一種鈹窗及其封接方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種鈹窗及其封接方法，解決現(xiàn)有鈹窗結(jié)構(gòu)及其封接方法密閉性不好、不耐烘烤的技術(shù)問題。本發(fā)明的鈹窗，包括封接環(huán)以及置于封接環(huán)上方的鈹窗片，鈹窗片下表面的封接邊緣區(qū)域鍍有一層金屬鎳，鈹窗片下表面的封接邊緣區(qū)域與封接環(huán)的封接面焊接。鈹窗片的封接邊緣區(qū)域電鍍有一層金屬鎳，可以增加鈹窗片和封接焊料之間的浸潤性，有效提高鈹窗的封接成活率。
【專利說明】一種鈹窗及其封接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于X射線像增強器用鈹窗封接領(lǐng)域，具體涉及一種鈹窗及其封接方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]X射線像增強器是手提式X射線檢測儀、X射線機器視覺系統(tǒng)的核心器件，由其所組成的儀器主要應(yīng)用于人體四肢骨折檢查、線路板及線路板焊點等的檢測。X射線像增強器的輸入窗通常選用對X射線透過率高的金屬材料封接而成。X射線像增強器常用的輸入窗為金屬鈦窗和鋁窗，因為金屬鈹比金屬鈦、鋁對X射線的透過率高得多，獲得同樣清晰的圖像所需的X射線強度和計量都會低很多，因此，無論是對人身安全和環(huán)境保護(hù)采用金屬鈹作為X射線真空器件的輸入窗都是最佳的選擇。
[0003]鈹一般采用釬焊和擴散焊方法。但金屬鈹窗的封接相對常用的鈦輸入窗和鋁輸入窗的封接而言會困難一些。釬焊要用鉛基封接焊料和銀基封接焊料.但無論是何種封接焊料，在鈹表面的潤濕性和流動性都較差，且鈹易于氧化，增加了鈹窗釬焊的難度。另外，鈹窗的釬焊也不宜在過高的溫度下進(jìn)行，鈹在高溫下易于擴散，形成釬縫界面的孔洞。
[0004]對X射線真空器件而言，由于在制作過程中需要對器件進(jìn)行400°C左右烘烤去氣，故只能采用真空釬焊的方法制備X射線輸入窗，可同時保證其真空氣密性和耐烘烤的要求。專利200510040724.X提到采用膠粘的辦法制備鈹窗的方法只適用于不需要高溫烘烤的密封條件下使用 。
[0005]采用常規(guī)的鈦輸入窗封接方法封接小尺寸鈹窗其封接成活率極低，大尺寸鈹窗的封接難度可想而知。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是:提供一種鈹窗及其封接方法，解決現(xiàn)有鈹窗結(jié)構(gòu)及其封接方法密閉性不好、不耐烘烤的技術(shù)問題。
[0007]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:
[0008]一種鈹窗，包括封接環(huán)以及置于封接環(huán)上方的鈹窗片，其特殊之處在于:鈹窗片下表面的封接邊緣區(qū)域鍍有一層金屬鎳，鈹窗片下表面的封接邊緣區(qū)域與封接環(huán)的封接面焊接。
[0009]上述鈹窗還包括位于鈹窗片上方的封接隔離環(huán)，所述鈹窗片、封接環(huán)以及封接隔離環(huán)同軸，鈹窗片上表面的封接邊緣區(qū)域鍍有一層金屬鎳，封接隔離環(huán)與鈹窗片上表面的封接邊緣區(qū)域焊接。
[0010]上述封接環(huán)的封接面的內(nèi)邊緣設(shè)置有倒角。
[0011]上述鈹窗片的直徑比封接隔離環(huán)的外邊緣的直徑小。
[0012]一種鈹窗封接方法，其特殊之處在于:包括以下步驟:
[0013]I】去除鈹窗片的表面的鈹氧化膜后，在鈹窗片的上下表面的有效輸入面涂保護(hù)漆，在鈹窗片的下表面的封接邊緣區(qū)域鍍一層金屬鎳；[0014]2】將鈹窗的各個部分固定在封接胎具內(nèi):
[0015]封接胎具包括封接底座、封接定位環(huán)以及封接壓塊，封接底座的中心設(shè)置有定位槽，定位槽用于容納鈹窗的封接環(huán)，封接定位環(huán)置于封接底座上并與封接底座扣合，封接定位環(huán)用于定位封接壓塊，固定封接壓塊插入封接定位環(huán)的環(huán)內(nèi)；
[0016]將封接環(huán)放在封接底座的定位槽內(nèi)，然后將封接焊料放置于封接環(huán)的封接面處，鈹窗片下表面的封接邊緣區(qū)域與封接焊料位置對準(zhǔn)；
[0017]將封接定位環(huán)固定在封接底座上，將封接壓塊插入封接定位環(huán)內(nèi)，并壓在鈹窗片上;
[0018]3】封接鈹窗:
[0019]3.1】啟動真空爐，升起真空爐鐘罩，將封接底座、封接壓塊、封接定位環(huán)、鈹窗作為整體放置于真空爐內(nèi)托盤上，降下真空爐鐘罩，設(shè)定鈹窗封接工藝程序；
[0020]3.2】啟動鈹窗封接工藝程序，依次完成抽真空、系統(tǒng)升溫、保溫和降溫的步驟，完成鈹窗的真空封接。
[0021]較優(yōu)的，上述步驟I】中，在鈹窗片的上表面的封接邊緣區(qū)域鍍一層金屬鎳；步驟2】中，將封接隔離環(huán)的封接面與鈹窗片上表面的封接邊緣區(qū)域?qū)?zhǔn)；鈹窗片、封接環(huán)以及封接隔離環(huán)同軸；封接壓塊壓在封接隔離環(huán)上。
[0022]較優(yōu)的，步驟2】中，上述述封接環(huán)的封接面邊緣設(shè)置有倒角。
[0023]上述鈹窗片的直徑比封接隔離環(huán)的外邊緣的直徑小。
[0024]上述封接焊料為AgCu28,所述焊料為厚0.1mm、寬3mm的圓環(huán)，圓環(huán)外徑為16~106mmo
[0025]上述鈹窗片的厚度為0.1~0.3mm,鈹窗片的直徑為15~105mm ;封接隔離環(huán)厚度為0.5mm~Imm,封接隔離環(huán)的寬度為3mm~5mm,封接隔離環(huán)的內(nèi)徑為IOmm~100mm,封接隔離環(huán)的外徑為16~106mm。
[0026]上述步驟2】中，所述封接底座上設(shè)置有排氣槽。
[0027]本發(fā)明的優(yōu)點是:
[0028](I)鈹窗片的封接邊緣區(qū)域電鍍有一層金屬鎳，可以增加鈹窗片和封接焊料之間的浸潤性，有效提聞被窗的封接成活率。
[0029](2)封接環(huán)的封接面的內(nèi)邊緣設(shè)置有倒角，防止焊料擴散到鈹窗片的有效輸入面。
[0030](3)鈹窗片的直徑比封接環(huán)和封接隔離環(huán)的直徑稍小，焊料熔化后會利用封接環(huán)和封接隔離環(huán)邊緣之間的微小縫隙產(chǎn)生毛細(xì)作用而形成良好的真空密封。
[0031 ] (4)利用封接定位環(huán)將封接壓塊定位可以防止封接焊料熔化后造成封接壓塊及鈹窗的移動。
[0032](5)本發(fā)明可實現(xiàn)大尺寸鈹窗的真空密封封接。該封接技術(shù)同樣可以用于大尺寸鈦窗、鋁窗的封接。主要應(yīng)用于X射線像增強器、大頭管等的輸入窗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1為本發(fā)明實施例一鈹窗的結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0034]圖2為本發(fā)明實施例二鈹窗的結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0035]圖3為鈹窗結(jié)構(gòu)局部放大示意圖；[0036]圖4為本發(fā)明鈹窗的封接方法示意圖。
[0037]其中:1_封接壓塊；2_封接定位環(huán)；3_封接底座；4-鈹窗；41_封接環(huán)；42_封接隔離環(huán)；43_封接焊料；44_鈹窗片；5_鎳；6_倒角。
【具體實施方式】
[0038]實施例一，如圖1，該鈹窗，包括封接環(huán)41以及置于封接環(huán)41上方的鈹窗片44，鈹窗片44下表面的封接邊緣區(qū)域鍍有一層金屬鎳5，鈹窗片44下表面的封接邊緣區(qū)域與封接環(huán)41的封接面焊接。
[0039]實施例二，如圖2，該鈹窗還包括位于鈹窗片44上方的封接隔離環(huán)42，所述鈹窗片44、封接環(huán)41以及封接隔離環(huán)42同軸，鈹窗片44上表面的封接邊緣區(qū)域鍍有一層金屬鎳5，封接隔離環(huán)42與鈹窗片44上表面的封接邊緣區(qū)域焊接。
[0040]較優(yōu)的，封接環(huán)41的封接面的內(nèi)邊緣設(shè)置有倒角6，防止焊料擴散到鈹窗片的有效輸入面。
[0041]較優(yōu)的，鈹窗片44的直徑比封接隔離環(huán)42的外邊緣的直徑小。焊料熔化后會利用封接環(huán)和封接隔離環(huán)邊緣之間的微小縫隙產(chǎn)生毛細(xì)作用而形成良好的真空密封。
[0042]在真空環(huán)境下封接鈹窗的方法，包括以下步驟:
[0043]鈹窗的封接胎具在鈹窗釬焊前一定要清洗干凈。封接胎具包括封接底座3、封接定位環(huán)2以及封接壓塊1，封接底座3的中心設(shè)置有定位槽，定位槽用于容納封接環(huán)41，封接定位環(huán)2與封接底座3扣合,封接定位環(huán)2用于定位封接壓塊I,固定封接壓塊I插入封接定位環(huán)2的環(huán)內(nèi)。
[0044]鈹窗片44的表面有一層鈹氧化膜，會阻礙封接焊料43的潤濕，因此在鈹窗釬焊前必須去除。鈹窗片44洗液成分為:鉻酐50g，濃縮磷酸450mL，濃硫酸26mL。鈹窗片44浸入60°C的此溶液中浸泡I?3min,取出后用清水沖洗干凈,烘干備用。
[0045]對于實施例一的鈹窗，將去除氧化層的鈹窗片44的下表面的有效輸入面涂保護(hù)漆，整個上表面涂保護(hù)漆。在鈹窗片的下表面的封接邊緣區(qū)域鍍一層金屬鎳；將封接環(huán)放在封接底座的定位槽內(nèi)，然后將封接焊料放置于封接環(huán)的封接面處，鈹窗片下表面的封接邊緣區(qū)域與封接焊料位置對準(zhǔn)；將封接定位環(huán)固定在封接底座上，將封接壓塊插入封接定位環(huán)內(nèi)，并壓在鈹窗片上；啟動真空爐，升起真空爐鐘罩，將封接底座、封接壓塊、封接定位環(huán)、鈹窗作為整體放置于真空爐內(nèi)托盤上，降下真空爐鐘罩，設(shè)定鈹窗封接工藝程序；啟動鈹窗封接工藝程序，依次完成抽真空、系統(tǒng)升溫、保溫和降溫的步驟，完成鈹窗的真空封接。封接真空度為3 X KT3Pa ;升溫時間為15分鐘，保溫溫度為780?820°C;保溫時間為10?25分鐘。
[0046]對于實施例二的鈹窗，將去除氧化層的鈹窗片44的下表面的有效輸入面以及上表面的有效輸入面涂保護(hù)漆。在鈹窗片的下表面的封接邊緣區(qū)域以及上表面的封接邊緣區(qū)域鍍一層金屬鎳；如圖3和4，將封接環(huán)41放在帶有排氣槽的封接底座3的定位槽內(nèi)，然后依次將封接焊料43、鈹窗片44、封接隔離環(huán)42放在封接環(huán)41內(nèi)的相應(yīng)位置上并與封接環(huán)41保持同心，再將封接定位環(huán)2放在封接底座3上，最后將封接壓塊I插入封接定位環(huán)2內(nèi)壓在封接隔離環(huán)42上。啟動真空爐，升起真空爐鐘罩，將封接底座、封接壓塊、封接定位環(huán)、鈹窗作為整體放置于真空爐內(nèi)托盤上，降下真空爐鐘罩，設(shè)定鈹窗封接工藝程序；啟動鈹窗封接工藝程序，依次完成抽真空、系統(tǒng)升溫、保溫和降溫的步驟，完成鈹窗的真空封接。封接真空度為3 X KT3Pa ;升溫時間為15分鐘，保溫溫度為780?820°C;保溫時間為10?25分鐘。
[0047]封接焊料43采用AgCu28，封接焊料為厚0.1mm寬3mm的圓環(huán)，圓環(huán)外徑為16?106mm ;鈹窗片44的厚度為0.1?0.3mm,直徑范圍在15?105mm內(nèi)；封接隔離環(huán)42厚度為0.5mm?1_，封接隔離環(huán)42的寬度為3_?5mm,封接隔離環(huán)42內(nèi)徑為10_?100mm,封接隔離環(huán)42的外徑為16?106mm。
【權(quán)利要求】
1.一種鈹窗，包括封接環(huán)以及置于封接環(huán)上方的鈹窗片，其特征在于:鈹窗片下表面的封接邊緣區(qū)域鍍有一層金屬鎳，鈹窗片下表面的封接邊緣區(qū)域與封接環(huán)的封接面焊接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈹窗，其特征在于:所述封接環(huán)的封接面的內(nèi)邊緣設(shè)置有倒角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鈹窗，其特征在于:所述鈹窗還包括位于鈹窗片上方的封接隔離環(huán)，所述鈹窗片、封接環(huán)以及封接隔離環(huán)同軸，鈹窗片上表面的封接邊緣區(qū)域鍍有一層金屬鎳，封接隔離環(huán)與鈹窗片上表面的封接邊緣區(qū)域焊接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鈹窗，其特征在于:所述鈹窗片的直徑比封接隔離環(huán)的外邊緣的直徑小。
5.一種鈹窗封接方法，其特征在于:包括以下步驟: I】去除鈹窗片的表面的鈹氧化膜后，在鈹窗片的上下表面的有效輸入面涂保護(hù)漆，在鈹窗片的下表面的封接邊緣區(qū)域鍍一層金屬鎳； 2】將鈹窗的各個部分固定在封接胎具內(nèi): 封接胎具包括封接底座、封接定位環(huán)以及封接壓塊，封接底座的中心設(shè)置有定位槽，定位槽用于容納鈹窗的封接環(huán)，封接定位環(huán)置于封接底座上并與封接底座扣合，封接定位環(huán)用于定位封接壓塊，固定封接壓塊插入封接定位環(huán)的環(huán)內(nèi)； 將封接環(huán)放在封接底座的定位槽內(nèi)，然后將封接焊料放置于封接環(huán)的封接面處，鈹窗片下表面的封接邊緣區(qū)域與封接焊料位置對準(zhǔn)； 將封接定位環(huán)固 定在封接底座上，將封接壓塊插入封接定位環(huán)內(nèi)，并壓在被窗片上； 3】封接鈹窗: 3.1】啟動真空爐，升起真空爐鐘罩，將封接底座、封接壓塊、封接定位環(huán)、鈹窗作為整體放置于真空爐內(nèi)托盤上，降下真空爐鐘罩，設(shè)定鈹窗封接工藝程序； 3.2】啟動鈹窗封接工藝程序，依次完成抽真空、系統(tǒng)升溫、保溫和降溫的步驟，完成鈹窗的真空封接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鈹窗封接方法,其特征在于: 所述步驟I】中，在鈹窗片的上表面的封接邊緣區(qū)域鍍一層金屬鎳； 所述步驟2】中，將封接隔離環(huán)的封接面與鈹窗片上表面的封接邊緣區(qū)域?qū)?zhǔn)；鈹窗片、封接環(huán)以及封接隔離環(huán)同軸；封接壓塊壓在封接隔離環(huán)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的鈹窗封接方法，其特征在于:步驟2】中，所述封接環(huán)的封接面邊緣設(shè)置有倒角。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鈹窗封接方法，其特征在于:步驟2】中，所述鈹窗片的直徑比封接隔離環(huán)的外邊緣的直徑小。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鈹窗封接方法，其特征在于:步驟2】中，所述封接底座上設(shè)置有排氣槽。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鈹窗封接方法，其特征在于:所述封接焊料為AgCu28，所述焊料為厚0.1mm、寬3mm的圓環(huán)，圓環(huán)外徑為16~106mm ;鈹窗片的厚度為0.1~0.3mm,鈹窗片的直徑為15~105mm ;封接隔離環(huán)厚度為0.5mm~Imm,封接隔離環(huán)的寬度為3mm~5mm,封接隔離環(huán)的內(nèi)徑為IOmm~100mm,封接隔離環(huán)的外徑為16~106mm。
【文檔編號】H01J31/50GK103715045SQ201310749759
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】賽小鋒, 韋永林, 曹希斌, 田進(jìn)壽, 劉永安, 盛立志 申請人:中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機械研究所