DE1287220B

DE1287220B - Verfahren zum Aufbringen einer Lotglasschicht auf das Metallnetz von Auftreffelektroden fuer Gitterspeicherroehren

Info

Publication number: DE1287220B
Application number: DEST22748A
Authority: DE
Inventors: Abraham Jimmy Mills
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1963-10-01
Filing date: 1964-09-30
Publication date: 1969-01-16
Also published as: GB1057239A; US3276902A; NL6411358A

Description

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Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren seits die Verdampfung genügend langsam, um das zum Aufbringen einer Lotglasschicht auf das Metall- Spritzen zu vermeiden, durchgeführt wird, verdampnetz von Auftreffelektroden für Gitterspeicherröhren, fen die Komponenten des Glases mit niedrigerem bei denen diese Glasschicht das Metallnetz mit einer Schmelzunkt zuerst, so daß die drei Hauptkompodielektrischen Schicht verbindet. 5 nenten des Glases in Schichten in der Reihenfolge

Es ist oft wünschenswert, eine metallische Ober- ihrer Schmelzpunkte aufgetragen werden und nicht, fläche mit einer anderen metallischen Oberfläche oder wie gewünscht, einheitlich.

der Oberfläche eines Isolators, wie z.B. Glas oder In der deutschen Patentschrift 764 927 wird ein

Keramik, zu verbinden. Als Beispiel sei die Herstel- Verdampfungsverfahren für Stoffe, insbesondere lung von Speicherröhren, die im allgemeinen als Git- io Metalle, mittels Elektronenstrahlen beschrieben. Eine terspeicherröhren bezeichnet werden, angeführt. Bei ,. Anwendung auf das Aufbringen einer Lotglasschicht diesen Speicherröhren ist eine Auftreffelektrode vor- bereitet jedoch die gleichen, eben erwähnten Schwiegesehen, die aus einem feinen Metallnetz besteht. rigkeiten bezüglich der Einheitlichkeit der Schicht. Eine Seite dieses Metallnetzes grenzt an die eine Ferner wird in der deutschen Patentschrift

Seite einer dielektrischen Scheibe, deren andere 15 1 033 005 ein Verfahren zum Herstellen von dünnen, Seite an eine elektrisch leitende Oberfläche grenzt. biegsamen Glasüberzügen auf Drähten, Folien und Derartige Speicherröhren sind beschrieben in dem ähnlichen Trägern beschrieben, bei dem die Glas-USA.-Patent 3 015 586. masse des Überzuges jedoch auf dem Träger selbst

Eine Gitterspeicherröhre, wie sie in dem soeben gebildet wird.

genannten USA.-Patent beschrieben ist, enthält eine 20 Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, ein Auftreffelektrode, die eine schalenförmige oder sphä- Verfahren zum Aufbringen einer Lotglasschicht auf rische Krümmung hat und aus einer dielektrischen das Metallnetz von Auftreffelektroden für Gitter-Scheibe besteht, die als Schicht eines schmelzbaren, speicherröhren zu schaffen, welches eine gleichmäßig dielektrischen Materials, welches die Eigenschaften dicke Schicht gleichförmiger Zusammensetzung des von Glas hat, mit einer Metallgrundplatte verbunden «5 Materials auf der Unterlage ergibt, ist. Diese Verbindung kann durch Aufdampfen her- Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß

gestellt sein. Um Mikrophonieeffekte in der Röhre . ein Bleilotglas durch Erhitzen mit einem pulsierend zu vermeiden, ist es nötig, daß das feine Metallnetz betriebenen Elektronenstrahl auf das Metallnetz aufin fester Verbindung mit der dielektrischen Schicht gedampft wird.

gehalten wird, und es ist vorgeschlagen worden, daß 30. Die Erfindung soll im folgenden an Hand der Ausdie Verbindung zwischen dem Metallnetz und der führungsbeispiele der Zeichnungen näher erläutert dielektrischen Schicht durch Hochheizen bis zum werden.

Schmolzpunkt der dielektrischen Schicht hergestellt Fig. 1 zeigt einen teilweisen Querschnitt eines

wird. Bei diesem Verfahren sinkt jedoch das Metall- Metallnetzes zur Verwendung bei Auftreffelektroden netz bis zu einem gewissen Betrag in die Isolator- 35 von Gitterspeicherröhren;

oberfläche ein. Dies sollte jedoch vermieden werden, F i g. 2 zeigt einen teilweisen Querschnitt der Auf-

da es aus elektrischen Gründen erforderlich ist, daß treffelektrode, die mit dem Metallnetz der Fig. 1 die Wandhöhe des Metallnetzes so hoch wie mög- hergestellt wurde; lieh ist. F i g. 3 zeigt schematisch eine Anordnung, wie sie

Es wurde ebenfalls vorgeschlagen, das Metallnetz 40 in der Praxis zur Ausführung des erfindungsgemäßen mit der Isolatoroberfläche durch die Verwendung von Verfahrens verwendet wurde, gewöhnlichem Bleilot zu verbinden. Das Lot wurde In Fig. 1 ist mit 10 ein Metallnetz zur Verwen-

auf die Oberfläche des Metallnetzes aufgedampft. dung bei einer Auftreffelektrode von Gitterspeicher-Das Metallnetz wurde dann auf die Isolatoroberfläche röhren bezeichnet. Ein derartiges Metallnetz möge gebracht und dann diese Anordnung auf eine aus- 45 z. B. 400 Maschen und eine Dicke von etwa 0,02 mm reichende Temperatur gebracht, so daß das Lot an aufweisen. Auf einer Oberfläche ist eine Schicht U der Isolatoroberfläche haftete. Die Schmelzpunkte aus einem Bleilotglas mit einem niederen Schmelzgewöhnlicher Bleilote liegen jedoch weit unter der punkt von z. B. etwa 460° C aufgebracht. Die Schicht Ausheiztemperatur (425° C). von Speicherröhren, so 11 möge eine Stärke in der Größenordnung von daß die Verwendung von Bleilot eine genügende 50 2 Mikron aufweisen. Ausheizung der Röhren unmöglich machte. In Fig. 2 ist eine Auftreffelektrode für eine Git-

Eine strenge mechanische Verbindung des Metall- terspeicherröhre, wie sie beispielsweise in dem USA.-netzes mit der Isolatoroberfläche ist nicht erforder- Patent 3 015 586 gezeigt ist, wiedergegeben. Die Hch; jedoch eine gute gleichförmig dicke Verbindung, . Auftreffelektrode besteht aus einer schalenförmig welche nicht dazu führt, daß das Metallnetz in die 55 geformten Grundplatte 12, einer dielektrischen Oberfläche des Isolators einsinkt, und die weiterhin Schicht 13, die mit^: der inneren Oberfläche der den erforderlichen Ausheiztemperaturen der Röhren Grundplatte 12{verbunden ist, und dem Metallnetz standhält, ist äußerst wünschenswert. 10, das mit der inneren Oberfläche der dielektrischen

Es wurde auch vorgeschlagen, das Metallnetz mit Schicht 13 mittels der Glasschicht 11 verbunden ist. der Oberfläche des Isolators mittels eines Lotglases 60 Die dielektrische Schicht 13 kann beispielsweise aus mit relativ niedrigem Schmelzpunkt zu verbinden. Glas mit relativ hohem Schmelzpunkt, beispielsweise Der Schmelzpunkt des Lotglases war jedoch wesent- von 720° C, bestehen, so daß nach dem Vereinigen Hch höher als die Ausheiztemperatur der Röhre. Die des Metallnetzes 10 und der Bleilotglasschicht 11 mit früheren Versuche, einen dünnen Überzug von Lot- der dielektrischen Schicht 13 diese Anordnung auf glas auf der Oberfläche eines Metallnetzes aufzubrin- 65 eine Temperatur in der Größenordnung von 460° C gen, waren jedoch nicht erfolgreich, denn wenn die auf eine Dauer, die ausreicht, um die Glasschicht 11 ~ Aufdampfung des Glases zu rasch durchgeführt wird, zu erweichen, erhitzt werden kann. Durch das Er- ' spritzt die zu verdampfende Glasfritte; wenn anderer- weichen der Schicht 11 wird erreicht, daß diese :

Claims

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Schicht sich mit der Oberfläche der dielektrischen Strahlerzeugungssystem angeschaltet, wobei jetzt der

Schicht 13 verbindet, ohne daß das Metallnetz 10 Schalter 26 geschlossen ist, um einen stark fokussier-

in die Oberfläche einsinkt. ten Elektronenstrahl, der vorzugsweise einen Strahl-

Um auf dem Metallnetz 10 eine Glasschicht 11 durchmesser nicht größer als 0,81 mm hat, zu eraufzudampfen, wird zur Ausführung des erfindungs- 5 zeugen. Anfangs ist der Schalter 27 derart geschaltet, gemäßen Verfahrens — wie aus F i g. 3 ersichtlich — daß ein Heizstrom in der Größenordnung von eine Kammer 14 vorgesehen, die mit einer Tür 15 15 Amp. fließt und ein Elektronenstrahl mit einer versehen ist, welche bei 16 fest verschlossen werden Stromstärke in der Größenordnung von 5 mAmp. kann. Ferner ist diese Kammer mit einem Abpump- erzeugt wird. Der auf diese Weise stark fokussierte stutzen 17 versehen. Ein übliches Elektronenstrahl- io Elektronenstrom großer Geschwindigkeit ist auf die erzeugungssystem 18 ist in der Decke 19 der Kam- Fritte 35 im Schiffchen 33 gerichtet, wie dies durch mer 14 angeordnet und gegen die Bodenwand 21 der die gestrichelte Linie 37 angezeigt ist.
Kammer gerichtet. Das Elektronenstrahlerzeugungs- Der Schalter 27 wird nun rasch zwischen seinen system 18 besteht aus einem üblichen Heizfaden 22, zwei Stellungen bewegt, so daß der Heizstrom zwieiner Kathode 23 und einer Fokussierungselektrode 15 sehen einem niederen und einem oberen Wert, 24. Das Elektronenstrahlerzeugungssystem kann auch z. B. 15 und 25 Amp., abwechselt. Dadurch ergibt die üblichen Beschleunigungs- und Formungselektro- sich ein pulsierend betriebener Elektronenstrahl, desden enthalten. Die Kathode 23 kann über den Kon- sen Stromstärke abwechselnd einen niederen und takt 25 mit einer Spannungsquelle für das Kathoden- einen hohen Wert, z. B. von 5 und 80 mAmp., mit potential, ζ. B. 10 000 Volt, verbunden werden. Die 20 einer Pulsfrequenz von vorzugsweise 1 Sekunde hat. Fokussierungselektrode 24 wird durch einen Schalter Dieser Pulsbetrieb des Elektronenstrahles 37 wird 26 mit einer Spannungsquelle von beispielsweise so lange fortgesetzt, bis die auf dem Metallnetz 10 50 Volt verbunden. Dem Heizfaden 22 können wahl- niedergeschlagene Schicht 11 die gewünschte Dicke weise hohe und niedrigere Heizspannungen, bei- hat. Der Schirm 10 kann mit Hilfe des Handrades 32 spielsweise 4 und 6 Volt, mittels des Schalters 27 zu- 25 während des Niederschiagens gedreht werden, um geführt werden. einen gleichmäßigen Niederschlag zu gewährleisten.

Das Metallnetz 10, auf das die Bleilotglasschicht Der auf die geschmolzene Fritte 35 im Schiffchen 33 11 aufgedampft werden soll, ist mittels Klemmen 28 auftreffende Elektronenstrahl verursacht die Verauf der Montageplatte 29, die in der Kammer 14 vor- dampfung der Fritte. Die Verteilung des resultierengesehen ist, befestigt. Die Montageplatte 29 kann von 30 den Dampfes ist durch die gestrichelten Linien 38 anaußerhalb der Kammer mittels des Schaftes 31 und gezeigt,
des Handrades 32 gedreht werden. Der Pulsbetrieb des fokussierten Elektronenstrah-

Ein Verdampfungsschiffchen 33 aus geeignetem les mit einer hohen und einer tiefen Stromstärke — Material, z. B. Tantal, ist auf der Bodenwand 21 der wobei der untere Stromstärkewert auch das UnterKammer 14 in irgendeiner geeigneten Weise, z. B. 35 brechen des Elektronenstrahles einschliessen soll — durch einen Kohleblock 34, gehaltert. ist ein wesentlicher Teil des erfindungsgemäßen Ver-

Eine Ladung 35 der niederzuschlagenden Bleilot- fahrens, denn wenn der Elektronenstrahl mit einer glasfritte wird anfänglich in Pulverform in das Schiff- hohen Stromstärke für eine zu lange Zeitdauer aufchen 33 gebracht. Die Tür 15 wird dicht geschlossen rechterhalten wird, spritzt die Fritte mehr, als sie und die Kammer mittels einer geeigneten (nicht ge- 40 gleichmäßig verdampft und andererseits, wenn der zeichneten) Vakuumpumpe über den Auspumpstut- Strahl auf einem konstanten Stromstärkewert, bei zen 17 auf ein geeignetes Vakuum, z. B. 2 · 10~⁵ welchem das Spritzen nicht stattfindet, gehalten wird, Torr, evakuiert. Das Elektronenstrahlerzeugungs- ist die resultierende Verdampfung so niedrig, daß die system 18 wird nun bei geöffnetem Schalter 26 ange- Komponenten der Fritte mit niederem Schmelzpunkt schaltet, so daß der vom Strahlerzeugungssystem er- 45 vor den Komponenten mit höherem Schmelzpunkt zeugte Elektronenstrahl defokussiert wird. Die Heiz- verdampfen, wodurch diese Komponenten in aufeinspannung wird so eingestellt, daß der Heizstrom in anderfolgenden Schichten und nicht in gleichförmiger der Größenordnung von 25 Amp. liegt und ein defo- Zusammensetzung, wie gewünscht, niedergeschlagen kussierter Elektronenstrahl in der Größenordnung werden. Der Pulsbetrieb des Elektronenstrahles, so von 60 mAmp. erzeugt wird. Der defokussierte Elek- 50 daß dessen Stromstärke periodisch abwechselnd einen tronenstrahl wird auf die Fritte 35 gerichtet, wie dies oberen und einen unteren Wert annimmt, ergibt dadurch die gestrichelten Linien 36 angezeigt ist. Durch gegen, daß die Fritte augenblicklich die Verdampdiesen Elektronenstrahl werden ungefähr 40 g der fungstemperatur der Komponenten mit dem höchsten pulverförmigen Fritte 35 in ungefähr 10 Minuten Schmelzpunkt erreicht, so daß eine Dampfwolke ervollständig geschmolzen. 55 zeugt wird, die alle Komponenten enthält, wobei

Nunmehr wird das Strahlerzeugungssystem 18 ab- zugleich das Spritzen der Fritte vermieden ist.
geschaltet, so daß der Elektronenstrahl erlischt, die
Evakuierung wird beendet und die geschmolzene

Fritte 35 wird auf Zimmertemperatur abgekühlt, so Patentansprüche:

daß sie einen geschmolzenen Körper in dem Schiff- 60

chen 33 bildet. 1. Verfahren zum Aufbringen einer Lotglas-

Die Tür 15 wird nun geöffnet, und das feine Metall- schicht auf das Metallnetz von Auftreff elektroden

netz 10, auf welchem die Bleilotglasschicht 11 nie- für Gitterspeicherröhren, bei denen diese Glas-

dergeschlagen werden soll, wird dann auf der Mon- schicht das Metallnetz mit einer dielektrischen

tageplatte29 mittels der Klemmen28 befestigt. Nun 65 Schicht verbindet, dadurch gekennzeich-

wird die Tür 15 geschlossen, und die Vakuumpumpe net, daß ein Bleilotglas durch Erhitzen mit

evakuiert die Kammer 14 abermals auf einen Druck einem pulsierend betriebenen Elektronenstrahl

von 2 · 10~⁵ Torr. Nunmehr wird das Elektronen- auf das Metallnetz aufgedampft wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erhitzen der Bleilotglasfritte ein Elektronenstrahl verwendet wird, dessen Stromstärke periodisch abwechselnd etwa 80 Milliampere und etwa 5 Milliampere beträgt, wobei die Pulsfrequenz etwa 1 Sekunde beträgt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen