气密性密封的光电或电光部件及其生产方法技术

本发明专利技术涉及气密性密封的光电或电光部件及其生产方法，其对热和湿气具有高坚固耐用性。本发明专利技术的重要特征是：壳体盖以气密性密封的方式连接到载体，壳体盖内的开孔以气密性密封的方式被至少一个窗口元件封闭。电子部件带有壳体，该壳体具有壳体盖、作为壳体的基板的载体和被壳体盖和载体包封的内部空间，且该电子部件带有被布置在内部空间内的至少一个光电或电光转换器元件，壳体盖以气密性密封的方式被载体通过熔融金属的结合连接封闭，且至少一个开孔被设置在壳体盖内。所述至少一个开孔以气密性密封的方式被至少一个窗口元件沿窗口元件的边缘金属化部借助熔融金属材料的周向第一接缝而连接到壳体盖。窗口元件至少对辐射是透明的。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，其对热和湿气具有高坚固耐用性。本专利技术的重要特征是：壳体盖以气密性密封的方式连接到载体，壳体盖内的开孔以气密性密封的方式被至少一个窗口元件封闭。电子部件带有壳体，该壳体具有壳体盖、作为壳体的基板的载体和被壳体盖和载体包封的内部空间，且该电子部件带有被布置在内部空间内的至少一个光电或电光转换器元件，壳体盖以气密性密封的方式被载体通过熔融金属的结合连接封闭，且至少一个开孔被设置在壳体盖内。所述至少一个开孔以气密性密封的方式被至少一个窗口元件沿窗口元件的边缘金属化部借助熔融金属材料的周向第一接缝而连接到壳体盖。窗口元件至少对辐射是透明的。【专利说明】
本专利技术涉及气密性密封的电子部件，例如一般地从DE3335530A1中已知的电子部 件。本专利技术进一步涉及气密性密封的光电或电光部件的生产方法。
技术介绍
为通过传感器特别是通过红外传感器（IR传感器）来执行气体或气体混合物的 成分测量，在一致性可靠的方式中，传感器必须被封装，以便相对于待被研究的气体或气体 混合物以气密性方式被密封。特别地，当在高于室温的温度下执行测量时，传感器的材料 可能改变，并且通过传感器获取的测量值可能发生漂移。在气体或气体混合物具有对传感 器的材料的腐蚀效果时，这一效应恶化。在此方面，特别是高含量的水蒸气和氧或自由基 (radical)的存在对传感器具有不利影响。相同的一系列问题也出现在IR发射器上。 因此，已知的是气密性地封装电子部件。从DE3335530A1中已知上面布置有电子 电路的基体（载体）。电路完全被由陶瓷材料、铜或钢制成的覆盖物盖（在后文中称为"壳 体盖"）覆盖。壳体盖具有带有可锡焊下侧的周向边缘。载体能够是陶瓷板或大面积漆包 电路板（Enameled Circuit Board)。对应于壳体盖边缘的下侧的轮廓的导体带被印制在 载体上。壳体盖和载体沿此轮廓被锡焊在一起，并且因此以气密性方式连接起来。在来自 DE3335530A1的另外一种布置中，壳体盖完全由钢制成，并且载体具有无漆包的金属区，该 金属区沿金属区被焊接到壳体盖。所要求的与所封装的电子电路的电接触被引导通过载 体，并且以气密性方式熔融在压制玻璃内。能够以气体填充已组装的壳体盖，以便影响希望 的特征，例如露点或导热率。 以此方式生产的电子部件被很好地屏蔽环境影响。然而，电子部件不适合于容纳 光电或电光转换器，这是因为在转换器元件和测量环境之间不存在光束路径。 现有技术（DE202009006481U1)公开了具有开口的电子部件的壳体盖的可能性， 该开口被透明窗口覆盖，并且因此允许转换器元件和测量环境之间的光束路径。然而，由于 以上所述的原因，在DE202009006481U1中公开的布置（用于保护不受不以气密性方式形成 的溅水的装置）不能在极大高于室温的温度下使用或不能在带有腐蚀性介质的环境中使 用。根据DE202009006481U1的在壳体盖内的透明窗口的组合，例如在DE3335530A1中所描 述的，至少缺乏在窗口和壳体盖之间的气密性密封的连接。
技术实现思路
本专利技术的目的是，建议下述可能性，通过该可能性能够在高于室温的温度下和带 有腐蚀性介质的测量环境中进行对介质特征的一致性可靠的测量。本专利技术的另外目的是， 使得即使在高温下也能够改进对光电和电光单元的保护以免受不利的环境影响。 在用于生产对热和湿气具有高坚固耐用性的气密性密封的光电或电光部件的方 法中，以上所述的目的通过如下重要步骤满足： a)设置用于至少一个光电或电光转换器元件的载体，所述载体同时用作壳体的基 板， b)设置在底表面处具有开口的壳体盖， c)在壳体盖内产生至少一个开孔，使得在壳体盖被放置在载体上之后，用于接纳 所述至少一个转换器元件的内部空间相应地通过在载体上方的壳体盖形成，与所述至少一 个转换器元件相关的辐射能够以不受阻碍的方式沿被大体正交于载体定向的光束路径在 开孔和转换器元件之间通过壳体盖， d)设置至少一个窗口元件，所述至少一个窗口元件对于与转换器元件相关的辐射 而言是透明的，并且所述至少一个窗口元件的形状和尺寸适合于壳体盖的相应的开孔，并 且所述至少一个窗口元件具有边缘金属化部，边缘金属化部作为用于所述至少一个开孔的 边缘区域的接触表面， e)组装载体、转换器元件、壳体盖和所述至少一个窗口元件，其中通过将金属材料 熔融在所述至少一个窗口元件的边缘金属化部和壳体盖之间，而在壳体盖和所述至少一个 窗口元件之间产生气密性密封的连接，并且在壳体盖和载体之间产生气密性密封的连接， 使得以气密性密封的方式与载体形成熔融的金属材料的第二接缝，并且壳体盖在连接到载 体之前被定位在载体上，使得所述至少一个开孔与所述至少一个转换器元件的要求的相应 的光束路径相对置地对齐。 当然，步骤a)至d)能够以任何次序执行。重要的仅是，元件即载体、壳体盖、转换 器元件和窗口元件，在开始组装时具有以上所述的变型。同样无关紧要的是，是将窗口元件 首先连接到壳体盖并且然后将壳体盖放置在载体上，还是首先将壳体盖放置在载体上并且 然后将窗口元件连接到壳体盖。壳体盖到载体的连接步骤也是可变的。此连接能够在窗口 元件连接到壳体盖之前、之后或与之同时执行。 光电转换器元件将光信息（例如检测到的电磁辐射）转换为电信号（传感器）。 电光转换器元件意思是从电信号生成光信号的电子电路和装置（例如，IR发射器、发光二 极管）。为简单起见，将在后文中使用术语"转换器元件"。 通过烙融金属材料形成接缝将理解为意味着共同地锡焊（soldering)和焊接 (welding)的结合技术。锡焊能够通过使用填充材料的媒介物来执行（例如，回流锡焊）或 不使用填充材料来执行（例如，扩散钎焊（brazing))。在锡焊中，不会达到所要被结合的相 应元件的材料的熔融温度。相比之下，在焊接中，会达到所要被结合的相应元件的材料的熔 融温度。焊接能够使用焊接填充材料执行（例如，熔融焊接）或不使用焊接填充材料执行 (例如，扩散焊接、电阻焊接、脉冲焊接、摩擦焊接）。 当在金属材料的临时（瞬时）熔融之后通过其固化而在结合元件之间已形成连续 的连接时，沿着在其处将待结合的元件（壳体盖和载体或窗口元件）彼此精确连接在一起 的结合线形成接缝。取决于所选择的结合方法，熔融的金属材料能够是填充材料、焊接填充 材料或待结合的元件自身的材料。 在此描述的意义范围内，技术术语"气密性密封"用于如下连接，即：所述连接具有 小于KT 8mbar Ι/s、优选地甚至直至小于lOimbar Ι/s的泄漏密封度（泄漏率）。当提到壳 体盖和窗口元件及载体的气密性密封连接时，不言而喻的是，在以上给出的定义的意义中， 熔融的金属材料的接缝被形成为使得，至少对于以上所述的待以气密性密封的方式沿其相 互接触部的整个长度相互连接的元件而言足够得长。 在根据本专利技术的方法的优选实施例中，窗口元件以透明材料板的形式产生。透 明材料优选地从包括如下材料的组中选择：蓝宝石（A1203)、氟化镁（MgF2)、氧化镁（MgO)、 氟化锂（LiF)、氟化钙（CaF2)、氟化钡（BaF2)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生产对热和湿气具有高坚固耐用性的气密性密封的光电或电光部件的方法，所述方法具有如下步骤：a)设置用于至少一个光电或电光转换器元件(7)的载体(3)，所述载体(3)同时用作壳体(2)的基板，b)设置在底表面(4.1)处具有开口(4.2)的壳体盖(4)，c)在所述壳体盖(4)内产生至少一个开孔(5)，使得在所述壳体盖(4)被放置在所述载体(3)上之后，用于接纳所述至少一个转换器元件(7)的内部空间(6)相应地通过在所述载体(3)上方的所述壳体盖(4)形成，与所述至少一个转换器元件(7)相关的辐射(9)能够以不受阻碍的方式沿被大体正交于所述载体(3)定向的光束路径(8)在开孔(5)和所述转换器元件(7)之间通过所述壳体盖(4)，d)设置至少一个窗口元件(10)，所述至少一个窗口元件(10)对于与所述转换器元件(7)相关的辐射(9)而言是透明的，并且所述至少一个窗口元件(10)的形状和尺寸适合于所述壳体盖(4)的相应的所述开孔(5)，并且所述至少一个窗口元件(10)具有边缘金属化部(10.2)，所述边缘金属化部(10.2)作为用于所述至少一个开孔(5)的边缘区域的接触表面，e)组装载体(3)、转换器元件(7)、壳体盖(4)和所述至少一个窗口元件(10)，其中通过将金属材料熔融在所述至少一个窗口元件(10)的所述边缘金属化部(10.2)和所述壳体盖(4)之间而在所述壳体盖(4)和所述至少一个窗口元件之间(10)产生气密性密封的连接，并且在所述壳体盖(4)和所述载体(3)之间产生气密性密封的连接，使得以气密性密封的方式与所述载体(3)形成熔融的金属材料的第二接缝(18)，并且所述壳体盖(4)在连接到所述载体(3)之前被定位在所述载体(3)上，使得所述至少一个开孔(5)与所述至少一个转换器元件(7)的要求的相应的所述光束路径(8)相对置地对齐。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：斯特芬·比尔曼，安德烈·马吉，帕特里克·萨克塞，
申请(专利权)人：微混合电子有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE