KR830001011B1

KR830001011B1 - 전 자 관

Info

Publication number: KR830001011B1
Application number: KR1019800002016A
Authority: KR
Inventors: 요시다다 사까우찌; 마사유끼 히끼바
Original assignee: 가부시기가이샤 히다찌세이사구쇼; 요시야마 히로기찌
Priority date: 1980-05-23
Filing date: 1980-05-23
Publication date: 1983-05-24

Abstract

내용 없음.

Description

전 자 관

제1도는 종래의 마그네트론 출력부의 일례를 표시한 요부단면도.

제2도는 본 발명에 의한 전자관 특히 마그네트론 출력부의 일실시예를 표시한 요부단면도.

제3도는 제2도의 접합봉착구조를 표시한 요부확대 단면도.

제4도는 판의 두께 t를 파라메트릭으로 하였을 때 베이킹 사이클에 의한 리이크 불량잔존율의 관계를 표시한 도면.

제5도는 접합부 강도의 시험방법을 설명하기 위한 마그네트론 출력부의 요부단면도.

제6도는 판의 두께 t에 대한 토오크강도의 관계를 표시한 도면.

제7도는 본 발명에 의한 전자관 특히 마그네트론 출력부의 다른 실시예를 표시한 요부단면도.

본 발명은 전자관, 특히 전자관의 조립구조에 있어서 알루미나 세라믹과 철을 납땜에 의해 접합하는 경우의 양 접합부품의 치수구성에 관한 것이다.

일반적으로, 전자관에 있어서, 전극사이에 절연성을 충분히 주고, 또한 접합강도 및 내구성을 향상시키기위해서 알루미나 세라믹 부재와 금속부재를 접합하는 납땜봉착구조가 많이 사용되고 있다.

제1도는 상기 납땜봉착에 의한 접합구조가 사용되고 있는 마그네트론의 출력부의 일례를 표시한 요부 단면도이다.

동 도면에 있어서, 세라믹 원통체(1)의 일단에는 진공봉지(封止)부를 겸한 안테나를 구성하는 동(銅)원통체(2)가 은납(3a)에 의해 접합봉착되어, 또한 세라믹 원통체(1)의 타단축에는 코바아 원통체(4), 철원통체(5)가 각각 은납(3b)(3c)에 의해 동시에 접합 봉착되어 있다.

통상, 알루미나 세라믹부재에 금속부재를 접합시키는 경우, 알루미나 세라믹부재의 접합면에는, 몰리브덴을 주성분으로 한 재질을 고온중에서 가열하고, 세라믹부재면에 소결시켜, 금속면을 형성시켜서 그면에 납재료의 유동성을 양호하게 하는 것 및 금속면의 산화를 보호하기 위한 예를 Ni도금이 시행된다.

한편, 접합하는 금속부재로서는, 알루미나 세라믹과 열팽창계수가 근사한 Fe-Ni-Co합금(코바아)이 일반적으로 사용되고 있다. 또, 기타의 재료로서는 Ni를 약 42% 함유한 Fe-Ni합금(후아니)이 사용되고 있다.

그러나, 근래 Co, Ni의 재료비가 현저하게 값이 오르고, 이에 따라 코바아, 후아니 재료의 가격도 대폭 올라, 제조비를 핍박시키는 근황에 이르고 있다. 또, Co 등은 광석의 입수난에도 이르고 있다.

따라서, 본 발명은, 상기 사정에 감안하여서 된 것으로서, 금속원통체의 재질에 철재를 사용하는 것에 의해서, 자원절약, 생산비를 절약한 전자관을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. 이하 도면에 따라 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 의한 전자관, 특히 마그네트론에 적용한 경우의 일실시예를 표시한 요부단면도이다.

동 도면에 있어서, 세라믹 원통체(1)의 하단측에는, 철로 된 링모양의 금속원통체(6)가 은납(3b)에 의해 접합봉착되고, 이 철금속 원통체(6)의 타단에는 철원통체(5)가 은납(3c)에 의해 접합봉착되고 있다. 즉, 환언하면 종래의 코바아 원통체(제1도 참조)를 철금속 원통체(6)로 치환한 것이다.

이와같은 구성에 의하면, 링모양의 철금속 원통체(6)는 철원통체(5)에 일체화 할 수가 있기 때문에, 코바아원통체(4) 및 은납(3c)(제1도 참조)의 삭감이 되고, 자원절약, 생산비 절약에 기여할 수가 있다.

이 경우, 코바아재료와 대체할 재료로서 철제를 사용하므로, 문제로 되는 점은, 열팽창계수 α(이하 α라 칭함), 종탄성계수 E(이하 E라 칭함)및 항복점 등이 크고, 세라믹부재와 봉착한 부분에는 이들의 영향에 의한 응력이 높게 되며, 세라믹부재의 파괴를 일으키게 된다.

특히, 본 접합에 있어서는, 일반적으로 고융점의 납 재료가 사용되고 있기 때문에, 온도차 ΔT가 높고, 상온에서의 응력집중은 더욱 높으며, 품질적으로 신뢰성의 면에 있어서 커다란 영향을 미치고 있다. 이와 같은 관점에서, 세라믹부재와 철부재와의 접합부 치수는 적절한 치수로 할 필요가 있으며, 제2도에 표시한 형에 대하여 종래의 코바아원통체(4)(제1도 참조)와 비교해서 신뢰성의 검토를 하였다. 우선, 제2도에 표시한 본 발명의 접합 봉착구조를 제3도에 확대해서 표시한 요부확대 단면도에 있어서, 응력분포는, 상온에서 외경측 납땜부(A)에는 인장응력이 분포되고, 내경측 납땜부(B)에는 압축응력이 분포된다.

그리고, 세라믹 원통체(1)에 접합 봉착하는 원통부재가 코바아 원통체(4)의 경우는, 국부적인 응력분포는 없고, 평균화된 응력분포가 존재하며, α차에 의한 현상이 현저하다.

한편, 본 발명에 의한 철금속 원통체(6)로는, 단순히 응력계산만에 의한 실용성평가에서는, 부(否)로 되지만, 실제에 있어서 철재료의 움직임이 복잡하기 때문에, 즉 부에는 이르지 않는다.

그러므로, 본 발명은, 경험상의 실용화 신뢰성평가수단을 채용하여, 다음에 표시한 평가검토를 하여 실용화할 수가 있었다.

[평가 : 1]

우선, 고온 가열 베이킹 사이클 시험에 의한 내진공 기밀성의 시료는 제2도에 표시한 본 발명의 접합봉착구조로 한다.

동 도면에 있어서, 납땜 완료후에 있어서의 열이력(熱履歷)은, 약 600℃/30분의 영역을 통과하는 공정이 있고, 이 공정에 있어서, 응력의 영향이 가장 민감하게 영향하기 때문에 부품단계에서 약 600℃/1H의 가열사이클에 의한 접합봉착부의 진공기밀성을 조사하였다. 이 경우, 파라메트릭으로서, 제2도에 표시한 철금속 원통체(6)의 판의 두께 t를 각각 0.3, 0.4, 0.5, 0.6mm, H는 1.0mm의 일정한 4종류로 하고, 또한 비교용으로서 제1도에 표시한 원통체(4)를 재질 Fe-Ni-Co, t=0.5mm, h=1.0mm를 추가하여 합계 5종류로 하고, 이 판의 두께 t에 의한 영향의 확인을 하였다. 이 결과를 제4도에 표시하였다.

동 도면에 있어서, 판의 두께 t에 의한 차는 명백하고, 종래의 코바아 원통체(4)와 대략 동등한 품질레벨(리이크 잔존율)은 판의 두께 t=0.3-0.4mm이다.

판의 두께 t=0.3mm는 종래의 코바아 원통체보다 좋은 품질레벨이고, 철금속 원통체(6)의 판의 두께의 허용범위는 t=0.4mm인 것을 알았다.

이에 반하여, 철금속 원통체(6)의 t=0.5, 0.6mm는 종래의 코바아 원통체(4)의 1/2이하이며, 신뢰성이 떨어진다.

[평가 : 2]

접합부의 강도는, 실제의 생산부품에 실제로 장치를 결합하고, 꾸부림 토오크에 의한 평가를 한 것이다.

이 시험방법은, 제5도에 표시한 바와 같이 철금속 원통체(6)를 철원통체(5)와 자극(7)에 고착시키고, 또한 이 자극(7)을 척(8)으로 수평으로 고정한다.

그리고, 동 원통체(2)에 심(9)을 삽입하여 W방향으로 힘을 가해서 꾸부림 토오크의 강도를 측정한 바, 제6도에 표시한 결과가 얻어졌다. 즉, 동 도면에 있어서, 판의 두께 t=0.3mm, 0.4mm로는, 점 a, b에 표시한 바와 같이 100Kg-cm이상의 토오크강도가 얻어져, 기밀파괴가 발생안하고, 종래의 코바아 원통체(4)와 동등한 품질레벨이 얻어진다.

또, 판의 두께 t=0.8mm로는, 납땜후의 세라믹 원통체(1)의 파괴를 가져오고, 동 도면에 점 C로 표시한 바와 같이 토오크강도의 측정이 불가능하였다.

이들의 치에서 명백한 바와 같이, 알루미나 세라믹 원통체(1)의 단면에 철금속 원통체(6)를 집합함에 있어서는, 철금속 원통체(6)의 판의 두께 t가 품질 및 신뢰성에 크게 영향을 준다.

또, 철금속 원통체(6)의 높이 h에도 영향을 미치는 것은 말할 필요도 없다.

또한, 철금속 원통체(6)의 접합면의 모의 형상도 응력분포에 영향을 미치고, 접합면은 모서리의 모로 깎아내는 것이 바람직하다. 그러나, 이들의 문제에 대한 처리로서는, 단순히 세라믹 원통체(1)의 접합단면폭을 넓히고, 또한 철금속 원통체(6)의 판의 두께를 얇게하면 좋지만, 제품으로서의 공법에 있어 제한이 있다.

따라서, 이 제한내에서 사용하기 위해서는, 치수상의 제한이 필요하다. 이상의 결과에서, 세라믹 원통체(1)의 접합단면폭 1.5∼3mm의 범위에서의 철금속 원통체(6)의 치수는, 판의 두께 t=0.4mm이하이고 또한 높이 h=1mm이상으로 하는 것에 의해, 종래의 코바아 원통체(4)(제1도 참조)와 대략 동등한 품질 밀 신뢰성이 얻어진다. 또한, 접합선단의 모든 반경(半徑) 모깍기, 구(球) 모깍기 또는 칼날 형상으로 하면 한층 신뢰성의 향상이 기대된다.

제7도는 본 발명에 의한 전자관의 접합봉착구조의 다른 실시예를 표시한 요부단면도이다.

동 도면에 있어서, 세라믹 원통체(1)의 상단에는 제1의 철원통체(10)가 은납(3a)에 의해 접합봉착되어 있다.

이 경우, 제1의 철원통체(10)의 접합부(10a)는, 판의 두께 t1=0.3mm이고, 또한 이 접합부(10)의 높이는 h1=3mm이며, 이 접합부(10a)에 일체적으로 연속하는 부분은 판의 두께 t₂=0.5mm로 구성되어 있다.

또, 이 제1의 철원통체(10)의 개구단에는 은납(3)을 개재하여 동파이프(11)가 접합 고정되어 있다.

또한, 이 세라믹 원통체(1)의 하단에는 제2의 철원통체(12)가 은납(3b)에 의해 접합봉착되어 있다.

이 경우도 그 접합부(12a)는 판의 두께 t₃=0.3mm, 높이 h₂=1mm이고, 또한 이 접합부(12a)에 일체적으로 연속하는 부분은 판의 두께 t₄=0.5mm로 구성되어 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 제1, 제2의 철원통체(10)(12)는, 접합부(10a)(12a)만의 판의 두께 t₁, t₃=0.3mm로 하고, 이것에 일체적으로 연속하는 부분의 판의 두께 t₃, t₄=0.5mm로 한 것에 의해서, 납땜후의 후공정에서의 작업으로 외부의 힘이 가해져서 변형을 가져오는 사고가 모두 없어짐과 동시에, 종래의 동(銅)재료의 사용량의 대폭 저감, 코바아 재료의 생략이 되고, 또, 조립공정의 저감 등의 효과가 얻어진다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 근래 입수하기가 어렵고, 또한 고가격의 코바아재료, 후아니재료를 사용하지 않으므로 고품질, 고신뢰성의 전자관을 자원절약화, 낮은 생산비로 얻을 수 있는 극히 뛰어난 효과가 얻어진다.

Claims

철원통체와 세라믹 원통체가 납땜 접합된 진공기밀봉착구조로 된 전자관에 있어서, 상기 세라믹 원통체와 접합하는 철원통체의 봉착부의 판의 두께를 0.4mm이하로 또한 높이를 1mm이상으로 하고, 상기 철원통체의 봉착단부에 정형가공부가 있고, 또한 이 정형부와 연속하는 부분의 판의 두께를 0.4mm를 넘은 일체가공구조의 기밀봉착구조를 갖는 것을 특징으로 한 전자관.