[發明專利]一種非制冷紅外探測器TEC封裝裝配的簡易方法

在審

• 申請號: 201410112592.6
• 申請日: 2014-03-24
• 公開（公告）號: CN103904162A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 劉燕;韋良忠;劉勇;連云川
• 申請（專利權）人: 無錫艾立德智能科技有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L21/60
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 邵驊

技術領域

本發明屬于非制冷紅外探測器封裝技術領域，具體涉及一種非制冷紅外探測器封裝中半導體致冷器（TEC）簡易裝配辦法。

背景技術

非制冷紅外探測器是通過接受微弱的紅外信號，導致紅外探測微結構的溫度變化，熱敏材料檢測微結構的溫度變化，并將其轉化成電信號，通過外圍電路的處理來實現對紅外信號的探測及成像的。由于紅外信號非常微弱，非制冷型紅外探測器都需要做真空封裝，以減低熱傳導導致的熱損失，提高器件性能。器件的壽命與真空的保持直接相關，器件真空保持時間越長，器件壽命越長。

器件封裝是將各組件封裝在密閉的腔體內，為滿足真空壽命要求，組件自身要求有較低的放氣率，同時裝配工藝還需要引入的放氣因素最小，同時封裝工藝還需要考慮封裝組件的可靠性要求。也就是非制冷紅外探測器做真空封裝時，在將各種組件裝配到封裝腔體過程中，需要滿足三個條件，其一：組件裝配工藝需要滿足器件真空壽命要求；其二：內部組件裝配需滿足器件可靠性要求；其三：內部組件裝配需盡量簡單。

封裝元件及組裝位置結構如圖1所示。元件包括：蝶形封裝底座1（帶排氣嘴）；吸氣劑（Getter）2；紅外探測器芯片3；半導體制冷器4；過渡陶瓷基板5。

其中半導體制冷器（TEC）的裝配圖如圖2所示。

通常，TEC有兩個引腳要與外圍電路連接提供其工作電流。引腳的與外圍電路的連接通常都采用釬焊的方式來完成，而釬焊必然會用到助焊劑，焊接完成后再使用清洗劑對整個組件做清洗。這種裝配方式會帶了如下問題，其一：助焊劑是一種放氣量很大的材料，如果清洗不干凈，會導致器件真空壽命的下降；其二：殘留的助焊劑會導致其它地方引線的可靠性問題；其三：整個工藝過程比較復雜。

發明內容

本發明目的在于針對現有技術的缺陷提供一種非制冷紅外探測器封裝過程中，TEC引線裝配的簡易、可靠的封裝方案。

本發明為實現上述目的，采用如下技術方案：

一種非制冷紅外探測器TEC封裝裝配的簡易方法，將紅外探測器芯片設置在半導體制冷器上，真空密封封裝在蝶形管殼底座內，其特征在于：半導體制冷器的引線與蝶形管殼底座的引腳采用點焊焊接。

優選的方案：半導體制冷器的引線與蝶形管殼底座的引腳焊接時通過一個工裝將蝶形管殼底座的引腳托起，點焊時所述工裝與管座底殼相接觸形成大電流回路

本發明中通過點焊方式，通過設計點焊工裝，以封裝管殼做大電流回路來裝配TEC引線，其優點在于：一、工藝簡單：通過工裝直接點焊即可將TEC引線裝配在管殼引腳上；二、無需后清洗：點焊是直接熔焊，無放氣源的引入，可有效保證真空壽命；三、可靠性保證：點焊工藝是將TEC引線材料和封裝管殼引腳材料直接熔焊在一起，更耐沖擊和振動。

附圖說明

圖?1?為非制冷紅外探測器內部組裝圖。

圖?2?為非制冷紅外探測器TEC裝配圖。

圖?3?為本發明裝配示意圖。

具體實施方式

一種非制冷紅外探測器TEC封裝裝配的簡易方法，將紅外探測器芯片3設置在半導體制冷器4上，真空密封封裝在蝶形管殼底座1內，半導體制冷器4的引線與蝶形管殼底座1的引腳采用點焊焊接。金屬接觸界面有接觸電阻，接觸電阻較金屬件體電阻大。點焊是通過大電流將金屬件接觸界面融化而焊接在一起的。點焊過程需要形成大電流回路，而封裝管殼空間狹小，無法在TEC引線和管殼引腳間直接夾持形成大電流回路，因而設計了一個工裝將管殼的TEC引腳托起，點焊時可通過管殼底座形成大電流回路，而且管殼底座面積較大，大電流不會導致管殼底座的損傷，工藝的可靠性也能達到保證。

如圖3所示先將半導體制冷器4裝配在蝶形管殼底座1上，裝配方式可采用銀漿涂覆在半導體制冷器4底面上，再將半導體制冷器4定位并粘接到封裝底座上，最后烘烤固化；也可采用在半導體制冷器4底面上預涂焊料，再將半導體制冷器4定位并加熱焊接到蝶形管殼底座1上。將專用點焊工裝6放入蝶形管殼底座TEC引腳下，然后將裝配了半導體制冷器的封裝管殼組件放置到點焊工作臺上，再將半導體制冷器的引腳通過鑷子放置到蝶形管殼底座TEC引腳上；調好點焊工作程序，讓點焊設備的焊接頭接觸半導體制冷器的引腳并加載合適的壓力，啟動焊接程序，半導體制冷器的引腳就與蝶形管殼底座TEC引腳焊接在一起了。