[实用新型]一种量子效应光电探测器与读出电路的封装结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及电路设计和电子集成技术领域，具体地说是一种用于便携式光谱仪的量子效应光电探测器与读出电路的封装结构。

背景技术

量子效应光电器件由于高灵敏度以及器件结构精确可控等优势广泛应用在气象、天文、地球观察、夜视、导航、飞机控制、早期预警系统等商业、工业和军事领域，特别是食品安全、环境和生物监测等大量民用光谱仪的需求正在不断增长。然而，性能好，成本技术要求较高的化合物量子效应器件阵列的研发始终是便携式光谱仪大规模应用的瓶颈，其中一些新研制的量子效应器件封装就是其中的关键技术。对于红外光电探测阵列由于衬底材料对红外辐射的吸收系数较小，一般都采用减薄衬底结合倒焊技术把探测阵列与读出电路面对面直接倒扣封装，或者通过混合封装方法把探测阵列与读出电路并排封装在硅、宝石片等导热系数较好的陶瓷基板上。

现有量子效应光电探测阵列的封装结构和工艺对设备以及技术的要求比较高，封装成本高，尤其是新研发的具有高灵敏度的新原理探测阵列，其衬底对近紫外、可见光和近红外波段的辐射吸收很强，难以采用倒焊封装结构。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足而提供的一种量子效应光电探测器与读出电路的封装结构，它采用300μm的薄基板作为读出电路与探测器阵列的中间载体，通过直径小于70μm的金属微孔连接读出电路与探测阵列，可实现百万像素的量子效应光电探测器与硅基读出电路以较短的途径有效互联，有利线距与线宽尺寸设计和缩短信号和电源/接地路径，降低封装噪声、减少信号延迟和寄生参数引起的信号损失，结构简单，方便封装，降低了封装失效和制造成本，可靠性好，有利于推动光电探测器在微光低辐照度探测领域的广泛应用。 

本实用新型的目的是这样实现的：一种量子效应光电探测器与读出电路的封装结构，包括读出电路、光电探测器、管壳和上、下两面分别设有封装面电路的基板，其特点是基板上设有金属微孔和导热支架，光电探测器与读出电路分别设置在上、下两封装面电路上由金属微孔实现互联，金属微孔与光电探测器和读出电路为压焊、倒焊或植球焊连接；所述读出电路和光电探测器与基板间或设有填充胶；所述导热支架设置在读出电路两侧，导热支架与基板为粘接；所述管座由设有探针的管壳和透光盖板组成，焊接读出电路和光电探测器的基板设置在管壳内，基板两封装面电路的引线与探针套合后焊接固定，管壳上扣合透光盖板。

所述基板为300~400μm厚度的PCB、硅或陶瓷板。 

所述金属微孔为直径小于70μm的金属互联线，采用微电子工艺对70μm微孔金属化。

所述导热支架的高度大于读出电路的厚度。 

本实用新型与现有技术相比结构简单，方便封装，具有较低的电阻，降低了电感，减少了信号延迟和封装寄生参数带来的信号损失，抗干扰性能好，可靠性高，避免了封装失效，进一步降低噪声和制造成本，有利于推动光电探测器在微光低辐照度探测领域的广泛应用。 

附图说明

图1为本实用新型结构示意图

具体实施方式  

实施例1 

参阅附图1，本实用新型包括读出电路2、光电探测器3、管壳4和上、下两面分别设有封装面电路的基板1，所述基板1上设有金属微孔7和导热支架6，光电探测器3与读出电路2分别设置在上、下两封装面电路上由金属微孔7实现互联，金属微孔7与光电探测器3和读出电路2为压焊、倒焊或植球焊连接；所述读出电路2和光电探测器3与基板1间或设有填充胶8；所述导热支架6设置在读出电路2两侧，导热支架6与基板1为粘接；所述管座4由设有探针9的管壳10和透光盖板5组成，焊接读出电路2和光电探测器3的基板1设置在管壳10内，基板1两封装面电路的引线与探针9套合后焊接固定，管壳10上扣合透光盖板5；所述基板1为300~400μm厚度的PCB、硅或陶瓷板；所述金属微孔7为直径小于70μm的金属互联线，采用微电子工艺对70μm微孔金属化；所述导热支架6的高度大于读出电路2的厚度。

以上只是对本实用新型作进一步的说明，并非用以限制本专利的实施应用，凡为本实用新型等效实施，均应包含于本专利的权利要求范围之内。