JPS59182965A - 内面金属化方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は内面金属化方法及び装置、特に陰極線管等の壁
側内面に金属被膜を被着形成（メタライズ）する方法及
び装置に関する。

背景技術とその問題点 陰極線管（以下ＣＲＴという）の製造に際し、例えばア
ルミニウムの如き導電材料をＣＲＴのフェースプレート
内面及びその近傍のファネル部に被着して、ＣＲＴのネ
ック部に配した電子銃からの電子ビームをフェースプレ
ートへ加速する電界を確立する必要がある。

従来、ＣＲＴの内面は１以上のアルミニウム箔で覆った
編組タングステンフィラメントをＣＲＴ内へ仲人して加
熱することによりアルミナイズしていた。即ち、このフ
ィラメントを電源に接続し、これを加熱することにより
アルミニウムを蒸発させてＣＲＴ内面をアルミナイズし
ていた。このアルミニウム蒸気はＣ）ｔＴ内面に果申し
て所望アルミニウム被膜を形成する。しかし、この１価
は、タングステンフィラメントを頻素に交換する必要が
あるので尚１曲となり、また溶融したアルミニウムはフ
ィラメントに沿って移動してアルミニウムが蒸発する場
所は最初のアルミニウム箔の位置とは異なるので、一定
性がない。更にまた、溶融したアルミニウムはフィラメ
ントのタングステンと合金を作り、フィラメントを腐蝕
し、またもろくする。フィラメントがもろくなると、新
らしいアルミニウム箔をフィラメントに取付ける毎にフ
ィラメントに物理的な力が加わるので、これを破損する
危険が増す。

フィラメントの腐蝕はぜい弱化レス上に問題となる。腐
蝕はフィラメント全長にわたり均一には生じないので、
フィラメントには断面積の減少した部分が局所に生じ、
加熱時に他の部分より嶋濡となり腐蝕を加速して、フィ
ラメントのその部分に−ｒｍ　＜びれを生じる。もしア
ルミニウム箔が毎回児全に蒸発しなければ、残留アルミ
ニウムがフィラメントの低温部に蓄積して、その結果ア
ルミニウムを十分に蒸発するには史に大成流をフィラメ
ントに匠丁心安が生じ、高搗部の腐蝕を加速することと
なる。フィラメントは究極的にはこれら腐蝕部において
ダメになる。

フィラメントの加熱及び冷却中のフィラメントのクラン
プ作用もまたフィラメントにストレスを生じて、それを
破損し易くする。

ハイブリッド回路、集積回路、及び薄膜素子等の製造に
際してアルミナイズするには電子ビームが使用されるこ
とがある。従来の′ｍ子ビーム装置の１つはアルミニウ
ムを入れるグラファイトるつぼと走査電子ビーム源を可
とする電子ビーム源より成る。このるつぼをある正電圧
に偏倚し、電子ビームがるつぼ内のアルミニウムに直接
当るようにする。るつぼと、電子ビーム源とアルミナイ
ズする加工物をすべて真空容器中に入れる。電子ビーム
がるつぼ内のアルミニウムに衝突すると、アルミニウム
を加熱蒸発する。そこでアルミニウム蒸気が力ａ１物に
染申して希望するアルミニウムの被膜を形成する。従来
行っている電子ビームによるアルミナイズは、通常ファ
ネルを下にしてフェースプレートラ水平にしているＣ）
ＬＴには適用できない。その理由は、電子ビームを管球
内に設けなければならない為である。ＣＲＴ内のフェー
スプレートのすぐ下になるよう配置でき、しかも管球の
ネック部から出し入れできる程小型の電子ビーム源を作
ることは不可能ではないとしても極めて困難である。

発明の目的 従って、本発明の目的の１つは改良された加工物内面金
属格方法及び装置を提供することである。

本発明の他の目的は、ＣＲＴ内面のアルミナイズの新規
な方法及び装置を提供することである。

本発明の史に他の目的は、電子ビームエネルギーを用い
て金属を入れたるつぼを底面から加熱して加工物内面に
金Ｒ被膜を形成する新規な金属化方法及び装置を提供す
ることである。

発明のイ既要 本発明の４＜１の側面によると、凹部を有する物体内部
に般Ｊ！ｆ４材料の被膜を僅涜する方法が優られる。こ
の物体は七〇Ｐ３−Ｉ１１！Ｉ　Ｋ連結した開口を有し
、長手部材と凹部乞有し、長手部材は開口を介して物体
内部に上方に延びており、長手部材の一端は凹部内であ
って、その他端は物体の外側である。

その長手部材はその一端から他端に延びる相互に電気的
に絶縁された導体と、夫々その長手部材の一端において
その導体忙接続された両端を有するフィラメントと、こ
のフィラメント上に離間して長手部材の一端に固定的に
配置した砂川内蔵るつぼとを有する。るつぼのフィラメ
ントに面する表面の少なくとも一部は導電性である。こ
の方法は更に上述の導体を介してフィラメントに電流を
供給して、そこから熱電子を放出させ、且つそのフィラ
メント及びるつぼの一部を夫々電源の正負端子間に接続
して、フィラメントから放出した電子がるつぼに向って
加速され、結果的に電子ビーム衝撃でるつぼを加熱する
ようにしている。

本発明の他の側面は物体内に連通ずる凹部な有する凹面
物体内口に金Ｘ被膜を形成す芯のに使用し得る＠直であ
る。この装置は、長手部材、フィラメント、るつは支ｒ
ｆ−ｆ＝段及び接続手段よ’、＋４９１１成される。黄
十郡材は加工物体の開口内へ挿入可能な一端を有し、１
′ｌｉＩ肩は加工物体外にとどまる。その長手部材は、
その一端から他端へ延長する相互に電気的に絶縁された
２導体を含んでいる。フィラメントの両端は、長手部材
の一端の両導体釦夫夫接続している。それによりフィラ
メントに導体を介して電流を供給して加熱し、熱電子放
射を生じさせる。るつぼは被着したい金属を入れ、その
少なくとも一部は導電性である。支持手段は長手部材の
一端にるつぼをフィラメントから離間して、且つ前記導
電性部をフィラメントに対向させて固定する。接続手段
は、るつぼの前記部分を電源の正端子に１フイラメント
を負端子に接続し、フィラメントが放射した熱電子をる
つぼに向けて加速して、るつぼを電子ビーム衝撃により
加熱する。

実施例 本発明の一層の理解の為及び本発明がどのよ５に動作す
るかを例示する為に、添付図ｙ！′参照して本発明′１
を説明する。

第１図は本発明によるアルミナイズ処理装置を加工物た
る（、’ＬｔＴＫＪ用した揚砂のａ断面図である。この
装置はＣＲＴｔ２７のフェースプレート（４）とその近
傍のファネル部（６）とのアルミナイズ処理に使用して
いる。ＣＲＴはフェースプレート１４１をファネル部（
６）の上部に略水平状態にして設電する。この装置は分
割したロッド構体（８）を有する。ロッド構体（８）は
１対の金属ロット責９）を有し、両Ｕツドは複数のねじ
１１０１　（図中には１個を示すのみ）で機械的に固定
しているが、ロッド（９）の凹部に入れたセラミックボ
ール＋１２と絶縁ワッシャ（１４）とにより相互間を電
気的に絶縁している。ロッド（９）はＴ型チューブジヨ
イントのクロス部材（１６１により軸方向に固定し、そ
のジヨイントはクロス部材を垂直にし、中心リムａ８を
真空源（図示せず）に結合する。

りｎ２部材（１６１の上端は、円形開口のを有する取付
は板（イ）に固定する。この板■の上面及び開口−の回
りには弾性封止体（２句をｅけている。クロス部材ｔ１
ｔ９の下端は板（４）で閉じ、この板（ハ）にロッド（
９（の下端を固定して開口■内に垂直に立てる。板四は
、その底面に設けた２１１Ｉｉｌの端子（至）からロッ
ドｔ９１へ電気的接続を行うように構成している。

谷ロッド（９）の上面には夫々半円筒状の凹部が形成さ
れており、＠２図のように組立てると略円筒状の凹部■
がロッド構体（８）上部に形成される。フィラメント０
２の両端は、各ロッド（９）の円筒穴内圧入れてロック
ねじ（図示せず）により固定する。

位置ビン＝）をロッドの一方の放射状孔内に入れ、アル
ミナの如きセラミックの筒（：！Ａをロッド構体（８）
の上端罠取付けてピン（財）に係止する。筒（陶の上端
はロッド構体（８）の上端より僅かに上である。グラフ
アイ）ＩＩＭるつぼ關を、その周縁部を筒（３６１の上
端に当接させて配置する。例えばステンレス製の金属筒
６２を、その内縁６４）を筒（陶土に一致させ、緑６ａ
がるつぼの周縁に係合するようＫする。金属筒６渇ばそ
の外壁部より外方に曲げ、開口（図示せず）を有するタ
ブ州が形成される。ばね（４４を有する硬＃（４１をロ
ッド構体８）の近傍に設け、その一端にはフック（４１
ヲ形成してタグ（ト）の開口に係合させ、他端を板（２
１の開口＋ｉｄの内側に固定する。

メタライズしたいＣＲＴｔ２７を第１図に示す如（取付
は板（２）に当直配置し、るつぼ（７）をＣ１（Ｔ＋２
１の７アネル部内でフェースプレー）　＋４１の下にし
て、ネックの開端を封止体（財）に係合させる。真空源
を作動して、ＣＲＴ内部を一部真空忙する。

端子（至）を用いてロッド構体（８）を接続して、フィ
ラメントＣ（３の両端を調整した交流電源（４Ｇに接続
する。端子（ハ）の一端を偏倚（加速）電位源（４１に
接続し、フィラメント（３３にるつぼ（財）に対して一
３ＫＶ乃至−５ＫＶの高電圧を印加する。ビーム電流セ
ンサーを電源（４１に接続する。

電源（４ｆｉ）の交流電流によりフイラメン）　Ｃ）２
１が加熱されて熱電子を放出する。フィラメント（３つ
から放出された電子は、フィラメントＥとるつぼ（諸量
の電位差圧より、るつぼ曽に吸引されて、熱電子がるつ
ぼを衝撃加熱する。その結果、るつぼ関門のアルぐニウ
ムが加熱され最終的Ｋｇ発し、アルミニウム蒸気がＣＲ
Ｔの内面に堆積してフェースプレー）　（４１とそれｔ
ｃ続＜ファネルの前方部分を金属化する。

新らしいフィラメントを最初に力ロ熱すると、近傍表面
に軽い導電被膜を形成するのが普通である。

ロッド構体（８）の上端の凹部は筒（至）の内面をフイ
ラメント（３２から遮蔽する作用をし、その智１１！被
）漠が筒（７）Ｋ推噴形成されて、その絶縁性を劣化す
るのを防止する。更に、筒（幻はフィラメントによる直
熱放射がその近傍から生じるのを阻止する。ロッド構体
（８）の上端凹部は放出した電子を集束して、大半の電
子がるつぼ（ト）へ向うよ５にする作用もする。

第２図から、筒（３６１はその側壁に複数の孔（ト）を
有することが判る。これら孔端はフィラメント空間の迅
速な排気の為である。フィラメント（３２を加熱すると
、フィラメント空間の気体が膨侵する。孔（ト）がなけ
ればフイラメン）２間の気体圧により導電部材間の耐圧
不良を生じ、又は高圧電源を短絡する。

金側１２１は曲縁φａ上に延びる出張り一を有する。

この出張りｔ６ＬｌｌＯ尚さ及び直径は、メタライズす
るＣＲＴの領域の大きさを決める。その理由は、出張り
−によりるつぼ關の内部からかげとなったＣＲＴ内面部
分・には殆んどアルミニウム被膜が形成されないからで
ある。よって、別のｍｈ’ａを使用すると、異なる大き
さ及び形状のＣＲＴに所望のメタライズを行うことがで
きる。

上述のアルミナイズ技法によると、アルミニウムの蒸着
に電子ビーム衝撃を用いることにより、従来技法の欠点
を解消する。グラファイトのるつほは、従来のアルミナ
イズ装置に使用するタングステン製フィラメントよりも
アルミニウムとの反応が少ないので、従来装置の欠点が
解消できる。

るつぼにはアルミナ又はシリコンカーバイトを塗布して
溶融アルミニウムとの反応性を更に低減することも可能
である。溶融アルミニウムは大半の金属と反応するので
、一般に金属性るつぼは使用しない方がよい。しかし、
るつぼのフィラメントに面する少な（とも一部分は導電
性であるを要し、これにより衝突した電子ビームを逃が
し、フィラメントとるつぼ間に一定電圧差を維持する。

るつぼの材料は耐熱性を有すると共に急激な温度変化に
耐えるものを選択する必要がある。

本発明は何らここに説明した特定の実施例に限定するも
のではなく、本発明の要旨を逸脱することなく種々の変
更変形をなし得ること当業者には容易に理解できよう。

発明の効果 本発明によると、細長いロッド先端にフィラメントを設
け、熱電子を加速してるつぼ内のアルミニウム等の金属
を蒸発させて、狭い開口の奥に設けたＣＲＴのフェース
プレート及びファネルの一部等の奥まった場所の加工物
表面に所望形状のメタライズ処理、即ち金属被膜の形成
が可能であるまた電子ビーム衝撃加熱を用いるので、装
置全体が小型化でき、フィラメントと金属蒸気との反応
による劣化が少なく長寿命となり、メタライズ被膜の厚
さの制御が容易であるという従来技法にない種々の顕著
な効果が優られる。

【図面の簡単な説明】

第１図を１本発明のアルミクイズ装置の一例ｔＣＲＴに
適用した場合の簡略縦断面図、第２図は本発明装置の一
実施例の要部拡大図を示す。 （２）はＣ）ｔＴ、ｔ４１はフェースグレート、１６＋
は７アネル部、（８）はロッド構体、（９ｊはロッド、
６４はフィラメント、（至）はるつぼ、（４０はフィラ
メント電源、（４８は加速電源である。 第１頁の続き ０発　明　者　アール・アール・ヘルダーマンアメリカ
合衆国オレゴン州９７１２ ３ヒルスポロ・サウスイースト ・キャムウオール３０７７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、加工物体内面処対向して金属を入れたるつぼを配置
   し、該るつぼの底面導電部を加速電子ビームで衝撃加熱
   し、上記るつぼ内の上記金属を溶ｗＩＪ＆＃発させ、上
   記加工物体の略水平の内面に金属被膜を形成することを
   特徴とする内面金属化方法。 ２、　１対の導゛ル性ロッドと、該ロッドの一端に接続
   した電子放射手段と、＃電子放射手段に底面を対向させ
   て上記ロッドに固定したるつぼと、上記電子放射手段に
   上記ロッドの他端から作動電流を供給すると共に上記電
   子放射手段及び上記るつぼ底面間に加速電界を生じる電
   源とを具え、加工物体内面に上記ロッドの上記−喝を挿
   入して上記力ｎ工物体内聞に上記るつぼに入れた金属の
   被膜を形成する内面金属化装置。