JP3698148B2

JP3698148B2 - Evaporable getter and vacuum vessel

Info

Publication number: JP3698148B2
Application number: JP2003123147A
Authority: JP
Inventors: 靖志中島
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-04-28
Filing date: 2003-04-28
Publication date: 2005-09-21
Anticipated expiration: 2023-04-28
Also published as: JP2004327349A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は真空環境下で用いるセンサ等の実装に用いるもので、特に小型・廉価な実装に適するゲッターおよびそのゲッターに適した真空容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開２００３−００４５２４号公報
【非特許文献１】
真空ハンドブック（日本真空技術株式会社発行）
古くは真空管やブラウン管、近年ではマイクロマシン技術を用いて製作されたセンサ類（振動型ジャイロ、遠赤外線センサ、共振形フィルタ）等においては、動作原理として、もしくは、その性能を向上させるために真空容器内に実装することが求められる。真空容器においては、容器内のガスをどんなに排気除去しても、その内壁の吸着ガスが残留して後刻放出されたり、構成部材の封着部分でのガスリークや素材本体における微小な透過ガスが存在することは周知のことである。そして真空封止後の時間経過に従い、上記ガスによって真空容器内の真空度が低下し、上記電子管やセンサの性能を低下させることになる。このため、これら電子部品の真空容器内に「ゲッター」と呼ばれる固体真空ポンプを封入し、上記ガスを除去することによって真空容器内の真空度を維持する技術が適用されてきた。
ゲッターとして広く用いられるのは、蒸発形ゲッター、非蒸発形ゲッターがあり、またこれらにそれぞれ加熱するための電熱ヒータを付加したものとしないものがある。特に、近年盛んに研究開発が進められているセンサ類においては、小型化が求められ、また旧来の電子管のように製造時に部材全体を高温にすることが許されない装置が多いので、真空容器へのゲッター挿入においては手法が限定されている。
ゲッターを小型のパッケージに封入する場合の現実的手法として、
▲１▼非蒸発形ゲッターを加熱して活性化した後に封入する、
▲２▼ヒーター内蔵非蒸発型ゲッターを封入して封止後過熱して活性化させる、
▲３▼蒸発型ゲッターを封入して別体のヒーターで加熱して蒸発させる、
▲４▼蒸発型ゲッター自身を電気ヒータとして蒸発させる、等の方法が考えられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の各方法では下記のような問題があり、小型で安価なゲッターとしては不十分なものであった。
▲１▼は真空装置内で加熱して封入・組立・封止を行うための設備が必要となり、製造装置が複雑かつ大型となるが生産性が高いので大量生産向きであり、少量生産の場合はコスト高となってしまう（特許文献１参照）。
▲２▼はゲッター自体の製造が難しく非常に高価であるために、真空容器としてもコストダウンが困難である。
▲３▼は蒸発型ゲッターが高価なだけでなく、熱容量が大きいので、小さな部分には入れられない、等の問題がある。
▲４▼はチタンゲッタポンプ若しくはチタンサプリメーションポンプ（非特許文献１の第９０頁参照）と呼ばれる真空排気用のポンプと原理は同じで、真空中で蒸着された金属の清浄表面にはガス分子が吸着結合して補足され、結果として真空排気される原理を用いる。
小型の真空容器に低コストでゲッターを挿入するためにはゲッター材そのものの低コスト化が可能な▲４▼の手法が最も適すると考えられる。しかし、この場合の真空容器内では、例えばチタン合金線を蒸発源とし、これに直接通電してチタンを加熱蒸発させることと、蒸発チタンを付着させる蒸発源周囲の壁面と、蒸発金属が拡散することによる他の構成部材への影響を排除する遮蔽板と、さらに蒸発源と周囲との電気的絶縁が要求される。そのため小型化した場合には蒸発源が細線となって、従来のポンプと同様の蒸発源を自立させた構造は用い難い、という問題があった。
本発明は上記のごとき問題を解決するためになされたものであり、構造が簡単で小型化および製造が容易なゲッターおよびそれに適した真空容器を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、導電性の金属線（例えばＴｉを主成分とする金属）と、該金属の蒸発操作温度にて融解しない耐熱性と電気的絶縁性を有する材料からなる繊維を用いたチューブとを有し、上記チューブの内部空間に上記金属線を通した構造を備え、上記金属線に電流を印加してその材料を蒸発させ、少なくとも上記チューブに付着させて使用するように構成している。
【０００５】
【発明の効果】
本発明においては、絶縁性のチューブにより高温となる金属線を包むので、加熱時の金属線を保温しながら金属線を蒸発させることが出来る。そのため、絶縁構造が簡単で製造が容易になり、小型で安価となる。また、チューブは繊維を用いるので表面積が大きく、蒸着面積が大きく取れるので、排気速度を向上させることが出来る等の効果が得られる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。なお、以下の図は形態の一例を示すもので、その寸法比等は限定されるものではない。
図１は、第１の実施例図であり、本発明のゲッター材料となる金属線１を耐熱性の絶縁材料からなる織物のチューブ２で被覆した構造を示す斜視図である。なお、図１においてはゲッター３の端部の一方を描画している。
【０００７】
図１において、金属線１はチタン、ジルコニウム、バナジウム、鉄、アルミニウム、金属バリウム等の従来からガスを吸着する性能が高い材料の単一材もしくは合金、あるいは、モリブデン、タンタル、ニッケル等の構造材となる材料との合金からなる。
ゲッターとなる金属線は、前記非特許文献１に記載のチタンサブリメーションポンプ用材料として、あるいはサエス社カタログにもあるような非蒸発形ゲッター材料として知られているものである。
【０００８】
本実施例においては、例えばチタンとモリブデンの合金を、太さ２００μｍの金属線１として用いた。
上記の金属線１としてい用いた合金の操作と作用に関しては古くから知られるものであるが以下に簡単に述べる。
金属線１に真空中で電流を印加してその電気抵抗により発熱させると、１０００℃程度からチタンが蒸発し始める。真空中で蒸発したチタンは、真空容器内に残留する空気の分子と結合して周囲に付着したり、結合せずに活性なチタン膜を周囲の壁面に形成した後に、飛来する空気分子を捕捉する。なお、金属線への電流印加はパルス的に行われることが多い。
【０００９】
本実施例においては、金属線１の周囲にチューブ２を被覆する。つまりチューブ２の内部空間に金属線１を通した構造を有している。
本構造はヒータ線の接続に用いられる「ガラスシース」と呼ばれる被覆に構造が類似しているが、ガラスシースは耐熱温度が５００℃程度しかなく、本発明におけるゲッター蒸発温度では溶解してしまい、被覆材料とならない。そのため、本実施例においては、アルミナセラミクス繊維を、直径１ｍｍのチューブ状に編んだ物を用いた。
【００１０】
アルミナセラミクス繊維には、例えば三菱鉱山マテリアル社の商品名「アルマックス」や三菱化学産資株式会社の商品名「マフテックファイバー」などがある。ゲッター材がチタンの場合は、１４００℃程度までの耐熱温度があれば実用上十分であり、上記の物質は十分な耐用性を有する。
なお、高温で電気的絶縁性を有し、溶解しない材料であればアルミナ繊維以外の材料でも使用出来る。
【００１１】
上記の金属線１とチューブ２とにより構成される本ゲッター３は、電流印加によって自己発熱させる。そのため、金属線１と電流供給端子との接続部（ゲッターの端部）では、金属線１を電気的に接続する必要があるが、金属線１を接続するために、チューブ２の被覆を無くして金属線１を剥き出しにすると、金属線１が加熱された際に、気化された材料がチューブ２の外部に放出されてしまい、それが付着することによって電流供給端子と周辺部との絶縁性が低下するおそれがある。
図２は、上記の問題に対処するための構造を示す図であり、図２（Ａ）は斜視図、図２（Ｂ）は断面図である。
【００１２】
図２に示すように、圧着端子様の金具４を用いてチューブ２の端部４１をカシメると共に、金属線１も別箇所４２でカシメて該金具４と電気的に接続する。そして電流供給端子へは上記金具４を用いて接続する。なお、金具４の材料としては、例えば４−２アロイを用いることができる。つまり、金属線１のうちの蒸発させたくない領域に位置するチューブ２を金属線１に密着させたものである。このように構成することにより、電流供給端子付近でゲッター材が蒸発して電流供給端子近傍に付着することによる絶縁低下を防止することが出来る。
【００１３】
次に、本ゲッターの使用方法について、円盤状の真空容器に実装する場合を例として説明する。
図３は、真空容器のキャップを取り除いた状態、つまり、センサチップ５とゲッター３を取り付けたステム６の部分を示す斜視図である。この上を破線で示すキャップ６３で覆い、内部を真空とすることにより、真空容器となる。
この真空容器は、コバール、ステンレス、４−２アロイ、真空用アルミニウム等のガス透過の小さい材料を用いて、内部を真空に保つために、ステム６とキャップ６３とを気密接合して形成している。
ハーメチック端子６１を配置したステム６の中心部には、例えばシリコン半導体プロセスを用いて形成したセンサチップ５をステム６の中心にダイボンドし、センサチップ５の周囲のハーメチック端子６１にワイヤボンディング７により電気的接続を行った。
【００１４】
本実施例ではセンサチップサイズに対して周囲に余裕を持たせて、可能な限り薄型に実装する例として、ゲッター３はセンサチップの電気的接続に用いるハーメチック端子６１の周囲に配置し、同様に周囲に設置したハーメチックの電流供給端子６２に超音波溶接で接続した。なお、ハーメチック端子６１および電流供給端子６２とステム６とは当然電気的に絶縁されている。
【００１５】
その後、真空中でキャップ６３（図３ではゲッターを図示するため、キャップ外形は破線で、外壁面は素通しで描画）をステム６に合せて周囲を気密溶接して、容器が完成する。
真空中の溶接時あるいは上記気密溶接後、電流供給端子６２を介してゲッター３に電流を印加してチタンを蒸発させて、ゲッターを活性化させる。
この際、織物で作成したチューブでは、チューブ２の長さを選ぶことにより、図４に示したように、ゲッター３が円形に湾曲するので、織物で形成したチューブ内周側は目が詰る（２１）。このとき目の詰まった部分２１では外部から見通すことが出来ない程度の繊維密度にしておくと、金属線１のチタンが蒸発した場合に、センサチップ５が配置されている内側方向はチタン蒸気がチューブ２の繊維に付着して周囲には着き回らない。一方、チューブの外周側は目が荒くなるので（２２）、蒸発したチタン蒸気はチューブの繊維に付着するほかにチューブの繊維の目を通過して真空容器の外周壁内側にも蒸着される。なお、図４では、上記の作用が判りやすように、チューブ２を構成する縦横の繊維のうち、一方向の繊維のみを描画している。
【００１６】
上記の作用により、蒸発したチタンが付着するのは主に繊維上となる。繊維はその体積に対して非常に広い表面積を有するため、チタンの蒸着面積は非常に広い。蒸発形ゲッターの吸着原理より金属蒸着面積が広いほど吸着の効率が向上する。したがって、本ゲッターは細いチューブを用いるのにもかかわらず排気速度を確保することが出来る。
また、チューブ外周から飛び出した蒸気も、外周壁で蒸着膜となって吸着に寄与するだけでなく、蒸着面は母材からのガス放出が抑制されるため真空度維持にも好都合である。
なお、図２に示した金具４は必ずしも必要ではなく、金属蒸気の付着対策を施すことが出来るのであれば、金属線１を直接電流供給端子に接合しても一向に差し支えない。
【００１７】
以上、本発明に係るゲッターでは、基本的にゲッターとなる金属線と耐熱性の絶縁繊維で作成したチューブとで構成されるので、非蒸発型ゲッターの様にゲッター材料合金の微粉末を作成する必要も無く、安価な材料と容易な手法で製造できるので基本的にコストが低く、また取り付けに必要な真空容器も複雑に成り勝ちな絶縁のための加工が不要に成るので、ゲッターのコストダウンおよび真空容器のコストダウンを同時に図ることができる。
【００１８】
次に、図５は、本発明の第２の実施例を示す斜視図である。本実施例は第１の実施例で説明したゲッター３を機構的に支持して３次元的にセンサチップ等の真空実装を行うものである。
本発明に係るゲッター３は小型の真空容器に用いるので、活性化時に周囲に熱影響を及ぼさない様に用いるため熱容量を極力小さくしたい。従って必然的に金属線１は第１の実施例のように非常に細いものとなる。よって機械的強度が不足しがちになるので、ゲッター３をセンサチップ等の上方に設置する場合には、機構的に支持する必要がある。例えばゲッター３をステム６の面から離して設置したい場合のように、ゲッター３を触れさせたくない部分から隔離して設置する場合に本実施例を適用する。
【００１９】
図５はキャップを溶接する前において、ゲッター３を取り付けた状態のステムを示す。支持具８は、例えば金属で形成され、ステム６の内周に沿った円環状の部分から、円の内側に向かって複数の枝状の支持部材が延びた形状を有している。この複数の枝状の支持部材の上にゲッター３を円形に曲げて配設している。
ゲッター３は金属蒸気がチューブ２の外部に飛散しないよう網の目を密にせねばならないが、織物なので機密性は無く、真空排気は問題なく行われる。
また、真空中なので、通電により高温となる金属線１からの熱は放射熱のみが問題となるが、これは耐熱絶縁材料のチューブ２で遮断されるので、他の容器内のセンサチップ５等の部品に害を及ぼすことはない。
また、この場合、金属線１はチューブ２により電気的に絶縁されているので、支持具８に載せるだけで絶縁と共に機械的支持が出来るので、真空容器の耐震性等の機械的信頼性向上が容易に図られる。したがって構造が簡単で安価な真空容器を実現出来る。
【００２０】
なお、実施例１および２において、チューブ２は、その外部から内部の金属線１を見通すことが出来ない程度の繊維密度を有する部分を設けている。つまり、ゲッターを円形に曲げて載置すると、内側の繊維が密になって目がつまり、見通すことが出来ない程度になる。金属線から蒸発金属が放出される際には、蒸気は直線的に移動する。真空容器においては、一般に容器の中心側にセンサチップ等の内蔵物が配置され、周辺部は壁面のみとなる。したがって容器外周に沿って円形にゲッター３を設置すれば、円形のチューブ２の繊維密度は内周側が自動的に高くなって金属蒸気をチューブ２で捕捉し、外周側は繊維密度が低くなって織り目から金属蒸気が放出され、真空容器内壁がＴｉコートされて蒸着面となるだけでなく、壁面からのガス放出も抑制することができる。つまり、金属蒸着されては支障がある部位に当る方向の繊維密度を高くして蒸気をチューブ２に全て付着させ、支障の無い部分は周囲の真空容器内壁にも付着させる。
【００２１】
次に、図６は、本発明の第３の実施例を示す斜視図である。なお、内部構造を説明するためにキャップ６３の手前部分約４分の１を切り取って図示し、かつ、キャップ６３を透明状に表示している。
本実施例はゲッター３を遮蔽空間に設置するもので、金属蒸気の着き回り防止を重視したものである。図６において、遮蔽板９は、ステム６内の中心部分（センサチップ５の搭載部分）と外周部とを分けるように、ステム６の円周に沿った円環状をしており、かつ、円環の縦方向の途中に段差を設けている。この段差は、図５の支持具８と同様の機能を有するものであり、この段差にゲッター３を円形に曲げて配設する。
なお、遮蔽板９は、ゲッター３から飛散する金属蒸気に対して中心部を遮蔽するものであり、気密構造にするものではない。
【００２２】
この実施例においても、ゲッター３は金属線１を絶縁性のチューブ２が包んでいるので、絶縁構造が不要であり、ゲッター３を段差に直接載置すればよい。また、この実施例の場合には、遮蔽板９を設けてゲッター３から飛散する金属蒸気に対して中心部を遮蔽しているので、前記図５の実施例のように、チューブ２の繊維の目の細かさを管理する必要は無く、信頼性が高い真空容器を低コストで実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例におけるゲッターを示す斜視図。
【図２】本発明の第１の実施例におけるゲッターの接続部分を示す図であり、（Ａ）はゲッター端部の斜視図、（Ｂ）はゲッター端部の断面図。
【図３】本発明の第１の実施例におけるゲッターを設置した真空容器のステムを示す斜視図。
【図４】本発明の第１の実施例におけるゲッターのチューブの繊維の目の変化を説明するための斜視図。
【図５】本発明の第２の実施例における真空容器を示す斜視図。
【図６】本発明の第３の実施例における真空容器を示す斜視図。
【符号の説明】
１…金属線２…チューブ
２１…チューブの繊維の目が詰まった部分
２２…チューブの繊維の目が粗くなった部分
３…蒸発型ゲッター４…金具
４１…金具４上のチューブ２のカシメ部分
４２…金具４上の金属線１のカシメ部分
５…センサチップ６…ステム
６１…ハーメチック端子６２…ハーメチックの電流供給端子
６３…真空容器のキャップ７…ワイヤボンディング
８…支持具９…遮蔽板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is used for mounting a sensor or the like used in a vacuum environment, and particularly relates to a getter suitable for small and inexpensive mounting and a vacuum container suitable for the getter.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1]
JP 2003-004524 A Non-Patent Document 1
Vacuum handbook (issued by Nippon Vacuum Technology Co., Ltd.)
In the past, vacuum tubes and cathode-ray tubes, and in recent years, sensors (vibrating gyros, far-infrared sensors, resonance filters, etc.) manufactured using micromachine technology are used as a working principle or in order to improve their performance. It is required to be implemented within. In a vacuum vessel, no matter how much the gas in the vessel is exhausted and removed, the adsorbed gas on the inner wall remains and is released later, or there is a gas leak at the sealing part of the component or a minute permeated gas in the material body It is well known to do. As the time elapses after the vacuum sealing, the degree of vacuum in the vacuum vessel is lowered by the gas, and the performance of the electron tube and sensor is lowered. For this reason, a technique for maintaining the degree of vacuum in the vacuum container by sealing a solid vacuum pump called “getter” in the vacuum container of these electronic components and removing the gas has been applied.
Widely used as getters are an evaporative getter and a non-evaporable getter, and there are those that do not include an electric heater for heating them. In particular, in sensors that have been actively researched and developed in recent years, downsizing is required, and since there are many devices that do not allow the entire member to be heated at the time of manufacture, such as a conventional electron tube, there is a need for a vacuum vessel. There are limited methods for getter insertion.
As a practical way to enclose the getter in a small package,
(1) Enclose after heating and activating the non-evaporable getter,
(2) Enclose a non-evaporable getter with built-in heater and heat it after sealing to activate it.
(3) Enclose the evaporative getter and heat it with a separate heater to evaporate.
(4) A method of evaporating the evaporable getter itself as an electric heater is considered.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, each of the above methods has the following problems and is insufficient as a small and inexpensive getter.
(1) requires equipment for heating, sealing, assembling, and sealing in a vacuum device. The manufacturing equipment is complicated and large, but it is suitable for mass production because of its high productivity. Is expensive (see Patent Document 1).
Since (2) is difficult and expensive to manufacture the getter itself, it is difficult to reduce the cost as a vacuum container.
(3) has a problem that not only the evaporable getter is expensive, but also has a large heat capacity, so that it cannot be put in a small part.
(4) is the same principle as a vacuum exhaust pump called a titanium getter pump or a titanium supplement pump (see page 90 of Non-Patent Document 1). Is adsorbed and captured, and as a result is evacuated.
In order to insert a getter into a small vacuum vessel at a low cost, the method (4) that can reduce the cost of the getter material itself is considered most suitable. However, in this case, for example, a titanium alloy wire is used as the evaporation source, and the titanium is heated and evaporated directly, and the wall around the evaporation source to which the evaporated titanium is attached and the evaporated metal diffuse. The shielding plate which eliminates the influence on other components due to this, and further electrical insulation between the evaporation source and the surroundings are required. Therefore, when the size is reduced, the evaporation source becomes a thin line, and there is a problem that it is difficult to use a structure in which an evaporation source similar to a conventional pump is self-supporting.
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a getter that has a simple structure, can be reduced in size, and can be easily manufactured, and a vacuum vessel suitable for the getter.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, a conductive metal wire (for example, a metal containing Ti as a main component) and a tube using a fiber made of a material having heat resistance and electrical insulation that does not melt at the evaporation operation temperature of the metal, And having a structure in which the metal wire is passed through the internal space of the tube, and applying a current to the metal wire to evaporate the material so that the material adheres to at least the tube. .
[0005]
【The invention's effect】
In the present invention, since the metal wire which becomes high temperature is wrapped by the insulating tube, the metal wire can be evaporated while keeping the metal wire at the time of heating. For this reason, the insulating structure is simple and easy to manufacture, and it is small and inexpensive. Further, since the tube uses fibers, the surface area is large and the vapor deposition area is large, so that the effect of improving the exhaust speed can be obtained.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the following figures show an example of a form, The dimension ratio etc. are not limited.
FIG. 1 is a perspective view showing a structure of a first embodiment in which a metal wire 1 serving as a getter material of the present invention is covered with a fabric tube 2 made of a heat-resistant insulating material. In FIG. 1, one end of the getter 3 is drawn.
[0007]
In FIG. 1, a metal wire 1 is a single material or alloy of a material having a high performance for adsorbing gas such as titanium, zirconium, vanadium, iron, aluminum, and metal barium, or a structural material such as molybdenum, tantalum, and nickel. It consists of an alloy with the material to become.
The metal wire used as a getter is known as a material for a titanium sublimation pump described in Non-Patent Document 1 or as a non-evaporable getter material as described in the SAES catalog.
[0008]
In this embodiment, for example, an alloy of titanium and molybdenum is used as the metal wire 1 having a thickness of 200 μm.
The operation and action of the alloy used as the metal wire 1 have been known for a long time, but will be briefly described below.
When an electric current is applied to the metal wire 1 in a vacuum to generate heat by its electric resistance, titanium starts to evaporate from about 1000 ° C. Titanium evaporated in vacuum binds to the air molecules remaining in the vacuum vessel and attaches to the surroundings, or forms an active titanium film on the surrounding wall without binding, and then captures the air molecules that fly. To do. Note that current application to the metal wire is often performed in a pulsed manner.
[0009]
In this embodiment, the tube 2 is covered around the metal wire 1. That is, the metal wire 1 is passed through the internal space of the tube 2.
This structure is similar in structure to the coating called “glass sheath” used for connecting the heater wires, but the glass sheath has a heat-resistant temperature of only about 500 ° C. and melts at the getter evaporation temperature in the present invention, Not a coating material. Therefore, in this example, an alumina ceramic fiber knitted in a tube shape with a diameter of 1 mm was used.
[0010]
Alumina ceramic fibers include, for example, the trade name “Almax” of Mitsubishi Mining Materials and the trade name “Maftec Fiber” of Mitsubishi Chemical Corporation. When the getter material is titanium, a heat resistant temperature up to about 1400 ° C. is sufficient for practical use, and the above-mentioned substances have sufficient durability.
In addition, materials other than alumina fibers can be used as long as they are electrically insulating at high temperatures and do not melt.
[0011]
The getter 3 composed of the metal wire 1 and the tube 2 self-heats when a current is applied. Therefore, it is necessary to electrically connect the metal wire 1 at the connection portion (the end portion of the getter) between the metal wire 1 and the current supply terminal. However, in order to connect the metal wire 1, the tube 2 is not covered. If the metal wire 1 is exposed, when the metal wire 1 is heated, the vaporized material is released to the outside of the tube 2 and adheres to it, thereby insulating the current supply terminal from the peripheral portion. May decrease.
2A and 2B are diagrams illustrating a structure for dealing with the above-described problem. FIG. 2A is a perspective view and FIG. 2B is a cross-sectional view.
[0012]
As shown in FIG. 2, the end portion 41 of the tube 2 is crimped using a crimp terminal-like metal fitting 4, and the metal wire 1 is also crimped at another location 42 to be electrically connected to the metal fitting 4. The metal fitting 4 is connected to the current supply terminal. In addition, as a material of the metal fitting 4, for example, 4-2 alloy can be used. That is, the tube 2 located in a region of the metal wire 1 that is not desired to be evaporated is brought into close contact with the metal wire 1. With this configuration, it is possible to prevent a decrease in insulation due to the getter material evaporating near the current supply terminal and adhering to the vicinity of the current supply terminal.
[0013]
Next, a method of using the getter will be described by taking as an example the case of mounting in a disk-shaped vacuum container.
FIG. 3 is a perspective view showing the state of the stem 6 with the sensor chip 5 and the getter 3 attached thereto, that is, the state where the cap of the vacuum vessel is removed. This is covered with a cap 63 indicated by a broken line, and the inside is evacuated to form a vacuum container.
This vacuum vessel is formed by tightly joining the stem 6 and the cap 63 in order to keep the inside vacuum by using a material having a small gas permeability such as Kovar, stainless steel, 4-2 alloy, aluminum for vacuum. Yes.
A sensor chip 5 formed using, for example, a silicon semiconductor process is die-bonded to the center of the stem 6 at the center of the stem 6 where the hermetic terminal 61 is disposed, and the hermetic terminal 61 around the sensor chip 5 is electrically connected to the hermetic terminal 61 by wire bonding 7. Connection was made.
[0014]
In this embodiment, the getter 3 is disposed around the hermetic terminal 61 used for electrical connection of the sensor chip as an example of mounting as thin as possible with a margin around the sensor chip size. It connected to the hermetic current supply terminal 62 installed around by ultrasonic welding. Naturally, the hermetic terminal 61 and the current supply terminal 62 and the stem 6 are electrically insulated.
[0015]
After that, the container is completed by vacuum-sealing the cap 63 (the cap outer shape is drawn with a broken line and the outer wall surface is drawn through in order to show the getter in FIG.
At the time of welding in vacuum or after the above airtight welding, current is applied to the getter 3 through the current supply terminal 62 to evaporate titanium and activate the getter.
At this time, in the tube made of woven fabric, by selecting the length of the tube 2, the getter 3 is curved in a circular shape as shown in FIG. 4, so that the inner peripheral side of the tube formed of woven fabric is clogged ( 21). At this time, if the fiber density is set so that it cannot be seen from the outside in the clogged portion 21, when the titanium of the metal wire 1 evaporates, the inner direction in which the sensor chip 5 is disposed has titanium vapor. It adheres to the fibers of the tube 2 and does not settle around. On the other hand, since the eyes become rough on the outer peripheral side of the tube (22), the evaporated titanium vapor is deposited on the inner side of the outer peripheral wall of the vacuum container through the eye of the fiber of the tube in addition to adhering to the fiber of the tube. In FIG. 4, only the fibers in one direction are drawn out of the vertical and horizontal fibers constituting the tube 2 so that the above-described operation can be easily understood.
[0016]
Due to the above action, the evaporated titanium adheres mainly on the fiber. Since the fiber has a very large surface area relative to its volume, the deposition area of titanium is very large. The adsorption efficiency increases as the metal deposition area is larger than the adsorption principle of the evaporative getter. Therefore, the present getter can secure the exhaust speed despite the use of a thin tube.
Further, the vapor that jumps out from the outer periphery of the tube not only contributes to the adsorption as a vapor deposition film on the outer peripheral wall, but also the vapor deposition surface is convenient for maintaining the degree of vacuum because gas emission from the base material is suppressed.
Note that the metal fitting 4 shown in FIG. 2 is not always necessary, and the metal wire 1 may be directly joined to the current supply terminal as long as it can take measures against adhesion of metal vapor.
[0017]
As described above, the getter according to the present invention basically includes a metal wire serving as a getter and a tube made of a heat-resistant insulating fiber, so that a fine powder of getter material alloy is produced like a non-evaporable getter. Since it is unnecessary, it can be manufactured with inexpensive materials and an easy method, so the cost is basically low, and the vacuum vessel required for installation is complicated, and processing for insulation, which is likely to be complicated, is no longer required. In addition, the cost of the vacuum vessel can be reduced at the same time.
[0018]
Next, FIG. 5 is a perspective view showing a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the getter 3 described in the first embodiment is mechanically supported, and a sensor chip or the like is vacuum-mounted in a three-dimensional manner.
Since the getter 3 according to the present invention is used for a small vacuum vessel, it is desired to make the heat capacity as small as possible because it is used so as not to affect the surroundings at the time of activation. Therefore, the metal wire 1 is inevitably very thin as in the first embodiment. Therefore, since mechanical strength tends to be insufficient, when the getter 3 is installed above a sensor chip or the like, it is necessary to support it mechanically. For example, the present embodiment is applied to a case where the getter 3 is installed away from a portion where the getter 3 is not desired to be touched, such as when the getter 3 is installed away from the surface of the stem 6.
[0019]
FIG. 5 shows the stem with the getter 3 attached before the cap is welded. The support 8 is made of, for example, metal, and has a shape in which a plurality of branch-like support members extend from an annular portion along the inner periphery of the stem 6 toward the inside of the circle. The getter 3 is arranged in a circular shape on the plurality of branch-like support members.
The getter 3 must have a close mesh so that the metal vapor does not scatter to the outside of the tube 2. However, since it is a woven fabric, there is no confidentiality and evacuation is performed without any problem.
In addition, since it is in a vacuum, only the radiant heat becomes a problem with the heat from the metal wire 1 that becomes high temperature when energized. However, since this is blocked by the tube 2 of heat-resistant insulating material, the sensor chip 5 in another container, etc. It will not harm the parts.
In this case, since the metal wire 1 is electrically insulated by the tube 2, it can be mechanically supported together with the insulation simply by placing it on the support 8, so that the mechanical reliability such as the earthquake resistance of the vacuum vessel can be improved. Easy to plan. Therefore, it is possible to realize an inexpensive vacuum vessel having a simple structure.
[0020]
In Examples 1 and 2, the tube 2 is provided with a portion having a fiber density such that the inner metal wire 1 cannot be seen from the outside. In other words, when the getter is bent and placed in a circular shape, the inner fibers become dense and the eyes cannot be seen. When the evaporated metal is released from the metal wire, the vapor moves linearly. In a vacuum vessel, generally, a built-in object such as a sensor chip is disposed on the center side of the vessel, and the peripheral portion is only a wall surface. Therefore, if the getter 3 is installed in a circle along the outer periphery of the container, the fiber density of the circular tube 2 is automatically increased on the inner peripheral side and the metal vapor is captured by the tube 2, and the fiber density is decreased on the outer peripheral side. The metal vapor is released from the weave, and the inner wall of the vacuum vessel is coated with Ti to become a vapor deposition surface, and gas emission from the wall surface can also be suppressed. That is, the vapor density is increased in the direction in which the metal is deposited so as to be in contact with the troubled part, and the vapor is attached to the tube 2, and the part without trouble is also attached to the inner wall of the surrounding vacuum vessel.
[0021]
Next, FIG. 6 is a perspective view showing a third embodiment of the present invention. In order to explain the internal structure, about a quarter of the front portion of the cap 63 is cut out and shown, and the cap 63 is displayed in a transparent state.
In this embodiment, the getter 3 is installed in a shielded space, and importance is attached to prevention of metal vapor landing. In FIG. 6, the shielding plate 9 has an annular shape along the circumference of the stem 6 so as to divide the central portion (mounting portion of the sensor chip 5) and the outer peripheral portion in the stem 6. A step is provided in the middle of the ring in the vertical direction. This step has a function similar to that of the support 8 in FIG. 5, and the getter 3 is bent and arranged in this step.
The shielding plate 9 shields the central portion against the metal vapor scattered from the getter 3 and does not have an airtight structure.
[0022]
Also in this embodiment, since the getter 3 wraps the metal wire 1 with the insulating tube 2, no insulating structure is required, and the getter 3 may be placed directly on the step. Further, in the case of this embodiment, the shielding plate 9 is provided to shield the central portion against the metal vapor scattered from the getter 3, so that the fibers of the tube 2 as in the embodiment of FIG. There is no need to manage the fineness of the eyes, and a highly reliable vacuum vessel can be realized at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a getter according to a first embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing a getter connecting portion in the first embodiment of the present invention, in which FIG. 2A is a perspective view of the end portion of the getter, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the end portion of the getter.
FIG. 3 is a perspective view showing a stem of a vacuum vessel in which a getter is installed according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view for explaining a change in fibers of the getter tube in the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view showing a vacuum container according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view showing a vacuum container according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Metal wire 2 ... Tube 21 ... The part where the fiber of the tube was clogged 22 ... The part where the fiber of the tube became rough 3 ... Evaporation type getter 4 ... Metal fitting 41 ... The caulking part 42 of the tube 2 on the metal fitting 4 ... Caulking portion 5 of metal wire 1 on metal fitting 4 ... Sensor chip 6 ... Stem 61 ... Hermetic terminal 62 ... Harmetic current supply terminal 63 ... Cap for vacuum vessel 7 ... Wire bonding 8 ... Supporting tool 9 ... Shielding plate

Claims

導電性の金属線と、該金属の蒸発操作温度にて融解しない耐熱絶縁材料からなる繊維を用いたチューブとを有し、上記チューブの内部空間に上記金属線を通した構造を備え、上記金属線に電流を印加してその材料を蒸発させ、少なくとも上記チューブに付着させて使用することを特徴とする蒸発型ゲッター。A conductive metal wire and a tube using a fiber made of a heat-resistant insulating material that does not melt at the evaporation operation temperature of the metal; An evaporation type getter characterized in that an electric current is applied to a wire to evaporate the material, and at least the material is attached to the tube.

上記導電性の金属線は、Ｔｉを主成分とする金属線である、ことを特徴とする請求項１に記載の蒸発形ゲッター。2. The evaporable getter according to claim 1, wherein the conductive metal wire is a metal wire mainly composed of Ti.

上記金属線のうちの蒸発させたくない領域に位置する上記チューブを上記金属線に密着させたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蒸発形ゲッター。3. The evaporable getter according to claim 1, wherein the tube located in a region of the metal wire that is not to be evaporated is brought into close contact with the metal wire.

上記金属線の端部とその部分に位置する上記チューブとを金具によってカシメることにより、上記チューブを上記金属線に密着させたことを特徴とする請求項３に記載の蒸発形ゲッター。The evaporable getter according to claim 3, wherein the tube is brought into close contact with the metal wire by caulking the end portion of the metal wire and the tube positioned at the portion with a metal fitting.

上記チューブは、その外部から内部の金属線を見通すことが出来ない程度の繊維密度を有する部分を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の蒸発型ゲッター。The evaporation getter according to any one of claims 1 to 4, wherein the tube includes a portion having a fiber density such that an internal metal wire cannot be seen from the outside.

真空となる容器と、該容器に気密封止接合されて該容器の内側と外側に貫通し、かつ該容器から電気的に絶縁された電流供給端子とを有し、該電流供給端子に請求項１乃至請求項５の何れかに記載の蒸発型ゲッターを接合した構造を有することを特徴とする真空容器。A container that is evacuated, and a current supply terminal that is hermetically sealed and joined to the container, penetrates the inside and outside of the container, and is electrically insulated from the container. A vacuum container having a structure in which the evaporation type getter according to any one of claims 1 to 5 is joined.

上記容器内に、上記蒸発型ゲッターを機構的に支持する支持部を設け、上記蒸発型ゲッターを上記支持部で支持して上記容器内に収納したことを特徴とする請求項６に記載の真空容器。The vacuum according to claim 6, wherein a support portion that mechanically supports the evaporative getter is provided in the container, and the evaporative getter is supported by the support portion and stored in the container. container.

上記容器内に遮蔽された空間を設け、上記蒸発型ゲッターを上記空間内に収納したことを特徴とする請求項６に記載の真空容器。The vacuum container according to claim 6, wherein a shielded space is provided in the container, and the evaporative getter is accommodated in the space.