DE1268321B - Ringduese mit veraenderlicher Spaltweite fuer eine Verduesungs-Apparatur zur Herstellung von Legierungskugeln mit gewuenschtem Durchmesser - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B22d

Deutsche Kl.: 31 b2- 23/08

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

P 12 68 321.5-24
27.Juni 1964
16. Mai 1968

Die Erfindung betrifft eine veränderliche Ringdüse in einer Verdüsungs-Apparatur zur Herstellung von Legierungskugeln mit gewünschtem Durchmesser.

Legierungskugeln aus verschiedenen Materialien, z. B. Zinn, Blei, Indium, Antimon, Arsen und Gallium, finden in der Praxis mannigfache Anwendung. So werden solche Legierungskugeln unter anderem in der Halbleitertechnik zur Anfertigung von Transistoren und Dioden benutzt. Derartige Legierungskugeln werden gewöhnlich in Verdüsungs-Apparaturen hergestellt. In einer solchen Apparatur wird das durch Widerstand oder Hochfrequenzheizung geschmolzene Legierungsmaterial mittels Gasdruck durch die Düse eines senkrecht stehenden Quarzglasrohres gedrückt, wobei das Legierungsmaterial die Düse in Form eines Strahles verläßt. Dieser Strahl fällt entweder frei in der Gasatmosphäre oder in eine heiße Flüssigkeit, z. B. siedendes Öl, und reißt beim Fallen ab, wobei das flüssige Material abkühlt und infolge der Oberflächenspannung kleine Kugeln bildet. Der Durchmesser der so entstehenden Legierungskugeln läßt sich durch entsprechende Wahl des inneren Durchmessers der Düse beeinflussen. Um Kugeldurchmesser zu erzielen, deren Maximum der Häufigkeitsverteilung dem gewünschten Kugeldurchmesser entspricht, geht man daher in der Praxis so vor, daß man der Düse einen bestimmten Innendurchmesser gibt, mit dessen Hilfe die gewünschten Kugeldurchmesser erzielt werden. Eine solche Düse hat jedoch verschiedene Nachteile. Um Kugeldurchmesser gewünschter Größe, z.B. 200 μ, herzustellen, muß die Düse einen bis auf wenige Mikron genau definierten Innendurchmesser besitzen. Erfahrungsgemäß bereitet jedoch die Herstellung solcher Düsen große Schwierigkeiten, so daß man oft nicht in der Lage ist, einen bestimmten gewünschten Kugeldurchmesser zu erzielen. Ein weiterer Nachteil ist, daß man für einen gewünschten Kugeldurchmesser nur eine einzige bestimmte Düse verwenden kann. Man muß also sehr viele maßhaltige Düsen zur Verfügung haben, um Legierungskugeln mit gewünschtem Durchmesser herstellen zu können.

Weiterhin ist eine Tropfanordnung bekannt, bei der in die Öffnung eines Siebes eine konische Nadel eingeführt wird und durch entsprechende Einstellung dieser Nadel Metallkugeln verschiedenen Durchmessers hergestellt werden. Diese Tropfanordnung hat jedoch den Nachteil, daß mit ihr nur Metallkugeln größeren Durchmessers z. B. von einigen Millimeter hergestellt werden können, jedoch nicht die in der Halbleitertechnik benötigten Legierungs-Ringdüse mit veränderlicher Spaltweite für eine
Verdüsungs-Apparatur zur Herstellung von
Legierungskugeln mit gewünschtem Durchmesser

Anmelder:
Telefunken

Patentverwertungsgesellschaft m. b. H.,
7900 Ulm, Elisabethenstr. 3

Als Erfinder benannt:

Ekkehard Jordan, 7100 Heilbronn

kugeln sehr kleinen Durchmessers z. B. von 100 bis 300 μηι.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ringdüse für eine Apparatur zur Herstellung von Metallegierungskugeln mit gewünschtem Durchmesser anzugeben, welche auf einfache Weise eine Veränderung des inneren Düsendurchmessers ermöglicht. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in der Düsenöffnung ein auswechselbarer, zylindrischer Stift (6) angeordnet ist. Durch die Wahl des Stiftdurchmessers wird der gewünschte Kugeldurchmesser bestimmt. Auf diese Weise entsteht in der Düsenöffnung ein Ringspalt, dessen Spaltweite durch den Durchmesser des Stiftes bestimmt ist. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Düse ist es möglich, durch Veränderung ihrer Spaltweite, d. h. durch Veränderung des Durchmessers des Stiftes Legierungskugeln mit gewünschtem Durchmesser herzustellen. Je größer man den Stiftdurchmesser wählt, um so kleiner wird die Spaltweite und um so kleiner sind die aus dem Ringspalt hervorgehenden Legierungskugeln, und umgekehrt je kleiner der Stiftdurchmesser gewählt wird, um so größer sind die entstehenden Legierungskugeln. Werden mehrere Gruppen von Kugeldurchmessern angestrebt, welche sich nur wenig, z. B. um 50 μηι voneinander unterscheiden sollen, so gelangen Stifte zur Anwendung, welche im Durchmesser nur um einige Mikrometer voneinander abweichen. Wie groß der Durchmesser des eingeführten Stiftes sein muß, wird durch Versuche bestimmt. Man tastet sich durch Verwendung von um einige Mikrometer voneinander sich unterscheidenden Stiften an den Stiftdurchmesser heran, welcher den gewünschten Kugeldurchmesser ergibt.

Die erfindungsgemäße Düse eignet sich besonders

für die Herstellung von Legierungskugeln mitDurch-

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messern zwischen 100 und 300 μηι, welche vornehmlich in der Halbleitertechnik Verwendung finden.

Ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Düse ist in der Figur dargestellt. Ein Quarzgefäß 1 mit Deckel 2 dient als Drucktopf der Verdüsungs-Apparatur. Durch zwei Quarztüllen 3 α und 3 b am Deckel 2 kann das Gas 4 ein- und ausströmen. Die als Auslaßstutzen dienende Quarztülle 3 b ist beim Vorspülen des Gefäßes 1 geöffnet und wird danach durch einen Hahn 3 c verschlossen. Das Quarzgefäß 1 besitzt am Boden ein Loch zur Aufnahme des Kohletiegels 5, in welchem sich unten die Öffnung für die Quarzdüse 6 befindet. Die Quarzdüse 6 besitzt ©inen ringförmigen Querschnitt. In ihr befindet sich ein zylindrischer Stift 7 aus rostfreiem Stahl, welcher die Düsenöffnung ringförmig verengt. Der Stift 7 ist über der Düse 6 dadurch gehaltert, daß der obere Teil T einen größeren Durchmesser aufaufweist. Auf diese Weise wird ein Durchrutschen des Stiftes 7 durch die Düse 6 verhindert. Der Stift 7 ao ragt unten aus der Düse heraus. Er besitzt in seinem oberen Teil T Längsnuten, welche ein Nachfließen des Tiegelschmelzgutes ermöglichen. An Stelle der Längsnuten können sich im oberen Teil T auch Spiralgänge befinden. Als Heizquelle für die Anordnung dient die Hochfrequenzspule 8.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Ringdüse mit veränderlicher Spaltweite für eine Apparatur zur Herstellung von Metalllegierungskugeln mit bestimmtem Durchmesser, dadurch gekennzeichnet, daß in der Düsenöffnung ein auswechselbarer, zylindrischer Stift (6) angeordnet ist.

2. Ringdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere, über der Düse befindliche Teil des Stiftes (7') einen größeren Durchmesser aufweist als der untere, in die Düse eingeführte Teil (7).

3. Ringdüse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich in dem oberen Teil (7^ des Stiftes (6) Längsnuten oder Spiralgänge befinden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 756 202;
USA.-Patentschrift Nr. 2 574357.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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