帶制冷器的ccd相的制造方法
【專利摘要】一種帶制冷器的CCD相機(jī)，其殼體由上蓋和底座組成；其散熱裝置由半導(dǎo)體制冷器、熱沉板、波紋管和散熱器組成；散熱器上端面設(shè)置有凸臺(tái)，凸臺(tái)套接在底座上；熱沉板上端面與半導(dǎo)體制冷器下端面連接；波紋管將熱沉板和凸臺(tái)裸露段套接在內(nèi)；上蓋側(cè)壁上設(shè)置有閥芯安裝槽和環(huán)形槽；閥芯安裝槽的底部設(shè)置有通氣孔；閥芯安裝槽內(nèi)設(shè)置有閥芯。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：改善了真空閥的結(jié)構(gòu)，使器件外形更加規(guī)整，體積也更小，同時(shí)也對(duì)真空閥本身起到了較好的保護(hù)作用；另外，本發(fā)明還使得散熱裝置的制冷效果得到了提升，保證了裝置性能。
【專利說明】帶制冷器的CCD相機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體制冷技術(shù)和真空封裝技術(shù)，尤其涉及一種帶制冷器的CCD 相機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002] 為了保證CCD相機(jī)的成像質(zhì)量，現(xiàn)有技術(shù)中普遍采用真空封裝技術(shù)來封裝CCD相 機(jī)，所涉及到的問題是：現(xiàn)有技術(shù)在對(duì)CCD相機(jī)進(jìn)行真空封裝時(shí)，都要在CCD相機(jī)的殼體上 設(shè)置真空閥，真空閥的長(zhǎng)度較大并在殼體表面凸起，不僅十分占用空間，而且容易與外部結(jié) 構(gòu)發(fā)生碰撞、干涉，不利于CCD相機(jī)體積的小型化，同時(shí)，現(xiàn)有的真空閥結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，操作 不便。
[0003] 另外，隨著技術(shù)的發(fā)展，C⑶相機(jī)的功能越來越強(qiáng)大，隨之而來的是C⑶器件上也 集成了越來越多的功能電路，導(dǎo)致CCD器件工作時(shí)的發(fā)熱量也越來越多，如何有效提高裝 置散熱能力也已成為影響CCD器件性能的重要技術(shù)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)【背景技術(shù)】中的問題，本發(fā)明提出了一種帶制冷器的CCD相機(jī)，包括殼體、CCD 器件、散熱裝置和真空閥，其創(chuàng)新在于：所述殼體由上蓋和底座組成，上蓋和底座拼接在一 起形成安裝腔，上蓋和底座的連接處氣密； 所述底座下端面設(shè)置有散熱器安裝孔，散熱器安裝孔的直徑小于安裝腔直徑；所述散 熱裝置由半導(dǎo)體制冷器、熱沉板、波紋管和散熱器組成；所述散熱器上端面向上隆起形成一 凸臺(tái)，所述凸臺(tái)套接在散熱器安裝孔內(nèi)，凸臺(tái)在安裝腔內(nèi)的凸出部形成裸露段，散熱器上凸 臺(tái)以外的區(qū)域暴露在安裝腔外；凸臺(tái)上端面與熱沉板下端面接觸；熱沉板上端面與半導(dǎo)體 制冷器下端面連接；所述波紋管將熱沉板和裸露段套接在內(nèi)，波紋管上端內(nèi)壁與熱沉板的 側(cè)壁焊接固定，波紋管下端內(nèi)壁與凸臺(tái)的側(cè)壁焊接固定，波紋管處于預(yù)拉伸狀態(tài)；所述波紋 管采用低導(dǎo)熱率的材料制作； 所述上蓋的側(cè)壁上設(shè)置有閥芯安裝槽和環(huán)形槽；所述環(huán)形槽的內(nèi)徑大于閥芯安裝槽， 閥芯安裝槽和環(huán)形槽同心設(shè)置；閥芯安裝槽的底部設(shè)置有通氣孔，通氣孔連通安裝腔與外 環(huán)境；通氣孔和閥芯安裝槽的交界處形成臺(tái)階面二；所述閥芯安裝槽和環(huán)形槽之間的結(jié)構(gòu) 體形成一環(huán)形結(jié)構(gòu)體，環(huán)形結(jié)構(gòu)體端面形成密封面一，環(huán)形結(jié)構(gòu)體的外壁上設(shè)置有螺紋； 所述閥芯安裝槽內(nèi)設(shè)置有一閥芯；所述閥芯的外壁上設(shè)置有外螺紋，閥芯的內(nèi)端面上 設(shè)置有臺(tái)階面一，閥芯的外端面上設(shè)置有內(nèi)凹的螺紋孔，螺紋孔的螺紋螺旋方向與外螺紋 的螺旋方向相反，閥芯通過外螺紋與閥芯安裝槽螺紋連接；臺(tái)階面一和臺(tái)階面二之間設(shè)置 有密封圈；所述閥芯形成真空閥。
[0005] 前述方案同時(shí)解決了兩個(gè)問題，即改善真空封裝結(jié)構(gòu)和提高制冷效果； 針對(duì)改善真空封裝結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的方案是這樣發(fā)揮作用的：在本發(fā)明中，閥芯采用隱埋 式設(shè)置方式設(shè)置于殼體上，在殼體表面無明顯凸出，有效的縮小了器件體積，而且對(duì)閥芯起 到了很好的保護(hù)，同時(shí)，基于本發(fā)明閥芯的真空閥，其抽真空操作十分簡(jiǎn)單(具體的抽真空 操作后文還將介紹)。
[0006] 針對(duì)提高制冷效果，本發(fā)明的方案是這樣發(fā)揮作用的：現(xiàn)有技術(shù)中，CCD相機(jī)的殼 體一般為整體結(jié)構(gòu)，殼體的一端設(shè)置有光窗，殼體的另一端為開口結(jié)構(gòu)，為了便于對(duì)內(nèi)部器 件進(jìn)行安裝操作，殼體上開口處的直徑幾乎與殼體內(nèi)徑相同，器件安裝好后，由散熱器來將 開口部封閉；前述結(jié)構(gòu)存在的問題是：為了使散熱器與半導(dǎo)體制冷器全面接觸以及對(duì)開口 部形成良好的封閉，散熱器的尺寸一般都比半導(dǎo)體制冷器大，導(dǎo)致散熱器端面僅能被半導(dǎo) 體制冷器部分覆蓋，未被半導(dǎo)體制冷器覆蓋的區(qū)域與殼體內(nèi)部空間直接接觸，器件工作時(shí)， 傳遞到散熱器上的熱量，就會(huì)通過未被半導(dǎo)體制冷器覆蓋的區(qū)域輻射至殼體內(nèi)部空間中， 從而使得裝置制冷效果降低；在本技術(shù)中，為了解決前述問題，發(fā)明人采用了如下手段：首 先，通過在殼體上設(shè)置散熱器安裝孔來縮小殼體上開口部的直徑，從而避免散熱器端面與 殼體內(nèi)部大面積接觸，同時(shí)，將殼體設(shè)置為上蓋和底座兩部分，解決了內(nèi)部操作不便的問 題，在前述兩點(diǎn)改進(jìn)的基礎(chǔ)上，本技術(shù)進(jìn)一步地采用波紋管來將熱沉板和裸露段套接，以使 散熱器與安裝腔相互隔離，避免了散熱器上的熱量向安裝腔輻射的問題，另外，波紋管具備 一定的彈性，利用波紋管的彈力可以使熱沉板與凸臺(tái)緊貼在一起保持良好接觸。
[0007] 優(yōu)選地，所述波紋管采用不銹鋼材料制作。不銹鋼的導(dǎo)熱率為0. 〇39WAm · k)，可 以在散熱器與安裝腔之間形成較好的熱阻。
[0008] 優(yōu)選地，所述底座的底面上設(shè)置有過線孔，CCD器件和散熱裝置的導(dǎo)線從過線孔中 通過，過線孔和導(dǎo)線之間的縫隙采用玻璃絕緣子熔封?，F(xiàn)有技術(shù)中，一般通過塑膠插接件來 將導(dǎo)線引出，塑膠插接件同時(shí)也起到封閉過線孔的作用，但用于塑膠插接件含有有機(jī)材料， 在真空條件下有機(jī)材料會(huì)釋放較多的氣體，對(duì)于一些高真空度要求的CCD相機(jī)，有機(jī)材料 放氣會(huì)導(dǎo)致安裝腔內(nèi)真空度下降，并且氣體顆粒會(huì)附著在光窗上，影響成像效果；采用前述 改進(jìn)后，由玻璃焊料形成的密封結(jié)構(gòu)牢固穩(wěn)定，且玻璃的放氣量較少，絕熱性也更好。
[0009] 為了便于在封裝過程中對(duì)各種器件進(jìn)行準(zhǔn)確定位，本發(fā)明還提出了如下優(yōu)選結(jié)構(gòu) 方式，所述半導(dǎo)體制冷器的下部設(shè)置有過渡支撐板，半導(dǎo)體制冷器的中部設(shè)置有基準(zhǔn)板，過 渡支撐板和基準(zhǔn)板之間通過第一絕熱柱連接，基準(zhǔn)板和CCD器件之間通過第二絕熱柱連 接。
[0010] 為了對(duì)閥芯起到進(jìn)一步的保護(hù)效果，本發(fā)明還作了如下改進(jìn)：所述環(huán)形槽內(nèi)插接 有一閥帽，所述閥帽將閥芯覆蓋。
[0011] 本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：改善了真空閥的結(jié)構(gòu)，使器件外形更加規(guī)整，體積也更 小，同時(shí)也對(duì)真空閥本身起到了較好的保護(hù)作用；另外，本發(fā)明還使得散熱裝置的制冷效果 得到了提升，保證了裝置性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2、閥芯位置處的結(jié)構(gòu)放大圖； 圖3、抽氣閥結(jié)構(gòu)7]^意圖； 圖中各個(gè)標(biāo)記所對(duì)應(yīng)的名稱分別為：上蓋1、底座2、半導(dǎo)體制冷器3、熱沉板4、波紋管 5、散熱器6、閥芯7、過渡支撐板8、基準(zhǔn)板9、閥帽10、螺紋孔11、通氣孔12、密封圈13、環(huán)形 槽14、套筒15、牽引桿16、密封環(huán)17、導(dǎo)氣管18、光窗A、C⑶器件中的C⑶芯片B、C⑶器件 中的電路板C。

【具體實(shí)施方式】
[0013] -種帶制冷器的C⑶相機(jī)，包括殼體、C⑶器件、散熱裝置和真空閥，其創(chuàng)新在于： 所述殼體由上蓋1和底座2組成，上蓋1和底座2拼接在一起形成安裝腔，上蓋1和底座2 的連接處氣密；所述底座2下端面設(shè)置有散熱器安裝孔，散熱器安裝孔的直徑小于安裝腔 直徑；所述散熱裝置由半導(dǎo)體制冷器3、熱沉板4、波紋管5和散熱器6組成；所述散熱器6 上端面向上隆起形成一凸臺(tái)，所述凸臺(tái)套接在散熱器安裝孔內(nèi)，凸臺(tái)在安裝腔內(nèi)的凸出部 形成裸露段，散熱器6上凸臺(tái)以外的區(qū)域暴露在安裝腔外；凸臺(tái)上端面與熱沉板4下端面接 觸；熱沉板4上端面與半導(dǎo)體制冷器3下端面連接；所述波紋管5將熱沉板4和裸露段套接 在內(nèi)，波紋管5上端內(nèi)壁與熱沉板4的側(cè)壁焊接固定，波紋管5下端內(nèi)壁與凸臺(tái)的側(cè)壁焊接 固定，波紋管5處于預(yù)拉伸狀態(tài)；所述波紋管5采用低導(dǎo)熱率的材料制作； 所述上蓋1的側(cè)壁上設(shè)置有閥芯安裝槽和環(huán)形槽；所述環(huán)形槽的內(nèi)徑大于閥芯安裝 槽，閥芯安裝槽和環(huán)形槽同心設(shè)置；閥芯安裝槽的底部設(shè)置有通氣孔，通氣孔連通安裝腔 與外環(huán)境；通氣孔和閥芯安裝槽的交界處形成臺(tái)階面二；所述閥芯安裝槽和環(huán)形槽之間的 結(jié)構(gòu)體形成一環(huán)形結(jié)構(gòu)體，環(huán)形結(jié)構(gòu)體端面形成密封面一，環(huán)形結(jié)構(gòu)體的外壁上設(shè)置有螺 紋； 所述閥芯安裝槽內(nèi)設(shè)置有一閥芯7 ;所述閥芯7的外壁上設(shè)置有外螺紋，閥芯7的內(nèi)端 面上設(shè)置有臺(tái)階面一，閥芯7的外端面上設(shè)置有內(nèi)凹的螺紋孔，螺紋孔的螺紋螺旋方向與 外螺紋的螺旋方向相反，閥芯7通過外螺紋與閥芯安裝槽螺紋連接；臺(tái)階面一和臺(tái)階面二 之間設(shè)置有密封圈；所述閥芯7形成真空閥。
[0014] 進(jìn)一步地，所述波紋管5采用不銹鋼材料制作。
[0015] 進(jìn)一步地，所述底座2的底面上設(shè)置有過線孔，C⑶器件和散熱裝置的導(dǎo)線從過線 孔中通過，過線孔和導(dǎo)線之間的縫隙采用玻璃絕緣子熔封。
[0016] 進(jìn)一步地，所述半導(dǎo)體制冷器3的下部設(shè)置有過渡支撐板8,半導(dǎo)體制冷器3的中 部設(shè)置有基準(zhǔn)板9,過渡支撐板8和基準(zhǔn)板9之間通過第一絕熱柱連接，基準(zhǔn)板9和CCD器 件之間通過第二絕熱柱連接。
[0017] 進(jìn)一步地，所述環(huán)形槽內(nèi)插接有一閥帽，所述閥帽將閥芯7覆蓋。
[0018] 前文述及了，采用本發(fā)明的閥芯7時(shí)，可以使抽真空操作得到簡(jiǎn)化，具體來說是這 樣實(shí)現(xiàn)的：與本發(fā)明的閥芯7配套使用的抽氣閥的結(jié)構(gòu)由套筒15和牽引桿16組成；所述套 筒15的一端設(shè)置有牽引桿安裝孔，套筒15的另一端內(nèi)壁上設(shè)置有連接螺紋，連接螺紋與環(huán) 形結(jié)構(gòu)體外壁上的螺紋匹配；所述牽引桿16插接在牽引桿安裝孔內(nèi)，牽引桿16外端位于套 筒15外，牽引桿16與套筒15的接觸部氣密，牽引桿16能與套筒15相對(duì)滑動(dòng)；套筒15內(nèi) 壁上連接螺紋的內(nèi)側(cè)設(shè)置有密封環(huán)17,密封環(huán)17與密封面一匹配；牽引桿16內(nèi)端表面設(shè) 置有螺紋，牽引桿16上的螺紋與閥芯7上的螺紋孔匹配；套筒15中部通過管道與抽氣裝置 連接。具體操作時(shí)，將套筒15上設(shè)置有密封環(huán)17的那一端插接到環(huán)形槽內(nèi)，然后將牽引桿 16向內(nèi)伸，待牽引桿16與閥芯7接觸后，旋動(dòng)牽引桿16,使?fàn)恳龡U16端部的螺紋與閥芯7 上的螺紋孔互相嚙合，由于閥芯7上的螺紋孔與其外螺紋反向，這時(shí)，閥芯7就從閥芯安裝 槽內(nèi)旋出，殼體內(nèi)外互相連通，啟動(dòng)抽氣裝置，將殼體內(nèi)部逐漸抽真空(氣體通過導(dǎo)氣管被 向外排出），待真空度達(dá)到要求后，反向旋轉(zhuǎn)牽引桿16,使?fàn)恳龡U16從螺紋孔內(nèi)脫出，同時(shí) 也就使得閥芯7向閥芯安裝槽底部旋進(jìn)，操作完畢后，關(guān)閉抽氣裝置。
【權(quán)利要求】
1. 一種帶制冷器的CCD相機(jī)，包括殼體、CCD器件、散熱裝置和真空閥，其特征在于：所 述殼體由上蓋（1)和底座（2)組成，上蓋（1)和底座（2)拼接在一起形成安裝腔，上蓋（1)和 底座（2)的連接處氣密； 所述底座（2)下端面設(shè)置有散熱器安裝孔，散熱器安裝孔的直徑小于安裝腔直徑；所 述散熱裝置由半導(dǎo)體制冷器（3)、熱沉板（4)、波紋管（5)和散熱器（6)組成；所述散熱器 (6)上端面向上隆起形成一凸臺(tái)，所述凸臺(tái)套接在散熱器安裝孔內(nèi)，凸臺(tái)在安裝腔內(nèi)的凸出 部形成裸露段，散熱器（6)上凸臺(tái)以外的區(qū)域暴露在安裝腔外；凸臺(tái)上端面與熱沉板（4)下 端面接觸；熱沉板（4)上端面與半導(dǎo)體制冷器（3)下端面連接；所述波紋管（5)將熱沉板 (4)和裸露段套接在內(nèi)，波紋管（5)上端內(nèi)壁與熱沉板（4)的側(cè)壁焊接固定，波紋管（5)下 端內(nèi)壁與凸臺(tái)的側(cè)壁焊接固定，波紋管（5)處于預(yù)拉伸狀態(tài)；所述波紋管（5)采用低導(dǎo)熱率 的材料制作； 所述上蓋（1)的側(cè)壁上設(shè)置有閥芯安裝槽和環(huán)形槽；所述環(huán)形槽的內(nèi)徑大于閥芯安裝 槽，閥芯安裝槽和環(huán)形槽同心設(shè)置；閥芯安裝槽的底部設(shè)置有通氣孔，通氣孔連通安裝腔 與外環(huán)境；通氣孔和閥芯安裝槽的交界處形成臺(tái)階面二；所述閥芯安裝槽和環(huán)形槽之間的 結(jié)構(gòu)體形成一環(huán)形結(jié)構(gòu)體，環(huán)形結(jié)構(gòu)體端面形成密封面一，環(huán)形結(jié)構(gòu)體的外壁上設(shè)置有螺 紋； 所述閥芯安裝槽內(nèi)設(shè)置有一閥芯（7);所述閥芯（7)的外壁上設(shè)置有外螺紋，閥芯（7) 的內(nèi)端面上設(shè)置有臺(tái)階面一，閥芯（7)的外端面上設(shè)置有內(nèi)凹的螺紋孔，螺紋孔的螺紋螺旋 方向與外螺紋的螺旋方向相反，閥芯（7)通過外螺紋與閥芯安裝槽螺紋連接；臺(tái)階面一和 臺(tái)階面二之間設(shè)置有密封圈；所述閥芯（7)形成真空閥。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶制冷器的CCD相機(jī)，其特征在于：所述波紋管（5)采用不銹 鋼材料制作。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶制冷器的CCD相機(jī)，其特征在于：所述底座（2)的底面上設(shè) 置有過線孔，CCD器件和散熱裝置的導(dǎo)線從過線孔中通過，過線孔和導(dǎo)線之間的縫隙采用玻 璃絕緣子熔封。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶制冷器的CCD相機(jī)，其特征在于：所述半導(dǎo)體制冷器（3)的 下部設(shè)置有過渡支撐板（8 )，半導(dǎo)體制冷器（3 )的中部設(shè)置有基準(zhǔn)板（9 )，過渡支撐板（8 )和 基準(zhǔn)板（9)之間通過第一絕熱柱連接，基準(zhǔn)板（9)和C⑶器件之間通過第二絕熱柱連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶制冷器的CCD相機(jī)，其特征在于：所述環(huán)形槽內(nèi)插接有一 閥帽，所述閥帽將閥芯（7)覆蓋。
【文檔編號(hào)】G03B17/55GK104104854SQ201410378007
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年8月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月4日
【發(fā)明者】楊拓, 黎小剛, 郭力, 董旭坤 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十四研究所