DE1038196B - Verfahren zum Befestigen eines Kuehlers an der Anode einer Elektronenroehre durch Loeten - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen eines Kühlers, der aus einem mit Lamellen, Rippen od. dgl. versehenen Metallzylinder besteht, an der Anode einer Elektronenröhre durch Löten.

Nach einem wohlbekannten und verbreiteten Verfahren wird der Kühler nach Fertigstellung der Röhre durch Weichlötung mit der Anode verbunden. Dieses Verfahren weist den Nachteil auf, daß selbst bei Verwendung von Lot mit verhältnismäßig hoher Schmelztemperatur (z. B. Kadmium) eine Überlastung der Röhre im Betrieb das Lot zum Schmelzen bringen kann. Dies zieht meist eine Zerstörung der Röhre nach sich, da der gute Wärmekontakt zwischen Anode und Kühler verlorengeht. Es kann als Folge von Überlastungen auch eine Legierung von Lot und Anodenmetall gebildet werden, welche eine tiefere Schmelztemperatur als das Lot aufweist. Auch diese Erscheinung führt zur Zerstörung der Röhre durch Perforation, der Anode.

Eine Befestigung des Kühlers an der Anode der fertigen Röhre; mittels Hartlötung kommt nicht in Betracht, weil die hierzu erforderlichen hohen Temperaturen Gasfreigabe in der Röhre, Zerstörung von Glas-Metall-Verbindungen oder Keramik-Metall-Verbindungen sowie Erweichungen von Glasteilen bewirken können.

Beim Befestigen des Kühlers durch Lötung besteht zudem stets die Gefahr, daß die Wärmeleitung zwischen Anode und Kühler durch Lötlunker örtlich beeinträchtigt ist; diese Erscheinung hat örtliche Überhitzung der Anode zur Folge und kann ebenfalls zur Zerstörung der Röhre führen.

Es ist ebenfalls bekannt, den Kühler an der Anode zu befestigen, bevor diese mit der Röhre zusammengebaut wird. Hierbei ist eine überlastungssichere Hartlötung ohne weiteres anwendbar; und das Auftreten von Lötlunkern läßt sich wenigstens bei Lamellenkühlern dadurch weitgehend unterdrücken, daß die einzelnen Lamellen unmittelbar auf die Anode gelötet werden. Nun stellt aber der mit der Röhre verbundene Kühler beim Evakuieren und Entgasen der Röhre ein Hindernis dar. Nicht nur erschwert er wegen seiner Größe und seines Gewichtes die Handhabung, sondern es ist auch notwendig, ihn bei der Entgasung der Anode auf hohe Temperaturen zu erwärmen. Dabei oxydiert er stark, und der entstehende Zunder kann aus den Zwischenräumen zwischen den Lamellen nur schwer und. oft nur unvollständig entfernt werden. Sowohl die Qualität wie auch das Aussehen der fertigen Röhre können daher unbefriedigend sein.

Eine Lötung kann überhaupt umgangen werden, wenn die Anode und der aus Rippen bestehende Kühler aus einem Stück gefertigt werden. Dieses

Verfahren zum Befestigen eines Kühlers an der Anode einer Elektronenröhre

durch Löten

Anmelder:

»Patelhold« Patentverwertungs- & Elektro-Holding A.-G., Glarus (Schweiz)

Vertreter: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt, München 23, Dunantstr. 6

Beanspruchte Priorität: Schweiz vom 29. Mai 1957

Dr. phil. Gysbert Jacob Ekkers, Wettingen, Aargau, und Dr. phys. Alexander Rusterholz, Zürich (Schweiz),

sind als Erfinder genannt worden

Verfahren ist aber kostspielig, weil der Kühler ebenfalls aus dem für die Anode erforderlichen hochwertigen Material bestehen muß, und zudem sind die im vorherigen Absatz erwähnten Nachteile nicht beseitigt.

Zur Beseitigung dieser Nachteile wird bei einem Verfahren zum Befestigen eines Kühlers, der aus einem Metallzylinder mit Lamellen, Rippen od. dgl. besteht, an der Anode einer Elektronenröhre durch Löten erfindungsgemäß jede der miteinander in Berührung zu bringenden Flächen von Kühler und Anode mit einer dünnen Schicht aus Gold oder Silber bedeckt, und sodann wird der Kühler so auf die Anode aufgebracht, daß er einen für eine Diffusionslötung ausreichend hohen Druck auf die Anode ausübt.

Die Erfindung läßt sich beispielsweise dadurch ausführen, daß zunächst die mit dem Kühler in Berührung zu bringende Außenfläche der Anode sowie die mit der Anode in Berührung zu bringende Innenfläche des Kühlers vergoldet werden. Dies kann durch Auftragen einer etwa 5 μπι dicken Goldschicht im galvanischen Bad geschehen. Sodann wird der Kühler durch Aufschrumpfen auf der Anode befestigt. Wird der Innendurchmesser des Kühlers um etwa 0,4% kleiner gehalten als der Außendurchmesser der Anode, so genügt eine Erwärmung des Kühlers auf

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Claims (3)

etwa 300° C für eine Vergrößerung seines Durchmessers, weiche das Einführen' der kalten Anode erlaubt. Nach dem Abkühlen des Ganzen sitzt der Kühler mit dem notwendigen Druck und in einwandfreiem Wärmeköntakt auf der Anode. Die Gefahr des Auftretens von Lötlunkern ist, wenn die Vergoldung einwandfrei war, bei dem angewendeten Kaltlötverfahren sicher vermieden. Außerdem wird die Röhre keiner Temperaturerhöhung unterworfen, welche schädliche Folgen haben könnte, und die Verzunderung des Kühlers ist aus demsell>en Grunde vernachlässigbar gering. Eine Überlastung der Röhre im Betrieb kann die Qualität der Lötung nicht beeinträchtigen, da keine Metalle mit niedrigerer Schmelztemperatur verwendet sind. An Stelle von Gold kann, unter der selbstverständlichen Voraussetzung, daß Schwefel ferngehalten wird, auch Silber auf die miteinander in Berührung zu bringenden Flächen aufgebracht werden. Auch dieses Metall ist nämlich schwer oxydierbar und verhindert damit das Entstellen von nichtmetallischen Schichten auf den zu vereinigenden Flächen, welche die Qualität der Lötung beeinträchtigen würden; und es bewirkt unter hohem Druck auch ohne Erwärmung eine Lötung (sogenannte Diffusions- oder Kaltlötung). Das Aufbringen des Metalls kann außer durch das als Beispiel genannte galvanische Bad natürlich auch durch irgendein anderes Verfahren, etwa durch Aufdampfen, geschehen. An Stelle des Aufschrumpfens des Kühlers auf die Anode kann der Kühler auch ohne Erwärmung aufgepreßt werden, wenn der Bau der Röhre der hierbei auftretenden mechanischen Beanspruchung gewachsen ist. Hierbei ist es vorteilhaft, die miteinander in Berührung zu bringenden Flächen von Anode und Kühler leicht konisch zu gestalten. Abgesehen davon, daß das erfindungsgemäße Verfahren die eingangs angegebenen technischen Nach teile der bekannten Verfahren beseitigt, läßt es sich auch noch beträchtlich einfacher und billiger durchführen als diese. Seine Verwendung rechtfertigt sich insbesondere bei Röhren, welche Keramik an Stelle von Glas aufweisen. Solche Röhren werden mit höheren Temperaturen !»trieben, und eine Weichlötung, selbst mit Kadmium als Lot, ist dann nicht mehr genügend betriebssicher. Ρλ τ κ ν τ λ χ s ρ r c c η ic :

1. Verfahren zum Befestigen eines Kühlers, der aus einem mit Lamellen. Rippen od. dgl. versehenen Metallzylinder besteht, an der Anode einer Elektronenröhre durch Löten, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst jede der miteinander in Berührung zu bringenden Flächen von Kühler und Anode mit einer dünnen Schicht aus Gold oder Silber l>edeckt wird und daß sodann der Kühler so auf die Anode aufgebracht wird, daß er einen für eine Diffusionslötung ausreichend hohen Druck auf die Anode ausübt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander in Berührung zu bringenden Flächen vergoldet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler durch Aufschrumpfen auf die Anode aufgebracht wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 940 664, 308 491. 153, 453 084, 706 937, 735 121;

schweizerische Patentschrift Nr. 163 677;

britische Patentschrift Nr. 442 416;

USA.-Patentschrift Nr. 2 419 234;

Buch von Burstyn : »Löten«, 1940, S. 36 und 40;

Buch von Espe u. Knall: »Werkstoffkunde der Hochvakuumtechnik«, 1936, S. 352 bis 354.

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