JPS6043659B2

JPS6043659B2 - ガラス封止型ダイオ−ドの組立方法

Info

Publication number: JPS6043659B2
Application number: JP15176077A
Authority: JP
Inventors: 文雄新井; 治伊藤; 辰己依田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1977-12-19
Filing date: 1977-12-19
Publication date: 1985-09-30
Also published as: JPS5484480A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はガラス封止型ダイオードの組立方法に関し、特
にリードの挿入を確実に行うようにした方法に関する。

周知のように、ダイオードの一つとして、第１図で示す
ようなダブルヒートシンク型のガラス封止型ダイオード
が知られている。このダイオードは回路を形成した半導
体素子１と、この半導体素子１の上下面の各電極に接続
される下リード２および上リード３と、前記半導体素子
１に接触する上・下リード３、２の封着部４、５および
半導体素子１を被うガラス管６とからなつている。また
、前記上・下リード３、２は鉄に銅メッキした細い部分
と封着部４、５のジユメツト線（鉄−ニッケル合金の線
材の表面を銅で被覆してなる線）で形成されるとともに
、それぞれの封着部４、５は太くなり大径部を形作つて
いる。そして、このダイオードの組立方法としては、治
具（封止治具）を用い、下方の下リード２の上部に位置
する封着部４にガラス管６を一部挿入するとともに、ガ
ラス管６の上方から半導体素子１を入れて下リード２の
上端面に載置し、さらに上リード３を封着部５を下に向
けてガラス管６内に挿し込み、その下端面を半導体素子
１の上面に接触させる。その後、前記ガラス管６を溶か
し、溶けたガラスでガラス管と封着部４、５との完全な
接合を図り、気密封止されたダイオードを製造する。し
かし、前記組立作業と封止作業を個別に行なうことは極
めて作業性が低い。

そこで、これらのノ作業をコンベア機構を利用して自動
的に組立加工するとともに、加熱封止する装置が本出願
人によつて提案されている。この装置において、第２図
で示すような構造の封止治具が用いられる。ここで、こ
の封止治具（治具）の構造および使７用状態について簡
単に説明する。すなわち、治具７は図示しない搬送機構
によつて搬送される治具本体８と、この治具本体８に着
脱自在のウェイト治具９とからなつている。前記治具本
体８は、ほぼ断面コの字形のブロック１０と、ブロック
１０の上面両端部に垂設される２本の支柱１１と、支柱
１１の中央をそれぞれ連結するガイド板１２と、それぞ
れの支柱１１の上端間を連結し、第１図で示す上リード
３を案内するリード用ガイド板１３とで構成されている
。そして、前記リード用ガイド板１３には定間隔にリー
ドの封着部が通過できるガイド孔１４が設けられている
。また、前記ガイド板１２上には平行に受熱体１５が配
設され、両端部で支柱１６を介してガイド板１２に取り
付けられている。この受熱体１５はカーボンで形成され
ている。また、この受熱体１５には定間隔に鉛直方向に
延びる貫通した収容孔（孔）１７が穿たれている。これ
らの収容孔１７は前記リード用ガイド板１３に穿つたガ
イド孔１４の真下に位置するとともに、第３図で示すよ
うに、ガラス管６の外径よりもわずかに大きく形成され
ている。また、前記収容孔１７の真下のガイド板１２の
位置には、鋳鉄製の管体からなるリードガイド１８が貫
通状態で固定されている。このリードガイド１８は、そ
の上端を収容孔１７内にわずかに突入させている。また
、リードガイド１８の中央を貫くガイド孔１９は下リー
ド２の細径部よりもわずかに太く形成されるとともに、
このガイド孔１９の上端部はテーパ状に広がるガイド部
を形作り、下リード２がガイド孔１９内に入り易くなる
ようにしてある。また、これらガイド孔１９の真下のブ
ロック１０上面には、第２図に示ずように−皿形の受け
窪２０が設けられ、下リード２の下端を支持するように
なつている。また、前記リード用ガイド板１３のガイド
孔１４、受熱体１５の収容孔１７、リードガイド１８の
ガイド孔１９およびブロック１０の受け窪２０は鉛直方
向に延びる．同一直線上にそれぞれ位置している。一方
、前記ウェイト治具９は治具本体８の支柱１１に対応す
る２本の縦枠２１と、これら縦枠２１の上部および下部
をそれぞれ連結する上枠２２および下枠２３と、上枠２
２と下枠２３との間に−配置され、上枠２２および下枠
２３に穿たれた摺動孔に嵌合して上下に移動するウェイ
ト２４とからなつている。

また、前記縦枠２１の下端には嵌合孔や溝が設けられ、
この嵌合孔や溝に治具本体８の支柱１１の上端２５，２
６が着脱自在に嵌合するようになつている。また、前記
ウェイト２４は治具本体８の各ガイド孔１４に対応する
真上に配設されるとともに、それぞれのウェイト２４は
上下端部分が細軸となり、この細軸部２７が前記摺動孔
に沿つて上下動するようになつている。したがつて、ウ
ェイト２４はウェイト治具９から脱落することはなく、
かつ治具本体８にウェイト治具を取り付けた際、ウェイ
ト２４の下端がリード”用ガイド板１３のガイド孔１４
に挿入される上リード３の上端を自重で押圧する重りの
働きをするようになつている。このような治具にあつて
は、第３図に示すように、受熱体１５の収容孔１７内に
下リード２を大径部が収容孔１７内に入るようにして挿
入した後、収容孔１７内にガラス管６を挿入する。

すると、ガラス管６は下リード２の封着部４をその下部
に挿入した状態でリードガイド１８上に載る。つぎに、
ガラス管６内の下リード２の上端に半導体素子１を挿入
載置するとともに、ガラス管６内に上リード３をその大
径部が下となるように挿入する。その後、ウェイト治具
９を治具本体８上に装着し、各ウェイト２４で上リード
３の上端に荷重を加える。

これらの各作業は治具本体８が各作業ステーションで停
止している間に行なわれる。このように組み合つた治具
７は加熱炉内を通過する間にガラス管６が部分的に溶け
て封止が成される。この加熱方式としては、第３図で示
すような方式が採用されている。すなわち、治具７の通
過域の両側には赤外線ランプ２８が配置され、前方の赤
外線で直接受熱体１５を加熱するとともに、赤外線ラン
プ２８の背後に設けた反射鏡２９で後方や上下に進む赤
外線を受熱体１５に向かわせ、効果的に加熱を行なうよ
うにしている。この結果、赤熱した受熱体１５の熱エネ
ルギーによつて受熱体部のガラス管６は加熱溶融されて
封止が行なわれる。ところで、前記治具本体８への下リ
ード２、上リード３の供給は、第４図および第５図で示
すようなリード供給装置で行なつている。

つぎに、本出願人提案によるリード（上・下リード）の
供給装置について説明する。

第４図に示すように、搬送コンベア３０に臨むリード供
給ステーシヨン（上リードは下リードを逆にして供給す
るだけであるから、ここでは下リードの供給について説
明する。）にはリード供給装置が配設されている。すな
わち、機台３１上には底板３２、天井３３、１対の側壁
３４からなる非磁性材（たとえばステンレス）で形作ら
れる箱３５が載置されている。前記天井３３および底板
３２の内壁にはそれぞれ永久磁石板（磁石板）３６，３
７が固定されている。これらの磁石板３６，３７は互に
平行に位置するとともに、その対応面は互いに異、極と
なつている。たとえば、天井３３の磁石板３６の下面は
Ｓ極、底板３２の磁石板３７の上面はＮ極となつている
。また、それぞれの磁石板３６，３７の表面には磁性板
（望ましくは強磁性板たとえば鉄板）３８，３９が取り
付けられ、１対の磁石板３６，３７間に生じる磁束密度
を均一にしている。また、箱３５の開口部の一方は搬送
コンベア３０に向かつて開口している。前記箱３５内に
は非磁性材（たとえばステンレス）からなり、底板４０
、天井４１、１対の側壁．４２からなる収容箱４３が支
板４４を介して箱３５の底板３２に取り付けられている
。

この収容箱４３の一方の開口部は搬送コンベア３０に向
かつて開口している。また、この収容箱４３には磁性棒
からなる下リード２が入れられる。このため、収容箱４
３の底板４０と天井４１との間隔は下リード２よりも数
醜長くなつている。そして、下リード２がこの収容箱４
３に入れられると、下リード２が磁性棒であること、底
板４０と天井４１間には垂直な磁力線が延びていること
から、下リード２は林立状態となる。一方、機台３１上
にはコラム４５を介して支持板４６が固定されている。
この支持板４６には搬送コンベア３０と収容箱４３とを
結ぶ方向に沿つて前後動するアーム４７が軸受４８を介
して摺動自在に取り付けられている。このアーム４７は
第５図に示すように、２本設けられている。また、この
前後動はアーム４７の後端に取り付けられたカムフォロ
ア４９に接触するＬ字形レバー５０の揺動により行なわ
れる。Ｌ字形レバー５０は中央部の支軸５１を中心に揺
動し、この揺動はＬ字形レバー５０の他端のカムフォロ
ア５２に接触するロータ用カム５３によつてなされる。
また、アーム４７の後端と支持板４６間には引張コイル
ばね５４が配設されて、常にロータ用カム５３とカムフ
ォロア５２との密着を図つている。他方、第５図に示す
ように、前記アーム４７の先端には下方に延びる第１補
助アーム５５がそれぞれ固定されるとともに、これら第
１補助アーム５５の下端は互に連結棒５６を介して連結
されている。

また、第１補助アーム５５の下端には前記収容箱４３に
向かつて延びる第２補助アーム５７がそれぞれ固定され
ている。また、これら第２補助アーム５７の先端間には
吸着ヘッド５８が取り付けられている。前記吸着ヘッド
５８は補助板５９とヘッド本体６０とからなつている。
ヘッド本体６０の収容箱４３に対面する前面には■字溝
６１が平行に複数（図では１０本であるが実際は２０本
）設けられている。これらのＶ字溝６１は収容箱４３内
に下リード２の林立状態に対応して鉛直方向に沿つて設
けられている。また、各Ｖ字溝６１の溝底には吸着孔６
２が穿たれている。また、補助板５９には吸着孔６２に
対応する嵌合連通孔６３が穿たれ、前方で吸着孔６２と
連通するとともに、後方で連通管６４に連通している。
また、これらの連通管６４の後端は両端をブロック６５
を介して第２補助アーム５７に固定される集約管６６に
連通接続されている。また、この集約管６６には２本の
排気管６７が取り付けられ、これら集約管６６は第４図
に示すように、支持板４６に取り付けられた電磁弁６８
に接続されている。また、電磁弁６８は管６９を介して
図示しない真空ポンプ系に接続されている。このような
リード供給装置によれば、ロータ用カム５３の回動によ
つて、アーム４７は前後進する。

そして、後進して吸着ヘッド５８を収容箱４３内に臨ま
せ、電磁弁６８の０ＮによつてＶ字溝６１内に真空吸着
により下リード２を吸着保持す７る。ついで、前進し、
吸着ヘッド５８を治具本体８のリード用ガイド板１３上
に臨ませ、電磁弁６８の０ＦＦによつて下リード２を放
す。この結果、下リード２はｖ字溝６１の溝底から離れ
て落下し、リード用ガイド板１３のガイド孔１４内にフ
入り込む。また、下リード２の下端部分はリードガイド
用ガイド板１３の下方に位置する受熱体１５の収容孔１
７およびリードガイド１８のガイド孔１９を通り抜けて
ブロック１０の受け窪２０に達して停止する。ところで
、このようなガラス封止型ダイオードの封止における上
リードの供給（チャージ）にあつては、上リード３の封
着部５の直径（たとえば０．８Ｔｗｔφ）に対するガラ
ス管６の内径（たとえば０．８６Ｔ１ｒ！ｎφ）はあま
り大きくない。

このため治具本体８の収容孔１７内に入つた上リード３
の下部は必ずしも収容孔１７内に位置するガラス管６内
には入らず、ガラス管６の上端部に載つてしまい、上リ
ード３のチャージ率が低い。したがつて、本発明の目的
は複数の上リードを挿入してガラス封止型ダイオードを
組立てる際に、その挿入率を向上させることのできる組
立方法を提供することにある。

このような目的を達成するために本発明は、同一の孔内
に複数の磁性棒を順次個別に落下挿入する方法において
、挿入前にそれぞれの磁性棒の孔内で対面する対応部を
互いに異極となるように帯磁させておくとともに、挿入
後は磁性棒に振動を与えるものであつて、以下実施例に
より本発明を説明する。

この実施例は本発明の磁性棒挿入方法をガラス封止型ダ
イオードにおけるリード供給方法に適用した例であつて
、第６図Ａ，ｂは下リードおよび上リードを帯磁する機
構を示す。

この実施例でも、第２図で示す構造の治具本体８に下リ
ード２および上リード３を挿入するには第４図で示すリ
ード供給装置を用いて行なう。しかし、これら２台のリ
ード供給装置における箱３５の永久磁石板３６，３７の
磁極は第６図Ａ，ｂで示すような配置にしておく。すな
わち、同図ａは下リード供給．装置における箱３５を示
し、同図ｂはリード供給装置における箱３５を示す。同
図Ａ，ｂで示すように、上リード３および下リード２を
収容するいずれの収容箱４３の上方に位置する永久磁石
板３６は下面全域がＳ極となるように箱３５の天井３．
３に固定されている。また、箱３５の底板３２に固定す
る永久磁石板３７の上面全域はＮ極となるように配設さ
れている。このような収容箱４３内に磁性棒からなる下
リード２、上リード３を入れると、下リード２、上一リ
ード３は磁力によつて収容箱４３内で林立状態に立つ。

この際、同図ａで示すように、下リード２は強磁性材で
あることから、その下端はＳ極に磁化されるとともに、
上端の封着部４はＮ極に磁化される。また、同図ｂで示
すように、上リード３は強磁性材であるから、その上端
はＮ極に磁化され、下端封着部５はＳ極に磁化される。
そこで、下リード供給ステーションで封着部４がＮ極に
帯磁している下リード２を第７図で示すように、治具本
体８におけるリードガイド１８のガイド孔１９内に落下
挿入する。

つぎに、搬送コンベア３０で治具本体８を順次ガラス管
供給ステーション、半導体素子供給ステＩ−シヨン、上
リード供給ステーションに運び、それぞれ受熱体１５の
収容孔１７内にガラス管６、半導体素子１、上リード３
を落下挿入する。

前記ガラス管は、第７図に示すように、その下端面をリ
ードガイド１８の上面に載るとともに、ガラス管６の下
部管内には下リード２の上部封着部４が嵌合している。
また、半導体素子１はガラス管６内に入り、下リード２
の封着部４の上面に載つている。また、前記上リード３
は下部の封着部５がＳ極に磁化された状態で収容孔１７
内に落下する。

この際、ガラス管６内にはＮ極となる下リード２の封着
部４が存在しているため、落下していく上リード３の下
部封着部５が下リードの封着部４と互いに異極となり、
この吸引力によつて上リード３の封着部５は収容孔１７
よりも一段と小さなガラス管６の中に入り込み、下端を
半導体素子１上に載るようになる。また、この上リード
供給時に、上リード３の下端が磁力による吸引力によつ
てもガラス管６内に入り込み、下端を半導体素子１上に
載るようになる。

また、この上リード供給時に、上リード３の下端が磁力
による吸引力によつてもガラス管６内に入り込まず、ガ
ラス管６の上面に載つた場合には、この供給不良リード
（チャージ不良リード）は上リード供給ステーションの
次のステーションで修正される。

すなわち、チャージ不良修正ステーションでは、第８図
および第９図で示す主ガイド７０と補助ガイド７１とか
らなるガイド７２によつて上リード３はゆすられ、ガラ
ス管６内に入り込むようになつている。ここで、第９図
を参照してガイド７２について説明する。主ガイド７０
は両端を図示しない支持アームに固定される細長板状の
補助板７３と、補助板７３に固定されかつ一面にはＶ字
溝７４を並列に複数有する細長の主ガイド本体７５と、
この主ガイド本体７５の上下面にその長手方向に沿つて
延びるウレタンゴムからなる保護板７６とからなつてい
る。前記主ガイド本体７５の■字溝７４はそれぞれ鉛直
方向に延び、かつそのピッチは治具本体８のリード用ガ
イド板１３のガイド孔１４のピッチと同一であるととも
に、■字溝７４の数もガイド孔１４の数と同数（第９図
で示す■字溝７４は第５図の吸着ヘッド５８の■字溝６
１に対応するものであるが実際は２０本である。）とな
つている。また、保護板４６の一側縁は■字溝７４の溝
底を結ぶ線上に位置し、Ｖ字溝７４内には突出していな
い。また、前記補助ガイド７１は両端を図示しない支持
アームに固定される細長板状の補助板７７と、断面がコ
の字形の細長の補助ガイド本体７８と、補助ガイド本体
７８の２つの先端面に貼付けられるウレタンゴムの矩形
断面棒からなる保護体７９とからなつている。

そして、主ガイド７０と補助ガイド７１が互いに接近す
ると、主ガイド本体７５は補助ガイド本体７８の空間部
８０に遊嵌するようになつている。この際、■字溝７４
の壁面と補助ガイド本体７８の先端部を形成する保護体
７９とによつて三角形の空間を形成し、主・補助ガイド
７０，７１の接近によつて徐々にその三角形空間を小さ
くしていく。したがつて、この三角形空間に上リード３
が入つていれば、上リード３は上下の三角形空間の縮小
化にしたがつて鉛直方向に沿つて直立するとともに、所
定の位置、すなわち、治具本体８のガイド孔１４の真上
に位置するようになる。また、三角形空間は除々に小さ
くなつていくが、最小時点でも上リード３の小径部周面
と■字溝壁面および保護体面との間にはたとえば０．０
５〜０．１順程度のクリアランスが発生するようになり
、いつでも上リード３は下方に落下可能となつている。
このようなガイド７２によつて上リード３は振動（たと
えば振幅は０．畑）させられると、ガラス管６の上縁か
ら外れそうになつたり、上方に跳び上がつたりする上リ
ード３の封着部５は、ガラス管６内の磁石となつた下リ
ード封着部４に吸引され、ガラス管６内に入る。

このような実施例によれば、ガラス管内に磁化した下リ
ードを入れた後、前記下リードの上端とは異極となるよ
うに上リードの下端を磁化し、その後、ガラス管内に上
リードを入れるため、上リードはガラス管内の下リード
に磁力で吸引されてガラス管内に入り易くなる。

さらに、上リード挿入後に上リードを振動させるため、
ガラス管の上面に引つ掛つていた上リードは磁力の働き
もあつて短時間内にガラス管に入る。なお、本発明は前
記実施例に限定されない。

たとえば、下リードおよび上リードの磁極は実施例とは
反対の磁極であつてもよい。また、リードの磁化は電磁
石を用いてもよい。以上のように、本発明のガラス封止
型ダイオードの組立方法によれば、同一の孔、特に段付
孔内に複数の磁性棒を順次個別に確実に落下挿入するこ
とができる。

このため、ガラス封止型ダイオードのリード供給に適用
すれば、リードのチャージ率が向上する。たとえば、振
動とリード帯磁を行なうと、リードチャージ率を５０〜
６０％から９９％にまで向上できる。したがつて、ダイ
オードの歩留の向上を図ることができ、製造コストの軽
減化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はガラス封止型ダイオードの断面図、第２図は本
出願人提案のガラス封止型ダイオードの封止治具の斜視
図、第３図は同じく封止治具と加熱機構の一部を示す拡
大断面図、第４図は本出願人提案のガラス封止型ダイオ
ードの組立装置の一部を示す断面正面図、第５図は同じ
く部分斜視図、第６図Ａ，ｂは本発明のガラス封止型ダ
イオ゛−ドの組立方法の一実施例におけるリードの帯磁
機構を示す断面図、第７図は同じくリード挿入状態で示
す断面図、第８図はリード挿入後に上方のリードに振動
を与えて挿入不良を修正する状態を示す断面図、第９図
はリードに振動を加える振動・装置の一部を示す斜視図
である。１・・・半導体素子、２・・・下リード、３・・・上リ
ード、４，５・・・封着部、６・・・ガラス管、７・・
・治具、８・・・治具本体、９・・・ウェイト治具、１
０・・・ブロック、１１・・・支柱、１２・・・ガイド
板、１３・・・リード）用ガイド板、１４・・・ガイド
孔、１５・・・受熱体、１６・・・支柱、１７・・・収
容孔（孔）、１８・・・リードガイド、１９・・・ガイ
ド孔、２０・・・受け窪、２１・・・縦枠、２２・・・
上枠、２３・・・下枠、２４・・・ウェイト、２５，２
６・・・上端、２７・・・細軸部、２８・・・赤外線ラ
ンプ、２９・・・反射鏡、３０・・・搬送コンベア、３
１・・・機台、３２・・・底板、３３・・・天井、３４
・・・側壁、３５・・・箱、３６，３７・・・永久磁石
板（磁石板）、３８，３９・・・磁性板、４０・・・底
板、４１・天井、４２・・・側壁、４３・・・収容箱、
４４・・・支板、４５・・・コラム、４６・・・支持板
、４７・・・アーム、４８・・・軸受、４９・・・カム
フォロア、５０・・・Ｌ字形レバー、５１・・・支軸、
５２・・・カムフォロア、５３・・・ロータ用カム、５
４・・・引張コイルばね、５５・・・第１補助アーム、
５６・・・連結棒、５７・・・第２補助アーム、５８・
・・吸着ヘッド、５９・・・補助板、６０・・ヘッド本
体、６１・・・Ｖ字溝、６２・・・吸着孔、６３・・・
嵌合連結孔、６４・・・連結管、６５・・・ブロック、
６６・・・集約管、６７・・・排気管、６８・・・電磁
弁、６９・・・管、７０・・・主ガイド、７１・・・補
助ガイド、７２・・・ガイド、７３・・・補助板、７４
・・・■字溝、７５・・・主ガイド本体、７６・・・保
護板、７８・・・補助ガイド本体、７９・・・保護体、
８０・・・空間部。

Claims

【特許請求の範囲】

１ガラス封止型ダイオードの組立に際し、下リード上
端の封着部を−の極性に帯磁した後、この封着部にガラ
ス管を挿入し、このガラス管内に半導体素子を入れて前
記封着部の上端面に載置し、更に上リードの封着部を他
の極性に帯磁した上でこれを下方に向けて前記ガラス管
に挿入し、その後前記ガラス管を溶かしてガラス管を前
記上、下の各リードの封着部に接合する方法であつて、
前記上リードの封着部をガラス管に挿入するときにこの
上リードを挾持し得るように接近動作される一対のガイ
ドで上リードを略垂直状態に保つて下リードの直上位置
に設置すると共に、このガイドを水平方向に微小振動さ
せて下リードに対する上リード位置を微小変化させ得る
ようにしたことを特徴とするガラス封止型ダイオードの
組立方法。