JPS6050335B2 - 熱処理治具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は熱処理治具、特に気密端子用封着治具の改
良に関する。

気密端子にはその用途等に応じて各種の構造のものが
あるが、最も典型的なものは、第１図に示すように、円
筒状の金属外環１内にガラス２を介してり一線３を気密
絶縁的に封着したものである。

このような気密端子は、第２図に示すようなグラファ
イトで構成された封着治具４を用いて製造されている。

図において、５は治具本体で、上端に金属外環１を収納
し得る凹部６と、この凹部６の底面中央に形成されたリ
ード線３の挿通孔７とを有する。８は底板て、グラファ
イト製のピン（図示せす）によつて、治具本体５に固着
一体化されている。

前記凹部６内に金属外環１を挿入し、この金属外環１内
に円筒状のガラスタブレット２０を挿入し、さらにガラ
スタブレット２０の中心孔２１にリード線３を挿通する
。この状態で全体を中性または弱還元性の雰囲気中て約
１００Ｏ゜Ｃに加熱する。すると、ガラスタブレット２
０が溶融して、ガラス２を介してリード線３が気密絶縁
的に封着されて、第１図に示すような気密端子得られる
。 ところで、この種封着治具４は、カーボン粉末を圧
縮成型したグラファイトのブロックに凹部６やリード線
挿通孔７を刻設して製作されているので、凹部６への金
属外環１の出し入れ時、またはリード線挿通孔７ヘのリ
ード線３の出し入れ時に、第３図に示すように、凹部６
およびリード線挿通孔７の内面、特に上端肩部の磨耗が
激しく、何回か使用するうちに、金属外環１やリード線
３を挿入した際に、これらが偏心したり、ガラスタブレ
ット２０が溶融した際に、リード線３が傾斜して、所期
の寸法精度の気密端子が得られなくなる。

のみならず、封着治具４から脱落したグラファイト粒が
溶融ガラス中に巻き込まれて、金属外環１やリード線３
に仕上げメッキを施す際に、ガラス表面に巻き込まれて
いるグラファイト粒にメッキが付着したり、しやすい。
さらには、封着治具４から遊離した炭素が金属外環１や
リード線３・の結晶粒界に浸入する。いわゆる浸炭現象
によつて、金属外環１やリード線３の性状が変化して、
前記仕上げメッキ時にメッキ不着やメッキむらが生じや
すい。また、金属外環１やリード線３の表面に形成した
酸化膜が炭素と反応して炭化物を作・り封着治具に付着
し、その炭化物が何回か後のガラス封着工程で他の金属
外環１やリード線３に再付着して仕上げメッキ時にメッ
キ不着やメッキむらの原因となる、いわゆる転写現象も
生じるといつた各種の問題点があつた。それゆえ、この
発明の主たる目的は、磨耗が少なく耐用期間の長い気密
端子用封着治具等の熱処理治具を提供することである。

この発明は要約すると、少なくとも金属外環やリード線
の被処理部品と接触する部分を窒化ホウ素で構成したこ
とを特徴とする。

この発明の上述の目的およびその他の目的と特徴は、図
面を用いて行なう発明の詳細な説明から一層明らかとな
ろう。

第４図はこの発明を第２図と同様の気密端子用封着治具
に実施した場合の断面図を示す。

図において、４０は封着治具で治具本体４１と底板４５
と構成されている。前記治具本体４１は、グラファイト
で形成され上面に金属外環１を挿入し得る凹部４２と、
この凹部４２の底面中心に形成されたリード線挿通孔４
３とを有し、その全面に窒化ホウ素層４４が形成されて
いる。底板４５もグラファイトで形成され、その全面に
窒化ホウ素層４６が形成されている。上記の構成によれ
ば、グラファイトよりなる治具本体４１と底板４５の全
面に窒化ホウ素層４４および４６が形成されているので
、凹部４２への金属外環１の出し入れ時およびリード線
挿通孔４３へのリード線３の出し入れ時における凹部４
２やリード線挿通孔４３の内面の磨耗が著しく少なくな
り、封着治具４０を長期間にわたつて使用てきるので、
気密端子１個当りの封着治具費が少なくなり、原価低減
が図れるのみならず、グラファイト粉末によるガラス表
面の汚れやメッキ付着等一の問題がなくなり、良品質の
気密端子が得られる。

次に、この発明による封着治具４０の製造方法について
説明する。

まず、長さ１００ｗｒｍＸ幅５０厚さ約８ｗ０ｎのグラ
ファイトよりなるブロックを切削加，工して、２００個
の凹部４２およびリード線挿通孔４３を有する治具本体
４１を製作する。また厚さ約５Ｔｒｒ１ｎのグラファイ
ト板を前記と同一寸法に切断して、底板４５を製作する
。一方、平均粒径が１．４〜１μ程度の窒化ホウ素粉末
を０．５〜２０％の濃・度に懸濁した水溶液をつくり、
前記治具本体４１および底板４５を１〜３分間浸漬し、
引き上げたのち１００〜３０００Ｃの温度て６０〜１２
紛間乾燥して、治具本体４１および底板４５の全面に厚
さが１〜１０μ程度の窒化ホウ素の層４４および４６を
形成した。このあと、図示しないピンを用いて治具本体
４１と底板４５とを組み合せ一体として封着治具４０を
製作した。上記の封着治具４０を用いて、外径３７７！
１１７！φ、内径２Ｔｆ０！ｌφ、高さ１．５Ｔｗｔの
コバール（Ｆｅ●Ｎｉ●ＣＯ合金）製の金属外環１と、
硼珪酸ガラスの微粉末を有機バインダとともに混練し円
筒状にブレス成型後約７００℃で仮焼して有機バインダ
を焼失せしめｌた焼結ガラスよりなる外径２？φ、内径
０．５ＴＶＬφ、高さ１．５Ｔ１＄＆のガラスタブレッ
ト２０と、外径０．５ＴｒｒＩｎφ、長さ１０Ｔ！Ｒｌ
ｎのコバールよりなるリード線３とを所定の関係位置に
組み立て、中性または弱還元性雰囲気中て９５０〜１０
５０℃に１０〜２０分間加熱して、前記ガラスタブレッ
ト２０を溶融し、第１図のような気密端子を製造した。

上記のようにして、封着治具４を繰り返えし使用して気
密端子を製造したところ、封着治具４０の磨耗による気
密端子の寸法精度に狂いが生じ始゛めたが、約２００回
目であつた。

また、窒化ホウ素の層４４および４６によつて、治具本
体４１や底板４５から遊離した炭素が金属外環１やリー
ド線３の結晶粒界に浸入して、金属外環１やリード線３
の性状が変化する、いわゆる浸炭現象が防止できた。さ
らに、金属外環１やリード線３の表面に形成した酸化膜
が炭化物となつて封着治具４０に付着しこの炭化物が他
の金属外環１やリード線３あるいはガラス２に再付着す
る、いわゆる炭化物の転写男象も生じなかつた。これに
対して、前記封着治具４０と同一形状、同一寸法で窒化
ホウ素の層４４および４６を有しない治具本体５と底板
８とを組み合せた従来の封着治具４を用いて、上記と同
一条件で気密端子を製造した場合、約１２０回目で寸法
精度の狂いが生じた。

また、封着治具４からの遊離炭素による浸炭現象や炭化
物の転写現象による金属外環１やリード線３へのメッキ
不着やメッキ不良、あるいはガラス２の表面へのメッキ
付着等の不良が約１５％あつた。なお、上記実施例にお
いて、治具本体４１および底板４５を窒化ホウ素の微粉
末を懸濁した水溶液に浸漬して、全面に窒化ホウ素の層
４４および４６を形成する場合について説明したが、前
記水溶液をスプレーあるいは塗布して、少なくとも凹部
４２およびリード線挿通孔４４３の内面にのみ形成する
ようにしてもよい。

もし必要ならば、封着治具４０全体を窒化ホウ素で構成
するよにしてもよい。また、この発明は気密端子の封着
治具のみならず、他の熱処理治具にも適用することがで
きる。

この発明は以上のように、少なくとも被処理部品と接触
する部分を窒化ホウ素て構成したから、熱処理治具の耐
用回数が著みく増大するのみならず、遊離炭素による浸
炭現象や剥落した炭化物による転写現象もなくなり、京
品位の熱処理が施せるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は代表的な気密端子の断面図、第２図は第１図の
気密端子の従来の製造方法を説明するためのガラス封着
前の組立状態を示す断面図、第３図は封着治具が磨耗し
た場合のガラス封着前の組立状態を示す断面図、第４図
はこの発明の一実施例てある気密端子用封着治具の断面
図である。 ４０・・・・・熱処理治具（封着治具）、４１・・・治
具本体、４２・・・・・凹部、４３・・・・・リード線
挿通孔、４４，４６・・・・・窒化ホウ素の層、４５・
・・・・・底板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも被処理部品と接触する部分を窒化ホウ素
   で構成してなる熱処理治具。 ２ グラファイトで形成され、その表面に窒化ホウ素の
   層が形成されている、特許請求の範囲第１項記載の熱処
   理治具。