Способ девакуумирования электронно-лучевой трубки Советский патент 1992 года по МПК H01J9/50 

сл

С

Назначение: изобретение относится к области производства электронно-лучевых трубок. Изобретение позволяет ускорить время пробивки отверстий при девакууми- зации кинескопов. Сущность: импульсный пучок лазерного излучения с длиной волны, соответствующей полосе пропускания стекла, фокусируют на внутренней стороне стенки горловины колбы, образующееся облако из вытравленных частиц стекла оседает на внутренних стенках горловины колбы, исключая порчу деталей кинескопа, и не экранирует излучение. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области производства электронно-лучевых трубок и может быть использовано в процессе их регенерации, в частности кинескопов, в стадии их девакуумирования.

Известен способ девакуумирования кинескопов путем пробивки с тенках горлышка трубки малых отверстий лазерным импульсным излучением. Однако, в этом процессе при пробивке отверстия мельчайшие частицы испаренного стекла втягиваются в трубку и осаждаются внутри кинескопа, повреждая люминесцирующий слой стеклянного экрана и закупоривая отверстия маски.

Известен также способ девакуумиза- ции кинескопов, согласно которому часть горлышка кинескопа помещают внутрь герметизированной камеры, из которой откачивают воздух, до давления, ниже давления внутри трубки. Часть надреза локально нагревают с помощью специального устройства, горловину отрезают и удаляют по всей внутренней стенке герметизированной камеры. Затем в камеру постепенно подают газ до уровня атмосферного давления.

Известен способ восстановления электронно-лучевых трубок, который отличается от предыдущего тем, что поверх надреза наматывают раскаленную нихромовую проволоку, а сопло для нагревания воздуха располагают над отражательной перегородкой для направленной циркуляции воздуха с осколками стекла. Эти способы очень трудоемки, требуют дополнительного оборудования. Следует также отметить, что их трудно автоматизировать и их практически невозможно реализовать при поточном производстве.

Из числа известных наиболее близок к заявляемому способу девакуумизации вакуумной трубки путем последовательного выVJ00

сл о

N СЛ

травливания импульсным пучком лазерного излучения ряда отверстий в горловине колбы кинескопа с последующим выравниванием давления. При этом лазерный пучок фокусируют на наружной поверхности стенки. При девакуумизации указанным способом, во-первых, в кинескоп не попадают разного вида опасные включения, т.к. диаметр отверстия мал, а во-вторых, не создается ударная воздушная волна, повреждающая маску и экран кинескопа. Это позволяет из процесса регенерации исключить разборку кинескопа на отдельные детали и последующую его сборку, а сразу использовать в собранном виде части кинескопа (конус, экран, маску).

Однако, при фокусировании серии импульсов лазерного излучения на внешней стенке горловины кинескопа при каждом вытравливании появляется плазменный факел испаренного стекла. Факел появляется в начале импульса облучения, поэтому часть энергии импульса излучения отражается от плазменного факела и не участвует в вытравливании отверстия. В связи с этим требуемое количество импульсов для вытравливания увеличивается и, соответственно, удлиняется общий цикл девакуумизации. Кроме того, высокотемпературные частицы испаренного стекла разлетаются в довольно большом обьеме и попадают на элементы устройства лазерного излучения, например, фокусирующую линзу, вызывая их порчу.

Целью изобретения являете ускорение процесса вытравливания ряда отверстий в горловине колбы кинескопа.

Согласно изобретению поставленная цель достигается тем, что в способе девакуумизации кинескопа путем последовательного вытравливания импульсным пучком лазерного излучения ряда отверстий в горловине колбы кинескопа с последующим выравниванием давления, импульсный пучок лазерного излучения с длиной волны, соответствующей полосе пропускания стекла, фокусируют на внутренней стороне стенки горловины колбы.

Предлагаемое изобретение представлено на чертеже блок-схемой установки для осуществления данного способа.

Установка для девакуумизации кинескопов состоит из источника лазерного импульсного излучения 1, светоделительной пластины 2, и фокусирующей лазерное излучение линзы 3. Опора 4 служит для фиксации кинескопа 5. Фотоэлектрическая система, регистрирующая появление отверстия, состоит из собирательной линзы 6, фотодатчика 7 и индикатора 8.

Способ осуществляется следующим образом.

Кинескоп 5 устанавливают на рабочую позицию таким образом, чтобы его горлышко на расстоянии 1,5 см от конца трубки опиралось на опору 4. Это позволит в дальнейшем (после дегерметизации) сохранить нужную для регенерации часть кинескопа. Отверстие выполняют в горлышке кинескопа пучком импульсного лазерного излучения, беспрепятственно проходящего через канал опоры 4, которое фокусируется линзой 2 на внутреннюю поверхность стеклянной оболочки кинескопа 5.

Пучок Импульсного излучения постепенно вытравливает с внутренней стороны колбы кратер до образования отверстия. Образующееся облако из вытравленных частиц стекла оседает на внутренних стенках

горловины колбы и электрода, не экранируя излучение. Затем с помощью опоры 4 горлышко кинескопа смешают для пробивки нового отверстия и цикл травления повторяют. Точность фокусировки и конец травления регистрируют по появлению окончания свечения индикатора 8 канала регистрации. Ниже приводится пример конкретной реализации способа.

В горловине кинескопа 5 производится

несколько небольших, диаметром 150 мкм отверстий 3 - б на расстоянии примерно 1,5 см от конца трубки. Число отверстий подбирают из условия, что при одном отверстии диаметром 150 мкм полная девакуумизация кинескопа происходит примерно за 3 ч, при двух - за 1,5 ч и т.д. Время девакуумизации можно установить по требованиям технологического процесса регенерации. Так как излучение фокусируется па

внутреннюю стенку горлышка кинескопа, длина волны лазера должна быть такой, чтобы излучение не поглощалось стеклянной стенкой, т.е. длина волны лазера должна соответствовать полосе пропускания стекла. Так как полоса пропускания стекла 0,3 - 2 мкм, то возможно использовать широко распространенные лазеры на гранате с неодимом и другие. Параметры используемого лазерного светового импульса:

длина волны 1,06 мкм;

длительность импульса - 0,5 мс.

Учитывая соотношение диаметра отверстия и толщины стенки трубки кинескопа, а также оптические свойства стекла экспериментально установлено, что наиболее целесообразно создавать отверстия для цветных кинескопов облучением обрабатываемого места серией из 10 импульсов Это наиболее оптимальный энергетический режим и при

этом не наблюдалось скалывание стекла трубки кинескопа.

При появлении отверстия излучения лазера происходит сквозь отверстие и плазма (и ее свечение) не появляются. Это свиде- тельствует о наличии отверстия в стенке кинескопа. Если индикатор 8 показывает о наличии плазменного свечения, то производство отверстия еще не завершено и необходимо дальнейшее облучение. При появлении сквозного отверстия в стенке горлышка кинескопа сигнал о наличии плазменного свечения на индикаторе пропадает. Облучение кинескопа при этом прекращается и начинается медленная дегерметиза- ция кинескопа.

Суммарное время пробивки отверстий составляет 7 с, время пробивки такого же числа отверстий по прототипу составляет 30 с.

Таким образом, заявляемый способ позволяет сократить время девакуумизации. Кроме того, способ безопасен, может быть автоматизирован, использован при поточном производстве. Кроме того, данный спо- соб увеличивает срок службы источника лазерного излучения, вследствие того, что лазерное излучение фокусируется на внутреннюю стенку колбы. Поэтому плазменный факел, направленный в противоположную сторону от лазерного луча, не гасит последТШТ1

него, благодаря чему, вся энергия излучения участвует в вытравливании отверстия и количество требуемых лазерных импульсов уменьшается.

Формула изобретения

2.Способ по п. Отличающийся тем, что длину волны Я импульсного лазерного излучения выбирают из выражения 0,3 мкм Я 2,0 мкм.