[發(fā)明專利]一種插板組件及其用于探測組件與半導體制冷器連接及熱耦合的方法

有效

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• 申請日: 2013-05-17
• 公開（公告）號: CN103267047A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發(fā)明（設計）人: 閆浩;許宜名;杜文飛;單偉根;高瑤;李漢衛(wèi);劉婷
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十六研究所
• 主分類號: F16B1/02
• 分類號: F16B1/02;F25B21/02
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 奚華保

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技術領域：

????本發(fā)明屬于熱磁機電領域，具體涉及電子器件或探測組件與半導體制冷器冷端面連接件結構及其熱耦合的方法。

技術背景

現有的被制冷電子器件或探測組件與半導體制冷器冷端進行連接通常采用一個過渡冷板進行連接，冷板先與半導體制冷器冷端面焊接，再將探測組件與冷板進行機械固定，冷板通常采用高導熱系數材料制成，同時為了安裝方便，在冷板上需要加工安裝定位孔，所以一般選用可加工且機械強度好的黃銅，在試驗過程中發(fā)現，半導體制冷器開始工作后，隨著冷端面溫度急劇降低，冷板和半導體制冷器冷端面的陶瓷面板會產生一定的應力變形，由于兩種材料熱膨脹系數差別在一個總數量級以上，變形所產生的切向力會導致半導體制冷器內部電極或陶瓷面板產生裂紋，使半導體制冷器不能正常工作，嚴重時會直接拉斷，導致半導體制冷器損壞。

發(fā)明內容

為了解決上述半導體制冷器在與探測組件通過過渡冷板進行連接時存在的問題，本發(fā)明設計一種探測組件與半導體制冷器可靠連接并無傳熱熱阻的耦合連接的插板組件，其既減少了由于過渡冷板熱阻的存在，影響半導體制冷器的制冷效果，更重要的是避免了由于采用過渡冷板焊接后變形所導致的半導體制冷器損壞，并且在安裝定位方面具有可操控性，插板組件可以根據探測組件的安裝孔進行定位孔的加工，從而實現探測組件的定位安裝，對于探測組件來說免去了直接焊接帶來的風險，該結構簡單、緊湊、易于操作，探測組件通過螺釘與定位孔進行安裝，工藝一致性高。

本發(fā)明解決其問題所采用的技術方案：一種插板組件，由兩塊形狀結構相同的插板構成，所述插板呈L形，其長邊與短邊交接端相互垂直，所述長邊的端頭設插柱，短邊內側上部留有與插柱進行對插的插孔，所述長邊與短邊的內側設有用于與半導體制冷器的冷端面陶瓷面板定位的定位槽，所述短邊上設有用于與探測組件安裝的定位孔；一對所述插板裝配后構成方形環(huán)狀結構，中間鏤空部分用于與所述半導體制冷器的冷端面陶瓷面板相配合。

所述定位槽槽深小于所述冷端面陶瓷面板厚度的0.05-0.15mm。

所述插板采用鈦合金材料制作，所述探測組件為CCD芯片封裝組件。所述CCD芯片封裝組件包括CCD芯片、封裝管殼、光學窗口、單級熱電制冷器。

本發(fā)明的另一目的是提供一種該插板組件用于探測組件與半導體制冷器連接及熱耦合的方法，步驟如下：

1）、將一對所述插板的插柱與插孔相互對插，依靠半導體制冷器的冷端面陶瓷面板底部邊緣部分進行定位，配合后構成方形環(huán)狀結構，中間鏤空部分為半導體制冷器上表面的尺寸，半導體制冷器的冷端面陶瓷面板從鏤空部分穿出；

2）將探測組件通過所述定位孔與插板進行機械連接，使探測組件下表面與半導體制冷器冷端面陶瓷面板通過螺釘緊固實現緊密接觸。

步驟1中，所述冷端面陶瓷面板從所述方形環(huán)狀結構的鏤空部分的穿出高度高于插板組件構成的方形環(huán)狀結構面的0.05mm-0.15mm。

步驟2中，所述探測組件下表面與半導體制冷器冷端面陶瓷面板上均涂上一層導熱硅脂，或夾一層導熱材料，所述探測組件與半導體制冷器接觸面熱阻小于0.5℃。

從上述技術方案可知：由于本發(fā)明不需要其他輔助材料和工裝，不用加熱，只依靠半導體制冷器端面進行固定，兩插板插合后，探測組件與插板通過四個M2的螺釘緊固即可，操作簡單，工藝一致性好。

本發(fā)明有益效果

由于本發(fā)明采用了上述的技術方案，與現有技術相比，具有以下的優(yōu)點和積極作用：

（1）????不會導致半導體制冷器的損壞；

（2）????無焊接特殊工藝過程，消除了由于焊接時溫度的變化對探測組件以及半導體制冷器本身的影響；

（3）????半導體制冷器與探測組件直接接觸，避免了過渡熱阻的存在對制冷溫度的影響，提高制冷效果；

（4）????僅為機械連接件，拆裝方便，工藝操作性好。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進一步詳細說明。

圖1是本發(fā)明中的插板主視結構示意圖；

圖2是本發(fā)明中的插板左視結構示意圖；

圖3是本發(fā)明中的插板立體結構示意圖；

圖4是本發(fā)明中的插板組件立體結構示意圖；

圖5是插板組件與半導體制冷器組合結構示意圖；

圖6是圖5的A-A剖視結構示意圖；

圖7是探測組件、插板組件與半導體制冷器組合結構示意圖。