专利名称：多芯片浸没热敏电阻红外探测器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及对辐射敏感的器件领域，具体是一种在同一浸没透镜上浸没多个芯片的多芯片浸没热敏电阻红外探测器。
背景技术：
红外探测器是红外红外光电仪器的核心部件，一般是一片平面敏感辐射的芯片，为了防止污染和损坏，常用一块能透过红外辐射的平板窗口及管壳封装。为了提高器件的性能，可以把封装窗口改换成透镜，也可以把透镜与芯片胶接起来，构成浸没型红外探测器。热敏电阻红外探测器是以锰、钴、镍氧化物多晶半导体为材料的红外器件，具有宽广的光谱响应和室温使用的优点，且具有很好的可靠性，至今还应用在多种人造卫星姿态控制仪特别是地平仪中。在使用中，常将电路连成一片芯片接受辐射，而另一片芯片不接受辐射的桥式电路(请参阅附图1，附图1为常用的热敏电阻红外探测器主元件和补元件以及偏压电源构成的桥式电路)。不接受辐射的芯片通常称为补偿元件，用来补偿环境温度的变化。即在不同的环境温度下，接受辐射的主元件和不接受辐射的补元件的静态电阻值二者保持相同。以往开发的浸没型热敏电阻红外探测器，其主元件浸没在浸没透镜的平面中央，而为了工艺上的操作方便，把补偿元件置于管壳内的某部位上，这样就带来了温度补偿不够充分，以及主、补元件的批次不同而带来的在不同温度下其主、补元件阻值不同的问题。引发了桥式电路的S点的直流电位在不同环境下为非零的不同值，继而影响整机工作的稳定性。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中诸如单单是主元件浸没在浸没透镜上而带来的温度补偿不充分问题，提供在同一浸没透镜上浸没有多个芯片的浸没热敏电阻红外探测器。
本实用新型采用如下的技术方案来达到其目的本多芯片浸没热敏电阻红外探测器，包括浸没透镜、管壳和引线柱。在浸没透镜上浸没有热敏电阻芯片，并密封在管壳内，芯片的引出线通过引线柱引出管壳，而本实用新型的特征是在同一浸没透镜上浸没有多个热敏电阻芯片。例如，其主元件浸没在浸没透镜平面的中央，而补偿元件浸没在浸没透镜平面的远离中央部位，并在该远离浸没透镜平面中央的浸没芯片部位的浸没介质与浸没透镜平面之间置有反射层，将由浸没透镜的球面方向射来的辐射反射回去，使补偿元件接受不到辐射而在电路中起到补偿环境温度变化的作用。本实用新型提供了主、补元件各一的双芯片浸没热敏电阻红外探测器，主、补元件各二的四芯片浸没热敏电阻红外探测器和四象限排列的四芯片浸没热敏电阻红外探测器的实施例。
本实用新型具有如下的有益效果1.本实用新型克服了主元件浸没于浸没透镜上，而补元件置于管壳内某部位上而引起的温度补偿不够充分的问题。本实用新型主、补元件都浸没在浸没透镜上，所用的浸没介质相同，热沉都是浸没透镜，其芯片热容和热导都非常一致，所以温度补偿可以非常充分。
2.本实用新型所采用的主、补元件芯片是同批次的芯片，所以其材料常数是同一个数值。而锰、钴、镍氧化物多晶半导体热敏电阻红外探测器电阻值取决于芯片的温度和材料常数。所以在某相同温度下选取的多个芯片，由于材料常数的一致，在其他温度下其阻值也将一致。这样就保证了桥式电路中主、补元件阻值的匹配的稳定性，并避免了给后级电路由于输入端的电阻值匹配变异而带来的困扰。
3.本实用新型主、补元件各二的四芯片浸没热敏电阻红外探测器的实施，更为整机带来了极大的方便。整机对于选定的探测器经过各种复杂的环境试验，专项测试和光学校正。万一装上整机的器件失效，撤换探测器的工作量是很大的。一般探测器只是某一芯片性能超标或失效，而主、补元件各二的四芯片浸没热敏电阻红外探测器为整机提供了充足的备份。当某片芯片失效，只要在电路中将备份切换上就可以了，又省去了卸装新探测器的工作。另外，由于备份与工作芯片的性能一致性，又省去了整机重新定标的巨大工作量。对整机可靠性上也将提高档次。
4.本实用新型四象限排列四芯片浸没热敏电阻红外探测器，由于四个芯片性能的一致性，能监视外界某空间四个象限的背景，当某象限中有移动辐射体时，四象限的平衡即告破坏。而这种探测器作为入侵报警器的敏感器件是十分方便的。
图1为常用的热敏电阻红外探测器主元件和补元件以及偏置电源构成的桥式电路示意图。
图2为本实用新型热敏芯片浸没示意图。
图3为本实用新型第一实施例，主、补元件各一的双芯片浸没热敏电阻红外探测器浸没芯片示意图。
图4为本实用新型第二实施例，主、补元件各二的四芯片浸没热敏电阻红外探测器浸没芯片示意图。
图5为本实用新型第三实施例，四象限排列四芯片浸没热敏电阻红外探测器浸没芯片示意图。
图6为本实用新型一种金反射膜图形示意图。
图7为本实用新型多芯片浸没型热敏电阻红外探测器结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施方式作详细说明。本实用新型是在同一浸没透镜上浸没有多个热敏电阻芯片，并密封在管壳内，芯片引出线通过引出柱引出管壳。在补偿元件芯片部位的浸没介质与浸没透镜之间置有金反射层。
请参阅诸附图常用的热敏电阻红外探测器接受辐射敏感的主元件1和补偿温度作用的补元件2以及偏置电源3和4常联成桥式电路。以给后级电路补偿由于输入端的电阻值变异而带来的麻烦。
所说的浸没透镜5，其接受辐射的球面上涂有抗反增透涂层6，并置于一个包边环14中，进行双面对中以求机械轴与光轴的同轴。主元件浸没在浸没透镜平面的中心，浸没透镜5与热敏芯片1之间顺次有高熔点介质7、低熔点介质8。热敏芯片1就在低熔点介质8熔化而高熔点介质7未熔化时浸没到浸没透镜5上，且由于高熔点介质7的存在保证热敏芯片1与浸没透镜5之间绝缘结合。其电极引线9过渡到对应的引线柱上引出管壳，其外层用灌封胶灌封。补偿元件浸没在浸没透镜平面的远离中央部位上，在浸没透镜5与补偿元件2之间顺序排列有金反射层13，高熔点介质12，低熔点介质11，其电极引线过渡到对应的引线柱上引出管壳，其最外面用灌封材料10灌封。在浸没透镜包边环14和浸没透镜之间涂有密封胶15。
所说的热敏芯片浸没到浸没透镜上后，被密封在管壳内。具体是在浸没透镜包边环14和外壳18接触处用密封圈16密封，在垫块17和电极引出座22与垫片20之间加入密封圈19进行密封。在外壳18内部，密封圈16、包边环14、垫块17、电极引出座22、密封圈19、垫片20顺序排列紧凑，后面再用螺环21锁紧再外壳18上。
本实用新型提供以下实施例。
实施例1，主、补元件各一的双芯片浸没热敏电阻红外探测器。在所说的浸没透镜5上，位于浸没透镜的平面中央浸没有一个热敏电阻芯片，为主元件1。而在浸没透镜平面的远离中央部位浸没有另一个热敏电阻芯片，为补偿元件2。并在该远离浸没透镜平面中央的浸没芯片部位的浸没介质与浸没透镜平面之间置有金反射层13。然后将浸没有热敏芯片的浸没透镜密封在管壳内，而芯片电极引线过渡到相应的引线柱上导出管壳。这种探测器采用主、补元件同批次、同厚度、同面积、同阻值、同热沉，其热容与热导都非常一致，材料常数也一致。所以保证了桥式电路中主、补元件在不同温度下其阻值的匹配良好，给后级电路带来了方便。
实施例2，主、补元件各二的四芯片浸没热敏电阻红外探测器。在所说的浸没透镜5上，位于浸没透镜的平面中央并排浸没有二个热敏电阻芯片，为主元件1。而在浸没透镜平面的远离中央部位并排浸没有另二个热敏电阻芯片，为补偿元件2。并在该远离浸没透镜平面中央的浸没芯片部位的浸没介质与浸没透镜平面之间置有金反射层13。然后将浸没有热敏芯片的浸没透镜密封在管壳内，而芯片电极引线过渡到相应的引线柱上导出管壳。这种探测器有了二个主元件1和二个补元件2，提供了充足的备份，对探测器本身及整机的可靠性提供了有益效果。
实施例3，四象限排列的四芯片热敏电阻红外探测器。在所说的浸没透镜5的平面中央，成四象限排列浸没有四个热敏芯片1，由于四个芯片性能的一致性，能监视外界某空间四个象限分割的背景。当某象限中有移动辐射体时，四象限的平衡丧失而探测到该对应象限中有入侵对象。这种探测器作为入侵警报器的敏感器件是十分方便的。
综上所述，本实用新型多芯片浸没热敏电阻红外探测器其探测性能高、温度补偿充分、电阻匹配优良，有的备份充沛，使用方便，十分适用于报警器、卫星姿态控制、热辐射测量、铁路热轴检测等场合。
下面列出几个试制探测器的性能表
权利要求1.一种多芯片浸没热敏电阻红外探测器，包括浸没透镜、管壳和引线柱，在浸没透镜上浸没有热敏电阻芯片，并密封在管壳内，芯片引出线通过引线柱引出管壳，其特征在于，在同一浸没透镜上浸没有多个热敏电阻芯片。
2.如权利要求1所述的多芯片浸没热敏电阻红外探测器，其特征在于，在所说的浸没透镜上，位于透镜的平面中央浸没有一个热敏电阻芯片；而在浸没透镜平面的远离中央部位浸没有另一个热敏电阻芯片，并在该远离浸没透镜平面中央的浸没芯片部位的浸没介质与浸没透镜平面之间置有金反射层。
3.如权利要求1所述的多芯片浸没热敏电阻红外探测器，其特征在于，在所说的浸没透镜上，位于透镜的平面中央并排浸没有二个热敏电阻芯片；而在浸没透镜平面的远离中央部位浸没有另二个热敏电阻芯片，并在该远离浸没透镜平面中央的浸没芯片部位的浸没介质与浸没透镜平面之间置有金反射层。
4.如权利要求1所述的多芯片浸没热敏电阻红外探测器，其特征在于，在所说的浸没透镜上，位于浸没透镜的平面中央，成四象限排列浸没有四个热敏电阻芯片。
5.如权利要求1所述的多芯片浸没热敏电阻红外探测器，其特征在于所说的热敏电阻芯片，在同一探测器中，采用同批次、同面积、同厚度、同阻值的热敏电阻芯片。
专利摘要本实用新型提供了一种多芯片浸没热敏电阻红外探测器。在同一浸没透镜上浸没有多个热敏电阻芯片，并密封在管壳内，芯片引出线通过引线柱引出管壳。在补偿元件芯片部位的浸没介质与浸没透镜之间置有金反射层。本实用新型并提供了诸如主、补元件各一的双芯片浸没，主、补元件各二的四芯片浸没，四象限排列的四芯片浸没热敏电阻红外探测器等实施例。本实用新型的探测器其温度补偿十分充分，电阻匹配十分优良，可靠性备份十分充足，使用方式十分方便。作为报警器、卫星姿态控制、铁路热轴检测等方面的敏感器件应用十分合适。
文档编号G01N21/35GK2643319SQ03279058
公开日2004年9月22日 申请日期2003年9月29日 优先权日2003年9月29日
发明者蔡愚, 费来建 申请人:上海德福光电技术有限公司