[发明专利]一种面向探测器真空封装的电信号馈通装置及其生产工艺

说明书

本发明涉及电信号密封穿透技术领域，公开了一种面向探测器真空封装的电信号馈通装置及其生产工艺；电信号馈通装置包括密封安装在探测器上的法兰、贯通设置在法兰上且与制冷机连通的制冷机接口、贯通设置在法兰上且与真空源连通的真空接口、至少一个开设在法兰上的安装孔，以及与安装孔数量相同且设置在安装孔内的真空穿透件；所述真空穿透件包括信号电连接金属针、包裹在信号电连接金属针外的烧结玻璃、围设在烧结玻璃外的金属针固定块；所述金属针固定块与安装孔的孔壁密封连接；能够实现大靶面拼接探测器高精度真空封装的需求。

技术领域

本发明涉及电信号密封穿透技术领域，具体涉及一种面向探测器真空封装的电信号馈通装置及其生产工艺。

背景技术

随着空间科学及天文学的发展，探测项目中对于精密度的需求也日益增加。为了研制更为精密的光电探测仪器，需要使用到科学级探测器如CCD光电传感器、CMOS传感器、红外InGaAs传感器、InSb传感器、MCT传感器。以科学级CCD(科学级电荷耦合器件)为例，此类传感器通常价格十分昂贵，其中的像元密集、微小、灵敏度高，同时由于科学级相机的靶面越来越大，单片的CCD无法满足靶面的要求，需要进行多片的CCD拼接，将多片CCD以机械的方式直线拼接或者交错式拼接组成像面。这样的科学级光电探测器件具有非常高的灵敏度，成像面必须要保持洁净，同时考虑到器件的暗电流噪声，探测器需要在低温的工作环境下才可以降低器件的暗电流噪声，比如CCD，需要把温度降低到-100℃才能将暗电流降到千分之一个电子水平，才能保证探测器有足够的信噪比探测到非常微弱的信号，这也决定了探测器必须工作一个稳定的真空环境中，使得探测器能和环境隔绝热量交换并对探测器进行制冷。

真空环境下实现多片CCD的电信号引出则是一项具有挑战性的工作。特别对于拼接相机，把多片CCD拼接完成之后，需要把探测器的众多电信号通过真空穿透的方式引出。现有的真空馈通接插件多采用玻璃烧结的方法，考虑到接插件对插以及接插件的稳定性，针数有限，只适用于单个信号或者单个探测器的馈通引出，一旦需要引出的电信号数目增加，系统复杂度和电连接的稳定性要求就会增加。一般单个探测器封装，电信号的穿透数量在20-30左右，一旦进行探测器拼接，电信号的穿透数据就会成倍及几十倍的增加，制造能够支持大量穿透信号的真空穿透件，同时要满足与探测器信号的对接就变得非常困难，因此需要使用多个真空穿透件。在这种情况下可能因为真空压力或者环境温度变化造成真空泄露，另外对主焦相机或者对真空穿透件安装法兰具有高精度要求的情况下，还需要保证真空穿透件安装法兰的精度。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种面向探测器真空封装的电信号馈通装置及其生产工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种面向探测器真空封装的电信号馈通装置，包括密封安装在探测器上的法兰、贯通设置在法兰上且与制冷机连通的制冷机接口、贯通设置在法兰上且与真空源连通的真空接口、至少一个开设在法兰上的安装孔，以及与安装孔数量相同且设置在安装孔内的真空穿透件；所述真空穿透件包括信号电连接金属针、包裹在信号电连接金属针外的烧结玻璃、围设在烧结玻璃外的金属针固定块；所述金属针固定块与安装孔的孔壁密封连接。

进一步地，所述金属针固定块与信号电连接金属针采用玻璃烧结工艺结合；所述真空穿透件设置在安装孔内时，金属针固定块插入安装孔，金属针固定块与安装孔的内壁密封粘结。具体地，所述金属针固定块高于烧结玻璃；所述安装孔的孔壁一周开设有灌胶槽，所述真空穿透件设置在安装孔内时，金属针固定块插入灌胶槽，金属针固定块与灌胶槽的内壁密封粘结。

进一步地，包括开设在安装孔的孔壁一周的应力释放槽；所述应力释放槽与灌胶槽呈阶梯状分布，应力释放槽位于灌胶槽的周向外部且高于灌胶槽。

进一步地，包括安装在真空接口内的真空计；所述真空计用于测量探测器内的真空度。

一种面向探测器真空封装的电信号馈通装置的生产工艺，包括以下步骤：