[實用新型]一種紅外焦平面陣列探測器

有效

• 申請號: 201220633500.5
• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN202903333U
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 熊筆鋒;陳文祥;楊秀武
• 申請（專利權）人: 煙臺睿創微納技術有限公司
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G01J5/02
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立

技術領域

本實用新型涉及半導體光電子領域，具體來說是一種紅外焦平面陣列探測器。

背景技術

紅外成像技術越來越廣泛地應用于工業傳感、圖象監測、汽車工業、消防搜救、甚至軍事上的導航與夜視等領域。紅外焦平面探測器制作技術是熱成像實現技術的核心，而紅外焦平面陣列探測器芯片密封封裝技術是實現紅外探測器成像的關鍵環節，紅外焦平面陣列探測器芯片需要在高真空下的密封環境中工作，否則無法發揮其測輻射熱計的成像功能。

一般而言，紅外焦平面陣列探測器高真空封裝技術采用金屬殼體作為密封腔，其典型結構如圖1所示，圖2為該典型結構的爆炸結構示意圖。殼體2為一個開口的長方體腔體，其側壁上制作了陶瓷結構件3，陶瓷結構件3與殼體2之間經過金屬陶瓷共燒工藝進行了密封焊接，陶瓷結構件3上制作了金屬焊盤3-1，金屬焊盤3-1與殼體2側壁外附著在陶瓷結構件3上的金屬引線3-2是電連通的，這樣，紅外焦平面探測器芯片1經過金絲4與外部形成電連通，實現信號通信與控制，紅外焦平面探測器芯片1貼裝在熱電制冷器（TEC）5上，熱電制冷器（TEC）5貼裝在殼體2底板上，與外部形成熱通路，光學窗口6與殼體2之間密封焊接，這樣，紅外焦平面探測器芯片1就被密封在一個密閉環境中，外部光學信號通過光學窗口6入射到紅外焦平面探測器芯片1，光學窗口6與殼體2形成的密封腔體需要保持高真空狀態，在產品使用過程中，為了保證高真空長期壽命，需要在腔體內安裝電激活吸氣劑7來吸附腔體內壁以及內部元件釋放出來的氣體。

這種封裝結構內部元件較多，比如需要集成體積比芯片大得多的熱電制冷器5，因此殼體2的腔體較大，腔體內部的放氣率也較高，需要體積較大的電激活吸氣劑7，同時殼體2開口面積也較大，也需要較大的光學窗口6與之匹配，而光學窗口6的成本跟其面積密切相關，光學窗口6越大，成本越高，并且這種大面積的光學窗口，在不同工作溫度下，其形變也大，難以保證封裝結構的長期壽命，總之，這種封裝結構使得封裝成本高昂、體積大、制作工藝困難和可靠性難以保證。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種紅外焦平面陣列探測器。

本實用新型解決上述技術問題的技術方案如下：一種紅外焦平面陣列探測器，它包括封裝殼體、紅外光學窗口和緩沖環，所述封裝殼體、所述紅外光學窗口和所述緩沖環形成一個封閉的真空腔，所述緩沖環位于所述封裝殼體和所述紅外光學窗口之間，用于連接所述封裝殼體和所述紅外光學窗口，所述真空腔內設置有電激活吸氣劑和紅外焦平面探測器芯片，所述封裝殼體包括一個底面，所述紅外焦平面探測器芯片安裝在所述底面朝向所述真空腔的一面上，所述底面朝向所述真空腔的一面的側邊設置有焊盤，所述底面朝向所述真空腔外部的另一面設置有金屬針腳，所述焊盤與所述金屬針腳電連通，所述電激活吸氣劑與所述金屬針腳電連通，所述紅外焦平面探測器芯片上與所述焊盤相對應的設置有金屬焊盤，所述金屬焊盤與所述焊盤通過金絲連接，所述紅外焦平面探測器芯片的中間部分為像元陣列結構。

本實用新型的有益效果是：與現有的紅外焦平面陣列探測器比較而言，本實用新型不包括熱電制冷器，簡化了紅外焦平面陣列探測器芯片的封裝結構，降低了整個封裝結構的高度，設置緩沖環還可以減小紅外光學窗口，使紅外光學窗口的尺寸與紅外焦平面探測器芯片上的像元陣列結構匹配，從而縮小了紅外焦平面探測器的體積，縮小了紅外光學窗口的尺寸，降低紅外焦平面陣列探測器封裝成本。

在上述技術方案的基礎上，本實用新型還可以做如下改進。

進一步，所述底面朝向所述真空腔部分的邊沿設有臺階形焊接區域，所述緩沖環通過密封粘接材料或合金焊料焊接在所述臺階形焊接區域上。

采用上述進一步方案的有益效果是，設置專門用于連接的臺階形焊接區域更有利于所述真空腔的密封。

進一步，所述封裝殼體朝向所述真空腔內的面上設有兩個金屬臺，所述電激活吸氣劑的兩端焊接在所述的金屬臺上，所述金屬臺與所述金屬針腳電連通。

采用上述進一步方案的有益效果是，通過外部的金屬針腳，就可以通電激活電激活吸氣劑，以保持對真空腔內部殘余氣體的吸附作用，保證密封真空腔環境長期穩定，尤其是真空環境時的真空度保持。

進一步，所述緩沖環為Ω截面緩沖環或者平面緩沖環，所述Ω截面緩沖環為橫截面為Ω形狀的緩沖環。