JPS6023501B2

JPS6023501B2 - ガラス封止型ダイオードの封止治具

Info

Publication number: JPS6023501B2
Application number: JP13998177A
Authority: JP
Inventors: 治伊藤; 昭夫灘村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1977-11-24
Filing date: 1977-11-24
Publication date: 1985-06-07
Also published as: JPS5472967A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はガラス封止型のダイオード封止治具、特にガラ
ス管を取り囲みガラス管を加熱する受熱体に関する。

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りード２
および上りード３と、前記半導体素子１に接触する上・
下りード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とからなっている。また前記上・下りード
３，２はジュメット線（鉄−ニッケル合金の線村の表面
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は大くなり大蓬部を形作っている。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、下方の下りード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を入れて下りード２の上端面に
載遣し、さらに上りード３を封着部５の下に向けてガラ
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
によって提案されている。この装置において、第２図で
示すような構造の封止拾具が用いられる。ここで、この
封止俗臭（治具）の構造および使用状態について説明す
る。すなわち、治具７は治具本体８と、この治具本体８
に着脱自在のウェイト治具９とからなっている。前記治
具本体８には、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
りード３を案内するりード用ガイド板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１
５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、この受熟体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
ったガイド孔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、受熱体１５の高さはガラス管６の
長さよりも数側大きくなっている。また、前記収容孔１
７の真下のガイド板１２位置には鋳鉄製「／）管体から
なるリードガイド（下部支部）１８が貫通状態で固定さ
れている。この固定はリードガイド１８の外周に設けた
鍔１９と、リードガイド１８の下端近傍に取り付けた外
周用スナップリング２０とによって成されている。また
、ＩＪ−ドガィド１８の上端部は鍔部２１を形成して外
座は他の部分よりも太くなっている。そして、この鍔部
２１に合せて、前記受熱体１５の収容孔１７の下部は他
の部分よりも段付状に広くなっている。また、受熱体１
５とりードガィド１８との間には常にクリアランス（隙
間）が存在するように組み合され、受熱体１５の熱がリ
ードガイド１８に直接伝わって逃げないように配慮され
ている。また、リードガイド１８の中央を貫くガイド孔
２２は下りード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２２の上端部はテーパ状に広
がるガイド部を形作り、下りード２がガイド孔２２内に
入り易くするようにしてある。また、これらガイド孔２
２の真下のブロック１０上面には、第２図に示すように
皿形の受け蓬２３が設けられ、下りード２の下端を支持
するようになっている。また、前記リード用ガイド板１
３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２２およびブロック１０の受け窪２
３は鉛直方向に延びる同一直線上にそれぞれ位置してあ
る。また、前記ブロック１０の下面両側中央部には半円
形のガイド窪２４が設けられ、このガイド窪２４が図示
しない搬送機構の噛合部に噛み合い、拾臭７は移動する
ようになっている。

さらに、ブｏック１０の両側にはそれぞれ２個のローラ
２５が取り付けられていて、拾臭本体８はこれらのロー
ラ２５を図示しないガイドに接触させながら移動する。
一方、前記ウェイト治具９は拾具本体８の支柱１１に対
応する２本の縦枠２６と、これら縦枠２６の上部および
下部をそれぞれ連結する上枠２７および下枠２８と、上
枠２７と下枠２８との間に配設され、上枠２７および下
枠２６に穿たれた摺動孔に競合して上下に移動するウェ
イト２９とからなっている。

また、前記縦枠２６の下端には鉄合孔や溝が設けられ、
この舷合孔や溝に沿具本体８の支柱１１の上端３０，３
１が着脱自在に鉄合するようになっている。また、前記
ウェイト２９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２９は
上下端部分が細軸となり、この紬軸部３２が前記摺動孔
に沿って上下動するようになっている。したがって、ウ
ェイト２９はウェイト治具９から脱落することはなく、
かつ拾具本体８にウェイト拾具を取り付けた際、ウェイ
ト２９の下端がリード用ガイド板１３のガイド孔１４に
挿入される上りード３の上端を自重で押圧する重りの働
きをするようになっている。このような拾具にあっては
、第３図に示すように、受熱体１５の収容孔１７および
下部支部であるリードガイド１８のガイド孔２２内に下
りード２を大径部が収容孔１７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。

つぎに、ガラス管６内の下ＩＪード２の上端に半導体素
子１を挿入戦暦するとともに、ガラス管６内に上りード
３をその大蚤部が下となるようにして挿入する。これら
の作業は拾具本体８が間欠的に搬送される間に各作業ス
テーションで行なわれる。

また、一作業ステーションでウェイト治具９を治具本体
８上に装置し、各ウェイト２９で上りード３の上端に荷
重を加える。この結果、上りード３は治具本体３のリー
ド用ガイド板１３のガイド孔１４およびウェイト給具９
のウェイト２９からなる上部支部によって支持される。
このように組み合った拾具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、拾具７の通過域の両側には赤外
線ランプ３３が配設され、前方の赤外線で直接受熱体１
５を加熱するとともに、赤外線ランプ３３の背後に設け
た反射鏡３３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って、受
熱体内部のガラス管６は加熱溶融されて封止が行なわれ
る。ところで、このような治具にあっては、下部リード
２の封着部４とガラス管６との接合性（密着性）が悪く
、気密不良を起こしてしまう欠点がある。

この点について検討した結果、つぎの事実が判明した。
すなわち、下り−ド２の封着部４は鋳鉄製のりードガィ
ド１８によって支えられている。この１′−ドガィド１
８は熱膨張係数の小さいアンバー、コバール等の金属で
形作られるガイド板１２に取り付けられている。また、
このガイド板１２は金属製のブロック１０上に楯設され
た支柱１１に取り付けられている。一方、ガラス管６の
加熱方式は前記のように受熱体を集中的に加熱すること
によって受熱体でガラス管６を加熱する加熱方式を採用
しているため、受熱体あるいはリードガイド以外は温度
が低い。特に支柱１１を支持するブロック１０は熱容量
が大きいことから、少し位の熱が短時間の間伝わっても
、その温度上昇は微々たるものである。この結果、リー
ドガイド１８、ガイド板１２、支柱１１、フロック１０
と連なる熱伝導路の温度勾配は大きく、その伝熱量（逃
げ量）は大きい。したがって、治具が高温度城を通過す
る時間も数十秒と短かいこともあって、ガラス管６の下
部部分は温度降下し易く、完全なガラス溶着に必要な濃
度に達し得ず、あるいは達しても完全なガラス溶着に必
要な時間を保持できないことから、気密封止が成さない
。また、受熱体１５とりードガィド１８との関係にあっ
ては、外気がリードガイド１８の鍔部２１外周面と受熱
体１５の収容孔１７内壁面との間から収容孔１７内に入
り込み、収容孔１７内のガラス管６の温度降下を来たさ
ないように、収容孔１７の下部は段付孔となり、下方の
大蚤部がリードガイド１８の鍔部２１に競合し、小窪部
の下面がリードガイド１８の上面に近接して臨しでいる
。

しかし、４・径都下面とＩＪードガィド１８の上面間に
は隙間が存在するため、封止時、溶融したガラスがこの
隙間に入り込んでしまい、封止後のダイオードの取り出
しが困難となる。したがって、本発明の目的は、ガラス
封止型ダィオ−ドの封止において、気密性が優れかつ特
性の安定したダイオードを製造することのできる封止指
具を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、ガラス封止型ダイオードの
封止において、封止後にダイオードを取り外し易い構造
の封止拾具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、棒状の下り
ードを支えるとともに下りードの上端部に挿鼓されるガ
ラス管を支える下部支部と、この下部支部に支えられる
下りードの上端面に回路素子を介して載遣される棒状の
上りードを支えるとともに上り−ド‘こ荷重を加える上
部支部と、前記下部支部上に戦遣されるガラス管を加熱
すべくガラス管の囲りを取り囲むような収容孔を有しか
つこれらの側方に配設されたヒータで加熱される受熱体
とを備えるガラス封止型ダイオードの封止治具において
、前記受熱体の収容孔を下部支部に向かって徐々に細く
なるテーパ状にするとともに、この収容孔の下端は前記
下部支部のガラス管を支える上端面よりもわずか下方の
外周にまで延在させてなるものであって、以下実施例に
より本発明を説明する。

第４図は本発明のガラス封止型ダイオードの封止拾具の
一実施例、特に治臭本体におけるリードガイドおよび受
熱体の関係を示す。

この実施例は既に説明した前記治臭の一部改良であると
ころから、改良部分の説明に必要な構造部分のみを説明
し、他の各部の説明は昇略し、かつ図示しないこととす
る。しかし、説明にあっては既に説明した各部の名称を
そのまま用いることにする。第４図には治具本体の支柱
にそれぞれ両端を支持されるガイド板１２が示されてい
る。

また、このガイド板１２には鋳鉄製の管体からなるリー
ドガイド（下部支部）３５が貫通状態で固定されている
。この固定は、リードガイド３５の外周に設けた鍔３６
と、リードガイド３５の下端近傍に取り付けた外周用ス
ナップリング２０とでガイド板１２を数持することによ
って成されている。また、リードガイド３５の上端面か
らわずか下方に位置する外周部には鍔状の支持部３７が
形成されている。また、リードガイド３５の中央を貫く
ガイド孔３８は下りード２の紬蓬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３８の上端部はテー
パ状に広がるガイド部を形作り、下りード２がガイド孔
２２内に入り易くなるようにしてある。一方、棒状の受
熱体３９は図示しない支柱を介して、その両端部をガイ
ド板１２上に固定されている。

前記受熱体３９は断面が矩形のカーボンの棒で形作られ
ている。また、この受熱体３９にはガラス管６を収容す
る収容孔（孔）４０が下方のリードガイド３５の真上に
それぞれ設けられている。また、この収容孔４０は下方
が細いテーパ孔となっている。たとえば、ガラス管６の
外径が１８肌、長さが３．６肌の場合、収容孔４０の深
さは６肌で、上端部での孔径は２．７肋少、下端部での
孔径は２．３肌？となっている。さらに、収容孔４０の
下端部には前記リードガイド３５の上端が突入し、受熱
体３５の下面がリードガイド３５の支持部３７の上面に
近接している。なお、受熱体３９とりードガイド３５と
の間にはわずかなりリアランスが存在するように組み立
てられ、受熱体３９の熱が直接リードガイド３５を伝わ
って逃げないように配慮されている。このような受熱体
３９によれば、ガラス管６を収容する収容孔４０１まテ
ーパ孔となり、かつその７ーパは下方に向かうにしたが
って細くなっている。

このため、収容孔４０に収容されたガラス管６の外周面
と収容孔４０内壁面との間隔は下方に向かうにつれて狭
くなる。この結果、ガラス管６は下部でより多く加熱さ
れる。したがって、ガラス管６の下部がリードガイド３
５を介して熱を奪われても、ガラス管６の下部は充分な
るガラス封止が行なえる温度を維持することになり、確
実な気密性封止が行なえる。また、この実施例では、溶
融したガラスは側方へは入り込む隙間がないので、封止
後にダイオードを収容孔４０から取り出す際に、引つ掛
りもなく簡単に取り出せる。

この結果、封止後のダイオードが破損したりすることは
ない。なお、溶融したガラスはリードガイド３５の頭部
外周面と収容孔４０の内壁面との間の隙間に入ることも
あるが、この場合、ガラスの侵入方向もダイオードの抜
き出し方向も共に収容孔の軸方向に沿っていることから
、ダイオードの抜き出し時には侵入したガラスと収容孔
壁面およびリードガイド周面との界面は互いにすべり面
となり、簡単に抜ける。また、ガラスが侵入する可能性
のある前記隙間は、狭いことからガラスの粘度等の関係
もあって、深くは侵入しない。また、この実施例の受熱
体３９は上方が大きいナーパ孔となっていることから、
封止後のダイオードの抜き取り時に、このテーパが抜け
勾配となるため、ストレート孔の場合に較べて遥かに容
易となる。

さらに、この実施例では、リードガイド３５の上部に支
持部を設けるとともに、この支持部近傍にまで受熱体３
９を臨ませ、また、リードガイド３５の頭部を収容孔４
０内に突入させることにつて、外気が収容孔４０内に入
ることを極力避けている。

このため、ガラス管は効率的に加熱され、気密性の高い
ガラス封止が行なえる。なお、本発明は前記実施例に限
定されない。

以上のように、本発明のガラス封止型ダイオードの封止
拾具によれば、ガラス管部分を均一にかつガラス溶着に
充分な温度に維持できることから、気密性の優れたダイ
オードを製造することができる。また、本発明によれば
、ガラス封止後のダイオードの取り出し時にガラス封止
部を破損させることもないので、特性不良、外観不良等
を生じさせることもなく、歩留を向上させることができ
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図は同じくガラス封止型ダイオードの封止拾具
における封止状態を示す一部拡大断面図、第４図は本発
明の一実施例によるガラス封止型ダイオードの封止装置
の一部拡大断面図である。１…半導体素子、２…下ＩＪード、３・・・上りード、
４，５・・・封着部、６・・・ガラス管、７…治具、８
・・・拾具本体、９・・・ウェイト治具、１０・・・フ
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、Ｉ６・・・支柱、１７・・・収容孔（孔）、
１８・・・リードガイド、１９…鍔、２０・・・外周用
スナップリング、２１…鍔部、２２…ガイド孔、２３…
受け窪、２４・・・ガイド窪、２５・・・ローラ、２６
・・・縦枠、２７・・・上枠、２８・・・下枠、２９・
・・ウェイト、３０，３１・・・上端、３２…紬軸部、
３３・・・赤外線ランプ、３４・・・反射鏡、３５・・
・リードガイド、３６・・・鍔、３７・・・支持部、３
８・・・ガイド孔、３９・・・受熱体、４０・・・収容
孔（孔）。系１四泰Ｚ図希３図菊４図

Claims

【特許請求の範囲】

１棒状の下リードを支えるとともに下リードの上端部
に挿嵌されるガラス管を支える下部支部と、この下部支
部に支えられる下リードの上端面に回路素子を介して載
置される棒状の上リードを支えるとともに上リードに荷
重を加える上部支部と、前記下部支部上に載置されるガ
ラス管を加熱すべくガラス管の囲りを取り囲むような収
容孔を有しかつこれらの側方に配設されたヒータで加熱
される受熱体とを備えるガラス封止型ダイオードの封止
治具において、前記受熱体の収容孔を下部支部に向かつ
て徐々に細くなるテーパ状に形成するとともに、この収
容孔の下端は前記下部支部のガラス管を支える上端面よ
りもわずか下方の外周にまで延在させていることを特徴
とするガラス封止型ダイオードの封止治具。