DE3620585A1 - Verfahren zum vakuumdichten verbinden zweier metallener gehaeuseteile - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die Vakuumverschlußtechnik bei der Herstellung von Bildverstärker-Wafer-Röhren erfolgt in einer Hoch- Vakuumkammer, nachdem die einzelnen Bauteile der Röhre, wie Leuchtschirm, Mikrokanalplatte, Kathodenträger usw. durch eine Löt- oder Kaltverpressung mit Indium als Lot in dieser Hochvakkumkammer. Die Lötverbindung besitzt den Nachteil, daß bei dem Verschließen des Systems frei werdende Gase auch das Vakuum in der Waferröhre selbst verschlechtern kann. Verwendet man Temperaturen, die so niedrig sind, daß das Indium nicht schmilzt, so benö­ tigt man sehr lange Bearbeitungszeiten, ohne sicher­ stellen zu können, daß eine genügende Entgasung erfolgt ist. Verwendet man höhere Temperaturen, z. B. bis zu 400°C, bei welchen das Indiumlot schmilzt, so können Legierungen auftreten, die zu einer Änderung der Ge­ fügestruktur führen, die wiederum Schwierigkeiten bei der nachfolgenden Kaltverpressung machen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Verbindungstechnik für einen vakuumdich­ ten Verschluß der Gehäuseteile, insbesondere einer Wafer-Bildverstärkerröhre anzugeben, die hohe Entga­ sungstemperaturen anzuwenden gestattet und zu Röhren verbesserter Lebensdauer führt.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patent­ anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung wird darin gesehen, daß die Gefahr von Verunreinigungen innerhalb der fertigen Röhre durch Restgase weitgehend vermindert ist und zum anderen ein sicherer und dauerhafter Ver­ schluß sichergestellt ist.

Anhand des in der Figur schematisch dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachfolgend näher erklärt.

Die Figur zeigt schematisch eine Hälfte einer im we­ sentlichen rotationssymmetrisch aufgebauten Wafer-Bild­ röhre 9 mit einer Eingangsscheibe 10, auf deren Innen­ fläche 13 sich die Photokathode befindet und mit einem Fiberoptik-Ausgangsfenster 11, auf dessen Innenfläche sich eine Leuchtstoffschicht 12 befindet. Dazwischen ist eine Mikrokanalplatte 14 als Sekundärelektronenver­ stärker angeordnet. Die einzelnen Bauteile, insbeson­ dere die Eingangs- und Ausgangsfenster 10 und 11 sind mit flanschartigen Gehäuseteilen 7 und 8 aus Metall, insbesondere durch Löten oder Verschmelzen verbunden. Die flanschartigen Gehäuseteile werden dann innerhalb einer Vakuumkammer in der vorbeschriebenen Weise mit­ einander verbunden. Von der Vakuumkammer ist lediglich ein Fenster 6 dargestellt.

Die Verbindung der Gehäuseteile erfolgt nach einer Systemausheiz-Temperaturbehandlung, die bis über 400°C beträgt. Dabei befindet sich das noch nicht vakuumdicht verbundene Röhrengehäuse bereits in der Vakuumkammer. Die Mikrokanalplatte und die Eingangs- und Ausgangs­ fenster sind bereits mit den einzelnen metallenen Gehäuseteilen verbunden. Die ringförmigen flanscharti­ gen metallenen Gehäuseteile 7 und 8 bestehen bevorzugt aus einer Eisen-Nickel-Kobalt-Verbindung. Zwischen die Flächen der Flansche 7, 8 wird ein dünner Gold- oder Kupferring 4 eingelegt. In der Vakuumkammer befinden sich weiterhin entsprechend geformte Preßstempel 3 und Gegenlager 2, die dazu dienen, einen stärkeren Druck auf die beiden Flanschteile 7 und 8 auszuüben. Durch diesen Druck werden die beiden Flanschteile fest mit­ einander verpreßt. Die zwischengelegten duktilen Me­ tallteile 4 aus Gold oder Kupfer verformen sich dabei und ergeben eine Art Kalt-Lötverbindung. Die Röhre ist dadurch in ihren Abmessungen weitgehend festgelegt und abgedichtet.

Gemäß der Erfindung wird nun weiterhin die auf einer Drehvorrichtung 5 aufgesetzte Röhre innerhalb der Vakuumkammer bei bestehendem Vakuum gedreht. Ein außer­ halb der Vakuumkammer befindlicher Laser 1 erzeugt einen Laserstrahl 15, der umgelenkt wird und mittels einer Sammeloptik 16 auf die Nahtstelle des kalt ver­ preßten Flansches 7, 8 fokussiert. Dadurch wird das Material der beiden Flanschteile 7 und 8 am Umfang miteinander verschweißt. Zu diesem Zweck wird die Intensität des Laserstrahles und der Drehgeschwindig­ keit des Drehtellers 5 entsprechend aufeinander abge­ stimmt.

Der Querschnitt des Laserstrahles 15 ist in der Ebene der vakuumdicht in die Wandung der Vakuumkammer einge­ setzten Fensters 6 so gewählt, daß die thermische Flächenbelastung noch zu keiner Schädigung des Flan­ sches 6 führen kann. Zum Beispiel bei einer Laserstrahl-Brenn­ weite von z. B. 150 bis 200 mm Brennweite wird durch das an dem Fenster 6 vorhandene Strahlenbündel eine Aufwärmung dieser Scheibe noch nicht nennenswert statt­ finden. Bei der Verschweißung des Umfangs der Flansch­ teile 7 und 8 mittels des Laserstrahles kann es zu einer Metallabdampfung kommen. Diese Metallabdampfung kann aber infolge der bereits stattgefundenen Kaltver­ preßung nicht in das innere der Wafer-Bildverstärker­ röhre gelangen. Um jedoch die Innenseite der vakuum­ dicht in die Vakuumkammer eingesetzten Scheibe 6 vor Metallabdampfungen zu schützen, ist es zweckmäßig, auf der Innenseite dieses Fensters 6 eine zusätzliche und auswechselbare Schutzscheibe anzubringen.

Claims (9)

1. Verfahren zum vakuumdichten Verbinden zweier me­ tallenen Gehäuseteile einer Elektronenröhre bei dem die Gehäuseteile in einer Vakuumkammer ausgeheizt und durch zwischengefügtes Verbindungsmetall und Druckanwendung miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsnaht nach erfolgter Druckverbindung in der Vakuumkammer zusätzlich mittels eines Laser­ strahles verschweißt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischengefügte Verbindungsmetall duktiler ist als das Metall der Gehäuseteile und nach Durchführung der Druckverbindung so dünn ist, daß bei der Laser­ schweißung die Metallkanten der Gehäuseteile miteinan­ der verbunden werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindungsmetall ein duktiles Metall, wie Gold, Kupfer oder dergleichen verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindungsmetall ein Metall mit Loteigenschaften bezüglich der Gehäuseteile ver­ wendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Metall für die Gehäuseteile eine Eisenverbindung, insbesondere eine Chrom, Nickel und/oder Kobalt enthaltende Eisenverbindung verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile nach Art einer Flanschverbindung miteinander verbunden werden und die Laserverschweißung am Umfang der Flanschkanten vorge­ nommen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Druck verbundenen Gehäu­ seteile innerhalb der Vakuumkammer gedreht werden und der außerhalb der Vakuumkammer erzeugte Laserstrahl durch ein vakuumdichtes Fenster in der Wand der Vakuum­ kammer auf die Schweißstelle fokussiert gerichtet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl derart fokussiert wird, daß er in der Durchtrittsebene durch das Fenster einen so großen Durchmesser besitzt, daß eine Schädigung des Fensters vermieden wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekenn­ zeichnet durch die Verwendung zur Herstellung einer Bildverstärkerröhre mit Photokathode, insbesondere einer Wafer-Bildverstärkerröhre.