KR20160102107A

KR20160102107A - 양단 봉지형 쇼트 아크 플래시 램프

Info

Publication number: KR20160102107A
Application number: KR1020150182978A
Authority: KR
Inventors: 마사히코 가세; 다카유키 히라이시
Original assignee: 우시오덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2015-02-19
Filing date: 2015-12-21
Publication date: 2016-08-29
Also published as: CN105914127A; CN105914127B; JP6020619B2; JP2016152183A; KR101951983B1

Abstract

(과제) 발광관 내에 한 쌍의 주전극과, 시동 보조 전극을 갖고, 상기 발광관의 제1 봉지관에는, 제1 주전극의 심선이 봉지되어 발광관 밖으로 도출되고, 상기 제2 봉지관에는 봉지용 유리관이 용착되고, 상기 봉지용 유리관에는, 제2 주전극의 심선이 봉지되어 발광관 밖으로 도출되어 이루어지는 양단 봉지형 쇼트 아크 플래시 램프에 있어서, 상기 제2 봉지관과 상기 봉지용 유리관의 용착 작업시에 있어서, 상기 시동 보조 전극의 내부 리드, 외부 리드, 금속박 등의 정확한 고정 위치가 얻어져, 봉착 작업을 매우 간략화할 수 있는 구조를 제공하는 것이다.
(해결 수단) 상기 봉지용 유리관에 있어서의 상기 제2 봉지관과의 용착 영역의 외주면에는, 상기 내부 리드, 외부 리드 및 금속박을 피복하도록 1차 봉지용 유리 부재가 용착되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

양단 봉지형 쇼트 아크 플래시 램프{SHORT ARC TYPE FLASH LAMP WITH BOTH ENDS SEALED}

이 발명은 양단 봉지형 쇼트 아크 플래시 램프에 관한 것이며, 특히, 한쪽의 봉지관 부분이 이중관 구조로 된 양단 봉지형 쇼트 아크 플래시 램프에 관한 것이다.

플래시 점등을 행하는 방전등은, 반도체 제조 공정에 있어서의 플래시 어닐을 비롯한 산업 용도에 널리 이용되고 있고, 본 발명의 램프는, 특히 진공 자외광을 이용한 노광 공정에 사용되는 것이다.

상기 노광 공정에 있어서는, 소영역에 고밀도의 광을 단시간에 조사할 수 있고, 광의 방향성이나 분포에 불균일이 비교적 적은, 평행광에 가까운 광을 사용하는 것이 요구된다.

그러기 위해서는, 플래시 램프를, 오목면 반사경 등에 의해 집광하여 평행광을 형성하는 것이 바람직하고, 집광 효율을 높이기 위해서는 봉지부의 직경이 작은 양단 봉지형 쇼트 아크 플래시 램프가 유리하다.

이와 같은 양단 봉지형 쇼트 아크 플래시 램프가, 일본국 특허 제5360033호 공보에 개시되어 있다.

도 4에 그 개략 구조가 나타나 있고, 양단 봉지형 쇼트 아크 플래시 램프에 있어서, 발광관(1)의 양단에 제1 봉지관(2)과 제2 봉지관(3)이 연속 설치되어 있다. 그리고, 상기 제2 봉지관(3)에는 봉지용 유리관(4)이 삽입되어 있어, 양자는 용착되어 있다.

발광관(1) 내에 한 쌍의 제1 주전극(5)과 제2 주전극(6)이 대향 배치되어 있다. 상기 제1 주전극(5)은, 그 심선(7)이 제1 봉지관(2)에 단 이음 유리 등의 수단에 의해 지지·봉지되어 그 외방으로 도출되어 있고, 또한, 상기 제2 주전극(6)은, 그 심선(8)이 상기 봉지용 유리관(4)에 단 이음 유리 등의 수단에 의해 지지·봉지되어 그 외방으로 도출되어 있다.

발광관(1) 내의 주전극(5, 6) 사이에는, 한 쌍의 제1 시동 보조 전극(10)과 제2 시동 보조 전극(11)이 설치되어 있고, 각각의 내부 리드(12, 15)와 외부 리드(13, 16)가, 상기 제2 봉지관(3)과 봉지용 유리관(4) 사이의 용착 영역에 있어서, 금속박(14, 17)을 통해 전기적으로 접속되어 있다.

그리고, 발광관(1) 내부에는, 발광 가스로서, 예를 들면 크세논 가스가 봉입되어 있다.

이 양단 봉지형 쇼트 아크 플래시 램프는, 소정의 전압이 인가됨으로써, 우선 시동 보조 전극(10, 11) 사이에서 예비 방전해, 주전극(5, 6) 사이의 방전을 보조하는 하전 입자를 발광관(1) 내에 발생시키는 구성으로 되어 있다.

이와 같은 양단 봉지형 쇼트 아크 플래시 램프는, 예를 들면 포물 반사면경의 초점에 램프의 발광점(휘점)을 일치시켜 배치함으로써, 램프로부터 방사되는 광을 평행광으로서 조사하는 광원 장치가 구성된다.

그런데, 이러한 이중관 구조를 취하는 제2 봉지부측에 있어서는, 그 용착 공정에 있어서, 봉지용 유리관(4)의 외주면에, 시동 보조 전극(10, 11)의 내부 리드(12, 15)와 외부 리드(13, 16) 및 금속박(14, 17)을 배치하여, 이것을 제2 봉지관(3) 내에 삽입해, 그 외주부터 버너에 의해 가열해, 봉지용 유리관(4)과 제2 봉지관을 용착한다고 하는 작업이 행해지고 있다.

이와 같은 용착 작업에서는, 봉지용 유리관(4)의 외주의 내부 리드(12, 15)나 외부 리드(13, 16) 및 금속박(14, 17)을 정확한 위치에 유지한 상태로 용착하는 것이 곤란하며, 용착 후에 정확한 위치에서의 조립 구조를 얻을 수 없다고 하는 문제가 있었다.

일본국 특허 제5360033호 공보

이 발명이 해결하고자 하는 과제는, 상기 종래 기술의 문제점을 감안하여, 유리제의 발광관의 내부에 한 쌍의 주전극과, 시동 보조 전극을 갖고, 상기 발광관의 양단에 제1 봉지관과 제2 봉지관을 구비하고, 상기 제1 봉지관에는, 제1 주전극의 심선이 봉지되어 발광관 밖으로 도출되고, 상기 제2 봉지관에는, 상기 제2 봉지관의 내부에 삽입된 봉지용 유리관이 용착되고, 상기 봉지용 유리관에는, 제2 주전극의 심선이 봉지되어 발광관 밖으로 도출되어 이루어지는 양단 봉지형 쇼트 아크 플래시 램프에 있어서, 상기 제2 봉지관과 상기 봉지용 유리관의 용착 작업시에 있어서, 상기 시동 보조 전극의 내부 리드, 외부 리드, 금속박 등의 정확한 고정 위치가 얻어져, 봉착 작업을 매우 간략화할 수 있는 구조를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 이 발명에 따른 양단 봉지형 쇼트 아크 플래시 램프는, 상기 봉지용 유리관에 있어서의 상기 제2 봉지관과의 용착 영역의 외주면에는, 상기 내부 리드, 외부 리드 및 금속박을 피복하도록 1차 봉지용 유리 부재가 용착되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 1차 봉지용 유리 부재의 재료가 무수 석영 유리이며, 상기 제2 봉지관의 유리가 유수(有水) 석영 유리인 것을 특징으로 한다.

이 발명의 양단 봉지형 쇼트 아크 플래시 램프에 의하면, 제2 봉지관에 삽입용착되는 봉지용 유리관의 외주면에 1차 봉지용 유리 부재를 피복하여 용착했으므로, 봉지용 유리관의 외주에 있는 시동 보조 전극의 내부 리드, 외부 리드 및 금속박이 상기 1차 봉지용 유리 부재에 의해서 정확하게 위치 결정되어 피복되고, 이 상태의 봉지용 유리관을 제2 봉지관에 용착할 때, 그 용착 작업이 매우 간략화된다. 그 때문에, 최종 램프 형상으로 성형되었을 때, 내부 리드, 외부 리드, 금속박이 정확하게 위치 결정 고정된다.

또, 1차 봉지용 유리 부재를 무수 석영 유리, 제2 봉지관을 유수 석영 유리로 함으로써, 용착 후의 용착부에 있어서, 그 계면에는 압축 응력이 작용하게 되므로, 예를 들면 0.1MPa 이상, 즉 거의 대기압 이상이 되는 고압의 희가스를 봉입하는 경우에도, 봉지부의 내압성이 향상되어 램프의 파열의 위험성이 저하된다고 하는 효과를 발휘한다.

도 1은 본 발명의 양단 봉지형 쇼트 아크 플래시 램프의 단면도
도 2는 도 1의 주요부의 분해 확대 단면도
도 3은 본 발명의 램프의 제조 공정도
도 4는 종래의 양단 봉지형 쇼트 아크 플래시 램프의 단면도

도 1은 본 발명의 구금(口金)을 고정한 양단 봉지형 쇼트 아크 플래시 램프의 전체의 단면도이며, 도 2는, 도 1의 주요부의 분해 확대 단면도이다.

이 쇼트 아크형 플래시 램프는, 소위 양단 봉지형의 것이며, 그 기본적 구성에 대해서는 도 4에 나타내는 종래예와 동일하다. 즉, 발광 공간을 형성하는 예를 들면 타원구(球)형상의 발광관(1)과, 그 발광관(1)의 일단에 연속하여 관축방향을 따라서 외방으로 연장되는 제1 봉지관(2)과, 발광관(1)의 타단에 연속하여 관축방향을 따라서 외방으로 연장되는 제2 봉지관(3)을 갖고 있고, 상기 제2 봉지관(3)에는 봉지용 유리관(4)이 삽입되어 있고, 그 겹침 영역에 있어서 양자는 용착되어 있다.

상기 발광관(1) 내에는, 한 쌍의 제1 주전극(5)과 제2 주전극(6)이 대향 배치되어 있다. 상기 제1 주전극(5)은, 그 심선(7)이 제1 봉지관(2)에 단 이음 유리 등의 수단에 의해 봉착되어 외방으로 기밀하게 도출되어 있고, 한편, 상기 제2 주전극(6)은, 그 심선(8)이 상기 봉지용 유리관(4)에 단 이음 유리 등의 수단에 의해 봉착되어 외방으로 기밀하게 도출되어 있다.

그리고, 상기 발광관(1) 내의 한 쌍의 주전극(5, 6) 사이에는, 한 쌍의 제1 시동 보조 전극(10)과 제2 시동 보조 전극(11)이 설치되어 있고, 각각의 내부 리드(12, 15)와 외부 리드(13, 16)가, 상기 제2 봉지관(3)과 봉지용 유리관(4) 사이의 용착 영역에 있어서, 금속박(14, 17)을 통해 전기적으로 접속되어 있다.

또한, 이 실시예에서는, 상기 봉지용 유리관(4)은, 상기 제2 봉지관(4) 내에 삽입되어 겹쳐져 용착되는 영역에 있어서, 그 외경이 축경되어 있고, 지도 보조 전극(10, 11)으로부터의 외부 리드(13, 16)는, 이 축경된 영역으로부터 제2 봉지관(3)의 외부로 도출되어 있다.

도 2의 분해 확대도에서도 알 수 있듯이, 봉지용 유리관(4)의 선단측의 제2 봉지관(3)과의 겹침 영역, 즉, 용착 영역에 있어서, 그 외주에는, 상기 내부 리드(12, 15), 외부 리드(13, 16) 및 금속박(14, 17)을 피복하도록 1차 봉지용 유리 부재(20)가 용착되어 있다.

이렇게 하여, 선단 영역에 있어서 1차 봉지용 유리 부재(20)가 용착된 봉지용 유리관(4)이, 제2 봉지관(4) 내에 삽입되어, 상기 제2 봉지관(4)과 봉지용 유리관(4)이 용착되는 것이다.

그런데, 본 발명의 설명에 있어서는, 제1 주전극(5)이 양극을 구성하고, 제2 주전극(6)이 음극을 구성하고 있는데, 제1 봉지관(2) 및 제2 봉지관(3)과의 관계 에 있어서는, 반대의 관계여도 되고, 음극인 제2 주전극(6)의 심선(8)이 제1 봉지관(2)측으로부터 도출되고, 양극인 제1 주전극(5)의 심선(7)이 제2 봉지관(3)에 용착된 봉지용 유리관(4)측으로부터 도출되는 것이어도 된다.

환언하면, 시동 보조 전극(10, 11)의 내부 리드(12, 15)나 외부 리드(13, 16)는, 음극(6)측으로부터 도출되어 있는 것이 나타나 있는데, 반대의 양극(5)측으로부터 도출되는 구성이어도 된다.

그리고, 상기 제2 봉지관(3)의 재료로는 유수 석영 유리를 이용하고, 상기 1차 봉지용 유리 부재(20)의 재료로는 무수 석영 유리를 이용하는 것이 적절하다.

또한, 여기서, 유수 석영 유리란, 일반적으로 물, 즉 OH기가 50중량ppm 이상 함유되어 있는 석영 유리를 말하며, 무수 석영 유리는 OH기가 50ppm 미만 함유된 석영 유리를 말한다.

석영 유리는, OH기가 많이 함유될수록 유리의 연화 온도가 낮아져, 열팽창률이 커진다고 알려져 있고, 상기와 같은 조합으로 함으로써, 열팽창률이 큰 제2 봉지관(3)과 열팽창률이 작은 1차 봉지용 유리 부재(20)의 열팽창률의 차에 따라서, 냉각시에, 그 용착 계면에 있어서는 1차 봉지용 유리 부재(20)측에 압축 응력이 작용하게 된다.

이 1차 봉지용 유리 부재(20)로의 압축 응력의 작용에 의해, 발광관(1) 내에 대기압 이상의 고압의 희가스를 봉입하는 경우에 있어서도, 용착부에서의 내압성이 향상되어 램프의 파열의 위험성이 저하된다.

본 발명의 양단 봉지형 쇼트 아크 플래시 램프의 제조 방법을 도 3에 의해 설명한다.

(A) 봉지용 유리관(4)의 내부에 음극(6)의 심선(8)을 삽입 통과시키고, 그 단부에 있어서 단 이음 시일한다.

(B) 봉지용 유리관(4)의 선단측의 용착 영역에, 시동 보조 전극(10, 11)의 내부 리드(12, 15)와 금속박(14, 17) 및 외부 리드(13, 16)를 배치한다.

(C) 봉지용 유리관(4)의 용착 영역에 1차 봉지용 유리 부재(20)를 끼운다. 이것을 가열하여 용착하고 1차 봉지한다.

(D) 이에 의해, 봉지용 유리관(4)의 용착 영역에는, 내부 리드(12, 15), 금속박(14, 17), 외부 리드(13, 16)를 피복하도록 1차 봉지용 유리 부재(20)가 용착 된 음극 마운트(21)가 형성된다.

한편, 발광관(1)에 제1 봉지관(2)과 제2 봉지관(3)이 연속 설치되어 이루어지는 밸브(22)에는 양극(5)의 심선(7)이 삽입 통과되어, 제1 봉지관(2)의 단부에 있어서 단 이음 시일되어 있다.

이 밸브(22)의 제2 봉지관(3) 내에 상기 음극 마운트(21)를 삽입해, 1차 봉지용 유리 부재(20)를 제2 봉지관(3)의 단부에 위치시킨다.

(E) 그 다음에, 제2 봉지관(3)의 외주로부터 산수소 버너 등에 의해 가열하고, 상기 제2 봉지관(3)과 봉지용 유리관(4)의 1차 봉지용 유리 부재(20)를 용착(쉬링크 시일)한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 양단 봉지형 쇼트 아크 플래시 램프에서는, 봉지용 유리관의 선단측의 용착 영역에 1차 봉지용 유리 부재를 용착하고, 이것을 제2 봉지관 내에 용착하는 구성으로 함으로써, 봉지용 유리관의 외주에 위치시킨 시동 보조 전극의 내부 리드, 외부 리드 및 금속박이 정확하게 위치 결정 되고, 이것을 제2 봉지관에 용착하므로, 그 용착 작업이 매우 간략화되고, 게다가, 내부 리드, 외부 리드, 금속박의 위치 결정이 정확해진다.

또한, 봉지용 유리관에, 단순한 원통관인 1차 봉지용 유리 부재를 용착하는 경우와, 양극이 봉지된 장척의 발광관, 제1 봉지관, 제2 봉지관으로 이루어지는 밸브를 용착하는 경우에서는, 본원 발명과 같이 1차 봉지용 유리 부재를 용착하는 경우가, 작업이 용이함은 분명하다. 그리고 1차 봉지용 유리 부재가 용착된 봉지용 유리관은, 상기 내부 리드, 외부 리드 금속박이 정확하게 위치 결정 고정되어, 제2 봉지관에 용이하게 용착할 수 있는 것이다.

1:발광관
2:제1 봉지관
3:제2 봉지관
4:봉지용 유리관
5:제1 주전극
6:제2 주전극
7:제1 주전극의 심선
8:제2 주전극의 심선
10:제1 시동 보조 전극
11:제2 시동 보조 전극
12:제1 시동 보조 전극의 내부 리드
13:제1 시동 보조 전극의 외부 리드
14:금속박
15:제2 시동 보조 전극의 내부 리드
16:제2 시동 보조 전극의 외부 리드
17:금속박
20:1차 봉지용 유리 부재
21:음극 마운트
22:밸브

Claims

유리제의 발광관의 내부에 한 쌍의 주전극과, 시동 보조 전극을 갖고, 상기 발광관의 양단에 제1 봉지관과 제2 봉지관을 구비하고,
상기 제1 봉지관에는, 제1 주전극의 심선이 봉지되어 발광관 밖으로 도출되고,
상기 제2 봉지관에는, 상기 제2 봉지관의 내부에 삽입된 봉지용 유리관이 용착되고, 상기 봉지용 유리관에는, 제2 주전극의 심선이 봉지되어 발광관 밖으로 도출되어 이루어지고,
상기 제2 봉지관과 상기 봉지용 유리관 사이에서, 상기 시동 보조 전극의 내부 리드와 외부 리드, 및 이들을 전기적으로 접속하는 금속박이 봉지되어 이루어지는 양단 봉지형 쇼트 아크 플래시 램프에 있어서,
상기 봉지용 유리관에 있어서의 상기 제2 봉지관과의 용착 영역의 외주면에는, 상기 내부 리드, 외부 리드 및 금속박을 피복하도록 1차 봉지용 유리 부재가 용착되어 있는 것을 특징으로 하는 양단 봉지형 쇼트 아크 플래시 램프.
청구항 1에 있어서,
상기 1차 봉지용 유리 부재의 재료가 무수 석영 유리이며,
상기 제2 봉지관의 유리가 유수(有水) 석영 유리인 것을 특징으로 하는 양단 봉지형 쇼트 아크 플래시 램프.