Матричное фотоприемное устройство

Матричное фотоприемное устройство предназначено для использования в волоконно-оптических датчиках, применяемых для фиксации факта облучения космического аппарата внешним источником оптического излучения.

Технический эффект устройства заключается в том, что при обеспечении минимально возможных размеров в плане матричного фотоприемного устройства появляется возможность при использовании нескольких (трех) таких устройств в названном датчике уменьшить высоту последнего за счет размещения фотоприемных устройств не в разных плоскостях (друг под другом), а в одной плоскости, не увеличивая практически поперечные размеры датчика.

Это достигается тем, что предлагаемое матричное фотоприемное устройство, содержащее подложку с матрицей и периферийными выводами с проводниками с изоляцией для внешней связи, а также крышку, имеет основание с отверстием, периферийные выводы размещают вокруг матрицы по окружности и загибают вниз под подложку, проводники с изоляцией для внешней связи, соединенные с периферийными выводами, собирают под подложкой в жгут и выводят наружу через отверстие основания, а крышка имеет цилиндрическую обечайку с внутренним диаметром, равным наружному диаметру основания, что обеспечивает соединение цилиндрической обечайки крышки с основанием, которое после сборки устройства приклеивают или приваривают или припаивают к цилиндрической поверхности основания, для чего на нее в двух последних случаях нанесено металлопокрытие.

Устройство предназначено для использования в волоконно-оптических датчиках, фиксирующих факт облучения космического аппарата внешним источником излучения.

Задачей, на решение которой направлено заявленное устройство, является разработка конструктивной схемы матричного фотоприемного устройства с минимально возможными размерами в плане.

Технический результат, который обеспечивается полезной моделью, заключается в том, что при малых размерах в плане матричных фотоприемных устройств появляется возможность размещать до трех устройств в волоконно-оптическом датчике не последовательно в разных плоскостях, а в одной плоскости и тем самым уменьшить размеры датчика по высоте, не увеличивая практически его поперечные размеры.

Указанный технический результат достигается тем, что в известное техническое решение, выбранное в качестве прототипа (см. стр.61, рис.4.2 в научно-техническом отчете «Анализ современного состояния научно-технического задела по обеспечению создания бортовой аппаратуры контроля воздействия естественных факторов космического пространства и преднамеренного воздействия на космический аппарат научно-социального и экономического применения (КА НСЭП) и его агрегаты», г.Королев, ФГУП ЦНИИмаш, инв.105-3/06), содержащее подложку с матрицей и периферийными выводами для проводников с изоляцией для внешней связи, а также крышку, введено основание с отверстием, периферийные выводы размещены по окружности вокруг матрицы и загнуты под подложку, проводники с изоляцией для внешней связи, соединенные с периферийными выводами, собраны под подложкой в жгут и выведены наружу через отверстие основания, а крышка имеет цилиндрическую обечайку с внутренним диаметром, равным наружному диаметру основания, что обеспечивает соединение цилиндрической обечайки крышки с основанием, которое в дальнейшем приклеивают или приваривают или припаивают к цилиндрической обечайке крышки, для чего в двух последних случаях на внешнюю цилиндрическую поверхность основания наносят металлопокрытие.

В частных случаях, конкретных формах выполнения основание с отверстием имеет в верхней части по периметру вертикальный выступ. В других случаях основание с отверстием выполняют в виде шайбы с вертикальным выступом по периметру верхней части шайбы или - в виде конической шайбы с вертикальным выступом по периметру верхней части конической шайбы. Признак «коническая шайба» известен, см., например, «Общетехнический справочник», Москва, «Машиностроение», 1982 г., стр.242.

На фиг.1 приведена конструктивная схема известного матричного фотоприемного устройства (вид сбоку), где обозначено: 1 - подложка, 2 - матрица, 3 - периферийные выводы, 4 - проводники с изоляцией для внешней связи, 5 - крышка, 6 - опорный фланец крышки.

На фиг.2 приведен вид сверху известного матричного фотоприемного устройства без крышки (5) и проводников с изоляцией для внешней связи (4), где обозначено: 1 - подложка, 2 - матрица, 3 периферийные выводы.

Кроме того, на фиг.2 обозначено: А - линейные размеры матрицы, L - длина подложки, В - ширина подложки с периферийными выводами, t - шаг периферийных выводов, с - расстояние от заделки периферийного вывода до края подложки.

На фиг.3 в том же масштабе, что и схема на фиг.1 и 2 приведена конструктивная схема предлагаемого матричного фотоприемного устройства (вид сбоку), где обозначено: 1 - подложка, 2 - матрица, 3 - периферийные выводы, 4 - проводники с изоляцией для внешней связи, 5- крышка, 6 - опорный фланец крышки, 7 - цилиндрическая обечайка крышки, 8 - основание с отверстием, 9 - металлопокрытие на наружной цилиндрической поверхности основания, к которому приклеивается или приваривается или припаивается цилиндрическая обечайка крышки (7). При этом основание с отверстием выполнено в виде конической шайбы с вертикальным выступом по периметру верхней части конической шайбы.

На фиг.4 приведена конструктивная схема предлагаемого устройства (вид сверху), где обозначено: 1 - подложка, 2 - матрица, 3 - периферийные выводы, 7 - цилиндрическая обечайка крышки.

Диаметр предлагаемого матричного фотоприемного устройства будет равен d=n·t/3, 14+5 мм=0,414n+5, где n - количество периферийных выводов, t=1,3 мм - шаг периферийных выводов, а 5 мм складываются, из удвоенных размеров расстояния от места заделки периферийных выводов до края подложки (с=1 мм), толщины периферийного вывода (0,5 мм), зазора между загнутыми периферийными выводами и цилиндрической обечайкой крышки (0,5 мм), толщины стенки цилиндрической обечайки (0,5 мм).

Крышка после сборки устройства приклеивается опорным фланцем к подложке, обеспечивая герметичность пространства над матрицей.

Сравнение приведенных на фиг.2 и 4 схем, а также расчетов показывает, что предлагаемое фотоприемное устройство по размерам в плане (фиг.4) выгодно отличается от фотоприемного устройства, предлагаемого на фиг.2. Так, например, размер в плане матричного фотоприемного устройства с матрицей из 64-х чувствительных элементов (А×А=8×8=64) с учетом периферийных выводов, представленного на фиг.2, составляет B×L=48×52 мм, а внешний диаметр предлагаемого матричного фотоприемного устройства с такой же матрицей составляет около 35 мм. Или, например, диаметр матричного фотоприемного устройства с матрицей из 25 чувствительных элементов составит около 18 мм. Это позволит в ряде случаев размещать фотоприемники в волоконно-оптическом датчике не последовательно в разных плоскостях, а в одной плоскости, уменьшая тем самым размер датчика по высоте и практически не увеличивая его диаметр. То, что жгут из проводников с изоляцией для внешней связи выходит из фотоприемного устройства вниз, также можно признать положительным, поскольку все дальнейшие соединения осуществляются ниже фотоприемников, так, например, в волоконно-оптическом датчике, где используются фотоприемные устройства, дополнительная плата для размещения элементов, требующихся для обработки сигналов, находится ниже плат с фотоприемниками.

1. Матричное фотоприемное устройство, содержащее подложку с матрицей и периферийными выводами с проводниками с изоляцией для внешней связи, а также крышку, отличающееся тем, что введено основание с отверстием, при этом периферийные выводы размещены по окружности вокруг матрицы и загнуты под подложку, проводники с изоляцией для внешней связи, соединенные с периферийными выводами, собраны под подложкой в жгут и выведены наружу через отверстие основания, а крышка имеет цилиндрическую обечайку с внутренним диаметром, равным наружному диаметру основания.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что соединение основания с отверстием с цилиндрической обечайкой крышки осуществлено с помощью клея.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что соединение основания с отверстием с цилиндрической обечайкой крышки выполнено посредством пайки или сварки, при этом внешняя цилиндрическая поверхность основания имеет металлопокрытие.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что основание с отверстием имеет в верхней части по периметру вертикальный выступ.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что основание с отверстием выполнено в виде шайбы с вертикальным выступом по периметру верхней части шайбы.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что основание с отверстием выполнено в виде конической шайбы с вертикальным выступом по периметру верхней части конической шайбы.