隨著紅外探測器組件的不斷發(fā)展,人們對探測器封裝的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)和熱學(xué)等方面的要求越來越高。而探測器芯片信號引出工藝則是探測器封裝過程中的關(guān)鍵工藝。作為實現(xiàn)紅外探測器與外部電路聯(lián)系的橋梁,該工藝關(guān)系到探測器組件的電學(xué)、力學(xué)和熱學(xué)性能以及可靠性。
紅外探測器的封裝結(jié)構(gòu)包括管殼封裝和微型杜瓦封裝兩種,他們對引線的要求各不相同。其中,管殼封裝主要針對近室溫工作的紅外探測器,主要采用金絲和規(guī)鋁絲等;微型杜瓦封裝主要針對低溫工作的紅外探測器,主要采用金絲、硅鋁絲、鉑金絲、錳銅絲和銅絲等。下圖1為微型杜瓦封裝結(jié)構(gòu)的示意圖。
探測器與讀出電路通常采用倒焊互聯(lián)的方式,讀出電路與引線基板之間一般采用金絲或硅鋁絲相連,引線基板與引線環(huán)之間采用低漏熱金屬絲相連。紅外探測器互聯(lián)引線的特性包括電學(xué)、力學(xué)和熱學(xué)性能,主要與引線的材料、直徑以及長度有關(guān)。關(guān)于各種引線的常規(guī)電學(xué)、力學(xué)和熱血特性的相關(guān)文獻以及產(chǎn)品說明有很多,其中也不乏一些精確數(shù)據(jù),但是關(guān)于引線熔斷特性方面的研究較少,尤其是針對紅外探測器封裝用引線的熔斷特性的文獻更少。
金屬絲熔為液態(tài)而斷開,稱為熔化熔斷;當(dāng)能力很大時,金屬絲直接氣化而斷開,稱為氣化熔斷。影響金屬絲熔斷的因素包括電流大小、絲長、絲截面積、電流脈沖寬度、絲材質(zhì)、環(huán)境溫度、熱輻射和熱對流參數(shù)等。利用現(xiàn)有的計算公式無法精確計算所有長度和規(guī)格的金屬絲的熔斷電流?;ヂ?lián)引線的熔斷特性可直接影響紅外探測器組件在封裝時采用何種引線,因而需要給與特別關(guān)注。
生產(chǎn)紅外探測器廠家和研究機構(gòu)一般會根據(jù)封裝應(yīng)用選擇不同的引線,但很少有詳細和綜合的數(shù)據(jù)。