专利名称：一种光读出非制冷红外焦平面阵列的真空封装装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于红外热成像技术领域，具体特涉及一种光读出非制冷红外焦平面阵列的真空封装装置。
背景技术：
光读出非制冷红外焦平面阵列是一种先进的MEMS器件，普遍应用于红外热成像领域。基于器件的工作原理，要求实现真空封装。目前，光读出非制冷红外焦平面阵列的封装结构普遍采用金属管壳的封装结构。传统的金属管壳封装结构设计为封装底座和盖板两个分体部分，每个分体部分通常结构复杂，加工难度较大。而且由于封装工艺的兼容性限制，封装管壳所能实现的功能通常十分有限。例如，光学玻璃窗口和红外锗窗口及其与金属管壳的焊接部位通常都直接暴露在外，成为整个器件的易损部位，从而不能充分发挥金属管壳封装结构所应具备的易加工、耐冲击等技术优势。
实用新型内容本实用新型的目的在于针对传统的金属管壳封装结构设计上的一些明显不足，提供一种光读出非制冷红外焦平面阵列的真空封装装置。一种光读出非制冷红外焦平面阵列的真空封装装置，包括金属管壳、光学玻璃窗口、红外锗单晶窗口、光读出非制冷红外焦平面阵列芯片、专用吸气元件和排气尾管，所述金属管壳I中正面外壳11和背面外壳12连接，正面外壳11和背面外壳12两者中间分别有通孔，正面内墙13与正面外壳11相连，背面内墙14与背面外壳12相连；所述光学玻璃窗口 2气密焊接于正面内墙13的外侧凹槽内；所述红外锗单晶窗口 3气密焊接于背面内墙14的外侧凹槽内；所述光读出非制冷红外焦平面阵列芯片4固定于正面内墙13的内侧凹槽内；所述专用吸气元件5固定于背面内墙14的内侧平台上；所述排气尾管6焊接于背面外壳12的环面上。本实用新型的有益效果为:本实用新型的真空封装装置专门针对光读出非制冷红外焦平面阵列芯片的封装要求设计，整个金属管壳设计为4个功能明确的分体结构，使得封装管壳加工更为简便，并可有效地提高封装工艺过程中的各个工艺环节的兼容性。
图1为光读出非制冷红外焦平面阵列的真空封装装置的结构示意图。图2为正面外壳的结构示意图。图3为背面外壳的结构示意图。图4为正面内墙的结构示意图。图5为背面内墙的结构示意图。图6为光学玻璃窗口与红外锗单晶窗口的结构示意图。[0013]图7为专用吸气元件的结构示意图。
具体实施方式
为了进一步详细地阐述本实用新型的技术方案，
以下结合附图进行详细说明。如图1所示的光读出非制冷红外焦平面阵列的真空封装装置，包括金属管壳、光学玻璃窗口、红外锗单晶窗口、光读出非制冷红外焦平面阵列芯片、专用吸气元件和排气尾管，所述金属管壳I中正面外壳11和背面外壳12相互嵌合,正面外壳11和背面外壳12两者中间分别有通孔，正面内墙13与正面外壳11相连，背面内墙14与背面外壳12相连；所述光学玻璃窗口 2气密焊接于正面内墙13的外侧凹槽内；所述红外锗单晶窗口 3气密焊接于背面内墙14的外侧凹槽内；所述光读出非制冷红外焦平面阵列芯片4固定于正面内墙13的内侧凹槽内；所述专用吸气元件5固定于背面内墙14的内侧平台上；所述排气尾管6焊接于背面外壳12的环面上。图疒图5分别为正面外壳11、背面外壳12、正面内墙13以及背面内墙14的结构示意图。按照图6的结构设计加工光学玻璃窗口 2及红外锗单晶窗口 3。其中，光学玻璃窗口 2的可见光透过率高于90%，其用于非制冷红外焦平面阵列芯片4的工作信号的输出通道；红外锗单晶窗口 3的8 12 μ m波长红外光透过率高于90%，其用于非制冷红外焦平面阵列芯片4的工作信号的输入通道。加工专用吸气元件5为环状结构，如图7所示，采用烘烤方式激活，激活温度低于300° C。各元部件准备完备后，进行封装结构的装配、焊接。首先，采用钎焊的方式将光学玻璃窗口 2与正面内墙13进行气密焊接，将红外锗单晶窗口 3与背面内墙14进行气密焊接。然后，采用激光焊接的方法将正面外壳11与正面内墙13以及背面外壳12与背面内墙14分别气密焊接在一起。采用机械固定的方式或银浆粘贴的方式将光读出非制冷红外焦平面阵列芯片4、专用吸气元件5分别安置并固定于正面内墙13与背面内墙14的内侧。之后，采用激光焊接的方法将正面外壳11与背面外壳12气密焊接在一起。最后，通过排气尾管6排除管壳内部空气，获取所需真空，并通过高温烘烤激活专用吸气元件5，采用冷焊方式封死排气尾管。完成整个真空封装管壳的制作。
权利要求1.一种光读出非制冷红外焦平面阵列的真空封装装置，包括金属管壳、光学玻璃窗口、红外锗单晶窗口、光读出非制冷红外焦平面阵列芯片、专用吸气元件和排气尾管，其特征在于，所述金属管壳(I)中正面外壳(11)和背面外壳(12)连接，正面外壳(11)和背面外壳(12)两者中间分别有通孔，正面内墙(13)与正面外壳(11)相连，背面内墙(14)与背面外壳(12)相连；所述光学玻璃窗口(2)气密焊接于正面内墙(13)的外侧凹槽内；所述红外锗单晶窗口(3)气密焊接于背面内墙(14)的外侧凹槽内；所述光读出非制冷红外焦平面阵列芯片(4)固定于正面内墙(13)的内侧凹槽内；所述专用吸气元件(5)固定于背面内墙(14)的内侧平台上；所述排气尾管(6)焊接于背面外壳(12)的环面上。
2.根据权利要求1所述的光读出非制冷红外焦平面阵列的真空封装装置，其特征在于，所述光学玻璃窗口(2)的可见光透过率高于90%。
3.根据权利要求1所述的光读出非制冷红外焦平面阵列的真空封装装置，其特征在于，所述红外锗单晶窗口(3)的8 12μπι波长的红外光透过率高于90%。
4.根据权利要求1所述的光读出非制冷红外焦平面阵列的真空封装装置，其特征在于，所述专用吸气元件(5)为环状结构。
专利摘要本实用新型公开了属于红外热成像技术领域的一种光读出非制冷红外焦平面阵列的真空封装装置。包括金属管壳、光学玻璃窗口、红外锗单晶窗口、红外焦平面阵列芯片、专用吸气元件和排气尾管。其中金属管壳由正面外壳、背面外壳、正面内墙以及背面内墙四个分体部分焊接而成。正面内墙的外侧焊接有光学玻璃窗口，内侧固定红外焦平面阵列芯片；背面内墙的外侧焊接有红外锗单晶窗口，内侧固定有专用吸气元件；在背面外壳的环面上焊接有排气尾管。本实用新型的真空封装装置针对光读出非制冷红外焦平面阵列芯片的封装要求设计，整个金属管壳设计为4个功能明确的分体结构，使得封装管壳加工更为简便，并可有效地提高封装工艺过程中的各个工艺环节的兼容性。
文档编号B81B7/00GK203033761SQ20122072689
公开日2013年7月3日 申请日期2012年12月25日 优先权日2012年12月25日
发明者崔建东, 苑鹏, 杜军 申请人:北京有色金属研究总院