掌桥专利:专业的专利平台
掌桥专利
首页

一种低覆盖度模型两点变温杜瓦真空寿命评估方法

文献发布时间:2023-06-19 18:37:28


一种低覆盖度模型两点变温杜瓦真空寿命评估方法

技术领域

本发明属于低温红外探测器集成封装领域,具体为一种低覆盖度模型两点变温杜瓦真空寿命评估方法。适用于低温真空封装杜瓦的真空寿命评估。

背景技术

随着红外探测需求向长波和高灵敏度发展,红外探测器在深低温下才能工作,红外探测器杜瓦内必须保持一定的真空度来维持工作,杜瓦真空度的变化将影响到整个探测器的维护成本、光电性能、使用寿命,即真空寿命是红外探测器杜瓦重要的技术指标。红外探测器杜瓦真空寿命一般使用经验公式或阿伦尼斯(Arrhenius)加速寿命模型试验来获得。但红外探测器新应用需求使得杜瓦的具有多样性,且各类新型陶瓷、有机材料也开始使用在杜瓦中,使得前期杜瓦的寿命计算及经验数据不再适用,新型杜瓦寿命估算变得困难。因此亟需一个小批量、多样化杜瓦的真空寿命估算方法。

中国专利CN110529728A一种在线检测红外焦平面探测器杜瓦瓶寿命的装置及方法,运用稀薄气体物理和真空技术原理获得杜瓦真空寿命。但当存储和排气监测存在温度变化时的计算方法未给出,若存储温度发生变化,寿命变得不可预测。

由于杜瓦内气体的主要来源为杜瓦内材料出气。杜瓦排气时的出气率能够反映杜瓦因所用材料和工艺过程造成的整体出气水平及其走势。存储温度通常与排气温度不一致,且一般低于排气温度。本发明不仅实施便利,适用于各种新型的小批量、多样化杜瓦,且适用于不同存储温度的真空寿命预测。

发明内容

本发明提出了一种低覆盖度模型两点变温杜瓦真空寿命评估方法。解决了使用新型陶瓷、有机封装材料的新型杜瓦寿命估算问题。该真空寿命检测评估方法优点在于不会损坏探测器性能,实施便利,为小批量、多样化杜瓦的真空寿命提供了无损检测评估方法。

本发明通过如图1所示低覆盖度模型两点变温杜瓦真空寿命评估方法原理框图实现。针对红外探测器杜瓦组件的出气机理及长时间排气特点,使用满足低覆盖度条件的一级脱附速率方程作为出气模型,所述覆盖度指杜瓦内部材料气体实际吸附量与最大吸附量之比。所述杜瓦出气率模型为:

式中式中T为温度,t为时间,R为气体常数,E

杜瓦真空寿命评估方法如下

(1)通过快速两点变温的方法,得到不同温度T

(2)杜瓦密封后的存储温度为T

式中T

(3)使用满足低覆盖度条件的一级脱附速率方程及上述脱附激活能E

以上所述公式中单位分别为:温度T,K;时间t,s;脱附激活能E

本发明使用一种杜瓦排气系统获得杜瓦出气率。所述排气系统如图2所示,包含机械泵1、分子泵2、离子泵5,真空腔体4,第一真空阀3、第二真空阀6、第三真空阀8,以及真空计7。使用真空排气系统获得杜瓦出气率的测试方法如下:

(1)用杜瓦连接管道9将杜瓦样品10连接到排气系统上,开启机械泵1和分子泵2和第一真空阀3、第二真空阀6、第三真空阀8对真空腔室4和杜瓦样品10进行低于100℃的低温排气。

(2)在真空达到10E-4Pa之后,关闭一真空阀3,使用离子泵5继续排气,抽速为S

(3)关闭第三真空阀8,真空计7读数获得基底真空度P

(4)打开第三真空阀8,排气超过3天并且真空计7的读数达到杜瓦密封条件时,排气结束,记录真空度P

(5)温度T

(6)杜瓦密封时出气率q

根据杜瓦存储温度T

本发明的优点在于:

1、通过杜瓦排气系统在夹封前得数据获得杜瓦真空寿命,不增加试验设备及试验过程,实施便利。

2、该方法不会损坏探测器性能,为无损检测评估方法。

3、该方法不需要大量样本,可用于小批量、多样化杜瓦的真空寿命检测评估。

4、测试了每一个被测杜瓦得实际放气率数据,可获得每个杜瓦得真实状态杜瓦寿命数据。

5、该方法获得了杜瓦的出气激活能,可以计算得到不同存储温度下的杜瓦真空寿命。

附图说明

图1为低覆盖度模型两点变温杜瓦真空寿命评估方法原理框图;

图2为杜瓦排气系统原理框图;

1-机械泵

2-分子泵

3-第一真空阀

4-连接腔体

5-离子泵

6-第二真空阀

7-真空规

8-第三真空阀

9-杜瓦连接管道

10-杜瓦

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面使用一新型红外探测器杜瓦作为样品对本发明的具体实施方式做详细的说明。

所使用新型红外探测器杜瓦内部容积V=1.94E-4m

将杜瓦安装在图1中位置10。开启机械泵1和分子泵2和第一真空阀3、第二真空阀6、第三真空阀8对真空腔室4和杜瓦样品10进行排气,在真空达到10E-4Pa之后,关闭阀门3,由离子泵持续排气,排气时杜瓦温度为70℃。离子泵抽速S0为320l/s,关闭第一真空阀3、第三真空阀8获得基底真空3.30E-8Pa,即基底气流量为1.05E-8Pa.m

以上就完成了一种低覆盖度模型两点变温杜瓦真空寿命评估方法的实施。

技术分类

06120115636374