用于ICMOS耦合的光锥支架、耦合后的ICMOS及耦合方法

技术领域

本发明属于数字化微光器件的技术领域；具体涉及一种用于ICMOS耦合的光锥支架、耦合后的ICMOS及耦合方法。

背景技术

ICMOS(增强型微光相机)是数字化微光技术领域的重要成像器件，在军事、科研等领域有显著用途。ICMOS主要由光锥型的像增强器(光锥型)和读出电路(带感光芯片)两大部分构成，两者的中间通过光学耦合连接。

根据不同电路板(带感光芯片)的芯片感光面的尺寸不同，像增强器(光锥型)上要和CMOS耦合的面尺寸也各不同，

目前尚无ICMOS耦合的专用装置和方法，很多时候是在像增强器阳极端和CMOS间再增加一个光锥支架，变成了三个光学器件的二次间接耦合(第一次为像增强器阳极端先和光锥的大面耦合，第二次为光锥的小面和CMOS感光面耦合)，如图6所示。光锥支架在完成结构连接的同时，也必须保证光学的耦合，接通像增强器阳极端到CMOS芯片感光面的光路。耦合后的ICMOS要求具有尺寸一致性和性能稳定性，并能够恰好地的装入外壳中。

总之，目前还存在以下问题：

(1)在像增强器阳极端和CMOS间再增加一个光锥、变成了三个光学器件的二次间接耦合，相较于现在的像增强器(光锥型)和电路板(带感光芯片)的直接耦合，增加的光锥支架带来问题是光的损耗和光的干扰很大，对ICMOS成像效果有明显影响；

(2)现在有的耦合没有用光锥支架之类的装置连接固定方式中，仅耦合液自身的粘性来粘住像增强器、光锥和CMOS，由于耦合液自身粘性较小，故耦合好的ICMOS容易断开和脱落；

(3)现在有的耦合采用光锥支架的方式中，但光锥支架和光锥间缺少如锲型凸台等配合结构，如附图7所示，胶接后连接不牢靠。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种用于ICMOS耦合的光锥支架、耦合后的ICMOS及耦合方法，本发明所要解决的技术问题为：

(1)完成光锥和感光芯片的耦合连接；

(2)确保耦合后ICMOS成品的成像质量；

(3)保证光锥和感光芯片的连接稳固性；

本发明采用的技术方案为：

根据第一方面，本发明提供一种用于增强型微光相机ICMOS耦合的光锥支架，该光锥支架主要由上下两部分构成；光锥支架的上部有数个锲型凸台，该锲型凸台用于和光锥上对应的凹槽进行过渡配合，光锥支架的上表面和像增强器盖板的下表面胶接；光锥支架下部为框套结构，该框套结构和位于带感光芯片电路板上的芯片陶瓷框进行过渡配合，光锥支架的下表面和所述芯片陶瓷框的上表面胶接。

根据第二方面，本发明提供一种耦合后的增强型微光相机ICMOS，包括光锥型像增强器、环氧树脂胶、光锥支架、带感光芯片电路板以及耦合液；所述光锥型像增强器的阳极输出面具有光锥形式，即输出端原柱状结构的二或四对面均削掉一个锲型，使其呈锥形状，锥面大小和将与其耦合的带感光芯片电路板上的芯片感光面基本一致，并且伸出像增强器盖板一段距离；所述环氧树脂胶用于光锥支架上表面和像增强器盖板的下表面、光锥支架下表面和芯片陶瓷框面的胶接；所述光锥支架的上部和光锥对应凹槽进行过渡配合，其上表面和像增强器盖板的下表面胶接；所述光锥支架的下部为框套结构，和芯片陶瓷框过渡配合，其下表面和芯片陶瓷框的上表面胶接；所述带感光芯片电路板已去除芯片玻璃窗，要求去窗后其芯片感光面到所述芯片陶瓷框的上表面距离不大于1mm,所述芯片陶瓷框的上表面平面度不大于0.8mm，耦合时光锥的阳极输出面和芯片感光面之间滴一小滴耦合液，然后是两个面自然贴合。

根据第三方面，本发明提供一种增强型微光相机ICMOS耦合的光锥支架的耦合方法，包括以下步骤：

第一步，耦合之前要将光锥支架清洗并烘干，需用棉签蘸酒精对光锥阳极输出面和芯片感光面擦拭清洁，配置好环氧树脂胶和耦合液；

第二步，观察到环氧树脂胶稠度适当时，将胶分别均匀地涂抹在像增强器盖板的下表面和光锥支架的上表面，把光锥阳极输出面朝上的(倒置)放好后将光锥支架的上表面朝着增强器盖板下表面慢慢按入，同时注意光锥支架的锲型凸台和光锥侧边对应凹槽进行配合，适当微调，使其能够过渡配合；

第三步，在配合好部件上加上适当的配重，并将其一并送入烤箱中加热，使环氧树脂胶快速固化；

第四步，待上述部件固化粘合后，将其从烤箱中取出。在带感光芯片电路板的芯片陶瓷框的上表面和光锥支架的下表面分别均匀地涂抹稠度适当的环氧树脂胶，然后在芯片感光面上滴一小滴耦合液，接着将光锥支架慢慢套到芯片陶瓷框上，并轻轻微旋调整，使光锥阳极输出面和芯片感光面自然贴合。

第五步，在刚耦合上的部件上加适当的配重，并将其一并送入烤箱中加热，使环氧树脂胶快速固化；

第六步，待耦合上的部件固化粘合后，将其从烤箱中取出，用风枪对其进行清洁，即完成ICMOS耦合过程。

进一步地，所述第一步在清洗光锥支架、擦拭光锥阳极输出面之前应根据耦合芯片的不同型号选取对应的光锥型像增强器和光锥支架，然后进行后续耦合步骤。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1.解决现了之前二次间接耦合光损失较大的问题。经试验证现接耦合的增强型微光相机ICMOS成像效果比二次间接耦合的提高了9.7％-12％。

2.解决现了之前二次间接耦合后ICMOS长度尺寸较大的问题。直接耦合比二次间接耦合的增强型微光相机ICMOS高度减小的5mm-8mm。

3.解决了之前二次间接耦合后像增强器和带感光芯片电路板之间会松动、脱落的问题。现光锥支架锲型凸台和光锥上对应的凹槽进行过渡配合，同时像增强器盖板的下表面和光锥支架的上表面进行胶接，保证了耦合的稳固性。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明；

图1为一种耦合好的ICMOS结构示意图；

图2为一种耦合好的ICMOS立体图；

图3为光锥管结构示意图；

图4为光锥支架结构示意图；

图5为光带感光芯片电路板结构示意图；

图6为带二次间接耦合构示意图；

图7为无锲型凸台的光锥支架结构示意图；

图中：1-光锥型像增强器，11-光锥，12-像增强器盖板；2-环氧树脂胶；3-光锥支架，31-锲型凸台；4-带感光芯片电路板，41-芯片陶瓷框。

具体实施方式

一种用于增强型微光相机ICMOS耦合的光锥支架，该光锥支架3主要由上下两部分构成；光锥支架3的上部有数个锲型凸台31，该锲型凸台31用于和光锥上对应的凹槽进行过渡配合，光锥支架3的上表面和像增强器盖板12的下表面胶接；光锥支架3下部为框套结构，该框套结构和位于带感光芯片电路板4上的芯片陶瓷框41进行过渡配合，光锥支架3的下表面和所述芯片陶瓷框41的上表面胶接。光锥支架的具体结构如图4所示。

一种耦合后的增强型微光相机ICMOS，包括光锥型像增强器1、环氧树脂胶2、光锥支架3、带感光芯片电路板4以及耦合液，具体结构如图1和图2所示；所述光锥型像增强器1的阳极输出面具有光锥11形式，即输出端原柱状结构的二或四对面均削掉一个锲型，使其呈锥形状，锥面大小和将与其耦合的带感光芯片电路板4上的芯片感光面基本一致，并且伸出像增强器盖板12一段距离，具体结构如图3所示；所述环氧树脂胶2用于光锥支架3上表面和像增强器盖板12的下表面、光锥支架3下表面和芯片陶瓷框41面的胶接，具体使用部位如图1中所示；所述光锥支架3的上部和光锥对应凹槽进行过渡配合，其上表面和像增强器盖板12的下表面胶接；所述光锥支架3的下部为框套结构，和芯片陶瓷框过渡配合，其下表面和芯片陶瓷框41的上表面胶接；所述带感光芯片电路板4已去除芯片玻璃窗，要求去窗后其芯片感光面到所述芯片陶瓷框41的上表面距离不大于1mm,所述芯片陶瓷框41的上表面平面度不大于0.8mm，耦合时光锥11的阳极输出面和芯片感光面之间滴一小滴耦合液，然后是两个面自然贴合，具体结构如图5所示。

一种增强型微光相机ICMOS耦合的光锥支架的耦合方法，包括以下步骤：

第一步，耦合之前要将光锥支架3清洗并烘干，需用棉签蘸酒精对光锥11阳极输出面和芯片感光面擦拭清洁，配置好环氧树脂胶和耦合液；

第二步，观察到环氧树脂胶稠度适当时，将胶分别均匀地涂抹在像增强器盖板12的下表面和光锥支架3的上表面，把光锥11阳极输出面朝上的(倒置)放好后将光锥支架3的上表面朝着增强器盖板12下表面慢慢按入，同时注意光锥支架3的锲型凸台31和光锥11侧边对应凹槽进行配合，适当微调，使其能够过渡配合；

第三步，在配合好部件上加上适当的配重，并将其一并送入烤箱中加热，使环氧树脂胶快速固化；

第四步，待上述部件固化粘合后，将其从烤箱中取出。在带感光芯片电路板4的芯片陶瓷框41的上表面和光锥支架3的下表面分别均匀地涂抹稠度适当的环氧树脂胶，然后在芯片感光面上滴一小滴耦合液，接着将光锥支架3慢慢套到芯片陶瓷框41上，并轻轻微旋调整，使光锥11阳极输出面和芯片感光面自然贴合；

第五步，在刚耦合上的部件上加适当的配重，并将其一并送入烤箱中加热，使环氧树脂胶快速固化；

第六步，待耦合上的部件固化粘合后，将其从烤箱中取出，用风枪对其进行清洁，即完成ICMOS耦合过程。

所述第一步在清洗光锥支架3、擦拭光锥11阳极输出面之前应根据耦合芯片的不同型号选取对应的光锥型像增强器1和光锥支架3，然后进行后续耦合步骤。

需要说明的是，本申请中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本申请保护范围内。本申请的附图仅用于示意相对位置关系不代表真实比例。