DE1295725B

DE1295725B - Verfahren zur Herstellung einer Elektronenroehre mit einer photoempfindlichen Schicht in einem Vakuumraum

Info

Publication number: DE1295725B
Application number: DEN28078A
Authority: DE
Inventors: Legoux Rene
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1965-02-23
Filing date: 1966-02-19
Publication date: 1969-05-22
Also published as: GB1143535A; US3353889A; FR1434291A; NL6602099A; US3427088A

Description

Ein solches Verfahren ist bekannt zur Herstellung 15 Vorderplatte angebracht werden, bevor die Teile zu von Kaskadenbildverstärkerröhren, die kein Entlüf- einem Kolben vereinigt werden. Bei diesem Verfah-

tungsrohr aufweisen. Es wird vollständig in einem Vakuumraum ausgeführt. Die Röhrenteile werden darin entgast, und eine photoempfindliche Schicht der erwünschten, häufig komplexen Zusammensetzung wird darin auf einem Tragkörper aufgedampft. Nachdem der auf diese Weise mit der photoempfindlichen Schicht versehene Tragkörper, dessen Schicht also nicht der Umgebungsluft ausgesetzt werden soll, in

ren werden die betreffenden Teile nicht im Vakuum benetzt, und die Vereinigung der Teile erfolgt ebensowenig im Vakuum.

Es ist auch an sich bekannt, zwei Teile im Vakuum mit einer Indiumschicht zu versehen und diese durch Kaltpressen außerhalb des Vakuumraums gegeneinanderzupressen. Die Schicht Indium wird dabei durch Aufdampfen und nicht durch Tauchen in ein Bad auf

einem der Hüllenteile befestigt ist, werden immer 35 den Rändern der beiden zu vereinigenden Teile anim Vakuum verbleibend die beiden Röhrenteile vereinigt, indem diese an ihren einander gegenüberliegenden Rändern mit großer Kraft gegeneinandergedrückt werden. Das Material dieser Ränder ist
Kupfer. 30

Es ist ein Herstellungsverfahren für Elektronenröhren bekannt, bei dem ein besonderer Hilfsring
verwendet wird. Dieser Hilfsring wird bei dem bekannten Verfahren mit Indium bekleidet bzw. es
wird in diesen Hilfsring ein besonderer Indiumring 35 wird,
eingelegt, und erst dann wird dieser Indiumring zwi- In einer bevorzugten Ausführungsform des Verschen den beiden Röhrenteilen verpreßt. fahrens nach der Erfindung ist die aufwärts gerichtete

Nachteilig bei diesem bekannten Verfahren ist, daß eine sehr große Menge an Indium benötigt wird.

gebracht. Eine photoempfindliche Schicht wird dabei nicht angebracht.

Es wird somit nach der Erfindung vorgeschlagen, in dem gleichen Vakuumraum einen der Teile durch Tauchen in das Schmelzbad zu benetzen und nach Abkühlung die beiden Teile mit großer Kraft derart zusammenzupressen, daß zwischen den mit der Indiumschicht, einem weichen Material, versehenen Rändern eine intermolekulare Verbindung hergestellt

Nut in dem umlaufenden Rand eines der Hüllenteile V-förmig, während der entsprechende Rand des an-

Außerdem können sich vor der Verbindung der bei- 40 deren Hüllenteiles ein in diese Nut passendes Profil

den Röhrenteile Verunreinigungen auf diesen bilden. Das weiter unten beschriebene Verfahren nach der Erfindung vermeidet einen besonderen Stützring und durch ein Zusammensetzen im Vakuum Verunreinigungen.

Ferner ist ein Verfahren zum Zusammenbau einer Elektronenröhre bekannt, das nicht ausschließlich im Vakuum vorgenommen wird und bei dem keine Kaltpreßverbindung von Teilen erzielt wird.

Zur Vermeidung der genannten Nachteile und Mängel weisen bei dem Verfahren der eingangs genannten Art nach der Erfindung der eine Hüllenteil einen umlaufenden Rand auf, dessen aufwärts gerichtete Seite eine Nut besitzt, während der andere aufweist.

Die Erfindung hat weiter noch das besondere Merkmal, daß, wenn die teilweise mit einer Indiumschicht überzogenen Röhrenteile nicht miteinander in Berührung sind, eine Anzahl von Verdampfungsquellen zeitweilig derart zwischen diesen Teilen angeordnet und erregt werden, daß ein in einem der Hüllenteile vorhandener Tragkörper mit einer photoempfindlichen Schicht versehen wird, worauf diese Quellen entfernt werden und die Röhre verschlossen wird. Im Gegensatz zu den üblichen Aufdampfungstechniken, bei denen der aufzudampfende Gegenstand, also die photoempfindliche Schicht, an einer stillstehenden, von der Röhre entfernten Stelle vor-

Hüllenteil einen entsprechenden Rand aufweist, des- 55 gesehen wird und die Schicht darauf zwischen den sen abwärts gerichtete Seite ein zur Zusammen- zu vereinigenden Röhrenteilen angebracht wird, wird wirkung mit dem erstgenannten Rand geeignetes bei der Ausführung nach der Erfindung nicht ein Profil aufweist, wobei während oder nach dem Ent- stillstehender, sondern ein im Vakuum beweglicher gasen der verschiedenen Röhrenteile, wenn die Ofen verwendet, der zeitweise zwischen den Röhren-Hüllenteile noch nicht miteinander in Berührung 60 teilen wirksam sein kann.

stehen, eine in dieser Nut vorhandene Masse eines weichen Materials, nämlich Indium, geschmolzen wird, worauf die beiden Hüllenteile zunächst derart zueinander und danach voneinander weg bewegt werden, so daß der abwärts gerichtete Rand des einen Hüllenteiles durch Tauchen in das in dem anderen Hüllenteil in dessen Nut vorhandene Indiumbad benetzt wird und die Hüllenteile darauf abge-Eine sich für dieses Verfahren gut eignende Vorrichtung, die mit einer zu entlüftenden Vakuumglocke versehen ist, die an eine Pumpe angeschlossen werden kann, und die Mittel besitzt, durch welche die beiden Teile der Hülle einer Elektronenröhre in einem Abstand voneinander gehalten werden und einen Ofen mit Verdampfungsmitteln zum Aufdampfen einer photoempfindlichen Schicht im Va-

verrückbar in einem Teil 3 gehalten; dieser Teil wird von zwei Säulen 12 abgestützt. Der zugehörende Hüllenteil 13 der Elektronenröhre ist auf einem Block 14 befestigt, der längs der Säulen 12 verschieb-5 bar ist. Dieser Block 14 ist mit einer Stange 4 einer hydraulischen Presse gekuppelt, die eine Kraft von einigen Tonnen liefern kann. Die Durchführung der Stange 4 durch die Wand des Vakuumraumes ist üblicher Art, und eine weitere Beschreibung erübrigt

der eine photoelektrische Röhre hergestellt wird,

F i g. 2 a und 2 b in einem Längsschnitt bzw. Querschnitt einen Teil einer Vakuumglocke, innerhalb deren eine Photoverstärkerröhre hergestellt wird,

F i g. 3 die miteinander zusammenwirkenden Verschlußränder der beiden zusammenzufügenden Teile der Hülle einer Elektronenröhre.
Die durch das erfindungsgemäße Verfahren her-

kuum auf einem Tragkörper aufweist, der einen Teil
eines der Hüllenteile bildet, und Mittel hat, durch
welche die einander zugewandten Umfangsränder der
zu vereinigenden Hüllenteile im kalten Zustand
gegeneinander gedrückt werden, hat noch das Merkmal, daß die Mittel zum Halten der zu vereinigenden
Hüllenteile sich dazu eignen, diese Teile mit ihren
einander zugewandten, zu vereinigenden Rändern
nur in der Höhenrichtung einander gegenüber längs
eines Satzes aufrecht stehender Säulen zu verschieben io sich,
und die Vorrichtung weiter Mittel aufweist, durch Die Organe mit den Quellen der Basismaterialien

die der Aufdampfofen in seitlicher Richtung hin- zur Bildung der photoempfindlichen Schicht(en) und herbewegt werden kann und sich in einer seiner (wie Ag—Sb—Na—K—Rb-Cs) sind auch im InLagen an einer solchen Stelle zwischen den zu ver- nern der Glocke aus Glas angebracht. Diese Organe einigenden Hüllenteilen befindet, daß die Ver- 15 sind vorzugsweise in einer einzigen Gruppe auf einem dämpfungsmittel gerade gegenüber dem zu über- drehbaren Arm 18 untergebracht. Sie befinden sich ziehenden Tragkörper liegen. in einem als zeitweiligem Aufdampfofen dienenden

Die Erfindung wird für ein Ausführungsbeispiel Hilfsraum 15. Diese Organe werden gleichzeitig an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt durch Verdrehung des Armes 18 verschoben. Der

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Pumpe mit einer 20 Arm ist durch ein Hebel- und Balgensystem derart teilweise im Schnitt dargestellten Vakuumglocke, in gekuppelt, daß bei Bewegung des Armes 18 das

Vakuum in der Glocke 2 aufrechterhalten wird. Gerade vor der Bildung der photoempfindlichen Schicht werden die Quellen gegenüber dem zu über-35 ziehenden Tragkörper 11 angebracht und von diesem entfernt, sobald die Schicht hergestellt ist.

Zu diesem Zweck muß der Block 14 zunächst abwärts bewegt werden, so daß die Aufdampfvorrichtung mit der Elektrode 19 gegenüber dem Tragkörper

zustellende Elektronenröhre wird in einem Vakuum- 30 11 der empfindlichen Schicht angeordnet werden raum angeordnet, der unten einen Körper 1 aus rost- kann.

freiem Stahl enthält, auf dem eine Glocke aus Glas Wenn alle Einzelteile und der Aufdampfofen

angeordnet ist. Mit diesem Körper 1 sind alle Organe innerhalb der aus Glas bestehenden Glocke 2 angeverbunden, durch welche die verschiedenen Einzel- ordnet sind, wird die Glocke 2 vakuumdicht verteile der Elektronenröhre ähnlich wie die Organe 35 schlossen, und das Vakuum wird im Innern der zum Bewegen der verschiedenen Mechanismen im Glocke 2 hergestellt. Darauf erfolgen die thermischen Vakuumraum festgehalten werden. Entgasungsbehandlungen. Diese dienen dazu, die

Das Vakuum in der Glocke 2 wird durch eine Glocke 2 an sich, die verschiedenen Pumpteile und Pumpe 5 hergestellt, die durch eine Metallklappe 6 alle zusammenzusetzenden Teile der herzustellenden mit dem Körper 1 verbunden ist. Die verschiedenen 4° Elektronenröhre zu entgasen.

Teile sind durch geeignete Metallverbindungen der- Die Verdampfungsquellen für die photoempfind-

art miteinander verbunden, daß das Ganze bis zu liehe Schicht werden bei einer Temperatur von 600 einem Druck von ΙΟ"¹⁰ Torr vakuumdicht ist. bis 700° C entgast, indem diese durch Joulesche

Die Hülle der Elektronenröhre wird durch zwei Wärme erhitzt werden. Auch das Indium in der Nut zylindrische Hüllenteile 9 und 10 gebildet, die als 45 9 a wird dabei geschmolzen.

Metallringe ausgebildet sind und mit ihren einander Nach Beendigung der Entgasung bei hoher Tem-

gegenüberliegenden Rändern durch eine Druckkraft peratur wird der Block 14 aufwärts bewegt, bis der gegeneinandergepreßt werden, so daß die Röhren- Rand 10 a in das geschmolzene Indiumbad in der hülle verschlossen wird (s. Fig. 3). Nut 9α getaucht wird. Das weiche Metall überzieht

Die Verbindung wird durch das Zusammenpressen 50 den Metallrand 10 a innerhalb einiger Minuten, von zwei Teilen hergestellt, die mit dem gleichen Darauf werden die Teile voneinander abbewegt und Material überzogen sind, dessen Flußeigenschaften wird die Temperatur des Ganzen auf Zimmertempegünstig sind. Es wird zu diesem Zweck ein weiches ratur verringert, bei der das Indium erhärtet. Metall benutzt. Von den geeigneten Materialien Dann wird der Hilfsraum 15 mit den verschie-

Indium, Zinn und Blei wird vorzugsweise Indium 55 denen Verdampfungsquellen zwischen die voneingewählt. Dieses Metall wird in eine V-förmige Nut 9 a ander entfernten Hüllenteile 9 und 10 geführt, indem des unteren Hüllenteiles 9 gebracht. der Arm 18 betätigt wird, so daß der Tragkörper 11

Der abwärts gerichtete Rand 10 a des oberen die obere Grenze des Hilfsraums 15 bildet; es soll Hüllenteiles 10 wird mit einem weichen Metall ver- jedoch eine öffnung von einigen Millimetern in dem kleidet, indem der Hüllenteil 10 in ein Metallbad ge- 6° Hilfsraum frei bleiben, um überflüssige Gase der taucht wird, das durch Schmelzen des Materials in verschiedenen Quellen wegzupumpen.

Die Materialien, welche bei Zimmertemperaturen verdampft werden sollen, werden zunächst verdampft. Darauf werden die Glocke 2 und die Röhrenteile auf ⁶5 eine Temperatur erhitzt, die von der Art der photoempfindlichen Schicht abhängt und die 250° C betragen kann. Diese Erhitzung kann durch Erregung eines Elementes 16 erfolgen.

der Nut 9 a erhalten wird. Die Teile 9 a und 10 a sind vorzugsweise vorher durch eine Ätzung gereinigt und gegebenenfalls mit einer Goldschicht mit einer Stärke von 1 bis 2 μ überzogen.

Die Teile der aufzubauenden Elektronenröhre werden in der Glocke 2 angeordnet. Der den Tragkörper 11 der Photokathode bildende Teil wird un-

Nach Beendigung der physikalisch-chemischen Bildung der photoelektrischen Schicht wird die Temperatur des Ganzen auf die Umgebungstemperatur von bis 40° C verringert. Dies kann dadurch beschleunigt werden, daß man eine Kühlflüssigkeit in einem Kühlrohr 17 in der Glocke 2 herumlaufen läßt.

Schließlich wird die photoelektrische Röhre verschlossen. Zu diesem Zweck wird zunächst der Hilfsraum 15 mit den Quellen weggeklappt, in die in Fig.2 gestrichelt angedeutete Stelle. Darauf wird der Block 14 aufwärts bewegt mittels der Stange 4 der hydraulischen Presse. Die dabei ausgeübte Preßkraft beträgt etwa 10 kg/mm des Umfanges des Verschlußrandes 9, 10 und sichert eine feste Zusammenfügung der mit Indium überzogenen metallischen Oberflächen.

Dann kann das Vakuum in der Glocke 2 behoben und die fertige Röhre entfernt werden.

In den Fig. 2a und 2b, die eine Anwendung des geschilderten Verfahrens zur Herstellung einer Photoverstärkerröhre veranschaulichen, sind entsprechende Einzelteile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Fig. 2b zeigt die Organe, durch welche der Hilfsraum 15 in die gestrichelt dargestellte Lage weggeklappt werden kann. Fig. 2a zeigt mit den Pfeilen die Verdampfungsrichtung für z. B. eines der photoempfindlichen Materialien (Sb); mit 19 sind die Elektroden zum diffusen Verbreiten von Alkalimetallen (Na, K, Rb) bezeichnet.

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Elektronenröhre mit einer photoempfindlichen Schicht in einem Vakuumraum, in dem die Teile der Röhre bei einer hohen Temperatur entgast werden und die beiden zusammenzufügenden Teile der Röhrenhülle in einem gewissen Abstand voneinander gehalten werden, wobei eine photoempfindliche Schicht angebracht wird und die betreffenden beiden Hüllenteile durch Kaltpressen unter Verwendung von Indium zwischen den beiden zu verbindenden Hüllenteilen zu einer verschlossenen Röhre vereinigt werden, worauf das Vakuum in dem Vakuumraum behoben und die fertige Röhre entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Hüllenteil (9) einen umlaufenden Rand aufweist, dessen aufwärts gerichtete Seite eine Nut (9 a) besitzt, während der andere Hüllenteil (10) einen entsprechenden Rand (10 a) aufweist, dessen abwärts gerichtete Seite ein zur Zusammenwirkung mit dem erstgenannten Rand geeignetes Profil aufweist, wobei während oder nach dem Entgasen der verschiedenen Röhrenteile, wenn die Hüllenteile (9, 10) noch nicht miteinander in Berührung stehen, eine in dieser Nut (9 a) vorhandene Masse eines weichen Materials, nämlich Indium, geschmolzen wird, worauf die beiden Hüllenteile (9, 10) zunächst derart zueinander und danach voneinander weg bewegt werden, so daß der abwärts gerichtete Rand (10 a) des einen Hüllenteiles (10) durch Tauchen in das in dem anderen Hüllenteil (9) in dessen Nut (9ä) vorhandene Indiumbad benetzt wird und die Hüllenteile (9, 10) darauf abgekühlt werden, wonach die photoempfindliche Schicht zwischen den beiden Hüllenteilen (9, 10) angebracht wird und die Röhre schließlich dadurch verschlossen wird, daß die beiden an ihren Rändern mit einer Indiumschicht versehenen Hüllenteile (9, 10) im kalten Zustand im Vakuum gegeneinandergepreßt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufwärts gerichtete Nut (9 a) in dem umlaufenden Rand eines der Hüllenteile (9) V-förmig ist, während der entsprechende Rand (10 a) des anderen Hüllenteiles (10) ein in diese Nut (9 α) passendes Profil aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die teilweise mit einer Indiumschicht überzogenen Hüllenteile (9, 10) nicht miteinander in Berührung sind, eine Anzahl von Verdampfungsquellen zeitweilig derart zwischen diesen Hüllenteilen (9, 10) angeordnet und erregt werden, daß ein in einem der Hüllenteile vorhandener Tragkörper mit einer photoempfindlichen Schicht versehen wird, worauf diese Quellen entfernt werden und die Röhre verschlossen wird.

4. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 3, die mit einer zu entlüftenden Vakuumglocke versehen ist, die an eine Pumpe angeschlossen werden kann und die Mittel besitzt, durch welche die beiden Teile der Hülle einer Elektronenröhre in einem Abstand voneinander gehalten werden und einen Ofen mit Verdampfungsmitteln zum Aufdampfen einer photoempfindlichen Schicht im Vakuum auf einen Tragkörper aufweist, der einen Teil eines der Hüllenteile bildet, und Mittel, durch welche die einander zugewandten Ränder der zu vereinigenden Hüllenteile im kalten Zustand gegeneinandergedrückt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Halten der zu vereinigenden Hüllenteile (9, 10) sich dazu eignen, diese Hüllenteile (9, 10) mit ihren einander zugewandten zu vereinigenden Rändern (9 a, 10 a) nur in der Höhenrichtung einander gegenüber längs eines Satzes aufrecht stehender Säulen (12) zu verschieben, und die Vorrichtung weiter Mittel aufweist, durch die der Aufdampfofen in seitlicher Richtung hin- und herbewegt werden kann und in einer seiner Lagen an einer solchen Stelle zwischen den zu vereinigenden Hüllenteilen (9, 10) liegt, daß die Verdampfungsmittel gerade gegenüber dem zu überziehenden Tragkörper (11) liegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen