(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製のベースをその外縁が外方に延出して延出部を形成するようにセラミック板に重ね、このベースのセラミック板に重ねられた部分に位置するろう付け部をセラミック板に両者間の気密性を確保しながらろう付けする工程と、前記ベースの延出部に、金属製ケース下端の外方に突出するように形成されたフランジ部を重ね、両者の気密性を確保しながら溶接する工程とからなるセラミック板と金属製ケースの気密接合方法において、
前記延出部とろう付け部間には延出部の延出方向に向かってのびる薄板状の変形吸収部が設けられていることを特徴とするセラミック板と金属製ケースの気密接合方法。
【請求項２】
前記ベースが、その一部が変形吸収部を構成する薄板状の基板部と、ろう付け部に形成された補強体部とからなることを特徴とする請求項１記載のセラミック板と金属製ケースの気密接合方法。
【請求項３】
金属製のベースをその外縁が外方に延出して延出部を形成するようにセラミック板に重ね、このベースのセラミック板に重ねられた部分に位置するろう付け部をセラミック板に両者間の気密性を確保しながらろう付けする工程と、前記ベースの延出部に、金属製ケース下端の外方に突出するように形成されたフランジ部を重ね、両者の気密性を確保しながら溶接する工程とからなるセラミック板と金属製ケースの気密接合方法において、
前記ベースは、その一辺の断面は横Ｌ型であり、セラミック板に平行な一片と、この一片に直交し端面がセラミック板に当接する他片とを有し、一片により延出部が構成され、他片によりろう付け部が構成されていることを特徴とするセラミック板と金属製ケースの気密接合方法。
【請求項４】
金属製のベースをその外縁が外方に延出して延出部を形成するようにセラミック板に重ね、このベースのセラミック板に重ねられた部分に位置するろう付け部をセラミック板に両者間の気密性を確保しながらろう付けする工程と、前記ベースの延出部に、金属製ケース下端の外方に突出するように形成されたフランジ部を重ね、両者の気密性を確保しながら溶接する工程とからなるセラミック板と金属製ケースの気密接合方法において、
前記ベースは、その一辺の断面はＺ型であり、セラミック板に平行な一片と、この一片と段違いかつセラミック板に平行な他片と、この一片と他片とに直交して両者間をつなぐ連結片とを有しており、他片は一片より下位に位置していて、一片の全部または一部によりろう付け部が構成され、他片により延出部が構成されていることを特徴とするセラミック板と金属製ケースの気密接合方法。
【請求項５】
前記一片のセラミック板側に形成された凸状によりろう付け部が構成されていることを特徴とする請求項４記載のセラミック板と金属製ケースの気密接合方法。
【請求項６】
前記延出部とフランジ部とはプロジェクションを用いた抵抗溶接により溶接されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のセラミック板と金属製ケースの気密接合方法。
【請求項７】
前記プロジェクションの高さは、ベースのろう付けにより生ずるベースの反り量より大きいことを特徴とする請求項６記載のセラミック板と金属製ケースの気密接合方法。
【請求項８】
前記プロジェクションは、延出部とフランジ部間に挟まれた環状部材により形成されていることを特徴とする請求項６または７記載のセラミック板と金属製ケースの気密接合方法。
【請求項９】
前記プロジェクションは、延出部の先端を折り曲げることにより形成されていることを特徴とする請求項６または７記載のセラミック板と金属製ケースの気密接合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部に電子部品を封入するため、ケースとセラミック板とを金属製のベースを介して気密性を確保しながら接合するセラミック板と金属製ケースの気密接合方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、箱型のケースの内部に電子部品を封入するため、金属製のケースをセラミック板に気密性を確保しながら接合することが試みられている。このとき、金属製のケースをセラミック板に直接接合することは困難なため、次のような手順で接合することが提案されている。まず、セラミック板に、セラミックと熱膨張率が略同等の４２アロイやコバールなどの金属により構成された基台となるベースを取り付ける。この取り付けは、ベースのセラミック板に重ねられた部分に位置するろう付け部をろう付けすることで行う。このときベースの外縁は、外方に延出しており延出部を形成している。次に、この延出部に、金属製ケース下端の外方に突出するように形成されたフランジ部を重ね、両者の気密性を確保しながら溶接する。この溶接は、電子ビームまたはレーザーを照射して延出部及びフランジ部の一部を熔融させて溶着することにより行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のセラミック板と金属製ケースの気密接合方法において、ベースをろう付けする工程においては、ベースとしてセラミックと熱膨張率が略同等の金属を用いたとしても、その微妙な差によりベースに反りが生ずる。その状態を模式的に図２３に示す。ここで、１０１はベース、１０２はセラミック板である。このとき、次の工程において、フランジ部と延出部を気密性を確保しながら溶接するためには、延出部を加圧して、その反りを矯正する必要がある。ところがこの反りを矯正する際に、セラミック板に力が加わり、セラミック板に割れが生ずることがあるという問題点があった。
【０００４】
さらに、フランジと延出部との溶接を、電子ビームやレーザーにより行う場合には、入熱側材料と反対側材料との間で温度差が生じやすいので、さらなる残留応力が発生し、この応力がセラミック板に加わり、セラミック板に割れが発生しやすくなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記事由に鑑みてなしたもので、その目的とするところは、セラミック板に割れが生じにくく、信頼性の高いセラミック板と金属製ケースの気密接合方法提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のセラミック板と金属製ケースの気密接合方法にあっては、金属製のベースをその外縁が外方に延出して延出部を形成するようにセラミック板に重ね、このベースのセラミック板に重ねられた部分に位置するろう付け部をセラミック板に両者間の気密性を確保しながらろう付けする工程と、前記ベースの延出部に、金属製ケース下端の外方に突出するように形成されたフランジ部を重ね、両者の気密性を確保しながら溶接する工程とからなるセラミック板と金属製ケースの気密接合方法において、前記延出部とろう付け部間には延出部の延出方向に向かってのびる薄板状の変形吸収部を設けてもよい。
【００１９】
このセラミック板と金属製ケースの気密接合方法によると、延出部にケースのフランジ部を溶接する工程において、延出部の反りを矯正する場合でも、この矯正による変形が、変形吸収部によりある程度吸収され、セラミック板に加わる力を低減することができる。
【００２０】
また、前記ベースが、その一部が変形吸収部を構成する薄板状の基板部と、ろう付け部に形成された補強体部とからなることも好ましい。
【００２１】
この場合には、延出部にケースのフランジ部を溶接する工程において、ろう付け部は補強体部に補強されて、剛性が向上するので、ろう付け部の変形が小さくなり、さらにセラミック板に加わる力を低減することができる。
【００２４】
また、金属製のベースをその外縁が外方に延出して延出部を形成するようにセラミック板に重ね、このベースのセラミック板に重ねられた部分に位置するろう付け部をセラミック板に両者間の気密性を確保しながらろう付けする工程と、前記ベースの延出部に、金属製ケース下端の外方に突出するように形成されたフランジ部を重ね、両者の気密性を確保しながら溶接する工程とからなるセラミック板と金属製ケースの気密接合方法において、前記ベースはセラミック板に平行な一片と、この一片に直交し端面がセラミック板に当接する他片とを有し、一片により延出部が構成され、他片によりろう付け部が構成されるようにしてもよい。
【００２５】
この場合には、延出部にケースのフランジ部を溶接する工程において、延出部の反りを矯正しても、この矯正による変形が、セラミック板に平行な一片およびそれに直交する他片により吸収されるので、ろう付け部の変形が小さくなり、この工程でセラミック板に対して加わる力を低減することができ、セラミック板の割れを低減させることができる。
【００２６】
また、金属製のベースをその外縁が外方に延出して延出部を形成するようにセラミック板に重ね、このベースのセラミック板に重ねられた部分に位置するろう付け部をセラミック板に両者間の気密性を確保しながらろう付けする工程と、前記ベースの延出部に、金属製ケース下端の外方に突出するように形成されたフランジ部を重ね、両者の気密性を確保しながら溶接する工程とからなるセラミック板と金属製ケースの気密接合方法において、前記ベースはセラミック板に平行な一片と、この一片と段違いで一片より下位に位置し、セラミック板に平行な他片と、この一片と他片に直交して両者間をつなぐ連結片とを有し、一片の全部または一部によりろう付け部が構成され、他片により延出部が構成されるようにしてもよい。
【００２７】
この場合には、延出部にケースのフランジ部を溶接する工程において、延出部の反りを矯正しても、この矯正による変形が、セラミック板に平行な一片、他片および連結片により吸収され、ろう付け部の変形が小さくなり、この工程でセラミック板に対して加わる力を低減することができ、セラミック板の割れを低減させることができる。さらに、一片と他片とは段違いで、他片は一片より下方に位置するので、溶接時に発生するスパッタ、チリなどは他片上に残留し、ケース内に侵入しするスパッタ、チリなどを少なくすることができる。
【００２８】
また、前記一片のセラミック板側に形成された凸状によりろう付け部が構成されていることも好ましい。
【００２９】
この場合には、ろう付け部が凸状で構成されているので、ろう付け部の剛性が小さくなり、残留応力を小さくすることができる。また、延出部にケースのフランジ部を溶接する工程では、延出部の反りの矯正による変形を、凸状によりある程度吸収することができ、セラミック板に加わる力をさらに小さくすることができる。
【００３０】
また、前記延出部とフランジ部とはプロジェクションを用いた抵抗溶接により溶接されていることも好ましい。
【００３１】
この場合には、プロジェクションの接合界面からのみの発熱でかつ瞬時に溶接が完了するので、余分な熱ひずみが発生せず、セラミックスの割れを低減することができる。
【００３２】
また、前記プロジェクションの高さは、ベースのろう付けにより生ずるベースの反り量より大きいことも好ましい。
【００３３】
この場合には、延出部にケースのフランジ部を溶接する工程において、ベースの反りをプロジェクションの変形で吸収できるので、延出部の反りを必ずしも矯正する必要が無くなり、反りの矯正により発生する力が、セラミック板に力が加わることが無く、この工程でのセラミック板の割れを防止することができる。
【００３４】
また、前記プロジェクションは、延出部とフランジ部間に挟まれた環状部材により形成されていることも好ましい。
【００３５】
この場合には、ベースの延出部あるいは、ケースのフランジ部にプロジェクションとなる突起をプレス成型などで形成する必要がなくなり、これによる延出部やフランジ部の精度の低下招くことが無いので、溶接の信頼性が向上する。
【００３６】
また、前記プロジェクションは、延出部の先端を折り曲げることにより形成されていることも好ましい。
【００３７】
この場合には、プロジェクションを容易に形成することができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
図２は、以下に記載する全ての参考例および実施の形態に共通する本発明のセラミック板１と金属製ケース２１の気密接合方法の概略を示している。図示するように、第１の工程では、長方形のセラミック板１に、セラミックと熱膨張率が略同等の４２アロイやコバールなどの金属により構成された基台となるベース１１を取り付ける。この取り付けは、ベース１１のセラミック板１に重ねられた部分に位置するろう付け部１２をろう付けすることで行う。続いてこのセラミック板１上に、電磁コイルや接点を備えた電子部品３１を配設する。
【００３９】
続いて第２の工程では、箱型の金属製ケース２１を基台に取り付ける。この取り付けは、金属製ケース２１下端の外方に突出するように形成されたフランジ部２２と、ベース１１を溶接することにより行う。
【００４０】
セラミック板１は、以下に示す全ての参考例および実施の形態において、長方形であり、長辺の長さが３３ｍｍ、短辺の長さが２５ｍｍ、厚さ（ｔｃ）が２．５ｍｍであり、全面に亙って略均一な厚みを有している。セラミック板１の材質は、アルミナである。
【００４１】
一方、ケース２１は、下面が開放した箱型であり、ステンレスなどの金属で構成されている。ケース２１の下端部には、外方に突出するように、フランジ部２２が形成されている。フランジ部２２は、ケース２１本体の側面を形成する外板２３の下端を、外側に折り曲げて構成されており、ケース２１本体と隙間無く一体化されている。
【００４２】
尚、セラミック板１の形状は、正方形の他、円形など他の形状であっても良く、また、ケース２１も円筒状など他の形状であってもよいことは言うまでも無い。
【００４３】
（第１の参考例）本発明の第１の参考例について、図１乃至図１０に基づき説明する。
【００４４】
本参考例のセラミック板１と金属製ケース２１の気密接合方法は、金属製のベース１１をその外縁が外方に延出して延出部１４を形成するようにセラミック板１に重ね、このベース１１のセラミック板１に重ねられた部分に位置するろう付け部１２を、セラミック板１に両者間の気密性を確保しながらろう付けする工程と、前記ベース１１の延出部１４に、金属製ケース２１下端の外方に突出するように形成されたフランジ部２２を重ね、両者の気密性を確保しながら溶接する工程とからなるものであり、ベース１１の延出部１４の最大厚さを、セラミック板１の厚さの１／２以上とするものである。
【００４５】
ベース１１は、図３に示すように平面視ロ字状であり、セラミック板１に重ねた状態では、外縁が、セラミック板１の外周より外方に延出して延出部１４を形成している。ベース１１は、コバール、４２アロイ等のセラミックと略熱膨張率が同程度のものにより構成される。
【００４６】
ベース１１の各辺の幅は、全周に亙って均一であり、４ｍｍである。また、ベース１１は、図４に示すように略均一な厚みを有しており、その厚み（ｔｍ）は、セラミック板１の厚み（ｔｃ）の１／２以上となるように設定されている。ここでは、セラミック板１の厚み（ｔｃ）が２．５ｍｍであるのに対して、ベース１１の厚み（ｔｍ）は２ｍｍである。また、延出部１４の上面には、平面視ロ字状のベース１１全周に亙るように、断面山形の環状に連続した突起状のプロジェクション１３が形成されている。このプロジェクション１３は、延出部１４をケース２１のフランジ部２２に重ねて抵抗溶接する際に用いられる。
【００４７】
ここで、ベース１１の厚み（ｔｍ）をセラミック板１の厚み（ｔｃ）の１／２以上としたのは、次の実験結果に基づく。
【００４８】
長辺が３３ｍｍ、短辺が２５ｍｍ、厚さ２．５ｍｍのセラミック板１を用い、次のような実験を行った。このセラミック板１に、種々の厚さ（ｔｍ）を有するベース１１をろう付けし、そのときに図５に模式的に示すベース１１に生ずる反り（ｓ）の大きさを測定した。さらに、そのベース１１を、ケース２１のフランジ部２２と重ね、図６に示すように、加圧治具４１により加圧して両者を密着させた。このとき、セラミック板１に生じた割れの有無を調べた。
【００４９】
その結果、ベース１１の反り（ｓ）とベース１１の厚さ（ｔｍ）との関係は、図７に示すような、ベース１１の厚さ（ｔｍ）が大きくなるほど、ベース１１の反り（ｓ）が小さくなる関係であることがわかった。また、ベース１１の厚さ（ｔｍ）が１．０ｍｍ以上のとき、反り（ｓ）は０．０５ｍｍ以下となるが、その範囲（図７において矢印で示す）では、加圧治具４１により加圧しても、セラミック板１に割れが生じないことがわかった。これらより、セラミック板１の厚さ（ｔｃ）２．５ｍｍに対して、ベース１１の厚さ（ｔｍ）を１．０ｍｍ以上に設定すれば、セラミック板１に割れが生じないことがわかった。
【００５０】
この結果より、ベース１１の厚さ（ｔｍ）とセラミック板１の厚さ（ｔｃ）の比が１／２．５以上であれば、セラミック板１に割れが生じないこととなるが、安全率を考慮し、ベース１１の厚さ（ｔｍ）をセラミック板１の厚さ（ｔｃ）の１／２以上とした。
【００５１】
第１の工程では、ベース１１をセラミック板１にろう付けするが、この手順は次のとおりである。まず、図２（ａ）に示すように、ベース１１をセラミック板１に重ねる。このとき、図１（ａ）に示すように、ベース１１の内周側がセラミック板１と重なり、その重なり部全面がろう付け部１２となる。一方、ベース１１の外縁は、セラミック板１の外周より外側に延出した延出部１４を形成している。次に、セラミック板１と、ベース１１を加熱すると共に銀ろうを流し込んで両者を気密性を確保しながらろう付けする。
【００５２】
第２の工程では、ベース１１の延出部１４とケース２１のフランジ部２２とを抵抗溶接するが、その手順は次の通りである。まず、ベース１１の延出部１４上面に形成されたプロジェクション１３の先端と、フランジ部２２の下面とが接触するように両者を重ねる。次に、フランジ部２２の上面とベース１１の下面とに電極４２，４２を当接し、電極４２，４２により両者を押圧する。このとき、ベース１１に、ろう付け時の残留ひずみによる反りがあった場合には、電極４２，４２の押圧により矯正され、両者はプロジェクション１３の先端で接触する。そして、両電極４２，４２間に高電流を通すようにすると、プロジェクション１３の接合界面で発熱し、プロジェクション１３およびそれに接触したフランジ部２２が融解して両者は一体化される。このとき、プロジェクション１３は、ベース１１の全周に亙っており、加圧されてフランジと密着させられているので、気密性を保った状態で溶接される。
【００５３】
このようにプロジェクション１３を用いた抵抗溶接によると、プロジェクション１３の接合界面からのみの発熱でかつ瞬時に溶接が完了するので、余分な熱ひずみが発生せず、セラミック板１の割れを低減させることができる。
【００５４】
また、プロジェクション１３の高さは、図８（ａ）に示すように、ベース１１のろう付けにより生ずるベース１１の反り量より大きくすることが好ましい。この場合には、図８（ｂ）に示すように、ベース１１の反りをプロジェクション１３の変形で吸収できるので、延出部１４の反りを必ずしも矯正する必要が無くなり、反りの矯正により発生する力が、セラミック板１に力が加わることが無く、この工程でのセラミック板１の割れを防止することができる。
【００５５】
前記第２の工程では、プロジェクション１３をあらかじめ、ベース１１の上面に山形の突起を形成しておくことで形成したが、図９に示すように、別途ベース１１の上面に対応する環状の金属部材からなるプロジェクション１３を、ベース１１とフランジ部２２の間に挟持することで構成してもよい。これによると、ベース１１にあらかじめ突起等を形成する必要が無いので、その構成が容易であり、また、突起等を加工する際に生ずるベース１１本体の変形を防止することができて、ベース１１の部品精度が向上する。
【００５６】
一方、プロジェクション１３を、図１０に示すように、ベース１１の延出部１４の先端を上向きに折り曲げることで形成してもよい。この場合には、ベース１１を折り曲げ加工するのみでプロジェクション１３が形成でき、その形成が容易である。
【００５７】
（第２の参考例）本発明の第２の参考例について、主に図１１乃至１３に基づき説明する。
【００５８】
ベース１１は、図１２に示すように平面視ロ字状であり、セラミック板１に重ねた状態では、外縁が、セラミック板１の外周より外方に延出して延出部１４を形成している。ベース１１は、コバール、４２アロイ等のセラミックと略熱膨張率が同程度のものにより構成される。
【００５９】
ベース１１の各辺の幅は、全周に亙って均一であり、４ｍｍである。また、ベース１１は外周側と、内周側とで厚さか異なり、また内周側の端部のセラミック板１側には、下向きの凸状１５が形成されている。ベース１１の外周側は略均一な厚みを有しており、その厚み（ｔｍ）は、セラミック板１の厚み（ｔｃ）の１／２以上となるように設定されている。ここでは、セラミック板１の厚み（ｔｃ）が２．５ｍｍであるのに対して、ベース１１の厚み（ｔｍ）は２ｍｍである。ベース１１の内周側の厚み（ｔｎ）は、１．５ｍｍであり、凸状１５の高さ（ｈ）は０．５ｍｍである。この凸状１５の幅（ｗ）は、凸状１５に沿う方向、すなわち凸状１５の長手方向の各部で異なっている。具体的には、残留応力が大きくなるコーナー部では、図１３（ａ）に示すように、凸状１５の幅（ｗ）を狭くする一方、直線部においては、図１３（ｂ）に示すように、凸状１５の幅（ｗ）を広くしている。凸状１５の幅（ｗ）は、コーナー部では０．３ｍｍ、直線部では０．５ｍｍである。
【００６０】
また、延出部１４の上面には、平面視ロ字状のベース１１全周に亙るように、断面山形の環状に連続した突起状のプロジェクション１３が形成されている。このプロジェクション１３は、延出部１４をケース２１のフランジ部２２に重ねて抵抗溶接する際に用いられる。
【００６１】
第１の工程では、ベース１１をセラミック板１にろう付けするが、この手順は次のとおりである。まず、図２（ａ）に示すように、ベース１１をセラミック板１に重ねる。このとき、図１１に示すように、ベース１１の内周側端部に設けられた凸状１５がセラミック板１と重なり、その重なり部ろう付け部１２となる。一方、ベース１１の外縁は、セラミック板１の外周より外側に延出した延出部１４を形成している。次に、セラミック板１と、ベース１１を加熱すると共に銀ろうを流し込んで両者を気密性を確保しながらろう付けする。
【００６２】
このように、本参考例では、ろう付け部１２が凸状１５で構成されているので、ろう付け部１２の剛性が小さくなり、ろう付け部１２が変形しやすくなって、残留応力を小さくすることができる。また、延出部１４にケース２１のフランジ部２２を溶接する工程では、延出部１４の反りの矯正による変形を、凸状１５によりある程度吸収することができ、セラミック板１に加わる力を小さくすることができる。
【００６３】
また、コーナー部においては凸状１５の幅（ｗ）が狭く構成されており、凸状１５の剛性を小さくすることにより残留応力を緩和することができる一方、直線部においては凸状１５の幅（ｗ）が広く構成されており、ろう付けの強度を確保することができる。このように、凸状１５の幅を一定にせず、長手方向の各部で変化させることにより、合理的にセラミック板１とベース１１をろう付けすることができる。
【００６４】
第２の工程では、ベース１１の延出部１４とケース２１のフランジ部２２とを抵抗溶接するが、その手順は第１の参考例と全く同じである。
【００６５】
（第３の参考例）本発明の第３の参考例について、主に図１４乃至１６に基づき説明する。
【００６６】
ベース１１は、図１２に示すように平面視ロ字状であり、セラミック板１に重ねた状態では、外縁が、セラミック板１の外周より外方に延出して延出部１４を形成している。ベース１１は、コバール、４２アロイ等のセラミックと略熱膨張率が同程度のものにより構成される。
【００６７】
ベース１１の各辺の幅は、全周に亙って均一であり、４ｍｍである。また、ベース１１は外周側と、内周側とで厚さか異なっている。ベース１１の外周側は略均一な厚みを有しており、その厚み（ｔｍ）は、セラミック板１の厚み（ｔｃ）の１／２以上となるように設定されている。ここでは、セラミック板１の厚み（ｔｃ）が２．５ｍｍであるのに対して、ベース１１の厚み（ｔｍ）は２ｍｍである。一方、ベース１１の内周側も均一な厚みを有する平板状であり、その厚み（ｔｎ）は、外周側の厚みより薄く、０．５ｍｍである。
【００６８】
このベース１１は、図１４に示すように外周先端の延出部１４と、ろう付け部１２を一体に構成してもよいが、図１５に示すように延出部１４からろう付け部１２に亙る平板状の基板部１６と、延出部１４の全部または一部に積層された補強体部１７とをレーザー溶接等により溶接して一体化してもよい。後者の場合には、ベース１１を基板部１６と補強体部１７の二部材で構成することにより、ベース１１の加工が容易となり、部品精度を向上させることができる。
【００６９】
また、延出部１４の上面には、平面視ロ字状のベース１１全周に亙るように、断面山形の環状に連続した突起状のプロジェクション１３が形成されている。このプロジェクション１３は、延出部１４をケース２１のフランジ部２２に重ねて抵抗溶接する際に用いられる。
【００７０】
第１の工程では、ベース１１をセラミック板１にろう付けするが、この手順は次のとおりである。まず、図２（ａ）に示すように、ベース１１をセラミック板１に重ねる。
【００７１】
このとき、図１４に示すように、ベース１１の内周側がセラミック板１と重なり、その重なり部全面がろう付け部１２となる。一方、ベース１１の外縁は、セラミック板１の外周より外側に延出した延出部１４を形成している。次に、セラミック板１と、ベース１１を加熱すると共に銀ろうを流し込んで両者を気密性を確保しながらろう付けする。
【００７２】
このように、本参考例では、ろう付け部１２が、ベース１１の外周の延出部１４より薄い平板状に構成されているので、ろう付け部１２の剛性が低下して、ろう付け時には延出部１４を変形させにくくなる上、残留応力も低減させることができる。
【００７３】
第２の工程では、ベース１１の延出部１４とケース２１のフランジ部２２とを抵抗溶接するが、その手順は第１の参考例と全く同じである。
【００７４】
但し、ベース１１を、基板部１６と、補強体部１７の二部材で構成した場合には、図１６に示すように、基板部１６の外端部を補強体部１７より外側に突出させて突出部１８を形成し、この突出部１８と前記フランジ部２２とを電極４２，４２で狭持し、この電極４２，４２間に大電流を通すようにすることで、プロジェクジョンを用いた抵抗溶接することが好ましい。この場合には、抵抗溶接時に電極４２，４２間には、補強体部１７が介在しないので、フランジ部２２と突出部１８とに安定して電流が流れて、溶接の信頼性を向上させることができる。
【００７５】
（第１の実施の形態）本発明の第１の実施の形態について、主に図１７に基づき説明する。この実施の形態は、請求項１に対応している。
【００７６】
ベース１１は、平面視ロ字状であり、セラミック板１に重ねた状態では、外縁が、セラミック板１の外周より外方に延出して延出部１４を形成している。ベース１１は、コバール、４２アロイ等のセラミックと略熱膨張率が同程度のものにより構成される。
【００７７】
ベース１１の各辺の幅は、全周に亙って均一であり、４ｍｍである。また、ベース１１は略均一な厚みを有する薄板状であり、その厚み（ｔｍ）は、１．０ｍｍ以下が好ましい。その厚み（ｔｍ）が１．０ｍｍを超えると、延出部１４の反りを矯正する力が十分に吸収されず、セラミック板１に割れが生じる恐れがある。ここでは、ベース１１の厚み（ｔｍ）は０．５ｍｍである。
【００７８】
また、延出部１４の上面には、平面視ロ字状のベース１１全周に亙るように、断面山形の環状に連続した突起状のプロジェクション１３が形成されている。このプロジェクション１３は、延出部１４をケース２１のフランジ部２２に重ねて抵抗溶接する際に用いられる。
【００７９】
第１の工程では、ベース１１をセラミック板１にろう付けするが、この手順は次のとおりである。まず、図２（ａ）に示すように、ベース１１をセラミック板１に重ねる。
【００８０】
このとき、図１７に示すように、ベース１１の内周側がセラミック板１と重なり、その重なり部全面がろう付け部１２となる。一方、ベース１１の外縁は、セラミック板１の外周より外側に延出した延出部１４を形成している。次に、セラミック板１と、ベース１１を加熱すると共に銀ろうを流し込んで両者を気密性を確保しながらろう付けする。
【００８１】
第２の工程では、ベース１１の延出部１４とケース２１のフランジ部２２とを抵抗溶接するが、その手順は第１の参考例と全く同じである。
【００８２】
本実施の形態では、延出部１４にケース２１のフランジ部２２を溶接する第２の工程において、延出部１４の反りを矯正する場合でも、この矯正による変形が、薄板状のベース１１によりある程度吸収され、セラミック板１に加わる力を低減することができる。このとき、ベース１１の電極４２と、ろう付け部１２に挟まれる幅（ｘ）が、変形吸収部１９として作用する。変形吸収部１９は、延出部１４の延出方向において、ベース１１の厚さの５倍以上の幅（ｘ）を有していることが好ましい。変形吸収部１９がベース１１の厚さの５倍以上の幅を有していることにより、延出部１４の反りを矯正することによる変形を確実に吸収することができ、さらにセラミック板１の割れを低減することができる。
【００８３】
（第２の実施の形態）本発明の第２の実施の形態について、主に図１８に基づき説明する。この実施の形態は、請求項２に対応している。
【００８４】
ベース１１は、平面視ロ字状であり、セラミック板１に重ねた状態では、外縁が、セラミック板１の外周より外方に延出して延出部１４を形成している。ベース１１は、コバール、４２アロイ等のセラミックと略熱膨張率が同程度のものにより構成される。
【００８５】
ベース１１の各辺の幅は、全周に亙って均一であり、４ｍｍである。また、ベース１１は略均一な厚みを有する薄板状の延出部１４と、厚板状のろう付け部１２とで構成されている。延出部１４の厚み（ｔｍ）は、１．０ｍｍ以下が好ましい。その厚み（ｔｍ）が１．０ｍｍを超えると、延出部１４の反りを矯正する力が十分に吸収されず、セラミック板１に割れが生じる恐れがある。ここでは延出部１４の厚み（ｔｍ）は、０．５ｍｍである。一方、ろう付け部１２の厚み（ｔｒ）は、２ｍｍである。
【００８６】
また、延出部１４の上面には、平面視ロ字状のベース１１全周に亙るように、断面山形の環状に連続した突起状のプロジェクション１３が形成されている。このプロジェクション１３は、延出部１４をケース２１のフランジ部２２に重ねて抵抗溶接する際に用いられる。
【００８７】
第１の工程では、ベース１１をセラミック板１にろう付けするが、この手順は次のとおりである。まず、図２（ａ）に示すように、ベース１１をセラミック板１に重ねる。
【００８８】
このとき、図１８に示すように、ベース１１の内周側の補強体部１７がセラミック板１と重なり、その重なり部全面がろう付け部１２となる。一方、ベース１１の外縁は、セラミック板１の外周より外側に延出した延出部１４を形成している。次に、セラミック板１と、ベース１１を加熱すると共に銀ろうを流し込んで両者を気密性を確保しながらろう付けする。
【００８９】
第２の工程では、ベース１１の延出部１４とケース２１のフランジ部２２とを抵抗溶接するが、その手順は第１の参考例と全く同じである。
【００９０】
本実施の形態では、延出部１４にケース２１のフランジ部２２を溶接する第２の工程において、延出部１４の反りを矯正する場合でも、この矯正による変形が、薄板状の延出部１４によりある程度吸収され、セラミック板１に加わる力を低減することができる。このとき、ベース１１の電極４２と、ろう付け部１２に挟まれる幅（ｘ）が、変形吸収部１９となる。変形吸収部１９は、延出部１４の延出方向において、ベース１１の厚さの５倍以上の幅（ｘ）を有していることが好ましい。変形吸収部１９がベース１１の厚さの５倍以上の幅を有していることにより、延出部１４の反りを矯正することによる変形を確実に吸収することができ、さらにセラミック板１の割れを低減することができる。さらに、この実施の形態では、ろう付け部１２が厚板状に形成されているので、これによりろう付け部１２の剛性が向上し、ろう付け部１２の変形が小さくなり、さらにセラミック板１に加わる力をさらに低減することができる。
【００９１】
（第３の実施の形態）本発明の第３の実施の形態について、主に図１９に基づき説明する。この実施の形態は、請求項３に対応している。
【００９２】
ベース１１は、平面視ロ字状であり、セラミック板１に重ねた状態では、外縁が、セラミック板１の外周より外方に延出して延出部１４を形成している。ベース１１は、コバール、４２アロイ等のセラミックと略熱膨張率が同程度のものにより構成される。
【００９３】
ベース１１の各辺の幅は、全周に亙って均一であり、４ｍｍである。また、ベース１１は、その一辺の断面は、図１９に示すように、横Ｌ型であり、セラミック板１に平行な一片と、この一片に直交し端面がセラミック板１に当接する他片とを有し、一片により延出部１４が構成され、他片によりろう付け部１２が構成されている。このベース１１を構成する材料の厚み（ｔｍ）は、略均一であり、すべて薄板状である。この材料の厚み（ｔｍ）は、１．０ｍｍ以下が好ましい。その厚み（ｔｍ）が１．０ｍｍを超えると、延出部１４の反りを矯正する力が十分に吸収されず、セラミック板１に割れが生じる恐れがある。ここでは材料の厚み（ｔｍ）は、０．５ｍｍである。
【００９４】
また、延出部１４の上面には、平面視ロ字状のベース１１全周に亙るように、断面山形の環状に連続した突起状のプロジェクション１３が形成されている。このプロジェクション１３は、延出部１４をケース２１のフランジ部２２に重ねて抵抗溶接する際に用いられる。
【００９５】
第１の工程では、ベース１１をセラミック板１にろう付けするが、この手順は次のとおりである。まず、図２（ａ）に示すように、ベース１１をセラミック板１に重ねる。
【００９６】
このとき、図１９に示すように、ベース１１の内周側に位置する他片の先端がセラミック板１に当接されて、その部分がろう付け部１２となる。一方、ベース１１の一片は、セラミック板１の外周より外側に延出した延出部１４を形成している。次に、セラミック板１と、ベース１１を加熱すると共に銀ろうを流し込んで両者を気密性を確保しながらろう付けする。
【００９７】
第２の工程では、ベース１１の延出部１４とケース２１のフランジ部２２とを抵抗溶接するが、その手順は第１の参考例と全く同じである。
【００９８】
本実施の形態では、延出部１４にケース２１のフランジ部２２を溶接する工程において、延出部１４の反りを矯正しても、この矯正による変形が、セラミック板１に平行な一片およびセラミック板１と直交方向に位置する他片により吸収されるので、ろう付け部１２の変形が小さくなり、この工程でセラミック板１に対して加わる力を低減することができ、セラミック板１の割れを低減させることができる。
【００９９】
（第４の実施の形態）本発明の第４の実施の形態について、主に図２０乃至２２に基づき説明する。この実施の形態は、請求項４および５に対応している。
【０１００】
ベース１１は、平面視ロ字状であり、セラミック板１に重ねた状態では、外縁が、セラミック板１の外周より外方に延出して延出部１４を形成している。ベース１１は、コバール、４２アロイ等のセラミックと略熱膨張率が同程度のものにより構成される。
【０１０１】
ベース１１の各辺の幅は、全周に亙って均一であり、４ｍｍである。また、ベース１１の一辺の断面は、図２０に示すようなＺ型であり、セラミック板１に平行な一片２０ａと、この一片２０ａと段違いかつセラミック板１に平行な他片２０ｂと、この一片２０ａと他片２０ｂとに直交して両者間をつなぐ連結片２０ｃとを有しており、他片２０ｂは一片２０ａより下位に位置している。この一片２０ａの全部または一部によりろう付け部１２が構成され、他片２０ｂにより延出部１４が構成されている。このベース１１を構成する材料の厚み（ｔｍ）は、略均一であり、すべて薄板状である。この材料の厚み（ｔｍ）は、１．０ｍｍ以下が好ましい。その厚み（ｔｍ）が１．０ｍｍを超えると、延出部１４の反りを矯正する力が十分に吸収されず、セラミック板１に割れが生じる恐れがある。ここでは、材料の厚み（ｔｍ）は０．５ｍｍである。
【０１０２】
また、延出部１４の上面には、平面視ロ字状のベース１１全周に亙るように、断面山形の環状に連続した突起状のプロジェクション１３が形成されている。このプロジェクション１３は、延出部１４をケース２１のフランジ部２２に重ねて抵抗溶接する際に用いられる。
【０１０３】
第１の工程では、ベース１１をセラミック板１にろう付けするが、この手順は次のとおりである。まず、図２（ａ）に示すように、ベース１１をセラミック板１に重ねる。
【０１０４】
このとき、図２０に示すように、ベース１１の内周側に位置する一片２０ａの略全面が、セラミック板１に重ねられて、その重なり部がろう付け部１２となる。一方、ベース１１の他片２０ｂは、セラミック板１の外周より外側に延出した延出部１４を形成している。次に、セラミック板１と、ベース１１を加熱すると共に銀ろうを流し込んで両者を気密性を確保しながらろう付けする。
【０１０５】
第２の工程では、ベース１１の延出部１４とケース２１のフランジ部２２とを抵抗溶接するが、その手順は第１の参考例と全く同じである。
【０１０６】
延出部１４の反りを矯正しても、この矯正による変形が、セラミック板１に平行な一片２０ａ、他片２０ｂおよび連結片２０ｃにより吸収されるので、ろう付け部１２の変形が小さくなり、この工程でセラミック板１に対して加わる力を低減することができ、セラミック板１の割れを低減させることができる。
【０１０７】
また、ベース１１の一片２０ａと他片２０ｂとは段違いであり、他片２０ｂは一片２０ａより下方に位置するので、他片２０ｂの溶接時に発生するスパッタ、チリ４３などは、他片２０ｂの上に残留し、ケース２１の内部に侵入しにくくなる。また、第２の工程において、ケース２１の内側面下端が、連結片２０ｃの外面に当接するので、これらのスパッタ、チリ４３などが侵入することを確実に防止することができる。
【０１０８】
上記ベース１１においては、一片２０ａの全面をろう付け部１２としたが、図２１や図２２に記載したように、ろう付け部１２を一片２０ａのセラミック板１側に形成された凸状１５により構成してもよい。図２１に記載したベース１１においては、一片２０ａの先端をプレス成型により下向きに折り曲げて凸状１５を形成しており、図２２に記載したベース１１においては、一片２０ａの先端部をプレス成型によりＵ字状に折り曲げて凸状１５を形成している。
【０１０９】
この場合には、ろう付け部１２が凸状１５で構成されているので、ろう付け部１２の剛性が小さくなり、残留応力を小さくすることができる。また、延出部１４にケース２１のフランジ部２２を溶接する工程では、延出部１４の反りの矯正による変形を、凸状１５によりある程度吸収することができ、セラミック板１に加わる力をさらに小さくすることができる。
【０１１６】
【発明の効果】
本発明のセラミック板と金属製ケースの気密接合方法は、以上のとおりであり、請求項１記載の発明によると、延出部にケースのフランジ部を溶接する工程において、延出部の反りを矯正する場合でも、この矯正による変形が、変形吸収部によりある程度吸収され、セラミック板に加わる力を低減することができる。
【０１１７】
請求項２記載の発明によると、延出部にケースのフランジ部を溶接する工程において、ろう付け部は補強体部に補強されて、剛性が向上するので、ろう付け部の変形が小さくなり、さらにセラミック板に加わる力を低減することができる。
【０１１９】
請求項３記載の発明によると、延出部にケースのフランジ部を溶接する工程において、延出部の反りを矯正しても、この矯正による変形が、セラミック板に平行な一片および直交する他片により吸収されて、ろう付け部の変形が小さくなり、この工程でセラミック板に対して加わる力を低減することができ、セラミック板の割れを低減させることができる。
【０１２０】
請求項４記載の発明によると、延出部にケースのフランジ部を溶接する工程において、延出部の反りを矯正しても、この矯正による変形が、セラミック板に平行な一片及び他片、さらにはこれらに直交する連結片により吸収され、ろう付け部の変形が小さくなり、この工程でセラミック板に対して加わる力を低減することができ、セラミック板の割れを低減させることができる。また、ベースの他片は一片より下位に位置しているので、他片の溶接時に発生するスパッタ、チリなどは他片の上に残留し、ケースの内部に侵入しにくくなる。
【０１２１】
請求項５記載の発明によると、ろう付け部が凸状で構成されているので、ろう付け部の剛性が小さくなり、残留応力を小さくすることができる。また、延出部にケースのフランジ部を溶接する工程では、延出部の反りの矯正による変形を、凸状によりある程度吸収することができ、セラミック板に加わる力をさらに小さくすることができる。
【０１２２】
請求項６記載の発明によると、プロジェクションの接合界面からのみの発熱でかつ瞬時に溶接が完了するので、余分な熱ひずみが発生せず、セラミックスの割れを低減することができる。
【０１２３】
請求項７記載の発明によると、延出部にケースのフランジ部を溶接する工程において、ベースの反りをプロジェクションの変形で吸収できるので、延出部の反りを必ずしも矯正する必要が無くなり、反りの矯正により発生する力が、セラミック板に力が加わることが無く、この工程でのセラミック板の割れを防止することができる。
【０１２４】
請求項８記載の発明によると、ベースの延出部あるいは、ケースのフランジ部にプロジェクションとなる突起をプレス成型などで形成する必要がなくなり、これによる延出部やフランジ部の精度の低下招くことが無いので、溶接の信頼性が向上する。
【０１２５】
請求項９記載の発明によると、プロジェクションを容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の参考例のセラミック板と金属製ケースの気密接合工程を示す縦断面図である。
【図２】本発明の全ての参考例および実施の形態に共通するセラミック板と金属製ケースの気密接合工程を示す斜視図である。
【図３】第１の参考例のセラミック板とベースを示す斜視図である。
【図４】第１の参考例のセラミック板と金属製ケースの気密接合工程を示す縦断面図である。
【図５】ベースの反りを模式的に示す正面図である。
【図６】実験の状態を示す縦断面図である。
【図７】実験結果を示すグラフである。
【図８】抵抗溶接の工程を示す正面図である。
【図９】異なる抵抗溶接の工程を示す縦断面図である。
【図１０】異なる抵抗溶接の工程を示す縦断面図である。
【図１１】第２の参考例のセラミック板と金属製ケースの気密接合工程を示す縦断面図である。
【図１２】第２の参考例のセラミック板とベースを示す斜視図である。
【図１３】第２の参考例のセラミック板とベースを示す縦断面図であり、（ａ）は図１２におけるＡ−Ｂ断面、（ｂ）は図１２におけるＣ−Ｄ断面である。
【図１４】第３の参考例のセラミック板と金属製ケースの気密接合工程を示す縦断面図である。
【図１５】第３の参考例の異なるセラミック板と金属製ケースの気密接合工程を示す縦断面図である。
【図１６】第３の参考例の異なるセラミック板と金属製ケースの気密接合工程を示す縦断面図である。
【図１７】第１の実施の形態のセラミック板と金属製ケースの気密接合工程を示す縦断面図である。
【図１８】第２の実施の形態のセラミック板と金属製ケースの気密接合工程を示す縦断面図である。
【図１９】第３の実施の形態のセラミック板と金属製ケースの気密接合工程を示す縦断面図である。
【図２０】第４の実施の形態のセラミック板と金属製ケースの気密接合工程を示す縦断面図である。
【図２１】第４の実施の形態の異なるセラミック板と金属製ケースの気密接合工程を示す縦断面図である。
【図２２】第４の実施の形態の異なるセラミック板と金属製ケースの気密接合工程を示す縦断面図である。
【図２３】従来のベースの反りを模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
１ セラミック板
１１ ベース
１２ ろう付け部
１３ プロジェクション
１４ 延出部
１５ 凸状
１６ 基板部
１７ 補強板部
１８ 突出部
１９ 変形吸収部
２０ａ 一片
２０ｂ 他片
２１ ケース
２２ フランジ部
【図１】
0003750432.tif 000002
【図２】
0003750432.tif 000003
【図３】
0003750432.tif 000004
【図４】
0003750432.tif 000005
【図５】
0003750432.tif 000006
【図６】
0003750432.tif 000007
【図７】
0003750432.tif 000008
【図８】
0003750432.tif 000009
【図９】
0003750432.tif 000010
【図１０】
0003750432.tif 000011
【図１１】
0003750432.tif 000012
【図１２】
0003750432.tif 000013
【図１３】
0003750432.tif 000014
【図１４】
0003750432.tif 000015
【図１５】
0003750432.tif 000016
【図１６】
0003750432.tif 000017
【図１７】
0003750432.tif 000018
【図１８】
0003750432.tif 000019
【図１９】
0003750432.tif 000020
【図２０】
0003750432.tif 000021
【図２１】
0003750432.tif 000022
【図２２】
0003750432.tif 000023
【図２３】
0003750432.tif 000024