一种红外探测器杜瓦焊接方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110625284A(43)申请公布日2019.12.31(21)申请号201910749435.9(22)申请日2019.08.14(71)申请人中国电子科技集团公司第十一研究所地址100015北京市朝阳区酒仙桥路4号(72)发明人刘森张磊王冠(74)专利代理机构工业和信息化部电子专利中心11010代理人焉明涛(51)Int.Cl.B23K31/02(2006.01)B23K15/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种红外探测器杜瓦焊接方法(57)摘要本发明公开了一种红外探测器杜瓦焊接方法，所述焊接方法包括如下步骤：在杜瓦冷指上布置过渡金属部件，并按照装配图纸将布置完成后的杜瓦冷指装入焊接夹具；对装入焊接夹具的杜瓦冷指进行焊接。本发明方法通过在杜瓦冷指上布置过渡金属部件之后在对杜瓦冷指进行焊接，由此解决了现有技术中存在的高能束焊接无法密封的技术问题。CN110625284ACN110625284A权利要求书1/1页1.一种红外探测器杜瓦焊接方法，其特征在于，所述焊接方法包括如下步骤：在杜瓦冷指上布置过渡金属部件，并按照装配图纸将布置完成后的杜瓦冷指装入焊接夹具；对装入焊接夹具的杜瓦冷指进行焊接。2.如权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，在杜瓦冷指上布置过渡金属部件，包括：在杜瓦冷指与杜瓦冷台以及杜瓦冷指与杜瓦外壳连接处分别布置过渡金属部件。3.如权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，在按照装配图纸将布置完成后的杜瓦冷指装入焊接夹具之前，所述焊接方法还包括：根据杜瓦的外形尺寸选取焊接夹具。4.如权利要求2所述的焊接方法，其特征在于，所述过渡金属部件采用原子直径与杜瓦冷指材料或杜瓦冷台材料的原子直径相近的元素制成。5.如权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，在杜瓦冷指上布置过渡金属部件之前，所述焊接方法还包括：制定焊接工艺参数，并对焊接部件进行焊前处理。6.如权利要求5所述的焊接方法，其特征在于，对装入焊接夹具的杜瓦冷指进行焊接，包括：根据所述焊接工艺参数对装入焊接夹具的杜瓦冷指进行焊接。7.如权利要求5所述的焊接方法，其特征在于，在对装入焊接夹具的杜瓦冷指进行焊接之后，所述方法还包括：对焊接完成后的杜瓦的焊缝进行检查并检漏。2CN110625284A说明书1/5页一种红外探测器杜瓦焊接方法技术领域[0001]本发明涉及红外探测器技术领域，尤其涉及一种红外探测器杜瓦焊接方法。背景技术[0002]制冷型红外探测器组件(以下简称探测器)在光电产品有着广泛的应用，是各类整机系统寻找目标的核心部件，相当于整机系统的“眼睛”。探测器组件由探测器芯片、微杜瓦、制冷机(器)三个部件组成，其中探测器芯片用于完成光电转换，需要工作在低温环境下；微杜瓦为探测器芯片提供光学、电学、机械接口及真空环境；制冷机(器)为探测器芯片提供低温冷源。[0003]为了减小制冷机(器)的负载，微杜瓦的热耗应尽量小。热耗主要由传导换热、辐射换热两个方面组成，其中冷指的传导换热占50％以上，为了减小热耗，冷指一般选用导热系数比较低的TC4材料(导热系数为5.44W/(m·K))。[0004]微杜瓦一般采用锗材料作为光学窗口，采用陶瓷材料作为电学输出接口，考虑到焊接的匹配性，杜瓦外壳一般采用4J29、4J33等Fe-Ni合金材料。为了减小低温下冷头结构的热失配，冷台一般采用4J36等热膨胀系数比较小的材料。[0005]冷指用的TC4材料与4J29、4J33、4J36等Fe-Ni合金材料无法采用熔焊接工艺完成，工艺中一般采用真空高温钎焊的方式实现。由于钎焊工艺时间长、温度高(通常800℃以上)，工艺中容易造成零件变形，给微杜瓦结构精度和工艺效率的提升带来了很大的限制。同时，由于Fe-Ni合金材料密度大，不利于微杜瓦的减重设计。[0006]在现有结构下，采用不同材料的杜瓦冷指和冷台、外壳的连接方式一般为高温真空钎焊或高能束焊接。[0007]高温真空钎焊连接可以保证绝大部分的金属材料之间的连接，但是该工艺方法需要对工件进行整体加热，加热温度需要800℃以上，当加热完成后，薄壁(厚度0.125mm左右)的冷指零件会产生较大的形变，无法满足探测器芯片及制冷机(制冷器)的安装要求。因此该方法只能用在安装精度较低的探测器制造工艺中。同时该方法效率极低，每批次焊接需要12h以上。[0008]对于高能束焊接方法(激光焊接、离子束焊接、电子束焊接等)，可以保证较高的安装精度，但是对于异种材料的连接，需要进行工艺试验。目前杜瓦外壳及杜瓦冷台材料一般均为可伐合金、铟伐合金等高导热、低热膨胀系数材料(主要成分为Fe、Ni、Co等元素)。在这类材料与冷指材料进行焊接时，发现TC4无法实