JPH0749994B2 - 赤外線検出器ジュワーパッケージで使用する急速冷却／低歪みハイブリッド焦点平面アレイプラットフォーム - Google Patents
赤外線検出器ジュワーパッケージで使用する急速冷却／低歪みハイブリッド焦点平面アレイプラットフォームInfo
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- JPH0749994B2 JPH0749994B2 JP3319159A JP31915991A JPH0749994B2 JP H0749994 B2 JPH0749994 B2 JP H0749994B2 JP 3319159 A JP3319159 A JP 3319159A JP 31915991 A JP31915991 A JP 31915991A JP H0749994 B2 JPH0749994 B2 JP H0749994B2
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/60—Arrangements for cooling, heating, ventilating or compensating for temperature fluctuations
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D19/00—Arrangement or mounting of refrigeration units with respect to devices or objects to be refrigerated, e.g. infrared detectors
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
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- G01J5/061—Arrangements for eliminating effects of disturbing radiation; Arrangements for compensating changes in sensitivity by controlling the temperature of the apparatus or parts thereof, e.g. using cooling means or thermostats
-
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- F25D2400/00—General features of, or devices for refrigerators, cold rooms, ice-boxes, or for cooling or freezing apparatus not covered by any other subclass
- F25D2400/28—Quick cooling
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般に焦点平面アレイ
（以下ＦＰＡと言う）支持および冷却装置、特に一体の
ＦＰＡプラットフォームを含むハイブリッドＦＰＡ支持
および冷却装置に関する。ＦＰＡプラットフォームは窒
化アルミニウム（ＡｌＮ）から構成されている。その理
由は、熱収縮特性、弾性率、誘電特性および気密的にシ
ールされた真空容器を形成する進歩した鑞付け溶接動作
の実現に関連するこの材料の特性のためである。
（以下ＦＰＡと言う）支持および冷却装置、特に一体の
ＦＰＡプラットフォームを含むハイブリッドＦＰＡ支持
および冷却装置に関する。ＦＰＡプラットフォームは窒
化アルミニウム（ＡｌＮ）から構成されている。その理
由は、熱収縮特性、弾性率、誘電特性および気密的にシ
ールされた真空容器を形成する進歩した鑞付け溶接動作
の実現に関連するこの材料の特性のためである。
【０００２】
【従来の技術】図１は一例として従来の放射線検出ジュ
ワー装置１を断面で示す。ハイブリッドＦＰＡ（ＨＦＰ
Ａ）は読取装置３に結合された放射線検出器アレイ２を
含む。例えば、放射線検出器アレイ２はＨｇＣｄＴｅか
ら構成され、読取装置３はＳｉで構成され、この２つは
インジウムバンプ技術によって接合される。読取装置３
は、導体が後壁を通って出るインターフェイスピン６に
割当てられ、配線５を介して供給される絶縁ファンアウ
ト板４に取付けられている。これに関して、ファンアウ
ト板は典型的に要求される導体を限定するために薄膜金
めっき層を有するアルミナディスクから構成される。フ
ァンアウト板４はまた低温伝達８および低温伝達装置10
が終端するインバー36から典型的に構成されている端部
キャップ９に結合される。低温伝達装置10は、検出器ア
レイ２および低温伝達８を冷却するために端部キャップ
９に接触するように液化窒素のような極低温冷却媒体を
供給する。外部ハウジング11は透過窓12を支持し、気密
シールされた真空容器を提供し、装置１の内部体積は典
型的に使用前に排気されている。
ワー装置１を断面で示す。ハイブリッドＦＰＡ（ＨＦＰ
Ａ）は読取装置３に結合された放射線検出器アレイ２を
含む。例えば、放射線検出器アレイ２はＨｇＣｄＴｅか
ら構成され、読取装置３はＳｉで構成され、この２つは
インジウムバンプ技術によって接合される。読取装置３
は、導体が後壁を通って出るインターフェイスピン６に
割当てられ、配線５を介して供給される絶縁ファンアウ
ト板４に取付けられている。これに関して、ファンアウ
ト板は典型的に要求される導体を限定するために薄膜金
めっき層を有するアルミナディスクから構成される。フ
ァンアウト板４はまた低温伝達８および低温伝達装置10
が終端するインバー36から典型的に構成されている端部
キャップ９に結合される。低温伝達装置10は、検出器ア
レイ２および低温伝達８を冷却するために端部キャップ
９に接触するように液化窒素のような極低温冷却媒体を
供給する。外部ハウジング11は透過窓12を支持し、気密
シールされた真空容器を提供し、装置１の内部体積は典
型的に使用前に排気されている。
【０００３】製造中、比較的厚い金属端部キャップ９は
最初に通常の鑞付け溶接技術を使用して低温伝達装置10
に鑞付け溶接され、接合されるべき表面は最初に所定の
ニッケルまたは等価な金属被覆を設けられる。中継プラ
ットフォームであるファンアウト板４はこの構造に接着
剤で接合される。ファンアウト板４は堅牢で熱伝導性の
支持部をＨＦＰＡに提供し、Ｓｉ読取装置３の後面を通
して接着剤でファンアウト板４に結合される。
最初に通常の鑞付け溶接技術を使用して低温伝達装置10
に鑞付け溶接され、接合されるべき表面は最初に所定の
ニッケルまたは等価な金属被覆を設けられる。中継プラ
ットフォームであるファンアウト板４はこの構造に接着
剤で接合される。ファンアウト板４は堅牢で熱伝導性の
支持部をＨＦＰＡに提供し、Ｓｉ読取装置３の後面を通
して接着剤でファンアウト板４に結合される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この従来技術の構造の
使用はファンアウト板４およびそれに結合された構造に
関連したいくつかの問題を発生させる。例えば、ファン
アウト板は適切な誘電特性を与えるために典型的にアル
ミナのようなセラミック材料から構成される。しかしな
がら、典型的にセラミック材料は最適な放熱特性に比較
して熱拡散特性が低く、極低温動作温度にＨＦＰＡを冷
却するためにかなりの時間を必要とする。さらに、ファ
ンアウト板４と読取装置３と低温伝達装置10との間を結
合する接着剤は付加的な熱バリアを提供して冷却を遅ら
せる。また、ファンアウト板４のセラミック材料はＳｉ
読取装置３の熱収縮特性に対する最適に整合しない。そ
の結果、極低温動作温度に冷却されたときに応力がファ
ンアウト板４と読取装置３との間に発生される。これら
の応力は、検出器アレイ２に結合するインジウムバンプ
に悪影響を与え、いくつかのバンプの全体的な故障を発
生させる可能性が高い歪みを生じさせる。その他の欠点
はファンアウト板４／端部キャップ９構造の多部分構
造、並びに接合要素として接着剤を使用することに関与
している。この接着剤接合は有機物のガス放出の影響を
受けやすく、それによってジュワー装置１の完全な真空
状態を劣化させる。
使用はファンアウト板４およびそれに結合された構造に
関連したいくつかの問題を発生させる。例えば、ファン
アウト板は適切な誘電特性を与えるために典型的にアル
ミナのようなセラミック材料から構成される。しかしな
がら、典型的にセラミック材料は最適な放熱特性に比較
して熱拡散特性が低く、極低温動作温度にＨＦＰＡを冷
却するためにかなりの時間を必要とする。さらに、ファ
ンアウト板４と読取装置３と低温伝達装置10との間を結
合する接着剤は付加的な熱バリアを提供して冷却を遅ら
せる。また、ファンアウト板４のセラミック材料はＳｉ
読取装置３の熱収縮特性に対する最適に整合しない。そ
の結果、極低温動作温度に冷却されたときに応力がファ
ンアウト板４と読取装置３との間に発生される。これら
の応力は、検出器アレイ２に結合するインジウムバンプ
に悪影響を与え、いくつかのバンプの全体的な故障を発
生させる可能性が高い歪みを生じさせる。その他の欠点
はファンアウト板４／端部キャップ９構造の多部分構
造、並びに接合要素として接着剤を使用することに関与
している。この接着剤接合は有機物のガス放出の影響を
受けやすく、それによってジュワー装置１の完全な真空
状態を劣化させる。
【０００５】したがって、本発明の目的は通常の検出器
ジュワー装置のこれらおよびその他の欠点を克服するこ
とである。
ジュワー装置のこれらおよびその他の欠点を克服するこ
とである。
【０００６】本発明の別の目的は、シリコン読取装置に
類似している熱膨張および収縮特性を有し、さらに急速
な冷却時間を実現するために高い熱伝導特性を示し、さ
らに進歩した鑞付け技術により低温伝達装置への通常の
接着剤接合を不要にするモノリシックファンアウト板／
端部キャップ構造を提供することである。
類似している熱膨張および収縮特性を有し、さらに急速
な冷却時間を実現するために高い熱伝導特性を示し、さ
らに進歩した鑞付け技術により低温伝達装置への通常の
接着剤接合を不要にするモノリシックファンアウト板／
端部キャップ構造を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記およびその他の問題
を克服する本発明の目的は、一体の低温伝達支持部と、
検出器信号ファンアウト板と、およびジュワー冷却装
置、低温装置または冷却エンジンとＦＰＡとの間の臨界
的な熱インターフェイスとして機能する一体の低い歪み
のハイブリッド焦点平面アレイプラットフォームによっ
て実現される。本発明の好ましい実施例において、プラ
ットフォームは窒化アルミニウム（ＡｌＮ）から構成さ
れる。ＡｌＮは検出器ジュワー適用に十分に適した好ま
しい材料特性の特有の組合せを提供する。
を克服する本発明の目的は、一体の低温伝達支持部と、
検出器信号ファンアウト板と、およびジュワー冷却装
置、低温装置または冷却エンジンとＦＰＡとの間の臨界
的な熱インターフェイスとして機能する一体の低い歪み
のハイブリッド焦点平面アレイプラットフォームによっ
て実現される。本発明の好ましい実施例において、プラ
ットフォームは窒化アルミニウム（ＡｌＮ）から構成さ
れる。ＡｌＮは検出器ジュワー適用に十分に適した好ま
しい材料特性の特有の組合せを提供する。
【０００８】これらの特性は以下のようなものを含む。
ＡｌＮは赤外線検出器を極低温まで冷却する時間を減少
させるために多くのセラミック材料に比較して高い熱伝
導特性を提供する。ＡｌＮはシリコン読取装置に厳密に
整合する 300度Ｋ−77度Ｋの範囲における熱収縮特性を
有する。ＡｌＮはまたＳｉ読取装置の歪みを減少するた
めに結果的に高度の堅牢性を生じる弾性率を有する。こ
れらの特性は、インジウムバンプ上の熱応力を最小に
し、読取装置の歪みを減少することによってジュワーの
信頼性を高める。さらに、ＡｌＮは電気信号分配を行
い、それによって通常のセラミックファンアウト板に対
する要求をなくする表面の金属薄膜形成を可能にする誘
電特性を有する。さらに、一体のＡｌＮ端部キャップ／
ＡｌＮプラットフォームは通常の鑞付け溶接動作に必要
なコスト高の金属化技術を必要とせずにファンアウト板
装置に気密に鑞付け溶接されることができる。また本発
明によって可能にされたモノリシックプラットフォーム
／端部キャップ構造はジュワー内の少なくとも１つの接
着剤結合部を除去し、それによってジュワー装置の真空
寿命を低下させる有機物ガス放出する可能性を減少させ
る。
ＡｌＮは赤外線検出器を極低温まで冷却する時間を減少
させるために多くのセラミック材料に比較して高い熱伝
導特性を提供する。ＡｌＮはシリコン読取装置に厳密に
整合する 300度Ｋ−77度Ｋの範囲における熱収縮特性を
有する。ＡｌＮはまたＳｉ読取装置の歪みを減少するた
めに結果的に高度の堅牢性を生じる弾性率を有する。こ
れらの特性は、インジウムバンプ上の熱応力を最小に
し、読取装置の歪みを減少することによってジュワーの
信頼性を高める。さらに、ＡｌＮは電気信号分配を行
い、それによって通常のセラミックファンアウト板に対
する要求をなくする表面の金属薄膜形成を可能にする誘
電特性を有する。さらに、一体のＡｌＮ端部キャップ／
ＡｌＮプラットフォームは通常の鑞付け溶接動作に必要
なコスト高の金属化技術を必要とせずにファンアウト板
装置に気密に鑞付け溶接されることができる。また本発
明によって可能にされたモノリシックプラットフォーム
／端部キャップ構造はジュワー内の少なくとも１つの接
着剤結合部を除去し、それによってジュワー装置の真空
寿命を低下させる有機物ガス放出する可能性を減少させ
る。
【０００９】
【実施例】図２を参照すると、本発明にしたがって構成
された寸法通りでない放射線検出器ジュワー装置20が断
面で示されており、図１と共通の参照符号は同じ構造を
示す。図２において、図１のファンアウト板４および端
部キャップ９は一体のモノリシックプラットフォーム13
によって置換される。本発明のこの好ましい実施例にお
いて、プラットフォーム13はＡｌＮ（mol.wt. 40.99 ，
Ａｌ 65.82％，Ｎ 34.18％）から構成される。もちろ
ん、ＡｌＮ材料はまた以下に示されたＡｌＮの所望の材
料特性があまり約束されない場合にバインダおよびその
他の添加物を含むことができる。
された寸法通りでない放射線検出器ジュワー装置20が断
面で示されており、図１と共通の参照符号は同じ構造を
示す。図２において、図１のファンアウト板４および端
部キャップ９は一体のモノリシックプラットフォーム13
によって置換される。本発明のこの好ましい実施例にお
いて、プラットフォーム13はＡｌＮ（mol.wt. 40.99 ，
Ａｌ 65.82％，Ｎ 34.18％）から構成される。もちろ
ん、ＡｌＮ材料はまた以下に示されたＡｌＮの所望の材
料特性があまり約束されない場合にバインダおよびその
他の添加物を含むことができる。
【００１０】図３、図４および図５を参照すると、示さ
れた実施例においてプラットフォーム13はＳｉ読取装置
３を取付けるための平坦な前面13a および後面13b 上の
突出した延在部またはボス14を有するほぼ円形のディス
ク形状を有する。突出したボス14は低温伝達管10への構
造上、真空、および熱インターフェイスとして機能す
る。すなわちボス14は図１の金属端部キャップ９として
機能する。プラットフォーム13は、所望の形状にＡｌＮ
のブロックを機械加工することによって製造されるか、
或は所望の形状に鋳造することができる。もちろん、ほ
ぼ円形ディスク以外の形状が使用されることができる。
れた実施例においてプラットフォーム13はＳｉ読取装置
３を取付けるための平坦な前面13a および後面13b 上の
突出した延在部またはボス14を有するほぼ円形のディス
ク形状を有する。突出したボス14は低温伝達管10への構
造上、真空、および熱インターフェイスとして機能す
る。すなわちボス14は図１の金属端部キャップ９として
機能する。プラットフォーム13は、所望の形状にＡｌＮ
のブロックを機械加工することによって製造されるか、
或は所望の形状に鋳造することができる。もちろん、ほ
ぼ円形ディスク以外の形状が使用されることができる。
【００１１】例えば、プラットフォーム13はほぼ0.02イ
ンチの厚さ（Ｔ）およびほぼ0.75インチの直径（Ｄ）を
有する。後面13b からのボス14の高さ（Ｈ）はほぼ0.02
インチであり、ボス14はほぼ0.35インチの直径（Ｄb ）
を有する。これらの寸法は単なる一例に過ぎず、実際に
はＡｌＮプラットフォーム13は任意の所望の形状および
寸法に製造されることができる。
ンチの厚さ（Ｔ）およびほぼ0.75インチの直径（Ｄ）を
有する。後面13b からのボス14の高さ（Ｈ）はほぼ0.02
インチであり、ボス14はほぼ0.35インチの直径（Ｄb ）
を有する。これらの寸法は単なる一例に過ぎず、実際に
はＡｌＮプラットフォーム13は任意の所望の形状および
寸法に製造されることができる。
【００１２】プラットフォーム13材料としてＡｌＮを使
用することは、放射線検出器ジュワー装置20の構造およ
び動作において以下の大きい利点を提供する。
用することは、放射線検出器ジュワー装置20の構造およ
び動作において以下の大きい利点を提供する。
【００１３】冷却時間の改良は従来技術に比較すると減
少されたプラットフォームの厚さおよび熱インターフェ
イスの除去によって達成される。例えば、図１の端部キ
ャップ９とファンアウト板４との間の接着剤接合は、等
価な構造がプラットフォーム13のモノリシック形状で提
供されることで除去される。また、ＡｌＮは従来技術の
材料に比較すると本質的に高い熱拡散特性を示す。Ａｌ
Ｎの 300Ｋ乃至77Ｋの積分された熱拡散は従来のアルミ
ナファンアウト板４のほぼ３倍である。
少されたプラットフォームの厚さおよび熱インターフェ
イスの除去によって達成される。例えば、図１の端部キ
ャップ９とファンアウト板４との間の接着剤接合は、等
価な構造がプラットフォーム13のモノリシック形状で提
供されることで除去される。また、ＡｌＮは従来技術の
材料に比較すると本質的に高い熱拡散特性を示す。Ａｌ
Ｎの 300Ｋ乃至77Ｋの積分された熱拡散は従来のアルミ
ナファンアウト板４のほぼ３倍である。
【００１４】余分の部品および関連した処理ステップの
除去はファンアウト板４と検出器プラットフォームを組
合せることによって達成される。ＡｌＮプラットフォー
ム13が良好な誘電特性を示すことにおいて、表面13a は
またパターン化され、ＨＦＰＡに結合するために導体を
形成するために薄膜金属化される。したがって、プラッ
トフォーム13はファンアウト板として機能し、それによ
って関連した熱質量および熱インターフェイスを備えた
付加的なアルミナ金属化取付け板を不要にする。薄膜金
属の部分は図３に示されている。薄膜金属はＡｌＮへの
接着を促進するために薄膜チタニウムから構成されるこ
とができ、比較的厚い金の層がチタニウムに重なってい
る。ＨＦＰＡは図１の従来技術の構造と同様に金属化層
とワイヤボンド結合される。ＨＦＰＡは接着剤を使用し
てＡｌＮプラットフォーム13に直接結合される。低温伝
達８はまた例えばシリコーンベースの接着剤を使用して
表面13a に接着剤で結合される。
除去はファンアウト板４と検出器プラットフォームを組
合せることによって達成される。ＡｌＮプラットフォー
ム13が良好な誘電特性を示すことにおいて、表面13a は
またパターン化され、ＨＦＰＡに結合するために導体を
形成するために薄膜金属化される。したがって、プラッ
トフォーム13はファンアウト板として機能し、それによ
って関連した熱質量および熱インターフェイスを備えた
付加的なアルミナ金属化取付け板を不要にする。薄膜金
属の部分は図３に示されている。薄膜金属はＡｌＮへの
接着を促進するために薄膜チタニウムから構成されるこ
とができ、比較的厚い金の層がチタニウムに重なってい
る。ＨＦＰＡは図１の従来技術の構造と同様に金属化層
とワイヤボンド結合される。ＨＦＰＡは接着剤を使用し
てＡｌＮプラットフォーム13に直接結合される。低温伝
達８はまた例えばシリコーンベースの接着剤を使用して
表面13a に接着剤で結合される。
【００１５】ＳｉおよびＡｌＮの 300Ｋ乃至77Ｋの熱収
縮特性間における厳密な一致のために改良された検出器
読取りの信号性がＡｌＮプラットフォーム13の使用によ
り得られる。従来のアルミナプラットフォーム材料は同
じ温度範囲に対して0.73ミル／インチ程度の値を有する
が、例えばＡｌＮの 300Ｋ乃至77Ｋの熱収縮特性は同じ
温度範囲に対して0.32ミル／インチ程度であり、一方Ｓ
ｉのそれは0.26ミル／インチ程度である。容易に理解で
きるように従来のアルミナプラットフォームはシリコン
のほぼ３倍の収縮特性を有し、一方ＡｌＮは数パーセン
トだけ異なっているに過ぎない。これは比較的緊密な整
合がＦＰＡプラットフォーム13と読取装置３との間の熱
応力を減少させる。
縮特性間における厳密な一致のために改良された検出器
読取りの信号性がＡｌＮプラットフォーム13の使用によ
り得られる。従来のアルミナプラットフォーム材料は同
じ温度範囲に対して0.73ミル／インチ程度の値を有する
が、例えばＡｌＮの 300Ｋ乃至77Ｋの熱収縮特性は同じ
温度範囲に対して0.32ミル／インチ程度であり、一方Ｓ
ｉのそれは0.26ミル／インチ程度である。容易に理解で
きるように従来のアルミナプラットフォームはシリコン
のほぼ３倍の収縮特性を有し、一方ＡｌＮは数パーセン
トだけ異なっているに過ぎない。これは比較的緊密な整
合がＦＰＡプラットフォーム13と読取装置３との間の熱
応力を減少させる。
【００１６】またＡｌＮの40×106 程度の弾性率は読取
装置３の任意の歪みを最小にする高い堅牢性を提供す
る。アルミナの弾性率は50×106 程度であるが、大きい
熱収縮特性および低い熱拡散性のようなこの材料のその
他の劣った特性のためにＡｌＮのほうが凍結ジュワー適
用における使用に優れた材料である。
装置３の任意の歪みを最小にする高い堅牢性を提供す
る。アルミナの弾性率は50×106 程度であるが、大きい
熱収縮特性および低い熱拡散性のようなこの材料のその
他の劣った特性のためにＡｌＮのほうが凍結ジュワー適
用における使用に優れた材料である。
【００１７】本発明の使用により提供された別の大きい
利点は、アクチブ金属鑞付け技術が低い真空装置の端部
上にプラットフォーム13を気密的に鑞付け溶接するため
に使用できることである。プラットフォーム13の鑞付け
はアクチブ鑞付け合金を使用して得られる。
利点は、アクチブ金属鑞付け技術が低い真空装置の端部
上にプラットフォーム13を気密的に鑞付け溶接するため
に使用できることである。プラットフォーム13の鑞付け
はアクチブ鑞付け合金を使用して得られる。
【００１８】セラミック材料のアクチブ鑞付け溶接は、
水原氏他による文献（“High Reliability Joining of
Ceramic to Metal”，American Ceramic Society Bulle
tin，Vol.68，No.9，1591乃至1599頁，1989年９月）に
示されている。
水原氏他による文献（“High Reliability Joining of
Ceramic to Metal”，American Ceramic Society Bulle
tin，Vol.68，No.9，1591乃至1599頁，1989年９月）に
示されている。
【００１９】アクチブ鑞付け動作に対して、例えば続い
てニッケルめっきをしなくてよいチタニウム・ニッケル
の通常のスパッタ金属被覆によってさらに製造費用を減
少する。真空寿命はまた図１の端部キャップ／プラット
フォームにおける接着剤接合インターフェイスを除去す
ることによって延長される。すなわち、ＡｌＮプラット
フォーム13は低温伝達管10に直接鑞付け溶接され、それ
によって端部キャップ９にファンアウト板４を接合する
ために従来技術によって要求される接着剤接合部からの
有機物のガス放出による真空度低下の可能性を減少す
る。さらに、これは分離したプラットフォーム／端部キ
ャップおよび要求される結合動作の除去により結果的に
製造コスト全体を低くする。本発明にしたがって製造さ
れたプラットフォーム13はまた極低温装置および凍結冷
却装置の使用を妨害しない。
てニッケルめっきをしなくてよいチタニウム・ニッケル
の通常のスパッタ金属被覆によってさらに製造費用を減
少する。真空寿命はまた図１の端部キャップ／プラット
フォームにおける接着剤接合インターフェイスを除去す
ることによって延長される。すなわち、ＡｌＮプラット
フォーム13は低温伝達管10に直接鑞付け溶接され、それ
によって端部キャップ９にファンアウト板４を接合する
ために従来技術によって要求される接着剤接合部からの
有機物のガス放出による真空度低下の可能性を減少す
る。さらに、これは分離したプラットフォーム／端部キ
ャップおよび要求される結合動作の除去により結果的に
製造コスト全体を低くする。本発明にしたがって製造さ
れたプラットフォーム13はまた極低温装置および凍結冷
却装置の使用を妨害しない。
【００２０】アクチブ溶接動作は、低温伝達管10の端部
にＡｌＮプラットフォーム13、特にボス14を接合するた
めに行われる。２つの装置を接合する前に、Ｃusil−Ａ
ＢＡ（カリフォルニア州ベルモントのウェスゴー社から
購入できる）のようなアクチブ鑞付け接合合金がボス14
の周囲に供給される。ボス14は低温伝達管10の端部中に
挿入され、２つの装置は真空炉中に配置され、ほぼ５分
間ほぼ1600°Ｆに加熱される。炉から取出されたとき、
気密鑞付け接合部がＡｌＮプラットフォーム13と低温伝
達管10との間に設けられていることが認められる。
にＡｌＮプラットフォーム13、特にボス14を接合するた
めに行われる。２つの装置を接合する前に、Ｃusil−Ａ
ＢＡ（カリフォルニア州ベルモントのウェスゴー社から
購入できる）のようなアクチブ鑞付け接合合金がボス14
の周囲に供給される。ボス14は低温伝達管10の端部中に
挿入され、２つの装置は真空炉中に配置され、ほぼ５分
間ほぼ1600°Ｆに加熱される。炉から取出されたとき、
気密鑞付け接合部がＡｌＮプラットフォーム13と低温伝
達管10との間に設けられていることが認められる。
【００２１】アクチブ鑞付け溶接は、鑞付け溶接のため
にＡｌＮ材料のような絶縁材料上に通常の鑞付け動作の
前に金属接着層を設けることが難しいためここで好まし
い技術である。さらに、通常必要とされる金属めっき動
作をなくしたことは結果的に製造効率を高めて費用を節
約する。
にＡｌＮ材料のような絶縁材料上に通常の鑞付け動作の
前に金属接着層を設けることが難しいためここで好まし
い技術である。さらに、通常必要とされる金属めっき動
作をなくしたことは結果的に製造効率を高めて費用を節
約する。
【００２２】本発明は特に好ましい実施例に関して示さ
れ、説明されているが、当業者は形態および細部の変化
が本発明の技術的範囲を逸脱することなく行われること
ができることを理解するであろう。
れ、説明されているが、当業者は形態および細部の変化
が本発明の技術的範囲を逸脱することなく行われること
ができることを理解するであろう。
【図１】通常の放射線検出器ジュワー装置の実際の寸法
通りでない断面図。
通りでない断面図。
【図２】本発明にしたがって構成された放射線検出器ジ
ュワー装置の断面図。
ュワー装置の断面図。
【図３】前面に供給された薄膜金属化の部分を示すＦＰ
Ａプラットフォームの正面図。
Ａプラットフォームの正面図。
【図４】ＦＰＡプラットフォームの側面図。
【図５】ＦＰＡプラットフォームの背面図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レナード・イー・ペック アメリカ合衆国、カリフォルニア州 93117、ゴレタ、サン・カーピノ・ドライ ブ 7448 (56)参考文献 特開 昭62−123776（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−130500（ＪＰ，Ａ)
Claims (11)
- 【請求項１】 放射線検出器手段を支持する第１の主面
を備えている放射線検出器手段のプラットフォームにお
いて、 プラットフォームが窒化アルミニウムから構成され、 前記第１の主面と 反対側の第２の主面はその中央領域に
周辺領域から立上って厚さが厚くされている一体に形成
された隆起した部分を有し、この隆起した部分の表面が
接着剤を介在することなく直接極低温冷却装置に結合さ
れていることを特徴とする極低温に冷却された放射線検
出器手段のプラットフォーム。 - 【請求項２】 放射線検出器と、 放射線検出器に結合された読取装置と、 読取装置および放射線検出器を第１の主面で支持し、窒
化アルミニウムから構成されているプラットフォーム手
段とを具備していることを特徴とする放射線検出装置。 - 【請求項３】 プラットフォーム手段はさらに極低温冷
却装置に結合するために一体に形成された手段を具備し
ている請求項２記載の放射線検出装置。 - 【請求項４】 結合手段はプラットフォーム手段の第２
の主面から延在する立上りボスから構成され、ボスは極
低温冷却装置に結合するために選択される形状を有し、
また窒化アルミニウムから構成されている請求項３記載
の放射線検出装置。 - 【請求項５】 第１の主面は読取装置に電気的に結合す
るために形成された複数の導体を含んでいる請求項２記
載の放射線検出装置。 - 【請求項６】 放射線検出器と、 放射線検出器に結合された読取装置と、 読取装置および放射線検出器を第１の主面で支持し、第
１の主面と反対側の第２の主面はその中央領域に周辺領
域から立上って厚さが厚くされているモノリシック的に
形成された隆起した部分を有し、その隆起した部分の表
面が接着剤を介在することなく直接極低温冷却装置に結
合されており、さらに電気端子に読取装置を結合するた
めの導電トレースを第１の主面上に備えているプラット
フォーム手段と、 プラットフォーム手段の第１の主面に結合され、内部空
間内に放射線検出器を実質的に包囲するためにそれから
外側に延在する低温伝達手段と、 低温伝達手段内の装置に外部で発生された放射線を通す
ために配置された窓を含み、プラットフォーム手段およ
び低温伝達手段が配置されている真空容器を限定するハ
ウジング手段とを具備していることを特徴とする放射線
検出装置。 - 【請求項７】 プラットフォーム手段は窒化アルミニウ
ムから構成されている請求項６記載の放射線検出装置。 - 【請求項８】 プラットフォーム手段およびその隆起し
た部分の側面は極低温冷却装置に結合される低温伝達管
にアクチブに鑞付け溶接される請求項６記載の放射線検
出装置。 - 【請求項９】 誘電材料から構成され、放射線検出手段
を支持する第１の主面と、この第１の主面と反対側の第
２の主面とを具備し、この第２の主面はその中央領域に
周辺領域から立上って厚さが厚くされている一体に形成
された隆起した部分を有し、この隆起した部分の表面が
接着剤を介在することなく直接極低温冷却装置に結合さ
れているプラットフォーム手段を設け、 第２の端部における使用中に極低温冷却媒体のソースに
結合される導管手段の第１の端部にプラットフォーム手
段の前記隆起した部分の周辺側面を接合してアクチブに
鑞付け溶接するステップを含むことを特徴とする放射線
検出器ジュワー装置の製造方法。 - 【請求項１０】 アクチブに鑞付け溶接するステップ
は、 アクチブ鑞付け合金で少なくとも立上り部分を被覆し、 導管手段の第１の端部に立上り部分を挿入し、 プラットフォーム手段および導管手段を加熱するステッ
プを含んでいる請求項９記載の方法。 - 【請求項１１】 プラットフォーム手段を設けるステッ
プは、モノリシックＡｌＮ構造から構成されているプラ
ットフォーム手段を提供する請求項９記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US621419 | 1990-12-03 | ||
| US07/621,419 US5111050A (en) | 1990-12-03 | 1990-12-03 | Quick cooldown/low distortion hybrid focal plane array platform for use in infrared detector dewar packages |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05149783A JPH05149783A (ja) | 1993-06-15 |
| JPH0749994B2 true JPH0749994B2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=24490114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3319159A Expired - Fee Related JPH0749994B2 (ja) | 1990-12-03 | 1991-12-03 | 赤外線検出器ジュワーパッケージで使用する急速冷却／低歪みハイブリッド焦点平面アレイプラットフォーム |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5111050A (ja) |
| EP (1) | EP0490166B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0749994B2 (ja) |
| DE (1) | DE69113005T2 (ja) |
| IL (1) | IL99948A (ja) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE35333E (en) * | 1992-05-19 | 1996-09-24 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Infrared detector |
| JPH05326988A (ja) * | 1992-05-19 | 1993-12-10 | Mitsubishi Electric Corp | 赤外線検出器 |
| US5260575A (en) * | 1993-03-10 | 1993-11-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Infrared detector |
| US5434413A (en) * | 1993-10-01 | 1995-07-18 | Texas Instruments Incorporated | Virtual cold shield and cold filter for infrared detector arrays |
| US5449907A (en) * | 1993-10-29 | 1995-09-12 | International Business Machines Corporation | Programmable on-focal plane signal processor |
| US5561593A (en) * | 1994-01-27 | 1996-10-01 | Vicon Enterprises, Inc. | Z-interface-board |
| US5653112A (en) * | 1994-08-03 | 1997-08-05 | Hughes Electronics | Cryocooler system with welded cold tip |
| DE19502078C2 (de) * | 1995-01-24 | 1996-04-18 | Walz Heinz Gmbh | Tragbare Gaswechselkammer |
| FR2737566B1 (fr) * | 1995-08-02 | 1997-09-19 | Sofradir | Procede pour realiser l'assemblage d'un bloc de detection d'ondes electromagnetiques, notamment infrarouges, avec un support conducteur thermique, et detecteur d'ondes electromagnetiques mettant en oeuvre ce procede |
| US5628196A (en) * | 1995-11-22 | 1997-05-13 | Loral Electro-Optical Systems, Inc. | Cryogenic cooling apparatus employing heat sink and diffuser plate for cooling small objects |
| US9310167B1 (en) | 1995-11-28 | 2016-04-12 | Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. | Compact infrared countermeasure emitter |
| EP0866955A4 (en) * | 1995-12-07 | 2000-09-20 | Diasense Inc | SYSTEM COMBINING MANY PHOTOCONDUCTIVE SENSORS IN A COMPACT HOUSING |
| FR2820242B1 (fr) * | 2001-01-31 | 2003-06-13 | Sagem | Detecteur infrarouge hybride |
| FR2942913B1 (fr) * | 2009-03-06 | 2011-06-17 | Sagem Defense Securite | Capteur infra-rouge refroidi par refroidisseur de stirling |
| US9010131B2 (en) * | 2009-07-07 | 2015-04-21 | Raytheon Company | Methods and apparatus for Dewar and cold shield assemblies |
| KR101050735B1 (ko) * | 2010-12-23 | 2011-07-20 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 냉각형 적외선 검출기 및 그 제조방법 |
| US8941067B2 (en) * | 2013-02-04 | 2015-01-27 | Raytheon Company | Leadless chip carrier thermal adapter for dewar packaging |
| CN107642944B (zh) * | 2017-09-27 | 2020-08-21 | Tcl家用电器（合肥）有限公司 | 冰箱储藏物品信息的管理方法、冰箱及计算机存储介质 |
| US11121302B2 (en) | 2018-10-11 | 2021-09-14 | SeeQC, Inc. | System and method for superconducting multi-chip module |
| CN109655165B (zh) * | 2019-01-10 | 2020-11-24 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 用于抑制制冷工质对红外探测器噪声影响的集成封装结构 |
| US11079281B2 (en) * | 2019-01-17 | 2021-08-03 | Uvia Group Llc | Cold stage actuation of optical elements including an optical light shield and a lenslet array connected to a cold finger |
| FR3138210B1 (fr) * | 2022-07-20 | 2025-03-21 | Safran Electronics & Defense | Détecteur IR refroidi |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62123776A (ja) * | 1985-11-22 | 1987-06-05 | Nec Corp | 赤外線検出素子 |
| JPS63130500A (ja) * | 1986-11-18 | 1988-06-02 | 日本電気株式会社 | 宇宙用真空デユワ |
| JPS6439047A (en) * | 1987-08-05 | 1989-02-09 | Agency Ind Science Techn | Semiconductor device |
| US4918312A (en) * | 1988-11-23 | 1990-04-17 | Santa Barbara Research Center | Dewar coldfinger |
| US4956695A (en) * | 1989-05-12 | 1990-09-11 | Rockwell International Corporation | Three-dimensional packaging of focal plane assemblies using ceramic spacers |
| US4954708A (en) * | 1989-08-23 | 1990-09-04 | Santa Barbara Research Center | Low distortion focal plane platform |
| US4952810A (en) * | 1989-08-23 | 1990-08-28 | Santa Barbara Research Center | Distortion free dewar/coldfinger assembly |
-
1990
- 1990-12-03 US US07/621,419 patent/US5111050A/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-11-03 IL IL9994891A patent/IL99948A/en not_active IP Right Cessation
- 1991-11-27 EP EP91120229A patent/EP0490166B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-11-27 DE DE69113005T patent/DE69113005T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-12-03 JP JP3319159A patent/JPH0749994B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US5111050A (en) | 1992-05-05 |
| EP0490166A1 (en) | 1992-06-17 |
| IL99948A (en) | 1994-10-07 |
| DE69113005D1 (de) | 1995-10-19 |
| DE69113005T2 (de) | 1996-02-01 |
| IL99948A0 (en) | 1992-08-18 |
| JPH05149783A (ja) | 1993-06-15 |
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