一种无排气嘴型非制冷红外焦平面探测器的封装设计与研究

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1、全去种成＊葦ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ专业学位硕±学位论文ＩＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥＩ论文题目一种无排气嘴型非制冷红外焦平面探测器的封装设计与妍究专业学位类别工程硕壬学号２０１３２２０５０４３８作者姓名刘人华指营教师赵嘉学妍究员’’連－‘ＷｉＩ１分类号密级注1

2、UDC（题名和副题名）（作者姓名）指导教师（姓名、职称、单位名称）申请学位级别专业学位类别工程领域名称提交论文日期2016.04.14论文答辩日期2016.05.20学位授予单位和日期20166答辩委员会主席吴志明评阅人袁凯、何少伟注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。StudyonthepackagedesignofanuncooledinfraredfocalplanearraydetectorwithoutpumpingnozzleAMasterThesisSubmittedtoUniv

3、ersityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:LiuRenhuaSupervisor:Prof.ZhaoJiaxueSchool:SchoolofOptoelectronicInformation独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作。及取得的研究成果据我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为

4、获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。奇八１作者签名；：或？〇午曰期／知月７曰论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保

5、密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名；却八年导师签名曰期口；年月７曰摘要摘要非制冷红外焦平面探测器的封装设计在提高器件真空寿命和满足器件的光学、力学、热学等需求中有重要的应用价值。本文以无排气嘴型非制冷探测器为例，分析封装设计涉及的各个方面，给出设计一般流程，系统说明此类型紧密电子器件系列设计工作和总结具体生产的文本文件，为器件实际生产提供有力的保证和依据。首先，本文介绍了现常用的器件级非制冷红外探测器，叙述芯片热辐射吸收的工作环境要求和封装工作的不足，说明探测器真空封装和设计

6、工作必要性。同时分析了现用探测器的不足，提出探测器的一种无排气嘴陶瓷封装样式。介绍了电子器件一般性的封装设计，给出设计流程和依据。系统介绍红外探测器封装设计整体流程，从无排气嘴型非制冷红外探测器封装设计总体要求，结合力、热、光、电等方面，结果确定目标探测器的原材料或零部件。在满足总体装配设计原则要求下，运用SolidWorks软件进行合理结构设计和COMSOLMultiphysics软件进行模拟仿真，给出具体目标探测器装配样式。通过分析集成的红外窗口强度，给出窗口厚度范围值和粘接强度；通过分析内部

7、零部件的耐冲击强度，给出零部件焊接或粘接强度要求。简化目标探测器热传递模式，选用合适半导体制冷器为芯片提供稳定工作温度点。描述目标探测器正常工作对真空环境的需求，提出安置微型真空规以实时监测器件内真空值变化，说明非蒸散型吸气剂的选用必要性和使用要求。对上述目标探测器进行详细的封装工艺设计，包括贴片工艺设计和一体化排气、激活和封装工艺实施设计。本文选用3500贴片机实现目标探测器高精密度贴片工艺要求，并给出详细实施过程说明。本文采用专用的排气台，可同时实现检漏、烘烤排气和隔断，简化工艺。本文选用的液

8、态吸气剂，可以与红外窗口集成一体，缩小占用体积、扩大吸气表面积；该吸气剂在隔离环境下激活，激活的温度和时间需严格把控。本文选用含铟熔合金的钱焊料，可满足本目标探测器对低温工艺特殊要求。总结完整的探测器封装设计和工艺设计流程，为今后同种类型器件或其他微电子器件设计和生产提供系统参照。关键词：无排气嘴型非制冷红外探测器，封装设计，真空规，吸气剂IABSTRACTABSTRACTPackagingdesignofuncooledinfraredfocalplanedetectorinth