CN113311471B - 一种无窗硅光二极管与探测器晶体的粘接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无窗硅光二极管与探测器晶体的粘接方法。所述粘接方法包括如下步骤：在无窗硅光二极管的感光表面涂覆粘接胶，然后粘接硅脂垫片，置于室温下进行固化；硅脂垫片与无窗硅光二极管的感光表面的面积大小一致；在硅脂垫片的另一表面涂覆粘接胶，然后粘接在探测器晶体的相应位置，置于室温下进行固化，即实现无窗硅光二极管与探测器晶体的粘接。本发明将无窗硅光二极管粘接与探测器晶体上的方法，解决了硅光二极管在空间探测应用中存在的问题，为硅光二极管在空间中的应用提供技术支持，为航天项目及其它相关领域中的硅光二极管的应用，提供了可靠、有效的方法与手段，在空间科学有着广泛的应用前景，已成功运用到火星能量粒子分析仪探测器正样产品上。

Description

一种无窗硅光二极管与探测器晶体的粘接方法

技术领域

本发明涉及一种无窗硅光二极管与探测器晶体的粘接方法，属于空间探测技术领域。

背景技术

硅光二极管是闪烁体探测器最常用的光子探测器件，随着空间探测的大力发展，硅光二极管在空间探测中的应用有着广阔的前景。但硅光二极管在空间探测中的应用存在以下问题，由于常用硅光二极管的分装窗口是易碎的玻璃材质，日常使用是直接粘接在探测器晶体表面。但在空间探测应用中，火箭发射时产生的剧烈振动和冲击，会造成硅光二极管的分装窗口碎裂。在空间探测中设计采用无窗硅光二极管。无窗硅光二极管在空间探测中使用难点在于器件与探测器晶体的粘接方法。无窗硅光二极管封装的塑料壳体边沿与探测器晶体粘接面积太小，无法保证牢固的粘接。因此，需要提供一种新的无窗硅光二极管的粘接方法，以解决硅光二极管在空间探测应用中存在的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种无窗硅光二极管与探测器晶体的粘接方法，通过本发明方法，在保证光的传输效率的前提下，在卫星发射的时候具有减震的作用，避免器件破坏，而且操作简单、具有非常高的有效性和可靠性。

本发明提供的无窗硅光二极管与探测器晶体的粘接方法，包括如下步骤：

S1、在无窗硅光二极管的感光表面涂覆粘接胶，然后粘接硅脂垫片，置于室温下进行固化；

所述硅脂垫片与所述无窗硅光二极管的感光表面的面积大小一致；

S2、在所述硅脂垫片的另一表面涂覆所述粘接胶，然后粘接在探测器晶体的相应位置，置于室温下进行固化，即实现无窗硅光二极管与探测器晶体的粘接。

本发明采用的硅脂垫片的厚度为1～2mm；

本发明采用在无窗硅光二极管与探测器晶体之间粘接硅脂垫片的方式实现无窗硅光二极管的粘接，硅脂垫片可以确保光的有效的传输的条件下实现无窗硅光二极管与探测器晶体的牢固粘接；而且硅脂垫片柔软材质可以有效保护无窗硅光二极管，防止振动和冲击对无窗硅光二极管的影响。

上述的粘接方法中，所述粘接胶可为AB胶，如RTV615。

步骤S1和步骤S2中，在涂覆所述粘接胶之前，需要去除所述粘接胶中的气泡；

具体地，可通过抽真空的方式去除所述粘接胶中的气泡，具体可按照下述方式进行：

将所述粘接胶置于真空靶室中，抽气至气压小于10mbar并保持10min～20min；

抽气过程中，通过所述真空靶室的透明窗，观察器皿中有无气泡。

步骤S1中，所述固化的时间为至少48h。

步骤S2中，所述固化的时间为至少48h。

粘接完成后，需要将探测器晶体表面残余的胶进行清理。

本发明提供了将无窗硅光二极管粘接与探测器晶体上的方法，以解决硅光二极管在空间探测应用中存在的问题，从而为硅光二极管在空间中的应用提供了技术支持，为航天项目及其它相关领域中的硅光二极管的应用，提供了一种可靠、有效的方法与手段，在空间科学有着广泛的应用前景，已成功运用到火星能量粒子分析仪探测器正样产品上。

附图说明

图1为本发明实施例中硅脂垫片与无窗硅光二极管粘接的照片。

图2为本发明实施例中无窗硅光二极管与探测器晶体粘接的照片。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1、无窗硅光二极管的粘接

1、选用2mm厚的硅脂垫片，依据无窗硅光二极管感光面积的大小，将硅脂垫片裁剪至相应的尺寸备用。

2、准备粘接胶。

粘接胶采用RTV615，将AB组分按10：1的比例调制置于玻璃器皿中，通过真空靶室抽出胶中的气泡。将胶置于真空靶室中，抽气至气压小于10mbar并保持10min～20min。通过真空靶室的透明窗，观察器皿中胶有无气泡，如果有，持续抽真空，直到去除所有小气泡。

3、无窗硅光二极管表面涂胶并粘接硅脂垫片。

利用注射器将抽完气泡的胶注入无窗硅光二极管表面，确保胶面完全覆盖表面并且没有气泡存在，撕下裁减好的硅脂垫片的一面保护膜，将其粘接在无窗硅光二极管表面。

4、采用胶带将硅脂垫片与无窗硅光二极管固定，在室温下静置48进行固化，如图1所示。

5、准备粘接胶，步骤同2。

6、撕下胶带及硅脂垫片另一面的保护膜，在硅脂垫片表面涂胶，粘接在探测器晶体表面。涂胶步骤同3，将粘接了硅脂垫片在无窗硅光二极管粘接在探测器晶体表面相应的位置。

7、采用胶带将无窗硅光二极管固定在探测器晶体表面防止滑动，在室温下静置48进行固化，如图2所示。

8、探测器晶体表面清理。

撕下胶带，将可能存在的少量滴挂、溢流的硅胶清理干净。

通过本发明方法将无窗硅光二极管粘接于探测器上，该探测器已成功运用到天问1号-火星能量粒子分析仪探测器正样产品上，通过了初样鉴定级和正样验收级所有环境试验考核，正样产品与卫星集成并完成相关测试考核，承受了发射过程中恶劣的力学环境，目前火星能量粒子分析仪探测器在复杂的在轨空间环境下运行状态正常。

可见，本发明采用的硅脂垫片可以确保光的有效的传输的条件下，实现无窗硅光二极管与探测器晶体的牢固粘接；而且柔软材质可以有效保护无窗硅光二极管，防止振动和冲击对无窗硅光二极管的影响。

Claims (1)

1.一种无窗硅光二极管与探测器晶体的粘接方法，包括如下步骤：

S1、在无窗硅光二极管的感光表面涂覆粘接胶，然后粘接硅脂垫片，置于室温下进行固化；

所述硅脂垫片的厚度为1~2mm；

所述粘接胶为RTV615；

所述硅脂垫片与所述无窗硅光二极管的感光表面的面积大小一致；

所述固化的时间为至少48h；

S2、在所述硅脂垫片的另一表面涂覆所述粘接胶，然后粘接在探测器晶体的相应位置，置于室温下进行固化，即实现无窗硅光二极管与探测器晶体的粘接，所述固化的时间为至少48h；

步骤S1和步骤S2中，在涂覆所述粘接胶之前，需要去除所述粘接胶中的气泡；

通过抽真空的方式去除所述粘接胶中的气泡；

将所述粘接胶置于真空靶室中，抽气至气压小于10mbar并保持10min～20min；

抽气过程中，通过所述真空靶室的透明窗，观察器皿中有无气泡。

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