CN114975684B - 一种红外探测器封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及红外探测器技术领域，提供了一种红外探测器封装方法，包括壳体、第一导流片、半导体制冷片、第二导流片、芯片、两个支撑柱、吸气剂以及盖板，将支撑柱、第一导流片、第二导流片涂上锡膏；将吸气剂的两端设置在支撑柱内；将第一导流片、半导体制冷片和第二导流片自下而上依次层叠；经回流焊炉，使吸气剂与支撑柱焊接在一起，并且使第一导流片、半导体制冷片、第二导流片依次焊接在一起，形成一个模块；打金线，使芯片及半导体制冷片正负极与对应的接线端子相连接；盖上盖板，并通过真空焊接将盖板与壳体焊接。本发明减少了加工工序，提高生产效率，且结构紧凑，降低红外封装模组的厚度。
Description
技术领域
本发明涉及红外探测器技术领域，特别是涉及一种红外探测器封装方法。
背景技术
红外探测器的工作原理是通过内部芯片将红外光的热辐射能量转换为电信号，为了保证探测器对温度量测的灵敏度及准确度，红外探测器芯片对于探测器内部的环境要求苛刻，红外探测器微测辐射热计接收目标红外辐射后的温度变化很微弱，为了使其上面的热量能够维持住，避免与空气分子进行热交换，需要将其置于真空环境下工作，一般对真空度的要求是小于0.01mbar(即0.00001atm)。吸气剂大量应用于真空电子器件中，为器件创造了良好的工作环境，稳定了器件的特性参量，对器件的性能及使用寿命有重要的影响。
目前，激活温度较低的ZrVFe吸气剂的最低激活温度为350℃左右激活时间大于30分钟，但现有吸气剂没有配置固定的连接结构，需要芯片焊接完后，再单独将其焊接到壳体上；同时现有红外探测器采用半导体制冷器和上下陶瓷基板组合实现对内部芯片的散热，陶瓷基板本身厚度大，使得封装结构整体厚度增大。
发明内容
本发明的目的是提供一种红外探测器封装方法，减少了加工工序，提高生产效率，且结构紧凑，降低红外封装模组的厚度。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种红外探测器封装方法，其用于对红外探测器封装结构的封装，所述红外探测器封装结构包括壳体、盖板以及设置于安装槽的第一导流片、半导体制冷片、第二导流片、芯片、两个支撑柱和吸气剂，所述壳体设置有安装槽；所述盖板盖设于盖体；
封装方法包括：将第一导流片固定在壳体，将第二导流片固定在芯片的底面；将支撑柱、第一导流片、第二导流片涂上锡膏；将吸气剂的两端设置在支撑柱内；将第一导流片、半导体制冷片和第二导流片自下而上依次层叠；经回流焊炉，使吸气剂与支撑柱焊接在一起，并且使第一导流片、半导体制冷片、第二导流片依次焊接在一起，形成一个模块；打金线，使芯片及半导体制冷片正负极与对应的接线端子相连接，实现与外界导通线路；盖上盖板，并通过真空焊接将盖板与壳体焊接。
优选地，所述安装槽设置有隔热板，经回流焊炉后，将隔热板插设到安装槽内，将吸气剂和芯片隔开，并在所述隔热板面向所述吸气剂的一侧设置有吸附层。
优选地，所述安装槽的内侧壁开设有两个相对设置的插槽，所述隔热板的两端对应插设于所述插槽。
优选地，所述壳体沿所述安装槽的边缘方向设置有焊料槽；待打金线后，在焊料槽内加入焊料片，再将盖板与焊料槽对齐，最终将盖板焊接在壳体。
优选地，所述安装槽的内侧壁设置有安装块，所述安装块设置有接线端子，所述接线端子贯穿所述壳体；打金线时，使芯片及半导体制冷片正负极与对应的接线端子相连接，实现与外界导通线路。
优选地，所述半导体制冷片设置有多个，多个所述半导体制冷片呈矩阵排列结构。
优选地，所述第一导流片和所述第二导流片均设置有多个，所述第一导流片与所述半导体制冷片对应设置；所述第二导流片与所述半导体制冷片对应设置。
优选地，所述第一导流片和所述第二导流片的厚度小于所述半导体制冷片。
优选地，所述第一导流片的顶面面积大于所述半导体制冷片的底面面积，所述第二导流片的底面面积大于所述半导体制冷片的顶面面积。
优选地，所述支撑柱开设有限位槽，所述吸气剂的一端设置于所述限位槽。
本发明具有以下有益效果：
本发明的红外探测器封装方法设置第一导流片和第二导流片，通过两个导流片夹持住芯片，使得封装更紧凑，减少其整体厚度；同时设置支撑柱，将吸气剂设置在支撑柱上，在红外探测器封装方法进入回流焊炉时，可以将第一导流片、芯片和第二导流片焊接到一起的同时，将吸气剂焊接到支撑柱上，实现一次过炉即可，该减少了后续的加工工序，提高了生产效率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的红外探测器封装方法的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的红外探测器封装方法的内部结构示意图；
图3是本发明实施例提供的红外探测器封装方法的爆炸结构示意图。
附图标记：
1、壳体；1a、焊料槽；2、第一导流片；3、半导体制冷片；4、第二导流片；5、芯片；6、支撑柱；7、吸气剂；8、盖板；8a、窗口；9、安装块；10、接线端子；11、隔热板。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，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申请和简化描述，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申请的限制。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
参见图1～3，本发明优选实施例提供一种红外探测器封装方法，其用于对红外探测器封装结构的封装，所述红外探测器封装结构包括壳体1、盖板8以及设置于安装槽的第一导流片2、半导体制冷片3、第二导流片4、芯片5、两个支撑柱6和吸气剂7，所述壳体1设置有安装槽；所述盖板8盖设于盖体；
封装方法包括：将第一导流片2固定在壳体1，将第二导流片4固定在芯片5的底面；将支撑柱6、第一导流片2、第二导流片4涂上锡膏；将吸气剂7的两端设置在支撑柱6内；
将第一导流片2、半导体制冷片3和第二导流片4自下而上依次层叠；经回流焊炉，使吸气剂7与支撑柱6焊接在一起，并且使第一导流片2、半导体制冷片3、第二导流片4依次焊接在一起，形成一个模块；打金线，使芯片5及半导体制冷片3正负极与对应的接线端子10相连接，实现与外界导通线路；盖上盖板8，并通过真空焊接将盖板8与壳体1焊接。
需要说明的是，盖板8为现有的光学窗口8a片，透光膜为正反面AR膜，提高透光率。采用PVD溅射等方式沉积的半导体制冷片3金属化导流层。
激活温度较低的ZrVFe吸气剂7的最低激活温度为350℃左右激活时间大于30分钟，但在电子元器件等应用环境中上述的激活温度仍然偏高。在吸气剂7的激活过程中对红外芯片5的影响无法预计，且吸气剂7在运输或使用过程中存在颗粒掉落等缺陷无法解决。因此，本发明的一些优选实施例中，安装槽设置有隔热板11，隔热板11面向吸气剂7的一侧设置有吸附层，导流片位于隔热板11的另一侧。通过隔热板11将吸气剂7与芯片5隔离开，可以防止吸气剂7激活时的高温辐射至芯片5影响芯片5性能。
需要说明的是，隔热板11的高度与盖板8存在一定的距离，方便空气的流通。
进一步的，吸附层可以用于吸气剂在运输过程中掉落颗粒的问题，可以吸附芯片5区域的残留或重新释放的气体，保持真空环境，同时避免吸气剂7颗粒脱落，掉落至芯片5成像区导致芯片5受到污染；隔热板11芯片5侧做静电吸附处理，可吸附细小粉尘，保持腔体洁净避免粉尘污染芯片5区域。
具体的，吸附层同时也为隔热涂层，包括但不限于NLAL基铝化物涂层、改进型铝化物涂层、MCRALX包覆涂层或物理气相沉积法瓷热障涂层等方式。
本发明的一些优选实施例中，安装槽的内侧壁开设有两个相对设置的插槽，隔热板11的两端对应插设于插槽。如此，通过插槽可以方便隔热板11的拆装。
本发明的一些优选实施例中，壳体1沿安装槽的边缘方向设置有焊料槽1a。如此，焊料槽1a中做金属化镀层，用于定位焊料片、防止焊料片偏移旋转或者溅射沉积焊料薄膜，焊接过程中焊料槽1a可防止焊料溢出。
本发明的一些优选实施例中，安装槽的内侧壁设置有安装块9，安装块9设置有接线端子10，接线端子10贯穿壳体1。具体的，安装块9的高度与芯片5接线端子10的高度配合，方便芯片5接线。
本发明的一些优选实施例中，半导体制冷片3设置有多个，多个半导体制冷片3呈矩阵排列结构。具体的，采用多个矩阵排列的半导体制冷片3，提高散热效率。
本发明的一些优选实施例中，第一导流片2和第二导流片4均设置有多个，第一导流片2与半导体制冷片3对应设置；第二导流片4与半导体制冷片3对应设置。具体的，采用多个导流片与半导体制冷片3对应设置，保证散热效率的同时，减少导流片的体积，减少导流片的制作成本。
本发明的一些优选实施例中，第一导流片2和第二导流片4的厚度小于半导体制冷片3。
本发明的一些优选实施例中，第一导流片2的顶面面积大于半导体制冷片3的底面面积，第二导流片4的底面面积大于半导体制冷片3的顶面面积。具体的，导流片与半导体制冷片3接触面增大，可以进一步太高散热效率，确保芯片5的散热效果。
本发明的一些优选实施例中，支撑柱6开设有限位槽，吸气剂7的一端设置于限位槽。具体的，限位槽可以方便定位吸气剂7，方便吸气剂7的固定。
综上，本发明优选实施例提供一种红外探测器封装方法，其与现有技术相比：
本发明的红外探测器封装方法设置第一导流片2和第二导流片4，通过两个导流片夹持住芯片5，使得封装更紧凑，减少其整体厚度；同时设置支撑柱6，将吸气剂7设置在支撑柱6上，在红外探测器封装方法进入回流焊炉时，可以将第一导流片2、芯片5和第二导流片4焊接到一起的同时，将吸气剂焊接到支撑柱6上，实现一次过炉即可，该减少了后续的加工工序，提高了生产效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种红外探测器封装方法，其用于对红外探测器封装结构的封装，其特征在于，所述红外探测器封装结构包括：
壳体(1)，所述壳体(1)设置有安装槽；
盖板(8)，所述盖板(8)盖设于盖体；以及
设置于安装槽的第一导流片(2)、半导体制冷片(3)、第二导流片(4)、芯片(5)、两个支撑柱(6)和吸气剂(7)；
封装方法包括：
将第一导流片(2)固定在壳体(1)，将第二导流片(4)固定在芯片(5)的底面；
将支撑柱(6)、第一导流片(2)、第二导流片(4)涂上锡膏；
将吸气剂(7)的两端设置在支撑柱(6)内；
将第一导流片(2)、半导体制冷片(3)和第二导流片(4)自下而上依次层叠；
经回流焊炉，使吸气剂(7)与支撑柱(6)焊接在一起，并且使第一导流片(2)、半导体制冷片(3)、第二导流片(4)依次焊接在一起，形成一个模块；
打金线，使芯片(5)及半导体制冷片(3)正负极与对应的接线端子(10)相连接，实现与外界导通线路；
盖上盖板(8)，并通过真空焊接将盖板(8)与壳体(1)焊接。
2.根据权利要求1所述的红外探测器封装方法，其特征在于：所述安装槽设置有隔热板(11)，经回流焊炉后，将隔热板插设到安装槽内，将吸气剂和芯片隔开，并在所述隔热板(11)面向所述吸气剂(7)的一侧设置有吸附层。
3.根据权利要求2所述的红外探测器封装方法，其特征在于：所述安装槽的内侧壁开设有两个相对设置的插槽，所述隔热板(11)的两端对应插设于所述插槽。
4.根据权利要求1所述的红外探测器封装方法，其特征在于：所述壳体(1)沿所述安装槽的边缘方向设置有焊料槽(1a)；待打金线后，在焊料槽内加入焊料片，再将盖板与焊料槽对齐，最终将盖板焊接在壳体。
5.根据权利要求1所述的红外探测器封装方法，其特征在于：所述安装槽的内侧壁设置有安装块(9)，所述安装块(9)设置有接线端子(10)，所述接线端子(10)贯穿所述壳体(1)；打金线时，使芯片及半导体制冷片正负极与对应的接线端子(10)相连接，实现与外界导通线路。
6.根据权利要求1所述的红外探测器封装方法，其特征在于：所述半导体制冷片(3)设置有多个，多个所述半导体制冷片(3)呈矩阵排列结构。
7.根据权利要求6所述的红外探测器封装方法，其特征在于：所述第一导流片(2)和所述第二导流片(4)均设置有多个，所述第一导流片(2)与所述半导体制冷片(3)对应设置；所述第二导流片(4)与所述半导体制冷片(3)对应设置。
8.根据权利要求6所述的红外探测器封装方法，其特征在于：所述第一导流片(2)和所述第二导流片(4)的厚度小于所述半导体制冷片(3)。
9.根据权利要求6所述的红外探测器封装方法，其特征在于：所述第一导流片(2)的顶面面积大于所述半导体制冷片(3)的底面面积，所述第二导流片(4)的底面面积大于所述半导体制冷片(3)的顶面面积。
10.根据权利要求1所述的红外探测器封装方法，其特征在于：所述支撑柱(6)开设有限位槽，所述吸气剂(7)的一端设置于所述限位槽。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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