JPH0645489A - ダイオード用電極リード及びその製造方法 - Google Patents
ダイオード用電極リード及びその製造方法Info
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- JPH0645489A JPH0645489A JP4194181A JP19418192A JPH0645489A JP H0645489 A JPH0645489 A JP H0645489A JP 4194181 A JP4194181 A JP 4194181A JP 19418192 A JP19418192 A JP 19418192A JP H0645489 A JPH0645489 A JP H0645489A
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- welding
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- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
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- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶接タイミングを安定させることにより、溶
接電圧及び通電電流を低減し、また、電極リードの溶接
角度の直角及び軸芯(モリブデンチップと銅リード棒と
の)の一致を図り、品質を向上する。 【構成】 モリブデンチップ19はチャック18につか
まれ、銅リード棒21はチャック20につかまれ、モリ
ブデンチップ19と銅リード棒21とは、それぞれの軸
芯が合致し、モリブデンチップ19の溶接面と前記軸芯
とのなす角θ′は、90°である。チャック20は、前
記軸芯に平行に前後に直線運動する。この方法により、
銅リード棒21の先端がモリブデンチップ19に著しく
接近すると、放電が開始し、高融点金属のモリブデンチ
ップ19をも軟化させながら銅リード棒21の溶融した
先端が、モリブデンチップ19の溶接面に直角に衝突
し、パーカッション直線溶接が行われる。
接電圧及び通電電流を低減し、また、電極リードの溶接
角度の直角及び軸芯(モリブデンチップと銅リード棒と
の)の一致を図り、品質を向上する。 【構成】 モリブデンチップ19はチャック18につか
まれ、銅リード棒21はチャック20につかまれ、モリ
ブデンチップ19と銅リード棒21とは、それぞれの軸
芯が合致し、モリブデンチップ19の溶接面と前記軸芯
とのなす角θ′は、90°である。チャック20は、前
記軸芯に平行に前後に直線運動する。この方法により、
銅リード棒21の先端がモリブデンチップ19に著しく
接近すると、放電が開始し、高融点金属のモリブデンチ
ップ19をも軟化させながら銅リード棒21の溶融した
先端が、モリブデンチップ19の溶接面に直角に衝突
し、パーカッション直線溶接が行われる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ダイオード用電極リー
ドのパーカッション溶接に関するものである。
ドのパーカッション溶接に関するものである。
【0002】
【従来の技術】モリブデンを電極とするガラス封入型ダ
イオード用電極リードは、一般に図7のように製造され
る。
イオード用電極リードは、一般に図7のように製造され
る。
【0003】ここで焼結モリブデン2と銅リード線3と
は、パーカッション溶接により接合されている。これ
は、被溶接部の面積が狭いことと、高融点金属のモリブ
デンを局部的に軟化させ、低融点金属の銅との堅固な溶
接を可能とするのに適しているためである。また、焼結
モリブデン2は、対理論密度比95%以上(9.69g
/cm3 )のもので、各コーナーのアールは、0.15
mm以上を有し、モリブデン部は、その製品仕様からD
1〜D2.5まで多様である。加えて、銅リード線3
は、ジルコニウム分散銅基合金線等の銅主成分の材質の
線材を所望の長さに切断したものである。
は、パーカッション溶接により接合されている。これ
は、被溶接部の面積が狭いことと、高融点金属のモリブ
デンを局部的に軟化させ、低融点金属の銅との堅固な溶
接を可能とするのに適しているためである。また、焼結
モリブデン2は、対理論密度比95%以上(9.69g
/cm3 )のもので、各コーナーのアールは、0.15
mm以上を有し、モリブデン部は、その製品仕様からD
1〜D2.5まで多様である。加えて、銅リード線3
は、ジルコニウム分散銅基合金線等の銅主成分の材質の
線材を所望の長さに切断したものである。
【0004】図8は、固定されたモリブデンチップ17
に銅リード棒16のチャックアーム15が円弧を描きな
がら衝突する従来の方法のモデルである。実際の溶接で
は、モリブデンチップ17に銅リード棒16の先端が著
しく接近すると、放電が開始し、高融点金属のモリブデ
ンチップ17をも軟化させながら先端の溶融した銅リー
ド棒16が衝突する。いわゆるパーカッション溶接が行
われる。
に銅リード棒16のチャックアーム15が円弧を描きな
がら衝突する従来の方法のモデルである。実際の溶接で
は、モリブデンチップ17に銅リード棒16の先端が著
しく接近すると、放電が開始し、高融点金属のモリブデ
ンチップ17をも軟化させながら先端の溶融した銅リー
ド棒16が衝突する。いわゆるパーカッション溶接が行
われる。
【0005】このようにモリブデンチップの表面をも軟
化させるには大きい電気エネルギーが必要になるが、過
大な電圧の印加は、溶接バリの発生過多ばかりではな
く、作業への危険性も増大するから、印加する電圧は可
及的に低いことが望ましい。しかし、低電圧で溶接する
場合、衝突のタイミング取りに高精度が要求される。
化させるには大きい電気エネルギーが必要になるが、過
大な電圧の印加は、溶接バリの発生過多ばかりではな
く、作業への危険性も増大するから、印加する電圧は可
及的に低いことが望ましい。しかし、低電圧で溶接する
場合、衝突のタイミング取りに高精度が要求される。
【0006】この溶接の方法では、溶接開始時にモリブ
デンチップ17の端面と銅リード棒16の先端が直角に
なるようにセットされていても、連続稼動すると、銅リ
ード棒16のチャックアーム15の機械的遊びにより、
モリブデンチップ17の端面と銅リード棒16の先端と
の衝突角度に高精度を期待し難い。衝突角度の誤差は、
衝突タイミングの誤差の原因となり、この衝突タイミン
グの誤差の制約の下で確実に溶接できる溶接電圧を設定
しなければならないのが、従来の技術の実状である。
デンチップ17の端面と銅リード棒16の先端が直角に
なるようにセットされていても、連続稼動すると、銅リ
ード棒16のチャックアーム15の機械的遊びにより、
モリブデンチップ17の端面と銅リード棒16の先端と
の衝突角度に高精度を期待し難い。衝突角度の誤差は、
衝突タイミングの誤差の原因となり、この衝突タイミン
グの誤差の制約の下で確実に溶接できる溶接電圧を設定
しなければならないのが、従来の技術の実状である。
【0007】たとえば、電圧A、Bがあり、A<Bの関
係のとき、最適の電圧はAであるが、タイミングが安定
しないため、多少タイミングが違っても電圧を高くする
ことで、モリブデンチップ17と銅リード棒16との衝
突部を一層軟化させ、対応させる措置である。
係のとき、最適の電圧はAであるが、タイミングが安定
しないため、多少タイミングが違っても電圧を高くする
ことで、モリブデンチップ17と銅リード棒16との衝
突部を一層軟化させ、対応させる措置である。
【0008】この従来の技術で製造される電極リード
は、図9に示すように、モリブデンチップと銅リード棒
との溶接角度θを直角とし難く、加えてモリブデンチッ
プと銅リード棒との各軸芯を合致し難い。これらの事象
は、以後のダイオード等の組立工程で他の部品との接合
時に重大な悪影響を及ぼすので、前記溶接角度の非直角
の程度及び各軸芯の不合致の程度を極力抑えなければな
らない。
は、図9に示すように、モリブデンチップと銅リード棒
との溶接角度θを直角とし難く、加えてモリブデンチッ
プと銅リード棒との各軸芯を合致し難い。これらの事象
は、以後のダイオード等の組立工程で他の部品との接合
時に重大な悪影響を及ぼすので、前記溶接角度の非直角
の程度及び各軸芯の不合致の程度を極力抑えなければな
らない。
【0009】従来の技術の溶接方法の欠点の因果関係を
整理して図10に示す。
整理して図10に示す。
【0010】続いて、従来の技術の溶接方法に基因して
ダイオード等に生じる支障を述べると、次のとおりであ
る。
ダイオード等に生じる支障を述べると、次のとおりであ
る。
【0011】(1)溶接角度の非直角 ダイオード等の
組立て時に図7においてモリブデン電極2,2′の各軸
芯が不合致のままP/N接合シリコン1を挾み接着さ
れ、P/N接合シリコン1とモリブデン電極2,2′と
の有効接触面積が減少し、ボイド不良や耐圧不良の原因
となる。
組立て時に図7においてモリブデン電極2,2′の各軸
芯が不合致のままP/N接合シリコン1を挾み接着さ
れ、P/N接合シリコン1とモリブデン電極2,2′と
の有効接触面積が減少し、ボイド不良や耐圧不良の原因
となる。
【0012】(2)各軸芯の不合致 P/N接合シリコ
ン1とモリブデン電極2,2′とは、概ねろう付けを行
い(図7)、全体の組立ては、各軸芯に沿った堅型でセ
ットする。しかも、モリブデン電極2,2′の外側は、
汚れや傷も嫌うため銅リード線3,3′をチャックして
組立てる。したがって、銅リード線3,3′の軸芯とモ
リブデン電極2,2′の軸芯とが合致しなければ、P/
N接合シリコン1とモリブデン電極2,2′との有効接
触面積は、減少する。また、この各軸芯の不合致が大き
いと、ダイオードを組立てるときに電極リード全体のつ
かみが不安定となり、時としてダイオードの組立てを行
えない。
ン1とモリブデン電極2,2′とは、概ねろう付けを行
い(図7)、全体の組立ては、各軸芯に沿った堅型でセ
ットする。しかも、モリブデン電極2,2′の外側は、
汚れや傷も嫌うため銅リード線3,3′をチャックして
組立てる。したがって、銅リード線3,3′の軸芯とモ
リブデン電極2,2′の軸芯とが合致しなければ、P/
N接合シリコン1とモリブデン電極2,2′との有効接
触面積は、減少する。また、この各軸芯の不合致が大き
いと、ダイオードを組立てるときに電極リード全体のつ
かみが不安定となり、時としてダイオードの組立てを行
えない。
【0013】(3)作業の危険 大気中で行うパーカッ
ション溶接において、高電圧をさらすことは、大変危険
である。1次電圧550V以上、時としては700Vも
要する条件にもなり、電気事業法に鑑みて問題である。
ション溶接において、高電圧をさらすことは、大変危険
である。1次電圧550V以上、時としては700Vも
要する条件にもなり、電気事業法に鑑みて問題である。
【0014】(4)溶接バリ ダイオード等を組立てる
ときに妨害するばかりでなく、ガラスをモールドすると
きにも突起した溶接バリはガラスを突き抜け、導通源と
なる。
ときに妨害するばかりでなく、ガラスをモールドすると
きにも突起した溶接バリはガラスを突き抜け、導通源と
なる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
の欠点を改善して、溶接タイミングを安定させることに
より、溶接電圧及び通電電流を低減し、また、電極リー
ドの溶接角度の直角及び軸芯(モリブデンチップと銅リ
ード棒との)の一致を図るものである。
の欠点を改善して、溶接タイミングを安定させることに
より、溶接電圧及び通電電流を低減し、また、電極リー
ドの溶接角度の直角及び軸芯(モリブデンチップと銅リ
ード棒との)の一致を図るものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、モリブデンチップの軸芯と銅リード棒の
軸芯とを合致させ、銅リード棒のチャック機構をモリブ
デンチップの軸芯に平行に直線運動させることによりパ
ーカッション溶接を行うダイオード用電極リードの製造
方法を構成し、また、この製造方法により溶接角度が9
0°±10′以内で、かつ、軸芯の不合致が0.02m
m以下のダイオード用電極リードを構成するものであ
る。
決するために、モリブデンチップの軸芯と銅リード棒の
軸芯とを合致させ、銅リード棒のチャック機構をモリブ
デンチップの軸芯に平行に直線運動させることによりパ
ーカッション溶接を行うダイオード用電極リードの製造
方法を構成し、また、この製造方法により溶接角度が9
0°±10′以内で、かつ、軸芯の不合致が0.02m
m以下のダイオード用電極リードを構成するものであ
る。
【0017】
【実施例】本発明のパーカッション直線溶接法の一実施
例を図面を参照して説明する。図1において、18はモ
リブデンチップのチャック、19はモリブデンチップ、
20は銅リード棒のチャックアーム、21は銅リード
棒、22はモリブデンチップ面と銅リード棒の軸芯との
角度θ′=90°である。銅リード棒のチャックアーム
20は、モリブデンチップ19の軸芯に平行に前後に直
線運動する。また、モリブデンチップの軸芯と銅リード
棒の軸芯とは、合致し、モリブデンチップの溶接面との
なす角θ′は90°である。銅リード棒21の先端がモ
リブデンチップ19に著しく接近すると、放電が開始
し、高融点金属のモリブデンチップ19をも軟化させな
がら銅リード棒21の溶融した先端が、モリブデンチッ
プ19の溶接面に直角に衝突し、パーカション直線溶接
が行われる。この方法により、溶接タイミングが安定
し、溶接電圧を25%低減しても溶接強度の安定した電
極リードが得られた。
例を図面を参照して説明する。図1において、18はモ
リブデンチップのチャック、19はモリブデンチップ、
20は銅リード棒のチャックアーム、21は銅リード
棒、22はモリブデンチップ面と銅リード棒の軸芯との
角度θ′=90°である。銅リード棒のチャックアーム
20は、モリブデンチップ19の軸芯に平行に前後に直
線運動する。また、モリブデンチップの軸芯と銅リード
棒の軸芯とは、合致し、モリブデンチップの溶接面との
なす角θ′は90°である。銅リード棒21の先端がモ
リブデンチップ19に著しく接近すると、放電が開始
し、高融点金属のモリブデンチップ19をも軟化させな
がら銅リード棒21の溶融した先端が、モリブデンチッ
プ19の溶接面に直角に衝突し、パーカション直線溶接
が行われる。この方法により、溶接タイミングが安定
し、溶接電圧を25%低減しても溶接強度の安定した電
極リードが得られた。
【0018】図2は、通電電流波形、横軸は時間mS、
縦軸は電流値Aであり、23は従来の溶接時の通電電流
波形、25は本発明の一実施例の溶接時の通電電流波形
である。24はモリブデンチップと銅リード棒とが衝突
した位置である。従来の技術の特徴は、通電電流値が瞬
間的に高くなり、減衰も早いのに対し、本発明の特徴
は、低い電流値を平均して維持し、減衰も緩やかであ
る。いわば、従来の技術では高い電気エネルギーを一気
に放出する状況を呈するのに対し、本発明では同等の電
気エネルギーを低い値に分散して放出し、モリブデンチ
ップと銅リード棒とが衝突する時点で溶接に必要な十分
な電流エネルギーを供給できる状況を呈する。
縦軸は電流値Aであり、23は従来の溶接時の通電電流
波形、25は本発明の一実施例の溶接時の通電電流波形
である。24はモリブデンチップと銅リード棒とが衝突
した位置である。従来の技術の特徴は、通電電流値が瞬
間的に高くなり、減衰も早いのに対し、本発明の特徴
は、低い電流値を平均して維持し、減衰も緩やかであ
る。いわば、従来の技術では高い電気エネルギーを一気
に放出する状況を呈するのに対し、本発明では同等の電
気エネルギーを低い値に分散して放出し、モリブデンチ
ップと銅リード棒とが衝突する時点で溶接に必要な十分
な電流エネルギーを供給できる状況を呈する。
【0019】モリブデンチップと銅リード棒とを軟化さ
せるには、本発明が従来の技術より望ましい。その理由
は、電流値が低いことは、すなわち、電圧値が低いこと
を意味し、作業の安全性に寄与するからである。
せるには、本発明が従来の技術より望ましい。その理由
は、電流値が低いことは、すなわち、電圧値が低いこと
を意味し、作業の安全性に寄与するからである。
【0020】電極リードの溶接角度の直角及び軸芯の合
致には、銅リード棒のチャックアームの直線運動化が最
も大きく寄与する。一度セットすると、チャックアーム
の機械的遊びを含めても、十分許容できる範囲で連続稼
動を行なうことができ、改善向上の結果を下記の表1に
示す。
致には、銅リード棒のチャックアームの直線運動化が最
も大きく寄与する。一度セットすると、チャックアーム
の機械的遊びを含めても、十分許容できる範囲で連続稼
動を行なうことができ、改善向上の結果を下記の表1に
示す。
【0021】
【表1】
【0022】また、焼結モリブデンの代りに線引等の加
工により製造されたモリブデンを用いても、放電側電圧
(後述)が若干変わる程度で、基本的には同様である。
工により製造されたモリブデンを用いても、放電側電圧
(後述)が若干変わる程度で、基本的には同様である。
【0023】実験例 銅リード棒のチャックアームがモリブデンチップに衝突
するときの速度をそれ自体の質量及び溶接電圧を勘案
し、最適と考えられる値に設定し、電圧の最適値を得る
ように溶接を行った。溶接電源の方式は、コンデンサを
2個使用するコンデンサ2段式を採用した。各コンデン
サは、モリブデンチップと銅リード棒との衝突時の放電
を司るものと、溶接時の通電を司るもので、各々に印加
する電圧をV1 (放電側電圧)、V2 (通電側電圧)と
する。
するときの速度をそれ自体の質量及び溶接電圧を勘案
し、最適と考えられる値に設定し、電圧の最適値を得る
ように溶接を行った。溶接電源の方式は、コンデンサを
2個使用するコンデンサ2段式を採用した。各コンデン
サは、モリブデンチップと銅リード棒との衝突時の放電
を司るものと、溶接時の通電を司るもので、各々に印加
する電圧をV1 (放電側電圧)、V2 (通電側電圧)と
する。
【0024】実験例1 V1 を固定し、銅リード棒のチャックアームの速度及び
V2 を変動させて行った実験例1−1〜1−3を図3〜
図5に示す。
V2 を変動させて行った実験例1−1〜1−3を図3〜
図5に示す。
【0025】実験例1−1〜1−3から、最も低電圧で
溶接可能な銅リード棒のチャックアームの速度を0.3
m/Sに絞り込み、また、電圧値の絞り込みを行った。
溶接可能な銅リード棒のチャックアームの速度を0.3
m/Sに絞り込み、また、電圧値の絞り込みを行った。
【0026】実験例2 銅リード棒のチャックアームの速度を0.3m/Sに固
定し、電圧値の絞り込みを行った実験例2を図6に示
す。
定し、電圧値の絞り込みを行った実験例2を図6に示
す。
【0027】以上より、V1 =500V、V2 =140
Vの条件が最も適していることが判明した。なお、従来
の条件は、V1 =670V、V2 =200Vであった。
Vの条件が最も適していることが判明した。なお、従来
の条件は、V1 =670V、V2 =200Vであった。
【0028】実験例3 実験例2より得た最適条件で電極リードを製造し、評価
した結果を下記の表2に示す。なお、サンプリングは、
100/100000本であった。
した結果を下記の表2に示す。なお、サンプリングは、
100/100000本であった。
【0029】
【表2】
【0030】更に、電極リード折り曲げ試験の結果を下
記の表3に示す。
記の表3に示す。
【0031】
【表3】
【0032】この試験は、モリブデンチップを固定し、
銅リード棒の軸芯をモリブデンチップの軸芯に対して直
角に折り曲げた(左へ90°、右へ90°と繰り返
す。)とき、折損するまでの折り曲げ回数を数えたもの
である。なお、試作品100個を抽出して実験した。
銅リード棒の軸芯をモリブデンチップの軸芯に対して直
角に折り曲げた(左へ90°、右へ90°と繰り返
す。)とき、折損するまでの折り曲げ回数を数えたもの
である。なお、試作品100個を抽出して実験した。
【0033】以上のように、本発明により溶接した電極
リードの品質は、格段に改善した。
リードの品質は、格段に改善した。
【0034】
【発明の効果】本発明は、銅リード棒のチャックアーム
をモリブデンチップの軸芯に平行に直線運動させて溶接
するから、溶接タイミングを安定させ、かつ、印加する
溶接電圧を低電圧化させた。また、通電電流波形の均一
化の実現により、発生する電流値の最高値を低く抑える
ことができ、作業の安全性を向上した。更に、電極リー
ドの溶接角度の直角及び軸芯の一致も向上し、電極リー
ドの折り曲げ強度も増大した。
をモリブデンチップの軸芯に平行に直線運動させて溶接
するから、溶接タイミングを安定させ、かつ、印加する
溶接電圧を低電圧化させた。また、通電電流波形の均一
化の実現により、発生する電流値の最高値を低く抑える
ことができ、作業の安全性を向上した。更に、電極リー
ドの溶接角度の直角及び軸芯の一致も向上し、電極リー
ドの折り曲げ強度も増大した。
【図1】本発明の一実施例の要部である。
【図2】本発明及び従来の技術の通電電流波形である。
【図3】本発明の実験例1−1を示す。
【図4】本発明の実験例1−2を示す。
【図5】本発明の実験例1−3を示す。
【図6】本発明の実験例2を示す。
【図7】組立て後のダイオードの断面図である。
【図8】従来の溶接機構の要部の上面図及び側面図であ
る。
る。
【図9】従来の溶接方法により製造した電極リードであ
る。
る。
【図10】従来の技術の因果関係を示すブロック図であ
る。
る。
18 モリブデンチップのチャック 19 モリブデンチップ 20 銅リード棒のチャックアーム 21 銅リード棒 22 モリブデンチップ面と銅リード棒の軸芯との角
度
度
Claims (2)
- 【請求項1】 モリブデンチップの軸芯と銅リード棒の
軸芯とを合致させ、銅リード棒のチャック機構をモリブ
デンチップの軸芯に平行に直線運動させることによりパ
ーカッション溶接を行うダイオード用電極リードの製造
方法。 - 【請求項2】 モリブデンチップの軸芯と銅リード棒の
軸芯とを合致させ、銅リード棒のチャック機構をモリブ
デンチップの軸芯に平行に直線運動させることによりパ
ーカッション溶接を行う製造方法により製造され、溶接
角度が90°±10′以内で、かつ、軸芯の不合致が
0.02mm以下のダイオード用電極リード。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4194181A JPH0645489A (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | ダイオード用電極リード及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4194181A JPH0645489A (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | ダイオード用電極リード及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0645489A true JPH0645489A (ja) | 1994-02-18 |
Family
ID=16320288
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4194181A Pending JPH0645489A (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | ダイオード用電極リード及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0645489A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9572443B2 (en) | 2005-09-08 | 2017-02-21 | Mortissa Osborne | Container with utensil holder |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5315761A (en) * | 1976-07-28 | 1978-02-14 | Hitachi Ltd | Percussion welding method and its apparatus |
-
1992
- 1992-07-21 JP JP4194181A patent/JPH0645489A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5315761A (en) * | 1976-07-28 | 1978-02-14 | Hitachi Ltd | Percussion welding method and its apparatus |
Cited By (1)
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US9572443B2 (en) | 2005-09-08 | 2017-02-21 | Mortissa Osborne | Container with utensil holder |
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