一种用于快速制冷的杜瓦冷头及红外探测器杜瓦组件.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114353953A(43)申请公布日2022.04.15(21)申请号202210038939.1(22)申请日2022.01.13(71)申请人浙江珏芯微电子有限公司地址323000浙江省丽水市莲都区南明山街道石牛路268号1幢B座307室(72)发明人金鑫熊雄毛剑宏(74)专利代理机构济南联合竟成知识产权代理事务所(普通合伙)37371代理人伦文知(51)Int.Cl.G01J5/02(2022.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种用于快速制冷的杜瓦冷头及红外探测器杜瓦组件(57)摘要本发明提供了一种用于快速制冷的杜瓦冷头及红外探测器杜瓦组件，所述用于快速制冷的杜瓦冷头包括冷指气缸、冷台、陶瓷基板、温度传感器、探测器芯片组、冷屏和低温滤光片，所述陶瓷基板的底面安装在冷台上、顶面进行薄膜电路金属化处理，在陶瓷基板上开设有与温度传感器形状和大小相适应的安装通孔一以及与探测器芯片组形状和大小相适应的安装通孔二，所述安装通孔二与安装通孔一连通，在陶瓷基板的非键合侧切割出适应冷屏安装的缺口。该杜瓦冷头可实现快速制冷，并能够降低探测器芯片组的热应力，采用该杜瓦冷头的红外探测器杜瓦组件的制冷和工作响应时间短，热损耗小，且使用寿命长。CN114353953ACN114353953A权利要求书1/1页1.一种用于快速制冷的杜瓦冷头，它包括冷指气缸、冷台、陶瓷基板、温度传感器、探测器芯片组、冷屏和低温滤光片，其特征是：所述陶瓷基板的底面安装在冷台上、顶面进行薄膜电路金属化处理，在陶瓷基板上开设有与温度传感器形状和大小相适应的安装通孔一以及与探测器芯片组形状和大小相适应的安装通孔二，所述安装通孔二与安装通孔一连通，在陶瓷基板的非键合侧切割出适应冷屏安装的缺口。2.根据权利要求1所述的用于快速制冷的杜瓦冷头，其特征是：其封装方法如下：S1：将陶瓷基板的底面与冷台的上端通过粘接胶粘接固定；S2：将温度传感器和探测器芯片组分别置于安装通孔一和安装通孔二内，并使温度传感器和探测器芯片组与冷台的上端面通过粘接胶粘接固定；S3：待粘接胶固化后，将探测器芯片组和温度传感器分别与陶瓷基板上的薄膜电路金属化处理的区域进行键合；S4：将冷屏下端的粘接端置于陶瓷基板上的缺口处并与冷台的冷屏粘接区域通过粘接胶粘接固定；S5：将低温滤光片粘接在冷屏的上开口处。3.根据权利要求2所述的用于快速制冷的杜瓦冷头，其特征是：所述安装通孔一开设于安装通孔二的非键合侧。4.根据权利要求3所述的用于快速制冷的杜瓦冷头，其特征是：所述冷台为台阶圆柱体结构，所述冷台与冷指气缸气密性焊接，且冷台中与冷指气缸焊接侧的端面上开设有凹槽。5.根据权利要求1‑4任一权利要求所述的用于快速制冷的杜瓦冷头，其特征是：所述冷台为碳化硅或氮化铝制成。6.根据权利要求1‑4任一权利要求所述的用于快速制冷的杜瓦冷头，其特征是：所述冷台为4J36因瓦合金、4J29可伐合金、4J32超因瓦合金或Mo金属钼制成。7.一种红外探测器杜瓦组件，其特征是：它包括权利要求1‑6任一权利要求所述的用于快速制冷的杜瓦冷头。2CN114353953A说明书1/4页一种用于快速制冷的杜瓦冷头及红外探测器杜瓦组件技术领域[0001]本发明涉及一种用于快速制冷的杜瓦冷头及红外探测器杜瓦组件，属于制冷红外探测器技术领域。背景技术[0002]本部分的描述仅提供与本说明书公开相关的背景信息，而不构成现有技术。[0003]目前，制冷红外探测器主要包括杜瓦、探测器芯片组及制冷器，其中杜瓦为杜瓦冷头提供真空工作环境，制冷器通过杜瓦为了杜瓦冷头结构提供冷量，杜瓦冷头为冷指气缸‑冷台‑陶瓷基板‑探测器芯片组‑冷屏的叠层结构，各结构间通过相应的粘接胶进行粘接，这种结构形式存在如下问题：[0004]1、因为探测器在工作时制冷器提供冷量需要传导到探测器芯片组上，冷台、陶瓷基板以及各胶层加大了制冷器传热到探测器芯片组的热阻，增加了探测器的制冷时间和工作响应时间，且冷台、陶瓷基板及粘接胶增大了组件的热损耗；[0005]2、陶瓷基板与探测器芯片组的热膨胀系数相差较大，热膨胀无法匹配，陶瓷基板对探测器芯片组的应力大，造成探测器芯片组的性能下降；[0006]3、胶水放气是影响探测器真空寿命的主要原因，各层胶水放气会导致探测器使用寿命降低；[0007]4、传统的封装技术是在陶瓷基板上粘接两个温度传感器，一个用于测温，一个用于控温，两个温度传感器增加了探测器制冷时间和工作响应时间；[0008]5、传统的封装技术冷屏粘接在陶瓷基板上，冷量通过冷台、陶瓷基板传导到冷屏上，冷量传输效率低。[0009]应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本说明书的技术方案进行清楚、完整