(57)【要約】【課題】本発明は、シンクロトロン用ダクトに用いられるアルミナセラミックスダクトに関する問題点を解決することを目的とするものであり、特に、アルミナセラミックスと銅との接合、並びにＲＦシールドに関する従来技術の問題点を解決課題とする。【解決手段】本発明は、高融点金属法によりメタライジングしたアルミナセラミックス上に、密着性およびメタライジング皮膜保護のための中間めっき層を介して施した銅電鋳被覆体を課題解決手段とする。【選択図】　図１
2004083357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高融点金属法によりメタライジングしたアルミナセラミックス上に、密着性およびメタライジング皮膜保護のための中間めっき層を介して施した銅電鋳被覆体。
【請求項２】
銅電鋳被覆体を線状になる様に部分的に、アルミナセラミックス構造体であって、該銅電鋳被覆体が、高融点金属法によりメタライジングしたアルミナセラミックス上に、密着性およびメタライジング皮膜保護のための中間めっき層を介して施されたものであり、そしてＲＦシールド及び電気配線として機能することを特徴とする、アルミナセラミックス構造体。
【請求項３】
二以上の銅電鋳被覆体が、ロストワックス法を用いて更に銅電鋳配線で架橋され電気的に接続されたことを特徴とする、請求項２記載のアルミナセラミックス構造体。
【請求項４】
アルミナセラミックスダクトの外表面上に、請求項１記載の銅電鋳被覆体をダクト長手方向に対して平行かつ円周方向に対して間隔をおいて形成させたシンクロトロン用セラミックスダクトであって、該銅電鋳被覆体がＲＦシールド及び電気配線として機能することを特徴とするシンクロトロン用セラミックスダクト。
【請求項５】
更に、二以上の銅電鋳被覆体に対して架橋銅電鋳配線を施して電気的に接続させたことを特徴とする、請求項４記載のシンクロトロン用セラミックスダクト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミナセラミックスダクトと銅との接合、ＲＦシールド、並びにシンクロトロン用セラミックスダクトに関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
アルミナセラミックスはシンクトロン用のダクトに通常使用されるものである。
【０００３】
従来、アルミナセラミックスに厚めの銅被覆を施す場合には、蒸着あるいは無電解めっきを中間層として形成させる必要があった。しかし、これらの中間層はアルミナセラミックスとの密着力が弱く、銅被覆とともにセラミックス母材から容易に剥離するという欠点があった。
【０００４】
また、従来技術により、アルミナセラミックス上に強固に密着した厚めの銅配線を施す場合には、高融点金属法などによりメタライジングした後、細長い銅板をろう付けする方法が考えられるが、本方法は施用面が曲面である場合や配線が複雑な場合には適用性が悪い。
【０００５】
更に、アルミナセラミックス上に形成させた２本の銅配線どうしを電気的に接続する場合には、従来、銅線等をはんだ付けする方法しかなかったが、銅配線の熱伝導が高く熱が逃げてしまうため、はんだ付けの作業性は悪く、また接続部の強度も弱かった。
【０００６】
加えて、シンクロトロン用セラミックスダクトをＲＦシールドする場合、従来は図５に示すように、ステンレスワイヤーをダクト内部に取り付ける方法を採用していたが、本方法はメンテナンスに難点があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、シンクロトロン用ダクトに用いられるアルミナセラミックスダクトに関する問題点を解決することを目的とするものであり、特に、アルミナセラミックスと銅との接合、並びにＲＦシールドに関する従来技術の問題点を解決課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、高融点金属法によりメタライジングしたアルミナセラミックス上に、密着性およびメタライジング皮膜保護のための中間めっき層を介して銅電鋳被覆を施すことにより、アルミナセラミックスと銅との密着性を改善できるという発見に基づくものである。
【０００９】
かかる銅電鋳被覆体は電気配線としての機能を果たすことができるが、本発明は、更にこれをシンクロトロン用のＲＦシールド配線として機能させることを課題解決手段とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を以下の実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１１】
【実施例】
（実施例１）
本発明の銅電鋳被覆体は、高融点金属法によりメタライジングしたアルミナセラミックス上に、密着性およびメタライジング皮膜保護のための中間めっき層を介して施すことを特徴とする。
【００１２】
図１に、本発明の銅電鋳被覆体の断面を示す。
図１において、メタライジング層１０２は高融点金属法によって形成されたガラス質の層で、母材のアルミナセラミックス１０１と一体化しているとともに、その表面がモリブデンで覆われ導電性を有している。
【００１３】
ニッケルめっき１０３と青化銅めっき１０４は工程中にメタライジング層１０２を化学的な侵食から保護するとともに、被覆物たる銅電鋳１０５をメタライジング層１０２と強固に密着させるための中間めっきである。本実施例ではメタライジング層１０２は１５〜２０μｍ、ニッケルめっき１０３は約２μｍ、青化銅めっき１０４は約２０μｍの厚みである。銅電鋳は約１ｍｍの厚みに形成させた。
【００１４】
これら各皮膜や銅電鋳は公知の方法で形成させることができる。本実施例では、メタライジングは外注加工で、ニッケルめっきはスルファミン酸ニッケル浴で、また銅電鋳は酸性硫酸銅浴を用いて行った。使用した銅電鋳液の組成と処理条件を表１に示す。
【００１５】
【表１】
2004083357.tif 000003
【００１６】
この工法で得られた銅皮覆は、アルミナセラミックス／メタライジング／ニッケルめっき／青化銅めっき／銅電鋳の各界面での密着が良いため、中間層に蒸着や無電解めっきを用いる従来法と異なり、４ｋｇ／ｍｍ２にも及ぶ強い密着力でアルミナセラミックス母材と結合している。
【００１７】
（実施例２）
銅電鋳被覆体は電気配線としての機能を有することができるが、本実施例に置いては、更に、実施例１の銅電鋳被覆体をアルミナセラミックス構造体に線状になる様に部分的に施すことにより、ＲＦシールド配線としての機能も付与する事を目的とする。
【００１８】
図２に、銅電鋳配線を施したアルミナセラミックス構造体の一例を示す。
図２において、銅電鋳配線２０２は、実施例１の銅電鋳被覆体を円筒状アルミナセラミックス構造体２０１に部分的に施して形成させたものである。銅配線はアルミナセラミックス製円筒２０１の外径部にストライプ状に形成されている。本実施例では、外形１００ｍｍのアルミナセラミックス円筒に幅が５ｍｍで厚みが１ｍｍの配線を３ｍｍ間隔で合計２４本形成させている。
【００１９】
実施例１と同様、まず高融点金属法により被配線部をメタライジングした後、その部分に中間めっき及び銅電鋳を形成する。
形成された配線はそれ自体に通電することができ、またアルミナセラミックス円筒２０１の内部に陽子ビームを流した際には、発生する電磁波をシールドするＲＦシールドとしても機能する。
【００２０】
本発明の銅電鋳配線は、母材のアルミナセラミックスに強固に結合しているとともに、作製工程中に加熱履歴がないので熱歪みを生じることもない。
（実施例３）
本実施例は、実施例２の態様により施された二以上の銅電鋳被覆体を、ロストワックス法を用いて更に銅電鋳被覆体で架橋することにより、これらを電気的に接続する事を目的とする。
【００２１】
図３は、アルミナセラミックス構造体に施された銅電鋳配線の間に電気的接続を施す一連の工程の概念図（構造体断面図）である。
図３において、（１）は、端面を突き合わせてろう付け接合した２つのアルミナセラミックス構造体３０５に部分的に施された銅電鋳配線３０１を示す断面図である（ストライプ部電鋳後断面図）。
【００２２】
図３（２）に示すように、銅電鋳配線３０１の間には、まずワックス３０２が充填される（ワックス充填後断面図）。この後、図３（３）に示すように、ワックスの上に銀粉３０３を擦り込んで導電性を付与し、続いて（４）に示すように、銅電鋳を施し架橋配線３０４を形成する。最後に、熱湯にてワックス３０２を溶出させると、図３（５）に示すように、ストライプ状の銅電鋳配線を架橋する銅電鋳配線３０４が完成し、ストライプ状配線は電気的に接続される。
【００２３】
本実施例では、厚さ０．５ｍｍの銅配線３０１とそれらを架橋する厚さ０．５ｍｍの銅電鋳層３０４が形成されている。この接続配線は通電容量が大きく、またアルミナセラミックス上の銅電鋳配線３０１と強固に結合しており、機械的強度も大きい。
【００２４】
（実施例４）
図４は、銅電鋳シールド配線を有するシンクロトロン用セラミックスダクトの概念図である。
【００２５】
図４において、アルミナセラミックスダクト本体４０１は、複数のアルミナセラミックス円筒がろう付けで接合されたものである。ダクト内を陽子ビームが通るので、遮蔽するためＲＦシールド配線４０２が必要となる。また、ダクトは偏向磁場内に置かれるので、渦電流発生防止のため、この配線はストライプ状、すなわちダクト長手方向に対して平行かつ円周方向に対して間隔をおいて配置する必要がある。
【００２６】
本実施例では、アルミナセラミックスダクトの外表面上に、実施例１記載の銅電鋳被覆体をダクト長手方向に対して平行かつ円周方向に対して間隔をおいてストライプ状に形成させて配線し、更に、これらの配線どうしを実施例３記載の方法により架橋銅電鋳配線を施して電気的に接続している。この接続配線はアルミナセラミックス円筒接合部の端に露出しているろう材４０３とは接触しない。
【００２７】
配線の幅、厚み、並びに間隔は、ダクト内部を通る陽子ビームや磁場の強度から計算して設計することができる。
本発明の方法により製作されるセラミックスダクトは、配線がダクト本体に密着しているので、配線スペースが少なくて済むという利点がある。また、この配線はメンテナンスフリーであり、強度も大きく、取り扱い中に引っかけて破損する心配がない。
【００２８】
【発明の効果】
本発明により、次の効果が得られる。
（１）アルミナセラミックスに強固に密着した銅被覆体から成るＲＦシールド配線が得られる。
【００２９】
（２）ＲＦシールド配線が嵩張らずに、メンテナンスフリーなアルミナセラミックスダクトが得られる。
（３）断続した銅被覆体どうしが銅電鋳配線で接続されたＲＦシールド配線を有する、長尺のセラミックダクトが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の銅電鋳被覆を施したアルミナセラミックス小片の断面図である。
【符号の説明】
１０１　アルミナセラミックス
１０２　メタライジング層
１０３　ニッケルめっき
１０４　青化銅めっき
１０５　銅電鋳被覆
【図２】図２は、アルミナセラミックス円筒の外形部に本発明の銅電鋳配線を施した構造体の外観を示す図である。
【符号の説明】
２０１　アルミナセラミックス円筒
２０２　銅電鋳配線
【図３】図３は、アルミナセラミックス構造体に施された銅電鋳配線間に電気的接続を施す一連の工程を示す概念図である。
【符号の説明】
３０１　銅電鋳配線
３０２　ワックス
３０３　銀粉
３０４　架橋配線
３０５　アルミナセラミックス
【図４】図４は、銅電鋳シールド配線を有するシンクロトロン用セラミックスダクトの概念図である。
【符号の説明】
４０１　ダクト本体
４０２　ＲＦシールド配線
４０３　ろう材
【図５】図５は、ＲＦシールド配線の従来法（ステンレスワイヤ取り付け方式）を示す概念図である。
【符号の説明】
５０１　ダクト本体
５０２　ＲＦシールド配線
５０３　ワイヤ取り付け金具
【図１】
2004083357.tif 000004
【図２】
2004083357.tif 000005
【図３】
2004083357.tif 000006
【図４】
2004083357.tif 000007
【図５】
2004083357.tif 000008