CN217845417U

CN217845417U - 红外热电堆阵列传感器封装结构、电子系统及电子设备

Info

Publication number: CN217845417U
Application number: CN202222160623.8U
Authority: CN
Inventors: 曲狄; 白淞; 全绍军
Original assignee: Shanghai Shenwei Technology Co ltd
Current assignee: Shanghai Shenwei Technology Co ltd
Priority date: 2022-08-16
Filing date: 2022-08-16
Publication date: 2022-11-18
Anticipated expiration: 2032-08-16

Abstract

本实用新型提供了一种红外热电堆阵列传感器封装结构、电子系统及电子设备，其中所述封装结构包括PCB板、红外热电堆阵列传感器阵列芯片、外围芯片以及球面透镜，其中：所述红外热电堆阵列传感器阵列芯片及所述外围芯片固定在所述PCB板的第一表面上，且所述红外热电堆阵列传感器阵列芯片及所述外围芯片的各引脚分别与PCB板的第一表面上的各第一焊点电连接；所述PCB板的第二表面设置有用于对外电连接的若干第二焊点，各第二焊点与所述各第一焊点之间对应电连接；所述球面透镜具有一内凹面，所述球面透镜固定在所述PCB板的第一表面上，以与所述PCB板的第一表面构成一密封空间，使得所述红外热电堆阵列传感器阵列芯片及所述外围芯片位于所述密封空间内。

Description

红外热电堆阵列传感器封装结构、电子系统及电子设备

技术领域

本实用新型涉及传感器封装领域，尤其涉及一种红外热电堆阵列传感器封装结构、电子系统及电子设备。

背景技术

随着物联网技术的发展，人们生活质量的提升，传感器的应用前景越来越广泛，其集成封装主要通过将MEMS芯片、热电堆芯片或滤波器等半导体芯片与其他功能器件或CMOS电路集成封装起来，使得形成的传感器具有尺寸小、重量轻、无需致冷、灵敏度高等优点，在安全监视、医学治疗、生命探测和消费产品等方面有广泛应用，并且其发展也更为迅速。

现有技术对红外热电堆阵列传感器的封装通常采用T0封装，该封装先将检测芯片贴在封装底座上，再通过打线将芯片焊盘和底座的管脚相连，最后将盖帽和底座密闭封装，该封装结构的管脚很长，封装体积较大，严重制约了其在小型化设备中的应用同时现有技术选择的盖帽一般为平面透镜结构，其成像距离和成像范围都收到了限制。

实用新型内容

本实用新型提供一种红外热电堆阵列传感器封装结构、电子系统及电子设备，以降低红外热电堆阵列传感器的体积，且在保证系统可靠性的同时具有更远的成像探测距离及更广的成像范围。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种红外热电堆阵列传感器的封装结构，包括：包括PCB板、红外热电堆阵列传感器阵列芯片、外围芯片以及球面透镜，其中：

所述红外热电堆阵列传感器阵列芯片及所述外围芯片固定在所述PCB 板的第一表面上，且所述红外热电堆阵列传感器阵列芯片及所述外围芯片的各引脚分别与PCB板的第一表面上的各第一焊点电性连接；所述PCB 板的第二表面设置有用于对外电性连接的若干第二焊点，各第二焊点与所述各第一焊点之间对应电性连接；

所述球面透镜具有一内凹面，所述球面透镜固定在所述PCB板的第一表面上，以与所述PCB板的第一表面构成一密封空间，使得所述红外热电堆阵列传感器阵列芯片及所述外围芯片位于所述密封空间内。可选的，所述外围芯片至少包括控制类芯片。

可选的，所述控制类芯片为MCU芯片。

可选的，所述外围芯片还包括处理类芯片。

可选的，所述处理类芯片为FPGA芯片。

可选的，所述红外热电堆阵列传感器阵列芯片以及所述外围芯片均为晶圆级芯片。

可选的，所述球面透镜的厚度为1.1±0.02mm，其凹面的视场角为 120°x90°，其焦距为3.9mm。

可选的，所述红外热电堆阵列传感器的成像探测距离为大于等于1米。

可选的，所述红外热电堆阵列传感器封装结构的整体最小尺寸为 10mm*10mm*6mm。

根据本实用新型提供的第二方面，提供了一种电子系统，包含了本实用新型第一方面及可选方案所提供的红外热电堆阵列传感器封装结构。

根据本实用新型提供的第三方面，提供了一种电子设备，包含了本实用新型第二方面及可选方案所提供的电子系统。

本实用新型提供的红外热电堆阵列传感器封装结构、电子系统及电子设备，通过将红外热电堆阵列传感器阵列芯片及外围芯片固定在PCB板上，且红外热电堆阵列传感器阵列芯片及外围芯片的各引脚分别与PCB板的各第一焊点电性连接，可利用PCB板的若干第二焊点对外连接，从而可以实现直接3D集成SIP封装在应用系统中，而不需用管脚连接，因而大大减小了红外热电堆阵列传感器的体积，也提高了其系统可靠性，同时本实用新型的红外热电堆阵列传感器使用球面透镜来替代盖帽，可以使其具有更远的成像探测距离及更广的成像范围。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型实施例提供的红外热电堆阵列传感器封装的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的红外热电堆阵列传感器封装的PCBA 的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的红外热电堆阵列传感器封装的球面透镜的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

有鉴于现有技术使用T0封装的红外热电堆阵列传感器的体积大、系统可靠性低以及成像距离和成像范围都受到了限制，本实用新型创造性的提出了一种新的红外热电堆阵列传感器封装结构，以降低红外热电堆阵列传感器的体积，在保障系统可靠性高的同时具有更远的成像探测距离及更广的成像范围。

请参考图1，本实用新型一实施例提供了一种红外热电堆阵列传感器封装结构，包括PCB板100、红外热电堆阵列传感器阵列芯片101、外围芯片以及球面透镜200，其中：

所述红外热电堆阵列传感器阵列芯片101及所述外围芯片固定在所述 PCB板100的第一表面上，且所述红外热电堆阵列传感器阵列芯片101及所述外围芯片的各引脚分别与PCB板100的第一表面上的各第一焊点电性连接；所述PCB板100的第二表面设置有用于对外电性连接的若干第二焊点，各第二焊点与所述各第一焊点之间对应电性连接。

本实用新型提供的红外热电堆阵列传感器封装结构，通过将红外热电堆阵列传感器阵列芯片101及外围芯片固定在PCB板100上，且红外热电堆阵列传感器阵列芯片101及外围芯片的各引脚分别与PCB板101的各第一焊点电性连接，可利用PCB板101的若干第二焊点对外连接，从而可以实现直接3D集成SIP封装在应用系统中，而不需用管脚连接，因而大大减小了红外热电堆阵列传感器的体积，也提高了其系统可靠性，同时本实用新型的红外热电堆阵列传感器使用球面透镜来替代盖帽，可以使其具有更远的成像探测距离及更广的成像范围。

作为一种具体实施方式，所述红外热电堆阵列传感器阵列芯片101及所述外围芯片按照一定方向通过COB方式封装在所述PCB板100的相应位置。

所述球面透镜200具有一内凹面，所述球面透镜200固定在所述PCB 板100的第一表面上，以与所述PCB板100的第一表面构成一密封空间，使得所述红外热电堆阵列传感器阵列芯片101及所述外围芯片位于所述密封空间内。

作为一种具体实施方式，请参考图2，所述外围芯片至少包括控制类芯片102，如MCU芯片，所述MCU芯片能处理外部系统发出的控制信号。

作为一种具体实施方式，所述外围芯片至少包括处理类芯片103，如 FPGA芯片，所述FPGA芯片能够实现一些机器视觉算法的图像处理功能。

当然，应该意识到，外围芯片不限于包括控制类芯片和处理类芯片，其还可以包括其它类型的芯片，具体根据实际需求而定。并且控制类芯片102 不限于MCU芯片，还可以为其他的控制类芯片；处理类芯片103也不限于 FPGA芯片，还可以为其他的处理类芯片。各种外围芯片的变形均在本实用新型的保护范围之内。

作为一种具体实施方式，所述红外热电堆阵列传感器阵列芯片101以及所述外围芯片均为晶圆级芯片(即裸芯片)。采用晶圆级芯片能够进一步地降低红外热电堆阵列传感器封装结构的体积。当然，在实际情况中，根据具体需求，外围芯片也可以为非晶圆级芯片。本实用新型并不以此为限，可以预见的各种芯片形式均在本实用新型的保护范围之内。

作为一种优选实施例，请参考图3，所述球面透镜200的厚度为 1.1±0.02mm，其凹面的视场角为120°x90°，其焦距为3.9mm，其光窗直径为3.5mm，其镜片口径为4.96mm，其F-Number为0.8mm，其像元大小为 90um，可实现视角更大，成像范围更大，成像质量更佳，实现高灵敏度，小于40mk,成像优质，画质流畅，帧频可达90hz。

当然，应该知道，本实用新型提供的球面透镜200的数据只是优选实施数据的一种，实际情况不只限于上述提供的数据。

作为一种优选实施例，所述红外热电堆阵列传感器封装结构的成像探测距离为大于等于1米，根据公式：I＝(O*f)/d，I是成像质量、O是物体的尺寸、f是透镜的焦距及d就是成像距离，当所述成像质量I、所述物体的尺寸O及所述透镜的焦距f固定时就可算出所述成像距离d。

作为一种优选实施例，所述红外热电堆阵列传感器封装结构的整体最小尺寸为10mm*10mm*6mm。

本实用新型的另一实施例中，还提供了一种电子系统，包含了本实用新型前述实施例所提供的红外热电堆阵列传感器封装结构。

本实用新型的另一实施例中，还提供了一种电子设备，包含了本实用新型实施例所提供的电子系统。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种红外热电堆阵列传感器封装结构，其特征在于，所述封装结构包括PCB板、红外热电堆阵列传感器阵列芯片、外围芯片以及球面透镜，其中：

所述红外热电堆阵列传感器阵列芯片及所述外围芯片固定在所述PCB板的第一表面上，且所述红外热电堆阵列传感器阵列芯片及所述外围芯片的各引脚分别与PCB板的第一表面上的各第一焊点电性连接；所述PCB板的第二表面设置有用于对外电性连接的若干第二焊点，各第二焊点与所述各第一焊点之间对应电性连接；

所述球面透镜具有一内凹面，所述球面透镜固定在所述PCB板的第一表面上，以与所述PCB板的第一表面构成一密封空间，使得所述红外热电堆阵列传感器阵列芯片及所述外围芯片位于所述密封空间内。

2.根据权利要求1所述的红外热电堆阵列传感器封装结构，其特征在于，所述外围芯片至少包括控制类芯片。

3.根据权利要求2所述的红外热电堆阵列传感器封装结构，其特征在于，所述控制类芯片为MCU芯片。

4.根据权利要求2或3所述的红外热电堆阵列传感器封装结构，其特征在于，所述外围芯片还包括处理类芯片。

5.根据权利要求4所述的红外热电堆阵列传感器封装结构，其特征在于，所述处理类芯片为FPGA芯片。

6.根据权利要求1所述红外热电堆阵列传感器封装结构，其特征在于，所述红外热电堆阵列传感器阵列芯片以及所述外围芯片均为晶圆级芯片。

7.根据权利要求1所述的红外热电堆阵列传感器封装结构，其特征在于，所述球面透镜的厚度为1.1±0.02mm，其凹面的视场角为120°x90°，其焦距为3.9mm。

8.根据权利要求1所述的红外热电堆阵列传感器封装结构，其特征在于，所述红外热电堆阵列传感器封装结构的成像探测距离为大于等于1米。

9.根据权利要求1所述红外热电堆阵列传感器封装结构，其特征在于，该封装结构的整体最小尺寸为10mm*10*2.6mm。

10.一种电子系统，其特征在于，包含权利要求1至9中任一项所述的红外热电堆阵列传感器封装结构。

11.一种电子设备，其特征在于，包含权利要求10所述的电子系统。