电子倍增电荷耦合器件用微型封装结构制造技术

本发明专利技术公开了一种电子倍增电荷耦合器件用微型封装结构，所述电子倍增电荷耦合器件用微型封装结构由电子倍增电荷耦合器芯片、半导体制冷器、PGA陶瓷管壳、光窗片和热沉板组成；本发明专利技术的有益技术效果是：提供了一种电子倍增电荷耦合器件用微型封装结构，该封装结构尺寸较小，半导体制冷器直接与芯片进行热交换，工作效率较高，可以采用功耗较低、体积较小的半导体制冷器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电子倍增电荷耦合器件，尤其涉及一种电子倍增电荷耦合器件用微型封装结构。
技术介绍
电子倍增电荷耦合器件（EMCCD）实现高质量微光成像探测的前提条件为减小器件工作暗电流，减小电荷检测放大器噪声，提高倍增增益，一种有效的方法是对电子倍增电荷耦合器件进行冷却，降低其工作温度，因此，只有设计合理、科学的冷却封装结构才能满足电子倍增电荷耦合器件的工作要求，并且在保证其高可靠性的前提条件下，还应尽量缩减封装体积和器件重量。现有技术中，常用于提供低温工作环境的方式有自然冷却、强迫式空气冷却和半导体制冷器冷却；针对电子倍增电荷耦合器件的应用需求，从制冷效果、工装尺寸、可操作行和适用性的角度考虑，采用半导体制冷器冷却方式具有相当明显的优势，但在现有技术中，与电子倍增电荷耦合器件匹配的半导体制冷器通常设置在管壳外部，电子倍增电荷耦合器件和半导体制冷器之间需通过管壳进行热交换，这种制冷结构会降低半导体制冷器的工作效率，因此只能选用功耗和体积都较大的半导体制冷器，另外，由于半导体制冷器暴露在管壳外，为避免在低温环境中陶瓷管壳表面结霜以及为了对半导体制冷器起到保护作用，还需要在半导体制冷器和陶瓷管壳外部再设计一层封闭壳体并填充惰性气体，这不仅进一步增大了器件的尺寸和重量，而且工艺复杂度也相应提高了，不利于器件的小型化、轻量化，此外，造成电子倍增电荷耦合器件封装体积较大的另一原因是现有技术中选用的半导体制冷器的级数较多，导致半导体制冷器自身的体积也相对较大。
技术实现思路
针对
技术介绍
中指出的问题，本专利技术提出了一种电子倍增电荷耦合器件用微型封装结构，其创新在于：所述电子倍增电荷耦合器件用微型封装结构由电子倍增电荷耦合器芯片、半导体制冷器、PGA陶瓷管壳、光窗片和热沉板组成；所述热沉板设置在PGA陶瓷管壳的下端面上；PGA陶瓷管壳的上端面上设置有安装槽；半导体制冷器下端面通过环氧树脂填料与安装槽底部粘接，半导体制冷器的位置与热沉板的位置相对；电荷耦合器芯片设置于半导体制冷器上端面的中部，电荷耦合器芯片的下端面通过环氧树脂填料与半导体制冷器上端面粘接；光窗片将PGA陶瓷管壳上端的开口部封闭，光窗片下端面和PGA陶瓷管壳上端面的接触部通过密封胶粘接。本专利技术的原理是：将电子倍增电荷耦合器芯片和半导体制冷器封装在同一PGA陶瓷管壳内后，半导体制冷器上的热量通过PGA陶瓷管壳底部传递到热沉板上并向外快速导出，半导体制冷器的冷端直接与电子倍增电荷耦合器芯片进行热交换，半导体制冷器的工作效率较高，可以有效降低对半导体制冷器的功耗要求，从而使我们可以选择体积较小、功耗较低的半导体制冷器，另外，由于半导体制冷器直接封装在PGA陶瓷管壳内，不必再单独为半导体制冷器设置保护壳，可以有效缩减封装尺寸，并且也有利于提高封装结构的整体刚度，保证结构稳定性。优选地，所述电子倍增电荷耦合器芯片的阵列规模为512×512；电子倍增电荷耦合器芯片的外形尺寸为19mm×12mm×0.5mm。优选地，所述半导体制冷器为2级制冷器，半导体制冷器的外形尺寸为22mm×15mm×5mm。优选地，所述PGA陶瓷管壳的外形尺寸为45mm×35mm×12mm，PGA陶瓷管壳的针脚为32针。优选地，所述PGA陶瓷管壳的内腔中填充有氮气。优选地，所述环氧树脂填料采用DW-3环氧型胶黏剂。优选地，所述密封胶采用DG-4环氧型胶黏剂。优选地，所述热沉板采用紫铜制作。优选地，所述热沉板和PGA陶瓷管壳通过烧结工艺形成整体结构。本专利技术的有益技术效果是：提供了一种电子倍增电荷耦合器件用微型封装结构，该封装结构尺寸较小，半导体制冷器直接与芯片进行热交换，工作效率较高，可以采用功耗较低、体积较小的半导体制冷器。附图说明图1、本专利技术的结构断面示意图；图2、本专利技术的立体结构示意图；图中各个标记所对应的名称分别为：电子倍增电荷耦合器芯片1、半导体制冷器2、PGA陶瓷管壳3、光窗片4、热沉板5。具体实施方式一种电子倍增电荷耦合器件用微型封装结构，其结构为：所述电子倍增电荷耦合器件用微型封装结构由电子倍增电荷耦合器芯片1、半导体制冷器2、PGA陶瓷管壳3、光窗片4和热沉板5组成；所述热沉板5设置在PGA陶瓷管壳3的下端面上；PGA陶瓷管壳3的上端面上设置有安装槽；半导体制冷器2下端面通过环氧树脂填料与安装槽底部粘接，半导体制冷器2的位置与热沉板的位置相对；电荷耦合器芯片1设置于半导体制冷器2上端面的中部，电荷耦合器芯片1的下端面通过环氧树脂填料与半导体制冷器2上端面粘接；光窗片4将PGA陶瓷管壳3上端的开口部封闭，光窗片4下端面和PGA陶瓷管壳3上端面的接触部通过密封胶粘接。进一步地，所述电子倍增电荷耦合器芯片1的阵列规模为512×512；电子倍增电荷耦合器芯片1的外形尺寸为19mm×12mm×0.5mm。进一步地，所述半导体制冷器2为2级制冷器，半导体制冷器2的外形尺寸为22mm×15mm×5mm。进一步地，所述PGA陶瓷管壳3的外形尺寸为45mm×35mm×12mm，PGA陶瓷管壳3的针脚为32针。进一步地，所述PGA陶瓷管壳3的内腔中填充有氮气。具体制作时，在高纯氮气氛围内进行封装作业，封装好后，PGA陶瓷管壳3内自然就充满氮气了；相比于真空封装，在氮气氛围内进行封装作业的工艺难度和成本都较低，但是，氮气封装时制冷器冷端的冷量损失较大，外壳底板散热问题较为突出；考虑到工艺难度、生产成本以及应用需求，本领域技术人员可根据实际情况，合理选择。进一步地，所述环氧树脂填料采用DW-3环氧型胶黏剂。进一步地，所述密封胶采用DG-4环氧型胶黏剂。进一步地，所述热沉板5采用紫铜制作。进一步地，所述热沉板5和PGA陶瓷管壳3通过烧结工艺形成整体结构。在本专利技术中，电子倍增电荷耦合器芯片1和半导体制冷器2均封装在PGA陶瓷管壳3内，热沉板5为金属，且热沉板5和PGA陶瓷管壳3通过烧结工艺形成牢固的整体结构，整个结构的刚度较高，对环境适应能力较强。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子倍增电荷耦合器件用微型封装结构，其特征在于：所述电子倍增电荷耦合器件用微型封装结构由电子倍增电荷耦合器芯片（1）、半导体制冷器（2）、PGA陶瓷管壳（3）、光窗片（4）和热沉板（5）组成；所述热沉板（5）设置在PGA陶瓷管壳（3）的下端面上；PGA陶瓷管壳（3）的上端面上设置有安装槽；半导体制冷器（2）下端面通过环氧树脂填料与安装槽底部粘接，半导体制冷器（2）的位置与热沉板的位置相对；电荷耦合器芯片（1）设置于半导体制冷器（2）上端面的中部，电荷耦合器芯片（1）的下端面通过环氧树脂填料与半导体制冷器（2）上端面粘接；光窗片（4）将PGA陶瓷管壳（3）上端的开口部封闭，光窗片（4）下端面和PGA陶瓷管壳（3）上端面的接触部通过密封胶粘接。

【技术特征摘要】
1.一种电子倍增电荷耦合器件用微型封装结构，其特征在于：所述电子倍增电荷耦合器件用微型封装结构由电子倍增电荷耦合器芯片（1）、半导体制冷器（2）、PGA陶瓷管壳（3）、光窗片（4）和热沉板（5）组成；所述热沉板（5）设置在PGA陶瓷管壳（3）的下端面上；PGA陶瓷管壳（3）的上端面上设置有安装槽；半导体制冷器（2）下端面通过环氧树脂填料与安装槽底部粘接，半导体制冷器（2）的位置与热沉板的位置相对；电荷耦合器芯片（1）设置于半导体制冷器（2）上端面的中部，电荷耦合器芯片（1）的下端面通过环氧树脂填料与半导体制冷器（2）上端面粘接；光窗片（4）将PGA陶瓷管壳（3）上端的开口部封闭，光窗片（4）下端面和PGA陶瓷管壳（3）上端面的接触部通过密封胶粘接。2.根据权利要求1所述的电子倍增电荷耦合器件用微型封装结构，其特征在于：所述电子倍增电荷耦合器芯片（1）的阵列规模为512×512；电子倍增电荷耦合器芯片（1）的外形尺寸为19mm×12mm×0.5mm。3.根据权利要求2所述的电子...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈于伟，谷顺虎，王艳，黄芳，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十四研究所，
类型：发明
国别省市：重庆;50