DE1041181B

DE1041181B - Verfahren zur Herstellung einer vakuumdicht verschlossenen Fototransistoranordnung

Info

Publication number: DE1041181B
Application number: DES37080A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Otto Fuerst; Dr Heinz Henker; Dr Karl Siebertz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1954-01-08
Filing date: 1954-01-08
Publication date: 1958-10-16

Description

Verfahren zur Herstellung .einer vakuumdicht verschlossenen Fototransistoranordnung Fototransistoren wurden bisher entweder in einem mit Kunststoffmasse ausgegossenen Kunststoffgehäuse untergebracht oder ohne Gehäuse in eine Kunststoffmasse eingepreßt. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß diese Art -des Einschlusses für Fototransistoren vorzugsweise mit p-n-Übergängen, aber auch für Spitzenfototransistoren unzureichend ist, weil es auf diese Weise nicht möglich ist, den Transistor vollständig gegen Feuchtigkeitseinflüsse zu -schützen. Es ist nun bereits bei Transistoren vorgeschlagen worden, derartige Anordnungen in einem evakuierten oder mit einem inerten Schutzgas gefüllten Gehäuse luftdicht, vorzugsweise vakuumdicht, unterzubringen, welches vorzugsweise aus Glas bestand. Hierbei traten jedoch wieder andere Schwierigkeiten auf. die hauptsächlich durch die beim Verschmelzen der Öffnung auftretenden hohen Temperaturen bedingt waren, welche für die Halbleitereigenschaften des Transistors unzuträglich sind.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer vakuumdicht verschlossenen Fototra.nsistora,nordnung mit einer durch ein Glasfenster abgedichteten Strahlungsdurchtrittsöffnung, wobei gemäß der Erfindung einerseits ein mit der Strahlungsdurchtrittsöffnung und einer weiteren Öffnung ausgestattetes Gehäuse aus Aluminium durch Kaltschlagen hergestellt und mit einem Glasfenster mittels Emaille verschmolzen wird und andererseits die andere Gehäuseöffnung mit einem mit. Glaisdurchführungen für die elektrischen Zuleitungen versehenen Metalldeckel durch Kaltschweißung vakuumdicht verschlossen wird.
Bei dem unter dem Namen »Kaltschweißen« bekannten Verfahren werden die zu verschweißenden Berührungsflächen zweier Metallteile unter Anwendung hohen, beispielsweise hydraulisch erzeugten Drucks bei normaler Temperatur zum teigartigen Ineinanderfließen und damit zum Verschweißen gebracht und so eine starke Erhitzung der Werkstücke vermieden. Die hierdurch gegebene Möglichkeit wird bei der Erfindung ausgenutzt, um ohne Anwendung einer für die Transistoranordnung schädlichen Erhitzung das Gehäuse zu verschließen, indem das. Gehäuse mit dem Deckel kalt verschweißt wird; zugleich werden die Möglichkeiten, die sich aus der Verwendung des für die Kaltschweißung geeigneten Gehäusematerials ergeben, zur vereinfachten. Herstellung des Gehäuses durch Kaltschlagen ausgenutzt. Beim Kaltschlagen wird z. B. ein Aluminiumstück in eine Form eingebracht, in welche mit einem gewissen Spielraum, der die Wandstärke des herzustellenden Gehäuses bestimmt, ein Stempel eingeführt wird, welcher auf das in die Form eingebrachte Metallstück einen schlagartigen hohen Druck, z. B. von etwa 50 t/cm2, ausübt. Hierdurch wird das eingebrachte Metall zum Fließen gebracht; es füllt den, in der Fcrm noch vorhandenen freien Raum aus und bildet so den Hohlkörper des herzustellenden Gehäuses. Die Fensteröffnung des Gehäuses wird dabei zweckmäßigerweise im selben Arbeitsgang mit ausgestanzt. Das Verfahren des Kaltschlagens besitzt den. Vorteil, daß es sehr rasch durchgeführt werden kann und daher eine hohe Fertigungsquote erlaubt. Zudem wird eine stärkere Oxydation vermieden, welche das Befestigen des Deckels durch Kaltschweißen stören könnte.
Die Fensteröffnung des durch das Kaltschlagen hergestellten Aluminiumgehäuses wird mit einem Glasfenster abgeschlossen, welches mit dem Rand der ausgestanzten Fensteröffnung mittels Emaille verschmolzen wird. Anschließend wird der mit den Elektroden versehene Halbleiterkörper des Fototransistors auf dem mit Glasdurchführungen. für die elektrischen Zuleitungen versehernen, aus Aluminium bestehenden Metalldeckel montiert und der Deckel in die hierfür vorgesehene Öffnung eingepaßt und kalt mit dem Rand, der Öffnung verschweißt. Vorzugsweise ist in dem Metalldeckel für jede einzelne Zuführung eine besondere Durchführung, beispielsweise in Form einer Glasplatte, vorgesehen.
Das Gehäuse kann gleichzeitig eine Mehr- bzw. Vielzahl von einzelnen Fototransistoren enthalten, die hinter einem gemeinsamen Fenster untergebracht sind. Dies ist besonders vorteilhaft, weil hierdurch der ganze Gehäuseraum und die notwendig verbleibenden Gehäusenahtstellen auf ein Minimum reduziert sind. 1,i:her wurden derartige Anordnungen nach dem Baukastenprinzip aus einzelnen, In sich fertigen und gegebenenfalls mit Einzelgehäusen versehenen Fototr::nistoren zusammengesetzt.
Das Gehäuse kann entweder in an sich bekannter Weise mit einer \7ergußmasse aus einem ganz oder teilweise aushärtenden Kunststoff ausgegossen werden. GetniW einer besonderen Ausbildung des Erfindungsgedankens wird jedoch das Gehäuse nach Fertigstellung der ganzen Anordnung vor dem Auf-25 des Deckels in einen Rezipienten gesetzt und evakuiert und dann entweder im Vakuum oder in einer Schutzgasatmosphäre zugelötet bzw. zugecliniolzen oder zugeschweißt.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Einrichtung nach der Erfindung beispielsweise dargestellt. 1 bedeutet ein kastenförmiges Gehäuse aus kalt geschlagenem Metall, welches a#i: Aluminiumblech besteht. Beim Schlagen ist gleichzeitig eine rechteckige Öffnung 2 mit ausgestanzt, auf die ein Glasfenster mit Emaille aufgeschmolzen ist. 3 ist ein Deckel aus dem gleichen Metall wie das Gehäuse 1, in dein eine Reihe von Durchführungen 4 in Form von Glasperlen vorgesehen sind. die zur Zuführung der Elektroden 5 dienen, welche zu den einzelnen Fototransistoren führen, die in der Zeichnung nicht weiter dargestellt sind und deren lichtempfindliche Stellen hinter dem Fenster 2 angeordnet sind. Das Ganze wird nach der Montage in einem Rezipienten 6 luftleer gepumpt. Nach Füllung mit einem inerten Gas, z. B. Stickstoff, geeigneten Drucks wird der Deckel 3 mit dem Gehäuse 1 kalt verschweißt, zu welchem Zwecke am Gehäuse noch ein entsprechender - in der Zeichnung nicht dargestellter --- Flansch vorgesehen ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung einer vakuumdicht verschlossenen Fototransistoranordnung mit einer durch ein Glasfenster abgedichteten Stralilungsdurchtrittsöffnung, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits ein mit der Strahlungsdurchtrittsöffnung und einer weiteren Öffnung ausgestattete-Gehäuse aus Aluminium durch Kaltschlagen her--estellt und mit einem Glasfenster mittels Emaille verschmolzen wird und daß andererseits die andere Gehäuseöffnung mit einem mit Glasdurchführungen für die elektrischen Zuleitungen versehenen Metalldeckel durch Kaltschweißung vakuuni(licht verschlossen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß zur Erleichterung des Kaltschwer Bens ein Gehäuse mit Flansch verwendet wird. In Betracht gezogene Druckschriften Deutsche Patentschrift Nr. 826 324; USA.-Patentschriften Nr. 755 840, 2 538 593, 2 633 489; Funkschau, 1951, S. 152 und 274; Electronic Engin., 1951, S. 414; Electronics, 1953, S.235; Druckschrift Leybold »HV 103« (1953), S. 68.