冷光学用大口径2 k×2 k红外探测器组件封装技术

大面阵和长线列红外探测器已成为下一代红外探测器的发展方向之一,针对于大面阵探测器低温封装的难点,提出了一种大面阵探测器组件封装结构。对组件低形变窗口支撑结构、低噪声冷平台结构以及低漏热兼高可靠性的引线键合工艺等方面进行了研究,以中波红外2 k×2 k探测器组件为研究对象,通过200 K窗口低温光学设计和低形变窗口帽支撑方式实现组件低背景杂散光抑制设计和窗口形变控制。采用SiC基板实现探测器工作温度波动控制和噪声抑制,5 min内探测器温度波动小于0.1 K,噪声等效温差(NETD)小于20 mK。为了降低引线漏热和增强引线可靠性,采用铂铱丝键合工艺,引线漏热相较于金丝和硅铝丝下降至1/10,制冷机功率由72 W降至39 W。引线随组件通过随机和正弦力学试验考核。解决了大面阵探测器封装中杂散光、大口径窗口形变、探测器噪声、引线漏热和强度等一系列问题,该组件已成功运用于某项目2 k×2 k探测器封装中。

大规模红外探测器杜瓦热负载实验测量研究

随着航天遥感应用对大视场、高分辨率探测的需求,红外探测器规模越来越大。红外探测器需封装在杜瓦内工作,杜瓦热负载是杜瓦一个重要指标。本文设计并搭建了大规模探测器杜瓦热负载测试实验装置,测得长波杜瓦组件不同外壳温度下的热负载,为实际工程应用提供了重要数据。

量子阱640×480红外探测器用IDCA组件的研制

描述了量子阱640×480低温红外探测器用IDCA组件的研制和集成,包括斯特林制冷机的选择、杜瓦的设计、芯片封装和组件的试验结果与分析,组件可靠性设计,给出了量子阱640×480用IDCA组件的主要性能参数。

PtSi512×512CCD用IDCA组件的研制

描述了PtS i512×512CCD红外探测器用集成式杜瓦和斯特林制冷机组件的集成,包括斯特林制冷机的选择、集成杜瓦的设计、芯片封装和组件的试验结果与分析,组件可靠性设计和考核,并给出了PtS i512×512CCD用ID-CA组件的性能参数。

红外焦平面探测器组件老化试验系统的研制

介绍了红外焦平面探测组件老化试验系统的研制,该系统能够在无人值守情况下自动完成多种预设的老化试验。试验结果表明系统在提高试验效率同时还具有良好的稳定性和可扩展性,易于推广应用,为红外焦平面探测器组件的筛选和老化试验提供了技术平台。

国外红外焦平面探测器组件可靠性研究综述

介绍了国外焦平面探测器组件可靠性研究的主要特点和内容。焦平面探测器组件的主要制造商,建立了较完善的可靠性保证体系,可靠性研究融入设计与制造全过程,是基于过程的可靠性研究。在研制阶段进行失效模式的充分暴露与加速试验研究;批生产阶段进行工艺优化,并降低系统成本;建立数据库,进行可靠性评估方法研究。

640×512小型化红外探测器杜瓦组件可靠性研究

在SWa P^(3)(Size,Weight,and Power,Performance and Price)概念的驱使下,第三代制冷红外探测器向着高性能、小型化和轻量化的方向发展。作为军用核心电子元器件,制冷红外探测器的可靠性成为研究的重点。以浙江珏芯微电子有限公司所研制的640×512/15μm小型化杜瓦组件为研究对象,开展了系统性的可靠性研究与试验,涉及到力学、热力学、多余物和真空寿命四个维度。经各项可靠性试验后,640×512/15μm小型化杜瓦组件的性能保持良好,该结果表明此杜瓦组件在总体上具有较高的可靠性,能够满足常规军事应用需求。

冷光学用多波段长波红外探测器杜瓦封装技术

针对拼接型多波段长波红外探测器组件在冷光学系统中的应用要求,本文分析了低温光学用多波段长波红外探测器封装的难点。本团队通过研究4个512×12模块呈品字形拼接后与4个三波段集成滤光片的低温配准、组件在200 K低温光窗的支撑与隔热、探测器与制冷机耦合应力等封装技术,提出了可以实现三波段集成滤光片与探测器背套对中误差在10μm以下的配准方法以及红外探测器杜瓦组件柔性波纹外壳实现101 mW隔热的方案,同时在杜瓦冷平台上设计了物理隔离耦合应力的多层热层结构,解决了多波段长波红外探测器组件的低光串、低背景辐射、低功耗、冷平台高温度均匀性和探测器高可靠性等关键技术,成功研制了低温光学用12.5μm三波段长波2000×12元红外探测器制冷组件。一系列空间环境适应性试验验证结果表明,试验前后组件的性能未发生明显变化,能够满足工程化应用要求。