红外焦平面器件温度循环可靠性研究

红外焦平面器件的可靠性是目前制约焦平面工程化应用的主要因素,而器件在温度循环条件下导致的衬底断裂、In柱脱开等问题又是影响器件可靠性的主要因素。温度循环下的可靠性问题是由器件组成材料的热膨胀系数不同而产生的热应力造成的,为保证器件在温度循环或温度冲击条件下的可靠性,就必须使器件衬底内部和互联In柱所承受的应力在其断裂强度之内,对器件结构进行优化设计是适用于中等规模器件提高温度循环可靠性的主要方法,本文针对这一问题提出了结构设计优化的主要思路,结合某红外焦平面器件,采用有限元软件仿真方法进行了结构优化设计,并通过实验证明了结构设计的正确性和可行性。

超长线列红外焦平面杜瓦冷链设计

针对采用直线脉管制冷的超长线列红外焦平面器件杜瓦封装的需求,提出了一种弹性冷链的设计方案。介绍了超长线列焦平面器件及直线脉管制冷机的特点以及对冷链的力学、热学要求,针对超长线列焦平面杜瓦冷链的设计思路、设计方法进行了研究,针对某型号脉管制冷机及典型超长线列探测器的尺寸、工作温度等要求,采用局部弹性冷链方案,通过有限元仿真工具对冷链进行优化设计,使其能够满足设计指标要求。根据设计结果制作了冷链及测试杜瓦,对冷链温差、器件拼接基板温度均匀性及低温形变进行了测试,并通过振动试验对力学可靠性进行了验证。试验结果证明局部弹性冷链设计方案的正确性和可行性。