[實用新型]硅漂移探測器的封裝結構

有效

• 申請號: 202222606708.4
• 申請日: 2022-09-30
• 公開（公告）號: CN218447924U
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 趙珍陽;范茂軍;趙英勃;趙玉新;侯維杰
• 申請（專利權）人: 山東東儀光電儀器有限公司
• 主分類號: H01L31/0203
• 分類號: H01L31/0203;G01D21/02
• 代理公司: 深圳市深弘廣聯知識產權代理事務所(普通合伙) 44449
• 代理人: 易涵冰

本實用新型公開一種硅漂移探測器的封裝結構，在殼體的容置腔內準直器與硅漂移探測元件連接；放大器與硅漂移探測元件電連接，用于放大硅漂移探測元件的輸出信號；陶瓷基座與硅漂移探測元件連接，設置于硅漂移探測元件遠離準直器的一側；其中，陶瓷基座的表面設置有至少兩個凹槽，凹槽內嵌合有絕壓傳感器和/或溫度傳感器，絕壓傳感器和溫度傳感器用于向外界輸出壓力信號和溫度信號；制冷器設置于陶瓷基座遠離硅漂移探測元件的一端，用于對殼體內部進行溫度保持；合理設計絕壓傳感器和溫度傳感器的安裝位置，在不增加整體設計體積，并保證內部構造不發生結構干涉的情況下，提供具有自檢漏以及溫度控制功能的硅漂移探測器。

技術領域

本實用新型涉及硅漂移探測器技術領域，尤其涉及一種硅漂移探測器的封裝結構。

背景技術

硅漂移探測器（SDD）因其能量分辨率高在高能物理與航天航空領域具有特殊的地位，比如用于大型加速裝置的頂點探測器或者脈沖星導航的探測器系統。同時，由于其靈敏度高、計數率高，在工業、醫療和安全檢測等領域也有廣泛應用，比如光譜儀、無損檢測、工業探傷等。它的主要結構是一塊低摻雜的高阻硅，其背面輻射入射處有一層很薄的突變結，正面的摻雜電極設計成間隔很小的同心環狀條紋，形成多個漂移環，反偏置場在電極間逐步增加，形成平行表面的電場分量。在耗盡層中，電離輻射產生的電子受該電場驅動，向極低電容的收集陽極“漂移”，形成電脈沖，即形成計數信號，在探測微弱信號方面具有很高的靈敏度。SDD采用半導體封裝工藝安裝在自動溫控制冷器上，降低環境溫度對微弱信號探測效率的影響，并通過Be窗過濾雜光信號的影響。

SDD的工作效能也受到其內部溫度和氣密性的影響，但是現有結構無法在硅漂移探測器內部實時監控其氣密性狀況和溫度狀況，因此對于硅漂移探測器的數據準確度都沒法有效保障，并且缺少有利的監控手段使得不利于日常維護。

實用新型內容

針對現有技術中，不能對SDD結構內部進行氣密性監控和溫度監控的問題，并且結構封裝設計不夠緊湊的問題；本申請提供一種技術方案進行解決。

為實現上述目的，本實用新型提供包括殼體，殼體形成有入射窗口，所述入射窗口嵌合有鈹片，所述鈹片用于放射線入射；在所述殼體的容置腔內還設置有：

硅漂移探測元件，第一表面與所述入射窗口對應設置；

準直器，與所述硅漂移探測元件連接，且設置于第一表面靠近所述入射窗口的一側；

放大器，與所述硅漂移探測元件電連接，用于放大所述硅漂移探測元件的輸出信號；

陶瓷基座，與所述硅漂移探測元件連接，設置于所述硅漂移探測元件遠離所述準直器的一側；其中，所述陶瓷基座的表面設置有至少兩個凹槽，所述凹槽內嵌合有絕壓傳感器和/或溫度傳感器，所述絕壓傳感器和所述溫度傳感器用于向外界輸出壓力信號和溫度信號；

制冷器，設置于所述陶瓷基座遠離所述硅漂移探測元件的一端，且至少包括兩層并聯耦接的半導體制冷結構層；所述半導體制冷結構層與所述陶瓷基座遠離所述硅漂移探測元件的一側緊貼，以形成熱傳遞結構。

作為優選，所述準直器為準直圓環結構，且所述準直圓環結構的外環邊設置有一個或多個缺口，所述缺口內設置有所述溫度傳感器或所述絕壓傳感器。

作為優選，所述準直器靠近所述入射窗口的一側還設置有隔熱絕緣墊片，所述隔熱絕緣墊片在硅漂移探測元件上的正投影面積小于或等于所述準直器在硅漂移探測元件上的正投影面積。

作為優選，所述陶瓷基座為氮化硼陶瓷基座或氮化硅陶瓷基座；所述硅漂移探測元件貼裝于所述陶瓷基座的表面，且所述陶瓷基座的邊緣還設有多個電極焊點，所述電極焊點與所述硅漂移探測元件和所述放大器電連接，且電極焊點還連接有引出線，所述引出線用于向外界輸出信號，且向所述硅漂移探測器元件提供工作電壓。

作為優選，所述絕壓傳感器和所述溫度傳感器的輸出端通過所述電極焊點向外界輸出壓力信號和溫度信號；