本發(fā)明涉及非制冷焦平面紅外探測器，尤其是一種可靠性好、吸氣劑直接生長在紅外窗口上、體積小、集成度高的非制冷焦平面紅外探測器芯片真空封裝結(jié)構(gòu)及工藝。

背景技術(shù)：

近年來，隨著非制冷焦平面紅外探測器技術(shù)的不斷進(jìn)步和制造成本的逐漸下降，其性價(jià)比快速提升，為推動(dòng)非制冷焦平面紅外探測器的大規(guī)模市場應(yīng)用創(chuàng)造了良好條件。非制冷焦平面紅外探測器主要由讀出電路、探測器像元、吸氣劑、封裝等部件組成。封裝的形式直接決定了非制冷焦平面紅外探測器組件的性能、可靠性及價(jià)格。

目前，市場上的主流產(chǎn)品的封裝形式主要是金屬封裝，包括一個(gè)具有開口的方形殼體，殼體上帶有一個(gè)用于排氣的無氧銅管；殼體側(cè)壁焊接有陶瓷構(gòu)件，陶瓷構(gòu)件內(nèi)部設(shè)置金屬焊盤，外部設(shè)置金屬引腳，金屬焊盤與金屬引腳連通；殼體內(nèi)設(shè)置探測器芯片和熱電制冷器，探測器芯片與熱電制冷器通過金屬焊盤、金屬引腳與外部實(shí)現(xiàn)電連通，實(shí)現(xiàn)信號(hào)通訊與控制；探測器芯片用銀漿貼在熱電制冷器上，熱電制冷器則焊接在殼體底板上，熱電制冷器起到恒溫的作用，為非制冷焦平面紅外探測器芯片工作提供一個(gè)穩(wěn)定溫度的工作條件；吸氣劑則焊接在殼體內(nèi)部靠近排氣直管口的引腳上，起到吸氣作用，光學(xué)窗口與殼體之間密封焊接，然后完成真空排氣，將無氧銅管多于部分減去，并涂覆真空密封膠，這樣非制冷焦平面紅外探測器芯片就被密封在一個(gè)密閉環(huán)境中，外部紅外光信號(hào)通過光學(xué)窗口入射到紅外焦平面探測器芯片上。采用該封裝形式，存在以下三方面的問題，一是由于使用了熱電制冷器和吸氣劑，增大了封裝空間，不利于減小探測器的體積，同時(shí)這種封裝的元器件較多、功耗高、成本高昂以及工藝復(fù)雜；二是由于采用了熱電制冷器、柱狀或者片式吸氣劑、銀漿貼片等，熱電制冷器和吸氣劑的可靠性影響了組件的可靠性， 熱電制冷器和銀漿放氣也會(huì)直接影響吸氣劑的壽命和組件的真空度，使得組件的可靠性降低；三是由于采用該封裝形式需要排氣，排氣周期較長，封裝效率和成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的就是現(xiàn)有非制冷焦平面紅外探測器封裝工藝中的不足，提供一種可靠性好、吸氣劑直接生長在紅外窗口上、體積小、集成度高的非制冷焦平面紅外探測器芯片真空封裝結(jié)構(gòu)及工藝。

本發(fā)明的非制冷焦平面紅外探測器芯片真空封裝結(jié)構(gòu)及工藝，其特征在于該封裝結(jié)構(gòu)包括殼體、薄膜吸氣劑、紅外探測器芯片以及光學(xué)窗口，紅外探測器芯片利用焊料片通過熱熔方式焊接在殼體內(nèi)底部，薄膜吸氣劑長在光學(xué)窗口上，光學(xué)窗口焊接在殼體上；殼體為陶瓷管殼，上方開口，開口處制備有金屬焊盤，殼體背部設(shè)置有引腳，紅外探測器芯片利用金絲與金屬焊盤連接，通過金屬焊盤、引腳與外部實(shí)現(xiàn)電連通。

非制冷焦平面紅外探測器芯片真空封裝結(jié)構(gòu)及工藝，其特征在于該結(jié)構(gòu)通過以下工藝步驟實(shí)現(xiàn)：

1）在紅外探測器芯片背面采用濺射方式生長金屬電極，利用焊料片通過熱熔方式將紅外探測器芯片焊接在殼體內(nèi)底部，紅外探測器芯片通過金絲與金屬焊盤連接；

2）在光學(xué)窗口上生長薄膜吸氣劑，并在真空環(huán)境下完成薄膜吸氣劑的熱激活；

3）將步驟2）的光學(xué)窗口焊接在步驟1）的殼體上，使之成為一個(gè)封閉腔體，完成非制冷焦平面紅外探測器芯片的真空封裝工藝。

所述的紅外探測器芯片與殼體焊接采用的焊料片是錫鉛焊料片。

所述的薄膜吸氣劑的激活溫度為350度，激活時(shí)間30min。

所述的薄膜吸氣劑為熱激活薄膜吸氣劑，其材質(zhì)為鋯鈷銥，在光學(xué)窗口和殼體焊接前完成熱激活，以保持其對(duì)腔體內(nèi)部殘余氣體的吸附作用，保證腔體內(nèi)部真空度問題，提高了組件的可靠性。

本發(fā)明的非制冷焦平面紅外探測器芯片真空封裝結(jié)構(gòu)及工藝，采用陶瓷封裝技術(shù)，無需熱電制冷器，采用的薄膜吸氣劑，有效地減少了器件體積，同時(shí)所有組裝均采用焊料片，減少了組件內(nèi)部的放氣因素，提高了可靠性，降低了陳本，并且組件在在封裝過程中就完成了排氣，減少了排氣周期，提高了生產(chǎn)效率，制造過程簡單。

附圖說明

圖1為本發(fā)明封裝結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，殼體1，金屬焊盤2，引腳3。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：一種非制冷焦平面紅外探測器芯片真空封裝結(jié)構(gòu)及工藝，該封裝結(jié)構(gòu)包括殼體1、薄膜吸氣劑、紅外探測器芯片以及光學(xué)窗口，紅外探測器芯片利用焊料片通過熱熔方式焊接在殼體1內(nèi)底部，薄膜吸氣劑長在光學(xué)窗口上，光學(xué)窗口焊接在殼體1上；殼體1為陶瓷管殼，上方開口，開口處制備有金屬焊盤2，殼體1背部設(shè)置有引腳3，紅外探測器芯片利用金絲與金屬焊盤2連接，通過金屬焊盤2、引腳3與外部實(shí)現(xiàn)電連通。

該封裝結(jié)構(gòu)通過以下工藝步驟實(shí)現(xiàn)：

1）在紅外探測器芯片背面采用濺射方式生長金屬電極，利用焊料片通過熱熔方式將紅外探測器芯片焊接在殼體1內(nèi)底部，紅外探測器芯片通過金絲與金屬焊盤2連接；

2）在光學(xué)窗口上生長薄膜吸氣劑，并在真空環(huán)境下完成薄膜吸氣劑的熱激活；

3）將步驟2）的光學(xué)窗口焊接在步驟1）的殼體1上，使之成為一個(gè)封閉腔體，完成非制冷焦平面紅外探測器芯片的真空封裝工藝。

紅外探測器芯片與殼體1焊接采用的焊料片是錫鉛焊料片。薄膜吸氣劑的激活溫度為350度，激活時(shí)間30min。薄膜吸氣劑為熱激活薄膜吸氣劑，其材質(zhì)為鋯鈷銥，在光學(xué)窗口和殼體1焊接前完成熱激活，以保持其對(duì)腔體內(nèi)部殘余氣體的吸附作用，保證腔體內(nèi)部真空度問題，提高了組件的可靠性。