一种光学探测器滤光片精密封装机构制造技术

本发明专利技术涉及一种光学探测器滤光片精密封装机构，属于封装机构技术领域。解决了现有技术中滤光片的封装方法封装精度低的技术问题。本发明专利技术的精密封装机构，包括探测器座、滤光片座、压片、压紧机构、第二弹性机构和第二顶丝。该封装机构具有温度自适应性，使得滤光片的封装精度显著提高，故而黑膜开窗尺寸可以制作得非常精确，有效吸收杂光，降低谱段间的串扰，改善了探测器的成像质量；同时对探测器陶瓷封装、芯片封装以及滤光片的制造精度要求显著降低，生产成本进一步降低。生产成本进一步降低。生产成本进一步降低。

【技术实现步骤摘要】
一种光学探测器滤光片精密封装机构


[0001]本专利技术属于封装机构
，具体涉及一种光学探测器滤光片精密封装机构。

技术介绍

[0002]光电探测器的原理是由辐射引起被照射材料电导率发生改变。光电探测器在军事和国民经济的各个领域有广泛用途。如在可见光或近红外波段主要用于射线测量和探测、工业自动控制、光度计量等；在红外波段主要用于导弹制导、红外热成像、红外遥感等方面。
[0003]在空间光学遥感领域，为顺应空间光学探测的发展趋势，空间光学遥感器使用的光学探测器常采用兼具多光谱与全色探测能力的多谱段光学探测器。即探测器前需要加一片滤光片，用以生成不同谱段的光线为感光像元成像所使用。为了减少杂光以及多次反射带来的谱段间的串扰，滤光片采用在黑膜上开窗的方式透过各谱段对应的光束。因此开窗尺寸在满足需求的前提下，越小越好。基于以上原因，对于滤光片的封装精度有较高的需求，一般需要达到
±
0.05mm。
[0004]滤光片的高精度封装是探测器国产化过程中急需攻克的一项难题。现有技术中，滤光片封装的主要实现形式是采用刚性对准工装进行对准。刚性对准工装的封装原理是将探测器整体放入一个刚性的结构盒子中，滤光片也采用刚性工装盒封装，通过探测器盒与滤光片盒外边缘结构对准，实现滤光片与探测器的对准。然后将对准后的组合体整体放入高温箱中干胶固化。封装原理见图1a 和图1b所示。由于固化温度达到了170℃，固定用的探测器盒与探测器的陶瓷封装具有不同的线胀系数，探测器盒与探测器的边缘不可能做得过紧，否则探测器将受到热变形产生的挤压。因此探测器将不可避免的会在探测器盒中有微量窜动；同理滤光片也会发生窜动。另外，探测器盒的加工误差、陶瓷封装的加工误差，芯片的封装误差、滤光片的制造公差，都会对滤光片的封装精度造成影响。通过分析，极端情况下的封装误差甚至达到了
±
1mm。此时的黑膜开窗将非常大，防杂光效能减退明显，不能满足使用需求。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中滤光片的封装方法封装精度低的技术问题，本专利技术提供一种光学探测器滤光片精密封装机构。该封装机构具有温度自适应性，使得滤光片的封装精度显著提高，故而黑膜开窗尺寸可以制作得非常精确，有效吸收杂光，降低谱段间的串扰，改善探测器的成像质量；同时对探测器陶瓷封装、芯片封装以及滤光片的制造精度要求显著降低，生产成本进一步降低。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
[0007]本专利技术提供一种光学探测器滤光片精密封装机构，包括探测器座、滤光片座、压片、压紧机构、第二弹性机构和第二顶丝；
[0008]所述探测器座为柱状结构，探测器座的上表面设有第一凹槽，第一凹槽的槽内尺寸与滤光片座外边缘的尺寸配合，用于放置滤光片座，第一凹槽的侧壁上沿X向和沿Y向分
别设有第三通孔，且在沿X向第三通孔和沿Y向第三通孔相对一侧的第一凹槽的侧壁上分别设有第四通孔，第一凹槽的槽底设有第二凹槽，第二凹槽的槽内尺寸与探测器的外边缘尺寸配合，用于放置探测器，第二凹槽的侧壁上沿X向和沿Y向分别设有第二通孔，且第二凹槽的槽底设有第一通孔；
[0009]所述滤光片座为柱状结构，放置在第一凹槽内，滤光片座的下表面设有第三凹槽，第三凹槽的槽内尺寸与滤光片的外边缘尺寸配合，用于放置滤光片，且第三凹槽的槽底设有第五通孔；
[0010]所述压片为片状结构，压片上设有第六中心通孔，压片的下表面沿第六中心通孔的边缘设有凸环，凸环的高度等于过滤片座的高度减去过滤片的高度，凸环安装在过滤片座内，压片的边缘通过第二弹性机构固定在探测器座的上表面上，实现凸环的底面与滤光片的上表面挤压接触；
[0011]所述压紧机构包括钢珠、第一弹性机构和第一顶丝；每个第二通孔和第三通孔内均设置一个压紧机构，钢珠、第二弹性机构和第一顶丝在第二通孔和第三通孔内均从内至外依次设置，第一顶丝对第一弹性机构施加顶紧力，使钢珠与探测器的侧壁或过滤器座的侧壁挤压接触，钢珠上与探测器的侧壁和过滤器座的侧壁的接触的面均为弧面；
[0012]所述第二顶丝的数量与第四通孔的数量相同，每个第四通孔内放置一个第二顶丝，第二顶丝能够顶紧在过滤片座的侧壁上，通过调整第二顶丝，实现滤光片相对探测器在X向、Y向的平移与Z向的转动；
[0013]所述X向、Y向和Z向两两垂直。
[0014]进一步的，所述探测器座为方柱。
[0015]进一步的，沿X向和沿Y向的第二通孔分别有两个。
[0016]进一步的，沿X向的第三通孔为一个，沿Y向第三通孔为两个，沿X向第三通孔相对一侧的第一凹槽侧壁上设有一个第四通孔，且第四通孔与该沿X向第三通孔对称，沿Y向第三通孔相对一侧的第一凹槽侧壁上设有两个第四通孔，且两个第四通孔与两个沿Y向的第三通孔对称。
[0017]进一步的，所述钢珠为钢球。
[0018]进一步的，所述第一弹性机构为弹簧。
[0019]进一步的，所述第二弹性机构包括螺钉和弹簧，压片和探测器座通过螺钉固定，弹簧套在螺钉的螺钉杆外且顶部压紧在螺钉的螺钉帽的下表面上。
[0020]进一步的，第一凹槽、第二凹槽、第一通孔、第五通孔和第六通孔均同轴。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0022]1、本专利技术的光学探测器滤光片精密封装机构的具有温度自适应能力的探测器、滤光片固定工装，能够消除探测器、滤光片在工装座中的窜动，并对温度变化引起的变形具有自适应能力；
[0023]2、本专利技术的光学探测器滤光片精密封装机构具有X，Y向平动，绕Z向转动，三个自由度的调整能力，精确调整滤光片的位置，并能够固定滤光片，在干胶过程保持其位置稳定；
[0024]3、本专利技术的光学探测器滤光片精密封装机构调整精度显著提高，封装精度由
±
1mm提高到
±
0.02mm；
[0025]4、本专利技术的光学探测器滤光片精密封装机构使得封装得到的探测器杂光率以及谱段见的串扰显著降低，提高探测器成像质量；
[0026]5、本专利技术的光学探测器滤光片精密封装机构能够降低探测器陶瓷封装加工、芯片封装、滤光片加工的精度要求，进而降低产品生产成本，同时结构简单精巧，制造成本低。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0028]图1a和图1b为现有技术中采用刚性对准工装的滤光片封装的结构示意图；
[0029]图2为本专利技术的光学探测器滤光片精密封装机构的结构示意图；
[0030]图3为图2的A
‑
A向剖视图；
[0031]图4为图2的B
‑
B向剖视图；
[0032]图中，1、滤光片，2、探测器，3、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.光学探测器滤光片精密封装机构，其特征在于，包括探测器座(3)、滤光片座(4)、压片(5)、压紧机构(6)、第二弹性机构(7)和第二顶丝(8)；所述探测器座(3)为柱状结构，探测器座(3)的上表面设有第一凹槽，第一凹槽的槽内尺寸与滤光片座(4)外边缘的尺寸配合，用于放置滤光片座(4)，第一凹槽的侧壁上沿X向和沿Y向分别设有第三通孔(3
‑
2)，且在沿X向第三通孔(3
‑
2)和沿Y向第三通孔(3
‑
2)相对一侧的第一凹槽的侧壁上分别设有第四通孔(3
‑
3)，第一凹槽的槽底设有第二凹槽，第二凹槽的槽内尺寸与探测器(2)的外边缘尺寸配合，用于放置探测器(2)，第二凹槽的侧壁上沿X向和沿Y向分别设有第二通孔(3
‑
1)，且第二凹槽的槽底设有第一通孔；所述滤光片座(4)为柱状结构，放置在第一凹槽内，滤光片座(4)的下表面设有第三凹槽，第三凹槽的槽内尺寸与滤光片(1)的外边缘尺寸配合，用于放置滤光片(1)，且第三凹槽的槽底设有第五通孔；所述压片(5)为片状结构，压片(5)上设有第六中心通孔，压片(5)的下表面沿第六中心通孔的边缘设有凸环，凸环的高度等于过滤片座(4)的高度减去过滤片(1)的高度，凸环安装在过滤片座(4)内，压片(5)的边缘通过第二弹性机构(7)固定在探测器座(3)的上表面上，实现凸环的底面与滤光片(1)的上表面挤压接触；所述压紧机构(6)包括钢珠(6
‑
1)、第一弹性机构(6
‑
2)和第一顶丝(6
‑
3)；每个第二通孔(3
‑
1)和第三通孔(3
‑
2)内均设置一个压紧机构(6)，钢珠(6
‑
1)、第二弹性机构(6
‑
2)和第一顶丝(6
‑
3)在第二通孔(3
‑
1)和第三通孔(3
‑
2)内均从内至外依次设置，第一顶丝(6
‑
3)对第一弹性机构(6
‑
2)施加顶紧力，使钢珠(6
‑
1)与探测器...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚大鹏，刘强，薛旭成，王书新，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：