大面阵红外探测器及其芯片低应力冷头结构.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CN112002773A(43)申请公布日2020.11.27(21)申请号202010871113.4(22)申请日2020.08.26(71)申请人中国电子科技集团公司第十一研究所地址100015北京市朝阳区酒仙桥路4号(72)发明人付志凯张磊吴卿王成刚(74)专利代理机构工业和信息化部电子专利中心11010代理人罗丹(51)Int.Cl.H01L31/024(2014.01)H01L31/09(2006.01)H01L31/101(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称大面阵红外探测器及其芯片低应力冷头结构(57)摘要本发明公开了一种大面阵红外探测器及其芯片低应力冷头结构。大面阵红外探测器芯片低应力冷头结构，包括：杜瓦冷台；陶瓷结构件，粘接于杜瓦冷台；至少一层陶瓷框架，粘接于陶瓷结构件远离杜瓦冷台的一侧；探测器混成芯片，粘接于至少一层陶瓷框架远离陶瓷结构件的一侧。采用本发明，通过优化冷头结构，使整个结构的低温应力得到释放，保证探测器芯片的低温可靠性，可以解决大面阵探测器芯片低温下热应力集中，受温度冲击容易产生损伤的问题，同时选择框架作为电学过渡结构，可以保证探测器电学信引出。CN112002773ACN112002773A权利要求书1/1页1.一种大面阵红外探测器芯片低应力冷头结构，其特征在于，包括：杜瓦冷台；陶瓷结构件，粘接于所述杜瓦冷台；至少一层陶瓷框架，粘接于所述陶瓷结构件远离所述杜瓦冷台的一侧；探测器混成芯片，粘接于所述至少一层陶瓷框架远离所述陶瓷结构件的一侧。2.如权利要求1所述的大面阵红外探测器芯片低应力冷头结构，其特征在于，所述至少一层陶瓷框架包括依次层叠设置的第一层陶瓷框架、第二层陶瓷框架、和第三层陶瓷框架，所述第一层陶瓷框架与所述第二层陶瓷框架粘接，所述第二层陶瓷框架与所述第三层陶瓷框架粘接。3.如权利要求2所述的大面阵红外探测器芯片低应力冷头结构，其特征在于，所述陶瓷结构件包括主体部和支撑部，所述支撑部呈环形且外套于所述主体部；所述主体部的下端与所述杜瓦冷台粘接，所述主体部的上端与所述第二层陶瓷框架粘接；所述第三层陶瓷框架呈环形且外套于所述主体部，所述第三层陶瓷框架的上表面与所述第二层陶瓷框架粘接，所述第三层陶瓷框架的下表面与所述支撑部粘接。4.如权利要求2所述的大面阵红外探测器芯片低应力冷头结构，其特征在于，所述探测器混成芯片的面积为16mm×12.8mm。5.如权利要求2-4中任一项所述的大面阵红外探测器芯片低应力冷头结构，其特征在于，所述至少一层陶瓷框架以及所述陶瓷结构件均为Al2O3材料件。6.如权利要求1所述的大面阵红外探测器芯片低应力冷头结构，其特征在于，所述至少一层陶瓷框架包括第四层陶瓷框架；所述大面阵红外探测器芯片低应力冷头结构，还包括：陶瓷垫片；所述第四层陶瓷框架的下表面与所述陶瓷结构件粘接，所述第四层陶瓷框架的上表面与所述陶瓷垫片的下表面粘接，所述陶瓷垫片的上表面与所述探测器混成芯片粘接。7.如权利要求6所述的大面阵红外探测器芯片低应力冷头结构，其特征在于，所述陶瓷垫片为SiC材料件；所述第四层陶瓷框架以及所述陶瓷结构件均为AlN材料件。8.如权利要求7所述的大面阵红外探测器芯片低应力冷头结构，其特征在于，所述探测器混成芯片的面积为32mm×25.6mm。9.如权利要求1所述的大面阵红外探测器芯片低应力冷头结构，其特征在于，所述探测器混成芯片，包括：硅读出电路；探测器芯片，与所述硅读出电路通过铟柱和胶互连。10.一种大面阵红外探测器，其特征在于，包括：根据权利要求1-9中任一项所述的大面阵红外探测器芯片低应力冷头结构。2CN112002773A说明书1/5页大面阵红外探测器及其芯片低应力冷头结构技术领域[0001]本发明涉及红外探测器领域，尤其涉及一种大面阵红外探测器及其芯片低应力冷头结构。背景技术[0002]制冷型红外探测器组件广泛应用于红外成像系统中，是各类红外测试系统的核心部件。随着制冷型红外探测器的飞速发展，红外探测器规模也越来越大，从传统的320×256规模不断提高，目前1024×1024、2048×2048等大面阵探测器已经实现工程化，国际上先进探测器生产商也已实现了4096×4096超大面阵探测器的生产和应用。在大面阵探测器研制过程中，红外焦平面探测器面阵规模的扩大，探测器芯片受温度冲击更容易产生损伤，直接影响探测器的性能，甚至导致探测器失效，这已成为大面阵探测器生产工艺急需解决的问题。发明内容[0003]本发明实施例提供一种大面阵红外探测器及其芯片低应力冷头结构，用以解决现有技术中大面阵探测器芯片低温下热应力集中，受温度冲击容易产生损伤的问题。[0004]根据本发明实