JPH04252085A - 電子冷却型赤外線検知器 - Google Patents

電子冷却型赤外線検知器

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Publication number
JPH04252085A
JPH04252085A JP3008233A JP823391A JPH04252085A JP H04252085 A JPH04252085 A JP H04252085A JP 3008233 A JP3008233 A JP 3008233A JP 823391 A JP823391 A JP 823391A JP H04252085 A JPH04252085 A JP H04252085A
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JP
Japan
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substrate
ceramic substrate
hole
infrared detector
heat sink
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3008233A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Hirota
廣田 耕治
Yukihiro Yoshida
幸広 吉田
Hiroyuki Tsuchida
土田 浩幸
Shigeki Hamashima
濱嶋 茂樹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPH04252085A publication Critical patent/JPH04252085A/ja
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  • Radiation Pyrometers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】本発明は、熱電変換素子を多段実
装したサーモモジュールを用いて、赤外線検知素子を冷
却する電子冷却型赤外線検知器に関する。赤外線検知素
子は−60℃前後に冷却しないと、その感度が低下する
。したがって、熱電変換素子を用いた多段構成のサーモ
モジュール上に赤外線検知素子を搭載し、熱電変換素子
のペルチエ効果を利用して、赤外線検知素子を冷却して
いる。
【従来の技術】図3は従来の電子冷却型赤外線検知器の
断面図であって、1は、赤外線検知素子、2は熱電変換
素子を多段(図は2段)実装したサーモモジュールであ
る。サーモモジュール2は、上下一対のセラミック基板
4の間にマトリクス状に熱電変換素子3を配列した上段
モジュールと、上段モジュールの下のセラミック基板4
と最下段セラミック基板5の間に、上段モジュールの熱
電変換素子数より多い数量の熱電変換素子3を配列した
下段モジュールと、から構成されている。それぞれの段
の熱電変換素子3は、P型素子とN型素子とが交互に配
置され、セラミック基板に形成したパターン電極により
P型素子の上端面とN型素子の上端面が接続され、その
N型素子の下端面は、次列のP型素子の下端面に接続さ
れている。そして赤外線検知素子1を、サーモモジュー
ル2の最上部のセラミック基板4上に搭載している。一
方、10は銅系合金等よりなる角板状のヒートシンク基
板であって、その上面に半田或いは接着剤等の接着材料
15を用いて、サーモモジュール2の最下段セラミック
基板5の底面を接着して、サーモモジュール2をヒート
シンク基板10に搭載している。20は、ヒートシンク
基板10を貫通しガラス封止された出力端子であり、2
5は、ヒートシンク基板10を貫通しガラス封止された
給電端子である。出力端子20の先端を金線等のワイヤ
21を介して、赤外線検知素子1の電極に接続し、給電
端子25の先端を金線等のワイヤ26を介して、サーモ
モジュール2のセラミック基板面の電極パターンに接続
している。11は、銅系合金等よりなる下部が開口した
角筒形のキャップである。キャップ11の頭部の赤外線
検知素子1に対応する中央部に孔を設け、この孔をサフ
ァイヤ等の赤外線透過窓12で封止している。赤外線検
知素子1及びサーモモジュール2を覆うように、上述の
キャップ11を冠着し、その開口端面側をろう付けして
、ヒートシンク基板10にキャップ11を気密に固着し
ている。なお、キャップ11とヒートシンク基板10よ
りなる容器内は、高真空に封止されている。電子冷却型
赤外線検知器は上述のように構成されているので、N型
素子からP型素子に電流が流れるように給電端子25に
電源を接続すると、サーモモジュール2は赤外線検知素
子1の熱を吸熱して、最下段セラミック基板5を経てヒ
ートシンク基板10に伝達し、ヒートシンク基板10か
ら外部に放出する。このようにして、赤外線検知素子1
の温度が−60℃前後に冷却されているので、赤外線が
赤外線透過窓12を透って、赤外線検知素子1の受光面
に入射すると、その量に応じた電流が出力端子に出力さ
れる。
【発明が解決しようとする課題】ところで、最下段セラ
ミック基板5とヒートシンク基板10とは、平面同士が
当接した状態で接着剤又は半田等の接着材料15で固着
しているので、接着材料15が最下段セラミック基板5
の底面からはみ出している。一方、容器内は高真空であ
る。したがって、接着材料から水分, 有機ガス等が発
生して容器内に拡散し、これらのガスが最下段セラミッ
ク基板と赤外線検知素子間を対流して、熱を赤外線検知
素子側に運搬する。この結果赤外線検知素子の温度が上
がり、感度が低下するという問題点があった。本発明は
このような点に鑑みて創作されたもので、接着材料の発
生するガスが容器内に拡散することが阻止され、赤外線
検知素子の感度が低下することのない電子冷却型赤外線
検知器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、図1に例示したように、熱電変換素子3
を用いた多段構成のサーモモジュール2と、サーモモジ
ュール2上に搭載した赤外線検知素子1とを、キャップ
11とヒートシンク基板10とよりなる容器に、真空封
止した赤外線検知器において、サーモモジュール2の最
下段セラミック基板5が密接に嵌入する有底穴31を、
ヒートシンク基板10に設ける。また、有底穴31の側
壁の全周に、高さが最下段セラミック基板5の厚さより
も小さい横溝30を設ける。そして、最下段セラミック
基板5の底面を、接着材料15を使用して穴底面32に
固着する構成とする。また、最下段セラミック基板5の
側壁及び底面が、メタライズされた構成とする。
【作用】本発明は上述のよう、ヒートシンク基板に設け
た有底穴の側壁の全周に、高さがサーモモジュールの最
下段セラミック基板の厚さよりも小さい横溝を設けると
ともに、最下段セラミック基板の側壁の上部を有底穴の
側壁に密接させている。したがって、最下段セラミック
基板の底面と穴底面とを接着した接着材料が、最下段セ
ラミック基板の底面からはみ出していても、その接着材
料部分から発生したガスは、横溝内に封じこめられる。 即ち、ガスが容器内に拡散することが阻止されるので、
赤外線検知素子の冷却が保証され、感度が低下すること
がない。なお、最下段セラミック基板の側壁及び底面を
メタライズすることにより、接着材料の発生するガスが
多孔質のセラミック基板を透過して、容器内に拡散する
ことがない。
【実施例】以下図1及び図2を参照しながら、本発明を
具体的に説明する。なお、全図を通じて同一符号は同一
対象物を示す。図1は本発明の実施例の図で、(A) 
は断面図, (B) は要所断面図であり、図2は本発
明の他の実施例の要所断面図である。図1 において、
サーモモジュール2は上下一対のセラミック基板4の間
に、マトリクス状に熱電変換素子3を配列した上段モジ
ュールと、上段モジュールの下のセラミック基板4と最
下段セラミック基板5の間に、上段モジュールの熱電変
換素子数より多い数量の熱電変換素子3を配列した下段
モジュールと、から構成されている。それぞれの段の熱
電変換素子3は、P型素子とN型素子とが交互に配置さ
れ、セラミック基板に形成したパターン電極によりP型
素子の上端面とN型素子の上端面に接続し、そのN型素
子の下端面を次列のP型素子下端面に接続している。そ
して、赤外線検知素子1を、サーモモジュール2の最上
部のセラミック基板4上に搭載している。一方、銅系合
金等よりなるヒートシンク基板10の上面の中央部に、
サーモモジュール2の最下段セラミック基板5が密接に
嵌入する有底穴31を設け、その有底穴31の側壁の全
周に、高さが最下段セラミック基板5の厚さよりも小さ
い有底穴側が開口した横溝30を設けてある。なお、横
溝30の下側面は、有底穴31の穴底面32と同一平面
である。サーモモジュール2の最下段セラミック基板5
を有底穴31に差し込み、最下段セラミック基板5の底
面を半田または接着剤よりなる接着材料15を使用して
、穴底面32に固着している。横溝30の高さが最下段
セラミック基板5の厚さよりも小さくしてあるので、最
下段セラミック基板5を穴底面32に接着した状態で、
最下段セラミック基板5の側壁の上部は、有底穴の側壁
に密接している。一方、ヒートシンク基板10を貫通し
ガラス封止された出力端子20の先端を、金線等のワイ
ヤ21を介して赤外線検知素子1の電極に接続している
。また、ヒートシンク基板10を貫通しガラス封止され
た給電端子25の先端を、金線等のワイヤ26を介して
サーモモジュール2のセラミック基板面の電極パターン
に接続している。銅系合金等よりなる下部が開口した角
筒形で、頭部の孔をサファイヤ等の赤外線透過窓12で
封止したキャップ11を、赤外線検知素子1及びサーモ
モジュール2を覆うように冠着して、その開口端面側を
ろう付けすることで、ヒートシンク基板10にキャップ
11を気密に固着している。なお、キャップ11とヒー
トシンク基板10よりなる容器内は、高真空に封止され
ている。 本発明は上述のように構成されているので、最下段セラ
ミック基板5の底面と穴底面32とを接着した接着材料
15が、最下段セラミック基板の底面からはみ出してい
ても、そのはみ出した部分から発生したガスは、横溝3
0内に封じこめられている。したがって、ガスが容器内
に拡散することが阻止され、赤外線検知素子1の冷却性
能が低下することがない。図2において、ニッケル等で
メタライズすることで、最下段セラミック基板5の側壁
及び底面にメタライズ層40を設けてある。したがって
、接着材料から発生するガスが多孔質の最下段セラミッ
ク基板5を透過して、容器内に拡散することがない。
【発明の効果】以上説明したように本発明は、電子冷却
型赤外線検知器のサーモモジュールとヒートシンク基板
とを接着する接着材料から発生するガスが、赤外線検知
素子を封止した容器内に拡散することがないようにした
ことにより、容器内の高真空度に保持され赤外線検知素
子の所定に低く冷却され、その感度が良好に保証される
という、実用上で優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】  本発明の実施例の図で、(A) は断面図
(B) は要所断面図
【図2】  本発明の他の実施例の要所断面図
【図3】
  従来例の断面図
【符号の説明】
1  赤外線検知素子、              
      2  サーモモジュール、3  熱電変換
素子、                      
4  セラミック基板、5  最下段セラミック基板、
              10  ヒートシンク基
板、11  キャップ、              
            12  赤外線透過窓、15
  接着材料、                  
        20  出力端子、25  給電端子
、                        
  30  横溝、31  有底穴、        
                    32  穴
底面、40  メタライズ層、

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  熱電変換素子(3) を用いたサーモ
    モジュール(2) と、該サーモモジュール(2) 上
    に搭載した赤外線検知素子(1) とを、キャップ(1
    1)とヒートシンク基板(10)とよりなる容器に、真
    空封止した赤外線検知器において、該サーモモジュール
    (2) の最下段セラミック基板(5) が密接に嵌入
    する、該ヒートシンク基板(10)に穿孔した有底穴(
    31)と、該有底穴(31)の側壁の全周に穿孔した、
    高さが該最下段セラミック基板(5) の厚さよりも小
    さい横溝(30)とを有し、該最下段セラミック基板(
    5) の底面を、接着材料(15)を用いて穴底面(3
    2)に固着したことを特徴とする電子冷却型赤外線検知
    器。
  2. 【請求項2】  最下段セラミック基板(5) の側壁
    及び底面が、メタライズされてなることを特徴とする請
    求項1に記載の電子冷却型赤外線検知器。
JP3008233A 1991-01-28 1991-01-28 電子冷却型赤外線検知器 Withdrawn JPH04252085A (ja)

Priority Applications (1)

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JP3008233A JPH04252085A (ja) 1991-01-28 1991-01-28 電子冷却型赤外線検知器

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JP3008233A JPH04252085A (ja) 1991-01-28 1991-01-28 電子冷却型赤外線検知器

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JPH04252085A true JPH04252085A (ja) 1992-09-08

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ID=11687438

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JP3008233A Withdrawn JPH04252085A (ja) 1991-01-28 1991-01-28 電子冷却型赤外線検知器

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JP (1) JPH04252085A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06129898A (ja) * 1992-10-15 1994-05-13 Matsushita Electric Works Ltd 赤外線センサ
JP2016167494A (ja) * 2015-03-09 2016-09-15 アイシン精機株式会社 熱電変換デバイス

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06129898A (ja) * 1992-10-15 1994-05-13 Matsushita Electric Works Ltd 赤外線センサ
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