[发明专利]长线列红外探测器杜瓦组件的布线结构及其连接方法

说明书

技术领域

本发明涉及红外探测器芯片封装技术，具体指一种长线列红外焦平面探测器微型杜瓦组件的优化布线结构及其连接方法，它适用于对拼接式长线列红外焦平面探测器芯片的杜瓦封装。

背景技术

高空间分辨率红外遥感仪器是红外预警、搜索、跟踪系统的核心部件。提高空间分辨率的方法一般有两种，一是提高红外探测器的光电性能，提高探测灵敏度，以获取更多信息；二是增加红外敏感元数量，即在相同高度、相同刈幅的遥感仪器，敏感元越多，其空间分辨越高。因而长线列红外焦平面组件制备技术在航天、航空红外领域有着重要意义。随着波长向长波扩展和探测灵敏度的提高，长线列红外焦平面探测器必须在深低温下才能工作。由于机械制冷具有结构紧凑、体积小、重量轻、制冷量大、制冷时间短、制冷温度可控范围大等优点，目前该类探测器在空间应用中大多采用机械制冷方式。这样也使得其应用时大多采用杜瓦封装形成长线列红外焦平面杜瓦组件。低的寄生热负载和长的真空寿命是杜瓦组件重要的技术指标。

对于长线列红外焦平面探测器的制造见专利200610027004.4，都采用多个子模块(子模块规模一般为小于300元)的拼接的方法实现。这些子模块在电学上是相互独立的，每个子模块的信号引线、工作脉冲引线、检测信号引线等都约有二十根左右。如果将它们全部引出，会有如下问题：1)大量的引线会导致杜瓦内引线热传导增加，也就使杜瓦组件的寄生热负载增加；2)大量的引线实施操作困难、维修检查困难，且容易出错；3)大量的引线很容易出现交叉，会引起脉冲信号地干扰，降低器件性能。

由于长线列红外焦平面杜瓦组件在航天、航空红外领域有着重要意义，国国内外对杜瓦组件内引线方法的报道较少。文献James H.Rutter，Jr G.ScottLibonate，Gence Robillard et al，“Performance of the PV/PC HgCdTe FocalPlane/Dewar Assembly for the Atmospheric Sounder Instrument(AIRS)”，SPIEVOL.3457(1998)报道。美国于2002年发射成功的大气红外垂直探测仪(AIRS)采用了4482元红外焦平面探测器杜瓦组件，将所有模块的526根引线全部引出。为了526根引线能在杜瓦的冷平台上相互不干扰和交叉的布局，采用了多层深低温99氧化铝陶瓷的多层布线。其存在的缺点是大量的引线会导致杜瓦内引线热传导增加，也就使杜瓦组件的寄生热负载增加。专利200610118767.X多模块拼接长线列红外焦平面探测器的引线组件，它是将所有子模块的引线键合焊接到各自对应的短薄膜引线带上，然后这些短薄膜引线带同时通过电烙铁焊接到第一块PC印刷线路板上。PC印刷线路板再通过电烙铁焊接到长薄膜引线带上。最后长薄膜引线带再通过电烙铁焊接第二块PC印刷线路板上。薄膜引线材料采用的是聚酰亚胺基材料。第一块PC印刷线路板采用双层布线、并将各模块内容一致的引线合并引出。这种引线方式存在如下缺点：1)采用大量的聚酰亚胺基和PC印刷线路板材料。尤其是PC印刷线路板，其放气率比金属材料高3-4个数量级，不适合中高真空场合应用。2)引线的多次焊接过渡，而且第一块PC印刷线路板没有机械固定，使得探测器组件的可靠性大大降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种长线列红外探测器杜瓦组件的优化布线结构及其连接方法，来解决拼接式长线列红外焦平面探测器芯片的杜瓦封装中大量引线使得引线热传导增加，导致杜瓦寄生热负载增加的问题。