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Verfahren zur Herstellung von Glasfüssen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Glasfüssen, insbesondere für Halbleiterbau- elemente, wie Dioden und Transistoren.
Unter Glasfüssen sollen im"olgendenGebilde aus elektrisch isolierendem Material, in die ein Strom- zuführungsdraht oder mehrere Stromzuführungsdrähte einer elektrischen Vorrichtung, vorzugsweise va- kuumdicht eingeschmolzen sind, verstanden werden.
Es ist bekannt, derartige Glasfüsse, bei denen das isolierende Material aus Glas besteht, dadurch herzustellen, dass ein oder mehrere Stromzufuhrungsdrähte in eine Perle aus einem bei Erwärmung plastisch werdenden Isoliermaterial, vorzugsweise Glas eingeschmolzen und in ihrer Längsrichtung bewegbar in
Bohrungen in einem Formstück geführt werden, die Perle bis zur Erweichung erwärmt und ihr darauf die gewünschte Gestalt gegeben wird. Dies ist z. B. aus der Schweizer Patentschrift Nr. 196788, der franz. Pa- tentschrift Nr. 1. 253. 447 und der USA-Patentschrift Nr. 2, 220, 741 bekannt.
Beim bekannten Verfahren findet die Gestaltgebung dadurch statt, dass das Glas durch einen Stempel, der zusammen mit dem Hal- ter die Form für den Glasfuss bildet, zu einem mit den Stromzuführungsdrähten vakuumdicht verschmol- zenen Teil, z. B. einer Scheibe, gepresst wird.
Dieses bekannte Verfahren weist einige Nachteile auf. Da die Stromzuführungsdrähte durch das Isoliermaterial hindurchreichen sollen, müssen in dem beweglichen Stempel Bohrungen, ähnlich wie im Halter zur Aufnahme der Stromzuführungsdrähte vorgesehen sein. Die Herstellung des Stempels ist dadurch umständlich. Dies spielt insbesondere deswegen eine Rolle, da sowohl der Halter als auch der Stempel bei jedem Pressvorgang mit dem erhitzten Glas in Berührung kommen. Die Abnutzung des Stempels ist dadurch verhältnismässig gross, was besonders bei der Massenfertigung von Glasfüssen erhebliche Kosten verursacht.
Es ist auch ein Verfahren bekannt, bei dem eine um die Stromzuführungsdrähte geschmolzene Perle unter gleichzeitiger Rotation der Perle und der Stromzuführungsdrähte thermisch derart behandelt wird, dass sich die für den Glasfuss gewünschte Form ergibt. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die Einstellung der der thermischen Behandlung dienenden Brenner bzw. die Regelung der Flammengrösse sehr kritisch ist. Eine geringfügige Änderung dieser Einstellungen wird ebenso wie geringfügige Unterschiede im Schmelzmaterial, z. B. in dessen Menge, die Form des fertigen Glasfusses im allgemeinen stark beeinflussen.
DieNachteile dieser bekannten Verfahren werden bei einem Verfahren zur Herstellung von Glasfüssen, insbesondere für Halbleiterbauelemente, wie Dioden und Transistoren, gemäss der Erfindung dadurch vermieden, dass, nachdem die Perle bis zur Erweichung erwärmt worden ist, die Gestaltgebung stattfindet, indem der Stromzuführungsdraht oder die Stromzuführungsdrähte derart in das Formstück hineingezogen werden, dass die Perle eine durch das Formstück begrenzte Form erhält.
Als Isoliermaterial ist dabei Glas besonders geeignet, jedoch ist das Verfahren auch bei andern Isoliermaterialien, wie z. B. Kunststoff, anwendbar.
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rührt. Dadurch wird eine unnötige Erwärmung des Formstückes vermieden und so dessen Abnutzung verringert.
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Das Hineinziehen der plastischen Perle in das Formstück kann so geschehen, dass mindestens zwei Stromzuführungsdrähte gleichzeitig um die gleiche Strecke bewegt werden. Soll jedoch beispielsweise nur an einem der Stromzuführungsdrähte das Isoliermaterial in eine Ausnehmung des Formstückes hineingezogen werden, so werden gemäss einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens die Stromzuführungsdrähte um verschieden lange Strecken bewegt.
Da die mit den Elektroden auszuführenden Bewegungen besonders einfach sind, kann eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens mit an sich bekannten Mitteln so ausgebildet werden, dass sie mindestens teilweise selbsttätig arbeitet.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, die Beispiele von Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens sowie Vorrichtungen zu dessen Durchführung zeigt, näher erläutert. Die Fig. l zeigt in Seitenansicht eine Vorrichtung zurDurchführung des Verfahrens nach der Erfindung, die Fig. 2 die gleiche Vorrichtung in Draufsicht und in Fig. 3 im Schnitt in-m gemäss Fig. 1. Die Fig. 4 zeigt ein Formstück in Draufsicht. Die Fig. 5 zeigt das gleiche Formstück im Schnitt V-V nach Fig. 4. Die Fig. 6 zeigt einen Transistor. Die Fig. 7 stellt im Schnitt eine besondere Ausführungsform eines Formstückes nach der Erfindung dar. Die Fig. 8 zeigt ein Formstück in Draufsicht. Die Fig. 9-11 stellen ein Formstück in Seitenansicht dar und zeigen verschiedene Schritte einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens.
Bei der Vorrichtung nach Fig. 1 ist das Formstück 1, dessen Ausbildung im einzelnen weiter unten an Hand der Fig. 4 und 5 erläutert wird, in den Halter 2 fest hineingeschraubt. Durch drei Bohrungen 3 sind die Drähte 4 gesteckt, die bei dem fertigen Glasfuss als Stromzuführungen dienen sollen. Diese in den Bohrungen 3 beweglich geführten Stromzuführungsdrähte 4 werden von einer Zange 5, die in Richtung der Pfeile 6 bewegt werden kann, festgehalten. Das nicht gezeichnete Getriebe zur Ausführung dieser Bewegung der Zange 5 befindet sich in dem Getriebekasten 7, der auf dem Fundament 8 befestigt ist und den Halter 2 und den Brenner 9 trägt. Um die Stromzuführungsdrähte 4 ist eine Perle 10 aus Glas geschmolzen, die von der Flamme 11 des Brenners 9 bis zur Erweichung erwärmt wird.
Aus der Fig. 2, die unter Fortlassung der Flamme 11 das gleiche in Draufsicht zeigt, ist die zunächst unregelmässige Form der Perle 10. zu erkennen.
Aus der Fig. 3 ist der Aufbau der Zange 5 ersichtlich. Sie besteht aus den Backen 12 und 13. Während die Backe 12 feststehend ist, ist die Backe 13 in Richtung der Pfeile 14 beweglich. Sie wird durch Federkraft gegen die Backe 12 gedrückt. Eine Erhebung 15 reicht in eine Ausnehmung 16 der Backe 12 hinein.
Zwischen den beiden Backen 12 und 13 sind die Stromzuführungsdrähte 4 festgeklemmt.
Das Formstück 1 (vgl. Fig. 4 und 5) ist zylindrisch und trägt auf seinem Mantel ein Gewinde 17. An eine kegelstumpfförmige Ausnehmung 18 schliesst sich eine zylindrische Ausnehmung 19 an. Der Boden des so gebildeten Napfes ist mit drei Bohrungen 3 versehen.
Aus der Fig. 5 ist ersichtlich, wie die in das Formstück durch Bewegung der Stromzuführungsdrähte 4 in Pfeilrichtung 20 hineingezogene Perle 10 an ihrer Unterseite 21 und an ihrer Seitenfläche 22 durch das Formstück 1 geformt wird. Da der untere Teil der Ausnehmung 19 zylindrisch ausgebildet ist, nimmt die Perle 10 im entsprechenden Querschnitt eine kreisförmige Gestalt an.
Der Transistor nach Fig. 6, der aus einem Halbleiterkristall 23 mit der Emitterelektrode 24 und der Kollektorelektrode 25 besteht, die jeweils an einem der Stromzuführungsdrähte 4 befestigt sind, ist von einer Glashülle 26, wie üblich kreisförmigen Querschnitts umgeben, die bei 27 mit dem Glasfuss 10 verschmolzen ist.
Die Verwendung von Glasfüssen nach der Erfindung ist nicht auf Transistoren beschränkt, sondern sie können selbstverständlich bei andern elektronischen Bauteilen, wie z. B. Dioden oder Röhren, verwendet werden. Nach der Fig 6 wird der Glasfuss 10 so verwendet, dass seine im Formstück hergestellte ebene Fläche 21 dem Inneren des Bauteiles zugewendet ist. DerGlasfuss kann auch so verwendet werden, dass diese ebene Fläche 21 nach aussen weist.
Auch ist die Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung keineswegs auf Glasfüsse mit drei Stromzuführungsdrähten oder auf die besondere Anordnung der Stromzuführungsdrähte nach den Fig. 1-6, nämlich in einer Ebene, beschränkt. So zeigt Fig. 7 im Schnitt ein Formstück zur Herstellung eines Glasfusses
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rigen ebene Fläche 30 hinausragenden Wölbung 31 versehen ist. Diese Wölbung 31 wird so erzeugt, dass, nachdem durch Bewegung der Stromzuführungsdrähte 28, 29 die Perle 10 in das Formstück bis zum Boden hineingezogen ist, der Stromzuführungsdraht 29 inRuhe bleibt, während der Stromzuführungsdraht 28 noch um ein Stück in Richtung des Pfeiles 32 weiterbewegt wird, wobei Material der Perle in die Ausnehmung 33 des Formstückes 1 hineingezogen wird.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung zeigen schematisch
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die Fig. 8-11.
Wie aus der Draufsicht, Fig. 8, zu ersehen ist, wird um die Drähte 4 ein Ring 34 aus Glas gesetzt, welches die Stromzuführungsdrähte 4 umgibt. Die Fig. 9-11 zeigen die weiteren Schritte des Verfahrens in Seitenansicht. Durch eine Flamme 35 des Brenners 36 wird an einer Stelle 37 der Ring 34 geschmol- zen und an einen der Stromzuführungsdrähte 4 angeheftet. Durch eine nicht gezeichnete Zange werden nunmehr die Stromzuführungsdrähte gemeinsam nach oben bewegt, so dass der Ring 34 aus dem FormstUck gehoben wird. Mit zwei Flammen 38 und 39 wird der Ring 34 dann (vgl. Fig. 11) zu einer Perle 10 um die Stromzuführungsdrähte 4 zusammengeschmolzen, und diesem Vorgang schliesst sich dann unmittelbar das Hineinziehen der Perle in das Formstück an.
Im Rahmen der Erfindung sind mannigfache Ausführungsformen des Verfahrens möglich, so z. B. die Verwendung mehrerer beweglicher Brenner oder der Aufbau der Vorrichtung auf einem Karussel für eine kontinuierliche Arbeitsweise bei der Massenproduktion von Glasfüssen, wobei die einzelnen Verfahrensschritte mit an sich bekannten Mitteln selbsttätig durchgeführt werden.
Der besondere Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung besteht in der Einfachheit des Formstückes und der von den Stromzuführungsdrähten auszuführenden Bewegung sowie der geringen Abnutzung des Formstückes, so dass sich das Verfahren ganz besonders für die Massenherstellung von Glasfüssen eignet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Glasfüssen, insbesondere für Halbleiterbauelemente, wobei ein oder mehrere Stromzuführungsdrähte in eine Perle aus einem bei Erwärmung plastisch werdenden Isoliermaterial, vorzugsweise Glas, eingeschmolzen und in ihrer Längsrichtung bewegbar in Bohrungen in einem Formstück geführt werden, die Perle bis zur Erweichung erwärmt und ihr darauf die gewünschte Gestalt gegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass, nachdem die Perle (10) bis zur Erweichung erwärmt worden ist, die Gestaltgebung stattfindet, indem der Stromzuführungsdraht oder dieStromzufUhrungsdrähte (4) derart in dasFormstück (1) hineingezogen werden, dass die Perle (10) eine durch das Formstück begrenzte Form erhält.