專利名稱：制造屬于氣敏傳感器的檢測器的方法和根據(jù)該方法制造的檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造檢測器的方法，所述檢測器屬于氣敏傳感器或與氣敏傳感器相關(guān)聯(lián)，用于檢測穿過氣室的電磁波，例如紅外線。
下述說明書中，氣敏傳感器包含包括具有空腔的氣室的設(shè)備，將被檢測的氣體包圍在空腔內(nèi)或能在其中通過；產(chǎn)生電磁波的設(shè)備，例如適于發(fā)射紅外線的光源；檢測器，適于在所述光線在氣室空腔內(nèi)沿適合的測量路徑傳播之后接收由所述光源產(chǎn)生的電磁波；以及與檢測器耦合的電氣或電子電路，用于估算進入檢測器的電磁波強度和/或?qū)λ鲭姶挪ㄟM行光譜分析，以及用其確定所述氣體的結(jié)構(gòu)、濃度和/或成分。
本發(fā)明是以使用氣室為基礎(chǔ)的，氣室限定了能包圍將被測量或估算的氣體容積的空腔，氣室中空腔限定壁的表面或部分表面涂有一層或多層不同的金屬層，以便形成可高度反射電磁波的表面。
更具體地，本發(fā)明涉及一種制造屬于氣敏傳感器且具有與熱電偶特性相關(guān)的特性的檢測器的方法。
本發(fā)明還涉及一種根據(jù)該方法制造且適于直接或間接結(jié)合氣室的檢測器。
長久以來，人們知道結(jié)合吸收光譜法使用電磁波，特別是紅外線范圍內(nèi)的光線，也知道用熱敏元件作為檢測器，例如一個熱電偶或多個串聯(lián)連接的熱電偶，其中用兩種不同金屬之間的熱電效應在屬于所述熱電偶的熱焊點和冷焊點之間產(chǎn)生電壓差。這個熱焊點或這些熱焊點的放置是使其被入射光照射，而相應冷焊點的定位是使其不受入射光的照射。
以測輻射熱計的形式利用熱敏元件也是已知的，用測輻射熱計接收到的電磁波使電阻相對于溫度的變化而改變，其中利用多個串聯(lián)耦合的電阻的變化獲得準確的測量結(jié)果。
根據(jù)吸收技術(shù)構(gòu)造氣敏傳感器也是已知的。在這種特性的氣敏傳感器中，使光線通過在氣室空腔中包含的氣樣，頻率相關(guān)的特定量的光線被空腔內(nèi)存在的氣體吸收。在這種情況下，檢測器適于檢測光線，通過估算與所選入射光密度和對所涉及的光的吸收系數(shù)有關(guān)的被測光線密度，或者氣體中的電磁波長能確定空腔內(nèi)的氣體或所述氣體濃度。
壓縮氣室或者使氣室相對于其物理尺寸做得更緊湊也是已知的，通過使光線在空腔內(nèi)反復被反射，從而與氣室或空腔的內(nèi)部尺寸相比獲得相對長的測量路徑(路徑長度)或吸收路徑。
專利公開US-A-5,009,493示出了一個吸收氣室的例子，所述吸收氣室設(shè)計成能在空腔內(nèi)提供吸收路徑或適當長度的測量路徑，在空腔中，入射光在射出所述空腔并落在檢測器上之前在空腔內(nèi)被反復反射。
用這種特征的氣室，通常允許入射光穿過第一開口進入空腔，通過第二開口離開空腔，其中檢測器包括一個單獨的部分，該單獨的部分最好在第二開口附近安裝在氣室上。
氣室空腔通常借助于至少一個第一和一個第二部分形成，可以對其內(nèi)表面進行單獨處理，從而提供能反射入射光的表面。第一和第二部分的這些內(nèi)表面通常涂有一層或多層金屬層，其中最后施加的金屬層形成反射表面或鏡面。所用金屬及其施用方法取決于所期望的表面光學特性，也取決于表面將反射的光的波長。對氣室實體材料的選擇也要考慮。
根據(jù)本發(fā)明的總體特征，應當指出，通過所謂的微機械或微技術(shù)方法構(gòu)造小型機械結(jié)構(gòu)是已知的，其中借助于不同的技術(shù)在基片上或基片內(nèi)形成機械部件，基片例如硅片。
在瑞士CH-6301 Zug由Tsing Cheng,Landis&Gyr公司，中心研究及發(fā)展實驗室出版的“用3D-微技術(shù)制造的易燃氣體傳感器”示出了如何用微技術(shù)方法形成緊湊的三維熱電偶堆。
在該例中使用的基片是涂有一層氮化硅的硅盤或硅片，它提供有效的熱傳導和有效的電絕緣(圖5a)。在該表面上形成光柵或若干脊(圖5b)。光柵涂有金屬層，以便在兩個不同的斜角上形成兩個不同的電導體(圖5c)，從而從一個導體到另一個導體形成多個導體的相互順序連接。這導致熱電偶的層疊。上述出版物還公開了用聚酰亞胺構(gòu)造三維結(jié)構(gòu)的可能性(圖5b)。
與本文有關(guān)的還有結(jié)合國家會議“微結(jié)構(gòu)專題討論會1996”而出版的一篇論文，該會議是由瑞典斯德哥爾摩的工業(yè)微電子中心(IMC)的Olle Larsson于1996年3月26-27在瑞典的烏普薩拉召開的，所述論文的題目是“聚合物微結(jié)構(gòu)和復制技術(shù)”，文中描述了微機械制造的模型是如何被復制的，首先借助于微機械加工制造一個剛好與期望的復制品相應的模型，然后用該模型制造一個模子，模子與所述模型和期望的復制品是互補的，此后，借助于該模子制造若干復制品。描述了完成該工序的若干途徑。
已經(jīng)在1996年3月出版的“光子及環(huán)境”圖示并描述了測輻射熱儀形式的檢測器，現(xiàn)有的出版物0-7803-4412-X/98§10.00(c)1998IEEE描述了“用于CO2測量的硅IR-源和CO2室”。這兩個出版物都有助于更好地理解本發(fā)明的基本原理。
為了對他/她遇到的一個或多個技術(shù)問題提出一種解決方案，本領(lǐng)域的技術(shù)人員必須仔細考慮技術(shù)問題，可見，一方面必須首先考慮實現(xiàn)此目的的措施和/或措施順序，另一方面，考慮實現(xiàn)解決所述問題中的一個或多個問題所需要的裝置。在此基礎(chǔ)上，顯然，下面列出的技術(shù)問題與本發(fā)明的研制緊密相關(guān)。
當考慮上述現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)時，顯然與制造屬于氣敏傳感器、用于檢測電磁波的檢測器的方法有關(guān)，電磁波例如穿過氣室的紅外線，在氣室中，限定一個空腔，用于封閉大量待測或待估算的氣體，形成空腔氣室的壁部分的表面或部分表面涂有一層或多層不同的金屬，目的是形成高度反射所述電磁波的表面，其中檢測器由熱敏元件構(gòu)成，可見問題在于以簡單和成本節(jié)約的方式實現(xiàn)批量制造這種檢測器所需要采取的措施，也在于如何實現(xiàn)這些措施。
另一個技術(shù)問題是如何實現(xiàn)能在氣室周圍或氣室上的有限表面內(nèi)制造檢測器和導電路徑和/或?qū)儆谒鰴z測器的其他電子和/或電子部件。
另一個技術(shù)問題是如何實現(xiàn)用直接或通過互補裝置的手段傳送在例如硅的基片中形成的表示或相當于檢測器和/或?qū)щ娐窂胶?或電子和/或電子部件的具有高精密度的拓撲圖形結(jié)構(gòu)，從而在塑料材料中中形成拓撲圖形結(jié)構(gòu)同時保持必要的精確度，然后以本身公知的方式在拓撲圖形結(jié)構(gòu)上涂以一層或多層金屬層以便形成所述檢測器，并在需要時，還形成導電路徑、電子和/或電子部件和線路，以及應用時的連接墊片。
當氣室由相互作用形成所述空腔的第一和第二部分組成時，另一個技術(shù)問題在于實現(xiàn)形成檢測器所必須的那些措施，所述檢測器作為至少一個所述氣室部分的一個完整部分。
另一個技術(shù)問題是如何實現(xiàn)具有熱敏元件形式且已經(jīng)根據(jù)本發(fā)明制造出的檢測器的定位和如何在塑料材料中形成拓撲圖形以及如何實現(xiàn)將拓撲圖形涂以一層或多層金屬層所需的條件，以及如何根據(jù)入射光選擇金屬類型以便能通過入射光照射只曝光熱焊點或類似物而不曝光冷焊點或類似物。
另一個技術(shù)問題是實現(xiàn)電絕緣本體或本體部分上反射金屬表面上的完整熱敏元件與反射表面的其他部分絕緣或隔離而不需要為此采用平板印刷方法。
另一個技術(shù)問題是如何使屬于拓撲圖形或三維結(jié)構(gòu)的不同脊能彼此容易定位，以便無論熱敏元件是熱電偶還是測輻射熱儀，都能提供成行列定位的串聯(lián)耦合的熱敏元件以及提供具有高密度熱敏元件的非常緊湊的檢測器表面。
另一個技術(shù)問題是如何通過構(gòu)造拓撲結(jié)構(gòu)和選擇金屬層及施用金屬層實現(xiàn)脊的行和/或列在需要時互相電連接以及在需要時彼此電隔離。
另一個技術(shù)問題是如何實現(xiàn)在氣室內(nèi)形成拓撲圖形結(jié)構(gòu)，以便除了熱敏元件以外為整個檢測器/氣室提供必需的連接電極。
另一個技術(shù)問題是如何實現(xiàn)所謂的熱焊點或類似物適于吸收入射光，以及如果冷焊點或類似物將被入射光曝光，如何實現(xiàn)所謂的冷焊點或類似物適于反射入射光。
在這點上，尤其是當檢測器適于檢測紅外線時，相關(guān)的技術(shù)問題是如何實現(xiàn)熱焊點或類似物被吸熱層覆蓋以及冷焊點或類似物被熱反射層覆蓋。
另一個技術(shù)問題是所用的金屬類型，例如在涂第一室部分的內(nèi)壁部分時，以便通過所述第一室部分獲得預期的反射以及所形成的熱敏元件的預期的電阻變化或熱電效應。
另一個技術(shù)問題是實現(xiàn)與氣室適配所需的條件，以便提供多個不同的測量路徑。
以整個檢測器/氣室為出發(fā)點，另一個技術(shù)問題是以簡單且成本有效的方式實現(xiàn)批量制造所述整個/氣室所必需的條件。
以形成拓撲圖形的已知熱電偶為出發(fā)點，另一個技術(shù)問題是實現(xiàn)形成部分第一室部分的類似拓撲圖形所需的條件，還要實現(xiàn)由此提供的優(yōu)點。
另一個技術(shù)問題是實現(xiàn)通過定型兩部分氣室的一個部分和部分檢測器表面區(qū)段制作它們時所提供的成本和制造優(yōu)點，所述定型例如為鑄模、模壓或壓印，使用與熱敏元件所需的拓撲圖互補的拓撲圖形表面區(qū)段的沖?；蚰Ｗ?，其中對應于檢測器的至少部分沖?；蚰Ｗ邮峭ㄟ^對檢測器的表面區(qū)段的模型用電鍍法或類似處理過程制造出來的，所述模型通過對基片，例如硅基片進行微機械加工制造出來的。
另一個技術(shù)問題是實現(xiàn)通過對兩部分氣室的一部分和與相關(guān)檢測器的表面區(qū)段的互補模型相反的部分檢測器表面區(qū)段定型所提供的制造優(yōu)點和成本優(yōu)點，定型例如鑄模、模壓或壓印。
另一個技術(shù)問題是通過給拓撲圖形結(jié)構(gòu)一個正方形或基本正方形的外延，實現(xiàn)計量學優(yōu)點。
可見，在正方形外延的情況下，技術(shù)問題是提供能使多個具有串聯(lián)連接的熱敏元件的多列脊互連從而形成單串互連的熱敏元件尤其是熱電偶的條件。
此外，技術(shù)問題在于實現(xiàn)多種可能性，這些可能性是在檢測器適于檢測紅外線并且使冷、熱焊點或類似物分別適于吸收和反射熱量時獲得的。
解決方法以檢測器為出發(fā)點，所述檢測器屬于氣敏傳感器，用于檢測穿過氣室的電磁波例如紅外線，所述氣室包括適于封閉大量待測或待估算氣體的空腔，其中在氣室或空腔內(nèi)形成壁部分的表面或部分表面涂有一層或多層不同金屬，目的是形成高度反射所述電磁波的表面，其中檢測器包括熱敏元件，根據(jù)本發(fā)明，目的在于提出解決上述一個或多個問題的方法和檢測器，特征在于，在基座上形成檢測器，用于形成檢測器的基座的一部分包括一個或多個表面區(qū)域，整形這個/這些表面區(qū)域以提供拓撲圖形結(jié)構(gòu)，至少該表面區(qū)域或這些表面區(qū)域至少涂有第一導電金屬層，希望通過拓撲結(jié)構(gòu)形成熱敏元件。
根據(jù)在本發(fā)明范圍內(nèi)所提出的實施例，熱敏元件可以包括測輻射熱儀或一行熱電偶。
在下面的應用中，提出以非90°的第一角施加第一金屬層，以非90°的、不同于所述第一角的另一個角施加第二金屬層，利用第一和第二金屬層或者在檢測器的離散表面部分內(nèi)重疊涂層的優(yōu)點將包括所述導電涂層的拓撲結(jié)構(gòu)和/或所述構(gòu)造作為一個或多個熱電偶。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在有限的表面區(qū)域上產(chǎn)生檢測器，鄰近該有限的表面區(qū)域以同樣方式形成導電路徑和/或電氣電路和/或電子電路。
為了能足夠精確地形成拓撲圖形結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提出通過成形，例如鑄模、模壓或壓印，制造檢測器的基座，所述基座和與拓撲圖形結(jié)構(gòu)互補的模子或沖模相反，至少沖?；蚰Ｗ拥囊徊糠旨磳谒鰴z測器表面區(qū)段的那部分是通過對模型用電鍍法或類似處理而制造的，所述模型具有適合所述檢測器的拓撲圖形結(jié)構(gòu)，通過對基片例如硅基片進行微機械加工產(chǎn)生所述模型。
或者，通過成形，可以象下面過程這樣足夠精確地產(chǎn)生拓撲圖形結(jié)構(gòu)通過成形，例如鑄模、模壓或壓印，所述基座和與拓撲圖形結(jié)構(gòu)互補的模子或沖模相反，以及通過制造至少部分所述模子或沖模，即對應于所述檢測器表面區(qū)段的那部分，通過對基片例如硅基片進行微機械加工。
在那些例子中，當氣室由適當結(jié)合時能形成所述空腔的第一和第二部分組成時，本發(fā)明提出用基座作為與第一室部分隔離的一個部件。
根據(jù)本發(fā)明，對基座來說尤其有利于形成第一室部分的整體部分，對于與檢測器相關(guān)的表面部分來說有利于形成所述空腔的部分內(nèi)表面。
在這些情況下，與空腔相關(guān)的表面區(qū)段可以和相關(guān)檢測器的表面部分同時被涂層，涂以相同的金屬涂層。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，可以使拓撲圖形結(jié)構(gòu)適于提供所需的檢測器連接墊片，以及導電路徑和/或電氣電路和/或電子電路。
也可以在第二室部分中形成導電路徑和/或電子電路。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，檢測器的拓撲圖形部分可以包括多個所謂的導電脊，所述導電脊具有第一側(cè)面、第二側(cè)面和上表面，從而在各個相鄰脊之間形成導電表面。
根據(jù)本發(fā)明，對相關(guān)檢測器的基座相對于所述基座以第一角涂有一層第一金屬，相對于所述基座以第二角涂有一層第二金屬，其中第一角適于使得第一側(cè)面和各導電脊的至少部分上表面和至少部分中間導電表面涂有所述第一金屬層，其中所述第二角適于使得第二側(cè)面和各導電脊的至少部分上表面和至少部分中間導電表面涂有一層所述第二金屬。
根據(jù)一個實施例，第一和第二角適于彼此相互適配，使得所述第二金屬層與僅在各導電脊上和中間導電表面上的所述第一金屬層重疊并與之電接觸，使得金屬層在第一和第二金屬之間形成一系列電氣互連接合點。
本發(fā)明還提出整體部分中的金屬層在基座的周圍表面區(qū)段內(nèi)與金屬層電隔離。
為了使熱焊點被入射光曝光同時冷焊點不被所述光線曝光，本發(fā)明提出相關(guān)檢測器的表面部分相對于入射光定位成使得所述光線照射各導電脊的上表面并且使得所述中間導電表面相對于所述入射光被導電脊遮蔽。
本發(fā)明借助于所謂的絕緣脊實現(xiàn)導電脊和周圍金屬層之間必要的電絕緣或隔離，所述絕緣脊具有相關(guān)的所謂絕緣表面，這些絕緣表面彼此之間以及相對于所述導電脊、所述第一和所述第二角的位置是使得所述絕緣表面沒有所述第一和所述第二金屬。
為了提供一系列成行列定位的熱電偶，本發(fā)明提出一種導電脊的構(gòu)造，其中導電脊形成n列，這些列指定為列1、列2…直至列“n”，每列中導電脊的數(shù)量為“m”，所述列指定為脊1、脊2至脊“m”，其中“m”相對于所在列是不同的。
為了能使各列的脊耦合在一起，本發(fā)明提出除了第“n”列以外每列中的第一個脊和除了最后一列以外每列中的第“m”個脊形成互連的脊，其中除了最后一列以外每列中的第“m”個脊與下一列的第一個脊電連接在一起，從而所有列內(nèi)所有導電脊的第一和第二金屬層之間的接合點形成所述的一系列電氣互連接合點。
這樣，所有列內(nèi)所有導電脊的第一和第二金屬層之間的接合點形成共用的一系列電氣互連接合點。
在其他方面，根據(jù)本發(fā)明，利用在相鄰列之間形成導電表面區(qū)段并將該導電表面區(qū)段連接到相鄰列的相互連接的脊上同時使所述表面區(qū)段與所述相鄰列電絕緣或電隔離，實現(xiàn)一列中第“m”個脊和相鄰列內(nèi)第一個脊之間的電氣互連。
為了給由此形成的熱電偶提供連接電極，本發(fā)明提出上述一系列導電脊形成串聯(lián)連接的熱電偶，第一導電脊的第一或第二側(cè)面上的金屬涂敷或涂層，或者在所述一系列導電脊中的鄰接所述第一導電脊的導電表面在熱電偶上形成第一連接電極，最后一個導電脊的第一或第二側(cè)面，或者所述一系列導電脊中所述最后一個導電脊的鄰接導電表面在所述熱電偶上形成第二連接電極。
當光線是位于紅外線波長范圍內(nèi)的光線且檢測器適于檢測紅外光時，本發(fā)明提出用吸熱層覆蓋各導電脊的上表面，用熱反射層覆蓋中間導電表面。
具體地說，本發(fā)明提出吸熱層由碳構(gòu)成，熱反射層由位于其上的金屬層形成。
為了限制在兩個相鄰脊之間向下反射的光量，提出這些脊相對于入射光的定位是使得兩個反射系數(shù)中反射系數(shù)最低的金屬是覆蓋將面對入射光的所述脊表面的金屬。
為了在所選擇的對于金屬層和所選擇的第二金屬層的接點處獲得良好的熱電偶效果，對于金屬與第二金屬不同。根據(jù)本發(fā)明還提出兩種金屬是有金涂層的鉻，它們與腔內(nèi)的反射表面一起既具有良好的熱電偶效果，又具有適當?shù)墓鈱W特性。
為了提供在空腔內(nèi)部利用不同測量路徑的可能性，本發(fā)明提出第一室部分設(shè)有兩個或兩個以上不同的檢測器，第二室部分設(shè)有一個或一個以上檢測器。
本發(fā)明還涉及一種檢測器，該檢測器具有根據(jù)上述方法制造的檢測器所擁有的特性。所述方法和根據(jù)該方法構(gòu)造的氣敏傳感器為引言中論述的所有技術(shù)問題提供了解決方案。
優(yōu)點這些主要是由本發(fā)明的方法和根據(jù)所述方法構(gòu)造的檢測器提供的優(yōu)點在于能以簡單且成本有效的方式制造與氣敏傳感器合作的檢測器，尤其適合本發(fā)明的概念。
根據(jù)本發(fā)明，包括極大量串聯(lián)連接的熱敏元件的檢測器可以大量制造，并且具有很高的精確度。這使集成在氣室中的檢測器可以批量制造，所述檢測器因為大量串聯(lián)連接的熱敏元件而十分靈敏，并且在測量路徑中光學定位好。
通過對例如硅基座和送入在氣室基座的批量制造中如塑料的材料中使用的沖模或模子的模型進行微機械加工高精度地制造必要的檢測器模型。
本發(fā)明的方法和/或檢測器所具有的優(yōu)點是可通過簡單高精度的制造用于制造，通過批量制造靈敏的且有效定位的檢測器使成本特別適合其應用。
本發(fā)明方法的主要區(qū)別特征在于權(quán)利要求1的特征部分，而本發(fā)明檢測器的主要區(qū)別特征在于權(quán)利要求26的特征部分。
下面結(jié)合附圖以舉例的方式詳細描述具有本發(fā)明特征的方法和氣敏傳感器，附圖中

圖1是高度簡化的示意圖，示出了裝配在盤或基座上的氣敏傳感器，包括兩部分氣室，其中示出了其上固定有檢測器和發(fā)光設(shè)備的底部上的一個部分，該部分在其他方面適于本發(fā)明給出的說明；圖2是圖1中部分第一室部分的示意側(cè)視圖；圖3是稍微放大了的本發(fā)明檢測器的示意性側(cè)視圖；圖4示出了圖3中的檢測器，包括以熱電偶形式形成多個串聯(lián)連接的熱敏元件的兩層不同金屬；圖5是高度簡化的示意圖，示出了根據(jù)本發(fā)明形成的可能的導電路徑、電氣和/或電子電路以及連接墊片；圖6a和6b是示意性側(cè)視圖，示出了如何由沖?；蚰Ｗ雍湍Ｐ托纬蛇m配檢測器的基座；圖7示出了用于屬于氣室一部分的分立檢測器；圖8是簡化側(cè)視圖，示出了檢測器相對于所選光線的入射角如何排列和定位；圖9示意性地示出了如上所述的檢測器如何于周圍的金屬層電隔離；圖10是示意性側(cè)視圖，示出了檢測器如何能與周圍金屬層電隔離；
圖11示意性地示出了如上所述的包括多列導電脊的檢測器，并示出了電氣互連的列；圖12示意性地示出了根據(jù)圖11的如上所述的檢測器，所述列通過導電表面區(qū)段電氣互連；圖13示意性地示出了如上所述的導電和絕緣脊如何合作形成可包括多列導電脊的檢測器；圖14在側(cè)視圖中示意性地示出了導電脊如何能適于吸收入射光；以及圖15是高度簡化的氣室示意圖，其中氣室空腔的內(nèi)表面設(shè)有多個檢測器。
本發(fā)明涉及一種方法，尤其是一種制造與氣敏傳感器相關(guān)的檢測器的方法。對于作為分立部件或作為與氣敏傳感器構(gòu)件為一體的部件的檢測器的定位，本發(fā)明提供了很高的自由度。
在下面的方法權(quán)利要求中更簡潔地描述前面已經(jīng)在“解決方案”部分描述過的方法。
因此，下面的描述主要針對適配氣敏傳感器的檢測器。
由此圖1尤其示出了適于與氣敏傳感器1相互作用的檢測器3。
所示類型的氣敏傳感器1包括氣室2，在氣室2中限定空腔21，空腔21包括開口21A、21A′和/或開口21B，待測或待估算的氣體“G”通過開口能進出所述空腔。
產(chǎn)生紅外線的設(shè)備1a適于產(chǎn)生光線4并將光線引入空腔21中。
可以使光線4在限定所述空腔的壁的相對區(qū)段被反復反射，例如所示的壁區(qū)段21C、21D和21E，此后傳給接收檢測器3。
檢測器3連接一個或一個以上電氣電路或電子電路1b，該電路用于估算檢測器3中接收到的光強，尤其是根據(jù)設(shè)備1a中的光強估算氣體“G”的特性和/或濃度。
氣室2可以令人信服地設(shè)計成使得進入空腔21的電磁波例如光波4直接或如圖所示在空腔21內(nèi)反射適當次數(shù)之后落在檢測器3上。后一備擇方案使光線能覆蓋空腔21內(nèi)適當?shù)穆窂介L度或測量路徑，例如這在吸收光譜法中是必要的。
氣室2通常是借助于多個機械部分構(gòu)造而成的。
從圖1可以看出，氣室2由第一部分或構(gòu)件2A和第二部分或構(gòu)件2B組合而成，其中至少部分2A由塑料材料制成，通過某種模制或模壓過程或通過壓印沖?；蚰Ｗ有纬桑缒苁箽馐覂?nèi)部具有適當?shù)膬?nèi)部形狀，即在空腔21的內(nèi)部。在圖示例子中，第二部分2B可以包括扁平盤B或基座。
圖示部件2A和2B都是由塑料材料制成的，其各自的內(nèi)表面和/或壁設(shè)有導電金屬層，使得所述表面或壁部分可高度反射光。
圖1實施例的發(fā)光設(shè)備1a已經(jīng)以位于支承基座或盤B的分立構(gòu)件形式示出。檢測器3也作為分立構(gòu)件示出。
顯然，從下面的描述中，這些構(gòu)件可以與部件2A結(jié)合，或者結(jié)合在基座B的表面內(nèi)。
在圖2實施例中，形成氣室2內(nèi)壁部分的表面21C、21D和21E或至少部分所述表面21C、21D和21E通常涂有兩層不同的金屬層M1、M2，包括在第一層M1中所選的第一金屬和在第二層M2中所選的第二金屬，該第二層用于相對于所述光線4形成高度反射的表面，尤其能切實實現(xiàn)無損耗的反射。
在這樣的一種應用情況下，檢測器3通常在光線出口22處安裝在氣室附近。在氣室的一種設(shè)計中，形成有多個反射表面，這些表面的取向是使得光線4通過入口23進入氣室2并指定預定方向進入氣室2或空腔21，根據(jù)預定圖案21C、21D和21E通過空腔進行反射并在以預定的入射角“a”落在檢測器3上。
公開號為WO 97/187460的國際專利申請PCT/SE96/01448和公開號為WO 98/09152的國際專利申請公開了已知的氣敏傳感器的例子，其中，入射光根據(jù)預定圖案在空腔內(nèi)被反復反射。國際專利申請PCT/SE97/01366構(gòu)成了本說明書的一部分。
重要的是，檢測器3相對于該入射角“a”以最佳可能的方式定位，以便獲得充分好的測量信號。檢測器3對于待測信號具有充分高的靈敏度也是重要的。
在紅外線波長范圍內(nèi)產(chǎn)生光波的光源通常與吸收光譜學結(jié)合使用，因此通常用由熱敏元件組成的檢測器。
使用隨溫度變化的電阻元件形式的熱敏元件也是已知的，例如測輻射熱儀或熱電元件或熱電偶。通過串聯(lián)連接幾個這種元件，這些元件的靈敏度通常得以提高。
在很大程度上，以下描述集中在以多個串聯(lián)連接的熱電偶的形式構(gòu)造檢測器所需的措施上。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道，為了給測輻射熱儀提供串聯(lián)連接的電阻路徑，可以對以下的提案作適當修改。
根據(jù)本發(fā)明，至少檢測器3構(gòu)成了部分表面。該表面存在于空腔21的壁部分內(nèi)的外部部分中并“覆蓋”開口22，連接線朝基座B向下畫，與圖1所示的檢測器3相連接，形成必要的連接墊片。
檢測器3也可以形成在部分2B的表面部分中，部分2B與檢測器3的位置緊密相鄰，所述部分2A在所述表面部分上設(shè)有45°反射表面并“覆蓋”開口22。
根據(jù)本發(fā)明，圖3示出了檢測器3具體形成在一個實體上，該實體具有基礎(chǔ)或基本表面31或部分更大基礎(chǔ)基座表面B的形式。在這種情況下，形成實際檢測器3的基礎(chǔ)支承表面31的那部分由以塑料元件形成拓撲圖形的一個或多個表面區(qū)域3a組成。
至少表面區(qū)域3a涂有第一和第二導電金屬層M1、M2，這些層將形成圖4所述的熱電偶。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到測輻射熱儀在形成拓撲圖形的表面區(qū)域上僅需要第一導電金屬層。
在這種情況下，拓撲圖形結(jié)構(gòu)將由導電層回路形成，回路的電阻隨溫度變化。通過拓撲圖形結(jié)構(gòu)形成第一和第二回路也是可能的，其中，第一回路將被入射光曝光，第二回路由于拓撲圖形結(jié)構(gòu)而處于入射光的遮蔽中，因此能對背景溫度的變化作出補償。
為了獲得所選的導電圖形、電氣和/或電子電路和/或電氣或電子元件，在所選的塑料元件的表面區(qū)域上需要形成好的拓撲圖形構(gòu)造，以及特殊的金屬涂層應用。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員能在電絕緣盤上建立拓撲圖形圖案，電絕緣盤在金屬層應用到其上之后將提供期望的印刷電路或類似電路。
可以理解，在所示例子中，第一金屬層M1以非90°或直角的第一角度“b”施加到所涉及的表面區(qū)域上，第二金屬層M2以非90°或不同于第一角度“b”的第二角度“c”施加。這些角度“b”和“c”通常位于一個相同平面上。
利用第一和第二金屬層M1、M2可以在檢測器的離散表面部分內(nèi)重疊的優(yōu)點，設(shè)有導電涂層的拓撲圖形結(jié)構(gòu)和/或形態(tài)3a提供一個或多個熱電偶的功能。
圖5示出了在有限表面區(qū)域上制造檢測器3的可能性，并且以與上述同樣的方式，即通過從不同的角度給拓撲圖形結(jié)構(gòu)涂以一層或多層金屬層，在該有限表面區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生必需的電路3′和/或電氣和/或電子電路3″以及必需的連接墊片3。
如圖6a所示，根據(jù)本發(fā)明，通過成形，例如鑄模、模壓或壓印沖?；蚰Ｗ?1′產(chǎn)生基礎(chǔ)的支承表面31，其中根據(jù)圖6b的至少與檢測器3對應的部分模子是通過電鍍檢測器3的模型31″產(chǎn)生的，通過微機械加工基片例如硅基片產(chǎn)生所述模型31″，其中模型31″的拓撲圖形結(jié)構(gòu)和/或輪廓選擇成與檢測器期望的表面部分、導電路徑和/或電氣和/或電子電路。
或者，圖6a所示的基座31可以通過成形，例如反沖?；蚰Ｗ?1′鑄模、模壓或壓印所述元件，其中至少部分模子對應于通過微機械加工基片例如硅基片所產(chǎn)生的檢測器3，基片31′的拓撲圖形結(jié)構(gòu)和/或輪廓互補地依賴于期望的與檢測器相關(guān)的表面部分、導電路徑和/或電氣和/或電子電路。
圖7示出了基座31可以由加到第一部分2A上的離散的分立部件組成。
但是，將檢測器3集成在所述空腔內(nèi)的最佳實施例如圖3所示，其中基座31構(gòu)成第一室部分2A的主要部分，與檢測器相關(guān)的表面部分是屬于所述空腔21的表面的主要部分。
無論基座31是圖7所示的離散部件還是第一室部分2A的主要部分，都可以同時最好用相同金屬涂敷與空腔相關(guān)的表面部分和與檢測器相關(guān)的表面部分。
本發(fā)明還能使拓撲圖形結(jié)構(gòu)適于提供屬于所述檢測器3的必需的連接墊片3、導電路徑3′和/或電氣和/或電子電路3″。
或者，在第二部分2B形成導電路徑3′和/或電氣和/或電子電路3″。
根據(jù)本發(fā)明，所形成的檢測器3可以包括第一室部分2A的主要部分，如圖3所示。假設(shè)在以下的說明中是這種情況。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會理解在所形成的檢測器不構(gòu)成第一室部分2A的主要部分時如何應用本方法。
為基座提供多個導電脊5、5′、5″是特別方便的。每個導電脊具有第一側(cè)面5a，第二側(cè)面5b和上表面5c。這里被指定為導電表面的中間表面6位于兩個相互鄰接的導電脊5、5′之間。
應當提到，術(shù)語“導電脊”可能有點令人誤解，因為拓撲圖形結(jié)構(gòu)具有大大縮小的“摩天結(jié)構(gòu)”形式，即該結(jié)構(gòu)包括多個窄桿，在一排(或列)上的桿相對于相鄰的另一行中的桿可以稍微橫向傾斜，不同的桿具有不同的高度。
參考圖3和4如上所述，不導電的基座31在相對于檢測器表面的第一角“b”涂有第一金屬M1，在相對于檢測器表面的第二角“c”涂有第二金屬M2。
根據(jù)圖4，第一角“b”適于使第一側(cè)面5a和各導電脊5、5′、5″的至少部分上表面5c以及至少部分中間導電表面6涂有第一金屬層M1，第二角“c”適于使第二側(cè)面5b和各導電眷5、5′、5″的至少部分上表面5c以及至少部分中間導電表面6涂有第二金屬層M2。
第一和第二角“b”、“c”適于在各導電脊5、5′的上表面5c和中間導電表面6、6′上使第二金屬層疊加第一金屬層M1，以便形成與M12、M21的電接觸，使得金屬層M1、M2在第一和第二金屬之間形成一系列電氣耦合的脊或過渡M12、M12′、M21、M21′。
從圖4明顯看出，這導致一系列熱敏元件，其中串聯(lián)連接的熱敏元件數(shù)量相當于脊的數(shù)量。為了電氣功能的檢測器3，所有熱敏元件都必須與周圍的金屬層電絕緣，即在與檢測器相關(guān)的表面中的金屬層M1、M2在71處與周圍表面上的金屬層M1R、M2R電隔離。
如圖8所示，根據(jù)本發(fā)明，通過相對于入射光4定位檢測器3，使成整體的部分相對于入射光4的入射角“a”校準，使得所述光線照射各導電脊的上表面5c，使得中間導電表面6相對于入射光4位于導電脊的陰影中。
從圖9和10可以看出，檢測器3和周圍金屬層M1R、M2R之間的電隔離或絕緣71是借助于絕緣脊81實現(xiàn)的，屬于成整體的部分的相鄰絕緣表面91相對于彼此、相對于導電脊5、5′、5″以及相對于第一和第二角“b”、“c”定位，使得第一和第二金屬涂層不涂在絕緣表面71上。
圖9和10還示出了一列脊是如何構(gòu)成的。為了提高檢測器3的分辨率或靈敏度，希望從一種金屬到另一種金屬有大量串聯(lián)耦合的過渡。如果需要增加串聯(lián)連接的過渡的數(shù)量，則檢測器表面就會有明顯的長方形形狀。但考慮到測量技術(shù)，希望檢測器表面基礎(chǔ)為正方形。
因此，本發(fā)明提出，導電脊的輪廓包括多列相互平行的導電脊，如圖11所示，其中列的數(shù)量為“n”，這里標為列1(k1)、列2(k2)……列“n”，其中各列中導電脊的數(shù)量為“m”，這里標為脊1(a1)、脊2(a2)……脊“m”(am)，其中各列中的“m”可以是不同的。
為了使各列中的脊形成連貫的接點系列，本發(fā)明提出除了最后一列“kn“以外，每列的第“m”個脊“am”與下一列的第一脊“a1“電耦合51。
以這種方式，屬于所有列內(nèi)所有導電脊的第一和第二金屬之間的過渡形成共同的電耦合接點系列。
圖12示出了一個實施例，在實施例中，通過形成導電表面部分51′作為所述互連形成兩個相互鄰接的列k1、k2的兩個脊之間的電氣互連。
圖13示出了通過將導電脊a1、a2和絕緣脊81組合構(gòu)成基本正方形的熱電偶。
本發(fā)明還建議導電脊系列形成串聯(lián)連接的熱電偶，在導電脊系列中，第一導電脊k1、a1的第一或第二側(cè)面或鄰接所述第一導電脊的導電表面上的金屬層形成串聯(lián)連接的熱電偶上的第一連接電極53，在導電脊系列中，最后一個導電脊kn、am的第一或第二側(cè)面或鄰接所述最后一個導電脊的導電表面形成串聯(lián)連接的熱電偶上的第二連接電極54。
圖14試圖具體示出當檢測器3適于檢測紅外線波長范圍內(nèi)的光線時，可以用吸熱層55覆蓋各導電脊的上表面5c，用熱反射層56覆蓋中間導電表面6。
這樣做使得構(gòu)成熱電偶中的測量點并被入射光曝光的熱焊點吸收入射光或束中的大部分熱能。冷焊點，即導電脊之間的導電表面不遭受入射光，所以被導電脊遮蔽，這正如以上所描述的。但是，一定量的漫射光出現(xiàn)在空腔內(nèi)，因此希望且適于用熱反射層覆蓋冷焊點。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，吸熱涂層55包括一層碳，而吸熱層56包括反射性的金屬層M1、M2。
兩個金屬層之一中的金屬M1相對于光線4具有第一反射系數(shù)，兩個金屬層中的另一個金屬M2相對于光線4具有第二反射系數(shù)。從圖8可以看出，入射光相對于與檢測器相關(guān)的表面部分形成角“a”。
為了限制在兩個相鄰眷之間向下反射的光量，提出這些脊相對于入射光的定位是使得兩個反射系數(shù)中反射系數(shù)最低的金屬是覆蓋將面對入射光的側(cè)面5a的金屬。
所用的兩種金屬M1、M2利用光線的反射的光學特性來說都是合適的，就其熱電特性來說也是合適的。因此，第一金屬M1與第二金屬M2不同，所述金屬彼此配合提供熱電效應。
根據(jù)一個最佳實施例，兩種金屬分別是金和鉻，鉻是第一、最里面的金屬M1，而金是第二金屬M2。
如果檢測器是氣室的主要部分，這特別有利，因為在鉻上面的金具有非常好的光學特性。
應當注意，如果檢測器不是氣室的主要部分，而是獨立制造并應用到氣室中，或者如果兩種金屬例如通過掩模施加到檢測器的表面區(qū)域時氣室內(nèi)空腔的壁部分能被覆蓋，則可以使用具有更好熱電特性的其他金屬。
也可以理解，在本發(fā)明的概念內(nèi)，可以為氣室提供或分配多個檢測器。這種可能性在圖15中示出，圖中，第一部分2A總共包括兩個或兩個以上不同的檢測器31、32和/或為第二部分2B或另一個第二部分提供一個或一個以上檢測器33、34。
在本說明書中，廣泛使用術(shù)語電磁波射線、光束，具體地說是在紅外線波長范圍內(nèi)的光線或光束或者紅外線。當應當理解，本發(fā)明不具體限制于紅外線，能通過熱電偶或類似物檢測的所有電磁波射線都能使用，例如在微波范圍內(nèi)的電磁波。
為了便于理解本發(fā)明，圖中示出的裝置和設(shè)備都被放大且大大簡化了。在實際應用中，氣室內(nèi)空腔的尺寸在毫米或厘米的范圍內(nèi)，而檢測器及其脊的尺寸在微米范圍內(nèi)。但是，本發(fā)明不限于部件的具體尺寸，所述部件可以根據(jù)特殊應用的要求具有任何期望的尺寸。
權(quán)利要求
1．一種形成檢測器的方法，所述檢測器與氣敏傳感器配合，用于檢測穿過氣室的例如紅外線的電磁波，其中所述氣室限定能封閉待測或待估算氣體容積的空腔，其中形成所述氣室或空腔內(nèi)壁部分的表面或部分表面覆蓋有一個或多個不同金屬層，所述金屬層用于形成高度反射所述電磁波的表面，其中所述檢測器是熱敏元件，其特征在于，所述檢測器形成在非導電基座上；用于形成所述檢測器的所述基座的一部分由一個或多個具有拓撲圖形結(jié)構(gòu)的表面組成；至少呈現(xiàn)所述拓撲圖形結(jié)構(gòu)的那個表面區(qū)域或那些表面區(qū)域覆蓋有形成所述熱敏元件的第一導電金屬層；所述第一金屬層以非90°的入射角施加到表面結(jié)構(gòu)上；施加導電層的拓撲圖形表面結(jié)構(gòu)和/或輪廓，提供了一個或多個熱敏元件的功能。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述熱敏元件是測輻射熱儀。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述拓撲圖形結(jié)構(gòu)的那個表面區(qū)域或那些表面區(qū)域涂有第二導電金屬層；所述第一金屬層以非90°的第一入射角施加到表面結(jié)構(gòu)上；所述第二金屬層以非90°且不同于所述第一角度的第二入射角施加到所述表面結(jié)構(gòu)上；使所述第一和所述第二金屬層在所述檢測器的離散表面部分內(nèi)相互疊加。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一金屬層和所述第二金屬層由在所述檢測器的所述離散表面部分上提供熱電偶功能的金屬組成。
5．根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，在有限的表面區(qū)域上制造所述檢測器；以同樣方式在所述有限的表面區(qū)域上形成電導體和/或電氣電路和/或電子電路。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述基座通過呈現(xiàn)互補拓撲圖形結(jié)構(gòu)的沖?；蚰Ｗ拥耐負鋱D形成形操作制造，例如鑄模、沖壓或壓印操作；至少對應所述檢測器的部分所述模子通過模型的電鍍工藝或類似工藝制造，所述模型包括適于所述檢測器的拓撲圖形結(jié)構(gòu)；所述模型通過微機械加工基片而成，例如硅基片；所述模型的拓撲圖形結(jié)構(gòu)和/或輪廓選擇成與期望的與檢測器相關(guān)的表面部分、電導體和/或電氣和/或電子電路相對應。
7．根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述基座通過呈現(xiàn)互補拓撲圖形結(jié)構(gòu)的沖?；蚰Ｗ拥某尚尾僮髦圃欤玷T模、沖壓或壓印操作；至少對應所述檢測器的部分所述模子通過微加工基片而成，例如硅基片；所述基片的拓撲圖形結(jié)構(gòu)和/或輪廓與期望的與檢測器相關(guān)的表面部分、導電路徑和/或電氣和/或電子電路互補。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中氣室由共同形成空腔的第一和第二部分形成，其特征在于，所述基座施加到所述第一室部分內(nèi)部上的表面部分上。
9．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述氣室由共同限定空腔的第一和第二部分形成，其特征在于，所述基座包括與所述第一室部分成整體的部分，所述與檢測器相關(guān)的表面部分形成所述空腔內(nèi)表面的一部分。
10．根據(jù)權(quán)利要求1、3、8或9所述的方法，其特征在于，在與檢測器相關(guān)的表面部分和與空腔相關(guān)的表面部分同時用同一金屬涂敷。
11．根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述拓撲圖形結(jié)構(gòu)適于提供屬于所述檢測器、導電路徑和/或電氣和/或電子電路的必需連接墊片。
12．根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，在所述第二室部分中形成電導體和/或電氣和/或電子電路。
13．根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，屬于所述與檢測器相關(guān)的表面部分的拓撲圖形結(jié)構(gòu)包括多個所謂的導電脊；所述導電脊具有第一側(cè)面、第二側(cè)面和上表面；所謂的導電表面位于兩個相鄰導電脊之間；所述第一角適于使得所述第一側(cè)面和至少各導電脊的的所述上表面的一部分以及至少部分所述中間導電表面涂有所述第一金屬層；所述第二角適于使得所述第二側(cè)面和至少各導電脊的所述上表面的一部分以及部分所述中間導電表面涂有所述第二金屬層；所述第一和第二角適于使得所述第二金屬層疊加并與各導電脊的上表面上和中間導電表面上的所述第一金屬層形成電接觸，使得所述金屬層在所述第一和所述第二金屬層之間形成一系列電氣互連點。
14．根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述與檢測器相關(guān)的表面部分相對于入射光或電磁波定位，使得所述入射光照射各導電脊的所述上表面，并使得所述中間導電表面被所述導電脊遮蔽不受入射光照射。
15．根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，在所述導電脊之間形成電絕緣表面部分，與所述中間導電表面，并包圍屬于所述基座的表面部分。
16．根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述電絕緣是通過定位所謂絕緣脊形成的，所謂的絕緣表面相對于彼此以及所述導電脊和所述第一和所述第二角相鄰定位，以便除去所述絕緣表面上的所述第一和所述第二金屬層的涂層。
17．根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述導電脊的輪廓是形成標號為列1、列2……列“n”的n個導電脊，其中各列包括m個標號為脊1、脊2…脊“m”的導電脊，其中“m”在各列中可以是不同的；除了第“n”列以外每列中的第一脊以及除了最后一列每列中的第“m”個脊形成互連脊，其中除了最后一列每列中的第“m”個脊與下一列的第一脊電連接；在最后得到的屬于所有列中所有導電脊的所述第一和所述第二金屬層之間的接點形成所述一系列電氣互連接點。
18．根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，通過在所述相鄰列之間形成導電表面部分實現(xiàn)在一列中第“m”個脊和相鄰列中脊1之間的電氣互連。所述導電表面部分與屬于所述相鄰列但在其他方面與所述相鄰列電絕緣的互連脊電連接。
19．根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，一系列導電脊形成串聯(lián)連接的熱電偶；第一導電脊的第一或第二側(cè)面上的中間層或在所述導電脊系列中鄰接所述第一導電脊的導電表面形成第一熱電偶連接電極；最后一個導電脊的第一或第二側(cè)表面或在所述一系列導電脊之間鄰接所述最后導電脊的導電表面形成第二熱電偶連接電極。
20．根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述各導電脊的上表面被吸熱層覆蓋；所述中間導電表面被熱反射層覆蓋。
21．根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述吸熱層包括碳；所述熱反射層包括所述金屬層。
22．根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述兩個金屬層中一種金屬對所述光線或電磁波具有第一反射系數(shù)，所述兩個金屬層中的另一種金屬對所述光線或電磁波具有第二反射系數(shù)，所述與檢測器相關(guān)的表面部分相對于入射光或電磁波定位，使得所述兩個反射系數(shù)中反射系數(shù)最低的金屬是覆蓋將面對所述入射光或電磁波的側(cè)面的金屬。
23．根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一金屬層中的金屬與所述第二金屬層中的金屬不同，以便在所述第一和所述第二金屬層之間獲得熱電效應。
24．根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的方法，其特征在于，所述兩個金屬層由覆蓋金的鉻組成。
25．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一室部分包括用于兩個或多個不同檢測器的表面部分。
26．根據(jù)權(quán)利要求1或21所述的方法，其特征在于，所述第二室部分具有用于兩個或多個檢測器的表面部分。
27．一種檢測器，所述檢測器與氣敏傳感器配合，用于檢測穿過氣室的例如紅外線的電磁波，其中所述氣室限定能封閉待測或待估算氣體容積的空腔，其中形成所述氣室或空腔內(nèi)壁部分的表面或部分表面覆蓋有一個或多個不同金屬層，所述金屬層用于形成高度反射所述電磁波的表面，其中所述檢測器是熱敏元件，其特征在于，所述檢測器形成在非導電基座上；用于形成所述檢測器的所述基座的一部分由一個或多個具有拓撲圖形結(jié)構(gòu)的表面區(qū)域組成；至少呈現(xiàn)所述拓撲圖形結(jié)構(gòu)的那個表面區(qū)域或那些表面區(qū)域覆蓋有形成所述熱敏元件的第一導電金屬層；所述第一金屬層以非90°的入射角施加到表面結(jié)構(gòu)上；設(shè)有這種導電層的拓撲圖形表面結(jié)構(gòu)和/或輪廓提供了一個或多個熱敏元件的功能。
28．根據(jù)權(quán)利要求27所述的檢測器，其特征在于，所述熱敏元件形成為串聯(lián)連接的電阻，用作測輻射熱儀。
29．根據(jù)權(quán)利要求27所述的檢測器，其特征在于，所述拓撲圖形結(jié)構(gòu)的一個表面區(qū)域或一些表面區(qū)域涂有第二導電金屬層，所述第一金屬層以非90°的入射角施加到表面結(jié)構(gòu)上；所述第二金屬層以非90°且不同于所述第一角度的第二入射角施加到所述表面結(jié)構(gòu)上；所述第一和所述第二金屬層在離散的所述檢測器的表面部分內(nèi)相互疊加。
30．根據(jù)權(quán)利要求29所述的檢測器，其特征在于，所述第一和所述第二金屬層由在所述離散的與檢測器相關(guān)的表面部分具有熱電偶功能的金屬組成。
31．根據(jù)權(quán)利要求27、28或29所述的檢測器，其特征在于，在有限表面區(qū)域內(nèi)形成所述檢測器；以同樣方式在所述有限的表面區(qū)域上設(shè)有電導體和/或電氣電路和/或電子電路。
32．根據(jù)權(quán)利要求31所述的檢測器，其特征在于，所述基座通過呈現(xiàn)互補拓撲圖形結(jié)構(gòu)的沖?；蚰Ｗ拥耐負鋱D形成形工藝制造，例如鑄模、沖壓或壓印工藝；至少對應所述檢測器的部分所述沖?；蚰Ｗ油ㄟ^對具有適合所述檢測器的拓撲圖形結(jié)構(gòu)的模型進行電鍍或類似工藝制造；所述模型通過微機械加工基片而成，例如硅基片；所述模型的拓撲圖形結(jié)構(gòu)和/或輪廓選擇成與期望的與檢測器相關(guān)的表面部分、導電路徑和/或電氣和/或電子電路相對應。
33．根據(jù)權(quán)利要求31所述的檢測器，其特征在于，所述基座通過呈現(xiàn)互補拓撲圖形結(jié)構(gòu)或輪廓的沖?；蚰Ｗ拥某尚尾僮髦圃欤玷T模、沖壓或壓印操作；至少對應所述檢測器的部分所述模子通過微加工基片而成，例如硅基片；所述基片的拓撲圖形結(jié)構(gòu)和/或輪廓與期望的與檢測器相關(guān)的表面部分、導電路徑和/或電氣和/或電子電路互補。
34．根據(jù)權(quán)利要求31所述的檢測器，其中氣室由共同形成空腔的第一和第二部分形成，其特征在于，所述基座施加到所述第一室部分的表面部分上。
35．根據(jù)權(quán)利要求27所述的檢測器，其中所述氣室由共同限定空腔的第一和第二部分形成，其特征在于，所述基座包括與所述第一室部分成整體的部分，所述與檢測器相關(guān)的表面部分形成所述空腔內(nèi)表面的主要部分。
36．根據(jù)權(quán)利要求34或35所述的檢測器，其特征在于，在與檢測器相關(guān)的表面部分和與空腔相關(guān)的表面部分同時用同一金屬涂敷。
37．根據(jù)權(quán)利要求27所述的檢測器，其特征在于，所述拓撲圖形結(jié)構(gòu)適于提供屬于所述檢測器、導電路徑和/或電氣和/或電子電路的必需連接墊片。
38．根據(jù)權(quán)利要求34或35所述的檢測器，其特征在于，在所述第二室部分中形成電導體和/或電氣和/或電子電路。
39．根據(jù)權(quán)利要求29所述的檢測器，其特征在于，屬于所述與檢測器相關(guān)的表面部分的拓撲圖形結(jié)構(gòu)包括多個所謂的導電脊；所述導電脊具有第一側(cè)面、第二側(cè)面和上表面；中間所謂導電表面位于兩個相鄰導電脊之間；所述第一角適于使得所述第一側(cè)面和至少各導電脊的的所述上表面的一部分以及至少部分所述中間導電表面涂有所述第一金屬層；所述第二角適于使得所述第二側(cè)面和至少各導電脊的所述上表面的一部分以及部分所述中間導電表面涂有所述第二金屬層；所述第一和第二角適于使得所述第二金屬層疊加并與各導電脊的上表面上和中間導電表面上的所述第一金屬層形成電接觸，使得所述金屬層在所述第一和所述第二金屬層之間形成一系列電氣互連點。
40．根據(jù)權(quán)利要求39所述的檢測器，其特征在于，所述與檢測器相關(guān)的表面部分相對于入射光或電磁波定位，使得所述入射光照射各導電脊的所述上表面，并使得所述中間導電表面被所述導電脊遮蔽不受所述入射光照射。
41．根據(jù)權(quán)利要求39所述的檢測器，其特征在于，在所述導電脊之間形成電絕緣表面部分，與所述中間導電表面，并包圍屬于所述基座的表面部分。
42．根據(jù)權(quán)利要求41所述的檢測器，其特征在于，所述電絕緣是通過定位所謂絕緣脊形成的，所述絕緣脊具有相鄰的所謂絕緣表面，絕緣脊相對于彼此以及所述導電脊和所述第一和所述第二角相鄰定位，以便除去所述絕緣表面上的所述第一和所述第二金屬層的涂層。
43．根據(jù)權(quán)利要求39所述的檢測器，其特征在于，所述導電脊的輪廓是形成標號為列1、列2……列“n”的n列導電脊，其中各列包括m個標號為脊1、脊2…脊“m”的導電脊，其中“m”在各列中可以是不同的；除了第“n”列以外每列中的第一脊以及除了最后一列每列中的第“m”個脊形成互連脊，其中除了最后一列每列中的第“m”個脊與下一列的第一脊電連接；在最后得到的屬于所有列中所有導電脊的所述第一和所述第二金屬層之間的接點形成所述一系列電氣互連接點。
44．根據(jù)權(quán)利要求43所述的檢測器，其特征在于，相鄰列包括其間的導電表面部分，通過在所述導電表面部分實現(xiàn)一列中第“m”個脊和相鄰列中第一脊之間的電氣互連；所述導電表面部分與屬于相鄰列但在其他方面與所述相鄰列電絕緣的互連脊電連接。
45．根據(jù)權(quán)利要求39所述的檢測器，其特征在于，一系列導電脊形成串聯(lián)連接的熱電偶；金屬層和第一導電脊的第一或第二側(cè)面或在所述導電脊系列中鄰接所述第一導電脊的導電表面形成第一熱電偶連接電極；最后一個導電脊的第一或第二側(cè)表面或在所述一系列導電脊之間鄰接所述最后導電脊的導電表面形成第二熱電偶連接電極。
46．根據(jù)權(quán)利要求39所述的檢測器，其特征在于，所述各導電脊的上表面被吸熱層覆蓋；所述中間導電表面被熱反射層覆蓋。
47．根據(jù)權(quán)利要求46所述的檢測器，其特征在于，所述吸熱層是碳層；所述熱反射層由所述金屬層組成。
48．根據(jù)權(quán)利要求40所述的檢測器，其特征在于，所述兩個金屬層中一種金屬對所述光線或電磁波具有第一反射系數(shù)，所述兩個金屬層中的另一種金屬對所述光線或電磁波具有第二反射系數(shù)，所述與檢測器相關(guān)的表面部分相對于入射光或電磁波定位，使得所述兩個反射系數(shù)中反射系數(shù)最低的金屬是覆蓋將面對所述入射光或電磁波的側(cè)面的金屬。
49．根據(jù)權(quán)利要求29所述的檢測器，其特征在于，所述第一金屬層中的金屬與所述第二金屬層中的金屬不同，以便在所述第一和所述第二金屬層之間獲得熱電效應。
50．根據(jù)權(quán)利要求49所述的檢測器，其特征在于，所述兩個金屬層由覆蓋金的鉻組成。
51．根據(jù)權(quán)利要求27所述的檢測器，其特征在于，所述第一室部分包括用于兩個或多個不同檢測器的表面部分。
52．根據(jù)權(quán)利要求27或權(quán)利要求51所述的檢測器，其特征在于，所述第二室部分包括用于兩個或多個檢測器的表面部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造氣敏傳感器的方法,所述氣敏傳感器與檢測器配合,用于檢測穿過氣室的紅外線這樣的電磁波。氣室(2)包括用于包圍氣體容積(G)以進行估算測量的空腔(21)。形成氣室或空腔內(nèi)壁的表面或部分表面涂有一個或多個金屬層(M1,M2),用于提供高度反射所述電磁波的反射表面。檢測器(3)由熱敏元件組成且形成在基座(31)上。形成所述檢測器的那部分基座由一個或多個拓撲結(jié)構(gòu)的表面區(qū)域組成。至少所述那個表面區(qū)域或那些表面區(qū)域涂有用于形成所述熱電偶的第一和第二導電金屬層(分別為M1和M2)。第一金屬層(M1)以非90°的第一角施加,第二金屬層也以非90°且不同于第一角的第二角施加。利用第一和第二金屬層(M1,M2)彼此疊加在離散的與檢測器相關(guān)的表面部分內(nèi)的優(yōu)點,包括由此涂敷的導電層的拓撲圖形結(jié)構(gòu)和/或輪廓提供了一個或多個熱電偶的功能。
文檔編號B81B1/00GK1297530SQ9980512
公開日2001年5月30日 申請日期1999年2月4日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月17日
發(fā)明者漢斯·戈蘭·伊瓦爾德·馬丁, 珀·奧夫·厄曼 申請人:漢斯·戈蘭·伊瓦爾德·馬丁, 珀·奧夫·厄曼