CN1536276A - 微波炉用磁控管元件的结合方法及结合材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种微波炉用磁控管元件的结合方法及结合材料，其结合方法包括有填充阶段：在构成磁控管的A－密封件与A陶瓷件的接触部位、F－密封件与陶瓷芯柱的接触部位以及陶瓷芯柱上形成的2个孔内均填入活性填充剂，使A－密封件与A陶瓷件的连接、F－密封件与陶瓷芯柱的连接以及将中心引线及侧引线分别与插入在各插入孔的外部连接引线连接；结合阶段：使活性填充剂暴露于高温环境里，从而使两个元件紧密的结合。其结合材料，即活性填充剂采用含有20％～30％的银和含有70％～80％的铜及含有1％～10％的钛的合金。还可采用含有20％～30％的银和含有70％～80％的铜及含有1％～10％的朱锡或锆的合金。本发明使元件更加紧密的结合，且降低生产成本。

Description

微波炉用磁控管元件的结合方法及结合材料

技术领域

本发明涉及一种微波炉用磁控管，特别是涉及一种封闭由阳极和A-密封件及F-密封件构成的空间的微波炉用磁控管元件的结合方法及结合材料。

背景技术

通常的磁控管通电后，其阴极放出的热离子在电磁场的作用下生产微波，其微波通过天线馈线输出，用此加热箱中的食物。

这样的磁控管大致构成是：在电磁场的作用下产生高频能量的高频发生器、给高频发生器提供电源的输入部以及输出高频发生器的高频能量的输出器构成。

图1表示现有的微波炉用磁控管的整体结构示意图，图2是固定于图1中的陶瓷芯柱上的中心引线及侧引线和外部连接引线的设置结构示意图。

由图可知，磁轭上板1及磁轭下板2构成磁控管的壳体。在磁轭上板1的上侧设置了高频输出器，且在磁轭板的内部设置了高频发生器，而在磁轭下板的2的下侧设置了输入部。

输入部包括：固定在磁轭下板2下侧的滤波器盒11、设置在滤波器盒内提供电能的电容12、与电容12连接且接收电流的扼流圈13、从扼流圈13延伸的外部连接引线14构成。

高频发生器在磁轭板1、2的中心部上设置了圆筒型的阳极21，并在阳极21的下端设置了F-密封件36a，上端设置了A-密封件36b。而F-密封件36a和A-密封件36b的外部各设置了下部磁体24a和上部磁体23a。在F-密封件36a及A-密封件36b的内侧面上设置了以叶片22为中心上下对称的下磁极24及上磁极23，F-密封件36a的下端设置了封闭F-密封件36a的下端的陶瓷芯柱15。

阳极21的内侧面上设置了扩散型的叶片22，由此在中心部上形成作用区37，在作用区37上设置了阴极31。在阴极31上设置了支承阴极31的中心引线32及侧引线33。

在阳极21的外侧面上设置了多个散热片3，以便向外部释放在阳极21内残留的高频产生的热量。

高频输出器包括天线馈线41及A陶瓷件42构成，天线馈线41的一端与叶片22相连，另一端面向微波炉的腔体内，陶瓷件42设置在A-密封件36b上端部和天线盖(图中未示出)之间。

如图2所示，在阴极31的上端及下端分别设置了上末端屏蔽罩34及下末端屏蔽罩35。中心引线32的一端贯穿下末端屏蔽罩35经阴极31的中心固定在上末端屏蔽罩34上，侧引线33的一端固定在下末端屏蔽罩35上。而中心引线32及侧引线33的另一端均固定在陶瓷芯柱15上。

即，在陶瓷芯柱15上形成了1个插入孔和2个固定槽，其中的一个插入孔上插入外部连接引线14的一端，而在2个固定槽上分别固定中心引线32及侧引线33的另一端。

而且，在陶瓷芯柱15的一端面上设置了一对结合金属板16，且各结合金属板16相互不接触。在一个结合金属板16上连接一个中心引线32和外部连接引线14，在另一个结合金属板16上连接一个侧引线33和外部连接引线14。

为了在陶瓷芯柱15的表面上形成薄的金属膜而进行喷镀处理，以便使陶瓷芯柱15的上端面和结合金属板16的焊接结合更加容易。而且，在陶瓷芯柱15的上端面上紧密的焊接了结合金属板16，由此防止了阳极21和F-密封件36a及A-密封件36b形成的空间，通过陶瓷芯柱15的插入孔和外部连接引线14之间的缝隙与外部相通。

如上构成的磁控管的作用如下。

磁控管通过中心引线32向阴极31供电时，该阴极31发射热离子，此时发射的热离子又辐射到各个叶片22的末端和阴极31之间形成的作用区37中。

与此同时，上部磁体23a、下部磁体24a产生的磁能通过上部磁极23、下部磁极24集中到作用空间37内。

由此，热离子和磁能在作用区内相互作用，产生具有高频能量的微波。

微波通过从叶片22向外侧连接的天线馈线41移动后，再通过A-密封件36b上端的A陶瓷件42释放到微波炉腔体(图中未示出)内部，加热食物。

在陶瓷芯柱15上设置各个引线14、32、33的过程中，应当首先在陶瓷芯柱15的上面焊接结合金属板16后，将中心引线32及侧引线33的一端焊接在结合金属板16上。

这时，因陶瓷芯柱15和结合金属板16是两种不同的材料，故不易焊接，由此在工程上增加了在陶瓷芯柱15的上面镀金属膜的工序，以增大两个材料间的结合性。

而且，因结合金属板16是薄且易变形的金属板，因此在焊接时经常发生结合不良，由此会导致中心引线32和侧引线33的中心偏移固定，从而较大的降低磁控管的效率。

同时，陶瓷芯柱15的另一个作用是封闭阳极21和A-密封件36b及F-密封件36a包围的空间，而因陶瓷芯柱15和结合金属板16的结合不良发生的可能性较大，由此会破坏封闭空间的真空状态。

因此，需要一种既可以防止由阳极21和A-密封件36b及F-密封件36a构成的空间的泄漏，又可以使陶瓷芯柱15和引线的安装过程更加简单的结构。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种在防止磁控管元件之间的结合不良引起的真空空间的泄漏，同时提高陶瓷芯柱和引线之间的安装作业性的微波炉用磁控管元件的结合方法及结合材料。

本发明所采用的技术方案是：一种微波炉用磁控管的结合方法，其磁控管包括有：将由阳极两端的磁体形成的磁场集中到阳极内部空间的上磁极及下磁极；固定于设置在上磁极外侧的A-密封件上的A陶瓷件；固定于设置在下磁极外侧的F-密封件的陶瓷芯柱；在阳极的内部设置有成扩散型结构的叶片，并形成作用区；在叶片的作用区内，设置有用固定在陶瓷芯柱上的中心引线及侧引线来支承的、向作用区内发射热离子来产生微波的阴极，其在A-密封件与A陶瓷件的连接、F-密封件与陶瓷芯柱的连接过程中，以及中心引线和侧引线与插入于陶瓷芯柱的各插入孔的外部连接引线的连接过程中，均采用填充剂填充阶段和结合阶段来完成；

其填充阶段是：在A-密封件与A陶瓷件的接触部位、以及在F-密封件与陶瓷芯柱的接触部位上填入了活性填充剂后，再使A-密封件与A陶瓷件的连接、F-密封件与陶瓷芯柱的连接；同样在陶瓷芯柱上形成的2个孔内填入活性填充剂，再将中心引线及侧引线分别与插入在各插入孔的外部连接引线连接；

其结合阶段是：使活性填充剂暴露于高温环境里，以便使其向各接触部位扩散及浸透，从而使两个元件紧密的结合。

一种用于权利要求1中的微波炉用磁控管的结合材料，所述的活性填充剂(F)采用含有20％～30％的银和含有70％～80％的铜及含有1％～10％的朱锡的合金。所述的活性填充剂(F)还可采用含有20％～30％的银和含有70％～80％的铜及含有1％～10％的锆的合金。

本发明在元件的结合部位填入活性填充剂后使其暴露在高温环境里，以使元件更加紧密的结合，从而，可以维持各个元件之间的结合力及结合部分的紧密性，防止了磁控管元件之间的结合不良引起的真空空间的泄漏，并提高陶瓷芯柱和引线之间的安装作业效率。而且，在工程中无需设置喷镀陶瓷芯柱表面的工序，无需设置封闭陶瓷芯柱插入孔的缝隙的结合金属板，由此可以使磁控管的制作工程更加简单，且降低生产成本。

附图说明

图1是现有的微波炉用磁控管的整体结构示意图；

图2是图1中的陶瓷芯柱上的中心引线及侧引线和外部连接引线的结构示意图；

图3是本发明的微波炉用磁控管的整体结构示意图；

图4是图3中的陶瓷芯柱与各个引线的连接结构的第一实施例的结构示意图；

图5是图3中的陶瓷芯柱与各个引线的连接结构的第二实施例的结构示意图；

图6是图3中的陶瓷芯柱与各个引线的连接结构的第三实施例的结构示意图；

图7是对本发明的结合部位进行铜焊时随着高温炉的温度而变化的活性填充剂浸透深度曲线。

其中：

1：磁轭上板                      2：磁轭下板

3：散热片                        11：滤波器盒

12：电容                         13：扼流圈

14、58、58a、58b：外部连接引线

15、57：陶瓷芯柱                 16：结合金属板

21：阳极                         22：叶片

23：上磁极                       23a：上部磁体

24：下磁极                       24a：下部磁体

31：阴极                         32、52、52a、52b：中心引线

33、53、53a、53b：侧引线         34：上末端屏蔽层

35：下末端屏蔽层                 36a：F-密封件

36b：A-密封件                    37：作用区

41：天线馈线                     42：陶瓷件

51：A陶瓷件                      F：填充剂

具体实施方式

下面，结合图3至图7对本发明的微波炉用磁控管的设置方法进行说明。

图3是本发明的微波炉用磁控管的整体结构示意图；是图3中的陶瓷芯柱与各个引线的连接结构的第1实施例的结构示意图。

由图3可知，在阳极21的上端设置了上磁极23，下端设置了下磁极24，在上磁极23和下磁极24的周围各设置了上部磁体23a和下部磁体24a。在上磁极23的外侧面上设置了A-密封件36b，并在A-密封件36b外侧的一端固定了A陶瓷件51，而在下磁极24的外侧面上设置了F-密封件36a，并在F-密封件36a外侧的一端上固定了陶瓷芯柱57。

在阳极21的内部设置了扩散型的叶片22，并在其中间设置了作用区37，作用区37内设置了由中心引线52和侧引线53支承的阴极31。

这样的结构从整体上看，上磁极23和下磁极24以叶片21为中心对称，A-密封件36b和F-密封件36a也相互对称，并由阳极21和A-密封件36b及F-密封件36a构成了密封空间。

本发明是关于利用活性填充剂F来封闭阳极21和A-密封件36b及F-密封件36a构成的密封空间的结合方法，而结合方法大致分成将活性填充剂填入元件的接触部位的阶段和将活性填充剂暴露在高温环境下结合元件的接触部位的阶段构成。

首先，对活性填充剂的填入阶段进行说明。

如图3所示，在A-密封件36b及A陶瓷件51的接触部位和在F-密封件36a及陶瓷芯柱57的接触部位上填入活性填充剂F。因接触部位是顺着A-密封件36b及F-密封件36a的外围部分形成的，因此活性填充剂F也是顺着这些接触部位填入。在F-密封件36a的下端固定了陶瓷芯柱57，在陶瓷芯柱57上形成了2个插入孔。插入孔中插入的外部连接引线58的末端与对应的中心引线52及侧引线53接触。

上述的活性填充剂填入阶段结束后，进行将填充剂F暴露于高温下的结合阶段。在此结合阶段中，将填充剂F暴露于高温环境时，随着活性填充剂F扩散及浸透到元件的接触部位，使两个元件紧密的结合。由此，封闭由阳极21和A-密封件36b及F-密封件36a形成密封空间。

下面，对填充剂F填入阶段中的陶瓷芯柱57与各个引线之间结合的实施例进行说明。

图4是图3的陶瓷芯柱和各个引线的连接结构的第一实施例的结构示意图。在填充剂F填入阶段中，将活性填充剂F填入陶瓷芯柱57插入孔的内柱面上的同时也填入于引线52，53，58的末端之间。

填入插入孔内面的活性填充剂F可以是卷成一团的薄的薄膜，也可以将多块的薄膜夹入插入孔内柱面。

当然，也可以采用在外部连接引线58和中心引线52及侧引线53的外柱面部分填入填充剂F后插入于陶瓷芯柱57的插入孔的方法。

在外部连接引线58的末端形成了连接槽。在连接槽内填入活性填充剂F，并将中心引线52及侧引线53的末端插入于连接槽中。

这时，中心引线52及侧引线53的直径比外部连接引线58的直径小，在外部连接引线58的末端上形成了大小几乎与中心引线52及侧引线53的直径相同的连接槽。

这是因为虽然中心引线52和侧引线53使用高价的钼材料，但外部连接引线58使用不锈钢材料或一般的金属材料，所以将中心引线52和侧引线53的直径设计的较小，增大了外部连接引线58的直径，由此降低了材料费。

图5是图3的陶瓷芯柱和各个引线的连接结构的第二实施例的结构示意图。

如图5所示，在中心引线52a及侧引线53a的末端设置了连接槽，并在连接槽上填入了活性填充剂F，而各个外部连接引线58a的末端上形成了与连接槽直径大致相同的插入部，并将插入部插在上述连接槽内，连接两个引线。其中心引线52a及侧引线53a的直径与外部连接引线58a的直径大致上相同。

图6是图3的陶瓷芯柱和各个引线的连接结构的第三实施例的结构示意图。

如图6所示，中心引线52b及侧引线53b的末端和与此连接的外部连接引线58b的末端与各个引线的端面大小及形状都相同，在长度方向上处于同一的水平面上，在相互连接的引线之间填入活性填充剂。

活性填充剂F应采用含有20％～35％的银和含有65％～80％的铜及含有1％～10％的钛构成的银-铜-钛合金。

这是因为如果钛的含量占1％以下时就会降低两个元件之间的结合力，而当钛的含量占10％以上时陶瓷元件会吸收大量的活性填充剂，由此陶瓷元件会发生裂痕，从而破坏作用空间的真空状态。

另一个例子中，活性填充剂F还可采用含有20％～35％的银和含有65％～80％的铜及含有1％～10％的朱锡或锆的银-铜-朱锡合金或银-铜-锆合金。

上述活性填充剂F的厚度应在50-200μm范围内。

这是因为当活性填充剂F的厚度过于厚时，各个元件吸收过量的活性填充剂F会导致陶瓷元件发生裂痕，且随着活性填充剂F的厚度增加，元件之间的间距也随之增加，由此在结合时将会降低气密性。

另外，在结合金属和金属及金属和陶瓷时，可以使用不同成分的活性填充剂F。

例如，在结合钼材质的引线和不锈钢材质的引线时，使用含有20％～35％的银和65％～80％的铜的银-铜合金；而在结合钼材质的引线和陶瓷材质的引线时，使用含有20％～35％的银和65％～80％的铜以及1％～10％的钛的银-铜-钛合金。

由此，在的陶瓷材料和金属材料之间以及在两个不同材质的金属之间填充活性填充剂F，即使在工程中不设置在陶瓷材料的表面形成薄金属膜的喷镀工序，也可以很方便地结合接触部位。

通过在银-铜合金上添加了钛、朱锡、或锆，由此增加了活性填充剂F的扩散及浸透速度，并提高了结合性。

将活性填充剂F填充到元件之间后，使活性填充剂F暴露于高温环境里，由此使两个元件的接触部位迅速地结合。

为此，在本发明中，将活性填充剂F暴露在真空炉中，而真空炉是在5s10^-2torr的真空状态和700～1000℃的温度下运转。

而且，活性填充剂F也可以暴露在氢气炉或氩气炉内，其氢气炉或氩气炉也同样是在700～1000℃的温度下运转。

将活性填充剂F暴露于高温环境，活性填充剂F扩散及浸透到周围的两个元件内，结合两个元件。这时随着温度变化的浸透深度，下面结合图7进行说明。

由图7可知，活性填充剂F在500℃左右的温度开始进行固态扩散，当温度达到700℃以上后浸透深度会急剧的增加。

由此可知，为了确保两个元件之间的结合力，应使活性填充剂F处于700～1000℃的温度范围内。

由以上的说明可知，采用本发明设计的磁控管构成元件的结合方法及结合材料，会使结合部位形成一个整体，从而可以更加简单地密封由阳极21和A-密封件36b及F-密封件36a形成的空间。

而且，整体结构可以防止各个引线插入陶瓷芯柱57的插入孔时产生的缝隙，由此工程中无需设置喷镀陶瓷芯柱57的表面后焊接结合金属板16的工序。

并且，因陶瓷芯柱57和各个引线形成一体，由此不会像以往发生中心线52和侧引线53偏置的现象。

Claims (14)

1.一种微波炉用磁控管元件的结合方法，其磁控管包括有：将由阳极(21)两端的磁体(23a、24a)形成的磁场集中到阳极(21)内部空间的上磁极(23)及下磁极(24)；固定于设置在上磁极(23)外侧的A-密封件(36b)上的A陶瓷件(51)；固定于设置在下磁极(24)外侧的F-密封件(36a)的陶瓷芯柱(57)；在阳极的内部设置有成扩散型结构的叶片(22)，并形成作用区(37)；在叶片(22)的作用区(37)内，设置有用固定在陶瓷芯柱(57)上的中心引线(52)及侧引线(53)来支承的、向作用区(37)内发射热离子来产生微波的阴极(31)，其特征在于，在A-密封件(36b)与A陶瓷件(51)的连接、F-密封件(36a)与陶瓷芯柱(57)的连接过程中，以及中心引线(52)和侧引线(53)与插入于陶瓷芯柱(57)的各插入孔的外部连接引线(58)的连接过程中，均采用填充剂填充阶段和结合阶段来完成；

其填充阶段是：在A-密封件(36b)与A陶瓷件(51)的接触部位、以及在F-密封件(36a)与陶瓷芯柱(57)的接触部位上填入了活性填充剂(F)后，再使A-密封件(36b)与A陶瓷件(51)的连接、F-密封件(36a)与陶瓷芯柱(57)的连接；同样在陶瓷芯柱(57)上形成的2个孔内填入活性填充剂(F)，再将中心引线(52)及侧引线(53)分别与插入在各插入孔的外部连接引线(58)连接；

其结合阶段是：使活性填充剂(F)暴露于高温环境里，以便使其向各接触部位扩散及浸透，从而使两个元件紧密的结合。

2.根据权利要求1所述的微波炉用磁控管元件的结合方法，其特征在于，在活性填充剂(F)填入阶段中，将活性填充剂(F)填入陶瓷芯柱(57)的插入孔内柱面的同时也填入在所连接的引线末端之间。

3.根据权利要求2所述的微波炉用磁控管元件的结合方法，其特征在于，在外部连接引线(58)的末端形成有连接槽，在连接槽内填入活性填充剂(F)，并将中心引线(52)和侧引线(53)的末端插入在连接槽内。

4.根据权利要求3所述的微波炉用磁控管元件的结合方法，其特征在于，中心引线(52)和侧引线(53)的直径比外部连接引线(58)的直径小，在外部连接引线(58)的末端上形成的连接槽的大小与中心引线(52)及侧引线(53)的直径相匹配。

5.根据权利要求2所述的微波炉用磁控管元件的结合方法，其特征在于，在中心引线(52)和侧引线(53)的末端设置了连接槽，并在连接槽内填入活性填充剂(F)，各外部连接引线(58)的末端上形成了与连接槽直径相匹配的插入部，此插入部插入中心引线(52)和侧引线(53)末端的连接槽内。

6.根据权利要求5所述的微波炉用磁控管元件的结合方法，其特征在于，中心引线(52)和侧引线(53)的直径与外部连接引线(58)的直径相同。

7.根据权利要求2所述的微波炉用磁控管元件的结合方法，其特征在于，中心引线(52)及侧引线(53)的末端和与此连接的外部连接引线(58)的末端，在长度方向上处于同一的水平面上。

8.根据权利要求1所述的微波炉用磁控管元件的结合方法，其特征在于，在结合阶段中，将活性填充剂(F)暴露在真空炉内。

9.根据权利要求8所述的微波炉用磁控管元件的结合方法，其特征在于，所述的真空炉是在5s10^-2torr的真空状态和700～1000℃的温度下运转。

10.根据权利要求1所述的微波炉用磁控管元件的结合方法，其特征在于，在结合阶段中，活性填充剂(F)暴露在氢气炉和氩气炉内。

11.根据权利要求10所述的微波炉用磁控管元件的结合方法，其特征在于，氢气炉和氩气炉是在700～1000℃的温度范围内运转。

12.一种用于权利要求1中的微波炉用磁控管元件的结合材料，其特征在于，所述的活性填充剂(F)采用含有20％～30％的银和含有70％～80％的铜及含有1％～10％的钛的合金。

13.一种用于权利要求1中的微波炉用磁控管元件的结合材料，其特征在于，所述的活性填充剂(F)采用含有20％～30％的银和含有70％～80％的铜以及含有1％～10％的朱锡或锆中的一种的合金。

14.根据权利要求12或13所述的微波炉用磁控管元件的结合材料，其特征在于，所述的活性填充剂(F)的厚度在50-200μm范围内。

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