[发明专利]一种带有隔热结构的线列型热释电红外探测器

说明书

本发明提拱了一种带有隔热结构的线列型热释电红外探测器，包括红外光敏感元、陶瓷结构件和PCB板，所述陶瓷结构件设置在PCB板的顶面，所述红外光敏感元设置在陶瓷结构件顶面，所述红外光敏感元与陶瓷结构件之间存在空气隙，所述空气隙采用隧道型结构，所述隧道型结构顶部横向尺寸大于底部横向尺寸，本发明通过采用陶瓷隔热结构、金属化图形电极、隧道型空气隙结构的设计，兼顾了线列型热释电红外探测器良好的热性能、良好的导电性、较好的机械强度，实现了红外线列器件各项性能的折衷与平衡。

技术领域

本发明涉及器件结构领域，尤其涉及一种带有隔热结构的线列型热释电红外探测器。

背景技术

红外探测器是红外探测技术的核心。20世纪70年代以来，军事需求推动了红外探测器的研究与发展。当前在军事领域广泛的应用于夜间情报的收集对战场进行全天候的观察和监视以及各种武器系统和火控系统的夜间观察，瞄准装甲车辆、坦克、舰船、直升飞机的夜间驾驶，导弹红外制导和空间卫星遥测等。在民用领域也广泛用于工业、医学、农林、消防、搜救以及环保等领域。

根据不同敏感材料的工作原理，红外探测器通常可分为制冷型红外探测器和非制冷型红外探测器。制冷型红外探测器一般属于光电子器件，它具有许多优势，如灵敏度高、响应快、探测能力强等等，但是该探测器必须在较低温度下工作，室温下的探测率明显低于低温下的探测率，需额外使用制冷设非制冷备和低温容器，导致器件结构复杂、成本高昂，因此制冷型探测器的应用范围有限。非制冷型相比于制冷型红外传感器，在室温下就可以使用，体积小，不需要额外的制冷设备和容器。

非制冷型红外传感器主要可以分为三种：热敏电阻型探测器、热电堆探测器和热释电探测器。与热敏电阻型和热电堆型探测器相比，热释电型探测器的性能更加优异，其具有响应速度快、探测距离远、功耗低、串扰较小等特点，被广泛应用于各个领域。

对于热释电型红外传感器，根据公式，其敏感元越隔热越保温，在外界温度变化时，敏感元可以快速积累足够热量，输出较大的电流信号，热释电型红外传感器越灵敏，性能也就越好。

一方面，热释电型红外传感器与电极接触面积越小，从金属电极流失的热量越少，但是器件的接触电阻越大，导电性能越差，另一方面由于热释电型红外器件在航空航天等较为极端应用环境和领域中，器件需要较好的机械强度，避免造成器件损坏，同时还有可能产生压电效应，引入噪声，因此隔热结构不能牺牲器件在冲击、震动等某些极端环境下的可靠性。器件的各项性能需要彼此兼容。

发明内容

本发明提供一种带有隔热结构的线列型热释电红外探测器，用以解决上述问题。

本发明通过以下技术方案实现：

一种带有隔热结构的线列型热释电红外探测器，包括红外光敏感元、陶瓷结构件和PCB板，所述陶瓷结构件设置在PCB板的顶面，所述红外光敏感元设置在陶瓷结构件顶面，所述红外光敏感元与陶瓷结构件之间存在空气隙，所述空气隙采用隧道型结构，所述隧道型结构顶部横向尺寸大于底部横向尺寸。

进一步的，所述红外光敏感元至少有两个，并排布置。

进一步的，所述红外光敏感元的上电极设置有接触点，所述接触点通过导线引出。

进一步的，所述多个光敏感元在陶瓷结构件上呈线列排列，且每个敏感元之间设置有间隔。

进一步的，所述金属电极的采用金作为材料，蒸镀或磁控溅镀于空气隙的上表面，所述红外光敏感元的下电极与金属电极连接。

进一步的，所述金属电极为图形化金属电极，所述图形化金属电极设置有圆形接触点，所述圆形接触点分别连接在图形化金属电极一侧的条形导线上。

进一步的，还包括中间聚合物，还包括中间聚合物，所述中间聚合物为导电银浆液，所述导电银浆将红外光敏感元的下电极与陶瓷结构件连接在一起，将陶瓷结构件与PCB板连接在一起。