KR100473068B1 - 전자총의캐소드제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자총의 캐소드를 제조하는 개선된 방법을 개시한다.

W 소성체로 구성되는 캐소드의 펠렛은 Ta나 Mo로 구성된 인너슬리이브에 접합되지 않으므로 Mo층을 펠렛에 부착시키고 있는 바, 종래에는 Mo판의 레이저 가열로 Mo층을 형성하였으므로 공정이 어렵고 펠렛에 열영향를 가하는 문제가 있었다.

본 발명에서는 W의 소성온도보다 훨씬 낮은 유리 또는 세라믹재질의 소결층으로 Mo 디스크를 펠렛에 부착시키도록 함으로써 대량생산에 적합하고 펠렛에 영향 없는 Mo층 부착이 가능하다.

Description

전자총의 캐소드 제조방법

본 발명은 브라운관 제조에 관한 것으로, 특히 그 전자총의 캐소드(cathode)를 제조하는 방법에 관한 것이다.

브라운관은 전자빔을 형광면에 선택적으로 랜딩(landing)시켜 화상을 표시하는 장치로서, 전자빔은 캐소드에서 발생된 열전자를 집속(集東) 및 가속(加速)시켜 형성된다.

캐소드는 전자발생효율과 제어등을 위해 여러 가지 다양한 방식으로 제조되나 도1에 도시된 것은 최근 주로 사용되고 있는 고효율의 캐소드(K)의 구성이다.

캐소드(K)는 전자방출물질이 도포 또는 함침(含浸)되어 있는 펠렛(pellet;P)이 히이터(heater;T)가 내장된 인너슬리이브(inner sleeve;S)의 디스크(dise:D)상에 부착되어 있고, 이 인너슬리이브(S)는 방열(放熱)을 차단하여 열효율을 증가시키기 위해 아우터슬리이브(outer sleeve)내에 수납구성되는데. 아우터슬리이브는 캐소드(K)를 전자총 어셈블리에 결합지지하는 역할을 하므로 통상 홀더(holder:H)로 호칭된다.

인너슬리이브(S)는 홀더(H)에 대해 열전도의 차단을 위해 얇은 금속판으로된 지지리본(support ribon;R)으로 결합되고 홀더(H)와 인너슬리이브(S)간의 공간은 열효율을 향상시키고 불필요한 제어전극(G1, G2)들의 가열에 의한 문제를 방지하기 위해 열시일드(thermal shield;M)가 설치된다.

이러한 캐소드(K)의 각 구성부품(S,H,R,M)들은 종래 Ni 함량이 큰 스테인리스강등으로 구성되어 왔으나 최근에는 열팽창율이 작고 내열성이 큰 Ta나 Mo등으로 제조되는 것이 일반적이다.

그런데 W 소결체등으로 구성되는 펠렛(P)은 그렇지 않아도 다공체(多孔體)이므로 용접성이 매우 불량한 바, 스테인리스강과는 그래도 접합이 가능하였으나 Mo 나 Ta등으로 구성된 인너슬리이즈(S)의 디스크(D)에는 접합이 이루어지지 않는다.

이에 따라 도2에 도시된 바와 같은 방법이 제안된 바, 이것은 SID 96DIGEST에 함침형 캐소드의 온도 및 컷오프(cut-off) 특성 안정화라는 논문에 개시된 것이다.

이 방법은 도 2a와 같이 펠렛(P)의 배면에 얇은 Mo판을 접촉시켜, 이를 레이저로 가열함으로써 도 2b와 같이 펠렛(P) 배면에 Mo층(Mo)을 부착 적층하고, 도 2c와 같이 이 Mo층(Mo)을 Ta컵(C)에 용접하여 Ta컵(C)을 인너슬리이브(S)에 용접하거나 도 2d와 같이 Mo층(Mo)을 Mo 또는 Ta로 된 인너슬리이브(S)의 디스크(D)에 용접함으로써 펠렛(P)을 인너슬리이브(S)에 부착하고 있다.

그런데 이러한 방법에 의하면 Mo층(Mo)의 부착에 레이저 가공이 필요하여 고가의 레이저 설비가 필요할 뿐아니라 직경 1,2mm 내외인 펠렛(P)에 그것도 Mo판 상에서 일일히 레이저를 포커싱(focusing)하여야 하므로 작업이 매우 어렵고 생산성도 매우 낮은 문제가 있다.

뿐만아니라 Mo층(Mo)의 형성을 위해서는 Mo판의 용융온도까지 이를 가열해야 하는바, W 분말의 가압성형 및 소성(燒成)된 펠렛(P)이 Mo층(Mo)의 형성과정에서 열영향을 받게 되어 그 공극(空隙)이 감소되는 문제등이 유발된다. 이러한 가열은 Mo층(Mo)의 형성뿐아니라 Ta컵(C)의 부착이나 인너슬리이브(S)와의 용접시 반복적으로 이루어지게 되어 펠렛(P)의 공극률과 이에 따른 전자방출특성 및 수명을 크게 저하시키게 된다.

이와 같은 종래의 문제점들을 감안하여 본 발명의 목적은 그 공정이 간단하며 펠렛에 열영향을 미치지 않는 캐소드 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 의한 캐소드 제조방법은 펠렛의 하부에 유리 또는 세라믹재질의 소결층(燒結層)에 의해 Mo 디스크를 부착하는 것을 특징으로 한다.

여기서 소결층에 재질은 인쇄나 가압성형등의 방법으로 펠렛에 적층될 수 있는 바, 유리 또는 세라믹 재질의 소성온도는 수백 ℃에 불과하여 펠렛 재질인 W의 소성온도보다 크게 낮으므로 Mo 디스크의 부착에 의해 펠렛에 전혀 영향을 미치지 않게 된다.

또한 본 발명 방법은 종래 방법처럼 일일이 하나씩 포커싱할 필요없이 다수의 펠렛에 대해 배치(batch)방식의 처리가 가능하므로 캐소드 생산성도 크게 향상 될 수 있다.

(실시예)

이와 같은 본 발명의 구체적 특징과 이점들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예들의 설명으로 더욱 명확해질 것이다.

도 3a 내지 도 3c에는 먼저 도포방법에 의한 본 발명의 실시예를 도시하고 있는 바, 도 3a에서 펠렛(P)의 배면(도면상으로는 상면)에는 인쇄나 분사도포방법에 의해 유리 또는 세라믹재질의 페이스트(paste: 1')가 적층된다.

다용 도 3b와 같이 미리 소요크기의 원판형태로 절단된 Mo디스크(2)를 이 페이스크(1')상에 정합(align)상태로 얹어준다.

이 상태로 펠렛(P)을 고온분위기에 투입하여 폐이스트(1')를 소성하면 Mo 디스크(2)는 펠렛(P)에 페이스트(1')가 소성되어 형성하는 소결층(1)에 의해 부착된다. 그러면 이러한 펠렛(P)은 도 2c나 도 2d와 같이 Ta컵(C) 또는 Ta로 인너슬리이브(S)에 자유로이 용접할 수 있게 된다.

이와 같은 도 3a 내지 도 3c의 실시예는 펠렛(P)에 복잡한 기구가 과도한 열영향을 미침이 없이 Mo디스크(2)를 부착할 수 있는 장점이 있으나, 소결층(1)의 형성에 소성과정이 필요한 문제가 있다.

그런데 유리재질이나 세라믹 재질의 주성분이 되는 SiO2는 상온(常溫)에서도 크리이프(creep) 특성이 매우 큰 바, 유리는 이러한 SiO2의 특성을 이용한 고용체(固溶體)이다. 크리이프란 압력의 인가시 물질이 변형하는 성질인바, 크리이프 특성이 매우 큰 SiO2는 가열없이 가압만으로 소결이 가능하다.

이에 따라 도4a 내지 도 4e의 구성에서는 먼저, 도 4a와 같이 다이(die;3)의 하부에 Mo디스크(2)를 위치시키고 도 4b에서 Mo디스크(2)의 상부에 유리 또는 세라믹 분말등 소결층(1)의 재질분말(1")을 투입한다. 그 다음 도 4c에서 프레스(4)에 의해 이 재질분말(1")을 1차적으로 약한 힘으로 가압하여 정리한 뒤 도 4d에서 그 상부에 펠렛(P)을 얹는다. 그리고 도 4e에서 펠렛(P)상을 프레스(4)로 2차 가압하여 재질분말(1")을 성형하게 되는데 이때 재질분말(1")내의 SiO₂ 성분은 가압에 의해 부분적으로 용융되어 상호결합됨으로써 소결층(1)을 형성하게 된다.

이와 같은 도4a 내지 도 4e의 방법은 도 3a 내지 도 3c의 방법처럼 대량의 펠렛(P)를 동시에 처리할 수는 없으나 소성과정을 사용하지 않으므로 소성설비가 불필요한 장점이 있으며, 구성에 따라서는 펠렛(P)의 가압성형장치를 그대로 이용할 수 있는 장점이 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 Mo층의 형성에 고가의 레이저 설비를 사용할필요가 없을 뿐아니라 펠렛에 고온인가에 의한 열영향를 가하지 않고 펠렛의 생산성을 크게 향상시켜, 본 발명은 캐소드 제조의 품질과 생산성 향상에 큰 효과가 있다.

또한 본 발명 방법은 종래 방법처럼 일일이 하나씩 포커싱할 필요없이 다수의 펠렛에 대해 배치(batch)방식의 처리가 가능하므로 캐소드 생산성도 크게 향상 될 수 있다.

도1은 캐소드의 일반적 구성을 보이는 전자총의 부분단면도이다.

도2a 내지 도 2d는 종래의 펠렛 접합과정을 보이는 순차적 단면도들이다.

도3a 내지 도3c는 본 발명 방법을 보이는 순차적 단면도들이다.

도4a 내지 도4e는 본 발명의 다른 방법을 보이는 순차적 단면도들이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

P: 펠렛(pellet)

1: 소결층(燒結層)

1': (소결층의) 페이스트(paste)

1": (소결층의) 재질분말

2: Mo 디스크(disc)

Claims (2)

1. 펠렛의 배면에 Mo층을 형성하여 인너슬리이브에 접합하는 전자총의 캐소드 제조방법에 있어서:

   펠렛(P)의 배면에는 인쇄나 분사도포방법에 의해 유리 또는 세라믹재질의 페이스트(1')를 적층시키는 단계;

   미리 소요크기의 원판형태로 절단된 Mo디스크(2)를 이 페이스크(1')상에 정합(align)상태로 얹어 주는 단계;

   Mo디스크(2)가 펠렛(P)의 페이스크(1')상에 정합된 상태로 고온분위기에 투입하여 펠렛(P)에 페이스트(1')를 소성함으로서 소결층(1)을 형성하고, 그 소결층(1)에 의해 Mo 디스크(2)를 펠렛(P)에 부착하는 단계; 그리고,

   그 Mo 디스크(2)가 부착된 펠렛(P)의 Mo 디스크(2)를 Ta컵(C) 또는 인너슬리이브(S)에 용접하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자총의 캐소드 제조방법.
2. 상온(常溫)에서 크리이프(creep) 특성이 큰 유리재질이나 세라믹 재질의 주성분이 되는 SiO₂를 이용하여 가열없이 소결층(1)를 형성하고, 그 소결층(1)에 의해 Mo 디스크(2)를 펠렛(P)에 부착하여 전자총의 캐소를 제조하기 위한 것으로, 다이(die;3)의 하부에 Mo디스크(2)를 위치시키는 단계:

   Mo디스크(2)의 상부에 유리 또는 세라믹 분말등 재질분말(1")을 투입하는 단계;

   그 다음, 프레스(4) 등에 의해 이 재질분말(1")을 1차적으로 약한 힘으로 가압하여 정리한 뒤, 그 상부에 펠렛(P)를 얹는 단계;

   펠렛(P)상을 프레스(4) 등으로 2차 가압하여 재질분말(1")를 성형함으로써 재질분말(1")내의 SiO₂ 성분이 가압에 의해 부분적으로 용융되고 상호결합되 소결층(1)을 형성하는 단계; 그리고,

   그 Mo 디스크(2)가 부착된 펠렛(P)의 Mo 디스크(2)를 Ta컵(C) 또는 인너슬리이브(S)에 용접하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자총의 캐소드 제조방법.

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