用于光声气体传感器的检测器单元和光声气体传感器的制作方法

文档序号:24057840发布日期:2021-02-26 12:21阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种用于光声气体传感器的检测器单元,包括:第一层结构(12);第二层结构(14),被布置在所述第一层结构处并且包括膜结构(18);以及第三层结构(16),被布置在所述第二层结构(14)处;其中所述第一层结构(12)和所述第三层结构(16)气密地封闭腔(22),并且其中所述膜结构(18)被布置在所述腔(22)中。2.根据权利要求1所述的检测器单元,其中所述第二层结构(16)形成所述检测器单元的侧壁(10a)的至少一部分。3.根据权利要求1或2所述的检测器单元,其中所述第二层结构(14)对于电磁辐射(54)是透明的。4.根据前述权利要求中任一项所述的检测器单元,其中所述腔(22)是声隔离的。5.根据前述权利要求中任一项所述的检测器单元,其中所述第一层结构(12)与所述第二层结构(14)通过晶片级接合而彼此附接以及/或者其中所述第二层结构(14)与所述第三层结构(16)通过晶片级接合而彼此附接。6.根据前述权利要求中任一项所述的检测器单元,所述检测器单元关于对所述第一层结构(12)与所述第二层结构(14)之间的所述腔(22)的第一子腔(22a)和所述第二层结构(14)与所述第三层结构(16)之间的第二子腔(22b)的电磁辐射(54)的灵敏度不对称。7.根据前述权利要求中任一项所述的检测器单元,其中用于电磁辐射(54)的反射表面(26)被布置在面向所述膜结构(18)的所述第一层结构(12)的表面处或面向所述膜结构(18)的所述第三层结构(16)的表面处。8.根据权利要求7所述的检测器单元,其中所述表面包括反射材料和反射结构中的至少一者。9.根据前述权利要求中任一项所述检测器单元,其中沿着与所述膜结构(18)的主侧的表面法线(n2)平行的方向(46)的所述第一层结构(12)与所述第二层结构(14)之间的第一子腔(22a)的第一延伸(521)和所述第二层结构(14)与所述第三层结构(16)之间第二延伸(522)不同。10.根据前述权利要求中任一项所述的检测器单元,所述检测器单元具有位于所述第一层结构与所述第三层结构之间的目标介质(34)。11.根据前述权利要求中任一项所述的检测器单元,其中所述第一层结构(12)、所述第二层结构(14)和所述第三层结构(16)中的至少一项对于中波长红外光谱是透明的。12.根据前述权利要求中任一项所述的检测器单元,其中为了测量所述膜结构(18)的移动,所述第二层结构(14)包括用于所述膜结构(18)的单背板配置或双背板配置;或者所述检测器单元包括压电元件或压阻元件。13.根据前述权利要求中任一项所述的检测器单元,其中所述膜结构包括至少一个通风孔(36)。14.根据权利要求1至12中任一项所述的检测器单元,其中在所述膜结构(18)的第一侧处的所述腔(22)的第一子腔(22a)和在所述膜结构(18)的第二侧处的所述腔(22)的第二子腔(22b)相对于彼此密封并且包括不同的气体或气体浓度。
15.根据前述权利要求中任一项所述的检测器单元,其中所述腔(22)的一部分由反射涂层密封,以防适于激发所述腔(22)中的流体的光。16.一种光声气体传感器,包括:根据前述权利要求中任一项所述的检测器单元(10;20;30);以及电磁源(66),被配置用于发射电磁辐射(54)以基于布置在所述膜结构(18)的不同侧上的所述腔(22)的不同子腔(22a-22b)中的所述电磁辐射(54)的非对称能量吸收来激发所述膜结构(18)的移动。17.一种芯片级封装光声气体传感器,包括:检测器单元(65),具有在检测器单元腔(22)内部的膜结构(18)、在所述膜结构(18)的第一侧处的所述腔(22)的第一子腔(22a);以及在所述膜结构(18)的相对的第二侧处的所述腔(22)的第二子腔(22b);电磁源(66),被配置用于发射电磁辐射(54)以基于所述第一子腔(22a)和所述第二子腔(22b)中的所述电磁辐射的非对称能量吸收来激发所述膜结构(18)的移动。18.根据权利要求17所述的芯片级封装光声气体传感器,其中所述检测器单元是根据权利要求1至15中任一项所述的检测器单元。19.根据权利要求17或18所述的芯片级封装光声气体传感器,其中所述非对称能量吸收基于从所述电磁辐射(54)输入到所述第一子腔(22a)和所述第二子腔(22b)中的非对称能量;以及/或者基于来自所述第一子腔(22a)和所述第二子腔(22b)的非对称能量损耗,所述能量损耗基于进入所述子腔中的电磁能量的能量输入。20.根据权利要求17至19中任一项所述的芯片级封装光声气体传感器,包括在所述电磁源与所述检测器单元之间的屏蔽件,所述屏蔽件(92)被配置为部分地屏蔽所述检测器单元免受所述电磁辐射(54),以至少部分地获得所述非对称能量吸收。21.根据权利要求17至20中任一项所述的芯片级封装光声气体传感器,其中所述第一子腔(22a)和所述第二子腔(22b)具有不同的尺寸(521,522)和/或不同的表面比,以至少部分地获得所述非对称能量吸收。22.根据权利要求17至21中任一项所述的芯片级封装光声气体传感器,具有至少部分地形成所述芯片级封装光声气体传感器的腔(86)的盖(78),所述腔(86)至少容纳所述检测器单元和所述电磁源(66),其中所述盖(78)对于所述电磁辐射(54)是反射的并且包括入口(82)以使目标介质(84)通过。23.根据权利要求22所述的芯片级封装光声气体传感器,其中所述盖(78)包括主侧(78a),所述主侧(78a)以所述盖(78)的圆周侧(78b)与所述电磁源(66)间隔开,其中所述主侧与所述电磁源(66)之间的距离(88)被实施为以允许所述电磁辐射(54)在所述主侧(78a)处朝向所述检测器单元的散射;或者其中所述主侧(78a)与所述电磁源(66)之间的所述距离(88)被实施为以防止所述电磁辐射(54)在所述主侧(78a)处朝向所述检测器单元的散射,使得所述电磁辐射(54)横向地朝向所述检测器单元行进。24.根据权利要求17至23中任一项所述的芯片级封装光声气体传感器,其中用于评估所述膜结构的移动的电路(68)被材料(94)覆盖,所述材料(94)对于所述电磁辐射(54)不透明以及/或者对于所述电磁辐射不灵敏(54)。25.根据权利要求17至24中任一项所述的芯片级封装光声气体传感器,其中所述电磁
源(66)形成所述芯片级封装光声气体传感器的第一子封装(981);并且其中所述检测器单元形成所述芯片级封装光声气体传感器的第二子封装(982);其中所述芯片级封装光声气体传感器包括在所述第一子封装(981)的基底(721)与所述第二子封装(982)的基底(722)之间的热解耦元件(102)。26.根据权利要求17至25中任一项所述的芯片级封装光声气体传感器,其中所述腔(22)中的流体包括所述流体共振的目标频率,其中所述芯片级封装光声气体传感器包括在所述电磁源(66)与所述检测器单元之间的滤波器结构,所述滤波器结构被配置用于对所述电磁辐射(54)进行滤波,以在与对应于所述目标频率的波长比较时,使不对应于所述目标频率的波长衰减更大的量。27.一种用于制造检测器单元的方法,所述方法包括:提供第一层结构(12);在所述第一层结构(12)处附接具有膜结构(18)的第二层结构(14);以及在所述第二层结构(14)处附接第三层结构(16);使得所述第一层结构(12)和所述第三层结构(16)气密地封闭腔(22),并且使得所述膜结构(18)被布置在所述腔中。28.根据权利要求27所述的方法,其中在所述第一层结构(12)处附接所述第二层结构(14)和/或在所述第二层结构(14)处附接所述第三层结构(16)包括晶片级接合。29.一种用于制造光声气体传感器的方法,包括:提供检测器单元,所述检测器单元具有在检测器单元腔(22)内部的膜结构(18)、在所述膜结构(18)的第一侧处的所述腔的第一子腔(22a);以及在所述膜结构(18)的相对的第二侧处的所述腔的第二子腔(22b);以及布置电磁源(66),所述电磁源(66)被配置用于发射电磁辐射(54)以基于所述第一子腔(22a)和所述第二子腔(22b)中的所述电磁辐射的非对称能量吸收来激发所述膜结构(18)的移动。
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