JPH021798Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、複数の被接合材の間に低融点のガラ
スや合金あるいは合成樹脂等の接合剤を介在させ
積層体を形成し、該積層体を加圧下で接合剤の軟
化点まで昇温することにより被接合材を所定の位
置関係に位置決め接合するための接合装置に関
し、特に前記被接合材を高精度に位置決めでき、
かつ厚みムラや反り等の変形の極めて少ない状態
で接合することができる位置決め接合装置の構造
に関するものである。

従来例の構成とその問題点 複数の被接合材の間に接合剤を介在させ、位置
決めし昇温することにより接合する方法は従来か
ら極めて広く採用されているが、位置決め精度に
着目すると充分満足の得られる精度を達成できる
ものはなく、特に接合温度（接合剤の軟化点）が
高い場合や被接合材のサイズが大きい場合には精
度が更に悪化するのが実情である。

以下、従来の接合装置における問題点を、平面
型画像表示装置の電極を組立てる際の位置決め接
合を具体例に掲げてより詳細に説明する。

第１図には平面型画像表示装置の構成の概要が
示されており、後方から順に背面電極１、線陰極
２、垂直集束電極３、垂直偏向電極４、ビーム流
制限電極５、水平集束電極６、水平偏向電極７、
ビーム加速電極８およびスクリーン９が配置され
ており、これらが真空にされた偏平なガラスバル
ブ（図示せず）の内部に収納されている。線陰極
２を発した電子ビーム１１は、背面電極１によつ
て前方に押し出され、垂直集束電極３のスリツト
１０を通過する際に垂直方向に集束され、さらに
垂直偏向電極４にて垂直方向に偏向される。次に
ビーム流制限電極５によりビーム流の強度変調を
受け、水平集束電極６により水平方向に集束され
る。さらに、水平偏向電極７により水平方向に偏
向された電子ビーム１１はビーム加速電極８によ
り充分なエネルギーを有するように加速されて、
映像信号に応じてスクリーン３に塗布した蛍光体
のＲ，Ｇ，Ｂ（図示せず）に順次衝突して発光す
る。以上の電子ビームの制御を各線陰極２の長手
方向の全体にわたり、かつ全線陰極から発生され
る電子ビームのそれぞれについて行ない。各絵素
を発光させて映像信号に応じた画像の表示をす
る。

このような平面型画像表示装置を製作する場
合、背面電極１からスクリーン９までは電極間の
絶縁が保持できるよう結合用スペーサ１２（破線
で示す）により、所定の間隔ならびに位置関係に
位置決めされ一体化した状態に接合し、各電極に
応じた電圧を印荷する端子部を所定の形状に切断
等を施こし、真空ガラス容器内に収納する。位置
決めは、１，３，４，５，６，７，９の各電極、
線陰極２の保持手段およびビーム加速電極８の保
持手段（共に図示せず）に精度よく穿孔された複
数個の位置決め穴１３に複数の位置決めピン１４
を挿通することにより行なう。各電極および保持
手段を結合用スペーサ１２で接合するのは、全体
を一度で接合するか、あるいは背面電極１からス
クリーン９までをいくつかのユニツトに区分し、
ユニツト各に接合した後、各ユニツトを接合した
のと同様にユニツト間を接合するかのいずれかの
方法が採用される。

ここでは、複数のユニツトに区分して、ユニツ
ト各に接合する方法をとるとして、例えば水平集
束電極６と水平偏向電極７に結合用スペーサ１２
を介在させ、これを従来の接合装置にて接合する
場合の問題点を述べる。

第２図には、水平集束電極６と水平偏向電極７
（以下電極と称す）との間に介装されて、これら
を接合するための結合用スペーサ１２（以下スペ
ーサと称す）が示されている。このスペーサ１２
は、ベース１５を備えており、該ベース１５は電
極と同一の金属、例えば４２６合金で構成され、
電極パターンに応じてプレス等により形状加工さ
れていると共に、電極と対応する位置に同数の位
置決め穴１３が穿孔されている。このベース１５
の両面の各々には、結晶化したフリツトガラスの
内層と非晶質のフリツトガラス外層との２層から
なる接合剤層１６が形成されており、このうち、
結晶化した層は電極との絶縁および間隔を保持
し、非晶質の層は電極との接合を行なう。

第３図は、被接合材である電極６，７に接合材
であるフリツトガラスを塗布したスペーサ１２を
介在させて位置決め接合する状態を示し、電極
６，７およびスペーサ１２は、ステンレス鋼など
の金属あるいはアルミナなどのセラミツク等の材
料からなる基板１７に配設された２本以上の位置
決めピン１４により所定の位置関係に精度良くセ
ツテイングされている。基板１７の支持面１８は
研削加工等により高精度の平面に仕上げられてい
る。位置決めされた電極６，７およびスペーサ１
２は加圧板２０により加圧されている。加圧板２
０は基板１７と同様の材質により構成され、その
加圧面２１も高精度の平面に仕上げられている。

このような接合装置に電極６，７およびスペー
サ１２が所定の位置関係にセツテイングされた状
態で炉２２内に挿入し、ヒータあるいは加熱され
た気体の循環（図示せず）により接合温度まで昇
温する。ここでは、非晶質のフリツトガラス１６
が接合材であるため、常温からこのフリツトガラ
ス１６の軟化点の450℃まで１時間で昇温し、一
定時間保持してフリツトガラス１６を充分結晶化
させた後、常温まで徐冷してこのユニツトの位置
決め接合が完了する。

このような接合操作において、電極６，７およ
びスペーサ１２のベース１５が４２６合金とし、
位置決め穴１３の常温での距離Ａ（第１図）を220
mmとした場合、450℃における位置決め穴の距離
ａ（第３図）は熱膨張により221mmと約１mmも伸び
ている。したがつて、基板１７および加圧板２０
に４２６合金の熱膨張係数と近い材料を用いても
僅かな熱膨張係数の差が数十μmの位置合せ誤差
となる。

一方、基板１７および加圧板２０は、接合後の
ユニツトの厚み精度を均一にするため、その支持
面１８及び加圧面２１を高精度の平面に仕上げて
あるが、このような精度に加工し、なおかつこの
精度を維持していくためには基板１７および加圧
板２０の厚みをある一定以上とる必要がある。ま
た、基板１７は位置決めピン１４の取付けのため
ある程度の剛性が必要であり、加圧板２０は自重
を加圧力とするため、これらの厚みＴは10〜20mm
程度必要である。このような条件を満たした場
合、例えば基板１７と加圧板２０をオーステナイ
トステンレス鋼で板厚Ｔを20mmにすると、熱伝導
の関係で、基板１７の支持面１８と自由面１９と
の間に温度差が発生して支持面１８が低くなると
共に、加圧板２０にも同様の温度差が発生する。
この温度差の発生により、基板１７は支持面１８
側が凹形状となるように大きく変形し、加圧板２
０も同様に加圧面２１が凹形状となるように変形
する。

第４図に示すように、基板１７が大きく反りの
発生したような状態に変形するため、位置決めピ
ン１４の位置は450℃にて距離ａになるように当
初設定したものが距離a′となり、また基板１７の
反りのために位置決めピン１４が傾斜した状態と
なり、位置決めピンの上部ではさらに距離は短か
くa″となる。一方、第４図には示されていない
が、加圧板２０は基板１７とは反対側に反る。し
たがつて、この接合装置において基板１７側にセ
ツトされた電極７と加圧板２０側にセツトされた
電極６とは相互の位置関係がずれた状態に位置決
め接合される。また支持面１８および加圧面２１
が凹状に変形した状態で加圧接合されるため、接
合層のフリツトガラスの厚みがばらつき、電極
６，７およびスペーサ１２が接合されてできたユ
ニツト全体としても厚みのムラが発生する。以上
のように電極６，７の位置関係のずれ、ユニツト
の厚みムラや反りが発生しているため、このよう
なユニツトを用いて平面型画像表示装置を構成し
た場合、電子ビームを所要の大きさに集束できな
かつたり、また電子ビームの形状が歪んだものと
なつたり、さらにはビームを設定角度に偏向でき
ないため所定の蛍光体のＲ，Ｇ，Ｂに衝突しなか
つたりして、輝度の低下、色ズレ等が発生する。
また、電極６，７およびスペーサ１２の位置決め
穴１３と位置決めピン１４の相互の位置関係が当
初設定したものからずれることにより位置決めピ
ン１４に負荷がかかり、該ピン１４が金属の場
合、位置決め穴に焼き付きたり、該ピン１４がセ
ラミツクの場合、これが折れたりする。また、同
様の作用により位置決め穴１３が位置決めピン１
４により変形されたり、あるいは電極６，７が波
状のうねりを発生したりすることもある。尚、同
様の問題が本画像表示装置の他のユニツト、ある
いは一度で全体を位置決め接合する際にも発生す
ることは言うまでもない。

考案の目的 本考案の目的は、以上述べた従来の位置決め接
合装置における問題を解決し、かつ厚みムラや反
り等の極めて少ない接合装置を提供することにあ
る。

考案の構成 本考案の位置決め接合装置は、上記目的を達成
するために、被接合材を位置決め支持する基板
に、被接合材の位置決め方向の移動に追随できる
可動の位置決めピンを設けた構成を有している。

実施例の説明 以下、本考案の実施例について、第５図ないし
第９図に基づいて説明する。

第５図は、電極６，７にスペーサ１２を介在さ
せて積層し、本考案の接合装置により位置決め接
合する状態を示したものであり、積層体（ユニツ
ト）は基板２３と加圧板２６との間に設置されて
いる。本接合装置において、基板２３および加圧
板２６は多孔質体により構成されており、例えば
第６図から第８図に示すような多孔質体を用いる
ことができる。第６図に示す基板２３または加圧
板２６は、その支持面２４および加圧面２７が研
削加工等により高精度の平面に仕上げられてお
り、その自由面２５，２８には支持面２４又は加
圧面２７近傍まで延びる深さｈの穴２９が全面に
わたつて形成された多孔質板である。第７図に示
す基板２３および加圧板２６は、第６図に示すも
のと同様に多孔質板に貫通する穴２９を全面にわ
たつて形成したもので、基板２３の穴２９と加圧
板２６の穴２９との位置関係は、図示のようにず
らせてもよいし、第５図のように一直線に並ぶよ
うにしてもよい。第８図においては、ステンレス
鋼、アルミニウム等の焼結金属、あるいはアルミ
ナ等のセラミツクで10〜20％程度の気孔率を有す
る多孔質体で構成された基板２３または加圧板２
６が示されている。尚、基板２３と加圧板２６と
は同一の構成なので、以下は例として基板２３の
みの関連で説明をすすめる。

上記した多孔質体の基板２３を採用することに
より、基板の剛性を損なわず支持面２４の平面性
も良くでき、熱容量も低くできる。また、基板２
３の表面積が大きいため、昇温された雰囲気から
の熱伝達効率がよくなり、さらに自由面２５以外
に穴２９を通じて支持面２４近傍あるいは支持面
２４自体が輻射熱あるいは第５図及び第７図に示
すように加熱された気体の熱を直接受けることが
できると同時に、被接合材である電極６，７およ
びスペーサ１２のベース１５も直接熱を受けるこ
とができる。気孔率が大なるセラミツクあるいは
焼結金属の場合は、気孔が前記穴２９の役割を果
す。したがつて、位置決め治具の全体、さらに被
接合材を含めて均一な温度分布を得ることができ
る。例えば、第６図に示す基板２３をステンレス
鋼で板厚Ｔを20mm、穴２９の直径12mm、深さｈを
12mmとした場合、あるいは第８図に示す基板２３
をステンレス鋼の焼結合金で気孔質20％にした場
合、いづれも常温から１時間で450℃に昇温した
として、温度分布の不均一は10℃以下という結果
を得た。また、従来は基板１７と加圧板２０を経
て被接合材である電極６，７およびベース１５に
熱を伝導していたため、炉の加熱条件を変化させ
ても大きく時間が遅れて被接合材に伝達されるた
めコントロールがしにくかつたが、本考案の多孔
質体を用いた場合は、被接合材の近傍あるいはそ
れに直接熱が伝導されるため時間遅れがなくコン
トロールが容易となる。

第５図から判るように、位置決めピンはピンの
半径方向、すなわち位置決め方向に移動可能とし
た可動位置決めピン３０の構造にしてある。

本位置決め接合装置においては、複数個ある位
置決めピンを全て可動位置決めピン３０としても
よいし、１本のみ第３図に示す固定位置決めピン
１４とし、他は全て可動位置決めピン３０として
もよい。可動位置決めピン３０の詳細構造は第９
図に示してある。位置決めピン３０は、耐熱鋼あ
るいはセラミツク材から成るロツド３１の一端に
台座３２を設け、該台座３２の上下にセラミツク
あるいは超高合金製のボール３３，３４を配して
いる。台座３２の下面に配したボール３３は該下
面とシート３５上を転動し、ドーナツ状の規制板
３６によりボール３３が台座３２の下面からはず
れないように該ボール３３の転動範囲を規制して
いる。台座３２の上面に配したボール３４は、台
座３２の上面とハウジング３７に固定されたカバ
ー３８の間を転動し、同様に規制板３９によつて
転動範囲を規制している。位置決めピン３０にお
いては、カバー３８とボール３４の隙間はボール
３３，３４が転動可能な必要最小限あればよいの
で、ロツド３１は常に基板２３に直角の姿勢を保
つた状態で移動できる。

多孔質体で構成された基板２３、加圧板２６お
よびロツド３１の半径方向に移動可能な位置決め
ピン３０を用いた本考案の接合装置にて昇温し、
接合する場合、基板２３と電極６，７およびスペ
ーサ１２の熱膨張係数が大きく異なつても、ロツ
ド３１が被接合体の動きに追随できるので、電極
６，７およびスペーサ１２の相互の位置関係が所
定の状態からくずれることはない。また、基板２
３および加圧板２６が均一に加熱されて、これら
の反り状の変形もないため、接合後のユニツトの
厚みは均一になり、反り等の発生もなく、精度良
く位置決めされたユニツトが得られる。当然なが
ら、位置決めピン３０や位置決め穴１３が損傷を
受けたり、電極が波状のうねりを発生したりする
こともない。したがつて、本考案の位置決め接合
装置により平面型画像表示装置を組立てた場合、
電子ビームの集束、偏向等の制御を設定通りでき
るため良質の画像表示を得ることができる。

以上、平面型画像表示装置の組立において本考
案の実施例を述べたが、本考案は複数の被接合材
に低融点のガラスや合金あるいは合成樹脂等の接
合材を介在させ、加圧下で昇温して被接合材を所
定の位置関係に接合するという極めて広い用途に
採用でき、特に接合温度が高く被接合材が大型の
場合には、その効果を大いに発揮できるものであ
る。

考案の効果 以上述べたように、本考案の位置決め接合装置
によれば、位置決めピンが被接合材の位置決め方
向の移動に追随できる可動構造なので高精度の位
置決めが可能になり、さらに基板および加圧板が
多孔質体でできていて均一な温度分布が得られる
ので、積層された被接合材の厚みムラや反りの心
配がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は平面型画像表示装置の主要概略構成を
示す斜視図、第２図は同装置に用いる結合用スペ
ーサを示す斜視図、第３図は従来の位置決め接合
装置により接合する状態を示す正面図、第４図は
同接合装置を使用して昇温した際の変形状態を示
す説明図、第５図は本考案の位置決め接合装置に
より接合する状態を示す正面図、第６図ないし第
８図は多孔質性の基板および加圧板の構成を示す
切欠図、第９図は可動位置決めピンの構造を示す
断面図である。 １，３，４，５，６，７，９，１５……被接合
材、１３……位置決め穴、１４……固定位置決め
ピン、１６……接合剤（フリツトガラス）、２３
……多孔質体基板、２６……多孔質体加圧板、２
９……穴、３０……可動位置決めピン、３１……
ロツド、３２……台座、３３，３４……ボール。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 複数の平板状の被接合材を、被接合材間に接
   合剤を介在させ、この接合剤を被接合材の複数
   の位置決め穴を位置決めした状態で接合温度ま
   で昇温させ、被接合材を所定の位置関係に位置
   決め接合するための位置決め接合装置であつ
   て、多孔質体の基板と、前記基板に、前記被接
   合材に設けた複数の位置決め穴に対応して挿入
   可能に設けた複数の位置決めピンと、前記基板
   上の位置決めピンに位置決め穴が適合挿入され
   た前記複数の被接合材上に配置される多孔質体
   からなる加圧板とを備え、前記位置決めピンの
   全て、または１つを除く残りの全てを、被接合
   材の位置決め方向の移動に追随できる可動位置
   決めピン構造としたことを特徴とする位置決め
   接合装置。 ２ 可動位置決めピンを、ロツドと、このロツド
   の一端に取付けた台座とで構成し、前記台座の
   上下にボールを配設して、位置決めピンをロツ
   ドの半径方向に可動に構成したことを特徴とす
   る実用新案登録請求の範囲第１項に記載の位置
   決め接合装置。