CN110806177A - 一种阵列式红外单场接收器及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种阵列式红外单场接收器及其生产工艺，包括PCB板和安装在PCB板上的硅光晶片，所述硅光晶片设有多个光刻栅片，光刻栅片阵列式横向排列，相邻两个光刻栅片之间间距L为190μm，光刻栅片为矩形且宽度W为160μm，4个光刻栅片为一组，4个光刻栅片与栅距为38μm的指示光栅、栅距为40μm的主光栅相配合形成正弦波信号，有效检测到莫尔条纹，提高信号质量，为最终检测位移量提供稳定的信号源，提升精密度。
Description
技术领域
本发明涉及光栅设备领域，具体涉及一种阵列式红外单场接收器及其生产工艺。
背景技术
光栅是高精度位移测量元件，它与数字信号处理仪表配套，组成位移测量系统，光栅检测位移的原理如图1所示，光源发出平行光照射到主光栅、指示光栅、接收器上，由于主光栅、指示光栅的栅距不一样，当光源、指示光栅、接收器与移动物一起移动而主光栅不动时，平行光穿过主光栅、指示光栅到达接收器上会形成明暗相间的莫尔条纹从而产生正弦波信号感知移动物移动位移。而现有的光栅接收器主要是由PCB板和安装在PCB板上的硅光晶片组成，硅光晶片上通过贴装工艺安装栅片，栅片是一个一个地单独安装，这样就会导致后期栅片与栅片之间的间距有累计误差，影响位移检测，所以现有光栅接收器为了避免较大误差栅片都不敢安装太多而且都是小尺寸布局检测精度低。
发明内容
针对现有技术硅光晶片中栅片是单独安装、检测精度低等技术问题，本发明提供了一种阵列式红外单场接收器及其生产工艺，具体技术方案如下：
一种阵列式红外单场接收器，包括PCB板和安装在PCB板上的硅光晶片，所述硅光晶片设有多个光刻栅片，光刻栅片阵列式横向排列，相邻两个光刻栅片之间间距L为190μm，光刻栅片为矩形且宽度W为160μm。
作为本发明阵列式红外单场接收器的一种优选方案，4个光刻栅片为一组，4个光刻栅片与栅距为38μm的指示光栅、栅距为40μm的主光栅相配合。
作为本发明阵列式红外单场接收器的一种优选方案，相邻两个光刻栅片相互错开，PCB板设有第一信号绑定盘区，第一信号绑定盘区有两个位于上下侧，第一信号绑定盘区与一组光刻栅片的其中2个相接触，PCB板设有第二信号绑定盘区，第二信号绑定盘区有两个位于上下侧，第二信号绑定盘区与一组光刻栅片的另外2个相接触。
作为本发明阵列式红外单场接收器的一种优选方案，光刻栅片形成中部感光区，PCB板上部位设有上感光区，PCB板下部位设有下感光区。
一种阵列式红外单场接收器生产工艺，包括以下步骤，
①选材，选取尺寸大小合适的硅光晶片，硅光晶片表面涂覆有光刻胶；
②曝光，将预制在掩模版上的与光刻栅片相配的图形初步转印到光刻胶上；
③显影，溶解光刻胶中非曝光部分的图形使光刻栅片图形初步显示出来；
④定影，按步骤③显影出的图形一次性定型出阵列式横向排列的光刻栅片，相邻两个光刻栅片之间间距L为190μm，光刻栅片为矩形且宽度W为160μm。
作为本发明一种阵列式红外单场接收器生产工艺的一种优选方案，在完成定影后，对硅光晶片进行精度测量若发现有缺陷则修补后再清洗；若无缺陷则直接清洗，最后贴上防尘膜。
本发明的有益效果：硅光晶片设有多个光刻栅片，光刻栅片阵列式横向排列，相邻两个光刻栅片之间间距L为190μm，光刻栅片为矩形且宽度W为160μm，4个光刻栅片为一组，4个光刻栅片与栅距为38μm的指示光栅、栅距为40μm的主光栅相配合形成正弦波信号，有效检测到莫尔条纹，提高信号质量，为最终检测位移量提供稳定的信号源，提升精密度。
附图说明
图1是光栅检测位移的原理图；
图2是本发明阵列式红外单场接收器的结构示意图；
图3是本发明一组光刻栅片的示意图；
图4是本发明主光栅、指示光栅、光刻栅片的配合示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式做进一步说明：
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图2和3所示，一种阵列式红外单场接收器，包括PCB板1和安装在PCB板1上的硅光晶片2，所述硅光晶片2设有多个光刻栅片3，光刻栅片3阵列式横向排列，相邻两个光刻栅片3之间间距L为190μm，光刻栅片3为矩形且宽度W为160μm，光刻栅片3的数量可根据使用情况选定，优选数量为20个、24个、28个。
如图4所示，4个光刻栅片3为一组，4个光刻栅片3与栅距为38μm(μm为微米)的指示光栅、栅距为40μm的主光栅相配合形成正弦波信号，栅距为38μm的指示光栅栅宽为19μm，栅距为40μm的主光栅栅宽为20μm，具体原理是，光源发出平行光到指示光栅、主光栅，由于两种光栅间距不一样且指示光栅移动，那4个光刻栅片3就会接收到明暗相间的莫尔条纹，莫尔条纹由强变弱的变化趋势与正弦波信号变化相吻合，只要一组4个光刻栅片3中的其中一个检测到条纹就可知道条纹变化趋势最终为物体移动位移检测提供可靠的信号数据。
如图2所示，相邻两个光刻栅片3相互错开，PCB板1设有第一信号绑定盘区4，第一信号绑定盘区4有两个位于上下侧，第一信号绑定盘区4与一组光刻栅片的其中2个相接触，PCB板1设有第二信号绑定盘区5，第二信号绑定盘区5有两个位于上下侧，第二信号绑定盘区5与一组光刻栅片的另外2个相接触，设定两个绑定盘区可精确接收信号位移变化，另外，阵列式横向排列的光刻栅片3形成中部感光区，PCB板1上部位设有上感光区6，PCB板1下部位设有下感光区7。
一种阵列式红外单场接收器生产工艺，包括以下步骤，
①选材，选取尺寸大小合适的硅光晶片，硅光晶片表面涂覆有光刻胶；
②曝光，将预制在掩模版上的与光刻栅片相配的图形初步转印到光刻胶上；
③显影，溶解光刻胶中非曝光部分的图形使光刻栅片初步显示出来；
④定影，按步骤③显影出的图形一次性定型出阵列式横向排列的光刻栅片，相邻两个光刻栅片之间间距L为190μm，光刻栅片为矩形且宽度W为160μm，光刻栅片通过光刻工艺整体一次性制造出来，无需逐个贴装，精密度高误差小。
而在完成定影后，对硅光晶片进行精度测量若发现有缺陷则修补后再清洗；若无缺陷则直接清洗，最后贴上防尘膜方便后期包装、输运、与PCB板安装。
综上所述，本发明一种单晶元四场接收器及其生产工艺设计合理，硅光晶片的光刻栅片31阵列式横向排列,与主光栅、指示光栅相配合可得到稳定的信号，无需像现有技术那样要逐个组装，提高产品稳定性和精密度减少位置误差，可大批量生产。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种阵列式红外单场接收器，包括PCB板和安装在PCB板上的硅光晶片，其特征在于：所述硅光晶片设有多个光刻栅片，光刻栅片阵列式横向排列，相邻两个光刻栅片之间间距L为190μm，光刻栅片为矩形且宽度W为160μm。
2.根据权利要求1所述的一种阵列式红外单场接收器，其特征在于：4个光刻栅片为一组，4个光刻栅片与栅距为38μm的指示光栅、栅距为40μm的主光栅相配合。
3.根据权利要求2所述的一种阵列式红外单场接收器，其特征在于：相邻两个光刻栅片相互错开，PCB板设有第一信号绑定盘区，第一信号绑定盘区有两个位于上下侧，第一信号绑定盘区与一组光刻栅片的其中2个相接触，PCB板设有第二信号绑定盘区，第二信号绑定盘区有两个位于上下侧，第二信号绑定盘区与一组光刻栅片的另外2个相接触。
4.根据权利要求1所述的一种阵列式红外单场接收器，其特征在于：光刻栅片形成中部感光区，PCB板上部位设有上感光区，PCB板下部位设有下感光区。
5.一种阵列式红外单场接收器生产工艺，其特征在于：包括以下步骤，
①选材，选取尺寸大小合适的硅光晶片，硅光晶片表面涂覆有光刻胶；
②曝光，将预制在掩模版上的与光刻栅片相配的图形初步转印到光刻胶上；
③显影，溶解光刻胶中非曝光部分的图形使光刻栅片图形初步显示出来；
④定影，按步骤③显影出的图形一次性定型出阵列式横向排列的光刻栅片，相邻两个光刻栅片之间间距L为190μm，光刻栅片为矩形且宽度W为160μm。
6.根据权利要求5所述的一种阵列式红外单场接收器生产工艺，其特征在于：在完成定影后，对硅光晶片进行精度测量若发现有缺陷则修补后再清洗；若无缺陷则直接清洗，最后贴上防尘膜。
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| CN201373734Y (zh) * | 2008-10-21 | 2009-12-30 | 朱孝立 | 分辨率可调通用游标式光栅读数头 |
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