(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一体式組み立て体の電気低域通過高周波吸収フィルターおよびメカニカル気密シール装置であって、
貫通する通路と内壁を有する導電性金属ケーシングと、
前記通路内を延びていて前記ケーシングと接触していない少なくとも１つの金属電極と、
高周波電気信号を減衰させ、そして前記通路を気体が通過するのを妨げるための手段とを有し、
前記手段は、前記ケーシングの通路の内壁と前記電極に融合されている中実で電磁的に減衰性かつ実質的に気体不透過性のプラグを含み、
これによって前記電極は前記プラグの中に部分的に埋め込まれていて、そして前記通路の残りの自由断面に完全にまたがっていて、
前記プラグは、（ａ）多成分ガラスバインダー５〜50重量％と（ｂ）全体的に分散した少なくとも１種の電磁的に減衰性でフェリ磁性および／または強誘電性の充填材50〜95重量％とからなる高密度でガラス質のセラミックマトリックスを有し、
前記セラミックマトリックスは、以下の機械的および電気的特性すなわち、３〜20ppm/℃の範囲の線膨張係数と、２×10-11darcy以下のヘリウム透過度と、400〜1000℃の範囲の動作点と、250〜700℃の範囲のひずみ点と、130〜600℃の範囲のキューリー温度と、100ohm−cmよりも大きいDC電気容積抵抗と、150volt/milよりも大きい絶縁耐力と、1MHzにおいて1neper/mよりも大きく10MHz以上において5neper/mよりも大きい非導波減衰定数とを有する、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記電極はらせん形のコイルであることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記埋め込まれた電極は曲線型巻線であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記埋め込まれた電極は方向が反転している曲線型巻線の形状に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記バインダーは、酸化鉛とケイ酸鉛と酸化ホウ素と酸化アルミニウムからなるホウケイ酸鉛ガラスを含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記ガラスバインダーは、シリカと酸化アルミニウムと酸化ホウ素と酸化鉛からなるアルミノホウケイ酸鉛ガラスを含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記減衰性のフェリ磁性充填材は一般式が（AaO）1-x（BbO）xFe2O3（ここで、AaとBbはBa、Cd、Co、Cu、Fe、Mg、Mn、Ni、Sr、およびZnからなる群から選択される２価の金属カチオンであり、ｘは０と１の間の分数である）のスピネルフェライトからなることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記減衰性の強誘電性充填材は、（CcO）TiO2型のチタン酸パーブスカイト、および（CcO）ZrO2型のジルコン酸塩（ここで、CcはBa、La、Sr、Pbからなる２価の金属カチオンである）からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記減衰性の強誘電性充填材は、パーブスカイトLa−変性チタン酸鉛ジルコニウムからなることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
中実で電磁的に減衰性かつ実質的に気体不透過性のプラグのための組成物であって、
前記組成物は、（ａ）多成分ガラスバインダー５〜50重量％と（ｂ）全体的に分散した少なくとも１種の電磁的に減衰性でフェリ磁性および／または強誘電性の充填材50〜95重量％とからなる高密度でガラス質のセラミックマトリックスを有し、
前記セラミックマトリックスは、以下の機械的および電気的特性すなわち、３〜20ppm/℃の範囲の線膨張係数と、２×10-11darcy以下のヘリウム透過度と、400〜1000℃の範囲の動作点と、250〜700℃の範囲のひずみ点と、130〜600℃の範囲のキューリー温度と、100ohm−cmよりも大きいDC電気容積抵抗と、150volt/milよりも大きい絶縁耐力と、1MHzにおいて1neper/mよりも大きく10MHz以上において5neper/mよりも大きい非導波減衰定数とを有する、
ことを特徴とする、組成物。
【請求項１１】
前記ガラスバインダーは、酸化鉛とケイ酸鉛と酸化ホウ素と酸化アルミニウムからなるホウケイ酸鉛ガラスを含んでいることを特徴とする、請求項10に記載の組成物。
【請求項１２】
前記バインダーは、シリカと酸化アルミニウムと酸化ホウ素と酸化鉛からなるアルミノホウケイ酸鉛ガラスを含んでいることを特徴とする、請求項10に記載の組成物。
【請求項１３】
前記減衰性のフェリ磁性充填材は、一般式が（AaO）1-x（BbO）xFe2O3（ここで、AaとBbはBa、Cd、Co、Cu、Fe、Mg、Mn、Ni、Sr、およびZnからなる群から選択される２価の金属カチオンであり、ｘは０と１の間の分数である）のスピネルフェライトからなることを特徴とする、請求項10に記載の組成物。
【請求項１４】
前記減衰性の強誘電性充填材は、（CcO）TiO2型のチタン酸パーブスカイト、および（CcO）ZrO2型のジルコン酸塩（ここで、CcはBa、La、Sr、またはPbからなる２価の金属カチオンである）からなる群から選択されることを特徴とする、請求項10に記載の組成物。
【請求項１５】
前記減衰性の強誘電性充填材は、パーブスカイトLa−変性チタン酸鉛ジルコニウムからなることを特徴とする、請求項10に記載の組成物。
【請求項１６】
一体式組み立て体の電気低域通過高周波吸収フィルターおよびメカニカル気密シール装置を製造する方法であって、
貫通する通路を有する導電性金属ケーシングを用意する工程と、
電磁的に減衰性のセラミック材料を用意する工程と、
前記セラミック材料を前記ケーシングの開口部の中に配置する工程と、
少なくとも１つの電極を、前記セラミック材料の内部および前記ケーシングの開口部の内部を延びるように配置する工程と、
非金属で耐熱性の取り付け具を用意して、前記ケーシングと前記電極を互いに固定された関係になるように保持する工程と、
前記ケーシングと前記電極の温度を上昇させて、前記セラミック材料が前記電極の回りと前記ケーシングの開口部の内壁全体で再流動し、前記電極と前記ケーシングの表面と濡らすようにする工程と、
前記ケーシングと前記電極の温度を低下させて、前記セラミック材料が再凝固して、前記ケーシングの開口部に完全にまたがってそしてケーシングの中にある電極を支持する気密性のセラミック−金属融合シールによって、一体式組み立て体の電気低域通過高周波吸収フィルターとメカニカル気密シールからなる装置が形成されるようにする工程と、そして、
前記装置を前記耐熱性の取り付け具から取り出す工程からなり、
前記セラミック材料は、ガラスバインダーと電磁的に減衰性の充填材との混合物であり、
前記電磁的に減衰性の充填材は下記の（ｉ）、（ii）または（iii）の材料を含む：
（ｉ）一般式が（AaO）1-x（BbO）xFe2O3（ここで、AaとBbはBa、Cd、Co、Cu、Fe、Mg、Mn、Ni、Sr、またはZnからなる２価の金属カチオンであり、ｘは０と１の間の分数である）のスピネルフェライトからなるフェリ磁性充填材、
（ii）（CcO）TiO2型のチタン酸パーブスカイト、または（CcO）ZrO2型のジルコン酸塩（ここで、CcはBa、La、Sr、またはPbからなる２価の金属カチオンである）からなる強誘電性充填材、
（iii）パーブスカイトLa−変性チタン酸鉛ジルコニウム、
ことを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記セラミック材料は貫通孔を有するペレットとして形成されていて、前記電極は前記ペレットの貫通孔の中を延びているように配置されていることを特徴とする、請求項16に記載の方法。
【請求項１８】
前記バインダーは、酸化鉛とケイ酸鉛と酸化ホウ素と酸化アルミニウムからなるホウケイ酸鉛ガラスを含んでいることを特徴とする、請求項16に記載の方法。
【請求項１９】
前記バインダーは、シリカと酸化アルミニウムと酸化ホウ素と酸化鉛からなるアルミノホウケイ酸鉛ガラスを含んでいることを特徴とする、請求項16に記載の方法。
【請求項２０】
前記セラミック材料は粉末状であることを特徴とする、請求項16に記載の方法。
【請求項２１】
前記セラミック材料はペレット状であることを特徴とする、請求項16に記載の方法。
【請求項２２】
電気コネクター、一体式組み立て体の電気低域通過高周波吸収フィルターおよびメカニカル気密シールであって、前記組み立て体は、
貫通する通路と内壁を有する導電性金属ケーシングと、
前記通路内を延びていて前記ケーシングと接触していない少なくとも１つの金属電極と、
前記ケーシングの通路の内壁と前記電極に融合されている中実で電磁的に減衰性かつ実質的に気体不透過性のプラグとを有し、
これによって前記電極は前記プラグの中に部分的に埋め込まれていて、そして前記通路の残りの自由断面に完全にまたがっていて、
前記プラグは、（ａ）多成分ガラスバインダー５〜50重量％と（ｂ）全体的に分散した少なくとも１種の電磁的に減衰性でフェリ磁性および／または強誘電性の充填材50〜95重量％とからなる高密度でガラス質のセラミックマトリックスを有し、
前記セラミックマトリックスは、以下の機械的および電気的特性すなわち、３〜20ppm/℃の範囲の線膨張係数と、２×10-11darcy以下のヘリウム透過度と、400〜1000℃の範囲の動作点と、250〜700℃の範囲のひずみ点と、130〜600℃の範囲のキューリー温度と、100ohm−cmよりも大きいDC電気容積抵抗と、150volt/milよりも大きい絶縁耐力と、1MHzにおいて1neper/mよりも大きく10MHz以上において5neper/mよりも大きい非導波減衰定数とを有する、
ことを特徴とするコネクター、フィルターおよびシール。
【請求項２３】
電気発火デバイス、一体式組み立て体の電気低域通過高周波吸収フィルターおよびメカニカル気密シールであって、前記組み立て体は、
貫通する通路と内壁を有する導電性金属ケーシングと、
前記通路内を延びていて前記ケーシングと接触していない少なくとも１つの金属電極と、
前記ケーシングの通路の内壁と前記電極に融合されている中実で電磁的に減衰性かつ実質的に気体不透過性のプラグとを有し、
これによって前記電極は前記プラグの中に部分的に埋め込まれていて、そして前記通路の残りの自由断面に完全にまたがっていて、
前記プラグは、（ａ）多成分ガラスバインダー５〜50重量％と（ｂ）全体的に分散した少なくとも１種の電磁的に減衰性でフェリ磁性および／または強誘電性の充填材50〜95重量％とからなる高密度でガラス質のセラミックマトリックスを有し、
前記セラミックマトリックスは、以下の機械的および電気的特性すなわち、３〜20ppm/℃の範囲の線膨張係数と、２×10-11darcy以下のヘリウム透過度と、400〜1000℃の範囲の動作点と、250〜700℃の範囲のひずみ点と、130〜600℃の範囲のキューリー温度と、100ohm−cmよりも大きいDC電気容積抵抗と、150volt/milよりも大きい絶縁耐力と、1MHzにおいて1neper/mよりも大きく10MHz以上において5neper/mよりも大きい非導波減衰定数とを有する、
ことを特徴とする発火デバイス、フィルターおよびシール。
【請求項２４】
自動車用点火プラグ、一体式組み立て体の電気低域通過高周波吸収フィルターおよびメカニカル気密シールであって、前記組み立て体は、
貫通する通路と内壁を有する導電性金属ケーシングと、
前記通路内を延びていて前記ケーシングと接触していない少なくとも１つの金属電極と、
前記ケーシングの通路の内壁と前記電極に融合されている中実で電磁的に減衰性かつ実質的に気体不透過性のプラグとを有し、
これによって前記電極は前記プラグの中に部分的に埋め込まれていて、そして前記通路の残りの自由断面に完全にまたがっていて、
前記プラグは、（ａ）多成分ガラスバインダー５〜50重量％と（ｂ）全体的に分散した少なくとも１種の電磁的に減衰性でフェリ磁性および／または強誘電性の充填材50〜95重量％とからなる高密度でガラス質のセラミックマトリックスを有し、
前記セラミックマトリックスは、以下の機械的および電気的特性すなわち、３〜20ppm/℃の範囲の線膨張係数と、２×10-11darcy以下のヘリウム透過度と、400〜1000℃の範囲の動作点と、250〜700℃の範囲のひずみ点と、130〜600℃の範囲のキューリー温度と、100ohm−cmよりも大きいDC電気容積抵抗と、150volt/milよりも大きい絶縁耐力と、1MHzにおいて1neper/mよりも大きく10MHz以上において5neper/mよりも大きい非導波減衰定数とを有する、
ことを特徴とする点火プラグ、フィルターおよびシール。
【請求項２５】
一体式組み立て体の電気低域通過高周波吸収フィルターおよびメカニカル気密シール装置であって、前記組み立て体は、
貫通する通路と内壁を有する導電性金属ケーシングと、
前記通路内を延びていて前記ケーシングと接触していない少なくとも１つの金属電極と、
高周波電気信号を減衰させ、そして前記通路を気体が通過するのを妨げるための手段とを有し、
前記手段は、前記ケーシングの通路の内壁と前記電極に融合されている中実で電磁的に減衰性かつ実質的に気体不透過性のプラグとを有し、
これによって前記電極は前記プラグの中に部分的に埋め込まれていて、そして前記通路の残りの自由断面に完全にまたがっていて、
前記埋め込まれた電極は、曲線型巻線の形状、または方向が反転している曲線型巻線の形状に形成されていて、
前記プラグは、（ａ）多成分ガラスバインダー５〜50重量％と（ｂ）全体的に分散した少なくとも１種の電磁的に減衰性でフェリ磁性および／または強誘電性の充填材50〜95重量％とからなる高密度でガラス質のセラミックマトリックスを有し、
前記セラミックマトリックスは、以下の機械的および電気的特性すなわち、３〜20ppm/℃の範囲の線膨張係数と、２×10-11darcy以下のヘリウム透過度と、400〜1000℃の範囲の動作点と、250〜700℃の範囲のひずみ点と、130〜600℃の範囲のキューリー温度と、100ohm−cmよりも大きいDC電気容積抵抗と、150volt/milよりも大きい絶縁耐力と、1MHzにおいて1neper/mよりも大きく10MHz以上において5neper/mよりも大きい非導波減衰定数とを有し、
前記バインダーは、酸化鉛とケイ酸鉛と酸化ホウ素と酸化アルミニウムからなるホウケイ酸鉛ガラス、またはシリカと酸化アルミニウムと酸化ホウ素と酸化鉛からなるアルミノホウケイ酸鉛ガラスを含んでいて、
前記減衰性のフェリ磁性充填材は、一般式が（AaO）1-x（BbO）xFe2O3（ここで、AaとBbはBa、Cd、Co、Cu、Fe、Mg、Mn、Ni、Sr、およびZnからなる群から選択される２価の金属カチオンであり、ｘは０と１の間の分数である）のスピネルフェライトからなり、
前記減衰性の強誘電性充填材は、（CcO）TiO2型のチタン酸パーブスカイト、および（CcO）ZrO2型のジルコン酸塩（ここで、CcはBa、La、Sr、またはPbからなる群から選択される２価の金属カチオンである）、およびパーブスカイトLa−変性チタン酸鉛ジルコニウムからなる群から選択される、ことを特徴とする、フィルターとメカニカル気密シールからなる装置。
【請求項２６】
中実で電磁的に減衰性かつ実質的に気体不透過性のプラグのための組成物であって、
前記組成物は、（ａ）多成分ガラスバインダー５〜50重量％と（ｂ）全体的に分散した少なくとも１種の電磁的に減衰性でフェリ磁性および／または強誘電性の充填材50〜95重量％とからなる高密度でガラス質のセラミックマトリックスを有し、
前記セラミックマトリックスは、以下の機械的および電気的特性すなわち、３〜20ppm/℃の範囲の値で記述される線膨張係数と、２×10-11darcy以下のヘリウム透過度と、400〜1000℃の範囲の値で記述される動作点と、250〜700℃の範囲の値で記述されるひずみ点と、130〜600℃の範囲の値で記述されるキューリー温度と、100ohm−cmよりも大きい値で記述されるDC電気容積抵抗と、150volt/milよりも大きい絶縁耐力と、1MHzにおいて1neper/mよりも大きく10MHz以上において5neper/mよりも大きい非導波減衰定数とを有し、
前記バインダーは、酸化鉛とケイ酸鉛と酸化ホウ素と酸化アルミニウムからなるホウケイ酸鉛ガラス、またはシリカと酸化アルミニウムと酸化ホウ素と酸化鉛からなるアルミノホウケイ酸鉛ガラスを含んでいて、
前記減衰性のフェリ磁性充填材は、一般式が（AaO）1-x（BbO）xFe2O3（ここで、AaとBbはBa、Cd、Co、Cu、Fe、Mg、Mn、Ni、Sr、またはZnからなる２価の金属カチオンであり、ｘは０と１の間の分数である）のスピネルフェライトからなり、
前記減衰性の強誘電性充填材は、（CcO）TiO2型のチタン酸パーブスカイト、または（CcO）ZrO2型のジルコン酸塩（ここで、CcはBa、La、Sr、またはPbからなる２価の金属カチオンである）、またはパーブスカイトLa−変性チタン酸鉛ジルコニウムからなる、
ことを特徴とする組成物。
【請求項２７】
一体式組み立て体の電気低域通過高周波吸収フィルターおよびメカニカル気密シール装置を製造する方法であって、
貫通する通路を有する導電性金属ケーシングを用意する工程と、
粉末状またはペレット状で電磁的に減衰性のセラミック材料を用意する工程と、
前記セラミック材料を前記ケーシングの開口部の中に配置する工程と、
少なくとも１つの電極を、前記セラミック材料の内部および前記ケーシングの開口部の内部を延びるように配置する工程と、
非金属で耐熱性の取り付け具を用意して、前記ケーシングと前記電極を互いに固定された関係になるように保持する工程と、
前記ケーシングと前記電極の温度を上昇させて、前記セラミック材料が前記電極のまわりと前記ケーシングの開口部の内壁全体で再流動し、前記電極と前記ケーシングの表面を濡らすようにする工程と、
前記ケーシングと前記電極の温度を低下させて、前記セラミック材料が再凝固して、前記ケーシングの開口部に完全にまたがってそしてケーシングの中にある電極を支持する気密性のセラミック−金属融合シールによって、一体式組み立て体の電気低域通過高周波吸収フィルターとメカニカル気密シールからなる装置が形成されるようにする工程と、そして、
前記装置を前記耐熱性の取り付け具から取り出す工程、
からなり、
前記セラミック材料は、ガラスバインダーと電磁的に減衰性の充填材との混合物であり、
前記セラミック材料は貫通孔を有していて、前記電極は前記貫通孔の中を延びているように配置されていて、
前記バインダーは、酸化鉛とケイ酸鉛と酸化ホウ素と酸化アルミニウムからなるホウケイ酸鉛ガラス、またはシリカと酸化アルミニウムと酸化ホウ素と酸化鉛からなるアルミノホウケイ酸鉛ガラスを含んでいて、
前記電磁的に減衰性の充填材は、一般式が（AaO）1-x（BbO）xFe2O3（ここで、AaとBbはBa、Cd、Co、Cu、Fe、Mg、Mn、Ni、Sr、またはZnからなる２価の金属カチオンであり、ｘは０と１の間の分数である）のスピネルフェライトからなるフェリ磁性充填材、および／または（CcO）TiO2型のチタン酸パーブスカイト、または（CcO）ZrO2型のジルコン酸塩（ここで、CcはBa、La、Sr、またはPbからなる２価の金属カチオンである）、またはパーブスカイトLa−変性チタン酸鉛ジルコニウムからなる強誘電性充填材を含んでいる、
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、低域通過周波数応答を与えるために電磁的に減衰性のセラミック材料を組み込んだ消散性密閉式電気フィルターアセンブリー（組立品）に関する。
従来技術の記述
低域特性を有する高周波障害（radio frequency interference:RFI）抑制フィルターは、直流（DC）信号及び低周波数交流（AC）信号の通過を許しながら不必要な高周波数信号の抑制を確実にするために、一般に、一体型のサブアセンブリーとして電気内部接続デバイス又は電気デバイスに組み入れられる。このRFI抑制機能は、しばしば、強力なRF信号環境中でRF感受性電子デバイスに妨害を与えない操作を確実にすること、或いは電子デバイスからのRFエネルギーの伝導性放出又は放射性放出を防ぐことが要求される。RFI抑制機能は、RFエネルギーの抑制に失敗すると爆薬又は推進薬の誤動作に直接つながる可能性のある、電気発火デバイス（electroexplosive device:EED）の設計において非常に重要である。このようなフィルターは内部損失を無視できる程度に押さえて直流を通さなければならない。
多くの場合、これらのRFIフィルターを組み入れた電気デバイスは、気密シールを与えて、閉鎖容器内に収容されている感受性の高い部品又は材料を保護することも要求されている。従来、これらのデバイスに必要とされる電気低域通過フィルター及び機械的気密または液密シールは分離された別個の部品であった。多くのEEDは、水蒸気の侵入による劣化を受けやすい強力な化学材料のための密閉室を組み込む。この室に対する電気的アクセスは、埋め込み貫通型の電気コンダクター（以下、「電極」とも称する）を組み込む一体性の高いガラス−金属シールにより得られる。同様にRFI抑制フィルターを組み込んでいて、航空宇宙用途に使用される多くの隔壁装着型コネクターは、ガラス（またはセラミック）−金属シール技術を使用して構成されていて、要求される気密性又は液密性を達成する。
吸収フィルターは、固体媒体内に加えられるRF出力を周囲に効率的に伝達されなければならない熱の形態で消散するフィルターである。損失のメカニズムは電気的、磁気的又はそれらの組合せである。これらの集中した又は分散配置した要素の絶縁電磁構造は、関連したリアクタンス構造（直列インダクタンス及び分路キャパシタンス）と組み合わせることにより、所望の電気的ネットワーク特性を達成できる。
アルミナ及び炭化ケイ素から主に形成される電気的消散性セラミックスは、「電気的マイクロ波エネルギーを消散するための改良された減衰性の誘電構造の製造法」の名称で1970年11月３日に発行されたL.E.Gates,Jr.氏等の米国特許3,538,205号、及び「電気的マイクロ波エネルギーを消散するための減衰性の誘電構造」の名称で1970年６月20日に発行されたL.E.Gates,Jr.氏等の米国特許3,671,275号に記載されている。0.6程度の高さの誘電正接が報告されている。「高出力電気マイクロ波エネルギーのためのMgO−SiC減衰性誘電体」という名称で1973年10月16日に発行されたL.E.Gates,Jr.氏等の米国特許3,765,912号は、マグネシア及び炭化ケイ素のマトリックスに基づいて更に発展させたことを報告する。しかし、これらの組成物は、ごくわずかな磁気損失、高多孔性、高融点、及び液状のときの低い湿潤特性を特徴とする。そのため、それらは金属部材との融合シールを形成するのに適していない。
許容できる高さの磁気誘電正接（magnetic loss tangent）及びDC容積抵抗率を有する磁気消散材料はスピネルフェライトの形態で市販されている。「軟質フェライト、特性及び用途（Soft Ferrites,Properties and Applications）」（第２版）（Butterworths,Stronham MA,1988年）においてE.C.Snelling氏は、これらの材料の電磁気特性を記載する。「消散性同軸RFIフィルター（A Dissipative Coaxial RFI Filter）」IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility（1964年１月、pp.55〜61）においてP.Schiffres氏は減衰性の送電線フィルターを構成するためのこれらの材料の応用について記載し、「消散性RF減衰器としてのフェライト（Ferrites as Dissipative RF Attenuators」Technical Memorandum W−11/66.U.S.Naval Weapons Laboratory,Dahlgren VA（1966年）においてJ.H.Francis氏は、EED減衰部材としてのそれらの応用を記載する。
「多目的不透明性ガラスを用いるフェライト記録ヘッドの製造法（Method of Manufacturing Ferrite Recording Heads With a Multipurpose Devitrifiable Glass）」という名称で1972年８月１日に発行されたJ.F.Ruszczyk氏の米国特許3,681,044号、「ガラス結合又はマンガン−亜鉛フェライト（Glass Bonding or Manganese−Zinc Ferrite）」という名称で1977年９月20日に発行されたR.Huntt氏の米国特許4,048,714号及び「シール用ガラス（Sealing Glass）」という名称で1989年８月８日に発行されたY.Mizuno氏等の米国特許4,855,261号において報告されているように、種々のガラスシール組成物が、フェライト成形物を互いに結合するために開発されている。これらの組成物はそれらをRF吸収材として有用にし得る電磁的に減衰性の特性を特徴としない。
L.A.Pask氏は、ガラス−金属の界面における化学結合（CHEMICAL BONDING AT GLASS−TO−METAL INTERFACES）について、1987年12月13〜18日にAmerican Society of Mechanical Engineersの冬季年会で開催されたTECHNOLOGY OR GLASS,CERAMIC,OF GLASS−CERAMIC TO METAL SEALINGにおいて発行された文献中で論じている。この論文は、再流動化したガラス状セラミックとそれが結合される基材（それはフェライト又は金属構造）との間の融合結合界面が化学的に別個の領域である旨を開示する。
磁気的に減衰性の高周波（RF）吸収フィルター要素、典型的には、焼結されたビーズ形状のスピネル型フェライトの要素および、物理的に異なる機械的シール要素、典型的には、融合したガラス−金属構造のシール要素を組み込んだアセンブリーについて、1971年３月23日に発行された、T.Warnhallの米国特許3,572,247号である「ワイヤーブリッジ起爆装置のための保護性RF減衰器プラグ」、1983年12月27日に発行された、J.A.Barretの米国特許4,422,381号である「静電気放電要素およびフェライトスリーブを有する点火プラグ」および1991年５月28日に出願された、H.W.Fogleの米国特許出願No.07−706211号である「ポッティングされたフェライト要素を使用したフィルター化された電気接続アセンブリー」に記載されている。これらの設計によると、フィルターとシール要素を構成するために、別々のプロセス工程が必要とされる。
電気的に減衰性の高周波吸収フィルター要素、典型的には、チタン酸バリウム（BaTiO3）のような強誘電性材料からなる円筒型コンデンサーおよび、物理的に異なる機械的シール要素を組み込んだアセンブリーについて、1974年10月８日に発行された、W.G.Clarkの米国特許3,840,841号である「高周波フィルターを有する電気コネクタ」、1980年２月５日に発行された、K.S.Boutrosの米国特許4,187,481号である「高周波抑制特性を有する電磁波障害フィルター付きのコネクタ」および1988年３月29日に特許された、S.E.Fochtの米国特許4,734,663号である「シールドされた部材およびその製造方法」に記載されている。
ある種の自動車用スパークプラグは、高周波フィルターと機械的シール機能を、融合シールを形成するガラス状セラミック構造として、一体化している。例えば、1978年９月５日に発行された、G.L.Stimsonの米国特許4,112,330号である「金属化されたガラスによりシールされた抵抗組成物および抵抗スパークプラグ」、1980年９月23日に発行された、K.Nishioらの米国特許4,224,554号である「低ノイズレベルのスパークプラグ」、1985年３月12日に発行された、M.Sakaiらの米国特許4,504,411号である「抵抗を組み込んだスパークプラグ用の抵抗組成物」および、1989年１月３日に発行された、G.L.Stimsonの米国特許4,795,944号である「金属化されたガラスによりシールされた抵抗組成物」は、セラミック組成物からなる密封シールを記載しているが、典型的には5000オームの消散型電気抵抗を直列に接続して、スパークのギャップで発生する高周波エネルギーを減衰させており、それによって自動車の点火システムにおける高周波障害の発生を減少させている。これらの設計は、高周波エネルギーを減衰させるために完全にオームの法則および誘電損失機構に依存している。より重要な問題としては、ガラス状シール領域を通過させる金属化された電気伝導性の電極を有しておらず、その結果、DC損失が著しくなる。これらの要因によって、この技術が、電気的な隔壁を通しての接合、コネクターおよびEEDの製造のために無意味なものとなっていて、ここで、DCの連続性は、本質的に必要な特性である。
フェリ磁性または強誘電性の充填材を含むプラスチックは、高周波信号を減衰させる媒体として使用されており、1989年11月７日に発行された、H.J.Sterzelの米国特許4,879,065号である「電磁波放射線を吸収し、強誘電性物質および／または圧電性物質を含むプラスチックの製造方法」に記載されている。これらのプラスチックにより、使用の所望の形態に基づいて減衰フィルターを電極に埋め込む構造、すなわち、らせん状や渦巻状にすることが可能になっている。しかしながら、これらの材料は、機械的気密シールや液密シールに要求される機械的耐久性や化学的抵抗性に乏しいという問題があり、特に、極端な高温や低温、あるいは腐食性の環境において弱いという問題があった。
減衰性のフェリ磁性セラミックに埋め込まれたらせん状の電極を有するフィルターは、1989年７月18日に発行された、Dowらの米国特許4,848,233号で「広範囲の高周波数に適用できる電気発火デバイスを保護する手段」として報告されている。これらの壊れやすくて多孔性のデバイスは、流体シール用要素としても使用することは不可能である。
一方、先行技術の特許に記載された、フィルター／シールが装着された隔壁装着部材、コネクタ、EEDおよびスパークプラグは、かなりの成功をおさめてきたが、しかし多様な構成部品や、電気的、機械的および伝熱機能を達成するために種々の接合技術に要求される複雑さについての問題点は、いまだ解決されていない。この複雑さは、多大な製造コストをもたらし、そして特に、フィルターの設計が高速の機械加工による組み立てにそぐわない場合には重大である。
発明の要旨
本発明の目的は、低コストで耐久力があり、コンパクトで簡単な構造を有する電気低域通過性RFI抑制フィルターおよび気密シールの組み合わせを提供することである。
本発明の目的は、低域通過電気ネットワークとして作用する、各種の有用な形状、例えば、直線のピン、方向の反転を伴うか伴わない螺旋巻き（spiral winding）および方向の反転を伴うか伴わない渦巻き（herical winding）を有する埋設型貫通コンダクター（thru−conductor）電極を組み込む低再流動温度融合シールを形成するのに適当な電磁気的に減衰性のガラス状セラミック材料を提供することである。これらのシールの特徴は、製造可能性および電熱性能を現在入手可能な設計を越えて改良した。
これら並びに他の目的は、密閉シールを有する低域通過消散性RFI抑制フィルターを構築するための方法を提供することによって達成される。さらに、このフィルターの設計は、固有の有効電力処理能力および機械的耐久性を提供する。本発明のフィルターは、気密性で高周波数信号の伝達に関して高度に減衰性の電気的なセラミックと金属とのシールを製造するのに適した、改良された封止ガラス（以下においてセラミック材料と称する）を含む。本発明のセラミック材料は、ガラスバインダー、並びにスピネル構造のフェリ磁性材料および／またはパーブスカイト構造の強誘電性材料から成る電磁気的に減衰性のフィルターから形成された高密度の複合マトリックスである。本発明のフィルター／シール構造は、化学的に結合した融合接合を使用して、セラミック材料と隣接金属部材とのガラス−金属接着を達成している。
【図面の簡単な説明】
図１は、２個の直線の貫通コンダクター電極を有する本発明のフィルター／シール組立品の一つの実施態様の端面図である。
図２は、図１の線２−２に沿う垂直断面図である。
図３は、らせん巻き形状で形成された単一の貫通コンダクター電極を有する本発明のフィルター／シール組立品の別の実施態様の端面図である。
図４は、図３の線４−４に沿う垂直断面図である。
図５は、製造プロセス取り付け具、およびその中に配置した図１のフィルター／シール組立品の垂直断面図である。
図６は、電気発火デバイスの組立部品として組み込んだフィルター／シールの垂直断面図である。
図７は、自動車のスパークプラグの組立部品として組み込んだフィルター／シールの垂直断面図である。
本書中の説明および図面は単なる例示であり、多様な改良および変更を本発明の精神から離れることなく開示した構造物において行うことが可能であるということを当然に理解すべきである。
好ましい実施態様の説明
全図面、そしてその図１および図２にさらに詳細に言及すると、本発明のフィルター／シール組立品10の一つの実施態様が開示されている。フィルター／シール組立品10は、内部を通る通路17を有する導電性の金属ケーシング13を含んでいる。２個の金属電極14は、金属ケーシング13の通路17を通ってそしてそれを越えて延びている。セラミック材料からなる中実のプラグ15が設けられ、それは、ケーシング13および電極14に融合、即ち、高温での再流動および表面湿潤プロセスによって化学的に結合していて、通路17にまたがっていて、それによって気密性で電磁気的に減衰性のシールを形成している。セラミック材料の溶融ガラスバインダーを金属表面に液体−固体湿潤し、続いて上記材料を冷却することによって、化学的に結合した融合接合13aが金属ケーシング13およびセラミックプラグ15の間に達成され、化学的に結合した融合接合15aがプラグ15および電極14の間に達成される。
本発明のフィルター／シール組立品20を示す図３および図４にさらに詳細に言及すると、別の実施態様が開示されている。フィルター／シール組立品20は、内部を通る通路27を有する金属ケーシング23を含んでおり、らせん状であるように示されている電極24はケーシング23を通って、そして、それを越えて延びている。セラミック材料からなる中実のプラグ25が設けられ、それは、ケーシング23および電極24に融合していて、通路27にまたがっていて、それによって気密性で電磁気的に減衰性のシールを形成している。セラミック材料の溶融ガラスバインダーを金属表面に液体−固体湿潤し、続いて上記材料を冷却することによって、化学的に結合した融合接合23aが金属ケーシング23およびセラミックプラグ25の間に達成され、化学的に結合した融合接合25aがプラグ25および電極24の間に達成される。
図５は、図１及び図２に示したフィルターシールを製造するために用いる非金属で耐熱性の取り付け具31を示す。取り付け具31は、ベース35、ピン位置決め部材37及びカバー33を含む。ケーシング13は、ベース36内に、電極の下端をベース35内のピン位置決め部材37中に固定して配置されている。カバー33は、フィルターシール組立品を覆い、ベース35によって支持されている。ベース35、カバー33及びピン位置決め部材37によって、ケーシング13と電極14が互いに固定するようにして支持されている。
より詳しくは、図６を参照すると、電気発火デバイス40の形態のフィルター／シール組立品の態様が示されている。電磁的に減衰性のガラス状のセラミック材料からなる中実のプラグ42が、金属ケーシング43の通路45内に位置していて、且つケーシング43の内壁並びに電極50に結合するように設けられていて、プラグとケーシングとの融合接合44及びプラグと電極との融合接合46が、それぞれ、これらの部材間の全ての接触点において均一に得られるようになっている。
抵抗性のブリッジワイヤー48が、電極50及びケーシング43に接合している。火工組成物41が完全に充填された金属の装填キャップ47がケーシング43に結合されてシールされていて、火工組成物41がブリッジワイヤー48に密に接触している。プラグ42から突き出た電極50及びケーシング43に結合しているケーシング接点49によってブリッジワイヤー回路の電気的末端が与えられ、それによって電気信号入力引き込み口が構成される。この構造により、ガス不透過性中実プラグ42及び融合接合44及び46のために、火工組成物に対する気密に密封シールされた封入体が与えられる。また、この構造により、入力引き込み口とブリッジワイヤー48の末端との間の低域通過分布要素吸収性RFI抑制フィルターが与えられる。
より詳しくは、図７を参照すると、自動車用スパークプラグ60の形態のフィルター／シール組立品の態様が示されている。電磁的に減衰性のガラス状のセラミック材料からなる中実のプラグ62が、金属ケーシング64の通路70内に位置していて、且つケーシング64の内壁及び中心電極61に結合するように設けられていて、プラグとケーシングとの融合接合68及びプラグと電極との融合接合67が、それぞれの部材間の全ての接触点において均一に得られるようになっている。セラミックの絶縁体63がケーシングに結合して、ケーシング64の電気的に絶縁された延長部が形成されている。ケーシング64に結合している接地電極65とプラグ62から突き出た中心電極61との間の間隙によってスパークギャップ69が形成されている。プラグ62から突き出た中心電極61は、スパークギャップ69への低域通過電気接触を与える高電圧末端66を有する。この構造により、密閉された燃焼室（図示せず）内に配置されたスパークギャップ69と外部雰囲気との間の気密な密封シールが与えられる。更に、この構造により、燃焼室内のスパークギャップ69において生成し、減衰しなければ高電圧末端66に接続した電気的回路を通して伝導されてしまう不要電波であるRFエネルギーの減衰が与えられる。
セラミックプラグ15、25、42及び62は、電磁的に減衰性のガラス状のセラミック材料でできている。この材料は、ガラスバインダーを含む密なマトリックスおよびマトリックス全体にわたって分散する電磁的に減衰性の充填材50〜95重量％を含んでいる。
電極は、直線状であっても、曲線状（例えば、方向の反転を伴うか又は伴わないらせん状、及び方向の反転を伴うか又は伴わない渦巻状）であってもよい。それぞれのフィルター／シール組立品10、20、40及び60において、一つの又は複数の電極を用いることができる。
プラグ15、25、42及び62には、ケーシング13、23、43及び64に挿入する前にあらかじめ貫通孔（図示せず）を形成して、電極14、24、50及び61を後から配置し、封止するために昇温下で再流動させることができる。
許容できるバインダーとしては、Al、Ｂ、Ba、Mg、Sb、Si及びZnの酸化物を含む硼珪酸鉛ガラス及びアルミノ硼珪酸鉛ガラスが挙げられるが、これらに限定されない。微細に粉砕したフリットの形態で商業的に入手可能な材料としては、CORNING（ニューヨーク州、Corning）高温フェライトシールガラス、例えば、＃1415、＃8165、＃8445、CORNING低温フェライトシールガラス、例えば、＃1416、＃1417、＃7567、＃7570及び＃8463、及びFERRO  CORPORATION（オハイオ州、Cleveland）低温ディスプレーシールガラス、例えば、＃EG4000及び＃EG4010が挙げられる。
許容できるフェリ磁性充填材としては、（AaO）1-x（BbO）xFe2O3タイプ（式中、Aa及びBbは、Ba、Cd、Co、Cu、Fe、Mg、Mn、Ni、Sr又はZnの二価金属カチオンであり、ｘは０と１の間の分数である）のスピネル構造フェライトが挙げられるが、これらに限定されない。焼結したマンガン／亜鉛及びニッケル／亜鉛のスピネルフェライト粉末、例えば、それぞれFAIR−RITE  PRODUCTS（ニューヨーク州、Wallkill）＃73及び＃43が例である。
許容できる強誘電性充填材としては、（XxO）TiO2タイプのチタン酸パーブスカイト及び（XxO）ZrO2タイプのジルコン酸パーブスカイト（式中、XxはBa、La、Sr又はPbの二価金属カチオンを示す）が挙げられるが、これらに限定されない。チタン酸バリウム：（BaO）TiO2が代表的な種である。他の許容できる充填材としては、PLZTとして知られている電気的に減衰性のLa−変性Pb（Zr,Ti）O3パーブスカイトセラミックが挙げられる。
電磁的に減衰性のセラミック混合物は、揮発性有機キャリヤ液体中にセラミック媒体を入れたボールミル中でバインダー及び充填材を成形剤及び脂肪酸分散剤と共に混合することにより形成される。この発明には、５〜50重量％のバインダーと50〜95重量％の充填材から成る組成物が含まれる。できた混合物は次に乾燥される。
フィルター／シールをこの乾燥混合物から直接作ってもよく、ある量のそれを金属部分に適当に固着させることによって、即ちケーシング13、プラグ15及び電極14を取り付け具31内に配置することによりケーシング及び電極に固着させることによって直接構築してもよい。次いで、この組立体をガラス動作点（glass working point）を上回る温度まで上げ、その混合物を再流動させて金属表面を濡らし、そして最後にその組立体を冷却して化学的に結合した融合シールを得る。この技術で、電気的に有用な形状、例えば螺旋のような形状の誘導子に予備形成された電極が使えるようになる。
また、乾燥した混合物を高温で再流動させて所望の形状物、すなわち１又は２以上の貫通孔を有するガラス質の固体／円筒形ペレット、環状体、球状体、管状体又は薄い円板の“予備成形物”にしてもよい。これら予備成形物を高速自動機械装置と共に用いて最終成形品を予備的に組立ててから、それを融合シールにするために再流動炉に供してもよい。ガラス質の予備成形物は、それらを使用してできるフィルター／シールの均一性を確保するために、実質的に空孔が無いものでなければならない。それらは、最終成形品ケーシング及び電気誘導子に関して従転嵌合（free running fit）できるようなサイズであるべきである。予備成形物の主要部が正確に制御される限り、寸法許容度は比較的緩やかである。
実施例１
図６に示した１本のオームブリッジワイヤを有する電気発火デバイスに用いるためのフィルター／シールを組み込んだヘッダー副集成部品で、この発明の実用化を説明する。
充填材、微粉砕した（325メッシュ）市販グレードの焼結ニッケル−亜鉛スピネルフェライト粉末である（NiO）0.3（ZnO）0.7Fe2O3を、バインダー、粉砕した（325メッシュ）アルミノホウケイ酸鉛ガラス（10％シリカ、10％酸化ホウ素、15％酸化アルミニウム及び75％酸化鉛、全て重量基準）と、ジルコニア又はアルミナ媒体、有機キャリヤ液体としてのポリビニルアルコール又はアセトン、成形剤としてのポリ酢酸ビニル又はポリビニルブチロール、及び分散剤としてのメンハーデン魚油の入ったポリエチレンボールミル中で混合することにより、セラミック組成物を調製する。充填材／バインダーの比率は85重量％である。できた材料を乾燥し、ステンレススチールダイセットを備えたプレスを用いて環状にプレスし、適する共形の窪みを有するシリカ焼成プレート上に載せ、そして590℃で酸化性雰囲気中で45分間ガラス状にする。こうして、有機物質を含まないガラス質の環状予備成形物が冷却及び固形化後に得られる。
この融合セラミック材料の25℃における特性を表Ｉに示す。
表  Ｉ                      
比重                                 4.6g/cm3
熱伝導率                             3.5W/cm
比熱                                 0.8J/g秒
熱拡散率                             ９×10-7m2/秒
熱膨張係数                           8.5ppm/C
ヘリウム透過度                       10-12darcy
キューリー温度                       140℃
DC抵抗                              106オーム・cm
絶縁耐力，分                         200V/mil
10MHzにおける高周波特性
誘電率                             10
初期透過度                         500
誘電正接
電磁的,u"/u'                     1
電気的,e"/e'                     0.1
非導波伝播定数
減衰定数                           5.3neper/m
EEDヘッダーを次のようにして製造する：（１）円筒状ケーシング（ASTM  F30−85による鉄−ニッケル合金＃46、300〜350℃にわたっての平均の線TCE7.1〜7.8ppm/℃、30〜500℃にわたっての平均の線TCE8.2〜8.9ppm/℃）、（２）真っすぐの円形ワイヤーの形をした電極（ASTM F29−78によるDUMETワイヤー、半径方向TCE9.2ppm/℃）、及び（３）予備成形物を、黒鉛又は窒化ホウ素の取り付け具上で一緒に接合し、次いでそのゆるい取付け集成体を炉中で酸化性雰囲気中で600℃において10分間焼成する。その予備成形物はケーシング内及び電極の回りで溶融、再流動し、そして冷却することによって凝固して融合フィルター／シールを形成する。このデバイスは、マトリックス中に微小応力が生ずるのを最少限に抑えるために、390℃で30分間更に焼鈍均熱処理することを必要とする。周囲温度までゆっくり冷却すると、プロセスのこの部分が完了する。使用できる最終製品とするためには、バリ取り、研削、磨き仕上げ、洗浄及びメッキのような様々な仕上げ操作が必要になるだろう。
表IIは上記のようにして製造した典型的なフィルター／シールのプラグの性能特性をまとめたものである。このプラグは同表に記載した寸法を持つ同軸形状を有する。
表  II                      
寸法
セラミックプラグの長さ             1.0cm
ケーシングの内径                   0.5cm
電極の直径                         0.1cm
成端インピーダンス、＠10MHz
実数部（Ｚ）                       1.2オーム
虚数部（Ｚ）                       0.2オーム
絶縁抵抗、分（１）                   ５×107オーム
絶縁耐力、分（２）                   1000VDC
シール保全性
ヘリウム漏洩、＠１気圧（３）       10-8cm3/秒
保持性、分                         3000PSI
供給点（feed point）インピーダンス
実数部（Ｚ）                       84オーム
虚数部（Ｚ）                       81オーム
RF減衰率、＠10MHz（４）              18dB
注：（１）500VDC、25℃における電極対ケーシングの電気抵抗;MIL−STD−1344、方法3003による。
（２）海面高度での電極対ケーシングの耐電圧;MIL−STD−1344、方法3003による。
（３）ASTM  F134−85による。
（４）終端電力損失。
実施例２
他の全ての点で実施例１と同じであるが、ただし（MnO）0.5（ZnO）0.5Fe2O3の形のマンガン−亜鉛スピネルフェライト粉末を用い、フィルター／バインダー比60％、及びピッチ0.15cmで３回の完全巻きを有する直径0.05cmのワイヤーとして形成された螺旋電極を有するフィルター／シールは1MHzで約8dBの終端電力損失を与える。このフィルター／シールの有効性はより高い周波数で減退するが、0.1〜1.0MHzでは、実施例１に記載したフィルター／シールと比較した場合、優れた性能を提供する。
定量的な機械的、電気的設計基準
本発明のフィルター／シールは多様な範囲の定量的な性能目標を満足するように設計することができる。特定のバインダーと充填材を選択し、それらの割合と粒径を制御し、特性の変性剤を加え、そしてその配合法を適合させることによって、材料についての下記の固有の変数を、所定の用途に関する特定の外的要件を満足するように調整することができる：
（１）線熱膨張率（TCE）；
（２）熱伝導率及び熱拡散率；
（３）粘稠ガスの流動透過率；
（４）歪点、即ちセラミックの粘度が1014.6ポイズとなる温度；
（５）動作点、即ちセラミックが容易に流動し、その流動セラミックが接触する金属表面を濡らす温度；
（６）キューリー点；
（７）DC容積電気抵抗（DCR）；
（８）絶縁耐力；及び
（９）非導波（unguided wave）減衰定数、即ち
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の実数成分；但し、上記式において、ｆは周波数（Hz）であり、
ε＊＝ε’−ｊε”は複素誘電率（ファラド／メートル）であり、
そしてμ＊＝μ’−ｊμ”は複素透磁率（ヘンリー／メートル）である。
1.熱膨張率（TCE）
高強度フィルター／シールは、バインダー及び充填材のTCEが密接に適合し、シールの微小亀裂及び破壊を招きかねないマトリックス内の微小応力の成長が回避される必要がある。さらに、得られたセラミック組成物のTCEは、最終製品の導電体（電極）及びケーシング用に選択された金属のTCEと適合しなければならない。通常、シールは金属部材の近接部分でセラミックが確実に圧縮充填するように設計されねばならない。
スピネルフェライトは、８〜10ppm/℃の範囲内のTCEを有する。上記記載のガラスバインダーは、この範囲内に入るように特定的に設計されている。これは、良好な熱的−機械的解決法は、この範囲内にも入るASTM  F30−85  鉄−ニッケル・シール用合金＃46、＃48及び＃52で構成された最終製品において得られることを意味している。他の多くの市販合金、例えば＃426ステンレススチール（TCE  9.0ppm/℃）も本明細書中に記載のセラミック組成物のTCE範囲に適合する。
セラミック材料の配合物に対する調整は、マイルドカーボン（mild carbon）、ニッケル−鉄及びステンレススチールを含むために種々の金属製ケーシング材料を有するTCEに適合したシール、即ち圧縮シールを達成するのに効果的であり得る。
2.熱伝導率及び熱拡散率
フィルター／シールは、セラミック材料のプラグ内のRFエネルギーの熱放散によりその減衰効果を達成するが、フィルター／シールの温度が上昇するにつれて、効果的なRF減衰が減少し、キューリー点以上では無視し得るようになる。従って、熱が最大の効率で環境中に放散するのが望ましい。融合セラミック材料とケーシングとの間の熱接触は殆ど理想的であるので、プラグの内部からの熱移動を容易にするために最大の熱伝導率を有するセラミックを配合するのが望ましい。上記記載のセラミック材料は、一般的に熱伝導率3.5ワット／メートル・秒を有する。
セラミック材料の動的熱伝導特性は、一過性のRFパルスを吸収しなければならないような用途に於いては重要である。これらの材料の熱拡散率は、５×10-4〜５×10-2m2/秒の範囲内である。
3.粘性ガス流透過率
高品位密封シール電気コネクタは通常、0.5大気差圧において10-7cc/sを越えない熱空気漏れ速度（dry air leakage rate）が必要である。より厳しい要求条件、例えば、10-8cc/sを越えないヘリウム漏れ速度は、並外れているという訳ではない。これは、本発明により得られる有用なフィルタ／シールセラミック材料のヘリウム透過率が１×10-11ダーシーを越えないということを意味する。
記載したフェリ磁性及び強誘電性充填材の高多孔性は、高温でバインダーガラスを融解させて、充填材の粒子を濡らし、被覆し且つ浸透させ、毛管力により一緒に引き上げられて、密度の高い、強いガラス様のマトリックスを形成することにより克服される。熱力学的に、バインダーと充填材との間の表面張力は、このメカニズムが作用するように十分に低くなければならない。両方が金属酸化物であるため、この条件は満足されるであろう。
4.歪点
バインダーの歪点は、最終製品の最も高い使用温度（通常150℃）よりも十分高くなければならず、且つ、最終製品の組み立てプロセス、例えば、フィルター／シールに影響があるであろうはんだ付け（通常200−400℃）により必要とされる最高温度以上でもなければならない。記載したバインダーは、焼鈍のための低温限界300℃を達成し得る。
5.動作点
全く正反対に、バインダーの動作点（working point）は、充填材が融解し、ガラスバインダー中に溶解し始める、即ち電磁気的に減衰性の材料として劣化する温度よりも十分に低くなければならない。記載の充填材にとっては、動作点は1000℃を越えず、好ましくは600℃未満でなければならない。
6.キューリー点
セラミック材料のキューリー点、主として、選択された充填材の機能は、適当な処理限界によりフィルター／シールの最大使用温度を越えなければならない。RF減衰は、キューリー温度に近づくにつれて一貫して減少し、キューリー温度以上では、完全に消滅する。
7.DC抵抗率（DCR）
通常低い漏れの電気ガラス−金属シールで使用される非改質ホウケイ酸塩及びアルミノケイ酸塩のガラスのDCRは、25℃で1013オーム−cmを超過し、温度が上昇するに連れて直線的に減少する。アルカリ含量を減少させ、且つ改質剤として２価イオン、例えば、鉛及びバリウムを使用することにより、高い抵抗率が得られる。例えば、Kingery他、Introduction to ceramics（John Wiley ＆ Sons,ニューヨーク1976）883〜884ページを参照されたい。対照的に、充填材として引用した減衰性の市販グレードの充填材の公称DCRは、25℃で102〜109オーム−cmであった。少量の改質剤、例えば、コバルト、マンガン及び鉄を使用し、磁気透過性を犠牲にしてこれらの材料のDCRを増加させ、必要によりキューリー点を減少させ得る。この材料の高い抵抗率は、主として、ガラスバインダーのDCRを調節し、より導電性の充填材粒子を絶縁ガラスで効果的に確実に被覆することにより達成される。
高品位のシールした電気インターコネクトデバイスは通常、500VDCで108オームを越える導電体−導電体絶縁抵抗を必要とするが、低い抵抗率ピン−ケースブリッジワイヤを有するEED（通常１〜５オーム）は、ガラスシール内の平行ピン−ケース漏れ抵抗が100オーム程度に低い場合には十分である。記載の組成物は、DCR要求条件のこの範囲に合致するように調節され得る。
8.絶縁耐力
上記記載のセラミック材料は、25℃で実質的に150ボルト/milを越える絶縁耐力を有する。例えば、自動車のスパークプラグなどの用途を通じて高い電圧供給が必要とされる場合、より高い抵抗レベルは、配合時に好適に調節することにより得ることができる。
9.非導波減衰定数
上記記載のフィルター／シールは、下記の複数のメカニズムによりRF出力を放散する：
（１）ヒステリシス及び渦電流損失によるセラミック中の磁気放散；
（２）誘電緩和損失によるセラミック中の電気吸収；及び
（３）セラミック及び金属導体部材中のオーム導電損失
電磁減衰定数は、セラミック材料のRF放散性能に関して複合体の利点として作用する。非常に広い範囲の減衰定数は、充填材の配合を調節することによって上記記載の条件内で達成され得る。ニッケル−亜鉛フェライトをベースとする充填材は、各々、好適な配合により、0.1、１及び10MHzに於いて、４、18及び80ネーパー／メートルのオーダーで減衰を提供し得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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