JP4358420B2

JP4358420B2 - Discharge lamp

Info

Publication number: JP4358420B2
Application number: JP2000278378A
Authority: JP
Inventors: 昭芳藤森; 暁紀廣間
Original assignee: Orc Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Orc Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-09-13
Filing date: 2000-09-13
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2020-09-13
Also published as: JP2002093372A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体やプリント基板などの露光に使用される放電灯に係り、特に、ターミナルと金属箔の熱酸化を防止した多箔シール型放電灯に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体やプリント基板などのワークを光処理する多箔シール型放電灯は、その封止部の構造が、図４および図５に示すように構成されている。ここで、図４は封止部の構造を示す断面図であり、図５はターミナルを構造を示す図である。そして、図５において（ａ）はターミナルの側面図であり、（ｂ）は斜視図である。
【０００３】
図４に示すように、放電灯の両端（ここでは右端のみ図示）の封止部は、電極５の基端側に形成されたリード棒４が環状の石英ガラスからなるビーズ管８で支持され、前記リード棒４の後端（図における右端）はガラス製芯部材（以下、ビーズ棒という）６の前端の嵌合穴（図示せず）に嵌合されると共に、このビーズ棒６の外周面には金属箔３が設けられており、前記金属箔３は前記リード棒４の後端部付近と接触するように配置されている。さらに、前記ビーズ棒６の後端の嵌合穴6aに嵌合されるようにターミナル２の前端（図における左端）である嵌合凸部（以下、ターミナル嵌合凸部という）2aが挿入されており、前記ターミナルの中央の円盤部（以下、ターミナル円盤部という）2bの側面に前記金属箔３の内面が電気スポット溶接により接合される構成を有している。また、前記ターミナル２の後端部であるシャフト部（以下、ターミナルシャフト部という）2cと、外部リード線１とがバーナー加熱によるロウ剤溶接される構成を有している。そして、封止部分９およびターミナル２の外周側には絶縁部材10を介して口金７が固定されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、ターミナルシャフト部2cとリード線１とは、バーナー加熱によるロウ剤溶接で接合する。このとき、ターミナルシャフト部2cは、バーナー加熱により約８００℃の高温となりターミナル円盤部2bおよびターミナル嵌合凸部2aへと熱が伝導していき、ターミナル円盤部2bに溶接されている複数の金属箔３へも熱が伝導される。そして、ターミナル２および複数の金属箔３は高温にさらされることにより熱酸化されてしまうという問題点があった。この酸化の程度は、リード線溶接作業時のバーナー加熱時間が長時間に及ぶ程悪化する。
【０００５】
また、放電灯点灯中の封止部の温度は約２００〜５００℃程度あり、放電灯点灯装置（放電灯ハウス）の構造によっては、５００〜６００℃程度まで上昇する。さらに、口金７の外側表面温度は封止部分９のガラスにクラックを発生させないようにするためには２００℃以下にすることが理想であるが、上記同様放電灯ハウスの構造によっては２００℃以上に上昇することがある。ターミナルシャフト部2cとリード線１の溶接時の熱により、タ一ミナル円盤部2bとこの部分に溶接している複数の金属箔３が熱酸化してしまっていると、点灯時に金属箔３が溶断してしまうことがある。また、熱酸化された部分は熱膨張量が増加するため、点灯中に封止部分９のガラスに亀裂が発生してしまうこともある。
【０００６】
本発明は、前述の問題点を解決すべく創案されたもので、ターミナル円盤部と、それに溶接された金属箔の熱酸化を防止することにより、長寿命を達成した放電灯を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、本発明の放電灯は、電極と、前記電極の基端側に形成されたリード棒と、前記リード棒を支持するビーズ管と、前記ビーズ管の後端部に当接する金属箔と、前記金属箔を内側から支持するビーズ棒と、前記ビーズ棒の後端部に設けられ、前記金属箔の後端部の内面側に当接する円盤部、および前記円盤部から外部リード線側に突出して設けられたシャフト部を有するターミナルとを備えた放電灯において、前記シャフト部に溝が形成されていることを特徴とするものである。この構成により、シャフト部とリード線とを溶接する時に、シャフト部から円盤部と金属箔とに伝達される熱量を低減し、円盤部および金属箔の熱酸化を防止することができる。また、シャフト部とリード線とを溶接する時に、シャフト部のリード線を溶接する部分の温度上昇速度が速くなるため、溶接用ロウ剤の溶解速度が速くなり、リード線溶接作業時間が短縮されることにより、ターミナル円盤部および金属箔の熱酸化を防止することができる。そして、円盤部および金属箔の熱酸化を防止することにより、点灯中の封止部分のガラスの亀裂を防止することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態の放電灯における封止部の構造を示す断面図であり、図２はターミナルの構造を示す図である。これらの図において、図４の放電灯と同一の構成要素または対応する構成要素には図４で使用した符号と同一の符号を付した。
【０００９】
図１に示すように、本発明の実施の形態の多箔シール型放電灯は、その電極（陽極あるいは陰極）５の基端側に形成した電極リード棒４と、この電極リード棒４を支持する支持筒としての石英ガラスからなるビーズ管８と、このビーズ管８の後端部に当接する複数の放電管封止用金属である金属箔３と、これら金属箔３をその内側から支持するビーズ棒６と、前記金属箔３の後端部に当接すると共に、前記ビーズ棒６に嵌合支持されるターミナル２と、このターミナル２の後端に接続される外部リード線１などから構成されている。そして、封止部分９およびターミナル２の外周側には絶縁部材10を介して口金７が配置されている。
【００１０】
ターミナル２は、その前端（図における左端）部に形成されたターミナル嵌合凸部2aがビーズ棒６の後端の嵌合穴6aに嵌合され、中央部に形成されたターミナル円盤部2bの側面に前記金属箔３の内面が電気スポット溶接により接合される構成を有している。また、ターミナル２の後端部に形成されたターミナルシャフト部2cと、外部リード線１とがバーナー加熱によるロウ剤溶接される構成を有している。さらに、ターミナルシャフト部2cの外周面には一つの溝2dが形成されている。
【００１１】
ここで、図２に示すように、ターミナルシャフト2cの径をL1、断面積をS1とし、溝2dの径をL2、断面積をS2とすると、ターミナルシャフト2cの強度を保持するため、S2≧（１／４）S1にすることが好適である。また、溝2dをＲ形状として、応力を分散することが好適である。
【００１２】
以上のように構成された本発明の実施の形態の放電灯において、ターミナルシャフト部2cとリード線１とを溶接するために加熱すると、その熱はターミナルシャフト部2cの長手方向右方へ伝達され、ターミナル円盤部2bに到達する。さらに、ターミナル円盤部2bの外周面に溶接された金属箔３へ到達する。このとき、ターミナルシャフト部2cに溝2dが形成されているため、同一時間内にターミナル円盤部2bへ到達する熱量が従来の放電灯よりも少なくなる。一方、溶接用のロウ剤の加熱に使用される熱量は、ターミナル円盤部2bへ到達する熱量が少なくなる分だけ逆に多くなるため、溶接時間を短縮することができる。つまり、ターミナルシャフト部2cに溝2dを形成することにより、溶接時間の短縮と、ターミナル円盤部2bおよび金属箔６への熱伝導の低減とを実現することができる。
【００１３】
図３は、本発明の実施の形態の放電灯（ターミナルシャフト部2cに溝2dを有する) と、従来の放電灯（ターミナルシャフト部2cに溝2dを有しない）のそれぞれについて、ターミナルシャフト部2cにリード線１を溶接する際のターミナルシャフト部2cおよびターミナル円盤部2bの温度変化を測定した実験データである。この温度測定は、ターミナル円盤部2bおよびターミナルシャフト部2cに熱電対を取り付け、タ一ミナルシャフト2cの端部（リード線１を溶接する部分）をバーナーで加熱し、ターミナル円盤部2bとターミナルシャフト部2cの温度の時間的変化を測定したものである。実験に用いたターミナルの寸法を以下に示す。
ターミナル嵌合凸部2a…径；φ５、長さ；５ｍｍ
ターミナル円盤部2b…径；φ１５、厚さ；５ｍｍ
ターミナルシャフト部2c…径(L1)；φ５、長さ；７ｍｍ
溝2d…径(L2)；φ３、幅；２ｍｍ（溝部はＲ形状）、断面積(S2)；ターミナルシャフト部2cの断面積(S1)の約１／３
【００１４】
なお、本実験ではバーナー加熱を行うターミナルシャフト部2cに熱電対を取り付けているため、通常の溶接時の約１／２の火力にて加熱を実施した。
【００１５】
図３に示すように、ターミナルシャフト部2cに溝2dを設けることにより、ターミナノレ円盤部2bの温度上昇速度が低下することがわかる。また、ターミナノレシャフト部2cに溝2dを設けることにより、リード線溶接部は温度上昇が早くなるため、ロウ剤の溶解速度が速くなり、リード線溶接作業が容易になる。これらの結果、ターミナノレ円盤部2bおよび金属箔３の熱酸化を防止できることになる。そして、ターミナル円盤部2bおよび金属箔３の熱酸化を防止することにより、放電灯点灯中の封止部分のガラスの亀裂を防止することができる。
【００１６】
なお、前記実施の形態では、ターミナルシャフト部2cの外周全面（３６０°）に一つの溝を形成したが、２本以上の溝を形成しても良い。また、外周面の一部（１８０°など）に溝を形成しても良い。
【００１７】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、放電灯におけるターミナルシャフト部に溝を形成することにより、ターミナルシャフト部からターミナル円盤部へ伝達される熱量を低減することができる。これにより、ターミナルシャフト部とリード線とを溶接する時に、ターミナルシャフト部からターミナル円盤部および金属箔に伝達される熱量を低減し、ターミナル円盤部および金属箔の熱酸化を防止することができる。また、ターミナルシャフト部とリード線とを溶接する作業時間を短縮することにより、ターミナル円盤部および金属箔の熱酸化を防止することができる。そして、円盤部および金属箔の熱酸化を防止することにより、点灯中の封止部分のガラスの亀裂を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の放電灯における封止部の構造を示す図、
【図２】本発明の実施の形態の放電灯におけるターミナルの構造を示す図、
【図３】本発明の実施の形態の放電灯と従来の放電灯のそれぞれについて、ターミナルシャフト部にリード線を溶接する際のターミナルシャフト部とターミナル円盤部の温度変化を測定した実験データを示す図、
【図４】従来の放電灯における封止部の構造を示す断面図、
【図５】従来の放電灯におけるターミナルの構造を示す図である。
【符号の説明】
１リード線
２ターミナル
2a ターミナル嵌合凸部
2b ターミナル円盤部
2c ターミナルシャフト部
2d 溝
３金属箔
４電極リード棒
５電極
６ビーズ棒
７口金
８ビーズ管
９封止部分[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a discharge lamp used for exposure of a semiconductor or a printed circuit board, and more particularly to a multi-foil sealed discharge lamp that prevents thermal oxidation of a terminal and a metal foil.
[0002]
[Prior art]
In a multi-foil sealed discharge lamp for optically processing a workpiece such as a semiconductor or a printed circuit board, the structure of its sealing portion is configured as shown in FIGS. 4 is a cross-sectional view showing the structure of the sealing portion, and FIG. 5 is a view showing the structure of the terminal. 5A is a side view of the terminal, and FIG. 5B is a perspective view.
[0003]
As shown in FIG. 4, the sealing portion at both ends of the discharge lamp (only the right end is shown here) is supported by a bead tube 8 made of an annular quartz glass with a lead bar 4 formed on the base end side of the electrode 5. The rear end (right end in the figure) of the lead rod 4 is fitted into a fitting hole (not shown) at the front end of a glass core member (hereinafter referred to as a bead rod) 6 and the outer periphery of the bead rod 6 A metal foil 3 is provided on the surface, and the metal foil 3 is disposed in contact with the vicinity of the rear end portion of the lead bar 4. Further, a fitting convex portion (hereinafter referred to as a terminal fitting convex portion) 2a which is the front end (left end in the figure) of the terminal 2 is inserted so as to be fitted into the fitting hole 6a at the rear end of the bead rod 6. The inner surface of the metal foil 3 is joined to the side surface of a central disk portion (hereinafter referred to as a terminal disk portion) 2b of the terminal by electric spot welding. In addition, a shaft portion (hereinafter referred to as a terminal shaft portion) 2c which is a rear end portion of the terminal 2 and the external lead wire 1 are welded to each other by brazing. A base 7 is fixed to the outer peripheral side of the sealing portion 9 and the terminal 2 via an insulating member 10.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the terminal shaft portion 2c and the lead wire 1 are joined by brazing agent welding by burner heating. At this time, the terminal shaft portion 2c becomes a high temperature of about 800 ° C. due to the burner heating, and heat is conducted to the terminal disk portion 2b and the terminal fitting convex portion 2a, and a plurality of metals welded to the terminal disk portion 2b. Heat is also conducted to the foil 3. The terminal 2 and the plurality of metal foils 3 have a problem that they are thermally oxidized by being exposed to a high temperature. The degree of this oxidation becomes worse as the burner heating time during the lead wire welding operation becomes longer.
[0005]
Moreover, the temperature of the sealing part during discharge lamp lighting is about 200-500 degreeC, and it rises to about 500-600 degreeC depending on the structure of a discharge lamp lighting device (discharge lamp house). Furthermore, the outer surface temperature of the base 7 is ideally set to 200 ° C. or lower in order to prevent cracks in the glass of the sealing portion 9, but 200 ° C. or higher depending on the structure of the discharge lamp house as described above. May rise. If the terminal disk portion 2b and the plurality of metal foils 3 welded to this portion have been thermally oxidized due to the heat generated when the terminal shaft portion 2c and the lead wire 1 are welded, the metal foil 3 is turned on during lighting. May blow out. Moreover, since the thermal expansion amount of the thermally oxidized portion increases, a crack may occur in the glass of the sealing portion 9 during lighting.
[0006]
The present invention was devised to solve the above-described problems, and provides a discharge lamp that achieves a long life by preventing thermal oxidation of a terminal disk portion and a metal foil welded thereto. Objective.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a discharge lamp according to the present invention includes an electrode, a lead rod formed on the base end side of the electrode, a bead tube supporting the lead rod, and a rear end portion of the bead tube. A metal foil that abuts, a bead rod that supports the metal foil from the inside, a disk portion that is provided at a rear end portion of the bead rod and contacts an inner surface side of the rear end portion of the metal foil, and the disk portion In a discharge lamp provided with a terminal having a shaft portion provided so as to protrude to the external lead wire side, a groove is formed in the shaft portion. With this configuration, when the shaft portion and the lead wire are welded, the amount of heat transferred from the shaft portion to the disk portion and the metal foil can be reduced, and thermal oxidation of the disk portion and the metal foil can be prevented. In addition, when welding the shaft part and lead wire, the temperature rise rate of the part where the lead wire of the shaft part is welded increases, so the melting rate of the welding brazing agent increases and the lead wire welding work time is shortened. Thus, thermal oxidation of the terminal disk portion and the metal foil can be prevented. And the crack of the glass of the sealing part during lighting can be prevented by preventing the thermal oxidation of a disk part and metal foil.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure of a sealing portion in a discharge lamp according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view showing a structure of a terminal. In these drawings, the same reference numerals as those used in FIG. 4 are assigned to the same or corresponding elements as those in the discharge lamp of FIG.
[0009]
As shown in FIG. 1, the multi-foil sealed discharge lamp according to the embodiment of the present invention has an electrode lead bar 4 formed on the base end side of the electrode (anode or cathode) 5 and supports the electrode lead bar 4. A bead tube 8 made of quartz glass as a supporting cylinder, a metal foil 3 which is a plurality of discharge tube sealing metals in contact with the rear end of the bead tube 8, and supports the metal foil 3 from the inside thereof. It is composed of a bead rod 6, a terminal 2 that is in contact with the rear end portion of the metal foil 3 and is fitted and supported by the bead rod 6, and an external lead wire 1 connected to the rear end of the terminal 2. ing. A base 7 is disposed on the outer peripheral side of the sealing portion 9 and the terminal 2 via an insulating member 10.
[0010]
The terminal 2 has a terminal fitting convex portion 2a formed at the front end (left end in the figure) of the terminal 2 fitted in a fitting hole 6a at the rear end of the bead rod 6, and a terminal disk portion 2b formed at the center portion. The inner surface of the metal foil 3 is joined to the side surface by electric spot welding. Further, the terminal shaft portion 2c formed at the rear end portion of the terminal 2 and the external lead wire 1 are welded with a brazing agent by burner heating. Furthermore, one groove 2d is formed on the outer peripheral surface of the terminal shaft portion 2c.
[0011]
Here, as shown in FIG. 2, when the diameter of the terminal shaft 2c is L1, the cross-sectional area is S1, the diameter of the groove 2d is L2, and the cross-sectional area is S2, S2 ≧ (1/4) S1 is preferred. Further, it is preferable that the groove 2d has an R shape to disperse the stress.
[0012]
In the discharge lamp according to the embodiment of the present invention configured as described above, when the terminal shaft portion 2c and the lead wire 1 are heated for welding, the heat is transmitted to the right in the longitudinal direction of the terminal shaft portion 2c. The terminal disk part 2b is reached. Furthermore, it reaches the metal foil 3 welded to the outer peripheral surface of the terminal disk portion 2b. At this time, since the groove 2d is formed in the terminal shaft portion 2c, the amount of heat reaching the terminal disk portion 2b within the same time is smaller than that of the conventional discharge lamp. On the other hand, the amount of heat used for heating the brazing filler for welding increases on the contrary by the amount of heat reaching the terminal disk portion 2b, so that the welding time can be shortened. That is, by forming the groove 2d in the terminal shaft portion 2c, it is possible to reduce the welding time and reduce the heat conduction to the terminal disk portion 2b and the metal foil 6.
[0013]
FIG. 3 shows a terminal shaft portion 2c for each of the discharge lamp (having the groove 2d in the terminal shaft portion 2c) and the conventional discharge lamp (having no groove 2d in the terminal shaft portion 2c) according to the embodiment of the present invention. 7 is experimental data obtained by measuring temperature changes of the terminal shaft portion 2c and the terminal disk portion 2b when the lead wire 1 is welded to the wire. For this temperature measurement, a thermocouple is attached to the terminal disk part 2b and the terminal shaft part 2c, the end of the terminal shaft 2c (the part where the lead wire 1 is welded) is heated with a burner, and the terminal disk part 2b and the terminal shaft are heated. The time change of the temperature of the part 2c was measured. The dimensions of the terminal used in the experiment are shown below.
Terminal fitting convex part 2a ... diameter; φ5, length: 5mm
Terminal disk part 2b ... diameter; φ15, thickness: 5mm
Terminal shaft part 2c ... Diameter (L1); φ5, Length: 7mm
Groove 2d ... diameter (L2); φ3, width: 2 mm (groove is R-shaped), cross-sectional area (S2); about 1/3 of the cross-sectional area (S1) of the terminal shaft 2c
[0014]
In this experiment, since the thermocouple was attached to the terminal shaft portion 2c that performs the burner heating, the heating was performed with about half the heating power during normal welding.
[0015]
As shown in FIG. 3, it can be seen that by providing the groove 2d in the terminal shaft portion 2c, the temperature rise rate of the terminator disk portion 2b decreases. Further, by providing the groove 2d in the terminator shaft portion 2c, the temperature of the lead wire welded portion is increased rapidly, so that the melting rate of the brazing agent is increased and the lead wire welding operation is facilitated. As a result, thermal oxidation of the terminator disk portion 2b and the metal foil 3 can be prevented. Then, by preventing thermal oxidation of the terminal disk portion 2b and the metal foil 3, it is possible to prevent cracking of the glass at the sealed portion during lighting of the discharge lamp.
[0016]
In the above embodiment, one groove is formed on the entire outer periphery (360 °) of the terminal shaft portion 2c. However, two or more grooves may be formed. Moreover, you may form a groove | channel in a part (180 degrees etc.) of outer peripheral surfaces.
[0017]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the amount of heat transferred from the terminal shaft portion to the terminal disk portion can be reduced by forming the groove in the terminal shaft portion of the discharge lamp. Thereby, when welding a terminal shaft part and a lead wire, the amount of heat transmitted from the terminal shaft part to the terminal disk part and the metal foil can be reduced, and thermal oxidation of the terminal disk part and the metal foil can be prevented. Moreover, thermal oxidation of the terminal disk portion and the metal foil can be prevented by shortening the work time for welding the terminal shaft portion and the lead wire. And the crack of the glass of the sealing part during lighting can be prevented by preventing the thermal oxidation of a disk part and metal foil.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a structure of a sealing portion in a discharge lamp according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a diagram showing a structure of a terminal in the discharge lamp according to the embodiment of the present invention;
FIG. 3 shows experimental data obtained by measuring temperature changes of the terminal shaft portion and the terminal disk portion when welding the lead wire to the terminal shaft portion for each of the discharge lamp of the embodiment of the present invention and the conventional discharge lamp. Figure,
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of a sealing portion in a conventional discharge lamp;
FIG. 5 is a diagram showing the structure of a terminal in a conventional discharge lamp.
[Explanation of symbols]
1 Lead wire 2 Terminal
2a Terminal fitting protrusion
2b Terminal disk
2c Terminal shaft
2d groove 3 metal foil 4 electrode lead bar 5 electrode 6 bead bar 7 base 8 bead tube 9 sealing part

Claims

An electrode, a lead rod formed on the base end side of the electrode, a bead tube supporting the lead rod, a metal foil contacting the rear end of the bead tube, and a bead supporting the metal foil from the inside A terminal having a rod, a disk portion provided at a rear end portion of the bead rod and contacting an inner surface of the rear end portion of the metal foil, and a shaft portion provided to protrude from the disk portion to the external lead wire side The discharge lamp is characterized in that a groove is formed in the shaft portion so that a cross-sectional area of the shaft portion is ¼ to ３ .

The discharge lamp according to claim 1, wherein the groove has an R shape.