(57)【要約】【課題】  本発明は、セラミックスメタライズ部品に関して、めっき工程を経ることなく、容易に金属とセラミックスとを接着し、生産性の向上をはかるとともに、信頼性・耐久性の優れたマグネトロン用セラミックス製品の提供を図るものである。【解決手段】  金属部品とろう付けにより気密性のある一体部品にするセラミックスメタライズ部品において、このメタライズ層の上にペースト状のニッケルパウダーを塗布、乾燥、焼付け処理してニッケル層を形成する工程のセラミックスメタライズ部品の製造方法を採用する。また、該製造方法により製造されたセラミックスメタライズ部品及びマグネトロンとする。【選択図】図１
2008137850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属部品とろう付けにより気密性のある一体部品にするセラミックスメタライズ部品において、このメタライズ層の上にペースト状のニッケルパウダーを塗布、乾燥、焼付け処理してニッケル層を形成したことを特徴とするセラミックスメタライズ部品の製造方法。
【請求項２】
前記セラミックスメタライズ部品の製造方法により製造されたセラミックスメタライズ部品。
【請求項３】
前記セラミックスメタライズ部品において特にマグネトロン用に使用されるセラミックスメタライズ部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックス封着部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マグネトロンは、第二次世界大戦でのマイクロ波レーダー開発を目的として大きく進化したものであるが、現代においては、当初予想されなかった用途である電子レンジ用のものが大量に生産されるようになった。これは、水分を含む物質にマイクロ波をあて、その周期に従い分子が振動し摩擦熱が発生することを利用したものである
【０００３】
一般的なマグネトロンは、電力管・電子管等と同様に、絶縁性の良好なアルミナ等のセラミックス部品が使用され、係るセラミックス部品は、金属部品との気密性を確保するため、セラミックスにモリブデン−マンガン等を主成分とするメタライズ層を形成した上に、接合強度及び封着性を向上させるためのニッケル層が形成される。
【０００４】
前記ニッケル層を形成する方法としては、メタライズされたセラミックス部品本体をめっき液中に浸漬して、所定厚さのニッケルめっき層を、前記メタライズ層表面に形成する無電解めっき法や、セラミックス部品のメタライズ面に、金属治具等を介して電解めっきする方法が採用されている。
【０００５】
しかしながら、前記めっき法によるニッケル層形成法によると、以下のような数々の問題がある。
【０００６】
無電解めっき法によると、使用するめっき液が、電解めっき液の５倍以上の高価格であり、また処理工程も複雑となる。
【０００７】
他方、電解めっき法によると、一般的にはバレル式電解めっき法を採用することになるが、この方法は、電極を付設した回転容器中に通電媒体（メディア）としての多数の金属製小部品と、メタライズ処理されたセラミックス部品を数千個収容し、回転容器を電解めっき液に浸漬した状態で回転させながら電極から通電するため、セラミックス部品に周枠部のようなめっきのつきやすいメタライズ面と、周内島部のようにめっきがつきにくいメタライズ面があるような場合には、均一にめっき層を形成するために、セラミックス部品本体の孔部に補助治具としてピン電極を挿入しなければならず、膨大な手間と時間を要している。
【０００８】
さらに、前記バレル式電解めっき法では、回転させるため、セラミックス部品同士あるいは回転容器本体との衝突により、セラミックス部品にワレ、カケ等の不良が発生することがあり、著しく歩留低下の要因ともなっている。
【０００９】
またさらに、前記ピン電極などの補助治具を使用するセラミックス部品については、当然のことながらめっき処理後、ピンを抜き取る作業が必要となる。
【００１０】
そこで、このような問題点を解決すべく、種々の技術が提案されている。例えば、生産性や歩留が良好なマグネトロン部品の接合方法を提供することを目的として、
マグネトロンを構成するセラミック部品と金属部品を接合する接合方法において、接合面をメタライズ処理する工程と、メタライズ処理された面に２種以上の金属を交互にそして複数回ずつめっきする工程と、加熱する工程とからなる技術が提案されている（特許文献１参照）。しかし、かかる技術はめっき工程を有するため、ニッケル層形成法による前記問題点の解決には至っていない。
【００１１】
また、セラミックス表面に、メタライズ成分粉末のペーストを塗布し、その上に銅合金薄板を覆い、熱処理により銅合金薄板をメタライズ層を介して接合し、セラミックス表面に易加工性の銅合金層を形成させる方法、あるいは、セラミックス表面に、メタライズ成分粉末のペーストを塗布し、その上に銅合金粉末からなるペーストを塗布し、次に熱処理により、塗布した銅合金粉末ペーストを易加工性の銅合金層として、メタライズ層を介しセラミックス表面に形成させる方法等がある（特許文献２参照）。しかしながら、かかる技術は、メタライズ層の形成方法であって、本願発明とはその目的及び効果を異にするものである。
【特許文献１】特開平８−１１５６６１号公報
【特許文献２】特開平８−９１９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、かかる問題点に鑑み、セラミックスメタライズ部品に関して、めっき工程を経ることなく、容易に金属とセラミックスとを接着し、生産性を向上させるとともに、信頼性・耐久性の優れたマグネトロン用セラミックス製品の提供を図るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するため、本発明は、金属部品とろう付けにより気密性のある一体部品にするセラミックスメタライズ部品において、このメタライズ層の上にペースト状のニッケルパウダーを塗布、乾燥、焼付け処理してニッケル層を形成する工程のセラミックスメタライズ部品の製造方法である。
【００１４】
また、本発明は、前記セラミックスメタライズ部品の製造方法により製造されたセラミックスメタライズ部品とすることもできる。
【００１５】
さらに、前記セラミックスメタライズ部品において、特にマグネトロン用に使用されるセラミックスメタライズ部品とすることもできる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかるセラミックスメタライズ部品及びその製法によれば、ニッケルめっきに代えてニッケルペーストを使用してニッケル層を形成することにより、めっき法によるニッケル層と同等以上の、金属部品とのろう付けによる接着強度、気密性、封着性の確保をしつつ大幅なコスト削減の達成が可能となる優れた効果を奏する。
【００１７】
また、本発明にかかるセラミックスメタライズ部品及びその製法によれば、従来のめっき法と異なり、薬液、多量の洗浄水、電力など大掛かりな設備等を使用しないので環境に対する負荷がはるかに少ないという効果も得られる。
【００１８】
さらに、本発明にかかるセラミックスメタライズ部品及びその製法によれば、バレル式電解めっき法のように回転させないため、セラミックス部品同士あるいは回転容器本体との衝突による、セラミックス部品にワレ、カケ等の不良が発生することがなく、不良数が激減するので、セラミックス屑などの産業廃棄物の発生も抑えられるという効果も発揮する。
【００１９】
またさらに、本発明にかかるセラミックスメタライズ部品及びその製法によれば、ピン電極などの補助治具を使用するセラミックス部品と比して、めっき処理後のピン抜き作業が不要となる点で作業効率も向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明者らは、前述した課題を解決するために、めっきに代わるニッケル層９の形成法として、ニッケルペーストに着目し、このペーストの粒度、塗布厚さ、焼付け条件等をコントロールすることにより、めっき法によるニッケル層９と同等以上の、金属部品とのろう付けによる接着強度、気密性、封着性を確保できるニッケル層９を形成したセラミックスメタライズ部品２の製造が可能であるとの知見を得た。すなわち、本発明は、セラミックス部品素体５の表面に形成されたメタライズ層８の表面に、ペースト状のニッケルパウダーを塗布し、乾燥、焼付け処理してニッケル層９を形成したことを最大の特徴とする。以下、本発明にかかるセラミックスメタライズ部品２を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、本発明にかかるセラミックスメタライズ部品２の製造工程を示す説明図である。図１（ａ）は、本発明にかかるセラミックスメタライズ部品２の製造工程を、図１（ｂ）は、従来技術との対比のため、ニッケルめっきによるニッケル層９の形成法を示している。なお、図に示した※印のついた工程については、品種によって不要工程となる場合もある。
【００２２】
まず、セラミック部品素体５に、モリブデンペーストを塗布・乾燥し、メタライズ層８を焼成する。その後、該メタライズ層８の表面にニッケルペースト塗布・乾燥し、シンター（定着焼成）の後、完成検査を経る。ここで、従来技術と対比すると（図１（ｂ）参照）、ニッケルめっき工程が省略できることが明らかである。
【００２３】
また、ニッケルペーストに使用するパウダーの粒径は０．４〜１．０μｍであることが好ましい。
【００２４】
またさらに、焼付け処理後の塗布厚さは３〜１０μｍであることが好ましい。
【００２５】
さらにまた、焼付け処理は、温度が８００℃以上、雰囲気として水素などの還元性ガスまたは真空中が好ましい。
【００２６】
次に、本発明にかかるマグネトロン用セラミックスメタライズ部品２の構造を図面に基づいて説明する。
【００２７】
図２は、本発明にかかるセラミックスメタライズ部品２の一実施例の構造を示す説明図であり、マグネトロン部品（一部分）である。このマグネトロン部品１は、マグネトロン用セラミックスメタライズ部品２に、金属部品である外囲ケース３および電極リード４がろう付けされたものである。
【００２８】
図３は、ろう付け前のニッケル層９まで形成されたマグネトロン用セラミックスメタライズ部品２の詳細構造を示す説明図である。この部品は円柱状のアルミナ焼結体から成るセラミックス部品素体５の端面に形成された周枠部６と周内島部７とを備え、この周枠部６と周内島部７の表面にはそれぞれモリブデン−マンガン法による周枠部メタライズ層８ａと、周内島部メタライズ層８ｂが形成されており、周枠部メタライズ層８ａと周内島部メタライズ層８ｂは、溝部１０によって電気的に絶縁されている。したがって、メタライズ層８には、それぞれ周枠部ニッケル層９ａおよび周内島部ニッケル層９ｂが形成される。
【００２９】
このマグネトロン用セラミックスメタライズ部品２のニッケル層９は、粒径０．７μｍのニッケルパウダーを溶剤でペースト状にしたものを、スクリーン印刷によって周枠部メタライズ層８ａと周内島部メタライズ層８ｂに塗布し、乾燥機で乾燥した後、水素ガス雰囲気下８７５℃に設定した連続式焼結炉を通して焼付け形成したものである。このニッケル層９の厚さは約５μｍである。
【００３０】
図４は、従来のピン電極などの補助治具を使用するマグネトロン用セラミックスメタライズ部品２の製造方法説明図である。先行技術に対する貢献を明示するための比較例として、従来方法のサンプルを作成し対比した。すなわち、前記実施例と同様の製法によりセラミックス部品素体５にメタライズ層８を形成し、次に図に示すように、該メタライズ層８を形成したセラミックス部品素体５の周内島部７の孔部にステンレス製のピン電極１１を挿し込み、バレル式電解めっき法により周枠部メタライズ層８ａと周内島部メタライズ層８ｂの上端面に約２μｍのニッケルめっき層９を作成した。なお、バレルに投入した該メタライズ層８を形成し、ピン電極１１を挿入したセラミックス部品素体５の数量は３５００個で、前述のピン電極１１の挿し込みに要した時間は約１．３時間である。
【００３１】
こうして作成した実施例および比較例のマグネトロン用セラミックスメタライズ部品２について、ニッケル層９と金属部品のろう付け強度比較を実施した結果、実施例によるろう付けの強度は比較例のろう付け強度と同等以上の強度を示した。
【００３２】
なお、比較例で作成したサンプルはめっき後の検査において、ニッケル層形成不良、ワレ、カケ、汚れなど約７％の不良を発生していた。これに対し、実施例では約２％しか不具合は生じなかった。
【００３３】
さらに、実施例による製造に係る時間は比較例のそれに比較して約１／７であった。
【００３４】
また、比較例ではめっき液中のニッケルの約９０％が、通電媒体である金属小部品に付着されてしまい、大きな材料ロスを発生している。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上のように、本発明は、マグネトロンの製造において、金属とセラミックスとの接着を容易にして生産性の向上をはかるとともに、信頼性・耐久性の優れたセラミックスマグネトロン製品を需要者に提供できる点で、主として電子レンジ製造工程における産業上の利用可能性は極めて高いものである。また、マグネトロン以外のセラミックス封着製品においても、信頼性の高いセラミックスメタライズ部品の製造に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明にかかるセラミックスメタライズ部品の製造工程を示す説明図。
【図２】本発明にかかるセラミックスメタライズ部品の一実施例マグネトロン部品（一部分）の構造を示す説明図。
【図３】ろう付け前のニッケル層まで形成されたマグネトロン用セラミックスメタライズ部品の詳細構造を示す説明図。
【図４】従来のピン電極などの補助治具を使用するマグネトロン用セラミックスメタライズ部品の製造方法説明図。
【符号の説明】
【００３７】
１    マグネトロン部品（一部分）
２    マグネトロン用セラミックスメタライズ部品
３    外囲ケース
４    電極リード
５    セラミックス部品素体
６    周枠部
７    周内島部
８    メタライズ層
８ａ  周枠部メタライズ層
８ｂ  周内島部メタライズ層
９    ニッケル層
９ａ  周枠部ニッケル層
９ｂ  周内島部ニッケル層
１０    溝部
１１    ピン電極
【図１】
2008137850.tif 000003
【図２】
2008137850.tif 000004
【図３】
2008137850.tif 000005
【図４】
2008137850.tif 000006