JP2009123476A - Hermetic sealing tool and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハーメチックシール用治具及びハーメチックシール製造方法に関する。 The present invention relates to a hermetic seal jig and a hermetic seal manufacturing method.
周知のようにハーメチックシールは、高い圧力の加わる箇所等の液密を保つ必要のある場合や真空容器などの高い気密性を必要とするセンサ等のシールに適したもので、コバールやステンレス鋼(以下「SUS」という)等の金属部材からなる保持部材(シェル或いはケース)と接続ピンとの間をガラス(硝子)で焼き固めた構造になっている。このため、信頼性が極めて高く、高耐圧、高液密又は高気密、高絶縁性等を要するセンサの接続端子(接続ピン)のシールに適用されている。 As is well known, hermetic seals are suitable for seals such as vacuum vessels and other sensors that require high airtightness, such as in places where high pressure is applied, such as Kovar and stainless steel ( Hereinafter, the structure is such that a holding member (shell or case) made of a metal member such as “SUS” and a connection pin is baked and hardened with glass (glass). For this reason, it is applied to seals of connection terminals (connection pins) of sensors that have extremely high reliability and require high breakdown voltage, high liquid tightness, high air tightness, high insulation, and the like.
図3は、従来のハーメチックシール用治具を適用した金属製の保持部材1に接続ピン3をガラスで封止する場合を示す。保持部材1は、円柱形状をなし、上面1aに大径の凹部1bが同心状に形成され、この凹部1bの底面1cに図4に示すように同一円周上に周方向に等間隔で複数例えば4個の貫通孔1dが軸線方向に沿って形成されている。そして、これらの各貫通孔1dには夫々ガラス管2が嵌挿され、各ガラス管2には接続ピン3が嵌挿される。この保持部材1は、耐熱性、耐圧性、耐銹性等に優れた例えばSUS等の金属部材により形成されている。
FIG. 3 shows a case where the
ハーメチックシール用の治具5は、保持部材1よりも大径の円盤状をなし上面5aに保持部材1の下部が嵌合する円形の凹部5bと、凹部5bの底面5cの保持部材1の各貫通孔1dと対応した位置に突設されて貫通孔1dに夫々嵌合する円柱状の突起部(ボス)5dと、突起部5dの中心に接続ピン3を挿通させかつ該接続ピン3の突出長さを決める位置決め用のピン穴5eが形成されている。
The
ハーメチックシール用の治具6は、保持部材1の上端に冠着されて各接続ピン3を位置決めするためのもので、治具5と同径の円盤状をなし下面6aに円形の凹部6bと凹部6cが同心状にかつ段差をなして形成されている。凹部6bは、保持部材1の上端部が嵌合可能に形成されており、凹部6cは、凹部6bよりも僅かに小径とされている。そして、凹部6cの底面(天井)6dの保持部材1の上方に突出する各接続ピン3と対応する位置にこれらを挿通させて位置決めするための位置決め用のピン孔6eが形成されている。
The
これらのハーメチックシール用の治具5及び6は、ガラス管2の焼成温度が約1000℃付近まで上昇すること、また、カーボンは、溶融したガラスが付着しない性質を有することからこれらの治具5及び6は、カーボンによって形成されている。尚、治具6は、溶融したガラスと接触しないためにSUS等の金属部材で形成しても良い。
These
保持部材1は、下部が治具5の凹部5bに嵌合され下面1eが凹部5bの底面5cに当接し、かつ貫通孔1dの下端部に突起部5dが嵌合されて立設して保持される。ガラス管2は、保持部材1の上方から貫通孔1dに嵌挿され自重により落下して下端面が突起部5dの上面に当接して支持される。接続ピン3は、上方からガラス管2に嵌挿されて自重により落下し治具5の突起部5dのピン穴5eに嵌挿されて下端面3aが当該ピン穴5eの底面に当接して位置決めされる。
The
そして、治具6が保持部材1に冠着されてピン孔6eに接続ピン3の上部が挿通されて位置決めされた後、電気炉に搬入されて所定の高温度に加熱される。ガラス管2は、加熱により溶融して保持部材1の貫通孔1dの内周面と接続ピン3の外周面に密着されて保持部材1と接続ピン3との間を封止する。
Then, after the
ハーメチックシールを適用したものとして、粉末ガラスをプレス成形により固めて中空円筒状の粉末ガラスを成形し、この固形状の粉末ガラスがリード線挿入孔内に挿入され、次いで、プラグによってリード線挿入孔の両開口端が覆われる。次いで、リード線挿入孔が垂直方向に延びるように金属基盤が配置され、リード線挿入孔の下方開口端はプラグにより覆われ、リード線挿入孔の上方開口端はプラグにより覆われている。この状態で固形状の粉末ガラスを焼成することにより形成される絶縁封止ガラスによってリード線をハーメチックするようにした電気配線のハーメチックシール方法及びハーメチックシール治具が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
ハーメチックシールのガラス管2は通常粉末ガラスを焼き固めたタブレットを用いて形成するものであるが、タブレットはスポンジ状に空孔を有するため、欠け易く接続ピン3を挿入する際にガラスの粉末が飛散することが多い。また、ガラス管2は、タブレットから形成されるものであっても、また、タブレットを用いず、予め管状に形成されたガラスを必要な長さにカットして形成したものであっても、端部にバリが存在する場合が多く、またガラスの性質上、外周部および内周部端が欠け易いため、保持部材1の貫通孔1dに挿入する際にバリが削れて飛散・落下してしまう。
The hermetic-
接続ピン3は、ガラス管2及び治具5のピン穴5eに嵌挿されて自重により落下して下端面3aがピン穴5eの底面に当接して位置決めされるが、この際接続ピン3の下端面3aとピン孔5eの底面との間に飛散・落下したガラスの粉末や破片等が挟まると、焼成した際にガラスは必ず接続ピン3の下端面3aに付着する。このため、ハーメチックシール後に接続ピン3の下端面3aに金メッキをしたときに無メッキ部分が発生する。従って、接続ピン3の下端面3aにワイヤボンディングする工程では、無メッキ部分はボンディング不良を引き起こして不良品となり、歩留まりが低下する。ハーメチックシールは、種々の技術に適用されており、歩留まりの向上は重要であることは言うまでも無いが、後工程で接続ピンにワイヤボンディングを施す場合は特に無メッキ部分を生じさせないよう配慮する必要がある。
The
また、特許文献1に開示されている技術は、固形状の粉末ガラスの底部にプラグを嵌めているためにガラスの粉末が飛散しないように考えられるが、金属基盤のリード線挿入孔に固形状のガラスを挿入してからリード線を挿入するものであり、従来技術と同様、リード線を挿通する際にガラスの粉がリード線の端面に付着する虞がある。
In addition, the technique disclosed in
本発明の目的は、接続ピンと保持部材をガラス管でハーメチックシールする際に接続ピンの端面にガラスが付着することを防止するようにしたハーメチックシール用治具及びハーメチックシールの製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a hermetic seal jig and a method for manufacturing a hermetic seal that prevent glass from adhering to the end face of the connection pin when the connection pin and the holding member are hermetically sealed with a glass tube. It is in.
上述した課題を解決するために、本発明に係るハーメチックシール用治具は、
接続ピンが挿通されるガラス管を挿入する貫通孔が形成されかつ金属材料でできた保持部材を立設保持し、前記接続ピンが挿通された前記ガラス管を前記貫通孔に挿入した状態で前記保持部材を加熱することにより前記ガラス管を溶融させて当該ガラス管を前記保持部材の貫通孔の内周面と接続ピンの外周面とに密着させて封止するハーメチックシール用治具において、
前記治具の少なくとも前記接続ピンの下端面と接する部分が前記接続ピンよりも前記ガラス管を形成するガラスとの接着性に優れた部材により形成されていることを特徴としている。
In order to solve the above-described problems, the hermetic sealing jig according to the present invention is:
A through hole for inserting a glass tube through which the connection pin is inserted is formed and a holding member made of a metal material is erected and held in a state where the glass tube through which the connection pin is inserted is inserted into the through hole. In a hermetic sealing jig for sealing the glass tube by melting the glass tube by heating the holding member and sealing the glass tube to the inner peripheral surface of the through hole of the holding member and the outer peripheral surface of the connection pin,
It is characterized in that at least a portion of the jig that is in contact with the lower end surface of the connection pin is formed of a member having better adhesion to the glass forming the glass tube than the connection pin.
また、本発明の請求項3に係るハーメチックシール製造方法は、
接続ピンを挿通するガラス管を挿入する貫通孔が形成された金属製の保持部材を治具に立設保持する第1の工程と、
前記接続ピンの挿通されるガラス管を前記貫通孔に挿入する第2の工程と、
前記保持部材を加熱し前記ガラス管を溶融させて当該ガラス管を前記貫通孔の内周面と接続ピンの外周面とに密着させて封止する第3の工程とを有するハーメチックシール製造方法において、
前記第2の工程において前記接続ピンの下端面を前記接続ピンよりも前記ガラス管のガラスとの接着性に優れた部材に当接させることを特徴としている。
Further, the hermetic seal manufacturing method according to
A first step of standing and holding a metal holding member in which a through-hole for inserting a glass tube for inserting a connection pin is formed on a jig;
A second step of inserting a glass tube through which the connection pin is inserted into the through hole;
In a hermetic seal manufacturing method, comprising: a third step of heating the holding member to melt the glass tube so that the glass tube is in close contact with the inner peripheral surface of the through hole and the outer peripheral surface of the connection pin and sealed. ,
In the second step, the lower end surface of the connection pin is brought into contact with a member having better adhesion to the glass of the glass tube than the connection pin.
また、本発明の請求項4に係るハーメチックシール製造方法は、請求項3に記載のハーメチックシール製造方法において、
前記第2の工程において、前記ガラス管が付着しない部材で形成された箇所に前記ガラス管の下端面を接触させることを特徴としている。
A hermetic seal manufacturing method according to claim 4 of the present invention is the hermetic seal manufacturing method according to
In the second step, the lower end surface of the glass tube is brought into contact with a portion formed by a member to which the glass tube does not adhere.
治具に保持部材を立設し、当該保持部材の貫通孔に上方からガラス管を挿入する。ガラス管は、自重により落下して下端面が治具に当接して保持される。次に、上方からガラス管内に接続ピンを挿入する。接続ピンは、自重によりガラス管を挿通し、下端面が治具に当接して位置決めされる。次に、これらを加熱してガラス管を溶融させて貫通孔の内周面及び接続ピンの外周面に密着する。 A holding member is erected on the jig, and a glass tube is inserted into the through hole of the holding member from above. The glass tube falls by its own weight, and the lower end surface is held in contact with the jig. Next, a connection pin is inserted into the glass tube from above. The connection pin is inserted by inserting the glass tube by its own weight, and the lower end surface is in contact with the jig. Next, these are heated to melt the glass tube and adhere closely to the inner peripheral surface of the through hole and the outer peripheral surface of the connection pin.
保持部材の貫通孔内にガラス管の挿入する際、或いはガラス管に接続ピンを挿入する際にガラス管の一部が破損して或いは欠けてガラスの粉末或いは破片が飛散・落下し、治具上に落下し、或いは付着した場合、接続ピンの下端面との間に挟まれる。 When a glass tube is inserted into the through hole of the holding member or when a connection pin is inserted into the glass tube, a part of the glass tube is broken or chipped, and glass powder or broken pieces are scattered and dropped, and the jig When falling or adhering to the top, it is sandwiched between the lower end surfaces of the connection pins.
治具は、接続ピンよりもガラスと接着性に優れた(相性が良い)部材で形成されていることにより、接続ピンの下端面と治具との間に挟まれた状態で溶融したガラスの粉末或いは破片は、当該治具に付着(溶着)して接続ピンの下端面には付着しない。即ち、接続ピンの下端面へのガラスの付着が防止される。これにより、接続ピンの下端面にガラスが付着することなく、保持部材に接続ピンをハーメチックシールすることができる。従って、接続ピンの端面の全面に亘り金メッキ等が可能となり、ワイヤボンディングを行う際における不良品の発生が大幅に抑えられ、製品の歩留まりが大幅に向上する。 The jig is made of a member that has better adhesion with glass than the connection pin (good compatibility), so that the glass melted in a state sandwiched between the lower end surface of the connection pin and the jig. The powder or debris adheres (welds) to the jig and does not adhere to the lower end surface of the connection pin. That is, the glass is prevented from adhering to the lower end surface of the connection pin. Thereby, a connection pin can be hermetically sealed to a holding member, without glass adhering to the lower end surface of a connection pin. Accordingly, gold plating or the like can be performed over the entire end face of the connection pin, and the occurrence of defective products during wire bonding can be greatly suppressed, and the yield of products can be greatly improved.
また、本発明の請求項2に係るハーメチックシール用治具は、請求項1に記載のハーメチックシール用治具において、
接続ピンが挿通されるガラス管を挿入する貫通孔が形成されかつ金属材料でできた保持部材を立設保持し、前記接続ピンが挿通された前記ガラス管を前記貫通孔に挿入した状態で前記保持部材を加熱することにより前記ガラス管を溶融させて当該ガラス管を前記保持部材の貫通孔の内周面と接続ピンの外周面とに密着させて封止するハーメチックシール用治具において、
前記治具は、少なくとも前記接続ピンの下端面と接する部分が当該接続ピンよりも前記ガラス管を形成するガラスとの接着性に優れた部材により形成され、上面の前記ガラス保持部材の孔と対応する位置にガラス付着防止部材挿入孔が形成され、
前記ガラス付着防止部材挿入孔には、チューブ状をなし前記接続ピンが挿通されると共に上端面が前記ガラス管の下端面に当接して当該ガラス管を支持するガラス付着防止部材が着脱可能に挿入されていることを特徴としている。
A hermetic seal jig according to
A through hole for inserting a glass tube through which the connection pin is inserted is formed and a holding member made of a metal material is erected and held in a state where the glass tube through which the connection pin is inserted is inserted into the through hole. In a hermetic sealing jig for sealing the glass tube by melting the glass tube by heating the holding member and sealing the glass tube to the inner peripheral surface of the through hole of the holding member and the outer peripheral surface of the connection pin,
The jig is formed of a member having at least a portion in contact with the lower end surface of the connection pin and having excellent adhesion to the glass forming the glass tube than the connection pin, and corresponds to the hole of the glass holding member on the upper surface. Glass attachment prevention member insertion hole is formed at the position to
The glass adhesion prevention member insertion hole is formed in a tube shape, and the connection pin is inserted therethrough, and the glass adhesion prevention member supporting the glass tube with the upper end surface contacting the lower end surface of the glass tube is detachably inserted. It is characterized by being.
治具のガラス付着防止部材挿入孔にチューブ状のガラス付着防止部材を嵌挿し、治具に保持部材を載置すると共に各貫通孔の下端部にガラス付着防止部材の上部を嵌合して当該治具に保持部材を立設する。次いで、上方から保持部材の各貫通孔にガラス管を挿入する。ガラス管は、自重により落下して下端面がガラス付着防止部材の上端面に当接して係止保持される。次に、上方からガラス管内に接続ピンを挿入する。接続ピンは、自重によりガラス管、チューブ状のガラス付着防止部材を挿通し、下端面が治具のガラス付着防止部材挿入孔の底面に当接して位置決めされる。 Insert the tube-shaped glass adhesion prevention member into the glass adhesion prevention member insertion hole of the jig, place the holding member on the jig, and fit the upper part of the glass adhesion prevention member to the lower end of each through hole. A holding member is erected on the jig. Next, a glass tube is inserted into each through hole of the holding member from above. The glass tube is dropped by its own weight, and its lower end surface comes into contact with the upper end surface of the glass adhesion preventing member and is held. Next, a connection pin is inserted into the glass tube from above. The connection pin is positioned by the glass tube and the tube-shaped glass adhesion preventing member inserted by its own weight, and the lower end surface abutting against the bottom surface of the glass adhesion preventing member insertion hole of the jig.
保持部材の貫通孔内にガラス管を挿入する際、或いはガラス管に接続ピンを挿入する際にガラス管の一部が破損して或いは欠けてガラスの粉末或いは破片が飛散・落下し、ガラス付着防止部材挿入孔の底面上に付着した場合、接続ピンの下端面の間に挟まれる。 When a glass tube is inserted into the through hole of the holding member or when a connection pin is inserted into the glass tube, a part of the glass tube is broken or chipped, and glass powder or fragments are scattered and dropped, and the glass adheres. When it adheres on the bottom surface of the prevention member insertion hole, it is sandwiched between the lower end surfaces of the connection pins.
この状態で焼成されてガラスが溶融した場合、治具は、少なくとも接続ピンの下端面と接する部分、即ちガラス付着防止部材挿入孔の底面が接続ピンよりもガラスとの接着性に優れた部材により形成されていることにより、接続ピンの下端面と当該治具のガラス付着防止部材挿入孔の底面との間に挟まれた状態で溶融したガラスは、底面に付着(溶着)して接続ピンの下端面には付着しない。即ち、接続ピンの下端面へのガラスの付着が防止される。また、ガラス管の下端面はガラス付着防止部材に当接支持されていることにより、溶融しても当該ガラス付着防止部材に付着(溶着)することはない。これにより、接続ピンの下端面にガラスが付着することなく保持部材に接続ピンを封止することができる。 When the glass is melted by firing in this state, the jig is made of a member that is at least in contact with the lower end surface of the connection pin, i.e., the bottom surface of the glass adhesion preventing member insertion hole has better adhesion to glass than the connection pin. By being formed, the glass melted in the state sandwiched between the lower end surface of the connection pin and the bottom surface of the glass adhesion preventing member insertion hole of the jig adheres (welds) to the bottom surface of the connection pin. It does not adhere to the lower end surface. That is, the glass is prevented from adhering to the lower end surface of the connection pin. Further, since the lower end surface of the glass tube is supported by the glass adhesion preventing member, it does not adhere (weld) to the glass adhesion preventing member even if it is melted. Thereby, a connection pin can be sealed to a holding member, without glass adhering to the lower end surface of a connection pin.
また、ガラス付着防止部材が磨耗したり或いは破損した場合、治具のガラス付着防止部材挿入孔から当該ガラス付着防止部材を取り出し、新しいガラス付着防止部材と交換する。これにより、ガラス付着防止部材のみを容易に交換することが可能となり、治具の維持コストの低減が図られる。 When the glass adhesion preventing member is worn or damaged, the glass adhesion preventing member is taken out from the glass adhesion preventing member insertion hole of the jig and replaced with a new glass adhesion preventing member. Thereby, it becomes possible to replace | exchange only a glass adhesion prevention member easily, and the reduction of the maintenance cost of a jig | tool is achieved.
本発明によると、保持部材と接続ピンとの間をガラスで焼き固めるハーメチックシールにおいて、治具の少なくとも前記接続ピンの下端面と接する部分が前記接続ピンよりも前記ガラス管のガラスとの接着性に優れた部材により形成されていることにより、接続ピンの端面と治具との間にガラスの粉や破片等が挟まっていた場合でも、ガラスを焼成した際に接続ピンの端面にガラスが付着することを防止することができる。これにより、ハーメチックシール後に接続ピンの端面に金メッキ等を施した際に無メッキ部分の発生がなくなり、製品の歩留まりが向上し、特に後工程で接続ピンにワイヤボンディングを施す製品に好適なハーメチックシール製品が得られる。 According to the present invention, in the hermetic seal in which the space between the holding member and the connection pin is baked and hardened with glass, at least the portion of the jig that contacts the lower end surface of the connection pin is more adhesive to the glass of the glass tube than the connection pin. By being formed of an excellent member, even when glass powder or fragments are sandwiched between the end face of the connection pin and the jig, the glass adheres to the end face of the connection pin when the glass is baked. This can be prevented. This eliminates the occurrence of non-plated parts when gold plating is applied to the end face of the connection pin after hermetic sealing, improving the product yield, and especially suitable for products where wire bonding is applied to the connection pin in the subsequent process. A product is obtained.
以下、本発明の第1の実施形態に係るハーメチックシール用治具を図面に基づいて説明する。尚、図3に示す部材と同一部材には同一の符号を付してある。図1において保持部材1は、円柱形状をなし、上面1aに大径の凹部1bが同心状に形成され、この凹部1bの底面1cに同一円周上に周方向に等間隔で複数例えば4個の貫通孔1dが軸線方向に沿って形成されている(図4参照)。そして、これらの各貫通孔1dにはガラス管2が夫々嵌挿可能とされ、各ガラス管2には接続ピン3が嵌挿可能とされている。この保持部材1は、耐熱性、耐圧性、耐銹性等に優れた例えばSUS等の金属部材により形成されている。
Hereinafter, a hermetic sealing jig according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same member as the member shown in FIG. In FIG. 1, the holding
封止硝子としてのガラス管2は、外径が保持部材1の貫通孔1dに僅かな隙間(クリアランス)を存して挿入可能かつその長さが貫通孔1dの深さ(長さ)よりも僅かに短く設定されている。これにより、ガラス管12は、貫通孔1d内に挿入されて溶融したときに当該貫通孔1dから突出しないようにされている。このガラス管2は、例えば長尺の硼珪酸ガラス管を所定の長さに切断して形成されている。尚、ガラス管2は、例えばガラス粉末と少量のバインダからなる混合物を金型中で圧縮成形した後に炉中で焼結して形成したものを使用しても良い。
The
接続ピン3は、保持部材1の長さよりも長い所定長さを有しかつガラス管2に僅かな隙間(クリアランス)で挿通可能な外径を有するように形成されている。この接続ピン3は、例えばコバール等の金属部材により形成されてニッケル等がメッキされている。尚、接続ピン3は、ハーメチックシールの終了後、仕様に応じて下端面3a、上端面3bに他の金属メッキ例えば金メッキ等が施される。
The
ハーメチックシール用の治具11は、保持部材1よりも大径の円盤状をなし上面11aに保持部材1の下部が嵌合する円形の凹部11bが形成されており、当該凹部11bの底面11cに保持部材1の各貫通孔1dと対応し、かつ開口端内に夫々嵌合する所定の高さの円柱状の突起部(ボス)11dが突設されている。そして、これらの各突起部11dの上面中心位置に接続ピン3を挿通させるためのピン孔11eが下面11fまで貫通して形成されている。この治具11の凹部11bの底面11cから下面11fまでの板厚は、保持部材1の下面1eから接続ピン3の下端面3aまでの突出長さに応じた板厚に設定されている。
The
ハーメチックシールの治具11は、ガラス管2を焼成するための焼成温度が1000℃付近まで上昇すること、及び溶融したガラスが付着しない材質が求められることからカーボンを焼き固めたものを加工して形成されている。
The
ハーメチックシール用の治具12は、治具11よりも大径の円盤状をなし、上面12aに治具11の下部が嵌合する円形の凹部12bが形成されている。そして、この凹部12bの底面12cに治具11の下面11f、及び保持部材1の各貫通孔1dに挿入されたガラス管2と治具11のピン孔11eを挿通した接続ピン3の下端面3aが当接可能とされている。即ち、この治具12は、接続ピン3の位置決めを行う。
The
そして、この治具12は、接続ピン13よりもガラスとの接着性に優れた部材(相性が良い部材)により形成されている。このような部材として、例えばアルミナセラミックス(Al2O3)等の酸化物がある。このアルミナセラミックスは、カーボンと同様に耐熱性を有しハーメチックシールの高温に十分耐え得ると共に、同じ酸化物であるガラスSiO2との相性が良く、密着性に優れている。ハーメチックシール用の治具6は、前述した図3に示す治具と同一であり説明を省略する。
And this jig |
次に、上記構成によるハーメチックシール用治具によりハーメチックシールを行う場合について説明する。先ず、図1に示すように治具12の凹部12bに治具11の下部を嵌合してその下面11fを凹部12bの下面12cに当接する。このようにして、治具12の凹部12bに治具11を装着する。次いで、治具11の凹部11b内に保持部材1の下部を嵌合すると共に各突起部11dを保持部材1の対応する各貫通孔1dの開口端に挿入し、下面1eを凹部11bの底面11cに当接させる。このようにして、治具12に保持部材1を立設する。
Next, a case where hermetic sealing is performed using the above-described hermetic sealing jig will be described. First, as shown in FIG. 1, the lower portion of the
次いで、保持部材1の各貫通孔1dに上方からガラス管2を挿入する。ガラス管2は、自重により落下して下端面が突起部11dの上面に当接して当該位置に保持される。即ち、ガラス管2は、貫通孔1dから抜け落ちることなくかつ下端面が保持部材1の下面1eよりも僅かに内方(上方)位置に保持される。また、ガラス管2の上端は、貫通孔1dの上端近傍に位置している。
Next, the
次に、上方からガラス管2内に接続ピン3を挿入する。接続ピン3は、自重によりガラス管2、突起部11dのピン孔11eを挿通し、下端面3aが治具12の凹部12bの底面12cに当接して位置決めされる。尚、ガラス管2に接続ピン3を予め挿入しておき、ガラス管2と接続ピン3とを保持部材1の貫通孔1dに同時に挿入するようにしても良い。そして、保持部材1の上端に治具6を冠着し、接続ピン3の上部を位置決め用のピン孔6eに挿入して位置決めする。
Next, the
次に、これらを図示しない電気炉に搬入して所定の温度に加熱する。ガラス管2は、所定温度に達すると溶融して貫通孔1dの内周面及び接続ピン3の外周面に密着する。また、保持部材1の貫通孔1d内にガラス管2を挿入する際、或いはガラス管2に接続ピン3を挿入する際にガラス管の一部が破損し或いは欠けてガラスの粉末或いは破片が飛散・落下し、突起部11dのピン孔11e内に落下して治具12の凹部12bの底面12c上に落下し、或いは付着した場合、接続ピン3の下端面3aと底面12cとの間に挟まれる。
Next, these are carried into an electric furnace (not shown) and heated to a predetermined temperature. When the
しかしながら、本実施形態の場合、治具12は、接続ピン3よりもガラスと接着し易いアルミナセラミックスで形成されていることにより、接続ピン3の下端面3aと治具12の凹部12bの底面12cとの間に挟まれた状態で溶融したガラスは、当該底面12cに付着(溶着)して接続ピン3の下端面3aには付着しない。即ち、接続ピン3の下端面3aへのガラスの付着が防止される。
However, in the case of the present embodiment, the
また、ガラス管2は、その長さが保持部材1の貫通孔1dの長さよりも短く設定されていることで、当該貫通孔1dの上端から流れ出ることもない。これにより、略図1に示すような状態でかつ接続ピン3の下端面3aにガラスが付着することなく保持部材1に接続ピン3をハーメチックシールすることができる。
Further, the
そして、ハーメチックシール工程が終了した後、治具11から保持部材1を取り出す。上述したように接続ピン3の下端面3aにはガラスが付着することが防止されることで、ハーメチックシール後に接続ピン3の下端面3aに金メッキ等を良好に施すことが可能となる。尚、接続ピン3の上端面3bにはガラスの粉末や破片等が付着することは無い。
Then, after the hermetic sealing step is completed, the holding
また、治具12の接続ピン3の下端面3aが接する部分が当該接続ピン3との摩擦により磨耗すると、ハーメチックシール後の接続ピン3の高さがばら付き、ワイヤボンディング不良となることが懸念されるが、治具12にアルミナセラミックス(Al2O3)等の硬質部材を使用することで、治具に耐久性を持たせることができ、治具の寿命を延ばすことができる。
Further, if the portion of the
尚、上記実施形態において治具12をカーボンで形成し、凹部12bの底面12cの少なくとも接続ピン3の下端面3aと対応する部位或いは底面12cの全面にアルミナセラミックスで形成した、例えば薄板を配置して治具11を装着するようにしても良い。これにより、接続ピン3の下端面3aにガラスが付着することを防止することが可能となると共に接続ピン3との接触部分の磨耗を抑えることができる。
In the above embodiment, the
図2は、本発明の第2の実施形態に係るハーメチックシール用治具を示す。尚、図2において図1に示す部材と同一又は相当する部材には同一又は相当する符号を付して詳細な説明を省略する。ハーメチックシール用の治具15は、保持部材1よりも大径の円盤状をなし上面15aに保持部材1の下部が嵌合する円形の凹部15bが形成されており、当該凹部15bの底面15cに保持部材1の各貫通孔1aの開口端と対向する位置に当該貫通孔1dと同径のガラス付着防止部材挿入孔15dが所定の深さに形成されている。
FIG. 2 shows a hermetic sealing jig according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 2, the same or corresponding members as those shown in FIG. 1 are denoted by the same or corresponding reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The
ガラス付着防止部材挿入孔15dは、接続ピン3の位置決めを行うと共にガラス付着防止部材16を嵌合するためのものであり、保持部材1の下面11eから突出する接続ピン3の長さに設定されている。この治具15は、前述した治具12と同様に接続ピン3よりもガラス管2との接着性に優れた(相性が良い)アルミナセラミックス(Al2O3)等の酸化物で形成されている。
The glass adhesion preventing
治具15の各ガラス付着防止部材挿入孔15dには、チューブ状のガラス付着防止部材16が着脱可能に嵌合されている。このガラス付着防止部材16は、外径が保持部材1の貫通孔1dと同径をなし、内径がガラス管2の内径と同径とされており、接続ピン3が挿通可能とされている。そして、ガラス付着防止部材16は、ガラス付着防止部材挿入孔15dに嵌合されて下端面16aがガラス付着防止部材挿入孔15dの底面15eに当接した状態で、上部16bが凹部15bの底面15cから所定の長さだけ突出して保持部材1の貫通孔1d内に嵌挿可能とされている。このガラス付着防止部材16は、溶融したガラスが付着しない性質を有するカーボンにより形成されている。
A tube-shaped glass
次に、上記構成によるハーメチックシール用治具15によりハーメチックシールを行う場合について説明する。先ず、図2に示すように治具15のガラス付着防止部材挿入孔15dにガラス付着防止部材16を嵌合する。この状態においてガラス付着防止部材16の上部16bが凹部15bの底面15cから所定の長さ突出している。次いで、この治具15の凹部15b内に保持部材1の下部を嵌合すると共に各貫通孔1dの下端部にガラス付着防止部材16の上部16bを嵌合して、当該保持部材1の下面11eを凹部15bの底面15cに当接させる。このようにして、治具15に保持部材1を立設する。
Next, a case where hermetic sealing is performed by the
次いで、保持部材1の各貫通孔1dに上方からガラス管2を挿入する。ガラス管2は、自重により落下してその下端面がガラス付着防止部材16の上端面に当接して保持される。次に、上方からガラス管2内に接続ピン3を挿入する。接続ピン3は、自重によりガラス管2、ガラス付着防止部材16を挿通し、下端面3aが治具15のガラス付着防止部材挿入孔15dの底面15eに当接して位置決めされる。尚、ガラス管2に接続ピン3を予め挿入しておき、ガラス管2と接続ピン3とを保持部材1の貫通孔1dに同時に挿入するようにしても良い。そして、保持部材1の上端部に治具6を冠着し、接続ピン3の上部を位置決め用のピン穴6eに挿入して位置決めする。
Next, the
保持部材1の貫通孔1d内にガラス管2の挿入する際、或いはガラス管2に接続ピン3を挿入する際にガラス管2の一部が破損して或いは欠けてガラスの粉末或いは破片が飛散・落下し、ガラス付着防止部材挿入孔15dの底面15e上に落下し或いは付着した場合、接続ピン3の下端面3aと底面15eとの間に挟まれる。
When the
しかしながら、本実施形態の場合、治具15は、接続ピン3よりもガラスと接着し易いアルミナセラミックスで形成されていることにより、接続ピン3の下端面3aと治具15のガラス付着防止部材挿入孔15dの底面15eとの間に挟まれた状態で溶融したガラスは、底面15eに付着(溶着)して接続ピン3の下端面3aには付着しない。即ち、接続ピン3の下端面3aへのガラスの付着が防止される。これにより、接続ピン3の下端面3aにガラスが付着することなく保持部材1に接続ピン3をハーメチックシールすることができる。
However, in the case of the present embodiment, the
また、ガラス付着防止部材16は、カーボンで形成されているために磨耗し易く、更に細いチューブ状に形成されているために開口端部等が破損し易い。このような場合、治具15のガラス付着防止部材挿入孔15dからガラス付着防止部材16を取り出し、新しいガラス付着防止部材と交換する。これにより、ガラス付着防止部材16のみを容易に交換することが可能となり、治具15の維持コストの低減が図られる。
Moreover, since the glass
また、上記実施形態において治具15をカーボンで形成し、ガラス付着防止部材挿入孔15dの底面にアルミナセラミックスで形成した、例えば薄板を配置してガラス付着防止部材16を嵌合するようにしても良い。これにより、接続ピン3の下端面3aにガラスが付着することを防止することが可能となると共に接続ピン3との接触部分の磨耗を抑えることができる。
Further, in the above embodiment, the
1 保持部材
1a 上面
1b 凹部
1c 底面
1d 貫通孔
1e 下面
2 ガラス管
3 接続ピン
3a 下端面
3b 上端面
5 ハーメチックシール用治具
5a 上面
5b 凹部
5c 底面
5d 突起部
5e ピン穴
6 ハーメチックシール用治具
6a 下面
6b,6c 凹部
6d 底面(天井)
6e ピン孔
11 ハーメチックシール用治具
11a 上面
11b 凹部
11c 底面
11d 突起部
11e ピン孔
11f 下面
12 ハーメチックシール用治具
12a 上面
12b 凹部
12c 底面
15 ハーメチックシール用治具
15a 上面
15b 凹部
15c 底面
15d ガラス付着防止部材挿入孔
15e 底面
16 ガラス付着防止部材
16a 下端面
16b 上部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記治具の少なくとも前記接続ピンの下端面と接する部分が前記接続ピンよりも前記ガラス管を形成するガラスとの接着性に優れた部材により形成されていることを特徴とするハーメチックシール用治具。 A through hole for inserting a glass tube through which the connection pin is inserted is formed and a holding member made of a metal material is erected and held while the glass tube through which the connection pin is inserted is inserted into the through hole. In a hermetic sealing jig for sealing the glass tube by melting the glass tube by heating the holding member and sealing the glass tube to the inner peripheral surface of the through hole of the holding member and the outer peripheral surface of the connection pin,
A hermetic sealing jig characterized in that at least a portion of the jig that contacts the lower end surface of the connection pin is formed of a member that has better adhesion to the glass forming the glass tube than the connection pin. .
前記治具は、少なくとも前記接続ピンの下端面と接する部分が当該接続ピンよりも前記ガラス管を形成するガラスとの接着性に優れた部材により形成され、上面の前記ガラス保持部材の孔と対応する位置にガラス付着防止部材挿入孔が形成され、
前記ガラス付着防止部材挿入孔には、チューブ状をなし前記接続ピンが挿通されると共に上端面が前記ガラス管の下端面に当接して当該ガラス管を支持するガラス付着防止部材が着脱可能に挿入されていることを特徴とするハーメチックシール用治具。 A through hole for inserting a glass tube through which the connection pin is inserted is formed and a holding member made of a metal material is erected and held while the glass tube through which the connection pin is inserted is inserted into the through hole. In a hermetic sealing jig for sealing the glass tube by melting the glass tube by heating the holding member and sealing the glass tube to the inner peripheral surface of the through hole of the holding member and the outer peripheral surface of the connection pin,
The jig is formed of a member having at least a portion in contact with the lower end surface of the connection pin that is superior in adhesion to the glass forming the glass tube than the connection pin, and corresponds to the hole of the glass holding member on the upper surface. Glass attachment prevention member insertion hole is formed at the position to
The glass adhesion preventing member insertion hole is formed in a tube shape, and the connection pin is inserted therethrough, and the glass adhesion preventing member that supports the glass tube with the upper end surface contacting the lower end surface of the glass tube is detachably inserted. Hermetic sealing jig characterized by being made.
前記接続ピンの挿通されるガラス管を前記貫通孔に挿入する第2の工程と、
前記保持部材を加熱し前記ガラス管を溶融させて当該ガラス管を前記貫通孔の内周面と接続ピンの外周面とに密着させて封止する第3の工程とを有するハーメチックシール製造方法において、
前記第2の工程において前記接続ピンの下端面を前記接続ピンよりも前記ガラス管を形成するガラスとの接着性に優れた部材に当接させることを特徴とするハーメチックシール製造方法。 A first step of standing and holding a metal holding member in which a through-hole for inserting a glass tube for inserting a connection pin is formed on a jig;
A second step of inserting a glass tube through which the connection pin is inserted into the through hole;
In a hermetic seal manufacturing method, comprising: a third step of heating the holding member to melt the glass tube so that the glass tube is in close contact with the inner peripheral surface of the through hole and the outer peripheral surface of the connection pin and sealed. ,
In the second step, the lower end surface of the connection pin is brought into contact with a member having better adhesiveness with the glass forming the glass tube than the connection pin.
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