DE1614681C3

DE1614681C3 - Cooling arrangement for electron tubes

Info

Publication number: DE1614681C3
Application number: DE19671614681
Authority: DE
Inventors: Paul 8000 Muenchen Kahl; Peter 8042 Schleissheim Mammach; Paul 8012 Ottobrunn Meyerer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1967-12-15
Filing date: 1967-12-15
Publication date: 1973-10-04
Also published as: DE1614681A1; DE1614681B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlanordnung für Elektronenröhren, insbesondere für Wanderfeldröhren, bei der metallische Kühlrippen über isolierende Keramikplatten an metallische Trägerplatten angelötet sind.The invention relates to a cooling arrangement for electron tubes, in particular for traveling wave tubes, where metallic cooling fins are soldered to metallic carrier plates via insulating ceramic plates are.

Ähnliche Anordnungen sind bereits bekannt (man vergleiche beispielsweise die deutsche Auslegeschrift 1121229 und die britische Patentschrift 988 438). Im allgemeinen sind die Kühlrippen beispielsweise parallel hintereinander auf der Trägerplatte angeordnet und mit kreisförmigen, fluchtend hintereinanderliegenden Mittelaussparungen zur Aufnahme des zu kühlenden Teils der Elektronenröhre, also des Auffängers, versehen. Vorzugsweise ist ein solcher Kühlrippenblock längs einer durch die Achse der Anordnung verlaufenden Ebene aufgeschnitten, so daß er zum Einlegen der Röhre aufgeklappt werden kann. Da der Auffänger einer Elektronenröhre häufig Hochspannung führt, während die, beispielsweise am Gestell zu befestigende Trägerplatte der Kühlanordnung geerdet sein soll, ist im allgemeinen zwischen den Kühlrippen und der Trägerplatte eine isolierende Keramikplatte (beispielsweise A1,O.,) vorgesehen, die mechanisch fest mit den Kühlrippen und der Trägerplatte verbunden, z. B. verlötet, sein soll und daneben einen guten Wärmeübergang zu diesen Teilen aufweisen muß. Flächenlötungen zwischen AL₁O., — und Metallpartnern mit extrem abweichenden Ausdehnungskoeffizienten werden auf Grund der nicht zu vermeidenden Wärmespannung bisher im Weichlötverfahren ausgeführt. Weichlötverfahren machen die Verwendung von Flußmitteln in der Regel unumgänglich. Bei größeren Flächenlötungen sind die Benetzungseigenschaften (Lunker-Bildung) aber unbefriedigend und die Betriebstemperatur durch die niedrigen Schmelzpunkte der Lote begrenzt. Eine diese Nachteile vermeidende Hartlötung verbot sich bislang jedoch deshalb, weil hierbei die Ausdehnungsunterschiede nicht abgefangen werden können und zum Reißen der Lötung führen.Similar arrangements are already known (compare, for example, German Auslegeschrift 1121229 and British patent specification 988 438). In general, the cooling ribs are arranged, for example, parallel one behind the other on the carrier plate and are provided with circular, aligned one behind the other, central recesses for receiving the part of the electron tube to be cooled, i.e. the collector. Such a cooling fin block is preferably cut open along a plane running through the axis of the arrangement, so that it can be opened for inserting the tube. Since the collector of an electron tube often carries high voltage, while the support plate of the cooling arrangement, which is to be attached to the frame, for example, is to be grounded, an insulating ceramic plate (for example A1, O.,) Is generally provided between the cooling fins and the support plate, which is mechanically fixed with connected to the cooling fins and the carrier plate, e.g. B. should be soldered and must also have good heat transfer to these parts. Area soldering between AL ₁ O., - and metal partners with extremely different expansion coefficients be performed due to the unavoidable thermal stress so far in soldering processes. Soft soldering processes usually make the use of fluxes unavoidable. In the case of larger surface soldering, however, the wetting properties (formation of cavities) are unsatisfactory and the operating temperature is limited by the low melting point of the solder. However, brazing that avoids these disadvantages has hitherto been prohibited because the differences in expansion cannot be absorbed and lead to the brazing being torn.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, bei Kühlanordnungen der eingangs erwähnten Art eine Möglichkeit aufzuzeigen, die es trotz der erwähnten Schwierigkeiten erlaubt, Metall- und Keramikteile mit voneinander extrem abweichenden Ausdehnungskoeffizienten hart zu verlöten.The invention has set itself the task of providing cooling arrangements of the type mentioned at the outset Point out the possibility that, despite the difficulties mentioned, allows metal and ceramic parts to be hard-soldered with extremely different expansion coefficients.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß bei Verwendung von Metallteilen und Keramikplatten mit voneinander extrem abweichenden Ausdehnungskoeffizienten von den zu verlötenden Flächen der Metallteile wenigstens die auf der einen Seite der Keramikplatte befindlichen Flächen lamelliert und nur an den erhabenen Stellen mil der Keramikplatte hart verlötet sind. Insbesondere sollen dabei die zu verlötenden, lameliierten Oberflächen der Metallteile in zwei vorzugsweise senkrecht zueinander verlaufenden Richtungen Iamelliert sein. Durch diese Lamellierung der Kontaktflächen der Metallteile mit der Keramik wird verhindert, daß sich die mechanischen Spannungen, die infolge der stark unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der Lötpartner auftreten, so weit auf die Lötstellen übertragen, daß ein Reißen der Lötung erfolgen könnte.To solve this problem it is provided according to the invention that when using metal parts and ceramic plates with extremely different coefficients of expansion from the to soldering surfaces of the metal parts located on at least one side of the ceramic plate Surfaces are laminated and only hard soldered to the raised areas with the ceramic plate. In particular the laminated surfaces of the metal parts to be soldered should preferably be split into two laminated perpendicular to each other directions being. This lamination of the contact surfaces of the metal parts with the ceramic prevents that the mechanical stresses that result from the widely differing expansion coefficients the soldering partners occur, so far transferred to the soldering points that the soldering cracks occur could.

An Hand des in den Figuren der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung nachstehend näher erläutert werden. Dabei zeigt F i g. 1 einen Schnitt durch eine Hälfte einer aufklappbaren Kühlanordnung senkrecht zu ihrer Achse und F i g. 2 einen Schnitt senkrecht zur Trägerplatte in Achsrichtung der Kühlanordnung. In beiden Figuren ist die Lamellierung nur an einzelnen Stellen der Kontaktflächen angedeutet. Die Kühlrippen 1, in die Zähne von etwa 1,5 mm Breite, 2,5 mm Höhe und einer Schlitzbreite von 0,5 mm eingefräst sind, werden einzeln auf die metallisierte Keramikplatte 2 hart angelötet, die ihrerseits mit ihrer zweiten metallisierten Oberfläche mit der metallischen Trägerplatte 3 verlötet ist, deren Oberfläche, wie aus den Fig. 1 und 2 zu entnehmen ist, in zwei zueinander senkrechten Richtungen lamelliert ist. Die Lasehen 4 an den Metallrippen 1 dienen zur Befestigung der gleichartigen zweiten Hälfte der Kühlanordnung, die beispielsweise um die Achse der Aussparung der Laschen 4 aufgeklappt werden kann.On the basis of the embodiment shown schematically in the figures of the drawing, the Invention will be explained in more detail below. F i g. 1 a section through one half of a hinged cooling arrangement perpendicular to its axis and F i g. 2 a section perpendicular to Carrier plate in the axial direction of the cooling arrangement. In both figures the lamination is only on individual ones Points of the contact surfaces indicated. The cooling fins 1, in the teeth of about 1.5 mm wide, 2.5 mm Height and a slot width of 0.5 mm are milled individually on the metallized ceramic plate 2 hard soldered, which in turn with its second metallized surface with the metallic Support plate 3 is soldered, the surface of which, as can be seen from FIGS. 1 and 2, in two to one another vertical directions is laminated. The Lasehen 4 on the metal ribs 1 are used for attachment the similar second half of the cooling arrangement, for example around the axis of the recess of the Tabs 4 can be opened.

Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. So können beispielsweise die thermisch bedingten Spannungen nur an einer der Grenzflächen Metall-Keramik durch eine Lamellierung der Metalloberfläche nach der Erfindung aufgefangen werden, während ihnen an der anderen Grenzfläche durch Zwischenordnen eines metallisehen Drahtgeflechtes (Gaze) begegnet werden kann, das an seinen Berührungspunkten mit der Keramik bzw. den Metallteilen hart verlötet ist.The invention is not restricted to the exemplary embodiment shown. For example the thermally induced stresses only on one of the metal-ceramic interfaces through lamination the metal surface according to the invention are caught, while them on the other Boundary surface can be countered by interposing a metal wire mesh (gauze), which is hard soldered at its points of contact with the ceramic or the metal parts.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims

1. Cooling arrangement for electron tubes, especially for traveling wave tubes, in the metallisehe Cooling fins are soldered to metallic carrier plates via insulating ceramic plates, thereby marked that when using of metal parts (1,3) and ceramic plates (2) with extremely different expansion coefficients of the surfaces of the metal parts to be soldered, at least the surfaces located on one side of the ceramic plate laminated and are only hard soldered to the ceramic plate at the raised points.

2. Cooling arrangement according to claim 1, characterized in that the laminated to be soldered Areas of the metal parts in two directions which are preferably perpendicular to one another are laminated. ,