專利名稱：多芯片浸沒熱敏電阻紅外探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及對輻射敏感的器件領(lǐng)域，具體是一種在同一浸沒透鏡上浸沒多個(gè)芯片的多芯片浸沒熱敏電阻紅外探測器。
背景技術(shù)：
紅外探測器是紅外紅外光電儀器的核心部件，一般是一片平面敏感輻射的芯片，為了防止污染和損壞，常用一塊能透過紅外輻射的平板窗口及管殼封裝。為了提高器件的性能，可以把封裝窗口改換成透鏡，也可以把透鏡與芯片膠接起來，構(gòu)成浸沒型紅外探測器。熱敏電阻紅外探測器是以錳、鈷、鎳氧化物多晶半導(dǎo)體為材料的紅外器件，具有寬廣的光譜響應(yīng)和室溫使用的優(yōu)點(diǎn)，且具有很好的可靠性，至今還應(yīng)用在多種人造衛(wèi)星姿態(tài)控制儀特別是地平儀中。在使用中，常將電路連成一片芯片接受輻射，而另一片芯片不接受輻射的橋式電路(請參閱附圖1，附圖1為常用的熱敏電阻紅外探測器主元件和補(bǔ)元件以及偏壓電源構(gòu)成的橋式電路)。不接受輻射的芯片通常稱為補(bǔ)償元件，用來補(bǔ)償環(huán)境溫度的變化。即在不同的環(huán)境溫度下，接受輻射的主元件和不接受輻射的補(bǔ)元件的靜態(tài)電阻值二者保持相同。以往開發(fā)的浸沒型熱敏電阻紅外探測器，其主元件浸沒在浸沒透鏡的平面中央，而為了工藝上的操作方便，把補(bǔ)償元件置于管殼內(nèi)的某部位上，這樣就帶來了溫度補(bǔ)償不夠充分，以及主、補(bǔ)元件的批次不同而帶來的在不同溫度下其主、補(bǔ)元件阻值不同的問題。引發(fā)了橋式電路的S點(diǎn)的直流電位在不同環(huán)境下為非零的不同值，繼而影響整機(jī)工作的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中諸如單單是主元件浸沒在浸沒透鏡上而帶來的溫度補(bǔ)償不充分問題，提供在同一浸沒透鏡上浸沒有多個(gè)芯片的浸沒熱敏電阻紅外探測器。
本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案來達(dá)到其目的本多芯片浸沒熱敏電阻紅外探測器，包括浸沒透鏡、管殼和引線柱。在浸沒透鏡上浸沒有熱敏電阻芯片，并密封在管殼內(nèi)，芯片的引出線通過引線柱引出管殼，而本實(shí)用新型的特征是在同一浸沒透鏡上浸沒有多個(gè)熱敏電阻芯片。例如，其主元件浸沒在浸沒透鏡平面的中央，而補(bǔ)償元件浸沒在浸沒透鏡平面的遠(yuǎn)離中央部位，并在該遠(yuǎn)離浸沒透鏡平面中央的浸沒芯片部位的浸沒介質(zhì)與浸沒透鏡平面之間置有反射層，將由浸沒透鏡的球面方向射來的輻射反射回去，使補(bǔ)償元件接受不到輻射而在電路中起到補(bǔ)償環(huán)境溫度變化的作用。本實(shí)用新型提供了主、補(bǔ)元件各一的雙芯片浸沒熱敏電阻紅外探測器，主、補(bǔ)元件各二的四芯片浸沒熱敏電阻紅外探測器和四象限排列的四芯片浸沒熱敏電阻紅外探測器的實(shí)施例。
本實(shí)用新型具有如下的有益效果1.本實(shí)用新型克服了主元件浸沒于浸沒透鏡上，而補(bǔ)元件置于管殼內(nèi)某部位上而引起的溫度補(bǔ)償不夠充分的問題。本實(shí)用新型主、補(bǔ)元件都浸沒在浸沒透鏡上，所用的浸沒介質(zhì)相同，熱沉都是浸沒透鏡，其芯片熱容和熱導(dǎo)都非常一致，所以溫度補(bǔ)償可以非常充分。
2.本實(shí)用新型所采用的主、補(bǔ)元件芯片是同批次的芯片，所以其材料常數(shù)是同一個(gè)數(shù)值。而錳、鈷、鎳氧化物多晶半導(dǎo)體熱敏電阻紅外探測器電阻值取決于芯片的溫度和材料常數(shù)。所以在某相同溫度下選取的多個(gè)芯片，由于材料常數(shù)的一致，在其他溫度下其阻值也將一致。這樣就保證了橋式電路中主、補(bǔ)元件阻值的匹配的穩(wěn)定性，并避免了給后級電路由于輸入端的電阻值匹配變異而帶來的困擾。
3.本實(shí)用新型主、補(bǔ)元件各二的四芯片浸沒熱敏電阻紅外探測器的實(shí)施，更為整機(jī)帶來了極大的方便。整機(jī)對于選定的探測器經(jīng)過各種復(fù)雜的環(huán)境試驗(yàn)，專項(xiàng)測試和光學(xué)校正。萬一裝上整機(jī)的器件失效，撤換探測器的工作量是很大的。一般探測器只是某一芯片性能超標(biāo)或失效，而主、補(bǔ)元件各二的四芯片浸沒熱敏電阻紅外探測器為整機(jī)提供了充足的備份。當(dāng)某片芯片失效，只要在電路中將備份切換上就可以了，又省去了卸裝新探測器的工作。另外，由于備份與工作芯片的性能一致性，又省去了整機(jī)重新定標(biāo)的巨大工作量。對整機(jī)可靠性上也將提高檔次。
4.本實(shí)用新型四象限排列四芯片浸沒熱敏電阻紅外探測器，由于四個(gè)芯片性能的一致性，能監(jiān)視外界某空間四個(gè)象限的背景，當(dāng)某象限中有移動輻射體時(shí)，四象限的平衡即告破壞。而這種探測器作為入侵報(bào)警器的敏感器件是十分方便的。


圖1為常用的熱敏電阻紅外探測器主元件和補(bǔ)元件以及偏置電源構(gòu)成的橋式電路示意圖。
圖2為本實(shí)用新型熱敏芯片浸沒示意圖。
圖3為本實(shí)用新型第一實(shí)施例，主、補(bǔ)元件各一的雙芯片浸沒熱敏電阻紅外探測器浸沒芯片示意圖。
圖4為本實(shí)用新型第二實(shí)施例，主、補(bǔ)元件各二的四芯片浸沒熱敏電阻紅外探測器浸沒芯片示意圖。
圖5為本實(shí)用新型第三實(shí)施例，四象限排列四芯片浸沒熱敏電阻紅外探測器浸沒芯片示意圖。
圖6為本實(shí)用新型一種金反射膜圖形示意圖。
圖7為本實(shí)用新型多芯片浸沒型熱敏電阻紅外探測器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施方式作詳細(xì)說明。本實(shí)用新型是在同一浸沒透鏡上浸沒有多個(gè)熱敏電阻芯片，并密封在管殼內(nèi)，芯片引出線通過引出柱引出管殼。在補(bǔ)償元件芯片部位的浸沒介質(zhì)與浸沒透鏡之間置有金反射層。
請參閱諸附圖常用的熱敏電阻紅外探測器接受輻射敏感的主元件1和補(bǔ)償溫度作用的補(bǔ)元件2以及偏置電源3和4常聯(lián)成橋式電路。以給后級電路補(bǔ)償由于輸入端的電阻值變異而帶來的麻煩。
所說的浸沒透鏡5，其接受輻射的球面上涂有抗反增透涂層6，并置于一個(gè)包邊環(huán)14中，進(jìn)行雙面對中以求機(jī)械軸與光軸的同軸。主元件浸沒在浸沒透鏡平面的中心，浸沒透鏡5與熱敏芯片1之間順次有高熔點(diǎn)介質(zhì)7、低熔點(diǎn)介質(zhì)8。熱敏芯片1就在低熔點(diǎn)介質(zhì)8熔化而高熔點(diǎn)介質(zhì)7未熔化時(shí)浸沒到浸沒透鏡5上，且由于高熔點(diǎn)介質(zhì)7的存在保證熱敏芯片1與浸沒透鏡5之間絕緣結(jié)合。其電極引線9過渡到對應(yīng)的引線柱上引出管殼，其外層用灌封膠灌封。補(bǔ)償元件浸沒在浸沒透鏡平面的遠(yuǎn)離中央部位上，在浸沒透鏡5與補(bǔ)償元件2之間順序排列有金反射層13，高熔點(diǎn)介質(zhì)12，低熔點(diǎn)介質(zhì)11，其電極引線過渡到對應(yīng)的引線柱上引出管殼，其最外面用灌封材料10灌封。在浸沒透鏡包邊環(huán)14和浸沒透鏡之間涂有密封膠15。
所說的熱敏芯片浸沒到浸沒透鏡上后，被密封在管殼內(nèi)。具體是在浸沒透鏡包邊環(huán)14和外殼18接觸處用密封圈16密封，在墊塊17和電極引出座22與墊片20之間加入密封圈19進(jìn)行密封。在外殼18內(nèi)部，密封圈16、包邊環(huán)14、墊塊17、電極引出座22、密封圈19、墊片20順序排列緊湊，后面再用螺環(huán)21鎖緊再外殼18上。
本實(shí)用新型提供以下實(shí)施例。
實(shí)施例1，主、補(bǔ)元件各一的雙芯片浸沒熱敏電阻紅外探測器。在所說的浸沒透鏡5上，位于浸沒透鏡的平面中央浸沒有一個(gè)熱敏電阻芯片，為主元件1。而在浸沒透鏡平面的遠(yuǎn)離中央部位浸沒有另一個(gè)熱敏電阻芯片，為補(bǔ)償元件2。并在該遠(yuǎn)離浸沒透鏡平面中央的浸沒芯片部位的浸沒介質(zhì)與浸沒透鏡平面之間置有金反射層13。然后將浸沒有熱敏芯片的浸沒透鏡密封在管殼內(nèi)，而芯片電極引線過渡到相應(yīng)的引線柱上導(dǎo)出管殼。這種探測器采用主、補(bǔ)元件同批次、同厚度、同面積、同阻值、同熱沉，其熱容與熱導(dǎo)都非常一致，材料常數(shù)也一致。所以保證了橋式電路中主、補(bǔ)元件在不同溫度下其阻值的匹配良好，給后級電路帶來了方便。
實(shí)施例2，主、補(bǔ)元件各二的四芯片浸沒熱敏電阻紅外探測器。在所說的浸沒透鏡5上，位于浸沒透鏡的平面中央并排浸沒有二個(gè)熱敏電阻芯片，為主元件1。而在浸沒透鏡平面的遠(yuǎn)離中央部位并排浸沒有另二個(gè)熱敏電阻芯片，為補(bǔ)償元件2。并在該遠(yuǎn)離浸沒透鏡平面中央的浸沒芯片部位的浸沒介質(zhì)與浸沒透鏡平面之間置有金反射層13。然后將浸沒有熱敏芯片的浸沒透鏡密封在管殼內(nèi)，而芯片電極引線過渡到相應(yīng)的引線柱上導(dǎo)出管殼。這種探測器有了二個(gè)主元件1和二個(gè)補(bǔ)元件2，提供了充足的備份，對探測器本身及整機(jī)的可靠性提供了有益效果。
實(shí)施例3，四象限排列的四芯片熱敏電阻紅外探測器。在所說的浸沒透鏡5的平面中央，成四象限排列浸沒有四個(gè)熱敏芯片1，由于四個(gè)芯片性能的一致性，能監(jiān)視外界某空間四個(gè)象限分割的背景。當(dāng)某象限中有移動輻射體時(shí)，四象限的平衡喪失而探測到該對應(yīng)象限中有入侵對象。這種探測器作為入侵警報(bào)器的敏感器件是十分方便的。
綜上所述，本實(shí)用新型多芯片浸沒熱敏電阻紅外探測器其探測性能高、溫度補(bǔ)償充分、電阻匹配優(yōu)良，有的備份充沛，使用方便，十分適用于報(bào)警器、衛(wèi)星姿態(tài)控制、熱輻射測量、鐵路熱軸檢測等場合。
下面列出幾個(gè)試制探測器的性能表
權(quán)利要求1.一種多芯片浸沒熱敏電阻紅外探測器，包括浸沒透鏡、管殼和引線柱，在浸沒透鏡上浸沒有熱敏電阻芯片，并密封在管殼內(nèi)，芯片引出線通過引線柱引出管殼，其特征在于，在同一浸沒透鏡上浸沒有多個(gè)熱敏電阻芯片。
2.如權(quán)利要求1所述的多芯片浸沒熱敏電阻紅外探測器，其特征在于，在所說的浸沒透鏡上，位于透鏡的平面中央浸沒有一個(gè)熱敏電阻芯片；而在浸沒透鏡平面的遠(yuǎn)離中央部位浸沒有另一個(gè)熱敏電阻芯片，并在該遠(yuǎn)離浸沒透鏡平面中央的浸沒芯片部位的浸沒介質(zhì)與浸沒透鏡平面之間置有金反射層。
3.如權(quán)利要求1所述的多芯片浸沒熱敏電阻紅外探測器，其特征在于，在所說的浸沒透鏡上，位于透鏡的平面中央并排浸沒有二個(gè)熱敏電阻芯片；而在浸沒透鏡平面的遠(yuǎn)離中央部位浸沒有另二個(gè)熱敏電阻芯片，并在該遠(yuǎn)離浸沒透鏡平面中央的浸沒芯片部位的浸沒介質(zhì)與浸沒透鏡平面之間置有金反射層。
4.如權(quán)利要求1所述的多芯片浸沒熱敏電阻紅外探測器，其特征在于，在所說的浸沒透鏡上，位于浸沒透鏡的平面中央，成四象限排列浸沒有四個(gè)熱敏電阻芯片。
5.如權(quán)利要求1所述的多芯片浸沒熱敏電阻紅外探測器，其特征在于所說的熱敏電阻芯片，在同一探測器中，采用同批次、同面積、同厚度、同阻值的熱敏電阻芯片。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種多芯片浸沒熱敏電阻紅外探測器。在同一浸沒透鏡上浸沒有多個(gè)熱敏電阻芯片，并密封在管殼內(nèi)，芯片引出線通過引線柱引出管殼。在補(bǔ)償元件芯片部位的浸沒介質(zhì)與浸沒透鏡之間置有金反射層。本實(shí)用新型并提供了諸如主、補(bǔ)元件各一的雙芯片浸沒，主、補(bǔ)元件各二的四芯片浸沒，四象限排列的四芯片浸沒熱敏電阻紅外探測器等實(shí)施例。本實(shí)用新型的探測器其溫度補(bǔ)償十分充分，電阻匹配十分優(yōu)良，可靠性備份十分充足，使用方式十分方便。作為報(bào)警器、衛(wèi)星姿態(tài)控制、鐵路熱軸檢測等方面的敏感器件應(yīng)用十分合適。
文檔編號G01N21/35GK2643319SQ03279058
公開日2004年9月22日 申請日期2003年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月29日
發(fā)明者蔡愚, 費(fèi)來建 申請人:上海德福光電技術(shù)有限公司