CN102201310A

CN102201310A - 冷阴极管用电极的制造夹具及冷阴极管用电极的制造方法

Info

Publication number: CN102201310A
Application number: CN2011100737391A
Authority: CN
Inventors: 卫藤雅俊
Original assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Current assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2031-03-25
Also published as: JP2011204560A; CN102201310B

Abstract

提供一种冷阴极管用电极的制造夹具及冷阴极管用电极的制造方法，能够在高精度下将用于密封冷阴极管的密封部件接合于内部引线上的确定位置上。冷阴极管用电极的制造夹具(15)将用于密封冷阴极管(22)的密封部件(4)接合于冷阴极管用电极的内部引线(2)上，该冷阴极管用电极具有电极(1)、连接于电极(1)上的内部引线(2)及连接于内部引线(2)上的外部引线(3)，其中具有：(a)基体材料(10)；(b)第1沟(11)，设置在基体材料(10)的内部，收存内部引线(2)及配置在内部引线(2)的外周上的密封部件(4)，同时，在底面(11a)上支撑密封部件(4)；(c)第2沟（12），连接于第1沟(11)的底面(11a)，在底面(12a)上支撑内部引线(2)的端部；和(d)第3沟(13)，连接于第2沟(12)的底面(12a)，收存外部引线(3)。

Description

冷阴极管用电极的制造夹具及冷阴极管用电极的制造方法

技术领域

本发明涉及一种冷阴极管用电极的制造夹具及使用了该夹具的冷阴极管用电极的制造方法。

背景技术

在以液晶显示器或液晶电视为主的液晶显示装置(LCD)中，组入用于照明显示画面的背光灯，作为该背光灯的光源，一般使用冷阴极荧光灯。

在冷阴极荧光灯中，例如在内表面涂敷了荧光体的玻璃管内，填充水银及惰性气体，在玻璃管的两端部安装电极及导线。导线具有连接于电极端部上的内部引线与连接于内部引线上的外部引线。为了提高与玻璃管的紧贴性，在内部引线的外周上接合玻璃制的密封部件。使导线与密封部件事先一体接合，通过将该一体件分别配置在玻璃管的两端，由此能够制造出冷阴极荧光灯。

作为使导线与密封部件接合的方法，例如，在特开2008-130396号公报中，记载了使用火炉或电炉、通过2阶段加热法使密封部件接合于内部引线的外周上的方法。并且，在特开2008-130396号公报中，还记载了当接合时，通过将内部引线与外部引线间的焊接突起用作密封部件的止挡件，从而进行密封部件的定位。

专利文献1：特开2008-130396号公报

但是，在专利文献1中记载的发明中，在焊接工序的性质上，焊接包的形状未必是相同形状，所以虽然能确定大致的位置，但难以在高精度下使密封部件接合于内部引线上的确定位置上。

发明内容

因此，本发明提供一种冷阴极管用电极的制造夹具及冷阴极管用电极的制造方法，能够在高精度下将用于密封冷阴极管的密封部件接合于内部引线上的确定位置。

为了解决上述课题，本发明人们专心研究的结果，发现通过利用具有使密封部件保持在内部引线上特定位置的沟的适当形状耐热性制造夹具，可容易且高精度地将密封部件定位在内部引线上的规定位置。

以上述见解为基础完成的本发明的一个方面涉及一种冷阴极管用电极的制造夹具，将用于密封冷阴极管的密封部件接合于冷阴极管用电极的内部引线上，该冷阴极管用电极具有电极、连接于电极上的内部引线及连接于内部引线上的外部引线，其中，具有基体材料；第1沟，设置在基体材料的内部，并收存内部引线及配置在内部引线的外周上的密封部件，同时，在底面上支撑密封部件；第2沟，连接于第1沟的底面，在底面上支撑内部引线的端部；和第3沟，连接于第2沟的底面，收存外部引线。

本发明的冷阴极管用电极的制造夹具中，第1沟具有比密封部件的最大直径大的第1尺寸，第2沟具有比内部引线的直径大、比密封部件的最大直径小的第2尺寸，第3沟具有比内部引线的直径小、比外部引线的直径大的第3尺寸。

本发明的冷阴极管用电极的制造夹具中，基体材料的耐热温度为800℃以上。

本发明的冷阴极管用电极的制造夹具中，第3沟沿基体材料的厚度方向贯通设置。

本发明的冷阴极管用电极的制造夹具中，还具有隔板，配置在第2沟的底面上，具有用于向第3沟内引入外部引线的开口部。

本发明的另一方面涉及一种冷阴极管用电极的制造方法，其中包含如下工序：接合内部引线与外部引线；氧化处理内部引线的表面；在冷阴极管用电极的夹具内配置内部引线及外部引线；在内部引线的外周上引入筒状的密封部件，由夹具的第1沟的底面来保持密封部件；在夹具内使密封部件加热及熔融，使密封部件接合于内部引线上的确定位置；和将电极配置在内部引线的端部。

发明效果

根据本发明，可提供一种冷阴极管用电极的制造夹具及冷阴极管用电极的制造方法，能够在高精度下将用于密封冷阴极管的密封部件接合于内部引线上的确定位置上。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的冷阴极管用电极的一例的示意图。

图2(a)是表示本发明实施方式的制造夹具内设置的多个沟的俯视图，图2(b)是从图2(a)的A-A截面观察时的截面图。

图3是表示本发明实施方式的冷阴极管用电极的制造夹具的一例的俯视图。

图4(a)～图4(d)是表示本发明实施方式的冷阴极管用电极的制造方法的一例的示意图。

图5是本发明实施方式的冷阴极管用电极的制造方法的一例，是表示图4(d)之后的工序的工序截面图。

图6是表示本发明实施方式的冷阴极管的一例的示意图。

图7(a)是表示本发明实施方式的变形例的冷阴极管用电极的制造夹具中所使用的隔板的斜视图，图7(b)是表示安装有图7(a)的隔板的状态的制造夹具的截面图。

图8是表示本发明实施方式的冷阴极管用电极的外观的照片。

图9是表示比较例1的冷阴极管用电极的外观的照片。

符号说明

1…电极

2…内部引线

3…外部引线

4…密封部件

10…基体材料

11…第1沟

12…第2沟

13…第3沟

15…夹具

20…单元

30…隔板

31…开口部。

具体实施方式

参照附图来说明本发明的实施方式。下面的附图是示意图，应注意厚度与平均尺寸的关系、各层的厚度的比率等与现实中的有所不同。当然，附图相互间包含了彼此的尺寸关系或比率不同的部分。下面示出的实施方式示例了对本发明的技术思想进行具体化的装置和方法，本发明的技术思想并不是将构成部件的材质、形状、构造、配置等特定为下述情况。

(冷阴极管用电极)

本发明实施方式的冷阴极管用电极如图1所示，具有电极1、连接于电极1端部的内部引线2、连接于内部引线2端部的外部引线3、和配置在内部引线2的外周面上的密封部件4。

电极1具有筒状或有底筒(杯)形状。内部引线2及外部引线3是用于向电极1施加电压的导线。内部引线2及外部引线3通过电阻焊接等彼此接合，内部引线2的直径比外部引线3的直径大。内部引线2及外部引线3的直径也可以相同。此时，最好在内部引线2与外部引线3之间的接合部分中设置凸部。

作为电极1，可使用镍(Ni)、铌(Nb)、镍合金(向Ni中添加了Al、Si、Ti、V、Mn、Fe、Y、Zr、Nb、Mo、W等的合金)等金属材料。为了提高电极1的耐热性，也可以由钨(W)、钼(Mo)等高融点金属形成。必要时，也可以在电极1的内部密封用于改良放电特性的放电特性改良剂等。

内部引线2、外部引线3的材料并未特别限制，例如，作为内部引线2，可利用由Fe、Ni、Co构成的合金，即科瓦铁镍钴合金、W、Mo等。作为外部引线3，可利用镍(Ni)、Ni与锰(Mn)的合金、杜美包铜铁镍合金(在铁(Fe)与镍(Ni)合金线上包覆铜(Cu))线等。作为密封部件4，可利用与玻璃管阀(图6的玻璃管22)具有同等热膨胀系数的硅酸玻璃。

(冷阴极管用电极的制造夹具)

如图2(a)的俯视图及图2(b)的截面图所示，实施方式的冷阴极管用电极的制造夹具具有基体材料10、在基体材料10中以同心圆状设置的第1沟11、第2沟12及第3沟13。

第1沟11是从基体材料10的表面沿厚度方向延伸的圆柱状沟，如图2(b)所示，在平行于基体材料10表面的第1方向(参照图2(a))，具有第1尺寸(=直径)d₁。第1尺寸d₁比内部引线2的直径D₁(参照图5)及配置在内部引线2的外周上的密封部件4的最大直径D₂大。例如，可设第1尺寸d₁=D₂+(0.2～0.6mm)。第1尺寸d₁因作为制造对象的电极的大小不同而不同，但例如可设为2.2～2.6mm。

第1沟11如图5所示，收存内部引线2及配置在内部引线2的外周上的密封部件4。此时，密封部件4由第1沟11的底面11a保持在第1沟11内的确定位置上。

第2沟12如图2(a)所示，是设置在第1沟11中的圆柱状沟，如图2(b)所示，在平行于基体材料10表面的第1方向，具有第2尺寸(=直径)d₂。第2尺寸d₂比内部引线2的直径D₁(参照图5)大，比密封部件4的最大直径D₂小。例如，可设d₂=D₁+(0.05～1.0mm)，其中，d₂<D₂。第2尺寸d₂因作为制造对象的电极的大小不同而不同，但例如可设为1.6～1.8mm。

第2沟12如图5所示，收存内部引线2的一部分。内部引线2的与外部引线3连接一侧的端部(内部引线2与外部引线3的接合部分)由第2沟12的底面12a支持，并保持在第2沟12内。

第3沟13如图2(a)所示，是进一步设置在第2沟12中的圆柱状沟，如图2(b)所示，在平行于基体材料10表面的第1方向，具有第3尺寸d₃。第3尺寸d₃比内部引线2的直径D₁(参照图5)小，比外部引线3的直径D₃大。例如，可设d₃+0.05≦D₁。第3尺寸d₃因作为制造对象的电极的大小不同而不同，但例如可设为0.65～0.70mm。第3沟13沿基体材料10的厚度方向贯通设置。由此，无论外部引线3的长度如何，均可将内部引线2、密封部件4及外部引线3的与内部引线2的连接部分保持在基体材料10的内部。

第1沟11、第2沟12及第3沟13的深度(垂直于基体材料10表面的方向的沟长度：参照图2(b))m₁、m₂、m₃可分别对应于作为制造对象的冷阴极管用电极的特性进行变更。例如，在使密封部件4接近外部引线3侧的情况下，只要将第2沟12的深度m₂的大小形成得小即可，在使密封部件4离开外部引线3的情况下，只要将第2沟12的深度m₂形成得大即可。

如图3所示，由第1沟11、第2沟12及第3沟13构成的单元20可相对于基体材料10的表面按矩阵状配置多个。由此，可由1台夹具15同时形成大量的电极。多个单元20的配置例不限于图3所示的结构，当然还包含其他各种方式。

虽然通过后述的制造方法可知，但为了在基体材料10内进行玻璃等密封部件4的加热、熔融及接合，作为基体材料10，最好使用具有800℃以上耐热性的材料。因此，作为基体材料10，最好是加工容易、难以与熔融的玻璃反应、难以浸润的氮化硼与氧化铝的烧结体、石墨(黑铅)、铜和铜合金。

根据实施方式的冷阴极管用电极的制造夹具，通过利用夹具15，如图5所示，内部引线2的端部(内部引线2与外部引线3的连接部分)由第2沟12的底面12a支撑，将密封部件4支撑在第1沟11的底面11a上。因此，当加热密封部件4将其接合在内部引线2的外周上时，可使密封部件4以高精度接合于内部引线2上的确定位置上。并且，通过使用图3所示的夹具15，能够在多个冷阴极管用电极间制造出基本相同形状的冷阴极管用电极，故能够提高冷阴极管用电极的制造成品率及品质。

(冷阴极管用电极的制造方法)

使用图4(a)～图4(d)及图5的截面图来说明使用了图2(a)、图2(b)及图3所示的夹具的冷阴极管用电极的制造方法。下面所示的制造方法是一个例子，各工序的顺序并不限于下述。

如图4(a)所示，通过拉伸加工或冲压加工平板状的金属板100，制造出杯状或筒状的电极1。作为金属板100，可使用Cu、Ni、Al、Fe、W、Mo等金属材料。接着，如图4(b)所示，例如通过电阻焊接等来接合科瓦铁镍钴合金制的内部引线2与Ni合金制的外部引线3。

如图4(c)所示，为了提高内部引线2与密封部件4的浸润性，利用电炉将内部引线2的表面加热到800～1000℃，在内部引线2的表面形成氧化膜(Fe₃O₄、FeO)。如果氧化膜的厚度过厚，则将导致在密封部件4内残存氧化膜或在密封部件4内产生气泡等缺陷，相反，若过薄，则密封部件4与内部引线2的接合强度变弱，空气和水分从密封部件4与内部引线2的接合部浸入，从而导致冷阴极荧光管的性能恶化，所以最好形成0.2～1.5μm、更好是0.3～1.0μm的氧化膜。并且，为了避免氧化膜与母材的内部引线2的紧贴性下降并生成空隙，与形成Fe₂O₃相比，最好形成Fe₃O₄、FeO。在本实施方式中，作为处理条件，例如，通过设氧气分压为1×10^-3Pa以下、加热温度为800～1000℃、加热时间为5～15分钟、露点为-5～+30℃、最好为0～25℃，由此能够形成厚度为0.2～1.5μm的Fe₃O₄、FeO氧化膜。另外，在利用火炉等进行加热的情况下，调整火炉等的氧化焰、还原焰的气体量或氧气量，生成黑色的氧化层(Fe₃O₄、FeO)。

如图4(d)所示，从氧化处理了表面的内部引线2的端部，引入筒状的密封部件(玻璃珠)4，将内部引线2、外部引线3、密封部件4配置在夹具15中。当然，密封部件4也可以在将内部引线2及外部引线3设置在夹具15中后再配置。如图5所示，第1沟11内收存内部引线2及密封部件4，第2沟12内保持内部引线2的端部，第3沟13内收存外部引线3。

接着，将图5所示的夹具15放入电炉(未图示)，在非氧化性气体环境、例如氮气环境中，在850～1000℃下、露点为-60℃～-10℃、最好为-20～-60℃下对密封部件4加热5～15分钟，使密封部件4熔融。筒状的密封部件4因加热而变形，密封部件4内周面贴附在内部引线2上的氧化膜上。此时，密封部件4仍由夹具15保持在第1沟11内熔融，所以能够接合到内部引线2上的确定位置上，氧化膜扩散到密封部件4内。由此，使内部引线2与密封部件4紧贴。

将氢气加入到电炉中，在还原性环境中以加热温度为600～700℃、加热时间为5～20分钟左右进行加热，还原并去除无助于内部引线2上与密封部件4的接合的内部引线2上的氧化膜。之后，若通过焊接等使电极1接合于内部引线2的端部上，则制造出图1所示的冷阴极管用电极。

在由所得到的冷阴极管用电极制造出图6所示的冷阴极管的情况下，首先准备内部配置了荧光体21的玻璃管22。之后，在玻璃管22的内部填充了水银及惰性气体的状态下分别使电极1相对置地插入到玻璃管22的两端，并由密封部件4密封玻璃管22的两端。

根据实施方式的冷阴极管用电极的制造方法，通过在具有第1～第3沟11、12、13的夹具15内设置内部引线2、外部引线3及密封部件4后进行加热，能够高精度地接合于内部引线2上的确定位置上。内部引线2与外部引线3的接合部分的氧化膜厚度容易比内部引线2的中间部分薄。所以，通过将密封部件4定位在将密封部件4的固定位置与内部引线2同外部引线3的接合部分错开的位置，就能够使氧化膜充分扩散到密封部件4内。结果，能够提高密封部件4与内部引线2的紧贴性。

上述中说明了基于电炉或火炉的氧化处理的实例。但是，最好使用连续炉在将内部引线2设置在夹具15中的状态下连续地进行图4(c)及图4(d)所示的工序。通过使用夹具15来连续制造，与以前相比，简化了制造工序，容易批量生产。

(变形例)

实施方式的变形例的冷阴极管用电极的制造夹具如图7(a)所示，也可以还具有隔板30，在大致中心具有用于将外部引线3引入到第3沟13内的开口部31。开口部31如图7(b)所示，配置在第3沟13的底面12a上。通过配置隔板30，能够在形式上将第2沟12的深度m₂变更为深度m₄。因此，无论第2沟12的深度如何，均能够对应于对象电极的大小，自由地变更密封部件4的接合位置。作为隔板30，通过使用与基体材料10相同的材料，能够将加热密封部件4时的热造成的基体材料10与隔板30之间的热膨胀调整为相同，故与使用其他材质的情况相比，能够提高定位的精度。

(其他实施方式)

如上所述，记载了本发明的实施方式，但不应理解为构成该公开一部分的论述及附图用来限定该方案。根据该公开，本领域技术人员可清楚各种代替实施方式及运用技术。本发明当然包含这里未记载的各种实施方式等，本发明的技术范围由涉及根据上述说明妥当的权利要求书所涉及的发明特定事项来确定。

［实施例］

下面，示出本发明的实施例，但本发明并不限于实施例。

(实施例)

用平板状的金属板通过拉伸加工制造出杯状电极。接着，通过电阻焊接等接合科瓦铁镍钴合金制的内部引线与Ni合金制的外部引线。使用电炉在内部引线的表面上形成0.50μm的氧化膜(Fe₃O₄、FeO)。设电炉的加热条件为氧气分压为1×10^-3Pa以下、加热温度为900℃、加热时间为6分钟、露点为20℃。从氧化处理了表面的内部引线的端部引入筒状玻璃珠，将内部引线、外部引线、玻璃珠配置在图2(b)所示的夹具中。接着，将夹具放入电炉中，在氮气环境中930℃、露点-45℃以下加热玻璃珠7分钟，使玻璃珠熔融，使内部引线与玻璃珠紧贴。向电炉中加入氢气，在还原性环境中以加热温度650℃加热加热时间15分钟左右。之后，通过焊接等使电极接合于内部引线的端部，制作出1000根冷阴极管用电极。

(比较例1)

使用其他夹具，即不配置图2(b)所示的第2沟12，仅由第1沟11及第3沟13等两个沟构成的夹具来进行内部引线与玻璃珠的紧贴作业，此外，与实施例一样，制作出1000根冷阴极管用电极。

(比较例2)

另外，通过煤气炉法进行内部引线与玻璃珠的紧贴作业，制作出10根冷阴极管用电极。

(制品差异)

就实施例与比较例1及2而言，抽取10根冷阴极管用电极，由放大投影仪进行尺寸测定。如图8及图9所示，设电极的底至玻璃珠的距离为L(mm)，玻璃珠的最大直径为D(mm)，测定到1/100mm。

测定值的平均与标准偏差如表1所示。

［表1］

Figure 2011100737391100002DEST_PATH_IMAGE001

是要求距离L为0.65±0.10mm、直径D为1.90±0.05mm的制品。发明例的L值、D值均是平均值满足要求值，标准偏差(差异)较小。另一方面，比较例1的距离L的平均值超出要求值，标准偏差较大，直径D的平均值虽然满足，但标准偏差大。比较例2的L值、D值均是平均值虽然满足要求值，但L、D的标准偏差都大。

Claims

1. 一种冷阴极管用电极的制造夹具，将用于密封冷阴极管的密封部件接合于冷阴极管用电极的内部引线上，所述冷阴极管用电极具有电极、连接于所述电极上的所述内部引线及连接于所述内部引线上的外部引线，其特征在于，包括：

基体材料；

第1沟，设置在所述基体材料的内部，收存所述内部引线及配置在所述内部引线的外周上的所述密封部件，同时，在底面上支撑所述密封部件；

第2沟，连接于所述第1沟的底面，在底面上支撑所述内部引线的端部；和

第3沟，连接于所述第2沟的底面，收存所述外部引线。

2. 根据权利要求1所述的冷阴极管用电极的制造夹具，其特征在于，

所述第1沟具有比所述密封部件的最大直径大的第1尺寸；

所述第2沟具有比所述内部引线的直径大、比所述密封部件的最大直径小的第2尺寸；

所述第3沟具有比所述内部引线的直径小、比所述外部引线的直径大的第3尺寸。

3. 根据权利要求1或2所述的冷阴极管用电极的制造夹具，其特征在于，

所述基体材料的耐热温度为800℃以上。

4. 根据权利要求1或2所述的冷阴极管用电极的制造夹具，其特征在于，

所述第3沟沿所述基体材料的厚度方向贯通设置。

5. 根据权利要求1或2所述的冷阴极管用电极的制造夹具，其特征在于，

还具有隔板，配置在所述第2沟的底面上，具有用于向所述第3沟内引入所述外部引线的开口部。

6. 一种冷阴极管用电极的制造方法，其特征在于，包含如下工序：

接合内部引线与外部引线；

氧化处理所述内部引线的表面；

在权利要求1～5之一所述的冷阴极管用电极的夹具内配置所述内部引线及所述外部引线；

在所述内部引线的外周上引入筒状的密封部件，由所述夹具的第1沟的底面来保持所述密封部件；

在所述夹具内使所述密封部件加热及熔融，使所述密封部件接合于所述内部引线上的确定位置上；和

将电极配置在所述内部引线的端部。