本發(fā)明涉及紅外探測，特別是涉及一種紅外探測器及其芯片結(jié)構(gòu)、加工工藝。

背景技術(shù)：

1、熱成像系統(tǒng)是一種利用紅外技術(shù)來探測和顯示物體表面溫度分布的設(shè)備，其主要通過采集熱紅外波段的光，將物體發(fā)出的熱輻射轉(zhuǎn)化為灰度值或偽彩色圖像，以此來發(fā)現(xiàn)和識(shí)別目標(biāo)物體；熱成像系統(tǒng)中的核心部件是紅外探測器，其能夠探測紅外輻射并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。

2、相關(guān)技術(shù)中，為了保證紅外探測器對(duì)溫度量測的靈敏度及準(zhǔn)確度，紅外探測器芯片對(duì)于探測器內(nèi)部的環(huán)境要求苛刻，紅外探測器微測輻射熱計(jì)接收目標(biāo)紅外輻射后的溫度變化很微弱，為了使其上面的熱量能夠維持住，避免與空氣分子進(jìn)行熱交換，需要將其置于真空環(huán)境下工作，如授權(quán)公告號(hào)為cn102956662b的中國參考文獻(xiàn)就公開了一種紅外焦平面探測器芯片真空密封封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法，該紅外焦平面探測器芯片真空密封封裝結(jié)構(gòu)通過在腔體內(nèi)安裝吸氣劑來吸附腔體內(nèi)壁以及內(nèi)部元件釋放出來的氣體，以維持封裝結(jié)構(gòu)的真空度。

3、現(xiàn)有的紅外探測器在使用時(shí)常常因真空度不足，導(dǎo)致響應(yīng)率差、成像模糊甚至無法成像，而對(duì)真空度是否下降到需要激活吸氣劑的判斷主要有兩種方式，其中一種方式是將紅外探測器微型杜瓦組件從成像系統(tǒng)中拆下后，通過測量紅外探測器的熱負(fù)載和制冷啟動(dòng)時(shí)間等參數(shù)，來間接判斷真空度是否下降，其雖然能夠判斷出紅外探測器內(nèi)部的真空情況，但是在檢測時(shí)需要使用專門的測量儀器，且技術(shù)專業(yè)性強(qiáng)、周期長、工作量大；另外一種方式是將根據(jù)研制前期試驗(yàn)所得到的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)或使用過程中的人為經(jīng)驗(yàn)判斷，來定期通電激活吸氣劑，這種定期激活吸氣劑的方式是在不知道組件內(nèi)部真實(shí)的真空度情況下進(jìn)行的，并且由于每一只微型杜瓦的泄漏情況、真空腔體內(nèi)零件表面的放氣程度等均各不相同，因此在實(shí)際操作上，難以確定激活的周期。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，有必要針對(duì)目前的紅外探測器在使用過程中所存在的無法及時(shí)激活吸氣劑，以維持真空度的問題，提供一種紅外探測器及其芯片結(jié)構(gòu)、加工工藝。

2、上述目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種芯片結(jié)構(gòu)，所述芯片結(jié)構(gòu)包括：

4、外殼；

5、窗片，所述窗片和所述外殼鍵合形成真空腔體；

6、分隔環(huán)，所述分隔環(huán)由彈性材料制成，且插裝在所述真空腔體內(nèi)部，并將所述真空腔體分隔為互不連通的外腔室和內(nèi)腔室；

7、兩個(gè)吸氣劑，分別插裝在所述外腔室和所述內(nèi)腔室內(nèi)部，且配置成能夠吸收所述外腔室或所述內(nèi)腔室內(nèi)部的氣體；

8、偶數(shù)個(gè)壓力傳感器，兩兩一組，同一組的兩個(gè)所述壓力傳感器分別插裝在所述外腔室和所述內(nèi)腔室內(nèi)部，且位于所述分隔環(huán)的兩側(cè)，所述壓力傳感器配置成在所述分隔環(huán)膨脹或收縮時(shí)感應(yīng)相應(yīng)的壓力，并發(fā)出信號(hào)啟動(dòng)相應(yīng)的所述吸氣劑；

9、芯片主體，所述芯片主體插裝在所述內(nèi)腔室內(nèi)部。

10、進(jìn)一步地，所述芯片結(jié)構(gòu)還包括制冷部，所述制冷部插裝在所述芯片主體和所述外殼之間，且配置成能夠制冷，以使所述芯片主體在恒溫下工作。

11、進(jìn)一步地，所述制冷部包括熱電制冷器。

12、進(jìn)一步地，所述壓力傳感器的數(shù)量有四個(gè)，兩組壓力傳感器關(guān)于所述分隔環(huán)對(duì)稱設(shè)置。

13、進(jìn)一步地，所述壓力傳感器為mems壓力傳感器。

14、進(jìn)一步地，所述窗片上設(shè)置有光學(xué)窗口。

15、進(jìn)一步地，所述吸氣劑為電激活式吸氣劑。

16、進(jìn)一步地，所述外殼的材料為陶瓷。

17、本發(fā)明還提供了一種紅外探測器，包括一種芯片結(jié)構(gòu)。

18、本發(fā)明還提供了一種紅外探測器的加工工藝，包括一種紅外探測器，所述紅外探測器的加工工藝包括以下步驟：

19、將分隔環(huán)、吸氣劑和壓力傳感器均焊接在外殼的腔體內(nèi)；

20、將芯片主體安裝在所述分隔環(huán)內(nèi)部；

21、將窗片同時(shí)和所述外殼、所述分隔環(huán)密封連接。

22、本發(fā)明的有益效果是：

23、本發(fā)明涉及一種紅外探測器及其芯片結(jié)構(gòu)、加工工藝，紅外探測器包括一種芯片結(jié)構(gòu)，紅外探測器的加工工藝包括對(duì)紅外探測器的加工步驟；紅外探測器在使用過程中，當(dāng)外腔室內(nèi)部的壓力大于內(nèi)腔室內(nèi)部的壓力時(shí)，分隔環(huán)受壓收縮并被內(nèi)側(cè)的壓力傳感器感應(yīng)到，該壓力傳感器發(fā)出信號(hào)啟動(dòng)外側(cè)的吸收劑，以吸收外腔室內(nèi)部的氣體，從而保證外腔室的真空度，避免影響內(nèi)腔室的真空度；當(dāng)外腔室內(nèi)部的壓力小于內(nèi)腔室內(nèi)部的壓力時(shí)，分隔環(huán)受壓膨脹并被外側(cè)的壓力傳感器感應(yīng)到，該壓力傳感器發(fā)出信號(hào)啟動(dòng)內(nèi)側(cè)的吸收劑，以吸收內(nèi)腔室內(nèi)部的氣體，從而保證內(nèi)腔室的真空度，避免影響紅外探測器的成像精度；通過設(shè)置分隔環(huán)和壓力傳感器，一方面將芯片主體和外殼側(cè)壁分隔開，有助于減少外界氣體從外殼側(cè)壁滲入時(shí)和外殼側(cè)壁釋放的氣體對(duì)芯片主體所在腔室的真空度的影響，另一方面有助于及時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)側(cè)的吸氣劑，在保證內(nèi)腔室真空度的同時(shí)，保證成像精度。

技術(shù)特征：

1.一種芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述芯片結(jié)構(gòu)包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述芯片結(jié)構(gòu)還包括制冷部，所述制冷部插裝在所述芯片主體和所述外殼之間，且配置成能夠制冷，以使所述芯片主體在恒溫下工作。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述制冷部包括熱電制冷器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述壓力傳感器的數(shù)量有四個(gè)，兩組壓力傳感器關(guān)于所述分隔環(huán)對(duì)稱設(shè)置。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述壓力傳感器為mems壓力傳感器。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述窗片上設(shè)置有光學(xué)窗口。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述吸氣劑為電激活式吸氣劑。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述外殼的材料為陶瓷。

9.一種紅外探測器，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至8任意一項(xiàng)所述的芯片結(jié)構(gòu)。

10.一種紅外探測器的加工工藝，其特征在于，應(yīng)用于如權(quán)利要求9所述的紅外探測器，所述紅外探測器的加工工藝包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及紅外探測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種紅外探測器及其芯片結(jié)構(gòu)、加工工藝，其中芯片結(jié)構(gòu)包括外殼、窗片、分隔環(huán)、兩個(gè)吸氣劑、偶數(shù)個(gè)壓力傳感器和芯片主體，窗片和外殼鍵合形成真空腔體，分隔環(huán)由彈性材料制成，且插裝在真空腔體內(nèi)部，并將真空腔體分隔為互不連通的兩個(gè)腔室，兩個(gè)吸氣劑分別插裝在兩個(gè)腔室內(nèi)部，且用于吸收各自所處腔室內(nèi)部的氣體，壓力傳感器兩兩一組，同一組的兩個(gè)壓力傳感器分別插裝在兩個(gè)腔室內(nèi)部，且位于分隔環(huán)的兩側(cè)，壓力傳感器配置成在分隔環(huán)膨脹或收縮時(shí)感應(yīng)相應(yīng)的壓力，并發(fā)出信號(hào)啟動(dòng)相應(yīng)的吸氣劑，從而在避免外界氣體從外殼側(cè)壁滲入時(shí)對(duì)芯片主體所在腔室的真空度的影響的同時(shí)，能夠及時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)的吸氣劑。

技術(shù)研發(fā)人員：張培峰,蘇瑩,李斌,馮偉,文晉,陳龍華,王偉,牛雪雷
受保護(hù)的技術(shù)使用者：太原國科半導(dǎo)體光電研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30