CN218039223U - 光电探测器to封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光电探测器TO封装结构，包括：TO封装底座；反光杯，设置在所述TO封装底座上；芯片，设置在所述TO封装底座上并位于所述反光杯的焦点处或者靠近所述反光杯的焦点的位置，所述芯片的光敏面迎向所述反光杯的杯口；TO封装盖帽，所述TO封装盖帽为透光结构并设置在所述反光杯的杯口处，用于闭合所述反光杯的杯口。采用上述结构设置的本实用新型，首先利用TO封装底座和TO封装盖帽，可以确保对芯片的防护。在此基础上设置反光杯，利用反光杯来汇聚光线至芯片的光敏面上，提高测试效果，无需依靠光学透镜来增强光线，结构简单，成本较低，适合大规模推广应用。

Description

光电探测器TO封装结构

技术领域

本实用新型涉及光电检测技术领域，特别涉及一种光电探测器TO封装结构。

背景技术

芯片是探测器的重要组成部分，为了减少外界因素对芯片的影响，通常需要采取一些措施对芯片进行封装保护，良好的封装结构不仅能固定、保护好芯片，还能采取一些特殊的结构来改善芯片光、电、热等方面的性能，使芯片性能得到更好的发挥。

TO封装技术是目前光电器件常用的封装技术之一，具有尺寸可控、工艺简单、成本低廉、灵活方便的优点。光电器件的TO封装结构一般包含芯片、底座、引脚和带透光窗口的盖帽，芯片设置在底座上，通过导线或焊接与引脚相连，引脚与底座之间设有绝缘子，盖帽与底座通过电焊工艺结合在一起，形成一个气密腔体，外界的光信号通过盖帽上的透光窗口入射到腔内的芯片上，透光窗口多为平面透镜或凸透镜，平面透镜不具备聚光功能，而凸透镜能把更多的光信号汇聚到芯片的光敏面上，从而提升探测器的性能，这在对微弱信号进行检测时尤为重要。传统的光学透镜对光有不同程度的吸收，尤其是对弱紫外光信号存在很强的吸收，并且制造成本高。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种光电探测器TO封装结构，不借用光学透镜即可提高探测性能。

根据本实用新型实施例的光电探测器TO封装结构，包括：TO封装底座；反光杯，设置在所述TO封装底座上；芯片，设置在所述TO封装底座上并位于所述反光杯的焦点处或者靠近所述反光杯的焦点的位置，所述芯片的光敏面迎向所述反光杯的杯口；TO封装盖帽，所述TO封装盖帽为透光结构并设置在所述反光杯的杯口处，用于闭合所述反光杯的杯口。

根据本实用新型实施例的光电探测器TO封装结构，至少具有如下有益效果：

采用上述结构设置的本实用新型，首先利用TO封装底座和TO封装盖帽，可以确保对芯片的防护。在此基础上设置反光杯，利用反光杯来汇聚光线至芯片的光敏面上，提高测试效果，无需依靠光学透镜来增强光线，结构简单，成本较低，适合大规模推广应用。传统的反光杯通常都是用于配合点光源进行光线反射送出，实现远距离聚光照明作用。本实用新型利用反光杯来反向聚集光线，结构简单，成本低廉，并且结构紧凑，具有很强的实用性。

根据本实用新型的一些实施例，所述反光杯与所述TO封装底座为一体结构。

根据本实用新型的一些实施例，所述反光杯通过焊接、卡接、紧配或粘接在所述TO封装底座上。

根据本实用新型的一些实施例，所述TO封装盖帽上设置有透光窗口。

根据本实用新型的一些实施例，所述TO封装盖帽为平面透镜、平凸球面镜、平凹球面镜、双凸球面镜或双凹球面镜。

根据本实用新型的一些实施例，所述TO封装盖帽为氟化钙、锗、硒化锌、硅、蓝宝石、光学玻璃或熔融石英制成的透明结构。

根据本实用新型的一些实施例，所述反光杯的反射面为球面、非球面、自由曲面中的任意一种。

根据本实用新型的一些实施例，所述反光杯为金属结构、塑料结构或玻璃结构。

根据本实用新型的一些实施例，所述芯片为红外探测器芯片、可见光探测器芯片、紫外探测器芯片中的一种或多种。

根据本实用新型的一些实施例，所述TO封装底座为贴片式结构、直插式结构、平板式结构、板上封装式结构中的任意一种。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：

图1为本实用新型第一种结构示意图；

图2为本实用新型第二种结构示意图；

图3为本实用新型第三种结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1至图3所示，本实用新型一种实施例的光电探测器TO封装结构，包括：TO封装底座2；反光杯7，设置在TO封装底座2上；芯片5，设置在TO封装底座2上并位于反光杯7的焦点处或者靠近反光杯7的焦点的位置，芯片5的光敏面迎向反光杯7的杯口；TO封装盖帽3，TO封装盖帽3为透光结构并设置在反光杯7的杯口处，用于闭合反光杯7的杯口。

采用上述结构设置的本实用新型，首先利用TO封装底座2和TO封装盖帽3，可以确保对芯片5的防护。在此基础上设置反光杯7，利用反光杯7来汇聚光线至芯片5的光敏面上，提高测试效果，无需依靠光学透镜来增强光线，结构简单，成本较低，适合大规模推广应用。传统的反光杯7通常都是用于配合点光源进行光线反射送出，实现远距离聚光照明作用。本实用新型利用反光杯7来反向聚集光线，结构简单，成本低廉，并且结构紧凑，具有很强的实用性。

在部分实施例中，反光杯7与TO封装底座2为一体结构，这样反光杯7与TO封装底座2之间无需进行组装，有利于提高封装效果以及生产效率。

在部分实施例中，反光杯7通过焊接、卡接、紧配或粘接在TO封装底座2上。采用本实施例的结构设置，反光杯7与TO封装底座2为分体式结构，方便根据实际需要定制不同尺寸规格、性能的反光杯7。

在部分实施例中，TO封装盖帽3上设置有透光窗口6。利用透光窗口6来实现光线进入，再利用反光杯7将进入的光线汇聚到芯片5的光敏面上。采用本实施例的结构设置，可以将整个TO封装盖帽3设置为透光结构，从而实现反光杯7最大的进光量。也可以仅在TO封装盖帽3对应反光杯7杯口的部分区域设置成透光的，形成透光窗口6。

在部分实施例中，TO封装盖帽3为平面透镜、平凸球面镜、平凹球面镜、双凸球面镜或双凹球面镜。这类透镜的应用，有助于确保最大进光量。并且可以选用氟化钙、锗、硒化锌、硅、蓝宝石、光学玻璃或熔融石英制成的透明结构形成透镜。

在部分实施例中，TO封装盖帽3为透镜结构，同时表面镀有增透膜。利用增透膜减少元件表面的反射损失。

在部分实施例中，反光杯7的反射面为球面、非球面、自由曲面中的任意一种，只需要能够实现将杯口进入的光线反射至芯片5的光敏面即可。

在部分实施例中，反光杯7为金属结构，利用金属结构的性质来实现光线反射。另外也可以采用塑料结构或玻璃结构来制成反光杯7。在采用塑料结构的时候，在反光杯7内侧设置金属镀层来形成反射面，比如镀铬、镍、铝、金、银中的任一种，形成光亮的金属面。

在部分实施例中，芯片5为红外探测器芯片、可见光探测器芯片、紫外探测器芯片中的一种或多种，以用于对应检测红外线、可见光、紫外线。

在部分实施例中，TO封装底座2采用现有技术中贴片式结构、直插式结构、平板式结构、板上封装式结构中的任意一种。在实际应用时，可以根据实际需要选用不同结构的TO封装底座2。

在部分实施例中，光电探测器TO封装结构还设置有引脚1，引脚1可以设置在TO封装底座2上，也可以设置在反光杯7上，并且引脚1周侧设置有绝缘层4。

参照图1，在部分实施例中，光电探测器TO封装结构包括TO封装底座2、TO封装盖帽3、反光杯7、芯片5和引脚1。TO封装底座2和反光杯7均为铝材制成。反光杯7的反射面为抛物面。反光杯7与TO封装底座2、TO封装盖帽3通过直接键合焊接固定。芯片5为红外探测器芯片，其受光面(即光敏面)位于反光杯7的焦点上。芯片5通过胶水固定在TO封装底座2上，芯片5的电极通过金线与TO封装底座2的引脚1连接。TO封装盖帽3包括固定圈和设置在固定圈中间的透光窗口6，透光窗口6为石英玻璃材质的平面透镜，表面镀有增透膜。

参照图2，在部分实施例中，光电探测器TO封装结构包括带有反光杯的TO封装底座8、TO封装盖帽3、芯片5和引脚1。带有反光杯的TO封装底座8为铝材加工制成，同时一体成型出反光杯7，反光杯7的反射面为抛物面。TO封装盖帽3通过直接键合焊接固定在反光杯7的杯口处。芯片5为红外探测器芯片，其受光面位于与之配合的反光杯7的焦点上，芯片5通过导电胶固定在带有反光杯的TO封装底座8上。芯片5的电极通过金线与带有反光杯的TO封装底座8上的引脚1连接。TO封装盖帽3包括固定圈和设置在固定圈中间的透光窗口6，透光窗口6为石英玻璃材质的平面透镜，表面镀有增透膜。

参照图3，在部分实施例中，光电探测器TO封装结构包括带有反光杯的TO封装底座8、TO封装盖帽3、芯片5和引脚1。带有反光杯的TO封装底座8为铝材加工制成，同时一体成型出反光杯7，反光杯7的反射面为抛物面。TO封装盖帽3通过直接键合焊接固定在反光杯7的杯口处。芯片5为红外探测器芯片，其受光面位于与之配合的反光杯7的焦点上，芯片5的一个电极通过导电胶固定在带有反光杯的TO封装底座8底部的引脚1上，另一个电极通过金线9与反光杯7侧壁上的引脚1连接。TO封装盖帽3包括固定圈和设置在固定圈中间的透光窗口6，透光窗口6为石英玻璃材质的平面透镜，表面镀有增透膜。本实施例中的结构适用于尺寸较小的封装结构，芯片5直接与带有反光杯的TO封装底座8的引脚1相连，不需要额外的导线，同时，引脚1也可以充当热沉，有利于芯片5散热。

综上所述，本实用新型中光电探测器TO封装结构的结构简单易行，利用了反光杯7聚光，不仅能有效地保护内部芯片5，还能根据具体应用场景的光信号特征进行设计，使反光杯7口径范围内的光线有效汇聚于芯片5的受光面上，从而提高探测性能。且该结构简单紧凑、成本较低，适用于大批量生产。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.光电探测器TO封装结构，其特征在于，包括：

TO封装底座；

反光杯，设置在所述TO封装底座上；

芯片，设置在所述TO封装底座上并位于所述反光杯的焦点处或者靠近所述反光杯的焦点的位置，所述芯片的光敏面迎向所述反光杯的杯口；

TO封装盖帽，所述TO封装盖帽为透光结构并设置在所述反光杯的杯口处，用于闭合所述反光杯的杯口。

2.根据权利要求1所述的光电探测器TO封装结构，其特征在于，所述反光杯与所述TO封装底座为一体结构。

3.根据权利要求1所述的光电探测器TO封装结构，其特征在于，所述反光杯通过焊接、卡接、紧配或粘接在所述TO封装底座上。

4.根据权利要求1所述的光电探测器TO封装结构，其特征在于，所述TO封装盖帽上设置有透光窗口。

5.根据权利要求1所述的光电探测器TO封装结构，其特征在于，所述TO封装盖帽为平面透镜、平凸球面镜、平凹球面镜、双凸球面镜或双凹球面镜。

6.根据权利要求1所述的光电探测器TO封装结构，其特征在于，所述TO封装盖帽为氟化钙、锗、硒化锌、硅、蓝宝石、光学玻璃或熔融石英制成的透明结构。

7.根据权利要求1所述的光电探测器TO封装结构，其特征在于，所述反光杯的反射面为球面、非球面、自由曲面中的任意一种。

8.根据权利要求1所述的光电探测器TO封装结构，其特征在于，所述反光杯为金属结构、塑料结构或玻璃结构。

9.根据权利要求1所述的光电探测器TO封装结构，其特征在于，所述芯片为红外探测器芯片、可见光探测器芯片、紫外探测器芯片中的一种或多种。

10.根据权利要求1所述的光电探测器TO封装结构，其特征在于，所述TO封装底座为贴片式结构、直插式结构、平板式结构、板上封装式结构中的任意一种。

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