一种用于多波段探测器芯片装配的装置的制作方法

本发明涉及光电技术领域，特别是涉及一种用于多波段探测器芯片装配的装置。

背景技术：

红外探测器组件是红外成像系统的核心器件，红外成像系统的性能与探测器组件密切相关。通常制冷型的红外探测器组件由探测器芯片、冷指、冷台、冷光阑、窗座、窗口等组成，红外辐射经过成像系统后，入射到探测器组件的窗口，然后到达探测器芯片，进行光电转换，最终形成所需要的图像。

红外探测器组件的零部件需要按照一定的顺序、精度进行装配，以保证组件性能良好，满足使用要求。但是现有红外探测器组件的装配精度较低，从而影响了红外探测器的性能。

技术实现要素：

本发明提供了一种用于多波段探测器芯片装配的装置，以解决现有技术中对红外探测器组件的装配精度不够高的问题。

本发明提供了一种用于多波段探测器芯片装配的装置，其特征在于，包括：装配夹具、反射镜和显微镜，其中，所述反射镜，设置在所述显微镜的载物台上；所述装配夹具，用于固定冷指；所述显微镜，根据所述反射镜的反射，调整所述装配夹具和所述冷指的位置，使所述装配夹具和所述冷指的中心线重合，基于所述中心线进行多波段探测器芯片装配。

可选地，所述装配夹具进一步包括定位面和定位孔；

所述装配夹具为圆柱形，所述装配夹具的第一底面设有所述定位孔，定位孔是通孔，所述定位孔是套在所述冷指的基准圆外，所述定位孔孔径的大小与冷指基准圆外径相同，冷指穿过所述装配夹具；

所述定位孔外围的第一底面为所述定位面，通过所述定位面与所述冷指的基准面相贴合；

其中，所述第一底面为所述装配夹具背离所述反光镜一侧的底面。

可选地，所述定位孔上设有滚珠，在所述滚珠的配合下，冷指基准圆与所述装配夹具的定位孔配合安装在一起。

可选地，所述装配夹具还包括固定夹具；

所述装配夹具的第二底面设有所述固定夹具，所述第二底面为所述装配夹具朝向所述反射镜一侧的底面，通过所述固定夹具对所述装配夹具进行固定。

可选地，所述固定夹具的直径大于所述装配夹具的直径。

可选地，该装置还包括：装配夹具固定件；

所述装配夹具固定件与所述固定夹具相连接，以对所述装配夹具进行固定，所述固定夹具固定在光学平台上。

可选地，该装置还包括：反射镜夹具；

所述反射镜夹具，用于将所述反射镜固定在所述显微镜的载物台上。

可选地，所述反射镜为45°反射镜。

可选地，所述显微镜为数字显微镜。

可选地，所述装配夹具和所述显微镜均设置在光学平台上。

本发明有益效果如下：

本发明突破了传统的芯片装配方式，设计制作了专门装配装置，整个装置包括装配夹具、反射镜和显微镜。通过装配夹具定位冷指，再通过反射镜由显微镜进行光学调试，使得红外探测器组件装配达到较高的精度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种用于多波段探测器芯片装配的装置结构示意图；

图2是本发明第二实施例提供的装配夹具的侧视图。

图标说明：1.冷指，2.基准面，3.基准圆，4.装配夹具，5.固定夹具，6.冷台，7.45°反射镜及夹具，8.显微镜载物台，9.显微镜观察镜，10.光学平台，11.定位面，12.滚珠，13.定位孔。

具体实施方式

本发明实施例通过设计制作了专门的装配装置，并通过装配夹具定位冷指，再通过反射镜由显微镜进行光学调试，使得红外探测器组件装配达到较高的精度。以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

本发明第一实施例提供了一种用于多波段探测器芯片装配的装置，参见图1，该装置包括：装配夹具、反射镜和显微镜，其中，所述反射镜，设置在所述显微镜的载物台上；

所述装配夹具，用于固定冷指；

所述显微镜，根据所述反射镜的反射，调整所述装配夹具和所述冷指的位置，使所述装配夹具和所述冷指的中心线重合，基于所述中心线进行多波段探测器芯片装配。

也就是说，本发明实施例通过专门的装配夹具对冷指进行固定，再经反射镜由显微镜进行光学调试，使得红外探测器组件装配达到较高的精度。

进一步地，所述装配夹具进一步包括定位面和定位孔；

所述装配夹具为圆柱形，所述装配夹具的第一底面设有所述定位孔，定位孔是通孔，所述定位孔是套在所述冷指的基准圆外，所述定位孔孔径的大小与冷指基准圆外径相同，冷指穿过所述装配夹具；

所述定位孔外围的第一底面为所述定位面，通过所述定位面与所述冷指的基准面相贴合；

其中，所述第一底面为所述装配夹具背离所述反光镜一侧的底面。

具体实施时，本发明实施例所述定位孔上设有滚珠，在所述滚珠的配合下，冷指基准圆与所述装配夹具的定位孔配合安装在一起。

进一步地，本发明实施例中，所述装配夹具还包括固定夹具；

所述装配夹具的第二底面设有所述固定夹具，所述第二底面为所述装配夹具朝向所述反射镜一侧的底面，通过所述固定夹具对所述装配夹具进行固定。

其中，所述固定夹具的直径大于所述装配夹具的直径。

具体实施时，本发明实施例中，所述装置还包括：装配夹具固定件；

通过该装配夹具固定件与所述固定夹具相连接，以对所述装配夹具进行固定，所述固定夹具固定在光学平台上。

在具体实施时，本发明实施例还在该装置上设有反射镜夹具；通过反射镜夹具，用于将所述反射镜固定在所述显微镜的载物台上。

本发明实施例中的所述反射镜为45°反射镜。当然本领域技术人员也可以根据实际需要通过其他反射镜来完成具体调试，本发明对此不作具体限定。

具体实施时，本发明实施例中，所述显微镜为数字显微镜。且所述装配夹具和所述显微镜均设置在光学平台上。

也就是说，本发明的所有结构都安放在光学平台上，并在光学平台上进行相关调试。

总体来说，本发明突破了传统的芯片装配方式，设计、制作了专门的装配装置，整个装置包括装配夹具、固定夹具、45°反射镜及反射镜夹具、数字显微镜、光学平台。装配夹具在使用时通过固定夹具固定在光学平台上，冷指固定在装配夹具上，冷指的基准面、基准圆与装配夹具的定位面、定位孔配合；45°反射镜及反射镜夹具经过光学调试，达到较高的精度，然后放置在显微镜的载物台上。冷指的像经过45°反射镜后进入到显微镜中。

探测器组件开始装配，冷台直接焊接到冷指顶端，经测试-冷台6-外圆与冷指基准圆具有较好的同轴度，冷台表面与冷指基准面平行度也较好，满足装配要求；然后将冷指-冷台部件固定在装配夹具上，在后续的装配中将冷指的基准面、基准圆进行了传递，冷台表面作为基准面、冷台外圆作为基准圆，通过45°反射镜将冷台成像到数字显微镜中，在数字显微镜(精度在微米级)中精确地找到冷台的中心，将显微镜中的十字叉丝中心放在冷台的中心位置保持不动；将冷指-冷台部件从装配夹具中取下，在冷台表面涂少量的胶，将芯片初步固定，再次将冷指-冷台-红外探测器芯片部件与装配夹具配合，显微镜中的十字叉丝中心不动，转动冷指-冷台-红外探测器芯片部件、将显微镜中十字叉丝的竖线移动到与芯片外圆相切的位置，同时轻微调整红外芯片，使芯片外圆在转动一圈后，十字叉丝的竖线与芯片外圆完全相切，通过这样的调整，红外探测器芯片装配在冷台的中心位置。以此类推，支架、紫外探测器芯片、光阑的装配均采用相同的方法。在装配过程中，显微镜中的十字叉丝始终保持不动，直至组件全部装配完成。

这套装配装置成功解决了2个探测器芯片精确装配的问题，它也适用于多个探测器芯片的装配，是一种简单、高效的装配方式。

下面将结合图1和图2通过一个具体的例子对本发明所述的方法进行详细的解释和说明：

本发明实施例所述的装置为用于双波段探测器芯片高精度装配的装置，其结构示意如图1所示，自左而右包括：冷指1，基准面2，基准圆3，装配夹具4，固定夹具5，冷台6，45°反射镜及夹具7，显微镜载物台8，显微镜观察镜9，光学平台10。显微镜放置在光学平台10上，固定夹具固定在光学平台10上，装配夹具4连接在固定夹具上、45°反射镜及夹具放置在显微镜载物台上，其位置关系按照图1所示。

将冷台6装配到冷指1上进行焊接，测量冷台6外圆与冷指1基准圆的同轴度，同轴度需＜φ0.02mm。将冷指1-冷台6部件装卡到装配夹具4上，装配夹具上的滚珠12可以保证部件装卡力度松紧合适、可以转动、并且同轴度不受影响。即，通过滚珠12以及冷指1的基准面2、基准圆3与装配夹具4的定位面11、定位孔13实现配合，在数字显微镜下观测并找到冷台6的中心，显微镜中的十字叉丝的中心固定在冷台6中心位置不动。将冷指1-冷台6部件从装配夹具4上取下，在冷台6上涂少量的胶，将红外探测器芯片粘在冷台6上，将冷指1-冷台6-红外探测器芯片部件装卡到装配夹具4上，在显微镜下观察，十字叉丝中心的位置保持不变，将十字叉丝中的竖线移动到与冷台6外圆相切的位置，转动冷指1-冷台6-红外探测器芯片部件，并使十字叉丝中的竖线在部件转动一周后与芯片外圆完全相切，从而使芯片中心与冷台6中心重合，然后取下冷指1-冷台6-红外探测器芯片部件，待胶固化，而显微镜中十字叉丝的中心位置仍然保持不变。测量芯片与冷指基准圆3的同轴度需≤φ0.02mm。

进行红外探测器芯片的引线键合。按照冷指1-冷台6-红外探测器芯片同样的装配方式，粘接支架，待胶固化，测量支架与冷指基准圆3的同轴度需＜φ0.03mm。

在支架上涂胶，将紫外探测器芯片与支架粘接，按照冷指1-冷台6-红外探测器芯片同样的装配方式，调整紫外探测器芯片，使芯片的中心与十字叉丝的中心重合，然后取下冷指1-冷台6-红外探测器芯片-紫外探测器芯片部件，待胶固化，测量紫外探测器芯片与冷指基准圆3的同轴度需≤φ0.03mm。

进行紫外探测器芯片的引线键合。按照冷指1--冷台6--红外探测器芯片同样的装配方式，粘接光阑，使光阑中心与十字叉丝的中心重合，然后取下冷指1-冷台6-红外探测器芯片-紫外探测器芯片-光阑部件，待胶固化。

粘接窗座-窗片部件，探测器组件装配完成。

在同一只组件装配过程中，装配夹具4、固定夹具5、45°反射镜及夹具7、显微镜、显微镜中的十字叉丝中心均保持装配冷指1-冷台6时调整好的位置不变，直到探测器组件装配完成。

也就是说，本发明实施例提供了一种高精度、高效率、简单易行的装配方式，解决了多层芯片装配中存在的累积误差较大的问题。此装置已用于探测器的大批量生产，装配精度经过测试和使用验证，满足要求。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。