一種光電傳感器封裝的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種光電傳感器封裝，屬于傳感器技術領域。
【背景技術】
[0002]據(jù)申請人了解，在光電傳感器制作過程中，廠家為了節(jié)約成本，常常制作裸片(SP沒有封裝的探測器)，如圖4所示的線陣傳感器，其裸片主要由陶瓷基片、鑲嵌在陶瓷基片上的光電傳感器材料以及由陶瓷基片下面伸出的引腳組成。光電傳感器實現(xiàn)探測的前提條件是器件工作暗電流很小，現(xiàn)有技術中用于降低傳感器工作暗電流最有效、最常用的方法是冷卻法，即傳感器需要在低溫條件下工作，因此設計一種科學合理的封裝結構滿足傳感器低溫工作的要求成為光電傳感器市場發(fā)展的趨勢。經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，公開號為CN104538462A的中國專利申請公開了一種光電傳感器封裝結構及其方法，該封裝結構包括基板、蓋板，基板上開設多條切割道將基板分隔形成多個基板單元，每個基板單元上端面均粘接有晶片并通過引線與基板單元電連接，這種封裝結構的優(yōu)點是一次能夠封裝多個芯片，但是該結構缺少制冷裝置，通常采用自然冷卻的方式為光電傳感器提供低溫環(huán)境，制冷效果較差，不能滿足傳感器低溫工作的要求。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于:針對上述現(xiàn)有技術存在的不足，提出一種小型、一體化的集封裝與散熱為一體的光電傳感器封裝。
[0004]為了達到以上目的，本實用新型的技術方案如下:
[0005]—種光電傳感器封裝，包括殼體和安裝在殼體內(nèi)的探測器元件及電路板，殼體主要由上蓋板和安裝在上蓋板下端的底蓋板組成，上蓋板與底蓋板采用螺絲固定、密封膠密封;探測器元件包括陶瓷基片和安裝在陶瓷基片上的光電傳感器，陶瓷基板的相對兩側面上分別制有一組管腳插孔，管腳插孔中安裝輸出管腳，輸出管腳通過金屬線與光電傳感器的電路連接;電路板的中部沿長度方向開設有凹槽，凹槽內(nèi)設置半導體制冷器，電路板上靠近凹槽兩側分別開有長條形焊接孔，傳感器輸出管腳插入焊接孔內(nèi)并與位于焊接孔外側的電路板轉接管腳相連。
[0006]據(jù)申請人了解，光電傳感器提供低溫環(huán)境的制冷方式有自然冷卻、液氮制冷、強迫式空氣冷卻和半導體制冷器冷卻等方式。針對光電傳感器冷卻技術中存在的問題，從制冷效果、工裝尺寸、可操作性及與探測器適用性的角度出發(fā)，選用半導體制冷器冷卻方式具有明顯的優(yōu)勢。同時，本實用新型的光電傳感器封裝，體積小，將光電傳感器、溫度傳器、半導體制冷器和電路板統(tǒng)一封裝在殼體內(nèi)，殼體內(nèi)充氬氣，防止半導體制冷器在制冷過程中產(chǎn)生水凝結。并通過水循環(huán)散熱，達到最佳制冷效果。
[0007]本實用新型進一步完善的技術方案如下:
[0008]優(yōu)選地，半導體制冷器的冷、熱兩端均涂覆有散熱膏，該冷端緊貼陶瓷基片的底面設置，該熱端緊貼底蓋板設置。
[0009]優(yōu)選地，半導體制冷器通過電源線與外接電源連接。
[0010]優(yōu)選地，上蓋板包括上蓋板板體和數(shù)個從上蓋板板體邊緣向下垂直延伸的側壁，數(shù)個側壁相互連接并與上蓋板板體共同形成一容納腔，在其中一個側壁上開有與容納腔相連通的氣孔;上蓋板板體的底部制有正方形口，正方形口的邊沿具有多個垂直向上延伸的側板，多個側板相互連接并與其上固定的面板共同形成一凸臺腔，凸臺腔與容納腔相通。上蓋板的頂部面板開有窗口，窗口內(nèi)安裝玻璃窗。底蓋板為長方形板，長方形板的兩側長邊分別開有一槽孔，兩側短邊分別制有一組螺絲孔，電路板轉接管腳通過槽孔伸出。
[0011]本實用新型的殼體設計成上蓋板和底蓋板結構，使封裝結構的密封更加容易，半導體制冷效果更好。
[0012]優(yōu)選地，底蓋板的下端面上位于兩槽孔中間設有儲水盒，儲水盒的兩端分別設有進水頭和出水頭。半導體制冷器在制冷過程中容易凝結產(chǎn)生水，從而破壞光電傳感器的結構，降低傳感器的使用壽命。為了防止半導體制冷器在制冷過程中出現(xiàn)水凝結現(xiàn)象，腔體內(nèi)充填高純度氬氣。
[0013]進一步，為了達到最佳制冷效果，需要對半導體制冷器熱端進行散熱處理，吸收熱端通過底蓋板傳導出來的熱量，因此在底蓋板的底部設置儲水盒，該儲水盒的一端設置進水口，另一端設置出水口，外部冷卻水由進水口進入儲水盒，帶走底蓋板的熱量后，又從出水口流出，完成一個水循環(huán)散熱過程。這種水循環(huán)裝置，使熱量迅速散去，以保證半導體制冷效果達到最佳。
[0014]優(yōu)選地，上蓋板及底板蓋采用銅質(zhì)材料；上蓋板上位于正方形口兩側分別制有一組與螺絲孔相對應的安裝通孔，使固定螺絲穿過安裝通孔并將其擰緊于螺絲孔，并用膠封裝。
[0015]優(yōu)選地，陶瓷基片上還設有溫度傳感器，溫度傳感器采用感溫電阻。
[0016]本實用新型的優(yōu)點是體積小，封裝容易，不易漏氣，制冷效果好。
【附圖說明】
[0017]下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明。
[0018]圖1為本實用新型一個實施例的結構示意圖。
[0019]圖2為本實用新型中上蓋板的結構示意圖。
[0020]圖3為本實用新型中底蓋板的結構示意圖。
[0021 ]圖4為本實用新型中探測器元件的結構示意圖。
[0022]圖5為本實用新型中電路板的結構不意圖。
[0023]圖6為本實用新型中半導體制冷器的結構示意圖。
[0024]圖中:1.藍寶石玻璃窗，2.上蓋板，3.光電傳感器，4.陶瓷基片，5.電路板，6.轉接管腳，7.半導體制冷器，8.底蓋板，9.氣孔，10.進水頭，11.儲水盒，12.延伸管腳，13.出水頭，14.上蓋板板體，15.窗口，16.安裝通孔，17.側壁，18.側板，19.面板，20.槽孔，21.螺絲孔，22.輸出管腳，23.凹槽，24.焊接孔，25.電源線。
【具體實施方式】
[0025]實施例一
[0026]本實施例的光電傳感器封裝，其結構如圖1所不，包括殼體和安裝在殼體內(nèi)的探測器元件及電路板5，其中殼體主要由上蓋板2和安裝在上蓋板2下端的底蓋板8組成，上蓋板2及底蓋板8均采用黃銅制成，且上蓋板厚度與底蓋板8厚度一致，不僅使制冷效果達到最佳，還能盡快散熱，防止水凝結。上蓋板2包括上蓋板板體14和四個從上蓋板板體14邊緣向下垂直延伸的側壁17，四個側壁17相互連接并與上蓋板板體14共同形成一容納腔，在其中一個側壁17上開有與容納腔相連通的氣孔9，上蓋板板體14的底部制有正方形口，正方形口的邊沿具有四個垂直向上延伸的側板17、18，四個側板18相互連接并與其上固定的面板19共同形成一凸臺腔，凸臺腔與容納腔相通組成殼體內(nèi)部空間，在面板19上開有窗口 15，窗口 15內(nèi)安裝藍寶石玻璃窗I，另上蓋板板體14上位于正方形口兩側分別制有三個安裝通孔16(見圖2)。底蓋板8為長方形板，長方形板的兩側長邊分別開有一槽孔20，兩側短邊分別制有三個與安裝通孔16相對應的螺絲孔21，使固定螺絲穿過安裝通孔16并將其擰緊于螺絲孔21后，上蓋板2與底蓋板8固連，再采用硅膠密封螺絲孔21、安裝通孔16及上蓋板2與底蓋板8連接處縫隙，用膠密封，長方形板的下端面上位于兩槽孔20中間位置設有儲水盒11，儲水盒