一種低噪聲熱釋電紅外傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種低噪聲熱釋電紅外傳感器，包括紅外光學濾光片，蓋板，紅外敏感元，信號處理電路和基板，所述的蓋板的頂部有紅外光學濾光片，基板頂部有信號處理電路，在紅外光學濾光片和信號處理電路之間有紅外敏感元；將超大阻值的電阻Rg并聯在場效應管的柵極Gate和源極Source之間，集成在同一個硅片上，基板位于蓋板的底部?；逦挥谏w板底部的內側，基板與若干引線相連。采用TO封裝或SMD封裝，在熱釋電紅外傳感器的制作上，節(jié)約了額外使用高阻值柵極電阻的成本，增大了敏感元制作的工藝窗口，電路中漏電流減小，器件噪聲降低，靈敏度提高。顯著提高傳感器的穩(wěn)定性，同時也降低了生產成本。
【專利說明】
一種低噪聲熱釋電紅外傳感器
技術領域
[0001]本實用新型涉及傳感器技術領域，尤其是指一種低噪聲熱釋電紅外傳感器。
【背景技術】
[0002]熱釋電紅外傳感器是一種利用熱釋電效應原理制成的探測紅外輻射的傳感器，能夠檢測人或某些動物等發(fā)射出的紅外線，但通常情況下，檢測到的紅外線信號極其微弱，加之傳感器及電路的噪聲、光學背景噪聲、環(huán)境電磁干擾等因素的存在，都會影響熱釋電紅外傳感器的靈敏度。
[0003]由于紅外敏感元的阻值極高(高達101()Ω)，且探測到的電信號極其微弱，所以前置級一般采用高阻值的柵極電阻、普通的結型場效應管。其中柵極電阻可用來釋放場效應管的柵極電荷，保證其正常工作。其工作原理是柵極電阻與紅外敏感元并接，將紅外敏感元探測到的電信號變化加至到結型場效應管的柵極，結型場效應管進行阻抗變換、匹配和放大后在它的源極輸出反映外部紅外線輻射變化的相應幅度的電脈沖。
[0004]由于現有技術采用普通的場效應管再配合外圍的分立高阻值柵極電阻，都是獨立器件，其引線會產生分布電容，從而降低場效應管的跨導，并引入噪聲和電磁干擾，而且高阻值柵極電阻的成本也較高，對敏感元材料要求高，敏感元材料制作的工藝窗口小，急需一種基于改進型信號處理電路的低噪聲熱釋電紅外傳感器。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的在于克服現有技術的缺點和不足，提供一種能減少分布電容和漏電流，降噪和生產成本低的低噪聲熱釋電紅外傳感器。
[0006]本實用新型是通過以下技術方案來實現的:
[0007]—種低噪聲熱釋電紅外傳感器，包括紅外光學濾光片，蓋板，紅外敏感元，信號處理電路和基板，所述的蓋板的頂部有紅外光學濾光片，基板頂部有信號處理電路，在紅外光學濾光片和信號處理電路之間有紅外敏感元;所述的信號處理電路是改進型的結型場效應管，是將超大阻值的電阻Rg并聯在場效應管的柵極Gate和源極Source之間，集成在同一個硅片上，形成一個獨立的器件;所述的基板位于蓋板的底部。
[0008]作為優(yōu)選，所述的基板位于蓋板底部的內側。
[0009]作為優(yōu)選，所述的基板與若干引線相連。
[0010]作為優(yōu)選，所述的紅外光學濾光片，紅外敏感元和信號處理電路為晶體管外形的窗口式封裝(Transistor Out line，縮寫為TO)結構。
[0011]作為優(yōu)選，所述的紅外光學濾光片，紅外敏感元和信號處理電路為表面貼裝式封裝(Surface Mounted Devices，縮寫為SMD)結構。
[0012]本實用新型的工作原理:本實用新型將超大阻值的電阻Rg并聯在場效應管的柵極Gate和源極Source之間，集成在同一個娃片上，形成一個獨立的器件，這樣會大大減小柵極電阻和場效應管柵極的連接距離，大大降低分布電容，減小了漏電流，并減小了引入噪聲和電磁干擾的可能，因此產生的噪聲遠小于現有的普通熱釋電紅外傳感器。
[0013]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:在熱釋電紅外傳感器的制作上，節(jié)約了額外使用高阻值柵極電阻的成本，增大了敏感元制作的工藝窗口，可采用較高電阻率的紅外敏感元材料，敏感元材料的損耗降低，電路中漏電流減小，器件噪聲降低，靈敏度提高。顯著提高傳感器的穩(wěn)定性，同時也降低了生產成本。
【附圖說明】
[0014]下面通過實施例，結合附圖對本實用新型作進一步描述。
[0015]圖1為本實用新型實施例1的結構示意圖；
[0016]圖2為本實用新型實施例2的結構示意圖；
[0017]圖3為本實用新型的電路原理圖；
[0018]I為紅外光學濾光片，2為蓋板，3為紅外敏感元，4為信號處理電路，5為基板，6為引線。
【具體實施方式】
[0019]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:
[0020]如圖1-圖3所示，一種低噪聲的熱釋電紅外傳感器，其結構包括紅外光學濾光片1、蓋板2、紅外敏感元3、信號處理電路4和基板5，采用TO封裝或SMD封裝。
[0021]所述的紅外光學濾光片I表面蒸鍍有紅外增透膜和截止膜，其作用是兼作5_14um紅外線增透而其它波長的光線截止。該紅外光學濾光片I直接嵌入在傳感器的蓋板2的窗口處，并以樹脂材料粘牢。所述紅外敏感元3為陶瓷型熱釋電敏感元，該陶瓷型熱釋電敏感元的表面為圖形化的吸收層。
[0022]所述信號處理電路4是改進型的結型場效應管，是將超大阻值電阻Rg并聯在場效應管的柵極Gate和源極Source之間，它們集成在同一個硅片上，形成一個獨立的器件。所述基板5的材料為金屬化陶瓷或金屬化樹脂材料，作電磁屏蔽處理，以外減少外界的電磁干擾。所述基板5中部向下凹入形成收容空間，收容傳感器各元件?；?上印刷有厚膜電路，厚膜電路可將信號處理電路4的源極Source、漏極Drain與引腳焊盤一一對應的連接起來，以實現各元器件的電氣連接。在基板5周邊還設有金屬框，用以固定焊接蓋板2，在基板5的底部設有與信號處理電路4相連的輸入、輸出的引線端子，所設置的引線端子數量與輸入、輸出需要的連接端口數量一致并可隨之發(fā)生變化。
[0023]實施例1:
[0024]如圖1所示，紅外光學濾光片I嵌入蓋板2的窗口內，并用黑膠固定。紅外敏感元3和信號處理電路4封裝在基板5凹入形成的收容空間內，從基板5內部向下延伸出三根引線6，將該蓋板2和基板5密封焊接，形成TO封裝形式的低噪聲熱釋電紅外傳感器。
[0025]實施例2:
[0026]如圖2所示，紅外光學濾光片I嵌入蓋板2的窗口內，并用黑膠固定。紅外敏感元3和信號處理電路4封裝在基板5凹入形成的收容空間內。本實施例紅外傳感器的輸入、輸出用的引線端子采用PCB基板5背面電極，經由基板5底部，與基板5上的電路電連接，所設置的引線端子數量可以根據輸入、輸出需要的連接端口數量作相應的變化，將該蓋板2和基板5密封焊接，形成SMD封裝形式的低噪聲熱釋電紅外傳感器。
[0027]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施例，并非對本實用新型的技術范圍作任何限制，故凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的若干改進、變形與修飾，均仍屬于本實用新型技術方案的保護范圍。
【主權項】
1.一種低噪聲熱釋電紅外傳感器，包括紅外光學濾光片，蓋板，紅外敏感元，信號處理電路和基板，其特征在于:所述的蓋板的頂部有紅外光學濾光片，基板頂部有信號處理電路，在紅外光學濾光片和信號處理電路之間有紅外敏感元;所述的信號處理電路是改進型的結型場效應管，是將超大阻值的電阻Rg并聯在場效應管的柵極Gate和源極Source之間，集成在同一個硅片上;所述的基板位于蓋板的底部。2.根據權利要求1所述的一種低噪聲熱釋電紅外傳感器，其特征在于:所述的基板位于蓋板底部的內側。3.根據權利要求2所述的一種低噪聲熱釋電紅外傳感器，其特征在于:所述的基板與若干引線相連。4.根據權利要求1所述的一種低噪聲熱釋電紅外傳感器，其特征在于:所述的紅外光學濾光片，紅外敏感元和信號處理電路為晶體管外形的窗口式封裝結構。5.根據權利要求1所述的一種低噪聲熱釋電紅外傳感器，其特征在于:所述的紅外光學濾光片，紅外敏感元和信號處理電路為表面貼裝式封裝結構。
【文檔編號】G01J5/10GK205449296SQ201620219849
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月22日
【發(fā)明人】李雪, 張殿德, 鄭國恩, 常飛
【申請人】南陽森霸光電股份有限公司