一種高可靠性MEMS紅外光源的制作方法

本技術涉及紅外氣體傳感器領域，特指一種高可靠性mems紅外光源。

背景技術：

1、基于氣體紅外吸收原理的紅外氣體傳感器，由于具有抗中毒、長期穩定性優異、溫度范圍寬、維護成本低等優點，被廣泛應用于醫療、環保、工業安全等領域。紅外光源是紅外氣體傳感器中不可缺少的部件，紅外氣體傳感器的長期可靠性主要取決于紅外光源。基于mems加工技術的mems紅外光源因其具有功耗低、尺寸小、成本低、輻射能量高、優異的電調制性能等優點，逐漸替代紅外小燈泡成為市場應用的主流。

2、由于紅外氣體傳感器的性能要求，mems紅外光源需要工作在閃爍狀態，通電時光源發熱而點亮，斷電時光源冷卻而熄滅，通常光源點亮時的溫度和熄滅時的溫度相差超過400℃，其產生的熱應力加上光源輻射區域下方的空氣熱脹冷縮導致mems紅外光源工作時支撐膜一直處在振動的狀態，這造成mems紅外光源的支撐薄膜極易出現破裂而使光源失效；另外，mems紅外光源是基于焦耳熱原理的熱輻射光源，其發熱時中心溫度超過500℃，功耗也限制了mems紅外光源在低功耗要求中的實際應用。

技術實現思路

1、本實用新型目的是為了克服現有技術的不足而提供一種高可靠性mems紅外光源，不能降低了mems紅外光源的功耗，且減小了mems紅外光源工作時支撐薄膜的振動幅度，降低了mems紅外光源長期工作時支撐膜斷裂的風險，提高了mems紅外光源的可靠性。

2、為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種高可靠性mems紅外光源，包含基座、封裝墊片、紅外光源芯片、聚光杯和紅外窗口；

3、所述封裝墊片置于基座上；

4、所述紅外光源芯片通過封裝墊片支撐安裝，與基座表面之間設置有間隙；

5、所述聚光杯安裝在基座上，對紅外光源芯片輻射的紅外光進行準直和聚焦；

6、所述紅外窗口安裝在聚光杯的卡槽內。

7、優先的，所述封裝墊片支撐起紅外光源芯片的四個角位置、四條邊中心位置或兩條對邊位置。

8、優選的，所述基座為to金屬管座、陶瓷管座中的一種。

9、優選的，所述封裝墊片為硅片、玻璃片中的一種，其厚度為0.3～0.5mm。

10、優選的，所述紅外光源芯片為mems紅外光源，其結構包含襯底、支撐膜、加熱層、鈍化層、輻射層。

11、優選的，所述聚光杯材料為不銹鋼、鋁等中的一種，其包含了至少一個光學曲面，對紅外光源芯片輻射的紅外光進行準直和聚焦。

12、優選的，所述紅外窗口為硅、鍺、藍寶石、氟化鋇、硫化鋅中的一種，其厚度為0.3～1mm。

13、由于上述技術方案的運用，本實用新型與現有技術相比具有下列優點：

14、本實用新型通過增加墊片封裝的方法，不僅減小了紅外光源芯片傳遞至基座的熱量損失，降低了mems紅外光源的功耗，且墊片封裝使得紅外光源輻射區域下方空氣與外界連通，極大地減小了mems紅外光源工作時支撐薄膜的振動幅度，從而提高了mems紅外光源的長期可靠性。

技術特征：

1.一種高可靠性mems紅外光源，其特征在于：包含基座、封裝墊片、紅外光源芯片、聚光杯和紅外窗口；

2.根據權利要求1所述的高可靠性mems紅外光源，其特征在于：所述基座為to金屬管座、陶瓷管座中的一種。

3.根據權利要求1所述的高可靠性mems紅外光源，其特征在于：所述封裝墊片為硅片、玻璃片中的一種，其厚度為0.3~0.5mm。

4.根據權利要求1所述的高可靠性mems紅外光源，其特征在于：所述紅外光源芯片為mems紅外光源，其結構包含襯底、支撐膜、加熱層、鈍化層、輻射層。

5.根據權利要求1所述的高可靠性mems紅外光源，其特征在于：所述聚光杯材料為不銹鋼或鋁，其包含了至少一個光學曲面，對紅外光源芯片輻射的紅外光進行準直和聚焦。

6.根據權利要求1所述的高可靠性mems紅外光源，其特征在于：所述紅外窗口為硅、鍺、藍寶石、氟化鋇、硫化鋅中的一種，其厚度為0.3~1mm。

7.根據權利要求1-6任意一項所述的高可靠性mems紅外光源，其特征在于：所述封裝墊片支撐起紅外光源芯片的四個角位置、四條邊中心位置或兩條對邊位置。

技術總結
本技術涉及一種高可靠性MEMS紅外光源，包含基座、封裝墊片、紅外光源芯片、聚光杯和紅外窗口；所述封裝墊片置于基座上；所述紅外光源芯片通過封裝墊片支撐安裝，與基座表面之間設置有間隙；所述聚光杯安裝在基座上，對紅外光源芯片輻射的紅外光進行準直和聚焦；所述紅外窗口安裝在聚光杯的卡槽內；本技術通過增加墊片封裝的方法，不僅減小了紅外光源芯片傳遞至基座的熱量損失，降低了MEMS紅外光源的功耗，且墊片封裝使得紅外光源輻射區域下方空氣與外界連通，極大地減小了MEMS紅外光源工作時支撐薄膜的振動幅度，從而提高了MEMS紅外光源的長期可靠性。

技術研發人員：方歡
受保護的技術使用者：蘇州司南傳感科技有限公司
技術研發日：20240612
技術公布日：2025/3/6