本发明属于光电技术领域，更具体地，涉及一种焦平面阵列探测器及其制备方法。
背景技术：
焦平面阵列探测器是通过制作有敏感元阵列的材料与读出电路倒装焊制备的。随着焦平面探测器在各领域应用的发展，焦平面探测器的分辨率像素越来越大，像元距离越来越小，对倒装焊设备的精度、倒装焊时铟凸点与像元的对位精度的要求越来越高，如果这些条件得不到保障，都可能造成焦平面阵列与读出电路上的铟凸点错位，像元不能导通，或者相邻像元短路，最终形成坏像元，产品不合格，进而导致现有技术中的小像元焦平面面阵的量产良率不高。
由于现有的设备制造精度短期内已难以继续提高，加之对位精度的限制，为了提高小像元面阵的量产良率，急需优化焦平面探测器的制备工艺，开发出能使读出电路与焦平面面阵倒装焊时铟凸点与像元的对位更准确的工艺，即开发出新的能使铟凸点与像元的对位更加精准的焦平面探测器，从而解决焦平面阵列探测器发展遇到的瓶颈。
技术实现要素：
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种焦平面阵列探测器及其制备方法，其目的在于解决现有焦平面阵列探测器中焦平面阵列与读出电路上的铟凸点连接时容易错位，相邻像元容易短路而形成坏像元的技术问题以及当前焦平面阵列探测器的制备工艺下所制备的小像元焦平面面阵的量产良率低的技术问题。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种焦平面阵列探测器，包括光敏衬底，覆盖在所述光敏衬底表面的金属单元阵列，所述光敏衬底表面金属单元阵列以外的区域设置有连为一体的填充胶，所述填充胶的高度大于所述金属单元阵列的高度。
优选地，所述填充胶为环氧胶。
优选地，还包括读出电路板与铟凸点单元阵列，所述铟凸点单元阵列具有与所述金属单元阵列中金属单元一一对应的铟凸点单元，所述铟凸点单元一端连接在所述读出电路板上，另一端与对应的金属单元连接。
按照本发明的另一方面，提供了一种焦平面阵列探测器的制备方法，包含如下步骤：
s1、在光敏衬底上制备金属单元阵列，在所述金属单元阵列的顶端制备光刻胶胶柱，所述金属单元阵列中的金属单元与其顶端的光刻胶胶柱共同构成一个模具柱；
s2、用填充胶将所述模具柱之间的缝隙填满，并固化所述填充胶；
s3、清除所述光刻胶胶柱。
优选地，所述光刻胶胶柱的直径大于或等于所述金属单元阵列中金属单元的直径，且小于所述相邻金属单元之间的距离。
优选地，在所述步骤s3之后还包括：将所述金属单元阵列中的金属单元与铟凸点单元阵列中的铟凸点单元一一连接，所述铟凸点单元阵列连接在读出电路板上。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，由于提出了一种焦平面阵列探测器及其制备方法，能够取得下列有益效果：
(1)由于本发明的焦平面阵列器包括覆盖在所述光敏衬底表面的金属单元阵列，光敏衬底表面金属单元阵列以外的区域设置有连为一体的填充胶，且填充胶的高度大于金属单元阵列的高度，这种结构的焦平面面阵通过在相邻的填充胶之间形成多个用于与铟凸点连接的孔，从而使得焦平面阵列与读出电路上的铟凸点倒装焊时铟凸点能对应插入每个孔对应的位置，而不容易发生错位现象，进而解决现有技术中倒装焊时相邻像元容易短路而形成坏像元的技术问题。
(2)本发明提出了一种新的焦平面阵列器的制备方法：通过在光敏衬底上金属单元阵列的顶端制备光刻胶胶柱，使金属单元与其顶端的光刻胶胶柱共同构成一个模具柱，再用填充胶将所述模具柱之间的缝隙填满，然后清除所述光刻胶胶柱，形成了相邻填充胶之间具有多个孔结构的焦平面阵列，使得读出电路中的铟凸点能与填充胶之间孔内的像元准确地实现电连接，解决了当前焦平面阵列探测器的制备工艺下所制备的小像元焦平面面阵的量产良率低的技术问题。
(3)本发明使用的光刻胶胶的直径大于或等于金属单元阵列中金属单元的直径，可以保证清除光刻胶胶柱后能完全露出金属单元阵列，方便后面在与读出电路板上的铟凸点单元阵列中的铟凸点单元倒焊时，金属单元阵列能与铟凸点接触，保证接触面积从而保证小的接触电阻。另外，光刻胶胶柱的直径小于相邻金属单元之间的距离，以保证每个光刻胶胶柱是独立、不与相邻位置的光刻胶胶柱相连，进而确保清除光刻胶胶柱后填充胶之间形成的多个孔之间能实现良好的隔离。
附图说明
图1是本发明制备完金属单元阵列后的垂直方向截面示意图；
图2是本发明制备完光刻胶胶柱后的垂直方向截面示意图；
图3是本发明用填充胶填充完光刻胶胶柱之间的缝隙后的垂直方向截面示意图；
图4是本发明去除光刻胶胶柱后的垂直方向截面示意图；
图5是本发明去除光刻胶胶柱后的俯视图；
图6是本发明与读出电路板倒装焊垂直方向截面示意图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
1-光敏衬底；2-金属单元阵列；3-光刻胶胶柱；4-填充胶；5-读出电路板；6-铟凸点单元阵列。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图4所示，本发明提出了一种焦平面阵列探测器，包括光敏衬底1，覆盖在光敏衬底1表面的金属单元阵列2，该光敏衬底1表面金属单元阵列2以外的区域设置有连为一体的填充胶4，填充胶4的高度大于金属单元阵列2的高度。光敏衬底1是一种半导体材料，有较大的电阻。
填充胶4为环氧胶，这种胶水化学稳定性强。通常，固化后的环氧胶具有优良的耐碱性、耐酸性和耐溶剂性。同时，这种环氧胶是专门用于填充缝隙的胶水，胶水可以流动，比较容易塑造形状。另外，专门用于填充的胶水具有最少的放气量、最好的粘结固定效果，能保证焦平面面阵形成的在于铟凸点连接时的可靠性与稳定性。优选地，填充胶4为ab环氧胶，该环氧胶不溶于醇、酮、光刻胶、显影液等有机溶剂，所以在清除光刻胶胶柱3时填充胶4不会被去除。
该焦平面阵列探测器还包括读出电路板5和铟凸点单元阵列6，铟凸点单元阵列6具有与金属单元阵列2中金属单元一一对应的铟凸点单元，铟凸点单元一端连接在读出电路板5上，另一端与对应的金属单元连接。通过将铟凸点单元阵列6中的铟凸点单元与金属单元阵列2中金属单元一一连接，实现了电学连通。
本发明还提出了一种焦平面阵列探测器的制备方法，可以有效提高产品加工良率，包含如下步骤：
s1、在光敏衬底1上制备金属单元阵列2，如图1所示。通过匀胶、曝光、显影的方法，在金属单元阵列2的顶端制备光刻胶胶柱3，金属单元阵列2中的金属单元与其顶端的光刻胶胶柱3共同构成一个模具柱，如图2所示。一个金属单元阵列2所在位置实际上对应的就是一个像元，所以每一个像元上对应了一个模具柱，该模具柱阵列用于为后面能形成倒装焊铟凸点的孔做准备。
s2、在焦平面面阵边缘滴填充胶4，填充胶4逐渐流向面阵区域，通过毛细填充现象，填充胶4将模具柱之间的缝隙填满，烘烤并固化填充胶4，使填充胶4变为物理和化学形状稳定的固态，如图3所示。
s3、将焦平面面阵放入显影液、乙醇、丙酮或其他去胶溶剂中，溶解清除光刻胶胶柱3，露出金属单元阵列2，如图4所示。其中，由于面阵边缘没有阻挡，在液体浸润和表面张力共同作用下使得边缘的填充胶呈现图示的弧形轮廓。图5是去除光刻胶胶柱后的平面示意图。
其中，光刻胶胶柱3的直径大于或等于金属单元阵列2中金属单元的直径，以保证步骤s3中清除光刻胶胶柱3后(实际就是在在相邻的填充胶4之间形成了多个孔)能完全露出金属单元阵列2，方便后面在与读出电路板5上的铟凸点单元阵列6中的铟凸点单元倒焊时，金属单元阵列2能与铟凸点接触，保证接触面积从而保证小的接触电阻。另外，光刻胶胶柱3的直径小于相邻金属单元之间的距离，以保证每个光刻胶胶柱3是独立、不与相邻位置的光刻胶胶柱3相连，进而确保清除光刻胶胶柱3后填充胶4之间形成的多个孔之间能实现良好的隔离。
在所述步骤s3之后还包括：将金属单元阵列2中的金属单元与铟凸点单元阵列6中的铟凸点单元一一连接，铟凸点单元阵列6连接在读出电路板5上，形成焦平面阵列探测器半成品，如图6所示。
结合附图对本发明作进一步的描述。
实施例：
以像元距离为15μm的焦平面阵列的制备方法为例，步骤如下：
1、在完成金属单元阵列2的光敏衬底1的表面旋涂一层6μm厚的负性光刻胶，并热板烘干，再通过曝光和显影，在金属单元阵列2的顶端制备出直径为10μm、高度为6μm的光刻胶胶柱3阵列，相连的光刻胶胶柱3之间的距离为5μm；
2、在焦平面面阵四周涂上ab填充胶4，将焦平面阵列平放15min，填充胶4将通过毛细现象慢慢渗入焦平面面阵中间，将(金属单元阵列2中的金属单元与其顶端的光刻胶胶柱3共同构成的)模具柱之间填满填充胶4，然后将焦平面面阵放入烘箱烘烤，使填充胶4固化；
3、将焦平面面阵从烘箱中取出并放入丙酮中浸泡10分钟去除光刻胶胶柱3，接着再放入乙醇溶液中浸泡10min去除丙酮溶液，再用去离子水冲洗并吹干；
4、将制备有多个孔结构的焦平面面阵与读出电路板5上面连接的铟凸点单元阵列6进行倒装焊连接，使铟凸点插入清楚光刻胶胶柱3后形成的孔中，与焦平面面阵的铟凸点电学接触，并在一定压力下变形，将孔填满，最终形成焦平面探测器的半成品。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。