JPH04152228A - 赤外線検知器用冷却容器 - Google Patents
赤外線検知器用冷却容器Info
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- JPH04152228A JPH04152228A JP2276312A JP27631290A JPH04152228A JP H04152228 A JPH04152228 A JP H04152228A JP 2276312 A JP2276312 A JP 2276312A JP 27631290 A JP27631290 A JP 27631290A JP H04152228 A JPH04152228 A JP H04152228A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L2224/48091—Arched
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
概要
赤外線検知器用冷却容器に関し、
放熱効率の良い電子冷却型赤外線検知器用冷却容器を提
供することを目的とし、 ベース上に電子冷却素子をその発熱面を接触させて搭載
し、該電子冷却素子の吸熱面上に赤外線検知素子を固着
するとともに、該電子冷却素子及び赤外線検知素子をコ
バールから形成されたケース内に密封した電子冷却型赤
外線検知器において、前記ベースをコバールから形成さ
れた外側ベースの中央嵌合穴中に、銅から形成された内
側ベースを嵌合・接合して構成し、該内側ベース上に電
子冷却素子を搭載して構成する。
供することを目的とし、 ベース上に電子冷却素子をその発熱面を接触させて搭載
し、該電子冷却素子の吸熱面上に赤外線検知素子を固着
するとともに、該電子冷却素子及び赤外線検知素子をコ
バールから形成されたケース内に密封した電子冷却型赤
外線検知器において、前記ベースをコバールから形成さ
れた外側ベースの中央嵌合穴中に、銅から形成された内
側ベースを嵌合・接合して構成し、該内側ベース上に電
子冷却素子を搭載して構成する。
産業上の利用分野
本発明は一般的に赤外線検知器用冷却容器に関し、特に
電子冷却型赤外線検知器用冷却容器に関する。
電子冷却型赤外線検知器用冷却容器に関する。
赤外線検知器（センサ）には、焦電素子、サーモパイル
等を用いた熱量センサと半導体を利用した光電効果型（
量子型）センサがある。一般に熱量センサでは感度の波
長依存性はないが、感度が低く応答速度も遅いのでリア
ルタイムの赤外線センサとしては不向きである。一方、
光電効果型センサは感度が高く、応答速度も速いが、感
度を得るために素子を極低温に冷却する必要がある。
等を用いた熱量センサと半導体を利用した光電効果型（
量子型）センサがある。一般に熱量センサでは感度の波
長依存性はないが、感度が低く応答速度も遅いのでリア
ルタイムの赤外線センサとしては不向きである。一方、
光電効果型センサは感度が高く、応答速度も速いが、感
度を得るために素子を極低温に冷却する必要がある。
一方、赤外線センサを波長帯域から分類すると、４００
〜７００℃に加熱された物体から放射される波長３〜５
μｍの中間赤外線を検知するのに適したセンサと、人体
等の温度が概略３００に程度の物体から放射される波長
１０〜１２．μｍの遠赤外線を検知するのに適したセン
サとがある。
〜７００℃に加熱された物体から放射される波長３〜５
μｍの中間赤外線を検知するのに適したセンサと、人体
等の温度が概略３００に程度の物体から放射される波長
１０〜１２．μｍの遠赤外線を検知するのに適したセン
サとがある。
遠赤外線センサは、感度を得るために赤外線検知素子の
概略液体窒素温度での冷却が必要であるが、中間赤外線
センサはそれほど低温度に冷却する必要はないため、冷
却手段としてベルチェ素子等の電子冷却素子が採用され
ている。
概略液体窒素温度での冷却が必要であるが、中間赤外線
センサはそれほど低温度に冷却する必要はないため、冷
却手段としてベルチェ素子等の電子冷却素子が採用され
ている。
従来の技術
第３１！Ｉは波長３〜５μｍ帯の中間赤外線を検知する
赤外線検知器の従来例断面図である。赤外線検知器は符
号２で示されており、コバールから形成されたベース４
上にベルチェ素子６を搭載し、このベルチェ素子６上に
例えばＨｇＣｄＴｅから形成された赤外線検知素子１６
が固着されている。
赤外線検知器の従来例断面図である。赤外線検知器は符
号２で示されており、コバールから形成されたベース４
上にベルチェ素子６を搭載し、このベルチェ素子６上に
例えばＨｇＣｄＴｅから形成された赤外線検知素子１６
が固着されている。
ベルチェ素子６は導電性パターンの形成された３枚のセ
ラミック基板１０，１２．１４の間にベルチェ効果を有
するｐ型半導体８及びｎ型半導体９を交互に配設して構
成されており、セラミック基板１Ｇの下面をメタライズ
することにより、ベルチェ素子６はロー付によりベース
４に固着されている。
ラミック基板１０，１２．１４の間にベルチェ効果を有
するｐ型半導体８及びｎ型半導体９を交互に配設して構
成されており、セラミック基板１Ｇの下面をメタライズ
することにより、ベルチェ素子６はロー付によりベース
４に固着されている。
セラミック基板１４側が吸熱面、セラミック基板１０側
が発熱面となるようにベルチェ素子６のｐ型半導体８及
びｎ型半導体９に電圧が印加される。
が発熱面となるようにベルチェ素子６のｐ型半導体８及
びｎ型半導体９に電圧が印加される。
符号１８はその内部に赤外線検知素子１６及びベルチェ
素子６を密封するためのケースを示しており、コバール
から形成された下側円筒（Ｗｉ状下側ケース）２０と同
じくコバールから形成された上側円筒（環状上側ケース
）２２との間に、信号取り出しのためのセラミック基板
２４をサンドイッチ状に介装して構成されている。下側
円筒２０は銀ロー等によりベース４に接合されており、
上側円筒２２にはゲルマニウム又はサファイア等から形
成された赤外線透過窓２６が設けられている。
素子６を密封するためのケースを示しており、コバール
から形成された下側円筒（Ｗｉ状下側ケース）２０と同
じくコバールから形成された上側円筒（環状上側ケース
）２２との間に、信号取り出しのためのセラミック基板
２４をサンドイッチ状に介装して構成されている。下側
円筒２０は銀ロー等によりベース４に接合されており、
上側円筒２２にはゲルマニウム又はサファイア等から形
成された赤外線透過窓２６が設けられている。
赤外線検知素子１６で検知した信号はボンディングワイ
ヤ２８及び金パターンの形成されたセラミック基板２４
を介して外部に取り出される。
ヤ２８及び金パターンの形成されたセラミック基板２４
を介して外部に取り出される。
ベース４、ケース１８及び赤外線透過窓２６から構成さ
れた冷却容器内部は、結露による赤外線検知器性能の劣
化を防止するために気密構造にされ、その内部は高真空
に引かれるか又は乾燥した窒素ガスが封入されている。
れた冷却容器内部は、結露による赤外線検知器性能の劣
化を防止するために気密構造にされ、その内部は高真空
に引かれるか又は乾燥した窒素ガスが封入されている。
下側円筒２０及び上側円筒２２をコバールから形成して
いるのは、信号取り出し用にセラミック基板２４を用い
ているため、セラミック基板２４の熱膨張係数と概略等
しい熱膨張係数を有する材料を使う必要があるからであ
る。
いるのは、信号取り出し用にセラミック基板２４を用い
ているため、セラミック基板２４の熱膨張係数と概略等
しい熱膨張係数を有する材料を使う必要があるからであ
る。
発明が解決しようとする課題
上述したように従来の赤外線検知器２では、ベース４を
コバールカラ形成し、このコバールベースに同じくコバ
ールから形成した下側円筒２０をロー付により接合して
いた。ベルチェ素子６を駆動すると、赤外線検知素子１
６は約−６０℃程度に冷却され、ベルチェ素子６の発熱
はベース４を介して図示しないヒートシンクに放熱され
る。
コバールカラ形成し、このコバールベースに同じくコバ
ールから形成した下側円筒２０をロー付により接合して
いた。ベルチェ素子６を駆動すると、赤外線検知素子１
６は約−６０℃程度に冷却され、ベルチェ素子６の発熱
はベース４を介して図示しないヒートシンクに放熱され
る。
しかしこの従来構造では、ベース４を熱伝導率が悪いコ
バールから形成していたため、赤外線検知素子１６の冷
却特性が悪いという問題があった。
バールから形成していたため、赤外線検知素子１６の冷
却特性が悪いという問題があった。
そこで本発明者等は、先にコバールベースを熱伝導率の
高い銅ベースに変更した冷却容器構造を提案した。しか
しこの冷却容器構造においては、コバールケース（下側
円筒）と銅ベースをロー付した場合、両部材の熱膨張率
の差によるバイメタル効果で銅ベースとコバールケース
が変形して、使用不能になるという問題が発生した。
高い銅ベースに変更した冷却容器構造を提案した。しか
しこの冷却容器構造においては、コバールケース（下側
円筒）と銅ベースをロー付した場合、両部材の熱膨張率
の差によるバイメタル効果で銅ベースとコバールケース
が変形して、使用不能になるという問題が発生した。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、放熱効率の良い電子冷却型赤外
線検知用冷却容器を提供することである。
の目的とするところは、放熱効率の良い電子冷却型赤外
線検知用冷却容器を提供することである。
課題を解決するための手段
ベース上に電子冷却素子をその発熱面を接触させて搭載
し、該電子冷却素子の吸熱面上に赤外線検知素子を固着
するとともに、該電子冷却素子及び赤外線検知素子をコ
バールから形成されたケース内に密封した電子冷却型赤
外線検知器において、前記ベースをコバールから形成さ
れた外側ベースの中央嵌合穴中に、銅から形成された内
側ベースを嵌合・接合して構成し、該内側ベース上に電
子冷却素子を搭載する。
し、該電子冷却素子の吸熱面上に赤外線検知素子を固着
するとともに、該電子冷却素子及び赤外線検知素子をコ
バールから形成されたケース内に密封した電子冷却型赤
外線検知器において、前記ベースをコバールから形成さ
れた外側ベースの中央嵌合穴中に、銅から形成された内
側ベースを嵌合・接合して構成し、該内側ベース上に電
子冷却素子を搭載する。
作 用
このように電子冷却素子を搭載するベース部分を熱伝導
率の良い銅から形成したため、放熱効率を向上すること
ができる。一方、環状のコバールケースと接合する外側
ベース部分はコバールから形成したため、両部材をロー
付により接合しても変形が起こることはない。
率の良い銅から形成したため、放熱効率を向上すること
ができる。一方、環状のコバールケースと接合する外側
ベース部分はコバールから形成したため、両部材をロー
付により接合しても変形が起こることはない。
実施例
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。本実施例の説明において、第３図に示した従来例と実
質的に同一構成部分については同一符号を付し、重複を
避けるためにその説明を省略する。
。本実施例の説明において、第３図に示した従来例と実
質的に同一構成部分については同一符号を付し、重複を
避けるためにその説明を省略する。
第１図は本発明の実施例に係る電子冷却型赤外線検知器
３０の断面図を示しており、この実施例が第３図に示し
た従来例と相違する点は、ベース３２をコバールから形
成された外側ベース３４に銅から形成された内側ベース
３６を接合して構成した点である。本実施例のその他の
構成は、第３図に示した従来例の構成と同様である。
３０の断面図を示しており、この実施例が第３図に示し
た従来例と相違する点は、ベース３２をコバールから形
成された外側ベース３４に銅から形成された内側ベース
３６を接合して構成した点である。本実施例のその他の
構成は、第３図に示した従来例の構成と同様である。
ベース３２をこのように二重構造にしたので、環状下側
ケース２０を外側ベース３４に約８００℃で銀ローでロ
ー付し、室温に冷却しても、下側ケース２０と外側ベー
ス３４がどちらもコバールから形成されているため、熱
膨張率の差に基づく変形が生じることはない。また、外
側ベース３４に接合された内側ベース３６は熱伝導率の
良い銅から形成されているため、図示しないヒートシン
クへの放熱効率を向上することができ、その結果ベルチ
ェ素子６の冷却性能が向上する。
ケース２０を外側ベース３４に約８００℃で銀ローでロ
ー付し、室温に冷却しても、下側ケース２０と外側ベー
ス３４がどちらもコバールから形成されているため、熱
膨張率の差に基づく変形が生じることはない。また、外
側ベース３４に接合された内側ベース３６は熱伝導率の
良い銅から形成されているため、図示しないヒートシン
クへの放熱効率を向上することができ、その結果ベルチ
ェ素子６の冷却性能が向上する。
次に第２図を参照して、上述した実施例の望ましい接合
部の形状について説明する。コバールから形成された外
側ベース３４の概略中央部分には、小径穴３５ａと大径
穴３５ｂから構成された中央嵌合穴３５が形成されてい
る。そして、小径穴３５ａと大径穴３５ｂとで段差部３
４ａが形成されている。
部の形状について説明する。コバールから形成された外
側ベース３４の概略中央部分には、小径穴３５ａと大径
穴３５ｂから構成された中央嵌合穴３５が形成されてい
る。そして、小径穴３５ａと大径穴３５ｂとで段差部３
４ａが形成されている。
一方、銅から形成された内側ベース３６は、小径穴３５
ａに嵌合する小径上部３６ａと大径穴３５ｂに嵌合する
大径下部３６ｂから構成されており、大径下部３６ｂの
外周には環状突起部３８が一体的に立設されている。内
側ベース３６と外側ベース３４との接合は、環状突起部
３８の先端を外側ベース３４０段差部３４ａに、例えば
銀ローを使用してロー付することにより達成される。外
側ベース３４と内側ベース３６の熱膨張率の差による応
力は、環状突起部３８が変形することにより吸収される
。
ａに嵌合する小径上部３６ａと大径穴３５ｂに嵌合する
大径下部３６ｂから構成されており、大径下部３６ｂの
外周には環状突起部３８が一体的に立設されている。内
側ベース３６と外側ベース３４との接合は、環状突起部
３８の先端を外側ベース３４０段差部３４ａに、例えば
銀ローを使用してロー付することにより達成される。外
側ベース３４と内側ベース３６の熱膨張率の差による応
力は、環状突起部３８が変形することにより吸収される
。
第２図のように接合された状態において、内側ベース３
６の下端面は外側ベース３４の下端面よりもわずかばか
り突出している。このように熱伝導率の良い内側ベース
３６を外側ベース３４よりも突出させることにより、内
側ベース３６を図示しないヒートシンクに接触させて、
積極的に放熱することができる。
６の下端面は外側ベース３４の下端面よりもわずかばか
り突出している。このように熱伝導率の良い内側ベース
３６を外側ベース３４よりも突出させることにより、内
側ベース３６を図示しないヒートシンクに接触させて、
積極的に放熱することができる。
発明の効果
コバールの熱伝導率は１６５Ｗ／ｍ−にで銅の熱伝導率
は４１７Ｗ／ｍ−にであるため、本発明の二重構造ベー
スで冷却容器を構成することにより、容器形状になんら
変形を起こすことなく放熱効率を飛躍的に向上できると
いう効果を奏する。
は４１７Ｗ／ｍ−にであるため、本発明の二重構造ベー
スで冷却容器を構成することにより、容器形状になんら
変形を起こすことなく放熱効率を飛躍的に向上できると
いう効果を奏する。
第１図は本発明実施例の断面図、
第２図は実施例の要部拡大断面図、
１３図は従来例の断面図である。
４．３２・・・ベース、
６・・・ベルチェ素子、
１６・・・赤外線検知素子、
１８・・・ケース、
２４・・・セラミック基板、
２６・・・赤外線透過窓、
３４・・・外側ベース、
３４ａ・・・段差部、
６・・・内側ベース、
８・・・環状突起部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ベース（３２）上に電子冷却素子（６）をその発熱
面を接触させて搭載し、該電子冷却素子（６）の吸熱面
上に赤外線検知素子（１６）を固着するとともに、該電
子冷却素子（６）及び赤外線検知素子（１６）をコバー
ルから形成されたケース（１８）内に密封した電子冷却
型赤外線検知器において、 前記ベース（３２）をコバールから形成された外側ベー
ス（３４）の中央嵌合穴（３５）中に、銅から形成され
た内側ベース（３６）を嵌合・接合して構成し、該内側
ベース（３６）上に電子冷却素子（６）を搭載したこと
を特徴とする赤外線検知器用冷却容器。 ２、前記内側ベース（３６）の下端を前記外側ベース（
３４）の下端から突出させて内側ベース（３６）を外側
ベース（３４）に接合したことを特徴とする請求項３、
前記外側ベース（３４）の中央嵌合穴（３５）に段差部
（３４ａ）を設けるとともに、前記内側ベース（３６）
に環状突起部（３８）を一体的に形成し、該環状突起部
（３８）先端を前記段差部（３４ａ）に接合したことを
特徴とする請求項２記載の赤外線検知器用冷却容器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2276312A JPH07119646B2 (ja) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | 赤外線検知器用冷却容器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2276312A JPH07119646B2 (ja) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | 赤外線検知器用冷却容器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04152228A true JPH04152228A (ja) | 1992-05-26 |
| JPH07119646B2 JPH07119646B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=17567703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2276312A Expired - Lifetime JPH07119646B2 (ja) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | 赤外線検知器用冷却容器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07119646B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3884616B2 (ja) * | 1997-11-19 | 2007-02-21 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光検出装置およびこれを用いた撮像装置 |
-
1990
- 1990-10-17 JP JP2276312A patent/JPH07119646B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3884616B2 (ja) * | 1997-11-19 | 2007-02-21 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光検出装置およびこれを用いた撮像装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07119646B2 (ja) | 1995-12-20 |
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