JPH0343345B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は絶縁物の表面に形成された金属膜の熱
処理装置に関する。

（従来技術） 一般に、マイクロ波領域で使用される電気部品
には、セラミツクやガラス等の絶縁物の上に電極
として、銅（Cu）、アルミニウム（Al）、あるい
は銀（Ag）等の金属膜を形成したものがある。
この金属膜は無電解メツキにより絶縁物の上に形
成された後、アニール（焼きなまし）が行なわれ
る。これは、高温にて、金属粒の成長をはかると
ともに、絶縁物の表面での金属粒の拡散による金
属膜の絶縁物との接合強度を高めるために行なわ
れる。

従来、この金属膜のアニールは、上記電気部品
を雰囲気炉中に収容し、所定の雰囲気ガス中で上
記電気部品全体を加熱することにより行なわれて
いた。

ところで、上記のように、雰囲気炉を使用して
電気部品全体を加熱して金属膜をアニールする
と、雰囲気炉に収容して処理する電気部品の数量
により、アニールに要する時間が左右される。ま
た、電気部品全体が加熱されるので、アニール
後、絶縁物が冷えるまでに時間がかかり、金属粒
の絶縁物への拡散が進み過ぎ、金属膜の高周波抵
抗値が大きくなつてしまうことがあつた。さら
に、絶縁物は、金属膜のアニール時の温度管理が
適切に行なわれない場合は、変質してしまうとい
う問題があつた。

（発明の目的） 本発明の目的は、絶縁物の表面に形成された金
属膜をマイクロ波を使用して短時間で熱処理し、
金属膜の高周波表面抵抗を小さくするとともに、
金属膜の絶縁物に対する接合強度を高めるように
した金属膜の熱処理装置を提供することである。

（発明の構成） このため、本発明は、絶縁物がその表面に形成
されて熱処理される金属膜とともにマイクロ波共
振器の一部を構成していることを特徴としてい
る。表面に金属膜が形成された上記絶縁物は、治
具と組み合わされてマイクロ波共振器を構成し、
このマイクロ波共振器に導入されたマイクロ波に
より上記金属膜が加熱され、熱処理される。

（発明の効果） 本発明によれば、絶縁物の表面に形成された金
属膜のみがマイクロ波により効率よく加熱される
ので、絶縁物の温度上昇が小さく、金属膜中の金
属粒の適度な拡散が行なわれ、金属膜の高周波表
面抵抗値の増大を抑えることができ、金属膜の熱
処理の熱により絶縁物が熱化学反応して変質する
のを防止することができる。また、本発明によれ
ば、厚みの薄い金属膜に直接、マイクロ波のエネ
ルギーが与えられるので、金属膜の温度上昇がき
わめて速く、金属膜の熱処理時間も大幅に短縮さ
れる。

（実施例） 以下、添付図面を参照して本発明の実施例を説
明する。

第１図に、円板状の絶縁物１の主表面に形成さ
れた金属膜２を熱処理する場合の実施例を示す。
上記絶縁物１は、その主表面に形成された金属膜
２と、次に説明する一端開口状の筒状の治具３と
により、TE₀₁₁モードのマイクロ波共振器４を構
成する。

上記治具３は、真ちゆうもしくはアルミニウム
等の金属からなり、その底部３ａに形成されたコ
ネクタ取付孔３ｂに、マイクロ波を上記マイクロ
波共振器４に導入するための同軸コネクタ５が取
着されている。この同軸コネクタ５の中心導体５
ａには導線６の一端が半田付けされ、この導線６
はＵ字状に湾曲されてその他端が治具３の底部３
ａの内面に半田付けされる。上記治具３の開口端
には、絶縁物１がその主表面に形成された金属膜
２を治具３の内側に向けて固定される。

このような構成において、図示しないマイクロ
波発振源を同軸コネクタ５に接続すると、絶縁物
１の金属膜２と治具３とにより構成されるマイク
ロ波共振器４の内部にて、TE₀₁₁モードの共振が
生じる。このとき、マイクロ波エネルギは、主と
して、絶縁物１の主表面に形成された金属膜２に
与えられ、金属膜２の温度が上昇する。

いま、上記金属膜２の材料が銅（Cu）であり、
その厚みが5μｍで、表面積が100cm²とすると、銅
の比熱は0.38joul／ｇ、比重は8.9であるから、上
記金属膜２の熱当量Ｗは、 Ｗ＝0.0005×100×8.9×0.38 ＝0.16joul／degree である。同軸コネクタからマイクロ波共振器４に
入力するパワーを100ワツトとすると、ｔ秒間に
おける上記金属膜２の温度上昇は、絶縁物１を通
して熱が逃げないとした場合、 100t／0.16＝625t（degree） である。従つて、上記金属膜２は１秒間に625℃
温度が上昇する。これにより、上記金属膜２を急
速に加熱し、熱処理することができる。

なお、上記マイクロ波共振器４に入力されるマ
イクロ波の波長は、好ましくは、上記金属膜２の
厚み程度のものであることが好ましい。これは、
上記マイクロ波共振器４に入力されるマイクロ波
の波長が金属膜２の厚さよりも長くなると、マイ
クロ波の電磁界が金属膜２を越えて絶縁物１中に
侵入し、絶縁物１も加熱されてしまい、効率が低
下するからである。

次に、本発明のいま一つの実施例を第２図に示
す。この実施例では、円筒状の絶縁物１１の内周
面に形成された金属膜１２の熱処理を行う。上記
絶縁物１１は、その一端側の開口には治具１３が
固定され、また、他端側の開口には治具１４が固
定される。

上記治具１３は真ちゆうもしくはアルミニウム
等の金属からなる深さがd₁のキヤツプ状のもの
で、その底部１３ａに形成されたコネクタ取付孔
１３ｂに、第１図と同様の同軸コネクタ５が取着
され、その中心導体５ａには導線６が半田付けさ
れている。この導線６はＵ字状に湾曲されてその
他端が治具１３の底部１３ａの内面に半田付けさ
れる。一方、いま一つの治具１４は、治具１３と
同様に、真ちゆうもしくはアルミニウム等の金属
からなる深さd₂のキヤツプ状のものである。これ
ら治具１３および１４と、上記絶縁物１１の内周
面に形成された金属膜１２とにより、第１図と同
様のTE₀₁₁モードのマイクロ波共振器１５が形成
される。

この実施例においても、同軸コネクタ５に図示
しないマイクロ波発振源を接続すれば、マイクロ
波共振器１５の内部にて、TE₀₁₁モードの共振が
生じ、絶縁物１１の内周面に形成された金属膜１
２が加熱され、熱処理される。

なお、上記実施例において、マイクロ波共振器
１５の内部での高周波電流の分布は第２図におい
て曲線ｈで示すようになり、高周波電流は絶縁物
１１の中央で最大の値I₀となり、治具１３および
１４を底面では零となる。従つて、治具１３およ
び１４の底面の近傍では高周波電流が小さくな
り、マイクロ波による充分な加熱が行なわれな
い。そこで、上記実施例では、治具１３および１
４として、深さd₁およびd₂を有するものを使用
し、絶縁物１１の両開口端においても、高周波電
流I₁およびI₂が流れ、金属膜１２が全ての位置で
ほぼ均一に加熱されるようにしている。

次に、本発明のさらにいま一つの実施例を第３
図に示す。この実施例では、底部２１ａの中心に
柱体２１ｂを有する一端開口状の絶縁物２１の内
周面に形成された金属膜２２の熱処理を行う。絶
縁物２１の開口端には、この絶縁物２１の横断面
と同一の横断面を有する金属製の治具２３が固定
される。

上記治具２３と絶縁物２１の内周面に形成され
た金属膜２２とは、治具２３の絶縁体２１とは反
対側の開口端をオープン面とするTEM共振器２
５を構成する。上記開口端には、TEM共振器２
５にマイクロ波を導くための同軸コネクタ５が配
置され、この同軸コネクタ５の中心導体５ａには
直線状のアンテナ導線６′が半田付けされている。

上記実施例では、TEM共振器２５の内部にて、
TEMモードを共振が生じ、絶縁物２１の内周面
に形成された金属膜２２が加熱され、熱処理され
る。

以上に、形状の異なる３つの絶縁物１，１１お
よび２１に夫々形成される金属膜２，１２および
２２を熱処理する場合の実施例を説明したが、第
４図に示すように、円筒もしくは円柱状の絶縁物
３１の外周面に形成されている金属膜３２を熱処
理する場合には、一端開口状の金属製の治具３３
の内部に上記絶縁物３１を同軸に固定し、第３図
と同様のTEM共振器を構成するようにすればよ
い。

以上の実施例では、従来、金属膜２，１２，２
２および３２の熱処理に30分ないし60分の時間を
要したものが、10秒ないし20秒に短縮される。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は夫々TE₀₁₁モードのマイ
クロ波共振器を利用した金属膜の熱処理装置の２
つの実施例の縦断面図、第３図および第４図は
夫々TEMモードのマイクロ波共振器を利用した
金属膜の熱処理装置の２つの実施例の縦断面図お
よび斜視図である。 １，１１，２１，３１……絶縁物、２，１２，
２２，３２……金属膜、３，１３，１４，２３，
３３……治具、５……同軸コネクタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 絶縁物の表面に形成された金属膜にマイクロ
   波による電磁エネルギが与えられて加熱され、熱
   処理されるようにした金属膜の熱処理装置におい
   て、 上記絶縁物がその表面に形成された金属膜とと
   もにマイクロ波共振器の一部を構成していること
   を特徴とする金属膜の熱処理装置。