DE1194107B

DE1194107B - Method and device for producing a glass object provided with at least one electrical conductor passing through it

Info

Publication number: DE1194107B
Application number: DEN20819A
Authority: DE
Inventors: Pieter Cornelis Planjer
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1960-11-17
Filing date: 1961-11-14
Publication date: 1965-06-03
Also published as: GB961420A; NL258072A; CH411249A; NL128568C

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. α.:Int. α .:

C03cC03c

Deutsche KL: 32 b-27/02 German KL: 32 b -27/02

Nummer: 1194107Number: 1194107

Aktenzeichen: N 20819 VI b/32 bFile number: N 20819 VI b / 32 b

Anmeldetag: 14. November 1961Filing date: November 14, 1961

Auslegetag: 3. Juni 1965Opening day: June 3, 1965

Es ist ein Verfahren zur Herstellung eines Glasgegenstandes mit einem oder mehreren durch ihn hindurchgeführten elektrischen Leitern bekannt, bei dem eine Anzahl von Leitern auf dem gewünschten gegenseitigen Abstand in Bohrungen einer Matrize gebracht und darauf auf diese Matrize ein oder mehrere Glaskörper gelegt werden, welche bis zur Preßbarkeit erhitzt werden. In dem ein mit der Matrize zusammenwirkender Stempel mit einer Anzahl entsprechend angeordneter Bohrungen benutzt wird, kann die plastische Glasmasse in inniger Verbindung mit den Leitern in die gewünschte Gestalt gepreßt werden.It is a method of making a glass article with one or more through it Passed electrical conductors known, in which a number of conductors on the desired mutual spacing brought into bores of a die and on this die a or several glass bodies are placed, which are heated until they can be pressed. In the one with the die cooperating punch with a number of correspondingly arranged holes is used, the plastic glass mass can be pressed into the desired shape in close connection with the conductors will.

Wenn durch Pressen Glasgegenstände mit einem kleinen Glasvolumen, z. B. 200 mm³, hergestellt werden sollen, so ergibt es sich, daß die durch die Erhitzung plastische Glasmasse während des Preßvorganges sehr schnell abkühlt und die Ausbildung des Gegenstandes erschwert. Wenn außerdem mindestens einer der Leiter teilweise durch eine Wand von nur einigen Zehntelmillimetern von der Außenfläche des Glasteiles des Gegenstandes getrennt sein soll, sind in der Matrizenhöhlung, in der einige Leiter in den Bohrungen untergebracht sind, einige enge Durchgänge vorhanden, die während des weiteren Preßvorganges mit der plastischen Glasmasse ausgefüllt werden müssen. An der Stelle dieser engen Durchgänge unterliegt die plastische Glasmasse im Preßvorgang einer zusätzlichen Abkühlung, so daß die Gestaltung des endgültigen Gegenstandes noch weiter erschwert wird.When pressing glass objects with a small glass volume, e.g. B. 200 mm ³ are to be produced, the result is that the glass mass, which is plastic due to the heating, cools very quickly during the pressing process and makes the formation of the object more difficult. In addition, if at least one of the conductors is to be partially separated by a wall of only a few tenths of a millimeter from the outer surface of the glass part of the object, there are some narrow passages in the die cavity in which some conductors are housed in the bores, which during the further pressing process must be filled with the plastic glass mass. At the point of these narrow passages, the plastic glass mass is subject to additional cooling in the pressing process, so that the design of the final object is made even more difficult.

Gemäß der Erfindung können solche kleine Gegenstände besser hergestellt werden, wenn während des Preßvorganges gleichzeitig ein Unterdruck in dem Raum zwischen der durch Erhitzung plastisch gewordenen Glasmasse und der dem Stempel zugewendeten Oberfläche der Matrize beibehalten wird. Bei diesem Verfahren können die erwähnten engen Durchgänge trotz der erwähnten schnellen Abkühlung vollkommen mit Glas ausgefüllt werden. Wenn ein Unterdruck aufrechterhalten wird, wird bei diesem Verfahren die Luft, die in der üblichen Preßtechnik nicht oder in ungenügendem Maße entweichen kann, weggesaugt. Auf diese Weise wird gleichsam die Bildung eines Luftkissens zwischen dem weichen Glas und der Matrize verhindert, wodurch die Sauberkeit der Preßbearbeitung gefördert wird. Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht, Glasgegenstände mit einem oder mehreren hindurchgehenden Leitern herzustellen, bei denen das VoIumen des Glasteiles maximal 200 mm³ beträgt, wobei mindestens einer der Leiter über einen Teil seiner Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines mit mindestens einem hindurchgehenden elektrischen Leiter versehenen GlasgegenstandesAccording to the invention, such small objects can be produced better if, during the pressing process, a negative pressure is simultaneously maintained in the space between the glass mass, which has become plastic through heating, and the surface of the die facing the punch. With this method, the narrow passages mentioned can be completely filled with glass despite the rapid cooling mentioned. If a negative pressure is maintained, in this process the air, which cannot escape or cannot escape to an insufficient extent in conventional pressing technology, is sucked away. In this way, the formation of an air cushion between the soft glass and the die is prevented, as it were, whereby the cleanliness of the press processing is promoted. The method according to the invention makes it possible to manufacture glass objects with one or more continuous conductors in which the volume of the glass part is a maximum of 200 mm ³ , with at least one of the conductors using part of its method and device for the production of an electrical conductor provided with at least one continuous electrical conductor Glass object

Anmelder:Applicant:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven (Niederlande)N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven (Netherlands)

Vertreter:Representative:

Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt, Hamburg 1, Mönckebergstr. 7Dr. rer. nat. P. Roßbach, patent attorney, Hamburg 1, Mönckebergstr. 7th

Als Erfinder benannt:
Pieter Cornells Planjer,
Eindhoven (Niederlande)Named as inventor:
Pieter Cornells Planjer,
Eindhoven (Netherlands)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Niederlande vom 17. November 1960 (258 072)Netherlands of November 17, 1960 (258 072)

Länge durch eine Wand mit einer Stärke von maximal 0,5 mm von der Außenfläche des Glasteiles entfernt ist.Length through a wall with a maximum thickness of 0.5 mm away from the outer surface of the glass part is.

Es hat sich sogar als möglich erwiesen, solche mit hindurchgehenden Leitern versehene Glasgegenstände herzustellen, bei denen der Glaskörper aus einer Scheibe mit einem vorstehenden, einen kleineren Durchmesser aufweisenden Teil besteht, wobei die Länge des vorstehenden Teiles 3 bis 10 mm beträgt. Dies ermöglicht, den Bodenteil eines Transistors erheblich zu vereinfachen, der im wesentlichen aus einer Glasscheibe mit einigen hindurchgehenden Leitern gebildet ist. Bei dem montierten Transistor tragen die Leiter an sich wieder eine gesonderte, mit ihnen verschmolzene Glasperle. Diese Glasperle dient bei der Montage eines Transistors als Unterstützung und als Wärmekapazität, um eine zu schnelle Abführung der Einschmelzwänne beim Festschmelzen des Bodenteiles an einer Glashülle nach dem bei dem Transistor vorhandenen Halbleiterkörper zu verhüten. Durch das geschilderte, kombinierte Preß-Sauge-Verfahren können unter Aufrechterhaltung der standardisierten Abstände zwischen den Leitern die Glasperle und das Glasplattengestell mit den Leitern zu einem einzigen, erhöhten Einzelteil vereinigt werden. Die Breite die-It has even been found possible to use such glass objects provided with conductors therethrough manufacture, in which the glass body consists of a disc with a protruding, a smaller one Diameter having part, the length of the protruding part is 3 to 10 mm. This makes it possible to considerably simplify the bottom part of a transistor, which is essentially is formed from a sheet of glass with some conductors passing through it. With the assembled In the transistor, the conductors themselves have a separate glass bead fused with them. These When assembling a transistor, glass bead serves as a support and as a heat capacity to a too fast removal of the melting-down heat when the bottom part is fused to a glass envelope to prevent according to the semiconductor body present in the transistor. Through the described, Combined press-suction processes can be carried out while maintaining the standardized distances between the ladders the glass bead and the glass plate frame with the ladders into a single one, increased item to be united. The width the-

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ses erhöhten Einzelteiles kann nahezu gleich der des nicht erhöhten Einzelteiles sein.This raised individual part can be almost the same as that of the non-raised individual part.

Vorstehendes wird jetzt an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigtThe above will now be explained in more detail with reference to the drawing. In the drawing shows

F i g. 1 schematisch, in einem Querschnitt, eine bekannte Vorrichtung zum Pressen von Glasteilen mit hindurchgeführten Leitern;F i g. 1 schematically, in a cross section, a known device for pressing glass parts with ladders passed through;

F i g. 2 zeigt einen durch diese Vorrichtung hergestellten Bodenteil für einen Transistor;F i g. Fig. 2 shows a bottom part for a transistor made by this device;

F i g. 3 zeigt schematisch in einem Querschnitt die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, undF i g. 3 shows schematically in a cross section the device for carrying out the method according to the invention, and

Fig. 4 zeigt ein erhöhtes Plattengestell als Bodenteil für einen Transistor.Fig. 4 shows a raised plate frame as a bottom part for a transistor.

Bei der in F i g. 1 dargestellten, bekannten Vorrichtung zum Pressen von Glasteilen sind eine Matrize 1 und ein damit zusammenwirkender Preßstempel 2 vorhanden. Da das Preßverfahren zur Herstellung von Glasgegenständen allgemein bekannt ist, werden hier die Mittel zum Unterstützen der Matrize und zum Verschieben des Stempels 2 in der Richtung 3 nicht näher erläutert. Die Matrize hat eine Anzahl von Bohrungen 4, und der Stempel hat eine entsprechende Anzahl von Bohrungen 5.In the case of the in FIG. 1 shown, known device for pressing glass parts are a die 1 and a co-operating ram 2 are present. Since the pressing process for Manufacture of glass objects is well known, this is where the means of assisting are the die and for moving the punch 2 in the direction 3 are not explained in detail. The die has a number of bores 4, and the punch has a corresponding number of bores 5.

Ein Glasgegenstand 6, der im wesentlichen einen scheibenförmigen Teil 7 mit einem dünneren, vorstehenden Teil 8 mit einigen Metalleitern 11 mit Haltedrähten 17 (Fig. 2) hat, kann folgendermaßen hergestellt werden; Wenn der Stempel 2 gegenüber der Matrize 1 hochgehoben ist, wird ein ringförmiger Glaskörper 12 auf den Rand 13 der Matrize 1 gelegt. Darauf werden metallene, mit Haltedrähten 17 versehene Leiter 11 von oben her in die Bohrungen S und 4 gesteckt. Der Glasring 12 wird darauf durch eine Anzahl seitlich angeordneter Brenner 14 bis zum Erweichungspunkt erhitzt, so daß er um die metallenen Leiter 11 herum in Form eines Kügelchen 15 schmilzt und preßbar ist. Dann wird die Brennstoffzufuhr zu den Brennern unterbrochen, der Stempel 2 wird der Matrize zugeführt, und die plastische Glasmasse wird in ihre endgültige Gestalt gepreßt. Der erhaltene Gegenstand 6 mit den hindurchgehenden Leitern 11 kann als Bodenteil für einen Transistor dienen. Auf diesem Teil wird meistens noch eine Glasperle 16 angebracht, die unter anderem als Stütze bei der weiteren Montage des Bodenteiles zu einem Transistor dient. Einfachheitshalber sind die Halbleiterteile, die darauf an den Haltedrähten 17 befestigt werden, nicht dargestellt. Mit 20 ist eine Glashülle bezeichnet, die bei 22 an dem Plattengestell festgeschmolzen wird. Das Volumen des Glasteiles 6 ist bei solchen Bodenteilen für Transistoren sehr klein, z. B. 150 mm³. Bei dem geschilderten Preßvorgang nimmt infolge der schnellen Abkühlung die Viskosität dieser Glasmasse sehr schnell zu. Es ist dann schwierig, ein toleranzgenaues Produkt zu pressen. Wenn außerdem die Abmessung a des dünneren vorstehenden Teiles 8 des herzustellenden Gegenstandes nach Fig. 2 im Verhältnis zu der Wandstärke b groß sein soll, so wird das übliche Preßverfahren Gegenstände ergeben, die nicht oder ungenügend vollgepreßt sind. In der Höhlung der Matrize ist der mit 10 bezeichnete Raum zwischen den äußeren Leitern und der Matrizenwand nämlich so eng, daß beim Durchführen des Preßvorganges die plastische Glasmasse an dieser Stelle einer zusätzlichen Abkühlung ausgesetzt ist.A glass object 6, which essentially has a disk-shaped part 7 with a thinner, protruding part 8 with some metal conductors 11 with retaining wires 17 (FIG. 2), can be produced as follows; When the punch 2 is raised with respect to the die 1, an annular glass body 12 is placed on the edge 13 of the die 1. Metal conductors 11 provided with retaining wires 17 are then inserted into the bores S and 4 from above. The glass ring 12 is then heated to the softening point by a number of laterally arranged burners 14 so that it melts around the metal conductor 11 in the form of a ball 15 and can be pressed. Then the fuel supply to the burners is interrupted, the punch 2 is fed to the die, and the plastic glass mass is pressed into its final shape. The object 6 obtained with the conductors 11 passing through can serve as a base part for a transistor. A glass bead 16 is usually attached to this part, which serves, among other things, as a support for the further assembly of the base part to form a transistor. For the sake of simplicity, the semiconductor parts which are attached to the holding wires 17 are not shown. With 20 a glass envelope is referred to, which is fused at 22 to the plate frame. The volume of the glass part 6 is very small in such base parts for transistors, for. B. 150 mm ³ . In the pressing process described, the viscosity of this glass mass increases very quickly as a result of the rapid cooling. It is then difficult to press a product that is accurate to tolerances. If, in addition, the dimension a of the thinner protruding part 8 of the object to be produced according to FIG. 2 is to be large in relation to the wall thickness b , the usual pressing process will result in objects which are not or insufficiently pressed. In the cavity of the die, the space designated by 10 between the outer conductors and the die wall is so narrow that the plastic glass mass is subjected to additional cooling at this point when the pressing process is carried out.

Bei dem kombinierten Preß-Sauge-Verfahren nach der Erfindung wird dieser Nachteil des unvollkommenen oder ungenügenden Vollpressens behoben. F i g. 3 zeigt eine Vorrichtung, durch welche dieses kombinierte Verfahren durchgeführt werden kann. Es sind dabei ähnlich wie bei der Vorrichtung nach F i g. 1 eine Matrize 25 und ein Preßstempel 2 vorhanden. Die Matrize 25 enthält in diesem Falle auf ihrer Unterseite eine Kammer 27, die mit einer Saugleitung in Verbindung steht. Mit 28 ist ein Anschlag bezeichnet, der die Eindringtiefe der Leiter 11 in den Bohrungen 29 begrenzt.In the combined press-suction method according to the invention, this disadvantage becomes imperfect or insufficient full pressing corrected. F i g. 3 shows a device by which this combined procedures can be performed. It is similar to the device according to FIG. 1, a die 25 and a ram 2 are present. The die 25 contains in this case on its underside a chamber 27 which is in communication with a suction line. At 28 there is a stop which limits the depth of penetration of the conductors 11 in the bores 29.

Die Vorrichtung nach F i g. 3 arbeitet wie folgt: Auf ähnliche Weise, wie vorstehend angegeben ist, wird ein Glasring 30 durch Erhitzen erweicht. Dieser Ring schmilzt in einer mehr oder weniger sphärischen Gestalt 31 um die Leiter 11 herum. Wenn die Brennstoffzufuhr darauf unterbrochen und der Stempel 2 nach unten bewegt wird, wird die plastische Glasmasse 31 durch den Preßdruck verformt. Gleichzeitig wird dafür gesorgt, daß die bei 33 vorhandene, abgeschlossene Luft durch den Spielraum zwischen den Leitern 11 und die Bohrungen 29 nach der Unterdruckkammer 27 weggesaugt wird. Es hat sich ergeben, daß dies die Preßwirkung des Stempels 2 auf die plastische Glasmasse derart begünstigt, daß der enge Durchgang 33 in der Matrizenhöhlung vollständig mit der plastischen Glasmasse ausgefüllt wird.The device according to FIG. 3 works as follows: In a similar manner to that indicated above, a glass ring 30 is softened by heating. This ring melts into a more or less spherical one Shape 31 around the ladder 11. If the fuel supply is interrupted and the The punch 2 is moved downward, the plastic glass mass 31 is deformed by the pressing pressure. At the same time it is ensured that the enclosed air present at 33 through the clearance between the conductors 11 and the bores 29 after the vacuum chamber 27 is sucked away. It has been found that this promotes the pressing effect of the punch 2 on the plastic glass mass in such a way that that the narrow passage 33 in the die cavity is completely covered with the plastic glass mass is filled out.

Bei Verwendung des kombinierten Preß-Sauge-Verfahrens ist es sogar möglich, Glasgegenstände mit hindurchgehenden Leitern nach F i g. 4 herzustellen. Dabei ist der äußere Leiter über eine Länge c von 3 bis 10 mm nur durch eine dünne Glaswand von 0,2 mm bedeckt.When using the combined press-suction method, it is even possible to produce glass objects with ladders extending through them as shown in FIG. 4 to manufacture. The outer conductor is covered over a length c of 3 to 10 mm only by a thin glass wall of 0.2 mm.

Die Möglichkeit, erhöhte Bodenteile für Transistoren herzustellen, ist auch daher wichtig, daß die Stellen 18, wo die Haltedrähte 17 an den Leitern 11 befestigt sind, innerhalb des Glasteiles 19 (F i g. 4) zur Anlage kommen können. Dabei werden die Haltedrähte 17 derart solide eingebettet, daß die übliche Glasperle 16 von F i g. 2 weggelassen werden kann. Unter Aufrechterhaltung des standardisierten Abstandes zwischen den Leitern kann dabei der Gesamtdurchmesser des engeren, vorstehenden Teiles 24 gleich dem bei der Ausführungsform mit der Glasperle sein.The possibility of producing raised base parts for transistors is therefore also important that the Places 18, where the retaining wires 17 are attached to the conductors 11, within the glass part 19 (FIG. 4) can come to the plant. The retaining wires 17 are embedded so solidly that the conventional glass bead 16 of FIG. 2 can be omitted. While maintaining the standardized The distance between the conductors can be the total diameter of the narrower, protruding part 24 be the same as in the embodiment with the glass bead.

Der vorstehend beschriebene enge Durchgang 33 braucht selbstverständlich nicht nur der Durchgang zwischen den äußeren Leitern und der Matrizenwand zu sein. Er kann selbstverständlich auch zwischen den Leitern selber vorhanden sein.Of course, the above-described narrow passage 33 does not only need the passage to be between the outer conductors and the die wall. He can of course also between the ladders themselves.

Claims

Patent claims:

1. A method of making an electrical one with at least one passing through it Conductor provided glass object, for example a base part for transistors, wherein the conductors are inserted into holes in a die, then onto this die at least one glass body is provided, which is heated to plastic deformability and through a punch cooperating with the die in intimate connection with the conductors in the desired shape is pressed, thereby characterized that during the pressing process

a negative pressure in the space between the plastic glass mass and the one facing the stamp Die surface is maintained.

2. Apparatus for performing the method according to claim 1 with a die and a number of holes provided in the top and with a ram with a Number of corresponding bores, characterized in that those provided in the die (1) Bores (29) open into a vacuum chamber (27) arranged in the die.

1 sheet of drawings