JPH0254004B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はセラミツク部材に多数の金属棒を貫通
してなる封着構造体およびその製造方法に関す
る。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

高温圧力容器においてその内外部を連絡する封
着構造体、例えば導電貫通路構造体として第６図
および第７図で示す構造のものが用いられてい
る。すなわち、ステンレス鋼などの金属からなる
円筒状の金属筒体３には円板状をなす２個のセラ
ミツクス部材１が間隔を存して嵌合してあり、こ
れらセラミツクス部材１には金属棒４を通すため
の多数の透孔２が並べて形成してある。セラミツ
クス部材１の各透孔２には、金属棒４を挿通する
ための透孔５ａを形成したコバール合金などの封
着合金からなる金属キヤツプ５が被せてあり、こ
れら金属キヤツプ５とセラミツクス部材１とが接
合されている。金属キヤツプ５をセラミツクス部
材１に接合するためには、セラミツクス部材１の
表面上の透孔２囲りに、モリブデンなどの金属膜
６とニツケルなどのメツキ膜７とからなるメタラ
イズ膜８を形成し、金属キヤツプ５とメタライズ
膜８との接触部をろう付けにより接合固定する。
金属棒４は各セラミツクス部材１の透孔２と金属
キヤツプ５の透孔５ａに挿通してあり、金属棒４
と金属キヤツプ５との接触部がろう付けにより接
合固定されている。金属棒４及び金属キヤツプ５
はコバール合金などから形成される。なお、セラ
ミツクス部材１と金属筒体３との接合部にはコバ
ール合金などからなる金属環９が設けられ、この
金属環９がセラミツクス部材１と金属筒体３にろ
う付けにより接合固定してある。

そして、この封着構造体は例えば高温圧力容器
に取付け、金属棒４を導電通路として使用され
る。

次に封着構造体を製造するに際して、セラミツ
クス部材１は次の方法により製造している。焼結
して得たセラミツクス焼結体に械加工により多数
の透孔２を形成し、次にスクリーン印刷によりセ
ラミツクス焼結体の表面上の各透孔２囲りに円形
状の金属膜６を形成し、その後に各金属膜６をリ
ード線で接続して電気メツキにより各金属膜６上
にメツキ膜７を形成してセラミツクス部材１を製
造する。

なお、封着構造体は第８図で示す組立て治具を
用いて組立てる。各セラミツクス部材１を金属環
９と組合せて基台２１Ａ上に重ねて配置し、上側
のセラミツクス部材１を持上げ分割形の筒状スペ
ーサ２２により両セラミツクス部材１を位置決め
する。各セラミツクス部材１の透孔２に金属棒４
を挿通する。上側のセラミツクス部材１に金属ギ
ヤツプ５用および金属環９用のろう材を配置し、
このセラミツクス部材１から突出する金属棒４の
部分に金属キヤツプ５および位置決めパイプ２３
を嵌合する。基台１１Ｂをセラミツクス部材１上
に配置し、基台２１Ｂに形成した位置決め孔２１
ａに金属棒４に嵌合した位置決めパイプ２３を挿
入して金属棒４を位置決めする。各セラミツクス
部材１に外筒２４を被せ基台２１Ｂ上に治具台２
５を載せる。基台２１Ａを取外して組立体全を上
下逆向きにして同様の作業を繰り返す。組立て終
了後はろう付炉にてろう付けを行なう。

しかして、このような従来の封着構造体におい
ては次のような問題がある。封着構造体を電線貫
通路として使用し金属棒４に電流を流す場合に
は、各金属棒４間を電気的に絶縁するために各メ
タライズ膜８間の絶縁距離を充分確保する必要が
ある。しかしながらセラミツクス部材１には多数
の金属棒４を並べて貫通するために、各透孔２の
間の間隔が小さくセラミツクス部材１表面の各透
孔２の囲りに形成する各メタライズ膜８の間隔ｌ
も大変小さくなる。このため、各メタライズ膜８
間の絶縁距離は最小限の大きさ程度しか確保でき
ず、しかも製造上の誤差により透孔２およびメタ
ライズ膜８の寸法にバラツキを生じて各メタライ
ズ膜８間の間隔寸法が縮小することがあり、この
場合には各メタライズ膜８間の最小絶縁距離を確
保できず各金属棒４を電気的に絶縁できなくな
る。なお、この対策としてメタライズ膜８の直径
を小さくすることが考えられるが、この場合には
金属キヤツプ５とメタライズ膜８とのろう付けが
不充分となり両者の接合強度が低下する。

またセラミツクス部材１の製造においては、メ
タライズ膜８を形成するために各透孔２毎に個別
に金属膜６およびメツキ膜７を形成するので、メ
タライズ膜形成作業が大変面倒である。

〔発明の目的〕

本発明は前記事情に基づいてなされたもので、
電気的絶縁性に優れて信頼性が高く、しかも容易
に製造できる封着構造体およびその製造方法を提
供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明の封着構造体は、複数の透孔を設けたセ
ラミツクス部材の表面においてメタライズ膜を形
成する各透孔の周縁部を除いて各透孔の間に凹部
を形成したことを特徴とするもので、この凹部の
存在により各メタライズ膜間に充分な絶縁距離を
確保することができる。

また本発明による封着構造体の製造方法は、セ
ラミツクス焼結体の表面全体にメタライズ膜を形
成し、その後セラミツクス焼結体に透孔および各
透孔間の凹部を形成することにより不要なメタラ
イズ膜部分を除去してセラミツクス部材を製造す
ることを特徴とするもので、メタライズ膜を容易
に形成することができる。

〔発明の実施例〕

以下本発明を図面で示す一実施例について説明
する。

第１図ないし第３図は本発明の封着構造体を組
込んだ一実施例を示すもので、第６図と同一部分
は同一符号を付している。すなわち１はセラミツ
クス部材、２は透孔、３は金属筒体、４は金属
棒、８は金属膜６およびメツキ膜７からなるメタ
ライズ膜、９は金属環である。

セラミツクス部材１の表面において各透孔２の
間には、メタライズ膜８を形成する各透孔２の周
縁部２ａを除いた部分に凹部１０が形成されてい
る。各透孔２の周縁部２ａの表面には透孔２の開
口を囲んでメタライズ膜８が形成してある。な
お、透孔２の周縁部２ａの直径はメタライズ膜８
と金属座１１とが充分ろう付けできる大きさであ
る。このためメタライズ膜８が形成された各透孔
２の周縁部２ａは凹部１０を介して隣り合うこと
になる。また各透孔２の周縁部２ａのメタライズ
膜８上には、コバール合金などの合金で形成され
た透孔１１ａを有する円板状の金属座１１が配置
してあり、この金属座１１とメタライズ膜８との
接合部はろう付けにより固定されている。金属棒
４はこの金属座１１の透孔１１ａとセラミツクス
部材１の透孔２を挿通しており、金属棒４と金属
座１１との接合部はろう付けにより固定されてい
る。

このような構造において、セラミツクス部材１
の表面にて各透孔２の囲りに形成された各メタラ
イズ膜８の間の絶縁距離は、隣り合う各透孔２の
周縁部２ａの間の水平間隔ｌと、各透孔周縁部２
ａの高さ（凹部１０の深さ）l′×２とを加えた大
きさとなる。ここで、ｌは従来における各メタラ
イズ膜８間の間隔ｌと同じである。このため、本
発明では各メタライズ膜８の間の絶縁距離は従来
に比して２×l′分だけ大きくなり、各メタライズ
膜８間で充分絶縁距離を確保できる。そして、製
作上の誤差により各メタライズ膜８の寸法にバラ
ツキを生じて間隔ｌが縮小しても、l′×２の存在
により必要な絶縁距離を確保できる。

次に本発明の製造方法によりセラミツクス部材
１を製造する場合について説明する。

まず、第４図で示すように焼結により円板状の
セラミツクス焼結体１′を得る。次にセラミツク
ス焼結体１′の表面全体にスクリーン印刷で金属
膜６を形成するとともに、金属膜６の全面にメツ
キ膜７を形成してメタライズ膜８を形成する。そ
の後に超音波加工によりセラミツクス焼結体１′
に各透孔２を形成するとともに、各透孔２の周縁
部２ａを残して各透孔２間に凹部１０を形成す
る。これによりセラミツクス焼結体１′の表面全
体に形成したメタライズ膜８における凹部１０に
面する部分が除去され、各透孔２の周縁部２ａ上
に面する部分のみが残される。

このようにしてセラミツクス部材１を製造する
ことによりメタライズ膜８を各透孔２毎に形成す
る場合に比して容易に形成できる。また超音波加
工により透孔２を精度良く形成できる。

なお、封着構造体は第５図で示す治具を用いて
組立てる。図中３１はカーボンからなる円筒状の
支持治具で、円筒を軸方向に沿い２分割した分割
体３１Ａ，３１Ｂを組合せて構成され、内周両端
部には支持溝３１ａ，３１ａが形成されている。
セラミツクス部材１を金属環９と組合せて支持治
具３１の支持溝３１ａ，３１ａに嵌め込み、セラ
ミツクス部材１を位置決めする。支持治具３１の
外側にカーボンからなる外筒３２を嵌合する。こ
れまで組立てたものを垂直にして支持台３３上に
載せる。各セラミツクス部材１の各透孔２に金属
棒４を挿通する。上側のセラミツクス部材１に金
属座１１用および金属環９用ろう材を置き、この
セラミツクス部材１から突出する金属棒４の部分
に金属座１１および押えパイプ３４を嵌合する。
組立体の下部から治具台３３を外して組立体の上
部に被せる。組立体を上下逆向きにして前記と同
じ組立作業を行なう。組立終了後組立体をろう付
炉に入れてろう付けを行なう。なお、外筒３２は
すり割り３２ａを形成してろう付け時の熱による
収縮を逃げる。ろう付けの後に外筒３２および支
持治具３１を取り外す。

この組立作業は、セラミツクス部材１の透孔２
が超音波加工により精度良く形成されているため
に、従来の組立作業にて使用した基台１１Ａ，１
１Ｂを用いずに金属棒４をセラミツクス部材１の
透孔２に挿通するだけで金属棒４を正確に位置決
めすることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の封着構造体によれ
ば、複数の透孔を設けたセラミツクス部材の表面
に各透孔の開口を囲んでメタライズ膜を形成する
とともに、各透孔のメタライズ膜に金属座を接合
し、さらにセラミツクス部材の表面にメタライズ
膜を形成した各透孔の周縁部を残して各透孔の間
に凹部を形成することにより、各透孔のメタライ
ズ膜の間の絶縁距離を長くして、セラミツクス部
材の各透孔に挿通する各金属棒の間の絶縁を充分
に確保することができる。また、金属座の採用に
より金属座をセラミツクス部材のメタライズ膜に
強固に接合できるとともに、金属棒を金属座に強
固に接合でき、結果として金属棒をセラミツクス
部材に強固に接合できる。また、超音波加工の採
用によりセラミツクス部材を容易に製造すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の一実施例を示す
もので、第１図および第２図は封着構造体を示す
縦断面図および平面図、第３図はセラミツクス部
材と金属棒との接合部を拡大して示す断面図、第
４図ａ，ｂはセラミツクス部材の製造方法を示す
説明図、第５図ａ，ｂは封着構造体の組立時を示
す縦断面図および平面図、第６図ないし第８図は
従来例を示すもので、第６図は封着構造体を示す
縦断面図、第７図はセラミツクス部材と金属棒と
の接合部を拡大して示す断面図、第８図は封着構
造体の組立時を示す縦断面図である。 １……セラミツクス部材、２……透孔、３……
金属筒体、４……金属棒、５……金属ギヤツプ、
６……金属膜、７……メツキ膜、８……メタライ
ズ膜、９……金属環、１０……凹部、１１……金
属座。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の透孔を有するセラミツクス部材と、こ
   のセラミツクス部材の前記各透孔の開口を囲んで
   形成したメタライズ膜に接合され且つ前記セラミ
   ツクス部材の透孔に対応する透孔を有する複数の
   金属座と、前記セラミツクス部材の各透孔および
   これら各透孔の開口を囲んで形成した前記メタラ
   イズ膜に接合された前記各金属座の透孔に挿通さ
   れて前記セラミツクス部材および金属座に接合さ
   れた複数の金属棒とを具備し、前記セラミツクス
   部材の表面には、前記メタライズ膜を形成した前
   記各透孔の周縁部を残して前記各透孔の間に凹部
   が形成されていることを特徴とする封着構造体。 ２ セラミツクス焼結体の表面全体にメタライズ
   膜を形成し、次いで超音波加工により前記セラミ
   ツクス焼結体に複数の透孔を形成するとともに、
   前記セラミツクス焼結体の表面に前記複数の透孔
   の周縁部を除いて前記複数の透孔の間に超音波加
   工により凹部を形成して、この凹部に面した前記
   メタライズ膜を除去することによりセラミツクス
   部材を製造する工程を具備することを特徴とする
   封着構造体の製造方法。