DE1023569B - Process for bonding parts to one another in a vacuum-tight manner by means of a vitreous material, and an object manufactured according to this process, in particular a beam tube - Google Patents
Process for bonding parts to one another in a vacuum-tight manner by means of a vitreous material, and an object manufactured according to this process, in particular a beam tubeInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
Die Erfindung bezieht sich, auf ein Verfahren, um mittels eines glasartigen, Werkstoffe, wie Email oder Glasur, gläserne und/oder keramische und/oder metallene Teile, insbesondere Teile des Kolbens einer Elektronenstrahlröhre, vakuumdicht miteinander zu verbinden, wobei von diesen Teilen wenigstens ein Teil der Oberfläche leitend oder mit einer leitenden Schicht versehen ist, derart, daß die leitenden Flächen der verschiedenen, Teile elektrisch direkt miteinander1 verbunden sind.The invention relates to a method to connect glass and / or ceramic and / or metal parts, in particular parts of the piston of a cathode ray tube, to one another in a vacuum-tight manner by means of a glass-like material such as enamel or glaze, at least one of these parts Part of the surface is conductive or provided with a conductive layer, such that the conductive surfaces of the various parts are electrically connected directly to one another 1 .
Es ist bekannt, eine leitende Metallschicht an der Innenseite eines Glasteiles eines Kolbens durch die Anschmelzstelle hindurch mit einer an der Außenseite des Kolbens angebrachten leitenden Schicht dadurch leitend zu verbinden, daß die Kolbenteile unter Verwendung eines leitenden Gemisches von Glasurpulver und Metallpulver (Silber, Gold oder Platin) miteinander verbunden werden. Die metallhaltige Glasurschicht bildet nach dem Anschmelzen eine leitende Verbindungsschicht zwischen den. Teilen.It is known to conductively connect a conductive metal layer on the inside of a glass part of a bulb through the melting point with a conductive layer attached to the outside of the bulb in that the bulb parts are connected using a conductive mixture of glaze powder and metal powder (silver, gold or Platinum). After melting, the metal-containing glaze layer forms a conductive connecting layer between the. Share.
Es hat sich aber herausgestellt, daß eine solche Verbindung sich mittels einer metallhaltigen Glasurschicht schwierig vakuumdicht herstellen läßt, insbesondere wenn die Teile groß bemessen sind, so· daß die Verbindungsstelle eine große Länge hat.It has been found, however, that such a connection is made by means of a metal-containing glaze layer difficult to produce vacuum-tight, especially if the parts are large, so that the junction has a great length.
Aus diesem Grunde kommen zumeist Anschmelzungen mit einer nichtleitenden Glasur zur Verwendung, bei denen aber leitende Streifen oder strichförmige leitende Schichten, auf der isolierenden. Oberfläche der Teile aus Glas oder keramischem Material angeordnet sind, die nach dem Anschmelzen leitende Durchführungen bilden. Diese leitenden Streifen lassen sich durch Auftragen einer bekannten, Metallpaste erhalten, die erhitzt wird, so daß sich das Metall als eine leitende Schicht an der Oberfläche absetzt. Wenn die an der Innenseite der Teile angebrachten leitenden. Oberflächen elektrisch verbunden werden, mußten, konnten die leitenden Durchführungsschichten an der Außenseite elektrisch miteinander verbunden werden, z. B. dadurch, daß Verbindungsleitungen an ihnen, festgelötet werden. Bei ganz aus Metall bestehenden Teilen mußte man Maßnahmen treffen, um eine elektrische Überbrückung der bindenden Emailschicht zu erhalten. Diese Verfahren sind aber verwickelt und, umständlich und machen es erforderlich, die Teile zweimal zu erhitzen, zuerst, um das Metall aus der Paste abzuscheiden, und dann bei ihrer Verbindung durch Schmelzen der Glasur.For this reason, meltings with a non-conductive glaze are mostly used, in which, however, conductive strips or line-shaped conductive layers on the insulating. surface the parts made of glass or ceramic material are arranged, which are conductive after melting Form bushings. These conductive strips can be made by applying a known, metal paste obtained, which is heated so that the metal appears as a conductive layer on the surface settles. If the conductive attached to the inside of the parts. Electrically connected surfaces the conductive lead-through layers could are electrically connected to one another on the outside, e.g. B. in that connecting lines to be soldered to them. Measures had to be taken with parts made entirely of metal meet in order to obtain an electrical bridging of the binding enamel layer. These procedures but are involved and, cumbersome and require the parts to be heated twice, first to deposit the metal from the paste, and then in their connection by melting the Glaze.
Bei einem sehr einfachen Verfahren, um mittels eines glasartigen Werkstoffes (Glasur oder Email) Teile miteinander zu verbinden,, von denen, wenigstens ein Teil der Oberfläche leitend ist, derart, daß die leitenden Oberflächen der Teile elektrisch, direkt mit-Verfahren, um mittels eines glasartigen Werkstoffes Teile vakuumdicht miteinander zu verbinden, und nach diesem VerfahrenIn a very simple process, using a glass-like material (glaze or enamel) To interconnect parts, of which, at least part of the surface is conductive, such that the conductive surfaces of the parts electrically, directly with process, in order to connect parts to one another in a vacuum-tight manner by means of a glass-like material, and according to this method
hergestellter Gegenstand, insbesondere
eine Elektronenstrahlröhremanufactured item, in particular
a cathode ray tube
Anmelder:Applicant:
N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)NV Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Netherlands)
Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1,· Mönckebergstr. 7Representative: Dr. rer. nat. P. Roßbach, patent attorney,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7th
Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 3. November 1955Claimed priority:
Netherlands 3 November 1955
Johannes Cornells Janssen, Eindhoven (Niederlande), ist als Erfinder genannt wordenJohannes Cornells Janssen, Eindhoven (Netherlands), has been named as the inventor
einander verbunden werden, wird nach der Erfindung der Verbindungsrand von wenigstens einem der Teile mit einer Schicht pulverförmigen, glasartigen Materials versehen, nachdem wenigstens einer der Verbindungsränder über einen kleinen Teil seiner Länge an mindestens einer Stelle mit einer mit dem leitenden Teil der Oberfläche dieses Teiles in Verbindung stehenden Schicht versehen worden. ist, die aus einer Metallsuspension besteht, wonach die Teile mit den Verbindungsrändern aneinandergelegt werden, derart, daß die genannten Schichten des einen Verbindungsrandes solchen Schichten oder leitenden Stellen des anderen Verbindungs randes gegenüberzuliegen kommen und durch eine Schicht des pulverförmiger glasartigen Stoffes getrennt sind, wonach die Teile, zweckmäßig unter Druck, dadurch miteinander verbunden werden, daß der glasartige Stoff zum Schmelzen gebracht, wird.are connected to each other, according to the invention, the connecting edge of at least one of the parts provided with a layer of powdered, vitreous material after at least one of the Connection margins over a small part of its Length at at least one point with one in connection with the conductive part of the surface of this part standing layer. is, which consists of a metal suspension, after which the parts are placed together with the connecting edges, such that the said layers of a connecting edge such layers or conductive Make the other connection edge to come face to face and through a layer of the powder Vitreous substance are separated, after which the parts, expediently under pressure, thereby with each other be connected so that the vitreous material is melted.
Es zeigt sich, daß hierbei das Metall aus der Schicht in das mit dieser Schicht in. Berührung befindliche glasartige Material in Lösung geht, so daß letzteres ebenfalls örtlich leitend wird und die leitenden Flächen der Teile elektrisch direkt miteinander verbindet.It turns out that in this case the metal from the layer into that which is in contact with this layer vitreous material goes into solution, so that the latter is also locally conductive and the conductive Electrically connects surfaces of the parts with each other.
Bei Metallteilen ist es hinreichend, auf einem der Verbindungsränder örtlich eine geringe Menge Metallpaste anzubringen,, wodurch die auf dieser an-In the case of metal parts, it is sufficient to place a small amount locally on one of the connection edges To apply metal paste, whereby the
709 877/111709 877/111
1 0,23.5.6 a1 0.23.5.6 a
geordnete Metallschicht!-daselbst, beim Anschmelzen
der Teile vollständig leitend" wird. Bei der Verbindung
eines Metallteiles und eines Isolierteiles (aus Glas
oder keramischem Material), der an der Oberfläche
eine leitende Schicht trägt,; MnI die Metallsuspension
in Form von Streifen oder-Strichen auf dem Isolierteil
aufgetragen, wobei die Striche einerseits mit der genannten leitenden Schicht „ in Verbindung stehen,
andererseits sich wenigstens bis zum Verbindungs-orderly metal layer! - there itself, when melting
of the parts becomes fully conductive ". When connecting
a metal part and an insulating part (made of glass
or ceramic material) on the surface
carries a conductive layer; MnI the metal suspension
in the form of stripes or lines on the insulating part
applied, whereby the lines are on the one hand with the said conductive layer "in connection,
on the other hand, at least until the connection
Nach der Erfindung werden auf den Glasteilen in diesem Fall ein oder mehrere am Umfang verteilte Streifen angeordnet, die aus einer solchen Metallsuspension bestehen, z. B. aus einer Silberpaste, je-5 doch ohne daß das Metall durch Erhitzung aus der Suspension frei gemacht wird. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, erstrecken sich diese Streifen, 6 bzw. 8 wenigstens bis zum Verbindungsrand des Teiles. Einer der Streifen 6 erstreckt sich in diesem Fall bis rand erstrecken. Bei der Verbindung zweier aus einem io zur Außenfläche, so daß an dieser ein Kontaktglied 7 solchen Isoliermaterial bestehender Teile müssen die festgelötet werden kann. Die Streifen 6 und 8 werden Streifen auf den beiden: Teilen angeordnet werden, derart angeordnet, daß sie beim Aufeinanderlegen der daß beim Zusammenlegen, der Verbindungsränder die Teile einander gegenüberzuliegen kommen. Min-Streifen der beiden Teile einander gerade gegenüber- destens einer der Verbindungsränder wird dann vollliegen und durch die in' diesem Fall aus Glasur be- 15 ständig mit einer Glasurpulverschicht 9 bedeckt, die stehende glasartige Pulverschicht getrennt sind. aus einer Suspension von Glasurpulver in einerAccording to the invention, one or more are distributed around the circumference on the glass parts in this case Arranged strips consisting of such a metal suspension, e.g. B. from a silver paste, each -5 but without the metal being made free from the suspension by heating. As shown in FIG is, these strips, 6 and 8 extend at least to the connecting edge of the part. One of the strips 6 extends in this case to extend to the edge. When connecting two from one io to the outer surface, so that a contact member 7 such insulating material of existing parts must be able to be soldered on. Stripes 6 and 8 will be Strips on the two: parts are arranged, arranged in such a way that they are placed on top of each other that when folding the connecting edges, the parts come to lie opposite one another. Min strip of the two parts just opposite one another, at least one of the connecting edges will then be full and through which, in this case, made of glaze, is continuously covered with a glaze powder layer 9, which standing glass-like powder layer are separated. from a suspension of glaze powder in a
Das Verfahren nach der Erfindung eignet sich ins- Flüssigkeit, z. B. Wasser, besteht. Die Schicht 9
besondere zum Zusammenfügen von Teilen des KoI- scheidet also, nachdem die Teile 1 und 2 aufeinanderbens
einer Elektronenstrahlröhre, der an der Innen- gelegt worden sind, die Streifen 6 und 8 voneinander,
seite mit einer leitenden Schicht versehen ist oder ao Wird das Ganze nun erhitzt, so daß die Glasur 9
vollständig aus Metall besteht. Beim Zusammen- schmilzt, wobei zweckmäßig die Teile aufeinandergeschmelzen
der Kolbenteile- mittels Glasur oder Email drückt werden, z.B. durch Evakuieren des Kolbens, so
nach der Erfindung unter- Verwendung der genannten zeigt es sich, daß die Streifen 6 und 8 bei 10 (Fig. 3)
Streifen werden die leitenden Oberflächen ohne vorzüglich leitend miteinander verbunden sind, trotz der
weiteres direkt miteinander verbunden. Dies ist wich- 25 Tatsache, daß die isolierende Glasurschicht 9 ursprüngtig,
wenn das Anschmelzen beim Evakuieren des KoI- Hch eine Isolierschicht zwischen; den Streifen 6 und 8
bens. erfolgt Als: MetalJpulversuspension können die bildet, offenbar dringt e'ine hinreichende Menge
im Handel erhältlichen Silber- Gold- oder Platin- Metall aus den Streifen in die Glasur ein, um dieses
pasten benutzt werden, die im allgemeinen aus einer örtlich gut leitend zu machen. Die Metailsuspension
Suspension des Metalls, in kolloidalem Zustand in 30 der Streifen kann auch den Anschmelzrand über einen
einem geeigneten Suspensionsmittel bestehen. Es sei kleinen Teil seiner Breite bedecken, wodurch bei
bemerkt, daß diese Paste beim Verfahren nach der
Erfindung nicht vor Anordnung der GlasurpulverThe method according to the invention is suitable for liquid, e.g. B. water. The layer 9, especially for joining parts of the KoI- separates after the parts 1 and 2 on top of each other of a cathode ray tube, which have been placed on the inside, the strips 6 and 8 from each other, side is provided with a conductive layer or ao the whole is now heated so that the glaze 9 consists entirely of metal. When melting together, in which case the parts of the piston parts are expediently fused onto one another by means of glaze or enamel, e.g. by evacuating the piston, according to the invention using the above, it is found that the strips 6 and 8 at 10 (Fig. 3) Stripes are the conductive surfaces without being excellently connected to one another conductive, in spite of the further being directly connected to one another. This is important fact that the insulating glaze layer 9 originally when the melting when evacuating the KoI-Hch an insulating layer between; the strips 6 and 8 bens. takes place as: Metal / powder suspension that forms, evidently a sufficient amount of commercially available silver, gold or platinum metal penetrates from the strips into the glaze in order to use this paste, which is generally made of a locally highly conductive material . The metal suspension, suspension of the metal, in the colloidal state in the strips, can also consist of the melting edge via a suitable suspension medium. It is supposed to cover a small part of its width, whereby I noticed that this paste is used in the process according to the
Invention not before placing the glaze powder
schicht erhitzt wird.layer is heated.
isolierenden Kölbenteilen immer noch eine hinreichende Isolation in bezug auf den Außenrand der Schweißstelle verbleibt, so daß der Kolben an derinsulating flask parts are still adequate Isolation with respect to the outer edge of the weld remains, so that the piston on the
Die Erfindung wird air Hand" einer Zeichnung bei- 35 Außenseite"auch über der Schweißstelle mit der'übspielsweise näher erläutert, in der liehen, leitenden Oberflächenschicht, die mit demThe invention is air hand "a drawing on the outside" also over the weld with the'übspielweise explained in more detail, in the borrowed, conductive surface layer that comes with the
Fig. 1 eine Elektronenstrahlröhre darstellt und leitenden Innenbelag einen Kondensator bildet, ver-Fig. 1 shows a cathode ray tube and the conductive inner lining forms a capacitor,
Fig. 2 und 3 Teildarstellungen dieser Röhre sind, sehen werden kann,. Da die Verbindungsglasur nur um das Verfahren nach.der Erfindung zu erläutern. örtlich metallhaltig geworden ist, wird die DichteFigures 2 and 3 are partial representations of this tube can be seen. As the connecting glaze only to explain the method according to the invention. has become locally metalliferous, the density becomes
Die Elektronenstrahlröhre nach Fig. 1 besitzt ein 40 der Schweißung nicht beeinträchtigt, was der Fäll Glasbildfenster 1, einen Konus 2 und einen Hals 3. wäre, wenn die ganze Schweißung aus einem leitenden Das Bildfenster 1 ist schalenförmig und trägt an der Glasur-Metall-Gemisch hergestellt werden würde. Innenseite einen aus einer Leuchtstoffschicht be- Außerdem ist das Verfahren billig, weil die Verbinstehenden Bildschirm. Die Leuchtstoffschicht trägt dung der leitenden Flächen beim Anschmelzen von eine leitende Metallschicht 4, im allgemeinen, eine 45 selbst erfolgt. Außer einer Silberpaste kann ge-Aluminiumschicht. Der in diesem Fall aus Glas be- gebenenfalls eine Suspension von Gold oder Platin stehende Konus 2 ist an der Innenseite mit einer verwendet werden. Statt zweier Glasteile lassen sich leitenden Schicht 5 versehen, die im allgemeinen aus auch keramische und/oder metallene Teile in dieser Graphit besteht. Wünscht man das Bildfenster 1 Weise mit Glasur oder Email leitend miteinander vermittels Glasur am Konus 2 festzuschmelzen, wenn die 5° binden. Der Unterschied zwischen Glasur und Email Röhre bereits an die Vakuumpumpe angeschlossen ist, ist hierbei im wesentlichen darin zu sehen, daß Glasur so soll dafür Sorge getragen werden, daß die leitenden dem Ausdehnungskoeffizienten des Glases, Email dem Schichten 4 und 5 miteinander verbunden, werden des Metalls angepaßt ist. Da die erhaltene glasartige können, nachdem der Kolben abgeschlossen worden ist. Schicht zwischen, den. Teilen, dünn sein kann, ist derThe cathode ray tube according to FIG. 1 has a 40 the weld does not affect what the case Glass picture window 1, a cone 2 and a neck 3. would be if the whole weld was made from one conductive The picture window 1 is bowl-shaped and bears on the glaze-metal mixture would be produced. Inside one made of a fluorescent layer, the process is also cheap because the connections Screen. The phosphor layer supports the conductive surfaces when it melts a conductive metal layer 4, generally a 45 itself, is made. In addition to a silver paste, aluminum layer can be used. In this case made of glass, possibly a suspension of gold or platinum standing cone 2 is to be used with one on the inside. Instead of two pieces of glass, you can Conductive layer 5 is provided, which generally also consists of ceramic and / or metal parts in this Consists of graphite. If you want the picture window 1 way with glaze or enamel by means of conductive means Melt the glaze on the cone 2 when the 5 ° bind. The difference between glaze and enamel Tube is already connected to the vacuum pump, can be seen here essentially in the glaze so care should be taken that the conductive the expansion coefficient of the glass, the enamel Layers 4 and 5 joined together are matched to the metal. Since the obtained vitreous after the piston has been locked. Layer between that. Sharing, being thin, is that
Es ist bekannt, daß ein mit der leitenden Schicht 55 Ausdehnungskoeffizient unwesentlich, weil bedeutende an der Innenseite des Glasteiles in Verbindung stehen,- Abweichungen von dem richtigen Wert auftreten der Silberstreifen über den Anschmelzrand hinweg können, ohne die Schweißstelle zu gefährden. Der nach außen geführt und anschließend, dieser Glasteil Vorteil der Erfindung besteht im wesentlichen darin, mittels Glasur mit einem anderen Glasteil verbunden daß die Schweißung vorwiegend aus reiner Glasur werden kann. Der Silberstreifen kann in bekannter 60 oder reinem Email besteht, so daß eine vorzügliche Weise dadurch angebracht werden, daß eine ge- Haftung verbürgt ist.It is known that a coefficient of expansion with the conductive layer 55 is insignificant because it is significant are connected to the inside of the glass part, - there are deviations from the correct value the silver stripe over the fused edge without endangering the welding point. Of the outwards and then, this glass part advantage of the invention consists essentially in connected to another piece of glass by means of glaze that the weld mainly consists of pure glaze can be. The silver stripe can consist of the well-known 60 or pure enamel, so that an excellent Be affixed in a manner that guarantees liability.
eignete, silberhaltige Paste auf das Glas gestrichen Beim Verbinden zweier Metallteile braucht nur anAppropriate, silver-containing paste painted on the glass When connecting two metal parts, only needs
und erhitzt wird, so daß sich das Silber als eine feste einem der Anschmelzränder selbst örtlich ein wenig Schicht absetzt. In gleicher Weise kann die leitende Metallpaste angebracht zu werden, auf welche die Schicht des anderen Teiles leitend mit einem solchen 65 Emailschicht 9 aufgetragen, werden kann. Es ist aber Silberstreifen verbunden werden. Nachdem die Teile auch möglich, die Emailschicht am Anschmelzrand mittels Glasur zusammengeschmolzen worden sind, des anderen Teiles anzubringen. Die Streifen 6 und 8 können die Silberstreifen an der Außenseite des KoI- können mit einem Pinsel auf die Oberfläche der bens miteinander verbunden werden. Dieses Verfahren Teile aufgetragen werden, z. B. mit einer Breite von ist aber umständlich. 70 5 mm.and is heated so that the silver becomes a solid locally to one of the fused edges Shift. In the same way, the conductive metal paste can be applied to which the Layer of the other part can be applied conductive with such an enamel layer 9. But it is Silver linings are connected. After the parts are also possible, the enamel layer on the melting edge have been melted together by means of glaze to attach the other part. Stripes 6 and 8 You can put the silver lining on the outside of the KoI- can with a brush on the surface of the ben connected to each other. This process parts are applied, e.g. B. with a width of but is cumbersome. 70 5 mm.
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