冷头结构及红外探测器制造技术

本实用新型专利技术提供一种冷头结构及红外探测器，冷头结构包括装载平台及冷指气缸，装载平台本体具有相对设置的第一表面及第二表面，第一表面用于固定芯片，第二表面上设有凸起部，凸起部伸入冷指气缸内形成间隙配合，第二表面及凸起部与冷指气缸固定连接，其中，凸起部与装载平台本体为陶瓷一体成型。本实用新型专利技术中，通过陶瓷一体成型的装载平台，相较于相关技术中利用粘接胶层粘接冷台及陶瓷基板的多层结构中减少了粘接胶层，不仅降低了粘接胶层中残余气体对杜瓦的真空寿命及粘胶胶层固化后残余应力对器件的不良影响，而且陶瓷一体成型结构，减小了冷头结构的热阻，从而提高了冷头结构的导热效率以达到快速制冷的目的。构的导热效率以达到快速制冷的目的。构的导热效率以达到快速制冷的目的。

【技术实现步骤摘要】
冷头结构及红外探测器


[0001]本技术涉及半导体
，特别涉及一种冷头结构及红外探测器。

技术介绍

[0002]红外探测器主要包括探测器芯片组(亦简称为芯片)、杜瓦及制冷器。其中，杜瓦为芯片提供真空的工作环境，制冷器通过杜瓦的冷头结构为芯片提供冷量。
[0003]在相关技术的红外探测器中，如图1所示，冷头结构包括冷台21
’
、陶瓷基板23
’
以及冷指气缸10
’
，冷台21
’
的一面与冷指气缸10
’
焊接连接，陶瓷基板23
’
粘接于冷台21
’
的另一面，芯片30
’
固定于陶瓷基板23
’
相对冷台21
’
的一面，冷台21
’
的材质通常为金属材质，例如4J32，陶瓷基板23
’
的材质可例如为氧化铝。
[0004]在上述红外探测器的冷头结构中，冷台21
’
、粘接胶层22
’
及陶瓷基板23
’
所形成的多层结构具有较大的热阻，非常不利于冷量的传导，特别是粘接胶层22
’
具有较大热阻，严重影响红外探测器的制冷效率；而且，陶瓷基板23
’
与冷台21
’
之间的粘接胶层22
’
在使用过程容易产生残余气体(放气)，不利于杜瓦真空寿命维持，同时粘接胶层22
’
在由液态转变为固态的过程中，产生体积收缩，材料的刚性提高，因此在最终固化后会在冷头结构中引入残余应力。此外，陶瓷基板23
’
与冷台21
’
粘接的工艺过程还增加了引入多余物的风险。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种冷头结构及红外探测器，以提高冷头结构的制冷效率及杜瓦真空的稳定性。
[0006]本技术的另一目的在于简化冷头结构的装配，降低成本。
[0007]为解决上述技术问题，本技术提供一种冷头结构，用于与制冷器相配合以将冷量输出至芯片，所述冷头结构包括装载平台及冷指气缸，所述装载平台包括装载平台本体以及凸起部，所述装载平台本体具有相对设置的第一表面及第二表面，所述第一表面用于固定所述芯片，所述凸起部设于所述第二表面，所述凸起部伸入所述冷指气缸内并与所述冷指气缸形成间隙配合，且所述第二表面以及所述凸起部与所述冷指气缸固定连接，其中，所述凸起部与所述装载平台本体为陶瓷一体成型。
[0008]可选的，所述第一表面上设有导电单元用于电性引出所述芯片。
[0009]可选的，所述导电单元为图形化的金属层。
[0010]可选的，所述装载平台的材质为复合陶瓷基材料。
[0011]可选的，所述凸起部的形状为圆柱形。
[0012]可选的，所述凸起部的厚度为0.2mm～1.5mm。
[0013]可选的，所述装载平台与所述冷指气缸采用钎焊焊接连接。
[0014]可选的，所述装载平台与所述冷指气缸的焊接面上设有助焊膜层。
[0015]可选的，所述助焊膜层为金属镀层。
[0016]基于本技术的另一方面，本实施例还提供一种红外探测器，所述红外探测器
包括探测器芯片组、制冷器及杜瓦，所述制冷器利用所述杜瓦为所述探测器芯片组提供冷量，所述杜瓦包括如上述的冷头结构。
[0017]综上所述，本技术提供的冷头结构及红外探测器具有以下有益效果：通过陶瓷一体成型的装载平台，相较于相关技术中利用粘接胶层粘接冷台及陶瓷基板的多层结构中减少了粘接胶层，不仅提高了粘接胶层中残余气体对杜瓦的真空寿命，避免了粘胶胶层固化后残余应力对器件的不良影响，而且陶瓷一体成型结构，减小了冷头结构的热阻，从而提高了冷头结构的导热效率以达到快速制冷的目的。此外，该陶瓷一体化结构，在红外探测器的装配过程中，还可减少相应的粘胶工序，简化了工艺步骤并减少了异物混入的风险，从而降低了红外探测器的成本。
附图说明
[0018]本领域的普通技术人员应当理解，提供的附图用于更好地理解本技术，而不对本技术的范围构成任何限定。
[0019]图1是相关技术中的冷头结构的示意图；
[0020]图2a是本实施例提供的冷头结构的剖视示意图；
[0021]图2b是本实施例提供的冷头结构的立体示意图。
[0022]图3是本实施例提供的冷头结构的第一表面的示意图。
[0023]图1中：
[0024]10
’‑
冷指气缸；21
’‑
冷台；22
’‑
粘接胶层；23
’‑
陶瓷基板；
[0025]30
’‑
芯片。
[0026]图2a至图3中：
[0027]10
‑
冷指气缸；
[0028]20
‑
装载平台；21
‑
装载平台本体；21a
‑
第一表面；211
‑
导电单元；21b
‑
第二表面；22
‑
凸起部；
[0029]30
‑
芯片。
具体实施方式
[0030]为使本技术的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本技术实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。
[0031]应当明白，当元件或层被称为"在
…
上"、"连接到"其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、连接其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为"直接在
…
上"、"直接连接到"其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本技术教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。空间关系术语例如“在
……
之下”、“在下面”、“下面的”、“在
……
之上”、“在上面”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使
用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在
……
之下”、“在下面”、“下面的”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。器件可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冷头结构，用于与制冷器相配合以将冷量输出至芯片，其特征在于，所述冷头结构包括装载平台及冷指气缸，所述装载平台包括装载平台本体以及凸起部，所述装载平台本体具有相对设置的第一表面及第二表面，所述第一表面用于固定所述芯片，所述凸起部设于所述第二表面，所述凸起部伸入所述冷指气缸内并与所述冷指气缸形成间隙配合，且所述第二表面以及所述凸起部与所述冷指气缸固定连接，其中，所述凸起部与所述装载平台本体为陶瓷一体成型。2.根据权利要求1所述的冷头结构，其特征在于，所述第一表面上设有导电单元用于电性引出所述芯片。3.根据权利要求2所述的冷头结构，其特征在于，所述导电单元为图形化的金属层。4.根据权利要求1所述的冷头结构，其特征在于，所述装...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡明灯，熊雄，毛剑宏，
申请(专利权)人：浙江珏芯微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：