DE3009897C1 - Aufnahmevorrichtung fuer einen pyroelektrischen Kristall in einem pyroelektrischen Detektor und Herstellverfahren dazu - Google Patents

Description

• Zur Lösung dieser Aufgabe werden bei einer Aufnahmevorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß folgende Merkmale vorgeschlagen: a) beide Flächenelektroden sind jeweils mit einer Leiterbahnenstruktur verbunden, die über die Elektrodenfläche hinausreicht; b) die Leiterbahnenstrukturen sind mit den Anschlußstiften verbunden; c) beide Leiterbahnenstrukturen überdecken sich nicht und sind aus einem Stück Blech hergestellt.
• Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung besitzt eine erfindungsgemäße Aufnahmevorrichtung folgende weiteren Merkmale: d) eine Leiterbahnenstruktur hat die Form eines Fadenkreuzes; e) in der Mitte des Fadenkreuzes liegt die eine der beiden Flächenelektroden auf; f) die Enden des Fadenkreuzes sind mit vier Anschlußstiften verbunden; und weiter ausgestaltet: g) die andere Leiterbahnenstruktur besteht aus einer einzigen Leiterbahn, die an ihrem ersten Ende auf der anderen Flächenelektrode aufliegt und an ihrem zweiten Ende mit einem Anschlußstift verbunden ist.
• Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer solchen Aufnahmevorrichtung ist durch folgende Merkmale gekennzeichnet: a) beide Leiterbahnenstrukturen sind zunächst durch einen Tragerahmen aus demselben Blechstück gehalten, aus dem sie entstanden sind; b) der pyroelektrische Kristall wird zwischen die beiden Leiterbahnenstrukturen gelegt und dort verklebt; c) die Leiterbahnenstrukturen werden über Anschlußstifte gelegt und verschweißt; d) der Tragerahmen wird entfernt.
• Weitere Ausgestaltungen betreffen die einzelnen Verbindungen, beispielsweise daß die Flächenelektroden mit den Leiterbahnenstrukturen über einen elektrisch leitenden Klebstoff verbunden sind oder daß die Leiterbahnenstrukturen mit den Anschlußstiften verschweißt sind. Weiter ist vorteilhaft, wenn die Leiterbahnenstrukturen aus Nickel- oder Goldbleeh bestehen. Die Blechstärke richtet sich dabei nach der gewünschten bzw. tolerierten Wärmeableitung und beträgt zwischen 5 und 100 um. Die Breite der Leiterbahnen ist von denselben Überlegungen abhängig, dazu noch von der gewählten Verbindungstechnik Die Leiterbahnenstrukturen werden vorzugsweise durch eine Ätztechnik hergestellt. Das Justieren auf den Anschlußstiften ist einfach, wenn der Tragerahmen an einer Stelle eine Justierfahne trägt. Weiter ist günstig, wenn die Anschlußstifte durch die Enden der Leiterbahnenstrukturen hindurchgesteckt werden, bevor sie verschweißt werden.
• Die erfindungsgemäße Aufnahmevorrichtung für einen pyroelektrischen Kristall in einem pyroelektrisehen Detektor vereinigt den Vorteil einer wärmeisolierenden Fadenkreuzaufhängung mit der einer einfachen und billigen Herstellung. Die gesamten Leiterbahnenstrukturen werden in einem einzigen Verfahrensschritt hergestellt. Das Verbinden der Anschlußpunkte erfolgt einfacher bei Leiterbahnen als bei dünnen und deshalb leicht abreißenden Drähten. Das Aufsetzen des Kristalls und das Verkleben können in einem einzigen Arbeitsgang vorgenomen werden. Weiter ist das Verfahren leicht mechanisierbar und mit Standardbauteilen aus einer üblichen Einzelhalbleiterfertigung durchzuführen.
• In den Figuren der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung dargestellt, wobei F i g. 1 wie beschrieben einen pyroelektrischen Kristall 1 mit Flächenelektroden 2 und 3 zeigt und die F i g. 2 die Draufsicht auf eine Fadenkreuzaufhängung eines pyroelektrischen Kristalls.
• In Fig. 2 ist die Flächenelektrode 2 eines pyroelektrisehen Kristalls zu sehen. Darunter liegt eine kreuzförmige Leiterbahnenstruktur 4, die an ihren vier Endpunkten ringförmige Anschlußstellen 5 hat. Auf der Flächenelektrode 2 liegt eine gerade verlaufende Leiterbahn 6 mit ihrem einen Ende. Das andere Ende läuft in eine ringförmige Anschluestelle 7 aus. Die Leiterbahnenstruktur 4 und die Leiterbahn 6, alle strahlenförmig vom pyroelektrischen Kristall ausgehend, werden von einem peripheren Tragering 8 zusammengehalten. Dieser trägt auf seiner Außenseite an einer Stelle eine Justierfahne 9. Die ringförmigen Anschlußstellen 5 umfassen durchgesteckte und geschnitten dargestellte Anschlußstifte 10; die ringförmige Anschlußstelle einen entsprechenden Anschlußstift 11.
• Zunächst werden die Leiterbahnenstruktur 4, die Leiterbahn 6 und der Tragerahmen 8 in einem einzigen Arbeitsgang als zusammenhängendes Gebilde aus einem Gold- oder Nickelblech hergestellt Dann wird der pyroelektrische Kristall zwischen die Leiterbahnenstruktur 4 und die Leiterbahn 6 geklebt; anschließend wird das noch zusammenhängende Gebilde auf die Anschlußstifte 10, 11 mit Hilfe der Justierfahne 9 justiert, wobei die Anschlußstifte 10, 11 durch die Öffnungen der ringförmigen Anschlußstellen 5 bzw. 7 hindurchgesteckt werden können. Dann folgt das Verschweißen der Anschlußstifte 10, 11 mit den Anschlußstellen 5 bzw. 7. In einem nachfolgenden Schritt wird der Tragerahmen 8 auf der Außenseite der Anschlußstellen 5 und 7 abgetrennt - strichpunktiert angedeutet. Die Leiterbahnenstruktur 4 ist elektrisch auf Masse gelegt; die Leiterbahn 6 ist mit einem Anschluß verbunden, an dem das elektrische Ausgangspotential abgenommen wird.

Claims (10)

1. Patentansprüche: 1. Aufnahmevorrichtung für einen pyroelektrisehen Kristall in einem pyroelektrischen Detektor, bei der sich der pyroelektrische Kristall zwischen zwei mit Anschlußstiften ir. Verbindung stehenden Flächenelektroden befindet, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Merkmale: a) beide Flächenelektroden (2, 3) sind jeweils mit einer Leiterbahnenstruktur (4 bzw. 6) verbunden, die über die Elektrodenfläche hinausreicht; b) die Leiterbahnenstrukturen (4, 6) sind mit den Anschlußstiften (10 bzw. 11) verbunden; c) beide Leiterbahnenstrukturen (4, 6) überdecken sich nicht und sind aus einem Stück Blech - hergestellt.
2. 2. Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale: d) eine Leiterbahnenstruktur (4) hat die Form eines Fadenkreuzes; e) in der Mitte des Fadenkreuzes (4) liegt die eine der beiden Flächenelektroden (3) auf; f) die Enden (5) des Fadenkreuzes (4) sind mit vier Anschlußstiften (10) verbunden.
3. 3. Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Merkmale: g) die andere Leiterbahnenstruktur besteht aus einer einzigen Leiterbahn (6), die an ihrem ersten Ende auf der anderen Flächenelektrode (2) aufliegt und an ihrem zweiten Ende (7) mit einem Anschlußstift (11) verbunden ist.
4. 4. Aufnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenelektroden (2, 3) mit den Leiterbahnenstrukturen (4 bzw. 6) über einen elektrisch leitenden Klebstoff verbunden sind.
5. 5. Aufnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnenstrukturen (4, 6) mit den Anschlußstiften (10 bzw. 11) verschweißt sind.
6. 6. Aufnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnenstrukturen (4, 6) aus Nickel- oder Goldblech bestehen.
7. 7. Verfahren zum Herstellen einer Aufnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Merkmale: a)- beide Leiterbahnenstrukturen (4, 6) sind zunächst durch einen Tragerahmen (8) aus demselben Blechstück gehalten, aus dem sie entstanden sind; b) der pyroelektrische Kristall wird zwischen die beiden Leiterbahnenstrukturen (4, 6) gelegt und dort verklebt; c) die Leiterbahnenstrukturen (4, 6) werden über Anschlußstifte (10 bzw. 11) gelegt und verschweißt; d) der Tragerahmen (8) wird entfernt.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnenstrukturen (4, 6) aus dem Blech durch Ätztechnik entstehen.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Justieren der Leiterbahnenstrukturen (4, 6) auf den Anschlußstiften (10, 11) mit Hilfe einer Justierfahne (9) an einer Stelle des Tragerahmens (8) erfolgt.
10. 10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstifte (10, 11) durch die Enden (5 bzw. 7) der Leiterbahnenstrukturen (4 bzw.

    6) hindurchgesteckt werden, bevor sie verschweißt werden.

    Die Erfindung betrifft eine Aufnahmevorrichtung für einen pyroelektrischen Kristall in einem pyroelektrisehen Detektor und ein Verfahren zum Herstellen einer solchen, bei der sich der pyroelektrische Kristall zwischen zwei mit Anschlußstiften in Verbindung stehenden Flächenelektroden befindet.

    Eine Aufnahmevorrichtung dieser Art ist aus der DE-OS 29 16 744 bekannt.

    Pyroelektrische Detektoi en sind infrarotempfindliche Bauelemente, die den pyroelektrischen Effekt axialer Kristalle wie beispielsweise LiTAO3, PbTiO3, PbZrTi1~xO3, LATGS, SRxBa~x, Nu206 zur Umwandlung elektromagnetischer Strahlung in ein elektrisches Signal ausnutzen. Üblicherweise werden Plättchen von ca. 2 ><x 2x 0,025 mm eines pyroelektrischen Kristalls präpariert und mit flächigen Deckelelektroden aus strahlungsdurchlässigem Material versehen. Das elektrische Signal solcher Detektoren ist direkt proportional zur Strahlungsflußdichte ~ am Ort des Kristalls. Die Detektivität ist um so größer, je kleiner die Wärmeableitung Q durch Anschlußdrähte, Kristallhalterung, Wärmestrahlung und umgebende Atmosphäre ist. In der F i g. list ein solcher pyroelektrischer Kristall schematisch dargestellt. Er besteht aus einem flachen Plättchen 1 aus einem Kristall mit pyroelektrischem Effekt und aus zwei diesen Kristall 1 an gegenüberliegenden Flächen abdeckenden Flächenelektroden 2 und 3.

    Um die verfälschende Wärmeableitung Q minimal zu halten, kann man den Kristall an feinen Drähten aufhängen, ihn sozusagen mit solchen Drähten beispielsweise in einem Transistorfuß verspannen. Wenn nun auch die Wärmeableitung Q bei einer solchen Aufnahmevorrichtung mit Dränten vernachlässigbar klein ist, so muß doch beim Verspannen der Drähte und dem Verbinden mit dem Kristall mit Anschlußstiften eines Transistorfußes ziemlich hoher technischer Aufwand getrieben werden, so daß die Herstellung teuer wird.

    Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aufnahmevorrichtung der eingangs genannten Art und ein Herstellverfahren anzugeben, womit auf billige Weise der elektrische und mechanische Anschluß eines pyroelektrischen Kristalls in einem pyroelektrischen Detektor zu bewerkstelligen ist. Die Wärmeableitung Q soll dabei minimal bleiben.