專利名稱：新型熱敏電阻紅外輻射傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體器件，特別是對(duì)紅外線、光、較短波長、電磁波或微粒子等輻射敏感以及利用輻射能轉(zhuǎn)換為電能或電能控制的半導(dǎo)體器件。
錳、鈷、鎳氧化物測輻射熱計(jì)又稱為“熱敏電阻紅外輻射傳感器”，也有稱作“熱敏電阻紅外探測器”的，它是一種溫度敏感元件，當(dāng)熱輻射投射到熱敏材料上時(shí)，引起材料溫度升高，其電阻隨之變化，人們可利用這種特性來測定熱輻射。錳、鈷、鎳氧化物半導(dǎo)體屬負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，它的溫度系數(shù)約4％／℃左右，比金屬大約高出一個(gè)數(shù)量級(jí)，所以用它制成的測輻射熱計(jì)的靈敏度比金屬的要高的多，它對(duì)輻射波長無選擇性，室溫下工作，使用方便，可靠性、穩(wěn)定性好。目前常見的熱敏電阻紅外輻射傳感器有浸沒型和固體襯底型兩種，浸沒型的性能優(yōu)于固體襯底型，但其價(jià)格昂貴，而固體襯底型的熱敏電阻紅外輻射傳感器，雖用了補(bǔ)償元件，對(duì)環(huán)境溫度的起伏給予一定的補(bǔ)償，但補(bǔ)償不夠，使用上易產(chǎn)生零位漂移，并且目前所見的熱敏電阻紅外輻射傳感器，都只有一個(gè)靈敏元，這對(duì)諸如報(bào)警器等采用平衡探測的裝置來說，其使用就十分困難。
本實(shí)用新型的目的是提供一種價(jià)廉的能適用于諸如報(bào)警器等采用平衡探測裝置的熱敏電阻紅外輻射傳感器。
本實(shí)用新型的目的是這樣來實(shí)現(xiàn)的采用一般熱敏電阻紅外輻射傳感器的固體襯底型結(jié)構(gòu)，具有襯底、窗口、絕緣管腳和殼體，還具有做成對(duì)稱的雙象元的敏感芯片，每個(gè)象元呈矩形，二個(gè)象元的矩形長邊相鄰，中間有一個(gè)象元大小的間隔。芯片由錳、鈷、鎳金屬氧化物多晶材料做成，芯片厚度為10～15微米。傳感器還具有通帶為6.5～14微米的濾光片，濾光片兼作傳感器的窗口，濾光片的底材料由硅單晶做成。傳感器還具有金屬園筒形管帽和管座組成的殼體，芯片表面鍍有增加吸收響應(yīng)波段輻射的涂層。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和積極效果本實(shí)用新型雙象元熱敏電阻紅外輻射傳感器，可通過一定的光學(xué)系統(tǒng)鑒視兩個(gè)相鄰的視埸，并有適中的阻抗便于與電子線路相匹配，因傳感器的芯片粘合同一襯底上，在熱學(xué)上結(jié)構(gòu)相同，其對(duì)稱性良好，特別適合于平衡探測的使用。在報(bào)警器電路部分與傳感器對(duì)一定背景視埸調(diào)好平衡后，當(dāng)入侵者進(jìn)入傳感器的二個(gè)視埸之一，因入侵者本身的紅外輻射使本傳感器失去平衡而產(chǎn)生信號(hào)，報(bào)警器便發(fā)出信號(hào)報(bào)警。另外由于6.5～14微米濾光片的使用，濾去了可見波段的干擾，提高了可靠性，并用增加象元的長方向來增加入射功率。本實(shí)用新型采用簡潔的殼體、襯底材料也用廉價(jià)的玻璃，而使傳感器結(jié)構(gòu)簡單緊湊，制造方便而價(jià)廉。
本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下的實(shí)施例及其附圖給出。
圖1是本實(shí)用新型提出的熱敏電阻紅外輻射傳感器的剖面圖，圖2是傳感器的芯片俯視圖。
本實(shí)用新型的傳感器包括帶通為6.5～14微米的濾光片1，它兼起窗口的作用，濾光片粘合在開有方孔的管帽5上，管帽5呈園筒型，外徑為8.4毫米，與管帽5匹配的管座6有三個(gè)與管座相絕緣的管腳7，另有一個(gè)管腳與管座相通。雙象元的敏感芯片3通過襯底4粘合在管座6上，芯片表面鍍有增加吸收響應(yīng)波段輻射的涂層2。
做成雙象元的敏感芯片1，內(nèi)含二個(gè)形狀和大小完全相同的象元9和11，每個(gè)象元呈矩形，二個(gè)象元的矩形長邊相鄰，中間有一個(gè)象元大小的間隔。象元長13為0.5～2.0毫米，象元寬14為0.25～1.0毫米，象元的電極位于長邊方位，敏感芯片的二個(gè)象元各有一個(gè)電極引至管座的對(duì)應(yīng)絕緣管腳，即象元8的電極8，象元11的電極12引到管座的對(duì)應(yīng)絕緣管腳。其中間的公共電極10，則引到另一個(gè)絕緣管腳。管座6另有一只管腳接通外殼，電極8、10、12各有一個(gè)引線15，電極是通過各自的引線連至絕緣管腳的，在響應(yīng)波內(nèi)，本實(shí)用新型的探測率為5×107厘米赫1／2瓦－1水平，噪聲優(yōu)于0.10伏瓦－1。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)人推薦的最佳象元尺寸為第一例象元長0.5毫米，象元寬0.25毫米；第二例象元長1.4毫米，象元寬0.7毫米；第三例象元長2.0毫米，象元寬1.0毫米。以適應(yīng)不同視埸，輻射能量及傳感器偏置電壓不同的情況。
權(quán)利要求1.一種熱敏電阻紅外輻射傳感器，具有襯底，窗口，絕緣管腳和殼體，其特征在于(1)還具有做成雙象元的敏感芯片3，每個(gè)象元呈矩形，二個(gè)象元的矩形長邊相鄰，中間有一個(gè)象元大小的間隔，芯片由錳鈷、鎳金屬氧化物多晶材料做成，芯片厚度為10～15微米，(2)還具有帶通為6·5～14微米的濾光片1，濾光片兼作傳感器的窗口，濾光片的底材料由硅單晶做成，(3)還具有由外徑為8·4毫米的金屬園筒形管帽5和管座6組成殼體，(4)芯片表面鍍有增加吸收響應(yīng)波段輻射的涂層。
2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的熱敏電阻紅外輻射傳感器，其特征在于所述的敏感芯片每象元長13為0.5～2毫米，象元寬14為0.25～1毫米，象元的電極位于長邊方位，敏感芯片的二個(gè)象元各有一個(gè)電極引至對(duì)應(yīng)絕緣管腳，其中間的公共電極引至另一絕緣管腳，另有一個(gè)管腳接通外殼。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種雙象元熱敏電阻紅外輻射傳感器，它具有對(duì)稱的雙象元的熱敏電阻感芯片，和具有帶通為6.5～14微米的濾光片，整個(gè)傳感器被封裝在一個(gè)金屬圓筒形殼體內(nèi)。它可以用來監(jiān)視二個(gè)相鄰的視場，其對(duì)稱性良好。特別適合于在平衡探測報(bào)警器中使用。它濾掉了可見波段的干擾，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，價(jià)廉且制造方便。
文檔編號(hào)G01J5/20GK2033153SQ8821151
公開日1989年2月22日 申請(qǐng)日期1988年3月1日 優(yōu)先權(quán)日1988年3月1日
發(fā)明者曹在國 申請(qǐng)人:山東淄博無線電八廠