CN116625517B - 一种新型红外探测器杜瓦 - Google Patents

一种新型红外探测器杜瓦 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型红外探测器杜瓦，包括：外壳部件，外壳部件包括依次连接的下金属壳体、绝缘壳体、以及上金属壳体，其中，绝缘壳体内具有用于容纳吸气剂的容置空间；其中，下金属壳体和上金属壳体均具有用于与吸气剂的电极丝相连接的吸气剂安装部。本发明的外壳部件能取代传统绝缘子、外壳件等零件，在吸气剂焊接过程中不需要进行传统绝缘子焊接，减少了外壳部件所需要的零件数量以及焊缝数量。从而达到了节约工时同时提高效率、简化工艺步骤以及降低工艺难度的目的。同时，焊缝数量的减少也降低了由焊缝不良造成的泄漏风险。

Description

一种新型红外探测器杜瓦
技术领域
本发明涉及红外探测器的技术领域，尤其涉及一种新型红外探测器杜瓦。
背景技术
在目前制冷红外探测器杜瓦的研究制造中，杜瓦主要由冷指部件、外壳部件、引线环、基板、芯片、冷屏、窗口部件等组成。冷指部件、外壳部件、引线环、窗口部件构成了一个密闭腔室，为芯片工作提供真空环境。
为保证杜瓦内部的真空度，需要在杜瓦内腔内安装吸气剂，吸气剂一般安装在外壳部件上。外壳部件由外壳件、吸气剂、绝缘子等零件构成。吸气剂通过电激活后开始工作并持续吸附气体。绝缘子作为在吸气剂激活时的引出电极，由绝缘环和金属芯柱焊接而成。
目前通常方案是：首先焊接各个部件：冷指部件、外壳部件、窗口部件。外壳部件内壁上焊接吸气剂，该吸气剂用于保证杜瓦真空，吸气剂两端电极丝分别连接绝缘子和外壳件。最后将各部件组成一个封闭腔室。
现有技术存在如下缺点：
1、外壳部件需要焊接一个绝缘子作为吸气剂的引出接口。并且在多吸气剂的设计要求下，需要同步增加绝缘子的数量以满足吸气剂的接口需要，例如焊接两个吸气剂需要两个绝缘子。外壳部件的焊接次数多、工艺复杂、操作难度大，焊接的一致性和可靠性较难保证，且焊接次数增多会增大因为焊缝泄漏而造成部件失效的风险。
2、绝缘子的金属芯柱突出于外壳件表面，容易受到撞击导致焊缝失效。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新型红外探测器杜瓦，通过外壳部件的金属壳体+绝缘壳体+金属壳体的结构取代传统的绝缘子+外壳件的结构，同一个绝缘壳体可以布置多个吸气剂，避免使用传统的破坏外壳部件镀层的、突出的绝缘子结构，减少焊缝数量。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种新型红外探测器杜瓦，其中，包括：外壳部件，所述外壳部件包括依次连接的下金属壳体、绝缘壳体、以及上金属壳体，其中，所述绝缘壳体内具有用于容纳吸气剂的容置空间；其中，所述下金属壳体和所述上金属壳体均具有用于与所述吸气剂的电极丝相连接的吸气剂安装部。
上述的新型红外探测器杜瓦，其中，所述下金属壳体和所述上金属壳体均包括：第一盘状结构和与所述第一盘状结构的外缘相连接的第一环状结构；所述绝缘壳体包括：第二环状结构；其中，所述第一盘状结构提供所述吸气剂安装部。
其中，所述第二环状结构的下端与所述下金属壳体的所述第一环状结构固定连接，所述第二环状结构的上端与所述上金属壳体的所述第一环状结构固定连接。
上述的新型红外探测器杜瓦，其中，不具备绝缘子。
上述的新型红外探测器杜瓦，其中，不具备由绝缘环和金属芯柱连接而成绝缘子。
上述的新型红外探测器杜瓦，其中，所述下金属壳体与所述绝缘壳体之间、所述绝缘壳体与所述上金属壳体之间钎焊焊接。
上述的新型红外探测器杜瓦，其中，于所述外壳部件中，仅具备所述下金属壳体与所述绝缘壳体之间、所述绝缘壳体与所述上金属壳体之间的两条焊缝，而不具备其他的焊点或焊缝。
上述的新型红外探测器杜瓦，其中，所述外壳部件的外表面具备且仅具备四条焊缝，所述四条焊缝包括：位于所述外壳部件下端的第一焊缝、连接所述下金属壳体和所述绝缘壳体的第二焊缝、连接所述绝缘壳体和所述上金属壳体的第三焊缝、位于所述外壳部件的上端的第四焊缝。
上述的新型红外探测器杜瓦，其中，所述第一焊缝位于所述下金属壳体的下端，用于所述将下金属壳体与冷指基座焊接。
上述的新型红外探测器杜瓦，其中，所述第四焊缝位于所述上金属壳体的上端，用于将所述上金属壳体与引线环焊接。
上述的新型红外探测器杜瓦，其中，所述下金属壳体、所述绝缘壳体、所述上金属壳体的外表面齐平。
上述的新型红外探测器杜瓦，其中，所述下金属壳体、所述绝缘壳体、所述上金属壳体呈外径大小相等的筒状结构。
上述的新型红外探测器杜瓦，其中，所述下金属壳体、所述绝缘壳体、所述上金属壳体的外表面不具备突出部。
上述的新型红外探测器杜瓦，其中，所述突出部包括但不限于由绝缘子形成的突出部、自所述下金属壳体上向外延伸形成的突出部、自所述绝缘壳体上向外延伸形成的突出部、自所述上金属壳体上向外延伸形成的突出部。
上述的新型红外探测器杜瓦，其中，所述突出部还包括由引线环或由引线环的引针提供的突出部。
上述的新型红外探测器杜瓦，其中，所述吸气剂设于所述外壳部件的内部而不设于引线环的内部。
上述的新型红外探测器杜瓦，其中，所述吸气剂设于所述外壳部件的内部而不设于位于所述外壳部件的上端的引线环的内部。
上述的新型红外探测器杜瓦，其中，所述上金属壳体、所述下金属壳体均为一体式结构。
上述的新型红外探测器杜瓦，其中，所述上金属壳体、所述下金属壳体均不由多个组件拼接而成，所述上金属壳体、所述下金属壳体均为单独的整体的构件。
上述的新型红外探测器杜瓦，其中，不包括用于将所述吸气剂固定连接至所述外壳部件的内壁上的、与所述外壳部件的内壁相连接的支架。
上述的新型红外探测器杜瓦，其中，所述第一盘状结构的中部开设有一供冷指气缸穿过的中孔。
上述的新型红外探测器杜瓦，其中，所述第一盘状结构上还开设有安装槽和/或安装孔；其中，所述安装槽与所述中孔相连接或不连接，所述安装孔与所述中孔相连接或不连接。
上述的新型红外探测器杜瓦，其中，包括多个所述安装孔，多个所述安装孔环绕所述中孔布置；和/或，包括多个所述安装槽，所述安装槽呈长条形，多个所述安装槽均匀分布。
优选的，多个所述安装槽呈十字形布置。
上述的新型红外探测器杜瓦，其中，所述下金属壳体的所述第一盘状结构位于其所述第一环状结构的上端，所述上金属壳体的所述第一盘状结构位于其所述第一环状结构的下端。
上述的新型红外探测器杜瓦，其中，还包括：引线环，所述引线环设于所述上金属壳体的上端。
上述的新型红外探测器杜瓦，其中，还包括：冷指基座，所述下金属壳体与所述冷指基座相连接；冷指气缸，所述冷指气缸的下端固定于所述冷指基座上，所述冷指气缸的上端依次贯穿所述下金属壳体、所述绝缘壳体和所述上金属壳体并凸出于所述上金属壳体；冷台，所述冷指气缸的上端设有所述冷台；窗口部件，所述窗口部件与所述引线环固定连接，所述冷台设于所述窗口部件内。
上述的新型红外探测器杜瓦，其中，所述吸气剂的电极丝与所述第一盘状结构上开设的安装槽的侧壁和/或安装孔的侧壁相连接；或所述吸气剂的电极丝与所述第一盘状结构上开设的中孔的侧壁相连接。
上述的新型红外探测器杜瓦，其中，包括一个柱状吸气剂、或多个柱状吸气剂、或一个环状吸气剂。
本发明由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：
（1）本发明的外壳部件能取代传统绝缘子、外壳件等零件，在吸气剂焊接过程中不需要进行传统绝缘子焊接，减少了外壳部件所需要的零件数量以及焊缝数量。从而达到了节约工时同时提高效率、简化工艺步骤以及降低工艺难度的目的。同时，焊缝数量的减少也降低了由焊缝不良造成的泄漏风险。
（2）本发明可安装多个吸气剂，安装数量在空间允许的情况下不受限制且不需要增加额外的结构件。在提高吸气效率，优化真空性能的同时，也可根据吸气效率的大小将外壳部件作为模块化组件实用。
（3）本发明由于没有传统绝缘子的凸出部结构，避免了杜瓦在测试和安装过程中带来的碰撞变形问题，进一步降低了真空泄漏的风险。
（4）本发明由于结构的作用，不会出现外表面的焊点，提高外观质量。
附图说明
图1是本发明的新型红外探测器杜瓦组件的示意图。
图2是本发明的新型红外探测器杜瓦组件的剖视示意图。
图3至图5是本发明的新型红外探测器杜瓦的吸气剂布置示意图。
图6至图9是本发明的新型红外探测器杜瓦的安装槽、安装孔的布置示意图。
附图中：1、下金属壳体；2、绝缘壳体；3、上金属壳体；4、吸气剂；51、第一盘状结构；511、中孔；512、安装槽；513、安装孔；52、第一环状结构；53、引线环；62、第二环状结构；91、冷指基座；92、冷指气缸；93、冷台；94、窗口部件。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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他实施例，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，“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前”、“后”、“横向”、“竖向”等术语所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，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。
需要特别说明的是，本发明中的“水平”、“垂直”均用于说明大致位置关系，而并非严格的“水平面”或“竖直面”。
请参见图1至图9所示，示出一种较佳实施例的新型红外探测器杜瓦，包括：外壳部件，外壳部件包括依次连接的下金属壳体1、绝缘壳体2、以及上金属壳体3，其中，绝缘壳体2内具有用于容纳吸气剂的容置空间；其中，下金属壳体1和上金属壳体3均具有用于与吸气剂4的电极丝相连接的吸气剂安装部。
具体的，下金属壳体1、绝缘壳体2、以及上金属壳体3形成新型的绝缘子结构，起到与传统的由绝缘环和金属芯柱连接而成的绝缘子的相同的作用。
换言之，本发明的外壳部件同时起到了绝缘子的相同的作用，而不需要布置额外的绝缘子。
更具体的，绝缘壳体2的材料可以是玻璃、陶瓷以及陶瓷复合材料。
更具体的，绝缘壳体2选用陶瓷或陶瓷复合材料，于陶瓷焊接处金属化后钎焊焊接，以使绝缘壳体2与下金属壳体1、上金属壳体3相连接。
需要特别指出的是，绝缘壳体2与下金属壳体1的焊接处、绝缘壳体2与上金属壳体3的焊接处，均位于绝缘壳体2的端部、同时也位于下金属壳体1的端部、上金属壳体3的端部。
在该实施例中，首先，由于焊缝仅出现在结构件的端部，因此不会破坏下金属壳体1、上金属壳体3的表面镀层；其次，由于采用钎焊焊接，在焊接工程中焊料被熔化而基材不会被熔化，因此不会破坏下金属壳体1、上金属壳体3的表面镀层。
需要特别指出的是，金属壳体一般为易锈材料，因此其表面设有镀层作为防锈蚀处理；而绝缘壳体2采用非金属材料，无锈蚀风险，因此无需于其表面提供镀层。
在传统的技术方案中，柱状的、由绝缘环和金属芯柱焊接而成的绝缘子水平地布置在开孔处，绝缘子的一部分突出于一体式的金属壳体，在测试和安装过程中存在由于碰撞而变形的问题。
而本发明的实施例中，不涉及传统的绝缘子结构，不涉及突出于壳体的凸出部，因此避免了在测试和安装过程中的碰撞变形。
此外，本发明的外壳部件的绝缘壳体2的内部可以同时布置多个吸气剂，而不需要像传统的绝缘子那样，一个吸气剂对应一套绝缘子，减少了绝缘子的数量，减少了外壳上的焊接处。
更具体的，将吸气剂4布置在至少包括下金属壳体1、绝缘壳体2、以及上金属壳体3的绝缘子上，其中吸气剂4的下电极丝和上电极丝分别与下金属壳体1和上金属壳体3的安装位置接触。
更具体的，采用点焊的方式将吸气剂和绝缘壳体2焊接在一起，尤其是焊接在绝缘壳体2的内部，以确保绝缘壳体2的外部不具有焊缝或焊点。
进一步，作为一种较佳的实施例，下金属壳体1和上金属壳体3均包括：第一盘状结构51和与第一盘状结构51的外缘相连接的第一环状结构52。
进一步，作为一种较佳的实施例，绝缘壳体2包括：第二环状结构62。
其中，第一盘状结构51提供吸气剂安装部。
其中，第二环状结构62的下端与下金属壳体1的第一环状结构52固定连接，第二环状结构62的上端与上金属壳体3的第一环状结构52固定连接。
在传统的技术方案中，吸气剂固定在位于外壳部件的内壁的吸气剂支撑片上，在外壳部件的内壁上焊接吸气剂支撑片时，一端焊接电极接触外壳部件的外表面，在点焊时会破坏镀层，导致基材氧化。
而本发明的实施例中，通过第一盘状结构51安装吸气剂，无需在外壳部件的内壁上焊接吸气剂支撑片，避免外壳部件的镀层被破坏。
进一步，作为一种较佳的实施例，第一盘状结构51的中部开设有一供冷指气缸穿过的中孔511。
需要特别指出的时，中孔511的内径略大于冷指气缸的外径，对冷指气缸有一定的限位作用，防止冷指产生过大弹性变形从而引起键合丝的形变或者短路失效，并且不会与冷指接触而增大热负载。
具体的，中孔511与冷指气缸之间具有环形的间隙。
优选的，下金属壳体1和上金属壳体3的具体结构根据吸气剂安装数量和种类确定后选用。
本实施例中提供下述多种可选择的下金属壳体1和上金属壳体3的具体结构。
例如，作为一种较佳的实施例，第一盘状结构51上还开设有安装槽512和/或安装孔513。
其中，安装槽512与中孔511相连接或不连接，安装孔513与中孔511相连接或不连接。
例如，作为一种较佳的实施例，包括多个安装孔513，多个安装孔513环绕中孔511布置。
例如，作为一种较佳的实施例，包括多个安装槽512，安装槽512呈长条形，多个安装槽512均匀分布。
优选的，多个安装槽512呈十字形布置。
进一步，作为一种较佳的实施例，即包括一个或多个安装孔513，同时也包括一个或多个安装槽512。
进一步，作为一种较佳的实施例，下金属壳体1的第一盘状结构51位于其第一环状结构52的上端，上金属壳体3的第一盘状结构51位于其第一环状结构52的下端。
进一步，作为一种较佳的实施例，还包括：引线环53，引线环53设于上金属壳体3的上端。
进一步，作为一种较佳的实施例，还包括：冷指基座91，下金属壳体1与冷指基座91相连接。
具体的，下金属壳体1与冷指基座91焊接。
进一步，作为一种较佳的实施例，冷指气缸92，冷指气缸92的下端固定于冷指基座91上，冷指气缸92的上端依次贯穿下金属壳体1、绝缘壳体2和上金属壳体3并凸出于上金属壳体3。
进一步，作为一种较佳的实施例，冷台93，冷指气缸92的上端设有冷台93。
其中，冷指气缸92的上端与冷台93采用钎焊方式焊接在一起。
进一步，作为一种较佳的实施例，冷台93上设有芯片。
具体的，冷台93上粘接有基板，基板上粘接有芯片、冷屏。
进一步，作为一种较佳的实施例，窗口部件94，窗口部件94与引线环53固定连接，冷台93设于窗口部件94内。
具体的，窗口部件94焊接在陶瓷引线环上。
更具体的，窗口部件94与陶瓷引线环、外壳部件、冷指部件构成芯片工作所需的真空环境。
进一步，作为一种较佳的实施例，吸气剂4的电极丝与第一盘状结构51上开设的安装槽512的侧壁和/或安装孔513的侧壁相连接。
进一步，作为一种较佳的实施例，吸气剂4的电极丝与第一盘状结构51上开设的中孔511的侧壁相连接。
进一步，作为一种较佳的实施例，吸气剂4可选择地包括一个柱状吸气剂、或多个柱状吸气剂、或一个环状吸气剂。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种红外探测器杜瓦，其特征在于，包括：
外壳部件，所述外壳部件包括依次连接的下金属壳体、绝缘壳体、以及上金属壳体，其中，所述绝缘壳体内具有用于容纳吸气剂的容置空间；
其中，所述下金属壳体和所述上金属壳体均具有用于与所述吸气剂的电极丝相连接的吸气剂安装部；
所述下金属壳体和所述上金属壳体均包括：第一盘状结构和与所述第一盘状结构的外缘相连接的第一环状结构；
所述绝缘壳体包括：第二环状结构；
其中，所述第一盘状结构提供所述吸气剂安装部；
其中，所述第二环状结构的下端与所述下金属壳体的所述第一环状结构固定连接，所述第二环状结构的上端与所述上金属壳体的所述第一环状结构固定连接；
所述第一盘状结构的中部开设有一供冷指气缸穿过的中孔；
所述第一盘状结构上还开设有安装槽和/或安装孔；
其中，所述安装槽与所述中孔相连接或不连接，所述安装孔与所述中孔相连接或不连接。
2.根据权利要求1所述的红外探测器杜瓦，其特征在于，包括多个所述安装孔，多个所述安装孔环绕所述中孔布置；
和/或，包括多个所述安装槽，所述安装槽呈长条形，多个所述安装槽均匀分布。
3.根据权利要求1所述的红外探测器杜瓦，其特征在于，所述下金属壳体的所述第一盘状结构位于其所述第一环状结构的上端，所述上金属壳体的所述第一盘状结构位于其所述第一环状结构的下端。
4.根据权利要求1所述的红外探测器杜瓦，其特征在于，还包括：引线环，所述引线环设于所述上金属壳体的上端。
5.根据权利要求4所述的红外探测器杜瓦，其特征在于，还包括：
冷指基座，所述下金属壳体与所述冷指基座相连接；
冷指气缸，所述冷指气缸的下端固定于所述冷指基座上，所述冷指气缸的上端依次贯穿所述下金属壳体、所述绝缘壳体和所述上金属壳体并凸出于所述上金属壳体；
冷台，所述冷指气缸的上端设有所述冷台；
窗口部件，所述窗口部件与所述引线环固定连接，所述冷台设于所述窗口部件内。
6.根据权利要求1所述的红外探测器杜瓦，其特征在于，所述吸气剂的电极丝与所述第一盘状结构上开设的安装槽的侧壁和/或安装孔的侧壁相连接；
或所述吸气剂的电极丝与所述第一盘状结构上开设的中孔的侧壁相连接。
7.根据权利要求1所述的红外探测器杜瓦，其特征在于，包括一个柱状吸气剂、或多个柱状吸气剂、或一个环状吸气剂。
8.根据权利要求1所述的红外探测器杜瓦，其特征在于，不具备绝缘子。
9.根据权利要求1所述的红外探测器杜瓦，其特征在于，所述外壳部件的外表面具备且仅具备四条焊缝，所述四条焊缝包括：
位于所述外壳部件下端的第一焊缝、连接所述下金属壳体和所述绝缘壳体的第二焊缝、连接所述绝缘壳体和所述上金属壳体的第三焊缝、位于所述外壳部件的上端的第四焊缝。
10.根据权利要求1所述的红外探测器杜瓦，其特征在于，所述下金属壳体、所述绝缘壳体、所述上金属壳体的外表面不具备突出部。
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