DE2362448A1 - METHOD OF MANUFACTURING A SEAL GAS-FILLED HOUSING - Google Patents

METHOD OF MANUFACTURING A SEAL GAS-FILLED HOUSING

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DE2362448A1 DE19732362448 DE2362448A DE2362448A1 DE 2362448 A1 DE2362448 A1 DE 2362448A1 DE 19732362448 DE19732362448 DE 19732362448 DE 2362448 A DE2362448 A DE 2362448A DE 2362448 A1 DE2362448 A1 DE 2362448A1
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John Louis Janning
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    • H01J9/245—Manufacture or joining of vessels, leading-in conductors or bases specially adapted for gas discharge tubes or lamps
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Description

THE NATIONAL CASH REGISTER COMPANY Dayton, Ohio (V.St.A.) PatentanmeldungTHE NATIONAL CASH REGISTER COMPANY Dayton, Ohio (V.St.A.) patent application

Unser Az.: 1833/GermanyOur reference: 1833 / Germany

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES DICHTEN GASGEFÜLLTEN GEHÄUSESMETHOD OF MANUFACTURING A SEAL GAS-FILLED HOUSING

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur· Herstellung eines dichten gasgefüllten Gehäusess nach welchem im Gehäuse eine Zugangsöffnung gebildet, das Gehäuse evakuiert und mit Gas gefüllt, dann die Zugangsöffnung verschlossen und dadurch das Gas im Gehäuse eingeschlossen wird. Weiter betrifft die Erfindung ein nach einem solchen Verfahren hergestelltes Gehäuse.The invention relates to a process for preparing a dense gas-filled · s housing to which an access opening formed in the housing, evacuating the housing and filled with gas, then sealed the access opening and thereby the gas is enclosed in the housing. The invention also relates to a housing produced by such a method.

Bei einem bekannten Verfahren zum Herstellen bzw. Abdichten von Gasgehäusen wird zum Evakuieren und Füllen ein Rohrstutzen verwendet, der nach dem Gasfüll-Vorgang durch Erwärmen bis zum dichten Verschluß eingeschnürt und dann abgeschnitten wird. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß von dem Stutzen auch nach dem Abschneiden noch ein vom Gehäuse abstehender Stutzenrest verbleibt, welcher der Gefahr einer Beschädigung ausgesetzt ist.In a known method for producing or sealing gas housings, for evacuation and Filling a pipe socket used after the gas filling process is constricted by heating until it is tightly sealed and then cut off. This procedure has the disadvantage that, even after cutting off, a remnant of the connecting piece protruding from the housing remains, which is exposed to the risk of damage.

Durch die Erfindung soll .die Aufgabe gelöst werden, eine Verletzung des gasdichten Gehäuseverschlusses zu vermeiden.The object is to be achieved by the invention to avoid damaging the gas-tight housing lock.

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409829/067Δ409829 / 067Δ

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß vor den Evakuier- und Gasfül!vorgängen in oder auf der Zugangsöffnung ein Verschlußelement aus verschmelzbarem Material angeordnet wird, das eine solche Form und Größe hat, daß es über die Zugangsöffnung Gas in und aus dem Gehäuse läßt, daß dann nach den Evakuier- und Gasfüllvorgängen das Verschlußelement derart erweicht bzw. geschmolzen wird, daß es die Zugangsöffnung gasdicht verschließt.This object is achieved according to the invention in that before the evacuation and gas filling! Processes in or a closure element of fusible material is arranged on the access opening which has such a Has the shape and size that it lets gas into and out of the housing via the access opening, which then after the evacuation and gas filling processes so soften the closure element or is melted that it closes the access opening gas-tight.

Das Zuschmelzen kann dadurch bewirkt werden, daß je nach Erfordernis der besonderen Konstruktion entweder die gesamte Anordnung oder nur das Verschlußelement örtlich erwärrat wird.The melting can be effected by that, depending on the requirements of the particular construction, either the entire arrangement or only the closure element is locally heated.

An Hand der Zeichnungen werden mehrereOn the basis of the drawings several

Ausführungsformen der Erfindung als Beispiele beschrieben. Hierbei wird die Herstellung des Gasgehäuses eines Plasmaanzeigepanels erörtert, das normalerweise aus Glas besteht und zwei mit Abstand voneinander angeordnete Glasplatten enthält, die an ihren Rändern gasdicht miteinander verbunden sind. Die Zeichnungen zeigen:Embodiments of the invention described as examples. This involves manufacturing the gas housing of a plasma display panel discussed, which is usually made of glass and two spaced apart sheets of glass contains, which are connected to one another in a gas-tight manner at their edges. The drawings show:

Figuren IA und IB eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung bei Verwendung eines gasgefüllten Gehäuses mit einem aus einem Glasklumpen bestehenden Verschlußelement zum Abdichten der Zugangsöffnung des Gehäuses,Figures IA and IB a schematic sectional view a first embodiment of the invention when using a gas-filled housing with a a sealing element consisting of a lump of glass for sealing the access opening of the housing,

Figuren 2A und 2B eine schematische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform nach der Erfindung bei Verwendung eines Glasklumpen als Verschlußelement in einer Konstruktion, bei welcher ein länglicher Füllstutzen verwendet wird, undFIGS. 2A and 2B show a schematic sectional view of a second embodiment according to the invention when using a glass lump as a closure element in a construction in which an elongated filler neck is used, and

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• 7362448• 7362448

Figuren 3A bis 3C eine dritte Ausführungsform der Erfindung bei Verwendung eines aus schmelzbarem Metall oder einer schmelzbaren Legierung bestehenden Verschlußelementes, welches bei den Fällen verwendet werden kann, bei denen die Behandlungstemperaturen unterhalb des Schmelzpunktes von Glas gehalten werden müssen»FIGS. 3A to 3C show a third embodiment of the invention using one made of fusible metal or a fusible alloy closure element, which can be used in cases at which the treatment temperatures must be kept below the melting point of glass »

Die Figuren IA und IB zeigen eineGehäuse 10, das aus zwei mit Abstand voneinander angeordneten Platten 11A und HB und Randdichtungen bzw. Abstandshaltern HC gebildet ist, die einen Raum 11 einschließen. Durch die Platte HA erstreckt sich eine sich zum Gehäuseinneren hin verjüngende Zugangsöffnung 12. Ein Glasklumpen 15, der einen größeren Querschnitt hat als der kleinste Öffnungsquerschnitt der Zugangsöffnung, wird in bzw. auf diese Öffnung gesetzt, das Gehäuse und der Glasklumpen werden dann in eine Vakuumkammer eingebracht, wonach dann das gewünschte Vakuum hergestellt wird«, Der Klumpen9 der das gewünschte Verschlußelement bildet, hat kleine Oberflächenunregelmäßigkeiten, durch welche Luft oder andere Gase in das Gehäuse oder aus dem Gehäuse heraus strömen können, welches dann in einer Vakuumkammer auf einen Druck von beispielsweise 10~ Torr evakuiert wird. Das evakuierte Gehäuse und der Verschlußklumpen werden in der Vakuumkammer auf eine Temperatur von beispielsweise 38O0C für mehrere Stunden erwärmt, so daß die meisten Verunreinigungen herausgebacken werden, und es wird das gewünschte Gas oder Gasgemisch mit einem unteratmosphärischen Druck in den Hohlraum 10 eingelassen, der ungefähr dem 2Il/2fachen des in dem fertig verschlossenen Gehäuse gewünschten Druck entspricht.FIGS. IA and IB show a housing 10 which is formed from two plates 11A and HB arranged at a distance from one another and edge seals or spacers HC which enclose a space 11. An access opening 12 which tapers towards the interior of the housing extends through the plate HA. A glass lump 15, which has a larger cross-section than the smallest opening cross-section of the access opening, is placed in or on this opening, the housing and the glass lump are then placed in a vacuum chamber introduced, after which the desired vacuum is created. " The lump 9 that forms the desired closure element has small surface irregularities through which air or other gases can flow into the housing or out of the housing, which is then in a vacuum chamber to a pressure of for example 10 ~ Torr is evacuated. The evacuated housing and the closure lump be heated in the vacuum chamber to a temperature of, for example, 38O 0 C for several hours, so that most of the impurities are baked, and it is introduced to the desired gas or gas mixture with a sub-atmospheric pressure in the cavity 10, the approximately corresponds to the 2 I l / 2 times the desired in the finished sealed casing pressure.

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Die Temperatur wird dann gemäß der Erfindung auf 45O0C erhöht, während das Gehäuse unter Vakuum bleibt, wobei diese erhöhte Temperatur den Klumpen zum Schmelzen bringt, so daß er die Zugangsöffnung 12 verschließt. Die gesamte Anordnung läßt man dann langsam bis auf Raumtemperatur abkühlen, was ungefähr 3 Stunden dauert. Das Gehäuse wird dann entnommen und ist fertig für die Verwendung.The temperature is then raised to the invention to 45O 0 C in accordance while the housing remains under vacuum to provide this elevated temperature causes the lumps to melt so that it closes the access opening 12th The entire assembly is then allowed to slowly cool to room temperature, which takes about 3 hours. The case is then removed and ready for use.

Die in den Figuren 2A und 2B dargestellte Ausfiihrungsform der Erfindung ist für die Anwendungen gedacht, bei welchen zum Evakuieren und Füllen des Gehäuses immer noch ein Füllstutzen erforderlich ist, der unmittelbar an der Glasplatte HA befestigt werden kann, indem das eine Ende des Stutzens 16 zum Schmelzen gebracht und über der Zugangsöffnung 12 auf die Platte HA aufgesetzt wird. Danach wird der Glasklumpen 15 in den Füllstutzen 16 eingefügt und in oder auf der Zugangsöffnung 12 positioniert. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung braucht das Gehäuse nicht in eine Vakuumkammer eingesetzt zu werden, da es unmittelbar über den Füllstutzen evakuiert und mit Gas gefüllt werden kann. Das gesamte Gehäuse wird dann bei 38O0C für mehrere Stunden gebacken. Der Füllstutzen und das Verschlußelement werden dann örtlich auf ungefähr 450 C erwärmt, damit das Verschlußelement in die verjüngte Zugangsöffnung 12 hineinschmilzt. Danach läßt man die Anordnung abkühlen. Der Stutzen 16 wird abgeschnitten oder abgebrochen und der Stutzenrest wird glatt abgeschliffen, damit jegliche Vorsprünge vermieden werden.The embodiment of the invention shown in Figures 2A and 2B is intended for those applications in which a filler neck is still required for evacuating and filling the housing, which can be attached directly to the glass plate HA by connecting one end of the neck 16 to the Melting is brought and placed over the access opening 12 on the plate HA. Thereafter, the glass lump 15 is inserted into the filler neck 16 and positioned in or on the access opening 12. In this embodiment of the invention, the housing does not need to be inserted into a vacuum chamber, since it can be evacuated and filled with gas directly via the filler neck. The entire housing is then baked at 38O 0 C for several hours. The filler neck and the closure element are then heated locally to approximately 450 ° C. so that the closure element melts into the tapered access opening 12. The assembly is then allowed to cool. The nozzle 16 is cut off or broken off and the remainder of the nozzle is ground off smooth so that any protrusions are avoided.

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Bei den Anwendungen, bei denen eine Temperatur, die Glas zum Schmelzen bringen würdes nicht zulässig ist, kann ein Metall oder eine Legierung mit niedrigerem Schmelzpunkt als Verschlußelement verwendet werdens vorzugsweise mit einem zusätzlichen Bindemittel an den gesamten üffnungsflachen. Die in den Figuren 3A bis 3C dargestellte Aüsführungsform der Erfindung betrifft einen solchen Anwendungsfall. Vor dem Befestigen an der Platte 11B wird in der Platte HA durch Bohren oder Sandstrahlbehandlung die sich verjüngende Zugangsöffnung 12 gebildet und auf sowie um diese Zugangsöffnung 12 wird eine dünne Schicht einer Seidensieb-Paste als Bindemittel aufgebracht. Diese Paste wird in an sich bekannter Weise gebrannt, damit sie sich fest mit dem Glas, des Gehäuses-verbindet. ' Die Platte HA wird gebrannt, bevor sie mit der Platte HB verbunden wird, weil bei der hier beschriebenen Ausführungsform die zum Brennen erforderliche Temperatur höher ist als die zum Verbinden der beiden Platten erforderliche Temperatur. Wenn das Einbrennen der Paste nach dem Zusammenfügen vorgenommen würde, dann würde das Bindemittel schmelzen und die Platten trennen. Danach wird ein Klumpen aus Metall oder einer Metallegierung als Verschlußelement 19 auf der Zugangsöffnung 12 positioniert und eingeschmolzen, nachdem das Gehäuse entsprechend den mit Bezug auf die Figuren IA und IB beschriebenen Evakuier- und Füllvorgängen evakuiert und mit Gas gefüllt wurde« S are in the applications in which bring a temperature for melting glass would s is not allowed may be a metal or an alloy having a lower melting point is used as closure element preferably with an additional binder in the total üffnungsflachen. The embodiment of the invention shown in FIGS. 3A to 3C relates to such an application. Before it is attached to the plate 11B, the tapered access opening 12 is formed in the plate HA by drilling or sandblasting, and a thin layer of a silk screen paste is applied as a binding agent on and around this access opening 12. This paste is fired in a manner known per se so that it bonds firmly to the glass of the housing. The plate HA is fired before it is joined to the plate HB because, in the embodiment described here, the temperature required for firing is higher than the temperature required to join the two plates. If the paste were baked after assembly, the binder would melt and separate the panels. A lump of metal or a metal alloy is then positioned as a closure element 19 on the access opening 12 and melted down after the housing has been evacuated and filled with gas in accordance with the evacuation and filling processes described with reference to FIGS.

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Eine geeignete Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt ist beispielsweise ein unter dem Warennamen CERROSEAL-35 von Cerro De Pasco Corp., New York, New York, hergestelltes Produkt. Die Silberpaste kann ein unter dem Warennamen ELECTRO-SCIENCE No. 590 von Electro-Science Labs, Philadelphia, Pennsylvania, hergestelltes Produkt sein.A suitable low melting point alloy is, for example, a tradename CERROSEAL-35 from Cerro De Pasco Corp., New York, New York, manufactured product. The silver paste can be sold under the trade name ELECTRO-SCIENCE No. 590 from Electro-Science Labs, Philadelphia, Pennsylvania.

Die gemäß der Erfindung im Siebdruck aufgebrachte Paste kann bei einer Temperatur von 55O0C für eine Stunde gebrannt werden. Gemäß der Erfindung kann auch die im folgenden aufgeführte Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt verwendet werden:The invention in the screen-printed according paste can be fired at a temperature of 55O 0 C for one hour. According to the invention, the following low melting point alloy can also be used:

Material GewichtsteiIe Wismuth 50,0 Material parts by weight bismuth 50.0

Zinn 13,3Tin 13.3

Blei 26,7Lead 26.7

Kadmium 10,0Cadmium 10.0

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Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: f IoJ Verfahren zur Herstellung eines,dichten gasgefüllten Gehäuses, nach welchem im Gehäuse eine Zugangsöffnung gebildet, das Gehäuse evakuiert und mit Gas gefüllts dann die Zugangsöffnung verschlossen und dadurch das Gas im Gehäuse eingeschlossen wird8 dadurch gekenn.-zei chnet, daß vor den Evakuier- und Gasfüllvorgängen in oder auf der Zugangsöffnung ein VerschTußelement aus schmelzbarem Material angeordnet wird» das eine solche Größe und Form hat, daß es über die Zugangsöffnung Gas in und aus dem Gehäuse läßt, und daß dann nach den Evakuier- und Gasfüllvorgängen das Verschlußelement derart erweicht bzw. geschmolzen wird» daß es die Zugangsöffnung gasdicht verschließt. f Io J process for producing a dense gas-filled housing, after which formed in the casing an access opening, evacuating the housing and then sealed with gas gefüllts the access opening and thereby trapped gas in the housing 8 characterized gekenn.-zei seframe that before the Evacuation and gas filling processes in or on the access opening a closure element made of fusible material is arranged which is of such a size and shape that it allows gas into and out of the housing via the access opening, and then after the evacuation and gas filling processes the closure element in such a way is softened or melted »that it closes the access opening in a gas-tight manner. 2. Verfahren nach Anspruch I9 dadurch gekennzeichnet, daß die Zugangsöffnung zum Gehäuseinneren hi rs sich verjüngend ausgebildet wird.2. The method according to claim I 9, characterized in that the access opening to the housing interior hi rs is tapered. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2S dadurch gekennzeichnet, daß als Verschlußelement ein Materialklumpen bzw. -klümpchen verwendet und dieses vor dem Schmelzen teilweise innerhalb der Zugangsöffnung positioniert wird»3. The method according to claim 1 or 2 S, characterized in that a lump or lump of material is used as the closure element and this is partially positioned within the access opening before melting » 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3-, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl für das Gehäuse als auch für das Verschlußelement Glas oder ein im wesentlichen aus Glas bestehendes Material verwendet wird. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that both for the housing glass or a material consisting essentially of glass is also used for the closure element. 12.12.197312/12/1973 409829/067 4409829/067 4 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für das Gehäuse ein ganz oder im wesentlichen aus Glas bestehendes Material und für das Verschlußelement ein Metall oder eine Metalllegierung verwendet wird, die einen niedrigeren Schmelzpunkt als das genannte Glas bzw. glasartige Material hat.5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a whole for the housing or a material consisting essentially of glass and a metal or a metal alloy for the closure element is used, which has a lower melting point than the said glass or glass-like material Has. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Evakuier-, Füll- und Verschlußvorgängen auf die Oberflächen der Zugangsöffnung ein Bindemittel aufgebracht wird, das den mit dem aus Metall oder aus Metallegierung bestehenden Verschlußelement bewirkten Verschlußvorgang fördert.6. The method according to claim 5, characterized in that before the evacuation, filling and sealing processes a binder is applied to the surfaces of the access opening, which with the from Metal or made of metal alloy closure element promotes closure process effected. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement dadurch zum Schmelzen gebracht wird, daß die aus Verschlußelement und Gehäuse bestehende Anordnung in einer Vakuumkammer erwärmt wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the closure element is caused to melt in that the arrangement consisting of the closure element and the housing is heated in a vacuum chamber. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Evakuieren und Füllen des Gehäuses über einen Stutzen bewirkt wird, der die Zugangsöffnung umgibt und von dem Äußeren des Gehäuses absteht, wobei das Verschlußelement vor dem Evakuieren und Füllen in den Stutzen eingesetzt und dadurch zum Schmelzen gebracht wird, daß es örtlich erwärmt wird.8. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the evacuation and filling of the housing is effected via a port surrounding the access opening and from the exterior of the housing protrudes, the closure element prior to evacuation and filling is inserted into the nozzle and is made to melt by locally heating it. 12.12.197312/12/1973 409829/0674409829/0674 9. Mit Gas gefülltes, gasdicht verschlossenes Gehäuse mit einer Zugangsöffnung, die nach dem Evakuieren und Füllen mit Gas verschlossen wurde, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement ein in die Zugangsöffnung nach dem Evakuieren und Füllen mit Gas eingeschmolzenes Element ist.9. Gas-filled, gas-tight housing with an access opening that can be opened after evacuation and filling with gas, characterized in that the closure element is fused into the access opening after evacuation and filling with gas Element is. 10. Gehäuse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugangsöffnung zum Gehäuseinneren hin sich verjüngend ausgebildet ist.10. Housing according to claim 9, characterized in that that the access opening is designed to taper towards the interior of the housing. 11. Gehäuse nach Anspruch 9 oder 1O8 dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement ein teilweise in die Zugangsöffnung eingesetzter und dann durch Erwärmung gasdicht in diese öffnung eingeschmolzener Materi alklumpen ist.11. Housing according to claim 9 or 1O 8, characterized in that the closure element is a material lump partially inserted into the access opening and then melted gas-tight by heating into this opening. 12. Gehäuse nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusewände und das Verschlußelement ganz oder im wesentlichen aus Glas besteht.12. Housing according to one of claims 9 to 11, characterized in that the housing walls and the Closure element consists entirely or essentially of glass. 13. Gehäuse nach einem der Ansprüche 9 bis H8 dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusewände ganz oder im wesentlichen aus Glas und das Verschlußelement aus Metall oder einer Metallegierung mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als das genannte Glas besteht.13. Housing according to one of claims 9 to H 8, characterized in that the housing walls consist entirely or essentially of glass and the closure element of metal or a metal alloy with a lower melting point than said glass. 14. Gehäuse nach einem der Ansprüche 9 bis 13S dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der Wandung der Zugangsöffnüng und dem Verschlußelement Bindemittel befindet. .14. Housing according to one of claims 9 to 13 S, characterized in that there is binding agent between the wall of the access opening and the closure element. . 12,12.1973 · 409829/067412.12.1973 409829/0674 2362U82362U8 - ίο -- ίο - 15. Gehäuse nach einem der Ansprüche 9 bis \n% dadurch gekennzeichnet, daß auf der Zugangsöffnung ein sich nach außen erstreckender, entfernbarer Stutzen sitzt.15. Housing according to one of claims 9 to \ n %, characterized in that an outwardly extending, removable connecting piece is seated on the access opening. 12.12.1373 , "■12/12/1373, "■ 408828/067Ä408828 / 067Ä
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