FR2629912A1 - Dispositif de detection infra-rouge fonctionnant a basse temperature - Google Patents
Dispositif de detection infra-rouge fonctionnant a basse temperature Download PDFInfo
- Publication number
- FR2629912A1 FR2629912A1 FR8810814A FR8810814A FR2629912A1 FR 2629912 A1 FR2629912 A1 FR 2629912A1 FR 8810814 A FR8810814 A FR 8810814A FR 8810814 A FR8810814 A FR 8810814A FR 2629912 A1 FR2629912 A1 FR 2629912A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- cold
- cold finger
- detector
- finger
- electrical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 21
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 5
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims 2
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 claims 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N Beryllium oxide Chemical compound O=[Be] LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/024—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/06—Arrangements for eliminating effects of disturbing radiation; Arrangements for compensating changes in sensitivity
- G01J5/061—Arrangements for eliminating effects of disturbing radiation; Arrangements for compensating changes in sensitivity by controlling the temperature of the apparatus or parts thereof, e.g. using cooling means or thermostats
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
- G01J5/28—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors using photoemissive or photovoltaic cells
- G01J2005/283—Array
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/484—Connecting portions
- H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
- H01L2224/48465—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/191—Disposition
- H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
- H01L2924/19107—Disposition of discrete passive components off-chip wires
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
La présente invention concerne un dispositif de détection infra-rouge fonctionnant à basse température. Selon l'invention, la table froide 7 comprend deux plaques ou couches 11, 12 en alumine frittée, enserrant un réseau 13 de conducteurs métalliques 14, par exemple en tungstène. Cette table froide peut être obtenue par co-frittage d'alumine et de tungstène. La présente invention s'applique à la détection infra-rouge.
Description
DISPOSITIF DE DETECTION INFRA-ROUGE FONCTIONNANT A BASSE
TEMPE RATURE
La présente invention se rapporte aux dispositifs de détection infra-rouge fonctionnant à basse tempéra ture,.c'est-à-dire dans une zone de températures comprises entre 50 K et 130 K.
TEMPE RATURE
La présente invention se rapporte aux dispositifs de détection infra-rouge fonctionnant à basse tempéra ture,.c'est-à-dire dans une zone de températures comprises entre 50 K et 130 K.
On connait déjà de tels dispositifs comprenant de manière principale
- un cryostat pour la génération et le maintien de basses températures, un détecteur infra-rouge disposé à l'intérieur du cryostat par l'intermédiaire d'une table froide
- et des moyens de connexion électrique entre le détecteur précité et l'extérieur dù cryostat.
- un cryostat pour la génération et le maintien de basses températures, un détecteur infra-rouge disposé à l'intérieur du cryostat par l'intermédiaire d'une table froide
- et des moyens de connexion électrique entre le détecteur précité et l'extérieur dù cryostat.
Le cryostat comporte
- une enceinte extérieure, ayant généralement la forme d'un cylindre, pourvue à une extrémité d'une fenêtre optique et ouverte à l'autre extrémité
- un manchon de refroidissement, disposé coaxialement dans l'enveloppe extérieure, en étant emboîté dans l'ouverture de cette dernière ; une partie du manchon est contenue par l'enveloppe précitée, et consiste en un doigt froid, ayant la forme d'un tube, par exemple destiné à contenir un dispositif cryogénérateur, et une autre partie émerge du vase Dewar, constitué par l'en- veloppe extérieure sous vide entourant à distance le doigt froid
- une table froide sous la forme d'un support plan, disposée transversalement, c'est-à-dire perpendiculairement par rapport au doigt froid précité ; cette table ferme le doigt froid, et est en relation d'échange thermique avec ce dernier ; cette table froide a des dimensions transversales supérieures à celles du doigt froid, c'est-à-dire au. diamètre de la section de ce dernier
- une bride d'interface mécanique, solidaire de la partie extérieure du manchon de refroidissement, permettant de fixer l'ensemble du dispositif de détection sur tout appareil ou dispositif approprié
- des broches électriques traversant la plaque annulaire fermant l'enceinte extérieure, disposée entre cette dernière et le manchon de refroidissement ; ces broches passent de l'intérieur à l'extérieur du cryostat, sont réparties sur le pourtour de cette plaque annulaire, et mettent donc en relation électrique l'intérieur et l'extérieur du vase Dewar.
- une enceinte extérieure, ayant généralement la forme d'un cylindre, pourvue à une extrémité d'une fenêtre optique et ouverte à l'autre extrémité
- un manchon de refroidissement, disposé coaxialement dans l'enveloppe extérieure, en étant emboîté dans l'ouverture de cette dernière ; une partie du manchon est contenue par l'enveloppe précitée, et consiste en un doigt froid, ayant la forme d'un tube, par exemple destiné à contenir un dispositif cryogénérateur, et une autre partie émerge du vase Dewar, constitué par l'en- veloppe extérieure sous vide entourant à distance le doigt froid
- une table froide sous la forme d'un support plan, disposée transversalement, c'est-à-dire perpendiculairement par rapport au doigt froid précité ; cette table ferme le doigt froid, et est en relation d'échange thermique avec ce dernier ; cette table froide a des dimensions transversales supérieures à celles du doigt froid, c'est-à-dire au. diamètre de la section de ce dernier
- une bride d'interface mécanique, solidaire de la partie extérieure du manchon de refroidissement, permettant de fixer l'ensemble du dispositif de détection sur tout appareil ou dispositif approprié
- des broches électriques traversant la plaque annulaire fermant l'enceinte extérieure, disposée entre cette dernière et le manchon de refroidissement ; ces broches passent de l'intérieur à l'extérieur du cryostat, sont réparties sur le pourtour de cette plaque annulaire, et mettent donc en relation électrique l'intérieur et l'extérieur du vase Dewar.
Le détecteur infra-rouge est substantiellement plat, et a la forme d'une plaquette pourvue sur son pourtour d'une pluralité de contacts électriques pour les entrées et sorties du détecteur. Ce dernier est monté à plat sur la table froide précitée, à l'extérieur du doigt froid.
La liaison électrique entre les contacts du détecteur et les différentes broches associées à la plaque de fermeture du vase Dewar sont réalisées sous la forme d'une ou plusieurs nappes de conducteurs souples, disposées à l'intérieur du vase Dewar, en appui d'un côté sur le rebord de la table froide, et liées de l'autre côté aux broches précitées.
Cette liaison électrique par nappe présente divers inconvénients
- ces nappes de conducteurs souples sont en général réalisées avec un matériau plastique ou des produits organiques, lesquels se dégazent au cours du temps et rendent difficile le maintien du vide dans le vase
Dewar
- les connexions entre, d'un côté les contacts électriques du détecteur, et de l'autre côté les broches, sont assez difficiles à mettre en oeuvre dans la pratique, en particulier au niveau de la périphérie du détecteur ;
- en définitive, si le dispositif décrit précédemment dispose de bonnes performances, sa connectique apparait difficile à mettre en oeuvre, et peut être une source de panne ou défaillance du système de détection.
- ces nappes de conducteurs souples sont en général réalisées avec un matériau plastique ou des produits organiques, lesquels se dégazent au cours du temps et rendent difficile le maintien du vide dans le vase
Dewar
- les connexions entre, d'un côté les contacts électriques du détecteur, et de l'autre côté les broches, sont assez difficiles à mettre en oeuvre dans la pratique, en particulier au niveau de la périphérie du détecteur ;
- en définitive, si le dispositif décrit précédemment dispose de bonnes performances, sa connectique apparait difficile à mettre en oeuvre, et peut être une source de panne ou défaillance du système de détection.
La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients précités. Plus précisément, l'invention a pour objet un mode de connexion électrique entre le détecteur et les broches du dispositif, facile à mettre en oeuvre et à réaliser, et présentant de ce fait une bonne fiabilité.
Selon la présente invention, la table- froide comprend, disposés parallèlement les uns aux autres, une plaque inférieure et une plaque supérieure, par rapport au doigt froid, en matériau rigide, isolant électrique, mais relativement conducteur de la chaleur à basse température, et au moins un réseau plan intercalaire de conducteurs électriques disposé entre deux plaques telles que définies précédemment. Chaque conducteur appartenant au réseau plan intercalaire s'étend transversalement entre, d'une part un plot métallique extérieur traversant au moins la plaque supérieure, située à la périphérie du détecteur, et en liaison électrique avec un dit contact électrique du détecteur, et d'autre part un plot métallique intérieur traversant au moins la plaque inférieure, situé dans le périmètre défini par le détecteur.Et des moyens de connexion électrique, par exemple traditionnels, sont prévus entre les plots intérieurs et les différentes broches respectivement.
Les termes "intérieur" et "extérieur" visent à différencier la position relative des plots correspondants, par rapport au doigt froid, le plot extérieur étant radialement plus éloigné dudit doigt que le plot intérieur.
Par "relativement conducteur de la chaleur à basse température", on entend un matériau ayant une conductibilité thermique supérieure à 1 W.cm l .X 1, dans la zone de température précitée, c'est-à-dire entre 50 et 130 K.
Préférentiellement, les plaques sont en matériau céramique, par exemple en alumine, et les conducteurs en métal frittable, par exemple tungstène, de telle sorte que . nsemble de la table froide peut être obtenu par co-frittage des matériaux précités ; ce qui simplifie considérablement le mode de réalisation de la table froide.
La dénomination "plaque" désigne ou un composant, ou une couche du matériau tridimensionnel,dela table.
Dans le premier cas, la plaque est physiquement identifiable et séparable dans le produit final, à savoir la table. Dans le second cas, la plaque n'est pas séparable, ou identifiable en tant que telle dans la table, et alors l'expression "plaque" désigne la ou les couches du matériau final, séparées par les réseaux plans intercalaires de connexion électrique ; le second cas peut être illustré par la technique de co-frittage, pour laquelle le matériau final a une structure tridimensionnelle, et peut être intrinsèquement indifférencié selon la hauteur.
L'invention permet essentiellement de répartir et distribuer les conducteurs électriques assurant la liaison nécessaire de part et d'autre de la table froide, au sein et dans le volume de cette dernière, en particulier en répartissant ces conducteurs selon différents plans entre la face supérieure et la face inférieure de la table froide.
De cette manière, quels que soient le nombre et.la complexité des contacts électriques associés au détecteur, il est possible de disposer de plots intérieurs correspondants régulièrement répartis à la périphérie du doigt froid. I1 est alors beaucoup plus facile de relier ces plots intérieurs aux broches électriques définies précédemment.
L'invention apporte en outre les avantages déterminants suivants.
Les plots intérieurs étant ramenés et répartis autour du doigt froid, les moyens de connexion électriques avec les différentes broches peuvent consister en une pluralité de conducteurs électriques, par exemple métallisés, disposés au contact de et répartis à l'ex- térieur du doigt froid, chaque conducteur s'étendant selon la direction axiale de ce dernier, et étant relié électriquement à une extrémité à un plot intérieur, et à l'autre extrémité à une broche correspondante. Ceci permet de refroidir au surplus les connexions électriques avec les broches et par- conséquent d'augmenter l'intensité des signaux d'entrée ou sortie vers le détecteur.
Par ailleurs, selon l'invention, la périphérie de la table froide devient complétement dégagée, et peut être utilisée à d'autres fins. Par exemple, on peut disposer un écran froid, sous la forme d'un cadre métallique continu avec fenêtre, en contact thermique avec la totalité du pourtour de la table froide, les dimensions transversales de la fenêtre étant en relation avec celles du détecteur infra-rouge. Cette solution complémentaire permet de disposer d'un écran pouvant être facilement monté sur la table, d'améliorer le contact thermique entre table et écran, et de supprimer tous rayons parasites, ayant une incidence latérale par rapport au détecteur infra-rouge.
La présente invention est maintenant décrite par référence aux dessins annexés, dans lesquels
- la figure 1 représente en perspective et en vue éclatée, un dispositif de détection infra-rouge conforme à l'invention
- la figure 2 représente, de manière schématique, une vue en coupe axiale selon le plan de coupe II-II représenté à la figure 1, de la table froide, du détecteur et du doigt froid, présents dans le dispositif de détection de la figure 1
- les figures 3a, 3b, 3c, représentent respectivement en vue de dessous, en coupe selon la ligne B-B de la figure 3b, et de dessus, une table froide conforme à la présente invention, mais différente de celle représentée à la figure 2
- selon le même mode de représentation que celui adopté à la figure 2, les figures 4 à 7 représentent d'autres modes d'exécution d'un dispositif de détection infra-rouge conforme à la présente invention.
- la figure 1 représente en perspective et en vue éclatée, un dispositif de détection infra-rouge conforme à l'invention
- la figure 2 représente, de manière schématique, une vue en coupe axiale selon le plan de coupe II-II représenté à la figure 1, de la table froide, du détecteur et du doigt froid, présents dans le dispositif de détection de la figure 1
- les figures 3a, 3b, 3c, représentent respectivement en vue de dessous, en coupe selon la ligne B-B de la figure 3b, et de dessus, une table froide conforme à la présente invention, mais différente de celle représentée à la figure 2
- selon le même mode de représentation que celui adopté à la figure 2, les figures 4 à 7 représentent d'autres modes d'exécution d'un dispositif de détection infra-rouge conforme à la présente invention.
Conformément à la figure 1, et en se référant en particulier à la définition générale déjà donnée dans le préambule de la présente description, un dispositif selon l'invention se présente essentiellement sous la forme d'un cryostat comprenant
- une enveloppe extérieure (1) métallique, pourvue d'un côté d'une fenêtre optique (2) fermant ladite enceinte, et ouverte de l'autre côté
- un manchon de refroidissement (3) disposé coaxialement et en partie à l'intérieur de l'enceinte, par l'intermédiaire d'une plaque annulaire non représentée, mais dont le prolongement est constitué par la bride extérieure de support mécanique (4) ; ce manchon comporte essentiellement deux parties, à savoir une partie extérieure (5), formant dans cet exemple particulier orifice pour le plongeur d'un cryogénérateur, et une partie intérieure (6) formant doigt froid, et se présentant sous la forme d'un tube destiné à contenir le plongeur du cryogénérateur mis en oeuvre ; l'enceinte extérieure (1), fermée par la plaque annulaire précitée et le doigt froid constituent un vase Dewar placé sous vide
- une table froide (7), disposée transversalement, c'est-à-dire perpendiculairement par rapport au doigt froid (6) ; cette table froide a des dimensions transversales supérieures à celles du doigt froid, c'est-à- dire au diamètre de la section de ce dernier ; et cette table froide est substantiellement plate comme décrit ci-après
- différentes broches électriques (8), traversant la plaque annulaire précitée, et établissant une liaison électrique entre l'intérieur du vase Dewar et l'exté- rieur de ce dernier ; ces broches (8) sont réparties autour du manchon de refroidissement (3), entre ce dernier et la bride (4) de support mécanique.
- une enveloppe extérieure (1) métallique, pourvue d'un côté d'une fenêtre optique (2) fermant ladite enceinte, et ouverte de l'autre côté
- un manchon de refroidissement (3) disposé coaxialement et en partie à l'intérieur de l'enceinte, par l'intermédiaire d'une plaque annulaire non représentée, mais dont le prolongement est constitué par la bride extérieure de support mécanique (4) ; ce manchon comporte essentiellement deux parties, à savoir une partie extérieure (5), formant dans cet exemple particulier orifice pour le plongeur d'un cryogénérateur, et une partie intérieure (6) formant doigt froid, et se présentant sous la forme d'un tube destiné à contenir le plongeur du cryogénérateur mis en oeuvre ; l'enceinte extérieure (1), fermée par la plaque annulaire précitée et le doigt froid constituent un vase Dewar placé sous vide
- une table froide (7), disposée transversalement, c'est-à-dire perpendiculairement par rapport au doigt froid (6) ; cette table froide a des dimensions transversales supérieures à celles du doigt froid, c'est-à- dire au diamètre de la section de ce dernier ; et cette table froide est substantiellement plate comme décrit ci-après
- différentes broches électriques (8), traversant la plaque annulaire précitée, et établissant une liaison électrique entre l'intérieur du vase Dewar et l'exté- rieur de ce dernier ; ces broches (8) sont réparties autour du manchon de refroidissement (3), entre ce dernier et la bride (4) de support mécanique.
Comme représenté à la figure 2, le détecteur infrarouge (9) se présente sous la forme d'une plaquette généralement rectangulaire, disposée à plat et montée sur la face extérieure de la table froide (7). Cette plaquette consiste de manière générale en un circuit de détection fonctionnant à basse température. Sur la face extérieure de cette plaquette (9), et à sa périphérie, différents contacts électriques (10) d'entrée et sortie avec le circuit de détection sont répartis et distribués selon un périmètre généralement rectangulaire (conférer figure 3c). C'est la face extérieure du détecteur (9) qui reçoit le signal optique en provenance de la fenêtre (2).
Conformément à la figure 2, la table froide (7) comprend, disposés parallèlement les uns aux autres
- une plaque inférieure (12) et une plaque supérieure (11), par rapport au doigt froid (6), en matériau rigide, isolant électrique, mais relativement conducteur de la chaleur à basse température, par exemple une céramique à base d'alumine
- un réseau plan (13) intercalaire de conducteurs électriques (14), disposé entre les deux plaques (11) et (12) ; ce réseau est obtenu par exemple à partir d'un métal frittable, par exemple du tungstène.
- une plaque inférieure (12) et une plaque supérieure (11), par rapport au doigt froid (6), en matériau rigide, isolant électrique, mais relativement conducteur de la chaleur à basse température, par exemple une céramique à base d'alumine
- un réseau plan (13) intercalaire de conducteurs électriques (14), disposé entre les deux plaques (11) et (12) ; ce réseau est obtenu par exemple à partir d'un métal frittable, par exemple du tungstène.
Comme représenté aux figures 3a à 3c, chaque conducteur (14) s'étend transversalement, par exemple radialement, entre d'une part, un plot métallique (15) extérieur, traversant la plaque supérieure (11), et situé à la périphérie du détecteur (9), et d'autre part, un plot métallique intérieur (16), traversant la plaque inférieure (12), situé dans le périmètre défini par le détecteur (9). Tous les plots métalliques extérieurs (15) sont en liaison par des fils de soudure (17) avec respectivement les différents contacts électriques (10) du détecteur (9). Quant aux plots intérieurs (16), ils sont connectés électriquement avec les différentes broches (8), comme décrit ci-après.
Le doigt froid (6) étant réalisé en matériau céramique ou vitreux, par exemple du verre, une pluralité de conducteurs électriques (18), sous la forme d'un dépôt métallisé, sont disposés au contact du doigt (6), et répartis à l'extérieur de ce dernier. Chaque conducteur est allongé selon la direction du doigt froid (6), et est relié électriquement, à une extrémité à un plot intérieur (16), par un fil (19) micro-soudé, et à l'autre extrémité, de manière non représentée, à une broche (8).
Un écran froid (20) se présente sous la forme d'un cadre métallique continu ayant le même contour que celui de la table froide (7), rectangulaire, et définissant une fenêtre (20a). Ce cadre métallique (20) est disposé en contact thermique avec le pourtour de la table froide (7). Les dimensions transversales de la fenêtre (20a) sont en relation avec celles du détecteur infra-rouge (9), et plus précisément légèrement inférieures à celles dudit détecteur.
La technique du co-frittage d'une céramique du type alumine avec un métal pouvant être fritté a été décrite et utilisée pour obtenir des supports et/ou empaquetages multi-couches de micro-circuits électroniques, lesdits supports incorporant dans leur volume les différents conducteurs électriques de liaison avec le micro-circuit, et/ou d'autres composants électriques tels que résistances, capacités, etc...A cet égard, on se référera utilement aux publications suivantes
- Cox, J.J. "Multilayer Ceramic Wiring for Hybrid
LSI", Microelectronics, v2, p34-8, Feb. 1969
- Otsuka, Kanji, Usami, Tamotsu & Sekihata, Masao, "Interfacial Bond Strength in Alumina Ceramics Metal- lized and Cofired with Tungsten", Ceramic Bulletin p540-5, 1980
- Rogers ,T., "Cofired Technology Incorporating
Refractory Metals and Alumina of Beryllia Ceramic Materials", Nepcon West 1983.
- Cox, J.J. "Multilayer Ceramic Wiring for Hybrid
LSI", Microelectronics, v2, p34-8, Feb. 1969
- Otsuka, Kanji, Usami, Tamotsu & Sekihata, Masao, "Interfacial Bond Strength in Alumina Ceramics Metal- lized and Cofired with Tungsten", Ceramic Bulletin p540-5, 1980
- Rogers ,T., "Cofired Technology Incorporating
Refractory Metals and Alumina of Beryllia Ceramic Materials", Nepcon West 1983.
La technique de. co-frittage mise en oeuvre selon l'invention pour obtenir la table froide d'un cryostat ne diffère pas de celle identifiée précédemment. En particulier, les plots métalliques selon l'invention, dits intérieurs et extérieurs, peuvent être obtenus à la manière des "vias" décrits dans les publications précédentes, ctest-à-dire des connexions électriques verticales établies entre les différentes couches selon cette technique antérieure.
Le mode d'exécution conforme aux figures 3a et 3b diffère de celui décrit pr8cédemmet par les points suivants
- outre la plaque supérieure (11), la plaque n- férieure (12), il existe une plaque médiane (21), répondant à la même définition que précédemment, c'est-à-dire constituée à partir d'alumine frittée
- un premier réseau intercalaire (13) est disposé entre les plaques ou couches (11) et (21), tandis qu'un deuxième réseau de conducteurs métalliques est disposé entre les plaques (21) et (12).
- outre la plaque supérieure (11), la plaque n- férieure (12), il existe une plaque médiane (21), répondant à la même définition que précédemment, c'est-à-dire constituée à partir d'alumine frittée
- un premier réseau intercalaire (13) est disposé entre les plaques ou couches (11) et (21), tandis qu'un deuxième réseau de conducteurs métalliques est disposé entre les plaques (21) et (12).
De cette manière, en fonction de l'encombrement ou du nombre des différentes connexions électriques à éta- blir avec le détecteur (9), et à amener au voisinage du doigt froid, il est possible de répartir tous les conducteurs (14) nécessaires, en hauteur, dans le volume de la table froide (7).
Conformément aux figures 2 et 5, le doigt froid (6) étant établi en matériau vitreux ou céramique, le moyen de liaison entre la table froide (7) et le doigt froid (6), comprend, d'une part un raccord métallique tubulaire (23), soudé sur l'extrémité du doigt froid, et comportant une bride (23a) extérieure de fixation, et d'autre part un joint de brasure (24) entre la bride (23a) et la plaque inférieure -(12) de la table froide (7).
Conformément à la figure 5, le raccord (23) est constitué par deux parties (23b, 23c), pouvant être soudées lune sur l'autre, par exemple par laser. Ceci permet de tester complétement la partie détection infrarouge, avant montage définitif de cette dernière dans le cryostat.
Conformément aux figures 4 et 7, le tube du doigt froid (6) étant toujours établi en matériau vitreux ou céramique, ce dernier est fermé par un fond (6a) droit et transversal. La plaque inférieure (12) de la table froide est liée au fond droit (6a) par un joint (25 > .de brasure, ou un scellement. Conformément à la figure 4, un lamage dégageant une encoche de centrage a été effectué sur -la plaque (12), pour rigidifier l'assemblage de la table (7) et du doigt (6).
Conformément à la figure 6, les plots intérieurs se présentent sous la forme de têtons métalliques saillants.
Le mode d'assemblage de la table (7) et du tube (6) selon la figure 7 est identique à celui précédemment décrit par référence aux figures 4 et 6. Toujours selon cette figure, les moyens de connexion électrique avec les différents plots intérieurs (16) comprennent un anneau plat (26) en matériau rigide, isolant électrique mais relativement conducteur de la chaleur à basse température, par exemple en alumine frittée. Cet anneau (26) a des dimensions extérieures inférieures aux dimensions transversales de la plaque inférieure (12), et est solidarisé sur la face extérieure de cette dernière, par tous moyens appropriés. Cet anneau plat (26) incorpore une pluralité de connexions (27) électriques, reliant chaque plot inférieur de la table froide (7) et' un plot (28) métallisé sur la tranche de l'anneau. La liaison électrique vers les broches est établie comme précédemment par un fil (19) micro-soudé entre un conducteur (18) et un plot (28) sur tranche.
Claims (9)
1/ Dispositif de détection infra-rouge fonctionnant à basse température, comprenant un cryostat pourvu d'un doigt froid (6) sous la forme d'un tube destiné à un échange thermique avec une source froide, et d'une table froide (7) sous la forme d'un support plan disposé transversalement par rapport au doigt froid, et en relation d'échange thermique avec ce dernier, la table froide ayant des dimensions transversales supérieures à celles du doigt froid, un détecteur (9) infra-rouge substantiellement plat, monté sur la table froide à l'extérieur du doigt froid, comprenant une pluralité de contacts électriques (10) répartis sur le pourtour du détecteur, des moyens de connexion électrique entre les contacts électriques du détecteur et différentes broches (8) associées respectivement auxdits contacts, lesdites broches passant de l'intérieur à l'extérieur, caractérisé en ce que la table froide (7) comprend disposes parallèlement les uns aux autres, une plaque in férieure (12) et une plaque supérieure (11) par rapport au doigt froid, en matériau rigide, isolant électrique, mais relativement conducteur de la chaleur à basse température, et au moins un réseau plan (13) intercalaire de conducteurs électriques (14) disposé entre deux plaques telles que définies précédemment, chaque conducteur (14) s'étendant transversalement entre, d'une part un plot métallique extérieur (15) traversant au moins la plaque supérieure (11), situé à la périphérie du détecteur, et en liaison électrique avec un dit contact électrique (10) du détecteur (9), et d'autre part un plot métallique intérieur (16) traversant au moins la plaque inférieure (12), situé dans le périmètre défini par le détecteur, des moyens de connexion électrique étant prévus entre les plots intérieurs (16) et les diffé rentes broches (8) respectivement.
2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de connexion électrique comportent une pluralité de conducteurs électriques disposés au contact et répartis.à l'extérieur du doigt froid, selon la direction du doigt froid, chaque conducteur étant relié électriquement à une extrémité à un plot intérieur et à l'autre extrémité à une broche.
3/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les plaques (11, 12) sont en matériau céramique, notamment alumine.
4/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conducteurs sont en métal frittable, notamment tungstène.
5/ Dispositif selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la table froide (7) est obtenue par co-frittage du matériau céramique et du métal frittable.
6/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un écran froid (20), sous la forme d'un cadre métallique continu avec fenêtre (20a), est disposé et en contact thermique avec la totalité du pourtour de la table froide (7), les dimensions transversales de la fenêtre étant en relation avec celles du détecteur infra-rouge.
7/ Dispositif selon la revendication 1, selon lequel le tube (6) du doigt froid est établi en matériau vitreux ou céramique, caractérisé en ce que un moyen de liaison entre la table froide (7) et le doigt froid (6) comprend, d'une part un raccord (23) métallique tubulaire avec bride extérieure (23a) de fixation, soudé sur l'extrémité du doigt froid, et d'autre part un joint (24) de brasure ou scellement entre la bride et la plaque inférieure de la table froide.
8/ Dispositif selon la revendication 1, selon lequel le tube (6) du doigt froid est établi en matériau vitreux ou céramique, caractérisé en ce que le doigt froid est fermé par un fond (6a) droit et transversal, et la plaque inférieure (12) de la table froide est liée au fond- droit du doigt froid par un joint de brasure (25) ou scellement.
9/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de connexion électrique avec les différents plots intérieurs (16) comprennent un anneau plat (26) en matériau rigide isolant électrique, mais relativement conducteur de la chaleur à basse température, de dimensions extérieures inférieures aux dimensions transversales de la plaque inférieure (12), solidarisé sur cette dernière, incorporant une pluralité de connexions (27) électriques reliant chacune un plot intérieur (16) de la table froide et un plot (28) métallisé sur la tranche de l'anneau.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8810814A FR2629912B1 (fr) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | Dispositif de detection infra-rouge fonctionnant a basse temperature |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8810814A FR2629912B1 (fr) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | Dispositif de detection infra-rouge fonctionnant a basse temperature |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2629912A1 true FR2629912A1 (fr) | 1989-10-13 |
| FR2629912B1 FR2629912B1 (fr) | 1992-01-10 |
Family
ID=9369287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8810814A Expired - Fee Related FR2629912B1 (fr) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | Dispositif de detection infra-rouge fonctionnant a basse temperature |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2629912B1 (fr) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5098198A (en) * | 1990-04-19 | 1992-03-24 | Applied Materials, Inc. | Wafer heating and monitor module and method of operation |
| US5103097A (en) * | 1989-08-22 | 1992-04-07 | Societe Francaise De Detecteurs Infrarouges - Sofradir | Infrared detection device |
| EP0723142A1 (fr) * | 1995-01-20 | 1996-07-24 | Societe Francaise De Detecteurs, Infrarouges- Sofradir | Dispositif de détection d'ondes électromagnétiques,et notamment de rayonnements infra-rouges |
| US6121061A (en) * | 1997-11-03 | 2000-09-19 | Asm America, Inc. | Method of processing wafers with low mass support |
| FR2825290A1 (fr) * | 2001-05-29 | 2002-12-06 | Sofradir | Procede de realisation d'un dispositif d'absorption de gaz residuels au sein d'une enceinte sous vide et detecteur d'ondes electromagnetiques mettant en oeuvre un tel dispositif d'absorption |
| FR2833409A1 (fr) * | 1991-05-10 | 2003-06-13 | Marconi Gec Ltd | Detecteur infrarouge |
| US9885123B2 (en) | 2011-03-16 | 2018-02-06 | Asm America, Inc. | Rapid bake of semiconductor substrate with upper linear heating elements perpendicular to horizontal gas flow |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3259865A (en) * | 1964-01-06 | 1966-07-05 | Micro State Electronics Corp | Dewar for cryogenic cooling of solid state device |
| JPS5777923A (en) * | 1980-10-31 | 1982-05-15 | Fujitsu Ltd | Infrared ray detector |
| FR2530382A1 (fr) * | 1982-07-16 | 1984-01-20 | Thomson Csf | Dispositif cryostatique de faibles dimensions pour photodetecteurs |
| DE3344713A1 (de) * | 1983-12-10 | 1985-06-20 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Strahlungsdetektor |
| EP0154947A2 (fr) * | 1984-03-12 | 1985-09-18 | Honeywell Inc. | Appareil à vase Dewar |
| WO1988004037A1 (fr) * | 1986-11-21 | 1988-06-02 | Santa Barbara Research Center | Cryomoteur dewar a detecteur integre |
-
1988
- 1988-08-05 FR FR8810814A patent/FR2629912B1/fr not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3259865A (en) * | 1964-01-06 | 1966-07-05 | Micro State Electronics Corp | Dewar for cryogenic cooling of solid state device |
| JPS5777923A (en) * | 1980-10-31 | 1982-05-15 | Fujitsu Ltd | Infrared ray detector |
| FR2530382A1 (fr) * | 1982-07-16 | 1984-01-20 | Thomson Csf | Dispositif cryostatique de faibles dimensions pour photodetecteurs |
| DE3344713A1 (de) * | 1983-12-10 | 1985-06-20 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Strahlungsdetektor |
| EP0154947A2 (fr) * | 1984-03-12 | 1985-09-18 | Honeywell Inc. | Appareil à vase Dewar |
| WO1988004037A1 (fr) * | 1986-11-21 | 1988-06-02 | Santa Barbara Research Center | Cryomoteur dewar a detecteur integre |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 6, no. 159 (P-136)[1037], 20 août 1982; & JP-A-57 77 923 (FUJITSU K.K.) 15-05-1982 * |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5103097A (en) * | 1989-08-22 | 1992-04-07 | Societe Francaise De Detecteurs Infrarouges - Sofradir | Infrared detection device |
| US5098198A (en) * | 1990-04-19 | 1992-03-24 | Applied Materials, Inc. | Wafer heating and monitor module and method of operation |
| FR2833409A1 (fr) * | 1991-05-10 | 2003-06-13 | Marconi Gec Ltd | Detecteur infrarouge |
| EP0723142A1 (fr) * | 1995-01-20 | 1996-07-24 | Societe Francaise De Detecteurs, Infrarouges- Sofradir | Dispositif de détection d'ondes électromagnétiques,et notamment de rayonnements infra-rouges |
| FR2729757A1 (fr) * | 1995-01-20 | 1996-07-26 | Sofradir | Dispositif de detection d'ondes electromagnetiques, et notamment de rayonnements infra-rouges |
| US5619039A (en) * | 1995-01-20 | 1997-04-08 | Societe Francaise De Detecteurs Infra-Rouges - Sofradir | Device for the detection of electromagnetic waves and, in particular, of infrared radiation |
| US6121061A (en) * | 1997-11-03 | 2000-09-19 | Asm America, Inc. | Method of processing wafers with low mass support |
| US6284048B1 (en) | 1997-11-03 | 2001-09-04 | Asm America, Inc | Method of processing wafers with low mass support |
| FR2825290A1 (fr) * | 2001-05-29 | 2002-12-06 | Sofradir | Procede de realisation d'un dispositif d'absorption de gaz residuels au sein d'une enceinte sous vide et detecteur d'ondes electromagnetiques mettant en oeuvre un tel dispositif d'absorption |
| US9885123B2 (en) | 2011-03-16 | 2018-02-06 | Asm America, Inc. | Rapid bake of semiconductor substrate with upper linear heating elements perpendicular to horizontal gas flow |
| US10480095B2 (en) | 2011-03-16 | 2019-11-19 | Asm America, Inc. | System for rapid bake of semiconductor substrate with upper linear heating elements perpendicular to horizontal gas flow |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2629912B1 (fr) | 1992-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0184877B1 (fr) | Matrice d'éléments électro-luminescents et son procédé de fabrication | |
| FR2824953A1 (fr) | Boitier semi-conducteur optique a lentille incorporee et blindage | |
| US4285002A (en) | Integrated circuit package | |
| EP1388174B1 (fr) | Boitier blinde pour un composant semi-conducteur optique | |
| FR2518811A1 (fr) | Dispositif a circuit integre en conteneur de ceramique | |
| EP0113273B1 (fr) | Boîtier d'encapsulation pour semiconducteur de puissance, à isolement entrée-sortie amélioré | |
| FR2704692A1 (fr) | Structure d'interconnexion à densité élevée comprenant une chambre et procédé de fabrication. | |
| FR2629912A1 (fr) | Dispositif de detection infra-rouge fonctionnant a basse temperature | |
| CH669865A5 (fr) | ||
| EP0801595B1 (fr) | Sonde acoustique et procede de realisation | |
| EP1687237B1 (fr) | Procede de controle de l'hermeticite d'une cavite close d'un composant micrometrique, et composant micrometrique pour sa mise en oeuvre | |
| EP1630531A1 (fr) | Composant de détection de rayonnements électromagnétiques, et notamment infrarouge, bloc optique d'imagerie infrarouge intégrant un tel composant et procédé pour sa réalisation | |
| FR2765403A1 (fr) | Structures encastrees de guides d'ondes pour un module de circuit a micro-ondes | |
| WO2006067344A1 (fr) | Composant de detection de rayonnements electromagnetiques notamment infrarouges | |
| FR2710195A1 (fr) | Assemblage antenne-circuit électronique. | |
| EP3089211A1 (fr) | Composant electronique resistant a l'humidite et procede d'encapsulation d'un circuit electronique pour former un tel composant | |
| EP1573809A1 (fr) | Boitier hyperfrequence a montage de surface et montage correspondant avec un circuit multicouche | |
| FR2872286A1 (fr) | Module de capteur de gaz de mesure spectroscopique d'une concentration de gaz | |
| FR2833802A1 (fr) | Module de puissance et ensemble de modules de puissance | |
| EP1657749A2 (fr) | Boitier microelectroniques multiplans avec blindage interne | |
| EP0419371B1 (fr) | Dispositif de détection infrarouge | |
| EP0723142B1 (fr) | Dispositif de détection d'ondes électromagnétiques,et notamment de rayonnements infra-rouges | |
| FR2554516A1 (fr) | Microcompresseur piezo-electrique | |
| FR2716037A1 (fr) | Procédé pour connecter des circuits électoniques dans un module multi-puces à substrat co-cuit, et module multi-puces ainsi obtenu. | |
| FR2529385A1 (fr) | Microboitier d'encapsulation de circuits integres logiques fonctionnant en tres haute frequence |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |