JPH01270580A - メタライズ方法 - Google Patents
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- C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はセラミックスのメタライズ方法に関する。
金属とセラミックスの接合を利用するものの一例として
電子レンジ用マグネトロンの部品等の電子管が挙げられ
る。これら電子管においては金属とセラミックスの接合
界面が真空封止性を保持していなければならず、接合強
度とともに高いシール性が要求される。このような厳し
い条件に適合する金属とセラミックスの接合方法として
は、セラミックス表面を先ずメタライスし、このメタラ
イズ層と相手金属とをろう付けする方法が一般的である
。
電子レンジ用マグネトロンの部品等の電子管が挙げられ
る。これら電子管においては金属とセラミックスの接合
界面が真空封止性を保持していなければならず、接合強
度とともに高いシール性が要求される。このような厳し
い条件に適合する金属とセラミックスの接合方法として
は、セラミックス表面を先ずメタライスし、このメタラ
イズ層と相手金属とをろう付けする方法が一般的である
。
前記メタライズの方法としては、例えば特開昭５９−１
５６９．８１号や特開昭６０−２１８８８号等で開示さ
れているテレフンケン法が一般的に採用されている。
５６９．８１号や特開昭６０−２１８８８号等で開示さ
れているテレフンケン法が一般的に採用されている。
このテレフンケン法は、ＭｏやＷ等の高融点金属とＭｎ
の混合粉末をセラミックス表面に塗布し、それを加湿水
素雰囲気で加熱し焼付は処理することによってセラミッ
クス表面に高融点金属層を形成せしめる方法である。こ
の高融点金属層の上面には通常Ｎｉメツキが施され、高
融点金属層とメツキ層とでメタライズ層を構成している
。即ち、前記高融点金属層の上面にＮｉメツキを施ずこ
とにより、セラミックスと金属の接合の際に用いられる
ろう材との濡れ性を向上させることを狙ったもので、従
来このＮｉメツキを施すことはろう付は性を良好にする
・うえから不可欠とされていた。
の混合粉末をセラミックス表面に塗布し、それを加湿水
素雰囲気で加熱し焼付は処理することによってセラミッ
クス表面に高融点金属層を形成せしめる方法である。こ
の高融点金属層の上面には通常Ｎｉメツキが施され、高
融点金属層とメツキ層とでメタライズ層を構成している
。即ち、前記高融点金属層の上面にＮｉメツキを施ずこ
とにより、セラミックスと金属の接合の際に用いられる
ろう材との濡れ性を向上させることを狙ったもので、従
来このＮｉメツキを施すことはろう付は性を良好にする
・うえから不可欠とされていた。
しかしなから前述したような従来のメタライス方法では
少なくとも次の設備が必要であり、製造コス１〜が極め
て高くなると言う問題点を抱えていた。
少なくとも次の設備が必要であり、製造コス１〜が極め
て高くなると言う問題点を抱えていた。
・高融点金属層形成の工程
ペースト混練機
ペースト塗布用機械（スクリーン印刷機等）高融点金属
層焼成雰囲気炉 ・メツキ工程 メツキ前処理膜（ＪＲｉ メツキ槽 メツキ焼き付は用雰囲気炉（メタライス層焼成用と兼用
が可能） 而して従来のセラミックス表面に高融点金属層を形成さ
せて、更にその上面にメツキを施すメタライズ法では、
メツキ処理工程等の設備費の占める割合が非常に大きい
。このためそれらのうち少なくとも１つ以上を省略でき
れば製造コストの点において非常に有利であり、メツキ
に代わる効率的なメタライズ方法の開発が望まれていた
。
層焼成雰囲気炉 ・メツキ工程 メツキ前処理膜（ＪＲｉ メツキ槽 メツキ焼き付は用雰囲気炉（メタライス層焼成用と兼用
が可能） 而して従来のセラミックス表面に高融点金属層を形成さ
せて、更にその上面にメツキを施すメタライズ法では、
メツキ処理工程等の設備費の占める割合が非常に大きい
。このためそれらのうち少なくとも１つ以上を省略でき
れば製造コストの点において非常に有利であり、メツキ
に代わる効率的なメタライズ方法の開発が望まれていた
。
本発明は前述した従来法における問題点の解決を図るこ
とを目的とするものであり、金属とセラミックスの接合
において、従来方法で得られている特性を損なわずに、
かつ、メタライスに要する処理費用の大幅な削減を可能
ならしめるメタライズ方法を提供するものである。
とを目的とするものであり、金属とセラミックスの接合
において、従来方法で得られている特性を損なわずに、
かつ、メタライスに要する処理費用の大幅な削減を可能
ならしめるメタライズ方法を提供するものである。
前記課題を解決するために本発明では、セラミックス焼
結体の表面に、ＭｏあるいはＷ等の高融点金属の粉末を
焼イ」け処理したのち、その上面に、前記Ｍｏ、 Ｗ等
より低融点の金属の粉末をバインダで混練したベース１
へ状金属粉を塗布し、前記高融点金属及び低融点金属の
いずれも酸化しない非酸化性雰囲気中で焼付は処理し、
セラミックス焼結体の表面にメタライズ層を形成する。
結体の表面に、ＭｏあるいはＷ等の高融点金属の粉末を
焼イ」け処理したのち、その上面に、前記Ｍｏ、 Ｗ等
より低融点の金属の粉末をバインダで混練したベース１
へ状金属粉を塗布し、前記高融点金属及び低融点金属の
いずれも酸化しない非酸化性雰囲気中で焼付は処理し、
セラミックス焼結体の表面にメタライズ層を形成する。
本発明の具体的方法を図に基づいて説明する。
第１図は本発明に基づくメタライス層の一例を示す断面
構造図である。図において１はメタライスされたセラミ
ックスの全体（以下セラミックス体と言う）を示し、セ
ラミックス焼結体２と、該セラミックス焼結体２の表面
に形成されるメタライズ層３とから構成されている。メ
タライス層３はセラミックス焼結体２０表面２ａに形成
された高融点金属層３１と、該高融点金属層３１の上面
３１ａに形成された低融点金属層３２とから構成されて
いる。高融点金属層３］は例えば前述したテレフンケン
法と同様にＭｏやＷ等の高融点金属とＭｎの混合粉末を
セラミックス表面に塗布した後、加湿水素雰囲気中で加
熱し焼付ＬＪ処理することによって形成すればよい。低
融点金属層３２は、前述した高融点金属としてのＭｏや
Ｗ等より融点の低い、例えはＮｉ、 Ｃｏ、 Ｇｏ、
Ｆｅ、 Ｐｄ、 Ｐｔ、 Ａｇ、へＵ等の金属粉末の一
種以上と、エチルセルロース等のバインダーとを混練し
てペースト状とした物質（以下ペースト状金属粉と言う
）を、前記高融点金属層３１の上面３ ］、 ａに塗布
し、焼付は処理して形成される。
構造図である。図において１はメタライスされたセラミ
ックスの全体（以下セラミックス体と言う）を示し、セ
ラミックス焼結体２と、該セラミックス焼結体２の表面
に形成されるメタライズ層３とから構成されている。メ
タライス層３はセラミックス焼結体２０表面２ａに形成
された高融点金属層３１と、該高融点金属層３１の上面
３１ａに形成された低融点金属層３２とから構成されて
いる。高融点金属層３］は例えば前述したテレフンケン
法と同様にＭｏやＷ等の高融点金属とＭｎの混合粉末を
セラミックス表面に塗布した後、加湿水素雰囲気中で加
熱し焼付ＬＪ処理することによって形成すればよい。低
融点金属層３２は、前述した高融点金属としてのＭｏや
Ｗ等より融点の低い、例えはＮｉ、 Ｃｏ、 Ｇｏ、
Ｆｅ、 Ｐｄ、 Ｐｔ、 Ａｇ、へＵ等の金属粉末の一
種以上と、エチルセルロース等のバインダーとを混練し
てペースト状とした物質（以下ペースト状金属粉と言う
）を、前記高融点金属層３１の上面３ ］、 ａに塗布
し、焼付は処理して形成される。
ペースト状金属粉は粒径１０μｍ以下に粒度調整された
前記低融点の金属粉末と前述したバインダーを混合し、
その混合体を乳鉢内で混練するごとなとによって得られ
る。得られたペースト状金属粉は前記高融点金属層３：
の上面３１ａに少なくとも、前記低融点の金属粉末のう
ち最大の大きさを持つ粒の粒径以上の厚さで塗布される
。
前記低融点の金属粉末と前述したバインダーを混合し、
その混合体を乳鉢内で混練するごとなとによって得られ
る。得られたペースト状金属粉は前記高融点金属層３：
の上面３１ａに少なくとも、前記低融点の金属粉末のう
ち最大の大きさを持つ粒の粒径以上の厚さで塗布される
。
前記ペースＩ・状金属粉が塗布されたセラミックス焼結
体２は乾燥後、後述する実施例で述べる如き高融点金属
、及び低融点金属の両方が酸化しない雰囲気内、すなわ
ぢ本発明で称する非酸化性雰囲気で、しかも低融点金属
か融解しない温度（好ましくは融点の２分の１ないし１
０分の９の温度範囲）にまで加熱され、低融点金属の焼
付は処理が行われる。この処理時間は高融点金属と低融
点金属の接着性が良好になるまでの時間、例えば５ない
し６０分の範囲とすることが好ましい。低融点金属は、
高融点金属と比較すると比較的焼結が進行しやすいため
、この処理により、ら密な低融点金属層３２が形成され
る。
体２は乾燥後、後述する実施例で述べる如き高融点金属
、及び低融点金属の両方が酸化しない雰囲気内、すなわ
ぢ本発明で称する非酸化性雰囲気で、しかも低融点金属
か融解しない温度（好ましくは融点の２分の１ないし１
０分の９の温度範囲）にまで加熱され、低融点金属の焼
付は処理が行われる。この処理時間は高融点金属と低融
点金属の接着性が良好になるまでの時間、例えば５ない
し６０分の範囲とすることが好ましい。低融点金属は、
高融点金属と比較すると比較的焼結が進行しやすいため
、この処理により、ら密な低融点金属層３２が形成され
る。
本発明を銅管とアルミナリングとの接合に実施した。
本実施例におけるセラミックス焼結体２は第２図の斜視
図に示すように、内径１２１＋１φ×外形１５ｍｍφ×
高さ１０鰭のアルミナ系セラミックスの円筒体である。
図に示すように、内径１２１＋１φ×外形１５ｍｍφ×
高さ１０鰭のアルミナ系セラミックスの円筒体である。
本実施例においては前記セラミックス焼結体２の表面２
ａに、先ず、ＭＯとＭｎとを重量比で８０ ： ２０の
割合で混合した混合物に、市販のバインダー用オイルを
添加したペーストを、２００メソシユのスクリーンで印
刷することにより塗布し、露点２０°Ｃの窒素９０体積
％、水素１０体積％の混合ガス中で１４００℃に加熱し
た。この状態を約６０分間保持し、前記高融点金属のセ
ラミックス焼結体への焼付は処理を行い、約２０μｍの
高融点金属層３１を形成した。次に前記高融点金属層３
１の上面３１ａに、１０μｍ以下の粒径に粒度調整され
たＮ１と市販のバインダー用のオイルを混練したペース
ト状金属粉を、２００メツシユのスクリーンで印刷する
ことにより約２０μｍ’Ｕ布した。このようにしてペー
スト状金属粉を塗布した前記セラミックス焼結体２を真
空雰囲気と、露点２０°Ｃの窒素９０体積％、水素１０
体積％の混合ガス雰囲気の、２種類の雰囲気中で、温度
９００ないし１２００℃、時間３０分の条件で加熱、焼
付は処理し、低融点金属層３２を形成せしめた。このよ
うにして形成されたメタライズ層３を有する円筒状セラ
ミックス体１に、第３図に示すように銅管５を接合し、
シール性と接合強度を従来法と比較して調査した。本発
明法では前記メタライズ層３と銅管５の間にろう材４（
本実施例ではＢＡｇ−８を用いた）を介在せしめ、水素
雰囲気中でろう付けして接合体を得た。また従来法は高
融点金属層３１の上面３１ａにＮｉメツキを施したもの
に、ろう材としてＢＡｇ−８を用い、銅管５を接合した
。
ａに、先ず、ＭＯとＭｎとを重量比で８０ ： ２０の
割合で混合した混合物に、市販のバインダー用オイルを
添加したペーストを、２００メソシユのスクリーンで印
刷することにより塗布し、露点２０°Ｃの窒素９０体積
％、水素１０体積％の混合ガス中で１４００℃に加熱し
た。この状態を約６０分間保持し、前記高融点金属のセ
ラミックス焼結体への焼付は処理を行い、約２０μｍの
高融点金属層３１を形成した。次に前記高融点金属層３
１の上面３１ａに、１０μｍ以下の粒径に粒度調整され
たＮ１と市販のバインダー用のオイルを混練したペース
ト状金属粉を、２００メツシユのスクリーンで印刷する
ことにより約２０μｍ’Ｕ布した。このようにしてペー
スト状金属粉を塗布した前記セラミックス焼結体２を真
空雰囲気と、露点２０°Ｃの窒素９０体積％、水素１０
体積％の混合ガス雰囲気の、２種類の雰囲気中で、温度
９００ないし１２００℃、時間３０分の条件で加熱、焼
付は処理し、低融点金属層３２を形成せしめた。このよ
うにして形成されたメタライズ層３を有する円筒状セラ
ミックス体１に、第３図に示すように銅管５を接合し、
シール性と接合強度を従来法と比較して調査した。本発
明法では前記メタライズ層３と銅管５の間にろう材４（
本実施例ではＢＡｇ−８を用いた）を介在せしめ、水素
雰囲気中でろう付けして接合体を得た。また従来法は高
融点金属層３１の上面３１ａにＮｉメツキを施したもの
に、ろう材としてＢＡｇ−８を用い、銅管５を接合した
。
さてシール性についてはヘリウムリークディテクターを
用いて評価した。そして、（１０−１０Ｔｏｒｒ、 Ａ
）／ｓｅｃ以下の値を示したものを、真空封止性を保持
する接合体とした。また接合強度については、セラミッ
クス焼結体２をクランプ装置で固定した状態で銅管５を
上方に引張る方法で評価した。
用いて評価した。そして、（１０−１０Ｔｏｒｒ、 Ａ
）／ｓｅｃ以下の値を示したものを、真空封止性を保持
する接合体とした。また接合強度については、セラミッ
クス焼結体２をクランプ装置で固定した状態で銅管５を
上方に引張る方法で評価した。
この結果、本発明に基づく接合体は、低融点金属層形成
のための焼付は温度が９００ないし１２００°Ｃのいず
れの温度においても、真空雰囲気中での焼付は処理、混
合ガス雰囲気中での焼付は処理のいずれでも１００％真
空封止性が得られ、従来法と全く差異は見られなかった
。一方、接合強度についても銅管５が伸びを生じ、少な
くとも鋼管の引張の強度以上の接合強度が得られ、この
点でも従来法との差異は認められなかった。
のための焼付は温度が９００ないし１２００°Ｃのいず
れの温度においても、真空雰囲気中での焼付は処理、混
合ガス雰囲気中での焼付は処理のいずれでも１００％真
空封止性が得られ、従来法と全く差異は見られなかった
。一方、接合強度についても銅管５が伸びを生じ、少な
くとも鋼管の引張の強度以上の接合強度が得られ、この
点でも従来法との差異は認められなかった。
これに対し、経済的効果については、製造コストが、従
来法におけるメツキ前処理設備やメツキ槽が不要となる
ことによって設備費が大幅に削減された結果、従来法の
約７割程度となり、その経済的効果が確認された。
来法におけるメツキ前処理設備やメツキ槽が不要となる
ことによって設備費が大幅に削減された結果、従来法の
約７割程度となり、その経済的効果が確認された。
〔発明の効果］
以上説明したように、本発明によればセラミックスをメ
タライズする際のコストを大幅に削減することかでき、
またその後帯られる接合体においでも、従来の特性に対
して全く劣らないものが製造できた。
タライズする際のコストを大幅に削減することかでき、
またその後帯られる接合体においでも、従来の特性に対
して全く劣らないものが製造できた。
また本発明の副次的効果として、金属と接合せずメタラ
イズしたままの状態で使用するものに対しても、本発明
が適用できる。
イズしたままの状態で使用するものに対しても、本発明
が適用できる。
第１図は本発明に基づくメタライズ層の一例を示す断面
構造図、第２図は本発明の具体的実施例を示すものでア
ルミナ系セラミックス体の斜視図、第３図は前記第２図
セラミックス体に銅管を接合した状態を示す断面図であ
る。 １：セラミックス体、２セラミックス焼結体、３：メタ
ライズ層、３１：高融点金属層、３２：低融点金属層、
４：ろう材、５：銅管。 第１図 第３図 第２図 ３川−一二千ｒミ÷２
構造図、第２図は本発明の具体的実施例を示すものでア
ルミナ系セラミックス体の斜視図、第３図は前記第２図
セラミックス体に銅管を接合した状態を示す断面図であ
る。 １：セラミックス体、２セラミックス焼結体、３：メタ
ライズ層、３１：高融点金属層、３２：低融点金属層、
４：ろう材、５：銅管。 第１図 第３図 第２図 ３川−一二千ｒミ÷２
Claims (1)
- セラミックス焼結体の表面に、ＭｏあるいはＷ等の高融
点金属の粉末を焼付け処理した後、その上面に、前記Ｍ
ｏ、Ｗ等より低融点の金属粉末をバインダで混練したペ
ースト状金属粉を塗布し、非酸化性雰囲気中で焼付け処
理することを特徴とするメタライズ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9824888A JPH01270580A (ja) | 1988-04-22 | 1988-04-22 | メタライズ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9824888A JPH01270580A (ja) | 1988-04-22 | 1988-04-22 | メタライズ方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01270580A true JPH01270580A (ja) | 1989-10-27 |
Family
ID=14214655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9824888A Pending JPH01270580A (ja) | 1988-04-22 | 1988-04-22 | メタライズ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01270580A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4778120B1 (ja) * | 2011-03-08 | 2011-09-21 | 有限会社ナプラ | 電子機器 |
-
1988
- 1988-04-22 JP JP9824888A patent/JPH01270580A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4778120B1 (ja) * | 2011-03-08 | 2011-09-21 | 有限会社ナプラ | 電子機器 |
| US8217403B1 (en) | 2011-03-08 | 2012-07-10 | Napra Co., Ltd. | Electronic device |
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