DE69813654T2

DE69813654T2 - Elektronenröhre

Info

Publication number: DE69813654T2
Application number: DE69813654T
Authority: DE
Inventors: Yasuharu Hamamatsu-shi Negi; Norio Hamamatsu-shi Asakura; Motohiro Hamamatsu-shi Suyama; Toshimitsu Hamamatsu-shi Nagai
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1997-02-21
Filing date: 1998-02-20
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2018-02-21
Also published as: EP0860857B1; JPH10241622A; US6008579A; JP3626313B2; EP0860857A1; DE69813654D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektronenröhre, bei der eine Nebenröhre und eine Eingangsfrontplatte durch ein Dichtmetall, beispielsweise ein überwiegend indiumhaltiges Metall, fest miteinander gebunden sind, wobei dieses Metall auf einer Temperatur unterhalb seines Schmelzpunktes, beispielsweise auf Zimmertemperatur, gehalten wird.
Eine herkömmliche Elektronenröhre, die gemäß einem Indium-Kaltverfahren hergestellt wird ist in der Offengelegten Japanischen Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. HEI-4-58444 beschrieben. Bei diesem Verfahren werden die Nebenröhre und die Eingangsfrontplatte in eine Vakuumvorrichtung eingebracht, die als Übertragungsvorrichtung bezeichnet wird und über Indium verbunden ist, das unterhalb seines Schmelzpunktes (beispielsweise auf Zimmertemperatur) gehalten wird und in seinem festen Zustand verwendet wird. Beim Verbinden der Nebenröhre und der Eingangsfrontplatte wird die Eingangsfrontplatte gegen die Seitenröhre gedrückt, wodurch das Indium verformt wird. Daher wird durch Eindrücken des Indiums zwischen Seitenröhre und Eingangsfrontplatte eine luftdichte Vakuumdichtung für die Elektronenröhre erzielt. Andere Beispiele zu Elektronenröhren, die unter Verwendung dieses Indium-Kaltverfahren hergestellt werden, sind in den Offengelegten Japanischen Patentveröffentlichungen (Kokai) Nr. SHO-57-136748, Nr. SHO-54-16167 und Nr. SHO-61-211941 beschrieben.
Beispiele zu einer Elektronenröhre, die gemäß einem Indiumwarmverfahren hergestellt wird, sind in den Offengelegten Japanischen Patentveröffentlichungen (Kokai) Nr. HEI-6-318439, Nr. HEI-6-318439 und Nr. HEI-3-133037 beschrieben. Bei diesem Verfahren werden Nebenröhre und Eingangsfrontplatte innerhalb der Übertragungsvorrichtung unter Verwendung von Indium verbunden, das in einer Heizvorrichtung geschmolzen wurde. In der Nebenröhre ist eine das Indium sammelnde Vertiefung vorgesehen, damit das geschmolzene Indium nicht aus der Nebenröhre auslaufen kann.
Jedoch treten bei Elektronenröhren, die unter Verwendung des oben beschriebenen Indium-Kaltverfahrens hergestellt werden, verschiedene Probleme auf. Beispielsweise wird bei dieser Art einer Elektronenröhre gewöhnlich ein abdichtendes metallisches Stützelement verwendet, um die Außenseite des mit Indium gefüllten Bereiches abzudecken. Dieses Stützelement ist ein einfaches ringförmiges Element, das die Seitenfläche der Nebenröhre umschließt, um das Indium darin zu halten. Da jedoch das Indium zwischen dem Ende der Nebenröhre und der Innenseite der Eingangsfrontplatte eingebracht ist und die Nebenröhre und die Eingangsfrontplatte kraftvoll in das Indium gedrückt werden, kann sich die Abdichtbarkeit zwischen dem Indium und den Flächen vermindern. Daher können Probleme mit der Luftdichtheit bei diesen Elektronenröhren auftreten, die ausreichend gute Luftdichtheit erfordern. Auf Grund dieser mangelhaften Luftdichtheit können Sauerstoff und Feuchtigkeit aus der Luft in die Elektronenröhre eintreten und die Empfindlichkeit der Photokathode beeinträchtigen. Die mit Indium gebildete Dichtung ist besonders dann schlecht, wenn das Ende der Nebenröhre aus einem metallischen Material ausgebildet ist.
Angesichts des Vorstehenden liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Elektronenröhre mit guter Luftdichtheit zu schaffen, die sich zur Massenfertigung eignet.
Die Aufgabe wird gemäß dieser Erfindung erfüllt durch eine Elektronenröhre mit einem inneren Vakuumraum, mit einer Nebenröhre mit einer imaginären Mittelachse, einer inneren Umfangsfläche, einer äußeren Umfangsfläche, einem ersten Endabschnitt an einem Ende in einer Richtung der imaginären Mittelachse und einem zweiten Endabschnitt gegenüber dem ersten Endabschnitt, wobei der erste Endabschnitt eine Endfläche aufweist;
einer Eingangsfrontplatte, die durch einen in dem ersten Endabschnitt der Nebenröhre gebildeten Frontplattenunterbringungsabschnitt untergebracht und abgestützt wird, wobei die Eingangsfrontplatte eine Innenfläche, eine Außenfläche und äußere Umfangsfläche aufweist;
einer Photokathode, die Elektronen aussendet, die auf durch die Eingangsfrontplatte hindurch auf die Photokathode aufgebrachtes einfallendes Licht ansprechen;
einem an dem zweiten Endabschnitt der Nebenröhre vorgesehenen Fuß, wobei der Fuß, die Nebenröhre und die Eingangsfrontplatte den inneren Vakuumraum bilden; und
einem Dichtelement, das mit einem schmiedbaren Dichtmetall und einem das schmiedbare Dichtmetall umschließenden Stützelement ausgebildet ist, wobei das Stützelement den von der Außenfläche der Eingangsfrontplatte und der äußeren Umfangsfläche der Nebenröhre gebildeten Eckabschnitt derart bedeckt, daß ein erster Dichtabschnitt des Stützelements gegenüber der Außenfläche der Eingangsfrontplatte und ein zweiter Dichtabschnitt des Stützelements gegenüber der äußeren Umfangsfläche der Nebenröhre im wesentlichen rechtwinklig zueinander liegen, wobei das schmiedbare Dichtmetall längs des Eckabschnitts zwischen dem ersten Dichtabschnitt und der Eingangsfrontplatte und zwischen dem zweiten Dichtabschnitt und der Nebenröhre auf Grund des Drucks von dem Stützelement her verformt und ausgebreitet wird, wodurch die Eingangsfrontplatte und die Nebenröhre hermetisch abgedichtet werden.
Bei der oben beschriebenen Elektronenröhre werden Nebenröhre und Eingangsfrontplatte mit dem schmiedbaren Dichtmetall, beispielsweise Indium oder einer Indiumlegierung, miteinander verbunden. Dazu wird die Eingangsfrontplatte in den Frontplattenunterbringungsabschnitt der Nebenröhre eingebracht, und das Stützelement wird auf die von der Außenseite der Eingangsfrontplatte und der äußeren Umfangsfläche der Nebenröhre gebildete Ecke aufgebracht.
Dabei wird das Dichtmetall auf die Innenseite des Dichtmetallstützelementes aufgebracht, das aus ersten und zweiten Dichtabschnitten gebildet wird. Das Metall wird verformt und auf Grund des Drucks von dem ersten Dichtabschnitt längs der Außenseite der Eingangsfrontplatte und auf Grund des Drucks von dem zweiten Dichtabschnitt längs der äußeren Umfangsfläche der Elektronenröhre ausgebreitet.
Infolgedessen wird die von der Eingangsfrontplatte und der Nebenröhre gebildete Ecke von dem Dichtmetall bedeckt. Diese Konstruktion sichert nicht nur zuverlässig die Eingangsfrontplatte an der Nebenröhre, sondern sie ist auch äußerst wirksam beim Aufrechterhalten der Luftdichtheit der Elektronenröhre. Da der Dichtabschnitt der Eingangsfrontplatte gegenüberliegt, kann der Dichtabschnitt Druck in Richtung zu der Eingangsfrontplatte ausüben. Daher kann ein geeigneter Druck auf das zwischen dem ersten Dichtabschnitt und der Eingangsfrontplatte eingebrachte Metall aufgebracht werden, wodurch die Abdichtbarkeit des Metalls gegen die Frontplatte und den ersten Dichtabschnitt und die Luftdichtheit der Elektronenröhre verbessert werden. Da der erste Dichtabschnitt, aber nicht die gläserne Eingangsfrontplatte Druck zum Verformen des schmiedbaren Metalls ausüben, eignet sich diese Konstruktion zur Massenfertigung von Elektronenröhren.
Daher ist es erwünscht, einen ausgeschnittenen ringförmigen Metallunterbringungsabschnitt in dem äußeren Umfangsrand der Eingangsfrontplatte auszubilden, um Dichtmetall unterzubringen, das zwischen dem ersten Dichtabschnitt und der Eingangsfrontplatte eingebracht ist. Bei dieser Konstruktion kann Dichtmetall in dem Metallunterbringungsabschnitt untergebracht werden, wobei wirksam verhindert wird, daß mehr Metall als notwendig auf die Außenseite der Eingangsfrontplatte herausgedrückt wird.
Ebenso ist es erwünscht, einen dritten Dichtabschnitt an dem inneren Ende des ersten Dichtabschnitts auszubilden, um sich in Richtung zu der Außenseite der Eingangsfrontplatte zu erstrecken und mit dieser in Kontakt zu kommen. Bei dieser Konstruktion kann der Zwischenraum zwischen dem ersten Dichtabschnitt und der Eingangsfrontplatte mit Dichtmetall gefüllt werden, während der dritte Dichtabschnitt wirksam verhindern kann, daß mehr Metall als notwendig auf die Außenseite der Eingangsfrontplatte herausgedrückt wird. Wenn die Eingangsfrontplatte in dem Frontplattenunterbringungsabschnitt untergebracht ist, kann der dritte Dichtabschnitt entweder mit der Außenseite der Eingangsfrontplatte in Kontakt gehalten werden oder von der Außenseite der Eingangsfrontplatte getrennt gehalten werden.
Der Frontplattenunterbringungsabschnitt kann auch mit einer Frontplattenstützfläche, die der Innenseite der Eingangsfrontplatte gegenüberliegt und mit dieser in Kontakt kommt, und mit einer Seitenfläche ausgebildet werden, die der äußeren Umfangsfläche der Eingangsfrontplatte gegenüberliegt und von der Frontplattenstützfläche in Richtung nach oben vorgesehen ist. Bei dieser Konstruktion wird die Lage der Eingangsfrontplatte durch den Kontakt zwischen der äußeren Umfangsfläche der Eingangsfrontplatte und der Seitenfläche des Frontplattenunterbringungsabschnitts bestimmt. Daher kann die Eingangsfrontplatte in bezug auf die Nebenröhre sicher zentriert werden.
Der Frontplattenunterbringungsabschnitt kann auch mit einer Frontplattenstützfläche, die der Innenseite der Eingangsfrontplatte gegenüberliegt und mit dieser in Kontakt kommt, und mit einer Seitenfläche ausgebildet werden, die der äußeren Umfangsfläche der Eingangsfrontplatte gegenüberliegt und von der Frontplattenstützfläche in Richtung nach oben vorgesehen ist, so daß die an der Schnittstelle der Frontplattenstützfläche und der Seitenfläche des Frontplattenunterbringungsabschnitts gebildete ringförmige Ecklinie und die an der Schnittstelle der Innenseite und der Umfangsfläche der Eingangsfrontplatte gebildete ringförmige Ecklinie eine feste Passung miteinander bilden. Bei dieser Konstruktion kann nicht nur die Lage der Eingangsfrontplatte in bezug auf die Nebenröhre festgelegt werden, sondern die Seitenfläche des Frontplattenunterbringungsabschnitts und die Umfangsfläche der Eingangsfrontplatte kann nach Wunsch ausgebildet werden. Demgemäß kann eine bestimmte Größe eines Zwischenraums zwischen der Seitenfläche des Frontplatten unterbringungsabschnitts und der Umfangsfläche der Eingangsfrontplatte festgelegt werden, um die Menge an Dichtmetall zu steuern, das in diesen Raum eintreten kann.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird ein Verfahren zum Zusammenfügen einer Nebenröhre und einer Frontplatte nach Anspruch 22 geschaffen. Zuerst wird die Frontplatte in einen an dem ersten Endabschnitt der Nebenröhre ausgebildeten Frontplattenunterbringungsabschnitt eingepaßt, und anschließend wird der erste Dichtabschnitts gegen die Frontplatte gedrückt, der zweite Dichtabschnitt wird gegen die äußere Umfangsfläche der Nebenröhre gedrückt, und dann wird der erste Dichtabschnitts derart in Richtung zu der Außenfläche der Frontplatte gepreßt, daß das schmiedbare Dichtmetall auf eine von der Frontplatte und der Nebenröhre gebildete Ecke aufgebracht wird, wodurch sich das schmiedbare Dichtmetall verformt und dadurch die Frontplatte und die Nebenröhre luftdicht versiegelt. Wenn ein Dichtelement verwendet wird, das ferner einen sich in einer zu dem ersten Dichtabschnitt parallelen Richtung erstreckenden dritten Dichtabschnitt umfaßt, wird das metallische Stützelement in Richtung zu der Frontplatte mit dem dritten Dichtabschnitt gepreßt und dabei der erste Dichtabschnitt im wesentlichen parallel zu der Frontplatte aufrechterhalten. Ein solches Zusammenfügeverfahren ist nicht nur bei der Herstellung von Elektronenröhren einschließlich von Photovervielfacherröhren, sondern auch bei anderen Arten von luftdichten Behältern anwendbar.
Im folgenden werden spezielle Ausführungsformen von Elektronenröhren gemäß dieser Erfindung an Hand der anliegenden Zeichnungen beschrieben; in denen:
1 eine Querschnittsansicht ist, welche eine Elektronenröhre gemäß der ersten. Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine gestreckte Querschnittsansicht ist, welche die wesentlichen Teile der Elektronenröhre gemäß 1 zeigt;
3 eine Querschnittsansicht, ist, welche ein Verfahren zur Ausbildung eines niedrigschmelzenden Metalls auf einem abdichtenden metallischen Stützelement zeigt;
4 eine gestreckte Querschnittsansicht ist, welche die beim Zusammenfügen der Elektronenröhre gemäß 1 verwendeten wesentlichen Teile zeigt;
5 eine gestreckte Querschnittsansicht ist, welche eine Elektronenröhre gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 eine gestreckte Querschnittsansicht ist, welche eine Elektronenröhre gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
7 eine gestreckte Querschnittsansicht ist, welche eine Elektronenröhre gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
8 eine gestreckte Querschnittsansicht ist, welche eine Elektronenröhre gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 eine gestreckte Querschnittsansicht ist, welche eine Elektronenröhre gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 eine gestreckte Querschnittsansicht ist, welche eine Elektronenröhre gemäß der siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
11 eine gestreckte Querschnittsansicht ist, welche eine Elektronenröhre gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
12 eine gestreckte Querschnittsansicht ist, welche eine Elektronenröhre gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
13 eine gestreckte Querschnittsansicht ist, welche eine Elektronenröhre gemäß der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
14 eine gestreckte Querschnittsansicht ist, welche die wesentlichen Teile der Elektronenröhre gemäß 13 zeigt.
An Hand der anliegenden Zeichnungen wird eine Elektronenröhre gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
1 ist eine Querschnittsansicht, welche eine Elektronenröhre gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In der Zeichnung ist eine Elektronenröhre 1 mit einer zylindrischen Nebenröhre 10 versehen. Die Nebenröhre 10 umfaßt eine ringförmige Kathode 11, eine ringförmige Lampe 12, eine ringförmige Schweißelektrode 13 und eine ringförmige Zwischenelektrode 50, wobei sämtliche Teile 11, 12, 13 und 50 derselben konzentrisch zueinander und in Schichten angeordnet sind. Die Kathodenelektrode 11 ist aus dem stark leitfähigen Kovar-Metall konstruiert, wobei ein Formverfahren in einem Stück, beispielsweise Pressen, Spritzgießen oder maschinelles Formen, verwendet wird. Die Lampe 12 ist aus einem isolierenden Material, beispielsweise aus Keramik, konstruiert und zu zwei Hälften geformt, einer ersten Lampe 12A und einer zweiten Lampe 12B. Die Schweißelektrode 13 und die Zwischenelektrode 50 sind ebenfalls aus Kovar-Metall konstruiert, und die letztere ist zwischen der ersten Lampe 12A und der zweiten Lampe 12B befestigt.
Die Lampe 12 mit der Zwischenelektrode 50 darin ist zwischen der Kathodenelektrode 11 und der Schweißelektrode 13 vorgesehen. Ein Ende der Lampe 12 ist an die flache Innenseite 11a der Kathodenelektrode 11 geschoben und mit Hartlot oder dergleichen befestigt. Das andere Ende der Lampe 12 ist an die flache Innenseite 13a der Schweißelektrode 13 geschoben und mit Hartlot oder dergleichen befestigt. Die Lampe 12 ist durch Einbringen der Zwischenelektrode 50 zwischen die erste Lampe 12A und die zweite Lampe 12B und Hartlöten der sich berührenden Teile gebildet. Deshalb läßt sich die Nebenröhre 10 durch Hartlöten leicht integral zu einem Stück ausbilden.
Die Kathodenelektrode 11, die Lampe 12 und ein zylindrischer Abschnitt 13A der Schweißelektrode 13 sind alle mit annähernd der gleichen äußeren Form ausgebildet. Bei der vorliegenden Ausführungsform weisen alle diese Teile eine kreisrunde Form mit einem Außendurchmesser von 14 Millimetern auf. Durch diese Konfiguration wird jede Unebenheit auf der Außenseite der Nebenröhre 10 beseitigt, was zu einer einfachen Form ohne vorstehende Teile führt. Infolgedessen verbessert sich durch diese Konstruktion die Universalität und Leichtigkeit der Handhabung der Elektronenröhre, und sie ist ideal für enge Anordnungen von mehreren Elektronenröhren. Eine Elektronenröhre mit einer solchen Konstruktion kann auch hohen Druck aushalten. Die Außenseite der Kathodenelektrode 11, der Lampe 12, der Zwischenelektrode 50 und der Schweißelektrode 13 kann auch als Vieleck gestaltet sein.
Eine innere Umfangsfläche 11b der Kathodenelektrode 11 ist weiter innen als eine innere Umfangsfläche 12a der Lampe 12 positioniert, wodurch der Innendurchmesser der Kathodenelektrode 11 kleiner als der Innendurchmesser der Lampe 12 wird. Deshalb kann verhindert werden, daß zufällig auf nicht dazu vorgesehene Bereiche der später beschriebenen Photokathode 22 auftreffende vagabundierende Elektronen auf die Lampe 12 einschlagen, wodurch sowohl Ladungen, die auftreten, wenn diese vagabundierende Elektronen mit der Lampe 12 zusammenstoßen, als auch Wirkungen beseitigt werden, die von diesen Ladungen auf der Elektronenumlaufbahn bewirkt werden. Die Kathodenelektrode 11 dient auch als Fokussierelektrode der Elektronenröhre 1. Deshalb müssen die von der Photokathode 22 innerhalb des effektiven Durchmessers von 8 Millimetern ausgesandten Elektronen, wenn eine festgelegte Spannung an die Elektronenröhre 1 angelegt wird, bis zu einem Durchmesser von etwa 2 Millimetern auf einer Halbleitervorrichtung 40 zusammengeführt werden. Es ist deshalb erwünscht, daß die Kathodenelektrode 11 einen Innendurchmesser von 10 Millimetern und eine Länge von 3 Millimetern aufweist, und daß die Keramiklampen 12A und 12B einen Innendurchmesser von 11 Millimetern und eine Länge von 3 Millimetern aufweisen.
Die oben beschriebene Zwischenelektrode 50 steht von der Innenseite 12a der Lampe 12 nach innen vor. Der Innendurchmesser einer Öffnung 50a der Zwischenelektrode 50 ist so klein wie möglich, ohne die Elektronenumlaufbahn zu beeinträchtigen. Deshalb beträgt ein geeigneter Innendurchmesser etwa 7 Milli meter. Daher lassen sich Aufladungen der Lampe 12 verhindern, die von vagabundierenden Elektronen bewirkt werden. Selbst wenn die Lampe 12 aus irgendeinem Grunde aufgeladen wird, wird verhindert, daß die Ladung die Elektronenumlaufbahn nachteilig beeinflußt, da die Zwischenelektrode 50 das Potential auf einen Bereich nahe an der Elektronenumlaufbahn festlegt. Die Dicke der Zwischenelektrode 50 sollte etwa 0,5 Millimeter betragen.
Ein scheibenförmiger Fuß 31, der aus einem elektrisch leitfähigen Material wie Kovar-Metall ausgebildet ist, ist in einer zweiten Öffnung 15 der Nebenröhre 10 an der Schweißelektrode 13 befestigt. An dem äußeren Ende des zylindischen Hauptabschnitts 13A ist ein kreisrunder erster Flanschabschnitt 13B ausgebildet, der nach außen vorsteht und zur Verbindung mit dem Fuß 31 verwendet wird. An dem inneren Ende des zylindischen Hauptabschnitts 13A ist ein kreisrunder zweiter Flanschabschnitt 13C ausgebildet, der nach innen vorsteht und zur Verbindung mit der Lampe 12 verwendet wird. Am Außenumfang des Fußes 31 ist ein kreisrunder ausgeschnittener Randabschnitt 31a ausgebildet, um auf den ersten Flanschabschnitt 13B zu passen. Daher ist der erste Flanschabschnitt 13B der Schweißelektrode 13 auf den ausgeschnittenen Randabschnitt 31a des Fußes 31 gepaßt, wodurch die Schweißelektrode 13 und der Fuß 31 durch einfaches Zusammenfügen, das nur ein Widerstandsschweißen notwendig macht, leicht verbunden werden können. Die Nebenröhre 10 paßt beim Widerstandsschweißen äußerst gut mit dem Fuß 31 zusammen. In dem Fuß 31 ist ein hindurchlaufender Stift 32 befestigt. Der hindurchlaufende Stift 32 ist durch ein Glas 34 isoliert.
Mit einem leitfähigen Klebstoff ist auf der vakuumseitigen Oberfläche des Fußes eine Halbleitervorrichtung 40 befestigt und wirkt als APD (Lawinenphotodiode). Die Halbleitervorrichtung 40 umfaßt eine Elektronenaufschlagfläche 44a mit einem Durchmesser von annähernd 3 Millimetern. Ein vorgeschriebener Abschnitt der Halbleitervorrichtung 40 ist über einen Draht 33 mit dem hindurchlaufenden Stift 32 verbunden. Ferner ist eine plattenförmige Anode 60 zwischen der Halb leitervorrichtung 40 und der Zwischenelektrode 50 und näher an der Halbleitervorrichtung 40 positioniert, wodurch der Umfangsrand der Anode 60 an dem zweiten Flanschabschnitt 13C der Schweißelektrode 13 befestigt ist. Diese Anode 60 ist ein dünnes Blech aus rostfreiem Stahl mit einer Dicke von 0,3 Millimetern und wird durch Pressen ausgebildet. Der Spalt zwischen der Anode 60 und der Halbleitervorrichtung 40 sollte 1 Millimeter betragen.
In der Mitte der Anode 60 gegenüber der Elektronenaufschlagfläche 44a der Halbleitervorrichtung 40 ist eine Öffnung 61 ausgebildet. An der Anode 60 ist einstöckig ein zylindrischer Kollimatorabschnitt (eine Kollimatorelektrode) 62 ausgebildet und steht in Richtung zu der Photokathode 22 konzentrisch mit der Öffnung 61 und diese umschließend vor. Der Kollimatorabschnitt 62 sollte einen Innendurchmesser von 3,0 Millimetern und eine Höhe von 1,3 Millimetern aufweisen. Die Anode 60 kann an dem verlängerten Ende des zweiten Flanschabschnitts 13C vorgeformt sein, so daß die Schweißelektrode 13 als Anode 60 dient.
Wie in 1 und 2 gezeigt ist, ist die aus lichtdurchlässigem Glas bestehende Eingangsfrontplatte 21 an der Kathodenelektrode 11 befestigt und auf der Seite der Nebenröhre 10 mit der ersten Öffnung 14 positioniert. Die Photokathode 22 ist an der Innenseite der Eingangsfrontplatte 21 vorgesehen. Nachdem die Photokathode 22 hergestellt ist, wird die Eingangsfrontplatte 21 mit der Kathodenelektrode 11 über ein schmiedbares Metall 23 integriert. Als Dichtmetall können beispielsweise Indium, eine vorwiegend Indium enthaltende Legierung, Blei, eine Bleilegierung oder Gold (Au) verwendet werden. Solche Dichtmetalle weisen einen niedrigen Schmelzpunkt auf. Das Metall 23 dient als Dichtmetall, das eine Dichtung zwischen der Eingangsfrontplatte 21 und der Endfläche der Nebenröhre 10 bildet. Des weiteren wird der von dem Metall 23 gebildete Bereich von einem ringförmigen, aus Kovar-Metall ausgebildeten Dichtmetallstützelement 24 umschlossen.
Eine aus einer dünnen Chromschicht ausgebildete Photokathodenelektrode 25 wird in dem die Photokathode 22 umgebenden Bereich angeordnet, so daß über das Metall 23 und die Kathodenelektrode 11 eine elektrische Verbindung zwischen der Photokathode 22 und dem metallischen Stützelement 24 hergestellt wird. Die Photokathodenelektrode 25 kann aus einer dünnen Nickel- oder Kupferschicht ausgebildet werden. Die Photokathodenelektrode 25 wird durch Aufdampfen ausgebildet und erstreckt sich bis zu der äußeren Umfangsfläche 21a der Eingangsfrontplatte 21, so daß die Photokathode 25 in physischem Kontakt mit dem Metall 23 steht. Auf diese Weise stellt die gestreckte Photokathodenelektrode 25 eine elektrische Verbindung zwischen der Photokathodenelektrode 25 und dem Metall 23 sicher. Die Photokathodenelektrode 25 besitzt einen Innendurchmesser von 8 Millimetern zur Regulierung des effektiven Durchmessers der Photokathode 22. Die Photokathodenelektrode 25 kann nur mit einer Frontplattenstützfläche 71 in Kontakt stehen, die einen später zu beschreibenden Frontplattenunterbringungsabschnitt 70 bildet, so daß eine elektrische Verbindung zwischen der Photokathodenelektrode 25 und dem Metall 23 bewahrt wird.
Eine Energiequelle 200 legt negative Spannungen an, beispielsweise –12 Kilovolt an die Kathodenelektrode 11 und –6 Kilovolt an die Zwischenelektrode 50. Auch werden –150 Kilovolt über einen Widerstand sowohl an die Halbleitervorrichtung 40 als auch an eine Verarbeitungseinheit 300 angelegt.
Wie in 2 gezeigt ist, ist der Frontplattenunterbringungsabschnitt 70 als ein ringförmiger ausgeschnittener Abschnitt in dem inneren Ende der Kathodenelektrode 11 ausgebildet. Der Frontplattenunterbringungsabschnitt 70 ist mit einer Frontplattenstützfläche 71 ausgebildet, um mit der Innenseite 21A der Eingangsfrontplatte 21 in Kontakt zu kommen und die Eingangsfrontplatte 21 abzustützen; und mit einer rechtwinkelig zu der Frontplattenstützfläche 71 ausgebildeten Seitenfläche 72. Beide Flächen 71 und 72 dienen zur Unterbringung der Eingangsfrontplatte 21. Indem die Seitenfläche 72 in Kontakt mit der äußeren Umfangsfläche 21a der Eingangsfrontplatte 21 ausgebildet wird, kann die Position der Eingangsfrontplatte 21 in Bezug auf die Nebenröhre 10 sicher zentriert und festgelegt werden. Jedoch darf die Seitenfläche 72 in dem fertigen Produkt nicht mit der äußeren Umfangsfläche 21a der Eingangsfrontplatte 21 in Kontakt kommen.
Das metallische Stützelement 24 umfaßt erste und zweite Dichtabschnitte 73 und 74 zum Schutz des von der Eingangsfrontplatte 21 und der Nebenröhre 10 gebildeten Eckabschnitts. Der erste Dichtabschnitt 73 ist von ringförmiger Gestalt und liegt der Außenseite 21B der Eingangsfrontplatte 21 gegenüber. Der zweite Dichtabschnitt 74 ist von ringförmiger Gestalt und liegt der Umfangsfläche 11c der Kathodenelektrode 11 annähernd rechtwinkelig zu dem ersten Dichtabschnitt 73 gegenüber.
Der Zwischenraum zwischen dem metallischen Stützelement 24 und der Eingangsfrontplatte 21 und der Nebenröhre 10 ist mit Metall 23 mit einem niedrigen Schmelzpunkt gefüllt. Das Metall 23 erstreckt sich längs der Innenseite des metallischen Stützelements 24 von der Außenseite 21B der Eingangsfrontplatte 21 bis zu der Umfangsfläche 11c der Kathodenelektrode 11. Mit anderen Worten, das Metall 23 wird auf Grund des ersten Dichtabschnitts 73 zur Ausbreitung längs der Außenseite 21B und auf Grund des zweiten Dichtabschnitts 74 zur Ausbreitung längs der Umfangsfläche 11c veranlaßt. Demgemäß kann die Außenseite des von der Eingangsfrontplatte 21 und der Nebenröhre 10 gebildeten Eckabschnitts mit dem Metall 23 vollständig bedeckt werden. Durch diese Konstruktion wird nicht nur die Eingangsfrontplatte 21 sicher an der Nebenröhre 10 befestigt, sondern sie ist auch beim Bewahren der Luftdichtheit der Elektronenröhre 1 äußerst wirksam.
Durch Ausschneiden des Umfangsrandes der Außenseite 21B wird ein ringförmiger Metallunterbringungsabschnitt 75 ausgebildet. Der Metallunterbringungsabschnitt 75 umfaßt eine Stufenfläche 75a, die parallel zu der Außenseite 21B der die Eingangsfrontplatte 21, jedoch eine Stufe niedriger als diese ist. An dem inneren Ende des ersten Dichtabschnitts 73 ist einstöckig ein dritter Dichtabschnitt 76 in Form einer ringförmigen Gestalt ausgebildet und erstreckt sich nach unten, um auf die Stufenfläche 75a zu treffen. Durch diesen dritten Dichtabschnitt 76 wird das Metall 23 in dem Zwischenraum zwischen der Innenseite des ersten Dichtabschnitts 73 und der Stufenfläche 75a zwangsweise abgedichtet. Daher kann der dritte Dichtabschnitt 76 ausreichend verhindern, daß mehr Metall als notwendig auf die Außenseite 21B der Eingangsfrontplatte 21 herausgedrückt wird und den Lichteinfallsbereich der Eingangsfrontplatte 21 verschmutzt. Selbst wenn ein Teil des Metalls 23 an dem dritten Dichtabschnitt 76 vorbei gedrückt wird und von dem metallischen Stützelement 24 entweicht, ist das Metall 23 immer noch in dem Metallunterbringungsabschnitt 75 enthalten. Daher kann sicher verhindert werden, daß mehr Metall 23 als notwendig auf die Außenseite 21B herausgedrückt wird.
Um die Haftkraft und Luftdichtheit zwischen der Eingangsfrontplatte 21 und der Nebenröhre 10 zu verbessern, muß eine vorgeschriebene Menge an Metall 23 zwischen die äußere Umfangsfläche 21a der Eingangsfrontplatte 21 und das Ende der Nebenröhre 10 eingebracht werden. Aus diesem Grunde ist ein Metalleinlaufabschnitt 77 im Ende der Kathodenelektrode 11 ausgebildet. Dieser Metalleinlaufabschnitt 77 wird durch einen vorstehenden Abschnitt 78 geschaffen, der in einem von der äußeren Umfangsfläche 21a der Eingangsfrontplatte 21 getrennten Abschnitt ausgebildet ist und eine Öffnung bereitstellt, damit das Metall 23 einlaufen kann. Der zwischen der Kathodenelektrode 11 und der Eingangsfrontplatte 21 gelegene Metalleinlaufabschnitt 77 ist nutenförmig mit einer Breite von 0,3 Millimetern. Der Metalleinlaufabschnitt 77 ist an dem zu dem ersten Dichtabschnitt 73 weisenden Ende offen, wodurch das Metall 23 innerhalb des ersten Dichtabschnitts 73 in den Metalleinlaufabschnitt 77 laufen kann.
Die Oberfläche des ersten Dichtabschnitts 73 kann entweder bündig mit der Außenseite der Eingangsfrontplatte 21 sein oder auf einer Höhe gehalten werden, die niedriger als die Außenseite der Eingangsfrontplatte 21 ist. Im letzteren Falle ist erwünscht, daß einige optische Teile, beispielsweise Szintillatoren, auf der Eingangsfrontplatte 21 ausgerichtet sind, da der Kontakt der optischen Teile mit dem metallischen Stützelement 24 vermieden werden kann.
Als nächstes wird an Hand von 3 der Vorgang zum Abdichten des Metalls 23 zwischen der Nebenröhre 10 und der Eingangsfrontplatte 21 innerhalb einer (nicht gezeigten; auch als Übertragungsvorrichtung bezeichneten) Vakuumvorrichtung kurz beschrieben. Während dieses Abdichtungsvorgangs wird die Übertragungsvorrichtung auf einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Metalls 23 gehalten, beispielsweise auf Zimmertemperatur.
Wie in Schritt (I) gemäß 3 gezeigt ist, wird ein ringförmiges Metall 23 von einer vorgeschriebenen Menge derart auf das metallische Stützelement 24 aufgelegt, daß das Metall 23 mit den Innenseiten der ersten und zweiten Dichtabschnitte 73 und 74 des metallischen Stützelements 24 in Kontakt kommt. In Schritt (II) wird das Metall 23 auf 500°C erhitzt und geschmolzen, um das Metall 23 einstöckig mit dem metallischen Stützelement 24 auszubilden. Nachdem das Metall 23 abgekühlt ist, wird überschüssiges Metall 23 unter Verwendung einer Schneidvorrichtung oder eines ähnlichen Instruments abgeschnitten, um die in Schritt (III) gezeigte Form auszubilden. Das integrierte Metall 23 und das metallische Stützelement 24 werden in die Übertragungsvorrichtung eingelegt.
4 stellt dar, wie die vormontierte Nebenröhre 10, die Eingangsfrontplatte 21 mit der photoelektrischen Fläche 22 und das metallische Stützelement 24 mit dem Metall 23 in der Übertragungsvorrichtung zusammengefügt werden. Zuerst wird die Eingangsfrontplatte 21 in den Frontplattenunterbringungsabschnitt 70 in der Kathodenelektrode 11 eingepaßt. Das metallische Stützelement 24 wird auf die Eingangsfrontplatte 21 derart heruntergedrückt, daß das Metall 23 auf der von der Eingangsfrontplatte 21 und der Nebenröhre 10 gebildeten Ecke plaziert wird, wodurch sich das Metall 23 verformt. Da der erste Dichtabschnitt 73 in Richtung zu der Eingangsfrontplatte 21 gedrückt wird, wird ein geeigneter Druck auf das zwischen dem ersten Dichtabschnitt 73 und der Eingangsfrontplatte 21 eingefügte Metall 23 ausgeübt. Infolge dieses Drucks wird auch ein geeigneter Druck auf das zwischen dem zweiten Dichtabschnitt 74 und der Kathodenelektrode 11 eingefügte Metall 23 ausgeübt. Demgemäß verbessert sich die Abdichtbarkeit des Metalls 23 gegen die Eingangsfrontplatte 21 und die Kathodenelektrode 11, wodurch sich die Luftdichtheit der Elektronenröhre 1 verbessert.
Da der dritte Dichtabschnitt 76 direkt gegen die Eingangsfrontplatte 21 drückt, kann die Innenseite 21A der Eingangsfrontplatte 21 gegen die Frontplattenstützfläche 71 in Anlage gebracht werden, wodurch die Luftdichtheit an dieser Verbindungsstelle aufrechterhalten wird. Das obige Verfahren, Druck von dem ersten Dichtabschnitt 73 zum Verformen des Metalls 23 anzuwenden, eignet sich mehr zur Massenfertigung von Elektronenröhren 1 als das Verfahren, über Spannvorrichtungen oder dergleichen direkten Druck auf die gläserne Eingangsfrontplatte 21 auszuüben.
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 5 gezeigt. Wie darin gezeigt ist, ist das metallische Stützelement 24 ohne den dritten Dichtabschnitt 76 ausgebildet. Bei dieser Konfiguration wird das von dem ersten Dichtabschnitt 73 herausgedrückte überschüssige Metall 23 von dem Metallunterbringungsabschnitt 75 aufgenommen. Demgemäß kann verhindert werden, daß mehr Metall 23 als notwendig auf die Außenseite 21B der Eingangsfrontplatte 21 herausgedrückt wird und den Lichteinfallsbereich der Eingangsfrontplatte 21 verschmutzt.
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 6 gezeigt. Bei der dritten Ausführungsform wird der Metallunterbringungsabschnitt 75 nicht in der Eingangsfrontplatte 21 gebildet. In diesem Falle kommt der dritte Dichtabschnitt 76 direkt mit der Außenseite 21B der Eingangsfrontplatte 21 in Kontakt, wodurch verhindert wird, daß mehr Metall 23 als notwendig auf die Außenseite 21B der Eingangsfrontplatte 21 herausgedrückt wird.
Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 7 gezeigt. Die Ausführungsform gemäß 7 ist identisch mit der dritten Ausführungsform gemäß 6, nur daß der vorstehende Abschnitt 78 kürzer gestaltet ist. Dadurch wird zwar das Volumen des Metalleinlaufabschnitts 77 verkleinert, jedoch kann eine größere Menge an Metall 23 in dem metallischen Stützelement 24 aufgenommen werden.
Eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 8 gezeigt. Bei der Ausführungsform gemäß 8 ist eine L-förmige Ausschnittsfläche 79 in dem Außenrand der Außenseite 21B ausgebildet. Ferner erhebt sich die Seitenfläche 72 des Frontplattenunterbringungsabschnitts 70 bis auf eine Höhe auf gleichem Niveau mit der Außenseite 21B. Demgemäß bilden die Ausschnittsfläche 79 und die Seitenfläche 72 zusammen einen Metalleinlaufabschnitt 80 mit einem rechteckigen Querschnitt.
Eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 9 gezeigt. Bei der Ausführungsform gemäß 9 ist anstelle der L-förmigen Ausschnittsfläche 79 eine konisch zulaufende Ausschnittsfläche 79 in dem Außenrand der Außenseite 21B ausgebildet und verjüngt sich von der Außenseite 21B nach außen zu der unteren Ecke der Eingangsfrontplatte 21. Wie bei der fünften Ausführungsform gemäß 8 erhebt sich die Seitenfläche 72 des Frontplattenunterbringungsabschnitts 70 bis auf eine Höhe auf gleichem Niveau mit der Außenseite 21B. Demgemäß bilden die Ausschnittsfläche 81 und die Seitenfläche 72 zusammen einen Metalleinlaufabschnitt 82 mit einem dreieckigen Querschnitt.
An der Schnittstelle der Frontplattenstützfläche 71 und der Seitenfläche 72 ist eine ringförmige Ecklinie A ausgebildet. Eine weitere ringförmige Ecklinie B ist an der Schnittstelle der Innenseite 21A der Eingangsfrontplatte 21 und der Ausschnittsfläche 81 (der äußeren Umfangsfläche 21a) ausgebildet. Demgemäß kann die Position der Eingangsfrontplatte 21 in Bezug auf die Nebenröhre 10 durch Einfügen der Ecklinie B in die Ecklinie A festgelegt werden. Mit diesem Verfahren zum Festlegen der Position der Eingangsfrontplatte 21 können die Seitenfläche 72 und die äußere Umfangsfläche 21a in gewünschten Formen ausgebildet werden, wodurch der Metalleinlaufabschnitt 82 in einer gewünschten Form geschaffen werden kann, damit eine erforderliche Menge an Metall 23 in den Metalleinlaufabschnitt 82 eintreten kann.
Eine siebente Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 10 gezeigt. Bei der Ausführungsform gemäß 10 ähnelt die Form der Eingangsfrontplatte 21 derjenigen in 6. Jedoch ist in dem Frontplattenunterbringungsabschnitt 70 eine konisch zulaufende Ausschnittsfläche 83 ausgebildet und verjüngt sich von der Oberseite der Kathodenelektrode 11 nach innen zu der unteren Ecke der Eingangsfrontplatte 21. Da die äußere Umfangsfläche 21a rechtwinkelig zu der Außenseite 21B liegt, weist ein von der Ausschnittsfläche 83 und der äußeren Umfangsfläche 21a gebildeter Metalleinlaufabschnitt 84 einen dreieckigen Querschnitt auf. Wie bei der Ausführungsform gemäß 9 dienen die Ecklinie A des Frontplattenunterbringungsabschnitts 70 und die Ecklinie B der Eingangsfrontplatte 21 dazu, die Position der Eingangsfrontplatte 21 in bezug auf die Nebenröhre 10 festzulegen.
Eine achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 11 gezeigt. Bei der Ausführungsform gemäß 11 ist ein Frontplattenunterbringungsabschnitt 85 ohne Funktion zum genauen Befestigen der Eingangsfrontplatte 21 in bezug auf die Nebenröhre 10 in der Kathodenelektrode 11 ausgebildet. Der Frontplattenunterbringungsabschnitt 85 ist mit einer Frontplattenstützfläche 86 ausgebildet, um mit der Innenseite 21A der Eingangsfrontplatte 21 in Kontakt zu kommen und die Eingangsfrontplatte 21 abzustützen; und mit einer Seitenfläche 87, die rechtwinkelig zu der Frontplattenstützfläche 86 ausgebildet ist. Beide Flächen 86 und 87 dienen zur Unterbringung der Eingangsfrontplatte 21. Der Durchmesser der Seitenfläche 87 ist größer als derjenige der Umfangsfläche 21a, so daß die Eingangsfrontplatte 21 locker innerhalb des Frontplattenunterbringungsabschnitt 85 liegen kann. Diese Konstruktion ist am meisten für die Massenfertigung oder zur Kostensenkung geeignet, wenn keine äußerste Präzision zum Zentrieren der Eingangsfrontplatte 21 in bezug auf die Nebenröhre 10 erforderlich ist.
Eine neunte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 12 gezeigt. Die Ausführungsform gemäß 12 ähnelt derjenigen in 11 oben, nur daß ein metallisches Stützelement 24A ohne einen dritten Dichtabschnitt 76 anstelle des metallisches Stützelement 24 verwendet wird.
Eine Photovervielfachenöhre 90, die in 13 gezeigt ist, weist eine Packungsgröße TO-8 auf. Diese Photovervielfachenöhre 90 ist mit einer zylindrischen Nebenröhre 91 versehen, die aus Kovar-Metall auf eine Dicke von 0,3 Millimetern und eine Gesamtlänge von 10 Millimetern gepreßt wurde. An einem Ende der Nebenröhre 91 ist eine aus lichtdurchlässigem Glas hergestellte Eingangsfrontplatte 92 befestigt. An der Innenseite der Eingangsfrontplatte 92 ist eine GaAs-Photokathode 93 vorgesehen. In der Nebenröhre 91 ist eine erste Öffnung 94 vorgesehen.
Nachdem die Photokathode 93 mit Cäsiumdampf und Sauerstoff aktiviert wurde, wird die Eingangsfrontplatte 92 über ein schmiedbares Metall 23 (beispielsweise Indium, eine vorwiegend Indium enthaltende Legierung, Blei, eine Bleilegierung oder Gold) mit einem niedrigen Schmelzpunkt mit der Nebenröhre 91 integriert. Das Metall 23 dient als Dichtmetall, das eine Dichtung zwischen der Eingangsfrontplatte 92 und der Endfläche der Nebenröhre 91 bildet. Des weiteren wird der mit dem Metall 23 abgedichtete Bereich von einem aus Kovar-Metall gebildeten ringförmigen abdichtenden metallischen Stützelement 24 umschlossen. In der Umgebung der Photokathode 93 ist eine aus einer dünnen Chromschicht gebildete Photokathodenelektrode 96 angeordnet, so daß eine elektrische Verbindung zwischen der Photokathode 93 und dem Metall 23 gebildet wird. Der Innendurchmesser der Photokathodenelektrode 96 reguliert den effektiven Durchmesser der Photokathode 93.
An dem anderen Ende der Nebenröhre 91 ist durch Widerstandsschweißen ein scheibenförmiger Fuß 97 befestigt, der aus einem elektrisch leitenden Material, beispielsweise aus Kovar-Metall, ausgebildet ist. Der Fuß 97 ist in einer zweiten Öffnung 98 der Nebenröhre 91 vorgesehen. Der Fuß 31 wird von einer Mehrzahl von hindurchdringenden Stiften 100 durchdrungen. Die hindurchdringenden Stifte 100 sind durch Glas 99 isoliert. In der Nebenröhre 91 ist ein Dynodenpaket 101 zum Vervielfachen der von der Photokathode 93 ausgesandten Elektronen vorgesehen. Das Dynodenpaket 101 ist aus 8 Ebenen von Dynodeneinheiten 101a–101h konstruiert, die durch Widerstandsschweißen miteinander verschweißt sind. Das Dynodenpaket 101 ist durch Widerstandsverschweißen von jeder der Dynodeneinheiten 101a–101h mit jedem der hindurchdringenden Stifte 100 in der Nebenröhre 91 befestigt. Über der letzten Dynodeneinheit 101h ist eine Anode 102 zum Erfassen und Zusammenführen der vervielfachten Elektronen vorgesehen.
14 ist eine gestreckte Querschnittsansicht, welche die wesentlichen Teile der in 13 gezeigten Elektronenröhre zeigt. Wie in 14 gezeigt ist, wird das Ende der Nebenröhre 91 gepreßt, um einen Frontplattenunterbringungsabschnitt 103 zu bilden. Der Frontplattenunterbringungsabschnitt 103 ist mit einer Frontplattenstützfläche 104 ausgebildet, um mit der Innenseite 92A der Eingangsfrontplatte 92 in Kontakt zu kommen und die Eingangsfrontplatte 92 abzustützen; und mit einer annähernd rechtwinkelig zu der Frontplattenstützfläche 104 ausgebildeten Seitenfläche 105. Beide Flächen 104 und 105 dienen zur Unterbringung der Eingangsfrontplatte 92. Da das eigentliche Ende der Elektronenröhre 91 in Umfangsrichtung nach außen gebogen ist, ist die Seitenfläche 105 des Frontplattenunterbringungsabschnitts 103 von der Umfangsfläche 92a der Eingangsfrontplatte 92 getrennt und bildet einen Metalleinlaufabschnitt 106 in dem Trennbereich. Daher kann einfach durch Biegen des Endes der Elektronenröhre 91 zu der oben beschriebenen Form ein erwünschter Frontplattenunterbringungsabschnitt 103 und ein Metalleinlaufabschnitt 106 ausgebildet werden, wodurch nicht nur konstruktionelle Variationen vereinfacht werden können, sondern auch auf eine weite Vielzahl von Produkten angewandt werden können.
Eine Elektronenröhre gemäß der vorliegenden Erfindung mit der oben beschriebenen Konstruktion weist folgende Wirkungen auf. In der Endfläche der Nebenröhre ist ein ringförmiger Frontplattenunterbringungsabschnitt zum Unterbringen und Abstützen der Eingangsfrontplatte ausgebildet. Ein abdichtendes metallisches Stützelement umfaßt einen ersten ringförmigen Dichtabschnitt gegenüber der Außenseite der Eingangsfrontplatte und einen zweiten ringförmigen Dichtabschnitt gegenüber der Umfangsfläche der Elektronenröhre, annähernd rechtwinkelig zu dem ersten Dichtabschnitt. Diese Konstruktion sorgt für gute Luftdichtheit bei der Elektronenröhre und, da das Dichtmetall durch Ausüben von Druck auf den ersten Dichtabschnitt verformt werden kann, eignet sie sich für die Massenfertigung.

Claims

Elektronenröhre mit einem inneren Vakuumraum, mit: einer Nebenröhre (10) mit einer imaginären Mittelachse, einer inneren Umfangsfläche, einer äußeren Umfangsfläche, einem ersten Endabschnitt an einem Ende in einer Richtung der imaginären Mittelachse und einem zweiten Endabschnitt gegenüber dem ersten Endabschnitt, wobei der erste Endabschnitt eine Endfläche aufweist; einer Eingangsfrontplatte (21), die durch einen in dem ersten Endabschnitt der Nebenröhre (10) gebildeten Frontplattenunterbringungsabschnitt untergebracht und abgestützt wird, wobei die Eingangsfrontplatte (21) eine Innenfläche, eine Außenfläche und äußere Umfangsfläche aufweist; einer Photokathode (22), die Elektronen aussendet, die auf durch die Eingangsfrontplatte (21) hindurch auf die Photokathode (22) aufgebrachtes einfallendes Licht ansprechen; einem an dem zweiten Endabschnitt der Nebenröhre (10) vorgesehenen Fuß (31), wobei der Fuß (31), die Nebenröhre (10) und die Eingangsfrontplatte (21) den inneren Vakuumraum bilden; und einem Dichtelement, das mit einem schmiedbaren Dichtmetall (23) und einem das schmiedbare Dichtmetall (23) umschließenden Stützelement (24) ausgebildet ist, wobei das Stützelement (24) den von der Außenfläche der Eingangsfrontplatte (21) und der äußeren Umfangsfläche der Nebenröhre (10) gebildeten Eckabschnitt derart bedeckt, daß ein erster Dichtabschnitt (73) des Stützelements gegenüber der Außenfläche der Eingangsfrontplatte (21) und ein zweiter Dichtabschnitt (74) des Stützelements gegenüber der äußeren Umfangsfläche der Nebenröhre (10) im wesentlichen rechtwinklig zueinander liegen, wobei das schmiedbare Dichtmetall (23) längs des Eckabschnitts zwischen dem ersten Dichtabschnitt (73) und der Eingangsfrontplatte (21) und zwischen dem zweiten Dichtabschnitt (74) und der Nebenröhre (10) auf Grund des Drucks von dem Stützelement (24) her verformt und ausgebreitet wird, wodurch die Eingangsfrontplatte (21) und die Nebenröhre (10) hermetisch abgedichtet werden.
Elektronenröhre nach Anspruch 1, wobei zwischen dem ersten Dichtabschnitt (73) und der Endfläche der Nebenröhre (10) ein Metallunterbringungsabschnitt (75) zum Unterbringen des schmiedbaren Dichtmetalls (23) angeordnet ist und die Endfläche der Nebenröhre (10) in der Außenfläche der Eingangsfrontplatte (21) ausgebildet ist.
Elektronenröhre nach Anspruch 2, wobei der Metallunterbringungsabschnitt (75) durch Ausschneiden eines Umfangsrands der Außenfläche der Eingangs
Elektronenröhre nach Anspruch 2, wobei der Metallunterbringungsabschnitt (75) eine Stufenfläche umfaßt, die parallel zu der, jedoch eine Stufe niedriger als die Außenfläche der Eingangsfrontplatte (21) ist.
Elektronenröhre nach Anspruch 2, wobei der erste Dichtabschnitt niedriger als die Außenfläche der Eingangsfrontplatte ist.
Elektronenröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Stützelement (24) ferner einen dritten Dichtabschnitt (76) umfaßt, der sich in Richtung zu der Außenfläche der Eingangsfrontplatte (21) erstreckt.
Elektronenröhre nach Anspruch 6, wobei der dritte Dichtabschnitt (76) in Kontakt mit der Außenfläche der Eingangsfrontplatte (21) steht.
Elektronenröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Frontplattenunterbringungsabschnitt (70) von einer Frontplattenabstützfläche (71) gegenüber und in Kontakt mit der Innenfläche der Eingangsfrontplatte (21) und einer Seitenfläche (72) gegenüber der äußeren Umfangsfläche der Eingangsfrontplatte (21) gebildet wird.
Elektronenröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Frontplattenunterbringungsabschnitt (70) von einer Frontplattenabstützfläche (71) gegenüber und in Kontakt mit der Innenfläche der Eingangsfrontplatte (21) und einer Seitenfläche (72) gegenüber der äußeren Umfangsfläche der Eingangsfrontplatte (21) gebildet wird, und wobei eine erste Ecke, die an einem Schnittpunkt der Frontplattenabstützfläche (71) und der Seitenfläche des Frontplattenunterbringungsabschnitts (70) gebildet wird, und eine zweite Ecke, die an einem Schnittpunkt der Innenfläche und der äußeren Umfangsfläche der Eingangsfrontplatte (21) gebildet wird, eine enge Passung miteinander bilden.
Elektronenröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Metalleinlaufabschnitt (77) zum Unterbringen des zwischen dem ersten Dichtabschnitt (73) und der Endfläche der Nebenröhre angeordneten schmiedbaren Dichtmetalls (23) in dem ersten Endabschnitt der Nebenröhre (10) ausgebildet ist, wobei der Metalleinlaufabschnitt (77) von der äußeren Umfangsfläche der Eingangsfrontplatte (21) und von einem vorstehenden Abschnitt (78) gebildet wird, der sich in Richtung der imaginären Mittelachse erstreckt und in der Endfläche der Nebenröhre (10) ausgebildet ist.
Elektronenröhre nach Anspruch 10, wobei der vorstehende Abschnitt (78) des Metallunterbringungsabschnitts eine Außenfläche aufweist, die mit der äußeren Umfangsfläche der Nebenröhre (10) im wesentlichen bündig ist.
Elektronenröhre nach Anspruch 10, wobei der vorstehende Abschnitt (78) des Metallunterbringungsabschnitts eine Innenfläche aufweist, die zu der Richtung der imaginären Mittelachse im wesentlichen parallel ist.
Elektronenröhre nach Anspruch 10, wobei der vorstehende Abschnitt (78) des Metallunterbringungsabschnitts eine konisch zulaufende Innenfläche aufweist, so daß ein Querschnitt des Metallunterbringungsabschnitts in Richtung zu dem ersten Dichtabschnitt größer wird.
Elektronenröhre nach Anspruch 10, wobei der vorstehende Abschnitt des Metallunterbringungsabschnitts eine obere Fläche aufweist, die zu der Richtung der imaginären Mittelachse im wesentlichen senkrecht ist und mit der Außenfläche der Eingangsfrontplatte im wesentlichen bündig ist.
Elektronenröhre nach Anspruch 10, wobei der vorstehende Abschnitt des Metallunterbringungsabschnitts eine obere Fläche aufweist, die zu der Richtung der imaginären Mittelachse im wesentlichen senkrecht ist und auf einer niedrigeren Stufe als die Außenfläche der Eingangsfrontplatte liegt.
Elektronenröhre nach Anspruch 10, wobei die äußere Umfangsfläche der Eingangsfrontplatte in bezug auf die imaginäre Mittelachse konisch zuläuft.
Elektronenröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Dichtabschnitt mit der Außenfläche der Eingangsfrontplatte im wesentlichen bündig ist.
Elektronenröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einer Halbleitervorrichtung (40), die in dem inneren Vakuumraum angeordnet und an dem Fuß (31) befestigt ist.
Elektronenröhre nach Anspruch 18, wobei die Halbleitervorrichtung (40) eine Lawinen-Photodiode ist.
Photovervielfacherröhre, mit: einer Auswahlröhre gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17; einem in dem inneren Vakuumraum angeordneten Dynodenstapel (101), wobei der Dynodenstapel (101) die von der Photokathode (93) weitergeleiteten Elektronen vervielfacht; und einer an dem zweiten Endabschnitt vorgesehenen Anode (102).
Photovervielfacherröhre nach Anspruch 20, wobei der erste Endabschnitt der Nebenröhre (91) nach außen gebogen ist, so daß der erste Endabschnitt derselben von der äußeren Umfangsfläche (105) der Eingangsfrontplatte (92) getrennt ist, wobei der erste Endabschnitt derselben und die äußere Umfangsfläche (105) der Eingangsfrontplatte (92) einen Metalleinlaufabschnitt (106) zum Unterbringen des schmiedbaren Dichtmetalls (23) bilden.
Verfahren zum Zusammenfügen einer Nebenröhre (10) und einer Frontplatte (21) unter Verwendung eines Dichtelements, das mit einem schmiedbaren Dichtmetall (23) und einem das schmiedbare Dichtmetall (23) umschließenden Stützelement (24) ausgebildet ist, wobei das Stützelement (24) einen ersten Dichtabschnitt (73) und einen im wesentlichen rechtwinklig zu dem ersten Dichtabschnitt (73) liegenden zweiten Dichtabschnitt (74) umfaßt, wobei die Nebenröhre (10) eine äußere Umfangsfläche aufweist und die Frontplatte (21) eine Außenfläche aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: (a) das Einpassen der Frontplatte (21) in einen an einem Endabschnitt der Nebenröhre (10) ausgebildeten Frontplattenunterbringungsabschnitt; und (b) anschließend das Drücken des ersten Dichtabschnitts (73) gegen die Frontplatte (21), das Drücken des zweiten Dichtabschnitts (74) gegen die äußere Umfangsfläche der Nebenröhre (10) und das Pressen des ersten Dichtabschnitts (73) in Richtung zu der Außenfläche der Frontplatte (21) derart, daß das schmiedbare Dichtmetall (23) auf eine von der Frontplatte (21) und der Nebenröhre (10) gebildeten Ecke aufgebracht wird, das Verformen des schmiedbaren Dichtmetalls (23) und dadurch das luftdichte Versiegeln der Frontplatte (21) und der Nebenröhre (10).
Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Dichtelement ferner einen dritten Dichtabschnitt (76) umfaßt, der sich in einer zu dem zweiten Dichtabschnitt (74) parallelen Richtung erstreckt, und Schritt (b) den Schritt des Pressens des Metallstützelements (24) in Richtung zu der Frontplatte (21) mit dem dritten Dichtabschnitt (76) und dabei des Aufrechterhaltens des ersten Dichtabschnitts (73) im wesentlichen parallel zu der Frontplatte (21) umfaßt.