用於非製冷紅外傳感器真空封裝的管殼結構及紅外傳感器封裝結構的製作方法

2024-03-06 21:36:15

本發明涉及一種用於非製冷紅外傳感器真空封裝的管殼結構及紅外傳感器封裝結構，屬於真空封裝技術領域。

背景技術：

目前的非製冷紅外傳感器採用的封裝工藝一般為將晶片放置在管殼的真空腔體內，通過打線結構與管腳相連，再將光窗焊接在管殼上，完成紅外傳感器的封裝。現有技術中採用真空封裝以消除封裝環境氣體熱對流對傳感器性能的影響。為了保證傳感器的性能，目前一般是採用在管殼的真空腔中貼裝tec（半導體製冷器）以減少熱對傳感器的影響。由於現有的半導體製冷器安裝在管殼的真空腔體中，tec帶來的放氣量會影響管殼的真空腔體，目前主要是通過在管殼的真空腔體中設置吸氣劑以減少對真空腔體的影響。

技術實現要素：

本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種用於非製冷紅外傳感器真空封裝的管殼結構及紅外傳感器封裝結構，能夠避免半導體製冷器安裝在真空腔體內所帶來的放氣量，同時減小了管殼真空腔體的內表面積，從而延長了腔體有效真空度的維持時間，提高了傳感器的使用壽命。

按照本發明提供的技術方案，所述用於非製冷紅外傳感器真空封裝的管殼結構，包括管殼主體，其特徵是：在所述管殼主體的外側底部焊接半導體熱電晶粒，在半導體熱電晶粒的下方焊接熱面陶瓷板；在所述管殼主體的底部焊接tec工作引腳，以引出半導體製冷器工作所需的正負極。

所述紅外傳感器封裝結構，包括管殼主體，管殼主體上具有真空腔體，真空腔體上設置光窗，真空腔體內安裝晶片，真空腔體內還設置有吸氣劑，管殼主體上連接管腳，晶片通過打線連接管腳；其特徵是：在所述管殼主體的外側底部焊接半導體熱電晶粒，在半導體熱電晶粒的下方焊接熱面陶瓷板；在所述管殼主體的底部焊接tec工作引腳，以引出半導體製冷器工作所需的正負極。

所述用於非製冷紅外傳感器真空封裝的管殼結構的製作方法，其特徵是，包括：

（1）選擇陶瓷作為管殼主體的材料，管殼主體採用低溫共燒結工藝製成；

（2）在管殼主體的外側底部做出適合的金屬化圖形，以此底部作為冷麵；

（3）在金屬化圖形處加焊料，焊上半導體熱電晶粒；

（4）選擇陶瓷板作為熱面，在陶瓷板的表面做出適合的金屬化圖形，在半導體熱電晶粒的下表面加焊料，將熱面陶瓷板與半導體熱電晶粒焊上；

（5）將成型的tec工作引腳焊接至管殼主體上，引出半導體製冷器工作所需的正負極。

本發明將tec（半導體製冷器）從通常的管殼的內腔貼裝，轉移集成到管殼主體的外側底部，冷麵與管殼底主體部成為一體。由於tec安裝在管殼主體的真空腔體的外部，能夠避免半導體製冷器安裝在真空腔體內所帶來的放氣量，同時減小了管殼真空腔體的內表面積，從而延長了腔體有效真空度的維持時間，提高了傳感器的使用壽命。

附圖說明

圖1為本發明所述紅外傳感器封裝結構的結構示意圖。

圖2-1～圖2-4為所述用於非製冷紅外傳感器真空封裝的管殼結構的製作流程示意圖，其中：

附圖標記說明：1-管殼主體、2-真空腔體、3-光窗、4-晶片、5-吸氣劑、6-管腳、7-半導體熱電晶粒、8-熱面陶瓷板、9-tec工作引腳。

具體實施方式

下面結合具體附圖對本發明作進一步說明。

如圖1所示，本發明所述紅外傳感器封裝結構包括管殼主體1，管殼主體1上具有真空腔體2，真空腔體2上設置光窗3，真空腔體2內安裝晶片4，真空腔體2內還設置有吸氣劑5，管殼主體1上連接管腳6，晶片4通過打線連接管腳6；在所述管殼主體1的外側底部焊接半導體熱電晶粒7，在半導體熱電晶粒7的下方焊接熱面陶瓷板8；另外，在所述管殼主體1的底部焊接tec工作引腳9，以引出半導體製冷器工作所需的正負極。

圖2-1～圖2-4所示，所述用於非製冷紅外傳感器真空封裝的管殼結構的製作過程包括：

（1）選擇陶瓷作為管殼主體1的材料，管殼主體1採用現有常規的低溫共燒結工藝製成；

（2）在管殼主體1的外側底部做出適合的金屬化圖形，以此底部作為冷麵；

（3）在金屬化圖形處加焊料，焊上半導體熱電晶粒7；

（4）選擇陶瓷板作為熱面，在陶瓷板的表面做出適合的金屬化圖形，在半導體熱電晶粒的下表面加焊料，將熱面陶瓷板與半導體熱電晶粒焊上；

（5）將成型的tec工作引腳9焊接至管殼主體1上，引出半導體製冷器工作所需的正負極。

本發明將tec（半導體製冷器）從通常的管殼的內腔貼裝，轉移集成到管殼主體的外側底部，冷麵與管殼底主體部成為一體。由於tec安裝在管殼主體的真空腔體的外部，能夠避免半導體製冷器安裝在真空腔體內所帶來的放氣量，同時減小了管殼真空腔體的內表面積，從而延長了腔體有效真空度的維持時間，提高了傳感器的使用壽命。