Brevet FR2706448A1 — publié le 19941223

Procédé pour réaliser une liaison brasée étanche aux gaz et application du procédé à la fabrication de composants comportant un boîtier étanche au vide L'invention concerne le domaine des systèmes électroniques placés sous vide et peut être appliquée à la fixation par brasage, étanche aux gaz, d'une pièce de cuivre sur une pièce céramique moyennant l'utilisation d'une brasure. L'établissement de liaisons brasées étanches aux gaz entre une pièce céramique et une pièce en cuivre est usuel par exemple dans des tubes de 1o grande puissance et dans des tubes interrupteurs à vide. Pour des tubes interrupteurs à vide, on connaît une technique de brasage, lors de laquelle on fixe par brasage une plaque céramique en aboutement sur un boîtier en cuivre en forme de capuchon, technique pour laquelle on exécute par conséquent ce qu'on appelle un brasage à découpage. On métallise tout d'abord la plaque céramique au niveau de la zone de la liaison brasée. Pour réaliser la liaison brasée, on applique, dans la zone de jonction entre la pièce en cuivre et la pièce céramique, une bague de brasure, qui fond lors du traitement thermique nécessaire pour le brasage, la brasure reliant entre elles la pièce en cuivre et la pièce céramique au niveau de leurs surfaces limites. (EP O 040 933 B1, figures 7 et 8). Il est usuel d'utiliser comme brasure ce qu'on appelle des brasures formées d'un eutectique cuivre-argent, qui sont présentes par exemple sous la forme d'une feuille ou d'une bague formée d'un fil ("Handbuch der Vakuumelektronik", Josef Eichmeier et Hinrich Heynisch, R. Oldenbourg-Verlag M nchen/lVien, 1989, page 22). Pour réaliser une liaison brasée entre une pièce céramique et une pièce métallique, par exemple pour réaliser une liaison brasée étanche aux gaz et solidement fixée lors de la fabrication d'un tube interrupteur à vide, on connaît une technique de brasage, selon laquelle après métallisation de la pièce céramique on dépose, au niveau de la liaison brasée, une première couche d'argent, puis une autre couche de cuivre. Après réunion des pièces devant être réunies, il se produit, 2 2706448 dans les conditions de brasage, la formation d'un alliage cuivre/argent homogène, qui forme la brasure proprement dite. - En particulier, pour fixer par brasage une tôle de cuivre sur une pièce céramique, il est en outre prévu de déposer uniquement de l'argent selon une technique galvanique sur la pièce céramique métallisée. Lors du chauffage des pièces à réunir, à 961 C, il se forme alors, dans la zone de la tôle de cuivre, un eutectique possédant un point de fusion égal à environ 780 C (DE 38 24 900 A1). - Cette technique de brasage, lors de laquelle par conséquent on utilise la couche superficielle de la pièce en cuivre au niveau de la zone de liaison pour former la brasure proprement dite, semble appropriée seulement pour des brasages en bout, mais pas pour des brasages à découpage. A partir d'un procédé pour fabriquer une liaison brasée étanche aux gaz entre une pièce céramique et une pièce de cuivre, selon lequel on métallise tout d'abord la pièce céramique au niveau de la zone de brasage et selon lequel on applique ensuite la pièce de cuivre sur la pièce céramique et on la relie à cette dernière au moyen d'une brasure formée par un eutectique de cuivre-argent moyennant l'application d'un traitement thermique (DE 38 24 900 A1), l'invention a pour but de simplifier et d'améliorer l'établissement d'une telle liaison brasée au moyen de la préparation d'une quantité assez importante de brasure. Pour résoudre ce problème, il est prévu, conformément à l'invention, d'appliquer galvaniquement une couche d'argent sur la pièce de cuivre avant le traitement thermique, aussi bien au niveau de la zone de brasage que dans des zones superficielles qui jouxtent la zone de brasage proprement dite. Dans un tel mode opératoire, il est inutile de réaliser une association, souvent très difficile, entre la brasure et la zone de brasage. Grâce à l'insertion d'une couche superficielle plus étendue de la pièce de cuivre en tant que composant d'un alliage eutectique, qui se forme uniquement pendant l'opération de brasage, la mise en oeuvre de l'opération de brasage, y compris le dépôt galvanique de la couche d'argent, dont l'épaisseur peut être située dans la gamme de 2 à 100 mm en fonction de la surface de brasage ou de la géométrie de la pièce en cuivre, est fortement simplifiée. En particulier, dans le cas de brasages à découpage, on obtient de cette manière une quantité suffisamment importante de brasure. Dans des cas particuliers d'application, il est possible d'utiliser simultanément l'opération de brasage pour relier la pièce de cuivre et la pièce céramique simultanément pour l'établissement d'autres liaisons brasées, 3 2706448 notamment pour la réunion de la pièce en cuivre à d'autres pièces métalliques. Dans ces cas, la pièce en cuivre peut comporter dans son ensemble une couche d'argent. En particulier, dans le cas de la fabrication de tubes interrupteurs à vide, c'est-à-dire de composants possédant un boîtier étanche au vide, on peut fixer simultanément par brasage la pièce en cuivre, lorsqu'elle constitue un capuchon du boîtier ou une bride du boîtier, au soufflet et à un coussinet de palier utilisé pour l'introduction de la broche de contact mobile. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après, prise en référence aux dessins 1o annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente une partie d'un tube interrupteur à vide, dans la zone de la pièce de contact mobile; - les figures 2 et 3 montrent, selon une vue schématique, des pièces, à réunir par brasage, d'un tube interrupteur à vide dans la zone d'introduction de la pièce de contact mobile; et - la figure 4 représente également selon une vue schématique, des pièces métalliques d'un tube interrupteur à vide, qui sont reliées directement ou indirectement à des pièces céramiques. La figure 1 représente, d'une manière partielle, un tube interrupteur à vide, dont le boîtier comporte un élément cylindrique 1, l'isolateur céramique annulaire 2 et le capuchon 3 du boîtier. La broche de contact 4 de la pièce de contact mobile 5 traverse le capuchon 3 du boîtier. Un soufflet 6 relie la broche de contact 4, d'une manière étanche au vide, au capuchon 3 du boîtier. Le capuchon 3 du boîtier est en outre raccordé à un coussinet de palier 7, qui loge le palier 8 pour la broche de contact 4. Le capuchon 3 du boîtier est réalisé en cuivre et est, d'une part, fixé par brasage en bout à un isolateur céramique 2. En outre, il est fixé par brasage en bout à une extrémité du soufflet 6, qui est réalisé en acier, et est également fixé par brasage au coussinet de palier 6, qui est réalisé en un alliage de cuivre. Pour préparer l'opération de brasage, on applique, d'une part, une métallisation non représentée ici de façon détaillée sur l'isolateur céramique au niveau de la zone de brasage et en outre on applique une couche d'argent possédant une épaisseur d'environ 20 mm, déposée galvaniquement, sur l'ensemble du capuchon 3 du boîtier en cuivre. Pour une température de brasage d'environ 800 C, la couche 4 2706448 d'argent forme avec la couche superficielle du capuchon 3 du bottier un alliage eutectique, qui agit en tant que brasure au niveau des différentes zones de brasage. De cette manière, le capuchon 3 du boîtier est fixé par brasage aussi bien à l'isolateur céramique 2 qu'à une extrémité du soufflet 6 ainsi qu'au coussinet de palier 7, en une étape opératoire. Les figures 2 et 3 représentent différents cas d'application avant l'exécution de l'opération de brasage. Conformément à la figure 2, on applique partiellement sur un capuchon en cuivre 10 une couche d'argent 20 déposée galvaniquement et représentée par une ligne en trait mixte. Le capuchon en cuivre 10 est placé sur la surface frontale d'un isolateur céramique cylindrique 11. Ce dernier comporte, au niveau de sa surface frontale, une métallisation 21. En outre, un soufflet 12 est disposé de telle sorte qu'il s'applique en bout contre le capuchon du boîtier, par l'une de ses extrémités réalisées sous la forme d'un embout cylindrique. Conformément à la figure 3, un capuchon 13 du boîtier en cuivre, qui porte essentiellement une couche d'argent 20 uniquement sur sa surface intérieure, est relié sur une certaine étendue en surface à la surface frontale de l'isolateur céramique 11. On fixe par brasage en bout un soufflet 12 au capuchon en cuivre 13. Conformément à la figure 4, on relie entre eux deux isolateurs céramiques 1 1 et 14 au moyen d'une bague intermédiaire 15 ainsi qu'aux capuchons contigus 10 et 13 du boîtier. La bague intermédiaire 15 doit être reliée en supplément à un écran 16 et le capuchon 13 du boîtier doit être relié en supplément à une bague formant écran 17. En outre, il est prévu de relier le soufflet 12 au capuchon 10 du boîtier. A cet effet, les capuchons 10 et 13 du boîtier ainsi que la bague intermédiaire 15 sont réalisés en cuivre. Les capuchons 10 et 13 du boîtier comportent sur une étendue partielle et la bague intermédiaire 15 comporte sur toute sa surface une couche d'argent 20 déposée galvaniquement. L'écran 16 et la bague formant écran 17 sont également réalisés en cuivre, tandis que le soufflet 12 est réalisé en un acier spécial, qui peut être pourvu d'une couche très mince d'un métal précieux, notamment d'un revêtement d'or, au niveau de la zone de brasage. Dans le cas d'un tel agencement du boîtier ou d'un tube interrupteur à vide, on peut par conséquent réaliser, en une seule étape de travail, sept liaisons brasées, sans utiliser à cet effet des bords de brasage particuliers. 2706448 REVENDICATIONS 1. Procédé pour fabriquer une liaison brasée étanche aux gaz entre une pièce céramique et une pièce de cuivre, selon lequel on métallise tout d'abord la pièce céramique au niveau de la zone de brasage et selon lequel on applique ensuite la pièce de cuivre sur la pièce céramique et on la relie à cette dernière au moyen d'une brasure formée par un eutectique de cuivre-argent moyennant l'application d'un traitement thermique, caractérisé par le fait qu'on applique galvaniquement une couche d'argent (20) sur la pièce de cuivre (10,13,15) avant le traitement thermique, aussi bien au niveau de la zone de la liaison brasée que dans des zones superficielles qui jouxtent la zone de la liaison brasée proprement dite. 2. Application du procédé selon la revendication 1 pour la fabrication d'un composant comportant un boîtier étanche au vide, le boîtier possédant un élément en cuivre, caractérisée par le fait qu'on dépose la couche d'argent (20) également sur des parties de la pièce de cuivre (10,13,15), sur lesquelles d'autres pièces métalliques (6,16,17) sont fixées en supplément par brasage à la pièce de cuivre, et que la fixation par brasage des pièces métalliques sur la pièce de cuivre s'effectue en même temps que la fixation par brasage de la pièce céramique (11,14) sur la pièce de cuivre.