DE102010015084B4

DE102010015084B4 - Sensorteil für einen Infrarot-Sensor sowie Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102010015084B4
Application number: DE102010015084.3A
Authority: DE
Inventors: Martin Kram; Gerhard Röhner
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-04-15
Filing date: 2010-04-15
Publication date: 2020-12-10
Anticipated expiration: 2030-04-16
Also published as: CN103003678B; US20130075616A1; CN103003678A; US8785860B2; DE102010015084A1; WO2011141237A1

Abstract

Sensorteil für einen Infrarot-Sensor, umfassend
einen IR-sensitiven Detektor (1),
mindestens eine IR-Strahlung ausstrahlende Referenzquelle (2), sowie
einen IR-sensitiven Referenzdetektor (3), der in Richtung einer einfallenden IR-Strahlung einen Abstand von dem Detektor (1) aufweist, wobei die mindestens eine Referenzquelle (2) seitlich von dem Referenzdetektor (3) angeordnet ist, und einen Träger (5), auf dessen erster Seite (6) der Detektor (1), die mindestens eine Referenzquelle (2) und der Referenzdetektor (3) angeordnet sind, wobei der Träger (5) einen abschnittsweise gebogenen Zuschnitt aus einem biegsamen Material, insbesondere einen abschnittsweise gebogenen Zuschnitt einer Flexleiterplatte, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorteil weiter ein Spiegelelement (17) umfasst, das auf einer der ersten Seite (6) des Trägers (5) gegenüberliegenden zweiten Seite (14) des Trägers (5) dem Referenzdetektor (3) sowie der mindestens einen Referenzquelle (2) gegenüberliegend angeordnet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Sensorteil, umfassend einen IR-sensitiven Detektor, mindestens eine IR-Strahlung ausstrahlende Referenzquelle, sowie einen IR-sensitiven Referenzdetektor. Die Erfindung betrifft weiter einen IR-Sensor nach Anspruch 11 sowie ein Verfahren nach Anspruch 12 zur Herstellung des Sensorteils.
Aus dem Stand der Technik sind dreidimensional strukturierte Sensorteile für IR-Sensoren bekannt, die beispielsweise auf einem Halbleitersubstrat als Träger für den Detektor, den Referenzdetektor und die Referenzquelle ausgebildet sind. Die Herstellung derartiger Sensorteile ist aufwendig, insbesondere im Hinblick auf eine Massenfertigung.
Mittels der MID- (Molded Interconnect Devices)-Technologie lassen sich zwar beispielsweise durch Heissprägen, Laserstrukturierung, unter Einsatz von Masken oder hinterspritzten Folien dreidimensionale elektronische Bauteile fertigen. Sensorteile für IR-Detektoren lassen sich jedoch aufgrund der nur geringen Abmessungen (einige Millimeter für das Sensorteil insgesamt, für die Detektoren bzw. Referenzquellen ggf. weniger als 1 Millimeter) nicht zuverlässig in großen Stückzahlen fertigen.
Die DE 10 2008 002 747 A1 beschreibt einen Ohrsensor zur Überwachung mindestens einer physiologischen Messgröße mittels einer nicht-invasiven Messung im Ohrkanal. Mehrere Sensoren sind hierbei in einem Gehäuse angeordnet und umfassen mindestens zwei Strahlung emittierende Emitter und mindestens zwei von Gewebeschichten reflektierte Strahlung erfassende Detektoren.
Die US 2005 / 0 030 724 A1 beschreibt eine Messanordnung mit einem Sensor und einem Substrat, wobei Messinformationen zwischen einem Sensorteil und dem Substrat induktiv übertragen werden.
Aufgabe der Erfindung
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein nach einem einfachen Verfahren herstellbares dreidimensionales Sensorteil für einen IR-Sensor anzugeben.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Sensorteil gemäß Anspruch 1 und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 12 gelöst.
Der Träger, auf dessen erster Seite der Detektor, die mindestens eine Referenzquelle und der Referenzdetektor angeordnet sind, wobei der Träger einen abschnittsweise gebogenen Zuschnitt aus einem biegsamen Material, insbesondere einen abschnittsweise gebogenen Zuschnitt einer Flexleiterplatte, umfasst, lässt sich als im wesentlichen ebener, zweidimensionaler Zuschnitt bereitstellen, wobei bei der weiteren Durchführung des Verfahrens durch Biegen bzw. Krümmen von Abschnitten des Korpus des Trägers das dreidimensionale Sensorteil ausgebildet wird.
Flexleiterplatten, auf denen der Detektor, der Referenzdetektor sowie die mindestens eine Referenzquelle auf einer gemeinsamen, ersten Seite befestigt sind, sind in großer Stückzahl vorhanden und weisen bereits die elektrischen Verbindungen auf, die den Detektor, den Referenzdetektor sowie die mindestens eine Referenzquelle untereinander bzw. mit einer nachgeschalteten Elektronik verbinden können. Auf derartigen Flexleiterplatten lassen sich der Detektor, der Referenzdetektor sowie die mindestens eine Referenzquelle mittels Kleben befestigen sowie mittels eines Bondens elektrisch verbinden.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Korpus des Trägers einen sich in Richtung der einfallenden Strahlung erstreckenden Hauptabschnitt sowie einen Detektorabschnitt umfasst, wobei der Detektor auf dem Detektorabschnitt angeordnet ist, und wobei der Detektorabschnitt von dem Hauptabschnitt an einer zweiten Biegekante unter einem Winkel, insbesondere im wesentlichen rechtwinklig, absteht. Bei der Durchführung des Verfahrens wird in einem der Verfahrensschritte der Detektorabschnitt von dem Hauptabschnitt des Korpus des Trägers durch ein Biegen abgestellt, wobei sich die zweite Biegekante ausbildet.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Korpus des Trägers einen sich in Richtung der einfallenden Strahlung erstreckenden Hauptabschnitt sowie einen Referenzabschnitt umfasst, wobei der Referenzabschnitt an einem Auslegerarm angeordnet ist, wobei der Auslegerarm mit dem Hauptabschnitt verbunden ist, und wobei der Referenzabschnitt an einer ersten Biegekante von dem Auslegerarm unter einem Winkel, insbesondere im wesentlichen rechtwinklig, absteht. Bei der Durchführung des Verfahrens wird dabei in einem der Verfahrensschritte der Referenzabschnitt durch Biegen unter Ausbildung der ersten Biegekante von dem Auslegerarm abgestellt, wobei der gekrümmte Auslegerarm sicherstellt, dass der um die zweite Biegekante gebogene Detektorabschnitt in Richtung des einfallenden Strahls beabstandet von dem Referenzabschnitt angeordnet ist. Der Detektorabschnitt und der Referenzabschnitt sind dabei als im wesentlichen parallele, in Richtung des einfallenden Strahles und entlang der Erstreckung des Hauptabschnittes des Korpus des Trägers versetzte Abschnitte eines dreidimensionalen Sensorteils ausgebildet, das zuvor als zweidimensionaler flacher Zuschnitt, an dem bereits der Detektor, der Referenzdetektor und der mindestens eine Referenzquelle befestigt waren, ausgebildet war.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Referenzabschnitt eine kreissegmentförmige Umrisskontur aufweist. Die kreissegmentförmige Umrisskontur stellt sicher, dass der Referenzabschnitt sowie das fertig gestellte Sensorteil in einer Hülse aufgenommen werden kann, die Bestandteil des IR-Sensors ist. Ein Radius des Kreissegmentes der Umrisskontor ist hinsichtlich des Biegeradius des zu einem Ringsegment gekrümmten Auslegerarms so gewählt, dass der Referenzabschnitt innerhalb des Auslegerarms aufgenommen ist.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Auslegerarm ringsegmentförmig gebogen ist. Der gebogene Auslegerarm begrenzt das Sensorteil seitlich und liegt beispielsweise unter einer Vorspannung an einer Innenwand einer Hülse an, in der das Sensorteil insgesamt angeordnet ist.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Auslegerarm im wesentlichen L-förmig ausgebildet ist, wobei an einem Ende des kurzen Arms der Referenzabschnitt angeordnet ist, und wobei an einem Ende des langen Arms der Hauptabschnitt angeordnet ist. Die L-förmige Ausbildung des Auslegerarms stellt sicher, dass der Referenzabschnitt nach dem Ausbilden der ersten Biegekante sowie dem Biegen des langen Abschnittes des Auslegerarms zu dem Ringsegment im wesentlichen parallel und in Richtung des einfallenden Strahles versetzt zu dem Detektorabschnitt angeordnet ist.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Sensorteil ein Spiegelelement umfasst, wobei das Spiegelelement auf einer der ersten Seite des Trägers gegenüberliegenden zweiten Seite des Trägers dem Referenzdetektor sowie der mindestens einen Referenzquelle gegenüberliegend angeordnet ist.
Hinsichtlich des Spiegelelementes ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Spiegelelement auf einer dem Detektor gegenüberliegenden Seite des Detektorabschnittes angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist hinsichtlich des Spiegelelementes vorgesehen, dass das Spiegelelement durch einen Abschnitt des Materials des Trägers, insbesondere durch einen freigelegten metallischen Abschnitt einer eine metallische Lage umfassenden Flexleiterplatte ausgebildet ist.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Hauptabschnitt eine Bombierung quer zu seiner Erstreckung aufweist. Der bombierte Hauptabschnitt des Korpus des Trägers versteift das Sensorteil und kann beispielsweise an der Hülse anliegen, in der das Sensorteil aufgenommen ist, um den IR-Sensor auszubilden.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Hauptabschnitt einen verbreiterten Abschnitt umfasst. Auf diesem verbreiterten Abschnitt können weitere elektronische Elemente vorgesehen sein, insbesondere kann der flache Zuschnitt des Trägers vor dem Ausbilden der Biegekanten bzw. der Krümmung des Auslegerarms oder vor dem Bombieren des Hauptabschnittes mit den elektronischen Elementen versehen sein. Der verbreiterte Abschnitt trägt ebenfalls dazu bei, das Sensorteil mechanisch so weit zu versteifen, dass die weitere Verarbeitung des Sensorteils zu dem Sensor die Handhabbarkeit vereinfacht wird.
Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren, mit dem das Sensorteil nach Anspruch 1 beispielsweise herstellbar ist, mit den Schritten
Bereitstellen eines im Wesentlichen flachen Abschnittes aus einem biegsamen Material, insbesondere eines flachen Abschnittes einer Flexleiterplatte, als Träger,
Befestigen eines IR-sensitiven Detektor auf einem ersten Abschnitt des Korpus des Trägers, insbesondere auf einem Detektorabschnitt des Korpus des Trägers,
Befestigen mindestens einer IR-Strahlung ausstrahlenden Referenzquelle sowie eines IR-sensitiven Referenzdetektors auf einem zweiten
Abschnitt des Korpus des Trägers, insbesondere auf einem Referenzträger, wobei der zweite Abschnitt bzw. der Referenzträger über einen Auslegerarm mit einem Hauptabschnitt des Korpus des Trägers verbunden ist,
Ausbilden einer ersten Biegekante, mit der der zweite Abschnitt von dem Auslegerarm abgestellt wird,
Krümmen des Auslegerarms zu einem Ringsegment,
Ausbilden einer zweite Biegekante, mit der der erste Abschnitt von dem verbleibenden Korpus des Trägers abgestellt wird, insbesondere mit der der Detektorabschnitt von dem Hauptabschnitt abgestellt wird, wobei das Ausbilden der ersten Biegekante, der zweiten Biegekante und das Krümmen des Auslegerarms so ausgeführt wird, dass in Einfallsrichtung der Strahlung der Detektor von dem abgestellten Abschnitt mit dem Referenzsensor sowie der mindestens einen Referenzquelle einen Abstand aufweist.
Bei diesem Verfahren wird ausgehend von einem flachen, zweidimensionalen Träger, der noch als flaches Ausgangsprodukt mit dem Detektor, dem Referenzdetektor und der mindestens einen Referenzquelle bestückt wird, wobei die Reihenfolge der Bestückung beliebig ist, dann durch Ausbilden der beiden Biegekanten sowie dem Krümmen des Auslegerarms ein dreidimensionales Endprodukt erzeugt, das als Sensorteil in einen IR-Sensor eingebaut werden kann. Auf die genaue Reihenfolge, in der die erste Biegekante oder die zweite Biegekante ausgebildet oder der Auslegerarm zu dem Ringsegment gekrümmt wird, kommt es dabei nicht entscheidend an.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben.
Figurenliste

1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines nach einer beispielhaften Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Sensorteils,
2 zeigt eine perspektivische Seitenansicht des Ausführungsbeispiels aus 1,
3 zeigt eine Draufsicht des Ausführungsbeispiels aus 1 und 2, und
4 zeigt eine Draufsicht eines Zwischenproduktes, das bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Herstellung des in 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiels entsteht.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Sensorteil für einen nicht weiter dargestellten Infrarot-Sensor, wobei das Korpus des Sensorteils einen IR-sensitiven Detektor 1, mehrere eine IR-Strahlung ausstrahlende Referenzquellen, von denen nur eine dargestellt ist und mit dem Bezugszeichen ,2' versehenen ist, sowie einen IR-sensitiven Referenzdetektor 3, der in Richtung der einfallenden IR-Strahlung (Pfeil 4) einen Abstand von dem Detektor 1 aufweist, umfasst. Die Referenzquelle 2 ist seitlich von dem Referenzdetektor 3 angeordnet. Das Sensorteil umfasst weiter einen Träger 5, wobei auf einer Fläche der ersten Seite 6 der Detektor 1, die Referenzquelle 2 und der Referenzdetektor 3 angeordnet sind. Der Träger 5 umfasst einen abschnittsweise gebogenen Zuschnitt aus einem biegsamen Material, nämlich einen gebogenen Zuschnitt einer Flexleiterplatte.
Das Korpus des Trägers 5 umfasst einen sich in Richtung der einfallenden Strahlung (Pfeil 4) erstreckenden Hauptabschnitt 7 sowie einen Detektorabschnitt 8, wobei der Detektor 1 auf dem Detektorabschnitt 8 angeordnet ist, und wobei der Detektorabschnitt 8 von dem Hauptabschnitt 7 an einer zweiten Biegekante 9 unter einem Winkel, nämlich im wesentlichen rechtwinklig, absteht.
Das Korpus des Trägers 5 umfasst zusätzlich zu dem sich in Richtung der einfallenden Strahlung (Pfeil 4) erstreckenden Hauptabschnitt 7 einen Referenzabschnitt 10, wobei der Referenzabschnitt 10 an einem Ende eines Auslegerarms 11 angeordnet ist, wobei der Auslegerarm 11 mit dem Hauptabschnitt 7 verbunden ist, und wobei der Referenzabschnitt 10 an einer ersten Biegekante 12 von dem Auslegerarm 11 unter einem Winkel, nämlich im wesentlichen rechtwinklig, absteht. Dabei weist der Referenzabschnitt 10 eine im wesentlichen kreissegmentförmige Umrisskontur auf, wobei das Kreissegment einen Winkel von ca. 300° überdeckt. Das Kreissegment der Umrisskontur wird durch einen gerade Abschnitt 13 unterbrochen, der zu einer zweiten Seite 14 des Hauptabschnittes 7 des Korpus des Trägers 5 weist und mit der zweiten Seite 14 einen engen Spalt ausbildet. Der Radius des Kreissegmentes des Referenzabschnittes beträgt ca. 4 Millimeter.
Der Auslegerarm 11, der das Hauptteil 7 mit dem Referenzteil 10 verbindet, ist ringsegmentförmig gebogen, wobei ein Winkel von etwas weniger als ca. 90° überstrichen wird (3).
Der Auslegerarm 11 ist im wesentlichen L-förmig ausgebildet, wobei an einem Ende des kurzen Arm 15 des Auslegerarms 11 der Referenzabschnitt 10 angeordnet ist, und wobei an einem Ende eines langen Arms 16 der Hauptabschnitt 7 angeordnet ist. Die Länge des kurzen Arms 15 des Auslegerarms 11 ist so bemessen, dass sich die erste Biegekante 12 vollständig innerhalb des kurzen Arms 15 ausbildet, insbesondere erstreckt sich die erste Biegekante 12 vollständig in dem kurzen Arm 15. Damit ist sichergestellt, dass bei dem Biegen des Materials, bei dem die erste Biegekante 12 ausgebildet wird, der lange Arm 16 des Auslegerarms 11 nicht verzerrt, insbesondere nicht verdreht wird.
Das Sensorteil umfasst weiter ein Spiegelelement, das auf einer der ersten Seite 6 des Trägers 5 gegenüberliegenden zweiten Seite 14 des Trägers 5 dem Referenzdetektor 3 sowie der Referenzquelle 2 gegenüberliegend angeordnet ist. Die Anordnung des Spiegelelementes ist in 2 erkennbar und mit einem Bezugszeichen ,17' versehen. Das Spiegelelement ist in der Darstellung von 2 als über die Fläche der zweiten Seite 14 vorstehend angedeutet, zu beachten ist jedoch, dass das Spiegelelement durch einen Abschnitt des Materials des Trägers, nämlich durch einen freigelegten metallischen Abschnitt der eine metallische Lage umfassenden Flexleiterplatte ausgebildet ist, also als Vertiefung in der zweiten Seite 14 im Bereich des Detektorabschnittes 8 ausgebildet ist. Die Flexleiterplatte umfasst dabei mehrere metallische Lagen sowie eine Abdeckung aus einem transparenten Isolator. Wird die Isolatorschicht entfernt, wird eine der metallischen Lagen, beispielsweise eine Nickel- oder Gold-Lage der Flexleiterplatte, freigelegt, so dass die freigelegte metallische Lage als Spiegelelement wird. 2 zeigt weiter, dass das Spiegelelement 17 auf einer dem Detektor 1 gegenüberliegenden Seite des Detektorabschnittes 8 angeordnet ist.
1 zeigt weiter, dass der Hauptabschnitt 7 einen verbreiterten Abschnitt 18 umfasst. In diesem verbreiterten Abschnitt vergrößert sich die Erstreckung des Hauptabschnittes senkrecht zu dessen Längserstreckung, insbesondere verdoppelt sich die Breite des Hauptabschnittes. Der verbreiterte Abschnitt 18 weist einen annähernd trapezförmigen Umriss auf und erstreckt sich zu beiden Seiten des Hauptabschnittes 7. An dem verbreiterten Abschnitt 18 sind elektronische Elemente angeordnet, die beispielsweise auf dem Detektorabschnitt 8 oder dem Referenzabschnitt 10 keinen ausreichenden Platz finden.
1 zeigt weiter, dass der Hauptabschnitt 7 eine Bombierung quer zu seiner Erstreckung (Pfeil 4) aufweist. Der Krümmungsradius der Bombierung ist bezogen auf den Kreisradius des Kreissegmentes der Umrisskontur des Referenzabschnittes 10 so gewählt, dass der Referenzabschnitt 10 innerhalb der von der Bombierung beschriebenen Kreiskontur liegt, wie die Draufsicht in Blickrichtung der einfallenden Strahlung (Pfeil 4) in 3 zeigt.
Die Bombierung des Hauptabschnittes 7 geht in die verbreiterten Abschnitte 18 zu beiden Seiten des Hauptabschnittes 7 über, wie die Seitenansicht von 2 zeigt. Die Bombierung erstreckt sich von einem Ende 19 des Hauptabschnittes 7 (2) über ca. zwei Drittel der Längserstreckung des Hauptabschnittes 7 bis zu der Stelle, an der der Auslagerarm 11 von dem Hauptabschnitt unter einem Winkel abgeht. Zwischen dem Auslegerarm 11 und dem zweiten Ende des Hauptabschnittes 7, an dem die zweite Biegekante 9 angeordnet ist, verläuft der Hauptabschnitt 7 im Wesentlichen flach, also ohne Biegung.
Der vorstehend beschriebene Träger 5 weist ein an drei Abschnitten gebogenes Korpus aus, nämlich im Bereich der ersten Biegekante 12, im Bereich der zweiten Biegekante 9 sowie im Bereich des gekrümmten langen Arms 16 des Auslegerarms 11. Die oben beschriebene Bombierung ist nur optional vorgesehen, insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Hauptabschnitt 7 entlang seiner gesamten Erstreckung flach ausgebildet ist.
Der Detektor 1, der Referenzdetektor 3 sowie die mindestens eine Referenzquelle 2 sind jeweils als kleinbauende elektronische Bauelemente, insbesondere als sogenannte Dies, ausgebildet. Der Detektor 1 ist mittels eines elektrisch leitenden Klebers an der Fläche des Detektorabschnittes 8 befestigt, wobei eine elektrisch leitende Verbindung ausgebildet ist. Der Detektor 1 ist weiter mittels eines Bondprozesses mit den elektrischen Leitungen in der Flexleiterplatte verbunden. Entsprechendes gilt für den Referenzdetektor 3 sowie die Referenzquellen. Die Flexleiterplatte weist dabei eine Dicke von ca. 300 Mikrometern auf, so dass diese leicht biegbar und insbesondere im Bereich der beiden Biegekanten 9, 12 um ca. 90° abwinkelbar ist und sich einen im wesentlichen linienhafte Biegekante 9, 12 bildet, die quer zu der Erstreckung des kurzen Arms 15 des Auslegerarms 11 bzw. quer zu der Erstreckung des Hauptabschnittes 7 des Trägers 5 verläuft.
Der Detektorabschnitt 8 weist zwei Abdeckarme auf, deren einer mit dem Bezugszeichen ,20' versehen ist. Der Detektorabschnitt 8 weist damit eine im wesentlichen Y-förmige Umfangskontur auf, wobei der Detektor 1 an der Stelle angeordnet ist, an dem sich die beiden Abdeckarme 20 treffen. Wie die 3, die eine Draufsicht in Blickrichtung des einfallenden Strahls (Pfeil 4 in 1) zeigt, erkennen lässt, überdecken die beiden Abdeckarme 20 des Detektorabschnittes 8 die auf dem Referenzabschnitt 10 angeordneten Referenzquellen 2 teilweise, wie dies für die Referenzquelle 2 angedeutet ist. Die gegenseitige Anordnung der Abdeckarme 20 bzw. der Referenzquellen 2 zu beiden Seiten des Referenzdetektors 3 ist so getroffen, dass die von den Referenzquellen 2 abgestrahlte Infrarotstrahlung an der auf den Referenzabschnitt 10 weisenden Seite des Detektorabschnittes reflektiert wird.
Das ist in 1 bis 3 aus unterschiedlichen Blickrichtungen dargestellte Sensorteil ist Bestandteil eines im Weiteren nicht dargestellten InfrarotSensors. Insbesondere ist das Sensorteil in einer Hülse aufgenommen, die mit einem für IR-Strahlung durchlässigen Gel auf beispielsweise Silicon-Basis gefüllt ist, so dass sich die gegenseitige Lage des Detektors 1, des Referenzdetektors 3 und der Referenzquellen 2 nicht mehr ändert. Das Gel verdrängt weiter Sauerstoff und Wasserdampf aus dem Inneren der Hülse. Der IR-Sensor umfasst weiter bildlich nicht dargestellte elektrische Leitungen zur elektrischen Verbindung des IR-Sensors. Weiter umfasst der IR-Sensor eine IR-durchlässige Abdeckung, speziell eine Saphir-Platte, die die Hülle zu einer Endseite hin abschließt.
Das vorstehend beschriebene Sensorteil dabei wie folgt hergestellt worden:

In einem ersten Verfahrensschritt ein im Wesentlichen flacher Abschnitt aus einem biegsamen Material, nämlich eines flachen Abschnittes der Flexleiterplatte, als Träger 5 bereitgestellt. Dieser flache Abschnitt wies bereits den Hauptabschnitt 7, den Auslegerarm 11, den Detektorabschnitt 8 sowie den Referenzabschnitt 10 auf. Auf der Flexleiterplatten waren bereits die elektrischen Kontaktierungen für den Detektor 1, den Referenzdetektor 3 sowie die Referenzquelle 2 vorgesehen.

In einem zweiten Verfahrensschritt wurden der IR-sensitive Detektor 1 auf einem ersten Abschnitt des Korpus des Trägers 5, nämlich auf einem Detektorabschnitt 8 des Korpus des Trägers (5), und die mindestens eine Referenzquelle 2 sowie der IR-sensitive Referenzdetektor 3 auf einem zweiten Abschnitt des Korpus des Trägers 5, nämlich auf dem Referenzträger 10, wobei der zweite Abschnitt bzw. der Referenzträger 10 über einen Auslegerarm 11 mit einem Hauptabschnitt 7 des Korpus des Trägers 5 verbunden ist. Die Reihenfolge, mit der der Detektor 1, der Referenzdetektor 3 bzw. die Referenzquelle 2 befestigt werden, ist unwesentlich. Die Befestigung des Detektors 1 wird durch Aufbringen eines elektrisch leitfähigen Klebers durchgeführt, wobei nachträglich der Detektor 1 mit der elektrischen Leitung auf der Flexleiterplatte durch ein Bonden verbunden wird. Entsprechend werden der Referenzdetektor 3 sowie die mindestens eine Referenzquelle 2 elektrisch verbunden. Das dabei erhaltene Zwischenprodukt, bei dem der Träger 5 flach ist, ist in 4 dargestellt.
In einem dritten Verfahrensschritt wurde die erste Biegekante 12 ausgebildet, mit der der zweite Abschnitt, nämlich der Referenzabschnitt 10, von dem Auslegerarm 11 im wesentlichen abgestellt wird, bei der Darstellung aus 4 wurde hierzu der Referenzabschnitt 10 in die Papierebene hinein gebogen, so dass sich im Bereich des kurzen Arms 15 des Auslegerarms 11 die erste Biegekante 12 als linienhafte Kante ausbildete.
Danach wurde, in einem vierten Verfahrensschritt, der lange Arm 16 ringsegmentförmig in die Papierebene hinein gekrümmt, so dass das Ringsegment ca. einen Viertelkreis beschrieb.
In einem fünften Verfahrensschritt wurde eine zweite Biegekante 9 ausgebildet, mit der der den Detektor 1 aufnehmende erste Abschnitt, nämlich der Detektorabschnitt 8, von dem verbleibenden Korpus des Trägers 5 abgestellt wurde, insbesondere mit der der Detektorabschnitt 8 von dem Hauptabschnitt 7 abgestellt wurde. Zum Ausbilden der zweiten Biegekante 9 wurde der Detektorabschnitt 8 in die Papierebene hinein um ca. 90° gebogen, so dass sich die im wesentlichen linienhafte zweite Biegekante 9 an einem Ende des Hauptabschnittes 7 ausbildete.
Bei der Durchführung des Verfahrens versteht es sich hierbei, dass die Reihenfolge abgeändert werden kann, mit der der dritte, vierte und fünfte Verfahrensschritt durchgeführt werden.
Das Ausbilden der zweiten Biegekante 9, der ersten Biegekante 12 und das Krümmen des Auslegerarms 11, insbesondere das Krümmen des langen Arms 16 des Auslegerarms 11 wird in der Weise durchgeführt, dass in Einfallsrichtung des Strahlung (Pfeil 4) der Detektor 1 von dem abgestellten Abschnitt 10 mit dem Referenzsensor 3 sowie der mindestens einen Referenzquelle 2 einen Abstand aufweist, nämlich derart, dass in einer Blickrichtung in Einfallsrichtung des Strahles (Pfeil 4, 1) der Detektorabschnitt 8, insbesondere dessen Abdeckarme 20, den Referenzabschnitt 10 teilweise überdeckt, wobei die Abdeckarme 20 nur die mindestens eine Referenzquelle 2 partiell überdeckt, nicht jedoch den Referenzdetektor 3. Weiter ist der Referenzabschnitt 10 im Wesentlichen parallel zu dem Detektorabschnitt 8 ausgerichtet.
Das auf diese Weise hergestellte Sensorteil kann optional noch eine Bombierung erhalten, beispielsweise im Bereich des Hauptteils 7 des Korpus des Trägers 5.
Bei der Durchführung des beschriebenen Verfahrens versteht es sich, dass ein Spiegelelement vorgesehen sein kann, beispielsweise das oben beschriebene Spiegelelement 17, das an der zweiten Seite 14 des Trägers 5, im Bereich des Detektorabschnitts 8, dem auf der ersten Seite 6 angeordneten Detektor 1 gegenüberliegend vorgesehen sein kann, wobei das Spiegelelement 17 durch einen freigelegten metallischen Abschnitt der Flexleiterplatte ausgebildet ist. Es bietet sich dabei an, die Flexleiterplatte bzw. den Träger 5 bereits vor dem ersten Verfahrensschritt mit dem Spiegelelement 17 zu versehen, also bereits den das Spiegelelement 17 bildenden Abschnitt der Flexleiterplatte freizulegen. Dieser Abschnitt ist in der Darstellung von 4 verdeckt, wobei das Spiegelelement 17 durch einen gestrichelten Kreis angedeutet ist.
Bei der Durchführung des beschriebenen Verfahrens versteht es sich weiter, dass zusätzlich zu dem Detektor 1, der mindestens einen Referenzquelle 2 und dem Referenzdetektor 3 weitere elektronische Bauelemente an dem Träger 5 befestigt werden können, beispielsweise im Bereich der verbreiterten Abschnitte 18, die sich zu beiden Seiten des Hauptabschnitts 7 erstrecken.
Bezugszeichenliste

1: Detektor
2: Referenzquelle
3: Referenzdetektor
4: Richtung einfallender Strahl (Pfeil)
5: Träger
6: erste Seite des Trägers 5
7: Hauptabschnitt
8: Detektorabschnitt
9: zweite Biegekante
10: Referenzabschnitt
11: Auslegerarm
12: erste Biegekante
13: gerade Abschnitt
14: zweite Seite des Trägers 5
15: kurzer Arm des Auslegerarms 11
16: langer Arm des Auslegerarms 11
17: Spiegelelement
18: verbreiterter Abschnitt
19: Ende des Hauptabschnittes 7
20: Abdeckarm

Claims

Sensorteil für einen Infrarot-Sensor, umfassend einen IR-sensitiven Detektor (1), mindestens eine IR-Strahlung ausstrahlende Referenzquelle (2), sowie einen IR-sensitiven Referenzdetektor (3), der in Richtung einer einfallenden IR-Strahlung einen Abstand von dem Detektor (1) aufweist, wobei die mindestens eine Referenzquelle (2) seitlich von dem Referenzdetektor (3) angeordnet ist, und einen Träger (5), auf dessen erster Seite (6) der Detektor (1), die mindestens eine Referenzquelle (2) und der Referenzdetektor (3) angeordnet sind, wobei der Träger (5) einen abschnittsweise gebogenen Zuschnitt aus einem biegsamen Material, insbesondere einen abschnittsweise gebogenen Zuschnitt einer Flexleiterplatte, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorteil weiter ein Spiegelelement (17) umfasst, das auf einer der ersten Seite (6) des Trägers (5) gegenüberliegenden zweiten Seite (14) des Trägers (5) dem Referenzdetektor (3) sowie der mindestens einen Referenzquelle (2) gegenüberliegend angeordnet ist.
Sensorteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Korpus des Trägers (5) einen sich in Richtung der einfallenden Strahlung erstreckenden Hauptabschnitt (7) sowie einen Detektorabschnitt (8) umfasst, wobei der Detektor (1) auf dem Detektorabschnitt (8) angeordnet ist, und wobei der Detektorabschnitt (8) von dem Hauptabschnitt (7) an einer zweiten Biegekante (9) unter einem Winkel absteht.
Sensorteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Korpus des Trägers (5) einen sich in Richtung der einfallenden Strahlung erstreckenden Hauptabschnitt (7) sowie einen Referenzabschnitt (10) umfasst, wobei der Referenzabschnitt (10) an einem Auslegerarm (11) angeordnet ist, wobei der Auslegerarm (11) mit dem Hauptabschnitt (7) verbunden ist, und wobei der Referenzabschnitt (10) an einer ersten Biegekante (12) von dem Auslegerarm (11) unter einem Winkel absteht.
Sensorteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzabschnitt (10) eine kreissegmentförmige Umrisskontur aufweist.
Sensorteil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslegerarm (11) ringsegmentförmig gebogen ist.
Sensorteil nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslegerarm (11) im wesentlichen L-förmig ausgebildet ist, wobei an einem Ende eines kurzen Arms (15) der Referenzabschnitt (11) angeordnet ist, und wobei an einem Ende eines langen Arms (16) der Hauptabschnitt (7) angeordnet ist.
Sensorteil nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiegelelement (17) auf einer dem Detektor (1) gegenüberliegenden Seite des Detektorabschnittes (8) angeordnet ist.
Sensorteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiegelelement (17) durch einen Abschnitt des Materials des Trägers (5), insbesondere durch einen freigelegten metallischen Abschnitt einer eine metallische Lage umfassenden Flexleiterplatte ausgebildet ist.
Sensorteil nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptabschnitt (7) mindestens abschnittsweise eine Bombierung quer zu seiner Erstreckung aufweist.
Sensorteil nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptabschnitt (7) einen verbreiterten Abschnitt (18) umfasst.
IR-Sensor, umfassend ein Sensorteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
Verfahren zur Herstellung eines Sensorteils für einen IR-Sensor, nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend die Schritte Bereitstellen eines im wesentlichen flachen Abschnittes aus einem biegsamen Material, insbesondere eines flachen Abschnittes einer Flexleiterplatte, als Träger (5), Befestigen eines IR-sensitiven Detektor (1) auf einem ersten Abschnitt eines Korpus des Trägers (5), insbesondere auf einem Detektorabschnitt (8) eines dee Korpus des Trägers (5), Befestigen mindestens einer IR-Strahlung ausstrahlenden Referenzquelle (2) sowie eines IR-sensitiven Referenzdetektors (3) auf einem zweiten Abschnitt des Korpus des Trägers (5), insbesondere auf einem Referenzträger (10), wobei der zweite Abschnitt bzw. der Referenzträger (10) über einen Auslegerarm (11) mit einem Hauptabschnitt (7) des Korpus des Trägers (5) verbunden ist, Ausbilden einer ersten Biegekante (12), mit der der zweite Abschnitt (10) von dem Auslegerarm (11) abgestellt wird, Krümmen des Auslegerarms (11) zu einem Ringsegment, Ausbilden einer Biegekante (9), mit der der erste Abschnitt (8) von verbleibenden Korpus des Trägers (5) abgestellt wird, insbesondere mit der der Detektorabschnitt (8) von dem Hauptabschnitt (7) abgestellt wird, wobei das Ausbilden der ersten Biegekante (12), der zweiten Biegekante (9) und das Krümmen des Auslegerarms (11) so ausgeführt wird, dass in Einfallsrichtung des Strahlung der Detektor (1) von dem (10) mit dem Referenzsensor (3) sowie der mindestens einen Referenzquelle (2) einen Abstand aufweist.