[实用新型]制冷型红外探测器的芯片冷头结构及制冷型红外探测器

说明书

本实用新型提供了一种制冷型红外探测器的芯片冷头结构及制冷型红外探测器。芯片冷头结构包括杜瓦冷头和探测器芯片结构，所述探测器芯片结构包括探测器芯片，所述探测器芯片结构通过胶粘层粘接在所述杜瓦冷头上，所述胶粘层内填充有微珠。与现有技术相比，本实用新型通过在胶粘剂中添加一定尺寸的微珠，使得杜瓦冷头和探测器芯片结构之间的胶粘层厚度得以控制，从而有助于胶粘层在芯片冷头结构受到外界的各种应力时起到应力缓冲作用，提高粘接可靠性，避免制冷型红外探测器脱胶失效。通过填充玻璃微珠，降低了胶粘层的热膨胀系数，调整了胶粘层的收缩性，从而提高了粘接强度来可提高粘接的可靠性。

技术领域

本实用新型涉及红外探测器技术领域，尤其涉及一种制冷型红外探测器的芯片冷头结构及制冷型红外探测器。

背景技术

制冷型红外探测器以其探测灵敏度高、作用距离远的特点广泛应用于夜视成像、天文观测等领域。制冷型红外探测器需要工作在低温环境中，对于高灵敏度的红外探测器来说，工作温度通常在80K以下，杜瓦冷头与探测器芯片结构之间为粘接，由于材料的热膨胀系数不一致，当制冷型红外探测器从室温降至低温时，将近220K的温差使得整个结构产生较大的低温变形，降温过程中引入热应力，因此受到力学振动、温度冲击后，导致相邻材料的脱胶，探测器失效，因此提高粘接可靠性尤为重要。

影响粘接强度的因素很多，与胶粘剂自身物理参数、被粘接材料的表面能等因素都相关，而针对低温应用特点，胶粘层抗高低温冲击引起的疲劳失效，是影响粘接可靠性的重要因素。在杜瓦冷头与探测器芯片结构粘接时，控制合适的胶粘层厚度有助于杜瓦冷头与探测器芯片结构受到外界的各种应力时起到应力缓冲作用，从而提高粘接可靠性。

现有方案主要是调整胶粘剂重量来调整胶粘层厚度，但由于在粘接过程中施加压力，因此杜瓦冷头与探测器芯片结构胶粘层厚度无法控制在一定范围内，当胶粘剂量过多时，导致胶粘层太厚会因体积收缩造成内应力增大，胶粘剂过量溢出在杜瓦冷头和引线框架(参见图1)；而胶粘剂过少时，导致胶粘层太薄容易缺胶(参见图2)，进而对杜瓦冷头与探测器芯片结构的粘接可靠性产生较大的影响。

实用新型内容

针对上述现有技术中由于温差过大导致制冷型红外探测器脱胶失效的不足，本实用新型的目的在于提供一种制冷型红外探测器的芯片冷头结构，通过控制胶粘层的厚度来有效提高粘接可靠性，从而避免制冷型红外探测器脱胶失效。

本实用新型提供的一种制冷型红外探测器的芯片冷头结构，包括杜瓦冷头和探测器芯片结构，所述探测器芯片结构包括探测器芯片，所述探测器芯片结构通过胶粘层粘接在所述杜瓦冷头上，所述胶粘层内填充有微珠。

优选地，所述胶粘层的厚度为0.06mm～0.08mm。

优选地，所述微珠直径为40μm～50μm。

优选地，所述微珠为实心微珠。

优选地，所述微珠为玻璃微珠。

优选地，所述玻璃微珠由钠碱碎玻璃融熔后制成。

优选地，所述探测器芯片结构还包括引线框架，所述探测器芯片设置在所述引线框架上，所述引线框架远离所述探测器芯片的一侧通过胶粘层粘接在所述杜瓦冷头上。

优选地，所述引线框架为陶瓷引线框架。

本实用新型还提供了一种制冷型红外探测器，包括如上所述的制冷型红外探测器的芯片冷头结构。

与现有技术相比，本实用新型通过在胶粘剂中添加一定尺寸的微珠，使得杜瓦冷头和探测器芯片结构之间的胶粘层厚度得以控制，从而有助于胶粘层在杜瓦冷头与探测器芯片结构受到外界的各种应力时起到应力缓冲作用，提高粘接可靠性，避免制冷型红外探测器脱胶失效。微珠采用玻璃微珠，由于玻璃微珠的材料特性，填充玻璃微珠后降低了胶粘层的热膨胀系数，减小了整个芯片冷头结构的材料的热膨胀系数的差异，调整了胶粘层的收缩性，从而提高了粘接强度来可提高粘接的可靠性。