專利名稱：一種封裝在杜瓦內(nèi)的多透鏡深低溫紅外探測(cè)器管殼結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紅外探測(cè)杜瓦內(nèi)的管殼封裝技術(shù)，具體是指一種封裝在杜瓦內(nèi)的多透鏡深低溫紅外探測(cè)器管殼結(jié)構(gòu)。屬紅外探測(cè)器封裝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
紅外探測(cè)器通過(guò)封裝后形成紅外組件，其目的為確保紅外探測(cè)器能夠正常工作。 紅外探測(cè)器組件在航天紅外領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。隨著波長(zhǎng)向長(zhǎng)波擴(kuò)展和探測(cè)靈敏度的提高，碲鎘汞紅外探測(cè)器必須在低溫下才能工作。由于機(jī)械制冷具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、制冷量大、制冷時(shí)間短、制冷溫度可控范圍大等優(yōu)點(diǎn)，目前該類探測(cè)器在空間應(yīng)用中大多采用機(jī)械制冷方式。為確保碲鎘汞紅外焦平面探測(cè)器芯片低溫工作要求，大多采用金屬杜瓦封裝形式，形成紅外探測(cè)器杜瓦組件。
由于需要探測(cè)大氣溫度和濕度的垂直分布輪廓線和云參數(shù)，因此對(duì)于某些甚長(zhǎng)波干涉式探測(cè)儀要求后光學(xué)透鏡則必須工作在深低溫環(huán)境下。同時(shí)由于目前甚長(zhǎng)波紅外探測(cè)器的探測(cè)率還不能完全到達(dá)干涉儀高靈敏探測(cè)的需求，因而為了得到更大的干涉信號(hào)能量，往往需采用F#數(shù)很小的光學(xué)系統(tǒng)。而為了消除由F#數(shù)太小所造成的光學(xué)系統(tǒng)變得龐大和復(fù)雜的不利后果，需要把后繼光學(xué)的透鏡組安放在盡量靠近紅外探測(cè)器芯片的位置， 這樣使得杜瓦內(nèi)除了紅外探測(cè)器外，還需要封裝帶透鏡的管殼組件。紅外探測(cè)器管殼組件內(nèi)封裝有多個(gè)透鏡，并且整個(gè)管殼組件還工作在深低溫環(huán)境下，這在國(guó)內(nèi)外報(bào)道的很少。目前只有美國(guó)GEOS Advanced Baseline Sounder (ABS)干涉儀采用了封裝深低溫透鏡的結(jié)構(gòu)方式，但是ABS究竟采用何種方式固定透鏡和確保透鏡間的間距則沒(méi)有提及。
干涉式甚長(zhǎng)波探測(cè)儀對(duì)后繼光學(xué)靠近紅外探測(cè)器的兩個(gè)透鏡進(jìn)行深低溫制冷，其目的主要是為了減小背景輻射，從而提高紅外探測(cè)器的有效探測(cè)率。實(shí)際上一般的紅外相機(jī)后繼光學(xué)的透鏡離紅外探測(cè)器相距較大，這樣后繼光學(xué)透鏡與探測(cè)器杜瓦可以分開(kāi)封裝。但干涉式甚長(zhǎng)波探測(cè)儀后繼光學(xué)的深低溫制冷透鏡與探測(cè)器杜瓦分開(kāi)封裝則存在幾個(gè)問(wèn)題1)若要滿足上述方式，則各光敏元成像光學(xué)的夾角不能太大。若成像光學(xué)夾角過(guò)大， 則主光學(xué)系統(tǒng)會(huì)變得非常大，這樣整個(gè)探測(cè)儀會(huì)變得很龐大和繁重，而且大口徑的光學(xué)透鏡加工也會(huì)變得非常困難；2)由于后繼光學(xué)透鏡也需要制冷，若分開(kāi)封裝則制冷機(jī)還需要分出冷鏈對(duì)其制冷或是另外再配置一臺(tái)制冷機(jī)對(duì)其制冷，這樣會(huì)使得整個(gè)紅外系統(tǒng)變得更加復(fù)雜，從而使系統(tǒng)可靠性降低，非常不利于整機(jī)系統(tǒng)的環(huán)境力學(xué)考核。發(fā)明內(nèi)容
本專利的目的是提供一種封裝在杜瓦內(nèi)的多透鏡深低溫紅外探測(cè)器管殼結(jié)構(gòu)，以解決干涉式深低溫紅外探測(cè)器探測(cè)儀過(guò)于龐大和后繼光學(xué)結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜的問(wèn)題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)紅外探測(cè)器杜瓦的高集成化封裝。
本發(fā)明的一種封裝在杜瓦內(nèi)的多透鏡深低溫紅外探測(cè)器管殼結(jié)構(gòu)如附圖I所示， 它包括管殼底座I、寶石片芯片模塊2、定位聚酰亞胺3、透鏡支撐管殼4、下透鏡5、下透鏡壓環(huán)式冷屏6、上透鏡7、上透鏡壓環(huán)式冷屏8、管帽9。上層寶石電極板202、下層寶石電極板201先進(jìn)行激光定位鉆孔，然后下層寶石電極板201先與上層寶石電極板202對(duì)中膠接好，紅外探測(cè)器芯片203膠接在下層寶石電極板201上形成寶石片芯片模塊。管殼底座I 與透鏡支撐管殼4通過(guò)螺釘401連接把芯片模塊固定，同時(shí)在管殼底座I與透鏡支撐管殼 4兩者之間加墊定位聚酰亞胺3。下透鏡5放置在透鏡支撐管殼4的下層臺(tái)階404后，上面壓有下透鏡壓環(huán)式冷屏6。上透鏡7則放置在支撐管殼4的上層臺(tái)階405后，上面壓有上透鏡壓環(huán)式冷屏8。管帽的帶通濾光片902膠接固定在管帽9上，最后把管帽9與透鏡支撐管殼4定位固定。
管殼底座I、透鏡支撐管殼4、管帽9均采用特種合金CE7，下透鏡壓環(huán)式冷屏6、上透鏡壓環(huán)式冷屏8則均采用可伐合金材料。管殼底座I、透鏡支撐管殼4、管帽9需要拋光鍍金，下透鏡壓環(huán)式冷屏6、上透鏡壓環(huán)式冷屏8則需電鍍黑鎳(發(fā)黑處理)。電極板201、 202需要光刻成形之后進(jìn)行高精度激光定位鉆孔，同時(shí)紅外探測(cè)器芯片與寶石片膠接后還需要進(jìn)行引線鍵合操作，工藝過(guò)程如附圖2、附圖3所示。
本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方法如下
I)零件加工完成后，通過(guò)Z軸測(cè)量顯微鏡和三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)量透鏡支撐管殼從底面(基準(zhǔn)面)到臺(tái)階404即下透鏡5安裝面的高度D1，然后再測(cè)量底面(基準(zhǔn)面)到臺(tái)階 405即上透鏡7安裝面的高度D2。
2)在高精度影像儀下，完成寶石電極板201和202對(duì)中膠接，然后再與紅外探測(cè)器芯片203對(duì)中膠接。膠干后把寶石電極板與芯片203金絲球焊互聯(lián)，形成寶石片芯片模塊 2。同時(shí)測(cè)量芯片光敏元面到芯片寶石電極板的高度D3。
3)根據(jù)高度D1、D2和D3值，計(jì)算出臺(tái)階404到芯片光敏面高度H1，臺(tái)階405到芯片光敏面高度H2?？紤]到設(shè)計(jì)時(shí)Hl，H2的值比理論要求值小O. Olmm到O. 02mm,因此根據(jù)實(shí)際計(jì)算值，確定在臺(tái)階404、臺(tái)階405和透鏡支撐管殼4底部三個(gè)位置分別加墊O. 005mm 或O. Olmm的聚酰亞胺圓墊片的類型和數(shù)量，這樣能夠確保H1、H2的實(shí)際值比理論值偏差小于 O. Olmnin
4)通過(guò)特殊的對(duì)中夾具把管殼底座102與夾具固定，在高精度影像儀下，同時(shí)把透鏡支撐管殼4與寶石片芯片模塊2對(duì)中裝配；然后通過(guò)透鏡支撐管殼的螺紋孔401，采用四個(gè)M2螺釘把管殼底座102、寶石片芯片模塊2、芯片處聚酰亞胺墊片301和透鏡支撐管殼 4固定好。
5)根據(jù)計(jì)算的H1，把下臺(tái)階聚酰亞胺墊片302和下透鏡5固定在臺(tái)階404上，同時(shí)把下壓環(huán)式冷屏6垂直壓入透鏡支撐管殼4內(nèi)。通過(guò)四個(gè)Ml. 6的螺釘，從透鏡支撐管殼側(cè)面螺孔406對(duì)中調(diào)節(jié)下透鏡5中心軸，并固定不動(dòng)，使其與芯片模塊中心重合，然后通過(guò) Ml. 4的螺釘把下透鏡壓環(huán)式冷屏6嵌套在透鏡5上，松開(kāi)側(cè)面螺孔406處的四個(gè)Ml. 6螺釘，最后Ml. 4螺釘頭點(diǎn)膠固定，這樣把下壓環(huán)式冷屏斜邊面601固定下透鏡5上，確保透鏡中心限位固定。
6)根據(jù)計(jì)算的H2，把上臺(tái)階聚酰亞胺墊片303和上透鏡7固定在臺(tái)階405上，同時(shí)把上壓環(huán)式冷屏8垂直壓入透鏡支撐管殼4內(nèi)，通過(guò)上壓環(huán)式冷屏斜邊面801固定上透鏡7。通過(guò)四個(gè)Ml. 6的螺釘從透鏡支撐管殼側(cè)面螺孔407調(diào)節(jié)上透鏡7中心軸，并固定不動(dòng)，使其與芯片模塊中心重合。
7)通過(guò)低溫膠把帶通濾光片902膠接在管帽9內(nèi)，等膠接固化后，把管帽螺紋部分901旋在透鏡支撐管殼4上?？紤]上壓環(huán)式冷屏8高度比管帽窗口 902下底面到臺(tái)階 405的高度要高出O. 1mm，因此當(dāng)管帽的限位底邊904接觸到支撐透鏡管殼時(shí)，支撐管帽窗口 902的臺(tái)階下底面903壓迫上壓環(huán)式冷屏8，從而固定上透鏡7。當(dāng)上透鏡7固定后，把 4個(gè)對(duì)中用Ml. 6螺釘從側(cè)面螺孔407處松開(kāi)，最后對(duì)接觸面904進(jìn)行點(diǎn)膠固定。這樣確保透鏡中心限位固定。
8)形成管殼組件后，管殼組件通過(guò)螺紋孔103和四個(gè)M2的鈦合金螺釘把管殼固定在杜瓦冷平臺(tái)101上，蓋上焊接有窗口 1002的窗口帽10，并激光焊接，完成整個(gè)杜瓦封裝， 形成帶管殼的杜瓦組件。
以上為本發(fā)明的一種封裝在杜瓦內(nèi)的多透鏡深低溫紅外探測(cè)器管殼結(jié)構(gòu)的裝配和實(shí)現(xiàn)過(guò)程。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
I)結(jié)構(gòu)形式比較復(fù)雜，但是裝配簡(jiǎn)單可行。
2)整個(gè)管殼結(jié)構(gòu)采用全新的CE7特種合金，該合金具有低溫下高熱導(dǎo)率(為可伐材料的7倍)，輕量化(密度為可伐材料的1/3)，線膨脹系數(shù)與透鏡Ge接近的特點(diǎn)。選擇 CE7的優(yōu)點(diǎn)是
a.能夠使得整個(gè)管殼結(jié)構(gòu)的溫度與杜瓦冷平臺(tái)65K的深低溫溫差小于2K，同時(shí)內(nèi)部溫度場(chǎng)均勻，這樣能夠確保Ge透鏡在深低溫下具有固定的透過(guò)率，還能確保管殼具有足夠低的背景；
b.管殼溫度足夠低而且均勻，這樣在深低溫下管殼內(nèi)各個(gè)透鏡間距可控，從而確保低溫成像焦面位置可控；
c.采用輕量化的管殼結(jié)構(gòu)大大減輕杜瓦冷平臺(tái)的力學(xué)負(fù)重，從而使得整個(gè)杜瓦組件可靠性大大提高。
3)透鏡安裝結(jié)構(gòu)采用整體式加工的形式，同時(shí)臺(tái)階尺寸可在高分辨Z軸顯微鏡和三坐標(biāo)下測(cè)量，能夠通過(guò)很薄的墊片修配間距，確保透鏡間距誤差小于光學(xué)系統(tǒng)要求的 O. Olmm0
4)紅外探測(cè)器芯片單獨(dú)安裝在寶石電極板上，再通過(guò)透鏡支撐管殼和管殼底座與透鏡組高精度對(duì)中裝配，然后采用4個(gè)M2的螺釘固定并用DW-3低溫膠膠封固定螺釘頭，相比大部分與陶瓷共燒的管殼結(jié)構(gòu)，這樣做的好處是通過(guò)螺孔間隙有效釋放深低溫下寶石片和可伐(或CE7)管殼由于不同形變?cè)斐傻膽?yīng)力，確保芯片不受力。
5)寶石電極板在管殼內(nèi)的安裝是通過(guò)透鏡支撐管殼和管殼底座夾緊固定的，因此必須對(duì)層疊的寶石片進(jìn)行精密鉆孔，一般的設(shè)備無(wú)法對(duì)寶石片進(jìn)行鉆孔加工，即使一般的紅外激光由于紅外熱效應(yīng)，加工成型的孔形狀也無(wú)法滿足使用要求，而采用紫外激光鉆孔機(jī)的高精度定位鉆孔不僅能夠大大提高單個(gè)孔的加工精度，還能滿足各個(gè)孔間相對(duì)位置的精度要求。最終能夠確保芯片所需的對(duì)中位置要求。
6)采用激光精密定位加工的多層寶石片交錯(cuò)式層疊電極引線結(jié)構(gòu)，使得寶石電極板引線合理，占空比小，非常有利于管殼在杜瓦內(nèi)的集成式封裝，使得整個(gè)杜瓦結(jié)構(gòu)小而緊湊。最終使得杜瓦結(jié)構(gòu)可罪性大幅提_。
7)釆用壓環(huán)式冷屏結(jié)構(gòu)固定透鏡組的結(jié)構(gòu)，由于其柱面拉絲切割四條細(xì)縫使得冷屏具有足夠的彈性，相比大部分直接膠接固定透鏡的結(jié)構(gòu)，具有安裝方便且低溫下能牢固固定的特點(diǎn)，可以輕松實(shí)現(xiàn)透鏡更換維護(hù)，同時(shí)通過(guò)側(cè)面螺釘對(duì)中操作，使得透鏡間光軸對(duì)準(zhǔn)更容易。由于壓環(huán)式冷屏可以鍍黑鎳，而整個(gè)管殼是鍍金的，這樣安裝鍍黑鎳的冷屏后可以消除管殼鍍金造成的雜散光，從而有效降低背景輻射，最終實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)所要的外亮內(nèi)黑的設(shè)計(jì)要求。


圖I為一種封裝在杜瓦內(nèi)的多透鏡深低溫紅外探測(cè)器管殼結(jié)構(gòu)
圖中1-管殼底座；
101-杜瓦與管殼熱耦合冷平臺(tái)；
102-管殼芯片安裝底座；
103-管殼固定在杜瓦內(nèi)的安裝螺孔；
104-寶石片芯片模塊安裝固定過(guò)孔；
2-紅外探測(cè)寶石片芯片模塊；
201-下寶石片；
202-上寶石片；
203-紅外探測(cè)器；
3_聚酰亞胺墊片；
301-芯片處聚酰亞胺墊片；
302-下臺(tái)階聚酰亞胺墊片；
303-上臺(tái)階聚酰亞胺墊片；
4_透鏡支撐管殼；
401-寶石片芯片模塊安裝固定螺孔；
402-透鏡支撐管殼透氣孔；
403-下透鏡與下壓環(huán)式冷屏固定螺孔；
404-下透鏡安裝臺(tái)階；
405-上透鏡安裝臺(tái)階；
406-下透鏡對(duì)位安裝的調(diào)節(jié)螺紋孔；
407-上透鏡對(duì)位安裝的調(diào)節(jié)螺紋孔；
5-下透鏡；
6-下壓環(huán)式冷屏；
601-下壓環(huán)透鏡固定面；
7-上透鏡；
8-上壓環(huán)式冷屏；
801-上壓環(huán)式冷屏透鏡固定面；
9-管帽；
901-管帽外殼；
902-帶通濾光片；
903-固定上壓環(huán)式冷屏的管帽下底面；
904-管帽限位底邊；
10-窗口帽；
101-窗口帽外殼；
1002-窗口。
圖2上下層寶石電極板示意圖。
圖3寶石片芯片模塊示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖于實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明
本實(shí)施例為15 μ m甚長(zhǎng)波多透鏡深低溫紅外探測(cè)器杜瓦內(nèi)管殼結(jié)構(gòu)，如附圖I所示，它的主要實(shí)施方法如下
I)零件加工完成后，根據(jù)圖紙尺寸要求，檢驗(yàn)零件是否符合設(shè)計(jì)要求。通過(guò)Z軸測(cè)量顯微鏡和三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)量透鏡支撐管殼從底面(基準(zhǔn)面)到臺(tái)階404，即下透鏡5安裝面的高度D1，然后再測(cè)量底面(基準(zhǔn)面)到臺(tái)階405，即上透鏡7安裝面的高度D2。
2)寶石電極板都采用O. 4mm厚的兩層交錯(cuò)疊加而成，寶石片201直徑為42mm，寶石片202直徑為38mm。兩層寶石片清洗干凈后線離子濺射一層300A厚度的Cr層，然后再濺射Iym以上厚度的Au層。根據(jù)設(shè)計(jì)的電極電路布局圖案，通過(guò)光刻和刻蝕形成電極電路。
3)通過(guò)355nm紫外激光加工系統(tǒng)對(duì)下寶石電極板201和上寶石電極板202進(jìn)行精密定位鉆孔，加工出3mmX7mm的中間芯片安放通孔、Φ2. 6mm安裝過(guò)孔和4mm寬的U型槽。
4)在高精度影像儀下，完成寶石電極板201和202對(duì)中膠接，然后再與紅外探測(cè)器芯片203對(duì)中膠接。膠干后把寶石電極板與芯片203金絲球焊互聯(lián)，形成寶石片芯片模塊 2。同時(shí)測(cè)量芯片光敏元面到上寶石電極板202的高度D3。
5)根據(jù)高度D1、D2和D3值，計(jì)算出臺(tái)階404到芯片光敏面高度H1，臺(tái)階405到芯片光敏面高度H2?？紤]到設(shè)計(jì)時(shí)Hl，H2的值比理論要求值小O. Olmm到O. 02mm,因此根據(jù)實(shí)際計(jì)算值，確定在臺(tái)階404、臺(tái)階405和透鏡支撐管殼4底部三個(gè)位置分別加墊O. 005mm 或O. Olmm的聚酰亞胺圓墊片的類型和數(shù)量，這樣能夠確保H1、H2的實(shí)際值比理論值偏差小于 O. Olmnin
6)在高精度影像儀下，通過(guò)特殊的對(duì)中夾具把管殼底座102與夾具固定，這樣透鏡支撐管殼4能與寶石片芯片模塊2對(duì)中裝配；然后通過(guò)透鏡支撐管殼的螺紋孔401，采用四個(gè)螺釘把管殼底座102、寶石片芯片模塊2、聚酰亞胺墊片301和透鏡支撐管殼4固定好。
7)根據(jù)計(jì)算的H1，把下臺(tái)階聚酰亞胺墊片302和下透鏡5固定在臺(tái)階404上，同時(shí)把下壓環(huán)式冷屏6垂直壓入透鏡支撐管殼4內(nèi)。通過(guò)四個(gè)Ml. 6的螺釘，從透鏡支撐管殼側(cè)面螺孔406對(duì)中調(diào)節(jié)下透鏡5中心軸，并固定不動(dòng)，使其與芯片模塊中心重合，然后通過(guò) Ml. 4的螺釘把下透鏡壓環(huán)式冷屏6嵌套在透鏡5上，松開(kāi)側(cè)面螺孔406處的四個(gè)螺釘，最后 Ml. 4螺釘頭點(diǎn)膠固定。最終下壓環(huán)式冷屏斜邊面601固定在下透鏡5上，確保透鏡中心限位固定。
8)根據(jù)計(jì)算的H2，把上臺(tái)階聚酰亞胺墊片303和上透鏡7固定在臺(tái)階405上，同時(shí)把上壓環(huán)式冷屏8垂直壓入透鏡支撐管殼4內(nèi)，通過(guò)上壓環(huán)式冷屏斜邊面801固定上透鏡7。通過(guò)四個(gè)Ml. 6的螺釘從透鏡支撐管殼側(cè)面螺孔407調(diào)節(jié)上透鏡7中心軸，并固定不動(dòng)，使其與芯片模塊中心重合。
9)通過(guò)DW-3低溫膠把帶通濾光片902膠接在管帽9內(nèi)，等膠接固化后，把管帽螺紋部分901旋在透鏡支撐管殼4上?？紤]上壓環(huán)式冷屏8高度比管帽窗口 902下底面到臺(tái)階405的高度要高出O. Imm,因此當(dāng)管帽的限位底邊904接觸到支撐透鏡管殼時(shí)，支撐管帽窗口 902的臺(tái)階下底面903壓迫上壓環(huán)式冷屏8，從而固定上透鏡7。當(dāng)上透鏡7固定后， 把4個(gè)對(duì)中用Ml. 6螺釘從側(cè)面螺孔407處松開(kāi)，最后對(duì)接觸面904進(jìn)行點(diǎn)膠固定。這樣確保透鏡中心限位固定。
10)形成管殼組件后，通過(guò)螺紋孔103和四個(gè)M2的鈦合金螺釘把整個(gè)管殼固定在杜瓦冷平臺(tái)101上，蓋上焊接有窗口 1002的窗口帽10，并激光焊接，完成整個(gè)杜瓦封裝，形成帶管殼的杜瓦組件。
以上完成了紅外杜瓦內(nèi)多透鏡深低溫紅外探測(cè)器管殼結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)及其裝配過(guò)程。
權(quán)利要求
1.一種封裝在杜瓦內(nèi)的多透鏡深低溫紅外探測(cè)器管殼結(jié)構(gòu)，它包括管殼底座(I)、寶石片芯片模塊(2)、定位聚酰亞胺(3)、透鏡支撐管殼(4)、下透鏡(5)、下透鏡壓環(huán)式冷屏(6)、上透鏡(7)、上透鏡壓環(huán)式冷屏(8)、管帽(9)和杜瓦窗口帽(10)，其特征是: 1)管殼底座(I)與透鏡支撐管殼(4)通過(guò)螺釘(401)連接，把寶石片芯片模塊(2)固定在中間； 2)下透鏡(5)放置在透鏡支撐管殼(4)的下層臺(tái)階(404)，上面壓有下透鏡壓環(huán)式冷屏(6)； 3)上透鏡(7)則放置在透鏡支撐管殼(4)的上層臺(tái)階(405)，上面壓有上透鏡壓環(huán)式冷屏⑶； 4)管帽的帶通濾光片(902)膠接固定在管帽(9)上，然后把管帽(9)與透鏡支撐管殼(4)定位固定； 5)整個(gè)帶透鏡管殼固定裝配好后固定在杜瓦冷平臺(tái)(101)上，最后激光焊接杜瓦窗口帽(10)，形成包含帶透鏡組管殼和探測(cè)器的杜瓦組件。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的一種封裝在杜瓦內(nèi)的多透鏡深低溫紅外探測(cè)器管殼結(jié)構(gòu)，其特征是所述的寶石片芯片模塊(2)的上層寶石電極板(202)和下層寶石電極板(201)先進(jìn)行激光高精度定位鉆孔，各孔間距誤差精度小于O. 03mm，然后下層寶石電極板(201)先與上層寶石電極板(202)對(duì)中膠接好，紅外探測(cè)器芯片(203)膠接在下層寶石電極板(201)上，同時(shí)紅外探測(cè)器芯片與上下層寶石片電極進(jìn)行金絲球焊互聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利I所述的一種封裝在杜瓦內(nèi)的多透鏡深低溫紅外探測(cè)器管殼結(jié)構(gòu)，其特征是所述的下透鏡壓環(huán)式冷屏(6)，上透鏡壓環(huán)式冷屏(8)都采用薄壁。
4.根據(jù)權(quán)利I所述的一種高精度裝配的多透鏡深低溫紅外探測(cè)器管殼結(jié)構(gòu)，其特征是所述窗口(902)用低溫膠膠接在管帽(9)的通光孔臺(tái)階上。
5.根據(jù)權(quán)利I所述的一種高精度裝配的多透鏡深低溫紅外探測(cè)器管殼結(jié)構(gòu)，其特征是所述的管殼底座(I)、透鏡支撐管殼⑷和管帽(9)均采用特種高熱導(dǎo)、低溫下與Ge膨脹系數(shù)相匹配的CE7合金，管殼底座(I)、透鏡支撐管殼(4)和管帽(9)表面拋光鍍金。
6.根據(jù)權(quán)利I所述的一種高精度裝配的多透鏡深低溫紅外探測(cè)器管殼結(jié)構(gòu)，其特征是所述的下透鏡壓環(huán)式冷屏(6)和上透鏡壓環(huán)式冷屏(8)均采用可伐合金材料，下透鏡壓環(huán)式冷屏(6)、上透鏡壓環(huán)式冷屏(8)表面電鍍黑鎳處理。
7.—種如權(quán)利I所述的封裝在杜瓦內(nèi)的多透鏡深低溫紅外探測(cè)器管殼結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征是下透鏡(5)放置在透鏡支撐管殼(4)的下層臺(tái)階(404)前，安裝所需厚度的下臺(tái)階聚酰亞胺墊片(302)，通過(guò)四個(gè)Ml. 6的螺釘從側(cè)面對(duì)中調(diào)節(jié)下透鏡(5)中心軸，使其與芯片模塊中心重合，然后通過(guò)Ml. 4螺釘把下透鏡壓環(huán)式冷屏(6)嵌套在透鏡(5)上，最后Ml. 4螺釘頭點(diǎn)膠固定；上透鏡(7)則放置在支撐管殼(4)的上層臺(tái)階(405)前，安裝所需厚度的下臺(tái)階聚酰亞胺墊片(303)，上面嵌套有上透鏡壓環(huán)式冷屏(8)，通過(guò)四個(gè)Ml. 6的螺釘從側(cè)面對(duì)中調(diào)節(jié)上透鏡(7)中心軸，使其與芯片模塊中心重合，管帽(9)通過(guò)螺紋結(jié)構(gòu)與支撐管殼(4)固定，當(dāng)接觸面(904)貼合后，支撐管帽窗口(902)的臺(tái)階下底面(903)則剛好壓緊上透鏡壓環(huán)式冷屏(8)，最后對(duì)接觸面(904)進(jìn)行點(diǎn)膠固定。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種封裝在杜瓦內(nèi)的高精度裝配的多透鏡深低溫紅外探測(cè)器管殼結(jié)構(gòu)。它適用于紅外焦平面探測(cè)器杜瓦內(nèi)帶多個(gè)冷光學(xué)元件的深低溫管殼封裝技術(shù)。多透鏡深低溫紅外探測(cè)器管殼結(jié)構(gòu)包括探測(cè)器芯片、電極引線電路基板、多個(gè)透鏡、濾光片、支撐管殼、壓環(huán)式冷屏、芯片及引線硅鋁絲等。本發(fā)明通過(guò)激光定位鉆孔、嵌套壓環(huán)式冷屏、特種合金的整體支撐管殼和側(cè)面微調(diào)對(duì)位等特殊手段和結(jié)構(gòu)形式實(shí)現(xiàn)深低溫下帶多透鏡的管殼高精度封裝，本發(fā)明能夠有效確保低溫紅外光學(xué)的精度要求、降低芯片視場(chǎng)內(nèi)的背景、雜散光和整個(gè)杜瓦的熱輻射、有效消除陶瓷燒結(jié)管殼對(duì)探測(cè)器芯片的低溫形變應(yīng)力；本發(fā)明同樣適用其它輻冷、熱電制冷等紅外探測(cè)器管殼封裝結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)G01J5/02GK102928088SQ201210431030
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月1日
發(fā)明者曾智江, 楊力怡, 郝振貽, 沈一璋, 王小坤, 莫德鋒, 龔海梅 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所