JPH07119646B2 - 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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- JPH07119646B2 JPH07119646B2 JP2276312A JP27631290A JPH07119646B2 JP H07119646 B2 JPH07119646 B2 JP H07119646B2 JP 2276312 A JP2276312 A JP 2276312A JP 27631290 A JP27631290 A JP 27631290A JP H07119646 B2 JPH07119646 B2 JP H07119646B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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- H01L2224/48091—Arched
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
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中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中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
等を用いた熱型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。一般に熱型センサでは感度の
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。
等を用いた熱型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。一般に熱型センサでは感度の
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、400〜7
00℃に加熱された物体から放射される波長３〜５μｍ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300K程度の物体から放射される波長10〜12μｍ
の遠赤外線を検知するのに適したセンサとがある。
00℃に加熱された物体から放射される波長３〜５μｍ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300K程度の物体から放射される波長10〜12μｍ
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
却手段としてペ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
却手段としてペ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３図は波長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
ペルチェ素子６を搭載し、このペルチェ素子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。ペルチェ素子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の間にペルチェ効果を有す
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10の下面をメタライズする
ことにより、ペルチェ素子６はロー付によりベース４に
固着されている。
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
ペルチェ素子６を搭載し、このペルチェ素子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。ペルチェ素子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の間にペルチェ効果を有す
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10の下面をメタライズする
ことにより、ペルチェ素子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
熱面となるようにペルチェ素子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。
熱面となるようにペルチェ素子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及びペルチェ素子
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（環状下側ケース）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。
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（環状下側ケース）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。
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。
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。
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
コバールから形成し、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。ペルチェ素子６を駆動すると、赤外線検知素子16は
約−60℃程度に冷却され、ペルチェ素子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。
コバールから形成し、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。ペルチェ素子６を駆動すると、赤外線検知素子16は
約−60℃程度に冷却され、ペルチェ素子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を熱伝達率が悪いコ
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。そこで本発明者等は、
先にコバールベースを熱伝達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
となるという問題が発生した。
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達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
と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達
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続する外側
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続する外側
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。
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、管状下側ケ
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は熱伝達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、その結果ペルチェ素子６の冷却性
能が向上する。
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は熱伝達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、その結果ペルチェ素子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34a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34a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35aに
嵌合する小径上部36aと大径穴35bに嵌合する大径下部36
b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34
の段差部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。
嵌合する小径上部36aと大径穴35bに嵌合する大径下部36
b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34
の段差部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36
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。このように熱伝達率の良い内側ベース36を
外側ベース34よりも突出させていることにより、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。
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。このように熱伝達率の良い内側ベース36を
外側ベース34よりも突出させていることにより、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 コバールの熱伝達率は165W/m・Ｋで銅の熱伝達率は417W
/m・Ｋ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。
/m・Ｋ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、 第３図は従来例の断面図である。 4,32……ベース、 ６……ペルチェ素子、 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、 36……内側ベース、 38……環状突起部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 廣田 耕治 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 土田 浩幸 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭52−12879（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−134633（ＪＰ，Ａ) 実公 昭60−15144（ＪＰ，Ｙ２) 実公 昭61−38179（ＪＰ，Ｙ２)
Claims (3)
- 【請求項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出素子（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。 - 【請求項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１記
載の赤外線検知器用冷却容器。 - 【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（3
6）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 JPH04152228A (ja) | 1992-05-26 |
| JPH07119646B2 true 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) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU1173099A (en) * | 1997-11-19 | 1999-06-07 | Hamamatsu Photonics K.K. | Photodetector and image pickup device employing it |
-
1990
- 1990-10-17 JP JP2276312A patent/JPH07119646B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04152228A (ja) | 1992-05-26 |
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