光电传感器封装及封装方法技术

本发明专利技术提供了一种光电传感器封装及封装方法，涉及传感器领域，所述光电传感器封装包括开有透光窗口的上壳体和与上壳体密封连接的下壳体；透光窗口处有透光石英玻璃片；所述透光石英玻璃片和光电传感器之间设置有定位保温密封罩，用于固定光电传感器和透光石英玻璃片，定位保温密封罩内还设置有用于盛放无水氮氧混合保护气的空腔；还包括半导体制冷片，半导体制冷片的冷端平面上设置有由导温效果好的金属材料制成的电磁屏蔽导温板，其一侧和光电传感器抵接，将半导体制冷片的冷端低温传递给光电传感器。本申请的光电传感器封装，解决了现有技术中光电传感器封装存在的外形尺寸大、对光电传感器的热噪声问题改善效果不明显的技术问题。

Photoelectric sensor packaging and packaging method

The invention provides an encapsulation and encapsulation method of a photoelectric sensor, which relates to the field of sensors. The encapsulation of the photoelectric sensor includes an upper case with a light transmission window and a lower case sealed and connected with the upper case; a transparent quartz glass sheet is arranged at the light transmission window; and a definite position is arranged between the light transmission quartz glass sheet and the photoelectric sensor. The position insulating sealing cover is used to fix the photoelectric sensor and the transparent quartz glass sheet, and the positioning insulating sealing cover is also provided with a cavity for holding anhydrous nitrogen and oxygen mixture protective gas; the semiconductor refrigerating sheet is also included, and the cold end plane of the semiconductor refrigerating sheet is provided with electromagnetic shielding temperature conduction made of metal material with good temperature conduction effect. The cold end of the semiconductor refrigeration sheet is transferred to the photoelectric sensor at low temperature. The photoelectric sensor package of the application solves the technical problems of large size of the photoelectric sensor package in the prior art, and the thermal noise problem of the photoelectric sensor is not obviously improved.

【技术实现步骤摘要】
光电传感器封装及封装方法
本专利技术涉及传感器
，尤其是涉及一种光电传感器封装。本专利技术还涉及一种光电传感器封装方法。
技术介绍
光电传感器属于一种制冷传感器，即需要在低温条件下工作。光电传感器在将光信号转换为电信号的过程中伴随着电子热噪声，这一电子热噪声称为暗电流。由于暗电流的存在影响着光电传感器的检测限，保证传感器效果的关键因素之一是尽可能的减小暗电流。由于传感器工作温度越高其暗电流越大，因此减少暗电流的最有效的方法是对传感器进行制冷降温，从而实现减小光电传感器的热噪声、降低检测限、提高其灵敏度的效果，并且制冷温度越低改善效果越明显。现有技术中光电传感器封装的结构是将光电传感器、电路板、陶瓷片、半导体制冷片用密封胶封装在金属壳体内，用密封胶将透光玻璃片粘在金属壳进光窗口外侧，玻璃片与传感器之间充氩气防止传感器感光窗口结雾。为了实现封装内部低温的效果，目前有两种常见的散热方法：一是通过水循环散热，二是通过风冷散热。其中水循环散热的结构是将传感器管脚沿原方向延长从封装底部散热面引出，在散热面一侧安装储水盒和导水管，通过水循环散热。风冷散热的结构是将传感器管脚从封装底部散热面引出后，通过导热管和热管散热片将热量引到更远处，再进一步通过风冷散热。但是现有的光电传感器封装存在下列问题：1、封装后的整体体积较大。2、光电传感器在将光信号转换为电信号的过程中的热噪声仍然较高。综上，减小光电传感器封装的外形尺寸，使封装后的光电传感器的热噪声问题改善效果明显，是本领域技术人员亟待解决的问题。基于此，本专利技术提供了一种光电传感器封装及光电传感器封装方法以解决上述的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光电传感器封装，以缓解现有技术中光电传感器封装存在的外形尺寸大、对光电传感器的热噪声问题改善效果不明显的技术问题。本专利技术的另一目的在于提供一种光电传感器封装方法。本专利技术提供的光电传感器封装，包括开有透光窗口的上壳体，和与所述上壳体密封连接的下壳体；所述透光窗口处有透光石英玻璃片，所述透光石英玻璃片位于上壳体和光电传感器的感光部件之间；所述透光石英玻璃片和光电传感器之间设置有定位保温密封罩，所述定位保温密封罩由微孔发泡材料制成，用于固定光电传感器和所述透光石英玻璃片，所述定位保温密封罩内还设置有用于盛放无水氮氧混合保护气的空腔；还包括半导体制冷片，所述半导体制冷片的热端平面贴合在下壳体的内表面上，所述半导体制冷片的冷端平面上设置有电磁屏蔽导温板；所述电磁屏蔽导温板由导温效果好的金属材料制成，电磁屏蔽导温板的一侧和光电传感器抵接，将半导体制冷片的冷端低温传递给光电传感器。进一步的，所述电磁屏蔽导温板上还设置有导线沟槽，所述导线沟槽为条形槽，所述条形槽的长度方向贯穿所述电磁屏蔽导温板的板面的两个长边；光电传感器封装壳体的外侧壁上设置有引线孔位，所述引线孔位与所述导线沟槽端部的槽口位置对应。进一步的，所述导线沟槽和所述引线孔位均设置有多个，且数量相同。进一步的，所述引线孔位内设置有针形的电信号插接套件，所述电信号插接套件包括绝缘保护套和位于所述绝缘保护套内部的金属圆针，所述绝缘保护套与所述引线孔位以及所述金属圆针均紧配合连接。进一步的，所述定位保温密封罩包括光电传感器定位框和透光石英玻璃片定位框，光电传感器嵌装在所述光电传感器定位框内，透光石英玻璃片嵌装在透光石英玻璃片定位框内；所述光电传感器定位框和所述透光石英玻璃片定位框中间之间设置有中空隔离层，所述中空隔离层内有贯穿所述光电传感器定位框以及所述透光石英玻璃片定位框的空腔。进一步的，所述光电传感器定位框和所述透光石英玻璃片定位框的内侧壁均镀有硅橡胶膜层。进一步的，所述上壳体为一端开口的壳体，所述下壳体为板，所述上壳体和所述下壳体通过铆合柱铆接，所述铆合柱插装在所述下壳体内部。进一步的，上壳体包括位于顶部的上平板，所述上平板的中部开有所述透光窗口，所述透光石英玻璃片和上平板的平面面积匹配；所述透光石英玻璃片贴合在所述上平板的内壁，所述透光石英玻璃片和所述上平板之间有导热硅脂层，所述上平板和所述透光石英玻璃片之间能够进行热量传递。进一步的，所述光电传感器装配好后，在内部空余的空间填充流动态微孔发泡材料，待其固化后形成保温填充料体。在本专利技术中提供了一种光电传感器封装，所述光电传感器封装包括开有透光窗口的上壳体，和与上壳体密封连接的下壳体。上壳体开有透光窗口，用于使光电传感器的感光部件(例如感光传感单元阵列)接收光。透光窗口处有透光石英玻璃片，所述透光石英玻璃片位于上壳体内部和光电传感器的感光部件之间，即透光石英玻璃片位于上壳体内部。本专利技术提供的光电传感器封装，所述透光石英玻璃片和光电传感器之间设置有定位保温密封罩，所述定位保温密封罩用于固定光电传感器和透光石英玻璃片，所述定位保温密封罩内还设置有用于盛放无水氮氧混合保护气的空腔；无水氮氧混合保护气防止传感器感光窗口结雾。定位保温密封罩由微孔发泡材料制成，因此具有保温的作用。定位保温密封罩作用至少有三个：一是固定光电传感器和透光石英玻璃片在上壳体内的位置。二是协助密封无水氮氧混合保护气。三是对光电传感器保温。本实施例提供的光电传感器封装，为了实现减小光电传感器的热噪声的目的，其降温制冷元件是半导体制冷片。其热端平面贴合在下壳体的内表面上，其冷端平面上设置有电磁屏蔽导温板；所述电磁屏蔽导温板的由导温效果好的金属材料制成，电磁屏蔽导温板的一侧和光电传感器抵接，将半导体制冷片的冷端低温传递给光电传感器。电磁屏蔽导温板设置在光电传感器和半导体制冷片之间，其由导温效果好的金属材料制成，能够屏蔽半导体制冷片朝光电传感器方向的电磁辐射干扰。但是现有的光电传感器封装有如下问题：由于给光电传感器制冷的初衷是降低热噪声、改善性噪比和检测限。但半导体制冷片消耗的功率较大，消耗的电流为安培数量级，制冷工作的过程中易对周围产生电磁干扰，在密封金属壳体内对临近部件的电磁干扰更强；现有技术中制冷片与传感器之间采用陶瓷片进行导热连接，或是制冷片与传感器直接贴合，未对传感器采取电磁屏蔽措施，在制冷工作的过程中又给传感器增添了额外的电磁干扰噪音信号，不利于信噪比的进一步改善，从而不利于降低光电传感器的热噪声。本专利技术为解决半导体制冷片电磁干扰光电传感器的问题，在光电传感器和半导体制冷片之间设置一电磁屏蔽导温板。磁屏蔽导温板由导温效果较好的金属材料制作而成，其首要作用是屏蔽半导体制冷片朝光电传感器方向的电磁辐射干扰、改善光电传感器信号质量，同时还能够将半导体制冷片冷端的低温传递到光电传感器。因此，本专利技术的光电传感器封装，采用了半导体制冷片和电磁屏蔽导温板的结构。利用了半导体制冷片在可靠性高、制冷效果好、体积小的优点，并利用电磁屏蔽导温板规避的半导体制冷片的问题。即，电磁屏蔽导温板能够降低半导体制冷片对光电传感器的电信号干扰。由于对光电传感器进行了电磁屏蔽防患，有效地降低半导体制冷片对光电传感器的电信号干扰。还采用了定位保温密封罩，定位保温密封罩能够固定光电传感器和透光石英玻璃片在上壳体内的位置、密封无水氮氧混合保护气，还能够对光电传感器保温，从而充分保证了半导体制冷片的制冷效果。因此，本专利技术的光电传感器封装改善了光电传感器的信噪比，能够极大地降低光电传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光电传感器封装，其特征在于，包括开有透光窗口的上壳体，和与所述上壳体密封连接的下壳体；所述透光窗口处有透光石英玻璃片，所述透光石英玻璃片位于上壳体和光电传感器的感光部件之间；所述透光石英玻璃片和光电传感器之间设置有定位保温密封罩，所述定位保温密封罩由微孔发泡材料制成，用于固定光电传感器和所述透光石英玻璃片，所述定位保温密封罩内还设置有用于盛放无水氮氧混合保护气的空腔；还包括半导体制冷片，所述半导体制冷片的热端平面贴合在下壳体的内表面上，所述半导体制冷片的冷端平面上设置有电磁屏蔽导温板；所述电磁屏蔽导温板由导温效果好的金属材料制成，电磁屏蔽导温板的一侧和光电传感器抵接，将半导体制冷片的冷端低温传递给光电传感器。

【技术特征摘要】
1.一种光电传感器封装，其特征在于，包括开有透光窗口的上壳体，和与所述上壳体密封连接的下壳体；所述透光窗口处有透光石英玻璃片，所述透光石英玻璃片位于上壳体和光电传感器的感光部件之间；所述透光石英玻璃片和光电传感器之间设置有定位保温密封罩，所述定位保温密封罩由微孔发泡材料制成，用于固定光电传感器和所述透光石英玻璃片，所述定位保温密封罩内还设置有用于盛放无水氮氧混合保护气的空腔；还包括半导体制冷片，所述半导体制冷片的热端平面贴合在下壳体的内表面上，所述半导体制冷片的冷端平面上设置有电磁屏蔽导温板；所述电磁屏蔽导温板由导温效果好的金属材料制成，电磁屏蔽导温板的一侧和光电传感器抵接，将半导体制冷片的冷端低温传递给光电传感器。2.根据权利要求1所述的光电传感器封装，其特征在于，所述电磁屏蔽导温板上还设置有导线沟槽，所述导线沟槽为条形槽，所述条形槽的长度方向贯穿所述电磁屏蔽导温板的板面的两个长边；光电传感器封装壳体的外侧壁上设置有引线孔位，所述引线孔位与所述导线沟槽端部的槽口位置对应。3.根据权利要求2所述的光电传感器封装，其特征在于，所述导线沟槽和所述引线孔位均设置有多个，且数量相同。4.根据权利要求2所述的光电传感器封装，其特征在于，所述引线孔位内设置有针形的电信号插接套件，所述电信号插接套件包括绝缘保护套和位于所述绝缘保护套内部的金属圆针，所述绝缘保护套与所述引线孔位以及所述金属圆针均紧配合连接。5.根据权利要求1所述的光电传感器封装，其特征在于，所述定位保温密封罩包括光电传感器定位框和透光石英玻璃片定位框，光电传感器嵌装在所述光电传感器定位框内，透光石英玻璃片嵌装在透光石英玻璃片定位框内；所述光电传感器定位框和所述透光石英玻璃片定位框中间之间设置有中空隔离层，所述中空隔离层内有贯穿所述光电传感器定位框以...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯旭东，赵振英，
申请(专利权)人：谱诉光电科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32