セイコーＮＰＣ、制御アンプ内蔵のサーモパイル型多素子赤外線センサーチップを開発
６４素子（８×８）素子、２５６（１６×１６）素子制御アンプ搭載
サーモパイル型赤外線センサチップを開発
セイコーＮＰＣ株式会社（略称：ＮＰＣ、本社： 東京都中央区日本橋兜町１５番６号、代表取締役社長： 五味 佳文）は、赤外線センサとＣＭＯＳ ＩＣを融合した新規半導体プロセスを開発し、制御アンプ内蔵のサーモパイル型多素子赤外線センサの試作に成功しました。本技術の開発により一般に高価である多素子赤外線センサが安価で実現可能になり、従来では採用が困難であった機器への応用が期待できます。
近年、エアコンの制御により快適な室内の温度環境の実現、夜間の安全を保つための監視等に、より安価で応答速度の速い多素子赤外線センサが求められています。
ＮＰＣは制御論理回路および、アナログ信号回路とサーモパイル型赤外線センサを、全て同一シリコンチップ上に集積可能にするために、モリゲート（Ｒ） ＣＭＯＳ（＊１）プロセスとＭＥＭＳプロセスを一貫工程で製造できる新規半導体製造プロセスを開発しました。本プロセスで試作された６４（８×８）素子および、２５６（１６×１６）素子のサーモパイル型多素子赤外線センサは、１チップ化により従来複数のチップで製品化されていたものに比べ、Ｓ／Ｎ比が４倍に向上し、加えて、安価な缶パッケージに実装することが可能になりました。さらに、微弱なセンサ出力を低雑音で増幅する新方式のアンプをセンサと同一チップ上に集積することで、外来ノイズの影響を受けなくなりました。
６４（８×８）素子および、２５６（１６×１６）素子のサーモパイル型多素子赤外線センサ試作品の特長は、以下の通りです。
（１）センサ素子の出力レベルが２倍に向上。また、新アンプを搭載したことにより、雑音レベルが半分以下になり、トータルＳ／Ｎ指標が向上。その結果、１秒間隔の体温測定が０．２℃の誤差で測定可能
（２）高速応答が可能。６４素子の試作品では毎秒１０フレームの速度で±０．５℃での温度監視が可能
（３）２０倍から２００倍までのレンジ調整が外部からのソフト制御により可能で、最適な温度レンジを設定し、温度測定が可能
（４）センサチップにはバンドギャップ型温度センサが内蔵されており、ＩＣチップの温度が測定可能
（５）１チップ化によりモジュールの実装密度が向上し、安価なＴ０－５の缶パッケージに６４（８×８）素子までを実装することが可能。なお、２５６（１６×１６）素子品についてはＴＯ－８のパッケージでの試作を予定
非接触、高画素で温度測定が可能なサーモパイル型多素子赤外線センサは単なる人体検知ではなく、犬などの他の動物との区別をすることが可能になります。また、広い範囲での温度分布を正確に測定できるようになり、従来にない用途への可能性を広げました。
ＮＰＣでは、今後もより使いやすく安価で高性能のサーモパイル型多素子赤外線センサ商品の早期実現をめざして行きます。
＊１．「モリゲート（Ｒ）」はセイコーＮＰＣ株式会社の登録商標です。
本開発は、株式会社アイ・エイチ・アイ・エアロスペース（本社：東京都江東区豊洲３－１－１豊洲ＩＨＩビル、社長：浅井達朗）より技術導入したＭＥＭＳ技術を活用したサーモパイル型赤外線センサを発展させたものです。
［試作品６４（８×８）素子品の主な特長］
・高速応答、高感度、低ノイズ
・倍率可変プリアンプ（２０倍～２００倍）により、広い温度レンジの測定が可能
・小さなＳｉレンズ付ＴＯ－５パッケージで、６４（８×８）素子＋４アンプを実現
・１アンプ出力－８ｐｉｎ実装／４アンプ出力－１２ｐｉｎ実装両対応（４アンプ並列出力による高速化が可能）
・チョッピング制御スイッチ内蔵
・消費電力：０．６～０．７ｍＡ （１出力）、２．１～２．５ｍＡ （４出力）
・入力換算ノイズ密度：６０ｎＶ／√Ｈｚ程度（センサ＋アンプ２００Ｈｚ～）
アンプのみ：２５ｎＶ／√Ｈｚ以下（２００Ｈｚ～）、３００ｎＶ／√Ｈｚ以下（１Ｈｚ～）
・バンドギャップ型温度センサ内蔵
・応答速度 熱時定数：３～４ｍｓ
［主な用途］
・セキュリティ機器
・防災機器
・エアコン
・簡易サーモグラフィー装置
・電子レンジ
［量産予定時期］
・１６×１６、８×８素子製品：２００７年度下期
［お問い合わせ先］
セイコーＮＰＣ株式会社
営業部商品技術課
ＴＥＬ：０３－６６６７－６６０１
ＦＡＸ：０３－６６６７－６６１１
Ｅｍａｉｌ：sales@npc.co.jp
◇ＮＰＣは、１９７５年に設立、操業を開始したセイコーグループの半導体ＩＣ専業メーカーです。