非制冷紅外焦平面探測(cè)器的氣密性封裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種非制冷紅外焦平面探測(cè)器的氣密性封裝方法，屬于紅外成像系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]紅外焦平面探測(cè)器組件是獲取目標(biāo)景物紅外熱輻射信息的重要光電器件。按照探測(cè)器的工作溫度高低可以將器件分成兩大類(lèi):工作時(shí)探測(cè)器敏感元件溫度在-1OOtC及以下的制冷型；工作時(shí)探測(cè)器敏感元件溫度在室溫附近的非制冷型。非制冷紅外焦平面探測(cè)器的原理(如圖1)是將人眼不可見(jiàn)場(chǎng)景的紅外輻射1，經(jīng)過(guò)透鏡2到達(dá)紅外焦平面探測(cè)器3后，轉(zhuǎn)化為不同大小電信號(hào)4傳輸?shù)教綔y(cè)器外部，以提供給其他電子部件進(jìn)行處理。
[0003]通常，非制冷紅外焦平面探測(cè)器(如圖2)主要由窗片8、帶腔體的管殼7、置于管殼7腔體中的光電傳感器5、讀出電路6等幾個(gè)部分組成，通過(guò)光電傳感器5將紅外輻射轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再由讀出電路6完成該信號(hào)的放大和傳輸，管殼7和窗片8組成的腔體保證探測(cè)器的工作環(huán)境，并將讀出電路6的信號(hào)向外傳輸。
[0004]非制冷紅外探測(cè)器的整體性能雖然較制冷紅外探測(cè)器低，但目前已經(jīng)能夠滿(mǎn)足相當(dāng)多的應(yīng)用場(chǎng)合。由于非制冷紅外探測(cè)器不需要使用制冷探測(cè)器笨重的制冷機(jī)和保持真空的杜瓦裝置，使得探測(cè)器整體的復(fù)雜度、功耗、體積、重量大幅度下降，但目前非制冷紅外探測(cè)器的價(jià)格仍不能為市場(chǎng)所接受。原因是在非制冷探測(cè)器的價(jià)格組成中，管殼及管殼的真空封裝處理工藝成本已占到總成本的60?70%，因此降低真空封裝成本已成為非制冷探測(cè)器的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為降低封裝工藝的復(fù)雜程度，本發(fā)明的目的在于提供一種非制冷紅外焦平面探測(cè)器的氣密性封裝方法，從而降低探測(cè)器的制造成本。
[0006]本發(fā)明通過(guò)下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種非制冷紅外焦平面探測(cè)器的氣密性封裝方法，經(jīng)過(guò)下列各步驟:
第一步、將讀出電路和光電傳感器進(jìn)行倒裝互連后一起裝入管殼中；在窗片用于與管殼粘接的表面上涂覆有機(jī)粘接劑；
第二步、將裝有讀出電路和光電傳感器的管殼以及涂覆有機(jī)粘接劑的窗片置于以惰性氣體為主的環(huán)境下；
第三步、在以惰性氣體為主的環(huán)境下，使讀出電路、光電傳感器、管殼以及窗片在50?100°C下加熱30分鐘，以去除讀出電路、光電傳感器、管殼和窗片上附著的水分等物質(zhì)；第四步、在以惰性氣體為主的環(huán)境下，將窗片和管殼進(jìn)行粘接，保證管殼的封閉腔體中為惰性氣體；待有機(jī)粘接劑固化以后取出，即完成氣密性封裝。
[0007]所述第一步中的有機(jī)粘接劑為環(huán)氧樹(shù)脂、硅膠、瞬干膠、厭氧膠。
[0008]所述第一步中的惰性氣體為氮?dú)?、氬氣、氙氣、氦氣、氖氣中的任意一種。
[0009]所述第四步中在以惰性氣體為主的環(huán)境下是惰性氣體壓力為I?1.1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。
[0010]本發(fā)明具備的優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
本發(fā)明提供的非制冷紅外焦平面探測(cè)器的氣密性封裝方法，通過(guò)真空加熱排氣，去除探測(cè)器中的水汽，并最終采用惰性氣體進(jìn)行保護(hù)，采用I?1.1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的惰性氣體填充到管殼內(nèi)，避免了管殼長(zhǎng)時(shí)間的真空排氣，并用粘接工藝替代焊接完成封裝，這樣就大幅度降低非制冷紅外焦平面探測(cè)器的制造成本，實(shí)現(xiàn)了不需要真空度的非制冷紅外焦平面探測(cè)器氣密性封裝，在保證探測(cè)器性能的前提下，極大降低了封裝的成本，為非制冷紅外焦平面探測(cè)器的廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。在使用過(guò)程中，管殼內(nèi)部壓力高于外部壓力，即使有泄露也是內(nèi)部氣體向外擴(kuò)散，最終達(dá)到內(nèi)部外部的氣壓一致，也不會(huì)導(dǎo)致焦平面探測(cè)器的性能變化，這樣極大提高探測(cè)器的可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為非制冷焦平面探測(cè)器的工作原理示意圖；
圖2為非制冷紅外焦平面探測(cè)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為第一步讀出電路和光電傳感器倒裝互連后裝入管殼中的示意圖；
圖4為第二步、第三步窗片和管殼在手套箱中充氣、加熱的示意圖；
圖5為第四步完成氣密性封裝的非制冷紅外焦平面探測(cè)器的示意圖。
[0012]其中:紅外輻射1、透鏡2、紅外焦平面探測(cè)器3、電信號(hào)4、光電傳感器5、讀出電路6、管殼7、窗片8、公共電極9、有機(jī)粘接劑10、手套箱11、真空栗管道12、惰性氣體管道13、左操作窗口 14、右操作窗口 15。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0014]實(shí)施例1
本例所制備的非制紅外冷紅外焦平面探測(cè)器，其光電傳感器5采用鈦酸鍶鋇(BST)陶瓷材料制得，并由公共電極9連接；讀出電路6與光電傳感器5匹配，管殼7為常規(guī)陶瓷管殼，窗片8采用鍺材料制得。
[0015]非制冷紅外焦平面探測(cè)器的氣密性封裝方法，經(jīng)過(guò)下列各步驟:
第一步、將讀出電路6和光電傳感器5進(jìn)行倒裝互連后一起裝入管殼7中；在窗片8用于與管殼7粘接的表面上涂覆環(huán)氧樹(shù)脂；
第二步、將裝有讀出電路6和光電傳感器5的管殼7以及涂覆環(huán)氧樹(shù)脂的窗片8，放置在常規(guī)手套箱11中，通過(guò)與真空栗連接的真空栗管道12對(duì)手套箱11抽真空到lOOmTorr，再通過(guò)惰性氣體管道13充入干燥氮?dú)?，重?fù)抽真空和充入干燥氮?dú)馊?，直至手套?1內(nèi)的環(huán)境置換為以氮?dú)鉃橹鞯沫h(huán)境；
第三步、在以氮?dú)鉃橹鞯沫h(huán)境下，讀出電路6、光電傳感器5、管殼7以及窗片8在80°C下加熱30分鐘，以去除讀出電路6、光電傳感器5、管殼7和窗片8上附著的水分等物質(zhì)；第四步、繼續(xù)保持手套箱的以氮?dú)鉃橹鞯沫h(huán)境，使手套箱11中氮?dú)鈮毫镮個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，人工通過(guò)手套箱11的左操作窗口 14和右操作窗口 15將窗片8和管殼7進(jìn)行粘接，保證管殼7的封閉腔體中為氮?dú)?；待環(huán)氧樹(shù)脂固化以后取出，即完成氣密性封裝。
[0016]實(shí)施例2
非制冷紅外焦平面探測(cè)器的氣密性封裝方法，經(jīng)過(guò)下列各步驟:
第一步、將讀出電路6和光電傳感器5進(jìn)行倒裝互連后一起裝入管殼7中；在窗片8用于與管殼7粘接的表面上涂覆硅膠；
第二步、將裝有讀出電路6和光電傳感器5的管殼7以及涂覆硅膠的窗片8，放置在常規(guī)手套箱11中，通過(guò)與真空栗連接的真空栗管道12對(duì)手套箱11抽真空到90mTorr，再通過(guò)惰性氣體管道13充入干燥氬氣，重復(fù)抽真空和充入干燥氬氣三次，直至手套箱11內(nèi)的環(huán)境置換為以氬氣為主的環(huán)境；