RU155490U1 - Приемник излучения - Google Patents

Abstract

1. Приемник излучения, содержащий выполненный из многослойного керамического материала, снабженный нагревательным элементом корпус с входным окном и закрепленный на дне корпуса кристалл с фоточувствительными элементами, датчиком температуры и мультиплексором, электрические выводы от которого выполнены в виде проходящих сквозь корпус токопроводящих дорожек, причем нагревательный элемент выполнен в дне корпуса в виде металлической зигзагообразной полоски.2. Приемник излучения по п. 1, отличающийся тем, что в стенке корпуса выполнены металлизированные ступеньки для размещения контактных площадок.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к фоточувствительным полупроводниковым приборам, в частности, к приемникам излучения, содержащим размещенный в герметичном корпусе кристалл с фоточувствительными элементами, и предназначенным для использования в приемниках инфракрасного излучения, например, в тепловизорах.

Известен приемник излучения, содержащий расположенный в металлическом корпусе с теплоизолирующим экраном установленный на теплопроводящей подложке фотодиод, операционные усилители, блоки резисторов и коммутации и по меньшей мере три транзистора, один из которых служит термодатчиком, а другие - нагревателями (см. а.с. СССР 1229591, МПК G01J 1/44, опубл. 07.05.1986 г.). Такая конструкция содержит большое количество элементов, что увеличивает габариты, усложняет процесс сборки прибора и снижает надежность его работы. Кроме того, наличие точечных нагревателей в подложке не обеспечивает равномерного распределения температуры по площади, что является нежелательным для многоэлементных приемников излучения, так как может привести к искажению результатов измерений.

Известен наиболее близкий по технической сущности к предлагаемому приемник излучения, содержащий выполненный из многослойного керамического материала корпус с входным окном и закрепленный на металлизированном дне корпуса кристалл с фоточувствительными элементами (ФЧЭ), электрические выводы от которых выполнены в виде проходящих сквозь корпус токопроводящих дорожек (см. пат РФ. 2371810, H01L 31/0224, опуб. 27.10.2009 г.). Такая конструкция является оптимальной с точки зрения выбора материалов и технологии изготовления. Однако, в процессе эксплуатации приемника возможны колебания температуры корпуса, что может привести к нестабильной работе прибора.

Задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является стабилизация температурного режима работы приемника излучения. Техническим результатом при его использовании - повышение достоверности результатов измерений за счет оптимизации температурного режима.

Указанный технический результат достигается за счет того, что приемник излучения содержит выполненный из многослойного керамического материала снабженный нагревательным элементом корпус с входным окном и закрепленный на дне корпуса кристалл с фоточувствительными элементами, датчиком температуры и мультиплексором, электрические выводы от которых выполнены в виде проходящих сквозь корпус токопроводящих дорожек, причем нагревательный элемент выполнен в дне корпуса в виде подсоединенной к источнику питания металлической зигзагообразной полоски. В частном случае выполнения в стенке корпуса могут быть выполнены металлизированные ступеньки для размещения контактных площадок.

Наличие в дне корпусе приемника нагревательного элемента, выполненного в виде подсоединенной к источнику питания металлической равномерной зигзагообразной полоски на свободном от токопроводящих дорожек уровне керамического материала, обеспечивает равномерный прогрев кристалла с фоточувствительными элементами, что дает возможность соблюдать одинаковые условия измерения и снятия сигнала для всех элементов в заданном температурном режиме. Зигзагообразная форма нагревательного элемента является оптимальной, так как обеспечивает наибольшую протяженность проводника и необходимую мощность равномерного нагрева по всей площади кристалла с ФЧЭ.

Металлизированные ступеньки в стенке корпуса служат контактными площадками при передаче сигнала с кристалла на внешние выводы корпуса, обеспечивают технологичность и упрощают процесс сборки прибора.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена схема предложенной конструкции приемника излучения, а на фиг. 2 изображен фрагмент конструкции многослойного керамического материала дна корпуса с расположением и конфигурацией нагревательного элемента в виде равномерной зигзагообразной металлической полоски.

Предложенная конструкция содержит выполненный из многослойного керамического материала корпус 1 и входное окно 2, герметично присоединенное к корпусу 1. Дно 3 корпуса металлизировано изнутри, на нем закреплен кристалл 4 с фоточувствительными элементами, мультиплексором и датчиком температуры, которые соединены с контактными площадками в виде металлизированных ступенек 5 и 6 и токопроводящими дорожками 7, выполненными в стенке корпуса 1. На одном из свободных от токопроводящих дорожек уровней керамического материала расположен резистивный нагреватель в виде металлической равномерной зигзагообразной полоски 8, которая при подключении к источнику питания выполняет функцию резистивного нагревателя. Герметичная полость приемника излучения вакуумирована до 10^-6 мм рт. ст. или заполнена нейтральным газом, например, осушенным воздухом, что обеспечивает условия стабильной работы ФЧЭ.

В процессе работы приемника излучения производится равномерный прогрев кристалла предложенным нагревательным элементом, что обеспечивает одинаковые температурные условия для всех фоточувствительных элементов и, следовательно, однородность снимаемых с них показаний. При этом исключается разброс параметров из-за разности температур и повышается достоверность проводимых измерений.

Предложенная конструкция может быть реализована, например, для GaAs/AlGaAs болометрического приемника. При изготовлении керамического корпуса применяется хорошо отработанная, не требующая больших затрат технология производства многослойных керамических плат с использованием трафаретной печати: из нескольких пластинчатых лент керамического материала ВК 94-1 толщиной 0,2 мм формируют корпус с контактными площадками, токопроводящими дорожками и нагревательным элементом из металлизационной пасты, например, на основе вольфрама, заданных конфигурации и геометрических размеров, который обжигают. Затем проводят никелирование контактных ступенек и мест выхода из корпуса токопроводящих дорожек, к которым припаиваются внешние выводы, а на дно корпуса производится приклейка кристалла с ФЧЭ, мультиплексором и датчиком температуры и его соединение проволокой с контактными площадками корпуса. После чего в специальных боксах с осушенным воздухом герметично приклеивают стеклянное входное окно, производят откачку и заполнение корпуса приемника нейтральным газом.

Таким образом, в предложенной конструкции приемника излучения осуществляется равномерный прогрев кристалла с ФЧЭ за счет наличия в дне корпуса нагревательного элемента в виде металлической зигзагообразной полоски, что исключает разброс зависящих от температуры параметров для находящихся в разных частях кристалла фоточувствительных элементов и повышает достоверность полученных результатов.

Claims (2)

1. Приемник излучения, содержащий выполненный из многослойного керамического материала, снабженный нагревательным элементом корпус с входным окном и закрепленный на дне корпуса кристалл с фоточувствительными элементами, датчиком температуры и мультиплексором, электрические выводы от которого выполнены в виде проходящих сквозь корпус токопроводящих дорожек, причем нагревательный элемент выполнен в дне корпуса в виде металлической зигзагообразной полоски.

2. Приемник излучения по п. 1, отличающийся тем, что в стенке корпуса выполнены металлизированные ступеньки для размещения контактных площадок.

Images