根据第三代红外焦平面探测器大面阵、小像元、高集成、多波段、轻型化、低成本和低功耗的发展趋势,本文紧紧围绕降低制冷型红外焦平面探测器制冷功耗的发展需求,开展低温封装界面热阻相关研究,降低封装界面温差,提升红外组件制冷利用效率。本论文提出了一种基于样品间相互对比来提取热阻信息的结构函数分析方法,搭建了低温T3Ster热瞬态测试系统,以铟片、石墨烯、银浆、DW-3胶热界面材料为研究对象,研究了温度、热界面材料厚度及其内部孔洞等对界面热阻的影响。结合应用需求,采用Flo EFD软件对基于管壳封装的红外焦平面组件温度场进行仿真并与实测结果进行对比分析,验证了相关界面热阻数据测量的准确性。此外,研究了二级热电制冷器在不同温度下的表观热阻和表观热导率。本论文主要研究内容和创新成果如下:1.提出一种基于T3ster热瞬态测试的样品结构函数分析方法,通过对样品结构进行合理设计和对比分析不同样品结构的结构函数曲线,获取目标热阻信息;基于该分析方法,获得了常温下样品的热阻及其热导率,相对误差绝对值小于30.0%。利用改造液氮杜瓦和杜瓦控温仪代替T3ster干式温控仪,搭建了低温T3ster热瞬态测试系统,该系统可用于93 K至室温区间热阻相关参数的测量,利用该系统获取了低温下样品的热阻及其热导率,其相对误差绝对值小于20.0%。2.采用低温T3Ster热瞬态测试系统,分别测量了低温区间基于铟片、石墨烯片和DW-3胶、银浆胶状热界面材料连接的铝合金样品间界面热阻,研究了温度、热界面材料厚度及其内部孔洞对界面热阻的影响,建立了经验公式。发现随着温度的升高,界面热阻均呈下降趋势且趋势趋向平稳。对于银浆和DW-3胶,界面热阻与厚度呈线性关系,当厚度达到一定值时,热界面材料的体热阻占主要部分,而热界面材料内部孔洞会降低热界面材料的热导率,导致体热阻增大,进而增大铝合金样品间界面热阻。3.采用Flo EFD软件对基于管壳封装的红外焦平面组件温度场进行仿真,结果表明,随着输入电流的增大,引线基板温度不断下降,引线基板和管壳底面温差不断增加,并且趋势逐渐缓慢。验证了红外焦平面管壳组件中的界面热阻对降低红外焦平面探测器制冷功耗的重要性。对红外焦平面组件温度场进行实验验证,结果表明,引线基板温度、管壳底面温度、热沉温度三者实验值与模拟值具有较好的一致性。4.基于热电制冷器工作曲线和T3ster热瞬态测试方法对二级热电制冷器不工作状态的表观热导率和表观热阻进行了测量,在温度为233.1、249.8、298.0 K时,二级热电制冷器的表观热阻分别为0.442、0.603、0.649 K/W。表明随着温度的升高,二级热电制冷器的表观热阻呈现增长的趋势。