非制冷红外光电探测器真空封装用金属外壳设计.pdf

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1、第5期2012年10月机电元件ELECTRoMECHANlCALCoM【PoNENTSV01．32No．50ct2012非制冷红外光电探测器真空封装用金属外壳设计蒙高安，刘燕(中国电子科技集团公司第40研究所，蚌埠233010)摘要：非制冷红外光电探测器在军、民两个领域已有广泛的应用，光电金属外壳是非制冷红外光电探测器的重要部件。与国外相比，我国光电金属外壳技术水平还相对较低，而该电路封装的技术指标要求很高，其对结构也有特殊的要求。为此，我们组织人员为该光电探测器研制完成了一种新结构的真空封装金属外

2、壳。本文将阐述该光电外壳研制过程中设计、工艺等研究内容。关键词：红外光电探测器；光窗；金属外壳；真空封装Doi：10．3969／j．issn．1000—6133．2012．05．003中图分类号：TN784文献标识码：A文章编号：1000—6133(2012)05—0012—04DesignofMetalEnclosure￡Dropto—electricDetectorVacuumPaCkageMENGGaO—an，LIUYan，ZHANGBiIl(No．40ResearchInstituteofC

3、hinaE1ectronicsTechnologyGroupCorporation，Bengbu233010，China)Abstract：Non—re衔geratoryIⅢhred0pto—electricdetectorshavefoundwideapplicationsinmilitaryandcivilfields．Theopto—electricdetectorsareimportantcomponentsofNon—re缸geratory0pto—electricdetectors，co

4、m—paredwithforeigncounterp叭，thetechnicallevelofopto—electricdetailenclosureinourcountryisrelativelylow，whilethetechniealspeci6cationsforthecircuitpackageisveryhigh，sodotherequirementtotheconstmction．Forthisreason，weorganizeourstaffaccomplishanewstmctur

5、eofvacuumopto—electricmetalenclosure．ThispaperexplainsdesignandtechnicsinthedeVelopmentprocesses．Keyword_s：In

6、h∽dopto—electricdetectors；opticalwindow；metalenclosure；Vacuumpackage1概述非制冷红外光电探测器主要应用于夜视、侦察搜索、监视、热瞄准、制导等系统中，也用于消防、保安、海关缉私、搜索与救援、医疗诊断等领域，具有广泛的应

7、用前景和市场需求。光电金属外壳是收稿日期：2012—07—23光探测器的关键部件。本文介绍的是一种非制冷红外光电探测器用金属外壳，其结构见图1。根据封装要求，对该光电外壳进行了技术攻关。从设计、工艺和质量控制等方面着手，经过努力解决了密封、焊接、光窗安装等关键技术难点，满足了探测器封装要求。本文将重点阐述该光电外壳的结构工艺设第5期蒙高安等：非制冷红外光电探测器真空封装用金属外壳设计13计技术。2主要技术指标要求该光电外壳主要技术指标：外形结构尺寸：27姗×65mm×8mm，光窗尺寸8mm×9r啪：

8、泄漏率：≤l×10。Pa·cm3／s；封装完成后：真空度≤lmT0rr(一o．13Pa)；绝缘电阻：≥1000MQ。3结构及工艺设计3．1结构该外壳结构采用24根引线的可伐镀金管壳，为方便金丝焊接引线头部为扁平结构；引线和壳体用玻璃绝缘子连接，起绝缘、密封、固定作用；光窗和金属盖板之间用焊料焊接，盖板和壳体平行缝焊；尾部为抽气管用来最后抽真空用，抽气管和壳体焊料密封焊接。图l光电外壳结构图3．2工艺为了保证该外壳的结构及性能要求，确定基本工艺，工序及流程如下：(1)24只引脚和金属壳体用玻璃绝缘子高

9、温烧结在一起，石墨模具设计时要考虑引线头部扁平平面全部在同一水平面上；无氧铜抽气管和壳体之间用焊料焊接，要保证密封和牢固性；(2)将Ge玻璃焊接在金属盖板上；(3)内部电路安装完成后对壳体和金属盖板进行平行缝焊；(4)使用专有设备通过抽气管对壳体内部抽取真空，完成后用封口钳截断并封闭抽气管。4工艺试验研究4．1材料选择内部器件和壳体焊接固定后存在内应力，为了降低内应力，壳体选择膨胀系数相近的4J29材料。4J29材料适用于匹配封接，匹配封接要求各封接材料膨胀系数基本一