CN110440931A - 一种吸气剂外置的真空杜瓦组件及红外制冷探测器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于红外制冷技术领域，具体提供了一种吸气剂外置的真空杜瓦组件及红外制冷探测器，包括杜瓦瓶体和封闭外置空腔，杜瓦瓶体包含外壳及密封冷指，所述外壳与所述密封冷指之间形成密封腔室，封闭外置空腔与外壳之间密封连接，且封闭外置空腔一端与密封腔室连通，在封闭外置空腔内设有真空吸气剂。将吸气剂外置，减少吸气剂激活时传到芯片上的热量，保证吸气剂能够充分连续激活，从而提升吸气剂的吸气性能；另一方面，将吸气剂外置同时减小了真空杜瓦组件内部腔室体积，真空杜瓦组件内壁放气源面积减小，进一步提高红外制冷探测器组件的真空可靠性。
Description
技术领域
本发明属于红外制冷技术领域，具体涉及一种吸气剂外置的真空杜瓦组件及红外制冷探测器。
背景技术
现有红外制冷探测器组件包括芯片、杜瓦和制冷机三大部分，且芯片封装在杜瓦内形成探测器杜瓦组件，杜瓦组件与制冷机耦合形成红外制冷探测器组件。杜瓦组件为探测器提供真空、绝热、光学成像及电学引出。杜瓦组件内部安装电激活吸气剂，通过长时间高温排气和吸气剂持续吸附气体，确保红外制冷探测器组件的真空可靠性。但是对于一些大面阵探测器组件，由于芯片耐热温度比较低，而且杜瓦内腔体积比较大，红外制冷探测器组件真空可靠性比较差。
通常红外制冷探测器组件的吸气剂是放置于杜瓦内部，吸气剂激活产生的热辐射通过密封冷指热传导和直接热辐射到达芯片表面上，造成芯片温度升高超过可承受的烘烤温度，导致吸气剂需要分段激活，而分段激活的吸气剂的效率差，激活不充分，降低了吸气性能，进一步影响了整个红外制冷探测器组件的真空可靠性。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中红外制冷探测器真空可靠性差的问题。
为此，本发明提供了一种吸气剂外置的真空杜瓦组件，包括杜瓦瓶体，所述杜瓦瓶体包含外壳及密封冷指，所述外壳包裹在所述密封冷指外表面，且所述外壳与所述密封冷指之间形成密封腔室，还包括封闭外置空腔，所述封闭外置空腔与所述外壳之间密封连接，且所述封闭外置空腔一端与所述密封腔室连通，所述封闭外置空腔内远离所述密封冷指的另一端设有用于对所述杜瓦瓶体抽真空的真空吸气剂。
优选地，所述外壳的侧壁上开设有通孔，所述封闭外置空腔与所述密封腔室之间通过所述通孔连通。
优选地，所述封闭外置空腔与所述外壳之间通过法兰盘可拆卸连接。
优选地，所述封闭外置空腔与所述外壳为一体成型构件。
优选地，所述封闭外置空腔上设有用于将所述真空吸气剂电引出的导电组件，所述导电组件包括绝缘子及金属件，所述真空吸气剂的吸气剂电极与绝缘子电连接，所述金属件与所述真空吸气剂电连接。
优选地，所述真空吸气剂与所述金属件之间烧结成整体。
优选地，所述金属件为“T”型构件，所述“T”型构件的短边与所述封闭外置空腔密封焊接，所述“T”型构件的长边与所述真空吸气剂烧结成整体。
优选地，所述绝缘子与所述封闭外置空腔的外壁真空钎焊连接。
本发明还提供了一种红外制冷探测器，包括线路板，所述红外制冷探测器还包括如前任一项所述的真空杜瓦组件，所述线路板放置于所述真空杜瓦组件的冷盘上。
本发明的有益效果：本发明提供的这种吸气剂外置的真空杜瓦组件及红外制冷探测器，包括杜瓦瓶体和封闭外置空腔，杜瓦瓶体包含外壳及密封冷指，所述外壳与所述密封冷指之间形成密封腔室，封闭外置空腔与外壳之间密封连接，且封闭外置空腔一端与密封腔室连通，在封闭外置空腔内设有真空吸气剂。将吸气剂外置，减少吸气剂激活时传到芯片上的热量，保证吸气剂能够充分连续激活，从而提升吸气剂的吸气性能；另一方面，将吸气剂外置同时减小了真空杜瓦组件内部腔室体积，真空杜瓦组件内壁放气源面积减小，进一步提高红外制冷探测器组件的真空可靠性。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明吸气剂外置的真空杜瓦组件及红外制冷探测器的内部结构示意图。
附图标记说明：金属件1，外壳2，封闭外置空腔3，密封冷指4，吸气剂电极5，绝缘子6，真空吸气剂7，冷指基座8，冷盘9，线路板10。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
本发明实施例提供了一种吸气剂外置的真空杜瓦组件，包括杜瓦瓶体，所述杜瓦瓶体包含外壳2及密封冷指4，所述外壳2包裹在所述密封冷指4外表面，且所述外壳2与所述密封冷指4之间形成密封腔室，其特征在于：还包括封闭外置空腔3，所述封闭外置空腔3与所述外壳2之间密封连接，且所述封闭外置空腔3一端与所述密封腔室连通，所述封闭外置空腔3内远离所述密封冷指4的另一端设有用于对所述杜瓦瓶体抽真空的真空吸气剂7。
由此可知，如图1所示，真空杜瓦组件包括杜瓦瓶体及外及封闭外置空腔3，封闭外置空腔3为金属材料制成，便于加工成型和散热，杜瓦瓶体用于对将内外热量隔绝以及保持里面真空度，从而保证具有一定真空度的杜瓦瓶体内的电子元器件组件的正常工作，尤其是针对红外制冷器或摄像头模组等内的电子元器件组件起到很好的真空保护作用，从而为电子元器件组件提供真空、绝热、光学成像及电学引出的工作环境。杜瓦瓶体包括外壳2及密封冷指4，密封冷指4与外壳2之间形成了一个密封腔室，封闭外置空腔3与外壳2密封连接，且封闭外置空腔3的一端与该密封腔室连通，另一端内侧设有真空吸气剂7，真空吸气剂7工作时便可对密封腔室进行吸气抽真空，在真空吸气剂7工作过程中，一方面，其产生的热量直接通过封闭外置空腔3传递至外界；另一方面，由于真空吸气剂7与密封冷指4具有一定的真空度和距离，其产生的热量直接传递至密封冷指4内真空腔室的比较少，进而避免热量影响冷盘9上的电子元器件。此外，由于封闭外置空腔3置于杜瓦瓶体的外侧且隔离，这样可以减小杜瓦体的体积，体积越小，则密封腔室越小，越容易吸收变真空，进一步提高了真空杜瓦组件的真空可靠性。
优选的方案，所述外壳2的侧壁上开设有通孔，所述封闭外置空腔3与所述密封腔室之间通过所述通孔连通。由此可知，如图1所示，外壳2的侧壁上开设有一定大小的通孔，通孔大小可以根据多次实际模拟测验来确定最优值。因此，封闭外置空腔3与外壳2通过通孔连通来对密封腔室的空气进行吸收。其中，适当的通孔大小可以在保证抽真空效果的前提下，进一步地保证杜瓦瓶体上的电子元器件的运行温度的低温环境。
优选的方案，所述封闭外置空腔3与所述外壳2之间通过法兰盘可拆卸连接。由此可知，封闭外置腔室3与外壳2可拆卸连接，便于对封闭外置腔室3内的真空吸气剂7进行更换或维修。
优选的方案，所述封闭外置空腔与所述外壳为一体成型构件。由此可知，一体成型具有更好的密封性。
优选的方案，所述封闭外置空腔上设有用于将所述真空吸气剂电引出的导电组件，所述导电组件包括绝缘子及金属件，所述真空吸气剂的吸气剂电极与绝缘子电连接，所述金属件与所述真空吸气剂电连接。由此可知，如图1所示，真空吸气剂7为现有技术，其工作原理在此不再赘述，在本实施例中，绝缘子6为陶瓷密封件，其焊接在封闭外置空腔3的外壁上，绝缘子6的一半与外界相通用于电激活，另一半伸入封闭外置空腔3内，绝缘子6内设有导电线或插针点，吸气剂电极5与导电线或插针点焊接形成真空吸气剂7的激活电流通路，金属件1与真空吸气剂7的另一端连接，金属件1一方面起到电流通路的连接作用，另一方面还用于将真空吸气剂7的热量散发出去。
优选的方案，所述真空吸气剂与所述金属件之间烧结成整体。由此可知，一体化整体使得二者连接牢固，且不易松动，可以避免因人为因素未夹紧造成真空吸气剂7松动，或者被夹太紧导致真空吸气剂7破碎，真空吸气剂7和金属件1直接烧结成一个整体，真空吸气剂7不接触除金属件1外其它零件，减小因振动摩擦产生多余物的风险。
优选的方案，所述金属件为“T”型构件，所述“T”型构件的短边与所述封闭外置空腔密封焊接，所述“T”型构件的长边与所述真空吸气剂烧结成整体。由此可知，如图1所示，封闭外置空腔3设有台阶，“T”型构件与封闭外置空腔3的台阶焊接使得外观平整美观。
优选的方案，所述绝缘子6与所述封闭外置空腔3的外壁真空钎焊连接。
本发明的有益效果：本发明提供的这种吸气剂外置的真空杜瓦组件及红外制冷探测器，包括杜瓦瓶体和封闭外置空腔，杜瓦瓶体包含外壳及密封冷指，所述外壳与所述密封冷指之间形成密封腔室，封闭外置空腔与外壳之间密封连接，且封闭外置空腔一端与密封腔室连通，在封闭外置空腔内设有真空吸气剂。将吸气剂外置，减少吸气剂激活时传到芯片上的热量，保证吸气剂能够充分连续激活，从而提升吸气剂的吸气性能；另一方面，将吸气剂外置同时减小了真空杜瓦组件内部腔室体积，真空杜瓦组件内壁放气源面积减小，进一步提高红外制冷探测器组件的真空可靠性。
本发明实施例还提供了一种红外制冷探测器，包括线路板，所述红外制冷探测器还包括如前任一项所述的真空杜瓦组件，所述线路板放置于所述真空杜瓦组件的冷盘9上。
由此可知，如图1所示，杜瓦瓶体的外壳2的底端与冷指基座8之间通过连接法兰连接，杜瓦瓶体的外壳2的顶端通过连接法兰连接陶瓷引线环(电学单元)。电学单元还包括线路板10，线路板10上焊接有芯片组件，通过引线键合完成电信号引出。密封冷指4顶部连接制冷单元，内设有冷盘9，线路板10安装在冷盘9的上表面。
该红外制冷探测器相比传统技术主要具有优点如下：
1.杜瓦组件的内部腔室体积减小，以某款1280×1024探测器组件为例，杜瓦腔室体积减小约26％；
2.吸气剂激活产生的热辐射不会影响到芯片，以某款1280×1024探测器组件为例，常规杜瓦方案吸气剂激活进行约一半时间时，监控芯片温度已达到90℃，而外置吸气剂方案吸气剂激活时芯片监控最高温度仅为25℃；
3.吸气剂直接烧结到金属件上，省去了常规方案吸气剂需要通过Ω金属环点焊到外壳上的工艺，同时也避免了在外壳外表面上产生氧化发黄的压焊点，探测器杜瓦组件外观上更美观；
4.常规方案吸气剂通过Ω金属环手工套住夹紧，可能因人为因素未夹紧造成吸气剂松动，或者被夹太紧导致吸气剂破碎。外置吸气剂方案的吸气剂和金属件直接烧结成一个整体，吸气剂不接触除金属件外其它零件，减小因振动摩擦产生多余物的风险；
5.外置吸气剂凸出部分在引线环外轮廓包络范围内，探测器安装时不会产生干涉；
6.结构更简单，工艺步骤少且易实现。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种吸气剂外置的真空杜瓦组件，包括杜瓦瓶体，所述杜瓦瓶体包含外壳(2)及密封冷指(4)，所述外壳(2)包裹在所述密封冷指(4)外表面，且所述外壳(2)与所述密封冷指(4)之间形成密封腔室，其特征在于：还包括封闭外置空腔(3)，所述封闭外置空腔(3)与所述外壳(2)之间密封连接，且所述封闭外置空腔(3)一端与所述密封腔室连通，所述封闭外置空腔(3)内远离所述密封冷指(4)的另一端设有用于对所述杜瓦瓶体抽真空的真空吸气剂(7)。
2.根据权利要求1所述的吸气剂外置的真空杜瓦组件，其特征在于：所述外壳(2)的侧壁上开设有通孔，所述封闭外置空腔(3)与所述密封腔室之间通过所述通孔连通。
3.根据权利要求1或2所述的吸气剂外置的真空杜瓦组件，其特征在于：所述封闭外置空腔(3)与所述外壳(2)之间通过法兰盘可拆卸连接。
4.根据权利要求1或2所述的吸气剂外置的真空杜瓦组件，其特征在于：所述封闭外置空腔(3)与所述外壳(2)为一体成型构件。
5.根据权利要求1所述的吸气剂外置的真空杜瓦组件，其特征在于：所述封闭外置空腔(3)上设有用于将所述真空吸气剂(7)电引出的导电组件，所述导电组件包括绝缘子(6)及金属件(1)，所述真空吸气剂(7)的吸气剂电极(5)与绝缘子(6)电连接，所述金属件(1)与所述真空吸气剂(7)电连接。
6.根据权利要求5所述的吸气剂外置的真空杜瓦组件，其特征在于：所述真空吸气剂(7)与所述金属件(1)之间烧结成整体。
7.根据权利要求5或6所述的吸气剂外置的真空杜瓦组件，其特征在于：所述金属件(1)为“T”型构件，所述“T”型构件的短边与所述封闭外置空腔(3)密封焊接，所述“T”型构件的长边与所述真空吸气剂(7)烧结成整体。
8.根据权利要求5所述的吸气剂外置的真空杜瓦组件，其特征在于：所述绝缘子(6)与所述封闭外置空腔(3)的外壁真空钎焊连接。
9.一种红外制冷探测器，包括线路板，其特征在于：所述红外制冷探测器还包括如权利要求1至8任一项所述的真空杜瓦组件，所述线路板放置于所述真空杜瓦组件的冷盘(9)上。
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| PB01 | Publication | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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