专利名称：侧窗式红外焦平面器件金属杜瓦的制作方法
技术领域：
本实用新颖涉及应用液化气体冷却的真空密封金属杜瓦装置，特别是红外焦平面器件用的液氮冷却的金属杜瓦装置。
应用液氮冷却的真空密封金属杜瓦装置是致冷型红外焦平面器件不可少的关键部件，通常所使用的红外焦平面器件金属杜瓦，如中国专利号91228954，“致冷160元红外器件的液氮金属杜瓦瓶”，存在的问题是引线之间交叉、内引线到外引线插座距离长、插座通过连接线与工作电路连接，容易引入外界电磁干扰。红外焦平面器件由红外敏感元列阵和多路传输与读出的电路组成，电路的工作必须输入各种时序脉冲和偏置电压。由于引线之间的交叉、杜瓦插座到外电路的引线距离长，将导致工作脉冲引线对微弱信号的干扰；同时由于插座到外电路的引线距离长，外界的电磁波容易对弱信号产生干扰。这些干扰的直接后果是降低了信噪比，使焦平面器件性能下降。
本实用新颖的目的是提供一种能有效降低工作脉冲对红外信号的串扰和外界电磁干扰，增强引线可靠性，提高红外焦平面器件信噪比的金属杜瓦。
为实现本实用新颖金属杜瓦的上述目的，其技术方案如下本实用新颖金属杜瓦包括由外壳体4和内胆1构成真空夹层16的金属杜瓦5，外壳体顶端有一抽气口3，内胆1顶端有一液氮注入口2，内胆1内装有液氮6，内胆1的下部置有一端在液氮6里，另一端在真空夹层16内的冷头7，在真空夹层内的一端冷头的端面中间置有焦平面器件芯片8，与焦平面器件芯片8对着的外壳体上装有一可拆卸的法兰12，法兰中间开有一窗口13，在冷头7端面，焦平面器件芯片8的周围均布内接线柱9，内接线柱9与焦平面器件芯片8的引出线8-1相接，在外壳体4的侧壁上，以冷头7为中心，置有一圈均布的一端在真空室内，另一端在真空室外的外接线柱10，内接线柱9与外接线柱10通过低热导引线11相接，外接线柱10与驱动电路板14上的引线点17一一对应相接，驱动电路板14通过螺钉15固定在金属杜瓦外壳体4上。
上述金属杜瓦结构的特点在于数十根电极引线之间没有交叉，一般焦平面器件需20～40根引线，本金属杜瓦结构可根据需要确定引线数；内接线柱到外接线柱的引线距离缩小到最短；外接线柱直接与红外焦平面器件工作所需的驱动电路板上的引线点相接，进一步缩短引线距离；同时，由于驱动电路板直接固定在金属杜瓦外壳体上，提高了器件的可靠性。
图1为金属杜瓦结构示意图；图2为金属杜瓦结构示意图图1的A-A剖面图；图3为驱动电路板示意图。
以下结合附图进一步说明本实用新型的实施方式金属杜瓦的结构如图1所示，内胆1与外壳体4之间通过抽气口3提供真空夹层16，内胆内通过液氮注入口2输入液氮6，液氮通过冷头7与焦平面器件芯片8进行热交换，使焦平面器件芯片处于与液氮的热平衡状态，以达到器件芯片致冷的目的。冷头7由导热性能较好的金属材料制成，如紫铜，铝，不锈钢等。内接线柱9由金属导线外包围绝缘的玻璃组成，再用绝缘胶固定并均布在冷头7端面焦平面器件芯片8周围，内接线柱9与焦平面器件芯片8的引出线8-1一一对应相接。外接线柱10也是由金属导线外包围绝缘的玻璃组成，并以冷头7为中心，均布并穿过外壳体4侧壁，使其一端在真空室内，另一端在真空室外，用真空密封胶固定在外壳体4侧壁上。内接线柱9与在真空室内一端的外接线柱10通过引线11相连，引线11是由阻抗小、热导低的镍材料制成。在真空室外一端的外接线柱10与驱动电路板14的引线点出17一一对应相接。窗口13是由透红外辐射的材料，如硫化锌，锗，或宝石中的一种制成。芯片8是由对红外辐射敏感的材料碲镉汞和读出电路组成。驱动电路板14如图3所示，其上置有引线点17和焦平面器件工作所需的驱动模块18，信号放大模块19和工作电源输入与信号输出接口20。沿着圆环均布的引线点17通过驱动电路板上的印刷线路与焦平面器件工作所需驱动模块18，信号放大模块19和工作电源输入与信号输出接口20相接，形成一个达到焦平面器件工作脉冲输入与红外微弱信号就近放大后输出环路。
本实用新颖金属杜瓦有如下的明显效果1)引线之间没有交叉，降低脉冲引线对信号引线的干扰；2)内接线柱与外接线柱的引线距离缩至最短，降低其他电磁藕合与寄生电容对器件性能的影响；3)外接线柱直接与驱动电路板引线点焊接，进一步降低干扰；4)驱动电路板直接固定在金属杜瓦外壁上，使整个焦平面器件结构紧凑，增强引线的可靠性。
权利要求1．一种侧窗式红外焦平面器件金属杜瓦包括由外壳体(4)和内胆(1)构成真空夹层(16)的金属杜瓦(5)，外壳体顶端有一抽气口(3)，内胆(1)顶端有一液氮注入口(2)，内胆(1)内装有液氮(6)，内胆(1)的下部置有一端在液氮(6)里，另一端在真空夹层(16)内的冷头(7)，在真空夹层(16)内的一端冷头(7)的端面中间置有焦平面器件芯片(8)，与焦平面器件芯片(8)对着的外壳体上装有一可拆卸的法兰(12)，法兰中间开有一窗口(13)，其特征在于在冷头(7)端面，焦平面器件芯片(8)的周围均布内接线柱(9)，内接线柱(9)的一端与焦平面器件芯片(8)的引出线(8-1)相接，在外壳体(4)的侧壁上，以冷头(7)为中心，置有一圈均布的一端在真空室内，另一端在真空室外的外接线柱(10)，内接线柱(9)的另一端与外接线柱(10)的一端通过低热导引线(11)相接，外接线柱(10)的另一端与驱动电路板(14)上的引线点(17)一一对应相接，驱动电路板(14)通过螺钉(15)固定在金属杜瓦外壳体(4)上。
2．根据权利要求1一种侧窗式红外焦平面器件金属杜瓦，其特征在于所说的内接线柱(9)和外接线柱(10)是由金属导线外包围绝缘的玻璃组成，其数量由焦平面器件芯片引出电极数决定。
3．根据权利要求1一种侧窗式红外焦平面器件金属杜瓦，其特征在于所说的引线(11)是由阻抗小、热导低的镍材料制成。
4．根据权利要求1一种侧窗式红外焦平面器件金属杜瓦，其特征在于所说的驱动电路板(14)上置有的引线点(17)通过驱动电路板(14)上的印刷线路与驱动模块(18)和信号放大模块(19)相接，然后再与工作电源输入与信号输出接口(20)相接，形成一个达到焦平面器件工作脉冲输入与红外微弱信号就近放大后输出环路。
专利摘要一种侧窗式红外焦平面器件金属杜瓦,包括由外壳体,内胆,冷头和窗口构成真空夹层的金属杜瓦。在真空夹层内的一端冷头的端面置有焦平面器件芯片和内接线柱,在外壳体的侧壁上,置有外接线柱和驱动电路板。本实用新型的金属杜瓦结构的特点在于数十根电极引线之间没有交叉,内接线柱到外接线柱的引线距离缩小到最短,外接线柱直接与器件工作所需的驱动电路板相接,进一步缩短引线距离,降低了各种干扰,驱动电路板直接固定在金属杜瓦外壳体上,使整个焦平面器件结构紧凑,增强引线的可靠性。
文档编号F25D3/10GK2441095SQ0021871
公开日2001年8月1日 申请日期2000年8月7日 优先权日2000年8月7日
发明者张勤耀 申请人:中国科学院上海技术物理研究所