[发明专利]微型红外探测器高真空排气激光封口装置及工艺

说明书

技术领域

本发明涉及激光加工技术，具体是指一种微型红外探测器高真空排气激光封口装置及工艺。

背景技术

由于大多数红外探测器工作时处于深冷状态，因此，绝热和真空保持是设计中最关键和最基本的。

红外探测器的真空寿命主要由材料放气、漏率、排气工艺以及消气剂的综合因素影响决定。其材料主要有不锈钢、可伐、钛合金、无氧铜和一些非金属材料，如95陶瓷、低温胶等。

本发明基于对非制冷型或热电致冷型红外探测器组件封装中的高真空排气封口工艺。现阶段的工艺方法是在器件壁上钎焊一根无氧铜排气管(直径≈φ6mm)，由该排气管进行高真空排气，经检验达到预期真空度后进行手工夹封，使腔体密闭，维持器件内真空度，保证探测器的性能。

然而国际上探测器的封装趋于集成化和微型化，因此微型红外探测器的研制渐渐成为引领技术。同时，航天红外探测器是卫星的关键元部件之一，它的可靠性直接关系到卫星的整体寿命，因此航天应用的红外探测器除了要具有高灵敏度的特性以外，它的可靠性指标必须满足应用要求。

由于排气管在探测器外壳上占据了一定空间，若要做到“微型”，探测器的外型尺寸则不适合负荷它，外形也不美观。因此通过排气管进行高真空烘烤排气和手工夹封的方式已不能完全适应微型探测器的封装要求。基于红外探测器的研究趋势，也为了改善目前不完善的夹封工艺，必须开展适应其发展的配套封装技术。因此，优化微型红外探测器高真空排气的封口技术尤其必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的用于微型红外探测器后道封装的装置及工艺，解决微型红外探测器高真空排气的封口夹封问题。

由于腔体要承受高真空，为了保证可靠性，外壳体1选用不锈钢。在外壳体1的顶部中央开一激光传输口，用低温胶将光学玻璃101密封于激光传输口上。

腔体内部是样品台2。由于外壳体1选用不锈钢，样品烘烤时热量会向外壳体1传导，因此为了减慢传热，壳体底部固定三根四氟乙烯支撑柱201来支撑铜质的样品台2，(所需样品台的高度，即激光焦距可通过调节支撑柱上的垫圈)。

由于排气是探测器后道封装过程的一个重要环节，排气是否充分直接影响到探测器的性能，而且零部件在装配过程中会吸附一些气体，当其处于真空环境时就会因解析而出气，所以在高真空排气过程中应尽量提高排气过程中的温度和延长排气时间，使吸附在真空室内表面的气体尽量排出去，降低排气完成后的真空腔内表面残余气体出气量。为了加热充分，同时也保证排气充分，在样品台2下方安装一加热圈202，烘烤温度90±5℃可调。并用一圆形固定槽203通过螺栓将加热圈202与样品台2固定。

为了准确掌握腔体内实际状态，在外壳体侧壁设计几个必要的接口来实现排气，以及真空度、温度的控制。

具体工艺步骤是：

1、将样品3放于样品台2上；

2、关闭钢化玻璃密封门，用高真空分子泵排气机组通过排气口102抽腔体内高真空，同时打开加热圈202以及温度控制仪103的电源；

3、调节激光4的焦距和各焊接工艺参数，使激光光斑对准需封口的小孔；

4、开启激光。

本发明的优点：

1、该装置结构简单，使用方便。

2、该装置为趋于集成化和微型化的探测器封装技术奠定了工艺基础。

3、该装置提供了非制冷型或热电致冷型微型红外探测器在去除排气管后进行高真空烘烤排气和激光封口工艺的可靠实施空间。

附图说明

图1为高真空烘烤排气激光封口系统连接图；

外壳体——1；

光学玻璃——101；

排气口——102；

温度控制仪——103；

真空规——104；

充气口——105；

样品台——2；

支撑柱——201；

加热圈——202；

固定槽——203；

样品——3；

激光——4。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明：

本发明的高真空烘烤排气装置包括：外壳体1，样品台2，支撑柱201，加热圈202以及真空保持系统等。

将样品3固定在真空腔体内的样品台2上。紧贴样品台2下方的加热圈202通过四个螺栓与圆形不锈钢固定槽203相连。为了减慢传热，三根固定在外壳体1底部的支撑柱201采用四氟乙烯，用它来支撑样品台2，调节到合适高度后，用螺母将样品台2和支撑柱201固定。