一种低噪声热释电红外传感器的制造方法

文档序号:10767165阅读:459来源:国知局
一种低噪声热释电红外传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种低噪声热释电红外传感器,包括红外光学滤光片,盖板,红外敏感元,信号处理电路和基板,所述的盖板的顶部有红外光学滤光片,基板顶部有信号处理电路,在红外光学滤光片和信号处理电路之间有红外敏感元;将超大阻值的电阻Rg并联在场效应管的栅极Gate和源极Source之间,集成在同一个硅片上,基板位于盖板的底部。基板位于盖板底部的内侧,基板与若干引线相连。采用TO封装或SMD封装,在热释电红外传感器的制作上,节约了额外使用高阻值栅极电阻的成本,增大了敏感元制作的工艺窗口,电路中漏电流减小,器件噪声降低,灵敏度提高。显著提高传感器的稳定性,同时也降低了生产成本。
【专利说明】
一种低噪声热释电红外传感器
技术领域
[0001]本实用新型涉及传感器技术领域,尤其是指一种低噪声热释电红外传感器。
【背景技术】
[0002]热释电红外传感器是一种利用热释电效应原理制成的探测红外辐射的传感器,能够检测人或某些动物等发射出的红外线,但通常情况下,检测到的红外线信号极其微弱,加之传感器及电路的噪声、光学背景噪声、环境电磁干扰等因素的存在,都会影响热释电红外传感器的灵敏度。
[0003]由于红外敏感元的阻值极高(高达101()Ω),且探测到的电信号极其微弱,所以前置级一般采用高阻值的栅极电阻、普通的结型场效应管。其中栅极电阻可用来释放场效应管的栅极电荷,保证其正常工作。其工作原理是栅极电阻与红外敏感元并接,将红外敏感元探测到的电信号变化加至到结型场效应管的栅极,结型场效应管进行阻抗变换、匹配和放大后在它的源极输出反映外部红外线辐射变化的相应幅度的电脉冲。
[0004]由于现有技术采用普通的场效应管再配合外围的分立高阻值栅极电阻,都是独立器件,其引线会产生分布电容,从而降低场效应管的跨导,并引入噪声和电磁干扰,而且高阻值栅极电阻的成本也较高,对敏感元材料要求高,敏感元材料制作的工艺窗口小,急需一种基于改进型信号处理电路的低噪声热释电红外传感器。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点和不足,提供一种能减少分布电容和漏电流,降噪和生产成本低的低噪声热释电红外传感器。
[0006]本实用新型是通过以下技术方案来实现的:
[0007]—种低噪声热释电红外传感器,包括红外光学滤光片,盖板,红外敏感元,信号处理电路和基板,所述的盖板的顶部有红外光学滤光片,基板顶部有信号处理电路,在红外光学滤光片和信号处理电路之间有红外敏感元;所述的信号处理电路是改进型的结型场效应管,是将超大阻值的电阻Rg并联在场效应管的栅极Gate和源极Source之间,集成在同一个硅片上,形成一个独立的器件;所述的基板位于盖板的底部。
[0008]作为优选,所述的基板位于盖板底部的内侧。
[0009]作为优选,所述的基板与若干引线相连。
[0010]作为优选,所述的红外光学滤光片,红外敏感元和信号处理电路为晶体管外形的窗口式封装(Transistor Out line,缩写为TO)结构。
[0011]作为优选,所述的红外光学滤光片,红外敏感元和信号处理电路为表面贴装式封装(Surface Mounted Devices,缩写为SMD)结构。
[0012]本实用新型的工作原理:本实用新型将超大阻值的电阻Rg并联在场效应管的栅极Gate和源极Source之间,集成在同一个娃片上,形成一个独立的器件,这样会大大减小栅极电阻和场效应管栅极的连接距离,大大降低分布电容,减小了漏电流,并减小了引入噪声和电磁干扰的可能,因此产生的噪声远小于现有的普通热释电红外传感器。
[0013]与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:在热释电红外传感器的制作上,节约了额外使用高阻值栅极电阻的成本,增大了敏感元制作的工艺窗口,可采用较高电阻率的红外敏感元材料,敏感元材料的损耗降低,电路中漏电流减小,器件噪声降低,灵敏度提高。显著提高传感器的稳定性,同时也降低了生产成本。
【附图说明】
[0014]下面通过实施例,结合附图对本实用新型作进一步描述。
[0015]图1为本实用新型实施例1的结构示意图;
[0016]图2为本实用新型实施例2的结构示意图;
[0017]图3为本实用新型的电路原理图;
[0018]I为红外光学滤光片,2为盖板,3为红外敏感元,4为信号处理电路,5为基板,6为引线。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图与具体实施例来对本实用新型进行详细说明:
[0020]如图1-图3所示,一种低噪声的热释电红外传感器,其结构包括红外光学滤光片1、盖板2、红外敏感元3、信号处理电路4和基板5,采用TO封装或SMD封装。
[0021]所述的红外光学滤光片I表面蒸镀有红外增透膜和截止膜,其作用是兼作5_14um红外线增透而其它波长的光线截止。该红外光学滤光片I直接嵌入在传感器的盖板2的窗口处,并以树脂材料粘牢。所述红外敏感元3为陶瓷型热释电敏感元,该陶瓷型热释电敏感元的表面为图形化的吸收层。
[0022]所述信号处理电路4是改进型的结型场效应管,是将超大阻值电阻Rg并联在场效应管的栅极Gate和源极Source之间,它们集成在同一个硅片上,形成一个独立的器件。所述基板5的材料为金属化陶瓷或金属化树脂材料,作电磁屏蔽处理,以外减少外界的电磁干扰。所述基板5中部向下凹入形成收容空间,收容传感器各元件。基板5上印刷有厚膜电路,厚膜电路可将信号处理电路4的源极Source、漏极Drain与引脚焊盘一一对应的连接起来,以实现各元器件的电气连接。在基板5周边还设有金属框,用以固定焊接盖板2,在基板5的底部设有与信号处理电路4相连的输入、输出的引线端子,所设置的引线端子数量与输入、输出需要的连接端口数量一致并可随之发生变化。
[0023]实施例1:
[0024]如图1所示,红外光学滤光片I嵌入盖板2的窗口内,并用黑胶固定。红外敏感元3和信号处理电路4封装在基板5凹入形成的收容空间内,从基板5内部向下延伸出三根引线6,将该盖板2和基板5密封焊接,形成TO封装形式的低噪声热释电红外传感器。
[0025]实施例2:
[0026]如图2所示,红外光学滤光片I嵌入盖板2的窗口内,并用黑胶固定。红外敏感元3和信号处理电路4封装在基板5凹入形成的收容空间内。本实施例红外传感器的输入、输出用的引线端子采用PCB基板5背面电极,经由基板5底部,与基板5上的电路电连接,所设置的引线端子数量可以根据输入、输出需要的连接端口数量作相应的变化,将该盖板2和基板5密封焊接,形成SMD封装形式的低噪声热释电红外传感器。
[0027]以上所述仅是本实用新型的优选实施例,并非对本实用新型的技术范围作任何限制,故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的若干改进、变形与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
【主权项】
1.一种低噪声热释电红外传感器,包括红外光学滤光片,盖板,红外敏感元,信号处理电路和基板,其特征在于:所述的盖板的顶部有红外光学滤光片,基板顶部有信号处理电路,在红外光学滤光片和信号处理电路之间有红外敏感元;所述的信号处理电路是改进型的结型场效应管,是将超大阻值的电阻Rg并联在场效应管的栅极Gate和源极Source之间,集成在同一个硅片上;所述的基板位于盖板的底部。2.根据权利要求1所述的一种低噪声热释电红外传感器,其特征在于:所述的基板位于盖板底部的内侧。3.根据权利要求2所述的一种低噪声热释电红外传感器,其特征在于:所述的基板与若干引线相连。4.根据权利要求1所述的一种低噪声热释电红外传感器,其特征在于:所述的红外光学滤光片,红外敏感元和信号处理电路为晶体管外形的窗口式封装结构。5.根据权利要求1所述的一种低噪声热释电红外传感器,其特征在于:所述的红外光学滤光片,红外敏感元和信号处理电路为表面贴装式封装结构。
【文档编号】G01J5/10GK205449296SQ201620219849
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月22日
【发明人】李雪, 张殿德, 郑国恩, 常飞
【申请人】南阳森霸光电股份有限公司
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