JPH0114670B2 - - Google Patents
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- JPH0114670B2 JPH0114670B2 JP9386482A JP9386482A JPH0114670B2 JP H0114670 B2 JPH0114670 B2 JP H0114670B2 JP 9386482 A JP9386482 A JP 9386482A JP 9386482 A JP9386482 A JP 9386482A JP H0114670 B2 JPH0114670 B2 JP H0114670B2
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Landscapes
- Connections Arranged To Contact A Plurality Of Conductors (AREA)
Description
この発明はリード線の電流容量を増大した気密
端子に関する。 電子部品等の素子を密閉容器内に封入しリード
線を密閉容器外に気密に導出する場合、気密端子
が用いられている。この気密端子は電子部品の種
類や密閉容器の構造等に応じて各種の形状、寸法
のものが用いられているが、基本的には金属外環
内にガラスを介してリード線を気密絶縁的に封着
した構造を有し、リード線の材質としては、鉄・
ニツケル合金、鉄・クロム合金、鉄・ニツケル・
クロム合金、鉄・ニツケル・コバルト合金等のガ
ラス封着用合金が用いられており、比抵抗が30〜
75×106Ωcmと、銅(1.8×106Ωcm)やアルミニウ
ム(2.8×106Ωcm)に比較して極めて大きいため、
リード線の電流容量が小さいという問題点があつ
た。 一方、比抵抗の小さい銅やアルミニウムでリー
ド線を製作すると、これらの金属の膨脹係数がガ
ラスのそれに比較して極めて大きいためクリープ
を起して気密劣化が生じるといつた問題点があ
る。 さらに、リード線の電流容量を増大するため
に、リード線の直径を増大することは、これに伴
つてリード線封着孔の内径寸法を大きくしなけれ
ばならず、気密端子が大型、高価になるという問
題点がある。 例えば、第1図および第2図は半導体装置用ス
テムを示し、図において、1は金属外環の一例と
しての鉄製のステム基板で、略菱形状を呈し、長
手方向の両端にシヤーシ等への取付孔2,2を有
し、中央部近傍の2個のリード線封着用の透孔
3,3を有する。4はソーダバリウムガラスまた
はソーダライムガラス等のソーダガラスよりなる
封着ガラス、5,5は封着ガラス4,4を介して
封着された鉄・ニツケル合金製のリード線であ
る。鉄・ニツケル合金の比抵抗は45〜55×106Ω
cmである。 そこで、第3図に示すように、リード線封着用
の透孔3内に、封着ガラス4を介して鉄・ニツケ
ル合金等よりなる金属内環6を気密絶縁的に封着
し、この金属内環6内に銅等の良導電性(低比抵
抗)金属よりなるリード線7をロウ材8で気密に
固着したステムも考えられている。しかしなが
ら、図示するように、金属内環6とリード線7と
を金属内環6の全長にわたつてロウ付けした場合
は、金属内環6の膨脹係数(50〜85×10-7)とリ
ード線7の膨脹係数(178×10-7)とが違いすぎ
るため、ロウ付け部分が剥離して気密劣化を生ず
るため実用できないことが判明した。 このため、本件出願人は、先に、第4図に示す
ようにステム基板1のリード線封着用の透孔3内
に封着ガラス4を介して天板部を有する金属内環
9を気密絶縁的に封着し、前記天板部に挿通した
銅等の良導電性金属よりなるリード線7を、前記
天板部の厚さ部分のみでロウ材10により固着す
ることにより、金属内環9の内面とリード線7と
の間に隙間11を形成して、金属内環9とリード
線7の膨脹係数差に基因する応力による気密劣化
を防止するようにしたステムを提案した。 上記のステムは、第3図のステムに比較して、
気密劣化が格段に少ないという特長を有するが、
急熱・急冷の繰返し試験では気密劣化を生じるこ
とがあり、改善の余地があつた。 それゆえ、この発明の主たる目的は、金属外環
内に封着ガラスを介して金属内環を封着し、この
金属内環に良導電性金属よりなるリード線をロウ
付けしてなる気密端子において、急熱・急冷に強
い気密端子を提供することにある。 この発明は要約すると、金属内環が天板部とこ
の天板部に形成されたリード線挿通孔とを有し、
前記リード線挿通孔に挿通されてロウ付けされた
リード線と金属内環の内面との間に隙間を形成す
るとともに、金属内環の外径寸法をAとし、金属
外環のガラス封着部上端面と金属内環のロウ付け
部下端面との段差寸法をBとするとき、B≧A/3
の関係に設定したことを特徴とする。 すなわち、第4図のステムにおいては、金属内
環9の外径寸法Aと、リード線7の外径寸法(金
属内環9の天板部に穿設したリード線挿通孔の内
径と考えてもよい)との関係のみに着目していた
が、それのみでは不十分であることが判明したた
め、金属内環の寸法を種々異ならせて気密端子を
製作していくうちに、ステム基板1の上端面と金
属内環およびリード線のロウ付け部下端面との段
差によつて、気密劣化の発生割合が大幅に変化す
ることを見出した結果提案されたものである。 以下、この発明の一実施例を上記同様の半導体
装置用ステムについて、図面を参照して説明す
る。 第5図はこの発明を実施したステムの第1図の
−線に対応する線に沿つて切断した断面図を
示す。次の点を除いては第4図と同様であり、同
一部分には同一参照符号を付してある。第4図と
の相違点は、金属内環12の高さ寸法が、第4図
の金属内環9の高さ寸法よりも大きくなつてお
り、かつ従つて封着ガラス4の上端面と、金属内
環12の天板部およびリード線7のロウ付け部下
端面との段差寸法Bが大きくなつていることであ
る。 すなわち、第6図に示すように、金属内環12
の外径寸法をA、天板部13が穿設したリード線
挿通孔14の内径寸法をC、金属内環12の内径
寸法をD、金属内環12の下端から天板部13の
下面までの高さ寸法をE、ステム基板1の厚さ寸
法をF、リード線7の外径寸法Gを適宜上前記天
板部13に穿設したリード線挿通孔14の内径寸
法Cと等しいとすると、金属内環12の内面とリ
ード線7との間に形成される隙間11の寸法gは
g=1/2(D−C)で与えられる。一方、封着ガ
ラス4の上端面、すなわちステム基板1の上面
と、金属内環12とリード線7のロウ付け部下端
面、すなわち金属内環12の天板部13の下面ま
での段差寸法BはB=E−Fで与えられる。そし
て、前記寸法gを0.25mm一定および金属内環12
の外径寸法Aを3mm一定とし、前記段差寸法Bを
0mm、0.5mm、1.0mmおよび2.0mmとしたステム各10
個について、200℃の高温雰囲気に入れて30分間
保持したのち、急激に−65℃の低温雰囲気に入れ
て30分間保持し、再び200℃の高温雰囲気に急激
に入れて30分間保持する急熱・急冷を5サイクル
繰返したのち、気密漏れ試験を実施したところ、
下表の結果が得られた。 すなわち、A/Bが3以下となるサンプル3お
よびサンプル4では気密漏れ発生率が零である。
端子に関する。 電子部品等の素子を密閉容器内に封入しリード
線を密閉容器外に気密に導出する場合、気密端子
が用いられている。この気密端子は電子部品の種
類や密閉容器の構造等に応じて各種の形状、寸法
のものが用いられているが、基本的には金属外環
内にガラスを介してリード線を気密絶縁的に封着
した構造を有し、リード線の材質としては、鉄・
ニツケル合金、鉄・クロム合金、鉄・ニツケル・
クロム合金、鉄・ニツケル・コバルト合金等のガ
ラス封着用合金が用いられており、比抵抗が30〜
75×106Ωcmと、銅(1.8×106Ωcm)やアルミニウ
ム(2.8×106Ωcm)に比較して極めて大きいため、
リード線の電流容量が小さいという問題点があつ
た。 一方、比抵抗の小さい銅やアルミニウムでリー
ド線を製作すると、これらの金属の膨脹係数がガ
ラスのそれに比較して極めて大きいためクリープ
を起して気密劣化が生じるといつた問題点があ
る。 さらに、リード線の電流容量を増大するため
に、リード線の直径を増大することは、これに伴
つてリード線封着孔の内径寸法を大きくしなけれ
ばならず、気密端子が大型、高価になるという問
題点がある。 例えば、第1図および第2図は半導体装置用ス
テムを示し、図において、1は金属外環の一例と
しての鉄製のステム基板で、略菱形状を呈し、長
手方向の両端にシヤーシ等への取付孔2,2を有
し、中央部近傍の2個のリード線封着用の透孔
3,3を有する。4はソーダバリウムガラスまた
はソーダライムガラス等のソーダガラスよりなる
封着ガラス、5,5は封着ガラス4,4を介して
封着された鉄・ニツケル合金製のリード線であ
る。鉄・ニツケル合金の比抵抗は45〜55×106Ω
cmである。 そこで、第3図に示すように、リード線封着用
の透孔3内に、封着ガラス4を介して鉄・ニツケ
ル合金等よりなる金属内環6を気密絶縁的に封着
し、この金属内環6内に銅等の良導電性(低比抵
抗)金属よりなるリード線7をロウ材8で気密に
固着したステムも考えられている。しかしなが
ら、図示するように、金属内環6とリード線7と
を金属内環6の全長にわたつてロウ付けした場合
は、金属内環6の膨脹係数(50〜85×10-7)とリ
ード線7の膨脹係数(178×10-7)とが違いすぎ
るため、ロウ付け部分が剥離して気密劣化を生ず
るため実用できないことが判明した。 このため、本件出願人は、先に、第4図に示す
ようにステム基板1のリード線封着用の透孔3内
に封着ガラス4を介して天板部を有する金属内環
9を気密絶縁的に封着し、前記天板部に挿通した
銅等の良導電性金属よりなるリード線7を、前記
天板部の厚さ部分のみでロウ材10により固着す
ることにより、金属内環9の内面とリード線7と
の間に隙間11を形成して、金属内環9とリード
線7の膨脹係数差に基因する応力による気密劣化
を防止するようにしたステムを提案した。 上記のステムは、第3図のステムに比較して、
気密劣化が格段に少ないという特長を有するが、
急熱・急冷の繰返し試験では気密劣化を生じるこ
とがあり、改善の余地があつた。 それゆえ、この発明の主たる目的は、金属外環
内に封着ガラスを介して金属内環を封着し、この
金属内環に良導電性金属よりなるリード線をロウ
付けしてなる気密端子において、急熱・急冷に強
い気密端子を提供することにある。 この発明は要約すると、金属内環が天板部とこ
の天板部に形成されたリード線挿通孔とを有し、
前記リード線挿通孔に挿通されてロウ付けされた
リード線と金属内環の内面との間に隙間を形成す
るとともに、金属内環の外径寸法をAとし、金属
外環のガラス封着部上端面と金属内環のロウ付け
部下端面との段差寸法をBとするとき、B≧A/3
の関係に設定したことを特徴とする。 すなわち、第4図のステムにおいては、金属内
環9の外径寸法Aと、リード線7の外径寸法(金
属内環9の天板部に穿設したリード線挿通孔の内
径と考えてもよい)との関係のみに着目していた
が、それのみでは不十分であることが判明したた
め、金属内環の寸法を種々異ならせて気密端子を
製作していくうちに、ステム基板1の上端面と金
属内環およびリード線のロウ付け部下端面との段
差によつて、気密劣化の発生割合が大幅に変化す
ることを見出した結果提案されたものである。 以下、この発明の一実施例を上記同様の半導体
装置用ステムについて、図面を参照して説明す
る。 第5図はこの発明を実施したステムの第1図の
−線に対応する線に沿つて切断した断面図を
示す。次の点を除いては第4図と同様であり、同
一部分には同一参照符号を付してある。第4図と
の相違点は、金属内環12の高さ寸法が、第4図
の金属内環9の高さ寸法よりも大きくなつてお
り、かつ従つて封着ガラス4の上端面と、金属内
環12の天板部およびリード線7のロウ付け部下
端面との段差寸法Bが大きくなつていることであ
る。 すなわち、第6図に示すように、金属内環12
の外径寸法をA、天板部13が穿設したリード線
挿通孔14の内径寸法をC、金属内環12の内径
寸法をD、金属内環12の下端から天板部13の
下面までの高さ寸法をE、ステム基板1の厚さ寸
法をF、リード線7の外径寸法Gを適宜上前記天
板部13に穿設したリード線挿通孔14の内径寸
法Cと等しいとすると、金属内環12の内面とリ
ード線7との間に形成される隙間11の寸法gは
g=1/2(D−C)で与えられる。一方、封着ガ
ラス4の上端面、すなわちステム基板1の上面
と、金属内環12とリード線7のロウ付け部下端
面、すなわち金属内環12の天板部13の下面ま
での段差寸法BはB=E−Fで与えられる。そし
て、前記寸法gを0.25mm一定および金属内環12
の外径寸法Aを3mm一定とし、前記段差寸法Bを
0mm、0.5mm、1.0mmおよび2.0mmとしたステム各10
個について、200℃の高温雰囲気に入れて30分間
保持したのち、急激に−65℃の低温雰囲気に入れ
て30分間保持し、再び200℃の高温雰囲気に急激
に入れて30分間保持する急熱・急冷を5サイクル
繰返したのち、気密漏れ試験を実施したところ、
下表の結果が得られた。 すなわち、A/Bが3以下となるサンプル3お
よびサンプル4では気密漏れ発生率が零である。
【表】
換言すれば、BがA/3と等しいかそれよりも大
きいB≧A/3の場合に顕著な改善効果が得られ
た。なお、上記の関係は上記寸法Aおよび/また
はBを変えた場合も同様であつた。また、金属内
環12の材質を鉄・ニツケル合金のみならず鉄・
ニツケル・コバルト合金等とした場合も同様であ
つた。これは封着ガラス4と金属内環12とリー
ド線7が膨脹係数のみならず比熱も異なつている
ため、従来の徐熱・徐冷試験では各構成部材の膨
脹係数および比熱の違いによる応力が潜在してい
たのに対して、急熱・急冷試験では特に比熱の違
いによる応力が顕在化して気密漏れ不良が発生す
ると考えられる。一方、前述のようにB≧A/3の
関係に設定すると、前記比熱の差による応力が潜
在化して気密漏れ不良の発生が防止されると考え
られる。したがつて、この発明においては、B≧
A/3の関係に設定することを要件とするものであ
る。 なお、上記実施例はこの発明を半導体装置用ス
テムに実施した場合について説明したが、他の任
意の気密端子においても同様に実施できるもので
ある。 この発明は以上のように、リード線と金属内環
の内面との間に隙間を形成するとともに、金属内
環の外径寸法をAとし、金属外環のガラス封着部
上端面と金属内環のロウ付け部下端面との段差寸
法をBとするとき、B≧A/3の関係に設定するこ
とにより、急熱・急冷試験においても気密漏れ不
良を生じない。かつリード線が小径で電流容量が
大きい気密端子を提供できるという効果を奏す
る。
きいB≧A/3の場合に顕著な改善効果が得られ
た。なお、上記の関係は上記寸法Aおよび/また
はBを変えた場合も同様であつた。また、金属内
環12の材質を鉄・ニツケル合金のみならず鉄・
ニツケル・コバルト合金等とした場合も同様であ
つた。これは封着ガラス4と金属内環12とリー
ド線7が膨脹係数のみならず比熱も異なつている
ため、従来の徐熱・徐冷試験では各構成部材の膨
脹係数および比熱の違いによる応力が潜在してい
たのに対して、急熱・急冷試験では特に比熱の違
いによる応力が顕在化して気密漏れ不良が発生す
ると考えられる。一方、前述のようにB≧A/3の
関係に設定すると、前記比熱の差による応力が潜
在化して気密漏れ不良の発生が防止されると考え
られる。したがつて、この発明においては、B≧
A/3の関係に設定することを要件とするものであ
る。 なお、上記実施例はこの発明を半導体装置用ス
テムに実施した場合について説明したが、他の任
意の気密端子においても同様に実施できるもので
ある。 この発明は以上のように、リード線と金属内環
の内面との間に隙間を形成するとともに、金属内
環の外径寸法をAとし、金属外環のガラス封着部
上端面と金属内環のロウ付け部下端面との段差寸
法をBとするとき、B≧A/3の関係に設定するこ
とにより、急熱・急冷試験においても気密漏れ不
良を生じない。かつリード線が小径で電流容量が
大きい気密端子を提供できるという効果を奏す
る。
第1図は気密端子の一例としての半導体装置用
ステムの平面図、第2図は第1図の−線に沿
つて切断した断面図、第3図および第4図はこの
発明の背景となる半導体装置用ステムの断面図、
第5図はこの発明の一実施例である半導体装置用
ステムの断面図、第6図は第5図の金属内環およ
び要部の拡大断面図である。 1……金属外環(ステム基板)、3……リード
線封着用の透孔、4……封着ガラス、7……リー
ド線、10……ロウ材、11……隙間、12……
金属内環、13……天板部、14……リード線挿
通孔、A……金属内環12の外径寸法、B……段
差寸法。
ステムの平面図、第2図は第1図の−線に沿
つて切断した断面図、第3図および第4図はこの
発明の背景となる半導体装置用ステムの断面図、
第5図はこの発明の一実施例である半導体装置用
ステムの断面図、第6図は第5図の金属内環およ
び要部の拡大断面図である。 1……金属外環(ステム基板)、3……リード
線封着用の透孔、4……封着ガラス、7……リー
ド線、10……ロウ材、11……隙間、12……
金属内環、13……天板部、14……リード線挿
通孔、A……金属内環12の外径寸法、B……段
差寸法。
Claims (1)
- 1 金属外環内にガラスを介して金属内環を気密
絶縁的に封着し、この金属内環に良導電性金属よ
りなるリード線をロウ付けしてなる気密端子にお
いて、前記金属内環は天板部と、この天板部に形
成されたリード線挿通孔とを有し、前記リード線
挿通孔に挿通されてロウ付けされたリード線と金
属内環の内面との間に隙間が形成されており、か
つ金属内環の外径寸法をAとし、封着ガラス上端
面と金属内環およびリード線のロウ付け部下端面
との段差寸法をBとするとき、B≧A/3の関係に
設定したことを特徴とする気密端子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9386482A JPS58218780A (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | 気密端子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9386482A JPS58218780A (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | 気密端子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58218780A JPS58218780A (ja) | 1983-12-20 |
JPH0114670B2 true JPH0114670B2 (ja) | 1989-03-13 |
Family
ID=14094304
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9386482A Granted JPS58218780A (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | 気密端子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58218780A (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6029140B2 (ja) * | 2013-02-25 | 2016-11-24 | エヌイーシー ショット コンポーネンツ株式会社 | 圧縮封止型気密端子 |
JP6355202B2 (ja) * | 2014-12-19 | 2018-07-11 | ショット日本株式会社 | 高電流用気密端子 |
KR20240108470A (ko) * | 2022-01-28 | 2024-07-09 | 가부시키가이샤 우부카타 세이사쿠쇼 | 기밀 단자 |
-
1982
- 1982-05-31 JP JP9386482A patent/JPS58218780A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS58218780A (ja) | 1983-12-20 |
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