一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法
一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法
【技术领域】
[0001]本发明属于铍窗封装技术领域，具体涉及一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法。
【背景技术】
[0002]铍对X射线的透射率最高，所以探测X射线的正比计数管、电离强流管、盖革管等都设置铍窗。铍窗也是外层空间探测器系统中一个重要的组件，其功能是隔绝工作气体，保证气体的纯度。
[0003]现阶段对铍窗的封装主要有两种方法，即通过焊接或环氧树脂粘结，将铍片固定在铍窗基架上，同时保持铍窗的气密性。
[0004]金属铍在焊接时，需加异种金属作填充材料或者钎料，根据铍材料性能与合金元素的相互作用规律，这些填充金属与铍通常形成低熔点共晶合金或金属间化合物，导致焊接性能变差，而且铍在加热至熔化过程中，容易吸收环境中的氧、氮等气体，对铍的焊接产生如下不良后果:污染焊缝;防碍熔合、影响润湿与漫流;加剧焊缝气孔的形成;导致焊缝开裂;铍焊接工艺的可重复性差。
[0005]采用环氧树脂将铍片粘结在铍窗的封接面上，实现铍窗的封装，虽然这种封装方法具有方便操作、不容易生成共晶合金等优点，但是上述封装方法中使用的传统环氧树脂在真空中的释气率比较大，不能满足探测器内工作气体的纯度的要求，降低了探测器的使用寿命。
[0006]如中国专利文献CN1702283A中公开的一种涉及天文观测仪器上的大面积铍窗封装技术，其中封装的具体步骤如下:准备压铍片用的重物和金属板，金属板的尺寸比待粘贴的铍片略小，对铍窗的结构件、铍片、金属板、重物预加热，然后将调配好的环氧树脂涂覆在窗框的封接面上，把铍片放置到窗框封接面上，把金属板压在铍片上，保持离各边距离相等，在铝板上再加上重物，待胶固化，硬化后即可。上述方案通过采用环氧树脂粘结的方式封装铍窗，保证铍窗封接的气密性，同时实现了大面积铍窗的封接。然而上述文献中所采用的环氧树脂胶在真空中的释气率较高，没能满足NASA Low outgass ing认证，其在外层空间，高真空，特种光学和电光系统等领域的使用受到了很大的限制；另外封装过程中也没有对其进行任何除气等预处理，环氧树脂胶固化后的释气将会影响探测器内工作气体的纯度，降低探测器的使用寿命。
【发明内容】
[0007]因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的铍窗封装方法封装的铍窗气密性差、释气率高的缺陷，从而提供一种气密性好、低释气率的适用于外层空间探测器的铍窗封装方法，该方法可在很大程度上减小环氧树脂胶在封装结构中的释气作用，从而提高外层空间探测器的使用寿命。
[0008]本发明提供了一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，包括如下步骤:S1、按照质量比为1-3:1称取2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分，备用；
[0009]S2、将步骤S1中称取的所述环氧树脂A组分和B组分置于真空度为〈lOOPa的真空环境中混合，并搅拌均匀至胶体表面没有气泡，然后向所述真空环境中充入纯净氮气至1个标准大气压，备用；
[0010]S3、将步骤S2中所得到的环氧树脂混合物均匀涂覆在铍窗的封接面上，然后将铍片压在所述封接面上；
[0011]S4、将步骤S3中的铍窗进行加热固化，加热温度为90-100°C，加热时间为0.5-1.5小时。
[0012]优选的，所述2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分按照质量比1.4:1称取。
[0013]所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，在所述封接面上设有注胶槽和导胶槽，所述导胶槽位于所述铍窗的窗框和所述注胶槽之间。
[0014]所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，所述注胶槽和导胶槽为V型槽。
[0015]所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，所述注胶槽的深度为0.3mm-0.8mm，宽度为0.8mm_l.2mm，所述导胶槽的深度为0.3mm-0.8mm，宽度为0.8mm_l.2mm。
[0016]所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，所述注胶槽的深度为0.5_，宽度为1mm，所述导胶槽的深度为0.5mm，宽度为lmrn。
[0017]所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，所述注胶槽与所述导胶槽之间的最短距离为所述导胶槽与所述窗框之间的最短距离为lmm-1.5mm。
[0018]所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，所述步骤S2中，所述真空环境的真空度为78Pa。
[0019]所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，所述步骤S4中，加热温度为93°C，加热时间为1小时。
[0020]所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，所述步骤S4中还包括对加热固化后的所述铍窗进行检漏，控制所述铍窗的漏率小于2.0E-10mbar*L/s。
[0021]所述2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分为市售产品，不同厂家、不同型号的产品在使用效果上均不会带来较大的差异。在本发明中所述的2216Gray环氧树脂胶的生产厂家为3M公司，型号为2216Gray。
[0022]本发明技术方案相比现有技术，具有如下优点:
[0023](1)本发明所述的一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，包括如下步骤:S1、按照质量比为1-3:1称取2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分，备用；S2、将步骤S1中称取的所述环氧树脂A组分和B组分置于真空度为〈lOOPa的真空环境中混合，并搅拌均匀至胶体表面没有气泡，然后向所述真空环境中充入纯净氮气至1个标准大气压，备用;S3、将步骤S2中所得到的环氧树脂混合物均匀涂覆在铍窗的封接面上，然后将铍片压在所述封接面上;S4、将步骤S3中的铍窗进行加热固化，加热温度为90-100°C，加热时间为0.5-1.5小时；通过选择2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分按照质量比1-3:1配比而成的环氧树脂胶具有较低的释气率，将上述配比的环氧树脂胶置于真空度为〈lOOPa环境下混合搅拌可以脱除胶体中的气泡，显著的提高了胶体的密封性和降低其释气率，避免了由于胶体中存在气泡而引发漏气，导致胶体漏率较高的问题，然后将涂覆上述胶体的铍窗在温度90-100°C条件下加热固化0.5-1.5小时，使得加热固化后的环氧树脂胶的TML(质量损失率)最低可达0.66%，CVCM(冷凝挥发物)最低可达0.03%，极大的满足了NASA LOW outgass ing标准(TML< = 1 %且CVCM〈 = 0.10%),气密性好，释气率低，使得封装的铍窗更加适用于包括外层空间、高真空、特种光学和电光系统等领域中应用，尤其适用于外层空间探测器铍窗的封装，解决了现有技术中的铍窗封装方法封装的铍窗气密性差、释气率高的问题；
[0024](2)本发明所述的一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，通过在所述封接面上设有注胶槽和导胶槽，所述导胶槽位于所述铍窗的窗框和所述注胶槽之间，将环氧树脂胶注入注胶槽，当将铍片压在封接面上时，注胶槽中过多的环氧树脂胶外溢，可以流入导胶槽中，避免了环氧树脂胶流入铍窗的有效区域中，影响铍窗的使用；
[0025](3)本发明所述的一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，通过将所述注胶槽和导胶槽设置为V型槽，能够极大的提高环氧树脂胶的利用率，增加铍片与封接面的粘结面积，进一步提高铍窗的气密性，降低释气率；
[0026](4)本发明所述的一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，所述注胶槽的深度为0.3mm-0.8mm，宽度为0.8mm-1.2mm，所述导胶槽的深度为0.3mm-0.8mm，宽度为0.8mm-1.2mm，通过控制注胶槽和导胶槽的宽度和深度，保证铍片与封接面的粘结面积，进一步提高铍片与封接面粘结的牢固性、气密性；
[0027](5)本发明所述的一种适用于外层空间探测器铍 窗的封装方法，通过在所述步骤S2中，控制所述真空环境的真空度为78Pa，能够显著去除环氧树脂胶中的气泡，极大的降低了环氧树脂胶的释气率；
[0028](6)本发明所述的一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，通过在所述步骤S4中，控制加热温度为93°C，加热时间为1小时，使得加热固化后的环氧树脂胶的TML(质量损失率)可达0.66%，CVCM(冷凝挥发物)可达0.03%，极大的满足了NASA LOW outgass ing标准(TML〈 = 1 %且CVCM〈 = 0.10%),显著提高了铍窗的气密性，显著降低释气率，保证了外层空间探测器内的工作气体纯度，提高了外层空间探测器的使用寿命。
【附图说明】
[0029]为了更清楚地说明本发明【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对【具体实施方式】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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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获得其他的附图。
[0030]图1是本发明实施例4-8中所述铍窗的结构示意图。
[0031 ]附图标记:1-铍窗，2-封接面，3-注胶槽，4-导胶槽，5-窗框。
【具体实施方式】
[0032]实施例1
[0033]本实施例提供了一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，具体包括如下步骤:S1、按照质量比为1:1称取2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分，备用；
[0034]S2、将步骤S1中称取的所述环氧树脂A组分和B组分置于真空度为〈lOOPa的真空环境中混合，并搅拌均匀至胶体表面没有气泡，然后向所述真空环境中充入纯净氮气至1个标准大气压，备用；
[0035]S3、将步骤S2中所得到的环氧树脂混合物均匀涂覆在所述铍窗1的封接面2上，然后将铍片压在所述封接面上；
[0036]S4、将步骤S3中的所述铍窗1进行加热固化，控制加热温度为90°C，加热时间为1.5小时。
[0037]实施例2
[0038]本实施例提供了一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，具体包括如下步骤:S1、按照质量比为3:1称取2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分，备用；
[0039]S2、将步骤S1中称取的所述环氧树脂A组分和B组分置于真空度为99Pa的真空环境中混合，并搅拌均匀至胶体表面没有气泡，然后向所述真空环境中充入纯净氮气至1个标准大气压，备用；
[0040]S3、将步骤S2中所得到的环氧树脂混合物均匀涂覆在所述铍窗1的封接面2上，然后将铍片压在所述封接面上；
[0041 ] S4、将步骤S3中的所述铍窗1进行加热固化，加热温度为100°C，加热时间为0.5小时。
[0042]实施例3
[0043]本实施例提供了一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，具体包括如下步骤:S1、按照质量比为2:1称取2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分，备用；
[0044]S2、将步骤S1中称取的所述环氧树脂A组分和B组分置于真空度为50Pa的真空环境中混合，并搅拌均匀至胶体表面没有气泡，然后向所述真空环境中充入纯净氮气至1个标准大气压，备用；
[0045]S3、将步骤S2中所得到的环氧树脂混合物均匀涂覆在所述铍窗1的封接面2上，然后将铍片压在所述封接面上；
[0046]S4、将步骤S3中的所述铍窗1进行加热固化，加热温度为95°C，加热时间为1小时。
[0047]实施例4
[0048]本实施例提供了一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，具体包括如下步骤:S1、按照质量比为1.4:1称取2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分，备用；
[0049]S2、将步骤S1中称取的所述环氧树脂B组分和A组分置于真空度为78Pa的真空环境中混合，并搅拌均匀至胶体表面没有气泡，然后向所述真空环境中充入纯净氮气至1个标准大气压，备用；
[0050]S3、将步骤S2中所得到的环氧树脂混合物均匀注入在所述铍窗1的封接面2上，如图1所示，所述封接面2上开设有注胶槽3和导胶槽4，所述导胶槽4位于所述铍窗1的窗框5和所述注胶槽3之间，将所述环氧树脂混合物注入所述封接面2上开设的注胶槽3中，然后将铍片压在所述封接面2上，当所述注胶槽3中的环氧树脂胶外溢时，过多的环氧树脂胶可以流入所述导胶槽4中，避免环氧树脂胶流入铍窗的有效区域中，影响铍窗的使用；
[0051 ] S4、将步骤S3中的所述铍窗1进行加热固化，加热温度为95°C，加热时间为1小时。
[0052]实施例5
[0053]本实施例提供了一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，具体包括如下步骤:S1、按照质量比为1.4:1称取2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分，备用；
[0054]S2、将步骤S1中称取的所述环氧树脂B组分和A组分置于真空度为78Pa的真空环境中混合，并搅拌均匀至胶体表面没有气泡，然后向所述真空环境中充入纯净氮气至1个标准大气压，备用；
[0055]S3、将步骤S2中所得到的环氧树脂混合物均匀注入在所述铍窗1的封接面2上，如图1所示，在所述封接面2上开设有注胶槽3和导胶槽4，所述导胶槽4位于所述铍窗1的窗框5和所述注胶槽3之间，其中所述注胶槽3和导胶槽4为V型槽，控制所述注胶槽3的深度为
0.3mm，宽度为1.2mm，所述导胶槽4的深度为0.3mm，宽度为1.2mm;所述注胶槽3与所述导胶槽4之间的最短距离为0.5 mm;所述导胶槽4与所述窗框5之间的最短距离为1 mm，然后将所述环氧树脂混合物注入所述封接面2上开设的注胶槽3中，将铍片压在所述封接面2上;其中，通过将所述注胶槽3和导胶槽4设置为V型槽，能够极大的提高环氧树脂胶的利用率，增加铍片与所述封接面2的粘结面积，进一步提高所述铍窗的气密性，降低释气率；
[0056]S4、将步骤S3中的所述铍窗1进行加热固化，加热温度为95°C，加热时间为1小时，然后对加热固化后的所述所述铍窗1进行检漏，控制所述所述铍窗1的漏率小于2.0E-
lOmbar氺L/s0
[0057]实施例6
[0058]本实施例提供了一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，具体包括如下步骤:S1、按照质量比为1.4:1称取2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分，备用；
[0059]S2、将步骤S1中称取的所述环氧树脂B组分和A组分置于真空度为78Pa的真空环境中混合，并搅拌均匀至胶体表面没有气泡，然后向所述真空环境中充入纯净氮气至1个标准大气压，备用；
[0060]S3、将步骤S2中所得到的环氧树脂混合物均匀注入在所述铍窗1的封接面2上，如图1所示，在所述封接面2上开设有注胶槽3和导胶槽4，所述导胶槽4位于所述铍窗1的窗框5和所述注胶槽3之间，其中，所述注胶槽3和导胶槽4为V型槽，控制所述注胶槽3的深度为
0.8mm，宽度为0.8mm，所述导胶槽4的深度为0.8mm，宽度为0.8mm;所述注胶槽3与所述导胶槽4之间的最短距离为1mm;所述导胶槽4与所述窗框5之间的最短距离为1.5mm，然后将所述环氧树脂混合物注入所述封接面2上开设的注胶槽3中，将铍片压在所述封接面2上;其中，通过控制所述注胶槽3的深度在0.3mm-0.8mm范围内，宽度在0.8mm-1.2mm范围内，所述导胶槽4的深度在0.3mm-0.8mm范围内，宽度在0.8mm-1.2mm范围内，通过控制所述注胶槽3和导胶槽4的宽度和深度，保证所述铍片与所述封接面2的粘结面积，进一步提高所述铍片与所述封接面2粘结的牢固性、气密性；
[0061 ] S4、将步骤S3中的所述铍窗1进行加热固化，加 热温度为95°C，加热时间为1小时，然后对加热固化后的所述铍窗1进行检漏，控制所述铍窗1的漏率小于2.0E-10mbar*L/s。
[0062]实施例7
[0063]本实施例提供了一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，具体包括如下步骤:S1、按照质量比为1.4:1称取2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分，备用；
[0064]S2、将步骤S1中称取的所述环氧树脂B组分和A组分置于真空度为78Pa的真空环境中混合，并搅拌均匀至胶体表面没有气泡，然后向所述真空环境中充入纯净氮气至1个标准大气压，备用；
[0065]S3、将步骤S2中所得到的环氧树脂混合物均匀注入在所述铍窗1的封接面2上，如图1所示，在所述封接面2上开设有注胶槽3和导胶槽4，所述导胶槽4位于所述铍窗1的窗框5和所述注胶槽3之间，然后将铍片压在所述封接面上；其中，所述注胶槽3和导胶槽4为V型槽，控制所述注胶槽3的深度为0.5mm，宽度为1mm，所述导胶槽4的深度为0.5mm，宽度为1mm;所述注胶槽3与所述导胶槽4之间的最短距离为0.5mm;所述导胶槽4与所述窗框5之间的最短距离为1.5mm，然后将所述环氧树脂混合物注入所述封接面2上开设的注胶槽3中，将铍片压在所述封接面2上;其中，通过控制所述注胶槽3的深度0.5mm范围内，宽度为1mm范围内，所述导胶槽4的深度为0.5mm范围内，宽度为1mm范围内，通过控制所述注胶槽3和导胶槽4的宽度和深度，保证所述铍片与所述封接面2的粘结面积，进一步提高所述铍片与所述封接面2粘结的牢固性、气密性；
[0066]S4、将步骤S3中的所述铍窗1进行加热固化，加热温度为95°C，加热时间为1小时，然后对加热固化后的所述铍窗1进行检漏，控制所述铍窗1的漏率小于2.0E-10mbar*L/s。
[0067]实施例8
[0068]本实施例提供了一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，具体包括如下步骤:S1、按照质量比为1.4:1称取2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分，备用；
[0069]S2、将步骤S1中称取的所述环氧树脂B组分和A组分置于真空度为78Pa的真空环境中混合，并搅拌均匀至胶体表面没有气泡，然后向所述真空环境中充入纯净氮气至1个标准大气压，备用；
[0070]S3、将步骤S2中所得到的环氧树脂混合物均匀注入在所述铍窗1的封接面2上，如图1所示，在所述封接面2上开设有注胶槽3和导胶槽4，所述导胶槽4位于所述铍窗1的窗框5和所述注胶槽3之间，然后将铍片压在所述封接面上；其中，所述注胶槽3和导胶槽4为V型槽，控制所述注胶槽3的深度为0.5mm，宽度为1mm，所述导胶槽4的深度为0.5mm，宽度为1mm;所述注胶槽3与所述导胶槽4之间的最短距离为0.8mm;所述导胶槽4与所述窗框5之间的最短距离为1.2mm;其中，通过控制所述注胶槽3与所述导胶槽4之间的最短距离在0.5mm-lmm，使得当所述注胶槽3过多的环氧树脂胶溢出时，一部分环氧树脂胶可以停留在所述注胶槽3与所述导胶槽4之间，一方面保证铍片与所述铍窗1的封接面积增大，一方面避免流入所述导胶槽4中的环氧树脂胶过多，而流入铍窗的有效区域中，影响铍窗的使用，所述导胶槽4与所述窗框5之间的最短距离为lmm-1.5mm，使所述导胶槽4与所述窗框5之间保持一定的距离，目的在于避免流入所述导胶槽4中的环氧树脂胶过多，而流入铍窗的有效区域中，影响铍窗的使用。
[0071]S4、将步骤S3中的所述铍窗1进行加热固化，加热温度为95°C，加热时间为1小时，对加热固化后的所述铍窗1进行检漏，控制所述铍窗1的漏率小于2.0E-10mbar*L/s。
[0072]实施例9
[0073]本实施例提供了一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，具体包括如下步骤:S1、按照质量比为1.4:1称取2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分，备用；
[0074]S2、将步骤S1中称取的所述环氧树脂B组分和A组分置于真空度为99Pa的真空环境中混合，并搅拌均匀至胶体表面没有气泡，然后向所述真空环境中充入纯净氮气至1个标准大气压，备用；
[0075]S3、将步骤S2中所得到的环氧树脂混合物均匀注入在所述铍窗1的封接面2上，如图1所示，在所述封接面2上开设有注胶槽3和导胶槽4，所述导胶槽4位于所述铍窗1的窗框5和所述注胶槽3之间，然后将铍片压在所述封接面上；其中，所述注胶槽3和导胶槽4为V型槽，控制所述注胶槽3的深度为0.5mm，宽度为1mm，所述导胶槽4的深度为0.5mm，宽度为1mm;所述注胶槽3与所述导胶槽4之间的最短距离为0.8mm;所述导胶槽4与所述窗框5之间的最短距离为1.2mm;其中，通过控制所述注胶槽3与所述导胶槽4之间的最短距离在0.5mm-lmm，使得当所述注胶槽3过多的环氧树脂胶溢出时，一部分环氧树脂胶可以停留在所述注胶槽3与所述导胶槽4之间，一方面保证铍片与所述铍窗1的封接面积增大，一方面避免流入所述导胶槽4中的环氧树脂胶过多，而流入铍窗的有效区域中，影响铍窗的使用，所述导胶槽4与所述窗框5之间的最短距离为lmm-1.5mm，使所述导胶槽4与所述窗框5之间保持一定的距离，目的在于避免流入所述导胶槽4中的环氧树脂胶过多，而流入铍窗的有效区域中，影响铍窗的使用。
[0076]S4、将步骤S3中的所述铍窗1进行加热固化，加热温度为95°C，加热时间为1小时，对加热固化后的所述铍窗1进行检漏，控制所述铍窗1的漏率小于2.0E-10mbar*L/s。
[0077]实施例10
[0078]本实施例提供了一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，具体包括如下步骤:S1、按照质量比为1.4:1称取2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分，备用；
[0079]S2、将步骤S1中称取的所述环氧树脂B组分和A组分置于真空度为lOOPa的真空环境中混合，并搅拌均匀至胶体表面没有气泡，然后向所述真空环境中充入纯净氮气至1个标准大气压，备用；
[0080]S3、将步骤S2中所得到的环氧树脂混合物均匀注入在所述铍窗1的封接面2上，如图1所示，在所述封接面2上开设有注胶槽3和导胶槽4，所述导胶槽4位于所述铍窗1的窗框5和所述注胶槽3之间，然后将铍片压在所述封接面上；其中，所述注胶槽3和导胶槽4为V型槽，控制所述注胶槽3的深度为0.5mm，宽度为1mm，所述导胶槽4的深度为0.5mm，宽度为1mm;所述注胶槽3与所述导胶槽4之间的最短距离为0.8mm;所述导胶槽4与所述窗框5之间的最短距离为1.2mm;其中，通过控制所述注胶槽3与所述导胶槽4之间的最短距离在0.5mm-lmm，使得当所述注胶槽3过多的环氧树脂胶溢出时，一部分环氧树脂胶可以停留在所述注胶槽3与所述导胶槽4之间，一方面保证铍片与所述铍窗1的封接面积增大，一方面避免流入所述导胶槽4中的环氧树脂胶过多，而流入铍窗的有效区域中，影响铍窗的使用，所述导胶槽4与所述窗框5之间的最短距离为lmm-1.5mm，使所述导胶槽4与所述窗框5之间保持一定的距离，目的在于避免流入所述导胶槽4中的环氧树脂胶过多，而流入铍窗的有效区域中，影响铍窗的使用。
[0081 ] S4、将步骤S3中的所述铍窗1进行加热固化，加热温度为95°C，加热时间为1小时，对加热固化后的所述铍窗1进行检漏，控制所述铍窗1的漏率小于2.0E-10mbar*L/s。
[0082]实施例11
[0083]本实施例提供了一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，具体包括如下步骤:S1、按照质量比为1.4:1称取2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分，备用；
[0084]S2、将步骤S1中称取的所述环氧树脂B组分和A组分置于真空度为llOPa的真空环境中混合，并搅拌均匀至胶体表面没有气泡，然后向所述真空环 境中充入纯净氮气至1个标准大气压，备用；
[0085]S3、将步骤S2中所得到的环氧树脂混合物均匀注入在所述铍窗1的封接面2上，如图1所示，在所述封接面2上开设有注胶槽3和导胶槽4，所述导胶槽4位于所述铍窗1的窗框5和所述注胶槽3之间，然后将铍片压在所述封接面上；其中，所述注胶槽3和导胶槽4为V型槽，控制所述注胶槽3的深度为0.5mm，宽度为1mm，所述导胶槽4的深度为0.5mm，宽度为1mm;所述注胶槽3与所述导胶槽4之间的最短距离为0.8mm;所述导胶槽4与所述窗框5之间的最短距离为1.2mm;其中，通过控制所述注胶槽3与所述导胶槽4之间的最短距离在0.5mm-lmm，使得当所述注胶槽3过多的环氧树脂胶溢出时，一部分环氧树脂胶可以停留在所述注胶槽3与所述导胶槽4之间，一方面保证铍片与所述铍窗1的封接面积增大，一方面避免流入所述导胶槽4中的环氧树脂胶过多，而流入铍窗的有效区域中，影响铍窗的使用，所述导胶槽4与所述窗框5之间的最短距离为lmm-1.5mm，使所述导胶槽4与所述窗框5之间保持一定的距离，目的在于避免流入所述导胶槽4中的环氧树脂胶过多，而流入铍窗的有效区域中，影响铍窗的使用。
[0086]S4、将步骤S3中的所述铍窗1进行加热固化，加热温度为95°C，加热时间为1小时，对加热固化后的所述铍窗1进行检漏，控制所述铍窗1的漏率小于2.0E-10mbar*L/s。
[0087]效果例
[0088]测定采用上述实施例8-11的方法封装的外层空间探测器的铍窗和中国专利文献CN1702283中公开的大面积铍窗封装方法封装的铍窗的释气性能和气密性，效果如下:
[0089]1、释气性能的测定
[0090]按照ASTME595-2007真空环境中放气引起的总质量损失及收集的挥发性可凝结物的测试方法测定，中国专利文献CN1702283中公开的大面积铍窗封装方法采用的Torr胶，该环氧树脂在加热温度为60°C，加热时间为2小时的固化条件下的TML(质量损失率)1.02%, CVCM(冷凝挥发物)0.00 % ；而本发明实施例8-11的方法中使用的环氧树脂在加热温度为93°C，加热时间为1小时的固化条件下的TML(质量损失率)0.66 %，CVCM(冷凝挥发物)0.03%。由上述结果比较发现，中国专利文献CN1702283中公开的大面积铍窗封装方法所使用的环氧树脂胶没有达到NASA low outgass ing标准(TML〈 = 1 %且CVCM〈 = 0.10% )，其在外层空间，高真空，特种光学和电光系统等领域的使用受到了限制，不能满足外层空间探测器的使用需求，而本发明中所述的铍窗封装方法中所采用的环氧树脂材料满足NASALOW outgass ing标准，封装的所述铍窗在释气率性能上具有显著优势，可以在多种应用包括外层空间，高真空，特种光学和电光系统等领域中使用，克服了现有技术中铍窗高释气率的缺陷，能够充分满足现有技术中对于外层空间探测器的铍窗低释气率的特殊要求，更适用于外层空间探测器的铍窗封装。
[0091]2、气密性的测定
[0092]测定采用上述实施例8-11的方法封装的外层空间探测器的铍窗的气密性，采用氦质谱检漏仪(adixen ASM310)进行高灵敏度氦质谱检漏，实施例8所述铍窗的漏率小于
1.5E-10mbar*L/s，实施例9所述铍窗的漏率小于1.7E_10mbar*L/s，实施例10所述铍窗的漏率小于1.9E-10mbar*L/s，实施例11所述铍窗的漏率小于2.0E_10mbar*L/s。采用上述相同的测定方法测定采用中国专利文献CN1702283中公开的大面积铍窗封装方法封装外层空间探测器的铍窗的气密性，所述铍窗的漏率为2.0E-10mbar*L/s，由上述结果比较发现，本发明中所述的铍窗封装方法封装的铍窗漏率与中国专利文献CN1702283中的封装方法封装的铍窗漏率基本相当，甚至更优于中国专利文献CN1702283中的封装方法封装的铍窗的气密性，可以满足外层空间探测器的气密性需求。
[0093]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
【主权项】
1.一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，其特征在于，包括如下步骤:S1、按照质量比为1-3:1称取2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分，备用； 52、将步骤S1中称取的所述环氧树脂A组分和B组分置于真空度为〈lOOPa的真空环境中混合，并搅拌均匀至胶体表面没有气泡，然后向所述真空环境中充入纯净氮气至1个标准大气压，备用； 53、将步骤S2中所得到的环氧树脂混合物均匀涂覆在铍窗(1)的封接面(2)上，然后将铍片压在所述封接面(2)上； 54、将步骤S3中的铍窗(1)进行加热固化，控制加热温度为90-100°C，加热时间为0.5-1.5小时。2.根据权利要求1所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，其特征在于，在所述封接面(2)上设有注胶槽(3)和导胶槽(4)，所述导胶槽(4)位于所述铍窗(1)的窗框(5)和所述注胶槽(3)之间。3.根据权利要求1或2所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，其特征在于，所述注胶槽(3)和所述导胶槽(4)为V型槽。4.根据权利要求1-3任一项所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，其特征在于，所述注胶槽(3)的深度为0.3mm-0.8mm，宽度为0.8mm_l.2mm，所述导胶槽(4)的深度为0.3mm-0.8mm，宽度为0.8mm-1.2mm。5.根据权利要求4所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，其特征在于，所述注胶槽(3)的深度为0.5mm，宽度为1mm，所述导胶槽(4)的深度为0.5mm，宽度为lmrn。6.根据权利要求1-5任一项所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，其特征在于，所述注胶槽(3)与所述导胶槽(4)之间的最短距离为所述导胶槽(4)与所述窗框(5)之间的最短距离为lmm-1.5mm07.根据权利要求1-6任一项所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述真空环境的真空度为78Pa。8.根据权利要求1-7任一项所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，其特征在于，所述步骤S4中，加热温度为93°C，加热时间为1小时。9.根据权利要求1-8任一项所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，其特征在于，所述步骤S4中还包括对加热固化后的所述铍窗(1)进行检漏，控制所述铍窗(1)的漏率小于 2.0E_10mbar*L/s。
【专利摘要】本发明涉及一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，包括如下步骤：S1、按照质量比为1-3:1称取2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分，备用；S2、将步骤S1中称取的所述环氧树脂A组分和B组分置于真空度为<100Pa的真空环境中混合，并搅拌均匀至胶体表面没有气泡，然后向所述真空环境中充入纯净氮气至1个标准大气压，备用；S3、将步骤S2中所得到的环氧树脂混合物均匀涂覆在铍窗的封接面上，然后将铍片压在所述封接面上；S4、将步骤S3中的铍窗进行加热固化，加热温度为90-100℃，加热时间为0.5-1.5小时。上述铍窗封装方法解决了现有技术中的铍窗封装方法封装的铍窗释气率高的缺陷。
【IPC分类】H01J9/26
【公开号】CN105489457
【申请号】CN201510857411
【发明人】冯骅, 李红, 吴琼, 衡培银
【申请人】清华大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月30日
【技术领域】
[0001]本发明属于铍窗封装技术领域，具体涉及一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法。
【背景技术】
[0002]铍对X射线的透射率最高，所以探测X射线的正比计数管、电离强流管、盖革管等都设置铍窗。铍窗也是外层空间探测器系统中一个重要的组件，其功能是隔绝工作气体，保证气体的纯度。
[0003]现阶段对铍窗的封装主要有两种方法，即通过焊接或环氧树脂粘结，将铍片固定在铍窗基架上，同时保持铍窗的气密性。
[0004]金属铍在焊接时，需加异种金属作填充材料或者钎料，根据铍材料性能与合金元素的相互作用规律，这些填充金属与铍通常形成低熔点共晶合金或金属间化合物，导致焊接性能变差，而且铍在加热至熔化过程中，容易吸收环境中的氧、氮等气体，对铍的焊接产生如下不良后果:污染焊缝;防碍熔合、影响润湿与漫流;加剧焊缝气孔的形成;导致焊缝开裂;铍焊接工艺的可重复性差。
[0005]采用环氧树脂将铍片粘结在铍窗的封接面上，实现铍窗的封装，虽然这种封装方法具有方便操作、不容易生成共晶合金等优点，但是上述封装方法中使用的传统环氧树脂在真空中的释气率比较大，不能满足探测器内工作气体的纯度的要求，降低了探测器的使用寿命。
[0006]如中国专利文献CN1702283A中公开的一种涉及天文观测仪器上的大面积铍窗封装技术，其中封装的具体步骤如下:准备压铍片用的重物和金属板，金属板的尺寸比待粘贴的铍片略小，对铍窗的结构件、铍片、金属板、重物预加热，然后将调配好的环氧树脂涂覆在窗框的封接面上，把铍片放置到窗框封接面上，把金属板压在铍片上，保持离各边距离相等，在铝板上再加上重物，待胶固化，硬化后即可。上述方案通过采用环氧树脂粘结的方式封装铍窗，保证铍窗封接的气密性，同时实现了大面积铍窗的封接。然而上述文献中所采用的环氧树脂胶在真空中的释气率较高，没能满足NASA Low outgass ing认证，其在外层空间，高真空，特种光学和电光系统等领域的使用受到了很大的限制；另外封装过程中也没有对其进行任何除气等预处理，环氧树脂胶固化后的释气将会影响探测器内工作气体的纯度，降低探测器的使用寿命。
【发明内容】
[0007]因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的铍窗封装方法封装的铍窗气密性差、释气率高的缺陷，从而提供一种气密性好、低释气率的适用于外层空间探测器的铍窗封装方法，该方法可在很大程度上减小环氧树脂胶在封装结构中的释气作用，从而提高外层空间探测器的使用寿命。
[0008]本发明提供了一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，包括如下步骤:S1、按照质量比为1-3:1称取2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分，备用；
[0009]S2、将步骤S1中称取的所述环氧树脂A组分和B组分置于真空度为〈lOOPa的真空环境中混合，并搅拌均匀至胶体表面没有气泡，然后向所述真空环境中充入纯净氮气至1个标准大气压，备用；
[0010]S3、将步骤S2中所得到的环氧树脂混合物均匀涂覆在铍窗的封接面上，然后将铍片压在所述封接面上；
[0011]S4、将步骤S3中的铍窗进行加热固化，加热温度为90-100°C，加热时间为0.5-1.5小时。
[0012]优选的，所述2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分按照质量比1.4:1称取。
[0013]所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，在所述封接面上设有注胶槽和导胶槽，所述导胶槽位于所述铍窗的窗框和所述注胶槽之间。
[0014]所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，所述注胶槽和导胶槽为V型槽。
[0015]所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，所述注胶槽的深度为0.3mm-0.8mm，宽度为0.8mm_l.2mm，所述导胶槽的深度为0.3mm-0.8mm，宽度为0.8mm_l.2mm。
[0016]所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，所述注胶槽的深度为0.5_，宽度为1mm，所述导胶槽的深度为0.5mm，宽度为lmrn。
[0017]所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，所述注胶槽与所述导胶槽之间的最短距离为所述导胶槽与所述窗框之间的最短距离为lmm-1.5mm。
[0018]所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，所述步骤S2中，所述真空环境的真空度为78Pa。
[0019]所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，所述步骤S4中，加热温度为93°C，加热时间为1小时。
[0020]所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，所述步骤S4中还包括对加热固化后的所述铍窗进行检漏，控制所述铍窗的漏率小于2.0E-10mbar*L/s。
[0021]所述2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分为市售产品，不同厂家、不同型号的产品在使用效果上均不会带来较大的差异。在本发明中所述的2216Gray环氧树脂胶的生产厂家为3M公司，型号为2216Gray。
[0022]本发明技术方案相比现有技术，具有如下优点:
[0023](1)本发明所述的一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，包括如下步骤:S1、按照质量比为1-3:1称取2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分，备用；S2、将步骤S1中称取的所述环氧树脂A组分和B组分置于真空度为〈lOOPa的真空环境中混合，并搅拌均匀至胶体表面没有气泡，然后向所述真空环境中充入纯净氮气至1个标准大气压，备用;S3、将步骤S2中所得到的环氧树脂混合物均匀涂覆在铍窗的封接面上，然后将铍片压在所述封接面上;S4、将步骤S3中的铍窗进行加热固化，加热温度为90-100°C，加热时间为0.5-1.5小时；通过选择2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分按照质量比1-3:1配比而成的环氧树脂胶具有较低的释气率，将上述配比的环氧树脂胶置于真空度为〈lOOPa环境下混合搅拌可以脱除胶体中的气泡，显著的提高了胶体的密封性和降低其释气率，避免了由于胶体中存在气泡而引发漏气，导致胶体漏率较高的问题，然后将涂覆上述胶体的铍窗在温度90-100°C条件下加热固化0.5-1.5小时，使得加热固化后的环氧树脂胶的TML(质量损失率)最低可达0.66%，CVCM(冷凝挥发物)最低可达0.03%，极大的满足了NASA LOW outgass ing标准(TML< = 1 %且CVCM〈 = 0.10%),气密性好，释气率低，使得封装的铍窗更加适用于包括外层空间、高真空、特种光学和电光系统等领域中应用，尤其适用于外层空间探测器铍窗的封装，解决了现有技术中的铍窗封装方法封装的铍窗气密性差、释气率高的问题；
[0024](2)本发明所述的一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，通过在所述封接面上设有注胶槽和导胶槽，所述导胶槽位于所述铍窗的窗框和所述注胶槽之间，将环氧树脂胶注入注胶槽，当将铍片压在封接面上时，注胶槽中过多的环氧树脂胶外溢，可以流入导胶槽中，避免了环氧树脂胶流入铍窗的有效区域中，影响铍窗的使用；
[0025](3)本发明所述的一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，通过将所述注胶槽和导胶槽设置为V型槽，能够极大的提高环氧树脂胶的利用率，增加铍片与封接面的粘结面积，进一步提高铍窗的气密性，降低释气率；
[0026](4)本发明所述的一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，所述注胶槽的深度为0.3mm-0.8mm，宽度为0.8mm-1.2mm，所述导胶槽的深度为0.3mm-0.8mm，宽度为0.8mm-1.2mm，通过控制注胶槽和导胶槽的宽度和深度，保证铍片与封接面的粘结面积，进一步提高铍片与封接面粘结的牢固性、气密性；
[0027](5)本发明所述的一种适用于外层空间探测器铍 窗的封装方法，通过在所述步骤S2中，控制所述真空环境的真空度为78Pa，能够显著去除环氧树脂胶中的气泡，极大的降低了环氧树脂胶的释气率；
[0028](6)本发明所述的一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，通过在所述步骤S4中，控制加热温度为93°C，加热时间为1小时，使得加热固化后的环氧树脂胶的TML(质量损失率)可达0.66%，CVCM(冷凝挥发物)可达0.03%，极大的满足了NASA LOW outgass ing标准(TML〈 = 1 %且CVCM〈 = 0.10%),显著提高了铍窗的气密性，显著降低释气率，保证了外层空间探测器内的工作气体纯度，提高了外层空间探测器的使用寿命。
【附图说明】
[0029]为了更清楚地说明本发明【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对【具体实施方式】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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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获得其他的附图。
[0030]图1是本发明实施例4-8中所述铍窗的结构示意图。
[0031 ]附图标记:1-铍窗，2-封接面，3-注胶槽，4-导胶槽，5-窗框。
【具体实施方式】
[0032]实施例1
[0033]本实施例提供了一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，具体包括如下步骤:S1、按照质量比为1:1称取2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分，备用；
[0034]S2、将步骤S1中称取的所述环氧树脂A组分和B组分置于真空度为〈lOOPa的真空环境中混合，并搅拌均匀至胶体表面没有气泡，然后向所述真空环境中充入纯净氮气至1个标准大气压，备用；
[0035]S3、将步骤S2中所得到的环氧树脂混合物均匀涂覆在所述铍窗1的封接面2上，然后将铍片压在所述封接面上；
[0036]S4、将步骤S3中的所述铍窗1进行加热固化，控制加热温度为90°C，加热时间为1.5小时。
[0037]实施例2
[0038]本实施例提供了一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，具体包括如下步骤:S1、按照质量比为3:1称取2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分，备用；
[0039]S2、将步骤S1中称取的所述环氧树脂A组分和B组分置于真空度为99Pa的真空环境中混合，并搅拌均匀至胶体表面没有气泡，然后向所述真空环境中充入纯净氮气至1个标准大气压，备用；
[0040]S3、将步骤S2中所得到的环氧树脂混合物均匀涂覆在所述铍窗1的封接面2上，然后将铍片压在所述封接面上；
[0041 ] S4、将步骤S3中的所述铍窗1进行加热固化，加热温度为100°C，加热时间为0.5小时。
[0042]实施例3
[0043]本实施例提供了一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，具体包括如下步骤:S1、按照质量比为2:1称取2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分，备用；
[0044]S2、将步骤S1中称取的所述环氧树脂A组分和B组分置于真空度为50Pa的真空环境中混合，并搅拌均匀至胶体表面没有气泡，然后向所述真空环境中充入纯净氮气至1个标准大气压，备用；
[0045]S3、将步骤S2中所得到的环氧树脂混合物均匀涂覆在所述铍窗1的封接面2上，然后将铍片压在所述封接面上；
[0046]S4、将步骤S3中的所述铍窗1进行加热固化，加热温度为95°C，加热时间为1小时。
[0047]实施例4
[0048]本实施例提供了一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，具体包括如下步骤:S1、按照质量比为1.4:1称取2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分，备用；
[0049]S2、将步骤S1中称取的所述环氧树脂B组分和A组分置于真空度为78Pa的真空环境中混合，并搅拌均匀至胶体表面没有气泡，然后向所述真空环境中充入纯净氮气至1个标准大气压，备用；
[0050]S3、将步骤S2中所得到的环氧树脂混合物均匀注入在所述铍窗1的封接面2上，如图1所示，所述封接面2上开设有注胶槽3和导胶槽4，所述导胶槽4位于所述铍窗1的窗框5和所述注胶槽3之间，将所述环氧树脂混合物注入所述封接面2上开设的注胶槽3中，然后将铍片压在所述封接面2上，当所述注胶槽3中的环氧树脂胶外溢时，过多的环氧树脂胶可以流入所述导胶槽4中，避免环氧树脂胶流入铍窗的有效区域中，影响铍窗的使用；
[0051 ] S4、将步骤S3中的所述铍窗1进行加热固化，加热温度为95°C，加热时间为1小时。
[0052]实施例5
[0053]本实施例提供了一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，具体包括如下步骤:S1、按照质量比为1.4:1称取2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分，备用；
[0054]S2、将步骤S1中称取的所述环氧树脂B组分和A组分置于真空度为78Pa的真空环境中混合，并搅拌均匀至胶体表面没有气泡，然后向所述真空环境中充入纯净氮气至1个标准大气压，备用；
[0055]S3、将步骤S2中所得到的环氧树脂混合物均匀注入在所述铍窗1的封接面2上，如图1所示，在所述封接面2上开设有注胶槽3和导胶槽4，所述导胶槽4位于所述铍窗1的窗框5和所述注胶槽3之间，其中所述注胶槽3和导胶槽4为V型槽，控制所述注胶槽3的深度为
0.3mm，宽度为1.2mm，所述导胶槽4的深度为0.3mm，宽度为1.2mm;所述注胶槽3与所述导胶槽4之间的最短距离为0.5 mm;所述导胶槽4与所述窗框5之间的最短距离为1 mm，然后将所述环氧树脂混合物注入所述封接面2上开设的注胶槽3中，将铍片压在所述封接面2上;其中，通过将所述注胶槽3和导胶槽4设置为V型槽，能够极大的提高环氧树脂胶的利用率，增加铍片与所述封接面2的粘结面积，进一步提高所述铍窗的气密性，降低释气率；
[0056]S4、将步骤S3中的所述铍窗1进行加热固化，加热温度为95°C，加热时间为1小时，然后对加热固化后的所述所述铍窗1进行检漏，控制所述所述铍窗1的漏率小于2.0E-
lOmbar氺L/s0
[0057]实施例6
[0058]本实施例提供了一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，具体包括如下步骤:S1、按照质量比为1.4:1称取2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分，备用；
[0059]S2、将步骤S1中称取的所述环氧树脂B组分和A组分置于真空度为78Pa的真空环境中混合，并搅拌均匀至胶体表面没有气泡，然后向所述真空环境中充入纯净氮气至1个标准大气压，备用；
[0060]S3、将步骤S2中所得到的环氧树脂混合物均匀注入在所述铍窗1的封接面2上，如图1所示，在所述封接面2上开设有注胶槽3和导胶槽4，所述导胶槽4位于所述铍窗1的窗框5和所述注胶槽3之间，其中，所述注胶槽3和导胶槽4为V型槽，控制所述注胶槽3的深度为
0.8mm，宽度为0.8mm，所述导胶槽4的深度为0.8mm，宽度为0.8mm;所述注胶槽3与所述导胶槽4之间的最短距离为1mm;所述导胶槽4与所述窗框5之间的最短距离为1.5mm，然后将所述环氧树脂混合物注入所述封接面2上开设的注胶槽3中，将铍片压在所述封接面2上;其中，通过控制所述注胶槽3的深度在0.3mm-0.8mm范围内，宽度在0.8mm-1.2mm范围内，所述导胶槽4的深度在0.3mm-0.8mm范围内，宽度在0.8mm-1.2mm范围内，通过控制所述注胶槽3和导胶槽4的宽度和深度，保证所述铍片与所述封接面2的粘结面积，进一步提高所述铍片与所述封接面2粘结的牢固性、气密性；
[0061 ] S4、将步骤S3中的所述铍窗1进行加热固化，加 热温度为95°C，加热时间为1小时，然后对加热固化后的所述铍窗1进行检漏，控制所述铍窗1的漏率小于2.0E-10mbar*L/s。
[0062]实施例7
[0063]本实施例提供了一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，具体包括如下步骤:S1、按照质量比为1.4:1称取2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分，备用；
[0064]S2、将步骤S1中称取的所述环氧树脂B组分和A组分置于真空度为78Pa的真空环境中混合，并搅拌均匀至胶体表面没有气泡，然后向所述真空环境中充入纯净氮气至1个标准大气压，备用；
[0065]S3、将步骤S2中所得到的环氧树脂混合物均匀注入在所述铍窗1的封接面2上，如图1所示，在所述封接面2上开设有注胶槽3和导胶槽4，所述导胶槽4位于所述铍窗1的窗框5和所述注胶槽3之间，然后将铍片压在所述封接面上；其中，所述注胶槽3和导胶槽4为V型槽，控制所述注胶槽3的深度为0.5mm，宽度为1mm，所述导胶槽4的深度为0.5mm，宽度为1mm;所述注胶槽3与所述导胶槽4之间的最短距离为0.5mm;所述导胶槽4与所述窗框5之间的最短距离为1.5mm，然后将所述环氧树脂混合物注入所述封接面2上开设的注胶槽3中，将铍片压在所述封接面2上;其中，通过控制所述注胶槽3的深度0.5mm范围内，宽度为1mm范围内，所述导胶槽4的深度为0.5mm范围内，宽度为1mm范围内，通过控制所述注胶槽3和导胶槽4的宽度和深度，保证所述铍片与所述封接面2的粘结面积，进一步提高所述铍片与所述封接面2粘结的牢固性、气密性；
[0066]S4、将步骤S3中的所述铍窗1进行加热固化，加热温度为95°C，加热时间为1小时，然后对加热固化后的所述铍窗1进行检漏，控制所述铍窗1的漏率小于2.0E-10mbar*L/s。
[0067]实施例8
[0068]本实施例提供了一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，具体包括如下步骤:S1、按照质量比为1.4:1称取2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分，备用；
[0069]S2、将步骤S1中称取的所述环氧树脂B组分和A组分置于真空度为78Pa的真空环境中混合，并搅拌均匀至胶体表面没有气泡，然后向所述真空环境中充入纯净氮气至1个标准大气压，备用；
[0070]S3、将步骤S2中所得到的环氧树脂混合物均匀注入在所述铍窗1的封接面2上，如图1所示，在所述封接面2上开设有注胶槽3和导胶槽4，所述导胶槽4位于所述铍窗1的窗框5和所述注胶槽3之间，然后将铍片压在所述封接面上；其中，所述注胶槽3和导胶槽4为V型槽，控制所述注胶槽3的深度为0.5mm，宽度为1mm，所述导胶槽4的深度为0.5mm，宽度为1mm;所述注胶槽3与所述导胶槽4之间的最短距离为0.8mm;所述导胶槽4与所述窗框5之间的最短距离为1.2mm;其中，通过控制所述注胶槽3与所述导胶槽4之间的最短距离在0.5mm-lmm，使得当所述注胶槽3过多的环氧树脂胶溢出时，一部分环氧树脂胶可以停留在所述注胶槽3与所述导胶槽4之间，一方面保证铍片与所述铍窗1的封接面积增大，一方面避免流入所述导胶槽4中的环氧树脂胶过多，而流入铍窗的有效区域中，影响铍窗的使用，所述导胶槽4与所述窗框5之间的最短距离为lmm-1.5mm，使所述导胶槽4与所述窗框5之间保持一定的距离，目的在于避免流入所述导胶槽4中的环氧树脂胶过多，而流入铍窗的有效区域中，影响铍窗的使用。
[0071]S4、将步骤S3中的所述铍窗1进行加热固化，加热温度为95°C，加热时间为1小时，对加热固化后的所述铍窗1进行检漏，控制所述铍窗1的漏率小于2.0E-10mbar*L/s。
[0072]实施例9
[0073]本实施例提供了一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，具体包括如下步骤:S1、按照质量比为1.4:1称取2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分，备用；
[0074]S2、将步骤S1中称取的所述环氧树脂B组分和A组分置于真空度为99Pa的真空环境中混合，并搅拌均匀至胶体表面没有气泡，然后向所述真空环境中充入纯净氮气至1个标准大气压，备用；
[0075]S3、将步骤S2中所得到的环氧树脂混合物均匀注入在所述铍窗1的封接面2上，如图1所示，在所述封接面2上开设有注胶槽3和导胶槽4，所述导胶槽4位于所述铍窗1的窗框5和所述注胶槽3之间，然后将铍片压在所述封接面上；其中，所述注胶槽3和导胶槽4为V型槽，控制所述注胶槽3的深度为0.5mm，宽度为1mm，所述导胶槽4的深度为0.5mm，宽度为1mm;所述注胶槽3与所述导胶槽4之间的最短距离为0.8mm;所述导胶槽4与所述窗框5之间的最短距离为1.2mm;其中，通过控制所述注胶槽3与所述导胶槽4之间的最短距离在0.5mm-lmm，使得当所述注胶槽3过多的环氧树脂胶溢出时，一部分环氧树脂胶可以停留在所述注胶槽3与所述导胶槽4之间，一方面保证铍片与所述铍窗1的封接面积增大，一方面避免流入所述导胶槽4中的环氧树脂胶过多，而流入铍窗的有效区域中，影响铍窗的使用，所述导胶槽4与所述窗框5之间的最短距离为lmm-1.5mm，使所述导胶槽4与所述窗框5之间保持一定的距离，目的在于避免流入所述导胶槽4中的环氧树脂胶过多，而流入铍窗的有效区域中，影响铍窗的使用。
[0076]S4、将步骤S3中的所述铍窗1进行加热固化，加热温度为95°C，加热时间为1小时，对加热固化后的所述铍窗1进行检漏，控制所述铍窗1的漏率小于2.0E-10mbar*L/s。
[0077]实施例10
[0078]本实施例提供了一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，具体包括如下步骤:S1、按照质量比为1.4:1称取2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分，备用；
[0079]S2、将步骤S1中称取的所述环氧树脂B组分和A组分置于真空度为lOOPa的真空环境中混合，并搅拌均匀至胶体表面没有气泡，然后向所述真空环境中充入纯净氮气至1个标准大气压，备用；
[0080]S3、将步骤S2中所得到的环氧树脂混合物均匀注入在所述铍窗1的封接面2上，如图1所示，在所述封接面2上开设有注胶槽3和导胶槽4，所述导胶槽4位于所述铍窗1的窗框5和所述注胶槽3之间，然后将铍片压在所述封接面上；其中，所述注胶槽3和导胶槽4为V型槽，控制所述注胶槽3的深度为0.5mm，宽度为1mm，所述导胶槽4的深度为0.5mm，宽度为1mm;所述注胶槽3与所述导胶槽4之间的最短距离为0.8mm;所述导胶槽4与所述窗框5之间的最短距离为1.2mm;其中，通过控制所述注胶槽3与所述导胶槽4之间的最短距离在0.5mm-lmm，使得当所述注胶槽3过多的环氧树脂胶溢出时，一部分环氧树脂胶可以停留在所述注胶槽3与所述导胶槽4之间，一方面保证铍片与所述铍窗1的封接面积增大，一方面避免流入所述导胶槽4中的环氧树脂胶过多，而流入铍窗的有效区域中，影响铍窗的使用，所述导胶槽4与所述窗框5之间的最短距离为lmm-1.5mm，使所述导胶槽4与所述窗框5之间保持一定的距离，目的在于避免流入所述导胶槽4中的环氧树脂胶过多，而流入铍窗的有效区域中，影响铍窗的使用。
[0081 ] S4、将步骤S3中的所述铍窗1进行加热固化，加热温度为95°C，加热时间为1小时，对加热固化后的所述铍窗1进行检漏，控制所述铍窗1的漏率小于2.0E-10mbar*L/s。
[0082]实施例11
[0083]本实施例提供了一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，具体包括如下步骤:S1、按照质量比为1.4:1称取2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分，备用；
[0084]S2、将步骤S1中称取的所述环氧树脂B组分和A组分置于真空度为llOPa的真空环境中混合，并搅拌均匀至胶体表面没有气泡，然后向所述真空环 境中充入纯净氮气至1个标准大气压，备用；
[0085]S3、将步骤S2中所得到的环氧树脂混合物均匀注入在所述铍窗1的封接面2上，如图1所示，在所述封接面2上开设有注胶槽3和导胶槽4，所述导胶槽4位于所述铍窗1的窗框5和所述注胶槽3之间，然后将铍片压在所述封接面上；其中，所述注胶槽3和导胶槽4为V型槽，控制所述注胶槽3的深度为0.5mm，宽度为1mm，所述导胶槽4的深度为0.5mm，宽度为1mm;所述注胶槽3与所述导胶槽4之间的最短距离为0.8mm;所述导胶槽4与所述窗框5之间的最短距离为1.2mm;其中，通过控制所述注胶槽3与所述导胶槽4之间的最短距离在0.5mm-lmm，使得当所述注胶槽3过多的环氧树脂胶溢出时，一部分环氧树脂胶可以停留在所述注胶槽3与所述导胶槽4之间，一方面保证铍片与所述铍窗1的封接面积增大，一方面避免流入所述导胶槽4中的环氧树脂胶过多，而流入铍窗的有效区域中，影响铍窗的使用，所述导胶槽4与所述窗框5之间的最短距离为lmm-1.5mm，使所述导胶槽4与所述窗框5之间保持一定的距离，目的在于避免流入所述导胶槽4中的环氧树脂胶过多，而流入铍窗的有效区域中，影响铍窗的使用。
[0086]S4、将步骤S3中的所述铍窗1进行加热固化，加热温度为95°C，加热时间为1小时，对加热固化后的所述铍窗1进行检漏，控制所述铍窗1的漏率小于2.0E-10mbar*L/s。
[0087]效果例
[0088]测定采用上述实施例8-11的方法封装的外层空间探测器的铍窗和中国专利文献CN1702283中公开的大面积铍窗封装方法封装的铍窗的释气性能和气密性，效果如下:
[0089]1、释气性能的测定
[0090]按照ASTME595-2007真空环境中放气引起的总质量损失及收集的挥发性可凝结物的测试方法测定，中国专利文献CN1702283中公开的大面积铍窗封装方法采用的Torr胶，该环氧树脂在加热温度为60°C，加热时间为2小时的固化条件下的TML(质量损失率)1.02%, CVCM(冷凝挥发物)0.00 % ；而本发明实施例8-11的方法中使用的环氧树脂在加热温度为93°C，加热时间为1小时的固化条件下的TML(质量损失率)0.66 %，CVCM(冷凝挥发物)0.03%。由上述结果比较发现，中国专利文献CN1702283中公开的大面积铍窗封装方法所使用的环氧树脂胶没有达到NASA low outgass ing标准(TML〈 = 1 %且CVCM〈 = 0.10% )，其在外层空间，高真空，特种光学和电光系统等领域的使用受到了限制，不能满足外层空间探测器的使用需求，而本发明中所述的铍窗封装方法中所采用的环氧树脂材料满足NASALOW outgass ing标准，封装的所述铍窗在释气率性能上具有显著优势，可以在多种应用包括外层空间，高真空，特种光学和电光系统等领域中使用，克服了现有技术中铍窗高释气率的缺陷，能够充分满足现有技术中对于外层空间探测器的铍窗低释气率的特殊要求，更适用于外层空间探测器的铍窗封装。
[0091]2、气密性的测定
[0092]测定采用上述实施例8-11的方法封装的外层空间探测器的铍窗的气密性，采用氦质谱检漏仪(adixen ASM310)进行高灵敏度氦质谱检漏，实施例8所述铍窗的漏率小于
1.5E-10mbar*L/s，实施例9所述铍窗的漏率小于1.7E_10mbar*L/s，实施例10所述铍窗的漏率小于1.9E-10mbar*L/s，实施例11所述铍窗的漏率小于2.0E_10mbar*L/s。采用上述相同的测定方法测定采用中国专利文献CN1702283中公开的大面积铍窗封装方法封装外层空间探测器的铍窗的气密性，所述铍窗的漏率为2.0E-10mbar*L/s，由上述结果比较发现，本发明中所述的铍窗封装方法封装的铍窗漏率与中国专利文献CN1702283中的封装方法封装的铍窗漏率基本相当，甚至更优于中国专利文献CN1702283中的封装方法封装的铍窗的气密性，可以满足外层空间探测器的气密性需求。
[0093]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
【主权项】
1.一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，其特征在于，包括如下步骤:S1、按照质量比为1-3:1称取2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分，备用； 52、将步骤S1中称取的所述环氧树脂A组分和B组分置于真空度为〈lOOPa的真空环境中混合，并搅拌均匀至胶体表面没有气泡，然后向所述真空环境中充入纯净氮气至1个标准大气压，备用； 53、将步骤S2中所得到的环氧树脂混合物均匀涂覆在铍窗(1)的封接面(2)上，然后将铍片压在所述封接面(2)上； 54、将步骤S3中的铍窗(1)进行加热固化，控制加热温度为90-100°C，加热时间为0.5-1.5小时。2.根据权利要求1所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，其特征在于，在所述封接面(2)上设有注胶槽(3)和导胶槽(4)，所述导胶槽(4)位于所述铍窗(1)的窗框(5)和所述注胶槽(3)之间。3.根据权利要求1或2所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，其特征在于，所述注胶槽(3)和所述导胶槽(4)为V型槽。4.根据权利要求1-3任一项所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，其特征在于，所述注胶槽(3)的深度为0.3mm-0.8mm，宽度为0.8mm_l.2mm，所述导胶槽(4)的深度为0.3mm-0.8mm，宽度为0.8mm-1.2mm。5.根据权利要求4所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，其特征在于，所述注胶槽(3)的深度为0.5mm，宽度为1mm，所述导胶槽(4)的深度为0.5mm，宽度为lmrn。6.根据权利要求1-5任一项所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，其特征在于，所述注胶槽(3)与所述导胶槽(4)之间的最短距离为所述导胶槽(4)与所述窗框(5)之间的最短距离为lmm-1.5mm07.根据权利要求1-6任一项所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述真空环境的真空度为78Pa。8.根据权利要求1-7任一项所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，其特征在于，所述步骤S4中，加热温度为93°C，加热时间为1小时。9.根据权利要求1-8任一项所述的适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，其特征在于，所述步骤S4中还包括对加热固化后的所述铍窗(1)进行检漏，控制所述铍窗(1)的漏率小于 2.0E_10mbar*L/s。
【专利摘要】本发明涉及一种适用于外层空间探测器铍窗的封装方法，包括如下步骤：S1、按照质量比为1-3:1称取2216Gray环氧树脂胶的A组分和B组分，备用；S2、将步骤S1中称取的所述环氧树脂A组分和B组分置于真空度为<100Pa的真空环境中混合，并搅拌均匀至胶体表面没有气泡，然后向所述真空环境中充入纯净氮气至1个标准大气压，备用；S3、将步骤S2中所得到的环氧树脂混合物均匀涂覆在铍窗的封接面上，然后将铍片压在所述封接面上；S4、将步骤S3中的铍窗进行加热固化，加热温度为90-100℃，加热时间为0.5-1.5小时。上述铍窗封装方法解决了现有技术中的铍窗封装方法封装的铍窗释气率高的缺陷。
【IPC分类】H01J9/26
【公开号】CN105489457
【申请号】CN201510857411
【发明人】冯骅, 李红, 吴琼, 衡培银
【申请人】清华大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月30日
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