Токопроводящая паста для изготовления катодов газоразрядных приборов Советский патент 1992 года по МПК H01J17/49 H01B1/08 

Изобретение относится к области электронной техники и может найти применение в производстве газоразрядных приборов (ГРП). например для изготовления катодов газоразрядных индикаторных панелей постоянного тока,стабилитронов и др.

Целью изобретения является снижение напряжения зажигания и повышение долговечности ГРП за счет улучшения эмиссионных свойств катодов и их малого распыления в разряде.

Е1ведение в пасту мелкодисперсного порошка окисла легкого металла обусловливает высокие эмиссионные свойства катода, малый коэффициент распыления его и постоянство катодного падения потенциала.

При содержании в пасте окисла легкого металла менее 1 % имеет место высокое напряжение зажигания и низкая долговечность ГРП.

При наличии в пасте более 6% окисла легкого металла проводниковые свойства пасты ухудшаются, т.к. резко возрастает сопротивление электродов.

О Сл)

Размеры частиц окисла легкого металла не превышали 20 мкм, т.к. больший размер

Ч частиц окисла приводит к стягиванию разСЛ СЛ ряда на них и, как следствие, к нестабильной работе прибора. Кроме того, размер частиц

окисла легкого металла влияет на печатающие свойства пасты.

Для использования в пасте были опробованы следующие марки стекол:

С48-2, содержащее, мас.%; SiOa 65-68, В20з 20-23, А120з 3-4, NaaO 2,2-3,8. КаО 4,1-6,2;

С82-3, содержащее, мас.%; РвО 66-76, ВаОз 13-18, SiQ2 8-15, А)20з 1,4-2,5;

( пП1. содержащее, мас.%; РвО 27-35, (vjCX 17 23. ZnO 34-38.. 51026-10, PjOs 1,5,5.

В качестве легкоплавкого стекла могут быть применены легкоплавкие кристаллизующиеся стекла и смесь легкоплавкого и легкоплавкого кристаллизуюа1егося стекол.

При выборе органического связующего исходят из следующих требований:

инертность к металлам и их окислам

хорошая смачиваемость стеклянной подложки порошков;

полное выгорание при температуре не выше 500°С:

малая зависимость вязкости пасты от температуры, .

На основании литературных данных этим требованиям удовлетворяет множество органических связующих. Для использования в пасте были опробованы следующие органические связующие:

60% ланолина плюс 40% раствора этилцеллюлозы в терпинеоле;

3-8%-ный раствор этилцеллюлозы в терпинеоле,.

Пример 1, На стеклоподложке методом трафаретной печати формировали электроды из токопроводящей пасты, содержащей, мае, %:

Порощок полуборида никеля 75

Порощок легкоплавкого

стекла С48-25

Мелкодисперсный порощок окисла легкого

металла(ВеО) с размером

частиц 0,1-5 мкм4

Органическое связующее

(3%-ный раствор этилцеллюлозы в терпинеоле)16

Затем проводили сборку диодной конструкции прибора, герметизировки, откачивали, наполняли смесью Ne + 1% Ar до давления ТОО мм рт.ст, и тренировали прибор. После этого замеряли напряжение зажигзния газового р.азряда - 180 В. Долговечность при плотности тока 50 мА/:м в статическом режиме составляла 620ч.

Пример 2, На стеклянной подложке .методом трафаретной печати формировали электроды из токопроводящей пасты, содержащей, мас,%;

Порошок полуборида

кобальта 70

Порощок легкоплавкого

стекла СБ517

Мелкодисперсный порошок

окисла легкого металла А120з с

размером частиц 0,5-10 мкм 1

Органическое связующее (8%-ный раствор зтилцеллюлозы в терпинеоле)22

Затом были проведены все технологические операции соответственно примеру 1. Напряжение зажигания газового разряда составило 185 В, долговечность 610 ч.

Пример 3, Технология аналогична примерам 1 и 2, но взят другой состав пасты, 0 мас,%:

Порошок борида кобальта76

Порошок легкоплавкого стекла С82-33

Мелкодисперсный порошок 5 окисла легкого металла МдО с

размером частиц 0,5-2 мкм 6 Органическое связующее (60% ланолина и 40% 2%-ного раствора этилцел0 люлозы в терпинеоле)15

Напряжение зажигания 191 В, долговечность 600 ч.

Предельные значения составов приведены в табл,1.

5Токопроводящая паста для изготовления катодов ГРП (hfe 1-7) содержит порошки борида неблагородного металла (NlaB) и легкоплавкого стекла, мелкодисперсный порощок окисла легкого металла (ВеО) с 0 размером частиц 0,1-5 мкм и органическое связующее (раствор этилцеллюлозы в терпинеоле), мас,%: Паста 1

Порошок борида никеля63

5Порошок легкоплавкого

стекла С48-210

Мелкодисперсный порошок окиси бериллия1

8%-ный раствор этилцеллю0 лозы в терпинеоле26

Паста 2

Порошок борида никеля77

Порошок легкоплавкого стекла С48-23

5Мелкодисперсный порошок

окиси бериллия3,5.

3%-ный раствор этилцеллюлозы в терпинеоле14 Паста 3

0 Порошок борида никеля72

Порошок легкоплавкого стекла С48-25.5

Мелкодисперсный порошок окиси бериллия3,5

5 5%-ный раствор этилцеллюлозы в терпинеоле19 Паста 4

Порошок борида никеля66

Порошок легкоплавкого стекла С48-27

Мелкодисперсный порош

окиси бериллия

5%-ный раствор этилцеллюлозы в терпинеоле

Паста 5

Порошок борида никеля

Порошок легкоплавкого

стекла С48-2

Мелкодисперсный порош

окиси бериллия

5%-ный раствор этилцеллюлозы в терпинеоле

Паста б

Порошок борида никеля

Порошок легкоплавкого

стекла С48-2

Мелкодисперсный порош

окиси бериллия

5%-ный раствор этилцеллюлозы в терпинеоле

Паста 7

Порошок борида никеля

.Порошок легкоплавкого

стекла С48-2

Мелкодисперсный порош

окиси бериллия

5%-иый раствор этилцеллюлозы в терпиноле21

Примечание, Токопроводящие пасты с со держанием основного функционального материала менее 60% и более 80% изготовить в производстве не представляется возможным.

Использование в пасте легкоплавкого стекла свыше 10 мас,% приводит к увеличению сопротивления катодов (паста 7), а ниже 3 мас,% - уменьшению сцепления с подложкой (паста 6),

Предельные значения составов по окиси бериллия - пасты 4 и 5,

Применение паст 4 не представляется возможным из-за очень высокого сопротивления катодов.

Применение пасты 5 нецелесообразно из-за повышенного напряжения зажигания газового разряда и низкой долговечности,

В табл, 2 приведены примеры конкретного выполнения паст на основе борида кобальта и оценка их свойств с точки зрения напряжения зажигания и долговечности.

Из паст на основе борг1да кобальта хорошие результаты дают составы 8 и 10,

Таблица 1

Таблица 2

ТОКОПРОВОДЯЩАЯ ПАСТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАТОДОВ ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ПРИБОРОВ, содержащая борид неблагородного металла, порошок легкоплавкого стекла и органическое связующее, отличаю щ а я с я тем, что, с целью снижения напряжения зажигания и повышения долговечности прибора, паста дополнительно содержит мелкодислерсный порошок окисла металла из группы Be, А1, Мд, Ва при следующем содержании компонентов, мас.%: Борид неблагородного металла60-80 Порошок легкоплавкого стекла с температурой плавления не выше 700°С3-10 Мелкодисперсный. порошок окисла металла из группы Be;, Ва, At, Mg1-6 Органическое связующее с температурой выгорания не выше 500°СОстальное