JPH11203997A - 真空バルブの製造方法 - Google Patents
真空バルブの製造方法Info
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- JPH11203997A JPH11203997A JP196198A JP196198A JPH11203997A JP H11203997 A JPH11203997 A JP H11203997A JP 196198 A JP196198 A JP 196198A JP 196198 A JP196198 A JP 196198A JP H11203997 A JPH11203997 A JP H11203997A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 活性金属ろう材料を使用して、気密性、接合
強度に優れた真空バルブを得ることのできる真空バルブ
の製造方法を提供する。 【解決手段】 ＡｇまたはＣｕを主成分とする金属板の
片面にＴｉ等の活性金属を含む層を形成し、真空中ある
いは不活性ガス中で熱処理した後、これを中空円板に打
ち抜き、この中空円板を活性金属ろう材料として使用
し、円筒の絶縁容器と蓋体とを接合することにより真空
バルブを製造する。熱処理することにより、打ち抜く際
に活性金属の層が剥がれることがなくなり、優れた活性
金属ろう材料を得ることができ、このろう材料を使用し
て気密性及び接合強度に優れた真空バルブを製造するこ
とができる。
強度に優れた真空バルブを得ることのできる真空バルブ
の製造方法を提供する。 【解決手段】 ＡｇまたはＣｕを主成分とする金属板の
片面にＴｉ等の活性金属を含む層を形成し、真空中ある
いは不活性ガス中で熱処理した後、これを中空円板に打
ち抜き、この中空円板を活性金属ろう材料として使用
し、円筒の絶縁容器と蓋体とを接合することにより真空
バルブを製造する。熱処理することにより、打ち抜く際
に活性金属の層が剥がれることがなくなり、優れた活性
金属ろう材料を得ることができ、このろう材料を使用し
て気密性及び接合強度に優れた真空バルブを製造するこ
とができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空バルブの製造
方法に係わり、特に絶縁容器と蓋体とを気密封着するろ
う材料に関する。
方法に係わり、特に絶縁容器と蓋体とを気密封着するろ
う材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、円筒の絶縁容器と金属製蓋体との
気密封着には、絶縁容器の両底面にＭｏ−Ｍｎ等を高温
度で焼き付け、メタライジング層を形成させた後、銀ろ
う等で接合するＭｏ−Ｍｎ法（高融点法）が知られてい
る。しかしながら、このような方法では、メタライジン
グの際、高温度（１７００Ｋ以上）での熱処理を必要と
する等、煩雑な工程に問題がある。
気密封着には、絶縁容器の両底面にＭｏ−Ｍｎ等を高温
度で焼き付け、メタライジング層を形成させた後、銀ろ
う等で接合するＭｏ−Ｍｎ法（高融点法）が知られてい
る。しかしながら、このような方法では、メタライジン
グの際、高温度（１７００Ｋ以上）での熱処理を必要と
する等、煩雑な工程に問題がある。
【０００３】そこで、Ｔｉ等の活性な金属を利用した活
性金属法による接合も試みられている。Ｔｉ等の金属は
セラミックと反応（還元反応）することにより、接合に
寄与しているので、セラミックとの接合面に直接に接触
させて使用することが多い。例えばＴｉ粉末を有機溶剤
に溶いてぺ一スト状にしたものを中空円板のろう材（銀
ろう等）の片面に塗布する方法（ぺ一スト法）やろう材
の片面に蒸着等でＴｉを付着させる方法（蒸着法）があ
る。
性金属法による接合も試みられている。Ｔｉ等の金属は
セラミックと反応（還元反応）することにより、接合に
寄与しているので、セラミックとの接合面に直接に接触
させて使用することが多い。例えばＴｉ粉末を有機溶剤
に溶いてぺ一スト状にしたものを中空円板のろう材（銀
ろう等）の片面に塗布する方法（ぺ一スト法）やろう材
の片面に蒸着等でＴｉを付着させる方法（蒸着法）があ
る。
【０００４】しかし、ぺ一スト法では、真空バルブを大
量に生産する場合、蒸発した有機溶剤が人体及び真空炉
に悪影響を及ぼすという問題が生ずる。また蒸着法で
は、Ｔｉ原子は目的とするろう材の片面だけでなく、側
面及び反対側の面までに僅かな隙間から回り込んで蒸着
されてしまう。この場合、絶縁容器との接合面とは反対
面に付着したＴｉは、気密接合に使用する金属製蓋体内
部（金属製蓋体には熱膨張率が小さいコバール等が良く
使われる。）に存在するＮｉと金属間化合物を形成し、
気密性や接合強度が低下するという問題が生じる。
量に生産する場合、蒸発した有機溶剤が人体及び真空炉
に悪影響を及ぼすという問題が生ずる。また蒸着法で
は、Ｔｉ原子は目的とするろう材の片面だけでなく、側
面及び反対側の面までに僅かな隙間から回り込んで蒸着
されてしまう。この場合、絶縁容器との接合面とは反対
面に付着したＴｉは、気密接合に使用する金属製蓋体内
部（金属製蓋体には熱膨張率が小さいコバール等が良く
使われる。）に存在するＮｉと金属間化合物を形成し、
気密性や接合強度が低下するという問題が生じる。
【０００５】この場合の解決策としては、中空円板の反
対面のマスキング、または、Ｔｉを蒸着した後に中空円
板に打ち抜く等がある。しかしろう材１つ１つをマスキ
ングするのは工程が煩雑になり、またろう材に接着剤等
の有機物が付着すると接合性低下の原因となってしま
う。またＡｇとＣｕを主成分とするろう材料にＴｉを蒸
着後、中空円板に打ち抜く方式では、蒸着したＴｉが打
ち抜く際の衝撃で部分的にＴｉが剥がれてしまうことが
有り、その場合はＴｉが剥がれた部分だけが接合され
ず、接合性が低下してしまう。Ｔｉ層の厚さを意図的に
増加させて、打ち抜く際に下地が現れなくする方式も考
えられるが、この場合、絶縁容器との反応に寄与しない
Ｔｉは金属製蓋体内のＮｉと金属間化合物を形成し、接
合性が低下するという問題点が生ずる。
対面のマスキング、または、Ｔｉを蒸着した後に中空円
板に打ち抜く等がある。しかしろう材１つ１つをマスキ
ングするのは工程が煩雑になり、またろう材に接着剤等
の有機物が付着すると接合性低下の原因となってしま
う。またＡｇとＣｕを主成分とするろう材料にＴｉを蒸
着後、中空円板に打ち抜く方式では、蒸着したＴｉが打
ち抜く際の衝撃で部分的にＴｉが剥がれてしまうことが
有り、その場合はＴｉが剥がれた部分だけが接合され
ず、接合性が低下してしまう。Ｔｉ層の厚さを意図的に
増加させて、打ち抜く際に下地が現れなくする方式も考
えられるが、この場合、絶縁容器との反応に寄与しない
Ｔｉは金属製蓋体内のＮｉと金属間化合物を形成し、接
合性が低下するという問題点が生ずる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、Ｔｉ
等の活性金属を使用して気密封着する場合、中空円板の
ろう材の片面に蒸着でＴｉ等の活性金属の層を形成しよ
うとしたとき、目的の面とは反対の面及び側面にもＴｉ
等の活性金属の原子が付着してしまい、気密性及び接合
強度が低下してしまうことが有り、信頼性の面で問題が
ある。
等の活性金属を使用して気密封着する場合、中空円板の
ろう材の片面に蒸着でＴｉ等の活性金属の層を形成しよ
うとしたとき、目的の面とは反対の面及び側面にもＴｉ
等の活性金属の原子が付着してしまい、気密性及び接合
強度が低下してしまうことが有り、信頼性の面で問題が
ある。
【０００７】本発明は、このような問題点に鑑み為され
たもので、活性金属ろう材料を使用して気密性、接合強
度に優れた真空バルブを得ることのできる真空バルブの
製造方法を提供することを目的とする。
たもので、活性金属ろう材料を使用して気密性、接合強
度に優れた真空バルブを得ることのできる真空バルブの
製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、活性金属ろう
材料を真空雰囲気中で溶融させて、円筒の絶縁容器と電
極及び通電軸等を具備した蓋体とで気密接合して真空バ
ルブを製造する真空バルブの製造方法において、Ａｇま
たはＣｕを主成分とする金属板の片面に活性金属を含む
層を形成する成膜工程と、活性金属を含む層と金属板と
の密着強度を向上させる為に、熱処理する熱処理工程
と、活性金属を含む層の形成された金属板を中空円板に
打ち抜く打ち抜き工程と、中空円板を活性金属ろう材料
として使用し、円筒の絶縁容器と蓋体とを接合する接合
工程とを備えたことを特徴とする。
材料を真空雰囲気中で溶融させて、円筒の絶縁容器と電
極及び通電軸等を具備した蓋体とで気密接合して真空バ
ルブを製造する真空バルブの製造方法において、Ａｇま
たはＣｕを主成分とする金属板の片面に活性金属を含む
層を形成する成膜工程と、活性金属を含む層と金属板と
の密着強度を向上させる為に、熱処理する熱処理工程
と、活性金属を含む層の形成された金属板を中空円板に
打ち抜く打ち抜き工程と、中空円板を活性金属ろう材料
として使用し、円筒の絶縁容器と蓋体とを接合する接合
工程とを備えたことを特徴とする。
【０００９】このような製法によれば、活性金属ろう材
料を使用して、気密性、接合強度に優れた真空バルブを
得ることができる。ここで、熱処理工程は、５００℃以
下の温度で、成膜工程終了後または成膜工程と同時に実
施することができる。
料を使用して、気密性、接合強度に優れた真空バルブを
得ることができる。ここで、熱処理工程は、５００℃以
下の温度で、成膜工程終了後または成膜工程と同時に実
施することができる。
【００１０】また、熱処理工程は、１Ｐａ以下の圧力を
有する真空雰囲気中、またはＡｒ、Ｈｅ、若しくは窒素
雰囲気中で実施することもできる。また、活性金属を含
む層の厚さは、０．０１〜１０μｍとすることができ
る。
有する真空雰囲気中、またはＡｒ、Ｈｅ、若しくは窒素
雰囲気中で実施することもできる。また、活性金属を含
む層の厚さは、０．０１〜１０μｍとすることができ
る。
【００１１】更に、活性金属は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎ
ｂ、Ｔａ、Ｃｒの内の少なくとも１つとすることができ
る。また、ＡｇまたはＣｕを主成分とする金属板は、Ａ
ｇ−ＣｕまたはＡｇまたはＣｕの少なくとも２つ以上の
層から成るクラッド材料とすることができる。
ｂ、Ｔａ、Ｃｒの内の少なくとも１つとすることができ
る。また、ＡｇまたはＣｕを主成分とする金属板は、Ａ
ｇ−ＣｕまたはＡｇまたはＣｕの少なくとも２つ以上の
層から成るクラッド材料とすることができる。
【００１２】更に、ＡｇまたはＣｕを主成分とする金属
板は、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｄの内少なくとも１
つを含有させたものとすることができる。また、蓋体
は、ステンレス、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合
金、Ｎｉ−Ｃｕ合金のいずれかの材料からなること、ま
たはこの材料にＮｉ、Ｃｕのいずれかを被覆したものと
することができる。
板は、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｄの内少なくとも１
つを含有させたものとすることができる。また、蓋体
は、ステンレス、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合
金、Ｎｉ−Ｃｕ合金のいずれかの材料からなること、ま
たはこの材料にＮｉ、Ｃｕのいずれかを被覆したものと
することができる。
【００１３】また、円筒の絶縁容器は、Ａｌ2 Ｏ3 また
はＳｉＯ2 を主成分とすることができる。更に、円筒の
絶縁容器は、８５ｗｔ％以上のＡｌ2 Ｏ3 を含み、残部
が実質的にＳｉＯ2 で構成されているものとすることが
できる。
はＳｉＯ2 を主成分とすることができる。更に、円筒の
絶縁容器は、８５ｗｔ％以上のＡｌ2 Ｏ3 を含み、残部
が実質的にＳｉＯ2 で構成されているものとすることが
できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について詳細に説明する。はじめに、本発明によ
り製造される真空バルブについて、図１及び図２を参照
して説明する。
施形態について詳細に説明する。はじめに、本発明によ
り製造される真空バルブについて、図１及び図２を参照
して説明する。
【００１５】図１は、本発明により製造された接点材料
を適用する真空バルブの構成例を示すもので、同図に於
て、１は遮断室を示し、この遮断室１は、絶縁材料によ
りほぼ円筒状に形成された絶縁容器２と、この両端に封
着金具３ａ、３ｂを介して設けた金属性の蓋体４ａ、４
ｂとで真空気密に構成されている。（なお、封止金具３
ａは蓋体４ａと、また封止金具３ｂは蓋体４ｂと一体に
形成される場合もある。）そして、上記遮断室１内に
は、導電棒５、６の対向する端部に取り付けられた一対
の電極７、８が配設され、上部の電極７を固定電極、下
部の電極８を可動電極としている。
を適用する真空バルブの構成例を示すもので、同図に於
て、１は遮断室を示し、この遮断室１は、絶縁材料によ
りほぼ円筒状に形成された絶縁容器２と、この両端に封
着金具３ａ、３ｂを介して設けた金属性の蓋体４ａ、４
ｂとで真空気密に構成されている。（なお、封止金具３
ａは蓋体４ａと、また封止金具３ｂは蓋体４ｂと一体に
形成される場合もある。）そして、上記遮断室１内に
は、導電棒５、６の対向する端部に取り付けられた一対
の電極７、８が配設され、上部の電極７を固定電極、下
部の電極８を可動電極としている。
【００１６】また、この可動電極８の導電棒６には、ベ
ローズ９が取り付けられ遮断室１内を真空気密に保持し
ながら電極８の軸方向の移動を可能にし、このベローズ
９上部には金属性のアークシールド１０が設けられ、ベ
ローズ９がアーク蒸気で覆われることを防止している。
１１は、上記電極７、８を覆うようにして遮断室１内に
設けられた金属性のアークシールドで、絶縁容器２がア
ーク蒸気で覆われることを防止している。
ローズ９が取り付けられ遮断室１内を真空気密に保持し
ながら電極８の軸方向の移動を可能にし、このベローズ
９上部には金属性のアークシールド１０が設けられ、ベ
ローズ９がアーク蒸気で覆われることを防止している。
１１は、上記電極７、８を覆うようにして遮断室１内に
設けられた金属性のアークシールドで、絶縁容器２がア
ーク蒸気で覆われることを防止している。
【００１７】さらに、電極８は、図２に拡大して示すよ
うに、導電棒６にろう付け部１２によって固定される
か、また、かしめによって圧着接続されている。接点１
３ａは、電極８にろう付け部１４で固着されている。な
お、図１における１３ｂは固定側接点である。
うに、導電棒６にろう付け部１２によって固定される
か、また、かしめによって圧着接続されている。接点１
３ａは、電極８にろう付け部１４で固着されている。な
お、図１における１３ｂは固定側接点である。
【００１８】特にこの実施形態は、絶縁容器２と、蓋体
４ａ、４ｂとを封着金具３ａ、３ｂを介して活性金属ろ
う材料を使用して気密接合する方法に関する。上述した
ように、Ｔｉ等の活性金属を使用して、セラミック製絶
縁容器と金属製またはセラミック製の蓋体とで真空バル
ブを気密接合する為には、有機溶剤を使用せずに、銀ま
たは銅を主成分とするろう材料の片面のみに、Ｔｉ等の
活性金属を含む層を有する活性金属ろう材料を使用する
ことが望ましい。活性金属が中空円板の側面へ付着する
こと、あるいは僅かな隙間から目的面の反対面に回り込
むことを防止する方法としては、マスキングがあるが、
工程が煩雑になり、またろう材に接着剤等の有機物が付
着すると接合性低下の原因となってしまう。
４ａ、４ｂとを封着金具３ａ、３ｂを介して活性金属ろ
う材料を使用して気密接合する方法に関する。上述した
ように、Ｔｉ等の活性金属を使用して、セラミック製絶
縁容器と金属製またはセラミック製の蓋体とで真空バル
ブを気密接合する為には、有機溶剤を使用せずに、銀ま
たは銅を主成分とするろう材料の片面のみに、Ｔｉ等の
活性金属を含む層を有する活性金属ろう材料を使用する
ことが望ましい。活性金属が中空円板の側面へ付着する
こと、あるいは僅かな隙間から目的面の反対面に回り込
むことを防止する方法としては、マスキングがあるが、
工程が煩雑になり、またろう材に接着剤等の有機物が付
着すると接合性低下の原因となってしまう。
【００１９】そこで、例えば、目的形状よりも大きなろ
う材板にＴｉ等の活性金属を成膜後打ち抜けば、目的以
外の部分にＴｉ等の活性金属が存在することはない。本
発明の実施形態においては、まず、活性金属ろう材料を
次のような方法で製造する。 （１）成膜工程：ＡｇまたはＣｕを主成分とする金属板
の片面に活性金属を含む層を形成する工程 （２）熱処理工程：活性金属を含む層とＡｇまたはＣｕ
を主成分とする下地の金属との密着強度を向上させる為
に、熱処理する工程 （３）打ち抜き工程：中空円板に打ち抜く工程の３工程
より成る。
う材板にＴｉ等の活性金属を成膜後打ち抜けば、目的以
外の部分にＴｉ等の活性金属が存在することはない。本
発明の実施形態においては、まず、活性金属ろう材料を
次のような方法で製造する。 （１）成膜工程：ＡｇまたはＣｕを主成分とする金属板
の片面に活性金属を含む層を形成する工程 （２）熱処理工程：活性金属を含む層とＡｇまたはＣｕ
を主成分とする下地の金属との密着強度を向上させる為
に、熱処理する工程 （３）打ち抜き工程：中空円板に打ち抜く工程の３工程
より成る。
【００２０】即ち、Ｔｉ等の活性金属をろう材に成膜
し、中空円板に打ち抜く工程の間に、下地のろう材と活
性金属を含む層の密着強度を向上させる目的で、真空中
あるいは不活性ガス中で熱処理する。これにより打ち抜
く際に活性金属の層が剥がれることがなくなり、優れた
活性金属ろう材料を得ることができる。
し、中空円板に打ち抜く工程の間に、下地のろう材と活
性金属を含む層の密着強度を向上させる目的で、真空中
あるいは不活性ガス中で熱処理する。これにより打ち抜
く際に活性金属の層が剥がれることがなくなり、優れた
活性金属ろう材料を得ることができる。
【００２１】次に、このようにして得た活性金属ろう材
料を用いて真空バルブを製造する方法について述べる。
基本的には、 （１）セラミック製絶縁容器、例えば外径５０ｍｍ、内
径４０ｍｍ、高さ５０ｍｍのＡｌ2 Ｏ3 円筒容器の両底
面に、ＡｇまたはＣｕを主成分とするろう材料の片面に
活性金属を含む層を有する中空円板の活性金属ろう材を
配置し、さらにその上に電極及び通電軸等を具備した蓋
体を配置する組立工程 （２）真空中で昇温して、活性金属ろう材料が溶解し始
める温度以上、例えば９００℃で一定時間以上、例えば
１０分、保持後、冷却する気密接合工程の２工程より成
る。
料を用いて真空バルブを製造する方法について述べる。
基本的には、 （１）セラミック製絶縁容器、例えば外径５０ｍｍ、内
径４０ｍｍ、高さ５０ｍｍのＡｌ2 Ｏ3 円筒容器の両底
面に、ＡｇまたはＣｕを主成分とするろう材料の片面に
活性金属を含む層を有する中空円板の活性金属ろう材を
配置し、さらにその上に電極及び通電軸等を具備した蓋
体を配置する組立工程 （２）真空中で昇温して、活性金属ろう材料が溶解し始
める温度以上、例えば９００℃で一定時間以上、例えば
１０分、保持後、冷却する気密接合工程の２工程より成
る。
【００２２】この方法により、蒸着法、スパッタ、イオ
ンプレーティング、ＣＶＤ（化学蒸着）、電気メッキ等
の成膜法を使用した活性金属ろう材料を用いて、より簡
便に安価に真空バルブの製造を可能とした。
ンプレーティング、ＣＶＤ（化学蒸着）、電気メッキ等
の成膜法を使用した活性金属ろう材料を用いて、より簡
便に安価に真空バルブの製造を可能とした。
【００２３】以下、この実施形態における真空バルブの
製造方法の具体的実施例、及び比較例とその試験結果に
ついて、図３乃至図５を基にして述べる。試験結果にお
いて、気密性はリーク量により、３段階に分けて表し
た。即ち、１０-10 Ｐａ・ｍ3 ／ｓ以下を○、１０-10
〜１０-5Ｐａ・ｍ3 ／ｓを△、１０-5Ｐａ・ｍ3 ／ｓ以
上を×とした（図３乃至図５の欄外参照）。引張強度は
目標値を１として、相対値で示した。
製造方法の具体的実施例、及び比較例とその試験結果に
ついて、図３乃至図５を基にして述べる。試験結果にお
いて、気密性はリーク量により、３段階に分けて表し
た。即ち、１０-10 Ｐａ・ｍ3 ／ｓ以下を○、１０-10
〜１０-5Ｐａ・ｍ3 ／ｓを△、１０-5Ｐａ・ｍ3 ／ｓ以
上を×とした（図３乃至図５の欄外参照）。引張強度は
目標値を１として、相対値で示した。
【００２４】試料数は、各製造条件に対して、１０本と
した。 （比較例１、実施例１〜３）蓋体及び封着金具は表面に
Ｎｉメッキを施したＳＵＳ３０４Ｌ（ステンレス）と
し、セラミック容器はＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 とし、ろう
材料は厚さ３００μｍのＡｇ−２８Ｃｕ（元素記号の前
の数字は各元素の重量比を示す。）とし、活性金属を含
む層は厚さ０．１μｍのＴｉとして、従来の方法とこの
実施形態による方法で、真空バルブを製造し、気密性と
接合強度を評価した（比較例１、実施例１）。
した。 （比較例１、実施例１〜３）蓋体及び封着金具は表面に
Ｎｉメッキを施したＳＵＳ３０４Ｌ（ステンレス）と
し、セラミック容器はＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 とし、ろう
材料は厚さ３００μｍのＡｇ−２８Ｃｕ（元素記号の前
の数字は各元素の重量比を示す。）とし、活性金属を含
む層は厚さ０．１μｍのＴｉとして、従来の方法とこの
実施形態による方法で、真空バルブを製造し、気密性と
接合強度を評価した（比較例１、実施例１）。
【００２５】比較例１の従来方法では、Ｔｉ成膜後熱処
理を施さず所定形状の中空円板に打ち抜いたところ、所
々Ｔｉが剥げ落ち、下地のＡｇ−Ｃｕが見えていたが、
この活性金属ろう材料を使用し、真空バルブを製造した
ところ、リーク検査の結果は１０-4Ｐａ・ｍ3 ／ｓ、接
合強度は目標値の０．８倍となり、両値共不十分であっ
た。
理を施さず所定形状の中空円板に打ち抜いたところ、所
々Ｔｉが剥げ落ち、下地のＡｇ−Ｃｕが見えていたが、
この活性金属ろう材料を使用し、真空バルブを製造した
ところ、リーク検査の結果は１０-4Ｐａ・ｍ3 ／ｓ、接
合強度は目標値の０．８倍となり、両値共不十分であっ
た。
【００２６】実施例１では、ろう材料Ａｇ−２８Ｃｕに
Ｔｉをイオンプレーティングで成膜し、０．１Ｐａの真
空雰囲気中３００℃で熱処理後、中空円板に打ち抜いた
ところ、Ｔｉ層は剥げ落ちておらず、この活性金属ろう
材を使用した結果、優れた気密性と接合強度を有する真
空バルブを得ることが出来た。
Ｔｉをイオンプレーティングで成膜し、０．１Ｐａの真
空雰囲気中３００℃で熱処理後、中空円板に打ち抜いた
ところ、Ｔｉ層は剥げ落ちておらず、この活性金属ろう
材を使用した結果、優れた気密性と接合強度を有する真
空バルブを得ることが出来た。
【００２７】実施例２、３では、ろう材料としてそれぞ
れＡｇ−１０Ｃｕ、Ａｇ−５０Ｃｕを使用し、０．１Ｐ
ａの真空中３００℃でＴｉを成膜しながら熱処理した
後、中空円板に打ち抜いたところ、Ｔｉ層は剥げ落ちて
おらず、この活性金属ろう材料を使用した結果、優れた
気密性と接合強度を有する真空バルブを得ることが出来
た。
れＡｇ−１０Ｃｕ、Ａｇ−５０Ｃｕを使用し、０．１Ｐ
ａの真空中３００℃でＴｉを成膜しながら熱処理した
後、中空円板に打ち抜いたところ、Ｔｉ層は剥げ落ちて
おらず、この活性金属ろう材料を使用した結果、優れた
気密性と接合強度を有する真空バルブを得ることが出来
た。
【００２８】（実施例４〜５、比較例２）前記比較例
１、実施例１〜３では、３００℃で熱処理した事例につ
いて述べたが、熱処理温度はこれに限ることはない。
１、実施例１〜３では、３００℃で熱処理した事例につ
いて述べたが、熱処理温度はこれに限ることはない。
【００２９】実施例４〜５では、それぞれ１００、５０
０℃で熱処理したところ、優れた気密性と接合強度を有
する真空バルブを得ることが出来た。しかし比較例２で
は、６００℃で熱処理したところ、Ａｇ−２８Ｃｕのろ
う材料が軟化してしまい、目的形状に打ち抜くことが出
来なかった。
０℃で熱処理したところ、優れた気密性と接合強度を有
する真空バルブを得ることが出来た。しかし比較例２で
は、６００℃で熱処理したところ、Ａｇ−２８Ｃｕのろ
う材料が軟化してしまい、目的形状に打ち抜くことが出
来なかった。
【００３０】（比較例３、実施例６〜１０）前記比較例
１〜２、実施例１〜５では、０．１Ｐａの真空雰囲気中
で熱処理した事例について述べたが、熱処理雰囲気はこ
れに限る必要はない。
１〜２、実施例１〜５では、０．１Ｐａの真空雰囲気中
で熱処理した事例について述べたが、熱処理雰囲気はこ
れに限る必要はない。
【００３１】比較例３では、１０Ｐａの真空雰囲気中で
熱処理したところ、表面のＴｉが酸化してしまい、活性
金属ろう材料と絶縁容器が反応せず、接合されていなか
った。
熱処理したところ、表面のＴｉが酸化してしまい、活性
金属ろう材料と絶縁容器が反応せず、接合されていなか
った。
【００３２】実施例６〜７では、それぞれ１Ｐａ、０．
０１Ｐａの真空雰囲気中で熱処理したところ、優れた気
密性、接合強度を有する真空バルブを得ることが出来
た。実施例８〜１０では、熱処理雰囲気をそれぞれ、Ａ
ｒ、Ｈｅ、Ｎ2 としたところ、優れた気密性、接合強度
を有する真空バルブを得ることが出来た。
０１Ｐａの真空雰囲気中で熱処理したところ、優れた気
密性、接合強度を有する真空バルブを得ることが出来
た。実施例８〜１０では、熱処理雰囲気をそれぞれ、Ａ
ｒ、Ｈｅ、Ｎ2 としたところ、優れた気密性、接合強度
を有する真空バルブを得ることが出来た。
【００３３】（比較例４〜５、実施例１１〜１３）前記
比較例１〜３、実施例１〜１０では、活性金属Ｔｉの厚
さが０．１μｍの事例について述べたが、活性金属Ｔｉ
の厚さはこれに限るものではない。
比較例１〜３、実施例１〜１０では、活性金属Ｔｉの厚
さが０．１μｍの事例について述べたが、活性金属Ｔｉ
の厚さはこれに限るものではない。
【００３４】比較例４では、Ｔｉの厚さを０．００５μ
ｍとしたところ、Ｔｉとセラミックが反応せず、接合さ
れていなかった。実施例１１〜１３では、Ｔｉの厚さ
を、それぞれ０．０１μｍ、１μｍ、１０μｍとしたと
ころ、優れた気密性、接合強度を有する真空バルブを得
ることが出来た。
ｍとしたところ、Ｔｉとセラミックが反応せず、接合さ
れていなかった。実施例１１〜１３では、Ｔｉの厚さ
を、それぞれ０．０１μｍ、１μｍ、１０μｍとしたと
ころ、優れた気密性、接合強度を有する真空バルブを得
ることが出来た。
【００３５】比較例５では、Ｔｉの厚さを２０μｍとし
たところ、接合部にＮｉとＴｉを主成分とする金属間化
合物が大量に生成してしまい、気密性、接合強度とも不
十分であった。
たところ、接合部にＮｉとＴｉを主成分とする金属間化
合物が大量に生成してしまい、気密性、接合強度とも不
十分であった。
【００３６】（実施例１４〜１９）前記比較例１〜５、
実施例１〜１３では、活性金属を含む層として、イオン
プレーティングで成膜したＴｉの事例について述べた
が、活性金属を含む層はこれに限るものではない。
実施例１〜１３では、活性金属を含む層として、イオン
プレーティングで成膜したＴｉの事例について述べた
が、活性金属を含む層はこれに限るものではない。
【００３７】実施例１４〜１８では、活性金属を含む層
として、それぞれ高周波スパッタで成膜したＺｒ、Ｈ
ｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒとしたところ、優れた気密性、接
合強度を有する真空バルブを得ることが出来た。
として、それぞれ高周波スパッタで成膜したＺｒ、Ｈ
ｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒとしたところ、優れた気密性、接
合強度を有する真空バルブを得ることが出来た。
【００３８】実施例１９では、活性金属を含む層とし
て、複合電気メッキで成膜した厚さ１０μｍのＡｇ−１
Ｔｉとしたところ、優れた気密性、接合強度を有する真
空バルブを得ることが出来た。
て、複合電気メッキで成膜した厚さ１０μｍのＡｇ−１
Ｔｉとしたところ、優れた気密性、接合強度を有する真
空バルブを得ることが出来た。
【００３９】（実施例２０〜２２）前記比較例１〜５、
実施例１〜１９では、ＡｇまたはＣｕを主成分とするろ
う材料として単一層のＡｇ−Ｃｕを使用した事例につい
て述べたが、ＡｇまたはＣｕを主成分とするろう材料は
これに限るものではない。
実施例１〜１９では、ＡｇまたはＣｕを主成分とするろ
う材料として単一層のＡｇ−Ｃｕを使用した事例につい
て述べたが、ＡｇまたはＣｕを主成分とするろう材料は
これに限るものではない。
【００４０】実施例２０〜２２では、ＡｇまたはＣｕを
主成分とするろう材料として、それぞれＡｇ／Ｃｕ（各
１５０μｍ）、Ａｇ−７２Ｃｕ／Ａｇ／Ａｇ−７２Ｃｕ
（各１００μｍ）、Ａｇ／Ｃｕ／Ａｇ（各１００μｍ）
のクラッド材料としたところ、優れた気密性、接合強度
を有する真空バルブを得ることが出来た。
主成分とするろう材料として、それぞれＡｇ／Ｃｕ（各
１５０μｍ）、Ａｇ−７２Ｃｕ／Ａｇ／Ａｇ−７２Ｃｕ
（各１００μｍ）、Ａｇ／Ｃｕ／Ａｇ（各１００μｍ）
のクラッド材料としたところ、優れた気密性、接合強度
を有する真空バルブを得ることが出来た。
【００４１】（実施例２３〜２７）前記比較例１〜５、
実施例１〜２２では、ＡｇまたはＣｕを主成分とするろ
う材料がＡｇとＣｕで構成されていた事例について述べ
たが、ＡｇまたはＣｕを主成分とするろう材料はこれに
限るものではない。
実施例１〜２２では、ＡｇまたはＣｕを主成分とするろ
う材料がＡｇとＣｕで構成されていた事例について述べ
たが、ＡｇまたはＣｕを主成分とするろう材料はこれに
限るものではない。
【００４２】実施例２３〜２７では、ＡｇまたはＣｕを
主成分とするろう材料として、Ａｇ−２７Ｃｕにそれぞ
れ４ｗｔ％のＩｎ、Ｓｎ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｄを添加した
ろう材料を使用したところ、気密接合工程における熱処
理温度を５０℃低下させることができ、優れた気密性、
接合強度を有する真空バルブを得ることが出来た。
主成分とするろう材料として、Ａｇ−２７Ｃｕにそれぞ
れ４ｗｔ％のＩｎ、Ｓｎ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｄを添加した
ろう材料を使用したところ、気密接合工程における熱処
理温度を５０℃低下させることができ、優れた気密性、
接合強度を有する真空バルブを得ることが出来た。
【００４３】なお、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｄが
０．１ｗｔ％未満では熱処理温度に差異はなく、２０ｗ
ｔ％以上では素材の脆化が著しく、強度低下を招いてし
まった。
０．１ｗｔ％未満では熱処理温度に差異はなく、２０ｗ
ｔ％以上では素材の脆化が著しく、強度低下を招いてし
まった。
【００４４】（実施例２８〜３０）前記比較例１〜５、
実施例１〜２７では、蓋体及び封着金具として表面にＮ
ｉメッキを施したＳＵＳ３０４Ｌを使用した事例につい
て述べたが、蓋体及び封着金具はこれに限るものではな
い。
実施例１〜２７では、蓋体及び封着金具として表面にＮ
ｉメッキを施したＳＵＳ３０４Ｌを使用した事例につい
て述べたが、蓋体及び封着金具はこれに限るものではな
い。
【００４５】実施例２８〜３０では、蓋体及び封着金具
として、それぞれＦｅ−４２Ｎｉ（表面にＣｕメッ
キ）、Ｆｅ−２９Ｎｉ−１７Ｃｏ、Ｎｉ−４５Ｃｕを使
用したところ、優れた気密性、接合強度を有する真空バ
ルブを得ることが出来た。
として、それぞれＦｅ−４２Ｎｉ（表面にＣｕメッ
キ）、Ｆｅ−２９Ｎｉ−１７Ｃｏ、Ｎｉ−４５Ｃｕを使
用したところ、優れた気密性、接合強度を有する真空バ
ルブを得ることが出来た。
【００４６】（比較例６、実施例３１〜３３）前記比較
例１〜５、実施例１〜３０では、セラミック製絶縁容器
としてＡｌ2Ｏ3 −５ｗｔ％ＳｉＯ2 を使用した事例に
ついて述べたが、セラミック製絶縁容器はこれに限るも
のではない。
例１〜５、実施例１〜３０では、セラミック製絶縁容器
としてＡｌ2Ｏ3 −５ｗｔ％ＳｉＯ2 を使用した事例に
ついて述べたが、セラミック製絶縁容器はこれに限るも
のではない。
【００４７】比較例６では、セラミック製絶縁容器とし
て、Ａｌ2 Ｏ3 −２０ｗｔ％ＳｉＯ2 を使用したとこ
ろ、気密性は満足したが、接合強度は小さかった。実施
例３１〜３３では、セラミック製絶縁容器として、それ
ぞれＡｌ2 Ｏ3 −９ｗｔ％ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 −１ｗ
ｔ％ＳｉＯ2 ９９．９ｗｔ％Ａｌ2 Ｏ3 を使用したとこ
ろ、優れた気密性、接合強度を有する真空バルブを得る
ことが出来た。これらのデータから、接合強度が１．０
以上となるのは、Ａｌ2 Ｏ3 が８５ｗｔ％以上の場合で
あると考えられる。
て、Ａｌ2 Ｏ3 −２０ｗｔ％ＳｉＯ2 を使用したとこ
ろ、気密性は満足したが、接合強度は小さかった。実施
例３１〜３３では、セラミック製絶縁容器として、それ
ぞれＡｌ2 Ｏ3 −９ｗｔ％ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 −１ｗ
ｔ％ＳｉＯ2 ９９．９ｗｔ％Ａｌ2 Ｏ3 を使用したとこ
ろ、優れた気密性、接合強度を有する真空バルブを得る
ことが出来た。これらのデータから、接合強度が１．０
以上となるのは、Ａｌ2 Ｏ3 が８５ｗｔ％以上の場合で
あると考えられる。
【００４８】以上のように、ＡｇまたはＣｕを主成分と
するろう材の片面のみにＴｉ等の活性金属を含む層を有
するろう材料を介して、セラミック製絶縁容器と蓋体と
を封着金具を介して真空中で気密接合することによっ
て、気密性と接合強度のいずれも満足することが出来
た。
するろう材の片面のみにＴｉ等の活性金属を含む層を有
するろう材料を介して、セラミック製絶縁容器と蓋体と
を封着金具を介して真空中で気密接合することによっ
て、気密性と接合強度のいずれも満足することが出来
た。
【００４９】なお、本実施形態には記載されていないセ
ラミック製絶縁容器、蓋体及び封着金具、ろう材料、活
性金属を使用しても、それに適する条件下で気密接合す
ることにより、本実施形態と同様に良好な真空バルブを
製造できる。
ラミック製絶縁容器、蓋体及び封着金具、ろう材料、活
性金属を使用しても、それに適する条件下で気密接合す
ることにより、本実施形態と同様に良好な真空バルブを
製造できる。
【００５０】
【発明の効果】以上に述べた本発明によれば、成膜工
程、熱処理工程、打ち抜き工程の３工程を有することに
より、ＡｇまたはＣｕを主成分とするろう材料の片面の
みに活性金属を含む層を有する中空円板の活性金属ろう
材を作製出来、その活性金属ろう材料を使用すること
で、気密性、接合強度に優れた真空バルブを製造するこ
とができる。
程、熱処理工程、打ち抜き工程の３工程を有することに
より、ＡｇまたはＣｕを主成分とするろう材料の片面の
みに活性金属を含む層を有する中空円板の活性金属ろう
材を作製出来、その活性金属ろう材料を使用すること
で、気密性、接合強度に優れた真空バルブを製造するこ
とができる。
【図１】 本発明により本発明により製造される真空バ
ルブの構成例を示す断面図。
ルブの構成例を示す断面図。
【図２】 図１に示す真空バルブの接点部の拡大断面
図。
図。
【図３】 本発明の実施例１〜１０及び比較例１〜３の
試験結果を示す表図。
試験結果を示す表図。
【図４】 本発明の実施例１１〜１９及び比較例４〜５
の試験結果を示す表図。
の試験結果を示す表図。
【図５】 本発明の実施例２０〜３３及び比較例６の試
験結果を示す表図。
験結果を示す表図。
１…遮断室 ２…絶縁容器 ３ａ、３ｂ…封着金具 ４ａ、４ｂ…蓋体 ５、６…導電棒 ７…固定電極 ８…可動電極 ９…ベローズ １０、１１…アークシールド １２、１４…ろう付け部 １３ａ…可動側接点 １３ｂ…固定側接点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関 経世 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 山本 敦史 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 長部 清 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内
Claims (10)
- 【請求項１】活性金属ろう材料を真空雰囲気中で溶融さ
せて、円筒の絶縁容器と電極及び通電軸等を具備した蓋
体とで気密接合して真空バルブを製造する真空バルブの
製造方法において、 ＡｇまたはＣｕを主成分とする金属板の片面に活性金属
を含む層を形成する成膜工程と、 前記活性金属を含む層と前記金属板との密着強度を向上
させる為に、熱処理する熱処理工程と、 活性金属を含む層の形成された前記金属板を中空円板に
打ち抜く打ち抜き工程と、 前記中空円板を活性金属ろう材料として使用し、前記円
筒の絶縁容器と前記蓋体とを接合する接合工程とを備え
たことを特徴とする真空バルブの製造方法。 - 【請求項２】前記熱処理工程は、５００℃以下の温度
で、成膜工程終了後または成膜工程と同時に実施するこ
とを特徴とする請求項１に記載の真空バルブの製造方
法。 - 【請求項３】前記熱処理工程は、１Ｐａ以下の圧力を有
する真空雰囲気中、またはＡｒ、Ｈｅ、若しくは窒素雰
囲気中で実施することを特徴とする請求項１または請求
項２に記載の真空バルブの製造方法。 - 【請求項４】前記活性金属を含む層の厚さは、０．０１
〜１０μｍとしたことを特徴とする請求項１乃至請求項
３のいずれかに記載の真空バルブの製造方法。 - 【請求項５】前記活性金属は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎ
ｂ、Ｔａ、Ｃｒの内の少なくとも１つとしたことを特徴
とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の真空バ
ルブの製造方法。 - 【請求項６】前記ＡｇまたはＣｕを主成分とする金属板
は、Ａｇ−ＣｕまたはＡｇまたはＣｕの少なくとも２つ
以上の層から成るクラッド材料としたことを特徴とする
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の真空バルブの
製造方法。 - 【請求項７】前記ＡｇまたはＣｕを主成分とする金属板
は、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｄの内少なくとも１つ
を含有させたものであることを特徴とする請求項１乃至
請求項６のいずれかに記載の真空バルブの製造方法。 - 【請求項８】前記蓋体は、ステンレス、Ｆｅ−Ｎｉ合
金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｎｉ−Ｃｕ合金のいずれか
の材料からなること、またはこの材料にＮｉ、Ｃｕのい
ずれかを被覆したものであることを特徴とする請求項１
乃至請求項７のいずれかに記載の真空バルブの製造方
法。 - 【請求項９】前記円筒の絶縁容器は、Ａｌ2 Ｏ3 または
ＳｉＯ2 を主成分とすることを特徴とする請求項１乃至
請求項８のいずれかに記載の真空バルブの製造方法。 - 【請求項１０】前記円筒の絶縁容器は、８５ｗｔ％以上
のＡｌ2 Ｏ3 を含み、残部が実質的にＳｉＯ2 で構成さ
れていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいず
れかに記載の真空バルブの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP196198A JPH11203997A (ja) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | 真空バルブの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP196198A JPH11203997A (ja) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | 真空バルブの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11203997A true JPH11203997A (ja) | 1999-07-30 |
Family
ID=11516197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP196198A Pending JPH11203997A (ja) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | 真空バルブの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11203997A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007053043A (ja) * | 2005-08-19 | 2007-03-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 燃料電池のマニホールド構造およびその製造方法 |
| CN120715544A (zh) * | 2025-08-27 | 2025-09-30 | 泉州市华瑞创新科技有限公司 | 一种角阀焊接设备及其工作方法 |
-
1998
- 1998-01-08 JP JP196198A patent/JPH11203997A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007053043A (ja) * | 2005-08-19 | 2007-03-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 燃料電池のマニホールド構造およびその製造方法 |
| CN120715544A (zh) * | 2025-08-27 | 2025-09-30 | 泉州市华瑞创新科技有限公司 | 一种角阀焊接设备及其工作方法 |
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