[发明专利]红外焦平面探测器封装窗口及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学器件，尤其涉及一种红外焦平面探测器封装窗口及其制作方法。

背景技术

红外焦平面探测器是红外成像光学系统的核心部件，广泛应用于红外遥感、夜视、医疗、救援、军事、电力等领域。红外焦平面探测器由封装窗口、光电转换层、读出电路以及封装管壳组成。其中封装窗口有以下几个作用：

1、波长截止

光电转换层响应的波长范围很宽，需要把无需探测的光波滤除掉，这一功能就是通过在封装窗口上镀制红外光学薄膜实现的。

2、真空封装

光电转换层需要在真空状态下才能长期稳定工作，封装窗口也就同时起到密封作用。

目前，截止波长是通过镀制红外光学薄膜的方法实现的，而真空封装则是通过刷涂密封胶实现的。上述封装方法存在以下缺点：

1、封装工艺复杂

封装过程需要通过清洁、涂胶、固化等几个步骤，过程复杂，降低了封装成品率。

2、真空性能差

涂胶方法封装的探测器容易漏气，降低了探测器的使用寿命。

发明内容

本发明的目的，就是为了解决上述问题，提供一种红外焦平面探测器封装窗口及其制作方法。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种红外焦平面探测器封装窗口，包括基片，基片正面的中间部分镀制有用于波长截止的红外光学薄膜，基片背面的中间部分镀制有用于波长截止的红外光学薄膜，四周镀制有用于封装的金属薄膜。

所述的基片选用Ge、Si、ZnS或ZnSe制作，所述的红外光学薄膜选用Ge、PbTe、ZnSe或ZnS中的一种或几种镀制。

所述的金属薄膜包括底层铆定层、中间阻隔层和表面焊接层；铆定层选用Cr或Ti镀制；阻隔层选用Ni、Pt或Pd镀制；焊接层用Au镀制。

所述的构成金属薄膜的底层铆定层、中间阻隔层和表面焊接层的镀制厚度分别为：底层铆定层10～70nm；中间阻隔层50～900nm；表面焊接层50～4000nm。

上述红外焦平面探测器封装窗口的制作方法是，在基片正面的中间部分用真空热蒸发方法镀制红外光学薄膜；在基片背面的中间部分用真空热蒸发方法镀制红外光学薄膜，四周用真空热蒸发方法镀制金属薄膜；

红外光学薄膜的镀制工艺条件为：

真空度1～8×10^-4Pa；

温度：80～200℃；

蒸发速率：0.5～3nm/s；

金属薄膜的镀制工艺条件为：

真空度1～5×10^-4Pa；

温度：60～200℃；

蒸发速率：0.3～3nm/s。

本发明将封装窗口的波长截止功能与真空封装功能集成在一起，在一块基片上同时实现了两种功能，不仅提高了封装成品率而且解决了原有封装窗口真空漏气的问题。

附图说明

图1是本发明红外焦平面探测器封装窗口的正视结构示意图；

图2是本发明红外焦平面探测器封装窗口的剖视结构示意图。

具体实施方式

参见图1、图2，本发明红外焦平面探测器封装窗口，包括基片1，基片正面的中间部分镀制有用于波长截止的红外光学薄膜2，基片背面的中间部分镀制有用于波长截止的红外光学薄膜3，四周镀制有用于封装的金属薄膜4。

其中的基片选用Ge、Si、ZnS或ZnSe制作，所述的红外光学薄膜选用Ge、PbTe、ZnSe或ZnS中的一种或几种镀制。

金属薄膜包括底层铆定层、中间阻隔层和表面焊接层；铆定层选用Cr或Ti镀制，镀制厚度为10～70nm；阻隔层选用Ni、Pt或Pd镀制，镀制厚度为50～900nm；焊接层用Au镀制，镀制厚度为50～4000nm。

红外焦平面探测器封装窗口的制作方法是，在基片正面的中间部分用真空热蒸发方法镀制红外光学薄膜；在基片背面的中间部分用真空热蒸发方法镀制红外光学薄膜，四周用真空热蒸发方法镀制金属薄膜。在镀制时。不镀的部分用掩膜图形掩盖，掩膜图形结构利用光刻方法制备。

具体工艺步骤为：

1、清洁基片

2、将基片背面的金属薄膜区域用掩膜掩盖；

3、在基片背面的中间部分镀制红外光学薄膜；

4、去除掩盖金属薄膜区域的掩膜；

5、在基片正面的中间部分镀制红外光学薄膜；

6、将基片背面的红外光学薄膜用掩膜掩盖；

7、在基片背面的四周镀制金属薄膜；

8、去除掩盖背面的红外光学薄膜的掩膜；

9、清洁基片，完成封装窗口的制作。