(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック基板上の所定位置に矩形金属リングを位置ずれ及び角度ずれすることなく接合するための矩形金属リングろう付け方法であって、
前記矩形金属リングろう付け方法は、前記セラミック基板上に前記矩形金属リングの平面形状に符合する形状に被着された金属層上に仮止め剤を塗布する仮止め剤塗布工程と、前記仮止め剤上に、金属層と金属ろうとのクラッド材で形成された前記矩形金属リングを載置する金属リング載置工程と、前記金属ろうを溶融させるとともに前記仮止め剤を蒸発又は加熱分解させて前記セラミック基板に前記矩形金属リングを接合する金属リングろう付け工程を有し、
前記仮止め剤塗布工程において、仮止め剤は、前記矩形金属リングの平面形状に符合する形状に被着された金属層上の対辺に少なくとも１対点状に塗布され、
前記金属リング載置工程においては、水平方向（以下、Ｘ軸という。）及び垂直方向（以下、Ｙ軸という。）のみを基軸に位置補正を行なって前記矩形金属リングの平面形状に係る重心と，前記金属層の平面形状に係る重心とを一致させ、
前記金属リングろう付け工程においては、溶融した前記金属ろうの表面張力により前記矩形金属リングの角度ずれ修正を行うことを特徴とする矩形金属リングろう付け方法。
【請求項２】
前記仮止め剤塗布工程において、仮止め剤は、前記矩形金属リングの平面形状に符合する形状に被着された金属層上の長辺又は短辺の対辺の中央に１対点状に塗布されることを特徴とする請求項１記載の矩形金属リングろう付け方法。
【請求項３】
前記矩形金属リングの平面外形寸法は２ｍｍ×２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の矩形金属リングろう付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック基板上に矩形金属リングを接合する際に、矩形金属リングを位置ずれ及び角度ずれすることなく接合するための矩形金属リングろう付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、セラミック基板上に矩形金属リングを金属ろうを用いて接合する製品においては、セラミック基板上における矩形金属リングの位置ずれや角度ずれが不良品や欠陥品を生じさせるもとであり、製品の歩留まりを悪化させる主因でもあった。
また、金属ろうにより接合される矩形金属リングは、たとえば、その平面形状寸法が３ｍｍ×６ｍｍ程度か、あるいは、これよりもさらに小さい場合があり、このような微小な矩形金属リングを位置ずれ及び角度ずれすることなく正確にセラミック基板上に載置するための技術が必要であった。
このような課題に対処するための発明が開示されている。
【０００３】
以下に、従来技術に係る「セラミック基板のキャップ固定リング取付け方法」について説明する。
特許文献１に記載される「セラミック基板のキャップ固定リング取付け方法」においては、微小な矩形金属リングをセラミック基板上に位置ずれ及び角度ずれすることなく正確に接合するために、予めセラミック基板上に接合する矩形金属リングの底面側に、すなわち、セラミック基板との接合面側を予め金属ろうで被覆しておき、次に、セラミック基板上の矩形金属リング搭載位置に矩形金属リングを仮止めするための仮止め剤を塗布し、そして、Ｘ−Ｙ−θ方向への位置決めを高精度に行なうことができる装置（以下、Ｘ−Ｙ−θテーブルという。）により、セラミック基板上における矩形金属リングの載置場所と、セラミック基板上に供給される矩形金属リングの接合面が正確に一致するようにセラミック基板の位置を修正し、その後、セラミック基板との接合面側を金属ろうで被覆した矩形金属リングを仮止め剤上に載置していた。
そして、セラミック基板上の矩形金属リングの載置が必要な場所全てに対して矩形金属リングが載置されるまで仮止め剤の塗布と矩形金属リングの載置を繰り返し、全ての矩形金属リングの設置が完了した後に、このセラミック基板を加熱して仮止め剤を蒸発させるとともに金属ろうを溶融させてセラミック基板上に矩形金属リングを接合していた。
このような特許文献１に記載される方法によれば、セラミック基板の位置を修正する際にＸ−Ｙ−θテーブルを用いることで、セラミック基板上の矩形金属リング載置場所と金属ろうで被覆した矩形金属リングの接合面を略完全に一致させながら矩形金属リングをセラミック基板上に１つづつ載置することができるので、矩形金属リングの角度ずれにより不良品や欠陥品となる製品の数を大幅に減らすことができる。この結果、製品の歩留まりを大幅に改善することができる。
【０００４】
【特許文献１】特許第３７１８３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１に開示されるような「セラミック基板のキャップ固定リング取付け方法」では、セラミック基板上の矩形金属リング載置場所全てについて個別にＸ−Ｙ−θテーブルを用いて位置及び角度の修正を行う必要があり煩雑な上、時間もかかるという課題があった。
さらに、１枚当たりの矩形金属リング載置場所が１００箇所を超えるセラミック基板を１日当たり数万個生産する場合もあり、その全てについて上述のような作業を繰り返すことは極めて煩雑であり、時間もかかる上、セラミック基板の角度修正を可能にするためのＸ−Ｙ−θテーブルを導入するのにかかるコストがかさむという課題があった。そして、製品の歩留まりが向上したとしても、手間や、設備に係るコストが製品に反映された結果、大量生産した場合でも製品の大幅なコストダウンにはつながり難いという課題があった。
さらに、最終製品の小型軽量化に伴い、セラミック基盤に載置される矩形金属リングも一層小型化する傾向にあり、このような状況に対処するためには、より高精度のＸ−Ｙ−θテーブルを導入して微小な矩形金属リングをより正確にセラミック基板上に載置する必要があり、高度な技術を要するため設備にかかるコストが一層かさむという課題もあった。
また、上述の特許文献１に記載される方法の場合、細心の注意を払って載置した矩形金属リングが位置ずれ及び角度ずれすることがないように、矩形金属リングを強固に仮止めする必要がある。そのために、例えば、外形寸法が３ｍｍ×６ｍｍ程度の矩形金属リング１個をセラミック基板上に仮止めする際には、矩形金属リングの載置場所に正確に８箇所もの仮止め剤を塗布する必要がありこの作業も煩雑であった。
【０００６】
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、その目的は、セラミック基板上に微小な矩形金属リングを位置ずれ及び角度ずれすることなく高精度にろう付けすることができ、そのための設備も簡素にすることができる矩形金属リングろう付け方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明である矩形金属リングろう付け方法は、セラミック基板上の所定位置に矩形金属リングを位置ずれ及び角度ずれすることなく接合するための矩形金属リングろう付け方法であって、矩形金属リングろう付け方法は、セラミック基板上に矩形金属リングの平面形状に符合する形状に被着された金属層上に仮止め剤を塗布する仮止め剤塗布工程と、この仮止め剤上に、金属層と金属ろうとのクラッド材で形成された矩形金属リングを載置する金属リング載置工程と、金属ろうを溶融させるとともに仮止め剤を蒸発又は加熱分解させてセラミック基板に矩形金属リングを接合する金属リングろう付け工程を有し、仮止め剤塗布工程において、仮止め剤は、矩形金属リングの平面形状に符合する形状に被着された金属層上の対辺に少なくとも１対点状に塗布され、金属リング載置工程においては、水平方向（以下、Ｘ軸という。）及び垂直方向（以下、Ｙ軸という。）のみを基軸に位置補正を行なって矩形金属リングの平面形状に係る重心と，金属層の平面形状に係る重心とを一致させ、金属リングろう付け工程においては、溶融した金属ろうの表面張力により矩形金属リングの角度ずれ修正を行うことを特徴とするものである。
上記構成の矩形金属リングろう付け方法において、仮止め剤塗布工程は、矩形金属リングがろう付けされるまでの間、脱落や位置ずれを防止するための仮止め剤を予めセラミック基板上に被着された金属層上に塗布するという作用を有する。そして、金属リング載置工程は、セラミック基板をＸ軸及びＹ軸のみを基軸に位置修正して、予め仮止め剤を塗布した矩形金属リングの載置場所、すなわちセラミック基板上に被着された金属層上に矩形金属リングを１づつ載置するという作用を有する。
さらに、金属リングろう付け工程は、矩形金属リング載置場所の全てに矩形金属リングが仮止めされたセラミック基板を加熱して、熱で仮止め剤を蒸発又は熱分解させるとともに矩形金属リングの接合面を被覆する金属ろうを溶融させ、溶融した金属ろうの表面張力により矩形金属リングの角度ずれを修正し、矩形金属リングの角度ずれが修正された状態でセラミック基板と接合するという作用を有する。
【０００８】
請求項２に記載の発明である矩形金属リングろう付け方法は、請求項１記載の矩形金属リングろう付け方法であって、仮止め剤塗布工程において、仮止め剤は、矩形金属リングの平面形状に符合する形状に被着された金属層上の長辺又は短辺の対辺の中央に１対点状に塗布されることを特徴とするものである。
上記構成の矩形金属リングろう付け方法は、請求項１に記載の発明の作用に加えて、仮止め剤塗布工程は、矩形金属リングの平面形状に略符合する形状に被着された金属層上の長辺又は短辺の対辺の略中央に塗布される１対略点状の仮止め剤により矩形金属リングを仮止め可能にするという作用を有する。
【０００９】
請求項３に記載の発明である矩形金属リングろう付け方法は、請求項１又は請求項２に記載の矩形金属リングろう付け方法であって、矩形金属リングの平面外形寸法は２ｍｍ×２ｍｍ以下であることを特徴とするものである。
上記構成の矩形金属リングろう付け方法は、請求項１又は請求項２に記載さいの発明の作用に加えて、矩形金属リングの平面外形寸法を２ｍｍ×２ｍｍ以下とすることで、金属ろうが溶融した際に、その表面張力による矩形金属リングの角度ずれ修正を可能にするという作用を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の請求項１記載の矩形金属リングろう付け方法によれば、金属ろうが溶融した際にその表面張力で矩形金属リングの角度ずれが自動的に修正されるため、その前の工程である金属リング載置工程においてセラミック基板上に矩形金属リングを載置する際に、セラミック基板上に被着された金属層の形状と矩形金属リングの接合面の形状を、位置ずれ及び角度ずれを修正して厳密に対向させる必要がない。このため、金属リング載置工程におけるセラミック基板の位置ずれ及び角度ずれを修正する作業のうち、角度ずれを修正する作業を省略することができるという効果を有する。
この結果、金属リング載置工程にかかる時間を短縮できるとともに、金属リング載置工程に必要な設備を簡素化できるという効果を有する。
従って、セラミック基板上に矩形金属リングが位置ずれ及び角度ずれすることなく正確にろう付けされた製品を迅速にかつ大量に生産することが可能となり、さらに、その際に製品の製造コストも削減できるという効果を有する。
【００１１】
本発明の請求項２記載の矩形金属リングろう付け方法は、請求項１に記載の発明が単にセラミック基板上に被着された金属層上の対辺に少なくとも１対略点状に塗布されるのに対して、本発明では、セラミック基板上に被着された金属層上の長辺又は短辺の対辺の略中央に１対略点状に塗布することで、矩形金属リングの角度ずれに対する許容範囲を拡大させて、溶融した金属ろうの表面張力による矩形金属リングの角度ずれの修正をより容易かつ高精度に実施することができるという効果を有する。
この結果、セラミック基板上に矩形金属リングをろう付けするのに要する時間も短縮することができ、生産性が一層向上されるという効果を発揮する。
【００１２】
本発明の請求項３記載の矩形金属リングろう付け方法は、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果に加えて、矩形金属リングの平面外形寸法を２ｍｍ×２ｍｍ以下にすることで、溶融した金属ろうの表面張力により矩形金属リングの角度ずれを修正するという作用を一層確実にするという効果を有する。
この結果、セラミック基板上に金属リングを接合した製品を製造する際、不良品や欠陥品の発生数を大幅に削減することができ、製品の歩留まりが一層向上するという効果を有する。よって、製品を製造する際のコストを大幅に削減できるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明を実施するための最良の形態に係る矩形金属リングろう付け方法について図１乃至図３を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る金属ろう付け方法の作業工程を示すフローチャートである。また、図２（ａ）〜（ｄ）はいずれも本発明の実施の形態に係る金属ろう付け方法の各工程を示す概念図である。
［１］まず本実施の形態に係る矩形金属リングろう付け方法の各工程について図１及び図２を参照しながら説明する。
本実施の形態に係る矩形金属リングろう付け方法１は、図１及び図２に示すように、セラミック基板６上に矩形金属リング９の平面形状に略符合する形状の金属層を被着する金属層被着工程２と、この工程の後に、予め被着された金属層７上に、矩形金属リング９の外れや位置ずれを防止しながら仮止めするための仮止め剤８を塗布する仮止め剤塗布工程３と、この仮止め剤８上に金属層と金属ろうとのクラッド材で形成された矩形金属リング９を位置ずれが生じないように載置する金属リング載置工程４と、全ての金属層７上に矩形金属リング９を載置した後に、セラミック基板６を加熱して仮止め剤８を蒸発又は加熱分解させるとともに金属ろう１１を溶融させて、角度ずれを解消しながらセラミック基板６に矩形金属リング９を接合する金属ろう付け工程５により構成されるものである。
なお、本願特許請求の範囲及び明細書中に記載される矩形金属リング９の位置ずれとは、金属層７上に矩形金属リング９を載置した際に、矩形金属リング９の平面形状に係る重心と、金属層７の平面形状に係る重心がずれていることを意味している。すなわち、金属層７の平面形状に係る重心が、図２（ｂ）に示すＸ軸及びＹ軸により構成される原点Ｏ上にあるとすると、金属層７上に矩形金属リング９を載置した際に、矩形金属リング９の平面形状に係る重心が原点Ｏからずれている状態を意味している。
これに対して、矩形金属リング９の角度ずれとは、金属層７上に矩形金属リング９を載置した際に、矩形金属リング９の平面形状に係る重心と、金属層７の平面形状に係る重心との一致は問題ではなく、矩形金属リング９が重心を中心として周方向にずれた状態で載置されていることを示している。例えば、図２（ｃ）に示すように、矩形金属リング９の平面形状に係る重心はＸ軸及びＹ軸により構成される原点Ｏ上に一致して存在するものの、矩形金属リング９は原点Ｏを中心に角度θだけ周方向にずれた状態で載置されていることを示している。
本実施の形態に係る矩形金属リングろう付け方法１では、セラミック基板６上の金属層７上に矩形金属リング９が仮止め剤８を介して重なっている状態を実現するために、まず、セラミック基板６上に金属層７を被着し、そして仮止め剤８、矩形金属リング９を順次重ねていく方法を採用している。
その第１段階が、図２（ａ）に示すような金属層被着工程２であり、この金属層被着工程２は、セラミック基板６上の複数箇所に対して、すなわち、一般的には１枚のセラミック基板６当たり最低１００箇所以上、同時に矩形金属リング９の平面形状に略符合する形状の金属層７を被着する工程である。具体的には、焼成前のセラミック基板表面にモリブデン又はタングステンを含有する特殊な添加物を塗布しておき、セラミック基板を焼結する際の熱でこれらの金属をセラミック基板６に焼付けて金属層７を形成し、さらに、金属層７上に、たとえば、ニッケル等によるメッキ層を形成する工程である。なお、以下の図３中において、金属層７の上面に形成されるメッキ層の記載については省略した。
【００１４】
続く、仮止め剤塗布工程３は、金属リング載置工程４のための前工程であり、図１において符号Ｓ１〜Ｓ６で示すようなセラミック基板の位置ずれを修正するための工程を備えて、図２（ｂ）に示すように金属層７上の対辺に少なくとも１対略点状に仮止め剤８を塗布する工程である。
この仮止め剤塗布工程３では、図１に示すように、まず金属層被着工程２において金属層７を被着したセラミック基板６を、仮止め剤８を塗布するための装置に供給し（Ｓ１）、続いて、Ｘ軸とＹ軸を基軸にセラミック基板６の位置を修正できるＸ−Ｙテーブル上にセラミック基板６を設置して（Ｓ２）、このセラミック基板６の外周を固定する（Ｓ３）。その後、例えば、ＣＣＤカメラ等による映像をもとに、セラミック基板６上における矩形金属リング９の載置場所を確認し（Ｓ４）、続く金属リング載置工程４において矩形金属リングが供給される場所と、セラミック基板６上における矩形金属リング９の載置場所、すなわち、金属層７が被着された場所が略一致するように、セラミック基板６の位置をＸ軸及びＹ軸を基軸に修正し（Ｓ５）、最後に、金属層７上の対辺に少なくとも１対略点状に仮止め剤を塗布する（Ｓ６）のである。
【００１５】
なお、上述の仮止め剤塗布工程３に係るＳ６において、仮止め剤８を塗布する位置を、１箇所では止めた後に不安定でずれが生じたりするところ、矩形金属リングの平面形状に略符合する形状に被着された金属層７上の対辺に少なくとも１対とすることで、仮止め剤８の塗布回数を最少にしながら矩形金属リングを確実に仮止めすることができるという効果を発揮する。
さらに、金属リング載置工程４において、矩形金属リング９を金属層７上に供給した際に、万一、セラミック基板６上に載置される矩形金属リング９に角度ずれが生じた場合でも仮止め剤８の塗布回数を最少にしながら確実に矩形金属リング９を仮止めするためには、矩形金属リング９の平面形状に略符合する形状に被着された金属層７上の長辺の対辺の略中央に１対の仮止め剤８を塗布することが望ましい。
【００１６】
以下、この理由を、図３を参照しながら詳細に説明する。
図３は、本発明の実施の形態に係る矩形金属リングが角度ずれしている状態を示す概念図である。
図３中の符号Ｂで示す実線は、矩形金属リング９が金属層７上に位置ずれすることなく載置される状態を、符号Ｃで示す破線は金属層７上に矩形金属リング９が角度θだけ角度ずれしたまま載置されている状態をそれぞれ示している。なお、以下の説明が理解され易いよう、図３において矩形金属リング９は幅をもたない矩形状とした。
図３に示すように、矩形金属リング９が角度θだけ角度ずれした場合、矩形金属リング９上の任意の点Ｐ1は原点Ｏを中心に回動して点Ｐ2へと移動する。
この時、点Ｐ1の移動距離Ｄ1と、矩形金属リング９が回動した角度θ及び原点から点Ｐ1及び点Ｐ2までの距離ＯＰ1，ＯＰ2との関係は余弦定理を用いて下記の数式１のように示すことができる。
【００１７】
【数１】
0004580881.tif 000002
【００１８】
また、点Ｐ2は点Ｐ1が原点Ｏを中心に回動したものであるため、ＯＰ1＝ＯＰ2＝Ｒ1である。従って、矩形金属リング９が角度ずれした際の点Ｐ1の移動距離Ｄは、原点Ｏから点Ｐ1までの距離Ｒ1を用いて以下の数式２のように表わすことができる。
【００１９】
【数２】
0004580881.tif 000003
【００２０】
すなわち、上記数式２からも明らかなように原点Ｏからの距離Ｒ1が最小となる場合に、点Ｐ1の移動距離Ｄ1が最少となる。この結果は、図３に示される他の点を参照することで容易に理解できる。すなわち、長辺の略中央の点Ｐ3から点Ｐ4への移動距離Ｄ2、短辺の略中央の点Ｐ5から点Ｐ6への移動距離Ｄ3とすれは、原点Ｏからの距離が最小となるのは点Ｐ3であり、移動距離の関係は、Ｄ2＜Ｄ1＜Ｄ3となる。
従って、一般的には仮止め剤８は矩形金属リング９の平面形状に略符合する形状に被着された金属層７上の長辺の対辺の略中央に１対略点状に塗布されることが望ましいのである。
次に、この移動距離Ｄの大小に加えて、その移動の方向に関する問題についてさらに説明する。角度ずれによる移動距離Ｄについて先の説明ではその移動方向については問題にしなかったが、矩形金属リングの場合、角度ずれを生じた際には移動距離の他にその移動方向も問題となることがわかる。例えば、図３に示されるように、先の３点Ｐ1，Ｐ3，Ｐ5が角度ずれを生じて移動した場合に、確かに移動距離が短いのは長辺の略中央点Ｐ3、Ｐ1、Ｐ5の順であるが、点Ｐ5とＰ1を比較した場合、それらの位置に仮止め剤８を塗布した場合に、矩形金属リング９が止まりやすいのは、Ｐ1ではなくＰ5であると考えられる。その理由は、点Ｐ5と点Ｐ1に仮止め剤８を塗布した場合に、実際に仮止められる位置はずれた位置である点Ｐ6や点Ｐ2ではなく、矩形金属リング９上の点で最も点Ｐ5や点Ｐ1に近い位置にある点となるためである。具体的には、点Ｐ1に対しては点Ｐ7であり、点Ｐ5に対しては点Ｐ8となる。これらと点Ｐ1、点Ｐ5との距離をそれぞれ比較してみると、図３から明らかなとおり点Ｐ5と点Ｐ8の距離の方が短くなっている。
これは、重心Ｏを中心とする角度ずれによる移動方向と被着された金属層７の方向が一致していることに基づくものである。矩形の場合、長辺の他、短辺の中央近傍では、その角度ずれによる移動方向が矩形の金属層７の被着方向と一致しているため、同じ移動距離であっても移動の影響が少なくなるのである。
但し、これは図３に示されるせいぜいθkくらいまでの角度のずれの場合であまり角度ずれが大きくなる場合には効果は薄れてしまう。また、長辺と短辺の長さの比にも依存する効果でもある。
以上の説明より、仮止め剤８の塗布位置は金属層７の長辺の略中央位置が最も適切な位置であり、それ以外であれば短辺の略中央位置も適切な位置ということも可能である。
従って、金属層７の長辺又は短辺の中心点に仮止め剤８を塗布しておけば、続く金属リング載置工程４において、矩形金属リング９を載置する際のＸ，Ｙ軸を基軸とする精度が同一である場合に、すなわち、矩形金属リング９が金属層７の重心位置に正確に供給されると仮定した場合に、矩形金属リング９のθ変動に対する許容範囲を広くすることができる。
【００２１】
さらに、本実施の形態に係る矩形金属リングろう付け方法１の金属リング載置工程４は、図２（ｃ）に示すように、金属層と金属ろうとのクラッド材で形成された矩形金属リング９を、Ｘ軸及びＹ軸を基軸に位置修正したセラミック基板６上の仮止め剤８上に矩形金属リング９を個別に載置する工程である。
なお、本実施の形態に係る矩形金属リングろう付け方法１においては、セラミック基板１枚当たりに矩形金属リングを１００個以上載置し、その後、金属ろう付け工程５において矩形金属リング９とセラミック基板６を接合させてから、セラミック基板６を、碁盤目状に分割して個別の製品にする手法を採用している。
このため、セラミック基板６上に被着される金属層７の全てに矩形金属リング９が載置されるまで上述のような仮止め剤塗布工程３及び金属リング載置工程４を繰り返し、この作業を完了してからセラミック基板６に矩形金属リング９を接合する金属ろう付け工程５へと移行するのである。
【００２２】
そして、最終段階である金属ろう付け工程５は、矩形金属リング９の載置が全て完了したセラミック基板６を約７８０〜９００℃の温度条件下において加熱して、先の仮止め剤塗布工程３において金属層７上に塗布した仮止め剤８を蒸発又は加熱分解させるとともに、矩形金属リング９の接合面にクラッドされる金属層１０を溶融させ、このとき溶融した金属ろう１１の表面張力により矩形金属リング９の角度ずれを自動修正して、図２（ｄ）に示すように、セラミック基板６上に矩形金属リング９を位置ずれ及び角度ずれすることなく正確に接合する工程である。
なお、矩形金属リング９の角度ずれが溶融した金属ろう１１の表面張力により自動的に修正される仕組みの詳細については後述する。
【００２３】
そして、この金属ろう付け工程５においてセラミック基板６に矩形金属リング９を好適に接合するためには、仮止め剤８が蒸発又は加熱分解する温度Ｑと、金属ろう１１が溶融する温度Ｐと、矩形金属リング９の溶融温度Ｒ、そしてセラミック基板６が変性する温度Ｓとの関係が、Ｐ＜Ｑ＜Ｒ＜Ｓを満たすことが望ましく、このような条件を満たすような性質を備える仮止め剤８，金属ろう１１そして矩形金属リング９を選定する必要がある。
なお、本実施の形態においては、約１６００〜１６５０℃の温度条件下において焼成したセラミック基板６を使用しているので、金属ろう付け工程５においてセラミック基板６を約７８０〜９００℃の温度条件下で加熱した場合でもセラミック基板６が変性する心配はない。
また、本実施の形態においては、たとえば、仮止め剤８には比較的低い温度、すなわち還元雰囲気中では約１５０〜２５０℃の温度で、また、酸化雰囲気中では約１００℃の温度で蒸発又は熱分解するアクリル系樹脂から成る仮止め剤を、矩形金属リング９の材料としては耐熱性の高い、すなわち、溶融温度が１４５０℃程度の鉄−ニッケル−コバルト合金であるコバールを、そして金属ろう１１としては、たとえば、銀と銅の含有量がそれぞれ７２重量％，２８重量％であり溶融温度が７８０℃〜９００℃となるような銀ろうをそれぞれ採用することで、セラミック基板６に矩形金属リング９を好適に接合することができた。
さらに、金属ろう付け工程５において、矩形金属リング９の角度ずれを自動修正する効果をより確実なものにするためには、溶融した金属ろう１１の表面張力で矩形金属リング９を動かすことが出来る程度に矩形金属リング９が軽量である必要があり、特に、矩形金属リング９の平面外形寸法を２ｍｍ×２ｍｍ以下にすることが望ましい。
矩形金属リング９の平面外形寸法が２ｍｍ×２ｍｍを超えて大きい場合には、矩形金属リング９の荷重が溶融した金属ろう１１の表面張力に勝ってしまい、十分な修正効果が発揮されなかった。
【００２４】
［２］次に図４を参照しながら、溶融した金属ろう１１により矩形金属リング９の角度ずれが自動修正される仕組みについて図４を参照しながら説明する。
図４（ａ）〜（ｃ）はいずれも本発明の実施の形態に係る金属ろう付け方法において、矩形金属リングの角度ずれが修正される様子を示す部分断面図である。なお、図１乃至図３に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
図４（ａ）は、先に述べた金属リング載置工程４により金属層７上に矩形金属リング９を載置した状態を示す部分断面図である。すなわち、図２（ｃ）中のＡ−Ａ線断面図である。
図示されるように、金属リング載置工程４が完了した時点においては、金属層１０と金属ろう１１とのクラッド材で形成される矩形金属リング９は仮止め剤８を介して金属層７上に載置されている。そして、続く金属ろう付け工程５において、矩形金属リング９が載置されたセラミック基板６を加熱すると、まず、仮止め剤８が蒸発又は熱分解して消失し、矩形金属リング９の金属ろう１１とセラミック基板６上に被着された金属層７が直接接触する。この状態からさらに温度が上昇して金属ろう１１が溶融する温度に達すると、金属ろう１１は溶融してこの金属ろう１１の表面張力により矩形金属リング９の角度ずれが修正されるのである。
【００２５】
一般に、液体を構成する分子／原子が液体の内部に存在する場合、この分子／原子には液体を構成する他の分子／原子の分子間力／金属結合力が左右上下方向に均等に作用しているのであるが、液体を構成する分子／原子が液体の表面に存在する場合には、この分子／原子の上面側には分子間力／金属結合力が作用しないので分子／原子に作用する力が不均一になってしまう。
つまり、液体の表面にある分子／原子の全てにそれぞれ、これらの分子／原子を下方側へと引っ張るような分子間力／金属結合力が作用し、この結果、液体は表面積が最少となるような球形になろうとして凝集する。そして、このときに液体に作用する凝集力がすなわち表面張力である。
【００２６】
再び、溶融した金属ろう１１により矩形金属リング９の角度ずれが修正される仕組みについての説明に戻るが、雰囲気温度の上昇に伴い金属ろう１１が溶融すると、融けた金属ろう１１は流動して金属層７の表面を被覆する。そして、液体状の金属ろう１１の表面には、表面を球面状にしようとする表面張力が作用し、この結果、図４（ｂ）に示すように、金属ろう１１の幅方向における中心部に矩形金属リング９を移動させる力が働いて、すなわち、矩形金属リング９を図中の符号Ｍで示す位置に移動させるような符号Ｅで示す方向への力が働いて、矩形金属リング９の角度ずれが修正されるのである。
【００２７】
上述のように、矩形金属リング９の角度ずれを金属ろう１１の表面張力を利用して修正することができるということは、すなわち、金属層被着工程２において、金属層７が位置ずれ及び角度ずれすることなく目的とする場所に正確に被着されていれさえすれば、最終的にセラミック基板６上に矩形金属リング９を位置ずれ及び角度ずれすることなく正確に接合できることを意味している。
つまり、本実施の形態に係る矩形金属リングろう付け方法１では、金属層被着工程２に係る設備を高精度にする必要がある反面、金属リング載置工程４に係る設備を簡素にできるというメリットを有している。
すなわち、セラミック基板６上に高精度に金属層７を被着する技術は、金属層７上に位置ずれ及び角度ずれすることなく矩形金属リング９を正確に載置する技術に比べてはるかに簡易である。このため、結果的に矩形金属リング９を製造する際の工程を簡素にすることができるので生産性を向上させることができるのである。
【００２８】
さらに詳しく説明すると、本実施の形態に係る矩形金属リングろう付け方法１では、金属ろう付け工程５において矩形金属リング９の角度ずれを修正できるので、上述のような仮止め剤塗布工程３に係るセラミック基板６の位置修正（Ｓ５）の際には、矩形金属リング９のＸＹ平面上における重心と被着された金属層７のＸＹ平面上における重心がずれないように、Ｘ軸及びＹ軸のみを基軸にセラミック基板を修正すればよい。
つまり、従来のように、Ｘ−Ｙ−θテーブルを用いて厳密にセラミック基板６の位置及び角度を修正する必要がないのである。また、仮止め剤塗布工程３に係るＳ５においてＸ−Ｙテーブルを採用するためのコストは、Ｘ−Ｙ−θテーブルを採用するためのコストに比べてはるかに安価であり、しかも、セラミック基板６の角度を修正するための時間も省くことができる。この結果、製品の生産性を高めることができるという効果を有する。
そして、本実施の形態に係る矩形金属リングろう付け方法１では、金属リング載置工程４における角度ずれがＸ軸またはＹ軸を基軸に±１０°以内であれば、最終段階である金属ろう付け工程５において角度ずれを確実に修正することができる。
従って、従来このような角度ずれが生じた場合には、以後の工程において角度ずれを修正することができずに、不良品や欠陥品にならざるを得なかったものでも製品化できるというメリットを有する。この結果、製品の歩留まりが格段に向上するという効果を発揮する。
【００２９】
以上述べたような効果を総括すると、本発明の実施の形態に係る金属リングろう付け方法１によれば、金属層被着工程２〜金属ろう付け工程５を実施するために必要な設備にかかるコストを削減することができ、製造工程も簡略化することができるという効果を有する。
また、不良品や欠陥品の発生を抑制して製品の歩留まりを向上させるという効果を有する。
なお、本発明の実施の形態に係る矩形金属リングろう付け方法１は、特に外形寸法が２ｍｍ×２ｍｍ以下の微小な矩形金属リング９をセラミック基板６上にろう付けする場合に最適である。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
以上説明したように、本発明の請求項１乃至請求項３に記載された発明は、微小な矩形金属リングをセラミック基板上に位置ずれ及び角度ずれすることなく正確にろう付けすることができるものであり、微小な金属部品をろう付けする分野において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態に係る矩形金属リングろう付け方法の作業工程を示すフローチャートである。
【図２】（ａ）〜（ｄ）はいずれも本発明の実施の形態に係る矩形金属ろう付け方法の各工程を示す概念図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る矩形金属リングが角度ずれしている状態を示す概念図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）はいずれも本発明の実施の形態に係る矩形金属ろう付け方法において、矩形金属リングの角度ずれが修正される様子を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…矩形金属リングろう付け方法  ２…金属層被着工程  ３…仮止め剤塗布工程  ４…金属リング載置工程  ５…金属ろう付け工程  ６…セラミック基板  ７…金属層  ８…仮止め剤  ９…矩形金属リング  １０…金属層  １１…金属ろう
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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