用于检测特殊的红外电磁辐射的部件制造技术

用于检测电磁辐射的这个部件包括：一限定腔（５）的盒体，腔（５）被置于真空或低压之下，所述盒体的一个表面含有窗户（４），窗户（４）对于要检测的辐射是可透过的，所述腔包含用于检测所讨论的辐射的至少一个检测器（６），检测器（６）被布置在所述腔内部基本对着可透过的窗户，一残留气体的泵吸装置或吸气器，以使腔（５）中的真空或低压保持在合理的水平，－用于保证检测器的温度调节的热稳定装置（１８）。热稳定装置包含被集成在限定盒体的一个壁的大部分中的电阻加热元件（１８）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及检测电磁辐射、特别是红外辐射的部件。尤其是这样一种部件被用于安装成例如红外摄像机中的光学成像部件，所述部件在环境温度下工作以便构成所讨论领域中的所谓“电红外成像视网膜”。在红外成像中，需要把所谓的检测器放在大致高真空的腔内部，以便所使用的检测器能正确地工作和获得对所观察景物温度变化的最大敏感度。经常需要小于10-2mbar的压力，以便使这样一种检测器满意地工作。因此检测器被密封在气密室中，在室内部已生成所需的真空或低压环境。因而，如同环境温度下红外成像领域中常有的情况，当使用了生物检测器时，也需要稳定住所述检测器的温度，以便获得较好的性能以及有关所观察景物温度的精度方面的所需敏感度。这种温度稳定在传统上通过使用热电模块来实现，所述热电模块例如是与PID(Proportional Integral Derivative-比例集成微商)控制器以及热传感器相连的珀尔帖式(peltier-type)热电模块，所述热传感器布置成靠近或在检测器内部，所述检测器是欲要被稳定而因此位于上述盒体限定的室内部。下面联系附图说明图1来描述根据现有技术的辐射热检测器的密封外壳，图1是简略的视图。这主要包括基板1，基板1由陶瓷材料或金属或甚至是这两种形式材料的结合物制成。在此情况下，基板1构成外壳的底部。它具有侧壁2并利用在其上表面上的盖3而被气密地密封。盖3具有窗户4，窗户4对于要检测的辐射是可透过的，在红外辐射的情况下，以及例如对于具有波长8-12μm或3-5μm的通常检测波长的辐射是可透过的。由此限定了内部具有真空或低压的腔或室5，所述真空或低压一般小于10-2mbar。构成这个腔5的元件被密封，使得氦的泄漏率小于10-12mbar.1/s。在这个腔内部，基板1容纳了有效的检测器，特别是一个或多个位于窗户4下的辐射热检测器。这个或这些辐射热计6与连接电路7相连接，这个组件或芯片被连接于热电模块8，热电模块8例如通过钎焊或环氧树脂粘接而连接于基板1。如已经陈述的，这个模块用于保证芯片温度的控制，以便特别是用作由检测器6分析的变量方面的参考，和以便在此基础上保证所作的测量的某种程度的可重复性。这个微辐射热计及连接电路组件6，7通过带导线的接头9在电路上还连接于其外部环境，带导线的接头9连接于穿过所述基板1的标准的输入/输出端10，并且通过互连及工作电路11连接于装在装置内的电子仪器，所述电子仪器例如是摄像机。热电模块8产生的热利用散热片12扩散，散热片12被布置成靠着基板1的下表面，并被布置得在所述模块下方基本成垂直。为了保持腔5内部的真空，在腔的内部安装了能够吸收和一般地说是泵吸使用检测元件期间释放的气体分子的装置，这种装置称为“吸气器”。这个吸气器13连接于穿过基板1的电源输入端14，所述输入端还被连接于互连电路11。为达到热控制方面的最佳效率，传统上热电模块被布置在具有真空或低压环境的盒体内部。尽管如此，曾考虑过把这个模块布置在盒体外部的可能性，由此使得更易于制造盒体和在其内部获得真空，但是，首先它恶化了辐射热检测器的热控制的效率，而其次使所述热电模块的功率消耗恶化(例如见文件US-A-5914488，它描述了应用加热模块替代热电模块的等效原理)。含有在盒体限定的腔5内部的热电模块、而一般说是热稳定装置的缺点，主要是事实上它使盒体更加复杂。事实上，首先需要使盒体的高度通常增加1.5-4.5mm，而因此增加了这样一种装置的总体尺寸。其次，还必须备有专用的电源插头，以便在电路上连接热稳定装置。最后，组件及排气的温度必须被限制至热稳定装置能经受住的最高温度。另一方面，在稳定装置或热控制装置被置于盒体外部的结构的情况下，所述装置的功率消耗是过多的，而包含盒体及热稳定装置的整个系统的总体尺寸是较大的。这也使得把盒体组装在PCB上的过程(连接于PCB的方法，记录温度等)更复杂。此外和不管温度控制装置布置在何处，即盒体内部或外部，特别是由于制造有效的控制装置的成本，以及还有因为把这个装置装入盒体中引起的成本，和为容纳这样一种控制装置而与特别设计的盒体特点有关的成本，使它与盒体集成起来是昂贵的。本专利技术的目的主要是克服这各种缺点。因此其目标瞄准把温度控制装置、尤其是加热装置集成在密封外壳的一个壁的大部分上，特别是在所述外壳的底部上。为实现这点，本专利技术涉及优先使用共烧结陶瓷技术来生产外壳的壁。根据本专利技术，用于检测电磁辐射、特别是红外辐射的元件包括-限定腔的盒体，所述腔被置于真空或低压下并包含至少一个检测器，所述盒体的一个面含有窗户，窗户对于要检测的辐射是可透过的，所述检测器用于检测所关心的辐射并被布置在所述腔的内部基本对着可透过的窗户，-残留气体的泵吸装置或吸气器，以便把腔内的真空或低压保持在合理的水平，-热稳定装置，用于保证检测器温度的调节。根据本专利技术，热稳定装置含有电阻加热元件，电阻加热元件被集成于限定盒体的壁之一的整块材料中，特别是限定在其底部之中。在此情况下，壁而因此底部是由共烧结的陶瓷制成并包括通过烧结而彼此连结的至少两个邻接的陶瓷层-上层，检测器通过钎焊或环氧树脂粘结而连接于上层；-下层，在与上层接触的其表面上，下层含有通过网板印刷而获得的所述电阻装置，通过烧结使这个下层连接于所述上层。在这个方法中，仅是一个电阻加热元件作为热稳定装置被集成在壁的大部分上，而尤其是在根据本专利技术的检测部件的密封外壳的底部上。这个电阻加热元件由在盒体外部的PID控制器监测。为实现这点，以和任何其它通路相同的方法，通过部件使它在电路上连接于盒体的一个或多个电输出端。盒体至PCB的连接也称为互连电路(11)，用于保证PID控制器连接于电阻加热元件。这个电阻加热元件可具有各种图形，尤其是笔直的、圈形的、螺旋形的等，目的是达到检测器上要被控制或被稳定的温度尽可能地均匀。根据本专利技术的另一个方面，用于增大上述集成的加热装置与外部环境之间的热阻抗的装置也被集成在壁的大部分中，特别是集成在盒体的底部。为实现这点，如同早先描述所生成的底部被连接于第三下层，第三下层设置有任何形状的、填充有空气并开口于外部环境中的一定数量空腔，由此减小盒体与印刷的连接电路之间的表面接触。在本专利技术的另一个实施例中，第二空腔被限定在盒体的底部以保证热绝缘，所述第二空腔经制作在共烧结陶瓷层上的通孔与上空腔连通，上空腔特别是容纳了含有检测器及其连接电路的组件，共烧结陶瓷层含有热稳定装置的电阻加热元件。通过仅以示例方法给出的下列说明，参考了各附图，将更容易理解实现本专利技术的方法和其导致的优点。如早先陈述的，图1是根据现有技术的装置的简略剖视图；图2是根据本专利技术的检测部件的第一实施例的简略剖视图；图3是根据本专利技术的检测部件的第二实施例的简略剖视图；图4是根据本专利技术的检测部件的第三实施例的简略剖视图；以及图5是除去窗户之后的俯视图，所述窗户对于要检测的辐射是可透过的。对于图释现有技术的图和图释本专利技术的图是通用的元件，在下列说明中给予了相同的标号。根据本专利技术的检测部件，如同现有技术的情况，盒体被气密地密封，以便至少把氦泄漏限制在约10-12mbar.1/s的数值。这个盒体包括下面更详细描述的由共烧结陶瓷制成的基板1，在基板1上，通过钎焊或环氧树脂安装了与连接电路7连接的本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于检测电磁辐射、特别是红外辐射的部件，包括：－限定腔（５）的盒体，腔（５）被置于真空或低压下，所述盒体的一个面含有窗户（４），窗户（４）对于要检测的辐射是可透过的，所述腔包含至少一个所关心的辐射的检测器（６），检测器（６）设置在所述腔内基本对着可透过的窗户，－残留气体的泵吸装置（１３）或吸气器，以便把腔（５）的真空或低压保持在合理的水平，－热稳定装置（１８），用于保证温度调节检测器，其特征在于：热稳定装置含有电阻加热元件（１８），电阻加热元件（１８）被集成在限定盒体的壁之一的整块材料中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FR 2004-12-21 04136341.用于检测电磁辐射、特别是红外辐射的部件，包括—限定腔(5)的盒体，腔(5)被置于真空或低压下，所述盒体的一个面含有窗户(4)，窗户(4)对于要检测的辐射是可透过的，所述腔包含至少一个所关心的辐射的检测器(6)，检测器(6)设置在所述腔内基本对着可透过的窗户，—残留气体的泵吸装置(13)或吸气器，以便把腔(5)的真空或低压保持在合理的水平，—热稳定装置(18)，用于保证温度调节检测器，其特征在于热稳定装置含有电阻加热元件(18)，电阻加热元件(18)被集成在限定盒体的壁之一的整块材料中。2.如权利要求1所要求的用于检测电磁辐射的部件，其特征在于构成热稳定装置的电阻加热元件(18)被集成于盒体底部的整块材料中，特别是在基板(1)中，与连接电路(7)连接的检测器(6)安装在基板(1)上。3.如权利要求2所要求的用于检测电磁辐射的部件，其特征在于基板(1)是陶瓷制成的，和基板(1)包括通过烧结而相互连结的至少两个层—上层(17)，检测器(6，7)通过钎焊或环氧树脂粘结而连接在上层(17)上；—和下层(15，16)，在其与上层(17)接触的面上它包含电阻加热元件(18)，电阻加热元件(18)是通过网板印刷获得的，所述下层(16)通过烧结而连结于上层(17)。4.如权利要求1-3中任何项所要求的用于检测电磁辐射的部件，其特征在于构成热稳定装置的电阻加热元件(18)被在盒体外部的控制器、特别是PID式控制器所监测。5.如权利要求3及4中任何项所要求的用于检测电磁辐射的部件，其特征在于构成热稳定装置的电阻加热元件(18)具有各种形式的图形，特别是笔直的、圈形的或螺旋形的，以便保证检测器(6)平面处的温度尽可能均匀。6.如权利要求3-5中任何项所要求的用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：S蒂尼斯，
申请(专利权)人：ULIS股份公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]