[发明专利]一种无底充胶的大面阵红外探测器结构优化方法

权利要求书

1.  一种无底充胶的大面阵红外探测器结构优化方法，其特征在于，步骤如下：

根据大面阵红外焦平面探测器的阵列规模                                                ，确定一个较小的探测器阵列规模，这里（n=1,2,3…）；

根据相邻材料间热膨胀失配位移公式：，进而建立起等效于阵列规模红外焦平面探测器的有限元模型：将步骤a）所述阵列规模探测器结构中相邻材料的热膨胀系数之差增加倍，这里阵列规模探测器结构中铟柱焊点距对称中心轴的距离为阵列规模的；根据器件结构的对称性，这里采用1/8结构进行建模； 

上式中：为热膨胀失配位移，L为面阵探测器中铟柱焊点距对称中心轴的距离，和分别为面阵探测器中相邻材料的热膨胀系数，相邻材料是指光敏元阵列与铟柱，为降温范围；

对步骤b）中得到的阵列规模探测器有限元模型，设定相应的结构参数，包括铟柱的直径、高度和光敏元阵列芯片的厚度；设定材料参数和材料分析模型；

进行有限元网络划分，这里采用自由网格划分；

确定边界条件和初始状态； 

求解所述阵列规模探测器的结构应力，记录光敏元阵列芯片上的最大应力和应力分布；

调整步骤c）中所述设定的结构参数，铟柱的直径、或铟柱的高度、或光敏元阵列芯片的厚度，重复步骤d）到f），得出所述阵列规模红外焦平面探测器的结构应力与结构参数之间的关系，确定最小应力值对应的结构参数，即得到阵列规模大面阵红外焦平面探测器的结构最优参数。

2.根据权利要求1所述的结构优化方法，其特征在于，步骤b）中，所述将阵列规模探测器模型中的相邻材料的膨胀系数之差增加倍，是保持光敏元阵列芯片的热膨胀系数不变，更改铟柱的热膨胀系数，或者是保持铟柱的热膨胀系数不变，更改光敏元阵列芯片的热膨胀系数。

3.根据权利要求1所述的结构优化方法，其特征在于，步骤a）中，n≤8。

4.根据权利要求1所述的结构优化方法，其特征在于，步骤a）中，n≤6。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的优化方法，其特征在于，所述光敏元阵列芯片为锑化铟（InSb）芯片或碲镉汞（HgCdTe）芯片或铟镓砷（InGaAs）芯片或铟砷锑（InAsSb）芯片或铟砷/镓锑（InAs/GaSb）芯片或镓砷/铝镓砷（GaAs/AlGaAs）芯片。