CN105486411B - 一种红外探测器用一体冷屏成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种红外探测器用一体冷屏成型方法，本发明将冷屏消光翅片直接与冷屏主体电铸在一起，避免了二次粘接，有效控制了封装用胶，利于探测器真空寿命的长时间维持；同时本发明简化了冷屏主体设计，粘接配合面及定位面不体现在冷屏主体上，冷屏总体质量有所下降，可以降低对制冷器(机)的功率要求，使冷屏工作更为高效。
Description
技术领域
本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种红外探测器用一体冷屏成型方法。
背景技术
当前对二代和三代制冷型红外焦平面探测器组件的寿命要求普遍为十五年左右，影响其寿命的主要因素为探测器微杜瓦的真空寿命，而杜瓦的真空寿命主要取决于封装于内部的各类零部件的放气(包括探测器芯片、冷屏、陶瓷衬底及滤光片等)，由于涉及电学引出及低温工作特点，各个零部件之间均采用低温环氧类胶结工艺，有机的环氧胶在高真空环境下会缓慢分解形成H2、H2O、CO等各类小分子气体，最终导致探测器杜瓦内的真空失效。冷屏作为探测器内部限制光路和消除杂散光的重要零件，其内壁一般设计有若干消光翅片(如图1所示)，由于材料及薄壁因素，该结构用常规机械加工方法无法完成一体成型工艺，通常采用的方法为机加工翅片，然后用低温环氧胶粘接于冷屏主体内壁，该工艺由于在翅片胶结工艺引入过量有机物(胶)，从而不利于杜瓦真空寿命的维持。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种红外探测器用一体冷屏成型方法，用以解决现有技术中翅片胶结工艺引入过量的胶，从而减小了杜瓦真空寿命的问题。
为解决上述问题，本发明主要是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种红外探测器用一体冷屏成型方法，该方法包括：
将已加工的消光翅片与铝合金胎膜进行定位组装，并进行酸洗，以去除消光翅片与铝合金胎膜表面的氧化层；
对酸洗后的消光翅片与铝合金胎膜进行电铸处理，使消光翅片与铝合金胎膜一体成型；
将电铸后的消光翅片与铝合金胎膜进行二次加工处理，通过溶解去除铝合金胎膜；
对消光翅片不需要发黑处理的部位进行涂胶，并进行电泳发黑处理；
对电泳发黑处理后的消光翅片进行去胶处理和高温烘烤处理。
优选地，所述消光翅片为采用冲压、线切割、机加工或电铸成型工艺得到。
优选地，所述铝合金胎膜为2A12的硬铝合金。
优选地，将已加工的消光翅片与铝合金胎膜进行定位组装的步骤之前还包括：
对已加工的消光翅片与铝合金胎膜进行外壁精车和喷砂处理。
优选地，所述电铸处理采用的材料包括：电镀Ni:0.02-0.04mm,电镀Cu:0.05-0.08mm,电镀Ni:0.02-0.04mm,电镀Au:0.0001-0.002mm。
优选地，所述二次加工处理包括：对电铸后的消光翅片与铝合金胎膜进行加工通气孔，飞边、毛边和定位豁口处理。
优选地，所述溶解去除铝合金胎膜具体包括：
采用10％-30％的NaOH溶液，加热50-100℃进行铝合金胎膜溶解。
本发明有益效果如下：
本发明的电铸冷屏的消光翅片与外壁材料浑然一体，无焊缝、胶接和螺纹配合，安装于红外探测器杜瓦内放气率极小，有利于维持杜瓦的真空长寿命。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1为现有的冷屏成型的工艺流程示意图；
图2为本发明实施例消光翅片的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。为了清楚和简化目的，当其可能使本发明的主题模糊不清时，将省略本文所描述的器件中已知功能和结构的详细具体说明。
为了解决现有技术翅片胶结工艺引入过量的胶，从而减小了杜瓦真空寿命的问题，本发明提供了一种红外探测器用一体冷屏成型方法，由于本发明的电铸冷屏的消光翅片与外壁材料浑然一体，无焊缝、胶接和螺纹配合，安装于红外探测器杜瓦内放气率极小，有利于维持杜瓦的真空长寿命。以下结合附图以及几个实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
本发明实施例提供的一种红外探测器用一体冷屏成型方法，参见图2，该方法包括：
S101、将已加工的消光翅片与铝合金胎膜进行定位组装，并进行酸洗，以去除消光翅片与铝合金胎膜表面的氧化层；
S102、对酸洗后的消光翅片与铝合金胎膜进行电铸处理，使消光翅片与铝合金胎膜一体成型；
S103、将电铸后的消光翅片与铝合金胎膜进行二次加工处理，通过溶解去除铝合金胎膜；
S104、对消光翅片不需要发黑处理的部位进行涂胶，并进行电泳发黑处理；
S105、对电泳发黑处理后的消光翅片进行去胶处理和高温烘烤处理。
即，本发明通过将消光翅片进行电铸，得到一体的电铸冷屏，从而避免了翅片胶结工艺中引入的胶，进而延长了杜瓦真空寿命。
也就是说，当前二代和三代制冷型红外焦平面探测器内冷屏消光翅片大多采用粘接工艺，该工艺由于涉及用胶，在高真空状态下，有机物“胶”的缓慢分解，会导致探测器杜瓦真空失效，而本发明将冷屏消光翅片直接与冷屏主体“生长”(电铸)在一起，避免了二次粘接，有效控制了封装用胶，利于探测器真空寿命的长时间维持；同时本发明简化了冷屏主体设计，粘接配合面及定位面不体现在冷屏主体上，冷屏总体质量有所下降，可以降低对制冷器(机)的功率要求，使冷屏工作更为高效。
本发明实施例所述消光翅片为采用冲压、线切割、机加工或电铸成型工艺得到；所述铝合金胎膜为2A12的硬铝合金。
并且，本发明实施例预先对已加工的消光翅片与铝合金胎膜进行外壁精车和喷砂处理。
本发明实施例所述电铸处理采用的材料包括：电镀Ni:0.02-0.04mm,电镀Cu:0.05-0.08mm,电镀Ni:0.02-0.04mm,电镀Au:0.0001-0.002mm。
本发明实施例通过电铸层中一定比例的铜含量保证了整个光阑(包含翅片)在较短时间内达到恒温状态，镍含量保证了薄壁光阑一定的刚度；
本发明实施例所述冷屏翅片之间设计有微小通气孔，可以安装于封闭真空环境中，并且，本发明实施例的冷屏壁为薄壁，薄壁轻质特点可以满足红外探测器快速启动等特殊指标。
需要说明的是，为了简化，下面将消光翅片简化为翅片，铝合金胎膜简化为胎具进行描述。并且，本发明实施例所述的铝合金胎膜还可以是其他的采用的胎膜，即，本发明仅以铝合金胎膜为例进行说明，并不限于铝合金胎膜。
下面将通过一个具体的例子对本发明所述的方法进行说明：
第一步：翅片的加工(含冲压、线切割、机加工等常用成型工艺，也包括电铸工艺，翅片可以为Ni、Cu、可伐或其它非活泼金属材料)；
第二步：胎具加工，胎具一般为牌号为2A12的硬铝合金，也可以为其它牌号的铝合金材料(也可以为低熔点材质-低于电铸材料熔点)；
第三步：组胎具和翅片定位及组装，包括外壁精车，喷砂等表面处理等相关工艺；
第四步：酸洗，依据不同材料采用不同酸液，对于非金属材料，需要采用敏化工艺；
第五步：电铸工艺，电镀Ni:0.002-0.004mm,电镀Cu:0.005-0.008mm,电镀Ni:0.002-0.004mm,电镀Au:0.0001-0.001mm；
第六步：二次加工，按照最初设计图纸加工通气孔，飞边、毛边和定位豁口等；
第七步：胎具溶解，对于铝合金胎具，可用(10％-30％)NaOH溶液，加热50-100℃进行胎膜溶解，对于低熔点材质-低于电铸材料熔点，可采用加热方式熔模；
第八步：外表覆胶，用胶将不需要发黑的部位进行涂覆掩盖；
第九步：电泳发黑，采用电泳工艺对冷屏内壁及隔板发黑处理；
第十步：高温烘烤及去胶处理。
本发明所述的方法至少能够带来以下的有益效果：
本发明有机结合机械加工、精密装配、电铸(镀)、线切割及电泳工艺，很好地解决了冷屏一体成型工艺，所加工冷屏外壁光亮(有效反射红外辐射)、内壁乌黑(吸收杂散光)、冷屏主体壁厚均匀(利于导热和结构强度)，由于不涉及胶结工艺，有效控制了探测器杜瓦封装用胶量，利于探测器杜瓦真空长寿命指标。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种红外探测器用一体冷屏成型方法，其特征在于，包括：
将已加工的消光翅片与铝合金胎膜进行定位组装，并进行酸洗，以去除消光翅片与铝合金胎膜表面的氧化层；
对酸洗后的消光翅片与铝合金胎膜进行电铸处理，使消光翅片与铝合金胎膜一体成型；
将电铸后的消光翅片与铝合金胎膜进行二次加工处理，通过溶解去除铝合金胎膜；
对消光翅片不需要发黑处理的部位进行涂胶，并进行电泳发黑处理；
对电泳发黑处理后的消光翅片进行去胶处理和高温烘烤处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述消光翅片为采用冲压、线切割、机加工或电铸成型工艺得到。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述铝合金胎膜为2A12的硬铝合金。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将已加工的消光翅片与铝合金胎膜进行定位组装的步骤之前还包括：
对已加工的消光翅片与铝合金胎膜进行外壁精车和喷砂处理。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其特征在于，
所述电铸处理采用的材料包括：电镀Ni:0.02-0.04mm，电镀Cu:0.05-0.08mm，电镀Au:0.0001-0.002mm。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其特征在于，
所述二次加工处理包括：对电铸后的消光翅片与铝合金胎膜进行加工通气孔、飞边、毛边和定位豁口处理。
7.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述溶解去除铝合金胎膜具体包括：
采用10％-30％的NaOH溶液，加热50-100℃进行铝合金胎膜溶解。
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |