CN110265281A - 一种基于微通道板结构的光电倍增管的防水封装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于微通道板结构的光电倍增管的防水封装，包括金属壳、灌胶壳和灌封胶，所述金属壳为上大下小变径的带底直筒结构，所述金属壳上部底面设有容纳所述光电倍增管可伐金属盘的环形凹槽，下部侧壁设有电缆引出管，所述灌胶壳架设在所述金属壳内，所述光电倍增管底部经可伐金属盘插入所述金属壳内，搁置在所述环形凹槽上，将所述金属壳分为上下两个腔室。本发明设置容纳光电倍增管下部的金属壳，承受外部水压；其内设有与光电倍增管软接触的灌胶壳，在灌胶壳内、以及金属壳与过渡节之间实现灌封胶的填充；外部整体包覆密封层；形成多重密封，结构稳定，密封可靠性高。

Description

一种基于微通道板结构的光电倍增管的防水封装

技术领域

本发明涉及光电倍增管的封装技术领域，尤其是一种基于微通道板结构的光电倍增管的防水封装。

背景技术

光电倍增管是将微弱光信号转换成电信号的真空电子器件。光电倍增管主要用在光学测量仪器和光谱分析仪器中。基于微通道板结构的光电倍增管由一个类似灯泡形状的玻璃外壳(内壁为光阴极)、玻璃过渡节、可伐金属盘、微通道板组件以及引脚组成。上可伐金属盘与玻璃过渡节烧结在一起，通过铟封的方式与下可伐金属盘封接为一个整体，保持光电倍增管内部的真空状态。过渡节由不同热膨胀系数的玻璃组成。通过多级过渡，使直接接触可伐金属盘的玻璃与可伐金属的热膨胀系数相近。此结构中，上可伐金属盘与玻璃过渡节连接处以及铟封处为薄弱环节。

在江门中微子实验项目中，将使用15000支基于微通道板结构的20英寸光电倍增管，放置在45米深的纯水中并工作20年，因此需要防止电子线路板(分压器)以及引脚与水接触导致失效同时要保护上述提到的两处薄弱环节，防止水压对其破坏从而失去玻壳内部的高真空状态。

发明内容

本发明提出一种基于微通道板结构的光电倍增管的防水封装，实现光电倍增管长期可靠的密封。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种基于微通道板结构的光电倍增管的防水封装，包括金属壳、灌胶壳和灌封胶，所述金属壳为上大下小变径的带底直筒结构，所述金属壳上部底面设有容纳所述光电倍增管可伐金属盘的环形凹槽，下部侧壁设有电缆引出管，所述灌胶壳架设在所述金属壳内，所述光电倍增管底部经可伐金属盘插入所述金属壳内，搁置在所述环形凹槽上，将所述金属壳分为上下两个腔室；所述灌封胶包括第一灌封胶和第二灌封胶，所述第一灌封胶填充在所述灌胶壳内，所述第二灌封胶填充在所述金属壳的上腔室内。

优选的，所述环形凹槽内设有粘接胶。

优选的，所述光电倍增管底部与所述灌胶壳之间设有粘接胶。

优选的，所述第二灌封胶包括柔性胶和刚性胶，所述刚性胶设在所述柔性胶下方。

优选的，所述防水封装还包括密封层，所述密封层包覆所述金属壳上部、所述光电倍增管的下部以及两者的连接处。

优选的，所述密封层包括密封胶带和隔离层，所述隔离层包覆在所述密封胶带外。

优选的，所述隔离层为热缩管层。

优选的，所述封装结构还包括有ABS塞块，所述ABS塞块为环状，架设在所述连接处。

优选的，所述第一灌封胶内埋设有与所述光电倍增管连接的线路板。

优选的，所述电缆引出管高于所述金属壳底部。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：设置容纳光电倍增管下部的金属壳，承受外部水压；其内设有与光电倍增管软接触的灌胶壳，在灌胶壳内、以及金属壳与过渡节之间实现灌封胶的填充；外部整体包覆密封层；形成多重密封，结构稳定，密封可靠性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明的一种基于微通道板结构的光电倍增管的防水封装的结构示意图；

图示标记：

1、金属壳；10、光电倍增管；11、可伐金属盘；2、灌胶壳；3、第一灌封胶；4、第二灌封胶；41、柔性胶；42、刚性胶；5、粘接胶；6、线路板；7、ABS塞块；8、密封层；81、密封胶带；82、隔离层；9、电缆引出管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1所示，一种基于微通道板结构的光电倍增管10的防水封装，包括金属壳1、灌胶壳2和灌封胶，所述金属壳1为上大下小变径的带底直筒结构，所述金属壳1上部底面设有容纳所述光电倍增管10可伐金属盘11的环形凹槽，下部侧壁设有电缆引出管9，所述灌胶壳2架设在所述金属壳1内，所述光电倍增管10底部经可伐金属盘11插入所述金属壳1内，搁置在所述环形凹槽上，将所述金属壳1分为上下两个腔室；所述灌封胶包括第一灌封胶3和第二灌封胶4，所述第一灌封胶3填充在所述灌胶壳2内，所述第二灌封胶4填充在所述金属壳1的上腔室内。

金属壳1对光电倍增管10底部起到支撑作用，光电倍增管10与线路板6进行稳固连接；在金属壳1内设置灌胶壳2，方便线路板6电缆固定连接，同时灌胶壳2内填充第一灌封胶3，对线路板6及其与光电倍增管10之间的引脚进行防水密封，防止水由光电倍增管10底部进入。

另外金属壳1上部与光电倍增管10之间填充有第二灌封胶4，此处为光电倍增管10的下部，由于被第二灌封胶4填充密封，避免水由此处进入光电倍增管10的底部。

综上所述，通过金属壳1提供的稳定框架，再结合两处灌封胶的填充，使得光电倍增管10底部得到非常好地封装，避免水进入。

其中灌胶壳2为ABS塑料制成。

为提高光电倍增管10与灌胶壳2之间的密封性，在光电倍增管10底部与所述灌胶壳2之间设有粘接胶5。相应在光电倍增管10的可伐金属盘11与金属壳1之间也添加粘接胶5，加强它们之间的连接强度和密封性。

第二灌封胶4包括柔性胶41和刚性胶42，所述刚性胶42设在所述柔性胶41下方，刚性胶42灌封胶用于填充在可伐金属盘与金属壳1之间，进行结构粘接，对整体的密封结构起到固定的作用。而柔性胶41灌封胶填充在金属壳1与光电倍增管10的玻壳之间，进行填充密封作用。

封装结构还包括有ABS塞块7，所述ABS塞块7为环状，位于所述连接处，架设在金属壳1上，形成金属壳1与光电倍增管10之间的过度，为后续外层密封提供支撑。

防水封装还包括密封层8，所述密封层8包覆所述金属壳1上部、所述光电倍增管10的下部以及两者的连接处。所述密封层8包括密封胶带81和隔离层82，所述隔离层82包覆在所述密封胶带81外。所述隔离层82为热缩管层。具体的，由密封胶带81的丁基胶与隔离层82的热缩管两层组成，丁基胶是整个光电倍增管10防水密封的基础防水材料，将外界的液体介质与内部结构完全隔离开。热缩管固定内部防水橡胶层，将防水橡胶层与壳体固定，隔绝纯水与防水橡胶层，避免污染外部介质。

所述第一灌封胶3内埋设有与所述光电倍增管10连接的线路板6，用于给光电倍增管10提供所需电压，保证光电倍增管10工作，并引出光电倍增管10信号。

所述金属壳1为上大下小的变径带底直筒结构，下部侧壁设有电缆引出管9；优选的，所述电缆引出管9高于所述金属壳1底部。

本防水封装适用于带有可伐金属板的光电倍增管10的密封，要求六年内失败率小于0.5％，具有很高的可靠性。

本防水封装的制作方法包括以下步骤：

1.焊接线路板(分压器)至光电倍增管引脚处，通过电缆和分压器一方面给光电倍增管加载工作电压，另一方面引出来自光电倍增管的电信号，输送至电子学进行测量，存储。

2.用粘接胶把灌胶壳粘接至光电倍增管可伐金属盘上，使分压器处于灌胶壳与可伐金属盘形成的腔室内部，该腔室内灌入第一灌封胶，把分压器完全包覆在其中。起到第一重防水作用。

3.用粘接胶把金属壳与光电倍增管下可伐连接在一起，为了保护铟封，此处必须使用弹性胶粘接。至此，光电倍增管，分压器，灌胶壳及内部填充的第一灌封胶，金属壳形成了一个整体。

4.在金属壳上腔室内注入第二灌封胶的刚性胶，此胶的目的是起到稳固结构的作用。高度应控制在上可伐与过渡节连接点之下。避免此胶与玻璃过渡节接触，防止胶的应力对玻璃产生破坏。

5.安装ABS塞块至金属壳上沿，使其形成完整的灌胶腔室，并为外层密封胶带的包覆做好准备。

6.往上述腔室内注入第二灌封胶的柔性胶，直至ABS塞块上沿。此胶的目的是起到第二重防水的作用，并且应有效的保护玻璃过渡节不受损害。

7.在ABS塞块与金属壳大口径部分的外侧，包覆密封胶带，套上热缩管，用热风枪热缩，使得密封胶带紧密的贴合在整个结构的外侧。起到第三重防水的目的。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于微通道板结构的光电倍增管的防水封装，其特征在于：包括金属壳(1)、灌胶壳(2)和灌封胶，所述金属壳(1)为上大下小变径的带底直筒结构，所述金属壳(1)上部底面设有容纳所述光电倍增管(10)可伐金属盘的环形凹槽，下部侧壁设有电缆引出管(9)，所述灌胶壳(2)架设在所述金属壳(1)内，所述光电倍增管(10)底部经可伐金属盘(11)插入所述金属壳(1)内，搁置在所述环形凹槽上，将所述金属壳(1)分为上下两个腔室；所述灌封胶包括第一灌封胶(3)和第二灌封胶(4)，所述第一灌封胶(3)填充在所述灌胶壳(2)内，所述第二灌封胶(4)填充在所述金属壳(1)的上腔室内。

2.根据权利要求1所述一种基于微通道板结构的光电倍增管的防水封装，其特征在于：所述环形凹槽内设有粘接胶。

3.根据权利要求1或2所述一种基于微通道板结构的光电倍增管的防水封装，其特征在于：所述光电倍增管(10)底部与所述灌胶壳(2)之间设有粘接胶(5)。

4.根据权利要求1或2所述一种基于微通道板结构的光电倍增管的防水封装，其特征在于：所述第二灌封胶(4)包括柔性胶(41)和刚性胶(42)，所述刚性胶(42)设在所述柔性胶(41)下方。

5.根据权利要求1所述一种基于微通道板结构的光电倍增管的防水封装，其特征在于：所述防水封装还包括密封层(8)，所述密封层(8)包覆所述金属壳(1)上部、所述光电倍增管(10)的下部以及两者的连接处。

6.根据权利要求5所述一种基于微通道板结构的光电倍增管的防水封装，其特征在于：所述密封层(8)包括密封胶带(81)和隔离层(82)，所述隔离层(82)包覆在所述密封胶带(81)外。

7.根据权利要求6所述一种基于微通道板结构的光电倍增管的防水封装，其特征在于：所述隔离层(82)为热缩管层。

8.根据权利要求5所述一种基于微通道板结构的光电倍增管的防水封装，其特征在于：所述封装结构还包括有ABS塞块(7)，所述ABS塞块(7)为环状，架设在所述连接处内。

9.根据权利要求1所述一种基于微通道板结构的光电倍增管的防水封装，其特征在于：所述第一灌封胶(3)内埋设有与所述光电倍增管连接的线路板(6)。

10.根据权利要求1所述一种基于微通道板结构的光电倍增管的防水封装，其特征在于：所述电缆引出管(9)高于所述金属壳(1)底部。