NL8204238A

NL8204238A - Elektronenbuis en werkwijze voor het vervaardigen van deze elektronenbuis.

Info

Publication number: NL8204238A
Application number: NL8204238A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1982-11-02
Filing date: 1982-11-02
Publication date: 1984-06-01
Also published as: EP0108450B1; EP0108450A1; DE3373953D1; CA1201757A; US4710673A; US4752266A; JPS5996636A

Description

. - /V . f _<v f » ' EHtl 10.489 1 N.V. Philips' (ILoeilairpenfabrieken te Eindhoven.

'•Elektxonenbuis en weekwijze voor het vervaardigen van deze elek-tronehbuis”.

De uitvinding heeft betrekking op een elektronenbuis met een buisvormig orihullingsdeel, dat aan althans één einde een loodrecht op de as van de huis gelegen cplegvlak heeft, waarop zonder tussenvoeging van een afdichtmiddel een venter voorzien van een stralingsgevoelige 5 laag ruit en waarbij tussen het venster en het buisvormige ctrhullings-deel een naad is gevormd, welke hermetisch is afgesloten net een massa van indium of een indiumlegering. De uitvinding heeft voorts betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van deze elektronenbuis.

Een dergelijke elektronenbuis is bekend uit het Amerikaanse 10 octrooiscbrift 3,243,627. Het verbinden van de onhullingsdelen en het afdichten van de naad tussen de onhullingsdelen vindt daarin plaats door een ring van indium af een eutectische legering van tin en indium, in een cm de onhullingsdelen geplaatste gietmal te gieten. Deze bewerking vindt plaats in een vacuumklok, die in een oven is geplaatst. Alle 15 buisonderdelen worden daarbij aan een temperatuur onderworpen, die ten minstë gelijk is aan de snelttemperatuur van het laagsmeltende metaal, in dit geval indium of een tin-iifLium legering. Dit betekent, dat ook de cp liet venster aangebrachte stralingsgevoelige laag aan een temperatuur hoger dan 100°C wordt blootgesteld. Stralingsgevoelige lagen, en 20 in het big zonder lichtgevoelige lagen van televisiecpneembuizen, zijn echter in het algemeen tegen dergelijke tenperaturen slecht bestand.

In het Amerikaanse octrooisciirift 3,543,383 wordt een methode beschreven, waarbij de voor het smelten van het laagsmeltende metaal benodigde warmte inductief wordt opgewekt. Hierbij bestaat het laagsmeltende metaal uit 25 een indium ring, die tussen het venster en het oplegvlak van het buisvormige cmhullingsdeel is gelegen. Tijdens de inductive verhitting van de indium ring worden de onhullingsdelen van de buis ultrasoon in trilling gebracht, met het doel de op het indium aanwezige axydehuid te breken. Het aanbfengen van de indiumring tussen het venster en het 30 oplegvlak voor het venster is een probleem voor die buizen, waarbij de axiale positionering van het venster en de daarop aangebrachte stralingsgevoelige laag ten qpzichte van andere elektroden in de buis aan zeer strenge nauwkeurigbeidseisen moet voldoen.

820 4 « £ ? * FHN 10.489 2

Ben voorbeeld in dit opzicht wordt gevonden hij televisie-opneembuizen, waarin zich op korte afstand voor de lichtgevoelige laag een gaaselektrode bevindt. Hier is men aan uiterst nauwe toleranties gebonden wat betreft de planparallelliteit en afstand van de gevoelige 5 laag ten opzichte van de gaaselektrode. Bij de in het Amerikaanse octrooischrift 3,543,383 beschreven buis bepaalt de indiumafdichting mede de nauwkeurigheid in de genoemde planparallelliteit en afstand. Bovendien kan tijdens het afdichtingsproces afdichtmateriaal tussen het venster en het oplegvlak in binnenwaartse richting uitvloeien.

10 Daardoor kunnen in een in werking zijnde buis aldaar ter plaatse ongewenste elektrcmenoptische verstoringen, zoals verstoringen in het elektrische veldlijnenpatroon, optreden.

Het is het doel van de uitvinding een elektronenbuis te verschaffen voorzien van een venster, dat in axiale richting nauwkeurig 15 is gepositioneerd en voorts aan de venster zijde van een hermetische afdichting is voorzien, die op eenvoudige wijze kan worden gerealiseerd, zonder dat een qp het venster aangebrachte stralingsgevoelige laag aan een voor de laag schadelijke temperatuur wordt blootgesteld.

Een elektronenbuis met een buisvormig cxrihullingsdeel dat aan 20 althans één einde een loodrecht op de as van de buis gelegen oplegvlak heeft waarop zonder tussenvoeging van een afdichtmiddel een venster voorzien van een stralingsgevoelige laag rust en waarbij tussen het venster en het buisvormige cmhullingsdeel een naad is gevormd, welke hermetisch is afgesloten met een massa van indium of een indiumlegering, 25 heeft daartoe volgens de uitvinding het kenmerk, dat in de massa van inidium of een indiumlegering een langs de naad rondgaande draad is ingebed van een met indium of een indiumlegering soldeerbaar metaal.

De draad, die in het indium of de indiumlegering is ingebed resulteert niet alleen in een mechanisch stevige afdichtingsconstructie, maa-r 30 biedt vooral het voordeel dat een vervaardigingsmethode voor de afdichtingskonstruktie kan worden toegepast, waarbij het venster en de daarop aangebrachte stralingsgevoelige laag zander additionele hulpmiddelen aan een voor de laag niet schadelijke temperatuur wordt blootgesteld. In die gevallen, waarin dat voor een betrouwbare werking 35 van de buis noodzakelijk of gewenst ist, kan de draad uit een niet magnetisch metaal bestaan zoals bijvoorbeeld koper of een kcper-nikkel legering.

Bij de bekende methoden wordt aan het afdichtingsmateriaal 8204238 Β ,· ·*ζ .............. ^ - .......

______V ·ν ΙΏΝ 10.489 3 zoveel warmte toegevoerd, dat de totale massa afdichtingsmateriaal geheel in de vloeibare fase wordt gebracht, waardoor de temperatuur van het venster tot een voor de stralingsgevoelige laag ongewenste hoogte kan oplopen. On dit te vermijden heeft een werkwijze voor het 5 vervaardigen van .eenelektrooenbuis met een venster voorzien van een stralingsgevoelige laag, waarbij het venster zander tussenvoeging van een afdichttniddel op een loodrecht op de as van een buisvormig cmhul-lingsdeei gelegen cplegvlak wendt gelegd onder vorming van een naad tussen het Vinster en het buisvormige ctrihullingsdeel en deze naad net 10 een massa van indium of een indiumlegering hermetisch wordt afgesloten, volgens de uitvinding het kenmerk, dat een hoeveelheid indium of indiumlegeringen een draad Van een met indium of een indiumlegering soldeerbaar metaal rondgaande langs de naad worden aangebracht en met een tot boven de smelttemperafeuur van het indium of de indiumlegering 15 verwalmde meteen stift een langs de naad rondgaand trajekt wordt doorlopen waarbij ter plaatse van de stift het indium of de indiumlegering wordt gesmolten. Door de verwarmde metalen stift wordt alleen plaatselijk warmte toegevoerd aan de massa afdichtingsmateriaal. Door de stift een langs de naad rondgaand trajekt te laten doorlopen wordt 20 tijdens het doorlopen van dit trajekt plaatselijk het afdichtmateriaal gesmolten. In het door de stift afgelegde trajekt koelt het gesmolten afdichtmateriaal door warmteafgifte aai de omgeving snel af. De totale hoeveelheid warmte, die aan dè massa indium of indiumlegering wordt toegevoerd, wordt in vergelijking met de bekende methoden, over een 25 langere periode uitgesmeerd, waardoor de tenperatuur van het venster tot een lagere waaide beperkt blijft. De langs de naad rondgaande metalen draad zorgt voer een gelijkmatige verdeling van het afdichtmateriaal langs de naad en voorkomt, dat bij het verplaatsen van de metalen stift door adhesiekrachten te veel afdichtmateriaal net de 30 stift wordt meegenoten, waardoor de naad nog slechts door een dun vlies aMichtingsmateriaal zou werden overbrugd.

Volgaas een verdere uitvoeringsvorm van de werkwijze wordt de stift bij het doorlopen van het afdichtingstrajekt ultrasoon in trilling gebracht. Door de ultrasone trillingen wordt de axydehuid op 35 het afdichti^smaberiaal verbroken, zodat een goede hechting van het indium of de indiumlegering aan de daarmee kontakt makende qpper-vlaktedelen van het venster en de buisvormige omhulling wordt verkregen.

*t - , -ik 7 0 I , PHN 10.489 4

De uitvinding woedt thans bij wijze van voorbeeld toegelicht aan de hand van de tekening waarin:

Figuur 1 een elektronenbuis volgens de uitvinding schematisch weergeeft, 5 Figuur 2 in doorsnede een detail van de in figuur 1 geschetste buis toont, en

Figuur 3 een andere uitvoeringsvorm van een vensterafdichting volgens de uitvinding weergeeft.

De in figuur 1 geschetste elektronenbuis bestaat uit een 10 televisieopneembuis met een buisvormig glazen cmhullingsdeel 1, dat aan één einde net een glazen venster 2 hermetisch is afgesloten. Het venster 2 is voorzien van een lichtgevoelige laag 3 en rust op een loodrecht op de buisas gelegen oplegvlak 4, zoals op vergrote schaal in figuur 2 is weergegeven. Voor het toelichten van de uitvinding niet 15 relevante onderdelen, zoals bijvoorbeeld een elektronenkanon, zijn in de tekening niet weergegeven. Wfel weergegeven is een op korte afstand van de lichtgevoelige laag 3 gelegen gaaselektrode 5, die eveneens qp een loodrecht cp de buisas gelegen oplegvlak 6 rust. De oplegvlakken 4 en 6 zijn nauwkeurig parallel en liggen cp een voorafbepaalde nauw-20 keurige afstand van elkaar. Het cmhullingsdeel 1 met het zich sprongsgewijs verwijdende einde is verkregen door het aanzuigen van een glazen buis op een metalen doom volgens een techniek zoals beschreven is in het Britse octrooischrift 2.026.469. Met deze techniek kunnen zeer nauwkeurig ten opzichte van elkaar gekalibreerde oplegvlakken verkregen 25 warden. Het cmhullingsdeel 1 is tevens voorzien van een opstaande rand 7, die het venster 2 in radiale richting fixeert. Cm de met de oplegvlakken 4 en 6 verkregen nauwkeurigheid in de afstand tussen de lichtgevoelige laag 3 en de gaaselektrode 5 te behouden is het venster 2 zonder tussenvoeging van afdichtmiddel cp het oplegvlak 4 opgelegd.

30 De hermetische afdichting is thans gerealiseerd door een tussen het venster 2 en de opstaande rand 7 gevormde naad 8 met een afdichtmiddel 9 bestaande uit indium hermetisch af te sluiten. In de massa van indium 9 is een langs de naad 8 rondgaande koperen draad 10 ingebed.

De draad 10 verschaft niet alleen een mechanisch stevige afdichtkcnstruk-35 tie, doch biedt tevens het voordeel dat een vervaardigingsmethode voor de afdichtkonstruktie kan worden toegepast, waarbij het venster 2 en derhalve ook de lichtgevoelige laag 3, aan een voor de laag 3 onschadelijke temperatuur wordt blootgesteld. Deze methode vrordt toege- 8204238

P

'1 ΐΡΓ ' ;.:ΐ ? -4^ EHN 10.489 5 licht aan de hand van figuur I, die tevens een ten opzichte van figuur 2 gewijzigde uitvoeringsvorm van de uitvinding toont. De wijziging bestaat daarin, dat het buisvaöïiige cntoullingsdeel 11 de in figuur 2 getoonde opstaande raid 7 niet vertoont. Overigens is de afdichikon-5 struktie anafbog aan die van figuur 2. Onder vorming van een naad 18 is een venster 12 voorzien van een lichtgevoelige laag 13 (¾) een cplegvlak 14 opgelegd. Ban metalen draad 20 wordt rondom de naad 18 aangebradht alsmede een hoeveelheid afdichtmateriaal 19 van indium of een indiratóeg^ring. Ben verwarmde metalen stift 17 wordt met het 10 afdichtmateriaal 19 in kontakt gebracht, waardoor dit ter plaatse smelt en de draad 20 en de nabij gelegen oppervlakken van bet venster 12 en het cmbullingsdeel 11 bevochtigt. De stift 17 wordt rondgaande langs de naad: 18 verplaatst totdat het af te dichten trajekt geheel is af gelegd. Deze methode heeft het voordeel, dat alleen ter plaatse 15 van de stift 17 het afdichtmateriaal 19 smelt, terwijl in het door de stift 17 afgelegde trajekt het gesmolten afdichtmateriaal snel afkoelt.

De totale hoeveelheid toegevoerde warmte wordt dus uitgesmeerd over de tijd waarin de stift het afdichttrajekt éénmaal doorloopt. Daardoor hlijft de temperatuur van het venster tot een lage waarde beperkt.

20 De draad 20 bewerkstelligt eéïi gelijkmatige verdeling van het afdichtmateriaal 19 langs de naad 18. Tevens voorkomt de draad 20, dat bij het verplaatsen van de stift 17 te veel afdichtmateriaal met de stift wordt meegenomen.. Zonder de draad 20 zou de naad 18 nog slechts door een dun vlies afdichtingsmateriaal worden overbrugd.

25 Om een goede bevochtiging van de draad 20 en de bij de afdichting betrokken oppervlakken van het venster 12 en de omhulling 11 te bewerkstelligen wordt de stift 17 bij het doorlopen van het afdichtingstrajekt in ultrasone trilling gebracht.

De uitvinding is Op de beschreven uitvoeringsvormen niet 30 beperkt. Het afdichtingsmateriaal kan uit indium of een legering van indium en ten minste een metaal gekozen uit de groep bestaande uit bijvoorbeeld tin, lood, nikkel, gallium, koper, platina, goed en zilver bestaan. De langs de naad rondgaande draad kan uit elk met het afdichtingsmateriaal soldeerbaar metaal bestaan. De draad kan afzonder-35 lijk van het afdichtingsmateriaal, maar ook geïntegreerd met het afdichtingsmateriaal worden aangetracht. In het laatste geval kan bijvoorbeeld de draad van een mantel van afdichtingsmateriaal zijn voorzien en in die vorm rand de af te dichten naad werden aangebracht.

820 pi 8 * PHN 10.489 6

De beschreven afdichtingskonstruktie kan ook worden toegepast aan het van het venster af gekeerde einde van het buisvormige amhullingsdeel. Een voorbeeld daarvan toont figuur 1, waarin qp analoge wijze als beschreven aan de hand van figuur 2 en figuur 3 een sluitplaat 30 5 voorzien van elektrische doorvoerpennen 31 hermetisch met het buisvormige cmhullingsdeel 1 is verbonden, door middel van de afdichting 32. Hst is ook mogelijk een indium doorvoer 33 met behulp van een verwarmde ultrasoon trillende iretalen stift in het venster of een ander amhullingsdeel van de buis aan te brengen. In het venster of 10 de buiswand wordt dan een opening gemaakt, welke wordt gevuld met een indium propje. Hst indium propje wordt met de metalen stift gesmolten en hecht daarbij aan de wand van de opening.

15 20 25 30 35 8204238

Claims

1. Elaktxaienlxiis met een buisvormig anhullingsdeel, dat aan althans één einde een loodrecht cp de as van de buis gelegen oplegvlak heeft waarop zcnfer tussenvoeging van een afdichtmiddel een venster voorzien van een stralingsgevoelige laag rust en waarbij tussen het g venster en het buisvormige cmhul.1 ingsdeel een naad is gevormd, welke hermetisch is afgesloten met een massa van indium of een indiumlegering, met het kenmerk, dat in de massa van indium of een indiumlegering een langs de naad rondgaande draaft is ingebed van een met indium of een indiumlegeri&j soideerbaar metaal» 10

2* Watkwijze voor het vervaardigen van een elektronenbuis met een venster Voorzien van een stralingsgevoelige laag, waarbij het . Venster zander tussenvoeging van een afdichtmiddel op een loodrecht op de as van een buisvormig anhullingsdeel gelegen oplegvlak wordt gelegd cnd^vormingvan een naad tussen het venster en het buis-15 vormige cnhullingsdeel en deze naad met een massa van indium af een indiumlegering hermetisch wordt afgesloten, met het kenmerk, dat een hoeveelheid indium of Indiumlegering en een draad van een met indium of een indiumlegering soideerbaar metaal rondgaande langs de naad worden aangebracht en met een tot boven de smeltterrperatuur 20 va*1 hst indium af de indiumlegering verwarmde metalen stift een langs de naad rondgaand trajekt wor®: doorlopen waarbij ter plaatse van de stift het indium of de indiumlegering wordt gesmolten.

3. Wferkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat bij het doorlopen van het trajekt de metalen stift ultrasoon in trilling 25 'wordt gebracht» 30 35 8204238