comprises a conductive pattern 2, four infrared sensing parts 3, and a substantially U-shaped hollow hole 10 provided therearound. FIG.
Shows a region 11 ″ ′ which has been made into a single domain by the polarization processing shown in FIG. 6, and a region 12 which has a multi-domain structure. The equivalent circuit of this embodiment is the same as FIG. (Similar to the above description of the conventional example (FIG. 27), the front and back connection electrode portions 5 are electrically short-circuited in a later step).

【0021】図7〜図9は本発明の第3の実施形態を示
すものである。図7(a)及び(b)に示す焦電型赤外
線検知素子は、分極処理前に全体が多分域化のための処
理を施された焦電体基板1’と、外部回路との接続電極
部5を含む表裏の導電パターン2、2個の赤外線感受部
3とその周囲に設けられた略コ字型くり抜き孔10から
構成されている点は第1の実施形態と同様である。本実
施形態の等価回路も第1の実施形態と同様、図26で示
される。図9に示す分極処理においては、分極処理され
る焦電体基板の裏面に、分極処理に必要な電圧印加のた
めの全面電極15が密着させられ、かつ該電極15には
分極処理に加熱が必要な場合の加熱器14’が具備され
ている。このため、単分域化領域は、表側の導電パター
ン2と全面電極15の対向箇所となり、従って図8に示
すような単分域化領域11’が形成される。かかる単分
域化領域11’は赤外線感受部3以外の領域(表側導電
パターン2のうち赤外線感受部3を除く部分)にもひろ
がっているが、かかる領域の裏面側に電極5’を設け、
素子実装など後工程で表裏電極5および5’を短絡する
(図示せず)ため、外部環境変化によって赤外線感受部
3以外の領域11’の表裏面に、ポップコーンノイズの
源となる電荷対が発生しても、瞬時に再結合するため、
外部には電気信号として出現しない。もちろんこの裏面
電極5’の形状は図7(b)に示すものに限られず、赤
外線感受部3以外の単分域化領域を少なくとも含み、か
つ赤外線感受部3の表裏対向電極を短絡しないようなも
のであれば良い。
FIGS. 7 to 9 show a third embodiment of the present invention. The pyroelectric infrared detection element shown in FIGS. 7A and 7B has a connection electrode between the pyroelectric substrate 1 ′, which is entirely subjected to multi-domain processing before polarization processing, and an external circuit. It is the same as that of the first embodiment in that it is composed of the front and back conductive patterns 2 including the portion 5, two infrared sensing portions 3, and a substantially U-shaped hollow hole 10 provided therearound. The equivalent circuit of the present embodiment is shown in FIG. 26 similarly to the first embodiment. In the polarization process shown in FIG. 9, the entire surface electrode 15 for applying a voltage necessary for the polarization process is adhered to the back surface of the pyroelectric substrate to be polarized, and the electrode 15 is heated by the polarization process. An optional heater 14 'is provided. For this reason, the single-domain region becomes a portion where the front-side conductive pattern 2 and the entire surface electrode 15 face each other, and thus a single-domain region 11 'as shown in FIG. 8 is formed. Although the single domaining region 11 ′ also extends to a region other than the infrared sensing portion 3 (a portion of the front conductive pattern 2 except the infrared sensing portion 3), an electrode 5 ′ is provided on the back surface side of the region,
Since the front and back electrodes 5 and 5 ′ are short-circuited (not shown) in a later process such as device mounting, a charge pair serving as a source of popcorn noise is generated on the front and back surfaces of the region 11 ′ other than the infrared sensing unit 3 due to an external environment change. Even so, it rejoins instantly,
It does not appear to the outside as an electrical signal. Of course, the shape of the back electrode 5 ′ is not limited to the shape shown in FIG. 7B, and includes at least a single-domain region other than the infrared sensing unit 3 and does not short-circuit the front and back facing electrodes of the infrared sensing unit 3. Anything is fine.

【0022】図10〜図13は本発明の第4の実施形態
を示すものである。図10に示す焦電型赤外線検知素子
は、分極処理前に全体が多分域化のための処理を施され
た焦電体基板1’と、外部回路との接続電極部5を含む
表裏の導電パターン2、2個の赤外線感受部3とその周
囲に設けられた略コ字型くり抜き孔10から構成されて
いる点は第1及び第3の実施形態と同様である。本実施
形態の等価回路は図13で示される。図12に示す分極
処理においては、分極処理される焦電体基板の表面に、
分極処理に必要な電圧印加のための全面電極15が密着
させられ、かつ該電極15には分極処理に加熱が必要な
場合の加熱器14’が具備されている。このため、単分
域化領域は、裏側の導電パターン2と全面電極15の対
向箇所となり、従って図11に示すような単分域化領域
11”が形成される。かかる単分域化領域11”は赤外
線感受部3以外の領域(裏側導電パターン2のうち赤外
線感受部3を除く部分)にもひろがっているが、かかる
領域の表面側にもこれを表裏で挟み込むような表側導電
パターン2とし、素子実装など後工程で表裏の接続電極
部5を短絡する(図示せず)ため、外部環境変化によっ
て赤外線感受部3以外の領域11”の表裏面に、ポップ
コーンノイズの源となる電荷対が発生しても、瞬時に再
結合するため、外部には電気信号として出現しない。も
ちろんこの赤外線感受部3以外の単分域化領域を不活性
化するための表面導電パターン2の形状は図10(a)
に示すものに限られず、赤外線感受部3以外の単分域化
領域を少なくとも含み、かつ赤外線感受部3の表裏対向
電極を短絡しないようなものであれば良い。
FIGS. 10 to 13 show a fourth embodiment of the present invention. The pyroelectric infrared detecting element shown in FIG. 10 has a pyroelectric substrate 1 ′ which is entirely subjected to a multi-domain processing before polarization processing, and a front and back conductive layer including a connection electrode portion 5 for connecting to an external circuit. The second embodiment is the same as the first and third embodiments in that the second embodiment includes a pattern 2, two infrared sensing units 3, and a substantially U-shaped hollow hole 10 provided around the infrared sensing unit 3. FIG. 13 shows an equivalent circuit of this embodiment. In the polarization processing shown in FIG. 12, the surface of the pyroelectric substrate to be polarized is
A full-surface electrode 15 for applying a voltage required for polarization processing is adhered to the electrode 15, and the electrode 15 is provided with a heater 14 ′ when heating is required for polarization processing. For this reason, the single-domain region becomes the portion where the back side conductive pattern 2 and the entire surface electrode 15 face each other, and thus a single-domain region 11 ″ is formed as shown in FIG. "Also extends to a region other than the infrared sensing portion 3 (a portion of the back side conductive pattern 2 excluding the infrared sensing portion 3), but the front side conductive pattern 2 is also sandwiched between the front and the back on the front side of such region. In order to short-circuit the connection electrode portions 5 on the front and back surfaces (not shown) in a later process such as device mounting, a charge pair serving as a source of popcorn noise is formed on the front and back surfaces of the region 11 ″ other than the infrared sensing portion 3 due to a change in external environment. Even if it occurs, it is recombined instantaneously, so that it does not appear as an electric signal outside.Of course, the shape of the surface conductive pattern 2 for inactivating the single domain region other than the infrared sensing portion 3 is shown in FIG. (A)
However, the present invention is not limited to the above, and may be any as long as it includes at least a single-domain region other than the infrared sensing unit 3 and does not short-circuit the front and back opposed electrodes of the infrared sensing unit 3.

【0023】図14〜図16は本発明の第5の実施形態
を示すものである。図14に示す焦電型赤外線検知素子
は、分極処理前に全体が多分域化のための処理を施され
た焦電体基板1’と、外部回路との接続部5を含む表裏
の導電パターン2、4個の赤外線感受部3とその周囲に
設けられた略コ字型くり抜き孔10から構成される、所
謂クワッドタイプのものである。図15は、図16に示
される分極処理により単分域化された領域11”’及び
11””と、多分域構造のままの領域12を示すもので
ある。本実施形態の等価回路は図28と同じである。分
極処理を示す図16において、焦電型赤外線検知素子
は、図14に示すA−A’線についての断面図で示され
ている。単分域化領域は、表裏導電パターン2の対向部
であるから、領域11”’及び11””がその領域とな
るが、領域11”’は赤外線感受部3であり、領域1
1””は外部回路との接続電極部5を含む赤外線感受部
以外の領域であるから、領域11””は本来単分域化が
望まれない領域である。しかしながら、前述したように
この素子は、表裏の外部回路との接続電極部5が導電性
接着剤等によって電気的に短絡させられるから、領域1
1””を挟む導電パターン部もまた表裏短絡状態とな
る。このため、外部環境変化によって領域11””の表
裏面に、ポップコーンノイズの源となる電荷対が発生し
ても、瞬時に再結合するため、外部には電気信号として
出現しない。
FIGS. 14 to 16 show a fifth embodiment of the present invention. The pyroelectric infrared detecting element shown in FIG. 14 has a pyroelectric substrate 1 ′ entirely subjected to a multi-domain processing before polarization processing, and front and back conductive patterns including a connection portion 5 with an external circuit. It is a so-called quad type, which is composed of two or four infrared sensing parts 3 and a substantially U-shaped hollow hole 10 provided therearound. Fig. 15 shows the regions 11 "'and 11""which have been made into single domains by the polarization processing shown in Fig. 16 and the region 12 which remains in a multi-domain structure. In Fig. 16 showing the polarization process, the pyroelectric infrared detecting element is shown in a cross-sectional view taken along line AA 'shown in Fig. 14. The single domain region is a front-back conductive film. The regions 11 "'and 11""are the regions opposed to the pattern 2, and the region 11"' is the infrared sensing unit 3 and the region 1 "'is the region 1".
Since 1 "" is a region other than the infrared sensing portion including the connection electrode portion 5 with the external circuit, the region 11 "" is a region where it is not originally desired to form a single domain. However, as described above, in this element, the connection electrode portion 5 with the front and back external circuits is electrically short-circuited by a conductive adhesive or the like.
The conductive pattern portion sandwiching 1 "" is also in a front-back short-circuit state. Therefore, even if a charge pair serving as a source of popcorn noise is generated on the front and back surfaces of the region 11 "" due to a change in the external environment, the charge pair is instantaneously recombined and does not appear as an electric signal to the outside.

【0024】図17〜図19は焦電体基板の実装時の誤
差やズレによる応力分布を解析したシミュレーション結
果である。上述の実施形態で示した略コ字型くり抜き孔
10を形成した焦電体基板に、回路実装時の誤差やズレ
などの要素を加えて、有限要素法により応力分布を解析
したところ、誤差やズレなどがある条件下では、略コ字
型くり抜き孔10の両終端付近(請求項1に記載の貫通
スリットの先端部近傍)に大きな応力集中が生じること
を発見した。また、その部分に応力を逃がすための逃が
し孔を形成すれば、このような応力集中も有効に吸収で
きることも同時に発見した。
FIGS. 17 to 19 show simulation results obtained by analyzing the stress distribution due to errors and deviations when mounting the pyroelectric substrate. The stress distribution was analyzed by the finite element method by adding elements such as errors and deviations at the time of circuit mounting to the pyroelectric substrate in which the substantially U-shaped hollow hole 10 formed in the above-described embodiment was formed. It has been discovered that under a certain condition such as a deviation, a large stress concentration occurs near both ends of the substantially U-shaped hollow hole 10 (near the tip of the through slit according to claim 1). In addition, it was also found that such a stress concentration can be effectively absorbed by forming a relief hole for releasing the stress in that portion.

【0025】図17は略コ字型くり抜き孔10を形成し
た焦電体基板の応力分布のシミュレーション結果を示し
ている。また、図18は略コ字型くり抜き孔10の先端
部近傍に逃がし孔を形成した場合、図19はその逃がし
孔の大きさを略コ字型くり抜き孔10の幅よりも大きく
した場合についてのシミュレーション結果を示してい
る。
FIG. 17 shows a simulation result of the stress distribution of the pyroelectric substrate having the substantially U-shaped hollow 10 formed therein. FIG. 18 shows a case where a relief hole is formed in the vicinity of the tip of the substantially U-shaped hollow hole 10, and FIG. 19 shows a case where the size of the relief hole is larger than the width of the substantially U-shaped hollow hole 10. The simulation result is shown.

【0026】ここでは、焦電体基板は、その両端が回路
基板上で支持されたときに、ねじれ方向の外力を受ける
ものと仮定し、その一方の端を持ち上げて強制変位させ
た状態を想定し、焦電体基板に加わる応力を有限要素法
によるシミュレーションによって解析し比較した。いず
れも応力分布を等高線図として示している。
Here, it is assumed that the pyroelectric substrate receives an external force in the torsion direction when both ends are supported on the circuit board, and that one end is lifted and forcedly displaced. Then, the stress applied to the pyroelectric substrate was analyzed by simulation using the finite element method and compared. In each case, the stress distribution is shown as a contour map.

【0027】焦電体基板に生じる応力は、材料の応力状
態を示す最も適当な値として、破壊の目安となる最大主
応力(単位:パスカル)で示してあり、その濃さの度合
でその応力値の大きさを示している。なお、ここで用い
た応力単位(パスカル)は、その絶対的な値はほとんど
意味を持たず、相対的な値のみが意味を持つものであ
る。
The stress generated in the pyroelectric substrate is indicated by the maximum principal stress (unit: Pascal) which is a measure of fracture as the most appropriate value indicating the stress state of the material. Indicates the magnitude of the value. Note that the absolute value of the stress unit (Pascal) used here has little meaning, and only the relative value has meaning.

【0028】図17〜図19のいずれの結果において
も、周囲より応力の大きい部分は、略コ字型くり抜き孔
の両終端付近(請求項1に記載の貫通スリットの先端部
近傍)に生じることが分かる。このことから、請求項1
で規定するように、貫通スリットの先端部近傍を少なく
とも多分域化しておくことにより、圧電的トリガー作用
によるポップコーンノイズを防止できることが分かる。
In any of the results shown in FIGS. 17 to 19, the portion having a larger stress than the periphery is generated near both ends of the substantially U-shaped hollow hole (near the tip of the through slit according to claim 1). I understand. From this, claim 1
It can be seen that popcorn noise due to the piezoelectric triggering action can be prevented by defining at least the domain of the vicinity of the tip end of the through slit as specified by.

【0029】また、図17を見れば、周囲より応力の大
きい部分は貫通スリットで囲まれた赤外線感受部3の基
部より外方に向かって分布しているが、応力の逃がし孔
を設けた図18の構造では、逃がし孔を設けていない図
17の場合に比べて、応力の大きな部分は減少し、かつ
赤外線感受部3より離れた箇所に後退しており、赤外線
感受部3に対して応力の影響が小さくなっていることが
分かる。更に、逃がし孔の大きさを貫通スリットの幅よ
りも大きくした図19の構造では図18の場合に比べ
て、応力の大きい部分は赤外線感受部3より更に外方に
後退し、しかも小さくなっていることが分かる。
Referring to FIG. 17, the portion where the stress is larger than the surroundings is distributed outward from the base of the infrared sensing portion 3 surrounded by the through slit, but a stress relief hole is provided. In the structure of FIG. 18, the portion having a large stress is reduced and retreated to a position farther from the infrared sensing portion 3 as compared with the case of FIG. It can be seen that the influence of is small. Further, in the structure of FIG. 19 in which the size of the escape hole is larger than the width of the through slit, the portion where the stress is large recedes further outward than the infrared sensing portion 3 and becomes smaller as compared with the case of FIG. You can see that there is.

【0030】このことから、図18あるいは図19に示
すように貫通スリットの先端部近傍に応力の逃がし孔を
設けて、応力そのものの影響を緩和すると共に、応力の
集中する貫通スリットの先端部近傍を少なくとも多分域
化しておくことが好ましいことが分かる。
Therefore, as shown in FIG. 18 or FIG. 19, a stress relief hole is provided in the vicinity of the tip of the through slit to reduce the effect of the stress itself and to reduce the stress near the tip of the through slit. It is understood that it is preferable to make at least a multi-domain.

【0031】本発明の有効性を確認するために行った実
験結果を、図20に示す。同図は、いずれのサンプルも
試験室に密閉し、図21に示す温度変化をサンプルに与
えることによって、図22に示すようなポップコーンノ
イズが、図21に示す一連の温度変化中に1発以上発生
したものを不良とした場合の、良品率を示したもので、
従来構造1は略コ字型くり抜き孔10を有さず、かつ焦
電体基板全域が単分域である焦電型赤外線検知素子(外
観は図27)を、従来構造2は略コ字型くり抜き孔10
を有し(外観は図14)、かつ焦電体基板全域が単分域
である焦電型赤外線検知素子を、従来構造3は略コ字型
くり抜き孔10を有さず(外観は図27)、かつ赤外線
感受部3だけが単分域として機能する構造を持つ焦電型
赤外線検知素子を意味する。温度変化条件は、図21に
おいて、温度勾配1℃/分、T1、T3及びT4は30
分、T2は0分とした。もちろんこの他の条件(赤外線
感受部数(4個;クワッドタイプ)、導電パターン、実
装構造、素子各部寸法など)は同一である。本図より明
らかなように、従来構造に比して本発明がポップコーン
ノイズ低減に如何に劇的に有効であるかが確認された。
また、焦電体基板として、例えば単結晶LiTaO3
ェハのような特に導電率の低い基板を用いた場合に、本
発明が、より効果的であることも確認している。これは
導電率の低い基板ほど、前記不良電荷が蓄積しやすいた
めと考えられる。
FIG. 20 shows the results of an experiment conducted to confirm the effectiveness of the present invention. The figure shows that all the samples are sealed in a test room and the temperature change shown in FIG. 21 is given to the sample, so that popcorn noise as shown in FIG. 22 occurs one or more times during a series of temperature changes shown in FIG. This shows the percentage of non-defective products when the occurrence is regarded as defective.
The conventional structure 1 has a substantially U-shaped hollow detection hole 10 and a pyroelectric infrared detecting element (appearance: FIG. 27) in which the entire area of the pyroelectric substrate is a single domain. Hollow 10
(Appearance is FIG. 14), and the pyroelectric infrared detecting element in which the whole area of the pyroelectric substrate is a single domain, and the conventional structure 3 does not have the substantially U-shaped hollow 10 (Appearance is FIG. 27). ) And a pyroelectric infrared detecting element having a structure in which only the infrared sensing section 3 functions as a single domain. In FIG. 21, the temperature change conditions are as follows: the temperature gradient is 1 ° C./min, and T1, T3 and T4 are 30.
Minutes and T2 were set to 0 minutes. Of course, the other conditions (the number of infrared sensing parts (4 pieces; quad type), the conductive pattern, the mounting structure, the dimensions of each element, etc.) are the same. As is clear from this figure, it was confirmed how dramatically the present invention is more effective in reducing popcorn noise than the conventional structure.
It has also been confirmed that the present invention is more effective when a substrate having a particularly low conductivity, such as a single crystal LiTaO 3 wafer, is used as the pyroelectric substrate. This is presumably because the lower the conductivity of the substrate, the more easily the defective charge is accumulated.

【0032】以上の実施形態において、図3、図6、図
9、図12及び図16では、1個の焦電型赤外線検知素
子に対して分極処理を施す状況について説明したが、例
えば焦電体基板が単結晶基板であればウェハ上に、セラ
ミック基板であれば焼結形成後の一枚のシート上に、多
数個の焦電型赤外線検知素子(正確には表裏導電パター
ン)を一括形成し、ウェハもしくはシート単位で分極処
理を行っても良い。かかる処理の後ダイシング等の手法
で焦電型赤外線検知素子個片に分離する。
In the above embodiment, FIGS. 3, 6, 9, 12, and 16 describe the situation in which a polarization process is performed on one pyroelectric infrared detecting element. If the body substrate is a single crystal substrate, a large number of pyroelectric infrared detectors (precisely, front and back conductive patterns) are collectively formed on the wafer if it is a ceramic substrate, or on one sheet after sintering if it is a ceramic substrate. Alternatively, the polarization process may be performed for each wafer or sheet. After such a process, it is separated into individual pyroelectric infrared detecting elements by a method such as dicing.

【0033】なお、焦電体基板に表裏導電パターンを形
成した後、分極処理として表裏導電パターンに電圧を印
加する手法については公知の事実(例えば、日本国特許
第1995419号および特許第2616654号(対
応する米国特許第4,691,104号)に記載)であ
るが、本発明における分極処理に関しては、後述の本発
明による効果を最大限に発揮させるために最適な領域の
みに焦電性を付与するよう導電パターンを設計して行う
ものであるから、その意義は大きく異なる。例えば、前
述の特許第2616654号における第2の実施形態
(図6乃至8)では、導電パターンを設けた後の分極処
理に関する記述があるが、かかる処理の後、赤外線受光
部以外にも分極される領域(表裏の引出し電極部に挟ま
れる領域)が存在する、またはその領域が後の(実装時
等の)工程時に電気的に不活性化(短絡等)されるよう
な導電パターンとなっておらず、厳密に分極領域を限定
するような構造のものではない。
It should be noted that a method of applying a voltage to the front and back conductive patterns as a polarization treatment after forming the front and back conductive patterns on the pyroelectric substrate is known (for example, Japanese Patent No. 1995419 and Japanese Patent No. 2661654). No. 4,691,104)), but regarding the polarization treatment in the present invention, the pyroelectricity is limited only to the optimum region in order to maximize the effects of the present invention described later. Since it is performed by designing a conductive pattern to be applied, its significance is greatly different. For example, in the second embodiment (FIGS. 6 to 8) of the above-mentioned Japanese Patent No. 26616654, there is a description about the polarization process after the conductive pattern is provided. (A region sandwiched between the lead electrode portions on the front and back) or a conductive pattern that makes the region electrically inactive (short circuit, etc.) in a later process (such as mounting). In addition, the structure does not strictly limit the polarization region.

【0034】また、前述した通り、分極処理では数十μ
mから百μm程度の非常に薄い焦電体基板の表裏面間に
高電圧を印加するため、大気雰囲気では空気絶縁破壊を
起こしやすい。このため、雰囲気を真空にしたり、電気
絶縁性ガス(例えば窒素、二酸化炭素、アルゴンなどの
不活性ガスや六弗化硫黄ガス)で置換することにより、
より安定に分極処理を行うことができる。
As described above, in the polarization treatment, several tens of μm are used.
Since a high voltage is applied between the front and back surfaces of a very thin pyroelectric substrate having a thickness of about m to about 100 μm, air breakdown easily occurs in an air atmosphere. For this reason, the atmosphere is evacuated or replaced with an electrically insulating gas (eg, an inert gas such as nitrogen, carbon dioxide, or argon, or a sulfur hexafluoride gas).
The polarization process can be performed more stably.

【0035】また、実施例中では、特に焦電型赤外線検
知素子の実装形態(外部回路基板との接続(固着))に
ついて説明していないが、例えば、インピーダンス変換
回路が実装されたプリント基板、特願平8−10076
9号に記載の電流増幅回路部、バンドパスアンプ及びウ
ィンドコンパレータ部等が集積化された回路が実装され
たMID基板、その他の如何なる基板等に実装しても、
ポップコーンノイズの発生が著しく低減される効果があ
ることは言うまでもない。
In the embodiments, the mounting mode of the pyroelectric infrared detecting element (connection (adhesion to an external circuit board)) is not particularly described. For example, a printed board on which an impedance conversion circuit is mounted, Japanese Patent Application No. 8-10076
Even if mounted on an MID board on which a circuit in which the current amplification circuit section, the band-pass amplifier, the window comparator section, and the like described in No. 9 are integrated is mounted, or any other board,
It goes without saying that the generation of popcorn noise is significantly reduced.

【0036】[0036]

【発明の効果】請求項1の発明は、焦電体基板の表裏両
面に導電パターンを対向させて赤外線感受部を形成し、
かつ前記赤外線感受部の周囲に貫通スリットを設けた構
造の焦電型赤外線検知素子において、前記貫通スリット
によって囲まれた赤外線感受部が単分域化され、少なく
とも前記貫通スリットの先端部近傍が、多分域化されて
いることを特徴とする焦電型赤外線検知素子であるか
ら、焦電体基板、外部回路基板及び両者を固着する接着
剤との間の熱膨張差による応力や、外部からの機械的振
動などが同時に発生しても、前記圧電的トリガー作用は
生ぜず、かかる要因に起因するポップコーンノイズは発
生しない。また、前記特開平10−2793号に記載
の、赤外線感受部周囲の略コ字型のくり抜き孔あるいは
応力の逃がし孔によるポップコーンノイズの低減効果が
存続していることは言うまでもない。以上により、従来
よりもさらに大幅にポップコーンノイズを低減すること
ができる。
According to the first aspect of the present invention, an infrared sensing portion is formed by opposing conductive patterns on both front and back surfaces of a pyroelectric substrate.
And, in the pyroelectric infrared detecting element having a structure in which a through slit is provided around the infrared sensing section, the infrared sensing section surrounded by the through slit is divided into a single domain, and at least the vicinity of the tip end of the through slit, Because it is a pyroelectric infrared detecting element characterized by being divided into multiple domains, stress due to the difference in thermal expansion between the pyroelectric substrate, the external circuit board and the adhesive fixing both, and external Even if mechanical vibrations or the like occur simultaneously, the piezoelectric trigger does not occur, and popcorn noise due to such factors does not occur. Needless to say, the effect of reducing the popcorn noise due to the substantially U-shaped hollow hole or the stress relief hole around the infrared sensing portion described in JP-A-10-2793 is described. As described above, popcorn noise can be more significantly reduced than before.

【0037】また請求項2の発明は、焦電体基板の表裏
両面に導電パターンを対向させて赤外線感受部を形成
し、かつ前記赤外線感受部の周囲に貫通スリットを設け
た構造の焦電型赤外線検知素子において、前記貫通スリ
ットによって囲まれた赤外線感受部が単分域化され、そ
れ以外の部分は多分域化されている、あるいは、電気的
出力が素子外部ヘは現れないようにした単分域化領域が
混在する多分域化領域であることを特徴とする焦電型赤
外線検知素子であるから、赤外線感受部以外の領域で、
外部環境温度変化による不良電荷の発生が無く、また、
焦電体基板、外部回路基板及び両者を固着する接着剤と
の間の熱膨張差による応力や、外部からの機械的振動な
どが同時に発生しても、前記圧電的トリガー作用も生ぜ
ず、かかる要因に起因するポップコーンノイズは発生し
ない。また、前記特開平10−2793号に記載の、赤
外線感受部周囲の略コ字型のくり抜き孔によるポップコ
ーンノイズの低減効果が存続していることは言うまでも
ない。以上により、従来よりもさらに大幅にポップコー
ンノイズを低減することができる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a pyroelectric element having a structure in which an infrared sensing portion is formed by opposing conductive patterns on both front and back surfaces of a pyroelectric substrate, and a through slit is provided around the infrared sensing portion. In the infrared detecting element, the infrared sensing portion surrounded by the through slit is formed into a single domain, and the other portions are divided into multiple domains, or the electrical output is prevented from appearing outside the element. Since it is a pyroelectric infrared detecting element characterized by being a multi-domain area in which the domain areas are mixed, in an area other than the infrared sensing section,
There is no generation of defective charge due to changes in the external environment temperature.
Even if stress due to a difference in thermal expansion between the pyroelectric substrate, the external circuit board, and the adhesive fixing the two, and mechanical vibrations from the outside, etc. are simultaneously generated, the piezoelectric triggering does not occur, and such a phenomenon occurs. No popcorn noise due to the factor is generated. Needless to say, the effect of reducing the popcorn noise by the substantially U-shaped hollow around the infrared sensing portion described in JP-A-10-2793 still remains. As described above, popcorn noise can be more significantly reduced than before.

【0038】また請求項3の発明は、請求項2に記載の
焦電型赤外線検知素子において、前記導電パターンの表
裏対向部のみが単分域化されていることを特徴とする焦
電型赤外線検知素子であるから、予め焦電体基板表裏に
形成された導電パターンをそのまま分極処理に必要な電
界印加を行う為の導電パターンとして利用することが出
来るものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the pyroelectric infrared detecting element according to the second aspect, wherein only the front and back opposing portions of the conductive pattern are divided into single domains. Since it is a sensing element, a conductive pattern formed in advance on the front and back of the pyroelectric substrate can be used as it is as a conductive pattern for applying an electric field required for polarization processing.

【0039】また請求項4の発明は、請求項2に記載の
焦電型赤外線検知素子において、前記表面側の導電パタ
ーンに対応する領域が単分域化されていることを特徴と
する焦電型赤外線検知素子であるから、焦電体基板の少
なくとも表面側に予め形成された導電パターンと、裏面
全体に接触する分極処理用電極板によって、分極処理に
必要な電界印加を行うことが出来、分極処理装置の構成
を比較的簡素化することが出来るものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the pyroelectric infrared detecting element according to the second aspect, wherein a region corresponding to the conductive pattern on the front surface is formed into a single domain. Since it is a type infrared detecting element, a conductive pattern previously formed on at least the front surface side of the pyroelectric substrate and a polarization processing electrode plate contacting the entire back surface can apply an electric field required for polarization processing, The configuration of the polarization processing apparatus can be relatively simplified.

【0040】また請求項5の発明は、請求項2に記載の
焦電型赤外線検知素子において、前記裏面側の導電パタ
ーンに対応する領域が単分域化されていることを特徴と
する焦電型赤外線検知素子であるから、焦電体基板の少
なくとも裏面側に予め形成された導電パターンと、表面
全体に接触する分極処理用電極板によって、分極処理に
必要な電界印加を行うことが出来、分極処理装置の構成
を比較的簡素化することが出来るものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the pyroelectric infrared detecting element according to the second aspect, a region corresponding to the conductive pattern on the back surface is formed into a single domain. Since it is a type infrared detecting element, a conductive pattern previously formed on at least the back side of the pyroelectric substrate and the electrode plate for polarization processing contacting the entire surface can apply an electric field required for polarization processing, The configuration of the polarization processing apparatus can be relatively simplified.

【0041】また請求項6の発明は、請求項2に記載の
焦電型赤外線検知素子において、前記赤外線感受部以外
の、電気的出力が素子外部へは現れないようにした単分
域化領域は、少なくともかかる単分域化領域を含む領域
の表裏面上に形成された導電パターンの電気的接続、あ
るいは同電位化によって形成されることを特徴とする焦
電型赤外線検知素子であるから、かかる赤外線感受部以
外の単分域化された領域からは電気的出力は生じないた
め、本発明のポップコーンノイズ低減効果を全く損なう
ことがなく最大限に発揮できる。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the pyroelectric infrared detecting element according to the second aspect, wherein a single-domain area other than the infrared sensing section is configured so that an electrical output does not appear outside the element. Is a pyroelectric infrared sensing element characterized by being formed by electrical connection of the conductive pattern formed on the front and back surfaces of the region including at least such a single domaining region, or the same potential, Since no electrical output is generated from a single-domain area other than the infrared sensing section, the popcorn noise reduction effect of the present invention can be maximized without any loss.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態1の外観構造を示す図であ
り、(a)は平面図、(b)は裏側を表側より透視して
見た裏面図である。
FIGS. 1A and 1B are diagrams showing an appearance structure of a first embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a plan view, and FIG. 1B is a rear view of the back side seen from the front side.

【図2】本発明の実施形態1の分極状態を示す平面図で
ある。
FIG. 2 is a plan view showing a polarization state according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施形態1の分極処理の説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a polarization process according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施形態2の外観構造を示す図であ
り、(a)は平面図、(b)は裏側を表側より透視して
見た裏面図である。
4A and 4B are diagrams showing an external structure of a second embodiment of the present invention, wherein FIG. 4A is a plan view, and FIG. 4B is a back view of the back side seen through from the front side.

【図5】本発明の実施形態2の分極状態を示す平面図で
ある。
FIG. 5 is a plan view showing a polarization state according to the second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施形態2分極処理の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a polarization process according to the second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施形態3の外観構造を示す図であ
り、(a)は平面図、(b)は裏側を表側より透視して
見た裏面図である。
FIGS. 7A and 7B are diagrams showing an external structure of a third embodiment of the present invention, wherein FIG. 7A is a plan view, and FIG. 7B is a rear view of the back side seen through from the front side.

【図8】本発明の実施形態3の分極状態を示す平面図で
ある。
FIG. 8 is a plan view showing a polarization state according to a third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施形態3の分極処理の説明図であ
る。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a polarization process according to a third embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施形態4の外観構造を示す図であ
り、(a)は平面図、(b)は裏側を表側より透視して
見た裏面図である。
FIGS. 10A and 10B are diagrams showing an appearance structure of a fourth embodiment of the present invention, wherein FIG. 10A is a plan view, and FIG. 10B is a rear view of the back side seen through from the front side.

【図11】本発明の実施形態4の分極状態を示す平面図
である。
FIG. 11 is a plan view showing a polarization state according to a fourth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施形態4の分極処理の説明図であ
る。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a polarization process according to a fourth embodiment of the present invention.

【図13】図10の焦電型赤外線検出素子の等価回路図
である。
FIG. 13 is an equivalent circuit diagram of the pyroelectric infrared detection element of FIG.

【図14】本発明の実施形態5の外観構造を示す図であ
り、(a)は平面図、(b)は裏側を表側より透視して
見た裏面図である。
14A and 14B are diagrams showing an appearance structure of a fifth embodiment of the present invention, wherein FIG. 14A is a plan view, and FIG. 14B is a rear view of the back side seen through from the front side.

【図15】本発明の実施形態5の分極状態を示す平面図
である。
FIG. 15 is a plan view showing a polarization state according to the fifth embodiment of the present invention.

【図16】本発明の実施形態5の分極処理の説明図であ
る。
FIG. 16 is an explanatory diagram of a polarization process according to the fifth embodiment of the present invention.

【図17】赤外線感受部の周囲に貫通スリットを有する
焦電体基板の応力分布のシミュレーション結果を示す図
である。
FIG. 17 is a diagram showing a simulation result of stress distribution of a pyroelectric substrate having a through slit around an infrared sensing portion.

【図18】赤外線感受部の周囲に別の形状の貫通スリッ
トを有する焦電体基板の応力分布のシミュレーション結
果を示す図である。
FIG. 18 is a diagram showing a simulation result of a stress distribution of a pyroelectric substrate having a through slit of another shape around an infrared sensing portion.

【図19】赤外線感受部の周囲にさらに別の形状の貫通
スリットを有する焦電体基板の応力分布のシミュレーシ
ョン結果を示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing a simulation result of a stress distribution of a pyroelectric substrate having a through slit of another shape around an infrared sensing portion.

【図20】本発明の有効性を示す実験データを示す図で
ある。
FIG. 20 is a diagram showing experimental data showing the effectiveness of the present invention.

【図21】ポップコーンノイズ試験をするためのヒート
サイクルを示す説明図である。
FIG. 21 is an explanatory diagram showing a heat cycle for performing a popcorn noise test.

【図22】ポップコーンノイズの波形の一例を示す図で
ある。
FIG. 22 is a diagram illustrating an example of a popcorn noise waveform.

【図23】従来の焦電型赤外線検出素子の原理的構造を
示す断面図である。
FIG. 23 is a cross-sectional view showing the basic structure of a conventional pyroelectric infrared detection element.

【図24】焦電型赤外線検出素子の等価回路図である。FIG. 24 is an equivalent circuit diagram of a pyroelectric infrared detection element.

【図25】赤外線感受部が2個あるデュアル型焦電型赤
外線検知素子の外観構造を示す図であり、(a)は平面
図、(b)は裏側を表側より透視して見た裏面図であ
る。
25A and 25B are diagrams showing an external structure of a dual-type pyroelectric infrared detecting element having two infrared sensing units, wherein FIG. 25A is a plan view and FIG. 25B is a rear view of the back side seen through from the front side. It is.

【図26】デュアル型の焦電型赤外線検出素子の等価回
路図である。
FIG. 26 is an equivalent circuit diagram of a dual-type pyroelectric infrared detection element.

【図27】赤外線感受部が4個あるクワッド型焦電型赤
外線検知素子の外観構造を示す図であり、(a)は平面
図、(b)は裏側を表側より透視して見た裏面図であ
る。
FIGS. 27A and 27B are diagrams showing the external structure of a quad-type pyroelectric infrared detecting element having four infrared sensing units, wherein FIG. 27A is a plan view and FIG. 27B is a rear view of the back side seen through from the front side. It is.

【図28】クワッド型の焦電型赤外線検出素子の等価回
路図である。
FIG. 28 is an equivalent circuit diagram of a quad-type pyroelectric infrared detecting element.

【図29】焦電型赤外線検知素子の外部回路基板への接
続構造の一例を示す断面図である。
FIG. 29 is a cross-sectional view showing an example of a structure for connecting a pyroelectric infrared detecting element to an external circuit board.

【図30】電界効果型トランジスタを用いたインピーダ
ンス変換回路の一例を示す回路図である。
FIG. 30 is a circuit diagram illustrating an example of an impedance conversion circuit using a field-effect transistor.

【図31】焦電体基板内の分域、単分域及び多分域の語
義を説明するための説明図である。
FIG. 31 is an explanatory diagram for explaining meanings of a domain, a single domain, and a multiple domain in a pyroelectric substrate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1’ (多分域)焦電体基板 2 導電パターン 3 赤外線感受部 5 接続電極部 10 略コ字型くり抜き孔(貫通スリット) 11 単分域化された領域 12 多分域状態のままの領域 13 分極処理のための直流電圧源 14 分極処理のための加熱器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 '(Multiple domain) Pyroelectric substrate 2 Conductive pattern 3 Infrared sensing part 5 Connection electrode part 10 Substantially U-shaped hollow (through slit) 11 Single domain domain 12 Domain domain state 13 Polarization DC voltage source for processing 14 Heater for polarization processing

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井狩 素生 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内 (72)発明者 高田 裕司 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内 (72)発明者 谷口 良 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内 (72)発明者 西村 真 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内 (72)発明者 宮川 展幸 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内 (72)発明者 川島 雅人 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Motoo Ikari 1048 Odakadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Works, Ltd. (72) Inventor Yuji Takada 1048 Odakadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Works, Ltd. (72 Inventor Ryo Taniguchi 1048 Kadoma Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture (72) Inventor Makoto Nishimura 1048 Odaka Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Works Co., Ltd. Matsumoto Electric Works Co., Ltd. (72) Inventor Masato Kawashima 1048 Oji Kadoma, Kazuma City, Osaka Matsushita Electric Works, Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 焦電体基板の表裏両面に導電パターン
を対向させて赤外線感受部を形成し、かつ前記赤外線感
受部の周囲に貫通スリットを設けた構造の焦電型赤外線
検知素子において、前記貫通スリットによって囲まれた
赤外線感受部が単分域化され、少なくとも前記貫通スリ
ットの先端部近傍が、多分域化されていることを特徴と
する焦電型赤外線検知素子。
1. A pyroelectric infrared sensing element having a structure in which an infrared sensing portion is formed by opposing conductive patterns on both front and back surfaces of a pyroelectric substrate, and a through slit is provided around the infrared sensing portion. A pyroelectric infrared detecting element, wherein an infrared sensing portion surrounded by a through slit is divided into a single domain, and at least the vicinity of the tip of the through slit is divided into multiple domains.
【請求項2】 焦電体基板の表裏両面に導電パターン
を対向させて赤外線感受部を形成し、かつ前記赤外線感
受部の周囲に貫通スリットを設けた構造の焦電型赤外線
検知素子において、前記貫通スリットによって囲まれた
赤外線感受部が単分域化され、それ以外の部分は多分域
化されている、あるいは、電気的出力が素子外部ヘは現
れないようにした単分域化領域が混在する多分域化領域
であることを特徴とする焦電型赤外線検知素子。
2. A pyroelectric infrared sensing element having a structure in which a conductive pattern is opposed to both front and back surfaces of a pyroelectric substrate to form an infrared sensing portion, and a through slit is provided around the infrared sensing portion. The infrared sensing part surrounded by the through slit is divided into single domains and the other parts are divided into multiple domains, or mixed with single domain domains that prevent electrical output from appearing outside the element. A pyroelectric infrared detecting element characterized by a multi-domain region.
【請求項3】 請求項2に記載の焦電型赤外線検知素
子において、前記導電パターンの表裏対向部のみが単分
域化されていることを特徴とする焦電型赤外線検知素
子。
3. The pyroelectric infrared detecting element according to claim 2, wherein only the front and back opposing portions of the conductive pattern are divided into single domains.
【請求項4】 請求項2に記載の焦電型赤外線検知素
子において、前記表面側の導電パターンに対応する領域
が単分域化されていることを特徴とする焦電型赤外線検
知素子。
4. The pyroelectric infrared detecting element according to claim 2, wherein a region corresponding to the conductive pattern on the front side is divided into a single domain.
【請求項5】 請求項2に記載の焦電型赤外線検知素
子において、前記裏面側の導電パターンに対応する領域
が単分域化されていることを特徴とする焦電型赤外線検
知素子。
5. The pyroelectric infrared detecting element according to claim 2, wherein a region corresponding to the conductive pattern on the back side is formed into a single domain.
【請求項6】 請求項2に記載の焦電型赤外線検知素
子において、前記赤外線感受部以外の、電気的出力が素
子外部へは現れないようにした単分域化領域は、少なく
ともかかる単分域化領域を含む領域の表裏面上に形成さ
れた導電パターンの電気的接続、あるいは同電位化によ
って形成されることを特徴とする焦電型赤外線検知素
子。
6. The pyroelectric infrared detecting element according to claim 2, wherein a single-domain area other than the infrared sensing section, in which electrical output does not appear outside the element, is at least such a single-domain. A pyroelectric infrared detecting element formed by electrical connection of conductive patterns formed on the front and back surfaces of a region including a localization region or by potential equalization.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110095960A (en) * 2018-01-30 2019-08-06 京瓷办公信息系统株式会社 Image forming apparatus
JP2019532302A (en) * 2016-07-29 2019-11-07 アイデミア アイデンティティ アンド セキュリティ フランス Active thermal pattern sensor including a passive matrix of pixels

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6461618A (en) * 1987-09-01 1989-03-08 Nippon Ceramic Kk Pyroelectric element
JPH0550329U (en) * 1991-12-03 1993-07-02 日本セラミック株式会社 Pyroelectric infrared detector
JPH102793A (en) * 1996-04-15 1998-01-06 Matsushita Electric Works Ltd Pyroelectric infrared detection element and pyroelectric infrared sensor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6461618A (en) * 1987-09-01 1989-03-08 Nippon Ceramic Kk Pyroelectric element
JPH0550329U (en) * 1991-12-03 1993-07-02 日本セラミック株式会社 Pyroelectric infrared detector
JPH102793A (en) * 1996-04-15 1998-01-06 Matsushita Electric Works Ltd Pyroelectric infrared detection element and pyroelectric infrared sensor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019532302A (en) * 2016-07-29 2019-11-07 アイデミア アイデンティティ アンド セキュリティ フランス Active thermal pattern sensor including a passive matrix of pixels
JP2022058563A (en) * 2016-07-29 2022-04-12 アイデミア アイデンティティ アンド セキュリティ フランス Active thermal pattern sensor comprising passive matrix of pixel
JP7161994B2 (en) 2016-07-29 2022-10-27 アイデミア アイデンティティ アンド セキュリティ フランス Active thermal pattern sensor containing a passive matrix of pixels
CN110095960A (en) * 2018-01-30 2019-08-06 京瓷办公信息系统株式会社 Image forming apparatus

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