铂金丝超声键合正交试验及焊点质量评价

采用正交试验法对直径为20μm的铂金丝进行超声波键合试验，并通过三轴测量显微镜观察键合区域形貌和测量键合点根部高度．结果表明，在研究的4个参数中，键合时间、搜索高度和超声功率的影响都较大，而键合力的影响较小．通过正交试验法可以快速获得较优的键合参数，最佳工艺条件为：键合力0．013N，键合功率0．325形（彤为键合区宽度），键合时间30ms，搜索高度0．2mm．键合点质量可以通过测量键合点根部高度进行评价，当根部高度在4-10μm之间时，引线拉力均在0．03N以上．而且，当键合区接近椭圆形，且当W≈2D（D为引线丝直径）时，引线拉力较高，当键合区形貌为矩形或有裂纹出现时，拉力则较小．

InGaAs近红外探测器高可靠封装技术

对256元和512元InGaAs线列探测器进行了气密封装,对封装结构和工艺中的几个关键技术进行了分析,包括热电致冷器的热负载性能、温度烘烤性能、组件密封性。研究结果表明:在室温条件下,热电致冷器的致冷温差可以达到55 K以上,热负载每增加50 mW,致冷温差下降约0.51 K,能够满足组件的使用要求。经过120℃、500 h的烘烤后,热电致冷器仍能保持性能不变。组件的密封性达到了国军标的要求。

延伸波长InGaAs探测器封装用二级热电制冷器性能研究

真空封装技术是延伸波长InGaAs探测器的主要封装方法之一,热电制冷器可为延伸波长InGaAs探测器焦平面提供低温环境。测试了基于真空封装技术无热负载条件下二级热电制冷器的性能,研究了二级热电制冷器在不同输入电流(功率)时冷、热端温差与热负载的关系,测试了二级热电制冷器在低温工况下的制冷性能以及二级热电制冷器处于不工作状态时的表观热导率。结果表明,热沉温度为274 K时,冷端可以达到221.4 K并实现77.5 K的冷、热端温差;当输入电流一定时,随着热负载的增加,冷、热端温差呈线性趋势减小,且斜率随着输入电流增大而增大;二级热电制冷器冷、热端温差在较高温度时更大,即制冷性能更好;当温度分别为233.1 K和249.8 K时,表观热导率分别为11.30 W/(m·K)和8.29 W/(m·K)。

石墨烯喷涂与化学镀镍黑化冷屏性能对比

目的 探索高效的冷屏黑化技术,获得石墨烯环氧胶混合喷涂与化学镀镍黑化后的红外探测器冷屏的光学特性、真空放气特性。方法 采用傅里叶光谱仪对比测试不同粗糙度的基底,以及基底经过化学镀镍、石墨烯喷涂黑化后的样品在2.5~15μm波段内的镜面反射率,利用扫描电子显微镜观察分析黑化表面形貌。采用小孔流导法测试对比不同粗糙度基底250℃除气前后的放气规律,以及除气后基底、化学镀镍、石墨烯喷涂黑化样品的出气率。结果 化学镀镍黑化反射率受基底粗糙度的影响大,若在喷砂面黑化,镜面反射率低于2%。石墨烯喷涂的黑化涂层厚,吸收率不受基底表面粗糙度影响,镜面反射率低于0.4%,但镀层的表面结合力受到基底粗糙度的影响。对放气特性进行分析发现,高温除气可以去除化学吸附气体分子,再次暴露大气吸附的气体多为物理吸附。黑化层对出气率的影响远大于基底粗糙度,石墨烯黑化层的微孔洞结构使初始出气率大于镀黑镍约1个数量级。结论 石墨烯与环氧胶混合喷涂黑化的消杂散光能力显著优于化学镀镍黑化,但总放气量高,采用适当的低出气率处理,改进其真空性能是在红外组件应用中的关键。

集成冷光学的双波段杜瓦组件技术

集成冷光学的红外探测器杜瓦封装在中波、长波红外组件研制中具有重要意义,有利于抑制红外辐射背景、提升仪器灵敏度和集成度。提出了集成冷光学的中波、长波双波段探测器杜瓦组件,设计了一体化冷平台支撑、低漏热透镜支撑等新结构,解决了冷光学透镜组与探测器组合、双波段探测器透镜组之间高精度配准及高强度单点支撑钎焊等新工艺,建立了该冷光学集成组件杜瓦的冷面温度均匀性、双温区控制以及低热负载等关键参数。实现了杜瓦液氮热负载小于0.85 W,中波工作于73 K,冷面温度均匀性0.36 K,长波工作于65 K,冷面温度均匀性0.08 K,探测器与透镜组配准精度偏差优于±10μm,探测器光学模组间配准偏差优于±15μm。该新型杜瓦已通过一系列空间环境适应性试验验证,成功应用于风云四号系列气象卫星大气垂直探测仪中。