【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及紅外探測器低溫封裝，具體是指一種超長線列紅外探測器自適應絕熱支撐結構，它適用于超長線列紅外焦平面探測器芯片的杜瓦封裝。
技術介紹
1、高空間分辨率紅外相機是紅外遙感儀器核心部件。提高空間分辨率的方法一般有兩種，一是通過多次成像后對圖像進行拼接融合方式；二是增加紅外敏感元數量，即在相同高度、相同刈幅的遙感儀器，敏感元越多，其空間分辨越高。超長線列(≥6000元)紅外焦平面組件制備技術在航天、航空紅外領域有著重要意義。隨著波長向長波擴展和探測靈敏度的提高，超長線列紅外焦平面探測器必須在深低溫下才能工作，也使得其應用時大多采用杜瓦封裝形成超長線列紅外焦平面杜瓦組件。
2、傳統超長線列紅外探測一般采用橋式封裝結構，即在超長線列紅外探測器兩端分別安裝兩個支撐柱，支撐柱為紅外探測器提供力學支撐的同時要求具備良好的隔熱性能。由于支撐柱的剛性固定約束，橋式結構超長線列安裝結構存在支撐柱低溫下的漏熱問題。同時，探測器冷端結構在低溫工作時的冷縮變形，在橋式支撐剛性固定下會產生過約束，導致探測器冷端結構額外受力變形，給探測器帶來額外的結構應力。考慮到空間應用的超長線列紅外探測器組件僅在地面力學實驗以及火箭發射階段對結構強度有較高要求，同時在有力學要求條件下紅外探測器為室溫狀態的特點。超長線列紅外探測器封裝結構需求一種室溫下有高結構支撐強度的，探測器在液氮溫區(－210℃-－196℃)的低溫工作時又能具備絕熱且無過約束的自適應絕熱支撐的封裝結構。
技術實現思路
1、本專利技術的目
2、為實現上述目的，本專利技術的技術方案是：
3、一種超長線列紅外探測器自適應絕熱支撐結構，包括支撐柱、探測器安裝基板、冷縮支撐、冷指和底板；
4、冷指上端固定在探測器安裝基板的下表面，冷指下端與底板固定連接；支撐柱的下端與底板固定連接；探測器安裝基板與冷縮支撐固定連接；冷縮支撐間隙設置于支撐柱上。
5、冷縮支撐包括冷縮框和冷縮桿，冷縮桿固定設置在冷縮框內，冷縮框的材料膨脹系數大于冷縮桿的材料膨脹系數。
6、冷縮支撐包括兩個或兩個以上的并列連接的菱形的冷縮框，每個菱形的冷縮框內固定設置一個冷縮桿，冷縮桿設置在菱形的長對角線所對應的兩個頂角之間。
7、支撐柱包括底座、隔熱柱和安裝部；底座與底板固定連接，冷縮支撐間隙設置于安裝部內。
8、安裝部具有安裝座壁；室溫下，冷縮支撐底部高于安裝座底部，冷縮框與安裝座壁通過螺釘固定。
9、安裝座壁與冷縮框之間的間隙在1mm-5mm。
10、冷縮支撐的冷縮框由高膨脹系數的鋁或銅制成；冷縮桿由低膨脹系數的可伐、因瓦、鈦合金或鉬制成。
11、支撐柱由低熱導率的鈦合金、不銹鋼或玻璃鋼制成。
12、底板上固定設置兩個支撐柱，每個支撐柱的上端設置一個冷縮支撐，支撐柱與探測器安裝基板的兩側對應設置，探測器安裝基板兩側分別與冷縮支撐固定連接從而固定在兩個支撐柱上。
13、探測器安裝基板由可伐、鈦合金、或鉬制成。
14、本專利技術的有益效果是：
15、1、支撐柱保證超長線列紅外探測器杜瓦在室溫狀態下具備良好的結構剛度；2、探測器安裝基板與冷縮支撐固定連接，而不是直接與支撐柱連接，有效降低紅外探測器橋式支撐結構的低溫熱應力問題；3、冷指的高度設計為保證冷縮支撐底部不與支撐柱有機械接觸，在液氮溫區(－210℃-－196℃)低溫下，冷縮框冷縮后與螺釘脫離接觸，從而實現整個冷縮支撐與安裝部壁脫離并且無機械接觸，實現了探測器在液氮溫區(－210℃-－196℃)的低溫狀態下探測器基板及冷縮支撐的結合體與支撐柱沒有機械接觸，直接避免探測器低溫工作狀態下支撐柱的漏熱問題。
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1.一種超長線列紅外探測器自適應絕熱支撐結構，包括支撐柱(1)、探測器安裝基板(2)、冷縮支撐(3)、冷指(4)和底板(5)；其特征在于：
2.根據權利要求1所述的超長線列紅外探測器自適應絕熱支撐結構，其特征在于：冷縮支撐(3)包括冷縮框(31)和冷縮桿(32)，冷縮桿(32)固定設置在冷縮框(31)內，冷縮框(31)的材料膨脹系數大于冷縮桿(32)的材料膨脹系數。
3.根據權利要求2所述的超長線列紅外探測器自適應絕熱支撐結構，其特征在于：冷縮支撐(3)包括兩個或兩個以上的并列連接的菱形的冷縮框(31)，每個菱形的冷縮框(31)內固定設置一個冷縮桿(32)，冷縮桿(32)設置在菱形的長對角線所對應的兩個頂角之間。
4.根據權利要求3所述的超長線列紅外探測器自適應絕熱支撐結構，其特征在于：支撐柱(1)包括底座(11)、隔熱柱(12)和安裝部(13)；底座(11)與底板(5)固定連接，冷縮支撐(3)間隙設置于安裝部(13)內。
5.根據權利要求4所述的超長線列紅外探測器自適應絕熱支撐結構，其特征在于：安裝部(13)具有安裝座壁(131)
6.根據權利要求5所述的超長線列紅外探測器自適應絕熱支撐結構，其特征在于：安裝座壁(131)與冷縮框(31)之間的間隙在1mm-5mm。
7.根據權利要求3所述的超長線列紅外探測器自適應絕熱支撐結構，其特征在于：冷縮支撐(3)的冷縮框(31)由高膨脹系數的鋁或銅制成；冷縮桿(32)由低膨脹系數的可伐、因瓦、鈦合金或鉬制成。
8.根據權利要求1所述的超長線列紅外探測器自適應絕熱支撐結構，其特征在于：支撐柱(1)由低熱導率的鈦合金、不銹鋼或玻璃鋼制成。
9.根據權利要求1-8任意一項所述的超長線列紅外探測器自適應絕熱支撐結構，其特征在于：底板(5)上固定設置兩個支撐柱(1)，每個支撐柱(1)的上端設置一個冷縮支撐(3)，支撐柱(1)與探測器安裝基板(2)的兩側對應設置，探測器安裝基板(2)兩側分別與冷縮支撐(3)固定連接從而固定在兩個支撐柱(1)上。
10.根據權利要求1所述的超長線列紅外探測器自適應絕熱支撐結構，其特征在于：探測器安裝基板(2)由可伐、鈦合金、或鉬制成。
...【技術特征摘要】
1.一種超長線列紅外探測器自適應絕熱支撐結構，包括支撐柱(1)、探測器安裝基板(2)、冷縮支撐(3)、冷指(4)和底板(5)；其特征在于：
2.根據權利要求1所述的超長線列紅外探測器自適應絕熱支撐結構，其特征在于：冷縮支撐(3)包括冷縮框(31)和冷縮桿(32)，冷縮桿(32)固定設置在冷縮框(31)內，冷縮框(31)的材料膨脹系數大于冷縮桿(32)的材料膨脹系數。
3.根據權利要求2所述的超長線列紅外探測器自適應絕熱支撐結構，其特征在于：冷縮支撐(3)包括兩個或兩個以上的并列連接的菱形的冷縮框(31)，每個菱形的冷縮框(31)內固定設置一個冷縮桿(32)，冷縮桿(32)設置在菱形的長對角線所對應的兩個頂角之間。
4.根據權利要求3所述的超長線列紅外探測器自適應絕熱支撐結構，其特征在于：支撐柱(1)包括底座(11)、隔熱柱(12)和安裝部(13)；底座(11)與底板(5)固定連接，冷縮支撐(3)間隙設置于安裝部(13)內。
5.根據權利要求4所述的超長線列紅外探測器自適應絕熱支撐結構，其特征在于：安裝部(13)具有安裝座壁(131)；室溫下，冷縮支撐(3)...
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫聞，沈一璋，張晶琳，李俊，王小坤，李雪，
申請(專利權)人：中國科學院上海技術物理研究所，
類型：發明
國別省市：
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