[发明专利]一种红外探测器芯片应力卸载装置

说明书

技术领域

本发明涉及红外探测领域，特别涉及一种红外探测器芯片应力卸载装置。

背景技术

红外探测器技术具有被动探测、探测精度高、环境适应性强的特点，广泛应用于预警探测、情报侦察、精确打击、夜视、天文观测等领域。近年来，随着红外探测器技术的飞速发展，为了实现更大视场、更高空间分辨率的要求，对于长线列红外焦平面探测器的需求越来越迫切。长线列碲镉汞探测器芯片的工作温度为60K～80K，需要封装在真空冷箱内，并耦合制冷机对其制冷，由于包含制冷机冷板在内的多层冷头结构材料的热膨胀系数不同，导致芯片的低温下应力和变形很大。常见的封装材料(如可伐、钛合金、陶瓷等)和多层结构，不能将芯片受到的应力和变形减小至可接受范围内，造成芯片盲元增加、无法聚焦等问题。

发明内容

为了能够有效解决由于多层冷头结构材料的热膨胀系数不匹配，导致长线列碲镉汞探测器芯片封装后，芯片低温应力和变形过大的问题，本发明提供了一种红外探测器芯片应力卸载装置。

本发明提供的一种红外探测器芯片应力卸载装置，包括由下至上依次连接的制冷机冷板、第一过渡基板和第二过渡基板，在所述第一过渡基板和第二过渡基板之间设有补偿结构，在第二过渡基板的上表面设有拼接基板，所述拼接基板用于放置所述红外探测器芯片。

本发明提供的红外探测器芯片应力卸载装置中拼接基板和补偿结构的设计能够有效释放结构应力，解决了红外探测器芯片封装后芯片低温应力和变形过大的问题。

具体的，所述制冷机冷板与所述第一过渡基板、所述第一过渡基板和所述第二过渡基板均通过螺钉连接。

具体的，所述补偿结构通过粘结固定在所述第二过渡基板的下表面；所述拼接基板通过粘结固定在所述第二过渡基板的上表面。

具体的，所述制冷机冷板、所述第一过渡基板和所述第二过渡基板均选用钼铜材料。

具体的，所述拼接基板和所述补偿结构均选用蓝宝石材料。

所述钼铜材料为由金属元素钼和铜组成的合金或复合材料，适用于电真空器件、激光器件等封接材料和半导体器件中的热沉基板等。

本发明选用的钼铜材料和蓝宝石材料的热膨胀系数与探测器芯片的硅材料较为接近，能够有效提高材料的适配性。

优选的，所述制冷机冷板与所述第一过渡基板之间设有第一卸载槽。

优选的，所述第一过渡基板和所述第二过渡基板之间设有第二卸载槽。

优选的，所述第二过渡基板内部设有第三卸载槽。

上述各个卸载槽的设计能够有效释放红外探测器芯片应力卸载装置中的结构应力，可选的，所述第一卸载槽、第二卸载槽及第三卸载槽的宽度为0.2mm。更加优选的，所述第一卸载槽内设有铟箔，铟箔与制冷机冷板和所述第一过渡基板之间保证良好接触，增加了导热量。

优选的，在所述制冷机冷板与所述第一过渡基板设有贯穿孔，用于排净所述补偿结构处的空气。

本发明有益效果如下：

本发明提供的红外探测器芯片应力卸载装置通过对结构和材料的改进能够有效释放结构应力，解决由于多层冷头结构材料的热膨胀系数不匹配，导致的长线列碲镉汞探测器芯片封装后，芯片低温应力和变形过大的问题。

附图说明

图1是本发明红外探测器芯片应力卸载装置的整体结构示意图；

图2是本发明红外探测器芯片应力卸载装置A-A方向的三维剖视图；

图3是本发明红外探测器芯片应力卸载装置A-A方向的二维剖视图；

图4是本发明红外探测器芯片应力卸载装置的局部剖视图；

其中，1、制冷机冷板；2、第一过渡基板；3、第二过渡基板；4、拼接基板；5、红外探测器芯片；6、补偿结构；7、第一螺钉；8、第二螺钉；9、贯穿孔；10、第三卸载槽；11、第二卸载槽；12、铟箔。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为了能够有效解决由于多层冷头结构材料的热膨胀系数不匹配，导致的长线列碲镉汞探测器芯片封装后，芯片低温应力和变形过大的问题，本发明提供了一种红外探测器芯片应力卸载装置，以下结合图1～图4对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。