Приемник излучения

Изобретение может быть использовано в гироскопах, акселерометрах и других приборах, имеющих системы пространственной ориентации. Приемник излучения содержит выполненный из керамического материала корпус с герметично присоединенным к нему входным окном. Внутри корпуса на металлизированном дне закреплен кристалл с фоточувствительными элементами, соединенный с контактной площадкой. Контактная площадка выполнена в стенке корпуса в виде металлизированной ступеньки, а электрические выводы, проходящие сквозь толщу керамического корпуса, выполнены в виде токопроводящих дорожек. Изобретение обеспечивает увеличение прочности конструкции приемника излучения, что обеспечивает повышение надежности в процессе эксплуатации. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к фоточувствительным полупроводниковым приборам, в частности, к приемникам излучения, содержащим размещенный в герметичном корпусе кристалл с фоточувствительными элементами и предназначенным для использования, например, в гироскопах, акселерометрах и других приборах, имеющих системы пространственной ориентации.

Известен приемник излучения, содержащий фотодиод, размещенный в металлостеклянном цилиндрическом корпусе, снабженном гермовводами (см. Фотодиод Квант-1, проспект фирмы ОАО «ЦКБ «Ритм», г.Черновцы, 2008 г., http://ckb-rhythm.narod.ru/fdSipn_fdkvantl.htm). Данная конструкция содержит несколько металлостеклянных швов и выводов, к которым предъявляются высокие требования по герметичности и ударной прочности. Это усложняет процесс изготовления прибора и уменьшает его надежность при эксплуатации.

Известен наиболее близкий по технической сущности приемник излучения, содержащий цилиндрический корпус, входное окно и цоколь, образующие герметичную полость, в которой на цоколе, снабженном металлостеклянными электрическими выводами, закреплен кристалл с фоточувствительным элементом (ФЧЭ) (см. ж. Прикладная физика, 2001 г., №6, стр.66-112). В такой конструкции также присутствуют металлостеклянные швы и выводы, производство которых при изготовлении прибора требует высоких качества материалов, квалификации рабочих и технологического контроля, причем даже при их наличии не может быть гарантировано отсутствие разгерметизации в течение заданного срока службы приемника излучения.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является увеличение прочности конструкции приемника излучения. Техническим результатом при его использовании является повышение надежности в процессе эксплуатации.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в приемнике излучения, содержащем корпус с герметично присоединенным к нему входным окном и расположенным внутри корпуса кристаллом с фоточувствительным элементом, соединенным с контактной площадкой и снабженным электрическими выводами, согласно изобретению корпус выполнен из керамического материала, дно корпуса металлизировано, на нем закреплен кристалл с фоточувствительным элементом, контактная площадка выполнена в виде металлизированной ступеньки в стенке корпуса, а электрические выводы, проходящие сквозь толщу керамического корпуса, выполнены в виде токопроводящих дорожек. В частных случаях в качестве керамического материала может быть использована керамика ВК 94-1, а корпус может быть цилиндрическим.

Новыми в предлагаемом изобретении являются выполнение корпуса приемника керамическим, металлизированное изнутри дно корпуса, наличие контактной площадки в виде металлизированной ступеньки в стенке корпуса и проходящие сквозь толщу керамического дна корпуса электрические выводы в виде токопроводящих дорожек. Такую конструкцию корпуса вместе с токопроводящими дорожками можно изготовить в едином технологическом цикле. Причем через толщу керамического материала можно проводить формирование токопроводящих дорожек любой конфигурации с возможностью выхода в любую точку наружной поверхности корпуса, а не строго перпендикулярно, как при использовании гермовводов в прототипе. Это обеспечивает дополнительные возможности при конструировании приемников.

Использование керамического материала обеспечивает изготовление цельной конструкции корпуса, при этом отсутствие соединительных швов между стенками и дном корпуса и гермовводов позволяет повысить надежность работы прибора, в первую очередь за счет увеличения ударной устойчивости прибора.

В частном случае выполнения в качестве керамического материала корпуса выбрана керамика ВК 94-1, так как она является наиболее подходящей по параметрам технологичности, вакуумной плотности, коэффициенту термического расширения (КТР) и др. Также использование керамики уменьшает вес приемника ввиду ее меньшей плотности, что уменьшает нагрузки в процессе эксплуатации как на элементы самой конструкции, так и на элементы крепления в аппаратуре.

Металлизация дна корпуса необходима для обеспечения электрического контакта кристалла с токопроводящей дорожкой и одновременно для его оптимального крепления методом пайки с использованием эвтектических припоев.

Корпус целесообразно выполнять цилиндрическим, так как это позволяет центрировать изделие относительно посадочного места аппаратуры.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где приведена схема предложенной конструкции приемника излучения.

Предложенная конструкция содержит выполненный из керамического материала корпус 1 и входное окно 2, герметично присоединенное к корпусу 1. Дно 3 корпуса металлизировано изнутри, на нем закреплен кристалл 4 с фоточувствительным элементом, соединенный с контактной площадкой, выполненной в стенке корпуса в виде металлизированной ступеньки 5. Дно 3 корпуса и контактная площадка 5 соединены с внешними выводами 7 приемника излучения электрическими выводами 6, проходящими сквозь толщу керамического дна корпуса в виде токопроводящих дорожек. В герметичной полости корпуса находится осушенный воздух, в атмосфере которого обеспечиваются условия стабильной работы ФЧЭ: отсутствие токов утечки и коррозии соединений. Корпус 1 может быть выполнен цилиндрическим.

Предложенная конструкция приемника излучения применяется в системах ориентации различных приборов, в процессе работы которых осуществляются перемещения линейные и угловые относительно оси. В результате приемник испытывает высокие механические нагрузки, которые могут привести к разгерметизации и попаданию внутрь прибора влаги, что ухудшает его электрофизические параметры. Уменьшение веса и количества соединительных швов значительно уменьшает вероятность разгерметизации прибора и, таким образом, увеличивает надежность его работы в течение срока службы.

Предложенная конструкция может быть реализована, например, для Si фотодиодов с диапазоном спектральной чувствительности 0,5-1,06 мкм. При изготовлении керамического корпуса применяется хорошо отработанная, не требующая больших затрат технология производства многослойных керамических плат с использованием трафаретной печати: из нескольких пластинчатых лент керамического материала ВК 94-1 толщиной 0,2 мм формируют корпус с контактными площадками и токопроводящими дорожками из металлизационной пасты заданных конфигурации и геометрических размеров, который обжигают. Затем проводят никелирование дна корпуса, контактной ступеньки и мест выхода из корпуса токопроводящих дорожек, к которым припаиваются внешние выводы, а на металлизированное дно корпуса производится пайка с использованием эвтектических припоев кристалла с ФЧЭ и его соединение проволокой с контактной площадкой корпуса. Затем в специальных боксах с осушенным воздухом герметично приклеивают стеклянное входное окно. Собранная таким образом конструкция обладает повышенной по отношению к прототипу механической прочностью при значительных перегрузках в аппаратуре, при этом уменьшается вероятность разгерметизации приемника излучения, что обеспечивает сохраняемость параметров приемника и повышает надежность его работы.

1. Приемник излучения, содержащий выполненный из керамического материала корпус с герметично присоединенным к нему входным окном, внутри корпуса на металлизированном дне закреплен кристалл с фоточувствительными элементами, соединенный с контактной площадкой, выполненной в стенке корпуса в виде металлизированной ступеньки, а электрические выводы, проходящие сквозь толщу керамического корпуса, выполнены в виде токопроводящих дорожек.

2. Приемник излучения по п.1, отличающийся тем, что в качестве керамического материала использована керамика ВК 94-1.

3. Приемник излучения по п.1 или 2, отличающийся тем, что корпус выполнен цилиндрическим.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к материалам для изготовления электропроводящих слоев методом трафаретной печати. .

Изобретение относится к области преобразования солнечной энергии в электрическую, в частности к конструкциям контактов на полупроводниковом фотоэлектрическом преобразователе (ФЭП) различной конфигурации.

Изобретение относится к устройствам, изготовленным из узкощелевых полупроводников для работы в инфракрасном диапазоне длин волн. .

Изобретение относится к области создания полупроводниковых приборов, чувствительных к излучению, и может использоваться в технологиях по изготовлению омических контактных систем к фотоэлектрическим преобразователям (ФЭП) с высокими эксплуатационными характеристиками, и, в частности, изобретение относится к формированию контактов к слоям GaAs n-типа проводимости, являющимся фронтальными слоями ряда структур концентраторных ФЭП, способных эффективно преобразовывать падающее излучение мощностью 100-200 Вт/см2

Изобретение относится к оптоэлектронной технике, а именно к полупроводниковым фоточувствительным приборам, предназначенным для детектирования инфракрасного (ИК) излучения при комнатной температуре
Изобретение относится к проводящим пастам для формирования металлических контактов на поверхности субстратов для фотогальванических элементов. Проводящая паста по существу свободна от стеклянной фритты. По одному варианту выполнения изобретения проводящая паста содержит металлоорганические компоненты, которые образуют твердую металлоксидную фазу при обжиге, и проводящий материал. Металлоорганические компоненты выбраны из группы, включающей карбоксилаты металлов или алкоксиды металлов, где металлом является бор, алюминий, кремний, висмут, цинк или ванадий. По другому варианту проводящая паста включает несколько предшественников, которые образуют проводящие элементы при обжиге или нагревании. Паста адаптирована для сцепления с поверхностью субстрата и при обжиге формирует твердую оксидную фазу с образованием из проводящих материалов электрического проводника на субстрате. Использование указанной проводящей пасты в линии проводящей сетки фотогальванических элементов обеспечивает повышение эффективности и коэффициента заполнения гальванического элемента. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к фотогальваническому модулю (1), содержащему, по меньшей мере, два последовательно соединенных фотогальванических элемента (7, 7'), при этом каждый элемент (7, 7') имеет прямоугольную форму и содержит соответственно первый задний тонкослойный электрод (5, 5'), фотогальванический набор, по меньшей мере, из двух активных материалов (3) между задним электродом (5) и тонкослойным проводящим прозрачным электродом (ТС) (4), при этом указанный электрод ТС (4, 4') выполнен с возможностью отбора и передачи электрического тока (10, 10'), генерируемого фотогальваническим набором (3, 3'), при этом оба фотогальванических элемента (7, 7') последовательно соединены электрически электрической контактной полосой (6), проходящей вдоль стороны, заключенной между электродом ТС (4) первого элемента (7) и задним электродом (5') второго элемента (7'). Согласно изобретению локальная толщина (е) тонкослойного прозрачного электрода (4) элемента (7) уменьшается в зависимости от расстояния до указанной электрической контактной полосы (6). Объектами изобретения являются также способы нанесения и травления прозрачного проводящего слоя (ТС) для изготовления одновременно нескольких элементов (7, 7', 7"…) одного модуля (1). Изобретение обеспечивает значительное повышение производительности фотогальванических модулей без существенного увеличения сложности этих модулей и с применением простых способов изготовления. 8 н. и 10 з.п. ф-лы, 9 ил.

Использование: для выполнения тонкопленочного солнечного элемента. Сущность изобретения заключается в том, что кремниевый тонкопленочный солнечный элемент включает подложку, подстилающее покрытие, сформированное поверх по меньшей мере части подложки, включающее первый слой, содержащий оксид олова или диоксид титана, и второй слой, содержащий однородную или неоднородную по составу смесь оксидов, содержащую оксиды по меньшей мере двух элементов из Sn, P, Si, Ti, Al и Zr, и проводящее покрытие, сформированное поверх по меньшей мере части подстилающего покрытия, где проводящее покрытие содержит оксиды одного или нескольких элементов из Zn, Fe, Mn, Al, Ce, Sn, Sb, Hf, Zr, Ni, Zn, Bi, Ti, Co, Cr, Si или In или сплав из двух или более из этих материалов. Технический результат: обеспечение возможности выполнения покрытия для солнечного элемента, усиливающего поток электронов через прозрачный проводящий оксид при повышении характеристики светорассеяния и прозрачности солнечного элемента. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относятся к использованию графена в качестве прозрачного проводящего покрытия (ППП). Согласно изобретению предложен солнечный элемент, содержащий стеклянную подложку; первый проводящий слой на основе графена, расположенный, непосредственно или опосредованно, на стеклянной подложке; первый слой полупроводника в контакте с первым проводящим слоем на основе графена; по меньшей мере один поглощающий слой, расположенный, непосредственно или опосредованно, на первом слое полупроводника; второй слой полупроводника, расположенный, непосредственно или опосредованно, на упомянутом по меньшей мере одном поглощающем слое; второй проводящий слой на основе графена в контакте со вторым слоем полупроводника; и задний контакт, расположенный, непосредственно или опосредованно, на втором проводящем слое на основе графена, при этом каждый из упомянутых первого и второго проводящих слоев на основе графена является изначально легируемым легирующими примесями одного из n-типа и p-типа, и при этом по меньшей мере один из упомянутых первого и второго проводящих слоев на основе графена легирован легирующими примесями n-типа или p-типа, внедренными в его объем из твердого материала-источника легирующих примесей. Также предложены фотоэлектрическое устройство, подузел сенсорной панели и аппарат с сенсорной панелью. Изобретение обеспечивает возможность использования при изготовлении фотоэлектрических приборов гладких и снабжаемых рисунком материалов электродов с хорошей стабильностью, высокой прозрачностью и превосходной проводимостью. 4 н. и 13 з.п. ф-лы, 15 ил., 1 табл.

Изобретение относится к фоточувствительным полупроводниковым приборам, в частности, к приемникам излучения, содержащим размещенный в герметичном корпусе кристалл с фоточувствительными элементами и предназначенным для использования, например, в гироскопах, акселерометрах и других приборах, имеющих системы пространственной ориентации

Наверх