[實用新型]一種密排拼接的雙波段長線列紅外焦平面探測器結構

有效

• 申請號: 201420597247.1
• 申請日: 2014-10-16
• 公開（公告）號: CN204167315U
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 張勤耀;林加木;張健怡;吳云
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海技術物理研究所
• 主分類號: H01L25/00
• 分類號: H01L25/00;H01L23/488
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 郭英

技術領域

本專利涉及一種長線列紅外焦平面探測器，特別是指一種橫向排列數千元、雙波段探測、多模塊拼接的長線列探測器。

背景技術

在航空、航天紅外遙感技術領域，其主要發展方向，一是提高紅外探測器的光電性能，提高探測靈敏度，以獲取更多信息；二是增加紅外敏感元數量，提高紅外系統空間探測分辨率，即在相同高度、相同刈幅的遙感儀器，敏感元數量越多，則空間分辨率越高。三是發展多波段探測，即在同時或準同時獲取不同波段的紅外信息，可以有效提高紅外系統對目標的識別和探測，在空間紅外預警、搜索、跟蹤等技術領域具有特別重要的應用。紅外探測系統的核心部件和性能指標，集中體現在紅外探測器技術指標和制造技術。所以，解決新型紅外探測器的研制技術，滿足高性能紅外遙感系統的應用需求，對加強國防建設等應用領域具有重要的意義。

長線列紅外焦平面探測器，就是在一維方向上排列有數千元紅外敏感元的一種掃描型紅外焦平面探測器，通過一維掃描(垂直于光敏元排列方向)形成二維圖像的一種成像器件。而雙波段長線列紅外焦平面探測器，就是通過多個模塊拼接，在垂直于掃描方向上形成二個探測波段、各有數千個紅外敏感元排列的一種掃描型紅外探測器，實現一次掃描，對目標進行二個紅外波段的雙波段成像。

由于紅外焦平面探測器必須在低溫工作的特點，以及材料和工藝技術的問題，單個探測器無法達到數千元的規模。所以一般長線列紅外焦平面探測器的制造，都采用多個子模塊拼接的方法實現。子模塊一般為300～500光敏元規模的紅外線列探測器，以小規模探測器作為模塊，以拼接方式來實現一維方向數千個光敏元的排列。例如以512子模塊為例，用12個模塊拼接形成6000元長線列探測器。另外，對于有許多模塊拼接形成的長線列探測器，由于模塊在電學上是獨立的，采用公共線合并的方法，可以減少外引線數量，以提高外引線的可靠性和降低傳導冷損。

在單波段長線列焦平面探測器的制造中(見中國專利ZL200610027004.4)，模塊拼接采用“旋轉對稱、交叉拼接”的方式實現沒有“接縫”的拼接。所謂旋轉對稱、交叉拼接，即將奇數模塊與偶數模塊方向上旋轉180o，奇、偶模塊空間上錯位交叉，光敏元邊邊相切，在垂直于掃描方向上沒有漏元的一種拼接方法。對于雙波段長線列探測器的制造，由于要實現二個波段光敏元排列在一個平面內，而且要求二個波段的光敏元空間間隔盡可能小，以提高掃描效率。按照原有單波段長線列的拼接方法，把二個長線列探測器并排排列，功能上可以實現雙波段探測的雙波段長線列，而外引線則必須采用薄膜帶線穿過拼接基板，并從底部穿過拼接基板的引出的方法實現長線列外引線的引出才能實現(中國專利(申請號)201210273991.1)。這種外引線方法存在的主要問題是，(1)由于引線安裝需占據空間，導致二個波段探測器模塊間的間距較大，對雙波段探測不利；(2)由于薄膜引線須從拼接基板底部穿出，長線列器件整體結構復雜，安裝技術難度高。(3)由于拼接基板底部穿過外引線占用大量面積，對雙波段長線列探測器橫向溫度均勻性的多點熱傳導冷鏈的設計、安裝帶來巨大困難，甚至難以達到設計技術要求。

發明內容

針對上述雙波段長線列探測器制造存在的問題，本專利提出了一種新的長線列焦平面探測器的拼接方案。該方案可以概述為：模塊順序排列、模塊間交叉拼接、雙波段密集排列、外引線分別二邊引出結構；長線列探測器波段1與波段2之間呈旋轉對稱關系。二個波段密集排列的拼接結構，使二個探測波段模塊的間距減小三分之一；集成外引線內部的模塊公共線合并，可使外引線數量減少三分之二；模塊化設計、安裝，有利于高可靠雙波段長線列探測器的產品化。該專利很好的解決了制造長線列雙波段探測器的困難和問題，而且可以更好的滿足應用要求。

本專利所述的雙波段長線列紅外焦平面探測器，包括拼接基板、波段1模塊、波段2模塊、波段1集成外引線、波段2集成外引線、模塊過渡引線板、集成濾光片架等部件。

所述的波段1模塊1-5按同一方向順序排列、波段1模塊1-5按奇偶數錯位交叉、奇數模塊最后一元與偶數模塊第一元邊邊相切的拼接；

所述的波段2模塊1-4作與波段1模塊1-5同樣拼接，波段1模塊拼接成的長線列與波段2模塊拼接成的長線列之間呈旋轉對稱關系；波段1模塊與波段2模塊之間是密集排列的；

波段1模塊1-5和波段2模塊1-4的偶數模塊通過過渡引線板1-6與集成外引線連接；波段1長線列與波段2長線列通過集成外引線分別引出的，且集成外引線采用安裝在拼接基板正面的安裝方式；