Brevet FR2210819A1 — publié le 19740712

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de fabrication de tubes électroniques, et, plus particulièrement un procédé d'assemblage des éléments qui les composent. Les différents éléments sont soumis à leur traitement respectif sous vide dans des enceintes séparées,puis stockés dans ces enceintes, lesquelles enceintes sont ensuite mises dans une même enceinte à vide munie de moyens permettant, d'une part de libérer les éléments de leur enceinte respective, et d'autre part d'assembler lesdits éléments. La fabrication des tubes électroniques nécessite par exemple que certains éléments soient dégazés, étuvés, tandis que d'autres doivent être oxydés ou sensibilisés. Des procédés pour faire subir de tels traitements différents aux éléments de tube sont connus de brevets, tels les brevets américains nO 3 243 627 et 3 026 163. Dans'de tels procédés,'les éléments des tubes sont placés dans le vide dans un même équipement dtultra-vide. Les diverses opérations de traitement du tube sont réalisées dans ledit équipement, puis, à laide de techniques appropriées, les deux parties du tube sont scellées sous vide dans le même équipement. Toutes les opérations sont ainsi réalisées dans une même enceinte sous vide, sans remise à l'air entre deux manipulations. La difficulté de telles opérations dans une même enceinte est que le traitement nécessaire à l'un des éléments risque d'avoir un effet indésirable sur un autre élément. Pour un tube photo-électrique pouvant comporter une photocathode par exemple à couche d'argent oxydé de type S1 déposée sur un substrat, ladite couche est activée en lssexposant à de la vapeur de césium. En fait, la vapeur de césium se dépose également sur d'autres éléments du tube, notamment sur les électrodes et ltécran. Ces dépôts indésirables à cause de la faiblesse relative de la fonction de travail de sortie des électrons dans le césium, sont difficiles à éviter. Ces dépôts peuvent être limités en interposant entre source de césium et éléments autres que la photocathode, des jeux de diaphragmes assez compliqués. Ce procédé ne donne toutefois pas entière satisfaction. Pour éviter que le traitement d'un des éléments n'influe d'une manière indésirable sur un autre élément du tube, linven- tion selon le brevet français nO 1 481 832 préconise le traitement des différents éléments dans des enceintes sous vide séparées, et ensuite, la réunion des dites enceintes renfermant les éléments traités dans une meme enceinte où topèrent les opérations d"as- semblage et de scellement. Selon cette invention, chaque enceinte destinée au traitement et au stockage provisoire d'un élément du tube a la forme dtune botte qui comprend un élément creux ayant des extrémités ouverte et fermée, ltextrémité ouverte pouvant eAtre fermée à laide d'un ensemble d'une plaque amovible annulaire reposant sur un épaulement aménagé à ltextrémité ouverte de ltélément creux, sur laquelle plaque, on rapporte une feuille métallique venant se souder sur le pourtour de ltépaulement, tandis qu un espace vide annulaire en forme de gorge subsiste entre la plaque amovible annulaire et la veuille mince. L'ouverture de la boîte se fait en découpant, à l'aide d'un canif, la feuille métallique suivant la gorge annulaire. Une telle ouverture implique pratiquement ltintervention de la main humaine. Lors de l'assemblage, les bottes contenant les différents éléments à assembleur, sont introduites dans une enceinte à vide du genre dit botte à gants, ces gants permettant de saisir chaque boîte et le canif à l'aide des mains par l'intermé- diaire desdits gants. L'utilisation nécessaire de ladite botte à gants présente l'inconvénient que le vide dont on peut disposer n'est que d'une qualité médiocre, ce qui peut être une source de pollution des éléments à réunir. Cette pollution est encore aggravée par le fait que la déchiruredu métal, lors de ltouverture des enceintes, libère des gaz qui sont emprisonnés dans le métal. L'opération dsassemblage, dans l'impossibilité d'effectuer un bon vide dans la botte à gants, nécessite en fait lSintroduc- tion d'un gaz inerte de manière à éviter la pollution des éléments à assembleur, d'où nécessité de pomper le tube après assemblage pour enlever le gaz inerte. Ce pompage nécessite un pompage à deux étages : un pompage primaire à l'aide d'une pompe placée à l'extérieur de la botte à gants permettant d'amorcer un pompage secondaire à l'aide d'une pompe à ions reliée au tube et placée à l'intérieur de X botte à gants. La présence du tube et de cette pompe à ions à l'intérieur même de l'enceinte où s'effectue l'as- semblage des éléments du tube présente des risques certains de pollution desdits éléments. L'utilisation d'un tel procédé et d'un tel appareillage ne peut se concevoir lorsqu'il s'agit par exemple de fabriquer des tubes photo-émetteurs comportant des éléments de type Ga As, Ga In As ou encore des photocathodes de type S20 ou S25 très sensibles à la présence de toute impureté, comme il est indiqué dans de nombreux articles de l'ouvrage "Residual Gases in electronic Tubes" éditeurs T.A. Giorgi et P. Della Porta,Academic Press London and New-York, par exemple page 335J article de M. Jedlicvda. Le procédé et l'appareillage selon la présente invention ntont pas les mêmes inconvénients. Elle prévoit, elle aussi, ltas- semblage d'éléments de tubes préalablement traités et stockés dans des enceintes séparées en verre qui sont ensuite réunies~dans une mebme enceinte à vide où, lesquellés enceintes séparées sont ouvertes et les éléments du tube extraits de ces dernières enceintes. Mais, au cours de ces opErations, la main humaine n'a pas à intervenir directement pour saisir les enceintes séparées et les éléments du tube. L'enceinte à vide n1 est plus alors une botte à gants permettant un vide relativement médiocre, mais une enceinte permettant de faire régner un ultra-vide (de l'ordre de 10'9 torr). Il ntest donc plus nécessaire d'introduire- à l'intérieur de enceinte un gaz inerte pendant I'op8ration d'assemblage, donc également non plus une pompe secondaire pour pomper le tube. De plus, les éléments du tube sont libérés de leur enceinte séparée après une cassure de verre qui ne libère pas autant de gaz qu'une déchirure de métal. La pollution des éléments après leur stokage dans des enceintes séparées et réunion dans une mme enceinte est alors évitée. La présente invention fait usage d'enceintes séparées en verre avec dispositif d'ouverture faisant ltobJet du brevet fran çais n 2 086 617. Ces enceintes dites séparées, une fois mises en place'dans lXeceinte commune, de même que leur dispositif dtouverture, peuvent être manoeuvrées de 1 ltextérieur à ladite en- ceinte commune. Les éléments du tube à assembler font éventuellement corps avec certaines parties de leur enceinte respective dite séparée et certaines parties de ces éléments se- confondent avec certaines parties de leur enceinte dité séparée, lesquelles sont aussi manoeuvrables de l'extérieur au cours de l'opération d'assemblage des différents éléments du tube. Selon la présente invention, il est mis'au point un procédé de fabrication de tubes électroniques remarquable en ce que les éléments de tube sont enfermés chacun dans une enceinte séparée et fermée sous vide où ils subissent-chacun leur traitement physico-chimique propre et en ce que les enceintes séparées sont ensuite réunies dans une-même enceinte sous vide, les éléments de tubes étant alors extraits desdites enceintes séparées, puis réunis et assemblés afin de former le tube, les manipulations des enceintes séparées et des éléments de tubes à l'intérieur de l'en- ceinte commune étant assurées à l'aide de moyens mécaniques commandés de l'extérieur. L'invention se caractérise encore par le dispositif de mise en oeuvre de ce procédé. Celui-ci est remarquable en ce que combine l'utilisation comme enceintes dites séparées d'enceintes formées de deux parties vitreuses et d'une bague métallique intermédiaire réunies par soudure verre métal, ces enceintes pouvant être ouvertes par simple torsion effectuée sur la bague, avec l'utilisation de moyens pour effectuer cette torsion, sortir les éléments des dites enceintes séparées et assembler lesdits éléments, la commande desdits moyens étant située à lssextérieur de l'enceinte à vide d'assemblage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins ci-annexés. Pour simplifier, le tube choisi est un tube de détection photo-électrique à optique de proximité comportant seulement deux éléments : une photocathode et un écran fluorescent. Il va de soi que le procédé et le dispositif s'étendent à tout autre tube comportant un nombre plus grand d'éléments. Dans les dessins - la figure 1, représente l'enceinte séparée où s'effectue le traitement de la photocathode. - la figure 2, représente l'enceinte séparée où s'effectue le traitement du corps du tube et de l'écran. - la figure , représente le dispositif d'assemblage des éléments du tube en commencement d'opération. - la figure 4, représente le dispositif d'assemblage des éléments du tube en fin d'opération. Sur la figure 1, le corps d'enceinte 10 en verre comporte à une extrémité un orifice de pompage 11. L'autre extrémité est fermée à l'aide de l'ensemble des pièces 12, 13 et 14, à savoir 12 un anneau métallique en dilver P par exemple, de faible épaisseur pouvant subir une torsion, 13 une plaquette en matériau transparent servant de support à une photocathode à élaborer- dans l'en- ceinte , 14 une pièce servant de monture à la pièce 13 ; les liaisons entre les pièces 12, 13, 14 sont étanches au vide ; la pièce 12 est soudée au verré de enceinte 10. Une torsion exercée sur'le pourtour de ltanneau 12 permettra de séparer ltencein- te 10 de l'anneau 12 par décollemént de la soudure suivant 15. A l'intérieur de l'enceinte, on a représenté, à titre dtexem- ple, pour former la photocathode un évaporateur de matériau alcalin 16 alimenté en énergie électrique à l'aide des bornes 17 et un évaporateur de matériau tel que l'antimoine à laide creuset 18 alimenté à partir des bornes 19. Les opérations de formation de la photocathode opèrent après avoir fait le vide par pompage et avoir scellé le tube en-11. Sur la figure 2 on a représenté l'enceinte où se formera le corps du tube photo-électrique et l'écran. Les éléments numérotés de 20 à 25 sont respectivement analogues à ceux représentés à la figure I'ét numérotés de 10 à 15, mais sont relatifs à l'écran du tube, 26 représente une source d'électrons servant au bombardement électronique du corps de tube pour nettoyage, alimenté à l'aide des bornes 27. Le décollement'de soudure peut s'effectuer suivant 25. Sur la figure 3, les enceintes 10 et 20 fermées sous vide contenant les éléments prétraités du tube sont réunies dans une enceinte dans laquelle on peut faire le vide. Cette enceinte est constituée de la cloche 30 munie d'un hublot 31t transparent et du plateau 32. Cette cloche s'appuie par son rebord 31 sur le plateau 32 dtune manière étanche. Le plateau 32 comporte un passage étanche 33 pour canalisation de pompage et un autre passage étanche 34 pour le coulisseau 35, d'un vérin placé à l'extérieur de l'enceinte. Selon ce mode de réalisation, les deux enceintes sont rendues solidaires chacune d'un plateau, l'un 36 étant fixe et l'autre 37 étant mobile, les deux plateaux étant parallèles entre eux et au'plateau 32. Les deux plateaux sont reliés à deux tiges 38 et 39 de direction normale aux plateaux 36 et 37 et solidaires du plateau 32. La tige 38 sert de guide au plateau"37 au cours de son mouvement vers le plateau 36 grâce à la glissière 39 dont il est muni. On prend soin de disposer les enceintes 10 et 20 de manière que le corps de tube 24 et le support de photocathode 14, aient même axe de révolution; Lors du mouvement du plateau 37 vers le haut, après décollement des soudures 15 et 25, le corps de tube 24 vient s'appliquer sur le support de photocathode 14 entre lesquéls on a pris soin d'intercaler un joint d'indium pour réaliserltétanchdité par pression à froid. La tige 39 sert deasupport à des moyens de manipulations dont les commandes sont extérieures à Enceinte et qui ne sont pas représentées pour la facilité du dessin. Parmi ces moyens, on a prévu des fourchettes orientables autour de la tige 39, telles que 40 pour réaliser, par torsion, le décollement des soudures suivant 15 ou 25, des enceintes 10 et 20 sur les anneaux 12 et 22, des pinces également orientables autour de la tige 39, telles que 41, permettent dessaisir les enceintes 10 et 20 et de les amener dans des positions où elles ne font plus obstacle au rapprochement de 24 avec 14.- Ainsi, à l'aide de ces pinces orientables, les enceintes 10 et 20 peuvent occuper, au cours de l'opération dtassemblage, les positions 10' et 20'. Cette opération d'assemblage est représentée sur la figure 4 dans sa phase finale. Les deux éléments du tube y sont représentés réunis à la suite du mouvement du plateau 37 vers le plateau 36 dû au coulisseau 35 se déplaçant dans le sens de la flèche 42 sous la pression exercée par le vérin extérieur à l'enceinte. Les pièces 24 eut 14 sont alors soudées par suite de ltécrasement du joint d'indium intercalé entre ces deux dernières. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de tubes électroniques au cours duquel les éléments des tubes sont placés dans des enceintes séparées sous vide pour y subir leur propre traitement physico-chimique > lesdites enceintes étant ensuite placées dans une enceinte commune, les éléments de tubes étant alors extraits des dites enceintes séparées, puis réunis et assemblés afin de former le tube, caractérisé en ce que toutes les opérations d'ouverture desdites encein- tes séparées et leurs manipulations ainsi que celles des éléments de tube postérieures à cette ouverture, steffeckuent alors que le vide règne dans enceinte commune et en ce que lesdites opérations d'ouverture et manipulations sont commandées de l'extérieur à l'enceinte commune. 2. Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce quil combine l'utilisation comme enceintes dites séparées d'enceintes formées chacune de deux parties vitreuses et d'une bague métallique intermédiaire réunies par soudure verre métal, ces enceintes pouvant être ouvertes par simple torsion effectuée sur la bague avec l'utilisation de moyens pour effectuer cette torsion ainsi que de moyens pour extraire les éléments desdites enceintes séparées et pour assembler lesdits éléments, la commande de tous ces dits moyens étant située à l'extérieur de l'enceinte à vide. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'une des parties vitreuses des enceintes dites séparées est solidaire de l'un des éléments de tube et constitue l'une des parties du tube.