JPH04240165A - セラミックス−金属線複合体の製造方法 - Google Patents
セラミックス−金属線複合体の製造方法Info
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- JPH04240165A JPH04240165A JP445591A JP445591A JPH04240165A JP H04240165 A JPH04240165 A JP H04240165A JP 445591 A JP445591 A JP 445591A JP 445591 A JP445591 A JP 445591A JP H04240165 A JPH04240165 A JP H04240165A
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- Japan
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- metal wire
- ceramic
- ceramic substrate
- glass
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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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミックス−金属線
複合体の製造方法に関する。
複合体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】セラミックス−金属線複合体は、耐熱性
を必要とする電子部品、例えば、IC基板のコネクタ−
、プリンタヘッド等に使用されている。上記セラミック
ス−金属線複合体を製造する方法として、従来より種々
の方法が提案されており、例えば、特開昭57−670
84号公報には、セラミックスに金属線とほぼ同一径の
孔を設け、金属線を圧入固着する方法が開示され、特開
昭57−71879号公報には、セラミックス粉末中に
金属を埋設して焼結する方法が開示されている。しかし
ながら、上記いづれの方法においても、上記電子部品に
必要とされる導電密度を有するように金属線を配設する
ことは困難であった。
を必要とする電子部品、例えば、IC基板のコネクタ−
、プリンタヘッド等に使用されている。上記セラミック
ス−金属線複合体を製造する方法として、従来より種々
の方法が提案されており、例えば、特開昭57−670
84号公報には、セラミックスに金属線とほぼ同一径の
孔を設け、金属線を圧入固着する方法が開示され、特開
昭57−71879号公報には、セラミックス粉末中に
金属を埋設して焼結する方法が開示されている。しかし
ながら、上記いづれの方法においても、上記電子部品に
必要とされる導電密度を有するように金属線を配設する
ことは困難であった。
【0003】上記問題点を解決する方法として、例えば
、特開昭61−214381号公報に、100μm径程
度の金属線を2つの治具に引っ掛け、張力をかけて並行
に配列し、軟化したセラミックス表面に前記金属線を押
しつけて、金属線をセラミックス中に埋設する方法が開
示されているが、この方法では、軟化したセラミックス
中の所定位置に正確に位置合わせして金属線を埋設する
のが困難であり、しかも、セラミックス中に金属線が完
全に保持されるまで、治具を用いて金属線に張力をかけ
つづける必要があるため、工程が複雑となる。
、特開昭61−214381号公報に、100μm径程
度の金属線を2つの治具に引っ掛け、張力をかけて並行
に配列し、軟化したセラミックス表面に前記金属線を押
しつけて、金属線をセラミックス中に埋設する方法が開
示されているが、この方法では、軟化したセラミックス
中の所定位置に正確に位置合わせして金属線を埋設する
のが困難であり、しかも、セラミックス中に金属線が完
全に保持されるまで、治具を用いて金属線に張力をかけ
つづける必要があるため、工程が複雑となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記欠点に
鑑みてなされたものであり、その目的は、金属線が高密
度かつ正確に配設されたセラミックス−金属線複合体を
容易に製造する方法を提供することにある。
鑑みてなされたものであり、その目的は、金属線が高密
度かつ正確に配設されたセラミックス−金属線複合体を
容易に製造する方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明で使用されるセラ
ミックス基体は、セラミックス材料と有機結合剤からな
るセラミックスグリ−ン成形体を脱脂、焼成して得られ
る。上記セラミックス材料としては、従来公知のものが
使用でき、例えば、アルミナ、ジルコニア、マグネシア
、サイアロン、スピネル、ムライト、結晶化ガラス、炭
化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素
等の粉末、及びMgO−SiO2−CaO系、 B2O
3−SiO2系、 PbO−B2O3−SiO2系、
CaO−SiO2−MgO−B2O3系、PbO−B2
O3−SiO2−CaO 系、SiO2−Al2O3系
、SiO2−Al2O3−CaO系、SiO2−PbO
系、B2O3−PbO系、SiO2−Al2O3−Pb
O系、B2O3−PbO−ZnO系、SiO2−ZnO
−CaO系等のガラスフリット粉末などがあげられ、こ
れらは単独で使用されてもよいし、二種以上併用されて
もよい。
ミックス基体は、セラミックス材料と有機結合剤からな
るセラミックスグリ−ン成形体を脱脂、焼成して得られ
る。上記セラミックス材料としては、従来公知のものが
使用でき、例えば、アルミナ、ジルコニア、マグネシア
、サイアロン、スピネル、ムライト、結晶化ガラス、炭
化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素
等の粉末、及びMgO−SiO2−CaO系、 B2O
3−SiO2系、 PbO−B2O3−SiO2系、
CaO−SiO2−MgO−B2O3系、PbO−B2
O3−SiO2−CaO 系、SiO2−Al2O3系
、SiO2−Al2O3−CaO系、SiO2−PbO
系、B2O3−PbO系、SiO2−Al2O3−Pb
O系、B2O3−PbO−ZnO系、SiO2−ZnO
−CaO系等のガラスフリット粉末などがあげられ、こ
れらは単独で使用されてもよいし、二種以上併用されて
もよい。
【0006】上記有機結合剤としては特に限定されるも
のではなく、例えば、ポリビニルアルコ−ル、ホリビニ
ルブララ−ル、ポリメチルメタクリレ−ト、ポリブチル
メタクリレ−ト、セルロ−ス、デキストリン、ポリエチ
レンワックス、澱粉、カゼイン等の高分子材料があげら
れ、これらは単独で使用されてもよいし、二種以上併用
されてもよい。また、必要に応じて、ジオクチルフタレ
−ト、ジブチルフタレ−ト、ポリエチレングリコ−ル等
の可塑剤が添加されてもよい。
のではなく、例えば、ポリビニルアルコ−ル、ホリビニ
ルブララ−ル、ポリメチルメタクリレ−ト、ポリブチル
メタクリレ−ト、セルロ−ス、デキストリン、ポリエチ
レンワックス、澱粉、カゼイン等の高分子材料があげら
れ、これらは単独で使用されてもよいし、二種以上併用
されてもよい。また、必要に応じて、ジオクチルフタレ
−ト、ジブチルフタレ−ト、ポリエチレングリコ−ル等
の可塑剤が添加されてもよい。
【0007】上記セラミックスグリ−ン成形体の形成方
法としては、セラミックスのバルク体の形成方法として
従来公知の方法が使用でき、例えば、上記セラミックス
材料と有機結合剤を混合して粉末プレス成形法、ラバ−
プレス成形法、押出成形法等により成形する方法、セラ
ミックス材料と有機結合剤にエチルアルコ−ル、イソプ
ロピルアルコ−ル、メチルエチルケトン、トルエンなど
の有機溶剤を添加し、ボ−ルミル、振動ミル等の混練機
で混練してセラミックススラリ−を作製した後、ドクタ
−ブレ−ドによる流延成形、押出成形等の成形法によっ
て形成されたセラミックスグリ−ンシ−トを積層して圧
着する方法、上記セラミックススラリ−を石膏型などの
成形型中に流し込んで鋳込成形する方法などがあげられ
る。
法としては、セラミックスのバルク体の形成方法として
従来公知の方法が使用でき、例えば、上記セラミックス
材料と有機結合剤を混合して粉末プレス成形法、ラバ−
プレス成形法、押出成形法等により成形する方法、セラ
ミックス材料と有機結合剤にエチルアルコ−ル、イソプ
ロピルアルコ−ル、メチルエチルケトン、トルエンなど
の有機溶剤を添加し、ボ−ルミル、振動ミル等の混練機
で混練してセラミックススラリ−を作製した後、ドクタ
−ブレ−ドによる流延成形、押出成形等の成形法によっ
て形成されたセラミックスグリ−ンシ−トを積層して圧
着する方法、上記セラミックススラリ−を石膏型などの
成形型中に流し込んで鋳込成形する方法などがあげられ
る。
【0008】上記セラミックスグリ−ン成形体の脱脂の
ための条件は、前記有機結合剤の種類に応じて適宜決定
されるが、1〜50℃/hrの昇温速度で、300〜6
00℃まで昇温し、その温度で1〜10時間保持するの
が好ましく、焼成のための条件は、前記セラミックス材
料の種類に応じて適宜決定されるが、10〜300℃/
hrの昇温速度で、600〜1850℃まで昇温し、そ
の温度で1〜10時間保持するのが好ましい。
ための条件は、前記有機結合剤の種類に応じて適宜決定
されるが、1〜50℃/hrの昇温速度で、300〜6
00℃まで昇温し、その温度で1〜10時間保持するの
が好ましく、焼成のための条件は、前記セラミックス材
料の種類に応じて適宜決定されるが、10〜300℃/
hrの昇温速度で、600〜1850℃まで昇温し、そ
の温度で1〜10時間保持するのが好ましい。
【0009】本発明で使用されるセラミックス基体は、
上述した方法で、板状体、直方体、円柱状体等の所定の
形状となされるが、必要に応じて、切削、研磨等の後加
工を施して所望の形状としてもよい。本発明で使用され
る金属線としては、例えば、金、銀、チタン、クロム、
銅、ニッケル、鉄、モリブデン、マンガン、アルミニウ
ム、白金、タングステン、イリジウム、ロジウム、コバ
ルト、バナジウム等の単体金属やこれらの合金などから
なる線状体があげられ、特にニッケル線、タングステン
線およびモリブデン線が好ましい。
上述した方法で、板状体、直方体、円柱状体等の所定の
形状となされるが、必要に応じて、切削、研磨等の後加
工を施して所望の形状としてもよい。本発明で使用され
る金属線としては、例えば、金、銀、チタン、クロム、
銅、ニッケル、鉄、モリブデン、マンガン、アルミニウ
ム、白金、タングステン、イリジウム、ロジウム、コバ
ルト、バナジウム等の単体金属やこれらの合金などから
なる線状体があげられ、特にニッケル線、タングステン
線およびモリブデン線が好ましい。
【0010】本発明で使用されるガラス系セラミックス
材料としては、例えば、MgO−SiO2−CaO系、
B2O3−SiO2系、 PbO−B2O3−SiO
2系、 CaO−SiO2−MgO−B2O3系、Pb
O−B2O3−SiO2−CaO 系、SiO2−Al
2O3系、SiO2−Al2O3−CaO系、SiO2
−PbO系、B2O3−PbO系、SiO2−Al2O
3−PbO系、B2O3−PbO−ZnO系、SiO2
−ZnO−CaO系等のガラス材料があげられ、これら
は単独で使用されてもよいし、二種以上併用されてもよ
い。
材料としては、例えば、MgO−SiO2−CaO系、
B2O3−SiO2系、 PbO−B2O3−SiO
2系、 CaO−SiO2−MgO−B2O3系、Pb
O−B2O3−SiO2−CaO 系、SiO2−Al
2O3系、SiO2−Al2O3−CaO系、SiO2
−PbO系、B2O3−PbO系、SiO2−Al2O
3−PbO系、B2O3−PbO−ZnO系、SiO2
−ZnO−CaO系等のガラス材料があげられ、これら
は単独で使用されてもよいし、二種以上併用されてもよ
い。
【0011】以下、図面を参照して、セラミックス−金
属線複合体を形成する工程を説明する。図1は、セラミ
ックス基体表面に溝が形成された状態の一例を示す模式
斜視図であり、図2は、セラミックス基体に金属線が巻
き付けられた状態の一例を示す模式斜視図であり、図3
は、金属線がガラス系セラミックス材料で被覆された状
態の一例を示す模式斜視図であり、図4は、露出した金
属線が取り除かれた後のセラミックス−金属線複合体の
状態の一例を示す模式斜視図である。
属線複合体を形成する工程を説明する。図1は、セラミ
ックス基体表面に溝が形成された状態の一例を示す模式
斜視図であり、図2は、セラミックス基体に金属線が巻
き付けられた状態の一例を示す模式斜視図であり、図3
は、金属線がガラス系セラミックス材料で被覆された状
態の一例を示す模式斜視図であり、図4は、露出した金
属線が取り除かれた後のセラミックス−金属線複合体の
状態の一例を示す模式斜視図である。
【0012】図1において、1はセラミックス基体であ
り、2はセラミックス基体表面に形成された溝である。 本発明における第1の工程は、セラミックス基体1表面
に2本以上の並行な溝2を形成する工程である。上記溝
を形成する方法としては特に限定されるものではなく、
例えば、セラミックス基体表面をレ−ザ−加工すること
によって溝を形成する方法、セラミックスグリ−ン成形
体表面に予め溝を形成し、焼成する方法等があげられる
。
り、2はセラミックス基体表面に形成された溝である。 本発明における第1の工程は、セラミックス基体1表面
に2本以上の並行な溝2を形成する工程である。上記溝
を形成する方法としては特に限定されるものではなく、
例えば、セラミックス基体表面をレ−ザ−加工すること
によって溝を形成する方法、セラミックスグリ−ン成形
体表面に予め溝を形成し、焼成する方法等があげられる
。
【0013】次に、図1の状態の溝2中に金属線3を落
とし込みながらセラミックス基体1に金属線3を張力を
かけた状態で巻き付ける(第2工程−図2)。金属線を
セラミックス基体に巻き付ける方法としては特に限定さ
れるものではなく、例えば、セラミックス基体を回転さ
せながら金属線を所定位置の溝に落とし込んで巻き付け
る方法、セラミックス基体を固定し、金属線をセラミッ
クス基体のまわりを移動させ、所定位置の溝に落とし込
んで巻き付ける方法等があげられる。なお、この工程に
おける金属線の端部の固定方法としては、例えば、巻き
始め端部を溝が形成されていないセラミックス基体表面
と金属線との間に挟み込むようにして固定し、巻き終わ
り端部を巻き始め端部に結び付けて固定する方法、巻き
始め端部および巻き終わり端部を接着剤で固定する方法
等があげられる。
とし込みながらセラミックス基体1に金属線3を張力を
かけた状態で巻き付ける(第2工程−図2)。金属線を
セラミックス基体に巻き付ける方法としては特に限定さ
れるものではなく、例えば、セラミックス基体を回転さ
せながら金属線を所定位置の溝に落とし込んで巻き付け
る方法、セラミックス基体を固定し、金属線をセラミッ
クス基体のまわりを移動させ、所定位置の溝に落とし込
んで巻き付ける方法等があげられる。なお、この工程に
おける金属線の端部の固定方法としては、例えば、巻き
始め端部を溝が形成されていないセラミックス基体表面
と金属線との間に挟み込むようにして固定し、巻き終わ
り端部を巻き始め端部に結び付けて固定する方法、巻き
始め端部および巻き終わり端部を接着剤で固定する方法
等があげられる。
【0014】次に、図2の状態となされたセラミックス
基体1の金属線が落とし込まれた側表面をガラス系セラ
ミックス材料4で被覆して金属線3を埋設する(第3工
程−図3)。ガラス系セラミックス材料で被覆して金属
線を埋設する方法としては特に限定されるものではなく
、例えば、ガラス系セラミックス材料粉末をセラミック
ス基体の被覆側表面に供給し、加熱溶融して被覆する方
法、溶融状態のガラス系セラミックス材料をセラミック
ス基体の被覆側表面に流延して被覆する方法、有機物を
添加してペ−スト状となされたガラス系セラミックス材
料をセラミックス基体の被覆側表面に塗布した後、加熱
により有機物を脱脂し、ガラス系セラミックス材料を溶
融加熱して被覆する方法等があげられる。
基体1の金属線が落とし込まれた側表面をガラス系セラ
ミックス材料4で被覆して金属線3を埋設する(第3工
程−図3)。ガラス系セラミックス材料で被覆して金属
線を埋設する方法としては特に限定されるものではなく
、例えば、ガラス系セラミックス材料粉末をセラミック
ス基体の被覆側表面に供給し、加熱溶融して被覆する方
法、溶融状態のガラス系セラミックス材料をセラミック
ス基体の被覆側表面に流延して被覆する方法、有機物を
添加してペ−スト状となされたガラス系セラミックス材
料をセラミックス基体の被覆側表面に塗布した後、加熱
により有機物を脱脂し、ガラス系セラミックス材料を溶
融加熱して被覆する方法等があげられる。
【0015】最後に、図3の状態のセラミックス基体1
から露出した金属線を取り除き、セラミックス−金属線
複合体を得る(第4工程−図4)。金属線を取り除く方
法としては特に限定されるものではなく、セラミックス
−金属線複合体の目的形状に応じて、露出した金属線の
みを切断して取り除く方法、マトリックス部分(セラミ
ックス基体およびガラス系セラミックス材料被覆)の端
部付近を金属線と垂直方向に切断して取り除く方法等が
適宜採用される。
から露出した金属線を取り除き、セラミックス−金属線
複合体を得る(第4工程−図4)。金属線を取り除く方
法としては特に限定されるものではなく、セラミックス
−金属線複合体の目的形状に応じて、露出した金属線の
みを切断して取り除く方法、マトリックス部分(セラミ
ックス基体およびガラス系セラミックス材料被覆)の端
部付近を金属線と垂直方向に切断して取り除く方法等が
適宜採用される。
【0016】
【実施例】以下、本発明のセラミックス−金属線複合体
の製造方法を説明する。 (実施例1) 20×20×5mmの大きさのセラミックス基体〔アル
ミナ/B2O3−PbO−ZnO系ガラス=40/60
(重量比)〕の片側主面に、YAGレ−ザ−照射装置を
用いて、深さ30μm、幅60μmの溝を120μmピ
ッチで40本形成した。
の製造方法を説明する。 (実施例1) 20×20×5mmの大きさのセラミックス基体〔アル
ミナ/B2O3−PbO−ZnO系ガラス=40/60
(重量比)〕の片側主面に、YAGレ−ザ−照射装置を
用いて、深さ30μm、幅60μmの溝を120μmピ
ッチで40本形成した。
【0017】上記溝が形成されたセラミックス基体の溝
に並行した両端を固定し、直径60μmのタングステン
線を溝に落とし込みながら、コイルを巻き付けるように
して巻付け、40本の溝中にタングステン線を配設し、
タングステン線両端を結んで固定した。上記タングステ
ン線が配設されたセラミックス基体を、溝が形成された
主面を上にして金型内に設置し、その上に、B2O3−
PbO−ZnO系ガラス粉末を充填した。その後、空気
雰囲気中、500℃で2時間保持し、B2O3−PbO
−ZnO系ガラス粉末を溶融し、10時間かけて室温ま
で冷却してセラミックス基体とB2O3−PbO−Zn
O系ガラス材料を一体化し、金属線の一部が埋設された
セラミックス−金属線複合体を得た。
に並行した両端を固定し、直径60μmのタングステン
線を溝に落とし込みながら、コイルを巻き付けるように
して巻付け、40本の溝中にタングステン線を配設し、
タングステン線両端を結んで固定した。上記タングステ
ン線が配設されたセラミックス基体を、溝が形成された
主面を上にして金型内に設置し、その上に、B2O3−
PbO−ZnO系ガラス粉末を充填した。その後、空気
雰囲気中、500℃で2時間保持し、B2O3−PbO
−ZnO系ガラス粉末を溶融し、10時間かけて室温ま
で冷却してセラミックス基体とB2O3−PbO−Zn
O系ガラス材料を一体化し、金属線の一部が埋設された
セラミックス−金属線複合体を得た。
【0018】得られた金属線の一部が埋設されたセラミ
ックス−金属線複合体のタングステン線が並んだ方向と
垂直な方向の両端部を5mmずつ切断して露出したタン
グステン線を取り除き、セラミックス−金属線複合体を
得た。得られたセラミックス−金属線複合体中央部をタ
ングステン線が並んだ方向と垂直に切断し、その断面を
光学顕微鏡で観察したところ、直径60μmのタングス
テン線が120μmピッチ(誤差±10μm)で一列に
配列していた。
ックス−金属線複合体のタングステン線が並んだ方向と
垂直な方向の両端部を5mmずつ切断して露出したタン
グステン線を取り除き、セラミックス−金属線複合体を
得た。得られたセラミックス−金属線複合体中央部をタ
ングステン線が並んだ方向と垂直に切断し、その断面を
光学顕微鏡で観察したところ、直径60μmのタングス
テン線が120μmピッチ(誤差±10μm)で一列に
配列していた。
【0019】また、セラミックス基体とB2O3−Pb
O−ZnO系ガラス材料の界面に剥離はみられなかった
。 (実施例2) 実施例1において、ガラス粉末として PbO−SiO
2−B2O3系を用い、加熱溶融温度を650℃とした
以外は実施例1と同様にしてセラミックス−金属線複合
体を得た。
O−ZnO系ガラス材料の界面に剥離はみられなかった
。 (実施例2) 実施例1において、ガラス粉末として PbO−SiO
2−B2O3系を用い、加熱溶融温度を650℃とした
以外は実施例1と同様にしてセラミックス−金属線複合
体を得た。
【0020】得られたセラミックス−金属線複合体中央
部をタングステン線が並んだ方向と垂直に切断し、その
断面を光学顕微鏡で観察したところ、直径60μmのタ
ングステン線が120μmピッチ(誤差±10μm)で
一列に配列していた。また、セラミックス基体と Pb
O−SiO2−B2O3系ガラス材料の界面に剥離はみ
られなかった。
部をタングステン線が並んだ方向と垂直に切断し、その
断面を光学顕微鏡で観察したところ、直径60μmのタ
ングステン線が120μmピッチ(誤差±10μm)で
一列に配列していた。また、セラミックス基体と Pb
O−SiO2−B2O3系ガラス材料の界面に剥離はみ
られなかった。
【0021】
【発明の効果】本発明のセラミックス−金属線複合体の
製造方法は、前記した通りであり、セラミックス基体表
面に予め所定形状の溝を形成し、該溝中に金属単線を落
とし込みながら、張力をかけた状態でセラミックス基体
に金属単線を巻き付けるから、金属線が高密度かつ正確
に配設されたセラミックス−金属線複合体を得ることが
できる。
製造方法は、前記した通りであり、セラミックス基体表
面に予め所定形状の溝を形成し、該溝中に金属単線を落
とし込みながら、張力をかけた状態でセラミックス基体
に金属単線を巻き付けるから、金属線が高密度かつ正確
に配設されたセラミックス−金属線複合体を得ることが
できる。
【図1】セラミックス基体表面に溝が形成された状態の
を示す模式斜視図。
を示す模式斜視図。
【図2】セラミックス基体に金属線が巻き付けられた状
態を示す模式斜視図。
態を示す模式斜視図。
【図3】金属線がガラス系セラミックス材料で被覆され
た状態を示す模式斜視図。
た状態を示す模式斜視図。
【図4】露出した金属線が取り除かれた後のセラミック
ス−金属線複合体の状態を示す模式斜視図。
ス−金属線複合体の状態を示す模式斜視図。
1 セラミックス基体
2 溝
3 金属線
4 ガラス系セラミックス材料
Claims (1)
- 【請求項1】セラミックス基体表面に2本以上の並行な
溝を形成する工程、該溝中に金属線を落とし込みながら
セラミックス基体に金属線を巻き付ける工程、金属線が
落とし込まれた側のセラミックス基体表面をガラス系セ
ラミックス材料で被覆して金属線を埋設する工程および
露出した金属線を取り除く工程からなることを特徴とす
るセラミックス−金属線複合体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP445591A JPH04240165A (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | セラミックス−金属線複合体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP445591A JPH04240165A (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | セラミックス−金属線複合体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04240165A true JPH04240165A (ja) | 1992-08-27 |
Family
ID=11584627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP445591A Pending JPH04240165A (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | セラミックス−金属線複合体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04240165A (ja) |
-
1991
- 1991-01-18 JP JP445591A patent/JPH04240165A/ja active Pending
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