一种光电传感器封装制造技术

本实用新型专利技术涉及一种光电传感器封装，包括壳体和安装在壳体内的探测器元件及电路板，壳体主要由上盖板和安装在上盖板下端的底盖板组成，上盖板与底盖板置采用螺丝固定、密封胶密封，探测器元件包括陶瓷基片和安装在陶瓷基片上的光电传感器，陶瓷基板的相对两侧面上分别制有一组管脚插孔，管脚插孔中安装输出管脚，输出管脚通过金属线与光电传感器的电路连接，电路板的中部沿长度方向开设有凹槽，凹槽内设置半导体制冷器，电路板上靠近凹槽两侧分别开有焊接孔，传感器输出管脚插入焊接孔内并与位于焊接孔外侧的电路板转接管脚相连。本实用新型专利技术的优点是体积小，封装容易，不易漏气，制冷效果好。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种光电传感器封装，属于传感器

技术介绍
据申请人了解，在光电传感器制作过程中，厂家为了节约成本，常常制作裸片(即没有封装的探测器)，如图4所示的线阵传感器，其裸片主要由陶瓷基片、镶嵌在陶瓷基片上的光电传感器材料以及由陶瓷基片下面伸出的引脚组成。光电传感器实现探测的前提条件是器件工作暗电流很小，现有技术中用于降低传感器工作暗电流最有效、最常用的方法是冷却法，即传感器需要在低温条件下工作，因此设计一种科学合理的封装结构满足传感器低温工作的要求成为光电传感器市场发展的趋势。经检索发现，公开号为CN104538462A的中国专利申请公开了一种光电传感器封装结构及其方法，该封装结构包括基板、盖板，基板上开设多条切割道将基板分隔形成多个基板单元，每个基板单元上端面均粘接有晶片并通过引线与基板单元电连接，这种封装结构的优点是一次能够封装多个芯片，但是该结构缺少制冷装置，通常采用自然冷却的方式为光电传感器提供低温环境，制冷效果较差，不能满足传感器低温工作的要求。
技术实现思路
本技术的目的在于：针对上述现有技术存在的不足，提出一种小型、一体化的集封装与散热为一体的光电传感器封装。为了达到以上目的，本技术的技术方案如下：一种光电传感器封装，包括壳体和安装在壳体内的探测器元件及电路板，壳体主要由上盖板和安装在上盖板下端的底盖板组成，上盖板与底盖板采用螺丝固定、密封胶密封；探测器元件包括陶瓷基片和安装在陶瓷基片上的光电传感器，陶瓷基板的相对两侧面上分别制有一组管脚插孔，管脚插孔中安装输出管脚，输出管脚通过金属线与光电传感器的电路连接；电路板的中部沿长度方向开设有凹槽，凹槽内设置半导体制冷器，电路板上靠近凹槽两侧分别开有长条形焊接孔，传感器输出管脚插入焊接孔内并与位于焊接孔外侧的电路板转接管脚相连。据申请人了解，光电传感器提供低温环境的制冷方式有自然冷却、液氮制冷、强迫式空气冷却和半导体制冷器冷却等方式。针对光电传感器冷却技术中存在的问题，从制冷效果、工装尺寸、可操作性及与探测器适用性的角度出发，选用半导体制冷器冷却方式具有明显的优势。同时，本技术的光电传感器封装，体积小，将光电传感器、温度传器、半导体制冷器和电路板统一封装在壳体内，壳体内充氩气，防止半导体制冷器在制冷过程中产生水凝结。并通过水循环散热，达到最佳制冷效果。本技术进一步完善的技术方案如下：优选地，半导体制冷器的冷、热两端均涂覆有散热膏，该冷端紧贴陶瓷基片的底面设置，该热端紧贴底盖板设置。优选地，半导体制冷器通过电源线与外接电源连接。优选地，上盖板包括上盖板板体和数个从上盖板板体边缘向下垂直延伸的侧壁，数个侧壁相互连接并与上盖板板体共同形成一容纳腔，在其中一个侧壁上开有与容纳腔相连通的气孔；上盖板板体的底部制有正方形口，正方形口的边沿具有多个垂直向上延伸的侧板，多个侧板相互连接并与其上固定的面板共同形成一凸台腔，凸台腔与容纳腔相通。上盖板的顶部面板开有窗口，窗口内安装玻璃窗。底盖板为长方形板，长方形板的两侧长边分别开有一槽孔，两侧短边分别制有一组螺丝孔，电路板转接管脚通过槽孔伸出。本技术的壳体设计成上盖板和底盖板结构，使封装结构的密封更加容易，半导体制冷效果更好。优选地，底盖板的下端面上位于两槽孔中间设有储水盒，储水盒的两端分别设有进水头和出水头。半导体制冷器在制冷过程中容易凝结产生水，从而破坏光电传感器的结构，降低传感器的使用寿命。为了防止半导体制冷器在制冷过程中出现水凝结现象，腔体内充填高纯度氩气。进一步，为了达到最佳制冷效果，需要对半导体制冷器热端进行散热处理，吸收热端通过底盖板传导出来的热量，因此在底盖板的底部设置储水盒，该储水盒的一端设置进水口，另一端设置出水口，外部冷却水由进水口进入储水盒，带走底盖板的热量后，又从出水口流出，完成一个水循环散热过程。这种水循环装置，使热量迅速散去，以保证半导体制冷效果达到最佳。优选地，上盖板及底板盖采用铜质材料；上盖板上位于正方形口两侧分别制有一组与螺丝孔相对应的安装通孔，使固定螺丝穿过安装通孔并将其拧紧于螺丝孔，并用胶封装。优选地，陶瓷基片上还设有温度传感器，温度传感器采用感温电阻。本技术的优点是体积小，封装容易，不易漏气，制冷效果好。附图说明下面结合附图对本技术作进一步的说明。图1为本技术一个实施例的结构示意图。图2为本技术中上盖板的结构示意图。图3为本技术中底盖板的结构示意图。图4为本技术中探测器元件的结构示意图。图5为本技术中电路板的结构示意图。图6为本技术中半导体制冷器的结构示意图。图中：1.蓝宝石玻璃窗，2.上盖板，3.光电传感器，4.陶瓷基片，5.电路板，6.转接管脚，7.半导体制冷器，8.底盖板，9.气孔，10.进水头，11.储水盒，12.延伸管脚，13.出水头，14.上盖板板体，15.窗口，16.安装通孔，17.侧壁，18.侧板，19.面板，20.槽孔，21.螺丝孔，22.输出管脚，23.凹槽，24.焊接孔，25.电源线。具体实施方式实施例一本实施例的光电传感器封装，其结构如图1所示，包括壳体和安装在壳体内的探测器元件及电路板5，其中壳体主要由上盖板2和安装在上盖板2下端的底盖板8组成，上盖板2及底盖板8均采用黄铜制成，且上盖板厚度与底盖板8厚度一致，不仅使制冷效果达到最佳，还能尽快散热，防止水凝结。上盖板2包括上盖板板体14和四个从上盖板板体14边缘向下垂直延伸的侧壁17，四个侧壁17相互连接并与上盖板板体14共同形成一容纳腔，在其中一个侧壁17上开有与容纳腔相连通的气孔9，上盖板板体14的底部制有正方形口，正方形口的边沿具有四个垂直向上延伸的侧板17、18，四个侧板18相互连接并与其上固定的面板19共同形成一凸台腔，凸台腔与容纳腔相通组成壳体内部空间，在面板19上开有窗口15，窗口15内安装蓝宝石玻璃窗1，另上盖板板体14上位于正方形口两侧分别制有三个安装通孔16(见图2)。底盖板8为长方形板，长方形板的两侧长边分别开有一槽孔20，两侧短边分别制有三个与安装通孔16相对应的螺丝孔21，使固定螺丝穿过安装通孔16并将其拧紧于螺丝孔21后，上盖板2与底盖板8固连，再采用硅胶密封螺丝孔21、安装通孔16及上盖板2与底盖板8连接处缝隙，用胶密封，长方形板的下端面上位于两槽孔20中间位置设有储水盒11，储水盒11的一端设有进水头10，另一端设有出水头13(见图3)。探测器元件包括导热性好的陶瓷基片4和安装在陶瓷基片4上的光电传感器3及温度传感器(温度传感器采用感温电阻，用于检测壳体内陶瓷基片上的温度，输出壳体内温度的检测信号)，陶瓷基板4的相对两侧面上分别制有一组管脚插孔，管脚插孔中设置输出管脚22，输出管脚22通过金属线与光电传感器3的电路电连接(见图4)。电路板5的中部沿长度方向开设有凹槽23，凹槽23内设置半导体制冷器7，而在电路板5上靠近凹槽23两侧分别开有长条本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电传感器封装，包括壳体和安装在壳体内的探测器元件及电路板，其特征是：所述壳体主要由上盖板和安装在上盖板下端的底盖板组成，所述上盖板与底盖板采用螺丝固定、密封胶密封；所述探测器元件包括陶瓷基片和安装在陶瓷基片上的光电传感器，所述陶瓷基板的相对两侧面上分别制有一组管脚插孔，所述管脚插孔中安装输出管脚，所述输出管脚通过金属线与光电传感器的电路连接；所述电路板的中部沿长度方向开设有凹槽，所述凹槽内设置半导体制冷器，所述电路板上靠近凹槽两侧分别开有焊接孔，所述输出管脚插入焊接孔内并与位于焊接孔外侧的电路板转接管脚相连。

【技术特征摘要】
1.一种光电传感器封装，包括壳体和安装在壳体内的探测器元件及电路板，其特征是：所述壳体主要由上盖板和安装在上盖板下端的底盖板组成，所述上盖板与底盖板采用螺丝固定、密封胶密封；所述探测器元件包括陶瓷基片和安装在陶瓷基片上的光电传感器，所述陶瓷基板的相对两侧面上分别制有一组管脚插孔，所述管脚插孔中安装输出管脚，所述输出管脚通过金属线与光电传感器的电路连接；所述电路板的中部沿长度方向开设有凹槽，所述凹槽内设置半导体制冷器，所述电路板上靠近凹槽两侧分别开有焊接孔，所述输出管脚插入焊接孔内并与位于焊接孔外侧的电路板转接管脚相连。
2.根据权利要求1所述一种光电传感器封装，其特征是：所述半导体制冷器的冷、热两端均涂覆有散热膏，该冷端紧贴陶瓷基片的底面设置，该热端紧贴底盖板设置。
3.根据权利要求2所述一种光电传感器封装，其特征是：所述半导体制冷器通过电源线与外接电源连接。
4.根据权利要求1所述一种光电传感器封装，其特征是：所述上盖板包括上盖板板体和数个从上盖板板体边缘向下垂直延伸的侧壁，数个侧壁相互连接并与上盖板板体共同形成一容纳腔，在其中一个侧壁上开有与容纳腔相连通的气孔。
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【专利技术属性】
技术研发人员：修连存，郑志忠，
申请(专利权)人：中国地质调查局南京地质调查中心，
类型：新型
国别省市：江苏;32