[发明专利]大面阵红外探测器及其芯片低应力冷头结构

说明书

本发明公开了一种大面阵红外探测器及其芯片低应力冷头结构。大面阵红外探测器芯片低应力冷头结构，包括：杜瓦冷台；陶瓷结构件，粘接于杜瓦冷台；至少一层陶瓷框架，粘接于陶瓷结构件远离杜瓦冷台的一侧；探测器混成芯片，粘接于至少一层陶瓷框架远离陶瓷结构件的一侧。采用本发明，通过优化冷头结构，使整个结构的低温应力得到释放，保证探测器芯片的低温可靠性，可以解决大面阵探测器芯片低温下热应力集中，受温度冲击容易产生损伤的问题，同时选择框架作为电学过渡结构，可以保证探测器电学信引出。

技术领域

本发明涉及红外探测器领域，尤其涉及一种大面阵红外探测器及其芯片低应力冷头结构。

背景技术

制冷型红外探测器组件广泛应用于红外成像系统中，是各类红外测试系统的核心部件。随着制冷型红外探测器的飞速发展，红外探测器规模也越来越大，从传统的320×256规模不断提高，目前1024×1024、2048×2048等大面阵探测器已经实现工程化，国际上先进探测器生产商也已实现了4096×4096超大面阵探测器的生产和应用。在大面阵探测器研制过程中，红外焦平面探测器面阵规模的扩大，探测器芯片受温度冲击更容易产生损伤，直接影响探测器的性能，甚至导致探测器失效，这已成为大面阵探测器生产工艺急需解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种大面阵红外探测器及其芯片低应力冷头结构，用以解决现有技术中大面阵探测器芯片低温下热应力集中，受温度冲击容易产生损伤的问题。

根据本发明实施例的大面阵红外探测器芯片低应力冷头结构，包括：

杜瓦冷台；

陶瓷结构件，粘接于所述杜瓦冷台；

至少一层陶瓷框架，粘接于所述陶瓷结构件远离所述杜瓦冷台的一侧；

探测器混成芯片，粘接于所述至少一层陶瓷框架远离所述陶瓷结构件的一侧。

根据本发明的一些实施例，所述至少一层陶瓷框架包括依次层叠设置的第一层陶瓷框架、第二层陶瓷框架、和第三层陶瓷框架，所述第一层陶瓷框架与所述第二层陶瓷框架粘接，所述第二层陶瓷框架与所述第三层陶瓷框架粘接。

根据本发明的一些实施例，所述陶瓷结构件包括主体部和支撑部，所述支撑部呈环形且外套于所述主体部；

所述主体部的下端与所述杜瓦冷台粘接，所述主体部的上端与所述第二层陶瓷框架粘接；

所述第三层陶瓷框架呈环形且外套于所述主体部，所述第三层陶瓷框架的上表面与所述第二层陶瓷框架粘接，所述第三层陶瓷框架的下表面与所述支撑部粘接。

根据本发明的一些实施例，所述探测器混成芯片的面积为16mm×12.8mm。

根据本发明的一些实施例，所述至少一层陶瓷框架以及所述陶瓷结构件均为Al₂O₃材料件。

根据本发明的一些实施例，所述至少一层陶瓷框架包括第四层陶瓷框架；

所述大面阵红外探测器芯片低应力冷头结构，还包括：陶瓷垫片；

所述第四层陶瓷框架的下表面与所述陶瓷结构件粘接，所述第四层陶瓷框架的上表面与所述陶瓷垫片的下表面粘接，所述陶瓷垫片的上表面与所述探测器混成芯片粘接。

根据本发明的一些实施例，所述陶瓷垫片为SiC材料件；

所述第四层陶瓷框架以及所述陶瓷结构件均为AlN材料件。

根据本发明的一些实施例，所述探测器混成芯片的面积为32mm×25.6mm。

根据本发明的一些实施例，所述探测器混成芯片，包括：

硅读出电路；