一種基于精密薄膜電阻和電容峰化的光電探測(cè)器的制作方法

本發(fā)明涉及光電混合集成電路和光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于精密薄膜電阻和電容峰化的光電探測(cè)器。

背景技術(shù)：

在光纖傳感技術(shù)中，同常采用光電探測(cè)器進(jìn)行微弱光信號(hào)檢測(cè)。隨著航天、航空、雷達(dá)、導(dǎo)彈等的尖端電子產(chǎn)品的發(fā)展，對(duì)高性能、高可靠系列光電探測(cè)器需求日益增加，目前的光纖傳感領(lǐng)域應(yīng)用的光電探測(cè)器基板是沿用光纖通信領(lǐng)域的光電探測(cè)器，都是基于厚膜混合集成電路技術(shù)，產(chǎn)品的溫度特性有還有很大提升空間。另一方面通常光電探測(cè)器的跨阻增益和帶寬是一對(duì)矛盾體，跨阻越大，帶寬越小，這樣在一些跨阻規(guī)格中就很難使帶寬達(dá)到特定使用需求。所以有必要設(shè)計(jì)溫度特性好、帶寬可根據(jù)具體需要擴(kuò)展的光電探測(cè)器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于精密薄膜電阻和電容峰化技術(shù)的光電探測(cè)器，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品帶寬峰化和擴(kuò)展，使電路實(shí)現(xiàn)小型化和高性能。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：一種基于精密薄膜電阻和電容峰化的光電探測(cè)器，包括殼體、金屬光纖及安裝于殼體底部的陶瓷薄膜基板，所述陶瓷薄膜基板上設(shè)有金屬載體及與金屬載體電連接的電阻橋模塊、裸芯片元件和無(wú)源器件，所述金屬載體上設(shè)有光電二極管，所述殼體上設(shè)有開(kāi)孔，所述金屬光纖通過(guò)開(kāi)孔插入殼體內(nèi)且其端部與光電二極管呈相對(duì)設(shè)置。

所述陶瓷薄膜基板上設(shè)有薄膜電阻和導(dǎo)帶，所述金屬載體、電阻橋模塊、裸芯片元件和無(wú)源器件安裝于導(dǎo)帶上通過(guò)導(dǎo)帶相互導(dǎo)通。

所述薄膜電阻和導(dǎo)帶通過(guò)薄膜濺射和光刻方法制作。

所述電阻橋模塊包括前級(jí)載體及與前級(jí)載體電連接的后級(jí)載體，所述前級(jí)載體的上表面焊接有前級(jí)電容及與前級(jí)電容并聯(lián)的前級(jí)電阻，所述后級(jí)載體的上表面焊接有后級(jí)電阻，該后級(jí)電阻與前級(jí)電阻相串聯(lián)。

所述前級(jí)載體通過(guò)金絲與后級(jí)載體電連接。

所述殼體為雙列直插式管殼。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明采用精密薄膜混合集成電路技術(shù)，通過(guò)特定形狀和阻值的精密薄膜板載電阻，優(yōu)化設(shè)計(jì)的精密成膜導(dǎo)帶和旁路電路布局，使電路實(shí)現(xiàn)小型化和高性能。通過(guò)電路跨阻拆分和橋接方法，將一個(gè)跨阻設(shè)計(jì)成兩個(gè)跨阻串聯(lián)，并將電阻焊接在載體上通過(guò)金絲鍵合進(jìn)行連接，引入峰化分布電容，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品帶寬峰化和擴(kuò)展，并對(duì)跨阻進(jìn)行優(yōu)化配對(duì)調(diào)整，可以實(shí)現(xiàn)多種跨阻規(guī)格系列化產(chǎn)品擴(kuò)展開(kāi)發(fā)。本發(fā)明的光電探測(cè)器產(chǎn)品溫度穩(wěn)定性好（-50℃～75℃全溫電壓響應(yīng)度變化率≤0.5 %），可靠性高，系列化擴(kuò)展能力強(qiáng)(同一跨阻規(guī)格帶寬最大可擴(kuò)展至原來(lái)的10倍)，可以廣泛應(yīng)用于航天、航空、雷達(dá)、導(dǎo)彈等尖端、環(huán)境條件苛刻下的使用需求。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明陶瓷薄膜基板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明電阻橋模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明電容峰化頻率響應(yīng)模型圖；

圖5是本發(fā)明峰化前后頻率響應(yīng)曲線圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明：

如圖1所示，本實(shí)施例的基于精密薄膜電阻和電容峰化的光電探測(cè)器，包括雙列直插式殼體1、金屬光纖2及安裝于雙列直插式殼體1底部的陶瓷薄膜基板3，陶瓷薄膜基板3上設(shè)有金屬載體4及與金屬載體4電連接的電阻橋模塊5、裸芯片元件6和無(wú)源器件7，金屬載體4上設(shè)有光電二極管8，雙列直插式殼體1上設(shè)有開(kāi)孔，金屬光纖2通過(guò)開(kāi)孔插入雙列直插式殼體1內(nèi)且其端部與光電二極管8呈相對(duì)設(shè)置。本實(shí)施例的金屬載體4可以是三極管或場(chǎng)效應(yīng)管，具體的元器件根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定，當(dāng)是三極管或場(chǎng)效應(yīng)管時(shí)，元器件管腳的連接通過(guò)金絲鍵合連接。

如圖2所示，在陶瓷薄膜基板3上設(shè)有薄膜電阻31和導(dǎo)帶32，金屬載體4、電阻橋模塊5、裸芯片元件6和無(wú)源器件7安裝于導(dǎo)帶32上通過(guò)導(dǎo)帶32相互導(dǎo)通。本實(shí)施例的薄膜電阻31和導(dǎo)帶32通過(guò)薄膜濺射和光刻方法制作。薄膜電阻31采用薄膜濺射和光刻技術(shù)在陶瓷薄膜基板上制作，可實(shí)現(xiàn)非常小的寄生參數(shù)，導(dǎo)帶線條精度高、精度達(dá)到0.2%，溫度系數(shù)小于25 ppm/℃，其作為電路的旁路電阻，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)光電探測(cè)器產(chǎn)品具有良好的溫度特性（-50℃～75℃全溫電壓響應(yīng)度變化率≤0.5 %）。薄膜電阻31的優(yōu)化空間布局，特殊設(shè)計(jì)的圖形結(jié)構(gòu)可以最大程度的利用基板空間，使電路實(shí)現(xiàn)小型化制作。

如圖3所示，電阻橋模塊5包括前級(jí)載體51及與前級(jí)載體51電連接的后級(jí)載體52，前級(jí)載體51的上表面焊接有前級(jí)電容53及與前級(jí)電容53相并聯(lián)的前級(jí)電阻54，后級(jí)載體52的上表面焊接有后級(jí)電阻55，該后級(jí)電阻55與前級(jí)電阻54相串聯(lián)，前級(jí)載體51通過(guò)金絲56與后級(jí)載體52電連接。前級(jí)載體51和后級(jí)載體52的焊盤(pán)處留有鍵合區(qū)，用于將前級(jí)載體51與后級(jí)載體52進(jìn)行金絲鍵合連接。

本發(fā)明通過(guò)電路跨阻拆分和橋接方法，將一個(gè)跨阻設(shè)計(jì)成兩個(gè)跨阻，并將電阻焊接在載體上通過(guò)金絲鍵合進(jìn)行連接，這種組裝方法可在電路頻率響應(yīng)模型中引入分布電容Ca，使電路形成四階模型,如圖4所示。該圖4中的電阻Rf1和電容Cf1分別相當(dāng)于圖3中的前級(jí)電阻54和前級(jí)電容53，電阻Rf2和電容Cf2分別相當(dāng)于后級(jí)電阻55,電容Cr相當(dāng)于金屬載體4，光電二極管8用于向金屬載體4充電，所以相當(dāng)于圖4中的Is，通過(guò)本實(shí)施的光電探測(cè)器，使電路頻率響應(yīng)產(chǎn)生峰化效應(yīng)，使電阻帶寬得以擴(kuò)展。

圖5為本實(shí)施例的光電探測(cè)器峰化前后頻率響應(yīng)曲線圖，如圖5所示，輕度峰化后18（帶寬6MHz）和中度峰化后19（帶寬10MHz）的帶寬比峰化前17（帶寬2MHz）有明顯提高，通過(guò)改變前級(jí)電阻54、前級(jí)電容53、后級(jí)電阻55的值可以進(jìn)行不同程度的電容峰化帶寬擴(kuò)展，通過(guò)計(jì)算或仿真可以設(shè)計(jì)出合適的電阻配對(duì)，使產(chǎn)品帶寬達(dá)到特定的應(yīng)用需求。

以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。