红外传感器组件制造技术

一种红外传感器组件，具有由塑料材料模制而成的绝缘支架，该支架具有固定热电元件用的传感器支座和固定ＩＣ芯片用的ＩＣ支座，该ＩＣ芯片可对来自热电元件的信号进行处理。该支架模制在金属零件上，并与后者集成在一起。金属零件包括将热电元件与ＩＣ芯片连接起来的传感器导线、将ＩＣ芯片与Ｉ／Ｏ引脚连接起来的Ｉ／Ｏ导线。该传感器导线以及该Ｉ／Ｏ导线均模制在该绝缘支架中，并与该绝缘支架集成在一起。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
红外传感器组件
本专利技术涉及一种红外传感器组件，具体涉及结合了热电元件以及IC芯片的自备式红外传感器组件，所述IC芯片能对热电元件输出的信号进行处理以提供确定的传感器输出。
技术介绍
美国专利No.6121614公开了一种上面所述的自备式红外传感器，它有一个绝缘支架，在该支架上安装了热电元件以及IC芯片。该支架被保持在基座和盖之间的空间内。基座具有与IC芯片相连的I/O引脚和与外部电路相连的突起。为了将IC芯片电连接到热电元件、外部电子零件和I/O引脚，通常配置为立方体结构的支架设有复杂的印刷电路，其延伸于支架的两个以上的外表面。但是，印刷电路只有通过若干个过程利用专门设施才能实现，因此难以制造出低成本的传感器。
技术实现思路
考虑到以上问题，本专利技术致力于提供一种能以较低成本制造、又能保留紧凑性的红外传感器组件。本专利技术的红外传感器组件包括一个由塑料材料模制而成的绝缘支架，它具有固定热电元件用的传感器支座和固定IC芯片用的IC支座，所述IC芯片可处理热电元件输出的信号。支架保持在基座上，基座上设有多个贯穿基座的、用于将IC芯片与外部电路电连接起来的I/O引脚。基座上固定着盖，于是在它们之间形成了容纳支架用的空间。支架设有将热电元件与IC芯片电连接起来的传感器导线，还设有在IC芯片和I/O引脚之间实现电连接用的I/O导线。本专利技术的重要特征在于，传感器导线和I/O导线模制在绝缘支架中，使其与后者集成在一起。于是，传感器导线以及I/O导线可通过相当简单的制造工艺来实现，由此降低了红外传感器的制造成本，同时又能保证IC芯片和热电元件之间以及IC芯片和I/O芯片之间在支-->架侧面上的电连接。在优选的实施例中，将支架成形为通常的立方体形状，它具有上表面、前表面和下表面。上表面形成有该传感器支座，而前表面形成有该IC支座。每根传感器导线都具有暴露在支架上表面和前表面的部分，分别用于连接传感器支座上固定的热电元件和IC支座上固定的IC芯片。每根I/O导线都具有暴露在支架前表面和下表面的部分，分别用于连接IC芯片和支架下表面的I/O引脚。通过这种配置，可将传感器作得很紧凑，同时又能简化各导线的分布图形。优选的是，一金属屏蔽体模制到该支架中，其一部分与IC支座相邻，并连接着IC芯片电路中的稳定电位，用以将IC芯片屏蔽在稳定电位上，由此通过电磁方式保护了IC芯片的电路，进而最小化了IC芯片输入和输出之间的寄生电容，增强了传感器输出的可靠性。就此而论，可将金属屏蔽体的形状制成：具有垂直部分和水平部分，垂直部分嵌在IC支座后面的支架内，水平部分从垂直部分的上端弯曲，以保护IC芯片不受热电元件影响。由于利用嵌在支架内的金属屏蔽体能有效地保护IC芯片不受热电元件影响，因此非常有利。该金属屏蔽体可被成形为具有嵌在支架前表面的IC支座后方的主体部分，和从主体部分开始向支架的前表面延伸的、用以连接IC芯片电路的恒定电压部分的终端引线。此外，金属屏蔽体优选具有在传感器支座后方延伸、也用于屏蔽热电元件的一体化延伸部分。在优选实施例中，负责连接热电传感器的信号输出的那根传感器导线与该上表面相邻，并相对于该前表面与连接IC芯片输出的那根I/O导线斜对角隔开。这对于降低IC芯片输入和输出间可能的耦合电容、实现可靠的红外检测是很有益的。此外，I/O导线包括嵌在支架内的垂直部分和从垂直部分的下端向支架外部延伸的水平部分，用以与I/O引脚直接连接。还优选的是，将支架模制于第一金属屏蔽体和第二金属屏蔽体上，所述两个屏蔽体彼此隔开，并与IC支座相邻，用于屏蔽IC芯片。该第一屏蔽体与IC芯片的地线电连接，而该第二金属屏蔽体与电位比地线电位高的IC芯-->片的一部分电连接。由于引入了第二金属屏蔽体，就可容易降低热电元件的传感器输出的电流泄漏，从而提高了红外传感器的可靠性。传感器导线分别设有从支架上突起的焊垫，用于通过导电胶方式电连接热电元件的电极。该支架上形成有一凹腔，里面容纳着要与IC芯片的电路连接的外部电子元器件。一对元器件引线模制在支架中，它的一部分暴露于凹腔底部，用以与外部电子元器件接触，并使该元器件与IC芯片电连接。于是，就可将IC芯片外部的必要电子元器件与IC芯片一起成功地结合到支架中，从而让整个组件非常紧凑。就此而论，元器件引线具有暴露于容纳IC芯片的凹腔底部的对应部分，用以让外部电子元器件与IC芯片电连接起来。在本专利技术的另一实施例中，可将支架构造成普通平板形，其具有一顶面和一底面，其上分别形成有传感器支座和IC支座。该情况下，每根传感器导线都具有暴露在支架的顶面和底面上的部分，用以实现热电元件和IC芯片的连接，同时每根I/O导线都具有暴露在支架底面的部分，用以实现IC芯片和I/O引脚的连接。于是，就可将热电元件、IC芯片和I/O引脚成功地支持在平坦的支架上，利用嵌在支架内的导线让它们彼此电连接。该情况下，可将传感器导线和I/O导线的形状作成扁平板，将它们嵌在传感器支座和IC支座之间的支架内。利用扁平的传感器导线和I/O导线，可在不依赖对嵌入导线进行额外弯曲加工的情况下实现电连接，于是就降低了制造成本。此外，传感器支座和IC支座可分别是在该顶面和底面中形成的凹槽，可在其中容置热电元件和IC芯片。每根I/O引脚可与每一根相关I/O导线一体形成。也就是说，模制在支架中的I/O导线可与I/O引脚一体地设置在一起，由此可减少大量元器件。传感器导线具有暴露在传感器支座上的焊垫，用以支撑板式热电元件。也就是说，热电元件可跨接过这些焊垫进行电连接以及得到机械支持。该跨接支持保证了热电元件与支架或IC芯片充分的热绝缘，从而保证了可靠的检测性能。优选的是，传感器支座是以凹腔的形式形成在支架中，以将焊垫暴露在凹腔底部。在IC支座是凹槽形式时，凹槽被形成为具有一底部和比底部大的一开-->口。这对于便于在IC芯片和传感器导线和/或I/O引脚之间实现进行丝焊、即接纳丝焊时使用的毛细头进入是有利的。此外，该支架设有接纳各I/O引脚的孔。每根I/O导线都有暴露在每个孔中的一部分，以便实现与插入该孔内的I/O引脚的电连接。通过以下对本专利技术优选实施例的描述，并结合附图，将使本专利技术的这些和其它目的和优点变得更清楚。附图说明图1是依照本专利技术优选实施例的红外传感器组件的分解透视图；图2和3是分别从不同方向观察时传感器组件主体部分的透视图；图4是表示组件内部结构的透视图；图5是嵌在组件的塑料支架中的金属导线的透视图；图6是支架的正视图；图7是图6沿线7-7的剖视图；图8是图6沿线8-8的剖视图；图9A和9B分别是该组件中使用的热电元件的俯视图和仰视图；图10是传感器组件的电路图；图11A到11F是表示传感器组件制造过程的透视图；图12A到12D是表示传感器组件制造过程的透视图；图13是上述传感器组件改进方案的透视图；图14和15是依照本专利技术另一实施例的红外传感器组件的分解透视图；图16和17是分别表示从不同方向观察时传感器组件的塑料支架的透视图；图18A到18E是表示传感器组件的制造过程的透视图；图19是上述实施例的改进方案的透视图；以及图20和21是分别表示从不同方向观察时的支架的透视图。具体实施方式现在参照图1，它示出了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红外传感器组件，包括：由塑料材料模制而成的绝缘支架，所述支架形成有用于在其上固定热电元件的传感器支座和用于固定ＩＣ芯片的ＩＣ支座，所述ＩＣ芯片对来自所述热电元件的信号进行处理，承载着所述绝缘支架的基座，所述基座有多个贯穿 其中的Ｉ／Ｏ引脚，用以将所述ＩＣ芯片与外部电路电连接在一起，固定到所述基座上的盖，用以在其间提供一空间来容纳绝缘支架，传感器导线，形成在所述支架的侧面，用以形成所述热电元件和所述ＩＣ芯片之间的电连接，Ｉ／Ｏ导线，形成 在所述支架的侧面，用以形成所述ＩＣ芯片与所述Ｉ／Ｏ引脚之间的电连接，其中所述传感器导线以及所述Ｉ／Ｏ导线模制在所述绝缘支架中，并与所述支架一体成形。

【技术特征摘要】
JP 2002-6-25 184639/2002;JP 2002-9-26 281811/20021.一种红外传感器组件，包括：由塑料材料模制而成的绝缘支架，所述支架形成有用于在其上固定热电元件的传感器支座和用于固定IC芯片的IC支座，所述IC芯片对来自所述热电元件的信号进行处理，承载着所述绝缘支架的基座，所述基座有多个贯穿其中的I/O引脚，用以将所述IC芯片与外部电路电连接在一起，固定到所述基座上的盖，用以在其间提供一空间来容纳绝缘支架，传感器导线，形成在所述支架的侧面，用以形成所述热电元件和所述IC芯片之间的电连接，I/O导线，形成在所述支架的侧面，用以形成所述IC芯片与所述I/O引脚之间的电连接，其中所述传感器导线以及所述I/O导线模制在所述绝缘支架中，并与所述支架一体成形。2.根据权利要求1所述的红外传感器组件，其中所述支架是普通的立方体形状，具有上表面、与上表面相邻的前表面和下表面，所述上表面形成有所述传感器支座，所述前表面形成有所述IC支座，每根所述传感器导线都具有暴露在所述支架的上表面和前表面的部分，用以分别连接固定到该传感器支座上的该热电元件以及固定到该IC支座上的该IC芯片，每根所述I/O导线都具有暴露在所述支架的前表面和下表面的部分，分别用于连接IC芯片和位于支架下表面上的所述I/O引脚。3.根据权利要求1所述的红外传感器组件，还包括：模制到所述支架中的一金属屏蔽体，其一部分与所述IC支座相邻，该屏蔽体与所述IC芯片的稳定电位部分相连，用以将所述IC芯片屏蔽在所述稳定电位上。4.根据权利要求3所述的红外传感器组件，其中所述金属屏蔽体包括嵌在所述支架中的、位于所述IC芯片后方的垂直-->部分和从所述垂直部分的上端弯曲形成的水平部分，用于将所述IC芯片与所述热电元件屏蔽开。5.根据权利要求4所述的红外传感器组件，其中所述水平部分与该IC芯片的一参考电压相连。6.根据权利要求2所述的红外传感器组件，其中所述金属屏蔽体包括一主体部分，其嵌在所述前表面上的所述IC支座的后方，以及从所述主体部分向所述支架的前表面延伸的终端引线，用于连接所述IC芯片电路的一恒定电位部分。7.根据权利要求3所述的红外传感器组件，其中所述金属屏蔽体具有在所述传感器支座后方延伸的一体化延展部分，用以将所述热电元件与所述IC芯片屏蔽开。8.根据权利要求1所述的红外传感器组件，其中所示支架是普通的立方体形，其具有形成有所述传感器支座的上表面和与所述上表面相邻的前表面，所述前表面形成有所述IC支座，用于连接所述热电传感器的信号输出的所述传感器导线位于与所述上表面相邻的位置，并相对所述前表面，与用于连接所述IC芯片的传感器输出的I/O导线斜对角隔开。9.根据权利要求1所述的红外...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷口良，高田裕司，小堂正博，篠谷真人，田中寿伸，广中笃，
申请(专利权)人：松下电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]