DE2845189A1

DE2845189A1 - Verfahren zur herstellung eines gefaesses, kolbens oder mantels

Info

Publication number: DE2845189A1
Application number: DE19782845189
Authority: DE
Inventors: Francois Hubert; Michel Laurent; Lucien Leger
Original assignee: BFG Glassgroup GIE
Current assignee: BFG Glassgroup GIE
Priority date: 1977-10-25
Filing date: 1978-10-17
Publication date: 1979-04-26
Also published as: CH629420A5; US4204721A; NL7810662A; BR7807029A; IT7869335A0; IT1160700B; FR2407181A1; JPS5481324A; BE871151A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gefäßes, Kolbens oder Mantels/ der wenigstens eine glasartige oder teilweise glasartige Wand aufweist, bei welchen die das Gefäß oder den Mantel bildenden Bauteile, von denen wenigstens einer eine glasartige Wand oder eine teilweise glasartige Wand ist, zusammengesetzt werden, und ein Bindemittel verwendet wird, um wenigstens eine kontinuierliche Umfangsverbindungsstelle zwischen diesen Bauteilen herzustellen, wodurch das Gefäß hermetisch abgedichtet wird, welches einen nicht atmosphärischen gasartigen Zustand einschließt, wobei die Abdichtung durchgeführt wird, während sich das Gefäß innerhalb einer hermetisch abschließbaren Kammer befindet und nachdem Luft aus dem Gefäß in diese Kammer abgezogen wurde.

Die Herstellung eines derartigen Gefäßes ist ein wesentliche Stufe bei der Herstellung von verschiedensten elektrischen und elektronischen Geräten, die Elemente enthalten, die durch elektrische oder elektromagnetische Signale erregt werden können. Derartige Vorrichtungen umfassen beispielsweise Anzeige- oder Darstellungsgeräte vom Gasentladangstyp oder von einem anderen Typus, wobei die elektrischen Komponenten eingekapselte mikro-elektronische Schaltkreise aufweisen, Halbleiter, Fotoelemente oder Fotowiderstände und Energiewandler, wie beispielsweise Einrichtungen mit eingekapselten Solarzellen.

In Abhängigkeit von der Art der Vorrichtung kann die gasartige Substanz, die in dem Gefäß eingeschlossen wird, ein Gas sein, welches sich in der Zusammensetzung und/oder im Druck von der umgebenden Atmosphäre unterscheidet.

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Die Verwendung von glasartigem Material bei der Herstellung derartiger Gefäße ist oft wegen dessen chemischer und physikalischer Eigenschaft erforderlich oder wünschenswert. Transparentes Glas ist insbesondere ein vorteilhaftes Material, wenn eine Durchlässigkeit gegenüber Licht oder anderen elektro-magnetischen Strahlungen erforderlich ist, wie es beispielsweise bei Anzeige- oder Darstellungsgeräten oder Solartafeln und anderen Vorrichtungen der Fall ist, die Elemente enthalten, die dem Licht oder infraroter Strahlung ausgesetzt werden müssen.

Die hermetische Verbindung oder Abdichtung eines Glasgefäßbauteiles gegenüber einem anderen Gefäßbauteil aus Glas oder einem anderen Material, wobei die Bauteile sich in einer hermetisch abgedichteten Kammer befinden und ein genauer vorbestimmter Zustand innerhalb des Gefäßes aufrechterhalten wird, führt zu verschiedenen Problemen. Die Kammer verhindert einen Zugang zu der Baugruppe, so daß sie nicht von Hand aus verbunden oder abgedichtet werden kann. Eine Erhitzung der zusammengesetzten Baugruppe auf sehr hohe Temperaturen sollte vermieden werden. Dies würde unter diesen Umständen große Energiemengen erfordern,und in einigen Fällen könnten Vorrichtungen, die in dem Gefäß eingeschlossen sind, beeinträchtigt oder beschädigt werden.

Die FR-PS 2 166 229 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines abgedichteten Glasgefäßes für eine Gasentladungs-Darstellungs- oder Anzeigevorrichtung, bei welchem die Gefäßbauteile in der Form von Glasscheiben mittels eines glasartigen Dichtungsmittels miteinander verbunden werden. Dieses Dichtungsmittel wird in Form einer Paste auf die

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aufeinander zu weisenden Ränder der beiden Glasscheiben aufgebracht, und die Scheiben werden mit einem dazwischen liegenden Distanzstück zusammengesetzt und in eine Vakuumkammer eingebracht. Der Druck in der Kammer und demzufolge der Druck in dem Gefäß wird auf den erforderlichen unteratmosphärischen Druck vermindert, und die gesamte Kammer wird dann in einem Ofen auf etwa 500°C erhitzt, um das Glasdichtungsmittel· zu schmelzen, so daß diese beim Abkühlen die beiden Scheiben miteinander verbindet. Diese Erhitzung auf hohe Temperatur erfordert eine beträchtliche Zeit und macht dieses Verfahren ungeeignet, wenn Vorrichtungen, die durch die Erhitzung auf derartig hohe Temperaturen beschädigt werden können, in dem Gefäß eingeschlossen werden sollen.·

Die US-PS 3 926 502 beschreibt ein Verfahren, bei welchem eine Umfangsverbindung zwischen glasartigen gefäßbildenden Bauteilen mittels eines niedrigschmelzenden Glases erzeugt wird, wobei eine Öffnung freigelassen wird, über die Luft abgezogen werden kann und irgendein erforderliches Fluid eingeführt werden kann, wobei diese Öffnung nach dieser Einführung mittels eines niedrigschmelzenden Metalles verschlossen wird. Die Evakuierung und Einleitung erfolgt in einer Kammer, die gegenüber der Atmosphäre abgeschlossen oder abgedichtet ist. Es wird nicht angegeben, wie das niedrigschmelzende Metall, wenn sich das Gefäß in der Kammer befindet, angebracht, angeordnet und geschmolzen wird.

Gemäß der US-PS 4 029 371 wird ein Glasdichtungsmittel verwendet, um eine Urafangsverbindung zwischen gefäßbildenden Bauteilen herzustellen, wobei eine Öffnung, freigelassen wird, über die Luft aus dem Gefäß abgezogen und durch ein anderes Gas ersetzt werden kann. Das anschließende

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Verschließen der öffnung erfolgt mittels eines schmelzbaren Glaspfropfens, der einen Erweichungspunkt hat, der unterhalb dem des Dichtungsmittels liegt, das für die Gefäßverbindungsstelle verwendet wurde. Um die Evakuierungsund Gasfüllöffnung zu verschließen, wird das unabgedichtete Gefäß in eine Evakuierungs- und Füllkammer eingegeben, wobei die besagte öffnung oben liegt und der schmelzbare Glaspfropfen sich in einer Stellung oberhalb dieser öffnung befindet. Nachdem die richtige Gasatmosphäre in dem Gefäß eingestellt oder erzeugt wurde, wird der Pfropfen in situ erhitzt und geschmolzen. Wegen der Zusammenbaubedingungen, die erforderlich sind, um vor dem Schmelzen den Pfropfen zu halten und wegen der Schwierigkeiten, eine zuverlässige Abdichtung durch das Schmelzen eines angesetzten festen Glaspfropfens zu erzielen, ist dieses Verfahren für die Zwecke der vorliegenden Erfindung nicht geeignet. Insbesondere wird in dieser US-Patentschrift nicht offenbart, wie die lokalisierte Erhitzung durchgeführt werden soll.

Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, mit welchem die abgedichtete Verbindung von gefäßbildenden Bauteilen in einer abgedichteten Kammer, die einen nicht atmosphärischen gasförmigen Zustand einschließt, leichter durchgeführt werden kann.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung eines Gefäßes, Kolbens oder Mantels geschaffen, wobei dieses Gefäß wenigstens eine glasartige Wand aufweist, und wobei die das Gefäß bildenden Bauteile, von denen wenigstens eines ein glasartiger Wandungsbauteil ist, zusammengesetzt werden, und wobei ein Bindemittel verv/endet wird, um wenigstens eine kontinuierliche Umfangsverbindungsstelle zwischen diesen Bauteilen herzustellen, wodurch das Gefäß

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hermetisch abgeschlossen oder abgedichtet wird, um den nicht atmosphärischen gasartigen Zustand einzuschließen, und wobei das Abdichten oder Verbindung durchgeführt wird, während sich das Gefäß in einer hermetisch abschließbaren Kammer befindet und nachdem Luft aus dem Gefäß in diese Kammer abgezogen wurde, wobei erfindungsgemäß der glasartige Bauteil oder jeder glasartige Bauteil längs der Zone metallisiert wird, in der das Bindemittel mit dem Bauteil verbunden werden soll und wobei ferner Lötmittel als Bindemittel verwendet wird, um die kontinuierliche Umfangsverbindungssteile oder jede kontinuierliche Umfangsverbindungssteile herzustellen.

Die Ausführung, daß das abgeschlossene Gefäß einen nicht atmosphärischen gasartigen Zustand einschließt, bedeutet, daß innerhalb des Gefäßes ein Druck herrscht und/oder eine Gaszusammensetzung, die sich von der umgebenden Atmosphäre unterscheiden.

Das Lötmittel, welches bei der Durchführung der Erfindung verwendet wird, kann einen Schmelzpunkt oder einen Schnielzbereich aufweisen, der wesentlich unter dem der glasartigen Dichtungsmittelzusammensetzungen liegt, die bisher verwendet wurden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann deshalb sehr billig und in Fällen durchgeführt werden, in denen derartige glasartige Zusammensetzungen nicht verwendet werden können. Die Ausschaltung einer intensiven Erhitzung ist sehr vorteilhaft, da Darstellungs- oder Anzeigeelemente oder andere Elemente oder Materialien, die bei intensiver Erhitzung beschädigt werden können, sich im Gefäß befinden können. Die Wärme für das Löten kann erzeugt werden, ohne daß komplizierte Maßnahmen zur Steuerung der Umgebungsbedingungen innerhalb der Kammer getroffen werden müssen, die

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erforderlich sind, wenn die Kammer auf sehr hohe Temperaturen erhitzt wird. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß kontinuierliche Verbindungsstellen von gleichförmig hoher Qualität erzeugt werden können, obwohl die Verbindung erfolgt, während sich die das Gefäß bildenden Bauteile in einer gasdichten Kammer eingeschlossen befinden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Wärme, die erforderlich ist, um eine gasdichte Verbindung der das Gefäß bildenden Bauteile mittels eines Lötmittels zu erzeugen, innerhalb der Kammer selbst und in der Nachbarschaft dieser Verbindungsstelle oder Verbindungsstellen erzeugt wird. Die Verbindung kann auf diese Weise ohne große Störung der Atmosphäre innerhalb des Gefäßes leicht hergestellt werden.

Gemäß einem v/eiteren Merkmal ist das gesamte Lötmittel, welches zur Herstellung einer kontinuierlichen Umfangsverbindung oder von Umfangsverbindungen erforderlich ist, als Teil der Baugruppe vorhanden, die zum Einschluß in der Kammer vorgesehen ist.

Das Abdichten oder Verbinden des Gefäßes innerhalb der Kammer findet dann statt, ohne daß es erforderlich ist, daß Lötmittel von außen aus dem Innenraum der Kammer zugeführt wird. Vorzugsweise ist das Lötmittel als eine oder mehrere Schichten oder Streifen vorhanden, die sich längs der kontinuierlichen Bahnen der erforderlichen kontinuierlichen luftdichten Verbindungsstellen erstrecken.

Vorzugsweise wird die Urafangsverbindungsstelle oder werden die Umfangsverbindungsstellen vollständig oder im wesentlichen vollständig innerhalb der Kammer ausgebildet. Dieses

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Verfahren ermöglicht es, daß die gesamte Herstellung in einer insbesondere einfachen Weise durchgeführt werden kann, da die Verbindung der Bauteile und die Abdichtung des Gefäßes in ein- und derselben Stufe erfolgen, beispielsweise während sich die Bauteile innerhalb der Kammer befinden. Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß das Abziehen der Luft aus dem Gefäß und, falls erforderlich, das Ersetzen durch ein anderes gasförmiges Medium erleichtert wird, weil sich das gesamte Gefäß in Verbindung mit dem Innenraum der Kammer befindet, der den gesamten Umfang des Gefäßes umgibt.

Bei der Durchführung der Erfindung in der im Vorstehenden beschriebenen Weise werden die das Gefäß bildenden Bauteile vorzugsweise derart zusammengesetzt, daß ein Lötmittelvorrat sandwichartig zwischen diesen Teilen längs des kontinuierlichen Verlaufes der erforderlichen Verbindungsstelle oder erforderlichen Verbindungsstellen angeordnet wird, wobei die kontinuierliche gasdichte Verbindungsstelle oder Verbindungsstellen vollständig oder im wesentlichen vollständig in der Kammer durch eine Erhitzung des Lötmittels in situ hergestellt werden. Vorzugsweise erfolgt diese Erhitzung durch elektrische Erhitzungseinrichtungen, beispielsweise durch eine elektrische Widerstands- oder Induktionserhitzung. Ein Lötkolben oder mehrere Lötkolben können als Alternative verwendet werden.

Die Menge des Lötmittels, die sandwichartig zwischen den einander gegenüberliegenden, das Gehäuse bildenden Bauteilen vor dem Eingeben der Baugruppe in die Kammer angeordnet wird, kann an einen dieser Bauteile haften, oder ein Teil der Menge kann an einem der Bauteile haften und ein Teil am anderen. Vorzugsweise wird die Menge des Lot-

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mittels an dem Bauteil oder an den Bauteilen angeordnet, um eine anhaftende Schicht oder Schichten längs des kontinuierlichen Bereichs der Verbindungsstelle zu bilden, die zwischen diesen Teilen ausgebildet werden soll. Als Alternative können ein Streifen oder mehrere Streifen aus Lötmittel zwischen den einander gegenüberliegenden Bauteilen eingespannt werden. Derartige Streifen oder Bänder können vorzugsweise punktartig mit den Bauteilen verbunden werden, damit die Streifen oder Bänder in Registerlage gehalten werden können.

Gemäß anderen Verfahren im Bereich der Erfindung werden die das Gefäß bildenden Bauteile durch Lotung miteinander verbunden, ehe sie in die Kammer eingegeben werden, wobei jedoch die Lötverbindung derart ist, daß eine diskontinuierliche Umfangsverbindung hergestellt wird, und diese wird dann innerhalb der Kammer vervollständigt, nachdem die erforderliche Atmosphäre innerhalb des Gefäßes ausgebildet worden ist.

Wenn die Erfindung in der im Vorstehenden beschriebenen Weise durchgeführt wird, kann die Lötverbindung der Bauteile vor deren Einführung in die Kammer gemäß irgendeiner geeigneten Löttechnik durchgeführt werden. Vorzugsweise werden die Bauteile und das für die Verbindung erforderliche Lötmittel derart zusammengesetzt, daß das Lötmittel zwischen den Bauteilen angeordnet wird, und die Verbindung der Bauteile erfolgt durch eine Erwärmung des Lötmittels in situ, beispielsweise mittels einer Flamme oder mittels einer elektrischen Erhitzung. Als Alternative kann die Anfangsverbindung der Bauteile mittels einer Tauchlötung erfolgen. Unabhängig davon, welches Verfahren zur Verbindung der Bauteile vor deren Einführung in die Kammer verwendet

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wird, wird eine derartige Verbindung vorzugsweise längs nahezu des gesamten ümfangs des Gefäßes durchgeführt, so daß die Verbindungsstufe, die innerhalb der Kammer durchgeführt wird, auf einen oder mehrere lokale Bereiche der Verbindungsstellen beschränkt werden kann.

Bei der Durchführung der Erfindung wird die glasartige Wandung oder jede glasartige Wandung entlang der kontinuierlichen Zone metallisiert, in der Lötmittel erforderlich ist, um diesen Bauteil zu befestigen.

Der Ausdruck "glasartig", der hier verwendet wird, umfaßt einen teilweise glasartigen Bauteil, beispielsweise eine Komponente, die aus einem vitro-kristallinen Material hergestellt wird, welches durch eine thermische Behandlung von Glas erhalten wurde oder ein vitro-keramisches Material, welches durch eine Behandlung eines feinverteilten mineralischen Materials erhalten wurde, welches derart behandelt wurde, daß eine Zusammensetzung erzielt wurde, welche eine oder mehrere glasartige Phasen enthält.

Die Zubereitung einer glasartigen oder teilweise glasartigen Baukomponente zur Lötverbindung kann entsprechend bekannter Techniken der Lötverbindung von Glasbauteilen erfolgen. Gemäß einem bevorzugten Verfahren wird eine Randzone des glasartigen Bauteiles oder eines jeden glasartigen Bauteiles durch eine Bedampfungsbeschichtung im Vakuum metallisiert oder durch Verwendung einer Spritzpistole. Eine alternative Metallisierung, die verwendet werden kann, umfaßt die Anwendung eines Metallpulvers in einem flüchtigen flüssigen Träger, wobei beispielsweise eine Paste hergestellt wird und die Beschichtung erhitzt wird, um das Metallpulver in situ zu sintern. Ein sehr vorteilhaftes Beschichtungsmetall

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zur Herstellung der Lötmittelunterlage ist Kupfer.

Vorzugsweise weist das Lötmittel, welches als Bindemittel verwendet wird, einen Schmelzpunkt oder einen Schmelzbereich unter 350⁰C₇ und insbesondere vorzugsweise unter 25O°C auf. Vorzugsweise ist das verwendete Lötmittel eine Blei/Zinn-Legierung, die gegebenenfalls Wismut enthalten kann.

Legierungen, die 60 Gew.-% bis zu 35 Gew.-% Blei enthalten, sind insbesondere geeignet, um einen niedrigen Schmelzpunkt und geringe Kosten zu erreichen.

Zinn-Blei-Wismut-Lötmittel, die vorzugsweise verwendet werden, enthalten wenigstens 15 Gew.-% Zinn und nicht mehr als 40 Gew.-% Wismut.

Im folgenden werden Beispiele von Lötmittelzusammensetzungen, die geeignet sind, in Gewichtsprozenten angegeben;

Sn	63	60	50	23	42	46
Pb	37	40	50	40	50	50
Bi	_	_	-.	37	8	4

Flußmittel können auf diejenigen Oberflächen aufgebracht werden, die miteinander verlötet werden sollen. Dies erleichtert die Ausbildung von Verbindungsstellen hoher Qualität. Vorzugsweise ist das verwendete Flußmittel ein Harzflußmittel. Derartige Flußmittel weisen den Vorteil auf, daß sie nicht korrosiv sind. Collophan-Harz ist ein sehr geeignetes Flußmittel.

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Nach der Beendigung der Abdichtung eines Gefäßes durch ein Verfahren gemäß der Erfindung und nach der Entnahme des abgedichteten Gefäßes aus der Kammer kann die Lötverbindung oder können die Lötverbindungen, falls erforderlich, dadurch verstärkt werden, daß weiteres Lötmittel aufgebracht wird, beispielsweise mittels eines Lötmittelstrahles oder eines Lötkolbens.

Die Erfindung kann angex^endet werden, um Gefäße, Kolben oder Mäntel von unterschiedlicher Form herzustellen, beispielsweise Gefäße, die eine Vorder- und Rückwand aufweisen, die an ihren Rändern direkt miteinander verbunden sind, und Gefäße, die Vorder- und Rückwände aufweisen, die mit einer dazwischen liegenden Umfangswandung oder einem Distanzstück verbunden ist. Ein derartiges Distanzstück kann beispielsweise die Form eines Metallstreifens haben, der kantenweise gegenüber der Vorder- und Rückwand des Gefäßes angeordnet ist. Eine kontinuierliche Umfangswand kann aus zwei oder mehreren derartigen Streifen bestehen, die Ende gegen Ende miteinander verbunden, beispielsweise miteinander verlötet sind. Bei einer alternativen Ausführungsform kann das Distanzstück oder können die Distanzstücke aus einem Metallstreifen bestehen, der gebogen ist, um einen Flansch oder Flansche auszubilden, wobei der Flansch oder die Flansche parallel zu der benachbarten Vorder- oder Rückwand des Gehäuses verlaufen und an dieser Wand angelötet sind.

Wenn ein Distanzstück oder Distanzstücke verwendet werden, kann das Distanzstück oder können die Distanzstücke die Innenabmessung des Gefäßes zwischen der Vorder- und der Rückwand bestimmen. Derartige Innenabmessungen können erheblich sein, und zwar auch dann, wenn die Vorder- und Rückwand flach sind.

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Die gegenüberliegenden Vorder- und Rückwände des Gefäßes können flach sein oder eine Wand oder beide Wände können gewölbt sein oder eine Halbschale bilden. Dies bedeutet, daß diese Wand insgesamt gewölbt ist oder in einem Teil ihrer Fläche gewölbt ist. Wenn ein Bauteil mit der Form einer Halbschale als Vorder- oder Rückwand oder als beide Wandungen verwendet wird, kann ein Gefäß von beträchtlichen inneren Dickenabmessungen hergestellt werden, ohne daß eine Umfangswandkomponente oder ein Distanzstück verwendet werden muß.

Der Gesamtaufbau des Gefäßes ist beliebig abhängig von der Art des Produktes, von dem dieses Gefäß einen Teil bildet. Das Gefäß einer Gasentladungs-Anzeige- oder Darstellungsvorrichtung kann vordere und hintere Glaswandbauteile aufweisen, jedoch ist es nicht wesentlich, daß beide Wandungen aus Glas bestehen. Falls das Gefäß durch elektro-magnetische oder Korpuskularstrahlen aktiviert werden soll, die von der Rückseite des Gefäßes zugeführt werden, dann muß natürlich die Rückwand in der Lage sein, die in Frage stehende Strahlung zu übertragen, bzw. durchzulassen.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung weist das Gefäß Vorder- und Rückwandungen auf, die beide aus Glas bestehen. Die Verwendung von Glas für beide Bauteile vereinfacht die Massenproduktion und schaltet Probleme der Auswahl von Lötbedingungen aus, um Komponenten von sehr unterschiedlicher Zusammensetzung aneinander anzupassen.

Bei" anderen Ausführungsformen der Erfindung weist das Gefäß einander gegenüberliegende Wandungen bildende Bauteile auf, von denen einer aus Glas besteht und der andere aus

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Metall. Wenn ein derartiger Metallbauteil verwendet wird, kann in Abhängigkeit vom Metall die Vorbereitung dieses Bauteiles zur Lötung unnötig sein. Falls erforderlich, kann eine geeignete Beschichtung aus einem anderen Metall oder einem Flußmittel auf den zweiten Bauteil im Bereich der Verbindungsstellen zur Vorbereitung der Lotung aufgebracht werden. Anstelle eines MetalIbauteiles kann eine keramische Komponente verwendet werden oder eine Komponente von zusammengesetzter Struktur, beispielsweise eine Komponente, die Lagen aus verschiedenen Materialien aufweist.

Ein das Gefäß bildender Bauteil oder mehrere derartige Bauteile können eine oder mehrere Beschichtungen für optische oder andere Zwecke aufweisen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in der Herstellung für Geräte für ganz unterschiedliche Zwecke verwendet werden. Beispiele sind Anzeige- oder Darstellungstafeln, insbesondere relativ große Tafeln oder Wände, wie beispielsweise Instrumententafeln für Fahrzeuge und andere Maschinen und Bildschirme. Diese Geräte umfassen jedoch auch numerische oder andere Anzeigetafeln für elektrische und elektronische Elemente, wie beispielsweise Rechner und Zeitaufzeichnungsgeräte. Die Erfindung kann ebenfalls zur Herstellung von Solartafeln verwendet werden.

Im breiten Bereich der Darstellungs- und Anzeigevorrichtungen, die erfindungsgemäß hergestellt werden können, gibt es zahlreiche Typen, deren Funktionsweise auf unterschiedlichen Prinzipien beruht. Die folgende Liste gibt einige von diesen Typen an:

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a) Gasentladungseinrichtungen, die ein System von Elektroden aufweisen, die einen lokalisierten Durchschlag des Gases und eine Lichtemission, ansprechend auf elektrische Signale, ermöglichen, die über das System gemäß der gewünschten Darstellung oder Anzeige verteilt werden,

b) Vakuumfluoreszenzgeräte, die Kathodenstrahlröhren mit Phosphor beschichteten anodischen Darstellungssegmenten aufweisen, die selektiv durch Spannungssignale erregt werden können,

c) elektrolumineszente Geräte, die eine Phosphorschicht aufweisen, die zwischen Elektroden angeordnet ist und die ein Lichtbild, ansprechend auf Erregungssignale, emittieren, die durch einen Abtaster abgegeben werden,

d) magnetische Anzeigevorrichtungen, die sphärische Teilchen aufweisen, die lichtreflektierende und nichtlichtreflektiersnde Eigenschaften haben and die in irgendeinem gegebenen Bereich der Vorrichtung in eine lichtreflektierende Anzeigeorientation gebracht werden können, und zwar durch die Einwirkung von elektromagnetischen Signalen,

e) Drähte mit lichtemittierenden Dioden, die Halbleiter aufweisen, die Licht emittieren, wenn sie mit elektrischem Strom gespeist werden,

f) Glühlichteinrichtungen, die punktweise angeordnet sind und in einer Darstellungskonfxguratxon dadurch erregt werden können, daß Spannungen an geeigneten Stellen in der Anordnung angelegt werden

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g) fotoleitergesteuerte Lichtventilgeräte, die einen elektrooptischen Film aufweisen, der Darstellungssignale, ansprechend auf Lichtsignale, abgibt.

Kurze Beschreibungen der Geräte der im Vorstehenden beschriebenen Art sind in den folgenden Literaturstellen zu finden, in einem Bericht von Alan Sobel, betitelt "Electronis Numbers", veröffentlicht in "Scientific American of June 1973", Volume 228 Nr. 6 in "Proceedings of the IREE", Juli 1973m Seiten 907 bis 915, in "Record of the IEEE 1976 Biennial Display Conference" vom 12. bis 14. Oktober 1976 und im "Digest of Technical Papers" des"SID International Symposium", veröffentlicht von "Lewis, K.Y.," erste Ausgabe Mai 1976.

Ein anderes Gebiet für die Anwendung der Erfindung ist die Herstellung von Gefäßen, die elektrische oder elektronische, beispielsweise mikroelektronische Schaltungen, enthalten. Derartige Schaltungen bestehen üblicherweise aus verschiedenen elektrischen Komponenten, wie Transistoren, Widerständen, Kondensatoren, Verstärkern u. dgl., die durch Leitungslinien miteinander verbunden sind. Die Komponenten und die Leitungslinien sind auf einem Träger abgeschieden, beispielsweise durch Vakuumabscheidungstechniken für komplizierte Schaltungen oder durch Seidenschirmtechniken für weniger komplizierte Schaltungen. Die Schaltungen können auf einem oder mehreren Trägern abgeschieden sein, die in das erfindungsgemäße Gefäß eingesetzt v/erden. Statt einen getrennten Träger oder getrennte Träger zu verwenden oder zusätzlich zu diesen kann die Schaltung auf dem einen Bauteil oder auf beiden Bauteilen abgeschieden sein, die die Wandungen des Gefäßes bilden.

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In Abhängigkeit von der Natur der Elemente· oder der Materialien, die im Gefäß eingeschlossen sind, wird dieses hermetisch abgedichtet, nachdem Luft herausgezogen wurde, um den Druck in dem Gefäß zu vermindern oder nachdem Luft herausgezogen wurde und ein Gas von einer speziellen Zusammensetzung eingeleitet wurde. Ein derartiges Evakuieren oder Evakuieren und Wiederfüllen des Gefäßes kann für die Funktion der Vorrichtung von Bedeutung sein oder kann wünschenswert sein, um die Leistung oder die Lebensdauer zu verlängern, und zwar in Abhängigkeit von der Art des Gefäßes.

Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung wird das Gefäß abgedichtet und abgeschlossen, um elektrische oder elektronische Schaltungselemente einzuschließen und eine oder mehrere Isolationsschichten, die derartige Schaltungen bedecken*

Die Erfindung kann ebenfalls verwendet werden, um ein Gefäß herzustellen, welches einen oder mehrere Sonnenenergiewandler enthält. Derartige Wandler können fotoelektrische. Zellen sein. Diese Zellen können beispielsweise aus Siliciumscheiben hergestellt sein oder können aus Cadmiumschichten bestehen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung und verschiedene Anwendungen sollen beispielsweise unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 eine Herstellungsstufe einer Gasentladungs-Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung,

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Fig. 2 eine Schnittansicht einer anderen Vorrichtung,
die vorbereitet wurde, um in einer Kammer durch
das erfindungsgemäße Verfahren behandelt zu
werden,
und

Fig. 3 bis 5 QuerSchnittsansichten von drei weiteren
Gefäßformen, die erfindungsgemäß hergestellt
werden können.

Es sei zuerst auf Fig. 1 Bezug genommen. Die Vorrichtung, die bei dem dargestellten Verfahren verwendet wird, weist eine Vakuumkammer 1 auf, die eine Basis 2 und einen abnehmbaren Deckel 3 hat, der einen ümfangsflansch aufweist, der luftdicht durch nicht dargestellte Einspannmittel gegen die Basis 2 festgespannt werden kann. Innerhalb der Basis ist eine Gaseinlaßöffnung 4 vorgesehen, die mit einer äußeren Speiseleitung 5 über ein Ventil 6 verbunden ist und eine
Auslaßöffnung 7, die mit einer äußeren Auslaßleitung 8 über ein Ventil 9 verbunden ist.

Ein Gegenstandsträger 10 ist an der Basis montiert und am Rand des Trägers sind elektrische Widerstandsheizer 11 und

12 angeordnet, und zwar derart, daß sie eine Anzeigetafel

13 umgeben, die in gebrochenen Linien dargestellt ist, wenn diese auf dem Träger angeordnet ist. Die Anzeigetafel 13
ist von dem im Vorstehenden beschriebenen Typ (a). Die
Betriebsweise derartiger Tafeln und deren wesentlicher innerer Aufbau ist an sich bekannt, und die Erläuterung ist für die Zwecke zur Beschreibung des dargestellten Verfahrens nicht erforderlich. Das Verfahren betrifft die Herstellung des Gefäßes oder Kolbens oder Mantels für diese Wand oder Tafel. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das

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Gefäß aus zwei flachen Bauteilen, die die Vorder- und Rückwand des Gefäßes bilden. Diese Teile sind an ihren Rändern gasdicht miteinander verbunden, um ein System von Elektroden einzuschließen, die an den Wandungen des Gefäßes befestigt sind, und ferner ein Gasentladungsmedium.

Bei der Durchführung des Verfahrens werden die Ränder der Innenseiten der beiden Glasteile dadurch metallisiert, daß eine Kupferschicht abgeschieden wird, wobei eine an sich bei der Metallisierung von Glasbauteilen bekannte Sprühtechnik verwendet wird. Dann wird eine Lötmittelschicht auf der Beschichtung einer jeden der beiden Komponenten angeordnet. Die Dicke dieser Lötmittelschicht ist etwas größer als die Hälfte des erforderlichen Abstandes zwischen den Glasscheiben im fertigen Gefäß.

Die beiden beschichteten Glasteile werden dann derart zusammengebaut, daß die Lötschichten sich gegenseitig berühren, und die Baugruppe wird auf dem Träger 10 angeordnet. Der Deckel 3 der Vakuumkammer wird dann auf der Basis 2 festgespannt. Während das Einlaßventil 6 geschlossen ist, wird Luft aus dem Inneren der Kammer dadurch abgezogen, daß das Ventil 9 geöffnet wird und eine nicht dargestellte Vakuumpumpe betätigt wird, die mit der Auslaßleitung 8 verbunden ist. Die Pumpe zieht Luft aus dem Raum ab, der das Gefäß 13 umgibt. Da die Komponenten des Gefäßes noch nicht miteinander dichtend verbunden sind, wird ebenfalls Luft aus dem Raum innerhalb des Gefäßes abgezogen.

Wenn die Kammer und das Gefäß evakuiert sind, was durch ein nicht dargestelltes Druckmeßgerät angezeigt wird, wird das Auslaßventil 9 geschlossen.

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Die Speiseleitung wird mit einer Gasquelle verbunden, um das Gasentladungsgefäß 13 zu füllen, und das Einlaßventil 6 wird geöffnet, um Gas in die Kammer und in das Innere des Gefäßes einzuleiten. Das Gas, welches in die Kammer eingeführt wird, wird innerhalb der Kammer auf einem Druck gehalten, der innerhalb des Anzeigegefäßes erforderlich ist, und dies wird durch das Druckmeßgerät angezeigt. Dieser Dtuck liegt üblicherweise unterhalb des atmosphärischen Druckes. Dieser Druck wird für eine Zeit aufrechterhalten, die ausreicht, um sicherzustellen, daß der erforderliche Druck innerhalb des Gefäßes sich einstellt. Das Gefäß wird dann abdichtend verschlossen, und zwar durch eine Heizschaltung, die die Widerstandsheizer 11 und 12 aufweist, wobei diese Heizschaltung angeschaltet wird, um das Lötmittel in situ durch Strahlungswärme zu schmelzen. Die Erhitzung der Anzeigetafeln ist im wesentlichen auf deren Umfangsbereich beschränkt. Wenn einmal eine entsprechende Schmelztemperatur erreicht ist, werden die Widerstandsheizer abgeschaltet. Nachdem eine ausreichende Zeit verstrichen ist, um das Lötmittel abzukühlen und eine kontinuierliche in ümfangsrichtung verlaufende luftdichte Verbindung herzustellen, wird Luft dadurch in die Kammer eingeführt, daß das Ventil 6 geöffnet wird. Der Deckel 3 der Vakuumkammer wird dann entfernt.

Das Abziehen von Gas aus dem Gefäß und das anschließende Eintreten von Ersatzgas wird dadurch erleichtert,-daß das Gas zwischen den sich berührenden Lötmittelschichten an allen Stellen des ümfangs der Gefäßbaugruppe strömen kann.

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Wenn die Vorrichtung 13 eine derartige ist, die mit Luft von geringem Druck gefüllt werden soll; dann wird der Druck innerhalb der Kammer 1 lediglich auf den erforderlichen Wert vermindert, der durch das nicht dargestellte ?eßgerät angezeigt wird, ehe das Auslaßventil 9 geschlossen wird und die abdichtende Verbindung, wie oben beschrieben, durchgeführt wird.

Bei einer abgeänderten Ausführungsform des im Vorstehenden beschriebenen Verfahrens wird Lötmittel lediglich auf einen der beiden Glasteile vor dem Zusammensetzen der Komponenten aufgetragen, und das Lötmittel wird aufgetragen, um eine Schicht zu bilden, die eine Dicke hat, die etwas größer als der erforderliche Abstand zwischen der Vorder- und Rückwand des fertigen Gefäßes ist. Diese übermäßige Dicke ist erforderlich, damit der Abstand zwischen den Scheiben vermindert werden kann, was auftritt, wenn das Lötmittel schmilzt, und diese übermäßige Dicke kann empirisch durch Versuche ermittelt v/erden.

Um einen genau vorbestimmten Abstand der beiden Glasteile im fertigen.Gefäß sicherzustellen, können Distanzstücke zwischen den Rändern der Scheiben, beispielsweise an im Abstand voneinander angeordneten örtlichen Stellen, angeordnet werden, und ein Gewicht kann auf die Baugruppe aufgebracht werden, um sicherzustellen, daß die Glasteile in Kontakt mit den Distanzstücken gelangen, wenn das Lötmittel schmilzt.

Bei einer weiteren abgeänderten Ausführungsform des unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebenen Verfahrens können Lötmittelstreifen derart angeordnet werden, daß sie sandwichartig zwischen den Glasteilen bei deren Zusammenbau ange-

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ordnet werden. Die Erhitzung der Ränder der Baugruppe bewirkt eine Schmelzung des Lötmittels, wodurch eine kontinuierliche gasdichte Verbindung hergestellt wird, und dieser Vorgang ist genau so wirksam wie bei der Verbindung, die aus der Lötiaittelbeschichtung bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt wird.

Bei einer weiteren abgeänderten Ausführungsform des Verfahrens, welches unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben wurde, können die beiden Glasteile, die die Vorder- und Rückwand des Gefäßes bilden, vor der Eingabe der Baugruppe in die Vakuumkammer miteinander verbunden, jedoch nicht hermetisch abgedichtet werden. Die Heizelemente innerhalb der Kammer weisen kleine Strahlungserhitzer auf, die so angeordnet sind, daß die Heizwirkung auf lokale Zonen ausgerichtet ist. Die Strahlungswärme schmilzt das Lösungsmittel in diesen Zonen, so daß die Verbindung kontinuierlich gemacht wird, wodurch das Gefäß hermetisch abgedichtet und abgeschlossen wird.

Das beschriebene Verfahren kann verwendet werden, um Gefäße von verschiedener Form und/oder Zusammensetzung abzudichten, beispielsweise Gefäße, die eine Vorderwand aus Glas aufweisen und eine Rückwand aus einem anderen Material, beispielsweise aus Metall. Im letzteren Fall kann die Metallisierung der die Rückwand bildenden Komponente vor der Aufbringung des Lötmittels fortgelassen werden, wenn das Material dieser Komponente an dem verwendeten Lötmittel haften kann.

Das Schmelzen des Lötmittels in situ kann ebenfalls durch eine Hochfrequenzinduktionserhitzung durchgeführt werden, wobei das entsprechende Induktionsheizgerät in verschieb—

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barer Weise in der Kammer 1 montiert ist, so daß dieses Induktionsheizgerät längs der sandwichartig zusammengesetzten Lötmittelschichten verschoben werden kann. Die Verschiebung dieses Gerätes kann durch elektrische Relais erfolgt werden, die von einer Spannungsquelle außerhalb der Kammer erregt v/erden können.

Eine andere Erwärmung, die zur Schmelzung des Lötmittels verwendet werden kann, ist eine Erwärmung durch Wärmeleitung mittels eines Lötkolbens oder mittels Lötkolben. Die Lötkolben können an Schienen montiert sein, die sich längs der Ränder des Trägers 10 erstrecken und können längs der Ränder des Gefäßes durch elektrische Motoren verschoben werden. Die Mechanisierung des Lötens ist an sich bei der Lötung anderer Werkstücke bekannt und es ist deshalb keine weitere Beschreibung erforderlich. Die Verwendung eines oder mehrerer Lötkolben ist insbesondere in dem Fall angezeigt, in dem das Schmelzen des Lötmittels des Gefäßes, das sich in der Kammer 1 befindet, lediglich in einer lokalen Zone oder in einer geringen Anzahl vor lokalen Zonen erfolgt ist, um eine diskontinuierliche Verbindung, die außerhalb der Kammer hergestellt wurde, in eine kontinuierliche gasdichte Verbindung umzuwandeln.

Es sei nunmehr auf die Fig. 2 bis 5 Bezug genommen.

Fig. 2 zeigt Einzelheiten einer Baugruppe von Komponenten, die eine Gasentladungsanzeigevorrichtung bilden. Die Baugruppe ist für eine Evakuierung und abdichtende Verbindung gemäß der Erfindung bereit. Der die Rückwand bildende Bauteil des Gefäßes ist eine Glasscheibe 14, die gedruckte

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Schaltungskomponenten trägt, welche Elektroden 15 aufweist, von denen lediglich eine dargestellt ist und die Darstellungselemente bilden und ferner zugeordnete Leitungen 16. Die Elektroden 15 können Segmente eines Ziffernmusters sein, das zur numerischen Darstellung dient. Diese Elektroden können beispielsweise durch Kathodenzerstäubung niedergeschlagen sein. Das Elektrodenmaterial kann beispielsweise aus der folgenden Gruppe ausgewählt sein: Nickel, Aluminium, Titan, Chrom, Nickel-Chromlegierungen, Gold, Zinnoxid und Indiumoxid.

Die gedruckte Seite der Glasscheibe 14 ist mit Ausnahme von den Bereichen, die von den Darstellungselementen 15 bedeckt sind, durch eine elektrische Isolationsschicht 17 bedeckt. Die Isolationsschicht 17 besteht vorzugsweise aus einem oder aus mehreren Oxiden, beispielsweise aus einem Oxid oder aus Oxiden eines oder mehrerer der Elemente: Zirconium, Silicium, Chrom und Titan. Schichten derartiger Zusammensetzungen haben sehr gute Isolationseigenschaften. Derartige Schichten können beispielsweise eine Dicke von einigen Mikrons haben. Anstatt einer Metall-Oxid-Isolierung kann eine niedrigschmelzende, verglasbare Emailzusammensetzung verwendet werden. Diese Zusammensetzung kann als eine Paste unter Verwendung einer Schablone aufgebracht werden, wobei die Darstellungselemente 15 entstehen, und die Zusammensetzung wird dann anschließend erhitzt, um sie zu verglasen oder zu schmelzen. Die Elemente 15 können in geeigneter gegen Oxidation durch eine Schutzbeschichtung während des Verglasens oder Schmelzens geschützt werden. Um eine ausreichende Isolation sicherzustellen, ist es erforderlich, daß diese Email- oder Glasisolierungsschicht eine Dicke hat, die etwa 10 Mikron übersteigt.

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Der die Vorderwand bildende Bauteil des Gefäßes ist eine Glasscheibe 18, deren Innenseite mit einer elektrischleitenden Schicht 19 bedeckt ist, welche die Gegenelektrode bildet. Die Größe und die Anordnung der Glasscheibe 18 in Bezug auf die Scheibe 14 ist in der Baugruppe derart, daß die Endabschnitte der Leitungslinien 16 am Umfang der Baugruppe frei liegen, um Anschlüsse, wie beispielsweise Anschlüsse 20, zu bilden. Ein Teil der Gegenelektrode 19 liegt dabei am Rand der Baugruppe frei, um einen Anschluß 21 zu bilden. Je nachdem, welche der Anzeige- oder Darstellungselemente 15 zu irgendeiner gegebenen Zeit mit Spannungssignalen gespeist werden, treten elektrische Entladungen in entsprechenden Bereichen auf, um ein Lichtbild zu erzeugen, welches durch die Vorderwand des Gefäßes hindurch sichtbar ist. Die leitende Schicht 19 kann beispielsweise aus Zinnoxid bestehen, Indiumoxid, Cadmiumoxid oder Cadmiumstannat.

Bei der Herstellung der Vorrichtung werden die Innenseiten der Glasscheiben 14 und 18, nachdem sie, wie oben beschrieben,' beschichtet sind, an ihren Rändern dadurch metallisiert, daß nicht dargestelltes Kupfer, wie dargelegt, abgeschieden wird. Dann werden die metallisierten Ränder der Scheiben 14 und 18 mit Lötmittelschichten 22 und bedeckt, wobei vorzugsweise ein Zinn/Bleilötmittel verwendet wird. Ein derartiges Lötmittel kann auf verschiedene Weise aufgebracht werden, beispielsweise dadurch, daß geschmolzenes Lötmittel aus einer Presse ausgespritzt wird, die längs des Scheibenrandes verschoben wird oder dadurch, daß feste Lötmittelstreifen auf die Oberseite der metallisierten Beschichtungen aufgebracht werden und erhitzt werden, damit diese durch Schmelzen auf ihren Unterlagen haften. Es ist insbesondere vorteilhaft, ein Lötmittel

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zu verwenden, welches 63 Gew.-% Zinn und 37 Gew.-% Blei enthält.

Die beiden Scheiben werden dann, wie in der Zeichnung dargestellt, zusammengesetzt, wobei das Lötmittel sandwichartig zwischen diesen Scheiben angeordnet ist und die zusammengesetzte Baugruppe wird in eine Vakuumkammer eingebracht, in der dann der Druck auf einen geringeren Wert vermindert wird. Anschließend wird eine derartige Menge Heongas in die Kammer eingeführt, die ausreicht, um den Neonpartialdruck auf etwa 30 mm Quecksilbersäule zu bringen- Da das Gefäß noch nicht abgedichtet ist, wird dessen Innenraum 24 mit dem Gas der gleichen Zusammensetzung und von gleichem Druck gefüllt wie das Gas, welches die Kammer außerhalb des Gefäßes füllt. Dann wird die Baugruppe in der Kammer ausreichend erhitzt, um die Lötschichten 22, 23 zu schmelzen. Der Schmelzpunkt des verwendeten Lötmittels (63 Gew.-% Zinn, 37 Gew.-% Blei) liegt bei 183 C und vorteilhafterweise wird das Lötmittel ausreichend weit über diese Temperatur erhitzt, so daß es leicht fließen kann. Eine Temperatur von etwa 20O⁰C bis 210 C ist geeignet. Eine Erhitzung auf einen höheren Wert, beispielsweise über 25O°C ist sowohl hinsichtlich des Energieverbradchs als auch des Zeitaufwandes unwirtschaftlich. Beim Abkühlen verfestigt sich das Lötmittel und bildet eine hermetische Abdichtung zwischen den beiden Glasscheiben. Der Druck in der Kammer wird anschließend auf den atmosphärischen Druck erhöht, und das fertige Gefäß wird dann aus der Kammer herausgenommen.

Während der Erhitzungsstufe, in der das Lötmittel zwischen den Rändern der Glasscheiben geschmolzen wird, kann die Gefäßbaugruppe durch äußere Mittel einem Druck ausgesetzt werden, beispielsweise durch ein Gewicht, welches auf

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diese Baugruppe aufgesetzt wird. Falls gewünscht, kann die Kammer Einrichtungen aufweisen, die sich in den Innenraum der Kammer hineinerstrecken und einen elastischen Druck auf die Gefäßbaugruppe ausüben, wenn diese in die Kammer eingesetzt ist oder wenn die Kammer anschließend geschlossen wird.

Bei einer abgeänderten Ausführungsform des im Vorstehenden beschriebenen Verfahrens kann das auf die beschichteten Glasscheiben aufgebrachte Lötmittel geschmolzen werden, nachdem die Scheiben zusammengebaut sind, jedoch vor dem Einsetzen der Baugruppe in die Vakuumkammer, wobei dafür Sorge getragen wird, daß die ümfangsabdichtung an einer Stelle oder an mehreren Stellen unterbrochen ist, wobei über diese Stellen das Innere des Gefäßes in Verbindung mit dem Inneren der Vakuumkammer gebracht werden kann, wenn die Baugruppe in dieser angeordnet ist. Diese Unterbrechung kann dadurch hergestellt werden, daß an einer oder an mehreren Stellen längs des Randes der Baugruppe die Scheiben nicht mit Lötmittel bedeckt werden oder dadurch, daß die Lötmittelablagerung an einer oder mehreren derartigen Stellen nicht geschmolzen wird. Nachdem die Baugruppe in die Vakuumkammer eingesetzt ist und die erforderliche Gaszusammensetzung und der erforderliche Gasdruck innerhalb des Gefäßes aufgebaut sind, kann die Umfangsabdichtung des Gefäßes vervollständigt oder beendet werden, während das Gefäß in der Vakuumkammer verbleibt, und zwar durch örtliche oder Gesamterhitzung des Lötmittels auf die Schmelztemperatur. Bei einer anderen Ausführungsform des Verfahrens werden die Teile außerhalb der Kammer durch Eintauchen zusammengelötet, um eine Lotmxttelverbindung herzustellen, die beispielsweise an den Ecken des Gefäßes unterbrochen ist. Nachdem

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das Gefäß mit Gas von erforderlicher Zusammensetzung und mit erforderlichem Druck in der Vakuumkammer gefüllt ist, wird das Gefäß örtlich erhitzt, um die abdichtende Verbindung zwischen den Teilen herzustellen. Bei einer weiteren abgeänderten Ausführungsform kann eine vollständige Umfangslötverbindung außerhalb der Vakuumkammer hergestellt v/erden, und die Lötabdichtungsverbindung kann örtlich durchstochen werden, ehe das Gefäß dem niedrigen Druck in der Vakuumkammer ausgesetzt wird.

Es sei nunmehr auf die Fig. 3 bis 5 Bezug genommen, in den andere Ausführungsformen von Gefäßen dargestellt sind, die durch das erfindungsgemäße Verfahren abgedichtet werden können. Die Gefäße können Elemente verschiedenster Art je nach dem herzustellenden Gegenstand einschließen, wobei das Gefäß entweder eine Solarwand ist oder eine Darstellungs- oder Anzeigevorrichtung. Da der Zweck der Figuren lediglich darin besteht, verschiedene Gefäßformen darzustellen, wurden die inneren Elemente fortgelassen.

Fig. 3 zeigt ein Gefäß, welches einen flachen Glasbauteil 25 aufweist und einen Glasbauteil 26, der einen erhabenen Umfangsflansch 27 hat. Die beiden Bauteile sind hermetisch miteinander mittels einer Lötmittelschicht 28 verbunden, die sandwichartig zwischen der Innenseite der Scheibe 25 und der Kantenseite des Flansches 27 angeordnet ist.

Die Darstellungs- und/oder anderen inneren nicht dargestellten Elemente, die zur Funktion der Vorrichtung dienen, können, vom Bauteil 25 oder vom Bauteil 26 getragen werden oder teilweise von dem einen und teilweise von dem anderen.

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Das in Fig. 4 dargestellte Gefäß v/eist einen flachen Glasbauteil 29 auf, der eine Rückwandung des Gefäßes bildet und einen Bauteil 30, der ebenfalls aus Glas besteht und der die Vorderwand des Gefäßes bildet. Der Glasbauteil 3O ist gewölbt und weist einen Umfangsflansch 31 und eine Umfangswandung 32 auf, die sich zwischen dem Flansch und dem mittleren flachen Abschnitt des Bauteiles erstreckt. Die beiden Bauteile sind mittels einer Lötmittelschicht 33 miteinander verbunden, die zwischen der Innenseite des Bauteiles 29 und dem Flansch 31 des Bauteiles 30 angeordnet ist. Die Lötmittelverbindung dichtet hermetisch das Gefäß ab. Die Anzeige- und/oder anderen inneren nicht dargestellten Elemente, die zur Darstellung oder zu anderen Funktionen des Gerätes dienen, können vom Bauteil 29 und/oder vom Bauteil 30 getragen werden. Bei einer abgeänderten Ausführungsform wird anstelle des Glasbauteiles 29 eine Metallplatte verwendet, die die Rückwand des Gefäßes bildet.

Das in Fig. 5 dargestellte Gefäß besteht aus zwei rechteckigen Glasscheiben 34 und 35, die die Vorder- und Rückwand des Gefäßes bilden, und dazwischen liegenden Metalldistanzstücken 36 und 37. Jeder der Streifen 36 und ist zu einem ü-Profil gebogen und die Schenkel dieses ü-Profils liegen gegen die Ränder der Scheiben an. Die Profilstreifen sind Ende gegen Ende miteinander verbunden, um einen rechteckigen Rahmen zu bilden. Jeder der Distanzstückstreifen weist einen U-Profilquerschnitt auf und einen Steg, der die beiden parallelen Flansche miteinander verbindet. Der Steg des Streifens 36 ist mit 38 bezeichnet und dessen Flansche mit 39. Die Flansche der beiden Streifen sind an metallische nicht dargestellte Beschichtungen an den Rändern der Scheiben 34 und 35 durch Löt-

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mittelschichten 40 und 41 angelötet.

Es wurde gefunden, daß es vorteilhaft ist, die Distanzstückstreifen 36 und 37, sowie die Ränder der Scheiben 34 und 35 mit Lötmittel zu beschichten, ehe die Scheiben und die Distanzstückstreifen zusammengebaut werden. Das Vorbeschichten der Distanzstückstreifen mit Lötmittel kann durch Eintauchen der Streifen in ein Bad aus geschmolzenem Lötmittel erfolgen. Die Lötmittelbeschichtung auf den Streifen kann beispielsweise eine Dicke zwischen 2 und 50 Mikron haben. Die Dicken der Lötmittelbeschichtungen auf den Scheibenrändern kann beispielsweise zwischen 50 und 200 Mikron liegen.

Bei einer abgeänderten Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung des in Fig. 5 dargestellten Gefäßes kann die Vorbeschichtung der Scheiben 34, 35 und der Distanzstückstreifen 36 und 37 vor dem Zusammenbau dieser Komponenten fortgelassen werden und diskontinuierliche Verbindungsstellen zwischen den Scheiben und dem Distanzstück— streifen können vor dem Einführen der Baugruppe in die Vakuumkammer dadurch hergestellt werden, daß ein Strahl oder Strahlen von geschmolzenem Lötmittel gegen die Kanten der Baugruppe gerichtet werden, so daß das Lötmittel eine Lötmittelwulst oder Lötmittelwülste zwischen dem Distanzstückstreifen und der inneren Oberfläche der vorspringenden Ränder der Glasscheiben bildet, überschüssiges Lötmittel kann von der Kante der Baugruppe' in einer anschließenden Verfahrensstufe abgestreift werden. Einiges Lötmittel kann zwischen die Flansche der Distanzstückstreifen und die Glasscheiben eintreten.

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Als Alternative kann eine Lötmittelsprüh- oder -strahltechnik zusätzlich zum Vorlöten der Bauteile vor deren Zusammenbau verwendet werden. In diesem Fall kann der Strahl oder können die Strahlen des geschmolzenen Lötmittels anschließend auf die Kanten der Baugruppe gerichtet werden und dazu dienen, den Lötmittelniederschlag zu schmelzen, der vor dem Zusammenbau der Bauelemente aufgebracht wurde.

Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Herstellung eines hermetisch abgedichteten Gefäßes, Kolbens oder Mantels, bei welchem die das Gefäß bildenden Bauelemente zusammengebaut werden, von denen wenigstens eines eine eine glasartige Wand bildende Komponente ist, wobei die oder jede glasartige Komponente längs eines Bereiches metallisiert ist, in dem diese Komponente durch ein Lötmittel verbunden werden soll, um eine abgedichtete Verbindungsstelle herzustellen. Eine derartige Abdichtung wird erzielt, während die Baugruppe 13 aus den das Gefäß bildenden Elementen sich innerhalb einer hermetisch abdichtbaren Kammer 1 befindet, wobei Heizelemente 11, 12 verwendet werden. Die Kammer kann über eine Auslaßleitung 7 und ein Ventil evakuiert werden und gegebenenfalls mit einem anderen Gas als Luft über eine Einlaßleitung 4 und ein Ventil 6 gefüllt werden.

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Lee rs ei te

Claims

E · DBUFEL · SCHÖN FA-TENTANWALiJE

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DR. WOLFGANG MÜLLER-BORS (PATENTANWALT VON 1927- 1975) DR. PAUL DEUFEL. DIPL.-CHEM. DR. ALFRED SCHÖN, DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL. DIPL.-PHYS.

Hl/Gei.-B 1382

17. OKT. 1978

BFG GLASSGROLTP, Rue Caumartin 43, Paris / Frankreich

Verfahren zur Herstellung eines Gefäßes, Kolbens oder Mantels

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Gefäßes, Kolbens oder Mantels mit wenigstens einer glasartigen Wand, bei welchen die das Gefäß bildenden Bauteile,von denen wenigstens eines eine,eine glasartige Wand bildende Komponente ist, zusammengesetzt werden und ein Bindemittel verwendet wird, um wenigstens eine kontinuierliche ümfangsverbindung zwischen diesen Bauteilen herzustellen und dadurch das Gefäß hermetisch abzudichten, welches eine nicht atmosphärische Gaszusammensetzung einschließt, wobei das Abdichten durchge-. führt wird, während sich das Gefäß innerhalb einer hermetisch abdichtbaren Kammer befindet und nachdem Luft aus

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MirirCHEJT 88 ■ SIEBERTSTR. 4 -POSTFACH 860720 -EABEI.: SItTEBOI¹AT-TEt. (089) 474003 ■ TEIBX 5-24283

ORIGINAL WSPECTED

dem Gefäß in die Kammer abgezogen wurde, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede glasartige Komponente entlang der Zone metallisiert wird, in der
das Bindemittel mit der Komponente verbunden wird, und daß ein Lötmittel als Bindemittel verwendet wird, um die oder jede kontinuierliche ümfangsverbindung herzustellen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme, die zur gasdichten Abdichtungsverbindung der das Gefäß bildenden Elemente mittels des Lötmittels erforderlich ist, innerhalb der Kammer selbst und in der Nähe der Verbindungsstelle oder der Verbindungsstellen erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Lötmittel, welches zur Herstellung der kontinuierlichen ümfangsverbindung oder der kontinuierlichen Umfangsverbindungen erforderlich ist, als Teil
der Baugruppe vorgesehen wird, die zim Einschluß in der Kammer vorbereitet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Baugruppe, die zum Einschluß in die Kammer vorbereitet wird, das Lötmittel als eine oder mehrere Schichten oder ein Streifen oder mehrere Streifen vorgesehen wird, die sich längs des kontinuierlichen Verlaufes der erforderlichen kontinuierlichen luftdichten Verbindung erstrecken. _c

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Lötmittel, welches in der Baugruppe vorhanden ist, die zum Einschluß in der Kammer vorbereitet wird, eine an einer Komponente oder an mehreren Komponenten anhaftende Beschichtung ist.

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6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsverbindung oder die Umfang sverbindungen vollständig oder im wesentlichen vollständig innerhalb der Kammer gebildet werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die das Gefäß bildenden Komponenten mittels Lötung miteinander verbunden werden, ehe sie in die Kammer eingebracht werden, wobei die Lötverbindung jedoch derart ist, daß eine diskontinuierliche Lötverbindung vorhanden ist und daß diese Verbindung innerhalb der Kammer dann vervollständigt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung des Lötmittels innerhalb der Kammer durch elektrische Heizmittel erfolgt.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Lötmittel eine Schmelztemperatur unter 35O°C aufweist.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die das Gefäß bildenden Komponenten, eine vordere und hintere glasartige Komponente aufweisen, die vordere und hintere Wände des Gefäßes bilden.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Baugruppe aus den das Gefäß bildenden Elementen, die zum Einsetzen in die Kammer vorbereitet wird, Elemente einschließt, die zusammen mit dem Gefäß eine Gasentladungs-Anzeige- oder Darstellungsvorrichtung bilden, wenn das Gefäß abgedichtet ist.

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12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Baugruppe aus den das Gefäß bildenden Elementen, die zur Einführung in die Kammer vorbereitet wird, elektrische oder elektronische Schaltungselemente aufweist und eine oder mehrere Isolationsschichten, welche diese Elemente bedecken.

13. Gefäß oder Kolben insbesondere zur Aufnahme elektrischer oder elektronischer Elemente oder Energiewandler, insbesondere in einer Atmosphäre, deren Zusammensetzung und Druck sich von der atmosphärischen Umgebung unterscheidet, mit wenigstens einer glasartigen Wand, die mittels eines Bindemittels mit anderen Wandungsteilen zur Herstellung einer Abdichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand der glasartigen Wand (18, 25, 27, 29, 34, 35) im Bereich der Verbindungsstelle metallisiert ist und daß das Bindemittel ein Lötmittel (22, 23, 23, 33, 40, 41) ist, wobei das Gefäß oder der Kolben vorzugsweise nach einem Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 12 erhalten ist.

14. Gefäß nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand der glasartigen Wand im Bereich der Verbindungsstelle eine Kupfermetallschicht trägt.

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15. Gefäß nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Lötmittel eine Blei/Zinnlegierung ist, die gegebenenfalls Wismut enthält.

16. Gefäß nach Anspruch 15 _r dadurch gekennzeichnet, daß das Lötmittel einen Schmelzpunkt unterhalb 35O°C und insbesondere unterhalb 250 C aufweist.

17. Gefäß nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Lötmittel 60 Gew.-% bis 35 Gew.-% Blei enthält.

18. Gefäß nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Lötmittel wenigstens 15 Gew.-% Zinn und nicht mehr als 40 Gew.-% Wismut enthält.

19. Gefäß nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Bauteile ein Metallelement (30) ist.

20. Gefäß nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß alle Elemente des Gefäßes aus Glas bestehen.

21. Gefäß nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Bauelementen (34, 35) Distanzstücke (36, 37) angeordnet sind.

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