用红外辐射封接照明设备元件组件与焊接玻璃预制件制造技术

一种元件与照明设备灯泡气密密封的工艺，所述灯泡由在０～３００℃内具有ＣＴＥ　　Ｃ↓［１］的玻璃制作，其特征在于包括以下步骤：　　　　（ｉ）制备包括要与灯泡密封的元件和红外吸收焊接玻璃预制件的元件组件，所述预制件封接到要气密封接玻璃灯泡的元件部分，其中预制件的焊接玻璃具有超过５００℃的密封前软化点Ｔｓ和在０～３００℃内为Ｃ１±５１０×１０↑［－７］℃↑［－１］的密封后ＣＴＥ　　Ｃ↓［２］，而一旦被加热到高于其密封前软化点Ｔｓ的温度，能形成元件与灯泡的气密密封；　　　　（ｉｉ）把元件组件连接到灯泡孔，元件通过该灯泡孔被封接到灯泡；和　　　　（ｉｉｉ）把红外辐射把焊接玻璃预制件局部加热到高于焊接玻璃密封前软化点Ｔｓ的温度，实行气密密封。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用红外辐射把封接到电气照明设备玻璃泡的工艺。具体地说，本专利技术涉及用红外辐射封接包括焊接玻璃预制件与灯元件的元件组件的工艺。例如，本专利技术可将诸如电气引线与排气装置等灯元件气密地封接到已涂布荧光层的低压荧光放电灯泡。
技术介绍
包括白炽灯、荧光高强度放电灯与卤素灯以及阴极射线管在内的电气照明设备，通常包括气密密封的玻璃泡，电极、火炽灯丝、排气管与其它元件都与玻璃泡气密封接。电极和白炽灯丝一般装在玻璃泡内，电极引线必须与玻璃泡气密密封。在许多这类照明设备内，一般用珠状引线实现玻璃-金属密封。附图说明图1示意示出传统珠状引线设计，该引线包括三段镍或钨内引线13、绞合的镍外引线11和钨中间引线15。玻珠17密封在中间钨引线上。对于硼酸酸盐灯应用，玻珠通常也用硼硅酸盐玻璃制作。在玻珠与玻璃泡密封时，习惯应用火烯喷灯技术，喷灯产生软化这两种玻璃元件并融合在一起构成气密密封所需的热量。有了玻璃-玻璃接触，可确保照明设备内的电气馈通完全不透气。一般的荧光灯包括有封闭放电通道的玻璃泡。在放电通道内设置了电极、汞、吸气剂、荧光层与惰性气体，密封在通道内的惰性气体和/或汞蒸气受电能激发，发射紫外辐射和少量可见光。通常大小为微米级的荧光粒子通常所谓的荧光机理，把紫外辐射转换成可见光。像在其它照明场合中一样，排气管密封在玻璃灯泡的外面。最近开发出新一代的荧光灯，作为背光单元尤其适用于信息显示器，诸如LCD显示器和其它要求照明源的显示器。这些灯以扁平几何形状为特征，里面封闭了一条回施状放电通道。为达到良好的发光效率和感人的色彩，通常把烯土三荧光粉涂布在这些灯泡的放电通道内壁上。像其它荧光照明设备一样，吸气剂、电极、汞和惰性气体以及排气管都用玻璃泡气密密封。美国专利No.6,301,932揭示了一种制造这种平板灯泡的方法，用该法制造的玻璃泡具有单件设计，即面板与后板密封在一起形成有回旋通道的整个灯体。为满足许多场合尤其是便携设备如笔记本计算机、手持计算机等的要求，已生产了轻量扁平的背光单元，这些灯泡的基板极薄，壁厚通常小于1mm。对这些平板灯泡，尤其是按美国专利No.6,301,932产生的单件灯泡，电极、吸气剂与排气管通常是在涂布了荧光层之后与灯泡密封的。把电极、排气管和其它元件与灯泡作气密密封，无疑是个难题。适用于传统照明设备的火焰密封技术，已被证明难以(若非不能)直接以常规方式用于这些场合。首先，喷焰产生的过热会软化玻璃泡，使薄玻璃壁下弯而变形。螺旋状通道形状常常要求在玻璃厚度小于1mm的平表面上密封，虽然做到，但把玻璃元件加工到平表面的火焰一般造成变形的密封区，继而影响灯的总厚度和机械强度。其次，这类面积大而形状复杂的灯泡对温差极敏感，火焰密封涉及的温差易使它们破裂。第三，荧光层、吸气剂与电极对高温敏感，将荧光层暴露于600℃以上温度，将明显削弱其功能，降低灯输出，缩短寿命。吸气剂在通道被抽空和气密密封前遇到高温，会被过早受激场与通道里的气氛发生反应，丧失其原来的作用。电极罩通常在其外表面涂一层特殊的放射涂料，当加热到600℃以上时，涂层被破坏或起反作用。以常规方法应用直接火焰密封技术，常常无法避免加热一般离密封区不远的荧光层、吸气剂与电极。因此，比如某些自然的出口遭破坏或劣化了灯元件，灯功能发生障碍或缩短了灯寿命，降低了灯亮度均匀性。第四，在许多灯应用中，要密封的孔比珠状引线上的焊接玻璃珠大得多，使它难以(若非不能)用常规火焰密封技术直接把珠状引线密封到玻璃泡。最后，使用喷焰会把不希望的杂质诸如碳氢化合物引入灯放电通道，而杂质会损害灯亮度、亮度均匀性与灯寿命。因此，真的要求有一种新的密封平板灯的方法来代替常规的直接火焰密封技术，其中可用局部加热来气密封接灯元件如电极引线与装管，不会影响关键而敏感的灯元件。焊接玻璃一直用于作玻璃-玻璃或玻璃-金属的密封，它可以是玻璃体或反玻璃化。玻璃体焊接玻璃在密封保持玻璃态。它们都是热塑材料，每次熔化后以同样的温度熔化与流动。常称为釉料的反玻璃化焊接玻璃呈热固化，表明它们在密封后不再呈玻璃态，但保持玻璃相与结晶相，因其热固特性，反玻璃化焊接玻璃有诸多优点，在许多场合比玻璃体优选采用。一旦结晶，反玻璃化焊接玻璃的断裂模量为4.2～5.6×10-6kg·m-2，比其玻璃体前体与对应物的2.1～3.5×10-6kg·m-2更高。而且，反玻璃化釉料的软化点实际上提高到高于其玻璃体前体的原始软化点。整体效果是一种密封封强者，且在高温下更稳定。焊接玻璃能用局部加热实行气密密封。此外，还可用焊接玻璃填充诸如珠状引线的珠等元件与排气管等装置之间的空隙和里面要气密密封元件的大孔的周边。因此，它们很适合密封平面灯具。因电气灯具工作时产生热量，故希望用底膨胀玻璃制造玻璃泡。在0～300℃内热膨胀系数(CTE)为30～45×10-7℃-1的硼硅酸盐玻璃，一直用于照明设备，包括平板灯泡。然而，要找出合适的焊接玻璃和灯元件与硼硅酸盐灯泡密封的方法是个难题。本专利技术通过提供一种封接包含红外吸收焊接玻璃预制件和用红外辐射密封的元件的元件组件的工艺，解决了上述的难题。
技术实现思路
本专利技术提供一种把元件气密密封到照明设备的灯泡的工艺，该灯泡用CTE在0～300℃内为C1的玻璃制作。该工艺包括以下步骤(i)制备一元件组件和一红外吸收焊接玻璃预制件，前者包括要与灯泡密封的元件，后者包封接合到该元件要与玻璃灯泡气密封接的部分，其中预制件的焊接玻璃在500℃以上的密封前软化点为Ts，在0～300℃的密封后CTE C2为C1±10-7℃-1，而且在加热到超过其密封前软化点的温度时能使该元件与灯泡形成气密密封；(ii)把元件组件连接到灯泡孔，元件通过该孔与灯泡封接；和(iii)运用红外辐射把预制件局部加热到高于焊接玻璃密封前软化点Ts的温度，实行气密密封。较佳地，本专利技术工艺用于由硼硅酸盐玻璃制作的灯泡，在0～300℃内，其CTE C1为30～45×10-7℃-1。较佳地，本专利技术工艺使用的预制件里的焊接玻璃由反玻璃化焊接玻璃构成，基本上包括含CuO和/或Re2O3的B2O3-SiO2-PbO-ZnO玻璃，其密封前软化点为550～700℃，在0～300℃时密封后CTE C2为32～40×10-7℃-1，反玻璃化温度Td为630～750℃。更佳，本专利技术元件组件中的焊接玻璃预制件的由一种焊接玻璃构成，实际上包括按批量计算的重量百分比的氧化物Al2O3为0～2％，B2O3为15～25％，CuO为1～5％，Fe2O3为0～5％，PbO为0～7％，SiO2为10～16％，Zn为55～65％；其密封前软化点为550～700℃，较佳为600～650℃，在0～300℃的密封后CTE C2为32～40×10-7℃-1，较佳为34～38×10-7℃-1，反玻璃化温度Td为630～750℃，较佳为650～700℃。根据本专利技术一较佳实施例，准备与玻璃泡气密封接的元件是珠状电极引线。较佳地，该珠状引线具有外引线、内引线和中间引线，中间引线与焊接玻璃珠气密密封。根据本专利技术另一较佳实施例，准备与玻璃泡气密封接的元件是一玻璃装置，其CTE与玻璃泡相近。装管可以是玻璃泡的排气管。另根据本专利技术一实施例，可将珠状电极引线装在装管内，在进一步加热前，可在装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种元件与照明设备灯泡气密密封的工艺，所述灯泡由在0～300℃内具有CTE C1的玻璃制作，其特征在于包括以下步骤(i)制备包括要与灯泡密封的元件和红外吸收焊接玻璃预制件的元件组件，所述预制件封接到要气密封接玻璃灯泡的元件部分，其中预制件的焊接玻璃具有超过500℃的密封前软化点Ts和在0～300℃内为C1±510×10-7℃-1的密封后CTE C2，而一旦被加热到高于其密封前软化点Ts的温度，能形成元件与灯泡的气密密封；(ii)把元件组件连接到灯泡孔，元件通过该灯泡孔被封接到灯泡；和(iii)把红外辐射把焊接玻璃预制件局部加热到高于焊接玻璃密封前软化点Ts的温度，实行气密密封。2.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述玻璃泡由硼硅酸盐玻璃制作，其CTE C1在0～300W℃内为30～45×10-7℃-1，密封前已对玻璃泡施加了荧光层。3.如权利要求2所述的工艺，其特征在于，所述焊接玻璃预制件由反玻璃化焊接玻璃构成，主包括含CuO和/或Fe2O3的B2O3-SiO2-PbO-ZnO玻璃，其密封前软化点Ts为550～700℃，密封后CTE C2在0～300℃内为32～40×10-7℃-1，反玻璃化温度Td为630～750℃。4.如权利要求3所述的艺，其特征在于，所述焊接玻璃预制件由构成，按氧化物基重量百分比计，主要包括Al2O3为0～2％，B2O3为15～25％，CuO为1～5％，Fe2O3为0～5％，PbO为0～7％，SiO2为10～16％，Zn为55～65％；其密封前软化点为600～650℃，在0～300℃的密封后CTE C2为34～38×10-7℃-1，反玻璃化温度Td为650～700℃。5.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述由硼酸盐玻璃制作，具有下列按计算自玻璃批量的氧化物基重量百分比表示的成分，77.4％r SiO2、15.4％的B2O3、1.9％的Al2O3和5.3％的Na2O，其CTE在0～300℃内为38×10-7℃-1。6.如权利要求2所述的工艺，其特征在于，所述玻璃泡在步骤(iii)前被预热到低于600℃的温度。7.如权利要求6所述的工艺，其特征在于，所述玻璃泡在步骤(iii)前被预热到550～585℃的温度。8.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述封接到玻璃泡的元件是珠状电极引线。9.如权利要求8所述的工艺，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·E·卡纳莱，W·L·海恩斯，S·L·库奇，C·L·塔特尔二世，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：