專利名稱：紅外探測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紅外探測(cè)器，尤其涉及一種用于非接觸溫度檢測(cè)和人體檢測(cè)的紅外探測(cè)器。
諸如圖8和圖9所示的紅外探測(cè)器是一種用于溫度檢測(cè)、人體檢測(cè)或類似檢測(cè)的常規(guī)紅外探測(cè)器。
該紅外探測(cè)器50具有紅外探測(cè)元件1；襯底2；場(chǎng)效應(yīng)晶體管12，其裝在襯底2上；襯墊3a和3b，它們保留一空間以在紅外探測(cè)元件1和襯底2之間放置場(chǎng)效應(yīng)晶體管12；管座(stem)11，它具有三根輸出引線4a、4b和4c，用于輸出紅外探測(cè)元件1產(chǎn)生的電壓；以及外殼5，它具有一透明窗9。
如圖4所示，紅外探測(cè)元件1是通過(guò)在熱電構(gòu)件1a的正面提供電極8a(圖4(a))并在其反面提供電極8b和8c(圖4(b))而形成的，其中熱電構(gòu)件呈板狀，材料選自有機(jī)材料硫酸甘氨酸(glycinium sulfate)以及無(wú)機(jī)材料鉭酸鋰-鈦酸鉛和鈮酸鍶-鋇或類似材料。
關(guān)于襯底2，通常使用氧化鋁之類的陶瓷或玻璃-環(huán)氧樹(shù)脂之類的塑料合成材料。場(chǎng)效應(yīng)晶體管12被安裝在襯底2上，以便與襯底2之上表面提供的電路和電極(未示出)電氣連接。襯底2中有孔2a(圖8)，輸出引線4a、4b和4c從孔中穿過(guò)，可與管座11電氣連接。
襯墊3a和3b被安放在襯底2上，其維持的高度可以容納場(chǎng)效應(yīng)晶體管12。每個(gè)襯墊3a和3b都是通過(guò)在一陶瓷構(gòu)件13周圍從其上表面到側(cè)面再到下表面環(huán)繞電極6而形成的。
上述常規(guī)的紅外探測(cè)器是按如下方法制造的。先在襯底2上施加一種焊劑，然后將襯墊3a和3b依次放在焊劑上，進(jìn)行回流焊接。隨后，在襯墊3a和3b上施加一種導(dǎo)電漿料，并將紅外探測(cè)元件1放置在導(dǎo)電漿料上。通過(guò)熱處理烘干導(dǎo)電漿料。如此裝配各個(gè)部件。然后，把通過(guò)襯墊3a和3b與襯底2相連的紅外探測(cè)元件1放在帶透明窗9的外殼5內(nèi)，并用某種封裝方式將外殼5和管座11相互焊接在一起，從而獲得紅外探測(cè)器50。
但是，上述常規(guī)紅外探測(cè)器所用的兩個(gè)襯墊3a和3b不能通過(guò)保持預(yù)定的位置關(guān)系而被方便地分別安裝在襯底2的預(yù)定位置上。因此，需要用一些麻煩的操作來(lái)保持定位準(zhǔn)確度，這會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)率下降。
如果如此安裝紅外探測(cè)器，即為了減少分別安裝襯墊3a和3b時(shí)的困難而同時(shí)安裝兩個(gè)襯墊3a和3b，那么制造設(shè)備會(huì)復(fù)雜化，并且制造成本也會(huì)增加。
各個(gè)部件是通過(guò)依次放在管座11上而彼此相連的。因此，襯墊3a、3b與紅外探測(cè)元件1的位置會(huì)發(fā)生變化(未橫向?qū)?zhǔn))，并且由于襯墊3a和3b高度的變化以及為粘合襯墊3a、3b和紅外探測(cè)元件1所施加的導(dǎo)電漿料不均勻，高度方向也會(huì)發(fā)生變化。這些位置的變化會(huì)使外界光特性變差，從而使探測(cè)特性變差。
本發(fā)明旨在解決上述問(wèn)題，其目的是提供一種紅外探測(cè)器，該紅外探測(cè)器的襯墊安裝操作更方便，制造成本低，減少了襯墊高度的變化，提高了定位準(zhǔn)確性，并具有良好的外界光特性。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種紅外探測(cè)器，它包括一管座；一襯底，它被放置在管座上；一場(chǎng)效應(yīng)晶體管，它被安裝在襯底上；一襯墊，用于在襯底和下述紅外探測(cè)元件之間保留一空間，可安放場(chǎng)效應(yīng)晶體管；一紅外探測(cè)元件，它被安裝在襯底上，其間裝有襯墊，紅外探測(cè)元件所處的平面位置疊加在安裝場(chǎng)效應(yīng)晶體管的位置上，紅外探測(cè)元件與襯底上的電極等電氣連接；以及一外殼，它具有一透明窗，外殼與所述管座一同形成一空間以容納各個(gè)部件，其中所述襯墊被整體構(gòu)造，具有可容納所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管的空間。在該紅外探測(cè)器中，具有空間以容納場(chǎng)效應(yīng)晶體管的構(gòu)件整體構(gòu)成被用作襯墊放置在襯底上。因此避免了使用多個(gè)襯墊時(shí)易于發(fā)生的襯墊高度的變化以及襯墊與紅外探測(cè)元件之間的不對(duì)準(zhǔn)，同時(shí)又保留了容納場(chǎng)效應(yīng)晶體管的空間。由此改善了外界光特性。另外，與放置多個(gè)襯墊的情況相比，簡(jiǎn)化了安裝該襯墊的操作，從而降低了生產(chǎn)成本。
依照本發(fā)明的另一方面，提高了一種紅外探測(cè)器，它包括一管座；一襯墊，它被安置在管座上，襯墊用于保留一空間，安放下述場(chǎng)效應(yīng)晶體管；一襯底，它被安置在襯墊上；一場(chǎng)效應(yīng)晶體管，它被安裝在襯底的下表面上，位于襯墊所保留的空間中；一紅外探測(cè)元件，它被安裝在襯底上，與襯底上的電極等電氣連接；以及一外殼，它具有一透明窗，外殼與管座一同形成一空間，可以容納各個(gè)部件，其中襯墊被整體構(gòu)造，具有可容納所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管的空間。
該紅外探測(cè)器具有這樣的結(jié)構(gòu)，即在管座上放置一個(gè)襯墊，然后將下表面裝有場(chǎng)效應(yīng)晶體管的襯底和紅外探測(cè)元件依次放置在襯墊上。關(guān)于襯墊，它使用一具有空間以容納場(chǎng)效應(yīng)晶體管12的整體構(gòu)件。因此避免了使用多個(gè)襯墊時(shí)易于發(fā)生的襯墊高度的變化以及襯墊與紅外探測(cè)元件之間的不對(duì)準(zhǔn)，同時(shí)又保留了容納場(chǎng)效應(yīng)晶體管的空間。由此提高了外界光特性。另外，與放置多個(gè)襯墊的情況相比，簡(jiǎn)化了安裝該襯墊的操作，從而降低了生產(chǎn)成本。
在本發(fā)明的紅外探測(cè)器中，制成了用于保留空間以容納場(chǎng)效應(yīng)晶體管的襯墊，它具有整體構(gòu)造，因此避免了襯墊高度的變化和不對(duì)準(zhǔn)，簡(jiǎn)化了襯墊的安裝。


圖1是表示本發(fā)明一實(shí)施例的紅外探測(cè)器的解析透視圖。
圖2是表示本發(fā)明實(shí)施例的紅外探測(cè)器的正視截面圖。
圖3是表示本發(fā)明實(shí)施例的紅外探測(cè)器中所用襯墊的透視圖。
圖4(a)和4(b)示出了表示本發(fā)明實(shí)施例的紅外探測(cè)器中所用的紅外探測(cè)元件；圖4(a)是其正面結(jié)構(gòu)的俯視圖；而圖4(b)是其反面結(jié)構(gòu)的仰視圖。
圖5是依照本發(fā)明構(gòu)成紅外探測(cè)器的另一例襯墊的透視圖。
圖6是表示本發(fā)明另一例的紅外探測(cè)器的正視截面圖。
圖7是表示本發(fā)明另一例的紅外探測(cè)器中所用襯墊的透視圖。
圖8是常規(guī)紅外探測(cè)器的解析透視圖。
圖9是常規(guī)紅外探測(cè)器的正視截面圖。
以下將詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，尤其關(guān)于它的特征。圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的紅外探測(cè)器的解析透視圖，而圖2是該紅外探測(cè)器的正視截面圖。
該紅外探測(cè)器20具有紅外探測(cè)元件1；襯底2；場(chǎng)效應(yīng)晶體管12，其裝在襯底2上；襯墊10，它保留一空間用以在紅外探測(cè)元件1和襯底2之間放置場(chǎng)效應(yīng)晶體管12；管座11，它具有三根輸出引線4a、4b和4c，用于輸出紅外探測(cè)元件1中產(chǎn)生的電壓；以及外殼5，它具有一透明窗9。
與上述常規(guī)紅外探測(cè)器的一樣，紅外探測(cè)元件1是通過(guò)在熱電構(gòu)件1a的正面提供電極8a(圖4(a))并在其反面提供電極8b和8c(圖4(b))而形成的，其中熱電構(gòu)件呈板狀，材料選自有機(jī)材料硫酸甘氨酸(glycmium sulfate)以及無(wú)機(jī)材料鉭酸鋰-鈦酸鉛和鈮酸鍶-鋇或類似材料。
關(guān)于襯底2，與上述常規(guī)紅外探測(cè)器的情況相同，通常使用氧化鋁之類的陶瓷或玻璃-環(huán)氧樹(shù)脂之類的塑料合成材料。場(chǎng)效應(yīng)晶體管12被安裝在襯底2上，以便與襯底2之上表面提供的電路和電極(未示出)電氣連接。襯底2中有孔2a(圖1)，輸出引線4a、4b和4c從孔中穿過(guò)，可與管座11電氣連接。
如圖3所示，在該紅外探測(cè)器20中，襯墊10是一矩形板狀整體，由玻璃-環(huán)氧樹(shù)脂或類似材料制成，在構(gòu)件14的中心有一中心孔15(在本實(shí)施例中為一矩形孔)。中心孔15的大小足以容納安裝在襯底2上表面的場(chǎng)效應(yīng)晶體管12。
在襯墊10的正反面上形成由銅箔構(gòu)成的接合區(qū)(電極)16，以便與紅外探測(cè)元件1和襯底2上的電極之類電氣連接。另外，在襯墊10的側(cè)面形成通孔17。襯墊10的厚度必須相對(duì)場(chǎng)效應(yīng)晶體管12的高度有所增加。但是，如果考慮要縮小紅外探測(cè)器10的大小，那么就希望對(duì)襯墊10的厚度加以限制。
襯墊10的結(jié)構(gòu)不限于此。具有不同的整體結(jié)構(gòu)并能保留空間以便容納場(chǎng)效應(yīng)晶體管12的其他襯墊10也是適用的。例如如圖5所示，該結(jié)構(gòu)成平面狀，帶有一個(gè)U狀矩形的凹槽18。
襯墊10的形狀不限于矩形板，襯墊10可以呈其他各種不同的形狀。另外，對(duì)用于保留空間以便容納場(chǎng)效應(yīng)晶體管12的中心孔15的形狀以及凹槽18的形狀也沒(méi)有特殊的限制。中心孔15可以制成細(xì)長(zhǎng)孔或矩形孔，而凹槽18可以制成普通的半圓形，這樣俯視時(shí)襯墊的形狀為U形。
襯墊10不必總是由一種材料構(gòu)成的整體。襯墊10可以是不同材料構(gòu)成的整體構(gòu)件。另外，可以用不同的使上下表面間電氣連接的方法來(lái)代替上述接合區(qū)與通孔的組合方法。
如下所述，通過(guò)裝配上述各部件來(lái)制造紅外探測(cè)器20。首先，將襯墊10放在襯底2上并與其上的焊料或?qū)щ娬澈蟿┙佑|。然后，使襯墊10與紅外探測(cè)元件1相互連接。對(duì)襯墊10與紅外探測(cè)元件1之間的連接方法沒(méi)有特殊的限制。但是，用一種新方法代替常規(guī)的將襯底2、襯墊10和紅外探測(cè)元件1依次放在管座11上的方法可以提高生產(chǎn)率，例如可先用導(dǎo)電粘合劑使一母體襯墊(它由多個(gè)襯墊陣列構(gòu)成，可被切割成所需的大小)與一母體元件相連，然后用切割等方法將連體構(gòu)件切割成許多大小合適的單元。
隨后，將通過(guò)襯墊10與襯底2相連的紅外探測(cè)元件1放在具有透明窗9的外殼5中，并用某種封裝方式將外殼5和管座11焊接在一起，從而制得紅外探測(cè)器20。
在如此構(gòu)造的紅外探測(cè)器20中，由于把具有空間以容納場(chǎng)效應(yīng)晶體管12的整體構(gòu)件用作襯墊10放置在襯底2上，所以可以避免使用多個(gè)襯墊時(shí)易于發(fā)生的襯墊高度的變化以及襯墊與紅外探測(cè)元件之間的不對(duì)準(zhǔn)，同時(shí)保持了容納場(chǎng)效應(yīng)晶體管的空間，從而可以提高外界光特性。另外，與放置多個(gè)襯墊的情況相比，簡(jiǎn)化了安裝該襯墊的操作，從而降低了生產(chǎn)成本。
圖6示出了表示本發(fā)明第二實(shí)施例的紅外探測(cè)器30，其中場(chǎng)效應(yīng)晶體管12被安放在襯底2的下表面。
該紅外探測(cè)器30的構(gòu)造方法如下。襯墊10a(圖7)放在管座11上，襯墊10a具有一中心孔1 5a，其中有一容納場(chǎng)效應(yīng)晶體管12的空間。襯底2放在襯墊10a上，其上表面裝有一紅外探測(cè)元件1，下表面裝有場(chǎng)效應(yīng)晶體管12。襯底2與管座11之間和襯底2與紅外探測(cè)元件1之間都建立了電氣連接。這些部件都被容納在具有三根輸出引線4a、4b和4d的管座11和具有透明窗9的外殼5之間。場(chǎng)效應(yīng)晶體管12被放置在襯墊10a的中心孔15a中，并與襯底2的下表面相連。
如圖7所示，襯墊10a具有如下結(jié)構(gòu)，在構(gòu)件14a的中心形成一個(gè)可以容納場(chǎng)效應(yīng)晶體管12的中心孔15a(在本實(shí)施例中為一矩形孔)，構(gòu)件14a是一塊由玻璃-環(huán)氧樹(shù)脂襯底或類似物構(gòu)成的矩形板。在襯墊10a形成引線穿孔15b，可使輸出引線4a、4b和4c穿過(guò)襯墊10a。襯墊10a的形狀不限于矩形板狀，它可以選擇其他不同的形狀。對(duì)保留空間以便容納場(chǎng)效應(yīng)晶體管12的中心孔15a的形狀沒(méi)有特殊的限制。中心孔15a可以制成圓孔或細(xì)長(zhǎng)孔，或者可以具有切口結(jié)構(gòu)。
在該紅外探測(cè)器30中，在紅外探測(cè)元件1的反面印刷和施加一種為襯底2建立電氣連接的導(dǎo)電粘合劑19，使紅外探測(cè)元件1與襯底2相互粘合在一起，從而通過(guò)導(dǎo)電粘合劑19在其間建立電氣連接。
同樣在襯底2之下表面裝有場(chǎng)效應(yīng)晶體管12的情況下，具有空間以容納場(chǎng)效應(yīng)晶體管12的整體構(gòu)件被用作襯墊10a放置在襯底2上，因此避免了使用多個(gè)襯墊時(shí)易于發(fā)生的襯墊高度的變化以及襯墊與紅外探測(cè)元件之間的不對(duì)準(zhǔn)，同時(shí)又保留了容納場(chǎng)效應(yīng)晶體管的空間，由此提高了外界光特性。另外，與放置多個(gè)襯墊的情況相比，簡(jiǎn)化了安裝該襯墊的操作，從而降低了生產(chǎn)成本。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例；不脫離本發(fā)明的范圍可以就管座、外殼或場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形狀和結(jié)構(gòu)，或者襯底或紅外探測(cè)元件的結(jié)構(gòu)等對(duì)本發(fā)明實(shí)施其他不同應(yīng)用的變化，如上所述，在本發(fā)明第一方面的紅外探測(cè)器中，具有空間以容納場(chǎng)效應(yīng)晶體管12的整體構(gòu)件被用作襯墊10a放置在襯底2上，因此避免了使用多個(gè)襯墊時(shí)易于發(fā)生的襯墊高度的變化以及襯墊與紅外探測(cè)元件之間的不對(duì)準(zhǔn)，同時(shí)又保留了容納場(chǎng)效應(yīng)晶體管的空間，由此提高了外界光特性。另外，與放置多個(gè)襯墊的情況相比，簡(jiǎn)化了安裝該襯墊的操作，從而降低了生產(chǎn)成本。
本發(fā)明第二方面的紅外探測(cè)器具有這樣的結(jié)構(gòu)，即在管座上放置一個(gè)襯墊，然后將下表面裝有場(chǎng)效應(yīng)晶體管的襯底和紅外探測(cè)元件依次放置在襯墊上。關(guān)于襯墊，它使用一具有空間以容納場(chǎng)效應(yīng)晶體管12的整體構(gòu)件，因此避免了使用多個(gè)襯墊時(shí)易于發(fā)生的襯墊高度的變化以及襯墊與紅外探測(cè)元件之間的不對(duì)準(zhǔn)，同時(shí)又保留了容納場(chǎng)效應(yīng)晶體管的空間。由此提高了外界光特性。另外，與放置多個(gè)襯墊的情況相比，簡(jiǎn)化了安裝該襯墊的操作，從而降低了生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下(1)避免了使用多個(gè)襯墊時(shí)易于發(fā)生的襯墊高度的變化以及襯墊與紅外探測(cè)元件之間的不對(duì)準(zhǔn)。
(2)通過(guò)使紅外探測(cè)元件和襯墊整體工作或把襯墊固定在襯底的反面，避免了紅外探測(cè)元件與襯墊之間的不對(duì)準(zhǔn)，從而取得了性能的改善。
(3)由于襯墊呈整體結(jié)構(gòu)，所以能對(duì)多個(gè)單元一次實(shí)現(xiàn)襯墊與紅外探測(cè)元件間的連接或襯墊與襯底間的連接，由此大大提高了生產(chǎn)率。
權(quán)利要求
1.一種紅外探測(cè)器，其特征在于，包括一管座；一襯底，它被放置在所述管座上；一場(chǎng)效應(yīng)晶體管，它被安裝在所述襯底上；一襯墊，用于在所述襯底和下述紅外探測(cè)元件之間保留一空間，安放所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管；一紅外探測(cè)元件，它被安裝在所述襯底上，其間裝有所述襯墊，所述紅外探測(cè)元件所處的平面位置疊加在安裝所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管的位置上，所述紅外探測(cè)元件與所述襯底上的電極等電氣連接；以及一外殼，它具有一透明窗，所述外殼與所述管座一同形成一空間，可以容納所述各個(gè)部件，其中所述襯墊被整體構(gòu)造，具有可容納所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管的空間。
2.一種紅外探測(cè)器，其特征在于，包括一管座；一襯墊，它被安置在所述管座上，所述襯墊用于保留一空間，安放下述場(chǎng)效應(yīng)晶體管；一襯底，它被安置在所述襯墊上；一場(chǎng)效應(yīng)晶體管，它被安裝在所述襯底的下表面上，位于所述襯墊所保留的空間中；一紅外探測(cè)元件，它被安裝在所述襯底上，與所述襯底上的電極等電氣連接；以及一外殼，它具有一透明窗，所述外殼與所述管座一同形成一空間，可以容納所述各個(gè)部件，其中所述襯墊被整體構(gòu)造，具有可容納所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管的空間。
全文摘要
一種紅外探測(cè)器，在其襯底2上裝有一場(chǎng)效應(yīng)晶體管12，同時(shí)場(chǎng)效應(yīng)晶體管位于管座11上一襯墊10所保留的空間內(nèi)，紅外探測(cè)元件1被安裝在襯底2上，其間夾有襯墊10，紅外探測(cè)元件1所處的平面位置疊加在場(chǎng)效應(yīng)晶體管12上。該紅外探測(cè)器的襯墊呈整體結(jié)構(gòu)并具有容納場(chǎng)效應(yīng)晶體管的空間，因此減少了襯墊高度的變化，提高了定位準(zhǔn)確性并具有良好的外界光特性，致使安裝方便，生產(chǎn)成本降低。
文檔編號(hào)G01J1/02GK1158010SQ9611858
公開(kāi)日1997年8月27日 申請(qǐng)日期1996年11月28日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月22日
發(fā)明者糴川淳一, 桶師一之 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所