[发明专利]一种用于直插式多元面阵探测器的TEC散热组件

说明书

本发明公开了一种用于直插式多元面阵探测器的TEC散热组件。该探测器工作在太空真空环境，TEC散热组件利用热传导给直插式多元面阵探测器控温。该发明组件包含热电制冷器(TEC)、导热铜片、铟片、金属柔性压框、金属支撑架。本发明利用铟片良好的可塑性、延展性和导热性，联合TEC、导热铜片，经过精心设计，共同组成热阻小、结构紧凑、控温精确的散热组件；特别设计的柔性金属压框，通过自身柔性部位低刚度弹性变形卸载大应力，保护多元面阵探测器不致在压力下变形、失效或破坏。特别适用于真空环境、航天领域、需要精准控温的小空间场合。

技术领域

本发明公开了一种用于直插式多元面阵探测器的TEC散热组件，特别适用于真空环境、航天领域、需要精准控温的小空间场合。工程指导力强。

背景技术

随着科技的发展，光电探测器越来越多地应用在测距、测速、成像等精密电子设备中。光电探测器工作需要合适的自身和环境温度，温度的大范围波动会使噪声变大，导致电性能下降，探测器技术指标不能满足既定要求。当温度超过一定值时可导致探测器寿命降低甚至损坏。多元面阵探测器工作温度范围窄，对热控提出了较高要求，该探测器工作在太空真空环境，利用热传导降温是其散热的主要手段之一。该发明组件包含的热电制冷器(TEC)、导热铜片、铟片、金属柔性压框建立了一个可靠的热量传导路径，热阻小、固定可靠、对多元面阵探测器无额外大应力，整体结构空间利用率高，结构紧凑，特别适用于真空环境、航天领域、需要精准控温的小空间场合。工程实践性强。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种热阻小、结构紧凑、可精确控温的散热组件。

本发明提供一种用于直插式多元面阵探测器的TEC散热组件，包括隔热垫片1、热电制冷器TEC2、铟片3、导热铜片4、金属柔性压框5、金属支撑架6，其特征在于：

隔热垫片1通过螺钉固定在多元面阵探测器8和PCB 7之间，热电制冷器TEC2粘贴在多元面阵探测器8底面中间部位，这样形成的组件通过螺钉安装在金属支撑架6左侧，导热铜片4通过螺钉安装在金属支撑架6左侧面，金属支撑架6与导热铜片4相连的安装面与低温控温面导热安装。铟片3贴在热电制冷器TEC2和导热铜片4之间，热电制冷器TEC2的冷面贴合于多元面阵探测器8底面中间部位，热电制冷器TEC2的热面粘贴铟片。金属柔性压框5从金属支撑架6右侧装入，螺钉紧固过程中产生的压力，使铟片3被压紧变薄，金属柔性压框5产生低刚度的弹性变形，螺钉紧固到位后，隔热垫片1、热电制冷器TEC2、铟片3、导热铜片4、金属柔性压框5与多元面阵探测器8一起被紧固在金属支撑架6上，形成完整的组件。

所述的隔热垫片1厚度不小于2mm,且需保证多元面阵探测器安装到位后，其管脚能够露出PCB背面1～2mm。

所述的热电制冷器TEC 2工作时冷面与热面的温差不小于20℃，功耗约20W。

所述的铟片3常温下热导率约为90W/m·k。

所述的导热铜片4常温下热导率约为380W/m·k。

所述的金属柔性压框5弹性模量为69GPa，比刚度2.6，中间是两个十字交叉臂，其余部位镂空，十字交叉臂断面结构呈长方形，两个十字交叉臂一共有4处柔性设计，分别位于两个交叉臂的两端。柔性部位的断面也是长方形，其面积是非柔性部位的1/3～1/2。

所述的金属支撑架6弹性模量为45GPa，比刚度2.5，其上有多元面阵探测器8、PCB7、导热铜片4、金属柔性压框5的安装螺纹孔。

所述的PCB 7上有多元面阵探测器8插针的安装孔。

该发明的有益特点在于：

1、利用铟片良好的可塑性、延展性和导热性，联合TEC、导热铜片，经过精心设计，共同组成热阻小、结构紧凑、控温精确的散热组件；