[发明专利]用于光声传感器的发射器封装件

说明书

本公开涉及一种用于光声传感器的发射器封装件(100)。该发射器封装包括用于发射第一波长范围内的脉冲红外辐射的MEMS红外辐射源(11)。MEMS红外辐射源(11)可以布置在基底(10)上。发射器封装件(100)可以进一步包括刚性壁结构(12)，该刚性壁结构布置在基底(10)上并且侧向围绕MEMS红外辐射源(11)的外周。发射器封装件(100)可以进一步包括附接到刚性壁结构(12)的盖结构(13)，盖结构(13)包括滤波器结构(14)，用于对从MEMS红外辐射源(11)射出的红外辐射进行滤波，并用于提供减小的第二波长范围内的经滤波的红外辐射。

技术领域

本公开的实施例涉及一种封装件，其包括用于光声传感器的发射器装置。一些特定但非限制性的示例涉及发射器封装件，其包括刚性壁结构和附接到该壁结构的盖结构。在一些实施例中，盖结构可以包括集成的滤波器结构。

背景技术

光声(PA)效果基于脉冲辐射能量到声音的转换。可以使用光声光谱(PAS)概念基于光声效应检测不同的气体。脉冲辐射(例如，红外线：IR)可以被发射到测量室中，该测量室包括有气体或气体混合物，该气体或气体混合物包含至少一种分析物，即至少一种待检测气体、例如CO₂。气体可能吸收所发出的脉冲辐射的能量，这引起交替的气体局部加热，从而导致测量室内部发生热膨胀，由此产生可以被检测为声音的压力波。某些气体可能会吸收不同波长的能量，从而产生特征性的压力波或声音曲线。

在光声光谱学中，密闭的封装件、例如陶瓷封装件和金属罐封装件可用于提供坚固的封装架构和高可靠性，并在整个应用寿命期内将红外信号泄漏降至最低。一些光声传感器可以包括作为红外热源的MEMS膜和对于发出的辐射是透明的盖。已知的PAS发射器封装件需要一个深腔，该深腔具有MEMS膜与盖之间为1mm的最小距离。然而，具有这种深腔的陶瓷封装件的工具成本太高，无法满足整个气体传感器解决方案的成本要求。对于金属罐包装，由于其制造中使用的材料和工艺，使得它们通常成本较高。然而，如果使用可以例如带有蓝宝石玻璃窗的贵重金属，则这种气体传感器解决方案的成本将没有竞争力。

模制QFN封装件(四方扁平无铅封装件)以合理的成本提供了腔解决方案。然而，由于在引线框和模制用料之间的界面处开裂，存在潜在的可靠性问题。未滤波的宽带IR信号可能会通过裂缝泄漏。另外，将引线键合到预模制的腔中需要在发射器管芯和腔侧壁之间有空间，以便容纳引线键合头。需要该空间以防止在引线键合期间头部与腔壁接触并导致较大的封装件覆盖区。此外，用于监测气体(例如无味和无色的CO2)的常规解决方案体积大且价格昂贵，或者根本不足以广泛采用。

因此，期望提供一种光声传感器和用于光声传感器的发射器封装件，其中发射器封装件小巧、坚固、可靠并且同时可以低成本生产。

发明内容

因此，建议提供一种根据本发明的用于光声传感器的发射器封装件。

根据本公开的一个方面，发射器封装件可以包括用于发射第一波长范围内的脉冲红外辐射的MEMS红外辐射源。MEMS红外辐射源可以被布置在基底上。发射器封装件可以进一步包括布置在基底上的刚性壁结构。刚性壁结构可以侧向围绕MEMS红外辐射源的外周。发射器封装件可以进一步包括附接到壁结构的盖结构。盖结构可以包括滤波器结构，用于对从MEMS红外辐射源发出的红外辐射进行滤波，从而提供在减小的第二波长范围内的经滤波的红外辐射。

在以下内容中定义了一些非限制性示例、变型和实施例。

附图说明

在下文中，将参考附图更详细地描述本公开的实施例，其中：

图1A示出了根据一个实施例的发射器封装件的侧视截面图的示意性框图，

图1B示出了根据一个实施例的发射器封装件的示意性俯视图，

图2示出了根据一个实施例的盖结构的一个部段的示意性截面侧视图，该盖结构包括滤波器结构和可选的抗反射涂层，