[发明专利]一种金刚石传感器测试用探测器模块封装结构及方法

说明书

本发明公开了一种金刚石传感器测试用探测器模块封装结构及方法，属于半导体测试模块封装领域，本发明要解决的技术问题为传统封装方案只能对一片金刚石传感器进行封装以及探测器模块拆解困难的弊端，采用的技术方案为：其结构包括陶瓷基印刷电路板、绝缘垫片和传感器，陶瓷基印刷电路板设置有两个，两个陶瓷基印刷电路板上下平行设置且两个均采用双面电路设计结构，双面电路设计结构的陶瓷基印刷电路板一面的中心位置设置有四个分离设置的方形金属电极，另一面为通过孔化工艺连接到金属电极上的引线连接点；绝缘垫片上设置有与陶瓷基印刷电路板的方形金属电极相对应的孔位。本发明还公开了一种金刚石传感器测试用探测器模块封装方法。

技术领域

本发明涉及半导体测试模块封装领域，具体地说是一种金刚石传感器测试用探测器模块封装结构及方法。

背景技术

作为自然界中存在的硬度最高的材料，金刚石具有非常卓越的力学性能与导热系数。另外，由于组成金刚石的碳原子间形成了sp³杂化轨道，并且碳原子排列具有极强的周期性，金刚石自身也具有极强的抗辐照性能；以上性质使得基于金刚石晶片制成的传感器在极端恶劣的辐照环境下仍然有良好的响应信号输出能力，因此，以金刚石为传感器材料制成的新型探测器成为了国内外近年来的研究热点。

传统的测试用金刚石探测器模块封装方案一般在一片陶瓷基印刷电路板上只能放置一片金刚石传感器，金刚石传感器与印刷电路板间采用导电银胶胶粘工艺固定，传感器上表面利用金线焊接与印刷电路板上的电极进行连接，最后再用环氧树脂做表面封装。传统封装方案有如下几点问题：

(一)每个测试模块中只能安装一片金刚石传感器，这样就导致对多片金刚石传感器进行测试时测试模块需前后堆叠放置，因此测试用束流在通过前面遮挡的模块时会发生能量沉积，导致前后测试模块的实验条件存在不可控的差异；

(二)采用传统工艺对探测模块进行封装导致模块拆解不便，使得对辐照测试后的金刚石结构变化的后续检测十分困难；

(三)传统模块封装方案中导电银胶的调配与粘贴以及环氧树脂封装受人工影响较大，工艺水平的差距对辐照测试的结果同样存在影响。

故如何解决传统封装方案只能对一片金刚石传感器进行封装以及探测器模块拆解困难的弊端是目前现有技术中急需解决的问题。

发明内容

本发明的技术任务是提供一种金刚石传感器测试用探测器模块封装结构及方法，来解决传统封装方案只能对一片金刚石传感器进行封装以及探测器模块拆解困难的弊端。

本发明的技术任务是按以下方式实现的，一种金刚石传感器测试用探测器模块封装结构，包括陶瓷基印刷电路板、绝缘垫片和传感器，陶瓷基印刷电路板设置有两个，两个陶瓷基印刷电路板上下平行设置且两个均采用双面电路设计结构，双面电路设计结构的陶瓷基印刷电路板一面的中心位置设置有四个分离设置的方形金属电极，另一面为通过孔化工艺连接到金属电极上的引线连接点；

绝缘垫片位于两陶瓷基印刷电路板之间，绝缘垫片上设置有与陶瓷基印刷电路板的方形金属电极相对应的孔位；

传感器设置有四个，四个传感器位于陶瓷基印刷电路板与绝缘垫片之间；传感器位于绝缘垫片的孔位内且传感器与陶瓷基印刷电路板的方形金属电极电连接；传感器是基于人工制备的金刚石晶片制成的传感器；

两陶瓷基印刷电路板与绝缘垫片通过螺钉和螺母固定连接。

作为优选，所述绝缘垫片选用标准为100微米和25微米的聚醚醚酮薄膜作为绝缘垫片材料；

绝缘垫片的厚度略小于传感器中金刚石晶片的厚度，在保证上下表面电极间良好绝缘性的同时还能保证传感器上下表面金属电极与印刷电路板电极接触良好。

更优地，所述绝缘垫片设置有多层，多层绝缘垫片层叠设置且绝缘垫片均设置有与陶瓷基印刷电路板的方形金属电极相对应的孔位。