本實用新型涉及熱釋電紅外傳感器封裝技術領域,具體為一種用于人體移動感應的熱釋電紅外傳感器。
背景技術:
當前市面上的熱釋電紅外傳感器及熱釋電紅外感測模塊都是采用傳統(tǒng)封裝工藝制作。如圖1所示,包括有形成封閉結構的管座8和管帽3,封閉結構的外側安裝有一菲涅爾透鏡1,該管帽3的上表面窗口處貼有紅外光學濾光片2,所述封閉結構內設置有紅外光學敏感元件4和固定該紅外光學敏感元件4的支撐部件6,在紅外光學敏感元件4和支撐部件6的下方有電子器件5和固定電子器件5的基板7,基板7上印刷有使各元器件電氣連接的電路,管座8內部向下延伸有三根引腳9a、9b、9c,所述管座8和基板7之間采用回流焊方式實現(xiàn)電氣連接,所述管帽3與管座8之間采用儲能焊方式焊接,對工裝夾具的精密度要求較高,生產工藝復雜,如果焊接工藝參數(shù)控制不當?shù)脑?,焊接強度無法達到要求,氣密性不能保證;并且成本較高,熱釋電紅外感測模塊的封裝面積和體積受到了很多限制,不適合應用在可攜帶產品上。
技術實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點和不足,提供一種熱釋電紅外傳感器,該產品制作方法簡單,且具有較好的抗干擾性能。
本實用新型是通過以下技術方案來實現(xiàn)的:一種熱釋電紅外傳感器,包括管帽,所述管帽上端靠近中間位置開有窗口,所述窗口處設置有濾光片,所述管帽靠近上端外側套裝有菲涅爾透鏡,所述管帽下端開口,且開口處設置有底座,所述底座與管帽共同圍成一個封閉結構,所述封閉結構內設置有電子器件,所述電子器件設置于底座上,所述底座上印刷有電路,所述電子器件與電路電連接,所述底座下端設置有引腳,所述引腳與電路電連接,所述封閉空間內還設置有支撐柱,所述支撐柱下端與底座連接,上端設置有紅外光學敏感元件,所述紅外光學敏感元件與電路電連接,所述管帽下端開口處的內壁設置為臺階孔,所述臺階孔的孔肩向下且位于同一平面內,所述孔肩的下端面上設置有一層軟質高分子材料,所述軟質高分子材料下端的臺階孔內設置有底座,所述底座外緣與臺階孔內壁之間設置有密封膠。
優(yōu)選地,所述質軟高分子材料為聚氨酯膠泥。
優(yōu)選地,所述引腳與底座之間密封連接。
優(yōu)選地,所述底座為PCB板,其上表面印刷有電路,下表面印刷有用于防靜電的通路。
優(yōu)選地,所述管帽由鋁合金材料制成,其經過壓力密封測試,所述的測試壓力為1.3~1.5MPa。
優(yōu)選地,所述封閉結構內氣壓為0.7~0.85MPa,所述濾光片與管帽之間密封連接。
優(yōu)選地,所述封閉結構內填充氮氣。
熱釋電紅外傳感器的制作方法,包括以下步驟:
第一步,準備管帽,再將聚氨酯膠泥涂覆在管帽的臺階孔處,涂抹厚度為1~1.5mm。
第二步,準備底座,在底座上表面印刷電路,并在其下表面印刷通路,將電子器件連入電路中,并固定,在底座下表面印刷通路。
第三步,在第二步所得的底座上端面固定支撐柱,在支撐柱上端固定紅外光學敏感元件,在底座上端面開出3個向下的通孔,在通孔內滴入松香水,然后將引腳插入通孔內并進行錫焊。
第四步,將第三步制得的底座放入管帽的臺階孔內,并向管帽方向擠壓,擠壓壓力為10~15N,持續(xù)3~5s。
第五步,向管帽圍成的空間的內注入溫度為60oC~80oC的氮氣,1s后將紅外光學濾光片安裝在管帽的窗口處,并涂覆密封膠,然后向管帽吹送低溫干燥空氣對其進行降溫,吹送時長為8~10s。
第六步,對第五步所得產品的底座與管帽連接處進行灌封處理,放置30min,在其管帽靠近上端位置外側套裝菲涅爾透鏡,經測試合格,既得成品熱釋電紅外傳感器。
與現(xiàn)有技術相比,本實用新型的有益效果在于:1、管帽與底座的材質采用金屬與PCB板結合使用,避免了全部使用金屬帶來的儲能焊或是其它密封焊工藝,生產工藝簡化。2、不需要復雜的制作程序,無需使用精密的生產機臺,封裝時易對位。3、另外減少了管座的使用,降低了生產成本。4、底座尺寸縮小,封裝面積縮小,生產成本降低。5、管帽與底座通過灌封工藝進行黏結與封合,操作簡便,成本低廉。
附圖說明
圖1為傳統(tǒng)型熱釋電紅外傳感器的結構示意圖;
圖2為本實用新型的封裝結構示意圖;
圖3為本實用新型的主視剖面示意圖;
圖4為A處局部剖面示意圖。
1為菲涅爾透鏡,2為濾光片,3為管帽,4為紅外光學敏感元件,5為電子器件,6為支撐件,7為底座,8A/8B/8C為引腳,9為聚氨酯膠泥,10為第一凸起,11為第二凸起。
具體實施方式
下面結合附圖與具體實施例來對本實用新型進行詳細說明:
實施例 1 如圖2、圖3和圖4所示的熱釋電紅外傳感器,包括管帽3,管帽3由鋁合金材料制成,其經過壓力密封測試,測試壓力為1.5MPa,保證管帽3的側壁不會出現(xiàn)裂縫、氣孔等缺陷,管帽3上端靠近中間位置開有窗口,窗口靠近下端的內壁上設置有臺階,臺階的上表面位于同一平面內,臺階上端的窗口內設置有濾光片2,濾光片2為紅外光學濾光片,它可以是硅基、鍺基、紅外玻璃基、透紅外薄膜基濾光片,并鍍有一層紅外增透膜和截止膜,從而對接收的輻射波進行提純,濾光片2通過密封膠與窗口內壁及臺階上表面密封連接,密封膠選用聚氨酯密封膠,管帽3靠近上端外側還套裝有菲涅爾透鏡1,管帽3靠近下端附近設置有第一凸起10,菲涅爾透鏡1靠近下端位置也設置有第二凸起11,第二凸起11下端設置有開口,第一凸起10位于開口內,從而使管帽3與菲涅爾透鏡1不相對轉動,方便連接。
管帽3下端開口處的內壁設置為臺階孔,所述臺階孔的孔肩向下且位于同一平面內,孔肩的下端面上設置有一層軟質高分子材料9,軟質高分子材料9下端的臺階孔內設置有底座7,底座7設置為PCB板,其上端面印刷有電路,底座3上表面還固定有電子器件5,電子器件5連入電路中,底座7上表面靠近中間位置還固定有支撐柱6,支撐柱6上端固定有紅外光學敏感元件4,支撐柱4上設置有導電元件,從而使紅外光學敏感元件4與電路連通,底座7外緣與臺階孔內壁之間設置有密封膠進行密封連接,軟質高分子材料9選用聚氨酯膠泥,其能夠防止在灌封時將密封膠壓入管帽3與底座7所圍成的空間內。
底座7上端面開有三個向下的通孔,通孔內穿裝有引腳8,分別為第一引腳8a、第二引腳8b、第三引腳8c,引腳8下端延伸至底座7外,上端與電路連通,從而使本實用新型提供的產品能夠同其他設備進行數(shù)據交換。
底座7下端面還印刷有通路,通路與管帽3電連接,從而形成屏蔽層,降低管帽3側面的電磁波對管帽3內部電路的干擾。
底座7、管帽3和濾光片2共同圍成的密閉空間內填充有氮氣,且其氣壓為低于常態(tài)下的大氣壓強,能夠防止各部件氧化,提高紅外線傳播的環(huán)境。
本實用新型提供的產品的制作方法如下:
第一步,準備管帽3,再將聚氨酯膠泥9涂覆在管帽的臺階孔處,涂覆厚度為1~1.5mm。
第二步,準備底座7,在底座7上表面印刷電路,并在其下表面印刷通路,將電子器件5連入電路中,并固定,在底座7下表面印刷通路。
第三步,在第二步所得的底座上端面固定支撐柱6,在支撐柱上端固定紅外光學敏感元件4,在底座7上端面開出三個向下的通孔,在通孔內滴入松香水,然后將引腳8插入通孔內并進行錫焊。
第四步,將第三步制得的底座放入管帽3的臺階孔內,并向管帽3方向擠壓,擠壓壓力為10N,持續(xù)3s。
第五步,向管帽3圍成的空間的內注入溫度為80oC的氮氣,1s后將紅外光學濾光片2安裝在管帽的窗口處,并涂覆密封膠,然后向管帽吹送低溫干燥空氣對其進行降溫,吹送時長為10s。低溫干燥空氣溫度為5oC,能夠快速對管帽3及其附件進行降溫,避免其內部的電器元件損壞。
第六步,對第五步所得產品的底座7與管帽3連接處進行灌封處理,放置30min,在其管帽靠近上端位置外側套裝菲涅爾透鏡1,經測試合格,既得成品熱釋電紅外傳感器。
本實施例所得產品參數(shù)見附表1
實施例 2 如圖2、圖3和圖4所示的熱釋電紅外傳感器,包括管帽3,管帽3由鋁合金材料制成,其經過壓力密封測試,測試壓力為1.5MPa,保證管帽3的側壁不會出現(xiàn)裂縫、氣孔等缺陷,管帽3上端靠近中間位置開有窗口,窗口靠近下端的內壁上設置有臺階,臺階的上表面位于同一平面內,臺階上端的窗口內設置有濾光片2,濾光片2為紅外光學濾光片,它可以是硅基、鍺基、紅外玻璃基、透紅外薄膜基濾光片,并鍍有一層紅外增透膜和截止膜,從而對接收的輻射波進行提純,濾光片2通過密封膠與窗口內壁及臺階上表面密封連接,密封膠選用聚氨酯密封膠,管帽3靠近上端外側還套裝有菲涅爾透鏡1,管帽3靠近下端附近設置有第一凸起10,菲涅爾透鏡1靠近下端位置也設置有第二凸起11,第二凸起11下端設置有開口,第一凸起10位于開口內,從而使管帽3與菲涅爾透鏡1不相對轉動,方便連接。
管帽3下端開口處的內壁設置為臺階孔,所述臺階孔的孔肩向下且位于同一平面內,孔肩的下端面上設置有一層軟質高分子材料9,軟質高分子材料9下端的臺階孔內設置有底座7,底座7設置為PCB板,其上端面印刷有電路,底座3上表面還固定有電子器件5,電子器件5連入電路中,底座7上表面靠近中間位置還固定有支撐柱6,支撐柱6上端固定有紅外光學敏感元件4,支撐柱4上設置有導電元件,從而使紅外光學敏感元件4與電路連通,底座7外緣與臺階孔內壁之間設置有密封膠進行密封連接,軟質高分子材料9選用聚氨酯膠泥,其能夠防止在灌封時將密封膠壓入管帽3與底座7所圍成的空間內。
底座7上端面開有三個向下的通孔,通孔內穿裝有引腳8,分別為第一引腳8a、第二引腳8b、第三引腳8c,引腳8下端延伸至底座7外,上端與電路連通,從而使本實用新型提供的產品能夠同其他設備進行數(shù)據交換。
底座7下端面還印刷有通路,通路與管帽3電連接,從而形成屏蔽層,降低管帽3側面的電磁波對管帽3內部電路的干擾。
底座7、管帽3和濾光片2共同圍成的密閉空間內填充有氮氣,且其氣壓低于大氣壓強,能夠防止各部件氧化,提高紅外線傳播的環(huán)境。
本實用新型提供的產品的制作方法如下:
第一步,準備管帽3,再將聚氨酯膠泥9涂覆在管帽的臺階孔處,涂覆厚度為1~1.5mm。
第二步,準備底座7,在底座7上表面印刷電路,并在其下表面印刷通路,將電子器件5連入電路中,并固定,在底座7下表面印刷通路。
第三步,在第二步所得的底座上端面固定支撐柱6,在支撐柱上端固定紅外光學敏感元件4,在底座7上端面開出三個向下的通孔,在通孔內滴入松香水,然后將引腳8插入通孔內并進行錫焊。
第四步,將第三步制得的底座放入管帽3的臺階孔內,并向管帽3方向擠壓,擠壓壓力為10N,持續(xù)3s。
第五步,向管帽3圍成的空間的內注入溫度為75oC的氮氣,1s后將紅外光學濾光片2安裝在管帽的窗口處,并涂覆密封膠,然后向管帽吹送低溫干燥空氣對其進行降溫,吹送時長為9s。低溫干燥空氣溫度為5oC,能夠快速對管帽3及其附件進行降溫,避免其內部的電器元件損壞。
第六步,對第五步所得產品的底座7與管帽3連接處進行灌封處理,放置30min,在其管帽靠近上端位置外側套裝菲涅爾透鏡1,經測試合格,既得成品熱釋電紅外傳感器。
實施例 3 如圖2、圖3和圖4所示的熱釋電紅外傳感器,包括管帽3,管帽3由鋁合金材料制成,其經過壓力密封測試,測試壓力為1.5MPa,保證管帽3的側壁不會出現(xiàn)裂縫、氣孔等缺陷,管帽3上端靠近中間位置開有窗口,窗口靠近下端的內壁上設置有臺階,臺階的上表面位于同一平面內,臺階上端的窗口內設置有濾光片2,濾光片2為紅外光學濾光片,它可以是硅基、鍺基、紅外玻璃基、透紅外薄膜基濾光片,并鍍有一層紅外增透膜和截止膜,從而對接收的輻射波進行提純,濾光片2通過密封膠與窗口內壁及臺階上表面密封連接,密封膠選用聚氨酯密封膠,管帽3靠近上端外側還套裝有菲涅爾透鏡1,管帽3靠近下端附近設置有第一凸起10,菲涅爾透鏡1靠近下端位置也設置有第二凸起11,第二凸起11下端設置有開口,第一凸起10位于開口內,從而使管帽3與菲涅爾透鏡1不相對轉動,方便連接。
管帽3下端開口處的內壁設置為臺階孔,所述臺階孔的孔肩向下且位于同一平面內,孔肩的下端面上設置有一層軟質高分子材料9,軟質高分子材料9下端的臺階孔內設置有底座7,底座7設置為PCB板,其上端面印刷有電路,底座3上表面還固定有電子器件5,電子器件5連入電路中,底座7上表面靠近中間位置還固定有支撐柱6,支撐柱6上端固定有紅外光學敏感元件4,支撐柱4上設置有導電元件,從而使紅外光學敏感元件4與電路連通,底座7外緣與臺階孔內壁之間設置有密封膠進行密封連接,軟質高分子材料9選用聚氨酯膠泥,其能夠防止在灌封時將密封膠壓入管帽3與底座7所圍成的空間內。
底座7上端面開有三個向下的通孔,通孔內穿裝有引腳8,分別為第一引腳8a、第二引腳8b、第三引腳8c,引腳8下端延伸至底座7外,上端與電路連通,從而使本實用新型提供的產品能夠同其他設備進行數(shù)據交換。
底座7下端面還印刷有通路,通路與管帽3電連接,從而形成屏蔽層,降低管帽3側面的電磁波對管帽3內部電路的干擾。
底座7、管帽3和濾光片2共同圍成的密閉空間內填充有氮氣,且其氣壓低于大氣壓強,能夠防止各部件氧化,提高紅外線傳播的環(huán)境。
本實用新型提供的產品的制作方法如下:
第一步,準備管帽3,再將聚氨酯膠泥9涂覆在管帽的臺階孔處,涂覆厚度為1~1.5mm。
第二步,準備底座7,在底座7上表面印刷電路,并在其下表面印刷通路,將電子器件5連入電路中,并固定,在底座7下表面印刷通路。
第三步,在第二步所得的底座上端面固定支撐柱6,在支撐柱上端固定紅外光學敏感元件4,在底座7上端面開出三個向下的通孔,在通孔內滴入松香水,然后將引腳8插入通孔內并進行錫焊。
第四步,將第三步制得的底座放入管帽3的臺階孔內,并向管帽3方向擠壓,擠壓壓力為10N,持續(xù)3s。
第五步,向管帽3圍成的空間的內注入溫度為70oC的氮氣,1s后將紅外光學濾光片2安裝在管帽的窗口處,并涂覆密封膠,然后向管帽吹送低溫干燥空氣對其進行降溫,吹送時長為9s。低溫干燥空氣溫度為5oC,能夠快速對管帽3及其附件進行降溫,避免其內部的電器元件損壞。
第六步,對第五步所得產品的底座7與管帽3連接處進行灌封處理,放置30min,在其管帽靠近上端位置外側套裝菲涅爾透鏡1,經測試合格,既得成品熱釋電紅外傳感器。
實施例 4 如圖2、圖3和圖4所示的熱釋電紅外傳感器,包括管帽3,管帽3由鋁合金材料制成,其經過壓力密封測試,測試壓力為1.5MPa,保證管帽3的側壁不會出現(xiàn)裂縫、氣孔等缺陷,管帽3上端靠近中間位置開有窗口,窗口靠近下端的內壁上設置有臺階,臺階的上表面位于同一平面內,臺階上端的窗口內設置有濾光片2,濾光片2為紅外光學濾光片,它可以是硅基、鍺基、紅外玻璃基、透紅外薄膜基濾光片,并鍍有一層紅外增透膜和截止膜,從而對接收的輻射波進行提純,濾光片2通過密封膠與窗口內壁及臺階上表面密封連接,密封膠選用聚氨酯密封膠,管帽3靠近上端外側還套裝有菲涅爾透鏡1,管帽3靠近下端附近設置有第一凸起10,菲涅爾透鏡1靠近下端位置也設置有第二凸起11,第二凸起11下端設置有開口,第一凸起10位于開口內,從而使管帽3與菲涅爾透鏡1不相對轉動,方便連接。
管帽3下端開口處的內壁設置為臺階孔,所述臺階孔的孔肩向下且位于同一平面內,孔肩的下端面上設置有一層軟質高分子材料9,軟質高分子材料9下端的臺階孔內設置有底座7,底座7設置為PCB板,其上端面印刷有電路,底座3上表面還固定有電子器件5,電子器件5連入電路中,底座7上表面靠近中間位置還固定有支撐柱6,支撐柱6上端固定有紅外光學敏感元件4,支撐柱4上設置有導電元件,從而使紅外光學敏感元件4與電路連通,底座7外緣與臺階孔內壁之間設置有密封膠進行密封連接,軟質高分子材料9選用聚氨酯膠泥,其能夠防止在灌封時將密封膠壓入管帽3與底座7所圍成的空間內。
底座7上端面開有三個向下的通孔,通孔內穿裝有引腳8,分別為第一引腳8a、第二引腳8b、第三引腳8c,引腳8下端延伸至底座7外,上端與電路連通,從而使本實用新型提供的產品能夠同其他設備進行數(shù)據交換。
底座7下端面還印刷有通路,通路與管帽3電連接,從而形成屏蔽層,降低管帽3側面的電磁波對管帽3內部電路的干擾。
底座7、管帽3和濾光片2共同圍成的密閉空間內填充有氮氣,且其氣壓低于常態(tài)下的大氣壓強,能夠防止各部件氧化,提高紅外線傳播的環(huán)境。
本實用新型提供的產品的制作方法如下:
第一步,準備管帽3,再將聚氨酯膠泥9涂覆在管帽的臺階孔處,涂覆厚度為1~1.5mm。
第二步,準備底座7,在底座7上表面印刷電路,并在其下表面印刷通路,將電子器件5連入電路中,并固定,在底座7下表面印刷通路。
第三步,在第二步所得的底座上端面固定支撐柱6,在支撐柱上端固定紅外光學敏感元件4,在底座7上端面開出三個向下的通孔,在通孔內滴入松香水,然后將引腳8插入通孔內并進行錫焊。
第四步,將第三步制得的底座放入管帽3的臺階孔內,并向管帽3方向擠壓,擠壓壓力為10N,持續(xù)3s。
第五步,向管帽3圍成的空間的內注入溫度為65oC的氮氣,1s后將紅外光學濾光片2安裝在管帽的窗口處,并涂覆密封膠,然后向管帽吹送低溫干燥空氣對其進行降溫,吹送時長為8s。低溫干燥空氣溫度為5oC,能夠快速對管帽3及其附件進行降溫,避免其內部的電器元件損壞。
第六步,對第五步所得產品的底座7與管帽3連接處進行灌封處理,放置30min,在其管帽靠近上端位置外側套裝菲涅爾透鏡1,經測試合格,既得成品熱釋電紅外傳感器。
實施例 5 如圖2、圖3和圖4所示的熱釋電紅外傳感器,包括管帽3,管帽3由鋁合金材料制成,其經過壓力密封測試,測試壓力為1.5MPa,保證管帽3的側壁不會出現(xiàn)裂縫、氣孔等缺陷,管帽3上端靠近中間位置開有窗口,窗口靠近下端的內壁上設置有臺階,臺階的上表面位于同一平面內,臺階上端的窗口內設置有濾光片2,濾光片2為紅外光學濾光片,它可以是硅基、鍺基、紅外玻璃基、透紅外薄膜基濾光片,并鍍有一層紅外增透膜和截止膜,從而對接收的輻射波進行提純,濾光片2通過密封膠與窗口內壁及臺階上表面密封連接,密封膠選用聚氨酯密封膠,管帽3靠近上端外側還套裝有菲涅爾透鏡1,管帽3靠近下端附近設置有第一凸起10,菲涅爾透鏡1靠近下端位置也設置有第二凸起11,第二凸起11下端設置有開口,第一凸起10位于開口內,從而使管帽3與菲涅爾透鏡1不相對轉動,方便連接。
管帽3下端開口處的內壁設置為臺階孔,所述臺階孔的孔肩向下且位于同一平面內,孔肩的下端面上設置有一層軟質高分子材料9,軟質高分子材料9下端的臺階孔內設置有底座7,底座7設置為PCB板,其上端面印刷有電路,底座3上表面還固定有電子器件5,電子器件5連入電路中,底座7上表面靠近中間位置還固定有支撐柱6,支撐柱6上端固定有紅外光學敏感元件4,支撐柱4上設置有導電元件,從而使紅外光學敏感元件4與電路連通,底座7外緣與臺階孔內壁之間設置有密封膠進行密封連接,軟質高分子材料9選用聚氨酯膠泥,其能夠防止在灌封時將密封膠壓入管帽3與底座7所圍成的空間內。
底座7上端面開有三個向下的通孔,通孔內穿裝有引腳8,分別為第一引腳8a、第二引腳8b、第三引腳8c,引腳8下端延伸至底座7外,上端與電路連通,從而使本實用新型提供的產品能夠同其他設備進行數(shù)據交換。
底座7下端面還印刷有通路,通路與管帽3電連接,從而形成屏蔽層,降低管帽3側面的電磁波對管帽3內部電路的干擾。
底座7、管帽3和濾光片2共同圍成的密閉空間內填充有氮氣,且其氣壓低于常態(tài)下的大氣壓強,能夠防止各部件氧化,提高紅外線傳播的環(huán)境。
本實用新型提供的產品的制作方法如下:
第一步,準備管帽3,再將聚氨酯膠泥9涂覆在管帽的臺階孔處,涂覆厚度為1~1.5mm。
第二步,準備底座7,在底座7上表面印刷電路,并在其下表面印刷通路,將電子器件5連入電路中,并固定,在底座7下表面印刷通路。
第三步,在第二步所得的底座上端面固定支撐柱6,在支撐柱上端固定紅外光學敏感元件4,在底座7上端面開出三個向下的通孔,在通孔內滴入松香水,然后將引腳8插入通孔內并進行錫焊。
第四步,將第三步制得的底座放入管帽3的臺階孔內,并向管帽3方向擠壓,擠壓壓力為10N,持續(xù)3s。
第五步,向管帽3圍成的空間的內注入溫度為60oC的氮氣,1s后將紅外光學濾光片2安裝在管帽的窗口處,并涂覆密封膠,然后向管帽吹送低溫干燥空氣對其進行降溫,吹送時長為8s。低溫干燥空氣溫度為5oC,能夠快速對管帽3及其附件進行降溫,避免其內部的電器元件損壞。
第六步,對第五步所得產品的底座7與管帽3連接處進行灌封處理,放置30min,在其管帽靠近上端位置外側套裝菲涅爾透鏡1,經測試合格,既得成品熱釋電紅外傳感器。
附表1