CN105006477B - 一种陶瓷嵌入式制冷型红外焦平面探测器连接件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种陶瓷嵌入式制冷型红外焦平面探测器连接件，涉及陶瓷封装外壳技术领域。包括金属组件、陶瓷件和金属引线，所述金属组件由上可伐环、下可伐环组成，所述上可伐环下端与所述下可伐环上端焊接连接，所述陶瓷件镶嵌在所述下可伐环上，所述金属引线焊接连接在所述陶瓷件的一端面上。本发明以金属为主，氧化铝陶瓷嵌入式的方法进行封装，具有陶瓷件体积小、机械可靠性高、焊接面积小、漏气概率小的优点。

Description

一种陶瓷嵌入式制冷型红外焦平面探测器连接件

技术领域

本发明涉及陶瓷封装外壳技术领域，尤其涉及一种陶瓷嵌入式制冷型红外焦平面探测器连接件。

背景技术

红外焦平面探测器(Focal Plane Arrays，FPA)组件是高性能红外系统的核心部件, 在航天、工业、环境和医学等领域都发挥着重要的作用，对红外探测器的可靠性和全寿命周期费用起决定作用。

随着高性能红外系统的不断发展，其对红外焦平面探测器组件提出了苛刻的条件要求，如重量要轻、体积小便于使用和携带、高性能、高可靠等。现有的陶瓷环状制冷型红外焦平面探测器连接件已不能满足新一代红外系统对探测器连接件的需求。陶瓷环状制冷型红外焦平面探测器受到体积、机械可靠性的方面限制，目前已不能满足其发展的需要。

以往的制冷型红外焦平面探测器连接件采用环状陶瓷，在上下两面焊接可伐环，一面焊接针引线，如说明书附图7所示

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种陶瓷嵌入式制冷型红外焦平面探测器连接件，该连接件以金属为主，氧化铝陶瓷嵌入式的方法进行封装，具有陶瓷件体积小、机械可靠性高、焊接面积小、漏气概率小的优点。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种陶瓷嵌入式制冷型红外焦平面探测器连接件，包括金属组件、陶瓷件和金属引线，所述金属组件由连接管、上可伐环和下可伐环组成，所述连接管与所述上可伐环焊接连接，所述上可伐环底端与所述下可伐环上端面焊接连接，所述陶瓷件镶嵌在所述下可伐环上，所述金属引线焊接连接在所述陶瓷件的一端面上。

进一步的，所述陶瓷件与金属引线采用CPGA陶瓷针型栅格阵列的封装形式，其金属引线在所述陶瓷件一侧引出，引线节距为2.54 mm或2.00mm。

进一步的，所述陶瓷件与金属引线采用CDIP陶瓷双列直插形式的封装形式，其金属引线在所述陶瓷件底面引出，引线节距为2.54 mm或1.27mm。

进一步的，所述陶瓷件采用多层氧化铝陶瓷钨金属化高温共烧工艺制作。

进一步的，所述金属组件材料为铁镍合金或铁镍钴合金，所述陶瓷件与金属组件、金属引线采用银铜焊料焊接。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明作为红外焦平面探测器组件的重要组成部分，它是实现探测器高真空、长寿命、电互连、高可靠的关键部件，其封装的特点是以金属为主，氧化铝陶瓷嵌入式的方法进行封装。主要用于红外成像侦察、探测和成像制导，可满足高分静止轨道对地观测、机载大视场红外搜索跟踪系统等高端航天航空应用工程的需求；具有陶瓷件体积小、机械可靠性高、焊接面积小、漏气概率小的优点。

本发明与陶瓷环状制冷型红外焦平面探测器连接件对比，有以下优势：

1、封装形式多样化，不仅可以兼容CPGA引出方式还可以兼容CDIP引出方式；

2、体积小，重量轻，便于使用和携带；

3、具有较高的机械可靠性，由于陶瓷嵌入式以金属为主，在受到外力冲击时，会发生弹性变形，可以有效的释放冲击应力， 提高其机械可靠性，恒定加速度满足10000g，Y1方向，1min；高气密，气密性达到≤1*10^-6（Pa﹒cm³/s）

4、密封可靠性高，由于陶瓷嵌入式连接件的陶瓷与金属的焊接面积远小于环状连接件的焊接面积，所以前者的漏气概率较小，密封性能好，气密性达到≤1´10^-6（Pa﹒cm³/s），同时可满足-120℃，72h低温存储要求。

并通过突破瓷件厚度“Z”向收缩率控制、侧面键合指精细印刷以及高精度钎焊等关键技术，在国内首次实现陶瓷嵌入式制冷型红外焦平面探测器连接件制备，达到国际先进水平。

附图说明

图1是本发明实施例1的主视图；

图2是图1的仰视图；

图3是图1的俯视图；

图4是本发明实施例2的主视图；

图5是图4的仰视图；

图6是图4的俯视图；

图7是陶瓷环状制冷型红外焦平面探测器连接件示意图；

其中，1连接管，2上可伐环，3下可伐环，4陶瓷件，5金属引线，6圆环针引线，7圆环瓷件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1、图2、图3所示，本发明是一种陶瓷嵌入式制冷型红外焦平面探测器连接件，包括金属组件、陶瓷件4和金属引线5，所述金属组件由连接管1、上可伐环2和下可伐环3组成，所述连接管1与所述上可伐环2焊接连接，所述上可伐环2底端与所述下可伐环3上端面焊接连接，所述陶瓷件4镶嵌在所述下可伐环3上，所述金属引线5焊接连接在所述陶瓷件4的一端面上；所述陶瓷件4与金属引线5采用CPGA陶瓷针型栅格阵列的封装形式，其金属引线5在所述陶瓷件4一侧引出，引线节距为2.54 mm或2.00mm，键合指为侧面单层结构；所述陶瓷件4采用多层氧化铝陶瓷钨金属化高温共烧工艺制作；所述金属组件材料为铁镍合金或铁镍钴合金，所述陶瓷件4与金属组件、金属引线5采用银铜焊料焊接。

实施例2：

如图4、图5、图6所示，本发明是一种陶瓷嵌入式制冷型红外焦平面探测器连接件，包括金属组件、陶瓷件4和金属引线5，所述金属组件由连接管1、上可伐环2和下可伐环3组成，所述连接管1与所述上可伐环2焊接连接，所述上可伐环2底端与所述下可伐环3上端面焊接连接，所述陶瓷件4镶嵌在所述下可伐环3上，所述金属引线5焊接连接在所述陶瓷件4的一端面上；所述陶瓷件4与金属引线5采用CDIP陶瓷双列直插形式的封装形式，其金属引线5在所述陶瓷件4底面引出，引线节距为2.54 mm或1.27mm，键合指为侧面单层结构；所述陶瓷件4采用多层氧化铝陶瓷钨金属化高温共烧工艺制作；所述金属组件材料为铁镍合金或铁镍钴合金，所述陶瓷件4与金属组件、金属引线5采用银铜焊料焊接。

本发明的陶瓷件采用Al₂O₃多层陶瓷共烧工艺技术，具体流程为：外壳经流延、备料后，以阵列加工的方式进行冲孔、孔金属化、印刷后，经定位、层压、热切后形成独立单元，再通过侧面印刷、烧结、镀镍、磨边，经组装钎焊后进行局部镀金，最终形成用户要求的外壳。

本发明作为红外焦平面探测器组件的重要组成部分，它是实现探测器高真空、长寿命、电互连、高可靠的关键部件，其封装的特点是以金属为主，氧化铝陶瓷嵌入式的方法进行封装。主要用于红外成像侦察、探测和成像制导，可满足高分静止轨道对地观测、机载大视场红外搜索跟踪系统等高端航天航空应用工程的需求；具有陶瓷件体积小、机械可靠性高、焊接面积小、漏气概率小的优点。

本发明与陶瓷环状制冷型红外焦平面探测器连接件对比，有以下优势：

1、封装形式多样化，不仅可以兼容CPGA引出方式还可以兼容CDIP引出方式；

2、体积小，重量轻，便于使用和携带；

3、具有较高的机械可靠性，由于陶瓷嵌入式以金属为主，在受到外力冲击时，会发生弹性变形，可以有效的释放冲击应力， 提高其机械可靠性，恒定加速度满足10000g，Y1方向，1min；高气密，气密性达到≤1*10^-6（Pa﹒cm³/s）

4、密封可靠性高，由于陶瓷嵌入式连接件的陶瓷与金属的焊接面积远小于环状连接件的焊接面积，所以前者的漏气概率较小，密封性能好，气密性达到≤1´10^-6（Pa﹒cm³/s），同时可满足-120℃，72h低温存储要求。

并通过突破瓷件厚度“Z”向收缩率控制、侧面键合指精细印刷以及高精度钎焊等关键技术，在国内首次实现陶瓷嵌入式制冷型红外焦平面探测器连接件制备，达到国际先进水平。

Claims (5)

1.一种陶瓷嵌入式制冷型红外焦平面探测器连接件，其特征在于：包括金属组件、陶瓷件（4）和金属引线（5），所述金属组件由连接管（1）、上可伐环（2）和下可伐环（3）组成，所述连接管（1）与上可伐环（2）焊接连接，所述上可伐环（2）底端与所述下可伐环（3）上端面焊接连接，所述陶瓷件（4）镶嵌在所述下可伐环（3）上，所述金属引线（5）焊接连接在所述陶瓷件（4）的一端面上。

2.根据权利要求1所述的一种陶瓷嵌入式制冷型红外焦平面探测器连接件，其特征在于：所述陶瓷件（4）与金属引线（5）采用CPGA陶瓷针型栅格阵列的封装形式，其金属引线（5）在所述陶瓷件（4）一侧引出，引线节距为2.54 mm或2.00mm。

3.根据权利要求1所述的一种陶瓷嵌入式制冷型红外焦平面探测器连接件，其特征在于：所述陶瓷件（4）与金属引线（5）采用CDIP陶瓷双列直插形式的封装形式，其金属引线（5）在所述陶瓷件（4）底面引出，引线节距为2.54 mm或1.27mm。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的一种陶瓷嵌入式制冷型红外焦平面探测器连接件，其特征在于：所述陶瓷件（4）采用多层氧化铝陶瓷钨金属化高温共烧工艺制作。

5.根据权利要求1所述的一种陶瓷嵌入式制冷型红外焦平面探测器连接件，其特征在于：所述金属组件材料为铁镍合金或铁镍钴合金，所述陶瓷件（4）与金属组件、金属引线（5）采用银铜焊料焊接。