DE69631509T2

DE69631509T2 - Infrarotsensor

Info

Publication number: DE69631509T2
Application number: DE69631509T
Authority: DE
Inventors: Kousuke Nagaokakyo-shi Narita; Junichi Nagaokakyo-shi Serikawa
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1995-12-12
Filing date: 1996-11-14
Publication date: 2004-12-23
Anticipated expiration: 2016-11-15
Also published as: EP0779503A2; EP0779503A3; CN1072357C; CN1159732A; JPH09159525A; DE69631509D1; JP3189653B2; EP0779503B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Infrarotsensoren, die beim Durchführen einer kontaktfreien Temperaturerfassung und einer Menschenkörpererfassung verwendet werden, und im Besonderen ein Verfahren zum Kleben und Fixieren eines Infrarotfilters und eines Fensters eines Gehäusekörpers.
Zu Infrarotsensoren dieser Art gehört einer, von dem in 6 nur eine Hauptteilkonstruktion vereinfacht dargestellt ist, und der Infrarotsensor, der ein erster Stand der Technik ist, hat einen flachen plattenförmigen Infrarotfilter 1 mit einer rechteckigen Form, wenn in Draufsicht betrachtet, und einen Gehäusekörper 4 aus Metall, in dem durch einen Stufenteil 3 ein Fenster 2 rechteckiger Form, wenn in Draufsicht betrachtet, zum Freilegen der Außenseite des Infrarotfilters 1 nach außen geformt ist, und Sensorelemente (nicht abgebildet) im Inneren davon bereitgestellt sind. Der Infrarotfilter 1 hat an seiner Innen- und Außenfläche haftende Isolationsschichten (nicht gezeigt) und die Endseite des Infrarotfilters 1 ist mithilfe eines leitfähigen Klebstoffs 5, wie z. B. eines kohlenstoffhaltigen Epoxidharzes, an der Innenseite des Stufenteils 3 geklebt und fixiert.
Außerdem zählt zu anderen Infrarotsensoren einer, von dem in 7 eine Hauptteilkonstruktion gezeigt wird, und ein Infrarotsensor als zweiter Stand der Technik hat einen Infrarotfilter 1 ähnlich dem obigen und einen Gehäusekörper 7, in dem ein Fenster 6 einer rechteckigen Form, wenn in Draufsicht betrachtet, zum Unterbringen des Infrarotfilters 1 gebildet ist. Ferner ist der den Infrarotsensor bildende Infrarotfilter 1 mit dem leitfähigen Klebstoff 5 an der Endseite des Fensters 6 geklebt und fixiert.
Es ist selbstverständlich, dass die jeweils rechteckige Form des Infrarotfilters 1, des Stufenteils 3 und des Fensters 6 nicht ausschließlich ist und eine kreisförmige Form usw. verwendet werden kann.
Beim Kleben und Fixieren der Endseite des Infrarotfilters 1, der den Infrarotsensor gemäß dem ersten und dem zweiten Stand der Technik bildet, und der Innenseite des Stufenteils 3 oder der Endseite des Fensters 6 wird der leitfähige Klebstoff 5 mit einem bekannten Spender (nicht gezeigt) direkt in einen zwischen der Innenseite und der Endseite gebildeten Zwischenraum S eingespritzt oder ein niedrigviskoser leitfähiger Klebstoff 5 wird im Voraus auf die Innenfläche des Gehäusekörpers 4 (7) aufgetragen und dann unter Ausnutzen der Selbstfluidität des leitfähigen Klebstoffs 5 in den Zwischenraum S gegossen. Es ist üblich, dass im Epoxidharz beim Herstellen des leitfähigen Klebstoffs 5 zur Verwendung beim Einspritzen ein hochstrukturierter Kohlenstoff enthalten ist, während im Epoxidharz ein niedrigstrukturierter Kohlenstoff enthalten ist, wenn der niedrigviskose leitfähige Klebstoff 5 zur Verwendung beim Gießen hergestellt wird.
Wenn der leitfähige Klebstoff 5 aber zum Bewirken von Kleben und Fixieren direkt eingespritzt wird, tritt das Problem auf, dass die Konstruktion einer Klebevorrichtung (nicht gezeigt) aus dem Grund, dass es notwendig ist, Positionsgenauigkeit des Zwischenraums S mit Bezug auf den Spender zu sichern, kompliziert und teuer wird. Ferner haftet der leitfähige Klebstoff 5, wenn die Positionsgenauigkeit ungenügend ist, an der Oberfläche des Infrarotfilters 1, wodurch eine Minderung der Sensorfunktion verursacht wird.
Andererseits wird kein mit der Verwendung des Spenders verbundenes Problem verursacht, wenn der niedrigviskose leitfähige Klebstoff 5 zum Bewirken von Kleben und Fixieren gegossen wird. Es kann aber sein, dass der leitfähige Klebstoff 5 unter einigen Betriebsbedingungen nicht in den Zwischenraum S fließt, was eine unzulängliche Abdichtungsbedingung im Infrarotsensor zur Folge hat. Ferner kann, wenn eine große Menge leitfähigen Klebstoffs 5 verwendet wird, um eine zulängliche Abdichtungsbedingung sicherzustellen, der leitfähige Klebstoff 5 zur Oberfläche des Infrarotfilters 1 dringen und an ihr haften, sodass die Sensorfunktion ebenfalls gemindert wird.
Die vorliegende Erfindung wird in Anbetracht dieser Probleme gemacht und hat die Aufgabe, einen Infrarotsensor bereitzustellen, der bei Gießen des leitfähigen Klebstoffs unter Ausnutzen seiner Selbstfluidität eine zulängliche Abdichtungsbedingung sicherstellen kann und bei dem es kein Risiko gibt, dass eine Minderung der Sensorfunktion verursacht wird.
Die vorliegende Erfindung löst diese Probleme mithilfe von Infrarotsensoren nach den unabhängigen Ansprüchen 1 bis 3. Verfahren zum Produzieren der Infrarotsensoren der vorliegenden Erfindung werden von den unabhängigen Ansprüchen 4 bis 6 abgedeckt.
Im Folgenden werden nun beispielhaft Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben. Dabei zeigt:
1 eine Schnittdarstellung in aufgelösten Einzelteilen einer Hauptteilkonstruktion eines Infrarotsensors gemäß einer ersten Ausgestaltung,
2 eine vergrößerte erläuternde Darstellung des Hauptteils,
3 eine Schnittdarstellung in aufgelösten Einzelteilen einer Hauptteilkonstruktion eines Infrarotsensors gemäß einer zweiten Ausgestaltung,
4 eine vergrößerte erläuternde Darstellung des Hauptteils,
5 eine erläuternde Darstellung einer Modifikation des Hauptteils,
6 eine vereinfachte Schnittansicht einer Hauptteilkonstruktion eines Infrarotsensors gemäß einem ersten Stand der Technik, und
7 eine Schnittansicht einer Hauptteilkonstruktion eines Infrarotsensors gemäß einem zweiten Stand der Technik.
In den Zeichnungen werden die folgenden Bezugsnummern verwendet:

1: Infrarotfilter
2, 6: Fenster
3: Stufenteil
4: Gehäusekörper
5: leitfähiger Klebstoff
10: konkaver Nutenteil
S: Zwischenraum

Da die Gesamtkonstruktionen dieser Infrarotsensoren grundlegend die gleichen wie die des Stands der Technik sind, werden Komponenten und Teile in den 1 bis 5, die die gleichen wie die in den 6 und 7 gezeigten sind, mit den gleichen Bezugszeichen angezeigt und eine ausführliche Beschreibung dieser wurde weggelassen.
Der Infrarotsensor gemäß der ersten Ausgestaltung (1) entspricht einem in 1 gezeigten ersten Stand der Technik und hat einen flachen plattenförmigen Infrarotfilter 1 und einen Gehäusekörper 4 aus Metall, in dem durch einen Stufenteil 3 ein Fenster 2 zum Freilegen der Außenseite des Infrarotfilters 1 nach außen geformt ist, und in seinem Inneren sind Sensorelemente (nicht gezeigt) bereitgestellt. Der Infrarotfilter 1, das Fenster 2 und der Stufenteil 3 haben jeweils eine rechteckige Form, wenn in Draufsicht betrachtet, und die Endseite des Infrarotfilters 1 und die Innenseite des Stufenteils 3 sind mit einem leitfähigen Klebstoff 5 geklebt und fixiert.
Als Unterschied zum Stand der Technik sind an der Innenfläche des Gehäusekörpers 4, in der der Stufenteil 3 geformt ist, konkave Nutenteile 10 gebildet, die an der Innenseite des Stufenteils 3 geöffnet sind, und diese konkaven Nutenteile 10 führen den auf die Innenfläche des Gehäusekörpers 4 aufgetragenen leitfähigen Klebstoff 5, der aus einem einen niedrigviskosen leitfähigen Klebstoff, wie z. B. einen niedrigstrukturierten Kohlenstoff, enthaltenden Epoxidharz zusammengesetzt ist, hin zu einem Zwischenraum S, der zwischen der Endseite des Infrarotfilters 1 und der Innenseite des Stufenteils 3 angeordnet ist. Gemäß der Tatsache, dass der Stufenteil 3 die rechteckige Form ähnlich dem Infrarotfilter 1 hat und den leitfähigen Klebstoff 5 in Richtung auf die Eckteile der Endseite des Infrarotfilters 1 einführt, sind diese konkaven Nutenteile 10 an Positionen gebildet, die Eckpositionen des Stufenteils 3 entsprechen.
Es besteht keine Notwendigkeit, die Zahl der konkaven Nutenteile 10 zu begrenzen, und daher werden sie in den Zeichnungen nicht gezeigt.
Außerdem ist es selbstverständlich, wenn es auch aus den Zeichnungen weggelassen wurde, dass eine Querschnittskonfiguration von jedem der konkaven Nutenteile 10 vielleicht nicht die rechteckige Form hat, sondern eine Halbkreisform und eine Dreiecksform sein kann, und die Tiefe von jedem der konkaven Nutenteile 10 beim Annähern an die Innenfläche des Stufenteils 3, die eine Öffnungsfläche ist, tiefer werden kann. Wie in den 1 und 2 gezeigt wird, ist die Bildung der konkaven Nutenteile 10 an Positionen, die den Eckteilen des Stufenteils 3 entsprechen, aus den Prozess- und Montagegründen, dass der Zwischenraum S zwischen dem Infrarotfilter 1 und den Eckteilen des Stufenteils 3 am meisten geschmälert zu sein neigt, am praktischsten.
Wenn die Konstruktion des Infrarotsensors gemäß dieser Ausgestaltung angewendet wird, fließt der auf die Innenfläche des Gehäusekörpers aufgetragene niedrigviskose leitfähige Klebstoff 5 selektiv in die konkaven Nutenteile 10, sodass der in jedem der konkaven Nutenteile 10 entlang fließende leitfähige Klebstoff 5 einen Öffnungsabschnitt erreicht, d. h. den an der Innenseite des Stufenteils 3 geöffneten Öffnungsabschnitt von jedem der konkaven Nutenteile 10, und sich darüber hinaus unter der Einwirkung von Oberflächenspannung zur Endseite des Infrarotfilters 1 auszudehnen beginnt. Der leitfähige Klebstoff 5 kommt nach der Ausdehnung mit der Endseite des Infrarotfilters 1 in Berührung und der leitfähige Klebstoff 5, der mit der Endseite des Infrarotfilters 1 in Berührung gebracht worden ist, wird in den zwischen der Endseite des Infrarotfilters 1 und der Innenseite des Stufenteils 3 angeordneten Zwischenraum S gezogen. Folglich ist der Zwischenraum S völlig mit dem leitfähigen Klebstoff 5 gefüllt, der in ihn geflossen ist, sodass die Endseite des Infrarotfilters 1 und die Innenseite des Stufenteils 3 mithilfe des leitfähigen Klebstoffs 5 vollständig geklebt und fixiert sind.
Im Folgenden wird nun ein Infrarotsensor gemäß einer zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Der Infrarotsensor gemäß der zweiten Ausgestaltung hat eine Konstruktion, die dem in 7 gezeigten zweiten Stand der Technik entspricht, und hat einen Infrarotfilter 1 (3) ähnlich dem obigen und einen Gehäusekörper 7 mit einem Fenster 6, das eine rechteckige Form hat, wenn in Draufsicht betrachtet, zum Unterbringen des Infrarotfilters 1 und zum Freilegen seiner Außenfläche nach außen. Die Endseite des Infrarotfilters 1 und die Endseite des Fensters 6 sind mit einem niedrigviskosen leitfähigen Klebstoff 5 geklebt und fixiert. Außerdem sind an der Innenfläche des Gehäusekörpers 4 am Fenster 6 entlang konkave Nutenteile 11 gebildet, die an der Endseite des Fensters 6 geöffnet sind, und diese konkaven Nutenteile 11 führen den auf die Innenfläche des Gehäusekörpers 4 aufgetragenen niedrigviskosen leitfähigen Klebstoff 5 hin zu einem Zwischenraum S, der zwischen der Endseite des Infrarotfilters 1 und der Endseite des Fensters 6 angeordnet ist.
Im Infrarotsensor gemäß dieser Ausgestaltung haben der Infrarotfilter 1 und das Fenster 6 jeweils die rechteckige Form, wenn in Draufsicht betrachtet, sodass diese konkaven Nutenteile 11 an Ecken gebildet sind, die den Ecken des Fensters 6 an der Innenfläche des Gehäuseteils 4 entsprechen. Die Zahl und die Querschnittskonfiguration dieser konkaven Nutenteile 11 sind aber, ähnlich dem Fall des Infrarotsensors gemäß der ersten Ausgestaltung, nicht begrenzt. In dieser Ausgestaltung ist es selbstverständlich, dass anstelle dieser konkaven Nutenteile 11 Schlitzteile 12 (5) gebildet sein können, obwohl die an der Endseite des Fensters 6 geöffneten konkaven Nutenteile 11 an der Innenfläche des Gehäusekörpers 4 am Fenster 6 entlang gebildet sind, und die Schlitzteile 12 die gleichen Wirkungen wie die der konkaven Nutenteile 11 haben können.
Wenn die Konstruktion gemäß dieser zweiten Ausgestaltung angewendet wird, fließt der auf die Innenfläche des Gehäusekörpers 4 aufgetragene leitfähige Klebstoff 5 auch selektiv in die konkaven Nutenteile 11 (oder Schlitzteile 12) und auf den leitfähigen Klebstoff 5, der den Öffnungsabschnitt von jedem der konkaven Nutenteile 11 (oder Schlitzteile 12) erreicht hat, wirkt Oberflächenspannung, sodass er in den zwischen der Endseite des Infrarotfilters 1 und der Endseite des Fensters 6 angeordneten Zwischenraum S gezogen wird. Folglich wird der Zwischenraum S völlig mit dem leitfähigen Klebstoff 5 gefüllt, der in ihn geflossen ist, sodass die Endseite des Infrarotfilters 1 und die Endseite des Fensters 6 mithilfe des leitfähigen Klebstoffs 5 vollständig geklebt und fixiert werden.
Wie oben beschrieben, wählt beim Infrarotsensor gemäß der vorliegenden Erfindung der Selbstfluidität besitzende leitfähige Klebstoff die konkaven Nutenteile oder Schlitzteile des Gehäusekörpers aus und fließt in sie hinein und füllt den Zwischenraum völlig aus, nachdem er in den konkaven Nutenteilen oder Schlitzteilen entlang geflossen ist. Daher kann ein Gießen des leitfähigen Klebstoffs bei Nutzung seiner Selbstfluidität eine ausreichende Dichtungsbedingung des geklebten und fixierten Infrarotfilters und des Gehäusekörpers gewährleisten, woraus sich der Vorteil ergibt, dass das Auftreten von Problemen, wie eine Minderung der Sensorfunktion, verhindert werden kann.

Claims

Infrarotsensor mit einem flachen plattenförmigen Infrarotfilter (1) und einem Gehäusekörper (4), in dem durch einen Stufenteil (3) ein Fenster (2) zum Freilegen der Außenseite des genannten Infrarotfilters (1) nach außen geformt ist; wobei die Endseite des genannten Infrarotfilters (1) und die Innenseite des genannten Stufenteils (3) geklebt und abgedichtet sind; dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenfläche des genannten Gehäusekörpers (4), in der der genannte Stufenteil (3) geformt ist, konkave Nutenteile (10) gebildet sind, die an der Innenseite des genannten Stufenteils (3) geöffnet sind; wobei der genannte Infrarotfilter (1) und der genannte Stufenteil (3) in Draufsicht jeweils eine rechteckige Form haben, wobei die genannten konkaven Nutenteile (10) an Positionen gebildet sind, die Eckpositionen des genannten Stufenteils (3) entsprechen, und wobei die genannten konkaven Nutenteile (10) Mittel zum Einführen eines auf die Innenfläche des genannten Gehäusekörpers (4) aufgetragenen niedrigviskosen leitfähigen Klebstoffs unter Selbstfluidität in Richtung auf einen zwischen der Endseite des genannten Infrarotfilters (1) und der Innenseite des genannten Stufenteils (3) befindlichen Zwischenraum darstellen, sodass die Endseite des genannten Infrarotfilters (1) und die Innenseite des genannten Stufenteils (3) geklebt und abgedichtet werden.
Infrarotsensor mit einem flachen plattenförmigen Infrarotfilter (1) und einem Gehäusekörper (7), in dem sich ein Fenster (6) zum Unterbringen des genannten Infrarotfilters (1) befindet, wobei die Endseite des genannten Infrarotfilters (1) und die Endseite des genannten Fensters (6) geklebt und abgedichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenfläche des genannten Gehäusekörpers (7) entlang der Endseite des genannten Fensters (6) konkave Nutenteile (11) gebildet sind, die an der Endseite des genannten Fensters (6) geöffnet sind, wobei der genannte Infrarotfilter (1) und das genannte Fenster (6) in Draufsicht jeweils eine rechteckige Form haben, wobei die genannten konkaven Nutenteile (11) an Positionen gebildet sind, die Eckpositionen des genannten Fensters (6) entsprechen, und wobei die genannten konkaven Nutenteile (11) Mittel zum Einführen eines auf die Innenfläche des genannten Gehäusekörpers (7) aufgetragenen niedrigviskosen leitfähigen Klebstoffs unter Selbstfluidität in Richtung auf einen zwischen der Endseite des genannten Infrarotfilters (1) und der Endseite des genannten Fensters (6) befindlichen Zwischenraum darstellen, sodass die Endseite des genannten Infrarotfilters (1) und die Endseite des genannten Fensters (6) geklebt und abgedichtet werden.
Infrarotsensor mit einem flachen plattenförmigen Infrarotfilter (1) und einem Gehäusekörper (7), in dem sich ein Fenster (6) zum Unterbringen des genannten Infrarotfilters (1) befindet, wobei die Endseite des genannten Infrarotfilters (1) und die Endseite des genannten Fensters (6) geklebt und abgedichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass an vorbestimmten Stellen des genannten Gehäusekörpers (7) entlang der Endseite des genannten Fensters (6) Schlitzteile (12) gebildet sind, die an der Endseite des genannten Fensters (7) geöffnet sind, wobei der genannte Infrarotfilter (1) und das genannte Fenster (6) in Draufsicht jeweils eine rechteckige Form haben, wobei die genannten Schlitzteile (12) an Positionen gebildet sind, die Eckpositionen des genannten Fensters (6) entsprechen, und wobei die genannten Schlitzteile (12) Mittel zum Einführen eines auf die Innenfläche des genannten Gehäusekörpers (7) aufgetragenen niedrigviskosen leitfähigen Klebstoffs unter Selbstfluidität in Richtung auf einen zwischen der Endseite des genannten Infrarotfilters (1) und der Endseite des genannten Fensters (6) befindlichen Zwischenraum darstellen, sodass die Endseite des genannten Infrarotfilters (1) und die Endseite des genannten Fensters (6) geklebt und abgedichtet werden.
Verfahren zum Einkleben und Abdichten eines plattenartigen Infrarotfilters (1) in ein rechteckiges Fenster (2), das durch ein rechteckiges Stufenteil (3) eines Gehäusekörpers (4) eines Infrarotsensors geformt ist, umfassend: Auftragen eines niedrigviskosen leitfähigen Klebstoffs (5) auf den Gehäusekörper (4) und Kleben und Abdichten der Endseite des genannten Infrarotfilters (1) und der Innenseite des genannten Stufenteils (3), dadurch gekennzeichnet, dass der niedrigviskose leitfähige Klebstoff an konkaven Rillenteile (10) aufgetragen wird, die an Positionen gebildet sind, die den Eckpositionen des genannten Stufenteils (3) entsprechen, sodass der niedrigviskose leitfähige Klebstoff (5) unter Selbstfluidität in einen Zwischenraum fließt, der sich zwischen der Endseite des genannten Infrarotfilters (1) und der Innenseite des genannten Stufenteils (3) befindet.
Verfahren zum Einkleben und Abdichten eines plattenartigen Infrarotfilters (1) in ein rechteckiges Fenster (2) eines Gehäusekörpers (4) eines Infrarotsensors, umfassend: Auftragen eines niedrigviskosen leitfähigen Klebstoffs (5) auf den Gehäusekörper (4) und Kleben und Abdichten der Endseite des genannten Infrarotfilters (1) und der Innenseite des genannten Fensters (2), dadurch gekennzeichnet, dass der niedrigviskose leitfähige Klebstoff an konkaven Rillenteile (10) aufgetragen wird, die an Positionen gebildet sind, die den Eckpositionen des genannten Fensters (2) entsprechen, sodass der niedrigviskose leitfähige Klebstoff (5) unter Selbstfluidität in einen Zwischenraum fließt, der sich zwischen der Endseite des genannten Infrarotfilters (1) und der Innenseite des genannten Fensters (2) befindet.
Verfahren zum Einkleben und Abdichten eines plattenartigen Infrarotfilters (1) in ein rechteckiges Fenster (2) eines Gehäusekörpers (4) eines Infrarotsensors, umfassend: Auftragen eines niedrigviskosen leitfähigen Klebstoffs (5) auf den Gehäusekörper (4) und Kleben und Abdichten der Endseite des genannten Infrarotfilters (1) und der Innenseite des genannten Fensters (2), dadurch gekennzeichnet, dass der niedrigviskose leitfähige Klebstoff an Schlitzteilen (12) aufgetragen wird, die an Positionen gebildet sind, die den Eckpositionen des genannten Fensters (2) entsprechen, sodass der niedrigviskose leitfähige Klebstoff (5) unter Selbstfluidität in einen Zwischenraum fließt, der sich zwischen der Endseite des genannten Infrarotfilters (1) und der Innenseite des genannten Fensters (2) befindet.