[发明专利]用于非制冷红外传感器真空封装的管壳结构及红外传感器封装结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于非制冷红外传感器真空封装的管壳结构及红外传感器封装结构，属于真空封装技术领域。

背景技术

目前的非制冷红外传感器采用的封装工艺一般为将芯片放置在管壳的真空腔体内，通过打线结构与管脚相连，再将光窗焊接在管壳上，完成红外传感器的封装。现有技术中采用真空封装以消除封装环境气体热对流对传感器性能的影响。为了保证传感器的性能，目前一般是采用在管壳的真空腔中贴装TEC（半导体制冷器）以减少热对传感器的影响。由于现有的半导体制冷器安装在管壳的真空腔体中，TEC带来的放气量会影响管壳的真空腔体，目前主要是通过在管壳的真空腔体中设置吸气剂以减少对真空腔体的影响。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种用于非制冷红外传感器真空封装的管壳结构及红外传感器封装结构，能够避免半导体制冷器安装在真空腔体内所带来的放气量，同时减小了管壳真空腔体的内表面积，从而延长了腔体有效真空度的维持时间，提高了传感器的使用寿命。

按照本发明提供的技术方案，所述用于非制冷红外传感器真空封装的管壳结构，包括管壳主体，其特征是：在所述管壳主体的外侧底部焊接半导体热电晶粒，在半导体热电晶粒的下方焊接热面陶瓷板；在所述管壳主体的底部焊接TEC工作引脚，以引出半导体制冷器工作所需的正负极。

所述红外传感器封装结构，包括管壳主体，管壳主体上具有真空腔体，真空腔体上设置光窗，真空腔体内安装芯片，真空腔体内还设置有吸气剂，管壳主体上连接管脚，芯片通过打线连接管脚；其特征是：在所述管壳主体的外侧底部焊接半导体热电晶粒，在半导体热电晶粒的下方焊接热面陶瓷板；在所述管壳主体的底部焊接TEC工作引脚，以引出半导体制冷器工作所需的正负极。

所述用于非制冷红外传感器真空封装的管壳结构的制作方法，其特征是，包括：

（1）选择陶瓷作为管壳主体的材料，管壳主体采用低温共烧结工艺制成；

（2）在管壳主体的外侧底部做出适合的金属化图形，以此底部作为冷面；

（3）在金属化图形处加焊料，焊上半导体热电晶粒；

（4）选择陶瓷板作为热面，在陶瓷板的表面做出适合的金属化图形，在半导体热电晶粒的下表面加焊料，将热面陶瓷板与半导体热电晶粒焊上；

（5）将成型的TEC工作引脚焊接至管壳主体上，引出半导体制冷器工作所需的正负极。

本发明将TEC（半导体制冷器）从通常的管壳的内腔贴装，转移集成到管壳主体的外侧底部，冷面与管壳底主体部成为一体。由于TEC安装在管壳主体的真空腔体的外部，能够避免半导体制冷器安装在真空腔体内所带来的放气量，同时减小了管壳真空腔体的内表面积，从而延长了腔体有效真空度的维持时间，提高了传感器的使用寿命。

附图说明

图1为本发明所述红外传感器封装结构的结构示意图。

图2-1～图2-4为所述用于非制冷红外传感器真空封装的管壳结构的制作流程示意图，其中：

附图标记说明：1-管壳主体、2-真空腔体、3-光窗、4-芯片、5-吸气剂、6-管脚、7-半导体热电晶粒、8-热面陶瓷板、9-TEC工作引脚。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明所述红外传感器封装结构包括管壳主体1，管壳主体1上具有真空腔体2，真空腔体2上设置光窗3，真空腔体2内安装芯片4，真空腔体2内还设置有吸气剂5，管壳主体1上连接管脚6，芯片4通过打线连接管脚6；在所述管壳主体1的外侧底部焊接半导体热电晶粒7，在半导体热电晶粒7的下方焊接热面陶瓷板8；另外，在所述管壳主体1的底部焊接TEC工作引脚9，以引出半导体制冷器工作所需的正负极。

图2-1～图2-4所示，所述用于非制冷红外传感器真空封装的管壳结构的制作过程包括：

（1）选择陶瓷作为管壳主体1的材料，管壳主体1采用现有常规的低温共烧结工艺制成；

（2）在管壳主体1的外侧底部做出适合的金属化图形，以此底部作为冷面；

（3）在金属化图形处加焊料，焊上半导体热电晶粒7；

（4）选择陶瓷板作为热面，在陶瓷板的表面做出适合的金属化图形，在半导体热电晶粒的下表面加焊料，将热面陶瓷板与半导体热电晶粒焊上；

（5）将成型的TEC工作引脚9焊接至管壳主体1上，引出半导体制冷器工作所需的正负极。

本发明将TEC（半导体制冷器）从通常的管壳的内腔贴装，转移集成到管壳主体的外侧底部，冷面与管壳底主体部成为一体。由于TEC安装在管壳主体的真空腔体的外部，能够避免半导体制冷器安装在真空腔体内所带来的放气量，同时减小了管壳真空腔体的内表面积，从而延长了腔体有效真空度的维持时间，提高了传感器的使用寿命。