UFPA片级封装光学盖板集成技术研究
发布时间：2021-10-15 17:18
光学盖板是片级封装设计中的重要组成结构,具有构成真空密封腔体、维持腔体低真空度和提供光学接口的功能。本文针对非制冷红外焦平面探测器的封装要求,提出了一种在光学盖板上制备超表面红外平板透镜和薄膜吸气剂的新型集成性设计方案。针对远红外波段（8-14μm）设计的超表面红外平板透镜不仅作为光学通道,还具备凸透镜成像功能,对于减小器件的体积具有积极作用;基于现有材料体系,设计了一种能够低温激活（≤300℃）的薄膜吸气剂。本文主要工作内容如下:（1）本文根据非制冷红外焦平面探测器的工作原理,说明了探测器需要真空密闭环境和光学窗口的必要性,介绍了片级封装的特点以及存在的不足,提出了本文的研究目标,即光学盖板的集成化设计。（2）利用CST Studio Suite对红外平板透镜的四种微结构单元的几何参数进行了仿真模拟,得出了对应的透射率和相位调制值,建立了微结构单元数据库。结合微结构单元数据库,利用广义斯涅尔定律和光栅方程给出了超表面红外平板凸透镜微结构单元的排列算法。（3）对非蒸散型薄膜吸气剂进行分析,选取TiZrV合金作为低温激活薄膜吸气剂的材料,利用磁控溅射方法制备了两种薄膜吸气剂,Ti
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 前言
1.1.1 非制冷红外焦平面探测器与封装
1.1.2 非制冷红外焦平面探测器片级封装技术
1.1.3 光学盖板技术特点
1.2 国内外研究现状
1.3 本文主要研究内容
1.4 本章小结
第二章 超表面红外平板透镜理论基础和结构设计
2.1 超表面红外平板透镜概念
2.2 超表面相位调制机理
2.2.1 麦克斯韦方程组
2.2.2 广义斯涅尔定律
2.3 超表面红外平板透镜设计过程
2.3.1 微结构单元仿真
2.3.1.1 微结构单元参数确定
2.3.1.2 微结构单元仿真结果分析
2.3.2 红外平板透镜相位面设计
2.3.2.1 中心区域设计
2.3.2.2 外围区域设计
2.4 本章小结
第三章 非蒸散型薄膜吸气剂理论基础和制备工艺
3.1 薄膜吸气剂理论基础
3.1.1 吸气机理
3.1.2 吸气剂激活
3.1.3 薄膜吸气剂材料体系
3.1.4 材料体系选择
3.2 薄膜吸气剂制备和分析
3.2.1 磁控溅射
3.2.2 样品制备
3.2.3 结果分析
3.3 本章小结
第四章 平板透镜光学系统测试及封装盖板的设计
4.1 超表面红外平板透镜制备工艺
4.1.1 掩膜版
4.1.2 光刻和刻蚀
4.2 偏转器性能测试
4.2.1 偏转器形貌表征
4.2.2 偏转器光束偏转器测量
4.3 红外平板透镜性能测试
4.3.1 平板透镜形貌表征
4.3.2 平板透镜结果分析
4.4 光学盖板总体设计
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 本文总结
5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]MEMS器件真空封装用非蒸散型吸气剂薄膜研究概述[J]. 周超,李得天,周晖,张凯锋,曹生珠. 材料导报. 2019(03)
[2]非蒸散型吸气剂维持红外焦平面探测器杜瓦组件工作真空度的性能与应用[J]. 李建林,李惟夏,徐世春. 红外与激光工程. 2018(10)
[3]非蒸散型薄膜吸气剂的研究现状及应用进展[J]. 单睿,齐通通,黎秉哲,郭杰,袁俊. 功能材料. 2018(05)
[4]金属壳体封装技术的现状与发展前景[J]. 房善玺. 企业科技与发展. 2018(04)
[5]MEMS封装技术及其发展趋势[J]. 李立彦. 中国高新区. 2017(15)
[6]集成电路制造工艺技术现状与发展趋势[J]. 周哲,付丙磊,王栋,颜秀文,高德平,王志越. 电子工业专用设备. 2017(03)
[7]MEOMS封装的锗窗金属化结构界面特性研究[J]. 王新宇,史梦然. 激光与红外. 2016(04)
[8]非制冷红外焦平面探测器技术应用及市场分析[J]. 孟虎,龙永福. 湖南文理学院学报(自然科学版). 2014(02)
[9]红外探测器的最新进展[J]. 陈长水,刘荣挺,刘颂豪. 大气与环境光学学报. 2013(01)
[10]非制冷红外光电探测器真空封装用金属外壳设计[J]. 蒙高安,刘燕. 机电元件. 2012(05)
博士论文
[1]真空室内壁镀TiZrV吸气剂薄膜的工艺及薄膜相关性能的研究[D]. 张波.中国科学技术大学 2011
硕士论文
[1]硅基太赫兹增透窗口的设计与工艺研究[D]. 陈志祥.电子科技大学 2018
[2]中红外全介质超表面的制备与表征[D]. 郑菡雨.电子科技大学 2018
本文编号：3438338
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 前言
1.1.1 非制冷红外焦平面探测器与封装
1.1.2 非制冷红外焦平面探测器片级封装技术
1.1.3 光学盖板技术特点
1.2 国内外研究现状
1.3 本文主要研究内容
1.4 本章小结
第二章 超表面红外平板透镜理论基础和结构设计
2.1 超表面红外平板透镜概念
2.2 超表面相位调制机理
2.2.1 麦克斯韦方程组
2.2.2 广义斯涅尔定律
2.3 超表面红外平板透镜设计过程
2.3.1 微结构单元仿真
2.3.1.1 微结构单元参数确定
2.3.1.2 微结构单元仿真结果分析
2.3.2 红外平板透镜相位面设计
2.3.2.1 中心区域设计
2.3.2.2 外围区域设计
2.4 本章小结
第三章 非蒸散型薄膜吸气剂理论基础和制备工艺
3.1 薄膜吸气剂理论基础
3.1.1 吸气机理
3.1.2 吸气剂激活
3.1.3 薄膜吸气剂材料体系
3.1.4 材料体系选择
3.2 薄膜吸气剂制备和分析
3.2.1 磁控溅射
3.2.2 样品制备
3.2.3 结果分析
3.3 本章小结
第四章 平板透镜光学系统测试及封装盖板的设计
4.1 超表面红外平板透镜制备工艺
4.1.1 掩膜版
4.1.2 光刻和刻蚀
4.2 偏转器性能测试
4.2.1 偏转器形貌表征
4.2.2 偏转器光束偏转器测量
4.3 红外平板透镜性能测试
4.3.1 平板透镜形貌表征
4.3.2 平板透镜结果分析
4.4 光学盖板总体设计
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 本文总结
5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]MEMS器件真空封装用非蒸散型吸气剂薄膜研究概述[J]. 周超,李得天,周晖,张凯锋,曹生珠. 材料导报. 2019(03)
[2]非蒸散型吸气剂维持红外焦平面探测器杜瓦组件工作真空度的性能与应用[J]. 李建林,李惟夏,徐世春. 红外与激光工程. 2018(10)
[3]非蒸散型薄膜吸气剂的研究现状及应用进展[J]. 单睿,齐通通,黎秉哲,郭杰,袁俊. 功能材料. 2018(05)
[4]金属壳体封装技术的现状与发展前景[J]. 房善玺. 企业科技与发展. 2018(04)
[5]MEMS封装技术及其发展趋势[J]. 李立彦. 中国高新区. 2017(15)
[6]集成电路制造工艺技术现状与发展趋势[J]. 周哲,付丙磊,王栋,颜秀文,高德平,王志越. 电子工业专用设备. 2017(03)
[7]MEOMS封装的锗窗金属化结构界面特性研究[J]. 王新宇,史梦然. 激光与红外. 2016(04)
[8]非制冷红外焦平面探测器技术应用及市场分析[J]. 孟虎,龙永福. 湖南文理学院学报(自然科学版). 2014(02)
[9]红外探测器的最新进展[J]. 陈长水,刘荣挺,刘颂豪. 大气与环境光学学报. 2013(01)
[10]非制冷红外光电探测器真空封装用金属外壳设计[J]. 蒙高安,刘燕. 机电元件. 2012(05)
博士论文
[1]真空室内壁镀TiZrV吸气剂薄膜的工艺及薄膜相关性能的研究[D]. 张波.中国科学技术大学 2011
硕士论文
[1]硅基太赫兹增透窗口的设计与工艺研究[D]. 陈志祥.电子科技大学 2018
[2]中红外全介质超表面的制备与表征[D]. 郑菡雨.电子科技大学 2018
本文编号：3438338
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