一種光電傳感器封裝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種光電傳感器封裝，屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[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(shí)現(xiàn)探測的前提條件是器件工作暗電流很小，現(xiàn)有技術(shù)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(shè)計(jì)一種科學(xué)合理的封裝結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)及其方法，該封裝結(jié)構(gòu)包括基板、蓋板，基板上開設(shè)多條切割道將基板分隔形成多個(gè)基板單元，每個(gè)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(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是一次能夠封裝多個(gè)芯片，但是該結(jié)構(gòu)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(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于:針對上述現(xiàn)有技術(shù)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(dá)到以上目的，本實(shí)用新型的技術(shù)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(cè)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(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)置半導(dǎo)體制冷器，電路板上靠近凹槽兩側(cè)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(cè)的電路板轉(zhuǎn)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(qiáng)迫式空氣冷卻和半導(dǎo)體制冷器冷卻等方式。針對光電傳感器冷卻技術(shù)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(dǎo)體制冷器冷卻方式具有明顯的優(yōu)勢。同時(shí)，本實(shí)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(dǎo)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(dǎo)體制冷器在制冷過程中產(chǎn)生水凝結(jié)。并通過水循環(huán)散熱，達(dá)到最佳制冷效果。
[0007]本實(shí)用新型進(jìn)一步完善的技術(shù)方案如下:
[0008]優(yōu)選地，半導(dǎo)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(shè)置，該熱端緊貼底蓋板設(shè)置。
[0009]優(yōu)選地，半導(dǎo)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(gè)從上蓋板板體邊緣向下垂直延伸的側(cè)壁，數(shù)個(gè)側(cè)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(gè)側(cè)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(gè)垂直向上延伸的側(cè)板，多個(gè)側(cè)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(cè)長邊分別開有一槽孔，兩側(cè)短邊分別制有一組螺絲孔，電路板轉(zhuǎn)接管腳通過槽孔伸出。
[0011]本實(shí)用新型的殼體設(shè)計(jì)成上蓋板和底蓋板結(jié)構(gòu)，使封裝結(jié)構(gòu)的密封更加容易，半導(dǎo)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(shè)有儲水盒，儲水盒的兩端分別設(shè)有進(jìn)水頭和出水頭。半導(dǎo)體制冷器在制冷過程中容易凝結(jié)產(chǎn)生水，從而破壞光電傳感器的結(jié)構(gòu)，降低傳感器的使用壽命。為了防止半導(dǎo)體制冷器在制冷過程中出現(xiàn)水凝結(jié)現(xiàn)象，腔體內(nèi)充填高純度氬氣。
[0013]進(jìn)一步，為了達(dá)到最佳制冷效果，需要對半導(dǎo)體制冷器熱端進(jìn)行散熱處理，吸收熱端通過底蓋板傳導(dǎo)出來的熱量，因此在底蓋板的底部設(shè)置儲水盒，該儲水盒的一端設(shè)置進(jìn)水口，另一端設(shè)置出水口，外部冷卻水由進(jìn)水口進(jìn)入儲水盒，帶走底蓋板的熱量后，又從出水口流出，完成一個(gè)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(dǎo)體制冷效果達(dá)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(cè)分別制有一組與螺絲孔相對應(yīng)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(shè)有溫度傳感器，溫度傳感器采用感溫電阻。
[0016]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)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(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0018]圖1為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為本實(shí)用新型中上蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3為本實(shí)用新型中底蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖4為本實(shí)用新型中探測器元件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖5為本實(shí)用新型中電路板的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0023]圖6為本實(shí)用新型中半導(dǎo)體制冷器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中:1.藍(lán)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(zhuǎn)接管腳，7.半導(dǎo)體制冷器，8.底蓋板，9.氣孔，10.進(jìn)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(cè)壁，18.側(cè)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(shí)施方式】
[0025]實(shí)施例一
[0026]本實(shí)施例的光電傳感器封裝，其結(jié)構(gòu)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(dá)到最佳，還能盡快散熱，防止水凝結(jié)。上蓋板2包括上蓋板板體14和四個(gè)從上蓋板板體14邊緣向下垂直延伸的側(cè)壁17，四個(gè)側(cè)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(gè)側(cè)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(gè)垂直向上延伸的側(cè)板17、18，四個(gè)側(cè)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(lán)寶石玻璃窗I，另上蓋板板體14上位于正方形口兩側(cè)分別制有三個(gè)安裝通孔16(見圖2)。底蓋板8為長方形板，長方形板的兩側(cè)長邊分別開有一槽孔20，兩側(cè)短邊分別制有三個(gè)與安裝通孔16相對應(yīng)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(shè)有儲水盒11，儲水盒