冷陰極管的電極及其製法的製作方法
2023-05-28 03:16:11
專利名稱：冷陰極管的電極及其製法的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種冷陰極管的電極及其製法，特別指一種冷陰極管的電極是利用粉末冶金及射出成型的技術以提供一體成型的結構。
背景技術：
冷陰極管由於具有燈管細小，燈管溫度低，燈管表面亮高，使用壽命長等優點，目前已廣泛應用於電腦掃描器、傳真機、液晶屏幕背光模組、或廣告燈箱中。其發光原理乃是利用管內電極放電後，電子與水銀原子發生碰撞，水銀原子受激發輻射出紫外光，紫外光激發塗布於管壁的螢光粉而產生可見光。
為著改善冷陰極管電極的壽命及燈管的啟動特性，請參閱圖1，為一種先前技術的冷陰極管的剖面圖，該電極9包括有一電極導絲92以熔接方式粘固於一杯狀放電部94，該電極導絲92通常包括兩段，第一段922是連接於該放電部94、及第二段924是連接第一段922於電線。第一段為低膨脹係數(CTE)合金，為了容易與玻璃結合，目前通常使用Kovar合金(鎳鐵鈷合金)，第二段通常以Invar合金(鎳鐵合金)。該杯狀放電部94通常以鉬或鎢合金平板經衝壓成型而製成。其缺點為一、電極導絲92直徑小(約0.4mm)，不易熔接於該杯狀放電部94，不僅製造麻煩並且容易斷裂。
二、該杯狀放電部94受限於其製法，形狀單一而不易變化以增加放電面積，並且成本高，產能少。
顯然在實際使用中上述的缺點，有必要進行改進。
發明內容
本發明的主要目的是提供一種冷陰極管的電極及其製法，其主要是提供一種由同一材料一體成型的電極，以提高產能並且增加強度，並且避免因不同的膨脹係數以及熱脹冷縮的環境所造成的金屬疲乏，以延長使用壽命。
本發明的另一目的是提供一種冷陰極管的電極及其製法，容易設計放電部的形狀，以增加放電面積，提高效能並降低耗電。
為達上述的目的，本發明的一種冷陰極管的電極的製法，包括有下列步驟將金屬粉末及粘結劑混合以形成一混合料；將該混合料成型於一電極模具內以形成一電極初胚；將該電極初胚加溫至金屬燒結溫度以形成一電極；最後，衝壓該電極，以增加強度。
圖1為先前技術的冷陰極管的剖面圖；圖2為本發明的冷陰極管的電極製法的流程圖；圖3為本發明的冷陰極管的電極第一實施例的立體圖；圖4為本發明的冷陰極管的電極第二實施例的立體圖；圖5為本發明的冷陰極管的電極第三實施例的立體圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明請參閱圖2，為本發明的冷陰極管的電極製法的流程圖。該冷陰極管的電極製法的核心技術乃是利用粉末冶金，至少包括有四個步驟混合步驟10、成型步驟20、熱處理步驟30、及衝壓步驟40。
該混合步驟10乃是混合金屬粉末及粘結劑以形成一混合料；該金屬粉末較佳是高熔點金屬，通常較佳是高於2000℃的金屬。該金屬粉末可以為鎢(W)、鉬(Mo)、鎢合金、鉬合金、或Kovar合金(以預合金粉較佳)，因為其具有高熔點的特性，可以耐高溫。其中較佳可以用鉬的金屬粉末，因為鎢的熔點較高，需較大的加溫溫度，而提高製造成本。然而該金屬粉末只要是可以作為電極的材料即可。
其中該金屬粉末愈細愈好，通常在80μm以下，然而並不限制於此。金屬粉末愈細則具有較大表面且減少相隔的空隙，使金屬粉末更緊密堆積，更容易燒結結合，可以減少加溫步驟30所需的時間。金屬粉末顆粒的尺寸不但影響燒結體的密度，而且影響其性能，因為粉末越細，比表面(面積/重量，specific surface area)越大，而大的比表面在燒結中起著非常重要的作用。該粘結劑主要是用以粘結該金屬粉末，可以是一種高分子粘結劑，或有機粘合劑(例如為熱可塑性樹脂或蠟)。
該混合步驟10中進一步可以利用一攪拌機以混煉該混合料。將金屬粉末與粘結劑加熱混煉製成混合物作為成形的原料。
在該成型步驟20中，本發明主要是利用射出成形的技術，將該混合料射出成型於一電極模具內以形成一電極初胚；在射出成型時，需要提供一射出成形機，該射出步驟中，需要先有一加熱的步驟，加熱該混合料成為具流動性，接著再將該混合料射入於該電極模具內。射出成型是已非常成熟的技術，可以加速生產的速度。
本發明並不限制於利用射出成型的技術，也可以是利用加壓成型的技術。將整備好的該混合料送入精密模具內，並藉上、下衝壓器的壓縮，以得到一特定形狀的壓粉體，或稱為初胚胚體。
在該熱處理步驟30中，主要是加溫該電極初胚至金屬燒結溫度以形成一電極的最終產品。在加溫過程中，借著加熱，會使該電極初胚中的粘結劑被脫除，以避免殘留粘結劑。在該熱處理步驟30，主要是利用一燒結爐以燒結該電極初胚。燒結爐通常採用電腦控制控制溫度、氣體壓力，可以準確控制溫度，並且在燒結的過程中通入保護性氣體於該燒結爐中，例如氮等隋性氣體，以避免該金屬粉末氧化。其中該燒結溫度通常是該金屬粉末中主要成份熔點的三分之二以上。例如鎢的熔點為3380℃，其燒結溫度約為2253℃以上。鉬的熔點為2600℃，其燒結溫度約為1733℃以上。
本發明最後為加強該電極的結構強度，包括該衝壓步驟，以衝壓成型該電極，藉此可以使該電極中的已燒結的該金屬粉末更緊密、結實。
藉由上述的步驟可得到本發明的冷陰極管的電極，本發明主要是利用金屬粉末射出成型的技術。由於本發明的技術，該冷陰極管的電極的外型可以更容易變化，以增加其放電的面積。請參閱圖3，為本發明的冷陰極管的電極第一實施例的立體圖。該冷陰極管的電極1包括一導線部12及一放電部14，該放電部14略呈杯狀且與該導線部一體成型。其中該導線部12及該放電部14由同一種金屬製成，並且具有金屬燒結的結構，因此不需要經過焊接的步驟。該導線部12及該放電部14不會產生裂痕，具有較佳的結構強度。請參閱圖4，為本發明的冷陰極管的電極第二實施例的立體圖。由於本發明的冷陰極管的電極製法，其中該放電部14a可以容易地設計成具有數個由其表面凸出的尖端142、144，以增加該電極1的放電面積。本實施例為一較佳實施例，該尖端142、144是由該放電部14a的外圍及內壁面凸出。也可以設計成只具有由該放電部14a的外圍向外凸出的該尖端142，或者只具有由該放電部14a的內壁面向內凸出該尖端144。
請參閱圖5，為本發明的冷陰極管的電極第三實施例的立體圖。其中該放電部14b的直徑乃與該導線部12b相同，藉此該放電部14b可具有較強的結構。
因此藉本發明所能產生的特點及功能經整理如下一、電極的該導線部與該放電部藉由燒結一體成型，不易斷裂；二、電極由同一材料製成，具有相同的熱膨脹係數，不會因溫度急劇變化而產生間隙；三、該放電部形狀容易變化以增加放電面積以提高效能，可降低耗電；四、本發明的製法可大量並快速生產，可提高產能。
以上所述，僅是本發明較佳可行的實施例之一而已，不能因此即局限本發明的權利範圍，對熟悉本領域的普通技術人員來說，舉凡運用本發明的技術方案和技術構思作出其他各種相應的改變和變形，而所有這些改變和變形都應屬在本發明權利要求的保護範圍之內。
權利要求
1.一種冷陰極管的電極的製法，包括下列步驟混合金屬粉末及粘結劑以形成一混合料；成型該混合料於一電極模具以形成一電極初胚；加溫該電極初胚至金屬燒結溫度以形成一電極；及衝壓該電極。
2.根據權利要求1所述的冷陰極管的電極的製法，其特徵在於，該金屬粉末為熔點高於2000℃的金屬。
3.根據權利要求1所述的冷陰極管的電極的製法，其特徵在於，該金屬粉末為鎢、鉬、鎢合金、或鉬合金。
4.根據權利要求1所述的冷陰極管的電極的製法，其特徵在於，該粘結劑為高分子粘結劑、或有機粘結劑。
5.根據權利要求1所述的冷陰極管的電極的製法，其特徵在於，該混合步驟中包括提供一攪拌機以混煉該混合料。
6.根據權利要求1所述的冷陰極管的電極的製法，其特徵在於，該成型步驟包括先加熱該混合料成為具流動性的步驟。
7.根據權利要求6所述的冷陰極管的電極的製法，其特徵在於，還包括提供一射出成形機將該混合料射入於該電極模具內。
8.根據權利要求1所述的冷陰極管的電極的製法，其特徵在於，包括一脫除該電極初胚中非金屬成份的步驟。
9.根據權利要求1所述的冷陰極管的電極的製法，其特徵在於，包括提供一燒結爐以燒結該電極初胚。
10.根據權利要求9所述的冷陰極管的電極的製法，其特徵在於，包括通入保護性氣體於該燒結爐中。
11.根據權利要求1所述的冷陰極管的電極的製法，其特徵在於，該燒結溫度範圍為主成份熔點的三分之二至其熔點。
12.一種冷陰極管的電極，是經由金屬粉末射出成型，其特徵在於，包括一導線部；及一放電部，是略呈杯狀且與該導線部一體成型，其中該導線部及該放電部由同一種金屬製成，並且具有金屬燒結的結構。
13.根據權利要求12所述的冷陰極管的電極，其特徵在於，該放電部具有數個由其表面凸出的尖端。
14.根據權利要求13所述的冷陰極管的電極，其特徵在於，該尖端乃由該放電部的外圍向外凸出。
15.根據權利要求13所述的冷陰極管的電極，其特徵在於，該尖端乃由該放電部的內壁面向內凸出。
16.根據權利要求13所述的冷陰極管的電極，其特徵在於，該尖端乃由該放電部的外圍及內壁面凸出。
17.根據權利要求12所述的冷陰極管的電極，其特徵在於，該放電部的直徑乃與該導線部相同。
全文摘要
一種冷陰極管的電極是具有一體成型的結構，可增加放電面積並提高產能，該電極製法包括有下列步驟將金屬粉末及粘結劑混合以形成一混合料；將該混合料成型於一電極模具內以形成一電極初胚；將該電極初胚加溫至金屬燒結溫度以形成一電極；最後，衝壓該電極，以增加強度。
文檔編號H01J9/02GK1779886SQ20041009575
公開日2006年5月31日 申請日期2004年11月19日 優先權日2004年11月19日
發明者王祿山 申請人:王祿山