焦平面阵列器件的封装结构的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型主要是关于焦平面阵列器件，更确切地说，是涉及到一种兼容于现有读出电路和系统电路的焦平面阵列器件的封装结构及封装方法，可实现批量生产并且达到与现有的传统焦平面产品一致的成像效果。
【背景技术】
[0002]在现有技术中，当前焦平面阵列(FocalPlane Array，简称FPA)的封装方式主要包括利用金属罐、陶瓷等气密性真空封装，在封装结构之中要求内置能够实现热量散发的热电制冷器和吸气剂。现有技术面临的主要困境是，封装材料成本过高，实际封装工序的过程需要多种焊接和封接工艺，导致工艺要求高、工艺流程周期长，所以很难批量化生成，致使整个封装成本高、效率低、体积大，消费市场很难接受如此昂贵的成像产品。作为应对措施，业界内也出现了晶圆级别的封装方案，但这些方案需要对读出电路做出较大幅度的修改，需要重新设计，与现有技术的其他配套方案不完全兼容。另一些对应措施，主要是试图在后期成像系统的设计中使用系统电路和软件补偿优化的方法消除由于环境温度漂移导致的噪声对成像效果的影响。毫无疑虑，这些方法均延长了整个产品的开发周期，且成像效果均有一定程度的降低，正是在这一前提下提出了本实用新型的各种实施例。
【实用新型内容】
[0003]本发明披露了一种焦平面阵列器件的封装结构，包括:带有开口的电路基板和安置在开口内的承载基座，所述承载基座固定于所述电路基板上;粘附在所述承载基座之上的平板状热电制冷器和安装在热电制冷器之上的焦平面阵列器件，所述焦平面阵列器件与所述电路基板之间具有电气连接。
[0004]上述的焦平面阵列器件的封装结构，热电制冷器的冷面板用导热胶粘附在焦平面阵列器件的底面;以及热电制冷器的热面板用导热胶粘附在底板的顶面。
[0005]上述的焦平面阵列器件的封装结构，承载基座的底板位于电路基板背面一侧;承载基座具有自其底板周边侧缘向上延伸的侧翼，及具有自侧翼的自由末端一体弯折延伸出的固持片，固持片与电路基板平行并安置在电路基板的正面一侧;在电路基板上靠近开口的局部区域设置有螺孔，同时在固持片上设置有与螺孔位置相重合的通孔，将穿过固持片上通孔的螺钉旋入至螺孔内以保障承载基座固定铆接在基板上。
[0006]上述的焦平面阵列器件的封装结构，在电路基板正面涂覆有粘合胶，粘合胶围绕并粘附在固持片的侧缘上。
[0007]上述的焦平面阵列器件的封装结构，所述底板为方形，在方形底板的一组互为对边的第一对侧缘上设置有侧翼，但该底板的另一组互为对边的第二对侧缘上没有设置侧翼；以及方形开口具有与第一对侧缘相平行的第一组内边，和具有与第二对侧缘相平行的第二组内边，使基板正面预留在开口的第二组内边附近的键合区没有设置固持片。
[0008]上述的焦平面阵列器件的封装结构，包括将设于焦平面阵列器件正面周缘处的金属端子电连接到键合区的金属衬垫的导电引线。
[0009]上述的焦平面阵列器件的封装结构，还包括塑封料，并且至少将塑封料填充在热电制冷器、焦平面阵列器件与承载基座之间的缝隙中和填充在热电制冷器、焦平面阵列器件与开口内壁之间的缝隙中；以及塑封料还覆盖在键合区和覆盖在焦平面阵列器件正面设有金属端子的局部区域，以将金属端子、导电引线和金属衬垫包覆在内。
[0010]上述的焦平面阵列器件的封装结构，在承载底座的底面上设有多个散热鳍片。
[0011]在本实用新型的一个实施例中，提供一种焦平面阵列器件的封装结构，包括:带有开口的基板和安置在开口内的承载基座，承载基座的底板位于基板背面一侧;承载基座具有自其底板周边侧缘向上延伸的侧翼，及具有自侧翼的自由末端一体弯折延伸出的固持片，固持片与基板平行并安置在基板的正面一侧;粘附在底板之上的平板状热电制冷器和安装在热电制冷器之上的焦平面阵列器件。
[0012]上述的焦平面阵列器件的封装结构，热电制冷器的冷面板用导热胶粘附在焦平面阵列器件的底面或背面;以及热电制冷器的热面板用导热胶粘附在底板的顶面。
[0013]上述的焦平面阵列器件的封装结构，在基板上靠近开口的局部区域设置有螺孔，同时在固持片上设置有与螺孔位置相重合的通孔，将穿过固持片上通孔的螺钉旋入至螺孔内以保障承载基座固定铆接在基板上。
[0014]上述的焦平面阵列器件的封装结构，在基板正面涂覆有粘合胶，粘合胶围绕并粘附在固持片的侧缘上。
[0015]上述的焦平面阵列器件的封装结构，在底板的底面上设有多个并排设置的向下凸起的散热片。
[0016]上述的焦平面阵列器件的封装结构，在方形底板的一组互为对边的第一对侧缘上设置有侧翼，但该底板的另一组互为对边的第二对侧缘上没有设置侧翼；以及方形开口具有与第一对侧缘相平行的第一组内边，和具有与第二对侧缘相平行的第二组内边，使基板正面预留在开口的第二组内边附近的键合区没有设置固持片。
[0017]上述的焦平面阵列器件的封装结构，包括将设于焦平面阵列器件正面或顶面周缘处的金属端子电连接到键合区的金属衬垫的导电引线。
[0018]上述的焦平面阵列器件的封装结构，还包括塑封料，并且至少将塑封料填充在热电制冷器、焦平面阵列器件与侧翼之间的缝隙中和填充在热电制冷器、焦平面阵列器件与开口内壁之间的缝隙中；以及塑封料还覆盖在键合区和覆盖在焦平面阵列器件正面设有金属端子的局部区域，以将金属端子、导电引线和金属衬垫包覆在内。
[0019]在本实用新型的另一个实施例中，提供了一种焦平面阵列器件的封装方法，包括以下步骤:涂覆导热胶到承载基座的底板的顶面，将平板状的热电制冷器粘附在底板上;在基板的开口中安装承载基座，使其底板位于基板的背面一侧，同时使承载基座的侧翼具有的固持片安置在基板的正面一侧，其中该侧翼自承载基座底板周边侧缘向上延伸并且由侧翼的自由末端一体弯折延伸形成固持片;涂覆导热胶到热电制冷器之上，将焦平面阵列器件粘附在热电制冷器上。
[0020]上述的方法，先行涂覆导热胶将热电制冷器粘附在承载基座的底板上，然后再将承载基座安装到基板上;或者先行将承载基座安装到基板上，然后再涂覆导热胶将热电制冷器粘附在承载基座的底板上。
[0021]上述的方法，在基板上靠近开口的局部区域设置有螺孔，在开口中安装承载基座的步骤中:将固持片上设置的通孔与基板上的螺孔对准重合，利用穿过固持片上通孔的螺钉旋入至螺孔内以使得承载基座固定铆接在基板上。
[0022]在粘附热电制冷器的步骤中，将热电制冷器的热面板粘附在底板的顶面;和在粘附焦平面阵列器件的步骤中，将热电制冷器的冷面板粘附在焦平面阵列器件的底面或背面。
[0023]上述的方法，完成安装承载基座的步骤之后，再在基板正面涂覆粘合胶，粘合胶围绕并粘附在固持片的侧缘上。
[0024]上述的方法，设置底板和开口为方形，在底板的一组互为对边的第一对侧缘上设置有侧翼，但该底板的另一组互为对边的第二对侧缘上没有设置侧翼；则开口具有和第一对侧缘相平行的第一组内边，及具有和第二对侧缘相平行的第二组内边，在安装承载基座至开口内的步骤中:使基板正面的位于开口的第二组内边附近的键合区没有设置固持片。
[0025]上述的方法，完成焦平面阵列器件的粘附步骤之后再执行引线键合的步骤，利用导电引线将设于焦平面阵列器件正面或顶面周缘处的金属端子电连接到键合区的金属衬垫。
[0026]上述的方法，完成引线键合的步骤之后，再执行塑封工艺的步骤，至少将塑封料填充在热电制冷器、焦平面阵列器件与侧翼之间的缝隙中及填充在热电制冷器、焦平面阵列器件与开口内壁之间的缝隙中；以及塑封料还覆盖在键合区和覆盖在焦平面阵列器件正面设有金属端子的局部区域，以将金属端子、导电引线和金属衬垫包覆在塑封料内部。
【附图说明】
[0027]阅读以下详细说明并参照以下附图之后，本实用新型的特征和优势将显而易见:
[0028]图1