Brevet FR2028308A1 — publié le 19701009

La présente invention ctmeerae de manière générale des dispositifs à décharge électronique ayant des composants sensibles enfermés dans une enveloppe de verre, et particulièrement des méthodes d'assemblage de tels dispositifs. Par le terme "enve-5 loppe de verre", on entend une enveloppe consistant essentiellement, quoique pas nécessairement complètement, de verre. Une étape courante de la procédure d'assemblage d'un dispositif à décharge électronique ayant une enveloppe de verre consiste à fondre ensemble deux sections de verre de l'enveloppe 10 en plaçant ces sections bout à bout et en les chauffant, par exemple, par une flamme de gaz. Les composants électroniques sensibles tels que les électrodes, les fils de plomb et les écrans contenus dans l'enveloppe seront aussi, bien entendu, chauffés au cours de la fusion de ces sections. Comme ces compo-15 sants peuvent être endommagés par la chaleur, il est désirable de réduire au minimum leur échauffement par des techniques telles que celle qui consiste à ne placer dans la flamme que les portions de l'enveloppe qui sont placées en contact bout à bout, ces portions étant placées aussi loin que possible des composants 20 les plus sensibles à la chaleur, et à n'appliquer que le minimum de chaleur possible pendant le minimum de temps nécessaire à la fusion. Cette dernière technique dépend du degré d'intimité avec lequel s'adaptent mutuellement les surfaces mises bout à bout des deux sections de verre, car un chauffage additionnel est 25 nécessaire pour fermer tout espace entre elles par l'écoulement du verre fondu. Bien que des matières de scellement puissent être employées pour combler de tels espaces, la fusion ne peut avoir lieu avec celles-ci qu'au prix d'une chaleur et d'un temps dépassant de beaucoup ce qui peut endommager certains composants. 30 En plus des dommages que les composants électroniques sensibles peuvent éprouver par surchauffe, il peut y avoir d'autres dommages causés par des sous-produits chimiques provenant de la source de chaleur proprement dite. Lorsque le gaz naturel est employé comme combustible pour la flamme, il se pro-35 duit, par exemple, des vapeurs de bioxyde de carbone et de la vapeur d'eau lors de l'ignition dans un milieu oxydant tel que l'air. Si des espaces d'air existent entre les éléments de verre mis bout à bout de l'enveloppe, l'application d'une- telle flamme fera que ces vapeurs pénétreront dans l'enveloppe à travers ces 40 espaces avant que la fusion soit achevée. Une fois la flamme 70 01204 2 2028308 enlevée et l'enveloppe refroidie, ces vapeurs peuvent se condenser et former des contaminants tels que l'acide carbonique et l'eau à la surface des composants sensibles, contaminants qui, selon leur composition, peuvent les endommager en relativement 5 peu de temps. Ceci est particulièrement vrai dans le cas des tubes—images à rayons X comprenant des scintillateurs à. halogénure de métal alcalin. Les enveloppes de la plupart des tubes à décharge électronique sont généralement tubulaires. Lorsqu'on approvisionne du tube 10 de verre, il est, bien entendu, possible de spécifier des tolérances rigoureuses pour leur épaisseur de paroi et leur diamètre extérieur, de façon à être sûr que chaque tube s'adaptera bien exactement à chaque autre. La tolérance normale de catalogue pour les tubes obtenus par moulage, cependant, est normalement de 15 + 1/20 de pouce (1,27 mm) pour l'épaisseur de paroi et de + 3/6k de pouce (1 ,19 mm) pour le diamètre extérieur. L'emploi de tels tubes peut créer les espaces indésirables ci-dessus mentionnés. Par ailleurs, le prix de tubes spécialement fabriqués et contrôlés avec des tolérances plus étroites est tellement plus élevé 20 qu'il est prohibitif pour la fabrication en série. Une solution de ce dilemme consiste à couper chaque tube de verre livré par le fabricant verrier en tin nombre donné de sections identifiables. Chaque section est travaillée de manière à former un élément d'enveloppe. Les composants sensibles sont 25 alors placés à l'intérieur. Des sections ayant ton bord formé par line seule opération de découpage sont ensuite assemblées avec leurs bords bout à bout, et ceux-ci sont fondus ensemble. Les deux bords en contact s'adaptent relativement bien l'un à l'autre, puisqu'ils ont été réalisés par la même opération de découpage. 30 Cependant, le processus par lequel on transforme chaque section en un élément d'enveloppe altère fréquemment les bords et crée des désadaptations. De plus, 1'endommagement de toute section fera que celle qui lui est associée deviendra inutilisable si l'on veut conserver une bonne fabrication, car l'élément ainsi devenu 35 surabondant ne s'adaptera généralement pas à une section découpée dans un autre tube. En conséquence, l'objet général de la présente invention est de fournir une méthode améliorée d'assemblage de dispositifs à décharge électronique ayant des composants sensibles contenus 40 dans une enveloppe de verre. 70 01204 ' 2028308 Plu* «pécif iquwent, l'un'da* objets da la présenta invention est da fournir una méthode — * deux sections de verre d'une enveloppe de dispositif à lififiargri électronique n ' endommageant paa les composants sensibles enfermés 5 dans las sections de l'enveloppe de verre. Da manière plus particulière, un objet de la présente invention aat de fournir une méthode de fusion mutuelle de deux section* da verre d'une enveloppa da dispositif à décharge électronique , ne créant paa da surchauffe on d'empoisonnement des campa-10 aanta sensibles du dispaaitlf contenus dana les section* de l'en-, «alaypa. Brièvement décrite, la présente invention c once ma une méthane d'assemblage d'un dispositif à décharge électronique comportant daa composant» sensibles enfermés dams une enveloppe de 10 verra. Cette méthode comprend les étapes consistant à former une enveloppe de verre( à briser cette enveloppe de verre en deux sections aéparée», à enfermer lea composante aensiblea à l'intérieur d'au Molma rmn de cea deux sections, et à fendre les deux section* séparé** 4L* manière à las rassembler de nouveau une fois 1«* com-36 gttMmi# sensibles logés à l'intérieur.' L1 invention sera mieux comprise par la description détaillée dtmÊm£(l' ci-après et à l'aide des de sains ci-annexé a dans le «quels : - la Fig. 1 est un diagramme schématique montrant lea composant* intérieurs d'un tube image à rayons X; 25 - la Fig. 2 est une vue extérieure schématique de profil et en élévation d'une enveloppe de verre pour le tube montré sur la Fig. 1 ; - les Figs. 3 et 4 sont deux vues schématiques extérieures de profil et en élévation de deux sections d'enveloppe se raccor- 30 dant mal et placées ensemble pour l'assemblage, et - La Fig. 5 est une vue schématique extérieure de bout et en élévation de deux sections d'ènveloppe se raccordant mal et placées ensemble pour l'assemblage. Se référant maintenant plus en détail aux dessins, on voit 35 sur la Fig. 1 un tube image à rayons X comprenant une enveloppe de verre vidée 1. Pour la clarté du dessin, on n'a pas représenté sur la Fig. 1 plusieurs cavités pénétrant dans l'enveloppe de verre et par lesquelles passent des traversées électriquemént conductrices; non plus qu'un appendice pour le pompage jusqu'au vide, ko et qu'une petite tubulure d'exhaustion. 70 01204 k 2028308 La portion de face du tube comprend un écran d'entrée 2 qui comprend lui-même tin scintillateur placé de manière adjacente à l'enveloppe et une photocathode recouvrant le scintillateur. Le scintillateur comprend une couche mince d'un "phosphore* (matière 5 luminescente) sensible aux rayons X dont le bon fonctionnement peut être altéré s'il est chauffé de manière excessive ou s'il est exposé à certains sous-produits chimiques des combustibles de chauffage enflammés habituellement utilisés. La photocathode comprend une couche d ' antimoniure alcalin. 10 Se référant maintenant à la Fig. 2, on peut voir sur celle- ci que de tels tubes ont été jusqu'ici fabriqués de njpnière typique et assemblés par formation de deux sections d'enveloppe 6 et 7 séparées et en forme de coupe, à partir de deux tubes de verre de même diamètre» L'anode 4, l'écran d'observation 5 et une por-15 tion d*électrode 3 étaient ensuite pis à l'intérieur de la section d'enveloppe 6. Le reste des éléments, autres que l'électrode 3 et le scintillateur, étaient placés à l'intérieur de la section 7» Les deux sections de l'enveloppe étaient alors placées en contact bout à bout et fondues ensemble au moyen d'une flamme de gaz 20 afin de former le joint 8. Plusieurs traversées électriquement conductrices 9 sont montrées symboliquement comme traversant les sections d'enveloppe. XI arrive fréquemment que les surfaces de contact mutuel des sections 6 et 7 ne s'adaptent pas. bien l'une à l'autre, comme 25 on l'a montré d'une manière exagérée à dessein sur les Figs. 3, 4 et 5. Sur la Fig. 3 par exemple, le bord inférieur de la section 6 est incliné vers celui de la section 7« Le résultat de cette désadaptation est l'existence d'un intervalle entre les portions supérieures de ces deux sections. Sur la Fig. 4 le profil est 30 irrégulier sur les bords de chacune des sections d'enveloppe en forme de coupe, ce qui crée également des intervalles entre les pièces posées bout à bout pour leur scellement. Sur la Fig. 5 est représentée une désadaptation entre les contours arrondis des deux sections d'enveloppe, créant un intervalle entre celles—ci. 35 II est évident que dans chacun des cas ainsi illustrés un chauffage important sera nécessaire pour que les intervalles relativement grands se ferment par fusion du verre. Pendant le traitement thermique, des sous-produits dégagés par la flamme employée peuvent pénétrer dans les sections d'enve-40 loppe par les intervalles et contaminer ainsi les composants 70 01204 5 2028308 électriquement sensibles qui /ont logés dans ces sections. La méthode selon la présente invention permet de prévenir la formation des intervalles sus—mentionnés entre les sections de l'enveloppe de verre et de réduire les dimensions de ceux-ci s*il 5 vient à s'en produire. Ceci, bien entendu, a pour effet de faciliter la solution du problème sus-énoncé créé par ipi chauffage intense à la flamme et par la possibilité de contamination chimique. Dans une réalisation de l'invention, un tube de verre obtenu par moulage est mis en forme d'enveloppe de tube image à 10 rayons X. La périphérie de l'enveloppe tubulaire est ensuite usée par rotation du tube contre un objet à bord fortement coupant. i , X Le tube de verre est ensuite mis en rotation avec le bord use circulaire, en même temps qu'il passe dans une flamme de gaz. Cette \ opération a rapidement pour effet d'appliquer à l'enveloppe un j 15 choc thermique dû à la présence de différences de gradient de dila- | tation dans les parties adjacentes du bord usé, ce qui a à son ; tour pour effet de séparer l'enveloppe en deux sections le long du ! S bord usé circulaire. Des composants électroniques internes comprenant un scintilla-20 teur à halogénure de métal alcalin sont ensuite logés à l'intérieur des deux sections. Les deux sections de l'enveloppe sont ensuite mises en contact bout à bout pour reformer l'enveloppe j complète. Si on le désire, des points communs aux deux parties en contact peuvent être repérés en marquant chaque section. Ceci per— 25 met à l'opérateur d'assemblage de replacer les deux sections dans leurs positions relatives antérieures exactes après que les composants sensibles y ont été mis en place, ce qui permet d'obtenir une réadaptation presque parfaite. On fait ensuite tourner l'enveloppe tubulaire en faisant passer les portions en contact bout à 30 bout des deux sections dans une flamme de gaz, réalisant ainsi la fusion ensemble de ces deux sections. Après cela, l'enveloppe est vidée, une couche de matière pour photocathode est déposée sous vide par dessus le scintillateur d'halogénure de métal alcalin, et l'enveloppe est complètement scellée. 35 II doit être bien entendu que la réalisation qui vient d'être décrite est simplement donnée à titre illustratif du principe de l'invention. De nombreuses modifications évidentes peuvent lui être apportées sans sortir de l'esprit et de la portée de l'invention tels qu'ils sont définis par les revendications ci— ko après: I 70 01204 6 2028308 REVENDICATION S 1. - Méthode d'assemblage de dispositif à décharge électronique comportant des composants sensibles logés dans une enveloppe de verre, caractérisée par une suite d'opérations comprenant la formation d'une enveloppe de verre, la rupture de cette 5 enveloppe en au moins deux sections séparables, la misé en placé des composants sensibles dans au moins une desdites deux sections, et le réassemblage par fusion desdites deux sections séparables ayant lesdits composants logés à leur intérieur. 2. - Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce 10 que ladite enveloppe de verre est rompue par une opération d'usure de la surface extérieure de ladite enveloppe fozmant sur celle-ci une marque périphérique et par le chauffage à la flamme de ladite marque périphérique. 3. - Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce 15 que les deux sections séparables sont fondues ensemble dans une opération consistant à placer ces sections en contact bout à bout et à chauffer à la flamme les portions mises bout à bout desdites sections. k. - Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce 20 qu'avant la rupture de l'enveloppe en deux sections, ces sections sont repérées et marquées, après quoi les composants sensibles y sont logés et les deux sections sont réassemblées en contact dans les mêmes positions relatives qu'elles occupaient avant la rupture de l'enveloppe. 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