新型熱敏電阻紅外輻射傳感器的製作方法
2024-01-30 01:52:15
專利名稱：新型熱敏電阻紅外輻射傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及半導體器件，特別是對紅外線、光、較短波長、電磁波或微粒子等輻射敏感以及利用輻射能轉換為電能或電能控制的半導體器件。
錳、鈷、鎳氧化物測輻射熱計又稱為「熱敏電阻紅外輻射傳感器」，也有稱作「熱敏電阻紅外探測器」的，它是一種溫度敏感元件，當熱輻射投射到熱敏材料上時，引起材料溫度升高，其電阻隨之變化，人們可利用這種特性來測定熱輻射。錳、鈷、鎳氧化物半導體屬負溫度係數的熱敏電阻，它的溫度係數約4％／℃左右，比金屬大約高出一個數量級，所以用它製成的測輻射熱計的靈敏度比金屬的要高的多，它對輻射波長無選擇性，室溫下工作，使用方便，可靠性、穩定性好。目前常見的熱敏電阻紅外輻射傳感器有浸沒型和固體襯底型兩種，浸沒型的性能優於固體襯底型，但其價格昂貴，而固體襯底型的熱敏電阻紅外輻射傳感器，雖用了補償元件，對環境溫度的起伏給予一定的補償，但補償不夠，使用上易產生零位漂移，並且目前所見的熱敏電阻紅外輻射傳感器，都只有一個靈敏元，這對諸如報警器等採用平衡探測的裝置來說，其使用就十分困難。
本實用新型的目的是提供一種價廉的能適用於諸如報警器等採用平衡探測裝置的熱敏電阻紅外輻射傳感器。
本實用新型的目的是這樣來實現的採用一般熱敏電阻紅外輻射傳感器的固體襯底型結構，具有襯底、窗口、絕緣管腳和殼體，還具有做成對稱的雙象元的敏感晶片，每個象元呈矩形，二個象元的矩形長邊相鄰，中間有一個象元大小的間隔。晶片由錳、鈷、鎳金屬氧化物多晶材料做成，晶片厚度為10～15微米。傳感器還具有通帶為6.5～14微米的濾光片，濾光片兼作傳感器的窗口，濾光片的底材料由矽單晶做成。傳感器還具有金屬園筒形管帽和管座組成的殼體，晶片表面鍍有增加吸收響應波段輻射的塗層。
本實用新型與現有技術相比，具有如下優點和積極效果本實用新型雙象元熱敏電阻紅外輻射傳感器，可通過一定的光學系統鑑視兩個相鄰的視埸，並有適中的阻抗便於與電子線路相匹配，因傳感器的晶片粘合同一襯底上，在熱學上結構相同，其對稱性良好，特別適合於平衡探測的使用。在報警器電路部分與傳感器對一定背景視埸調好平衡後，當入侵者進入傳感器的二個視埸之一，因入侵者本身的紅外輻射使本傳感器失去平衡而產生信號，報警器便發出信號報警。另外由於6.5～14微米濾光片的使用，濾去了可見波段的幹擾，提高了可靠性，並用增加象元的長方向來增加入射功率。本實用新型採用簡潔的殼體、襯底材料也用廉價的玻璃，而使傳感器結構簡單緊湊，製造方便而價廉。
本實用新型的具體結構由以下的實施例及其附圖給出。
圖1是本實用新型提出的熱敏電阻紅外輻射傳感器的剖面圖，圖2是傳感器的晶片俯視圖。
本實用新型的傳感器包括帶通為6.5～14微米的濾光片1，它兼起窗口的作用，濾光片粘合在開有方孔的管帽5上，管帽5呈園筒型，外徑為8.4毫米，與管帽5匹配的管座6有三個與管座相絕緣的管腳7，另有一個管腳與管座相通。雙象元的敏感晶片3通過襯底4粘合在管座6上，晶片表面鍍有增加吸收響應波段輻射的塗層2。
做成雙象元的敏感晶片1，內含二個形狀和大小完全相同的象元9和11，每個象元呈矩形，二個象元的矩形長邊相鄰，中間有一個象元大小的間隔。象元長13為0.5～2.0毫米，象元寬14為0.25～1.0毫米，象元的電極位於長邊方位，敏感晶片的二個象元各有一個電極引至管座的對應絕緣管腳，即象元8的電極8，象元11的電極12引到管座的對應絕緣管腳。其中間的公共電極10，則引到另一個絕緣管腳。管座6另有一隻管腳接通外殼，電極8、10、12各有一個引線15，電極是通過各自的引線連至絕緣管腳的，在響應波內，本實用新型的探測率為5×107釐米赫1／2瓦－1水平，噪聲優於0.10伏瓦－1。
本實用新型設計人推薦的最佳象元尺寸為第一例象元長0.5毫米，象元寬0.25毫米；第二例象元長1.4毫米，象元寬0.7毫米；第三例象元長2.0毫米，象元寬1.0毫米。以適應不同視埸，輻射能量及傳感器偏置電壓不同的情況。
權利要求1.一種熱敏電阻紅外輻射傳感器，具有襯底，窗口，絕緣管腳和殼體，其特徵在於(1)還具有做成雙象元的敏感晶片3，每個象元呈矩形，二個象元的矩形長邊相鄰，中間有一個象元大小的間隔，晶片由錳鈷、鎳金屬氧化物多晶材料做成，晶片厚度為10～15微米，(2)還具有帶通為6·5～14微米的濾光片1，濾光片兼作傳感器的窗口，濾光片的底材料由矽單晶做成，(3)還具有由外徑為8·4毫米的金屬園筒形管帽5和管座6組成殼體，(4)晶片表面鍍有增加吸收響應波段輻射的塗層。
2.根據權力要求1所述的熱敏電阻紅外輻射傳感器，其特徵在於所述的敏感晶片每象元長13為0.5～2毫米，象元寬14為0.25～1毫米，象元的電極位於長邊方位，敏感晶片的二個象元各有一個電極引至對應絕緣管腳，其中間的公共電極引至另一絕緣管腳，另有一個管腳接通外殼。
專利摘要本實用新型提供了一種雙象元熱敏電阻紅外輻射傳感器，它具有對稱的雙象元的熱敏電阻感晶片，和具有帶通為6.5～14微米的濾光片，整個傳感器被封裝在一個金屬圓筒形殼體內。它可以用來監視二個相鄰的視場，其對稱性良好。特別適合於在平衡探測報警器中使用。它濾掉了可見波段的幹擾，結構簡單緊湊，價廉且製造方便。
文檔編號G01J5/20GK2033153SQ8821151
公開日1989年2月22日 申請日期1988年3月1日 優先權日1988年3月1日
發明者曹在國 申請人:山東淄博無線電八廠