CN100364707C - 低温金属杜瓦的窗架与光学窗口的真空密封焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低温金属杜瓦的窗架与光学窗口的真空密封焊接方法，窗架为可伐合金材料，光学窗口为对红外透光的材料。该方法采用铟作为焊料，在光学窗口的焊接处真空镀膜Cr/Au层作为过渡层，在低温下焊接。本发明的最大优点是由于在低温下焊接，不会对红外光学窗口上的减反射膜产生任何不良影响；采用软金属铟作为焊料连结，可以缓冲光学窗口材料与可伐合金材料膨胀系数的差异，其漏气率优于3×10-12乇.升/秒；放气率相对传统工艺要小很多。

Description

低温金属杜瓦的窗架与光学窗口的真空密封焊接方法
技术领域
本发明涉及一种用于红外焦平面探测器的低温金属杜瓦焊接工艺，具体是指低温金属杜瓦的窗架与光学窗口的真空密封焊接方法。
背景技术
高真空低温金属杜瓦是保证低温红外焦平面探测器正常工作的关键部件。红外辐射信号是通过低温金属杜瓦的红外光学窗口入射到红外焦平面探测器上，由红外焦平面探测器将辐射信号转为电信号输出。红外光学窗口由玻璃、石英、锗、硅、硫化锌、硒化锌、蓝宝石等材料经光学加工制成，它与金属杜瓦是通过可伐合金窗架密封联结的，其密封性与机械强度的好坏将直接影响杜瓦的真空度，进而影响器件的性能。
目前，可伐合金窗架与红外光学窗口的真空密封联结通常有二种方法：一种是采用低熔点的PbO-SiO2、PbO-B2O3-SiO2、B2O3、Li2O-B2O3、Na2O-P2O5、B2O3-P2O5、P2O5-SnO-ZnO系玻璃为焊料直接进行焊接，它的优点是机械强度好，缺点是由于空气中的氢和氦对玻璃系焊料有渗透，渗透率随温度的升高按指数关系增大，因此，杜瓦的长期真空密封性不好。另一种是采用低温有机胶胶接，这种方法的优点是工艺简单，但由于低温有机胶在真空下会持续放气，会污染探测器，同时又不耐高温(≤80℃)，难以长期保持杜瓦内的真空度。因此，现有的可伐合金窗架与红外光学窗口的密封方法都不理想，必须要探索一种新方法来实现可伐合金窗架与红外光学窗口的长期真空密封联结。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种可伐合金窗架与红外光学窗口的长期真空密封联结的方法。
本发明是采用焊接方法联结的，其步骤如下：
1.采用常规的光刻和掩膜方法在红外光学窗口1与可伐合金窗架2凹槽相接触环形面上用离子束溅射方法，依次溅射铬层101，厚度为300-400埃；金层102，厚度为1μm。然后在红外光学窗口的非焊接面上真空蒸涂减反射膜103。
2.按可伐合金窗架凹槽201的形状和尺寸加工一个铟环3，铟环的高度要高于凹槽深度0.02-0.04mm。
3.在可伐合金窗架凹槽内均匀涂上氯化锌的乙二醇饱和溶液，作为助焊剂，将上述加工好的铟环作为焊料放在凹槽内，再将其放入电加热炉4上，用罩子罩在电加热炉上，充入氮气，在氮气的保护下，加热到160-170℃，保持5-6分钟，此时，焊料熔融且很饱满的填满槽内，然后停止加热，自然降至室温，再将其浸入无水乙醇中荡洗，再在氮气保护下加热至35-40℃烘干。
4.对步骤1制备好的光学窗口的透光部位用光刻胶进行保护，保护红外窗口上的减反射膜，在光学窗口边缘的环行金层102上均匀涂上一层松香的乙醇饱和溶液，将光学窗口放入可伐合金窗架凹槽上，使光学窗口的环行金层与凹槽内的铟相接触，然后在光学窗口上加一有重量的压块5，再将其放入加热炉4内，充入氮气，在氮气的保护下，加热到160-170℃，保持10分钟，此时，焊料熔融且焊料完全与金层贴合。降到室温后，将其浸入无水乙醇中荡洗，去除光刻胶，再在氮气保护下加热到40℃烘干。可伐合金窗架与红外光学窗口的焊接完毕。
本发明的优点如下：
1.整个焊接过程是在较低的温度下进行，不超过170℃，不会对红外光学窗口上的减反射膜产生任何不良影响。
2.采用软金属铟作为焊料连结，可以缓冲光学窗口材料与可伐合金材料膨胀系数的差异，其漏气率优于3×10-12乇.升/秒；放气率相对传统工艺要小很多。
附图说明
图1为本发明的可伐合金窗架与红外光学窗口焊接的结构示意图。
图2为图1的局部放大图。
图3为锗光学窗口焊接前后长波红外透过率情况。
图4为硫化锌光学窗口焊接前后中波红外透过率情况。
图5为石英光学窗口焊接前后短波红外透过率情况。
图6为宝石片光学窗口焊接前后可见-近红外透过率情况。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明：
目前常用透红外窗口材料有：玻璃、石英、锗、硅、硫化锌、硒化锌、蓝宝石。由于这些红外窗口材料基体上对红外光透过率都不高，往往要在其两表面透光部位形成减反射膜。针对此特点，本发明为防止光刻和离子束溅射对减反射膜质量的影响，首先采用常规的光刻和掩膜方法在红外光学窗口1与可伐合金窗架2的凹槽201相接触的环形面上用离子束溅射方法，依次溅射铬层101，厚度为300-400埃；金层102，厚度为1μm，作为过渡层，其牢度可以满足焊接要求。然后在红外光学窗口的非焊接面上真空蒸涂减反射膜103。
采用软金属铟作为焊料连结，目的是可以缓解光学窗口材料与可伐合金材料膨胀系数的差异。其次焊接温度低，不会对红外光学窗口上的减反射产生任何不良影响。
下面提供几个采用上述步骤焊接的实施例的测量结果：
实施例1：锗光学窗口(长波红外，以海洋卫星用窗口样品焊接统计)
从图3可见，锗光学窗口焊接前后透过率没有发生明显变化。用检漏仪进行漏率检测，情况如下：
  样品号   1    2    3     4     5    6    7
  漏率(Torr.l/s) 1.5E-12 1E-12 7E-13 6.42E-13 5.62E-13 7.5E-13 2.0E-12
实施例2：硫化锌光学窗口(七号卫星用中波红外窗口样品焊接统计)
从图4可见，硫化锌光学窗口焊接前后透过率没有发生明显变化。用检漏仪进行漏率检测，情况如下：
  样品号    1    2    3     4     5    6    7    8
  漏率(Torr.l/s) 2.4E-12 2.6E-12 1.6E-13 5.6E10-13 1.2E10-12 1.7E10-12 7.5E-13 7.0E-13
实施例3：石英光学窗口(以七号卫星用短波红外窗口样品焊接统计)
从图5可见，石英光学窗口焊接前后透过率没有发生明显变化。用检漏仪进行漏率检测，情况如下：
  样品号    1    2    3    4    5    6    7    8    9
  漏率(Torr.l/s)    1.9E-12    2.0E-12    6.6E-13    2.0E-12    5.3E-12    3E-12    9.0E-13    7.5E-13    1E-12
实施例4：宝石片光学窗口：
从图6可见，宝石片光学窗口焊接前后透过率没有发生明显变化。用检漏仪进行漏率检测，情况如下：
  样品号     1    2     3
  漏率(Torr.l/s) 6.82E-13 2.2E-12 1.2E-12

Claims (1)

1.一种低温金属杜瓦的窗架与光学窗口的真空密封焊接方法，其特征在于具体步骤如下：
A.首先采用常规的光刻和掩膜方法，在红外光学窗口(1)与可伐合金窗架(2)凹槽(201)相焊接的环形面上用离子束溅射方法，依次溅射铬层(101)，厚度为300-400埃；金层(102)，厚度为1μm；然后在红外光学窗口表面的非焊接面上真空蒸涂减反射膜(103)；
B.按可伐合金窗架凹槽(201)的形状和尺寸加工一个铟环(3)，铟环的高度要高于凹槽深度0.02-0.04mm；
C.在可伐合金窗架凹槽(201)内均匀涂上氯化锌的乙二醇饱和溶液，作为助焊剂，将上述加工好的铟环(3)作为焊料放在凹槽内，再将其放入炉内(4)，在氮气的保护下，加热到160-170℃，保持5-6分钟，此时，焊料熔融且很饱满的填满槽内，然后停止加热，自然降至室温，再将其浸入无水乙醇中荡洗，再在氮气保护下加热至35-40℃烘干；
D.对步骤A制备好的光学窗口的透光部位用光刻胶进行保护，保护红外窗口上的减反射膜，在光学窗口边缘的环行金层(102)上均匀涂上一层松香的乙醇饱和溶液，将光学窗口放入可伐合金窗架凹槽(201)上，使光学窗口的环行金层与凹槽内的铟相接触，然后在光学窗口上加一有重量的压块(5)，再将其放入炉内(4)，在氮气的保护下，加热到160-170℃，保持10分钟，此时，焊料熔融且焊料完全与金层贴合，降到室温后，将其浸入无水乙醇中荡洗，去除光刻胶，再在氮气保护下加热到40℃烘干，可伐合金窗架与红外光学窗口的焊接完毕。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101349593B (zh) * 2008-09-03 2010-06-02 中国科学院上海技术物理研究所 航天用红外探测器杜瓦组件高真空保持的结构及实现方法
CN102117842A (zh) * 2009-12-30 2011-07-06 上海欧菲尔光电技术有限公司 红外焦平面探测器封装窗口及其制作方法
CN101866039B (zh) * 2010-07-29 2012-01-18 哈尔滨工业大学 耐高低温中波红外光学窗口及其制作方法
CN103048052B (zh) * 2013-01-05 2015-07-08 昆明物理研究所 制导用微型金属杜瓦内管
CN103759905B (zh) * 2014-01-17 2016-01-13 中国科学院上海技术物理研究所 一种用于在低温下对分置式杜瓦焊缝加压检漏的装置
CN104607745B (zh) * 2014-12-15 2016-08-24 贵州黎阳航空动力有限公司 一种涡流器真空钎焊方法
CN106124134B (zh) * 2016-07-27 2018-10-16 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 光学窗口组件漏率检测装置及检测方法
CN107522413A (zh) * 2017-08-22 2017-12-29 惠州市锦恒工业模具设计合伙企业(普通合伙) 蓝宝石镜片和可伐合金气密性封装的光窗结构制造方法
CN110625284A (zh) * 2019-08-14 2019-12-31 中国电子科技集团公司第十一研究所 一种红外探测器杜瓦焊接方法
CN114093954B (zh) * 2021-10-27 2024-04-19 中国电子科技集团公司第十一研究所 红外探测器封装组件及具有其的红外探测器
CN115265032B (zh) * 2022-09-30 2022-12-13 北京中科富海低温科技有限公司 一种低温传热冷屏及垂直测试杜瓦

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2106333U (zh) * 1991-11-25 1992-06-03 何曙安 致冷180元红外器件的液氮金属杜瓦瓶
JPH05171439A (ja) * 1991-12-20 1993-07-09 Anelva Corp 真空窓
US5260575A (en) * 1993-03-10 1993-11-09 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Infrared detector
JPH05326988A (ja) * 1992-05-19 1993-12-10 Mitsubishi Electric Corp 赤外線検出器
CN2240143Y (zh) * 1995-11-24 1996-11-13 中国科学院上海技术物理研究所 一种可变背景的致冷红外探测器液氮金属杜瓦瓶
CN2327963Y (zh) * 1998-01-07 1999-07-07 中国科学院上海技术物理研究所 红外探测器低温前放组件杜瓦
CN2511953Y (zh) * 2001-12-07 2002-09-18 中国科学院上海技术物理研究所 一种用于低温工作多元红外探测器的气密管壳
CN1541802A (zh) * 2003-11-07 2004-11-03 西安交通大学 金属与玻璃及陶瓷之间的阳极焊接方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2106333U (zh) * 1991-11-25 1992-06-03 何曙安 致冷180元红外器件的液氮金属杜瓦瓶
JPH05171439A (ja) * 1991-12-20 1993-07-09 Anelva Corp 真空窓
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
CN2240143Y (zh) * 1995-11-24 1996-11-13 中国科学院上海技术物理研究所 一种可变背景的致冷红外探测器液氮金属杜瓦瓶
CN2327963Y (zh) * 1998-01-07 1999-07-07 中国科学院上海技术物理研究所 红外探测器低温前放组件杜瓦
CN2511953Y (zh) * 2001-12-07 2002-09-18 中国科学院上海技术物理研究所 一种用于低温工作多元红外探测器的气密管壳
CN1541802A (zh) * 2003-11-07 2004-11-03 西安交通大学 金属与玻璃及陶瓷之间的阳极焊接方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
星用红外探测器封装技术及其应用. 王小坤，朱三根，龚海梅.红外，第11期. 2005 *

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