一种热电堆传感器的制作方法

本实用新型涉及温测设备技术领域，具体涉及一种热电堆传感器。

背景技术：

目前流通的适用于大众的体温测量设备主要为接触式和非接触式。接触式主要为水银测量设备，其测量过程耗时长，一般为家庭内部使用，不适合公共场合，且结果显示不直观，对于视力不好的老人以及不具有一定知识储备的儿童，无法自己获得检测结果，甚至无法自己完成体温测量。非接触式主要为红外测量设备。目前市场上使用的红外测温设备主要为手持式，体积较大，不便于携带，主要应用于如医院、车站、机场这样的公共场所。其体积大的主要原因，是需要一定口径的透镜来接收满足检测精度的红外辐射。

但是，随着社会的发展，人们对于自身健康更加注重细节，希望随时随地快速的精准测量以及对体温的数据时时记录和监测，体温监测需求面临微型化、便携化、智能化和非接触化。迫切的需要一种微型化和扁平化的传感器封装，让红外测温传感器可以集成进手机/手环等智能设备中，以满足人们的迫切需求。现有的热电堆传感器多采用to形式的封装，该封装形式存在诸多不利因素：1、封装的长宽高等尺寸不能很好的适应当前智能终端的小型化和扁平化的集成需要。2、to直插式的封装不能便于后期大量快速生产，无法smt(表面贴装)。3、当前封装为了更好的获取信号幅度和质量，往往需要在传感器外端再加上一个凸透镜的聚焦镜片，满足高精度的测量需要。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于如何在保证监测精度的同时使热电堆微型化。

本实用新型通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种热电堆传感器，包括红外滤光镜(1)、硅层(2)、热电堆电路(3)、凹镜封装体(4)；所述硅层(2)具有透光区(21)，所述红外滤光镜(1)覆盖在硅层(2)的第一面，所述硅层(2)的第二面覆盖凹镜封装体(4)，所述硅层(2)的第一面和硅层(2)的第二面相对设置；所述凹镜封装体(4)嵌入式设置有凹面镜(41)；所述透光区(21)覆盖凹镜封装体(4)的凹面镜(41)；热电堆电路(3)刻蚀在硅层(2)的第二面且位于凹面镜(41)的焦点处，所述硅层(2)的第二面具有第一焊点(23)，凹镜封装体(4)具有与第一焊点(23)对应的第二焊点43；所述热电堆电路(3)与第一焊点(23)电性连接，第一焊点(23)与第二焊点(43)电性连接，第二焊点(43)与外部电路电性连接。

进一步的，所述透光区(21)设置有悬梁(22)；所述热电堆电路(3)位于悬梁(22)上；第一焊点(23)位于透光区(21)周边的硅层(2)上，所述热电堆通过悬梁(22)上的刻蚀的导体与第一焊点(23)电性连接。

进一步的，所述悬梁(22)为十字形，热电堆电路(3)位于十字悬梁(22)的交点处。

进一步的，透光区(21)为圆形区域，十字悬梁(22)将圆形区域4等分。

进一步的，在十字悬梁(22)的4个脚的延长线处分别布设一个第一焊点(23)，对应的，在凹镜封装体(4)上对应布设4个第二焊点(43)。

进一步的，所述凹镜封装体(4)包括底座(42)，底座(42)朝向硅层(2)第二面的一面为正面，正面嵌入式的镶嵌凹面镜(41)。

进一步的，所述底座(42)为立方体结构，与所述正面相对的一面为背面；在背面与第二焊点(43)对应的位置布设有第三焊点(44)，所述第二焊点(43)与第三焊点(44)电性连接，第三焊点(44)与外部电路电性连接。

进一步的，所述第二焊点(43)与第三焊点(44)通过内置于底座(42)的导线电性连接。

进一步的，所述硅层(2)覆盖在凹镜封装体(4)后，选择其中所需数量的第一焊点(23)与第二焊点(43)通过导电胶连接，其余接触面通过非导电胶连接。

本实用新型的优点在于：

本实用新型采用封装内置凹镜聚焦红外光，实现热电堆的微型化，扁平化；同时对热电堆电路的保护性更好，不易刮坏或损伤；

本实用新型采用悬梁设计，既满足热电堆电路的固定，又满足热电堆电路引脚引出，同时具备透光区，实现红外光进入凹面镜，结构简洁；

通过设计的4个焊点，可根据不同需求选择所需数量的焊点作为电性连接节点，实用性更大；且采用焊点可实现结构的紧凑及微型化。

相对于传统的热电堆封装方式，本实用新型通过将硅层与凹面镜封装体粘贴连接实现电连接，不需要装金线，简化封装工艺，将导线设置在底座内部，可以更好地保护电路，提高传感器的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型实施例中一种热电堆传感器传感器的爆炸结构示意图；

图2为本实用新型实施例中一种热电堆传感器传感器封装后的剖面结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、图2所示，本实施例公开一种热电堆传感器，包括红外滤光镜1、硅层2、热电堆电路3、凹镜封装体4；硅层2具有透光区21，透光区域可以为方形，多边形区域，本实施例采用圆形透光区21。红外滤光镜1覆盖在硅层2的第一面，通过非导电胶固定，硅层2的第二面覆盖凹镜封装体4，透光区21至少覆盖凹镜封装体4的凹面镜41。本实施例中，透光区21为圆形，与凹面镜41镜口面积相同。

本实施例中，硅层可以是含硅的其他材质，如含硅层的金属、含硅层的金属氧化物。

本实施例中，为了使热电堆电路3位于透光区21中央位置，即凹面镜41的焦点处，采用在透光区21域设置有十字悬梁22结构，热电堆电路3刻蚀在十字悬梁22的交点处，且正好位于凹面镜41的焦点处。将热电堆电路3设置于硅层2的背面，对电路保护性更好，不易刮坏或损伤。硅层2第二面的非透光区域预留有第一焊点，在十字悬梁22上刻蚀有导线，或布设微带线；热电堆电路3的引脚通过导线或微带线与第一焊点23电性连接。

本实施例中，凹镜封装体4包括底座42，底座42为立方体结构，当然还可以为圆柱体，或其他立体结构。底座42朝向硅层2第二面的一面为正面，正面嵌入式的镶嵌凹面镜41，或者涂覆凹面镜涂层。在底座42正面布设有与第一焊点23对应的第二焊点43。硅层2覆盖在底座42上时，第一焊点23与第二焊点43通过导电胶固定，其他接触面通过非导电胶粘贴固定。底座42与正面相对的一面为背面；在背面与第二焊点43对应的位置布设有第三焊点44，第二焊点43至第三焊点44之间开有通孔，通孔内置导线，第二焊点43与第三焊点44通过内置导线(如铜线)电性连接，第三焊点44与外部电路3电性连接。

本实施例中，透光区21设置的十字悬梁22将透光区214等分，在十字悬梁22的4个脚处分别布设一个第一焊点23，相对应的，在底座42正面4个角处也对应布设4个第二焊点43，背面4个角处对应布设4个第三焊点44。根据实际需要，可选择其中两个焊点作为电性连接的接点，采用导电胶粘贴连接，其余焊点采用非导电胶粘贴即可。当然，也可以采用其他的粘贴或连接方式。此外，第一焊点23、第二焊点43和第三焊点44的数量均可以根据实际需要来设定。

本实施例中，红外滤光镜1、硅层2、凹镜封装体4依次固定后再次进行密封，密封技术为常规技术。密封后的热电堆内冲有惰性气体，以保证检测精度。

本实施例提供的热电堆传感器采用芯片级封装，将热电堆电路设置在硅层的背面朝向凹面镜封装体，不仅省略了凸镜，实现热电堆的微型化、扁平化，同时对热电堆电路的保护性更好，不易刮坏或损伤。相对于传统的热电堆封装方式，本实施例通过将硅层与凹面镜封装体粘贴连接实现电连接，不需要装金线，简化封装工艺。将导线设置在底座42内部，可以更好地保护电路，提高传感器的使用寿命。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。