具有黑色涂层的红外敏感元以及红外传感器制造技术

本实用新型专利技术提供一种具有黑色涂层的红外敏感元，该红外敏感元包括红外敏感本体与黑色绝缘涂层，所述的红外敏感本体用于感应红外信号；所述的黑色绝缘涂层涂覆在红外敏感本体的表面，所述黑色绝缘涂层能够吸收红外光。本实用新型专利技术通过在敏感元表面覆盖一层吸收红外光的黑色涂层，可放大其表面温度变化波动值，从而使得敏感元灵敏度得到提升。而使得敏感元灵敏度得到提升。而使得敏感元灵敏度得到提升。

【技术实现步骤摘要】
具有黑色涂层的红外敏感元以及红外传感器


[0001]本技术涉及红外传感器领域，具体涉及一种具有黑色涂层的红外敏感元。

技术介绍

[0002]红外光是一种波长在0.75～1000um的电磁波，有明显的热效应，所有温度高于绝对零度的物体均存在红外辐射。红外辐射会产生热量，引起敏感元表面温度变化，通过测量该表面温度变化即可实现对移动热源感应识别。
[0003]热释电红外传感器是一种通过接受特定波长的红外线，从而产生电荷变化，后经信号处理单元检测处理后发出特定信号的探测元件。在管帽放置一片用以滤除干扰信号的滤光片增强抗干扰能力，只让特定波长的红外辐射穿过滤光片，而其他波长的光线则会全部被它吸收。敏感元是传感器的重要组成部分，能敏锐感受某种物理、化学、生物信号并转换成电信号，本专利所述敏感元特指用于红外传感器领域的红外敏感元。

技术实现思路

[0004]本技术目的之一在于提供一种具有黑色涂层的红外敏感元，该红外敏感元包括：
[0005]红外敏感本体，所述的红外敏感本体用于感应红外信号；
[0006]黑色绝缘涂层，所述的黑色绝缘涂层涂覆在红外敏感本体的表面，所述黑色绝缘涂层能够吸收红外光。
[0007]本技术通过在敏感元表面覆盖一层吸收红外光的黑色涂层，可放大其表面温度变化波动值，从而使得敏感元灵敏度得到提升。
[0008]在一些实施例中，所述的黑色绝缘涂层通过喷涂或印刷工艺涂覆在红外敏感本体的表面。
[0009]在一些实施例中，所述的黑色绝缘涂层为耐高温材料。
>[0010]在一些实施例中，所述的黑色绝缘涂层为耐260℃高温的材料。
[0011]在一些实施例中，所述的黑色绝缘涂层为绝缘有机硅材料。
[0012]在一些实施例中，所述红外敏感元本体经过清洁活化。
[0013]在一些优选实施例中，所述的黑色绝缘涂层为绝缘有机硅材料，满足抗老化，吸收率高，热稳定性好，耐高温，不褪色不脱落剥离等要求。
[0014]本技术的另一个目的在于进一步提供一种红外传感器，该传感器包括滤光片、前述所述的红外敏感元、三极管、数字信号处理模块与电路板，黑色绝缘涂层设置在滤光片与黑色绝缘涂层之间，所述三极管与红外敏感元电连接。
[0015]与现有技术相比，本技术具有如下的有益效果：
[0016]本技术在现有的敏感元材料上涂覆黑色绝缘涂层，增强敏感元红外吸收能力，增大了传感器感应距离，提高敏感元的灵敏度。
[0017]本技术进一步采用有机硅材料喷涂覆盖敏感元表面，达到增强敏感元红外吸
收能力，提高传感器感应距离的方法，可较低成本实现在敏感元上覆盖涂层，且涂层抗热性能好，化学稳定性强，工艺操作难度低。覆盖黑色涂层后，敏感元灵敏度得到了明显提高，市场推广意义大。
附图说明
[0018]图1为本技术提供的红外传感器的功能示意图；
[0019]图2为本技术提供的红外传感器结构示意图；
[0020]图1中：101滤光片，102黑色绝缘涂层，103红外敏感本体，104.三极管；
[0021]图2中：101滤光片，102黑色绝缘涂层，103敏感元，203支撑部件，205管帽，206线路板，207三极管/数字信号处理模块。
具体实施方式
[0022]下面通过具体实施例，并结合说明书附图对本技术或技术的技术方案作进一步具体的说明；
[0023]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“上”、“下”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0024]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0025]下图结合附图和具体实施方式对本技术做进一步描述：
[0026]请参阅图1与图2，本实施方式提供一种具有黑色涂层的红外敏感元，红外敏感元包括用于感应红外信号的红外敏感本体103以及用于吸收红外光的黑色绝缘涂层102，所述的黑色绝缘涂层涂覆在红外敏感本体的表面。敏感元是红外传感器的重要组成部分，是一种能敏锐感知人体红外信号，并将其转换为电信息的电子元件，通过在其表面覆盖黑色涂层，可增强其吸收人体红外信号的能力，增大了传感器感应距离，提高灵敏度。
[0027]结合图1，该涂层位于红外敏感本体103与滤光片101之间，滤光片101是一种红外光通过，可见光阻止的黑色玻璃片，用以滤除光线干扰。红外敏感本体103是一种通过热释电效应，感受红外光产生热量，并转换为电信号的敏感元件，宏观上是温度的改变使得热释电本体材料的两端出现电压波动。人体会向外发射红外线，当红外线透过滤光片101，照射在黑色绝缘涂层102上时，该涂层能吸收红外光，加速敏感元表面温度升温，并使红外敏感本体103两端产生电势差，三极管104的基极接收到该电信号，在发射极将该信号放大并输出。
[0028]涂层102厚度应尽可能薄，减小高温回流焊时材料膨胀形变对敏感元103的影响。敏感元103具有热释电效应，涂层材料中掺杂黑染料可提高其红外吸收率，但不可使用石墨等导电材料。
[0029]所述的黑色绝缘涂层通过喷涂或印刷工艺涂覆在红外敏感本体的表面；所述的黑
色绝缘涂层为耐高温材料。具体地，所述的黑色绝缘涂层为耐260℃高温的材料。
[0030]红外传感器表面的红外吸收涂层也即黑色绝缘涂层，主要分为两大类：非选择性吸收涂层和选择性吸收涂层。选择性吸收涂层如黑金，黑铬等多是利用气相沉积、磁控溅射等复杂的工艺得到，镀层材料易碎且成本高，黑铬还存在严重的环境污染问题，而非选择性涂层如黑胶，黑漆等，抗热性能差，且易老化剥落。目前市场上缺少一种成本低，稳定性佳，抗热抗震不易剥落的红外吸收涂层。例如《太阳能光谱选择性吸收涂层研究进展》(马鹏军，耿庆芬，刘刚)；《黑金红外吸收层制备及特性》(王彬，赖建军，陈四海)；以及CN102878698公开的《石墨太阳能吸热涂层》。
[0031]在一些优选实施例中，采用有机硅绝缘材料作为涂层，该涂层颜色为黑色，在260℃环境下性能稳定，无剥落，褪色问题，有机硅具有良好的绝缘性和耐热性，与同分子量的碳氢化合物相比，其表面能小，成膜能力强，且成本低廉，无铅、铬等有害物质，耐高温，抗振动，涂层喷涂良率高，制作周期短，是红外敏感元的理想涂层。在一些具体实施例中，所述有机硅材料可以采用有机硅混合物材料，示例性地，采用喷涂，印刷等方式，将有机硅、乙酸乙酯、碳酸二甲酯等材料配制的混合物均匀覆盖在敏感元表面，形成一层可吸收红外线的特殊涂层。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有黑色涂层的红外敏感元，其特征在于，该红外敏感元包括：红外敏感本体，所述的红外敏感本体用于感应红外信号；黑色绝缘涂层，所述的黑色绝缘涂层涂覆在红外敏感本体的表面，所述黑色绝缘涂层能够吸收红外光。2.根据权利要求1所述的红外敏感元，其特征在于，所述的黑色绝缘涂层通过喷涂或印刷工艺涂覆在红外敏感本体的表面。3.根据权利要求1所述的红外敏感元，其特征在于，所述的黑色绝缘涂层为耐高温材料。4.根据权利要求1所述的红外敏感元，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡建学，李勇，朱岳洲，宋伟，於保伟，姚怡鑫，陈宁，丁健，
申请(专利权)人：中电科技德清华莹电子有限公司，
类型：新型
国别省市：