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Vorrichtung zur Herstellung kleiner, gasdichter Gehäuse oder Kapseln,
z. B. aus Glas Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung relativ
kleiner, gasdichter Gehäuse oder Kapseln, die nach dem Verschließen ein Gas unter
einem bestimmten Druck enthalten sollen. Diese Vorrichtung soll insbesondere zur
Herstellung von Kristalloden dienen. Es ist bekannt, relativ kleine, gasdichte Gehäuse
oder Kapseln durch Zusammenschluß zweier Gehäuseteile in einer Druckkammer herzustellen,
die an eine Druckgasquelle angeschlossen ist, wobei für die Halterung der Gehäuseteile
einander gegenüberstehende, gleichachsig zueinander bewegliche Träger vorgesehen
sind. Von dieser Maßnahme, die beispielsweise für das Zusammenschmelzen der Teile
von Glasgefäßen vorgeschlagen worden ist, wird auch bei der Vorrichtung nach der
Erfindung Gebrauch gemacht.
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Die Erfindung erstrebt eine Vereinfachung der Fertigung. Sie beruht
auf dem Gedanken, die Träger oder Supporte der zusammenzufügenden Gehäuseteile zu
Elementen der Wandung der Druckkammer zu machen. Wesentliches Merkmal der Erfindung
ist demgemäß ein zwischen den Trägern angeordneter, an beiden Enden offener Mantel,
der in der einen Endstellung der Träger in Abstand von diesen liegt und nach Überführung
der Träger in ihre zweite Endstellung mit ihnen die Druckkammer bildet. Bei einer
derart gestalteten Vorrichtung liegen die beiden Träger, wenn sie auseinandergefahren
sind, für den Bedienungsmann frei zugänglich. Es ist dann mühelos möglich, die Gehäuseteile
in die Träger einzusetzen, um danach die Supporte gegen den Mantel zu fahren, damit
sie mit ihm die Druckkammer bilden, in der die Gehäuseteile miteinander zu der verlangten
Kapsel vereinigt werden.
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In der bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der eine Support oder
Träger feststehend gelagert. Dabei ist es besonders zweckmäßig, die Anordnung so
zu treffen, daß der Mantel mit dem beweglichen Träger derart begrenzt beweglich
verbunden ist, daß er an dessen Bewegung bis zum Aufsetzen auf den feststehenden
Träger teilnimmt und danach in Stillstand verharrt, während der bewegliche Träger
in Schließstellung geht.
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Zur weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Vorrichtung nach der Erfindung
kann an dem einen Träger oder dem Mantel eine Heizvorrichtung angebracht werden,
die bei Schließung der Druckkammer in deren Innenraum gelangt und zur Erhitzung
derGehäuseteilezwecksHerstellungdergasdichtenVerbindung dient. Diese Heizvorrichtung
wird zweckmäßig am stillstehenden Träger angebracht. Doch kann es ebenfalls zweckmäßig
sein, sie am Mantel anzubringen. Die Erfindung sei an Hand der nachstehend beschriebenen
und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der
Zeichnung ist Fig. 1 ein Längsschnitt durch eine Kristallode mit Glasgehäuse, die
durch die Vorrichtung nach der Erfindung luftdicht gekapselt worden ist; Fig. 2
eine perspektivische Ansicht mit Blick auf die Vorderseite der Vorrichtung in Offenstellung,
Fig. 3 ein vertikal geführter Längsschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1, jedoch
in der geschlossenen Stellung, Fig. 4 ein Querschnitt nach Linie IV-IV in Fig. 3,
Fig.5 ein durch einen Teil der Vorrichtung in vertikaler Ebene geführter Längsschnitt
nach Linie V-V in Fig. 4, Fig.6 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung der einzelnen
Operationen der Vorrichtung bei der Herstellung dichter Gehäuse oder Kapseln für
Kristalloden und Fig.7 ein Längsschnitt durch die Druckkammer der Vorrichtung in
etwas abgewandelter Ausführung.
Die in Fig. 1 gezeichnete Kristallode
ist eine p-n-Diode vom Flächentyp. Sie besteht aus einem Halbleiterkörper 3 aus
Silizium vom n-Leitfähigkeitstyp, das mit Arsen aktiviert ist, einer gleichrichtend
wirkenden p-n-Häche, die durch Anschmelzen einer Perle 5 aus Aluminium vom p-Leitfähigkeitstyp
hergestellt ist, und einem S-förmigen Drähtchen 7, das zur Herstellung einer leitenden
Verbindung mit der Perle 5 dient und demgemäß an dieser mit gewissem Druck anliegt.
Das Drähtchen 7 besteht aus Platin-Iridium. Das entgegengesetzte Ende des S-förmigen
Drähtchens 7 ist durch Punktschweißung mit einer Durchführungselektrode 9 aus einer
Eisen-Nickel-Legierung verbunden, die mit Kupfer überzogen ist. Eine leitende Verbindung
mit der Basis des Halbleitersystems, also mit dem Halbleiterkörper 3, ist durch
Aufdampfen eines Niederschlags 13 aus einer Gold-Antimon-Legierung hergestellt.
Eine zweite Durchführungselektrode 15, die gleichfalls aus einer Eisen-Nickel-Legierung
besteht und mit Kupfer überzogen ist, ist durch Löten oder anderweitig mit dem Gold-Antimon-1Tberzug
13 verbunden. Die Durchführungselektroden 9 und 15 sind in Glaseinsätze 17 und 19
eingeschmolzen und bilden mit diesen je eine Einheit. Die Einsätze werden ihrerseits
in ein Glasröhrchen 21 eingeschmolzen oder auf andere Art damit dicht verbunden.
Die Elektroden 9 und 15 liegen mithin. gleichachsig zueinander und zu dem hermetisch
dichten Gehäuse der Kristallode.
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Die in Fig. 1 gezeichnete Diode wird in der nachstehend beschriebenen
Weise gefertigt und zusammengebaut. Die Durchführungselektroden 9 und 15 werden
zuerst in die Glaseinsätze 17 und 19 eingeschmolzen. Hierauf wird die Durchführungselektrode
15 mit ihrem Glaseinsatz 19 in das eine Ende des Glasröhrchens 21 eingesetzt und
damit verschmolzen. Anschließend wird der Halbleiterkörper 3 in das Röhrchen 21
eingesetzt, so daß die angeschmolzene Perle 5 zu dem noch offenen Ende des Röhrchens
hinweist. Sodann wird die Gold-Antimon-Legierung 13 mit der Durchführungselektrode
15 durch Löten oder anderweitig verschmolzen. Das S-förmige Drähtchen 7, das mit
der Durchführungselektrode 9 durch Punktschweißung verbunden worden ist, nachdem
diese Elektrode mit dem Glaseinsatz 17 verschmolzen worden ist, wird alsdann in
das noch offene Ende des Röhrchens 21 so eingesetzt, daß das Drähtchen 7 mit gewissem
Druck an der Perle 5 anliegt, worauf der Einsatz 17 mit dem Röhrchen
21 verschmolzen wird. Dieser letzte Schritt wurde bisher bei normalem Atmosphärendruck
ausgeführt.
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Ein Druck jeder beliebigen Größe kann innerhalb des Gehäuses des Kristallsystems
dadurch geschaffen werden, daß man den vorstehend erläuterten letzten Schritt, also
das dichte Schließen des Gehäuses, in einer Atmosphäre von einem Druck ausführt,
der den Atmosphärendruck übersteigt und im allgemeinen sogar wesentlich höher gewählt
wird als der Druck, der schließlich in dem Gehäuse der fertigen Kristallode herrschen
soll, um damit dem Druckabfall Rechnung zu tragen, der geschieht, wenn das Gehäuse
nach der Herstellung des dichten Abschlusses abkühlt. Dies kann mit Hilfe der Vorrichtung
nach Fig. 2 bis 5 geschehen. Mit Hilfe dieser Vorrichtung kann nicht nur der gewünschte
Druck er- t zeugt werden, sie gestattet auch die schnelle und bequeme Zusammenfügung
der Teile des zu erzeugenden Gerätes unter Einhaltung der genauen geometrischen
Ausrichtung der Teile zueinander und unter Erzeugung des richtigen Kontaktdruckes
zwischen dem Drähtchen 7 und der Perle 5.
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Die Vorrichtung besteht aus einem feststehenden Grundblock mit Plattform
31, auf der eine Heizspule 32 gleichachsig zu einer Bohrung 33 befestigt ist. Diese
Bohrung dient zur Aufnahme des Glasröhrchens 21 mit dem Halbleiterkörper 3 und der
Durchführungselektrode 15, die zuvor in der beschriebenen Weise montiert worden
sind. Die Durchführungselektrode 9 mit ihrem Glaseinsatz 17 wird an einem Halter
41 befestigt, der seinerseits an einem oberen, vertikal beweglichen Schlitten 42
oberhalb der Plattform 31 sitzt. Gleichachsig zur Plattform 31 und dem oberen Schlitten
42 liegt ein zylindrischer Mantel 51 mit offenen Stirnenden, der späterhin einen
Teil der Wandung einer Druckkammer bildet. Der Mantel 51
ist an einem zweiten
Schlitten 52 befestigt, der durch zwei Stangen 53 mit dem oberen Schlitten 42 verbunden
ist. Um das Einsetzen und Herausnehmen der Werkstücke zu erleichtern, ist für den
Mantel 51
eine Ruhestellung zwischen der unteren Plattform 31 und dem oberen
Halter 41 und seinem Schlitten 42 vorgesehen, in der Halter und Plattform von außen
leicht zugänglich sind. Beim Niederfahren nimmt der obere Schlitten 42 den Mantel
51 mit, bis er dis Heizspule 32 und die Halterung 33 auf der unteren Plattform 31
umschließt und sich auf die untere Plattform aufsetzt, so daß das untere Ende des
Mantels geschlossen wird. Der obere Schlitten 42 setzt seine Abwärtsbewegung fort
und bringt dabei das Gebilde, das aus der Durchführungselektrode 19 und dem Glaseinsatz
17 besteht, in das noch offene Ende des Röhrchens 21 hinein, wobei dieses Gebilde
um eine bestimmte Strecke bewegt wird, wie sie nötig ist, um den richtigen Druck
zwischen dem Drähtchen 7 und der Perle 5 zu erhalten. Zugleich wird das obere Ende
des Mantels 51 durch den oberen Schlitten 42 dicht abgeschlossen, während sich der
Glaseinsatz 17 und die Teile des Röhrchens 21, mit denen er verschmolzen werden
soll, sich innerhalb der Heizspule 32 befinden. Nunmehr wird durch Einpumpen von
Gas innerhalb der jetzt vom Mantel 51 umschlossenen Kammer ein bestimmter Druck
erzeugt. Sodann wird Strom durch die Spule 32 geleitet und die Temperatur des Glaseinsatzes
17 und der Teile des Röhrchens 21, die damit in Berührung stehen, so weit erhöht,
daß diese Teile miteinander verschmolzen werden.
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Wie sich im einzelnen aus der Zeichnung ergibt, besteht die Vorrichtung
aus einem Hauptrahmen 27 mit einer Grundplatte 28, die einseitig und rechtwinkelig
zum Grundrahmen vorsteht. Die untere Plattform 31, die aus einem bearbeiteten Metallblock
besteht, ist mit der Grundplatte 28 fest verbunden. Beiderseits des die Plattform
31 bildenden Blockes sind quaderförmige Schulterstücke 60 und 61 auf der Grundplatte
28 befestigt. An einem oberen Teil des Hauptrahmens 27 sind zwei T-förmig gestaltete
Blöcke 62 und 63 angebracht, von denen jeder einer der Schulterstücke 60 und 61
gegenübersteht. Die Schulterstücke 60, 61 und Blöcke 62, 63 bilden die Halterung
für zwei Führungsstangen 64 und 65, von denen sich jede zwischen einem Schulterstück
und einem Block senkrecht erstreckt.
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In die Fläche der Plattform 31 ist ein Ring 34 aus nachgiebigem Material,
beispielsweise Gummi, eingelassen, dessen mittlerer Durchmesser mit dem des
zylindrischen
Mantels 51 der Druckkammer übereinstimmt. Der Mantel setzt sich daher beim Niederfahren
auf diesen Ring auf, wie weiter unten genauer erläutert werden wird.
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Innerhalb des Grundblockes 31, an dem die feststehende Plattform ausgebildet
ist, befindet sich eine zylindrische Kammer 17, in der eine Vorrichtung untergebracht
ist, durch die Gewähr dafür geschaffen wird, daß das Drähtchen 7 mit dem richtigen
Druck an der Perle 5 anliegt. Gleichachsig zu der zylindrischen Bohrung 33, die
das Röhrchen 21 aufnimmt, erstreckt sich ein Kanal 71 abwärts durch den Block
und stellt eine Verbindung zwischen der Bohrung 33 und der Kammer 70 her. Der Kanal
71 und die Bohrung 33 sind in einer Büchse 85 ausgebildet, die in ein senkrechtes
Loch des Blockes 31 eingesetzt ist. In dieser Büchse geht der engere mittlere Teil
74 der Bohrung in einen weiteren unteren Teil 73 über. Auf diese Weise entsteht
eine Schulter 72, die als Sitzfläche für das Röhrchen 21 dient und die Stellung
dieses Röhrchens innerhalb der Bohrung 33 axial festlegt, wobei die Durchführungselektrode
15 durch den engeren Bohrungsteil 74 nach unten hindurchragt. Unmittelbar unterhalb
der Mündung des Kanals 71 befindet sich ein magnetischer Körper 75, der am einen
Ende eines Hebels 76 befestigt ist. Der Hebel ist um eine waagerechte Achse drehbar
auf einem Zapfen 77 gelagert, der in den Seitenwänden der im Block 31 ausgebildeten
Kammer 70 befestigt ist. Das andere Ende des Hebels 76 ragt in eine zweite zylindrische
Kammer 78 von etwas größerem Durchmesser, die gleichachsig zur Kammer 70 liegt.
Dieses mit Gewinde versehene Ende des Hebels trägt ein darauf einstellbares Gewicht
79. Wird die Durchführungselektrode 15 durch die Bohrung 71 hindurchgesteckt, ;
so kommt sie durch die Wirkung des auf dem Hebelarm 76 sitzenden magnetischen Körpers
75 mit diesem direkt in Berührung. Daher hängt der Kontaktdruck zwischen dem Drähtchen
7 auf der Durchführungselektrode 9 und dem Halbleiterkörper 3 innerhalb des Röhrchens
21 vom Gewicht 79 auf dem Arm 76 und dessen Einstellung ab. Wenn die Durchführungselektrode
9 in der laufenden Arbeit der Maschine in das Röhrchen 21 eingeschoben wird, ist
auf diese Weise für die Einhaltung des vorgeschriebenen Kontaktdruckes gesorgt.
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Die Befestigung der Heizspule 32 und ihre Stromzuführung ergeben sich
im einzelnen aus Fig. 4 und 5. Die dazu vorgesehenen Mittel bestehen im wesentlichen
aus zwei Sätzen übereinanderhegender Platten von nahezu halbkreisförmiger Gestalt
mit runden Ausschnitten, so daß sie die Heizspule, die oberhalb der Bohrung 33 des
Grundblockes 31 angeordnet ist, umgeben. Die unteren Platten 35, 35' bestehen aus
Isolierstoff, beispielsweise hitzebeständigem Glas. Die mittleren Platten 36, 36'
sind elektrisch leitend und stellen stromführende Elektroden dar, die mit den Isolierplatten
35, 35' verschraubt sind. Die Isolierplatten sind durch dagegen versetzte Bolzen
ihrerseits mit dem Grundblock 31 verbunden. Die oberen Platten 37, 37' bestehen
aus Metall und sind mit dem Grundblock 31 über die Elektrodenplatten 36, 36' und
die Isolierplatten 35, 35' verbunden. Die dem Bedienungsmann der Vorrichtung zugewandten
Schmalflächen der Platten sind in der gezeichneten Weise gegeneinander zurückgesetzt,
so daß der Bedienungsmann leichten Zugang zur Bohrung 33 hat, wenn er den Unterteil
der Kristallode einsetzt oder die fertige Kristallode herausnimmt. Die beiden elektrischen
Ausführungen der Heizspule 32 werden zwischen den oberen Platten 37, 37' und den
Elektrodenplatten 36, 36' dadurch befestigt, daß man die oberen Platten gegen die
unteren spannt. In dieser Art kann die Heizspule 32 lediglich durch Entfernung der
oberen Platten 37, 37' bequem ausgewechselt werden.
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Zwei Kanäle 38, von denen in Fig. 5 nur einer erscheint, stellen Verbindungen
zwischen der rückwärtigen Fläche des Grundblockes 31 und der von dem nachgiebigen
Ring 34 umgebenen Fläche der Plattform her. In den rückwärtigen Ausmündungen dieser
Kanäle sitzen Klemmen 39, 39', die gegen den Grundblock durch Scheiben 90 aus Glas
isoliert sind, die in die Mündungen der Kanäle 38 dicht schließend eingesetzt sind.
Die Klemmen 39, 39' sind mit den Elektrodenplatten 36, 36' durch verhältnismäßig
dicke, starre Drähte 91 elektrisch verbunden. Diese Drähte sind an den Klemmen 39,39'
befestigt, laufen durch die Scheiben 90 aus Glas und dann aufwärts durch die Kanäle
38 und die Isolierplatten 35, 35' zu den Elektrodenplatten 36, 36'.
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Im Grundblock 31 ist ferner ein horizontal verlaufender Kanal
100 vorgesehen, der sich von der einen Seite des Blockes zur anderen erstreckt
und an dessen Mündungen Rohre 101, 101' angeschlossen sind, die ihn mit einer Quelle
einer Kühlflüssigkeit von praktisch gleichbleibender Temperatur verbinden und diese
Flüssigkeit durch den Block zirkulieren lassen. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, läuft
der Kanal 100 .auch außen um die Büchse herum, in der sich die Bohrung 71 befindet,
so daß diese Büchse und die benachbarten Teile des Grundblockes 31 gekühlt werden.
Dadurch läßt sich die Temperatur des Grund-; blockes und diejenige des Röhrchens
21 der Bohrung 33 der Büchse 71 steuern und verhindern, daß diese Temperaturen unzulässig
hoch werden, was nicht nur gefährlich für den Bedienungsmann sein, sondern auch
die Herstellung einer dichten Verbindung zwischen den Gehäuseteilen vereiteln könnte.
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Der aus einem an den Enden offenen Metallzylinder bestehende Mantel
51 ist mit einem Flansch 54 versehen, der durch Bolzen oder auf andere Weise mit
einem sich horizontal erstreckenden Schlitten 52 verbunden ist. Die seitlich vorstehenden
Teile des Schlittens 52 haben Löcher für die Führungsstangen 64 und 65, längs deren
der Schlitten 52 sich mithin bewegen kann. Der Mantel 51 und der Schlitten 52 sind
auf diese Weise sauber zueinander und zu der Plattform auf dem Grundblock 31 ausgerichtet,
so daß die Unterkante des Mantels 51 sich einwandfrei auf den in der Plattform eingelassenen
nachgiebigen Ring 34 aufsetzt und mit ihm eine druckfeste Dichtung herstellt.
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Der den Mantel 51 tragende Schlitten 52 ist mit dem oberen Schlitten
42 mechanisch durch zwei Zugstangen 53 verbunden, mit deren Hilfe der größte Abstand
zwischen den beiden Schlitten auf den gewünschten Betrag eingestellt werden kann.
Kontermuttern auf den oberen Enden der Stangen 53 begrenzen deren Verschiebung relativ
zum Schlitten 42 in Richtung nach unten. Die Verschiebung nach oben ist dagegen
nicht begrenzt. Nicht sichtbare Muttern auf den unteren Stangenenden bilden Schultern
oder Anschläge, die den Schlitten 52 stützen. Die oberhalb des Schlittens 52 sichtbaren
Muttern können, nachdem der gewünschte Abstand zwischen den Schlitten mit Hilfe
der unteren Muttern eingestellt worden ist,
angezogen werden. Zugfedern,
die am Schlitten 52 angreifen, verhindern, daß der Schlitten in der Führung klemmt.
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Wird der obere Schlitten niedergefahren, so nimmt der Schlitten 52
mit dem Mantel 51 an dieser Bewegung teil, bis der Mantel 51 durch Aufsetzen
auf den nachgiebigen Ring 34 in der Plattform des Grundblockes 31 an der Weiterbewegung
gehindert wird. Der Schlitten 42 setzt jedoch bei stillstehenden Zugstangen 53 seine
Abwärtsbewegung fort, bis er das obere Ende des Mantels 51 geschlossen hat. Die
von ihm ausgeübte Axialkraft erhöht dann den Dichtungsdruck am Ring 34.
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Der obere Schlitten 42, der dem unteren Schlitten 52 ähnlich gestaltet
ist, hat Wangen mit Löchern für die Führungsstangen 64 und 65, so daß der Grundblock
31, der untere Schlitten 52 und der obere Schlitten 42 in Flucht miteinander gehalten
werden. In den oberen Schlitten 42 ist gemäß Fig. 3 ein Ring aus nachgiebigem Material,
beispielsweise Gummi, eingelassen, dessen mittlerer Durchmesser gleich demjenigen
des zylindrischen Mantels 51 ist. Hat sich der Mantel 51 so weit abwärts
bewegt, daß er den nachgiebigen Ring 34 im Grundblock 31 berührt und demgemäß zum
Stillstand kommt, so setzt der obere Schlitten seine Abwärtsbewegung fort, bis der
in ihn eingelassene nachgiebige Ring 43 mit dem oberen, noch offenen Ende des Mantels
51 in Berührung kommt und zwischen beiden Teilen eine dichte Verbindung entsteht.
An der Unterseite des oberer. Schlittens 42 innerhalb des nachgiebigen Ringes 43
ist eine Halterung 41 angebracht, die so angeordnet und ausgebildet ist,
daß an ihr die Durchführungselektrode 9 mit dem mit ihr verschmolzenen Glaseinsatz
17 befestigt werden kann. Der Schlitten 42 ; nimmt die Elektrode mit ihrem Glaseinsatz
bei seiner Abwärtsbewegung mit und setzt sie in das Röhrchen 21, das vorher in die
Bohrung 33 des Grundblockes 31 gesetzt worden ist. Die gegenseitige Ausrichtung
der beiden Schlitten und des Grundblockes dient daher nicht allein der Schaffung
eines luftdichten Abschlusses der Druckkammer in der geschlossenen Stellung, bezweckt
vielmehr auch die genau richtige Einführung der Elektrode 9 mit ihrem Glaseinsatz
in das Röhrchen 21 beim Schließen.
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Die obere Halterung 41 besteht aus einem Magnetkörper 44 von U-Form,
der mittels einer Halteplatte 45 an der -Unterseite des oberen, treibenden Schlittens
42 angebracht ist. Der U-förmige Magnetkörper 44 ist so angeordnet, daß seine beiden
Schenkel vertikal übereinanderliegen und seitlich über die Halteplatte 45 in Richtung
auf den Bedienungsmann der Vorrichtung vorragen. Zwei in Flucht miteinander liegende
Schlitze oder Nuten, die von der Stirnfläche der Schenkel quer in diese eingeschnitten
sind, dienen zur Aufnahme der Durchführungselektrode 9 in der Stellung, die sie
haben muß, um in das Röhrchen 21 sauber eingeführt zu werden, wenn der obere Schlitten
42 in seine tiefste oder geschlossene Stellung übergeht. Eine an dem U-förmigen
Magnetkörper 44 angelenkte Klemme 44' wird über die in die Schlitze gesetzte Elektrode
geklappt, um sie zu sichern.
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An der Oberseite des Schlittens 42 ist eine Platte 46 mit einem vertikal
nach oben ragenden Auge 49 mit Loch befestigt. Dieser Teil dient zum Anschluß des
Schlittens an ein Gabelstück 47 mittels eines durchgesteckten Bolzens, der die Gabelschenkel
und das Auge 49 durchdringt. Das Gabelstück 47 ist an einer Schubstange 48 angeschraubt,
die mit einem nicht gezeichneten Antrieb, etwa einem pneumatischen Antrieb; verbunden
ist.
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Im oberen Schlitten 42 ist ferner ein Kanal oder Durchlaß 50 ausgebildet,
der einerseits an der vorderen Seitenfläche und andererseits an der Unterfläche
des Schlittens mündet. Die Mündung an der Unterfläche liegt innerhalb des nachgiebigen
Ringes 43. Ein Druckmesser 55 ist in die seitliche Mündung des Kanals 50 geschraubt
und zeigt mithin den Druck in der von dem Schlitten und dem Mantel 51 umschlossenen
Druckkammer an, wenn die Vorrichtung sich in der geschlossenen Stellung befindet.
Luft oder ein anderes geeignetes Gas wird in die Kammer 78 eingeleitet und tritt
von dieser in die vom Mantel 51 umschlossenePreßkammerdurch einenKanal oderDurchlaß
80 über, der im Grundblock 31 ausgebildet ist. In die Kammer 78 wird das Gas über
eine Leitung 81 eingepumpt. Die Pumpe und ein den Zufluß steuerndes elektrisch geschaltetes
Ventil sind nicht dargestellt.
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Der zeitliche Ablauf der einzelnen Operationen bei der Arbeit der
Vorrichtung ist in Fig. 6 dargestellt. Dabei kann das Niederfahren der Schlitten
42 und 52 zur Bildung einer gasdichten Druckkammer, deren Mantel 51 die miteinander
dicht zu verbindenden Teile umschließt, die Herstellung des nötigen Druckes in dieser
Kammer und das Schalten der Heizspule zum Verschmelzen der Teile automatisch durch
ein zeitgesteuertes elektrisches Kontaktsystem geschehen, das nicht gezeichnet ist.
Die Durchführungselektrode 9 wird mit ihrem Glaseinsatz 17 an dem oberen magnetischen
Halter 41 so befestigt, daß der Glaseinsatz 17 und das Drähtchen 7 nach unten vorstehen.
Das Röhrchen 21, in das zuvor der Halbleiterkörper 3 eingesetzt und dessen unteres
Ende durch den Glaseinsatz 15 mit eingeschmolzener Elektrodendurchführung 19 verschlossen
worden ist, wird hierauf in den unteren Halter; also in die Bohrung 33, eingesetzt,
und zwar mit ihrem offenen Ende nach oben. Es erleichtert das Einsetzen der miteinander
zu verschmelzenden Teile erheblich, daß der den Mantel 51
tragende Schlitten
52 in der offenen Stellung der Vorrichtung zwischen dem Grundblock 31 und dem oberen
Schlitten 42 und in Abstand von diesen beiden Teilen liegt. Nach dem Einsetzen wird
die den zeitlichen Ablauf steuernde Automatik eingeschaltet. Dadurch wird zunächst
ein elektrisch betätigtes Ventil geöffnet, um Luft in den Zylinder des pneumatischen
Antriebes des Schlittens 42 einzulassen, so daß der obere Schlitten 42 seine Abwärtsbewegung
beginnt. An dieser Bewegung nimmt der den Mantel 51 tragende Schlitten 52 in der
beschriebenen Weise teil, bis er auf den nachgiebigen Ring 34 in der Plattform des
Grundblockes 31 trifft und mit ihm in eine luftdichte Verbindung eingeht. Der obere
Schlitten 42 setzt seine Bewegung fort und bringt im Verlauf die Durchführungselektrode
9 mit dem damit verschmolzenen Glaseinsatz 17 in den vom Mantel 51 umschlossenen
Raum und schiebt es schließlich in das obere Ende des Röhrchens 21 ein, wobei das
Drähtchen 7 in Berührung mit der oberen Fläche des Halbleiterkörpers 3 gelangt.
Durch geeignete Einstellung der Abstände zwischen den Schlitten 42 und 52 und dem
nachgiebigen Ring 43 an der Unterseite des oberen Schlittens 42 ist leicht zu erreichen,
daß der obere Schlitten 42 in dicht schließende Berührung mit der Oberkante des
Zylinders 51 ungefähr gleichzeitig mit der Herstellung der Berührung zwischen
dem
Drähtchen und dem Halbleiterkörper 3 gelangt. Während sich die Teile in der geschlossenen
oder unteren Stellung befinden, wird eine auf den Schlitten 42 wirkende abwärts
gerichtete Kraft aufrechterhalten, damit der dichte Abschluß zwischen den Ringen
34 und 43 und dem Mantel 51 bestehenbleibt. Durch elektrische Öffnung des Einlaßventils
wird durch den Grundblock 31 Luft oder Gas in die vom Mantel 51 umschlossene
Druckkammer eingeleitet, dessen Druck, um ein. Beispiel zu nennen, etwa 3 atü betragen
kann. Dieser Druck herrscht dann auch in dem vom Mantel 51 umschlossenen
Raum und im Innern des noch unverschlossenen Röhrchens 21. Etwa 5 Sekunden nach
der Herstellung des nötigen Druckes in der Druckkammer schaltet die den Zeitablauf
steuernde Automatik die Heizspule 32 ein, um die Verschmelzung des Glaseinsatzes
17 mit dem Röhrchen 21 zu bewirken. Um bei einer Diode, wie sie in Fig. 1 dargestellt
ist, die genannten Teile zufriedenstellend zu verschmelzen und eine hermetische
Abdichtung zu schaffen, sind 18 bis 20 Sekunden erforderlich. Die Heizspule 32 wird
dann abgeschaltet, und man läßt die miteinander verschmolzenen Teile noch unter
der Einwirkung des sie umgebenden Druckes, während die Verschmelzung erhärtet. Wird
der Druck vermindert, bevor die miteinander verbundenen Teile hinreichend hart und
fest geworden sind; dann entstehen Ausbeulungen oder Risse in den vorübergehend
erweichten Wandungsteilen des Röhrchens 21 infolge des Unterschiedes zwischen den
Drücken innerhalb und außerhalb des Röhrchens. Kann die Verschmelzung und Verfestigung
als beendet angesehen werden, so wird der obere Schlitten 42 nach oben in die geöffnete
Stellung zurückbewegt, wobei zugleich die Druckluft aus der Druckkammer entweicht.
Die nun in ein hermetisch dichtes Gehäuse eingeschlossene Diode kann aus der Bohrung
33, wo sie sich nach den beschriebenen Operationen finden wird, herausgenommen werden.
Hierauf kann die Vorrichtung erneut beschickt und der Vorgang , wiederholt werden.
Aus Fig. 6 mag entnommen werden, daß ein Zyklus, wie er beschrieben worden ist,
pro Diode etwa 31 Sekunden in Anspruch nimmt.
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Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel befindet sich die Heizspule
32 auf der Plattform des , Grundblockes 31. Sie kann jedoch auch gemäß Fig. 7 innerhalb
des die Druckkammer umschließenden Mantels 51 angebracht sein. Bei dieser Ausführungsform
wird die Spule 32 bei der Abwärtsbewegung des Mantels 51 auf das unten in der Bohrung
33 stekkende Röhrchen 21 niedergesenkt, um es zu umschließen, wenn der Mantel 51
seine untere Endstellung erreicht hat. Ein Vorteil dieser Ausführung liegt darin,
daß die Teile nicht in eine gefährlich heiße und überdies frei liegende Heizspule
eingelegt und aus dieser herausgenommen werden müssen.
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Die beschriebene Vorrichtung gestattet es mithin, die Teile eines
Kristallodengehäuses automatisch und mit großer Geschwindigkeit in einer Druckatmosphäre
dicht schließend miteinander zu verbinden und damit jeden beliebigen Druck innerhalb
des Gehäuses herzustellen, während gleichzeitig für genaue Ausrichtung der einzelnen
Teile zueinander und Herstellung des richtigen Kontaktdruckes zwischen den Systemteilen
der Kristallode gesorgt ist. Grundsätzlich kommt es nur darauf an, daß die beiden
Schlitten, die die Träger der miteinander zu verbindenden Gehäuseteile bilden, relativ
zueinander und zu dem die Druckkammer seitlich umschließenden Teil beweglich sind.
Demgemäß kann, wie es dem beschriebenen Ausführungsbeispiel entspricht, einer dieser
Teile feststehend gemacht werden. Welchen der Teile man feststehen läßt, ist grundsätzlich
gleichgültig. Die im beschriebenen Ausführungsbeispiel gewählte Möglichkeit, den
unteren Teil feststehend und den oberen Schlitten sowie den Mantel beweglich zu
machen, liefert jedoch die größte bauliche Einfachheit, vor allem, wenn man den
Mantel in der beschriebenen Weise zunächst an der Bewegung des oberen Teiles teilnehmen
und, nachdem er sich auf den unteren Teil dichtend aufgesetzt hat, stillstehenläßt.